TWI287145B - Method for manufacturing color filter with RGB array printing nozzle - Google Patents

Description

1287145 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種製作彩色濾光片之方法，以及用 以製造彩色濾光片具有三色（RGB)陣列的喷墨裝置，藉此 直接將彩色濾光片之三色（RGB)墨水連續喷塗成形在透明 基板上。 【先前技術】 隨著科技與資訊之進步，為了得到豐富的色彩訊息， 彩色遽光片（c ο 1 〇 r f i 11 e r， C F )廣泛地使用於彩色液晶顯 示器、手機螢幕、電荷耦合元件及掃描器等視訊產品上。 . 對於台灣專利公告第4 7 9 1 4 7號，其揭露一種彩色濾光片之 _ 製作方法。其係利用喷墨頭之掃描動作來完成R、G、B彩 色層之長條形結構。其所揭露之技術係先選取一個參考濾 色器，再測定其上每個圖素的光學效果與孔徑面積，而後 經由計算、修正後可提供一個著色條件的設計值，則繪製 的影像可被傳送至繪製資料產生器，然後各別的信號會經 由繪製資料產生器傳送至驅動裝置，而驅動信號會被分別 傳送至各色（RGB )喷墨頭，以及傳送至各個饋送裝置。 然後，其利用驅動平台之移動，以改變各色喷墨頭與基板 之間的相對位置，進而繪製出色彩圖案。不過，此種方式 的量測太過複雜、操作困難且設備成本高，並不適用於彩 φ 色濾光片之大量生產需求。 另外，台灣專利公告第5 2 6 3 4 0號，其亦揭露一種微流 體製造彩色濾光片之方法。其係利用一光罩將位於透明基

第6頁 1287145 五、發明說明（2) 板上的光阻層經由曝光顯影，而形成複數阻隔板及複數連 接壁。該等阻隔板之寬度必須不大於黑色矩陣之寬度，且 在該等阻隔板之間形成一溝渠。該等連接壁係連接狹長的 阻隔板，以避免阻隔板坍塌；且此等連接壁之寬度亦不大 於黑色矩陣之寬度。此等阻隔板與連接壁皆為暫時性地形 成於透明基板的黑色矩陣上，用以避免不同顏色的墨水產 生混色的問題。但此種專利之設計，並未解決喷墨頭的定 位問題，因此其喷墨頭在喷塗的過程中，仍需花費大量的 時間定位掃描，因此也不適用於彩色濾光片之大量生產需 ' 求。 . 緣是，本案之發明人有感上述缺失之可改善，且依據 · 多年來從事此方面之相關經驗，悉心觀察且研究之，並配 合學理之運用，而提出一種設計合理且有效改善上述無法 大量生產彩色遽光片之缺失。 【發明内容】 本發明係有關於一種製作彩色濾光片之方法，以及用 以製造彩色濾光片具有三色（RGB)陣列的喷墨裝置。該方 法係配合使用三色（RGB)陣列喷嘴以及在透明基板上形成 阻隔壁，可將彩色濾光片之三色（RGB)連續地喷塗，成形 在透明基板上，進而解決喷墨法之品值不佳及需要定位之 · 問題。 藉此，本發明提供一種利用RGB連續喷墨陣列製造彩 色濾光片之方法，包含步驟：1 .提供一透明基板

第7頁 1287145 五、發明說明（3) (substrate )，具有複數黑色矩陣（black matrix )形 成於該透明基板之上；2.形成複數阻隔壁（block walls )於該些黑色矩陣之上，且該些阻隔壁係與該些黑 色矩陣相對應；3.提供一喷墨裝置（printing device )，其具有紅綠藍陣列喷嘴（RGB array nozzles )，沿著黑色矩陣縱行之軸向移動，連續喷墨在 該透明基板上；以及4.數條紅色、綠色、藍色墨水層兩兩 相鄰地形成於該透明基板上。

尤其是，本發明之喷墨裝置係利用不同顏色的腔室排 列成與黑色矩陣相對應者，因此，其喷嘴之RGB陣列設 置，可達成連續喷塗的作業。 所以，藉由實施本發明之方法可達到以下的優點： 1. 節省喷墨裝置與基板之間的定位時間； 2. 喷墨裝置的結構簡化，便於製造； 3. 可快速地大量生產彩色濾光片； 4. 降低製造彩色濾光片設備的成本；以及 5. 可避免墨水混色。 【實施方式】

請參考第一圖，本發明提供一種利用RGB連續喷墨陣 列製造彩色濾光片之方法，首先，提供一透明基板1 〇，具 有複數黑色矩陣1 1成於該透明基板1 0之上。其中該些黑色 矩陣11係定義顯示面板（display panel)之畫素 (pixel) 〇

第8頁 1287145 五、發明說明（4) 接著，利用狹縫型塗佈（s 1 i t c 〇 a t i n g )技術在該透明 基板1 0上形成光阻，再利用曝光顯影、蝕刻等技術形成凹 槽空間，如第一圖所示，藉此使複數阻隔壁1 2形成於該些 黑色矩陣1 1之上，且該些阻隔壁1 2係與該些黑色矩陣1 1之 縱行（c ο 1 u m n s )與橫列（r 〇 w s )相對應，也就是形成如第 一圖所示之Y軸與X軸向的阻隔壁12。如第一圖所示，該些 阻隔壁12之厚度與該些黑色矩陣11之橫向寬度相等而且， 凹槽空間的四壁係該些阻隔壁1 2所以可避免墨水混色。 本發明之方法，請參考第二圖，其提供一喷墨裝置 20，例如熱泡式喷墨裝置（thermal bubble ink jet printing)或是壓電式喷墨裝置（piezoelectric ink jet printing apparatus) ° 墨水供給源21、22、23 (例如， 紅色墨水源2 1、綠色墨水源2 2、藍色墨水源2 3 )分別連接 一喷墨頭21a、22a、23a (例如紅色噴墨頭21a、一綠色喷 墨頭2 2 a、以及一藍色喷墨頭2 3 a )，其中該些喷墨頭 21a、22a、23a係兩兩相鄰並列，每個喷墨頭21a、22a、 23a都具有數個彼此相通成一橫列的腔室210、220、230， 例如紅色墨水供給源2 1連接紅色喷墨頭2 1 a，具有一橫列 彼此相通的腔室2 1 0，藉此簡化喷墨頭2 1 a、2 2 a、2 3 a的結 構。不同顏色之間的腔室2 1 0、2 2 0、2 3 0係彼此相對齊， 使所有腔室2 1 0、2 2 0、2 3 0的排列對應於該些黑色矩陣1 1 上之凹槽空間，而形成行列皆對齊的矩陣腔室2 1 0、2 2 0、 2 3 0 〇 請參考第三A圖，係第二圖之喷墨裝置20的底視圖，

1287145 五、發明說明（5) 其顯示本發明所提供之RGB喷嘴陣列，其中該些喷嘴1、 212、213、221、222、223、231、232、233 …位在部分的 腔室210、220、230表面，如圖所示係本發明之一實施 例，每兩個相同顏色的喷嘴（例如紅色喷嘴2 1 1、2 1 2 )之間 係相隔兩個腔室2 1 0的空間，而且每兩個不同顏色的喷 嘴，例如紅色喷嘴2 1 1與綠色喷嘴2 2 1之間係行列彼此不相 鄰，換言之，僅以斜線相鄰。 該些喷嘴之排列，並不以此為限，請參考第三B圖， 係本發明之另一實施例，每兩個相同顏色的喷嘴，例如紅 色喷嘴2 2 1、2 2 2，之間係相隔兩個腔室2 2 0的空間，而且 每兩個不同顏色的喷嘴，例如紅色喷嘴221與綠色噴嘴211 之間係行列彼此不相鄰，換言之，僅以斜線相鄰。然而， 以第三B圖之喷嘴排列時，該喷墨裝置2 〇之墨水供給源2 2 與喷墨頭2 2 a就需依照上述喷嘴2 2 1、2 2 2…設置成紅色墨 水，也就是該喷墨裝置2 0依照不同陣列，排列成紅綠藍陣 列喷嘴。 由於本發明之喷墨腔室2 1 0、2 2 0、2 3 0係對應於黑色 矩陣1 1上的凹槽空間，亦即對應在橫向與縱向的阻隔壁玉2 之間，因此，腔室210、220、230之上設置的喷嘴2li, 212、213、221、2 2 2、2 2 3、231、2 3 2、2 3 3···可交錯佈 成RGB陣列，如第三A圖或第三B圖所示。藉此，請參考第置 二圖，該喷墨裝置20僅需沿著縱行之轴向（如圖所禾的γ 轴向）移動，即可連續地喷墨在該透明基板1 0上。因此 利用本發明之RGB陣列喷墨，只需一次的定位時間，而無’

1287145 五、發明說明（6)

須來回掃描定位，即可完成喷墨。換言之，一般的喷嘴直 徑約3 0 /z m，而黑色矩陣1 1的寬度L約為8 0 /z m，因此，喷 墨裝置2 0移動之前，只要對準該透明基板1 0上的凹槽，然 後沿著單一軸向移動即可，無須作來回地掃描定位。而 且，每一個喷墨頭21a、22a、23a、上可以設置數百個腔 室210、220、230，因此，喷嘴的設置則端視透明基板10 之大小，依照需求設置該些喷嘴，例如每個喷頭可以設 2 0 0個以上的喷嘴，則喷墨的動作可以快速地，沿著單一 軸向移動，完成連續喷墨，得以將該彩色濾光片之三色 (R、G、B)不間斷且連續地喷塗成形在該透明基板1 0上。 最後，等三色（RGB)的墨水固化之後，再將該些阻隔壁12 完全移除，數條紅色、綠色、藍色墨水層兩兩相鄰地形成 於該透明基板10上，即如第四圖所示。 藉由實施本發明之方法可達節省喷墨裝置與基板之間 的定位時間、喷墨裝置的結構簡化，便於製造、可快速地 大量生產彩色濾光片、降低製造彩色濾光片設備的成本、 及可避免墨水混色等等之優點。

最後，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並 非用以限定本發明，任何熟悉本技藝之人士，在不脫離本 發明之精神和範圍内，當可做些許之更動與潤飾，因此本 發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

第11頁 1287145 圖式簡單說明 本發明之其他特徵與優點經由較佳實施例之描述並參照圖 式之解說可更為顯著，其中： 第一圖係本發明「利用RGB連續喷墨陣列製造彩色濾光 片」之透明基板與黑色矩陣； 第二圖顯示本發明「利用RGB連續喷墨陣列製造彩色濾光 片之方法」之一實施例示意圖； 第三A圖與第三B圖係依據第二圖之喷墨裝置，不同排列方 式之陣列喷嘴示意圖；以及 第四圖係依據本發明之方法喷墨之圖案。 元件代表符號 1 0、透明基板 11、 黑色矩陣 12、 阻隔壁 2 0、喷墨裝置 2 1、2 2、2 3、墨水供給源 21a、22a、23a、喷墨頭 210、220、 230、腔室 21 1 >212 >213 > 221 、111 > 2 2 3 > 231 > 2 3 2 > 2 3 3 〜喷嘴

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Claims (1)

1287145 六、申請專利範圍 1、 一種利用RGB連續喷墨陣列製造彩色濾光片之方法，包 含步驟： 提供一透明基板（substrate)，具有複數黑色矩陣 (black matrix)形成於該透明基板之上； 形成複數阻隔壁（block walls)於該些黑色矩陣之 上，且該些阻隔壁係與該些黑色矩陣相對應； 提供一喷墨裝置（printing device)，其具有紅綠藍 陣列喷嘴（R G B a r r a y η ο z z 1 e s )，沿著黑色矩陣縱行之 軸向移動，連續喷墨在該透明基板上；以及 數條紅色、綠色、藍色墨水層兩兩相鄰地形成於該透明 基板上。 2、 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該喷墨裝置具 有一紅色喷墨頭（red printer head)、一綠色喷墨頭 (green printer head)、以及一藍色喷墨頭（blue printer head)，其中該些顏色的唢墨頭係兩兩相鄰並 列，而且每個顏色的喷墨頭具有一橫列的喷嘴，使該喷墨 裝置的喷嘴排列成紅綠藍陣列喷嘴。 3、 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中每個顏色的喷 墨頭具有數個彼此相通成一橫列（r 〇 w )的腔室 (chambers )，不同顏色之間的腔室係彼此相對齊，使所 有腔室的排列對應於該些黑色矩陣，形成行列皆對齊的矩 陣腔室，而且該些喷嘴位在部分的腔室表面，每兩個相同

第13頁 1287145 六、申請專利範圍 顏色的喷嘴之間係相隔兩個腔室空間，使每兩個不同顏色 的喷嘴係行列彼此不相鄰。 4、 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中形成複數阻隔 壁（b 1 〇 c k w a 1 1 s )於該些黑色矩陣之上之步驟係利用狹 縫型塗佈技術（slit coating)形成之。 5、 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該些阻隔壁之 厚度與該些黑色矩陣之橫向寬度相等。 ’ 6、 一種具有RGB連續喷墨陣列的喷墨裝置，係用以製造彩 ® 色濾光片，其特徵在於，包含： 一紅色喷墨頭，具有一橫列的喷嘴； 一綠色喷墨頭，具有一橫列的喷嘴； 一藍色喷墨頭，具有一橫列的喷嘴； 其中該些喷墨頭係兩兩相鄰並列，每兩個不同顏色的喷嘴 係行列彼此不相鄰，使其排列成紅綠藍陣列喷嘴。 7、 如申請專利範圍第6項所述的喷墨裝置，其中，該紅色 喷墨頭、綠色喷墨頭、以及藍色喷墨頭分別具有數個成一 橫列的腔室，不同顏色之間的腔室係彼此相對齊，形成行 φ 列皆對齊的矩陣腔室，而且該些喷嘴位在部分的腔室表 面，每兩個相同顏色的喷嘴之間係相隔兩個腔室空間，使 每兩個不同顏色的喷嘴係行列彼此不相鄰。

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