CN102736310A - 彩色滤光片的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种彩色滤光片的制作方法，包括：在基板上形成黑色矩阵层，已形成黑色矩阵层的基板上包括第一区域、第二区域以及第三区域；在第一区域形成第一色阻层，该第一色阻层的固化是在第一温度下进行；在第二区域形成第二色阻层，该第二色阻层的固化是在第二温度下进行；在第三区域形成第三色阻层，该第三色阻层的固化是在第三温度下进行，所述第一、第二和第三色阻层构成一彩色色阻层，最后在该彩色色阻层上形成透明导电层以及衬垫。其中，所述第一温度和所述第二温度是低于所述第三温度，第一温度和第二温度下，第一、第二色阻层轻度固化，经上述第三温度处理后，第一、第二和第三色阻层完全固化。

Description

彩色滤光片的制作方法
【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的制作方法。 
【背景技术】
现有技术的彩色滤光片（Color Filter，CF）的制程，通常为依次在玻璃基板上涂布形成黑色矩阵（Black Matrix，BM）层、色阻层R、色阻层G、色阻层B、透明电极层（ITO）以及衬垫（PS）。 
具体为：首先在基板上涂布黑色材料层，进行第一道曝光、显影以及固化处理形成BM层；之后在已形成BM层的基板上涂布材料层R，进行第二道曝光、显影以及固化处理形成色阻层R；之后在已形成色阻层R的基板上涂布材料层G，进行第三道曝光、显影以及固化处理形成色阻层G；之后在已形成色阻层G的基板上涂布材料层B，进行第四道曝光、显影以及固化处理形成色阻层B；最后在已形成色阻层B的基板上形成ITO以及PS。 
其中，上述制程过程中BM层、R、G和B色阻层以及PS制程所选用的材料通常为光刻胶材料，譬如压克力聚合物，上述材料的特性需于220摄氏度的环境下才能完全架桥（即完全固 化），由于制程过程中机台的实际温度的差异，所以通常会增加10度(譬如230摄氏度)来实现制程，才能使架桥率达到100%，以提高材料的耐化性，以及耐旋光性。 
现有技术中进行上述制程所选用的烤箱普遍为枚页式的烤箱，该烤箱只能进行单片进，单片出的连续式作业，在该种作业方式下，无论是烤箱处于正常生产还是处于待机的状态，都会一直维持230摄氏度的温度，造成多余的能耗，带来生产成本的增加。 
【发明内容】
本发明提供一种彩色滤光片的制作方法，以解决现有技术中制作彩色滤光片时能耗大、成本高的技术问题。 
本发明的主要目的在于提供一种彩色滤光片的制作方法，所述方法包括以下步骤： 
提供一基板，在所述基板上形成黑色矩阵层，已形成黑色矩阵层的基板上包括第一区域、第二区域以及第三区域； 
在已形成黑色矩阵层的所述基板上涂布第一材料层，依次进行曝光、显影和固化处理以在所述第一区域形成第一色阻层，上述固化是在第一温度下进行，在所述第一温度下固化后，所述第一色阻层轻度固化； 
在已形成第一色阻层的所述基板上涂布第二材料层，依次进行曝光、显影和固化处理以在所述第二区域形成第二色阻层，上述固化是在第二温度下进行，在所述第二温度下固化后，所述第 二色阻层轻度固化； 
在已形成第二色阻层的所述基板上涂布第三材料层，依次进行曝光、显影和固化处理以在所述第三区域形成第三色阻层，上述固化是在第三温度下进行，在所述第三温度下固化后，所述第一色阻层、第二色阻层和所述第三色阻层完全固化，所述第一色阻层、第二色阻层和第三色阻层构成一彩色色阻层； 
在所述彩色色阻层上形成透明导电层以及衬垫； 
其中，所述第一温度和所述第二温度是低于所述第三温度，在所述轻度固化下，所述第一色阻层和第二色阻层的形状在预设时间内保持固定，在所述完全固化下，所述第一色阻层、第二色阻层和第三色阻层的形状持续保持固定。 
在本发明一实施例中，所述第一温度为150~200摄氏度。 
在本发明一实施例中，所述第二温度为150~200摄氏度。 
在本发明一实施例中，所述第三温度为220~240摄氏度。 
在本发明一实施例中，在通过第一温度固化处理所述第一色阻层过程中，还配合曝光能量、显影时间以及所述第一温度下的烘烤时间实现对所述第一色阻层的轻度固化。 
在本发明一实施例中，在通过第二温度固化处理所述第二色阻层过程中，还配合曝光能量、显影时间以及所述第二温度下的烘烤时间实现对所述第二色阻层的轻度固化。 
在本发明一实施例中，在通过第三温度固化处理所述第一、第二以及第三色阻层过程中，还配合所述第三温度下的烘烤时间实现对第一、第二以及第三色阻层的完全固化。 
在本发明一实施例中，在所述轻度固化下，所述第一色阻层与形成所述第二色阻层过程中使用的溶剂不发生反应； 
所述形成所述第二色阻层过程中使用的溶剂包括所述第二材料层中的溶剂，以及在形成所述第二色阻层过程中使用的显影液。 
在本发明一实施例中，在所述轻度固化下，所述第一色阻层、所述第二色阻层与形成所述第三色阻层过程中使用的溶剂不发生反应； 
所述形成所述第三色阻层过程中使用的溶剂包括所述第三材料层中的溶剂，以及在形成所述第三色阻层过程中使用的显影液。 
在本发明一实施例中，所述第一色阻层和第二色阻层的形状在预设时间内保持固定具体包括： 
所述第一色阻层的形状在第一预设时间内保持固定，所述第一预设时间可为延续到对所述第三色阻层进行固化前的时间； 
所述第二色阻层的形状在第二预设时间内保持固定，所述第二预设时间可为延续到对所述第三色阻层进行固化前的时间 
本发明在形成第一色阻层和第二色阻层的过程中，使用温度相对所述第三温度（譬如230摄氏度）较低的第一温度和第二温度，使得第一色阻层和第二色阻层轻度固化即可，在制作第三色阻层的过程中，使用温度较高的第三温度，同时将第一、第二和第三色阻层完全固化，由于仅需要在第三色阻层的形成过程中使用较高的第三温度，而第一、第二色阻层的形成过程使用较低的 温度即可，因此节省了能耗，降低了成本。 
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-2E为本发明中彩色滤光片的制程过程中的结构示意图。 
【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-2E为彩色滤光片的制程过程中的结构示意图。 
在步骤S101中，提供基板10，在所述基板10上形成黑色矩阵（BM）层11，已形BM层11的所述基板10包括第一区域M1、第二区域M2以及第三区域M3。 
请一并参阅图2A，首先将所述基板10进行清洗，去除所述 基板10上的小异物以及所述基板10表面的粒子。之后对所述基板10进行干燥处理，去除对所述基板10清洗过程中的水分。之后向所述基板10吹离子风，以消除所述基板10上的静电，然后对所述基板10进行紫外线照射，分解并去除所述基板10上的有机物。之后将所述基板10进行预烘烤，以烘干所述基板10上残留的水分，然后将所述基板10冷却到23摄氏度左右备用。 
之后，在所述基板10上涂敷一黑色材料层，之后对已涂覆黑色材料层的所述基板10进行减压干燥处理，以使得已涂覆的黑色材料层干燥均匀，避免起泡等现象。之后将已涂覆黑色材料层的所述基板10加热以烘干水分，再将已涂覆黑色材料层的所述基板10冷却到23摄氏度。 
之后，对已涂覆黑色材料层的所述基板10进行曝光、显影处理，以形成BM层11。其中，在曝光过程中使用的掩膜（Mask）优选为石英玻璃；显影过程为的是去除未曝光部分的黑色材料层（即光刻胶），而留下曝过光的黑色材料层以形成BM层11。之后对已形成BM层11的所述基板10进行清洗以去除残留的溶剂（譬如显影液），然后对已形成BM层11的所述基板10干燥以去除水分。 
最后对所述基板10上的BM层11进行固化，譬如在230摄氏度的温度下烘烤已形成BM层11的所述基板10一段时间以将所述基板10上的BM层11完全固化，譬如烘烤1800秒。最后将已形成BM层11的所述基板10冷却。 
在步骤S102中，在已形成BM层11的所述基板10上涂布 第一材料层，并依次进行曝光、显影和固化处理以在具有BM层11的所述基板10上的第一区域M1形成第一色阻层R。 
请一并参阅图2B，首先对经步骤S101处理后的已形成BM层11的所述基板10进行紫外线照射，去除已形成BM层11的所述基板10表面的有机物。之后对已形成BM层11的所述基板10进行清洗和干燥以清除残留粒子。之后对已形成BM层11的所述基板10吹离子风以消除静电。然后对已形成BM层11的所述基板10进行预烘烤以烘干水分，并冷却至23摄氏度备用。 
之后，在已形成BM层11的所述基板10上涂敷第一材料层，之后对已涂敷第一材料层的所述基板10进行减压干燥处理以使得第一材料层干燥均匀，避免起泡等现象。之后将已涂敷第一材料层的所述基板10加热以烘干水分，并再冷却到23摄氏度。 
之后，对已涂敷第一材料层的所述基板10进行曝光、显影处理以在具有BM层11的所述基板10上的第一区域M1形成第一色阻层R。其中，在曝光过程使用的掩膜优选为石英玻璃，显影过程为的是去除未曝光部分的第一材料层（即光刻胶），而留下曝过光的第一材料层以形成第一色阻层R。之后对已形成第一色阻层R的所述基板10进行清洗以去除残留的溶剂（譬如显影液），然后对已形成第一色阻层R的所述基板10干燥以去除水分。 
最后，将已形成第一色阻层R的所述基板10进行固化处理。其中，上述固化是在第一温度T1下进行，所述第一温度T1优选范围为150-200摄氏度。已形成第一色阻层R的所述基板10经所述第一温度T1固化后，所述第一色阻层R实现轻度固化， 所述轻度固化指的是所述第一色阻层R在第一预设时间内保持其基本的形状稳定，而不会发生底切（under cut）等现象，所述第一预设时间可为延续到对下述第三色阻层B进行固化前的时间。 
在具体实施过程中，在通过所述第一温度T1固化处所述第一色阻层R过程中，还可配合曝光能量、显影时间以及所述第一温度T1下的烘烤时间实现对所述第一色阻层R的轻度固化，此处不再详述。 
在步骤S103中，在已形成第一色阻层R的所述基板10上涂布第二材料层，依次进行曝光、显影和固化处理以在具有BM层11的所述基板10上的第二区域M2形成第二色阻层G。 
请一并参阅图2C，首先对经步骤S102处理后的已形成第一色阻层R的所述基板10进行紫外线照射，去除已形成第一色阻层R的所述基板10表面的有机物。之后对已形成第一色阻层R的所述基板10进行清洗和干燥以清除残留粒子。之后对已形成第一色阻层R的所述基板10吹离子风以消除静电。然后对已形成第一色阻层R的所述基板10进行预烘烤以烘干水分，并冷却至23摄氏度备用。 
之后，在已形成第一色阻层R的所述基板10上涂敷第二材料层，之后对已涂敷第二材料层的所述基板10进行减压干燥处理以使得第二材料层干燥均匀，避免起泡等现象。之后将已涂敷第二材料层的所述基板10加热以烘干水分，并再冷却到23摄氏度。 
之后，对已涂敷第二材料层的所述基板10进行曝光、显影处理以在具有BM层11的所述基板10上的所述第二区域M2形成第二色阻层G。其中，在曝光过程使用的掩膜优选为石英玻璃。显影过程为的是去除未曝光部分的第二材料层（即光刻胶），而留下曝过光的第二材料层以形成第二色阻层G。之后对已形成第二色阻层G的所述基板10进行清洗以去除残留的溶剂（譬如显影液），然后对已形成第二色阻层G的所述基板10干燥以去除水分。 
最后，将已形成第二色阻层G的所述基板10进行固化处理，其中，上述固化是在第二温度T2下进行，所述第二温度T2优选范围为150-200摄氏度，譬如200摄氏度。已形成第二色阻层G的所述基板10经所述第二温度T1固化后，所述第二色阻层G实现轻度固化，所述轻度固化指的是所述第二色阻层R在第二预设时间内保持其基本的形状稳定，而不会发生底切（under cut）等现象，所述第二预设时间可为延续到对下述第三色阻层B进行固化前的时间。 
在本实施例中，在所述轻度固化下，所述第一色阻层R与形成所述第二色阻层G过程中使用的溶剂不发生反应，所述溶剂包括第二材料层中的溶剂以及在形成所述第二色阻层G过程中使用的显影液等。 
而且，在所述轻度固化下，所述第一色阻层R具有耐旋光性，即在对所述第二材料层进行曝光时，所述第一色阻层R不会在曝光时的光线照射下发生变化。 
在通过所述第二温度T2固化处理所述第二色阻层G过程中，还可以配合曝光能量、显影时间以及所述第二温度T2下的烘烤时间实现对所述第二色阻层G的轻度固化，此处不再详述。 
在步骤S104中，在已形成第二色阻层G的所述基板10上涂布第三材料层，依次进行曝光、显影和固化处理以在具有BM层11的所述基板10上的第三区域M3形成第三色阻层B，所述第一、第二和第三色阻层R、G、B构成一彩色色阻层12。 
请一并参阅图2D，首先对经步骤S103处理后的已形成第二色阻层G的所述基板10进行紫外线照射，去除已形成第二色阻层G的所述基板10表面的有机物。之后对已形成第二色阻层G的所述基板10进行清洗和干燥以清除残留粒子。之后对已形成第二色阻层G的所述基板10吹离子风以消除静电。然后对已形成第二色阻层G的所述基板10进行预烘烤以烘干水分，并冷却至23摄氏度备用。 
之后，在已形成第二色阻层G的所述基板10上涂敷第三材料层。之后对已涂敷第三材料层的所述基板10进行减压干燥处理以使得已涂覆的第三材料层干燥均匀，避免起泡等现象。之后将第三材料层的所述基板10加热以烘干水分，并再冷却到23摄氏度。 
之后，对已涂敷第三材料层的所述基板10进行曝光、显影处理以在具有BM层11的所述基板10上的所述第三区域M3形成第三色阻层B。其中，在曝光过程使用的掩膜优选为石英玻璃。显影过程为的是去除未曝光部分的第三材料层（即光刻胶），而 留下曝过光的第三材料层以形成第三色阻层B。之后对已形成第三色阻层B的所述基板10进行清洗以去除残留的溶剂（譬如显影液），然后已形成第三色阻层B的所述基板10干燥以去除水分。 
最后，将已形成第三色阻层B的所述基板10进行固化处理，其中，上述固化是在第三温度T3下进行，所述第三温度T3是大于所述第一温度T1和第二温度T2等，所述第三温度T3优选为220-240摄氏度，譬如230摄氏度。已形成第三色阻层B的所述基板10经所述第三温度T3固化处理后，所述第一、第二以及第三色阻层R、G、B完全固化形成彩色色阻层12，所述完全固化是在所述轻度固化的基础上的进一步固化，在所述完全固化的状态下，所述第一、第二和第三色阻层R、G和B除了保持基本的形状外，硬度还进一步的加强。 
在具体实施过程中，在所述第一温度T1和第二温度T2的固化下，所述第一色阻层R和第二色阻层G的表面交连程度需符合步骤S104制程中的耐化性，即在所述轻度固化下，所述第一色阻层R、第二色阻层G与形成所述第三色阻层B过程中使用的溶剂不发生反应，所述溶剂包括所述第三材料层中的溶剂以及在形成所述第三色阻层B过程中使用的显影液等。 
而且，在所述第一温度T1和第二温度T2的固化下，所述第一色阻层R和第二色阻层G内部的光阻分子并未实现完全的交连，而在所述第三温度T3固化后，所述第一色阻层R和第二色阻层G内部的光阻分子则完全交连，且所述第三色阻层B内部的光阻分子同样完全交连。 
而且，在所述轻度固化下，所述第一色阻层R和第二色阻层G具有耐旋光性，即在对所述第三材料层进行曝光时，所述第一色阻层R和第二色阻层G不会在曝光时的光线照射下发生变化。 
在步骤S105中，在所述彩色色阻层12上形成透明导电层13以及衬垫14。请一并参阅图2E。 
本发明中，在形成第一色阻层和第二色阻层的过程中，使用温度相对第三温度（230摄氏度）较低的第一温度和第二温度，使得第一色阻层和第二色阻层轻度固化即可，在制作第三色阻层的过程中，使用温度较高的第三温度，同时将第一、第二和第三色阻层完全固化，由于仅需要在第三色阻层的形成过程中使用较高的第三温度，而第一、第二色阻层的形成过程使用较低的温度即可，因此可以节省能耗，降低成本。 
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：
提供一基板，在所述基板上形成黑色矩阵层，已形成黑色矩阵层的基板上包括第一区域、第二区域以及第三区域；
在已形成黑色矩阵层的所述基板上涂布第一材料层，依次进行曝光、显影和固化处理以在所述第一区域形成第一色阻层，上述固化是在第一温度下进行，在所述第一温度下固化后，所述第一色阻层轻度固化；
在已形成第一色阻层的所述基板上涂布第二材料层，依次进行曝光、显影和固化处理以在所述第二区域形成第二色阻层，上述固化是在第二温度下进行，在所述第二温度下固化后，所述第二色阻层轻度固化；
在已形成第二色阻层的所述基板上涂布第三材料层，依次进行曝光、显影和固化处理以在所述第三区域形成第三色阻层，上述固化是在第三温度下进行，在所述第三温度下固化后，所述第一色阻层、第二色阻层和所述第三色阻层完全固化，所述第一色阻层、第二色阻层和第三色阻层构成一彩色色阻层；
在所述彩色色阻层上形成透明导电层以及衬垫；
其中，所述第一温度和所述第二温度是低于所述第三温度，在所述轻度固化下，所述第一色阻层和第二色阻层的形状在预设时间内保持固定，在所述完全固化下，所述第一色阻层、第二色阻层和第三色阻层的形状持续保持固定。
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：所述第一温度为150~200摄氏度。
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：所述第二温度为150~200摄氏度。
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：所述第三温度为220 ~240摄氏度。
5.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：在通过第一温度固化处理所述第一色阻层过程中，还配合曝光能量、显影时间以及所述第一温度下的烘烤时间实现对所述第一色阻层的轻度固化。
6.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：在通过第二温度固化处理所述第二色阻层过程中，还配合曝光能量、显影时间以及所述第二温度下的烘烤时间实现对所述第二色阻层的轻度固化。
7.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：在通过第三温度固化处理所述第一、第二以及第三色阻层过程中，还配合所述第三温度下的烘烤时间实现对第一、第二以及第三色阻层的完全固化。
8.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：在所述轻度固化下，所述第一色阻层与形成所述第二色阻层过程中使用的溶剂不发生反应；
所述形成所述第二色阻层过程中使用的溶剂包括所述第二材料层中的溶剂，以及在形成所述第二色阻层过程中使用的显影液。
9.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：在所述轻度固化下，所述第一色阻层、所述第二色阻层与形成所述第三色阻层过程中使用的溶剂不发生反应；
所述形成所述第三色阻层过程中使用的溶剂包括所述第三材料层中的溶剂，以及在形成所述第三色阻层过程中使用的显影液。
10.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：所述第一色阻层和第二色阻层的形状在预设时间内保持固定具体包括：
所述第一色阻层的形状在第一预设时间内保持固定，所述第一预设时间可为延续到对所述第三色阻层进行固化前的时间；
所述第二色阻层的形状在第二预设时间内保持固定，所述第二预设时间可为延续到对所述第三色阻层进行固化前的时间。
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