CN1881024A - 彩色滤光片及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种彩色滤光片,旨在解决现有技术的彩色滤光片容易造成不同颜色层混色的问题。该彩色滤光片包括透明基板、黑矩阵及着色层,其中该黑矩阵设置在自该透明基板表面凹入的沟槽内,该着色层设置在该透明基板的表面上并位于黑矩阵之间。本发明还涉及一种该彩色滤光片的制造方法。

Description

彩色滤光片及其制造方法
【技术领域】
本发明涉及一种用于液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)的彩色滤光片及该彩色滤光片的制造方法。
【背景技术】
液晶显示器是一种被动式显示装置,为达到彩色显示的效果,需要使用彩色滤光片,该彩色滤光片的作用是将通过的白光转化为红、绿、蓝三原色光束,并配合薄膜晶体管(Thin FilmTransistor,TFT)层及液晶等其它组件以达成显示不同色彩影像的效果。彩色滤光片主要包括黑矩阵及着色层,该着色层是由交替排列的红、绿、蓝三色颜色层(Color Area)组成。
一种现有技术的彩色滤光片的制造方法是颜料分散法(Pigment Dispersion)。该制造方法是将彩色光阻以旋转涂覆(Spin Coating)的方式涂覆在透明基板上,经由曝光、显影制成颜色层。其中该彩色光阻是将彩色颜料均匀分散在其中的光阻,其具有照光反应与热硬化的特性。但是,为制成红、绿、蓝三色颜色层必需经过三次的涂覆、曝光、显影制程,该种彩色滤光片的制造方法以旋转涂覆的方式涂覆光阻,容易将光阻旋转出透明基板外而造成光阻的浪费,而且,该制造方法太过复杂,所制得的彩色滤光片的成本较高。
另一种现有技术的彩色滤光片的制造方法如图1所示,其是用喷墨技术制造彩色滤光片的方法。以下结合图1(a)至图1(g)对该彩色滤光片的制造方法进行概要说明。
如图1(a)所示,提供透明基板10,在该透明基板10的上表面11上形成黑矩阵光阻层5。
如图1(b)所示,利用光罩7将黑矩阵光阻层5经由曝光、显影形成多个突出在该上表面11上的黑矩阵12、14。
如图1(c)所示,利用湿式旋转涂覆法(Wet Spin Coating)在该透明基板10上涂覆光阻层15。
如图1(d)所示,利用光罩19将位于透明基板10上的光阻层15经由曝光、显影形成多个阻隔壁16、18,每相邻的阻隔壁16、18之间形成一沟渠21。
如图1(e)所示,利用喷墨装置13,例如热泡式喷墨装置(Thermal Bubble Ink Jet Printing Apparatus)或者压电式喷墨装置(Piezoelectric Ink Jet Printing Apparatus),将需要的颜色的墨水以微液体20注入阻隔壁16、18之间的沟渠21内,该多个微液体20在沟渠21内融合成墨水。
如图1(f)所示,利用固化装置42,例如加热装置或者发光装置,将沟渠21内的墨水烘干或交连或二者兼有之,以形成平坦的颜色层41,该颜色层41可以为红色,相应地,其它的蓝颜色层及绿颜色层依次形成在该红颜色层41的一侧。
如图1(g)所示,移除位于该透明基板10的黑矩阵12上的多个阻隔壁16、18后在该透明基板10上形成覆盖该黑矩阵12、14与红、绿、蓝颜色层41、141、241的透明导电层46。该透明导电层46可以是采用真空溅镀装置形成的氧化铟锡薄膜。
这种以喷墨技术制造彩色滤光片的方法使用喷墨装置将红、绿、蓝三种颜色层41、141、241同时喷印在透明基板10上,可以简化制程,并提高红、绿、蓝三种颜色层41、141、241设置位置的精确度。但是,因该黑矩阵12、14是设置在该透明基板10的上表面11上,当该黑矩阵12、14的材料存有孔洞时,注入沟渠21内的墨水很容易经该孔洞接触到该黑矩阵12、14外的注有不相同颜色的沟槽内的墨水,从而造成不同颜色的颜色层的混色。
【发明内容】
以下,将以实施例说明一种可避免不同颜色颜色层混色的彩色滤光片,以及,一种彩色滤光片的制造方法。
为实现上述实施例的内容提供一种彩色滤光片,该彩色滤光片包括透明基板、黑矩阵及着色层,其中该黑矩阵设置在自该透明基板表面凹入的沟槽内,该着色层设置在该透明基板的表面上并位在黑矩阵之间。
为实现上述实施例内容还提供一种彩色滤光片的制造方法,该彩色滤光片的制造方法包括下列步骤:提供透明基板,且在该透明基板的表面上形成自该透明基板表面凹入的多个沟槽;在该沟槽内形成黑矩阵;在该透明基板的黑矩阵上形成多个阻隔壁;在各个阻隔壁之间,分别注入需要的颜色的墨水;固化各个阻隔壁之间的墨水。
本实施例所提供彩色滤光片的制造方法以及彩色滤光片均因是将黑矩阵侧壁的孔洞设置在自透明基板表面凹入的沟槽内,当该黑矩阵的材料存有孔洞时,注入阻隔壁之间的墨水不会接触到该黑矩阵,从而避免不同颜色的颜色层的混色。
【附图说明】
图1是一种现有技术彩色滤光片的制造方法的示意图。
图2是本发明彩色滤光片的制造方法的示意图。
图2(h)是本发明彩色滤光片的第一实施例的剖面示意图。
图3是本发明彩色滤光片的第二实施例的剖面示意图。
图4是本发明彩色滤光片的第三实施例的剖面示意图。
【具体实施方式】
如图2所示,是本发明彩色滤光片的制造方法的示意图。以下结合图2(a)至图2(h)对该彩色滤光片的制造方法进行说明。
如图2(a)所示,提供透明基板50,例如玻璃基板,该透明基板50包括相对的上表面51与下表面52。
如图2(b)所示,利用激光、喷砂或者蚀刻的方式在该透明基板50的上表面51上形成多个沟槽511,该沟槽511是自该透明基板50的上表面51凹入。
如图2(c)所示,利用喷墨装置60,例如热泡式喷墨装置或者压电式喷墨装置,将有机黑矩阵光阻材料,例如碳黑树脂,以微液体61注入该多个沟槽511内,该多个微液体61在该沟槽511形成黑矩阵53。
如图2(d)所示,将正型光阻材料涂覆在该透明基板50的形成有黑矩阵53的上表面51上,形成光阻层54,并以紫外光从该透明基板50的与该光阻层54背对的下表面52一侧对该光阻层54进行曝光。此时,由于该黑矩阵53的存在,该黑矩阵53以光罩的作用使未被其遮挡的光阻层54曝光,而被其遮挡的光阻层54免于紫外光的照射。或,将负型光阻材料涂覆在该透明基板50的上表面51上,形成光阻层54,利用光罩曝光机从正对该光阻层54的一侧,对该光阻层54曝光。
如图2(e)所示,该曝光过的光阻层54经显影制程形成多个位于黑矩阵53上的阻隔壁55。
如图2(f)所示,利用喷墨装置70,例如热泡式喷墨装置或者压电式喷墨装置,将需要的颜色的墨水以微液体71分别注入相邻的阻隔壁55之间,该多个微液体71在阻隔壁55之间融合成墨水56。
如图2(g)所示,利用固化装置,例如加热装置、发光装置或者加热装置结合抽真空装置,将阻隔壁55之间的墨水56烘干或交连或二者兼有之,以形成平坦的需要的颜色的多个颜色层57。并且移除位于该透明基板50的黑矩阵53上的多个阻隔壁55。
如图2(h)所示,在该透明基板50上形成覆盖该黑矩阵53与红、绿、蓝颜色层57的导电层58。该导电层58可以是采用真空溅镀装置形成的氧化铟锡薄膜。
详如图2(h)所示,利用上述的制造方法制得的本发明的彩色滤光片的第一实施例包括透明基板50、设置在自该透明基板50上表面51凹入的沟槽511内的黑矩阵53、设置在该透明基板50的上表面51上并位于黑矩阵53之间的规则排布的三色颜色层57以及覆盖该黑矩阵53与颜色层57的导电层58。
如图3所示,是本发明彩色滤光片的第二实施例的剖面图。该彩色滤光片同第一实施例的彩色滤光片基本相同,其区别在于:该第二实施例的彩色滤光片的阻隔壁85保留在黑矩阵84上,并且使该阻隔壁85与颜色层86具有相同或者相近的厚度,该相近的厚度以满足平坦度要求为宜。当经过曝光显影制程制得的阻隔壁85存在高出颜色层86的部分时,可以采用研磨方式或者蚀刻方式将该阻隔壁85的高出部分去除。第二实施例的彩色滤光片的制造方法同第一实施例的基本相同,其区别在于取消移除阻隔壁85的步骤,并采用研磨方式或者蚀刻方式将阻隔壁的高出颜色层的部份去除,在该阻隔壁85与颜色层86上覆盖导电层。
如图4所示,是本发明彩色滤光片的第三实施例的剖面图。该彩色滤光片同第一实施例的彩色滤光片基本相同,其区别在于:该第三实施例的彩色滤光片的阻隔壁95保留在黑矩阵94上,该阻隔壁95的厚度大于该颜色层96的厚度,且有一保护层97与一导电层98依次覆盖在该阻隔壁95与颜色层96上。该保护层97用来保护该阻隔壁95与颜色层96,同时满足平坦度要求。在本实施例中也可将一导电层98覆盖在该阻隔壁95与颜色层96上,以保护该阻隔壁95与颜色层96,同时满足平坦度要求。第三实施例的彩色滤光片的制造方法同第一实施例的基本相同,其区别在于取消移除阻隔壁95的步骤,并采用研磨方式或者蚀刻方式将阻隔壁的高出颜色层的部份去除,在该阻隔壁95与颜色层96上覆盖一导电层,或依次覆盖一保护层与一导电层。
上述的彩色滤光片的制造方法以及三种实施例的彩色滤光片均因是将黑矩阵侧壁的孔洞设置在自透明基板表面凹入的沟槽内,当该黑矩阵的材料存有孔洞时,注入阻隔壁之间的墨水不会接触到该黑矩阵,从而避免不同颜色的颜色层的混色。同时,该黑矩阵设置在沟槽内后,可以直接利用该黑矩阵为光罩从透明基板的背面对光阻层进行曝光形成该阻隔壁,而无须采用光罩进而避免需将光罩与黑矩阵对位的复杂操作。
另外,本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化。故,这些依据本发明精神所做的变化,都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (28)

1.一种彩色滤光片,包括透明基板、黑矩阵及着色层,其特征在于:该黑矩阵设置在自该透明基板表面凹入的沟槽内,该着色层设置在该透明基板的表面上并位于黑矩阵之间。
2.如权利要求1所述的彩色滤光片,其特征在于该透明基板为玻璃基板。
3.如权利要求1所述的彩色滤光片,其特征在于该黑矩阵材料为有机光阻材料。
4.如权利要求1所述的彩色滤光片,其特征在于该黑矩阵材料为碳黑树脂。
5.如权利要求1所述的彩色滤光片,其特征在于该着色层包括规则排布的红颜色层、绿颜色层及蓝颜色层。
6.如权利要求1所述的彩色滤光片,其特征在于该彩色滤光片进一步包括覆盖该黑矩阵及着色层的导电层。
7.如权利要求6所述的彩色滤光片,其特征在于该导电层为氧化铟锡薄膜。
8.如权利要求1所述的彩色滤光片,其特征在于该彩色滤光片进一步包括多个阻隔壁,该阻隔壁形成在该黑矩阵上。
9.如权利要求8所述的彩色滤光片,其特征在于该阻隔壁与该着色层具有相同或者相近的厚度,该相近的厚度以满足平坦度要求为宜。
10.如权利要求8所述的彩色滤光片,其特征在于该阻隔壁与该着色层上覆盖一导电层。
11.如权利要求8所述的彩色滤光片,其特征在于该阻隔壁与该着色层上依次覆盖有一保护层及一导电层。
12.一种彩色滤光片的制造方法,包括下列步骤:提供透明基板,且在该透明基板的表面上形成自该透明基板表面凹入的多个沟槽;在该沟槽内形成黑矩阵;在该透明基板的黑矩阵上形成多个阻隔壁;在各个阻隔壁之间,分别注入需要的颜色的墨水;固化各个阻隔壁之间的墨水,且在各个阻隔壁之间,分别形成需要的颜色的多个颜色层。
13.如权利要求11所述的彩色滤光片的制造方法,其特征在于该透明基板的表面上的沟槽是以激光、喷砂或者蚀刻的方式形成。
14.如权利要求11所述的彩色滤光片的制造方法,其特征在于该沟槽内的黑矩阵是以喷墨装置喷入。
15.如权利要求13所述的彩色滤光片的制造方法,其特征在于该喷墨装置是选择自热泡式喷墨装置或者压电式喷墨装置。
16.如权利要求11所述的彩色滤光片的制造方法,其特征在于该黑矩阵上阻隔壁的形成包括下列步骤:将光阻层涂覆在该透明基板的形成有黑矩阵的表面上;以曝光显影制程形成该阻隔壁。
17.如权利要求15所述的彩色滤光片的制造方法,其特征在于对该光阻层的曝光是从该透明基板的与该光阻层背对的表面一侧进行。
18.如权利要求15所述的彩色滤光片的制造方法,其特征在于对该光阻层的曝光是通过光罩从正对该光阻层的一侧进行。
19.如权利要求11所述的彩色滤光片的制造方法,其特征在于通过喷墨装置将需要的颜色的墨水注入该阻隔壁之间。
20.如权利要求18所述的彩色滤光片的制造方法,其特征在于该喷墨装置是选择自热泡式喷墨装置或者压电式喷墨装置。
21.如权利要求11所述的彩色滤光片的制造方法,其特征在于通过加热装置固化各个阻隔壁之间的墨水。
22.如权利要求11所述的彩色滤光片的制造方法,其特征在于通过加热装置及抽真空装置固化各个阻隔壁之间的墨水。
23.如权利要求11所述的彩色滤光片的制造方法,其特征在于通过发光装置固化各个阻隔壁之间的墨水。
24.如权利要求11所述的彩色滤光片的制造方法,其特征在于进一步包括下列步骤:移除位于该透明基板的黑矩阵上的多个阻隔壁;在该透明基板上形成覆盖该黑矩阵与颜色层的导电层。
25.如权利要求23所述的彩色滤光片的制造方法,其特征在于该导电层是氧化铟锡薄膜。
26.如权利要求11所述的彩色滤光片的制造方法,其特征在于进一步包括将该阻隔壁的高出该颜色层的部分去除的步骤。
27.如权利要求25所述的彩色滤光片的制造方法,其特征在于去除该阻隔壁的高出该颜色层的部分的方法是研磨方式或者蚀刻方式。
28.如权利要求11所述的彩色滤光片的制造方法,其特征在于进一步包括在该透明基板上形成覆盖该阻隔壁与颜色层的导电层的步骤。
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