CN102981202B - 一种彩色滤光片的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及液晶显示技术，公开了一种彩色滤光片的制作方法，该方法包括以下步骤：S1、在衬底基板上形成黑色矩阵涂层；S2、在具有黑色矩阵涂层的衬底基板上形成像素区域的开口，涂覆像素树脂，并以形成有开口的黑色矩阵涂层作为掩膜板进行背面曝光并显影，在所述像素区域内形成彩色的像素树脂层。本发明达到了黑色矩阵涂层和像素树脂层的紧密连接，使得在像素树脂层的制作过程中无需进行对位，有利于避免黑色矩阵和像素树脂层之间因曝光对位精度而产生的漏光现象，进一步地有利于减小或避免黑色矩阵和像素树脂层之间的段差，像素树脂层与黑色矩阵之间无重叠，避免了牛角状区域的形成，提高彩色滤光片的平整度。
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的制作方法。
背景技术
随着薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）技术的发展，其成本的降低和制造工艺的进一步完善，使其成为平板显示领域的主流技术。TFT-LCD由彩色滤光片和阵列基板对盒而成，彩色滤光片主要为TFT-LCD提供色彩。
现有技术所制备的彩色滤光片如图1所示，包括衬底基板1、黑色矩阵2、像素树脂层3和柱状隔垫物4。首先在衬底基板1上形成黑色矩阵2，然后在此基础上分别形成红色、绿色和蓝色像素树脂层3，最后形成柱状隔垫物4。
现有技术在曝光工序中对位稍有偏差就会导致像素树脂层与黑色矩阵2之间不是紧密相接，造成漏光。为了避免漏光现象，需增大像素树脂层和黑色矩阵2的重叠部分，导致形成牛角状区域5，影响彩色滤光片的平整度，如图1中所示。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何避免彩色滤光片形成牛角状区域，以提高彩色滤光片的平整度。
（二）技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种彩色滤光片的制作方法，包括以下步骤：
S1、在衬底基板上形成黑色矩阵涂层；
S2、在具有黑色矩阵涂层的衬底基板上形成像素区域的开口，涂覆像素树脂，并以形成有开口的黑色矩阵涂层作为掩膜板进行背面曝光并显影，在所述像素区域内形成彩色的像素树脂层，同时在彩色的像素树脂层之间形成黑色矩阵。
进一步地，所述步骤S1中黑色矩阵涂层的形成方法为：采用溅射、涂覆或蒸镀方式在衬底基板上形成黑色矩阵涂层。
进一步地，所述黑色矩阵涂层的材质为铬金属或氧化铬。
进一步地，每一种颜色的像素树脂层对应于一个颜色的像素区域。
进一步地，步骤S2中每形成一种颜色的像素区域后形成一种颜色的像素树脂层，然后重复该过程依次形成其它颜色的像素树脂层。
进一步地，所述步骤S2中像素区域的形成方法为：在具有黑色矩阵涂层的衬底基板上形成一层正性光刻胶，通过曝光、显影的方式去除一种颜色的像素区域的光刻胶，并刻蚀去除该像素区域中的黑色矩阵涂层，最后去除其余的正性光刻胶。
进一步地，在先形成的像素树脂层的像素树脂中加入紫外吸收剂。
进一步地，所述紫外吸收剂为：水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类和受阻胺类中的一种或几种。
进一步地，在形成下一个像素树脂层时采用紫外线滤光镜将前面已形成的像素树脂层覆盖。
进一步地，所述步骤S2之后还包括步骤：S3、在形成彩色的像素树脂层后形成透明保护层。
（三）有益效果
上述技术方案所提供的一种彩色滤光片的制作方法，采用黑色矩阵涂层作为掩膜板进行背面曝光形成像素树脂层，达到了黑色矩阵和像素树脂层之间的紧密连接；一方面，省去了掩模板的成本费，节约了成本，提高了良品率；另一方面，采用黑色矩阵涂层作为掩膜板，在像素树脂层的制作过程中无需进行对位，降低了工艺难度，有利于避免黑色矩阵和像素树脂层之间因曝光对位精度而产生的漏光现象，进一步地有利于减小或避免黑色矩阵和像素树脂层之间的段差，像素树脂层与黑色矩阵之间无重叠，避免了牛角状区域的形成，提高彩色滤光片的平整度。
附图说明
图1是现有技术彩色滤光片的结构示意图；
图2是本发明一种实施例完成步骤S1′后的结构示意图；
图3为本发明一种实施例完成步骤S2′后的结构示意图；
图4为本发明一种实施例完成步骤S3′后的结构示意图；
图5为本发明一种实施例完成步骤S4′后的结构示意图；
图6为本发明一种实施例完成步骤S5′后的结构示意图；
图7为本发明一种实施例的彩色滤光片的结构示意图。
其中，1、衬底基板；2、黑色矩阵；3、像素树脂层；4、隔垫物；5、牛角状区域；6、像素区域；7、透明保护层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图2-7所示，本发明的一种彩色滤光片的制作方法，包括：
步骤S1、在衬底基板1上形成黑色矩阵涂层；
具体为：在为玻璃、石英、透明树脂等材质的衬底基板1上形成黑色矩阵涂层。
具体地：该黑色矩阵涂层的形成方法为：可采用溅射、涂覆或蒸镀方式在衬底基板1上形成黑色矩阵涂层。
其中，黑色矩阵涂层的材质为铬金属或氧化铬。本实施例的黑色矩阵涂层还可以由其它可以产生黑色矩阵涂层的金属或金属氧化物制成。该黑色矩阵涂层的厚度为0.5-2μm之间的任意一个数值，优选为1-1.5μm。
步骤S2、在具有黑色矩阵涂层的衬底基板1上形成像素区域的开口；涂覆像素树脂，并以形成有开口的黑色矩阵涂层作为掩膜板进行背面曝光并显影，在像素区域内形成彩色的像素树脂层3，同时在彩色的像素树脂层之间形成黑色矩阵2；
具体为：在完成步骤S1后，在具有黑色矩阵涂层的衬底基板1上形成像素区域的开口，涂覆像素树脂，并以形成有开口的黑色矩阵涂层作为掩膜板进行背面曝光并显影，在像素区域内形成彩色的像素树脂层3，该彩色的像素树脂层3至少具有三种颜色，同时在该三种颜色的像素树脂层之间形成黑色矩阵2。
上述步骤S2中，像素区域的形成方法为：在具有黑色矩阵涂层的衬底基板1上形成一层正性光刻胶，通过曝光、显影的方式去除一种颜色的像素区域的光刻胶，并刻蚀去除该像素区域中的黑色矩阵涂层，最后去除该像素区域以外剩余的正性光刻胶。
其中，形成一层正性光刻胶可以采用涂覆等方式；去除剩余的正性光刻胶可以采用灰化工艺、剥离工艺等方法。
上述步骤S2中，像素树脂层3的形成方法为：首先涂覆像素树脂，然后以黑色矩阵涂层作为掩膜板通过背面曝光并显影而形成像素树脂层3。
具体地，本实施例中每一种颜色的像素树脂层3对应于一个颜色的像素区域。
更具体地，像素区域内的黑色矩阵涂层分步去除，依次分步形成不同彩色的像素树脂层3，具体为：首先在具有黑色矩阵涂层的衬底基板1上形成一层正性光刻胶，通过曝光、显影的方式去除一种颜色的像素区域的正性光刻胶，并刻蚀去除该像素区域中的黑色矩阵涂层，最后去除剩余的正性光刻胶，然后涂覆一种颜色的像素树脂，以黑色矩阵涂层作为掩膜板通过背面曝光并显影而形成的该种颜色的像素树脂层3；重复上述的步骤依次形成其它颜色的像素树脂层。
本实施例中采用黑色矩阵涂层作为掩膜板进行背面曝光形成彩色的像素树脂层3，达到了黑色矩阵和像素树脂层3之间的紧密连接，一方面，不仅解决了现有彩色滤光片生产技术中由于像素树脂无法完全填充黑色矩阵所限定的像素区域所造成的漏光现象，提高了产品的良品率，降低了生产成本，而且采用此种方法形成的像素树脂层3与黑色矩阵之间无重叠，避免了牛角状区域的形成，提高了彩色滤光片的平整度，进而提高了彩色滤光片的滤光效果。另一方面，采用黑色矩阵涂层作为掩膜板，在像素树脂层3的制作过程中无需进行对位，降低了工艺难度。
其中，像素树脂层3的厚度为1-5μm之间的任意一个数值，例如，具体可以为1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5μm。
进一步地，为了避免在先形成的像素树脂层上残留有后形成的像素树脂层，可采用以下A、B两种方式：
A、可在先形成的像素树脂层的像素树脂中加入紫外吸收剂；
具体为：在将要用于形成像素树脂层的像素树脂中添加紫外吸收剂，加入到像素树脂中可部分替代引发剂，在制备像素树脂的过程中直接加入，分散均匀即可；
上述紫外吸收剂可以为：水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类和受阻胺类中的一种或几种；受阻胺类是一种光稳定剂，为具有空间位阻效应的哌啶衍生物。
例如：二苯甲酮（苯酮类）、水杨酸苯酯（水杨酸酯类）等是紫外线吸收剂和引发剂、有机颜料、医药、香料、杀虫剂的中间体。
B、在形成下一个像素树脂层时采用紫外线滤光镜将前面已形成的像素树脂层覆盖；
具体为：在形成下一个像素树脂层时，先在前面已经形成的像素树脂层的位置贴覆紫外线滤光镜，紫外线滤光镜形状和衬底基板1一致，在滤光镜上涂一层光刻胶，对相对像素树脂层以外的区域进行曝光、显影，并刻蚀去除该区域的光刻胶和滤光镜，在形成有像素树脂层的位置保留滤光镜。
以三种颜色的像素树脂层为例：在形成第二像素树脂层时，先在衬底基板1一侧的第一像素树脂层的上方贴敷紫外线滤光镜，由于紫外线滤光镜形状和衬底基板1一致，在滤光镜上涂一层光刻胶，对相对第一像素树脂层以外的区域进行曝光、显影，并刻蚀去除该区域的光刻胶和滤光镜，只保留形成在第一像素树脂层位置的滤光镜；在形成第三像素树脂层时，先在衬底基板1一侧的第一像素树脂层和第二像素树脂层的上方贴敷紫外线滤光镜，由于紫外线滤光镜形状和衬底基板1一致，在滤光镜上涂一层光刻胶，对相对第一和第二像素树脂层以外的区域进行曝光、显影，并刻蚀去除该区域的光刻胶和滤光镜只保留形成在第一像素树脂层和第二像素树脂层位置的滤光镜。
进一步地，本发明实施例的彩色滤光片的制作方法在完成步骤S2后还包括：步骤S3、在形成彩色的像素树脂层3后形成透明保护层7，以起到平坦化的作用以及避免该彩色滤光片受到外界环境的破坏。
本实施例中彩色的像素树脂层3的每种颜色分别对应一个颜色的像素区域。彩色的像素树脂层3包括但不限于红色像素树脂层、绿色像素树脂层和蓝色像素树脂层，具体根据需要可以选取其他颜色的像素树脂层，或者在上述三种颜色的像素树脂层的基础上还包括其他颜色的像素树脂层，例如黄色像素树脂层、白色像素树脂层等。其中，本实施例中的像素树脂层3以具有三种颜色为例，最传统的为红色像素树脂层、绿色像素树脂层和蓝色像素树脂层。
上述具有红、绿、蓝三种颜色像素树脂层的彩色滤光片的制作方法具体为：
步骤S1′、在衬底基板1上形成用作黑色矩阵涂层的金属铬层，具体为：采用溅射、蒸镀等方式在衬底基板1上形成金属铬层，该金属铬层的厚度为0.5-2μm之间的一个数值，如图2。
步骤S2′、在完成步骤S1′的衬底基板1上去除红色像素区域的金属铬层，具体为：在完成步骤1的衬底基板1上涂覆一层正性光刻胶，通过曝光、显影的方式去除红色像素区域的正性光刻胶，并刻蚀去除红色像素区域的金属铬层，最后通过灰化工艺去除该红色像素区域以外剩余的正性光刻胶，如图3。
步骤S3′、在完成步骤S2′的衬底基板1上形成红色像素树脂层，具体为：完成步骤1的衬底基板1上涂覆红色像素树脂，以黑色矩阵涂层作为掩模板通过背面曝光并显影而得到红色像素树脂层，所述红色像素树脂层厚度为1-5μm之间的一个数值，如图4。
步骤S4′、重复步骤S2′和步骤S3′分别形成绿色像素树脂层和蓝色像素树脂层，同时在红色像素树脂层、绿色像素树脂层和蓝色像素树脂层之间形成黑色矩阵2，其中，绿色像素树脂层和蓝色像素树脂层的厚度为1-5μm之间的一个数值，如图5。
步骤S5′、在完成步骤S4′的衬底基板1上形成一透明保护层7，如图6。
进一步地，在后续的液晶显示器制作过程中，用于本发明的彩色滤光片的支撑部件，还包括步骤S6′、在完成步骤S5′的衬底基板1上形成柱状的隔垫物4，该隔垫物4用于支撑彩色滤光片和阵列基板。具体为：完成步骤S4′的衬底基板1上形成柱状隔垫物用光刻胶，通过曝光、显影等工艺，最终形成柱状的隔垫物4。隔垫物4与彩色滤光片相连的横截面直径为15-20μm之间的一个数值，隔垫物4悬空一端的横截面直径为5-10μm之间的一个数值；隔垫物4的高度为5-10μm之间的一个数值。当隔垫物4为透明材质时，隔垫物4的位置无特殊限定，可设于彩色像素树脂层的上方；当隔垫物4为非透明材质时，为了避免影响显示效果，必须将该隔垫物4设于黑色矩阵2的上方，如图7所示。
其中，隔垫物4可与透明保护层7一体成型或分开成型。
上述红、绿、蓝三种颜色的像素树脂层的制作方法中该三种颜色的形成顺序可任意变化。采用黑色矩阵涂层作为掩膜板进行背面曝光的技术手段，实现红、绿、蓝像素树脂层的制作，达到了黑色矩阵2与像素树脂层之间的紧密连接。
上述技术方案所提供的一种彩色滤光片的制作方法，采用黑色矩阵涂层作为掩膜板进行背面曝光形成像素树脂层3，达到了黑色矩阵2和像素树脂层3之间的紧密连接。本发明采用黑色矩阵涂层作为掩膜板进行背光曝光，一方面，省去了掩模板的成本费，节约了成本，提高了良品率；另一方面，采用黑色矩阵涂层作为掩膜板，在像素树脂层3的制作过程中无需进行对位，降低了工艺难度，有利于避免黑色矩阵2和像素树脂层3之间因曝光对位精度而产生的漏光现象，进一步地有利于减小或避免黑色矩阵2和像素树脂层3之间的段差，像素树脂层3与黑色矩阵2之间无重叠，避免了牛角状区域的形成，提高彩色滤光片的平整度。
以上所述仅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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种彩色滤光片的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在衬底基板上形成黑色矩阵涂层；
S2、在具有黑色矩阵涂层的衬底基板上形成一层正性光刻胶，通过曝光、显影的方式去除一种颜色的像素区域的光刻胶，并刻蚀去除像素区域中的黑色矩阵涂层，最后去除其余的正性光刻胶，形成像素区域的开口，涂覆像素树脂，并以形成有开口的黑色矩阵涂层作为掩膜板进行背面曝光并显影，在所述像素区域内形成彩色的像素树脂层；
然后重复S2依次形成其它颜色的像素树脂层；同时在彩色的像素树脂层之间形成黑色矩阵；其中，
每形成一种颜色的像素区域后形成一种颜色的像素树脂层。
2.如权利要求1所述的彩色滤光片的制作方法，其特征在于，所述步骤S1中黑色矩阵涂层的形成方法为：采用溅射、涂覆或蒸镀方式在衬底基板上形成黑色矩阵涂层。
3.如权利要求1所述的彩色滤光片的制作方法，其特征在于，所述黑色矩阵涂层的材质为铬金属或氧化铬。
4.如权利要求1所述的彩色滤光片的制作方法，其特征在于，每一种颜色的像素树脂层对应于一个颜色的像素区域。
5.如权利要求1所述的彩色滤光片的制作方法，其特征在于，在先形成的像素树脂层的像素树脂中加入紫外吸收剂。
6.如权利要求5所述的彩色滤光片的制作方法，其特征在于，所述紫外吸收剂为：水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类和受阻胺类中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的彩色滤光片的制作方法，其特征在于，在形成下一个像素树脂层时采用紫外线滤光镜将前面已形成的像素树脂层覆盖。
8.如权利要求1所述的彩色滤光片的制作方法，其特征在于，所述步骤S2之后还包括步骤：
S3、在形成彩色的像素树脂层后形成透明保护层。
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