CN102419492B - 彩色滤光阵列及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种彩色滤光阵列及其制造方法,该彩色滤光阵列包括基板、遮光图案层以及多个彩色滤光图案。遮光图案层位于基板上,遮光图案层具有多个单元开口,以暴露出基板的表面,其中遮光图案层的厚度为H。彩色滤光图案分别位于遮光图案层的单元开口内,每一彩色滤光图案具有最高膜厚值Lc以及最低膜厚值Ls,最高膜厚值Lc与最低膜厚值Ls的差值为ΔL,其中彩色滤光图案的最高膜厚值Lc满足0.83H<Lc<0.91H,遮光图案层的厚度满足1.6um<H<2.2um,且差值ΔL满足ΔL<0.39um。本发明可以降低彩色滤光图案的膜厚差异以改善显示器的颜色表现。
Description
技术领域
本发明涉及一种彩色滤光阵列及其制造方法,尤其涉及以喷墨印刷程序所形成的彩色滤光阵列及其制造方法。
背景技术
一般显示器的彩色滤光阵列是借由旋转涂布工艺以及光刻(photolithography)工艺来形成阵列排列的红、绿、蓝彩色光致抗蚀剂(photoresist)图案。然而,由于上述旋转涂布程序容易浪费大部分的彩色光致抗蚀剂材料,且光刻工艺所耗费的成本不低,因此此种制作方式的成本较高。近来,一种利用喷墨印刷(inkjet printing,IJP)的方法来形成彩色滤光阵列的方法已被发展出来。喷墨印刷法可同时喷墨印刷红、绿、蓝三种彩色油墨于特定的单元区域中。因此,相较于传统需采用光刻工艺来说可以减少制造成本,且大幅降低工艺时间。
然而,以喷墨印刷法来彩色滤光阵列存在着一个问题是,当彩色墨水本身的内聚力大于彩色墨水与基板之间的附着力时,彩色墨水就不容易平坦地填充于单元区域内。如此一来,在彩色墨水于固化之后,所形成的彩色滤光图案同样会有明显的膜厚差异,进而影响显示器的颜色表现。
发明内容
本发明提供一种彩色滤光阵列及其制造方法,其可以降低彩色滤光图案的膜厚差异以改善显示器的颜色表现。
本发明提出一种彩色滤光阵列,包括基板、遮光图案层以及多个彩色滤光图案。遮光图案层位于基板上,遮光图案层具有多个单元开口,以暴露出基板的表面,其中遮光图案层的厚度为H。彩色滤光图案分别位于遮光图案层的单元开口内,每一彩色滤光图案具有最高膜厚值Lc以及最低膜厚值Ls,最高膜厚值Lc与最低膜厚值Ls的差值为ΔL,其中彩色滤光图案的最高膜厚值Lc满足0.83H<Lc<0.91H,遮光图案层的厚度H满足1.6um<H<2.2um,且差值ΔL满足ΔL<0.39um。
本发明另提出一种彩色滤光阵列的制造方法,其包括提供基板。在基板上形成遮光图案层,此遮光图案层具有多个单元开口,以暴露出该基板的表面,其中遮光图案层的厚度为H。进行喷墨印刷工艺,以于遮光图案层的单元开口内各自喷入彩色滤光墨水。进行固化程序,以使彩色滤光墨水固化以形成多个彩色滤光图案,其中每一彩色滤光图案具有最高膜厚值Lc以及最低膜厚值Ls,且最高膜厚值Lc与最低膜厚值Ls的差值为ΔL。特别是,彩色滤光图案的最高膜厚值Lc满足0.83H<Lc<0.91H,遮光图案层的厚H度满足1.6um<H<2.2um,且所述差值ΔL满足ΔL<0.39um。
基于上述,彩色滤光图案的最高膜厚值Lc满足0.83H<Lc<0.91H,遮光图案层的厚度H满足1.6um<H<2.2um,且差值ΔL满足ΔL<0.39um。由于彩色滤光图案的最高膜厚值Lc与最低膜厚值Ls的差值ΔL<0.39um,因此彩色滤光图案的膜厚均匀度可以提高,进而使使用此彩色滤光阵列的显示器具有较佳的颜色表现。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1A至图1C是根据本发明一实施例的彩色滤光阵列的制造流程示意图。
图2A至图2C是沿着图1A至图1C的剖面线A-A’的剖面示意图。
图3是根据本发明另一实施例的彩色滤光阵列的的局部剖面示意图。
图4是彩色滤光图案的最高膜厚值与最低膜厚值的差异与彩色滤光图案的膜厚的关系图。
其中,附图标记说明如下:
100:基板
100a:表面
102:遮光图案层
102a:上表面
103:单元开口
104:彩色滤光墨水
106:彩色滤光图案
110:喷墨印刷工艺
H:厚度
Lc:最高膜厚值
Ls1、Ls2:第一/第二最低膜厚值
具体实施方式
图1A至图1C是根据本发明一实施例的彩色滤光阵列的制造流程示意图。图2A至图2C是沿着图1A至图1C的剖面线A-A’的剖面示意图。请参照图1A以及图2A,本实施例的彩色滤光阵列的制造方法首先提供基板100。基板100的材质可为玻璃、石英、聚合物、或是不透光/反射材料(例如:导电材料、金属、晶片、陶瓷、或其它可适用的材料)、或是其它可适用的材料。此外,基板100可为单纯的空白基板或是已经形成有其他膜层或是元件的基板。倘若基板100为单纯的空白基板,那么最后所形成的结构为单纯的彩色滤光阵列。但是,此单纯的彩色滤光阵列之上仍可形成其他膜层或是元件的基板(例如是像素阵列),那么最后所形成的结构例如是阵列于彩色滤光(arrayon color filter,AOC)上的结构。倘若基板100为已经形成有其他膜层或是元件的基板(例如是像素阵列),那么最后所形成的结构例如是彩色滤光于阵列(color filter on array,COA)上的结构。
之后,在基板上100形成遮光图案层102。此遮光图案层102具有多个单元开口103,以暴露出基板100的表面。为了清楚地示出本实施例的彩色滤光阵列结构,本实施例的附图仅示出遮光图案层102的二个单元开口103为例来说明。实际上,遮光图案层102具有二个以上的单元开口103。另外,在本实施例中,上述的单元开口103的宽度例如是约132~约135.5um且长度为约399~约428.5um。
根据本实施例,遮光图案层102的材质包括感光材料或是非感光材料。倘若遮光图案层102的材质为感光材料,那么形成遮光图案层102的方法例如是先以涂布程序以及固化程序以形成遮光材料层(未示出)之后,直接对所述遮光材料层进行曝光以及显影程序即可形成。倘若遮光图案层102的材质为非感光材料,那么形成遮光图案层102的方法例如是先形成遮光材料层(未示出)之后,先进行光刻程序,再利用蚀刻程序对所述遮光材料层进行图案化即可形成。倘若遮光图案层102的材质为非感光材料的另一制造方法,利用网版印刷方法或喷墨涂布方法,将非感光材料直接图案化形成于基板上,而不经过曝光显影蚀刻程序。
特别是,本实施例的遮光图案层102的厚度为H。另外,图2A所示出的遮光图案层102的纵向剖面图案是梯形剖面,但本发明不限于此。根据其他实施例,遮光图案层102的纵向剖面图案也可以是矩形剖面、方形剖面、或是其他形状的剖面、或上述形状剖面的倒置。
之后,请参照图1B及图2B,进行喷墨印刷工艺110,以于遮光图案层102的单元开口103内各自喷入彩色滤光墨水104。根据本实施例,喷入各单元开口103内的彩色滤光墨水104例如是红色油墨、绿色油墨或蓝色油墨。在此,所述彩色滤光墨水104的粘度约为10cP~14cP。于其它实施例中,单元开口103的个数可以至少三个以上,而彩色色彩可选自色坐标所示的色彩,例如:黄、紫、白、蓝绿、或其它色彩。
值得一提的是,在进行喷墨印刷工艺110之前,可先对遮光图案层102的上表面102a进行疏墨处理程序,以使得遮光图案层102具有疏墨表面102a。根据本实施例,使遮光图案层102具有疏墨表面102a的方法例如是在形成遮光图案层102的过程之中,先在遮光材料层中加入疏墨高分子聚合物,之后当对遮光材料层进行加热程序时,疏墨高分子聚合物会往遮光材料层的顶部迁移,而使得遮光材料层的顶部具有疏墨性质。因此,当后续对遮光材料层进行图案化以形成遮光图案层102之后,其顶部表面102a即具有疏墨性质。但本发明不限于此,根据其他实施例,使遮光图案层102具有疏墨表面102a的方法也可以是采用在遮光图案层102的顶部表面另外形成疏墨薄层。
值得一提的是,在本实施例中,基板100的表面100a为未经过亲墨处理的表面。换言之,本实施例可以不需要对基板100的表面100a另外进行亲墨处理,但本发明不限于此。换言之,在其他实施例中,基板100的表面100a也可以进行亲墨处理。
承上所述,当于进行喷墨印刷工艺110时,喷入单元开口103内的彩色滤光墨水104与基板100的表面100a接触。另外,因遮光图案层102具有疏墨表面102a,因此当于进行喷墨印刷工艺110时,彩色滤光墨水104不会残留遮光图案层102的表面102a上,且也不容易溢流到邻近的单元开口中。
接着,进行固化程序,以使彩色滤光墨水104固化以形成多个彩色滤光图案106,如图1C以及图2C所示。上述的固化程序例如是照光固化程序或是加热固化程序。
特别是,在本实施例中,每一彩色滤光图案106具有最高膜厚值Lc以及最低膜厚值Ls,且最高膜厚值Lc与最低膜厚值Ls的差值为ΔL。而且,彩色滤光图案106的最高膜厚值Lc满足0.83H<Lc<0.91H,遮光图案层102的厚度H满足1.6um<H<2.2um,且所述差值ΔL满足ΔL<0.39um。
更详细来说,通常彩色滤光图案106的最高膜厚值Lc为彩色滤光图案106的中央区域的膜厚值。彩色滤光图案106的最低膜厚值Ls为彩色滤光图案106的两边缘区域的膜厚值。这是因为,本实施例的彩色滤光图案106是以喷墨印刷工艺所形成。当以喷墨印刷法来形成彩色滤光图案106时,因彩色滤光墨水本身的内聚力大于彩色墨水与基板之间的附着力,因此彩色滤光墨水在中央区域的液面高度会高于在边缘区域的液面高度。而当彩色滤光图案106的最高膜厚值Lc与最低膜厚值Ls的差值为ΔL太高时,也即当彩色滤光图案106的膜面断差过大时,就会对使用此彩色滤光阵列的显示器的颜色表现造成不良的影响。
另外,彩色滤光图案106的平均膜厚(也可解释成彩色滤光墨水的量)的多寡也会影响彩色滤光图案106的最高膜厚值Lc与最低膜厚值Ls的差值ΔL。如图4所示,横轴为彩色滤光图案106的平均膜厚(也可解释成彩色滤光墨水的量),且纵轴为彩色滤光图案106的最高膜厚值Lc与最低膜厚值Ls的差值ΔL。由图4可知,当彩色滤光图案106的平均膜厚(也可解释成彩色滤光墨水的量)越大时,彩色滤光图案106的最高膜厚值Lc与最低膜厚值Ls的差值ΔL就会越高。换言的,当膜厚与差值ΔL的关系曲线为III以及II时,那么可使彩色滤光图案106具有一定的彩色表现。当厚与差值ΔL的关系曲线为I时,那么彩色滤光图案106的彩色表面将不佳。因此,为了使彩色滤光阵列的颜色表现具有一定的水准,本实施例特别对彩色滤光图案106的最高膜厚值Lc(0.83H<Lc<0.91H)、遮光图案层102的厚度H(1.6um<H<2.2um)作了特殊设计,以使得所述差值ΔL能够低于约0.39um。
承上所述,在本实施例中,上述最低膜厚值Ls为彩色滤光图案106的第一最低膜厚值Ls1以及第二最低膜厚值Ls2两者的平均值,且第一最低膜厚值Ls1以及为第二最低膜厚值Ls2为彩色滤光图案106的两边缘区域的膜厚值,如图2C所示。在此实施例中,所述第一最低膜厚值Ls1以及所述第二最低膜厚值Ls2为彩色滤光图案106与遮光图案层102接触之处的膜厚值。
根据一实例,所述遮光图案层102的厚度H实质上为2.0um,所述彩色滤光图案106的最高膜厚值Lc实质上为1.75um,所述彩色滤光图案106的第一最低膜厚值Ls1以及第二最低膜厚值Ls2实质上分别为1.49um以及1.41um。此时,ΔL实质上为0.30um。
在上述实施例中,如图2C所示,彩色滤光图案106的第一最低膜厚值Ls1以及第二最低膜厚值Ls2为彩色滤光图案106与遮光图案层102接触之处的膜厚值,但本发明不限于此。根据其他实施例,如图3所示,第一最低膜厚值Ls1以及第二最低膜厚值Ls2为彩色滤光图案未与遮光图案106的侧边S相接触的两边缘区域的膜厚值。
承上所述,当以喷墨印刷法来形成彩色滤光图案106时,彩色滤光墨水的液面分布为中央区域具有最高液面高度,且在两边缘区域(未与遮光图案106的侧边S相接触)之处具有最低液面高度。因此当进行固化程序之后,彩色滤光图案106的上表面的轮廓即如图3所示。
类似地,在本实施例中,彩色滤光图案106的最高膜厚值Lc满足0.83H<Lc<0.91H,遮光图案层102的厚度H满足1.6um<H<2.2um,且所述差值ΔL满足ΔL<0.39um。较佳的是,所述遮光图案层102的厚度H实质上为2.0um,所述彩色滤光图案106的最高膜厚值Lc实质上为1.75um,所述彩色滤光图案106的第一最低膜厚值Ls1以及第二最低膜厚值Ls2实质上分别为1.49um以及1.41um。此时,ΔL实质上为0.30um。
基于上述,在本发明中,因彩色滤光图案的最高膜厚值Lc满足0.83H<Lc<0.91H,遮光图案层的厚度满足1.6um<H<2.2um,且差值ΔL满足ΔL<0.39um。由于彩色滤光图案的最高膜厚值Lc与最低膜厚值Ls的差值ΔL<0.39um,因此彩色滤光图案的膜厚均匀度可以提高,进而使使用此彩色滤光阵列的显示器具有较佳的颜色表现。
虽然本发明已以实施例披露如上,然其并非用以限定本发明,任何本领域普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,故本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。
Claims (19)
1.一种彩色滤光阵列,包括:
一基板;
一遮光图案层,位于该基板上,该遮光图案层具有多个单元开口,以暴露出该基板的一表面,其中该遮光图案层的厚度为H;
多个彩色滤光图案,分别位于该遮光图案层的所述多个单元开口内,每一彩色滤光图案具有一最高膜厚值Lc以及一最低膜厚值Ls,该最高膜厚值Lc与该最低膜厚值Ls的差值为ΔL,其中
该彩色滤光图案的该最高膜厚值Lc满足0.83H<Lc<0.91H,
该遮光图案层的厚度满足1.6um<H<2.2um,且
该差值ΔL满足ΔL<0.39um。
2.如权利要求1所述的彩色滤光阵列,其中该最高膜厚值Lc为该彩色滤光图案的一中央区域的膜厚值。
3.如权利要求1所述的彩色滤光阵列,其中该最低膜厚值Ls为该彩色滤光图案的一第一最低膜厚值Ls1以及一第二最低膜厚值Ls2两者的平均值,且该第一最低膜厚值Ls1以及该第二最低膜厚值Ls2为该彩色滤光图案的两边缘区域的膜厚值。
4.如权利要求3所述的彩色滤光阵列,其中该第一最低膜厚值Ls1以及该第二最低膜厚值Ls2为该彩色滤光图案与该遮光图案层接触之处的膜厚值。
5.如权利要求3所述的彩色滤光阵列,其中该第一最低膜厚值Ls1以及该第二最低膜厚值Ls2为该彩色滤光图案未与该遮光图案层相接触的两边缘区域的膜厚值。
6.如权利要求3所述的彩色滤光阵列,其中该遮光图案层的厚度H实质上为2.0um,该彩色滤光图案的该最高膜厚值Lc实质上为1.75um,且ΔL实质上为0.30um。
7.如权利要求6所述的彩色滤光阵列,其中该第一最低膜厚值Ls1以及该第二最低膜厚值Ls2实质上分别为1.49um以及1.41um。
8.如权利要求1所述的彩色滤光阵列,其中该遮光图案层的一上表面为一经过疏墨处理的表面。
9.如权利要求1所述的彩色滤光阵列,其中该基板的该表面为一未经过亲墨处理的表面,且该彩色滤光图案与该未经过亲墨处理的表面接触。
10.一种彩色滤光阵列的制造方法,包括:
提供一基板;
在该基板上形成一遮光图案层,该遮光图案层具有多个单元开口,以暴露出该基板的一表面,其中该遮光图案层的厚度为H;
进行一喷墨印刷工艺,以于该遮光图案层的所述多个单元开口内各自喷入一彩色滤光墨水;以及
进行一固化程序,以使所述彩色滤光墨水固化以形成多个彩色滤光图案,其中每一彩色滤光图案具有一最高膜厚值Lc以及一最低膜厚值Ls,该最高膜厚值Lc与该最低膜厚值Ls的差值为ΔL,且
该彩色滤光图案的该最高膜厚值Lc满足0.83H<Lc<0.91H,
该遮光图案层的厚度满足1.6um<H<2.2um,且
该差值ΔL满足ΔL<0.39um。
11.如权利要求10所述的彩色滤光阵列的制造方法,其中该彩色滤光墨水的粘度实质上为10~14cP。
12.如权利要求10所述的彩色滤光阵列的制造方法,其中该最高膜厚值Lc为该彩色滤光图案的一中央区域的膜厚值。
13.如权利要求10所述的彩色滤光阵列的制造方法,其中该最低膜厚值Ls为该彩色滤光图案的一第一最低膜厚值Ls1以及一第二最低膜厚值Ls2两者的平均值,且该第一最低膜厚值Ls1以及该第二最低膜厚值Ls2为该彩色滤光图案的两边缘区域的膜厚值。
14.如权利要求13所述的彩色滤光阵列的制造方法,其中该第一最低膜厚值Ls1以及该第二最低膜厚值Ls2为该彩色滤光图案与该遮光图案层接触之处的膜厚值。
15.如权利要求13所述的彩色滤光阵列的制造方法,其中该第一最低膜厚值Ls1以及该第二最低膜厚值Ls2为该彩色滤光图案未与该遮光图案层相接触的两边缘区域的膜厚值。
16.如权利要求13所述的彩色滤光阵列的制造方法,其中该遮光图案层的厚度H实质上为2.0um,该彩色滤光图案的该最高膜厚值Lc实质上为1.75um,且ΔL实质上为0.30um。
17.如权利要求16所述的彩色滤光阵列的制造方法,其中该第一最低膜厚值Ls1以及该第二最低膜厚值Ls2实质上分别为1.49um以及1.41um。
18.如权利要求10所述的彩色滤光阵列的制造方法,还包括对该遮光图案层的一上表面进行一疏墨处理程序。
19.如权利要求10所述的彩色滤光阵列的制造方法,其中该基板的该表面为一未经过亲墨处理的表面,且该彩色滤光墨水与该未经过亲墨处理的表面接触。
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