CN116413941A - 滤光片及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

一种滤光片及其形成方法，其中，滤光片包括：基板；矩阵层，位于所述基板上，所述矩阵层内具有开口；彩色滤色层，位于所述开口内，所述彩色滤色层采用叠层结构，不同层的所述彩色滤色层在可见光范围内透过率光谱半波宽是不同的；由于所述彩色滤色层采用叠层结构，任一层所述彩色滤色层，在纵坐标为穿透率、横坐标为可见光波长的频谱图中，光谱半波宽是不同的。因为每一层滤色层对光线都有过滤作用，因此叠层结构的所述彩色滤色层的总频谱图中，出现半波宽收窄的效果。滤光片的色纯度与所述彩色滤色层的总频谱图中频谱的宽窄度有关，频谱收窄，有助于提升滤光片的色纯度，从而使彩色图像呈现效果更为鲜艳。

Description

滤光片及其形成方法
技术领域
本发明涉及液晶显示器制造技术领域，尤其涉及一种滤光片及其形成方法。
背景技术
LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)作为一种数字显示设备，通过液晶和滤光片过滤光源，在平面面板上产生图像，具有占用空间小、低功耗、低辐射、无闪烁、降低视觉疲劳等优点，被广泛应用于各种显示装置上。
滤光片是液晶显示器的关键部件之一，在TFT-LCD面板的材料成本中，滤光片约占30％左右。滤光片利用滤光的方式产生红、绿、蓝三原色，再将三原色以不同比例混合而产生各种色彩，使LCD呈现彩色。
然而，现有滤光片仍有待改进。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种滤光片及其形成方法，有助于提升色纯度，使彩色图像呈现效果更为鲜艳。
为解决上述问题，本发明提供一种滤光片，包括：基板；矩阵层，位于所述基板上，所述矩阵层内具有开口；彩色滤色层，位于所述开口内，所述彩色滤色层采用叠层结构，不同层的所述彩色滤色层在可见光范围内透过率光谱半波宽是不同的。
可选的，所述彩色滤色层采用两层结构或者三层结构。
可选的，当所述彩色滤色层采用两层结构时，所述彩色滤色层包括第一彩色滤色层和第二彩色滤色层，所述第一彩色滤色层位于所述开口内，所述第二彩色滤色层覆盖所述第一彩色滤色层。
可选的，所述第二彩色滤色层在可见光范围内透过率光谱半波宽大于所述第一彩色滤色层。
可选的，所述第二彩色滤色层的线幅大于所述第一彩色滤色层的线幅。
可选的，所述第一彩色滤色层的厚度为1.5um～2.5um。
可选的，所述第二彩色滤色层的厚度为1.5um～2.5um。
可选的，所述彩色滤色层包括多个彩色像素单元，所述彩色像素单元由R子像素、G子像素及B子像素组成。
可选的，还包括保护层，位于所述基板上且覆盖所述矩阵层和所述彩色滤色层。
可选的，还包括：若干支撑柱，位于所述保护层上且间隔排布。
相应的，本发明还提供一种滤光片的形成方法，包括：提供基板；在所述基板上形成矩阵层，在所述矩阵层内形成开口；在所述开口内形成彩色滤色层，所述彩色滤色层采用叠层结构，不同层的所述彩色滤色层在可见光范围内透过率光谱半波宽是不同的。。
可选的，所述彩色滤色层采用两层结构或者三层结构。
可选的，当所述彩色滤色层采用两层结构时，所述彩色滤色层包括第一彩色滤色层和第二彩色滤色层，所述第一彩色滤色层位于所述开口内，所述第二彩色滤色层覆盖所述第一彩色滤色层。
可选的，当所述彩色滤色层采用两层结构时，所述彩色滤色层包括第一彩色滤色层和第二彩色滤色层，所述彩色滤色层的形成方法包括：在所述开口内形成所述第一彩色滤色层；在所述第一彩色滤色层上形成所述第二彩色滤色层，所述第二彩色滤色层覆盖所述第一彩色滤色层。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
所述滤光片包括：基板，矩阵层位于所述基板上，相邻矩阵元素之间具有开口，彩色滤色层，位于所述开口内，所述彩色滤色层采用叠层结构，不同层的所述彩色滤色层在可见光范围内透过率光谱半波宽是不同的。由于所述彩色滤色层采用叠层结构，任一层所述彩色滤色层，在纵坐标为穿透率、横坐标为可见光波长的频谱图中，光谱半波宽是不同的。因为每一层滤色层对光线都有过滤作用，因此叠层结构的所述彩色滤色层的总频谱图中，出现半波宽收窄的效果。滤光片的色纯度与所述彩色滤色层的总频谱图中频谱的宽窄度有关，频谱收窄，有助于提升滤光片的色纯度，从而使彩色图像呈现效果更为鲜艳。
附图说明
图1是一种滤光片的结构示意图；
图2显示器出光示意图；
图3为现有的滤光片的透光谱；
图4至图6是本发明一实施例中滤光片的形成方法中各步骤对应的结构示意图；
图7为本法发明一实施例中第一彩色滤色层和第二彩色滤色层的透光谱；
图8为本发明一实施例中的滤光片的透光谱。
具体实施方式
目前的滤光片由于材料本身性能的先天原因，导致液晶显示器利用的光阻材料的透过光谱不可能达到OLED材料那样的色彩纯度，具体的分析请参考图1至图3。
请参考图1，一种滤光片的结构，所述滤光片包括：基板100；矩阵层101，位于所述基板100上，所述矩阵层101内具有多个开口102；彩色滤色层103，填充满所述开口102；保护层104，覆盖所述矩阵层101及所述彩色滤色层103。其中，彩色滤色层103为单层结构，所述彩色滤色层103中含有R像素层、G像素层以及B像素层；位于所述保护层104上的支撑柱105。
发明人发现，请参考图2和图3，图2显示器出光示意图，图3为滤光片的透光谱，106为液晶、107为光源、105为肉眼，发明人发现由于材料本身性能的先天原因，导致液晶显示器利用的光阻材料的透过光谱不可能达到OLED材料那样的色彩纯度，从而在一定程度上限制了滤光片的使用。
发明人研究发现，由于所述彩色滤色层采用叠层结构，任一层所述彩色滤色层，在纵坐标为穿透率、横坐标为可见光波长的频谱图中，光谱半波宽是不同的。因为每一层滤色层对光线都有过滤作用，因此叠层结构的所述彩色滤色层的总频谱图中，出现半波宽收窄的效果。滤光片的色纯度与所述彩色滤色层的总频谱图中频谱的宽窄度有关，频谱收窄，有助于提升滤光片的色纯度，从而使彩色图像呈现效果更为鲜艳。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
请参考图4，提供基板200。
在本实施例中，所述基板200包括第一面和第二面，所述第一面和所述第二面相对分布。
在本实施例中，所述基板200为玻璃。
在其他实施例中，所述基板200还可采用类似玻璃材料的透明材料。
请参考图5，在所述基板200上形成矩阵层201，在所述矩阵层201内形成开口202。
在本实施例中，所述矩阵层(BM)201的形成过程为：在所述基板200的一面上(第一面或者第二面)上形成光阻涂布层，所述光阻涂布层一般采用黑色光刻胶材料，目的在于定义显示区每一个像素的边界，使用带有预设图案的光罩，紫外光通过光罩照射到光阻涂布层上，完成曝光过程，接着用碱性溶液去除掉紫外光未照射过的区域，形成具有开口202的矩阵层(BM)201。
请参考图6，在所述开口202内形成彩色滤色层203，所述彩色滤色层203采用叠层结构。
在本实施例中，不同层的所述彩色滤色层在可见光范围内透过率光谱半波宽是不同的。
在本实施例中，利用叠层结构的彩色滤色层203能够提升色纯度，提高彩色图像呈现质量，由于所述彩色滤色层采用叠层结构，任一层所述彩色滤色层，在纵坐标为穿透率、横坐标为可见光波长的频谱图中，光谱半波宽是不同的。因为每一层滤色层对光线都有过滤作用，因此叠层结构的所述彩色滤色层的总频谱图中，出现半波宽收窄的效果。滤光片的色纯度与所述彩色滤色层的总频谱图中频谱的宽窄度有关，频谱收窄，有助于提升滤光片的色纯度，从而使彩色图像呈现效果更为鲜艳。
在本实施例中，所述彩色滤色层203采用两层叠层结构；在其他实施例中，所述彩色滤色层203还可采用三层、四层等叠层结构，但是随着所述彩色滤色层203的叠层层数的增多，使得透过率下降明显，同时增加了彩色滤色层203形成的难度，影响最终成像的质量。
所述彩色滤色层包括多个彩色像素单元，所述彩色像素单元由R(红)像素层、G(绿)像素层以及B(蓝)像素层三基色像素层按一定的图案排列，并与TFT(晶体管)的排列一一对应。
在本实施例中，所述彩色滤色层203包括第一彩色滤色层204和第二彩色滤色层205。
在本实施例中，所述第一彩色滤色层204内的光阻材料与所述第二彩色滤色层205内的光阻材料不同。
在其他实施例中，所述第一彩色滤色层204内的光阻材料与所述第二彩色滤色层205内的光阻材料相同。
在本实施例中，所述第一彩色滤色层204的厚度为1.5um～2.5um，当所述第一彩色滤色层204的厚度小于1.5um时，所述第一彩色滤色层204的厚度太薄，增加工艺难度同时频谱收窄的效果较差；当第一彩色滤色层204的厚度大于2.5um时，频谱收窄效果会更好，但穿透率波峰降低过大，影响成像质量。另外受当前厚度制作工艺限制也是一个原因。
在本实施例中，所述第二彩色滤色层205的厚度为1.5um～2.5um；当所述第二彩色滤色层205的厚度小于1.5um时，所述第二彩色滤色层205的厚度太薄，增加工艺难度同时频谱收窄的效果较差；当所述第二彩色滤色层205的厚度大于2.5um时，频谱收窄效果会更好，但穿透率波峰降低过大，影响成像质量。另外，受当前厚度制作工艺限制也是一个原因。
请参考图7分别显示了第一彩色滤色层204和所述第二彩色滤色层205的透光谱。
在本实施例中，所述第二彩色滤色层205在可见光范围内透过率光谱半波宽大于所述第一彩色滤色层204。
在本实施例中，所述第二彩色滤色层205的线幅大于所述第一彩色滤色层204的线幅。
在本实施例中，所述第二彩色滤色层205的线幅与所述第一彩色滤色层204的线幅差值范围在0.5微米至1微米；所述第二彩色滤色层205的线幅与所述第一彩色滤色层204的线幅差值小于0.5微米，由于所述第二彩色滤色层205的线幅与所述第一彩色滤色层204的线幅差值过小，导致受到工艺条件的限制，使得所述第二彩色滤色层205无法完全覆盖住所述第一彩色滤色层204，造成所述第二彩色滤色层205与所述第一彩色滤色层204的边缘处与中间处色彩不一致而产生显示异常；当所述第二彩色滤色层205的线幅与所述第一彩色滤色层204的线幅差值大于1微米，此时形成的所述第二彩色滤色层205太大，造成所述第二彩色滤色层205的材料浪费，增加成本。
在本实施例中，所述第一彩色滤色层204和所述第二彩色滤色层205的厚度相同。
在其他实施例中，所述第一彩色滤色层204和所述第二彩色滤色层205的厚度还可不相同。
在本实施例中，所述第一彩色滤色层204填满所述开口202，所述第一彩色滤色层204还覆盖部分所述矩阵层201。
在本实施例中，所述第二彩色滤色层205覆盖所述第一彩色滤色层204。
在本实施例中，所述第二彩色滤色层205内的R(红)像素层、G(绿)像素层以及B(蓝)像素层三基色像素层与所述第一彩色滤色层204内的R(红)像素层、G(绿)像素层以及B(蓝)像素层三基色像素层呈一一对应关系。
在本实施例中，所述彩色滤色层203的形成方法包括：在所述第一彩色滤色层204上形成所述第二彩色滤色层205，所述第二彩色滤色层205覆盖所述第一彩色滤色层204。
具体的，所述彩色滤色层203的形成过程包括：在所述基板200上以及所述矩阵层210上形成初始滤色层，比如初始R(红)像素层，使用带有预设图案的光罩，紫外光通过光罩照射到所述初始滤色层上即所述初始R(红)像素层，在对应的在所述基板200上以及所述矩阵层210上形成所述R(红)像素层，之后用碱性溶液去除掉紫外光未曝光过的区域；形成R(红)像素层之后，再依次在需要位置的所述开口内采用相同的方法形成所述G像素层及所述B像素层，从而形成一定位置排布关系的三基色像素层，一个三基色像素层构成一个彩色像素单元，多个彩色像素单元构成一层所述彩色滤色层203。
在本实施例中，在所述第一彩色滤色层204内的所述R(红)像素层、G(绿)像素层以及B(蓝)像素层三基色像素层都形成之后，形成所述第二彩色滤色层205。
在其他实施例中，还在形成所述第一彩色滤色层204内的R(红)像素层后，在对应位置形成所述第二彩色滤色层205内的R(红)像素层；依次类推形成所述第一彩色滤色层204和所述第二彩色滤色层205。
在本实施例中，在形成所述第二彩色滤色层203之后，形成保护层206。
所述保护层(OC)206位于所述基板200上且覆盖所述矩阵层201和所述彩色滤色层203。
在本实施例中，所述保护层(OC)206的目的在于保护所述彩色滤色层203和所述矩阵层201。
在本实施例中，在形成所述保护层206之后，还形成支撑柱207。
在本实施例中，所述支撑柱207的形成步骤包括：在所述保护层206上形成初始支撑柱层，刻蚀所述初始支撑柱层，在所述保护层206上形成间隔分立排布的所述支撑柱207。
所述支撑柱207位于所述保护层206上且间隔分布。
在本实施例中，请参考图8所述滤光片的透光谱，由于所述彩色滤色层采用叠层结构，任一层所述彩色滤色层，在纵坐标为穿透率、横坐标为可见光波长的频谱图中，光谱半波宽是不同的。因为每一层滤色层对光线都有过滤作用，因此叠层结构的所述彩色滤色层的总频谱图中，出现半波宽收窄的效果。滤光片的色纯度与所述彩色滤色层的总频谱图中频谱的宽窄度有关，频谱收窄，有助于提升滤光片的色纯度，从而使彩色图像呈现效果更为鲜艳。
相应的，请参考图6，本发明还提供一种滤光片，包括基板200；矩阵层201，位于所述基板200上，所述矩阵层201内具有开口202；彩色滤色层203，位于所述开口202内，所述彩色滤色层203采用叠层结构，不同层的所述彩色滤色层在可见光范围内透过率光谱半波宽是不同的。
在本实施例中，由于所述彩色滤色层203采用叠层结构，任一层所述彩色滤色层，在纵坐标为穿透率、横坐标为可见光波长的频谱图中，光谱半波宽是不同的。因为每一层滤色层对光线都有过滤作用，因此叠层结构的所述彩色滤色层203的总频谱图中，出现半波宽收窄的效果。滤光片的色纯度与所述彩色滤色层的总频谱图中频谱的宽窄度有关，频谱收窄，有助于提升滤光片的色纯度，从而使彩色图像呈现效果更为鲜艳。
在本实施例中，所述彩色滤色层203采用两层结构，包括第一彩色滤色层204和第二彩色滤色层205。
在其他实施例中，所述彩色滤色层203还可采用三层结构或者四层结构等。
在本实施例中，所述第一彩色滤色层204位于所述开口202内，所述第二彩色滤色层205覆盖所述第一彩色滤色层204。
在本实施例中，所述第一彩色滤色层204的厚度为1.5um～2.5um，当所述第一彩色滤色层204的厚度小于1.5um时，所述第一彩色滤色层204的厚度太薄，增加工艺难度同时光的穿透率越高，频谱收窄的效果较差，降低图形成像的质量；当所述第一彩色滤色层204的厚度大于2.5um时，虽然所述第一彩色滤色层204的厚度越厚，穿透率越低，频谱收窄效果会更好。但是，随着所述第一彩色滤色层204的厚度增加，厚度太厚时穿透率过低影响成像质量；另外，受当前厚度制作工艺限制也是一个原因。
在本实施例中，所述第二彩色滤色层205的厚度为1.5um～2.5um；当所述第二彩色滤色层205的厚度小于1.5um时，所述第二彩色滤色层205的厚度太薄，增加工艺难度同时光的穿透率越高，频谱收窄的效果较差，降低图形成像的质量；当所述第二彩色滤色层205的厚度大于2.5um时，虽然所述第二彩色滤色层205的厚度越厚，穿透率越低，频谱收窄效果会更好。但是，随着所述第二彩色滤色层205的厚度增加，厚度太厚时穿透率过低影响成像质量；另外，受当前厚度制作工艺限制也是一个原因。
在本实施例中，所述彩色滤色层包括多个彩色像素单元，所述彩色像素单元由R子像素、G子像素及B子像素组成。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (14)

1.一种滤光片，其特征在于，包括：
基板；
矩阵层，位于所述基板上，所述矩阵层内具有开口；
彩色滤色层，位于所述开口内，所述彩色滤色层采用叠层结构，不同层的所述彩色滤色层在可见光范围内透过率光谱半波宽是不同的。
2.如权利要求1所述的滤光片，其特征在于，所述彩色滤色层采用两层结构或者三层结构。
3.如权利要求2所述的滤光片，其特征在于，当所述彩色滤色层采用两层结构时，所述彩色滤色层包括第一彩色滤色层和第二彩色滤色层，所述第一彩色滤色层位于所述开口内，所述第二彩色滤色层覆盖所述第一彩色滤色层。
4.如权利要求3所述的滤光片，所述第二彩色滤色层在可见光范围内透过率光谱半波宽大于所述第一彩色滤色层。
5.如权利要求3所述的滤光片，所述第二彩色滤色层的线幅大于所述第一彩色滤色层的线幅。
6.如权利要求3所述的滤光片，其特征在于，所述第一彩色滤色层的厚度为1.5μm～2.5μm。
7.如权利要求3所述的滤光片，其特征在于，所述第二彩色滤色层的厚度为1.5μm～2.5μm。
8.如权利要求1所述的滤光片，其特征在于，所述彩色滤色层包括多个彩色像素单元，所述彩色像素单元由R子像素、G子像素及B子像素组成。
9.如权利要求1所述的滤光片，其特征在于，还包括保护层，位于所述基板上且覆盖所述矩阵层和所述彩色滤色层。
10.如权利要求9所述的滤光片，其特征在于，还包括：若干支撑柱，位于所述保护层上且间隔排布。
11.一种滤光片的形成方法，其特征在于，包括：
提供基板；
在所述基板上形成矩阵层，在所述矩阵层内形成开口；
在所述开口内形成彩色滤色层，所述彩色滤色层采用叠层结构，不同层的所述彩色滤色层在可见光范围内透过率光谱半波宽是不同的。
12.如权利要求11所述的滤光片的形成方法，其特征在于，所述彩色滤色层采用两层结构或者三层结构。
13.如权利要求12所述的滤光片的形成方法，其特征在于，当所述彩色滤色层采用两层结构时，所述彩色滤色层包括第一彩色滤色层和第二彩色滤色层，所述第一彩色滤色层位于所述开口内，所述第二彩色滤色层覆盖所述第一彩色滤色层。
14.如权利要求13所述的滤光片的形成方法，其特征在于，当所述彩色滤色层采用两层结构时，所述彩色滤色层包括第一彩色滤色层和第二彩色滤色层，所述彩色滤色层的形成方法包括：
在所述开口内形成所述第一彩色滤色层；
在所述第一彩色滤色层上形成所述第二彩色滤色层，所述第二彩色滤色层覆盖所述第一彩色滤色层。
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