CN102707353A - 彩色滤光片及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种彩色滤光片及其制造方法，属于液晶显示器领域。该彩色滤光片包括：一玻璃基板、经一次曝光显影工艺后同时形成于所述玻璃基板上的黑矩阵和挡墙和以喷墨方式形成于所述多个次像素区内的多个彩色滤光单元，所述挡墙位于所述黑矩阵上，所述黑矩阵和所述挡墙限定出多个次像素区。本发明实施例能够简化喷墨法制备彩色滤光片的制程工艺。本发明的技术方案适用于彩色滤光片制备工艺中。

Description

彩色滤光片及其制造方法

技术领域

本发明涉及液晶显示器领域，特别是指一种彩色滤光片及其制造方法。

背景技术

由于液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)为非主动发光的元件，必须透过内部的背光源提供光源，搭配驱动IC与液晶控制形成黑、白两色的灰阶显示，再透过彩色滤光片(Color Filter，CF)的红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色层形成彩色显示画面，因此彩色滤光片为液晶显示器彩色化的关键零部件。

喷墨法制备彩色滤光片的过程主要是使用一喷墨装置将含有RGB颜色层的墨水同时喷涂于透明基板的黑色矩阵内，墨水滴随溶剂挥发而固化形成像素滤光层。使用喷墨法能一次形成RGB颜色层，使得制备过程大为简化，成本大幅降低。

彩色滤光片为达到高分辨率，高色彩对比度以及为避免出现LCD各次像素间漏光现象的出现，利用黑矩阵(Black Matrix，BM)将红、绿、蓝三种颜色层分别隔开。由于黑矩阵的厚度较薄，而且传统碳黑树脂材料在曝光显影后表面的平整度不好，当以喷墨法制造彩色滤光片时，墨水较容易润湿不平整的表面，因此相邻的颜色墨水很容易发生混色现象。常见的解决方法为在传统黑矩阵上形成一层挡墙层，但如此一来，使得工艺变得复杂，喷墨法制程简单的优点无法充分体现。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种彩色滤光片及其制造方法，能够简化喷墨法制备彩色滤光片的制程工艺。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：

一方面，本发明提供的一种彩色滤光片，包括：

一玻璃基板；

经一次曝光显影工艺后同时形成于所述玻璃基板上的黑矩阵和挡墙，所述挡墙位于所述黑矩阵上，所述黑矩阵和所述挡墙限定出多个次像素区；

以喷墨方式形成于所述多个次像素区内的多个彩色滤光单元。

优选地，所述黑矩阵的材料组成为：重量百分比为5％-45％的黑颜料、重量百分比为0.5％-67％的分散剂、重量百分比为0.05％-30％的分散树脂、重量百分比为0.05％-30％的碱可溶性树脂、重量百分比为2％-25％的乙烯基不饱和单体、重量百分比为0.05％-10％的环氧树脂、重量百分比为20％-80％的溶剂、重量百分比为0.05％-10％的光起始剂、重量百分比为0.01％-2％的添加剂。

优选地，所述挡墙的材料组成为：重量百分比为5％-79％的碱可溶性树脂、重量百分比为2％-35％的乙烯基不饱和单体、重量百分比为0.05％-10％的环氧树脂、重量百分比为20％-75％的溶剂、重量百分比为0.05％-10％的光起始剂、重量百分比为0.01％-2％的添加剂。

优选地，所述乙烯基不饱和单体为多官能团丙烯酸酯单体；所述添加剂包括流平剂、表面流动控制剂和硅烷偶联剂。

另一方面，本发明提供一种彩色滤光片的制造方法，包括：

提供一玻璃基板；

将黑矩阵感光材料涂覆在所述玻璃基板表面，并将挡墙感光材料涂覆在所述黑矩阵感光材料上；

对经过上述工艺的玻璃基板进行一次曝光显影得到完全去除区域、部分保留区域和完全保留区域，所述完全去除区域的黑矩阵感光材料和挡墙感光材料被完全去除，所述部分保留区域的黑矩阵感光材料被保留而挡墙感光材料被去除，所述完全保留区域黑矩阵感光材料与挡墙感光材料均予以保留，所述部分保留区域和所述完全保留区域形成黑矩阵和位于所述黑矩阵之上的挡墙；在所述黑矩阵和所述挡墙限定出的次像素区内喷入彩色墨水，固化后得到彩色滤光片。

其中，所述将黑矩阵感光材料涂覆在所述玻璃基板表面，并将挡墙感光材料涂覆在所述黑矩阵感光材料上包括：

将黑矩阵感光材料旋涂或刮涂于玻璃基板表面，将挡墙感光材料旋涂或刮涂于黑矩阵感光材料上。

优选地，所述将黑矩阵感光材料涂覆在所述玻璃基板表面之后还包括：

对涂覆有黑矩阵感光材料的玻璃基板进行前烘烤。

优选地，所述对涂覆有黑矩阵感光材料的玻璃基板进行前烘烤包括：

将涂覆有黑矩阵感光材料的玻璃基板在50℃-150℃下烘烤20-350秒。

优选地，所述将挡墙感光材料涂覆在所述黑矩阵感光材料上之后还包括：

对涂覆有挡墙感光材料的玻璃基板进行前烘烤。

优选地，所述对涂覆有挡墙感光材料的玻璃基板进行前烘烤包括：

将涂覆有挡墙感光材料的玻璃基板在50℃-150℃下烘烤20-350秒。

本发明的实施例具有以下有益效果：

上述方案中，与以往通过两次曝光显影分别制作黑矩阵及挡墙的技术不同，将黑矩阵感光材料和挡墙感光材料依次涂覆于玻璃基板上，经过一次曝光显影工艺，一次性制作出黑矩阵及黑矩阵之上的挡墙，之后通过喷墨法制程工艺制备彩色滤光片，本发明的技术方案不但明显提高了生产效率，同时由于减少了一次曝光显影工艺，使喷墨法制程简单的优势更加明显。

附图说明

图1为本发明实施例的彩色滤光片的制造方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的彩色滤光片的结构示意图；

图3为本发明实施例的彩色滤光片的制造方法的另一流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明的实施例针对现有技术中制备彩色滤光片的制程工艺较复杂的问题，提供一种彩色滤光片及其制造方法，能够简化喷墨法制备彩色滤光片的制程工艺。

图1为本发明实施例的彩色滤光片的制造方法的流程示意图，如图1所示，本实施例包括：

步骤101：提供一玻璃基板；

步骤102：将黑矩阵感光材料涂覆在玻璃基板表面，并将挡墙感光材料涂覆在黑矩阵感光材料上；

步骤103：对经过上述工艺的玻璃基板进行一次曝光显影得到完全去除区域、部分保留区域和完全保留区域，完全去除区域的黑矩阵感光材料和挡墙感光材料被完全去除，部分保留区域的黑矩阵感光材料被保留而挡墙感光材料被去除，完全保留区域黑矩阵感光材料与挡墙感光材料均予以保留，部分保留区域和完全保留区域形成黑矩阵和位于黑矩阵之上的挡墙；

步骤104：在黑矩阵和挡墙限定出的次像素区内喷入彩色墨水，固化后得到彩色滤光片。

本发明的彩色滤光片的制造方法，与以往通过两次曝光显影分别制作黑矩阵及挡墙的技术不同，将黑矩阵感光材料和挡墙感光材料依次涂覆于玻璃基板上，经过一次曝光显影工艺，一次性制作出黑矩阵及黑矩阵之上的挡墙，之后通过喷墨法制程工艺制备彩色滤光片，本发明的技术方案不但明显提高了生产效率，同时由于减少了一次曝光显影工艺，使喷墨法制程简单的优势更加明显。

图2为本发明实施例的彩色滤光片的结构示意图，如图2所示，本实施例包括：

一玻璃基板20；

经一次曝光显影工艺后同时形成于玻璃基板20上的黑矩阵21和挡墙22，挡墙22位于黑矩阵21上，黑矩阵21和挡墙22限定出多个次像素区；

其中，经一次曝光显影工艺后在玻璃基板上同时形成完全去除区域、部分保留区域和完全保留区域，完全去除区域的黑矩阵感光材料和挡墙感光材料被完全去除，部分保留区域的黑矩阵感光材料被保留而挡墙感光材料被去除，完全保留区域黑矩阵感光材料与挡墙感光材料均予以保留，部分保留区域和完全保留区域形成黑矩阵21和挡墙22。

以喷墨方式形成于多个次像素区内的多个彩色滤光单元23。

由于彩色滤光单元23在高温烘烤阶段体积会发生收缩，容易导致漏光现象，所以本发明在制作彩色滤光片时，使得挡墙下表面宽度小于黑矩阵上表面宽度，这种结构能够避免彩色滤光单元收缩导致漏光。

进一步地，如图2所示，黑矩阵21可以由多条截面呈矩形的遮光线组成，挡墙22由多条截面呈等腰梯形的透明线组成，从图中可以看出，上述矩形的宽度大于上述等腰梯形下底边的长度。

本发明的彩色滤光片，与以往通过两次曝光显影分别制作黑矩阵及挡墙的彩色滤光片不同，在制作过程中，黑矩阵及挡墙是经过一次曝光显影工艺，同时形成于玻璃基板上，本发明的技术方案不但明显提高了生产效率，同时由于减少了一次曝光显影工艺，使喷墨法制程简单的优势更加明显。

下面结合图3对本发明的彩色滤光片的制造方法进行进一步说明，如图3所示，本发明的彩色滤光片的制造方法包括以下步骤：

步骤301：提供一玻璃基板；

步骤302：将黑矩阵感光材料旋涂或刮涂于玻璃基板表面；

本发明中，黑矩阵感光材料的组成可以为：重量百分比为5％-45％(具体可以为15％、25％或者35％)的黑颜料、重量百分比为0.5％-67％(具体可以为10％、30％或者50％)的分散剂、重量百分比为0.05％-30％(具体可以为5％、15％或者25％)的分散树脂、重量百分比为0.05％-30％(具体可以为5％、15％或者25％)的碱可溶性树脂、重量百分比为2％-25％(具体可以为5％、10％或者20％)的乙烯基不饱和单体、重量百分比为0.05％-10％(具体可以为3％、5％或者8％)的环氧树脂、重量百分比为20％-80％(具体可以为35％、55％或者70％)的溶剂、重量百分比为0.05％-10％(具体可以为3％、5％或者8％)的光起始剂、重量百分比为0.01％-2％(具体可以为0.5％、1％或者1.5％)的添加剂。

其中，乙烯基不饱和单体为多官能团丙烯酸酯单体；添加剂包括流平剂、表面流动控制剂和硅烷偶联剂。

优选地，每100g黑矩阵感光材料可以包括：7g黑颜料、7g分散剂、11g分散树脂、8g碱可溶树脂、5g多官能团丙烯酸酯单体、1.5g环氧树脂、59g溶剂、0.8g光起始剂、0.3g流平剂、0.3g硅烷偶联剂；

步骤303：将经过步骤302之后的玻璃基板进行前烘烤；

具体地，将涂覆有黑矩阵感光材料的玻璃基板在50℃-150℃(具体可以为70℃、90℃、110℃、130℃)下烘烤20-350秒；

步骤304：将挡墙感光材料旋涂或刮涂于经过上述工艺的黑矩阵感光材料上；

本发明中，挡墙感光材料的组成可以为：重量百分比为5％-79％(具体可以为15％、35％、55％或者70％)的碱可溶性树脂、重量百分比为2％-35％(具体可以为5％、15％或者25％)的乙烯基不饱和单体、重量百分比为0.05％-10％(具体可以为3％、5％或者8％)的环氧树脂、重量百分比为20％-75％(具体可以为35％、55％或者70％)的溶剂、重量百分比为0.05％-10％(具体可以为3％、5％或者8％)的光起始剂、重量百分比为0.01％-2％(具体可以为1％或者1.5％)的添加剂。

其中，乙烯基不饱和单体为多官能团丙烯酸酯单体；添加剂包括流平剂、表面流动控制剂和硅烷偶联剂。

优选地，每100g挡墙感光材料可以包括：17g碱可溶树脂、18g丙烯酸树脂、5.8g多管能团丙烯酸酯单体、1.5g环氧树脂、56g溶剂、0.8g光起始剂、0.3g流平剂、0.3g硅烷偶联剂。

步骤305：将经过步骤304之后的玻璃基板进行前烘烤；

具体地，将涂覆有挡墙感光材料的玻璃基板在50℃-150℃下烘烤20-350秒；

步骤306：对经过步骤305之后的玻璃基板进行曝光显影，得到黑矩阵和位于黑矩阵之上的挡墙；

具体地，可以用具有灰色调或部分透过功能掩模板进行曝光，在黑矩阵和挡墙上形成完全去除区域、部分保留区域和完全保留区域。接着进行显影操作，完全去除区域的黑矩阵感光材料和挡墙感光材料被完全去除，部分保留区域的黑矩阵感光材料被保留而挡墙感光材料被去除，完全保留区域黑矩阵感光材料与挡墙感光材料均予以保留；

由于彩色滤光单元在高温烘烤阶段体积会发生收缩，容易导致漏光现象，所以本步骤在制作彩色滤光片时，可以使挡墙下表面宽度小于黑矩阵上表面宽度，这种结构能够避免彩色滤光单元收缩导致漏光；

步骤307：在黑矩阵和挡墙限定出的次像素区内喷入彩色墨水，固化后得到彩色滤光片。

本发明实施例将黑矩阵感光材料和挡墙感光材料依次涂覆于玻璃基板上，经过一次曝光显影工艺，一次性制作出黑矩阵及黑矩阵之上的挡墙，之后通过喷墨法制程工艺制备彩色滤光片，本发明的技术方案不但明显提高了生产效率，同时由于减少了一次曝光显影工艺，使喷墨法制程简单的优势更加明显。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种彩色滤光片，其特征在于，包括：

一玻璃基板；

经一次曝光显影工艺后同时形成于所述玻璃基板上的黑矩阵和挡墙，所述挡墙位于所述黑矩阵上，所述黑矩阵和所述挡墙限定出多个次像素区；

以喷墨方式形成于所述多个次像素区内的多个彩色滤光单元。

2.根据权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，

所述黑矩阵的材料组成为：重量百分比为5％-45％的黑颜料、重量百分比为0.5％-67％的分散剂、重量百分比为0.05％-30％的分散树脂、重量百分比为0.05％-30％的碱可溶性树脂、重量百分比为2％-25％的乙烯基不饱和单体、重量百分比为0.05％-10％的环氧树脂、重量百分比为20％-80％的溶剂、重量百分比为0.05％-10％的光起始剂、重量百分比为0.01％-2％的添加剂。

3.根据权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，

所述挡墙的材料组成为：重量百分比为5％-79％的碱可溶性树脂、重量百分比为2％-35％的乙烯基不饱和单体、重量百分比为0.05％-10％的环氧树脂、重量百分比为20％-75％的溶剂、重量百分比为0.05％-10％的光起始剂、重量百分比为0.01％-2％的添加剂。

4.根据权利要求2或3所述的彩色滤光片，其特征在于，所述乙烯基不饱和单体为多官能团丙烯酸酯单体；所述添加剂包括流平剂、表面流动控制剂和硅烷偶联剂。

5.一种彩色滤光片的制造方法，其特征在于，包括：

提供一玻璃基板；

将黑矩阵感光材料涂覆在所述玻璃基板表面，并将挡墙感光材料涂覆在所述黑矩阵感光材料上；

对经过上述工艺的玻璃基板进行一次曝光显影得到完全去除区域、部分保留区域和完全保留区域，所述完全去除区域的黑矩阵感光材料和挡墙感光材料被完全去除，所述部分保留区域的黑矩阵感光材料被保留而挡墙感光材料被去除，所述完全保留区域黑矩阵感光材料与挡墙感光材料均予以保留，所述部分保留区域和所述完全保留区域形成黑矩阵和位于所述黑矩阵之上的挡墙；

在所述黑矩阵和所述挡墙限定出的次像素区内喷入彩色墨水，固化后得到彩色滤光片。

6.根据权利要求5所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于，所述将黑矩阵感光材料涂覆在所述玻璃基板表面，并将挡墙感光材料涂覆在所述黑矩阵感光材料上包括：

将黑矩阵感光材料旋涂或刮涂于玻璃基板表面，将挡墙感光材料旋涂或刮涂于黑矩阵感光材料上。

7.根据权利要求5所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于，所述将黑矩阵感光材料涂覆在所述玻璃基板表面之后还包括：

对涂覆有黑矩阵感光材料的玻璃基板进行前烘烤。

8.根据权利要求7所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于，所述对涂覆有黑矩阵感光材料的玻璃基板进行前烘烤包括：

将涂覆有黑矩阵感光材料的玻璃基板在50℃-150℃下烘烤20-350秒。

9.根据权利要求5所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于，所述将挡墙感光材料涂覆在所述黑矩阵感光材料上之后还包括：

对涂覆有挡墙感光材料的玻璃基板进行前烘烤。

10.根据权利要求9所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于，所述对涂覆有挡墙感光材料的玻璃基板进行前烘烤包括：

将涂覆有挡墙感光材料的玻璃基板在50℃-150℃下烘烤20-350秒。

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