TW200420913A - Method for manufacturing color filter and method for manufacturing liquid crystal display device using the same - Google Patents

Description

200420913 五、發明說明（1) "一"""" ' ------ 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種彩色濾光片之製作方法與液晶顯示 1置之製作方法。 【先前技術】 液晶顯示器係一種被動式顯示裝置，為達到彩色顯示 果，需為其提供一彩色渡光片，其作用係為液晶顯示 供彩色，配合TFT (Thln Film TunS1St〇r,薄膜電 曰曰脰）陣列及其間之液晶等其他元件而顯示不同之彩色影 像。 一立請參閱第一圖，係一種先前技術彩色濾光片製作方法 不心圖。6玄彩色濾光片2 0製作方法包括：製作一玻璃基板 24 ·’於玻璃基板24表面形成一黑色矩陣23 ;於愛色矩陣23 之=之，口部（未標示）形成由紅〇〇、藍（B)、綠（G)三 種著色單7G組成之著色層22 ;然後，於著色層22表面形成 二透明iT〇(indlum Tin 〇X1de，氧化銦錫）層21。該玻璃基 板2 4係作為上述兀件之載體。重複規則排列該三種著色單 =於該玻璃基板24上以分別透過紅、藍、綠三原色光，.祖 擒其他波長的光透過。該黑色矩陣2 3設置於該三著色單元 之間’其作用係遮斷透過三著色單元間之光線，防止光線 冷漏且阻止著色材料混合，而ΙΤ0層21則與一TFT陣列（圖 未不）配合控制該著色層2 2各著色單元之光線透過多寡以 顯示不同之顏色。 。亥，::、色矩陣2 3 一般由絡及其化合物或黑色樹脂組成， 其光學性能取決於其〇D(〇ptica丨Density，光學濃度）及

第7頁 200420913 五、發明說明（2) 反射率。0D表示黑色矩陣之遮光 ^ 矩陣兩面之光線反射率。告里此力，而反射率則指署 時，鄰近液晶顯示屏—側:里、，矩陣應用於液晶顯示: 一表面會受到外界光及液晶顯_，陣表面及與之相對^另 過高則會造成反射光過多丁态月光的照射，如反射率 黑色矩陣之0D值越高H干擾，題。 示器時則可使該液晶顯 θ 十越低，其應用於液晶顯

之則顯示效果差。由黑声、；；，示對比度高，圖像清晰，反 低，然，其0D值不高；由义知材料组成之黑色矩陣反射率 值高，然，其反射率過高^及其化合物組成之黑色矩陣0D 一種採用由鉻及其仆人 片揭露於2 0 0 1年9月4日八I衣成之黑色矩陣之彩色濾光 請參閱第二圖，該私辛二I之美國專利第6,28 5,424號。 玻璃基板2 ;形成一專、色‘：一片1製作方法為：製作-透明 層7。盆中兮里务拓睡、E陣9、一保護層6及一透明電極 反射膜:及二=5二將-第-抗反射膜3、-第二抗 成。今& 、"依次形成於該透明玻璃基板2上而 化合^昂1 射膜3與該第二抗反射膜4包含不同之金·屬 50〜l5n，臊厚度最好為2〇〜6 0 run。該遮光層5厚度最好為 反射膜:，其包含鉻、鉬、鎢或鎳，且不同於該第一抗 〇 - ^ 一 μ弟一抗反射膜4之金屬。另，該透明玻璃基板 另一側還形成一偏光片8。 遮光^ R專±利技術係利用第一抗反射膜3、第二抗反射膜4及 由於:〜、面之各反射光干涉相消原理降低反射率，然， ^办色濾、光片1之遮光層5包含鉻等金屬，其對光線反

200420913 五、發明說明（3) 射率過高，當該彩色濾光片1應用於液晶顯示器時，遮光 層5會反射過多之背光而產生干擾現象，使得該液晶顯示 器之光學性能受到影響。 因是，改進彩色濾光片之製作方法與相應之液晶顯示 裝置之製作方法實為必需。 【發明内容】 本發明之目的在於提供一種具較低反射率、較高光學 性能之彩色濾光片之製作方法。 本發明之目的還在於提供一種具較高光學性能之液晶 1 1顯示裝置之製作方法。 本發明彩色濾光片之製作方法包括以下步驟··製作第 一基層；於該第一基層表面製作黑色矩卩車，其進一步包括 製作一抗反射層及一遮光層，其中該抗反射層至少由二層 折射率不同之材料製成，該遮光層形成於該抗反射層表 面；於該第一基層表面形成一著色層，其中，該著色層與 該黑色矩陣於該第一基層交替分佈，且該著色層之一部份 延伸至該遮光肩整個表面。 ：· β 本發明液晶顯示裝置之製作方法包括以下步驟：製作 第一基層與第二基層；於該第一基層表面製作黑色矩陣， 丨 其進一步包括製作一抗反射層及一遮光層，其中該抗反射 層至少由二層折射率不同之材料製成，該遮光層形成於該 抗反射層表面；於該第一基層表面形成一著色層，其中， 該著色層與該黑色矩陣於該第一基層交替分佈，且該著色 層之一部份延伸至該遮光層整個表面；將該第一基層與該

200420913 五、發明說明（4) 第二基層相對設置，並將液晶注於其間。 本發明彩色濾光片之製作方法與液晶顯示裝置之製作 方法之優點在於：該著色層之一部份延伸至該遮光層整個 表面，可降低該彩色濾光片之光反射率，且可增加該彩色 濾光片之黑色矩陣之0D值，進而使該彩色濾光片具較佳之 光學性能；由於本發明液晶顯示裝置之製作方法之相關製 程採用上述彩色濾光片之製作方法，故其可有效降低背光 反射，提高顯示對比度。另，該黑色矩陣遮光層表面之著 色層係利用製作彩色濾光片之著色層時殘留而成，且，殘 留足著色層厚度可利用習知製程技術輕易控制，故製程簡 單，成品成本低。 【實施方式】 請參閱第三圖，係本發明彩色濾光片之製作方法第一 實施例之示意圖。首先，製作一第一基層3 4。再於第一基 層3 4表面製作一黑色矩陣3 3，該黑色矩陣3 3係通過將一第 一膜層3321、一第二膜層3322及一遮光層333依次形成於 該第一基層34-表面而成，其中，該第一膜層3321主要由、鉻 金屬氧化物材料製成，其厚度為20〜60 ηπι ;該第二膜層 3 3 2 2主要由鉻金屬氮化物材料製成，其厚度為20〜1 00 nm，該第二膜層3322之折射率不同於該第一膜層3321之折 射率；該第一膜層3321與第二膜層3322 —併組成抗反射層 3 3 2 ;該遮光層3 3 3主要由鉻製成，其折射率較該第二膜層 3322低。然後於該第一基層34表面形成一著色層32，該著 色層32包括紅色（R)、綠色（G)及藍色（B)三種著色單元，

第10頁 200420913 五、發明說明（5) 其作用係對光線進行過濾，使之僅 之光線；該著色層32與該黑色矩陣3過與該著色層32同色 分佈，且該著色層32之一部份321於該第一基層34交替 表面，覆蓋該黑色矩陣33而形成連續至該邮遮光。層3 3 3整個 鍍法形成I T0層（圖未示）。 、勺層肢。最後通過濺 該黑色矩陣33於該第一基層34 ^ # 列，該抗反射層3 3 2與該遮光層3 3 3 I面呈格子狀規則排 微影曝光、顯影、蝕刻及制離3去除過塗佈、預烘培、 基層34表面，#中，微影曝光係藉由：：：：成於該第-層厚度可自由控制，以取得較低 來兀成，其間各 該著色層32主要採用；與較；之。D值。 表面，該方法主要包括塗佈、微影曝^於忒弟一基層34 作等製程。開始時，該著色層32之^ ^顯影、色反覆操 別重複排列於該黑色矩陣33格子狀=『（R，G，幻分 示）。當著色單元U，G，B)之高度^處多即開/區（/標 時，通過多次更換光罩之圖案進行色反、^矩陣33千背 單元⑹之-部份321延伸至右邊之該處；J : ’使二 (未標示）延伸至該著色單元^左者邊色之早;之一部份 元全覆蓋該黑色矩陣又迭連、'、只刀佈， 部份延伸至左邊之兮老 。玄者色早元（G)還可具一 邊之該處遮光遮之光著層『整二表面，以代替其左 (R)盘著色單元&表面之者色早兀（R)部份，或著色單元 早(β)皆具-部份延伸至該著色單元⑹左右

第11頁 200420913 五、發明說明（6) 二側之遮光層3 3 3整個表面，同理，該變換亦通過更換 罩進行色反覆操作得以完成。且，由於著色單元（R g B)係重複規則排列，故該著色單元（G)可由著色單元’ 著色單元（B)置換。該著色單元之部份321係利用製^ 彩色滤光片3 0之著色層3 2時殘留而成，其厚度只需在a _ 色層32微影曝光時進行調節，使得其反射率較低，且盥= 著色層3 2其他部份齊平。另，因該著色層3 2之一部份μ / 形成於該遮光層3 3 3表面，故其可增加該黑色矩陣33之⑽ 值，有效降低該黑色矩陣33表面部份著色層321 一側之 射率。 久 ，第該2層32還可採用染色法、印刷法及電著法形成於 该乐一基層3 4表面。 乂％、 命施3 ί 四圖，係本發明彩色濾m製作方法另- :::之示意，。該彩色濾光片4〇之製作方法與本二 層44、一 ^多矩隍^ 一貝^例基本相同，即形成一第一基 …色陣43及一著色層42，該黑色矩陣43包括一 J反=43 2與一遮光層433,其中，該抗.反射：二 弟一膜層 43 2 1 與第二膜声 43 22，m r. s,Q〇i ° _依次形成於节第膜：4:本弟一膜層432 1與第二膜層 罩之圖宰基層“表面。•，通過多次更換光 ΐ著操作产程，使鄰近該黑色矩陣43二側 直 者色早兀（G)均具有一部份421與422於豎 =成：該處遮光層433表面，且與該著色層42 著色單Γ。*然’其亦可於水平方向對接排列。由於 者色早^(R， G，Β)係重複規則排列，故該等著色單元（r， 200420913 五、發明說明（7) G，B )可相互置換，此設計於有效降低該黑色矩陣4 3上部 份著色層421 -側反射率之同時，進一步增加該黑色 43之0D值。

請麥閱第五圖，係本發明液晶顯示裝置之製作方法示 意圖。該液晶顯示裝置之製作方法主要包括以下步驟：掣 作一第一基層34與第二基層37 ;於該第一基層以表面製作 黑色矩陣33，其進一步包括製作一抗反射層3 3 2及一遮光 層333，其中該抗反射層332由二層折射率不同之第一膜層 3 3 2 1與第二膜層3 3 2 2製成，該遮光層33 3形成於該抗反射 層332表面；於該第一基層34表面形成一著色^32，其 中，該著色層32與該黑色矩陣33於該第一基層34交替分 佈，且該著色層32之一部份延伸至該遮光層3 3 3整個表 面，/黑色矩陣33與著色層32之具體製作方法與本發明彩色 濾光片製作方法類似；於著色層3 2表面濺鍍一 I τ 〇層3 1 ; 於第二基板37 一側形成一薄膜電晶體陣列36 ;將該第一基 層3 4與该第二基層3 7相對設置，並將液晶3 5注於其間。

4 I Τ 0層3 1與5亥溥膜電晶體陣列3 6配合，以電場控制β 該液晶3 5之液晶分子旋轉與否，從而控制來自背光系統 (圖未示）之光線透過與否。透過液晶3 5之光線，入射到著色 層3 2與黑色矩陣3 3上，該著色層3 2過濾光線後使其透過， 該黑^矩陣33用於遮擋著色層32間之光線，防止光洩漏。 且該著色層32之一部份321延伸至該遮光層333整個表面， 覆盍该黑色矩陣3 3而形成連續的層體，故其對背光之反射 率較低，0D值較高。

第13頁 200420913 五、發明說明（8) 惟，本發明彩色濾光片之製作方法與液晶顯示裝置之 製作方法亦可做其他變更設計。如··再請一併參照第三圖 與第五圖，抗反射膜332並不具限於第一膜層3321與第二 膜層3322之二層結構，其可由二層以上之膜層形成。 綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，爰依法 提出專利申請◦惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施 例，本發明之範圍並不以上述實施例為限，舉凡熟習本案 技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆 應涵蓋於以下申請專利範圍内。

第14頁 200420913 圖式簡單說明 第一圖係先前技術彩色濾光片製作方法之示意圖。 第二圖係另一先前技術彩色濾光片製作方法之示意圖。 第三圖係本發明彩色濾光片之製作方法第一實施例之示意 圖。 第四圖係本發明彩色濾光月之製作方法另一實施例之示意 圖。 第五圖係本發明液晶顯示裝置之製作方法之示意圖。 【元件符號說明】 黑色矩陣 3 3、4 3 彩色濾光片 3 0、4 0 第一基層 1 34、44 第二基層 37 著色層 32、321、42、421、422 抗反射層 332、432 第一膜層 3 3 2 1、43 2 1 第二膜層 3 3 2 2、4 3 2 2 液晶 3 5 薄膜電晶體陣列 36 ΙΤ0層 31 遮光層 3 3 3、433

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Claims (1)

1. 200420913 申請專利範圍 1. 一種彩色濾光片之製作方法，其包括以下步驟： 制 作第一基層； 於該第一基層表面製作黑色矩陣，其進一步包括製 作一抗反射層及一遮光層，其中該抗反射層至少 由二層折射率不同之材料製成，該遮光層形成於 該抗反射層表面； 於該第一基層表面形成一著色層，其中，該著色層 與該黑色矩陣於該第一基層交替分佈，且該著色 層之一部份延伸至該遮光層整個表面。 2. 如申請專利範圍第1項所述之^彩色濾光片之製作方 法，其中該抗反射層形成方法包括塗佈、預烘焙、 微影曝光、顯影、蝕刻及剝離去除步驟。 3. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光片之製作方 法，其中該遮光層形成方法包括塗佈、預烘焙、微 影曝光、顯影、蝕刻及剝離去除步驟。 4. 如申請’專利範圍第1項所述之彩色濾光片之製作方 法，其中該著色層係採用顏料分散法形成。 μ 5. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光片之製作方 法，其中該著色層係採用染色法形成。 6. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光片之製作方 法，其中該著色層係採用印刷法形成。 7 ·如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光片之製作方 法，其中該著色層係採用電著法形成。 8.如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光片之製作方

   第16頁 200420913 、申請專利範圍 法，其中 物。 9. 如申請專 法，其中 10. 如申請專 法，其中 11. 如申請專 法，其中 色單元或 12. 如申請專 法，其中 色單元重 處。 13. 如申請專 法，其中 14. 種液晶 製作第1 於該第一 作一抗 由二層 該抗反 於該第一 與該黑 層之一 該抗反射層含鉻金屬氧化物與鉻金屬氮化 利範圍第1項所述之彩色濾光片之製作方 該遮光層含材質絡。 利範圍第1項所述之彩色濾光片之製作方 該黑色矩陣呈格子狀規則排列。 利範圍第1 0項所述之彩色濾光片之製作方 該著色層至少包括紅色著色單元、藍色著 綠色著色單元。 利範圍第11項所述之彩色濾光片之製作方 該紅色著色單元、藍色著色單元或綠色著 複形成於該黑色矩陣格子狀分佈之間隔 利範圍第1項所述之彩色濾光片之製作方 該著色層表面平坦。 顯示裝置之製作方法，其包括以下步驟： 基層與第二基層； 基層表面製作黑色矩陣，其進一步包括製 反射層及一遮光層，其中該抗反射層至少 折射率不同之材料製成，該遮光層形成於 射層表面； 基層表面形成一著色層，其中，該著色層 色矩陣於該第一基層交替分佈，且該著色 部份延伸至該遮光層整個表面；

   第17頁 200420913 、申請專利範圍 將該第 於其 15. 如申請 方法， 焙、微 1 6. 如申請 方法， 微影曝 17. 如申請 方d， 18. 如申請 方法， 化物。 19. 如申請 方法， 20. 如申請 方法， 著色單 21. 如申請 方法， 間。 專利範 其中該 影曝光 專利範 其中該 光、顯 專利範 其中該 專利範 其中該 圍第1 4項 抗反射層 、顯影、 圍第1 4項 遮光層形 影、I虫刻 圍第1 4項 著色層係 圍第1 4項 抗反射層

   基層與該第二基層相對設置’並將液晶注 所述之液晶顯示裝置之製作 形成方法包括塗佈、預烘 蝕刻及剝離去除步驟。 所述之液晶顯示裝置之製作 成方法包括塗佈、預烘焙、 及剝離去除步驟。 所述之液晶顯示裝置之製作 採用顏料分散法形成。 所述之液晶顯示裝置之製作 含鉻金屬氧化物與鉻金屬氮 專利範圍第1 4項所述之液晶顯示裝置之製作 其中該遮光層包括材質鉻。 專利範圍第1 4項所述之液晶顯示裝置之製作 其中該著色層至少包括紅色著色單元、藍色 元或綠色著色單元。 專利範圍第1 4項所述之液晶顯示裝置之製作 其中該著色層表面平坦。

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