200916846 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種彩色軌片結構及其製作方法，尤指一種 具有&水凹U或疏水通道等疏糊設計*可避免混色與膜厚不均 問題之彩色就>ί結構及其製作方法。 【先前技術】 液晶顯示器-般係使用白光作為光源，必須細彩色遽光片 將白光光源分解成紅⑽，R)、綠(green，G)、藍(blue，Β)三原色光， 再進-步混合成人眼能分辯的各種色彩，因此彩色瀘、光片的滤光 效果是決定液晶顯示n的彩色晝面表現的重要因素，再加上彩色 慮光片的成本較其它組件更為昂貴，因此彩色濾、光片成為液晶顯 示器最重要的關鍵零組件之一。 習知餅純縣料方法主要制佈絲材料 顯影的方式加以形成。首弁，脾留... ' 阳顏色光阻墨液，例如紅色光 貴 阻墨液以_塗佈方式塗佈於基板上’再利職烤、曝光顯影应 硬烤核程形成紅㈣光層_。隨後再重覆上述步獅成綠色 與藍色滤細案層。細轉作方式的絲驗朗輪低，約 有九成的細難會在旋轉輯的職倾㈣，錢又 七成的光阻墨液在顯影被溶解移除。此外，習知 濾光片的方法f要針對每—種顏㈣触墨液分別進行—、炒 製程、麟製程、曝光製程與顯影製程，使得製程繁複且成:昂 200916846 因此’贈業界職糊噴墨方絲改善補塗佈方式製作 彩色;慮光狀缺點。請參考第〗酸第2圖，第丨賴第a圖為 -般嗔墨勸壬之方法示意圖。首先如第〗圖所示，提供_玻璃基 板10,亚於玻冑基板1〇上形成複數個呈陣列狀排列之黑色矩陣圖 案12,其中黑色矩陣圖案12之間形成複數個(例如心矩陣，n、 m為正整數)彼此不麵贿咖容輕間14，_容納彩色光阻 墨液。接著如第2圖所示，利用一喷墨設備之喷墨頭(圖未示），於 玻璃基板10上·所需之雜碰。以長條狀制之彩色滤光片 的製作過転為例’必須依序於3n_2行之黑色矩陣圖案12之間的容 納空間t喷塗某-原色顏料(例如紅色顏料卿，再依序將另兩原 色顏料(例如綠色顏料16G與藍色顏料16B)噴塗於311_丨行與允行 之黑色矩陣職12之間的容納空間中。隨後再烘烤去除多餘的溶 劑成分以使紅色墨液16R、綠色墨液16G與藍色墨液16B硬化以 形成彩色濾光片。 利用喷墨製程製作彩色濾光⑽作法軸較有效率且成本較 低’然而其所©臨的贿在於魅頭在朗—段時職無可避免 地會產生喷墨量變異關題’如此—來可能使得光阻綠在每一 個容納空間中具有不同的量，使後續形成之彩色遽光片的厚度不 均勻，造成顯示色度不均而影響顯示效果。更甚者，例如當彩色 墨液的量不夠時(-般稱之為unfllledpixel)，會使得彩色濾光片的 濾光效果不佳而在顯示時產生白區(whitearea)，而當彩色墨液的量 過多而產生溢流(overflow)現象時，不僅會影響渡光效果，更有可 200916846 能發生混色(c〇1〇rmixing)的問題。—般而言，若溢流係發生 顏色之彩色濾、光片之間則不會對色彩表現有太大的影響，然 溢流係發生在不同顏色的彩色濾光狀間時，則會料顏^混^ 產生嚴重的色偏問題。 ^σ 【發明内容】 因此本發明提出-種彩色縣片結構及其製作方法，以解決彩 色遽光片的色度不均、白區漏光及色偏問題。 為達上述目的’本發明提出一卿色渡光片結構，包括·· 一透明基板，該透明基板包括_表面； 複數個黑色矩陣圖案列，該等黑色矩陣圖案列具有疏水特性且 设置於該透明基板之縣面上以定義出複數個次晝素，各 該黑色矩陣®朗包括複數麵光結構，以串聯方式沿一 第-方向排列，各該遮光結構具有一厚度並形成一容納空 間，且各該遮光結構具有至少一疏水通道，使得位於同一 該黑色矩陣圖案列上相鄰的該等容納空間彼此連通；以及 -彩色ϋ光層，設置於該等遮光結構構狀鱗容納空間之 内。 為達上述目的’本發明提出-種彩色濾、以結構，包括： 一透明基板’該透明基板包括一表面； 複數個黑色矩Μ_，料黑色料圖制具有疏水特性且 設置於該透喊板之該表面上以定義出複數做晝素，各 200916846 該黑色矩陣包括複數麵光結構，以㈣方·一 第-方向排列’各該遮光結構具有一厚度並形成一^空 間，各該容納空間係為-封閉空間且彼此不連通，而各該 遮光結構具有至少一疏水凹口；以及 -彩色献層，設置於轉遮統構構成之鱗細空間之内。 為達上述目的，本發明提出一種彩色遽光片結構，包括·· 一透明基板’該透明基板包括一表面； 複數個黑色矩陣圖案列，該等黑色矩陣圖案列具有疏水特性且 設置於該制基板之絲面上以定義出概個次晝素，各 該黑色矩陣圖案列包括複數個遮光結構，以串财式沿一 第方向排列’各該遮光結構具有一厚度並形成一容納空 間，且各該遮光結構具有至少一疏水通道，使得位於同一 該黑色矩陣圖案列上相鄰的該等容納空間彼此連通；以及 一彩色遽光層，設置於該等遮光結構構成之該等容納空間之 内。 為達上述目的，本發日収提供找以結構 ’包括： 提供一透明基板； 於錢明基板之-表面形成複數個黑色矩__，其中各該 黑色矩陣圖案列包括複數個遮光結構，以串聯方式沿一第 —方向排列，各該遮賴構具有—厚度並形成一容納空 間’且各麵光結構具註少-細(細口、通道）； 200916846 h、、、色矩陣圖案進行一疏水處理製程’使各該遮光結構之該 缺口具有疏水特性而形成至少一疏水閥；以及 進/亍噴墨衣私依序於各該容納空間中喷入光阻墨液，並藉由 各該疏水閥產生之一疏水力(hydroph〇bic f〇rce)與各該容 納空間内之光阻墨液產生之一靜水力(hydrostatic f0rce)兩 者達到靜力平衡時，因疏水力主要關聯於該通道或凹口或 缺口的尺寸設計而調整，故多餘之光阻墨液造成靜水力大 於叹汁之疏水力範圍時，該多餘光阻墨液便可流入該等疏 水閥（包括疏水通道、凹口或缺口）内，而使位於各該黑色 矩陣圖案列之該等容納空間内之光阻墨液具有相同之高 度，以降低噴墨製程的變異可能造成的厚度不均與混色等 缺陷，而達到彩色濾光層色度均勻的效果並可有效提升彩 色濾光片的可靠度與良率。 【實施方式】 本發明提供之彩色濾光片結構具有疏水閥的設計，應用疏水力 與靜水力的靜力平衡，贿決色度稍、自區耻及色偏問題。 請參考第3圖至第5圖。第3圖至第5圖繪示了在—容納空間内 光阻墨液之體積調整機制的示賴，其中第5圖為第4圖之上視 圖。如第3圖所示，當光阻墨液(未乾燥之彩色遽光層)注入一容納 空間之内後，光阻墨液之重力會產生—靜水力ps，而另一方面本 發明的疏水閥則會因疏水特性產生一疏水力ph。理論上，光阻墨 液在她前的理想1¾度為τ，然而若光阻墨液的喷塗量過多時， 200916846 例如其高料τ，’鱗靜水力Ph會大於疏水力ps使得過多的光 阻墨液流入疏水_。如第4圖與第5圖所示，在光阻墨液流入 ^水闕内的過程巾’會使得靜水力Ps慢慢減弱，朗與疏水力ph 達成靜力平衡為止。 靜水力Ps與疏水力Ph的關係如下列關係式所示： 0) (2)
PA=2.ag/.c〇s0c.[i_L + ll r_L + _l_Y Λ^ι K) h2) ps = P * g · h 其中
Ph :疏水力； ps:靜水力；
Jgl :光阻墨液之表面張力；
61 c .光阻墨液無色矩賴朗之接觸角； /0 ··光阻墨液之密度； g ··重力常數； h.光阻墨液未乾燥前之高度；
Wi :容納空間之寬度； h!:容納空間之高度； W2 :疏水閥之寬度； 1¾ :疏水閥之高度； 由上述闕係式可知，在光阻墨液之表面張力、光阻墨液與黑色 矩陣圖案列之接觸角m液之密度、容納空間之高度與疏水 10 200916846 閥之^度為已知的狀況下，可藉由設計容納空間的寬度％與疏水 .閥的讀％的比例，使得當靜力制平衡雜能下(亦即ph=ps)， 即使噴墨量過大亦可將光阻墨液的高度例如調整控制在理相的範 圍内(例如T)。因此_财力與靜水力的稍，疏糊可解決光 阻墨液的變異量的問題，當光阻墨液的喷塗量過大時會流入疏水 閥内’而不會產生溢流造成混⑽題，且在靜力平衡的狀況下所 有容納空_之光阻墨液均會具有相同的高度，如此續洪 烤後形成之耗獻層亦會具有相_高度，^可提高彩色遽光 層南度的一致性。 ^ 請參考第6圖與第7圖。第6 _ 7圖為本發明—較佳實施例 之彩色遽光片結構之示意圖，其中第6圖為一外觀示意圖，而第7 圖為-上視圖。如第6圖與第7圖所示，本實施例之彩色據光片 結構包括-透明基板30(例如—玻璃基板）、複數個黑色矩陣圖案 列32，以及一彩色濾、光層38。黑色矩陣圖案列&具有疏水特性 且設置於翻基板30之表社，定義出複數個次晝素。各黑色矩 陣圖案列32包括複數個遮光結構34，以串聯方式沿一第一方向排 歹J各遮光結構34具有-厚度並形成一容納空間％。彩色渡朗 38 ’包括複數種不同顏色之彩⑽光圖案，例如紅色縣圖 一顏色遽光圖案)皿、綠色遽光圖案(第二顏色濾光圖案卿鮮 色濾、光圖案(第三顏色滤光圖案)遍，其中紅色渡光圖案观^ 色濾、光圖案观與藍色私圖案观係以直條狀(stripe)方式交錯 設置於遮光結構32構成之容納空間36之内。 曰 11 200916846 本發明之純駐0構的龍之—紐具有疏糊設計，而 •疏水_顧錢理，⑽财疏水特性而可提供疏水力。如前 所述，喷鋼可能會產生喷墨量變異關題，使得光阻墨液在各 ^ 36 , H-疏水凹口 42，各疏水凹口 42可單獨發揮疏水闊的 作用，使得當光阻墨液嗜塗於容納空間36之内而尚未乾燥之前， 多餘的光阻墨液會流入疏水凹口 42使靜水力下降而直至 靜水力朝靜力平_止。減，雜魏*贿紅其它列之、 不同色容納空間36之内，並可使各容納空間兄的光阻墨液且有 相同的高度，進而使得乾雜所形朗彩找光層3 致的厚度。 本實施例係將疏水凹口 42形成於各遮絲構34之繼上，更 精確地說各疏水凹口 42與相鄰之遮光結構Μ之疏水凹口似係設 置於遮光結構34相鄰之側邊上，且相鄰之疏水凹口似為相對應 、設置，其中在各黑色矩陣圖案列32之兩端之容納空間36僅且有 單一疏水凹口 42，而其它容納空間36則分別具有兩個疏水凹口 42 ’但其錄並秘於此。糾，疏細σ 42未使轉之容納空 間36相互連通，因此使得各容納空間％為一封閉空間，但疏水 凹口 42具有疏水特性，因此可提供疏水相發揮疏水闕的功效。 為了突顯本發明不同實施例之間的差異，下列各實施例的說明 及圖4堇就各實施例之相異處加以說明，而不再資述相同之元 件。請參考第8圖。第8圖為本發明另—實施例之彩色遽光片結 12 200916846 構之黑色矩陣圖案列之上視圖。第8圖之實施例與第6圖之實施 ’ 例類似’其不同之處在於除了各黑色矩陣圖案列32最末端的容納 空間36不具有疏水凹口 42外，其餘的容納空間均僅具有單一疏 水凹口 42。 請參考第9圖。第9圖為本發明又一實施例之彩色濾光片結 構之黑色矩陣圖案列之上視圖。如第9圖所示，與第6圖之實施 例相較，本實施狀各遮光結構34讀壁上碱有·個疏水凹 口 42，而非僅有單—疏水凹口 42，且各容納空間36内之疏水凹 口 42係為均勻分布。值得說明的是在上述各實施例中，容納空間 36的寬度為第-寬度’而各容納空間36内之疏水凹口 42的寬度 (或寬度和)為第二寬度，且第二寬度與第一寬度之比值大體上係介 於0.3至0.95之間，並以大體上介於〇5至〇 9之間為較佳，然而 第二寬度與第—寬度之比值減依據絲墨液之表面張力、光阻 墨液與黑色矩__之接觸肖、光阻墨液之密度等參數而加以 變更’而不限於上述範圍。 a請參考第10圖與第U圖。第1〇圖與第u圖為本發明另 施例之彩色遽光片結構的示意圖，其中第1()圖為—外觀示音圖， 而第η圖為-上視圖。如第】G _第u圖所示，本實施ς、: 色濾光片結構的特徵之一在於各遮光結構34具 衫 40，而非疏相σ設計。疏水__卿财_；^道 並使得位於同-黑色矩_案列32上相_容納空間％ 通。與疏水凹口 _咖之處祕，疏水通道則設計可使t 200916846 " 多餘的光阻墨液經由疏水通道40溢流至同一串聯之相鄰的容納空 - 間36内。如此，光阻墨液不致溢流至其它列之不同色容納空間％ 之内’並可使得同一列的容納空間36之内相同顏色的光阻墨液具 有相同的高度’進而使得乾燥後所形成的彩色濾光層38亦會具有 一致的厚度。 請參考第12圖。第12圖為本發明又一實施例之彩色遽光片结 構之黑色矩陣圖案列之上視圖。如第12圖所示，與第1〇圖之實 施例相較，本實施例之作法為各遮光結構34具有複數條疏水通道 40，而非僅具有單一疏水通道4〇。 在上述兩實施例中，容納空間36的寬度為第一寬度，而各容 納工間36内之疏水通道40的寬度(或寬度和)為第二寬度，且第二 寬度與第一寬度之比值大體上係介於〇·3至〇 95之間，並以大體 上介於0.5至〇·9之間為較佳。值得說明的是第二寬度係指各容納 空間36内之疏水通道40的寬度總和，因此若容納空間％僅包括 單-疏水通道40，㈣二寬度即為疏水通道4()之寬度(例如本實 施例中位於各黑色矩陣圖_ 32兩端之容納空間36)，而若容納 空間包括兩個疏水通道’則第二寬度係指疏水通道明的寬度總 和。另外’第二寬度與第一寬度之比值仍應依據光阻墨液之表面 張力、光阻墨液與黑色矩_案列之接觸角、光阻紐之密度等 參數而加以變更，而不限於上述範圍。上述疏水凹口 ς 道40形成的空間，可利用對組之含有财控制單元之基板_：對岸 的不透光結構以防止漏光，例如含有閘極線或是其他金屬導線之^ 200916846 不透光層結構’製作遮蔽的金屬結構，或者是利用高開口率結構 中’有機介電層覆蓋於閘極線上’使液晶分子在疏水凹口 42或疏 水通道40等部分仍然能夠控制液晶開關，來遮蔽此處可能造成的 漏光，由於此部分為熟習該項技藝者所熟知，因此不再贅述。 值得說明的是，基本上光阻墨液的噴塗量的變異在一定程度内 的狀況下’在疏水力的侧下位於同—列之容触間36内的光阻 墨液並不會透過疏水通道4Q流人相鄰之容納空間％内，然而光 阻墨液的倾量賴異在極大的情況下有可能超過標準值太多， 而導致在某-容納空間36_光阻墨液的靜水力有可能大於疏水 通道40的疏水力而使靜力不平衡，在此狀況下此—容納空間％ 内之光阻墨經麻力的影_由疏水贼⑽流錄於同一列 之相鄰容触間36内，而當此一容納空間％内之光阻墨液的量 下降至可接受的範_時’靜水力與疏水力仍會_平衡而使得 所有谷納空間36内之光阻墨液仍合右 一異量超_太多;特殊 其中之—或其中油卜般料最末端之容納 ^T_ummy)_ 間36d(如第11 圖或第12 2㈣’其中虛剩_6(1爾猶 墨液，而藉此當光阻紐的量 阻 液的缓彳時可作為谷納多餘的光阻墨 = 其它容納空間36 _光阻墨液的量轉在正常 請參考第13圖 並請一併參考第6圖至第12圖。第13 圖為 200916846 •本發明製作彩色駐片結構之方法流糊。如第13 不本實施例製作彩色遽、光片結構之方法，包括下列步驟： 步驟50 :提供—透明基板； 步驟52 :於透明基板之一表面形成複數個黑色矩陣圖案列，其 _各黑色矩Ρ糊朗包括複數個遮光結構，以串聯方 式沿-第-方向排列’各遮光結構具有一厚度並形成 一容納空間，且各遮光結構具有至少一缺口、凹口或 通道，其中遮光結構之缺口可為單一或複數條連通相 鄰之容納空間之通道，或為單—或複數絲連通相鄰 之容納空間的凹口； ^驟54 .對黑色矩陣圖案進行一疏水處理製程例如一電漿製 权，使各遮光結構之該缺口、該凹口或該通道具有疏 水特性而形成至少一疏水閥； 乂驟56.進行—喷墨製程依序於各容納空間中喷人光阻墨液， 並藉由各疏水閥產生之一疏水力與各容納空間内之 光阻墨液產生之-靜水力達到靜力平衡，使多餘之光 阻墨液流入疏水缺口内’而使位於各黑色矩陣圖案列 之内之光阻墨液具有相同之高度；以及 /驟8.於喷墨製程後進行一供烤製程，以形成色度均勾之彩 色遽光片結構。 ▲ β上述可知’本發明利用疏水閥(包括疏水凹口或疏水通道)設 計提供-疏水力，並藉由調整疏水通道或疏水凹口的寬度使得疏 16 200916846 水力與光阻墨㈣靜水力翻力平衡，崎低喷難程的變異可 '能造成的彩色縣片缺陷，耻可有效提㈣色縣片的可靠度 與良率。 卩上所雜縣㈣讀佳實_，凡依本發”請專利範 圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖與第2圖為習知喷墨製程之方法示意圖。 第3圖至第5 _示了在—容納空間岐阻墨液之體積調整機制 的示意圖。 ^ 6圖至第12圖為本發明各實施例之彩色$、光片結構的示意圖。 U圖為本發明—實施例製作彩色濾w結構之方法流程圖。 【主要元件符號說明】 10 破螭基板 14 容納空間 16G 綠色光阻墨液 30 透明基板 34 遮光結構 38 彩色濾光層 38G 綠色濾光圖案 40 疏水通道 12 黑色矩陣圖案 16R 紅色光阻墨液 168 藍色光阻墨液 32 黑色矩陣圖案列 36 容納空間 38R 紅色濾光圖案 3δΒ藍色濾光圖案 42 疏水凹口 17