CN104391349A - 用于制作彩色滤光片的方法、彩色滤光片及液晶面板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于制作彩色滤光片的方法、彩色滤光片及液晶面板，该制作彩色滤光片的方法包括：在基板上涂布第一光阻材料并进行处理以形成具有多个间隔区域的黑矩阵层；在黑矩阵层上涂布不同于第一光阻材料的光阻材料，并在预定位置处采用镭射光束进行处理，之后进行曝光显影处理和固化处理以在间隔区域中形成色阻层；在色阻层上涂布导电材料以形成导电膜从而获得彩色滤光片。本发明可以消除或减小彩色滤光片中的色阻层的牛角现象，提高色阻层的表面平坦度，改善ITO导电膜在色阻层上出现牛角现象的部位易发生破裂的情况，进而提高彩色滤光片的性能。

Description

用于制作彩色滤光片的方法、彩色滤光片及液晶面板
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，具体地说，涉及一种用于制作彩色滤光片的方法、彩色滤光片及液晶面板。
背景技术
在现有的液晶面板制作过程中，彩色滤光片的制作主要包括光阻涂布、曝光、显影和固化几个步骤。在彩色滤光片的制作过程中，由于是在基板上逐层依次涂布多个光阻材料形成色阻层，这就可能导致在不同的光阻材料重叠部位产生类似牛角形状的不平坦缺陷，即牛角现象，如图1和图2中的箭头标注所示。上述牛角现象会造成彩色滤光片的色阻层表面平坦度不佳，其进一步会导致在色阻层后形成的ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)导电膜易发生破裂。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种用于制作彩色滤光片的方法、彩色滤光片及液晶面板用以消除或减小牛角现象。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于制作彩色滤光片的方法，包括以下步骤：
在基板上涂布第一光阻材料并进行处理以形成具有多个间隔区域的黑矩阵层；
在所述黑矩阵层上涂布不同于第一光阻材料的光阻材料，并在预定位置处采用镭射光束进行处理，之后进行曝光显影处理和固化处理以在所述间隔区域中形成色阻层；
在所述色阻层上涂布导电材料以形成导电膜从而获得所述彩色滤光片。
根据本发明的一个实施例，在采用镭射光束进行处理之前还包括确定预定位置的步骤，其中，
在形成所述黑矩阵层之后，在所述黑矩阵层的边界上进行标记，并以这些标记作为基准找到全部间隔区域的边界并将其作为所述预定位置。
根据本发明的一个实施例，所述预定位置位于所述黑矩阵层中的黑色矩阵与所述色阻层的重叠部位。
根据本发明的一个实施例，在一定的预设条件下采用镭射光束进行处理，其中，该预设条件包括各个镭射光束的宽度以及各个镭射光束之间的间隔。
根据本发明的一个实施例，所述宽度设置为与所述重叠部位的宽度相等。
根据本发明的一个实施例，基于所述间隔区域的宽度和所述黑色矩阵的宽度来设置各个镭射光束之间的间隔。
根据本发明的一个实施例，进行曝光显影处理时的曝光区域包括所述重叠部位。
根据本发明的一个实施例，所述方法在采用镭射光束进行处理之后还包括对该基板进行预烘烤的步骤以防止挥发性的溶液对显影的影响。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种采用以上任一项方法制作的彩色滤光片。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种采用以上所述彩色滤光片的液晶面板。
本发明带来了以下有益效果：
本发明可以消除或减小彩色滤光片中的色阻层的牛角现象，提高色阻层的表面平坦度，改善ITO导电膜在色阻层上出现牛角现象的部位易发生破裂的情况，进而提高彩色滤光片的性能。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：
图1是彩色滤光片的牛角现象示意图；
图2是彩色滤光片的牛角现象的剖面示意图；
图3是根据本发明的一个实施例的方法流程图；
图4a是根据本发明的一个实施例的涂布R色阻材料后的基板示意图；
图4b是对图4a所述基板采用镭射光束进行处理的示意图；
图4c是对图4b所述基板进行曝光处理的示意图；以及
图4d是对图4c所述基板进行显影处理后的示意图，
其中，1、基板；2、黑色矩阵；3、色阻块；4、R色阻材料层；5、镭射光束。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
目前，彩色滤光片的制作过程主要包括以下几个步骤：首先，在基板上形成黑矩阵层；然后，在黑矩阵层上依次涂布色阻材料(其属于光阻材料)并分别对应进行曝光显影处理和固化处理来形成对应的色阻层；最后，在色阻层上涂布导电材料形成ITO导电膜从而获得所需的彩色滤光片。根据需要，有时在色阻层和ITO导电膜之间还设有OC层(保护层)用以保护色阻层。
采用以上方法制作彩色滤光片时，在黑矩阵层上涂布色阻材料形成色阻层时，色阻层会有一部分覆盖在与其相邻的黑色矩阵上。这就使得色阻层的覆盖于黑色矩阵部位处的高度大于色阻层的其他部位的高度，从而导致色阻层的表面平坦度不佳。
如图1所示，图中的R、G和B分别对应彩色滤光片的红色阻层、绿色阻层和蓝色阻层。在这三个色阻层中的每个的两侧分别具有突起，如图中箭头标注所示，形状类似牛的角，即常说的牛角现象。如图2所示为现有的一个彩色滤光片的剖面示意图，在基板1上设有黑矩阵层2，黑矩阵层2的各个间隔区域中为色阻块3，图中的箭头标注即为牛角部位。在具有牛角现象的色阻层上形成ITO导电膜时，牛角部位的ITO导电膜容易破裂，这样会影响彩色滤光片的性能。
如图3所示为根据本发明的一个实施例的制作彩色滤光片的方法流程图，以下参考图3来对本发明进行详细的说明。
在步骤S110中，首先，在提供的基板上涂布第一光阻材料，然后对第一光阻材料进行处理从而形成具有多个间隔区域的黑矩阵层。
第一光阻材料的基本材质可以是铬金属、丙烯树脂或黑色树脂等。第一光阻材料用于形成黑矩阵层。在该步骤中，首先将第一光阻材料涂布在基板上；然后在第一光阻材料上涂布PR(光刻胶，通常为正性光刻胶)；之后在不需要保留第一光阻材料的区域进行曝光处理；最后对基板进行显影处理即可形成所需的黑矩阵层。黑矩阵层用于遮光及增加色阻层的色饱和度，提高色彩对比度，防止串色。同时，黑矩阵层还可以避免光电流的产生和保护阵列基板上的电极。
在该步骤中，对应曝光区域的第一光阻材料显影后被去除。这些区域在黑矩阵层中间隔分布从而形成多个间隔区域。在实际的生产中，这些间隔区域根据需要可设置为不同的形状。
在步骤S120中，在黑矩阵层上涂布不同于第一光阻材料的光阻材料并在预定位置采用镭射光束进行处理、之后进行曝光显影处理和固化处理从而在各个间隔区域形成色阻层。目前，通常采用R色阻层、G色阻层和B色阻层这三种形成彩色滤光片的整个色阻层。但是，这三个色阻层的涂布顺序不限于R、G和B的排列顺序。同时，用于形成色阻层的光阻材料也不限于以上所述的R色阻材料、G色阻材料和B色阻材料。用于形成色阻层的光阻材料要求耐热性佳、穿透性好与色彩饱和度高。色阻层的成分包括聚合物、单体、溶剂、颜料、光起始剂、分散剂等，改变色阻层的颜料，就可以调整彩色滤光片的光学特性。
该步骤可进一步划分为以下的几个步骤，此处以涂布R色阻层为例进行说明。但是，此处形成的色阻层不限于R色阻层，其他如G色阻层、B色阻层或其他色阻层均适用。
首先，在形成的黑矩阵层上涂布R色阻材料。涂布R色阻材料后的基板如图4a所示，其中，标注1为基板，标注2为黑色矩阵，标注4为R色阻材料层。
然后，对涂布有R色阻材料的基板在预定位置采用镭射光束进行处理。在采用镭射光束进行处理之前，需要确定镭射光束的照射位置，即以上所述的预定位置。在本发明的一个实施例中，在黑矩阵层的边界上进行标记，并以这些标记作为基准找到全部间隔区域的边界并将其作为预定位置。通过黑矩阵层的边界即可以确定彩色滤光片的尺寸及其在基板上的位置。通过间隔区域的边界即可以确定镭射光束的照射位置。如图4b所示为对涂布R色阻材料的基板采用镭射光束处理的示意图，其中，标注5为镭射光束，虚线对应间隔区域的边界即镭射光束的照射位置。该镭射光束的照射位置位于黑矩阵层中的黑色矩阵与色阻层的重叠部位上。
在采用镭射光束对R色阻材料层处理时需要按照一定的预设条件进行。该预设条件包括各个镭射光束的宽度以及各个镭射光束之间的间隔。
镭射光束的宽度设置为黑色矩阵与相邻的R色阻层的重叠部位的宽度。该宽度基于黑色矩阵和R色阻块的尺寸确定，该宽度在最初设计彩色滤光片时即可以确定。R色阻材料层上对应镭射光束的照射位置形成凹槽，如图4c中箭头标注所示。
利用镭射光束进行处理时产生的高温可将黑色矩阵与相邻的预定生成的R色阻层的重叠部位的色阻材料融化掉，从而使得该部位的色阻材料层的高度降低。由于光束宽度设置为同黑色矩阵与预先设定的相邻的R色阻层的重叠部位的宽度相等，这样就可以避免降低色阻层上除重叠部位之外的其他部位的高度。这样就可以消除或减小黑色矩阵与相邻的R色阻层的重叠部位产生的牛角现象，改善色阻层表面的平坦度。在实际的彩色滤光片的制作过程中，镭射光束的光照强度不能过强并且照射时间也不能太长，以防止色阻层上本应是牛角部位的色阻材料过度融化掉，从而导致该部位的色阻层的高度低于色阻层的其他部位的高度。镭射光束的光照强度和光照时间可以根据不同的色阻材料进行相应的设置。
镭射光束之间的间隔设置与间隔区域的宽度和黑色矩阵的宽度有关。其中，照射到同一黑色矩阵上的两个镭射光束之间的间隔与照射到同一间隔区域上的两个镭射光束之间的间隔可以设置为相等也可以设置为不等。镭射光束之间的间隔在形成黑矩阵层时即已经确定。在本发明的一个实施例中，照射到同一黑色矩阵上的两个镭射光束之间的间隔与照射到同一间隔区域上的两个镭射光束之间的间隔相等，如图4c所示。
之后，对采用镭射光束进行处理后的基板进行曝光处理。在曝光处理之前需在该基板上涂布一层负性PR，然后再进行曝光处理。曝光处理对应的曝光区域为黑色矩阵之间的R色阻材料层。该曝光区域还包括最终要形成的R色阻层与相邻黑色矩阵的重叠部分。曝光区域的边沿对应相邻两个黑色矩阵之间的采用镭射光束进行处理形成的两个凹槽的远边，如图4c所示。
接下来，对曝光处理后的基板进行显影处理从而获得所需的R色阻层，如图4d所示。其中，标注1表示基板，标注2表示黑矩阵，标注3表示显影后的R色阻块。对应非曝光区域进行显影处理后去除R色阻材料，曝光区域保留R色阻材料形成R色阻层。在图4c中，对应曝光区域中的中间凸起部分，由于显影剂的作用最终形成如图4d所示的显影后的图形。
最后，对形成的R色阻层进行固化处理。在该步骤中，采用烘烤的方式对该基板进行固化处理。该固化处理用于消除显影时残留的水分及显影液并可增加色阻层的附着力和平坦度。烘烤的温度范围设置为200-250℃，在本发明的优选的一个例子中，温度可设置为230℃。根据不同的色阻层，烘烤的时间范围设置为20-30分钟。
在实际的制作过程中，R色阻层、G色阻层和B色阻层不限于图4a-图4d中的设置，可根据需要设置不同的RGB色阻层布局。同时，在各个色阻层依次制作过程中，在形成前一制程的色阻层之后再涂布另一色阻层后采用镭射光束处理，这样有利于保护前一制程形成的色阻层。
在步骤S130中，在R色阻层上涂布导电材料以形成导电膜(通常为ITO导电膜)从而获得所需的彩色滤光片。
根据需要，有时在多个色阻层全部完成之后，还要在全部色阻层上涂布一层树脂材料用作OC层来保护色阻层。最后，在OC层上涂布导电材料来形成导电膜。
在本发明的一个实施例中，在对各个色阻采用镭射光束处理之后和曝光显影处理之前进行预烘烤用以防止挥发性的溶液对显影的影响。预烘烤的温度范围设置为70-100℃，时间设置为70-120秒。预烘烤的温度范围和时间与涂布的色阻材料有关。
根据本发明的一个实施例，采用以上方法生产的一种彩色滤光片，其包括在基板上形成的具有多个间隔区域的黑矩阵层。在这些间隔区域中设有采用镭射光束进行处理，之后经曝光显影处理和固化处理形成的色阻层。该彩色滤光片还包括涂覆在色阻层上的ITO导电膜。由于该彩色滤光片在制作过程中加入了采用镭射光束进行处理的步骤，减小或消除了在色阻层上产生的牛角现象，从而使得在色阻层上形成的ITO导电膜不容易破裂，因而可以提高彩色滤光片的性能。
根据本发明的一个实施例，采用以上方法制作的彩色滤光片的一种液晶面板。该液晶面板包括彩色滤光片和阵列基板。该彩色滤光片包括在基板上形成的具有多个间隔区域的黑矩阵层。在这些间隔区域中设有采用镭射光束进行处理，之后经曝光显影处理和固化处理形成的色阻层以及涂覆在色阻层上的ITO导电膜。由于该液晶面板采用了减小或消除了牛角现象的彩色滤光片，使得在色阻层上形成的ITO导电膜不容易破裂。这就能提高ITO导电膜的涂布的均匀性和连续性，有利于对液晶分子的控制，从而可以提高液晶面板的透光性能。
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种用于制作彩色滤光片的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在基板上涂布第一光阻材料并进行处理以形成具有多个间隔区域的黑矩阵层；
在所述黑矩阵层上涂布不同于第一光阻材料的光阻材料，并在预定位置处采用镭射光束进行处理，之后进行曝光显影处理和固化处理以在所述间隔区域中形成色阻层；
在所述色阻层上涂布导电材料以形成导电膜从而获得所述彩色滤光片。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在采用镭射光束进行处理之前还包括确定预定位置的步骤，其中，
在形成所述黑矩阵层之后，在所述黑矩阵层的边界上进行标记，并以这些标记作为基准找到全部间隔区域的边界并将其作为所述预定位置。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预定位置位于所述黑矩阵层中的黑色矩阵与所述色阻层的重叠部位。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在一定的预设条件下采用镭射光束进行处理，其中，该预设条件包括各个镭射光束的宽度以及各个镭射光束之间的间隔。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述宽度设置为与所述重叠部位的宽度相等。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述间隔区域的宽度和所述黑色矩阵的宽度来设置各个镭射光束之间的间隔。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，进行曝光显影处理时的曝光区域包括所述重叠部位。
8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法在采用镭射光束进行处理之后还包括对该基板进行预烘烤的步骤以防止挥发性的溶液对显影的影响。
9.一种采用如权利要求1-8中任一项方法制作的彩色滤光片。
10.一种采用如权利要求9所述彩色滤光片的液晶面板。
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