CN1584636A - 彩色滤光片及其制作方法 - Google Patents

Abstract

一种彩色滤光片结构，主要是由一基板、一黑矩阵以及多个彩色膜层所构成。其中，黑矩阵配置于基板上，该黑矩阵具有多个暴露出基板表面的格点，而彩色膜层则分别配置于黑矩阵的格点内。上述的彩色膜层与黑矩阵重叠的宽度a介于0～6.0微米之间，彩色膜层与黑矩阵重叠的厚度b介于0～1.0微米。此外，上述的彩色膜层的厚度c例如是大于或等于黑矩阵的厚度d。本发明的彩色滤光片结构在制作上不需要平坦层即可获得需求的平坦度。

Description

彩色滤光片及其制作方法

技术领域

本发明是有关于一种彩色滤光片(Color Filter，C/F)及其制作方法，且特别是有关于一种能够改善框边色不均现象(Edge Mura)的彩色滤光片及其制作方法。

背景技术

针对多媒体社会的急速进步，多半受惠于半导体元件或人机显示装置的飞跃性进步。就显示器而言，阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)因具有优异的显示品质与其经济性，一直独占近年来的显示器市场。然而，对于个人在桌上操作多数终端机/显示器装置的环境，或是以环保的观点切入，若以节省能源的潮流加以预测，阴极射线管因空间利用以及能源消耗上仍存在很多问题，而对于轻、薄、短、小以及低消耗功率的需求无法有效提供解决办法。因此，具有高画质、空间利用效率加、低消耗功率、无辐射等优越特性的薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，TFT LCD)已逐渐成为市场的主流。

目前液晶显示器皆朝向全彩化、大尺寸、高解析度以及低成本的方向发展，故液晶显示器必须藉由彩色滤光片方可获得彩色化显示的效果。彩色滤光片通常是架构于一透明的玻璃基板上，此透明玻璃基板上配置有用以递光的黑矩阵(Black Matrix，BM)以及对应于各个像素排列的红色膜层、绿色膜层以及蓝色膜层，以下将针对彩色滤光片的详细结构进行说明。

图1为公知彩色滤光片的结构示意图。请参照图1，公知的彩色滤光片100主要是由一基板102、一黑矩阵104、多个彩色膜层108、一平坦层110以及一共用电极112所构成。其中，黑矩阵104是配置于基板102的表面102a上，且黑矩阵104具有多个格点106，以将基板102的表面102a暴露。彩色膜层108(红色、绿色、蓝色)是配置于黑矩阵104的格点106中。值得注意的是，平坦层110是配置于彩色膜层108与黑矩阵104上，而上述的共用电极112则是配置于平坦层110所提供的平坦表面上。

图2绘示为公知彩色彩光片的制作流程方块图。请同时参照图1与图2，公知的彩色滤光片100在制作上包含下列步骤：首先，提供一基板102，此基板102通常为玻璃基板、塑胶基板、压克力基板或是其他透明基板(S120)。接着于基板102上形成彩色膜层108与黑矩阵104，同时将彩色膜层108与黑矩阵104重叠的宽度a控制在大于10微米以上的情况，而将彩色膜层108与黑矩阵104重叠的厚度b控制在1.2微米至1.6微米之间(S130)

同样请参照图1与图2，由于上述的设计规则常会造成彩色膜层108与黑矩阵104重叠处的厚度过厚，造成置于液晶晶穴中用以维持晶穴间距之间隙物(spacer)立于彩色膜层108与黑矩阵104重叠处，而使得液晶晶穴(LC cell)的晶穴间距(cell gap)不一致，并使得液晶显示器出现框边色不均的现象。因此，公知技术通常会先形成一平坦层110于彩色膜层108与黑矩阵104上(S140)，接着再形成共用电极112于平坦层110上(S150)，以避免上述框边色不均的问题。

公知的彩色滤光片结构中，必须采用平坦层来解决框边色不均的问题，但是平坦层的制作将使得制程成本无法更进一步的降低。

发明内容

因此，本发明的目的就是在提供一种能够改善框边色不均现象(Edge Mura)的彩色滤光片结构。

本发明的再一目的是提供一种能够改善框边色不均现象(EdgeMura)的彩色滤光片制程。

为达上述目的，本发明提出一种彩色滤光片结构，主要是由一基板、一黑矩阵以及多个彩色膜层所构成。其中，黑矩阵是配置于基板上，此黑矩阵具有多个暴露出基板表面的格点，而彩色膜层则分别配置于黑矩阵的格点内。上述的彩色膜层与黑矩阵重叠的宽度a是介于0～6.0微米之间，彩色膜层与黑矩阵重叠的厚度b是介于0～1.0微米。此外，上述的彩色膜层的厚度c例如是大于或等于黑矩阵的厚度d。

本发明的较佳实施例中，基板例如为玻璃基板、塑胶基板、压克力基板等透明基板。

本发明的较佳实施例中，黑矩阵的材质例如为遮光树脂或是铬金属等遮光材质。

本发明的较佳实施例中，彩色膜层例如包含了红色膜层、绿色膜层以及蓝色膜层，且这些红色膜层、绿色膜层以及蓝色膜层的排列方式例如为马赛克排列(Mosaic type)、条状排列(stripe type)、四像素排列(four pixels type)以及三角形排列(triangle type)等型态。

本发明的彩色滤光片结构中，更包括一直接制作于黑矩阵与彩色膜层上的共用电极(common electrode)，且此共用电极的材质例如为铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)等透明导电材质。

为达成上述目的，本发明提出一种彩色滤光片制程，包括下列步骤：(a)提供一基板；(b)于基板上形成一黑矩阵与多个彩色膜层，并控制彩色膜层与黑矩阵重叠的宽度为a，以及彩色膜层与黑矩阵重叠的厚度为b，并使其满足a＝0～6.0微米，b＝0～1.0微米的条件；以及(c)直接形成一共用电极于黑矩阵与彩色膜层上。

为达成上述目的，本发明提出一种彩色滤光片制程，包括下列步骤：(a)提供一基板；(b)于基板上形成一黑矩阵与多个彩色膜层，并控制彩色膜层与黑矩阵重叠的宽度为a，彩色膜层与黑矩阵重叠的厚度为b，彩色膜层的厚度为c，以及黑矩阵的厚度为d，并使其满足a＝0～6.0，微米b＝0～1.0微米，c≥d的条件；以及(c)形成一共用电极于黑矩阵与彩色膜层上。

由于本发明将彩色膜层与黑矩阵之间重叠部分的宽度与厚度控制在适当范围内(宽度介于0～6.0微米之间，厚度介于0～1.0微米之间)，因此本发明可以有效避免因涂层厚度差异过大所造成的框边色不均(Edge Mura)现象。

附图说明

图1为公知彩色滤光片的结构示意图；

图2为公知彩色滤光片的制作流程方块图；

图3为依照本发明一较佳实施例彩色滤光片的结构示意图；

图4为依照本发明一较佳实施例彩色滤光片的制作流程方块图；以及

图5绘示为依照本发明另一较佳实施例彩色滤光片的制作流程方块图。

图式标示说明

100、200：彩色滤光片

102、202：基板

102a、202a：表面

104、204：黑矩阵

106、206：格点

108、208：彩色膜层

110：平坦层

112、210：共用电极

为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

具体实施方式

图3绘示为依照本发明一较佳实施例彩色滤光片的结构示意图。

请参照图3，本实施例的彩色滤光片200主要是由一基板202、一黑矩阵204、多个彩色膜层208以及一共用电极210所构成。其中，黑矩阵204是配置于基板202的表面202a上，且黑矩阵204具有多个格点206，以将基板202的表面202a暴露。彩色膜层208(红色、绿色、蓝色)是配置于黑矩阵204的格点206中。值得注意的是，本实施例的彩色滤光片并不需要用以平坦化的平坦层，共用电极210是直接配置于黑矩阵204与彩色膜层208上。

同样请参照图3，上述的基板202例如为玻璃基板、塑胶基板、压克力基板等透明基板。黑矩阵204的材质例如为丙烯酸(acrylicacid)等材质的遮光树脂或是铬金属等遮光金属。彩色膜层208例如是包含了红色膜层、绿色膜层以及蓝色膜层，且这些红色膜层、绿色膜层以及蓝色膜层的排列方式例如为马赛克排列(Mosaic type)、条状排列(stripe type)、四像素排列(four pixels type)以及三角形排列(triangle type)等型态。此外，本实施例的共用电极的材质例如为铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)等透明导电材质。

图4绘示为依照本发明一较佳实施例彩色滤光片的制作流程方块图。首先请同时参照图3与图4，本实施例的彩色滤光片200在制作上包含下列步骤：首先，提供一基板202(S300)。接着于基板202上形成彩色膜层208与黑矩阵204，同时将彩色膜层208与黑矩阵204重叠的宽度a控制在0微米的6.0微米之间的情况，而将彩色膜层108与黑矩阵104重叠的厚度b控制在0微米至1.0微米之间(S310)。

同样请参照图3与图4，由于本实施例将上述的重叠宽度a限制在0微米的6.0微米之间，而将重叠厚度限制在0微米的1.0微米之间，因此彩色膜层208与黑矩阵204重叠处的厚度并不会达到过厚的程度，也因此不会有晶穴间距(Cell gap)不一致所引起的框边色不均的问题。由上述可知，本发明的各涂层(彩色膜层208与黑矩阵204)重叠处并不会有厚度过厚的问题，因此可直接形成共用电极210于彩色膜层208与黑矩阵204上(S320)，即完成彩色滤光片200的制作。

图5绘示为依照本发明另一较佳实施例彩色滤光片的制作流程方块图。请同时参照图3至图5，本实施例的制作流程与图4相似，惟其差异之处在于：除了对彩色膜层208与黑矩阵204的重叠宽度a以及彩色膜层108与黑矩阵104的重叠厚度b进行限定外，本实施例更限定彩色膜层208的厚度c是大于或是等于黑矩阵204的厚度d。

接着请参照表一，该表列出公知的薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)与本发明的薄膜晶体管液晶显示器在经过140个取样点取样之后，各项参数上的比较。其中，公知的薄膜晶体管液晶显示器是采用图1所示彩色滤光片，而本发明的薄膜晶体管液晶显示器则是采用图3所示的彩色滤光片。

                              公知技术     本发明

晶穴间距差异(R＝dmax-dmin)    0.593微米    0.241微米

标准差(Std.Dev)               0.126        0.050

取样点数(n)                   140          140

CV值(标准差/平均值)           2.61         1.165

表一

由表一可知，本发明彩色滤光片的间距平坦化程度十分良好，不论是在各取样点之间的晶穴间距差异(R＝dmax-dmin)、标准差(Std.Dev)以及CV值皆小于公知技术的数据，各方面的数据皆显示本发明的彩色滤光片在膜厚上的均匀程度(uniformity)会优于公知技术。

综上所述，本发明的彩色滤光片结构及其制程至少具有下列优点：

1、本发明将彩色膜层与黑矩阵之间重叠部分的宽度与厚度控制在适当范围内(宽度介于0～6.0微米之间，厚度介于0～1.0微米之间)，可避免因涂层厚度差异过大所造成的框边色不均现象。

2、本发明将彩色膜层与黑矩阵之间重叠部分的宽度与厚度控制在适当范围内(宽度介于0～6.0微米之间，厚度介于0～1.0微米之间)，并控制彩色膜层的厚度大于或是等于黑矩阵的厚度，可避免因涂层厚度差异过大所造成的框边色不均现象。

3、本发明不需再于彩色膜层与黑矩阵上方进行平坦层的制作即可达到所需的平坦程度，使得彩色滤光片的制造方法更为简化。

虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (11)

1、一种彩色滤光片，包括：

一基板；

一黑矩阵，配置于该基板上，其中该黑矩阵具有若干暴露出该基板表面的格点；以及

若干彩色膜层，配置于所述格点内，其中所述彩色膜层与该黑矩阵重叠的宽度为a，所述彩色膜层与该黑矩阵重叠的厚度为b，且a＝0～6.0微米，b＝0～1.0微米。

2、如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，所述彩色膜层的厚度为c，而该黑矩阵的厚度为d，且满足c≥d的条件。

3、如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，该基板为透明基板。

4、如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，该黑矩阵的材质包括遮光树脂。

5、如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，该黑矩阵的材质包括铬金属。

6、如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，所述彩色膜层包括：

若干红色膜层；

若干绿色膜层；以及

若干蓝色膜层。

7、如权利要求6所述的彩色滤光片，其特征在于，所述红色膜层、所述绿色膜层与所述蓝色膜层的排列方式包括，马赛克排列、条状排列、四像素排列以及三角形排列中的一个。

8、如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，更包括一共用电极，其该共用电极是配置于该黑矩阵与所述彩色膜层上。

9、如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，该共用电极的材质包括铟锡氧化物、铟锌氧化物中的一个。

10、一种彩色滤光片的制作方法，包括下列步骤：

提供一基板；

于该基板上形成一黑矩阵与若干彩色膜层，并控制所述彩色膜层与该黑矩阵重叠的宽度为a，所述彩色膜层与该黑矩阵重叠的厚度为b，并使其满足a＝0～6.0微米，b＝0～1.0微米的条件；以及

形成一共用电极于该黑矩阵与所述彩色膜层上。

11、一种彩色滤光片的制作方法，包括下列步骤：

提供一基板；

于该基板上形成一黑矩阵与若干彩色膜层，并控制所述彩色膜层与该黑矩阵重叠的宽度为a，所述彩色膜层与该黑矩阵重叠的厚度为b，所述彩色膜层的厚度为c，以及该黑矩阵的厚度为d，并使其满足a＝0～6.0微米，b＝0～1.0微米，c≥d的条件；以及

形成一共用电极于该黑矩阵与所述彩色膜层上。

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