CN102156316A - 彩色滤光片及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种彩色滤光片的制造方法，在一透明衬底上涂布一层透明感光材料层，利用一表面具有凹形图样的公模在透明感光材料层上形成一凸起于透明衬底表面的透明矩阵，该透明矩阵在透明衬底上分割出多个由透明矩阵相互隔开的像素区域。固化所述透明矩阵，并利用喷墨印刷法在多个像素区域内涂布颜料墨水，然后固化颜料墨水，形成多个彩色滤光薄膜。本发明所提供的彩色滤光片的制造方法无需在衬底上形成黑矩阵，不需要多次曝光显影操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种彩色滤光片及其制造方法，尤其涉及一种在反射式显示屏表面形成彩色滤光片及其制造方法。
背景技术
平面显示装置，如液晶显示器、电泳式电子纸显示屏等通常需要利用彩色滤光片将通过的白光转化为红、绿、蓝三基色光束达到显示不同色彩影像的效果。彩色滤光片主要包括黑矩阵和着色层，该着色层是由交替排列的红、绿、蓝三色颜色层组成。
近年来发展了一种利用喷墨印刷(inkjet printing)形成彩色滤光片的方法。该方法主要包括以下步骤：首先在衬底上依次形成黑矩阵层和第一光阻层；通过光罩对该第一光阻层进行曝光和显影，将光罩上具有的图案转印到第一光阻层上，形成多个图案化的光阻矩阵；对黑矩阵层进行蚀刻，并在蚀刻之后去除剩余的光阻矩阵，得到图案化的黑矩阵；在黑矩阵上形成第二光阻层并进行曝光和显影，在黑矩阵上形成多个挡墙；进行喷墨印刷工序将颜料墨水(红色、绿色、蓝色)注入到两个挡墙之间的空间中。随后进行热烘烤程序(thermal bakingprocess)以将颜料固化。在该滤光片的制造方法中，为了将光罩上具有的图案转印到黑矩阵上，需经过两道制程，即首先利用光罩曝光第一光阻层，将光罩的的图案转印到第一光阻层上形成光阻矩阵，然后再以光阻矩阵做保护对不需要的黑矩阵层进行蚀刻去除，并去除多余的剩余的光阻矩阵得到图案化的黑矩阵。这种制程设计的步骤繁多且复杂，多次的曝光显影会影响到最终黑矩阵和挡墙图案的精确度。
另外由于前述的滤光片制造方法多用于玻璃衬底的滤光片制作，当此种滤光片应用于电泳式电子纸显示屏时，由于电子纸是软性的，因此将采用依此种方法所制得的玻璃衬底滤光片与电子纸进行层叠时，会产生气泡等贴合不良的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种不需要经过多次曝光形成黑矩阵的彩色滤光片的制造方法。
本发明还提供一种在反射式显示屏上形成彩色滤光片的制造方法。
本发明还提供一种彩色滤光片。
本发明还提供一种具有彩色滤光片的反射型显示装置。
一种彩色滤光片的制造方法，该方法包括以下步骤：在一透明衬底上涂布一层透明感光材料层；利用一表面具有凹形图样的公模在透明感光材料层上形成一凸起于透明衬底表面的透明矩阵，该透明矩阵在透明衬底上分割出多个由透明矩阵相互隔开的像素区域；固化所述透明矩阵；利用喷墨印刷法在多个像素区域内涂布颜料墨水；固化颜料墨水，形成多个彩色滤光薄膜。
一种在反射式显示屏上形成彩色滤光片的制造方法，该方法包括以下步骤：在一反射式显示屏上涂布一层透明感光材料层；利用一表面具有凹形图样的公模在所述透明感光材料层上形成一凸起于反射式显示屏表面的透明矩阵，该透明矩阵在反射式显示屏上分割出多个由透明矩阵相互隔开的像素区域；固化所述透明矩阵；利用喷墨印刷法在多个像素区域内涂布颜料墨水；固化颜料墨水，形成多个彩色滤光薄膜。
一种彩色滤光片，依次包括：透明衬底层；透明矩阵层，该透明矩阵层为利用模压方法形成的凸起于透明衬底表面的透明矩阵，该透明矩阵在透明衬底上分割出多个由透明矩阵相互隔开的像素区域：着色层，该着色层设置在所述像素区域内。
一种具有彩色滤光片的反射型显示装置，依次包括：反射式显示屏层；透明矩阵层，该透明矩阵层为利用模压方法形成的凸起于反射式显示屏层表面的透明矩阵，该透明矩阵在反射式显示屏层上分割出多个由透明矩阵相互隔开的像素区域：着色层，该着色层设置在所述像素区域内。
本发明采用一表面具有凹形图样的公模在透明感光材料层上形成一凸起于透明衬底表面的透明矩阵，该透明矩阵在透明衬底上分割出多个由透明矩阵相互隔开的像素区域，无需在衬底上形成黑矩阵，不需要多次曝光显影操作。本发明所揭露的彩色滤光片的制造方法可以用于制造柔性衬底的彩色滤光片，采用柔性透明衬底制造彩色滤光片可以和电子纸很好的贴合，不会产生气泡等贴合不良的问题。本发明所揭露的彩色滤光片的制造方法还可以用于直接在在黑白式的反射式显示屏上形成彩色滤光薄膜层。
附图说明
图1为本发明第一实施方式中彩色滤光片的制造方法流程图。
图2是本发明第一实施方式中彩色滤光片的制造方法过程示意图。
图3是本发明第一实施方式中公模的结构示意图。
图4是本发明第二实施方式中在反射式显示屏上形成彩色滤光片的方法过程示意图。
图5为本发明第二实施方式中彩色滤光片的制造方法流程图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参考图1及图2A-2E，为对本发明第一实施方式中彩色滤光片的制造方法进行说明。
在步骤S101中，请参考图2A，在透明衬底10上涂布一层透明感光材料层20。透明衬底10可以由具有高透光性的柔性塑料制成，可以是聚异戊二烯(PI)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二脂(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等透明塑料材质，在本实施例中，该柔性塑料较佳地为聚对苯二甲酸乙二脂(PET)材料。透明衬底10也可以选用玻璃基板。所述透明感光材料层20可以采用感光树脂材料，在本实施方式中透明感光材料层20采用辐射干燥型的感光树脂材料。
在步骤S102中，请参考图2B，将一具有凹形图样的公模30压在透明感光材料层20上，用来形成一凸起于透明衬底10表面的透明矩阵40。请一并结合图3，公模30是矩形的平板，公模30包括多个凸设于公模30表面的凸块阵列31，以及凹陷于公模30表面的凹槽32。公模30压在透明感光材料层20上，透明感光材料层20的感光树脂全部填充于公模30表面的凹槽32图样内，脱去公模30后在所述透明衬底10形成一凸起于透明衬底10表面的透明矩阵40，该透明矩阵40在透明衬底10上分割出多个由透明矩阵40相互隔开的像素区域41。
在本实施方式中，公模30可以是材质金属的，公模30表面的凹槽32图样可以通过化学蚀刻、镭射雕刻或者机械刀具在公模30表面加工形成。在其它实施方式中，步骤102中采用的具有凹形图样的公模也可以是轮状的，与平板状的公模30类似，滚轮状公模表面设有凹陷于滚轮表面的凹槽以及凸设于滚轮表面的凸块阵列，通过滚轮状公模的滚动，在透明衬底10上形成一凸起于透明衬底10表面的透明矩阵40，该透明矩阵40在透明衬底10上分割出多个由透明矩阵40相互隔开的像素区域41。
在步骤S103中，请参考图2C，将具有透明矩阵40的透明衬底10暴露于紫外光(UV)光源50之下进行曝光处理，以固化该透明矩阵40。在本实施方式中透明感光材料层20可以采用流动性较低的树脂材料，可以将压在透明感光材料层20上公模30先脱模后再对透明矩阵40进行固化。
在其它实施方式中，透明感光材料层20可以采用流动性较高的树脂材料，此时若是将压在透明感光材料层20上公模30先脱模后再对透明矩阵40进行固化，脱模后的透明矩阵40由于树脂材料流动性较高可能会变形，导致固化后的透明矩阵40形状不规整。在透明感光材料层20可以采用流动性较高的树脂材料的条件下，先对透明矩阵40进行固化然后再将压在透明感光材料层20上公模30进行脱模。具体的是将UV从透明衬底10的一侧向透明矩阵40进行曝光并固化透明矩阵40，然后对公模30进行脱模。也可以使用透明塑胶或者透明玻璃材质的公模30，将UV从公模30的一侧向透明矩阵40进行曝光并固化透明矩阵40，然后对公模30进行脱模。
在步骤S104中，请参考图2D，采用喷墨印刷的方式，利用喷嘴60将颜料墨水61(红色颜料墨水、绿色颜料墨水、蓝色颜料墨水)定位涂布于像素区域41内。固化后的透明矩阵40将透明衬底10上分割出多个像素区域41，透明矩阵40同时作为一个挡壁分隔在各个像素区域41之间。由于透明矩阵40的分隔作用，不同像素区域41间的颜料墨水61不会溢出到相邻的区域内而产生颜料的共混问题。
在本实施例中颜料墨水61采用光致固化型墨水，该墨水主要成分包括用于提供颜色特性的颜料、树脂粘合剂、具有乙烯基不饱和双键的多官能团单体、光致聚合引发剂、分散剂以及其它添加剂。用于为墨水提供颜色特性的红色颜料可以是萘酚红颜料，双偶氮缩合物颜料等，蓝色颜料包括铜酞菁类颜料等，绿色颜料包括铜酞菁类颜料及其金属配合物等。
在步骤S105中，请参考图2E，将已经涂布好颜料墨水61的透明衬底10，暴露于紫外光光源50下对颜料墨水61进行固化，颜料墨水61经UV固化后，在透明衬底10上形成彩色滤光薄膜。
一般在步骤S104中对颜料墨水61的涂布量进行控制，使形成的彩色滤光薄膜厚度在0.1～10微米之间。在本实施方式中彩色滤光薄膜厚度在5微米左右的R、G、B三种颜色的滤光片薄膜。
在其它实施方式中，颜料墨水61也可以选用热固化型墨水，该墨水主要成分包括用于提供颜色特性的颜料、树脂粘合剂、具有乙烯基不饱和双键的多官能团单体、热聚合引发剂、分散剂以及其它添加剂。在使用热固化型墨水时，步骤S105就采用热固化的方式。将将已经涂布好颜料墨水61的透明衬底10，进行烘烤，使颜料墨水61经固化，在透明衬底10上形成彩色滤光薄膜。
本发明第一实施方式中所揭露的彩色滤光片的制造方法可以用于制造柔性衬底的彩色滤光片，柔性衬底的彩色滤光片可以和柔性的黑白反射式显示屏贴，实现黑白反射式显示屏的彩色化。例如将采用聚碳酸酯衬底的彩色滤光片应用于电泳式电子纸显示屏时，可以与电子纸紧密贴合，不会产生气泡等不良现象。
请参考图4A-4E以及图5，为对本发明第二实施方式中直接在黑白式的反射式显示屏70上形成彩色滤光片73的制造方法进行说明。
在第二实施方式中反射式显示屏70以电泳式电子纸为例，反射式显示屏70包括基板71以及电子纸本体72。电子纸本体72包括第一电极721、电泳层723以及第二电极722。在其它实施方式中，反射式显示屏70微胶囊电泳式电子纸、电视润湿电子纸、微杯电泳式电子纸、干涉式电子纸显示屏中的一种。
在步骤S201中，请参考图4A，在电子纸本体72上涂布一层透明感光材料层220。
在步骤S202中，请参考图4B，与第一实施方式相似将一具有凹形图样的公模320压在透明感光材料层220上。在本实施方式中透明感光材料层220的厚度约在5微米左右，公模320表面的凹槽322的深度约在3微米左右，公模320表面的凹形槽的深度小于透明感光材料层220的厚度。
在步骤S203中，请参考图4C，在本实施方式中，公模320采用透明塑胶或者透明玻璃材质制造。通过将紫外光光源520从公模320的一侧向透明感光材料层220进行曝光并固化得到透明矩阵420，然后对公模320进行脱模。由于公模320表面的凹槽的深度小于透明感光材料层220的厚度，脱模后透明感光材料层220上形成一凸起于透明感光材料层220表面的透明矩阵420。该透明矩阵420在电子纸本体72上分割出多个由透明矩阵420相互隔开的像素区域421。
在步骤S204中，请参考图4D，采用喷墨印刷的方式，利用喷嘴620将颜料墨水621定位涂布于像素区域421内。
在步骤S205中，请参考图4E，利用紫外光光源520对颜料墨水621进行曝光，颜料墨水621经UV固化后，在电子纸本体72上形成彩色滤光片得到一种具有彩色滤光片的反射型显示装置，通过滤光片可以使反射式显示屏70实现全彩显示。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。
Claims (18)
1.一种彩色滤光片的制造方法，该方法包括以下步骤：
在一透明衬底上涂布一层透明感光材料层；
利用一表面具有凹形图样的公模在透明感光材料层上形成一凸起于透明衬底表面的透明矩阵，该透明矩阵在透明衬底上分割出多个由透明矩阵相互隔开的像素区域；
固化所述透明矩阵；
利用喷墨印刷法在多个像素区域内涂布颜料墨水；
固化颜料墨水，形成多个彩色滤光薄膜。
2.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于：所述公模为滚轮状，该公模包括多个凸设于公模表面的凸块阵列，以及凹陷于公模表面的凹槽。
3.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于：所述公模是矩形的平板，该公模包括多个凸设于公模表面的凸块阵列，以及凹陷于公模表面的凹槽。
4.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于：所述透明衬底是玻璃衬底、聚异戊二烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二脂、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种。
5.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于：透明感光材料层采用感光树脂材料。
6.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于：固化颜料墨水的方式是热固化方式或者紫外线固化方式。
7.一种在反射式显示屏上形成彩色滤光片的方法，该方法包括以下步骤：
在一反射式显示屏上涂布一层透明感光材料层；
利用一表面具有凹形图样的公模在所述透明感光材料层上形成一凸起于反射式显示屏表面的透明矩阵，该透明矩阵在反射式显示屏上分割出多个由透明矩阵相互隔开的像素区域；
固化所述透明矩阵；
利用喷墨印刷法在多个像素区域内涂布颜料墨水；
固化颜料墨水，形成多个彩色滤光薄膜。
8.如权利要求7所述的在反射式显示屏上形成彩色滤光片的方法，其特征在于：所述反射式显示屏为微胶囊电泳式电子纸、电视润湿电子纸、微杯电泳式电子纸、干涉式电子纸显示屏中的一种。
9.如权利要求7所述的在反射式显示屏上形成彩色滤光片的方法，其特征在于：透明感光材料层采用感光树脂材料。
10.如权利要求7所述的在反射式显示屏上形成彩色滤光片的方法，其特征在于：所述公模为滚轮状，该公模包括多个凸设于公模表面的凸块阵列，以及凹陷于公模表面的凹槽。
11.如权利要求7所述的在反射式显示屏上形成彩色滤光片的方法，其特征在于：所述公模是矩形的平板，该公模包括多个凸设于公模表面的凸块阵列，以及凹陷于公模表面的凹槽。
12.一种彩色滤光片，依次包括：
透明衬底层；
透明矩阵层，该透明矩阵层为利用模压方法形成的凸起于透明衬底表面的透明矩阵，该透明矩阵在透明衬底上分割出多个由透明矩阵相互隔开的像素区域：
着色层，该着色层设置在所述像素区域内。
13.如权利要求12所述的彩色滤光片，其特征在于：所述模压方法为利用一滚轮状公模，该公模包括多个凸设于公模表面的凸块阵列，以及凹陷于公模表面的凹槽，通过该公模在透明衬底层上的滚动，在透明衬底层上形成一凸起于透明衬底层表面的透明矩阵层。
14.如权利要求12所述的彩色滤光片，其特征在于：所述模压方法为利用一矩形平板状公模，该公模包括多个凸设于公模表面的凸块阵列，以及凹陷于公模表面的凹槽，通过该公模压合于透明衬底层上，在透明衬底层上形成一凸起于透明衬底层表面的透明矩阵层。
15.一种具有彩色滤光片的反射型显示装置，依次包括：
反射式显示屏层；
透明矩阵层，该透明矩阵层为利用模压方法形成的凸起于反射式显示屏层表面的透明矩阵，该透明矩阵在反射式显示屏层上分割出多个由透明矩阵相互隔开的像素区域：
着色层，该着色层设置在所述像素区域内。
16.如权利要求15所述的具有彩色滤光片的反射型显示装置，其特征在于：所述反射式显示屏层为微胶囊电泳式电子纸、电视润湿电子纸、微杯电泳式电子纸、干涉式电子纸显示屏中的一种。
17.如权利要求15所述的具有彩色滤光片的反射型显示装置，其特征在于：所述模压方法为利用一滚轮状公模，该公模包括多个凸设于公模表面的凸块阵列，以及凹陷于公模表面的凹槽，通过该公模在透明衬底层上的滚动，在透明衬底层上形成一凸起于透明衬底层表面的透明矩阵层。
18.如权利要求15所述的具有彩色滤光片的反射型显示装置，其特征在于：所述模压方法为利用一矩形平板状公模，该公模包括多个凸设于公模表面的凸块阵列，以及凹陷于公模表面的凹槽，通过该公模压合于透明衬底层上，在透明衬底层上形成一凸起于透明衬底层表面的透明矩阵层。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20110817 |