CN102681068A - 彩色滤光片及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种彩色滤光片及其制作方法,方法包括:于基板上涂布第一材料层并进行光刻工艺而将第一材料层图案化为多个第一色阻和多个第一滤光部,每个第一滤光部上还凸伸形成第一间隔部;于基板上涂布第二材料层并进行光刻工艺而将第二材料层图案化为多个与第一色阻间隔并排的第二色阻以及多个与第一滤光部重叠的第二滤光部,每个第二滤光部还凸伸形成对应第一间隔部的第二间隔部;继续于基板上涂布第三材料层并进行光刻工艺而将第三材料层图案化为多个与第一色阻、第二色阻间隔并排的第三色阻以及多个与第二滤光部重叠的第三滤光部,每个第三滤光部还凸伸形成对应第二间隔部的第三间隔部。
Description
【技术领域】
本发明涉及液晶显示技术领域,特别是涉及一种彩色滤光片及其制作方法。
【背景技术】
现有技术的液晶显示器的彩色滤光片(color filter,CF)的制程一般是先在基板上设置黑色矩阵((Black Matrix,BM)层,之后在基板依次设置不同颜色(红、绿、蓝等)的光刻胶层,最后在基板上设置感光型形成间隙粒子(Photo Spacer)以控制液晶盒间隙(cell gap)。
在上述彩色滤光片的制程中,黑色矩阵、红、绿、蓝光刻胶层及间隙粒子都需要通过包括涂覆、曝光、显影的光刻工艺来成形。因此,上述制作彩色滤光片的过程至少需要进行五道光刻工艺,不仅会造成材料的浪费,而且多次重复光刻工艺拉长了制程周期(cycle time),提高制程成本。
【发明内容】
本发明的一个目的在于提供一种彩色滤光片的制作方法,以解决现有技术需要单独光刻工艺来制作形成黑色矩阵层以及需要单独光刻工艺来制作间隙粒子,而导致制程成本高且制作周期长的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明构造了一种彩色滤光片的制作方法,所述方法包括以下步骤:
提供基板;
于所述基板上涂布第一材料层;
通过一特定掩膜对所述第一材料层进行光刻工艺而将所述第一材料层图案化为多个第一色阻及多个第一滤光部;所述第一滤光部上包含一凸伸出顶面的第一间隔部;
继续于所述基板上涂布第二材料层;
通过所述特定掩膜对所述第二材料层进行光刻工艺而将所述第二材料层图案化为多个与所述第一色阻间隔并排的第二色阻以及多个与所述第一滤光部重叠的第二滤光部;所述第二滤光部上还包含一凸伸出顶面的第二间隔部,所述第二间隔部位置对应所述第一间隔部;
继续于所述基板上涂布第三材料层;以及
通过所述特定掩膜对所述第三材料层进行光刻工艺而将所述第三材料层图案化为多个与所述第一色阻、所述第二色阻间隔并排的第三色阻以及多个与所述第二滤光部重叠的第三滤光部;所述第三滤光部还包含一凸伸出顶面的第三间隔部,所述第三间隔部位置对应所述第二间隔部。
在本发明的彩色滤光片的制作方法中,每一所述第一色阻与一所述第一滤光部相连,每一所述第二色阻与一所述第二滤光部相连,以及每一所述第三色阻与一所述第三滤光部相连。
在本发明的彩色滤光片的制作方法中,所述特定掩膜包括有用于形成第一、第二以及第三色阻的透光区、用于形成第一、第二以及第三滤光部的第一半遮光区,以及与所述透光区间隔设置的遮光区;
所述第一半遮光区上还设置有用于形成第一、第二以及第三间隔部的第二半遮光区。
在本发明的彩色滤光片的制作方法中,所述方法还包括以下步骤:
继续于所述基板上涂布第四材料层;以及
通过所述特定掩膜对所述第四材料层进行光刻工艺而将所述第四材料层图案化为多个与所述第一色阻、所述第二色阻、所述第三色阻间隔并排的第四色阻以及多个与所述第三滤光部重叠的第四滤光部;所述第四滤光部上还凸伸出顶面的第四间隔部,所述第四间隔部位置对应所述第三间隔部。
在本发明的彩色滤光片的制作方法中,每一所述第四色阻与一所述第四滤光部相连。
本发明的另一个目的在于提供一种彩色滤光片,以解决现有技术需要单独光刻工艺来制作形成黑色矩阵层以及需要单独光刻工艺来制作间隙粒子,而导致制程成本高且制作周期长的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明构造了一种彩色滤光片,包括间隔并排设置于基板上的第一、第二以及第三色阻;所述第一、第二以及第三色阻相互之间还设置重叠的第一、第二及第三滤光部;所述第一、第二以及第三滤光部上还分别对应凸伸形成有第一、第二以及第三间隔部;
其中,所述第一间隔部、第一滤光部与第一色阻是由第一材料层在基板上通过光刻工艺一并形成;所述第二间隔部、第二滤光部与第二色阻是由第二材料层在基板上通过光刻工艺一并形成;所述第三间隔部、第三滤光部与第三色阻是由第三材料层在基板上通过光刻工艺一并形成。
在本发明的彩色滤光片中,每一所述第一色阻与一所述第一滤光部相连,每一所述第二色阻与一所述第二滤光部相连,以及每一所述第三色阻与一所述第三滤光部相连。
在本发明的彩色滤光片中,叠加的第一、第二和第三间隔部相对所述基板的厚度大于所述第一、第二或者第三色阻相对所述基板的厚度。
在本发明的彩色滤光片中,所述彩色滤光片还包括第四色阻、第四滤光部和第四间隔部,所述第四色阻与所述第一、第二以及第三色阻间隔排设置于所述基板上;
所述第四滤光部与所述第一、第二以及第三滤光部重叠设置;所述第四间隔部凸伸形成于所述第四滤光部并对应所述第三间隔部;所述第四间隔部、第四滤光部与第四色阻是由第四材料层在基板上通过光刻工艺一并形成。
在本发明的彩色滤光片中,每一所述第四色阻与一所述第四滤光部相连。
本发明在制作色阻R、G和B的过程中,通过由制作色阻R、G和B的材料层形成叠加的第一、第二以及第三滤光部,该第一、第二以及第三滤光部可分别吸收不同的光波长,而达到有如黑色矩阵(BM)的效果,因此无需专门的光罩制程制作黑色矩阵;而且在形成第一、第二以及第三滤光部的过程中,还分别在第一、第二以及第三滤光部上对应凸伸形成第一、第二以及第三间隔部,因为无需专门的光罩制程制作间隙粒子,不仅节省材料,降低了生产成本,还极大的缩短了制程时间,提高了生产效率。
为让本发明的上述内容能更明显易懂,下文特举优选实施例,并配合所附图式,作详细说明如下:
【附图说明】
图1本发明中彩色滤光片的制作方法的较佳实施例的流程示意图;
图2A-2J为本发明中彩色滤光片制程中的结构示意图;
图3为应用本发明彩色滤光片的液晶显示器的结构示意图。
【具体实施方式】
以下各实施例的说明是参考附加的图式,用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语,例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等,仅是参考附加图式的方向。因此,使用的方向用语是用以说明及理解本发明,而非用以限制本发明。
在图中,结构相似的单元是以相同标号表示。
图1为本发明中彩色滤光片的制作方法的较佳实施例的流程示意图,图2A-2I为本发明中彩色滤光片制程中的结构示意图。
在步骤S101中,提供基板10和特定掩膜100,并在基板10上涂覆第一材料层20。
请一并参阅图2A和图2B,图2A为基板10、第一材料层20和特定掩膜100的剖视结构示意图,图2B为所述特定掩膜100的俯视结构示意图。
所述掩膜100依照透光程度由大至小包括有透光区101、第二半遮光区104、第一半遮光区102以及遮光区103。
请一并参阅图2C,在步骤S102中,通过所述特定掩膜100对所述第一材料层20进行光刻工艺,使得所述第一材料层20图案化成多个第一色阻21、多个第一滤光部22、多个第一涂布区23、多个第二涂布区24及多个第一间隔部25(请参阅图2D)。其中,所述光刻工艺包括曝光、曝光显影以及固化等步骤,图2C为沿图2B中第一色阻21的剖视结构示意图。
其中,沿方向A,相邻的两个第一色阻21之间顺序形成第一滤光部22、第一涂布区23、第一滤光部22、第二涂布区24以及第一滤光部22。请参阅图2D,第一间隔部25于所述第一滤光部22顶面上部分凸出形成。
请一并参阅图2E,图2E为图2C的俯视图。由于所述第一材料层20是负型光刻胶,受到曝光程度越多的部份会在显影过程中保留下来。因此,对应图2B所示的特定掩膜100,所述第一色阻21由所述特定掩膜100的透光区101在光刻工艺过程中形成,所述第一滤光部22由所述特定掩膜100的第一半透光区102在光刻工艺过程中形成,所述第一涂布区23和第二涂布区24由所述特定掩膜100的遮光区103在光刻工艺过程中形成,所述第一间隔部25由所述特定掩膜100的第二半透光区104在光刻工艺过程中形成。
在步骤S103中,在所述基板10继续涂布第二材料层,并通过所述特定掩膜100对该第二材料层进行光刻工艺,以在所述第一涂布区23形成第二色阻31,请参阅图2F,图2F为图2E中沿第一色阻21和第二色阻31的剖视结构示意图。
同时,在所述第一滤光部22上保留部分第二材料层以形成第二滤光部32,并继续保留所述第二涂布区24。在具体实施过程中,请参阅图2G,所述第二滤光部32的顶面上还凸出形成第二间隔部35,所述第二间隔部35是对应所述第一间隔部25。
请再参阅图2G,对应图2B所示的特定掩膜100,所述第二色阻层31由所述特定掩膜100的透光区101在光刻工艺过程中形成,所述第二滤光部32由所述特定掩膜100的第一半透光区102在光刻工艺过程中形成,所述第二涂布区24由所述特定掩膜100的遮光区103在光刻工艺中保留,所述第二间隔部35由所述特定掩膜100的第二半透光区104在光刻工艺过程中形成。具体操作过程中,可通过控制所述特定掩膜100在方向A的移动,并结合光刻工艺来形成所述第二色阻层31及所述第二滤光部32等。
在步骤S104中,在所述基板10继续涂布第三材料层,并通过特定掩膜100对所述第三材料层进行光刻工艺,以在所述第二涂布区24形成第三色阻41,请参阅图2H,图2H为图2G中沿第一色阻21、第二色阻31和第三色阻41的剖视结构示意图。
同时,在所述第二滤光部32保留部分第三材料层,以形成第三滤光部42,所述第三滤光部42的顶面还凸出形成第三间隔部(图未标示,可参考图2D)。
请参阅图2I,对应图2B所示的特定掩膜100,所述第三色阻41由所述特定掩膜100的透光区101在光刻工艺过程中形成,所述第三滤光部42由所述特定掩膜100的第一半透光区102在光刻工艺过程中形成,所述第三间隔部由所述特定掩膜100的第二半透光区104在光刻工艺过程中形成,上述所述第三色阻41、第三滤光部42以及所述第三间隔部可通过控制所述特定掩膜100在方向A的移动,并结合光刻工艺来形成。
请再参阅图2H及2I,所述第一、第二以及第三色阻21、31和41可以依次为色阻R、G和B,作为本发明一优选实施例,所述第一、第二以及第三色阻21、31和41相对所述基板10具有相同的厚度L1,叠加的所述第一、第二和第三滤光部22、32、42相对所述基板10具有厚度L1,当然,所述叠加的第一、第二和第三滤光部22、32和42相对所述基板10的厚度也可不等于L1,只要所述叠加的第一、第二、和第三滤光部22、32和42能够达到不透光的效果即可。
本发明中,叠加的第一、第二和第三滤光部22、32和42可分别吸收不同的光波长,而达到有如黑色矩阵(BM)的效果。而且本发明中,每一所述第一色阻21与一所述第一滤光部22相连,每一所述第二色阻31与一所述第二滤光部32相连,每一所述第三色阻41与一所述第三滤光部42相连,保证了叠加的第一、第二和第三滤光部22、32、42与第一、第二或者第三色阻21、31、41之间无缝连接,不会由于存在间隙而导致漏光。
而且,请参阅图2J,图2J为彩色滤光片制作完成后,沿第一、第二和第三间隔部的剖面结构示意图(可参阅图2B和图2G),叠加的第一、第二和第三间隔部相对所述基板10具有厚度L2,L2> L1,因此在配置液晶显示器时,可以达到将薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)基板与本发明的彩色滤光片隔离的效果。
在具体实施过程中,请返回图2C,沿方向A,相邻的两个第一色阻21之间,除了依次形成第一滤光部22、第一涂布区23、第一滤光部22、第二涂布区24以及第一滤光部22外,还可以继续沿方向A顺序形成一第三涂布区以及第一滤光部22,该第三涂布区用于形成第四色阻,譬如色阻Y(黄色)。根据上文的描述,在形成所述第四色阻过程中,还同时在所述第三滤光部42基础上形成第四滤光部,以及在所述第三间隔部的基础上形成第四间隔部。而且,所述第一、第二、第三以及第四色阻相对所述基板10均具有相同的厚度L1,叠加的第一、第二、第三和第四滤光部相对所述基板10具有厚度L1,当然,所述叠加的第一、第二、第三和第四滤光部相对所述基板10的厚度也可不等于L1,只要所述叠加的第一、第二、第三和第四滤光部能够达到不透光的效果即可。而作为本发明一优选实施例,所述叠加的第一、第二、第三和第四间隔部相对所述基板10具有厚度L3(图未标示),L3>L2,且L3> L1。
而且,每一所述第四色阻与一所述第四滤光部相连,以保证叠加的第一、第二、第三和第四滤光部与第一、第二、第三和第四色阻之间无缝连接,不会由于存在间隙而导致漏光。
本发明还提供一种彩色滤光片,该彩色滤光片通过本发明中彩色滤光片的制作方法制作形成,详细结构请一并参阅上文图2A-图2I的描述,此处不再赘述。
请参阅图3,图3为应用本发明提供的CF基板的液晶显示器的结构。在具体实施过程中,将TFT基板50与本发明的CF基板贴合,中间通过CF基板的第三间隔部间隔,具体请参阅上文,此处不再赘述。
本发明在制作色阻R、G和B的过程中,通过由制作色阻R、G和B的材料层形成叠加的第一、第二以及第三滤光部,该第一、第二以及第三滤光部可分别吸收不同的光波长,而达到有如黑色矩阵(BM)的效果,因此无需专门的光罩制程制作黑色矩阵;而且在形成第一、第二以及第三滤光部的过程中,还分别在第一、第二以及第三滤光部上对应凸伸形成第一、第二以及第三间隔部,因为无需专门的光罩制程制作间隙粒子,不仅节省材料,降低了生产成本,还极大的缩短了制程时间,提高了生产效率。
综上所述,虽然本发明已以优选实施例揭露如上,但上述优选实施例并非用以限制本发明,本领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与润饰,因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种彩色滤光片的制作方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:
提供基板;
于所述基板上涂布第一材料层;
通过一特定掩膜对所述第一材料层进行光刻工艺而将所述第一材料层图案化为多个第一色阻及多个第一滤光部;所述第一滤光部上包含一凸伸出顶面的第一间隔部;
继续于所述基板上涂布第二材料层;
通过所述特定掩膜对所述第二材料层进行光刻工艺而将所述第二材料层图案化为多个与所述第一色阻间隔并排的第二色阻以及多个与所述第一滤光部重叠的第二滤光部;所述第二滤光部上还包含一凸伸出顶面的第二间隔部,所述第二间隔部位置对应所述第一间隔部;
继续于所述基板上涂布第三材料层;以及
通过所述特定掩膜对所述第三材料层进行光刻工艺而将所述第三材料层图案化为多个与所述第一色阻、所述第二色阻间隔并排的第三色阻以及多个与所述第二滤光部重叠的第三滤光部;所述第三滤光部还包含一凸伸出顶面的第三间隔部,所述第三间隔部位置对应所述第二间隔部。
2.根据权利要求1所述的彩色滤光片的制作方法,其特征在于:每一所述第一色阻与一所述第一滤光部相连,每一所述第二色阻与一所述第二滤光部相连,以及每一所述第三色阻与一所述第三滤光部相连。
3.根据权利要求1所述的彩色滤光片的制作方法,其特征在于:所述特定掩膜包括有用于形成第一、第二以及第三色阻的透光区、用于形成第一、第二以及第三滤光部的第一半遮光区,以及与所述透光区间隔设置的遮光区;
所述第一半遮光区上还设置有用于形成第一、第二以及第三间隔部的第二半遮光区。
4.根据权利要求1所述的彩色滤光片的制作方法,其特征在于:所述方法还包括以下步骤:
继续于所述基板上涂布第四材料层;以及
通过所述特定掩膜对所述第四材料层进行光刻工艺而将所述第四材料层图案化为多个与所述第一色阻、所述第二色阻、所述第三色阻间隔并排的第四色阻以及多个与所述第三滤光部重叠的第四滤光部;所述第四滤光部上还凸伸出顶面的第四间隔部,所述第四间隔部位置对应所述第三间隔部。
5.根据权利要求4所述的彩色滤光片的制作方法,其特征在于:每一所述第四色阻与一所述第四滤光部相连。
6.一种彩色滤光片,包括间隔并排设置于基板上的第一、第二以及第三色阻;其特征在于:所述第一、第二以及第三色阻相互之间还设置重叠的第一、第二及第三滤光部;所述第一、第二以及第三滤光部上还分别对应凸伸形成有第一、第二以及第三间隔部;
其中,所述第一间隔部、第一滤光部与第一色阻是由第一材料层在基板上通过光刻工艺一并形成;所述第二间隔部、第二滤光部与第二色阻是由第二材料层在基板上通过光刻工艺一并形成;所述第三间隔部、第三滤光部与第三色阻是由第三材料层在基板上通过光刻工艺一并形成。
7.根据权利要求6所述的彩色滤光片,其特征在于:每一所述第一色阻与一所述第一滤光部相连,每一所述第二色阻与一所述第二滤光部相连,以及每一所述第三色阻与一所述第三滤光部相连。
8.根据权利要求6所述的彩色滤光片,其特征在于:叠加的第一、第二和第三间隔部相对所述基板的厚度大于所述第一、第二或者第三色阻相对所述基板的厚度。
9.根据权利要求6所述的彩色滤光片,其特征在于:所述彩色滤光片还包括第四色阻、第四滤光部和第四间隔部,所述第四色阻与所述第一、第二以及第三色阻间隔排设置于所述基板上;
所述第四滤光部与所述第一、第二以及第三滤光部重叠设置;所述第四间隔部凸伸形成于所述第四滤光部并对应所述第三间隔部;所述第四间隔部、第四滤光部与第四色阻是由第四材料层在基板上通过光刻工艺一并形成。
10.根据权利要求9所述的彩色滤光片,其特征在于:每一所述第四色阻与一所述第四滤光部相连。
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