CN1523381A

CN1523381A - 彩色滤光片的制造方法

Info

Publication number: CN1523381A
Application number: CNA031054331A
Authority: CN
Inventors: 蔡耀铭; 张世昌
Original assignee: Toppoly Optoelectronics Corp
Current assignee: TPO Displays Corp
Priority date: 2003-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2004-08-25
Anticipated expiration: 2023-02-20
Also published as: CN1264029C

Abstract

本发明公开了一种彩色滤光片的制造方法，藉由形成光致抗蚀剂间隔物或绝缘间隔物于非像素区域的方法，避免相邻的其它颜色着色材料发生颜色的相渗混合现象，以制得颜色再现性及色彩解析度良好的彩色滤光片。本发明包括：形成一层间绝缘层于一基板上；形成多条扫描线及多条信号线于层间绝缘层上，用以定义多个像素区域和一非像素区域；形成一光致抗蚀剂层或绝缘层于层间绝缘层上；构图该光致抗蚀剂层或绝缘层以在非像素区域形成光致抗蚀剂间隔物或绝缘间隔物；以及利用喷墨法将一着色材料投射于多个像素区域。

Description

彩色滤光片的制造方法

技术领域

本发明有关一种彩色滤光片(color filter)的制造方法，特别是针对利用喷墨法制作彩色滤光片的方法。

背景技术

一般而言，液晶显示装置的主要构件由各自具有由电极形成的相互相对配置的像素(pixel)的两片电极基板在具间隙下相对配置，在此间隙的周围封边而包夹液晶层所构成。

在液晶显示装置中，特别是可显示任意彩色影像画面的液晶显示装置中，一般会使用彩色滤光片。彩色滤光片在两片电极基板的任一片基板上具备R、G、B(红、绿、蓝)的三原色或对应于各像素的可彩色的多色色相染色元素的配置。

彩色滤光片的制造方法中，有在被着色层上分散颜料以形成彩色滤光片的颜料分散法、在被着色层上分散染料以形成彩色滤光片的染料分散法、或以电着形成彩色滤光片的电着法、或以凹版或平版的印刷版将彩色滤光片用的着色染料做成的油墨印刷在基板上以形成彩色滤光片的印刷法均已商品化。

但是，在此类现有的制造方法中，因为全部彩色滤光片制造工艺中均使用多次光刻工艺(Lithography process)及蚀刻工艺，所以彩色滤光片的工艺含有极为烦杂的问题。而为了对应愈来愈微细化的像素尺寸，进一步要求光刻及蚀刻工艺的精度，而存在不易同时实现此优异精度及高合格率的问题。且此光刻及蚀刻工艺至少需重复三次以上，以制造出R、G、B三色的彩色滤光片，故工艺繁杂且成本亦随之增加。

另外在印刷法中，在形成彩色滤光片时虽然不直接运用蚀刻技术，因为有制造印刷版的烦杂而产生与前述相同的问题。而且在印刷法中，对应更为精细的像素尺寸以形成精确彩色滤光片具有实际上的困难问题。

近来，有人使用喷墨法(Inkjet printing)制造彩色滤光片。但是在此类以喷墨方式制造彩色滤光片的场合中，一般投射过的着色材料在已被着色部分的周围会与相邻的其它颜色着色材料最后发生颜色的相互混合，而存在鲜明色再现困难的问题。因此即使藉喷墨装置可能实现制造彩色滤光片的良好生产量，所得的彩色滤光片其色再现性低。因此使用此喷墨方式的彩色滤光片的液晶显示装置中具有彩色影像的色再现性及显示品质低下的问题。

发明内容

鉴于上述发明背景中，现有使用喷墨法(Inkjet printing)制造彩色滤光片，着色材料在已被着色部分的周围会与相邻的其它颜色着色材料发生颜色的混合，而存在鲜明色再现及解析困难的问题。本发明提供一种新的彩色滤光片的制造方法，避免上述情形产生。

本发明的一个目的，在于提供一种彩色滤光片的制造方法。藉由将多条扫描线及信号线当成掩模，从玻璃基板背面曝光，制成光致抗蚀剂间隔物，避免相邻的其它颜色着色材料发生颜色的相互混合现象，以制得色再现性及色彩解析度良好的彩色滤光片。

本发明的又一个目的，在于提供一种彩色滤光片的制造方法。藉由掩模由玻璃基板正面曝光，制成光致抗蚀剂间隔物，避免相邻的其它颜色着色材料发生颜色的相互混合现象，以制得色再现性及色彩解析度良好的彩色滤光片。

本发明的再一个目的，在于提供一种彩色滤光片的制造方法。藉由掩模由玻璃基板正面曝光，制成绝缘间隔物，避免相邻的其它颜色着色材料发生颜色的相混合现象，以制得色再现性及色彩解析度良好的彩色滤光片。

根据以上所述的目的，本发明提供了一种彩色滤光片的制造方法，包括：形成一层间绝缘层于一基板的一第一面上；形成多条扫描线及多条信号线于该层间绝缘层上，用以定义多个像素区域和一非像素区域；形成一感光材料层于该层间绝缘层上；藉由该基板的一第二面照射一曝光光线，其位于该第一面的背面；显影该感光材料层；及利用喷墨法将一着色材料投射于该多个像素区域。

根据上述构想，其中该多条扫描线及该多条信号线相互垂直。

根据上述构想，其中该基板包括多个薄膜晶体管。

根据上述构想，其中该多条扫描线及该多条信号线与该多个薄膜晶体管电连接。

根据上述构想，其中该曝光光线从下列组中选出：G-line(G线)、I-line(I线)、Deep UV(深紫外线)。

根据上述构想，其中该感光材料为光致抗蚀剂。

根据上述构想，其中利用喷墨法将一着色材料投射于该多个像素区域后的步骤还包括将显影后的该感光材料去除。

根据以上所述的目的，本发明提供了一种彩色滤光片的制造方法，包括：形成一层间绝缘层于一基板上；形成多条扫描线及多条信号线于该层间绝缘层上，用以定义多个像素区域和一非像素区域；形成一感光材料层于该层间绝缘层上；置入一掩模在该基板的上方；藉由该基板的上方照射一曝光光线于该感光材料层；显影该感光材料层；及利用喷墨法将一着色材料投射于该多个像素区域。

根据上述构想，其中该基板包括多个薄膜晶体管。

根据上述构想，其中该掩模于该非像素区域上方的图案具不透光性。

根据上述构想，其中该曝光光线从下列组中选出：G-line、I-line、DeepUV。

根据上述构想，其中该感光材料为光致抗蚀剂。

根据以上所述的目的，本发明提供了一种彩色滤光片的制造方法，包括：形成一层间绝缘层于一基板上；形成多条扫描线及多条信号线于该层间绝缘层上，用以定义多个像素区域和一非像素区域；形成一绝缘层于该层间绝缘层上；形成一光致抗蚀剂层于该绝缘层上；置入一掩模在该基板的上方；藉由该基板的上方照射一曝光光线于该光致抗蚀剂层；显影该光致抗蚀剂层；蚀刻该绝缘层；及利用喷墨法将一着色材料投射于该多个像素区域。

根据上述构想，其中该基板包括多个薄膜晶体管。

根据上述构想，其中该第一掩模于该非像素区域上方的图案具不透光性。

根据上述构想，蚀刻该绝缘层步骤还包括显影后的该光致抗蚀剂去除。

附图说明

图1图示的是彩色液晶显示器的平面图；

图2图示的是彩色液晶显示器的部分剖面图；

图3A、B图示的是本发明的第一实施例的工艺示意图；

图4A、B图示的是本发明的第二实施例的工艺示意图；

图5图示的是彩色液晶显示器的部分剖面图；以及

图6A、B图示的是本发明的第三实施例的工艺示意图。

附图中的附图标记说明如下：

11：信号线 12：扫描线

13：薄膜晶体管 15：像素区域

20：玻璃基板 21：层间绝缘层

22：光致抗蚀剂层 22′：残留光致抗蚀剂

23：曝光光线 25：彩色滤光片

46、56：掩模 47、57：曝光光线

51：层间绝缘层 52：绝缘层

52′：未被蚀刻的绝缘层 53：光致抗蚀剂层

55：彩色滤光片

具体实施方式

本发明的一些实施例会详细描述如下。然而，除了详细描述外，本发明还可以广泛地在其他的实施例施行，且本发明的范围不受限定，其以所附的权利要求为准。

本发明的第一个实施例请见图1彩色液晶显示器的平面图及图2彩色液晶显示器的剖面图。图3A、B是工艺的概要示意图。此实施例说明将玻璃基板配置扫描线、信号线等元件的面称为正面，而未配置上述元件的另一面称为背面。首先，在玻璃基板20上形成薄膜晶体管13(TFT：Thin FilmTransistor)，此薄膜晶体管13可运用一般的半导体工艺方法而制得。接着，形成大致全面覆盖的层间绝缘膜21于玻璃基板20和薄膜晶体管13上，然后配置扫描线12及垂直于扫描线12的信号线11于层间绝缘膜21上且呈矩阵状，其中扫描线12、信号线11与薄膜晶体管13电连接。接着，如图3A所示，在玻璃基板正面上形成一光致抗蚀剂层22，然后利用扫描线12及信号线11当作掩模，以从玻璃基板20背面曝光的方式使玻璃基板20背面照射曝光光线23，此曝光光线23可为G-line、I-line或Deep-UV皆可。此时，未被扫描线12及信号线11遮住的区域皆照射到曝光光线23，故在后续显影的步骤，这些区域的光致抗蚀剂皆会被显影液洗掉而露出底层的层间绝缘层21。事实上，露出层间绝缘层的区域即是像素区域15。以残留在扫描线12及信号线11上的光致抗蚀剂22′当作间隔物，采用喷墨装置利用喷墨法将R、G、B三色着色材料投射于前述像素区域15，藉此，玻璃基板20的被涂覆部分被着色，而形成彩色滤光片25。最后，残留在扫描线12及信号线11上的光致抗蚀剂22′可选择去除或不去除皆可。

本发明的第二个实施例请见图1彩色液晶显示器的平面图及图2彩色液晶显示器的剖面图。又图4A、B是工艺的概要示意图。此实施例说明将玻璃基板配置扫描线、信号线等元件的面称为正面，而未配置上述元件的另一面称为背面。首先，在玻璃基板20上形成薄膜晶体管13(TFT：Thin FilmTransistor)，此薄膜晶体管13可运用一般的半导体工艺方法而制得。接着，形成大致全面覆盖的层间绝缘膜21于玻璃基板20和薄膜晶体管13上，然后配置扫描线12及垂直于扫描线12的信号线11于层间绝缘膜21上且呈矩阵状，其中扫描线12、信号线11与薄膜晶体管13电连接。接着，如图4A所示，在层间绝缘层21上形成一光致抗蚀剂层22，然后在玻璃基板正面插入一掩模46，此掩模46为一覆盖非像素区域的遮光图案。接着曝光、显影该光致抗蚀剂层22。此时曝光光线47来自玻璃基板20正面，透过掩模46照射在光致抗蚀剂层22上，而此曝光光线47可为G-line、I-line或Deep-UV皆可。此时，未被掩模46遮住的区域皆照射到曝光光线47，故在后续显影的步骤，这些区域的光致抗蚀剂皆会被显影液洗掉而露出底层的层间绝缘层21。事实上，露出层间绝缘层的区域即是像素区域15。以残留在层间绝缘层21上的光致抗蚀剂22′当作间隔物，采用喷墨装置利用喷墨法将R、G、B三色着色材料投射于前述像素区域15，藉此，玻璃基板20的被涂覆部分被着色，而形成彩色滤光片25。最后，残留在层间绝缘层21上的光致抗蚀剂22′可选择去除或不去除皆可。

本发明的第三个实施例请见图1彩色液晶显示器的平面图及图5彩色液晶显示器的剖面图。又图6A、B是工艺的概要示意图。此实施例说明将玻璃基板配置扫描线、信号线等元件的面称为正面，而未配置上述元件的另一面称为背面。首先，在玻璃基板50上形成薄膜晶体管13(TFT：Thin FilmTransistor)，此薄膜晶体管13可运用一般的半导体工艺方法而制得。接着，形成大致全面覆盖的层间绝缘膜51于玻璃基板50和薄膜晶体管13上，然后配置扫描线12及垂直于扫描线12的信号线11于层间绝缘膜51上且呈矩阵状，其中扫描线12、信号线11与薄膜晶体管13电连接在玻璃基板50上。接着，如图6A所示，在层间绝缘层51上形成一绝缘层52，此绝缘层52可为二氧化矽层或氮化矽层。在绝缘层52上形成一光致抗蚀剂层53，然后在玻璃基板50正面插入一掩模56，此掩模56为一覆盖非像素区域的遮光图案。接着曝光、显影该光致抗蚀剂层53。此时曝光光线57来自玻璃基板50正面，透过掩模56照射在光致抗蚀剂层53上，而此曝光光线57可为G-line、I-line或Deep-UV皆可。此时，未被掩模56遮住的区域皆照射到曝光光线57，故在后续显影的步骤，这些区域的光致抗蚀剂皆会被显影液洗掉而露出绝缘层52。事实上，露出绝缘层的区域即是像素区域15。接着，各向异性蚀刻露出的绝缘层52。蚀刻完成后，即将光致抗蚀剂去除，此时未被蚀刻的绝缘层52′其用途即是成为彩色喷墨时的间隔物。采用喷墨装置利用喷墨法将R、G、B三色着色材料投射于前述像素区域15，藉此，玻璃基板50的被涂覆部分被着色，而形成彩色滤光片55。

虽然本发明藉由举出数个优选实施例来描述，但是本发明并不限于所举出的实施例。先前虽举出与叙述了特定实施例，但是显而易见，其它在未脱离本发明所公开的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包括在本发明的权利要求内。此外，凡其它在未脱离本发明所公开的精神下所完成的其他类似与近似改变或修饰，也均包括在本发明的权利要求内。同时应以最广的定义来解释本发明的范围，藉以包括所有的修饰与类似方法。

Claims

1.一种彩色滤光片的制造方法，包括：

形成一层间绝缘层于一基板上；

形成多条扫描线及多条信号线于该层间绝缘层上，用以定义多个像素区域和一非像素区域；

形成一感光材料层于该层间绝缘层上；

置入一掩模在该基板的上方；

藉由该基板的上方照射一曝光光线于该感光材料层；

显影该感光材料层；以及

利用喷墨法将一着色材料投射于该多个像素区域。

2.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其中，该多条扫描线及该多条信号线相互垂直。

3.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其中，该基板包括多个薄膜晶体管。

4.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其中，该多条扫描线及该多条信号线与多个薄膜晶体管电连接。

5.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其中，该曝光光线从下列组中选出：G-line、I-line、Deep UV。

6.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其中，该感光材料为光致抗蚀剂。

7.一种彩色滤光片的制造方法，包括：

形成一层间绝缘层于一基板的一第一面上；

形成多条扫描线及多条信号线于该基板的该第一面上，用以定义多个像素区域和一非像素区域；

形成一感光材料层于该层间绝缘层上；

藉由该基板的一第二面照射一曝光光线，其位于该第一面的背面；

显影该感光材料层；以及

利用喷墨法将一着色材料投射于该多个像素区域。

8.如权利要求7所述的彩色滤光片的制造方法，其中，该曝光光线从下列组中选出：G-line、I-line、Deep UV。

9.如权利要求7所述的彩色滤光片的制造方法，其中，该感光材料为光致抗蚀剂。

10.一种彩色滤光片的制造方法，包括：

形成一层间绝缘层于一基板上；

形成一绝缘层于该层间绝缘层上；

形成一光致抗蚀剂层于该绝缘层上；

置入一掩模在该基板的上方；

藉由该基板的上方照射一曝光光线于该光致抗蚀剂层；

显影该光致抗蚀剂层；

蚀刻该绝缘层；以及

利用喷墨法将一着色材料投射于该多个像素区域。

11.如权利要求10所述的彩色滤光片的制造方法，其中，该曝光光线从下列组中选出：G-line、I-line、Deep UV。