TWI351535B - Color filter substrate and manufacturing method th - Google Patents

Description

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’ ~~達編號：TW2805PA • 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 .. 树明是有關於一種彩色遽光片基板及其製造方法 、和應用其之液晶顯示面板，且特別是有關於一種黑色矩陣 •=開口内外具有不同表面特性之彩色濾、光片基板及其製 造方法和應用其之液晶顯示面板。 【先前技術】 籲 傳統之液晶顯示面板包括一薄膜電晶體基板、一彩色 慮光片基板及-液晶層，液晶層設置於相互平行設置之薄 膜電晶體基板與彩色濾光片基板之間。 在薄膜電晶體基板中，於一玻璃基板上形成一主動矩 陣晝素陣列。主動矩陣畫素陣列具有多個畫素，每一畫素 係由相互平行之二掃描線及相互平行之二資料線垂直交 錯而定義。每一晝素包括一薄膜電晶體及一晝素電極，薄 膜電晶體與對應之-掃插線及一資料線電性連接，晝素電 極與薄膜電晶體電性連接。掃插驅動電路透過掃描線開啟 每列晝素之薄膜電晶體，資料驅動電路透過資料線提供 每行晝素所需之晝素電壓。其中，於薄媒電晶體開啟之 情況下，晝素電極經由開啟之薄膜電晶體獲得所需之畫素 . 電壓。 . 在彩色濾光片基板中，於一玻璃基板上依序形成黑色 矩陣、彩色濾光片及共同電極。共同電極係連續且整面地 形成於彩色濾光片基板中，並被施加一固定電壓。上述之 6 1351535

三Μ號：TW2805PA w 黑色矩陣對應於掃描線、資料線及薄膜電晶體設置。透過 共同電極及晝素電極之間的跨壓，以轉動液晶層之液晶分 子的排列方向。 • * 然而，在以喷墨列印法（ink jet printing )噴出彩色 .. 墨滴於黑色矩陣之多個開口處而形成不同顏色的彩色濾 光片時，由於彩色墨滴具有高擴散能力，導致黑色矩陣之 相鄰開口處之不同顏色的彩色墨滴容易產生往開口外溢 流的現象。因此，進而造成不同顏色的彩色墨滴於黑色矩 • 陣之相鄰開口之間發生相互混色的問題，嚴重地影響彩色 遽光片的色彩純度及對比。如此一來，將會大大地降低液 晶顯示面板之實用性。 【發明内容】 有鑑於此，本發明的目的就是在提供一種彩色濾光片 基板及其製造方法和應用其之液晶顯示面板。其在黑色矩 陣之開口内外進行不同表面特性之設計，可以讓不同顏色 • 之彩色墨滴透過喷墨列印法噴入黑色矩陣之開口處而形 成不同顏色的彩色濾光片時，更容易集中於黑色矩陣的開 口處。因此，不僅可以避免黑色矩陣之相鄰開口處之不同 顏色的彩色墨滴產生往開口外溢流的現象，更可解決傳統 - 上不同顏色的彩色墨滴於黑色矩陣之相鄰開口之間產生 . 相互混色的問題。如此一來，可以維持彩色濾光片之色彩 純度及對比，且大大地提昇液晶顯示面板之實用性。 根據本發明的一第一目的，提出一種彩色濾光片基 7 1351535

三達編號：TW2805PA 9 w 板，包括一底材、一黑色矩陣、一絕緣層、一彩色遽光片、 一第一自組裝單層（self-assembled monolayer，SAM)及 一第二自組裝單層。黑色矩陣設置於底材上，並具有一開 ' 口，開口暴露部分之底材。絕緣層設置於底材之上，並具 •. 有至少一第一區域，第一區域覆蓋黑色矩陣。彩色滤光片 設置於開口處，並具有一第一表面特性。第一自組裝單層 設置於第一區域上，並具有一第二表面特性，第二表面特 性異於第一表面特性。第二自組裝單層設置於開口處，並 • 位於彩色濾光片及底材之間，第二自組裝層具有第一表面 特性。 根據本發明的一第二目的，提出一種液晶顯示面板， 包括一薄膜電晶體基板、一彩色滤光片基板及一液晶層。 彩色濾光片基板與薄膜電晶體基板平行設置，並包括一底 材、一黑色矩陣、一絕緣層、一彩色渡光片、一第一自組 裝單層及一第二自組裝單層。黑色矩陣設置於底材上，並 具有一開口，開口暴露部分之底材。絕緣層設置於底材之 • 上，並具有至少一第一區域，第一區域覆蓋黑色矩陣。彩 色濾光片設置於開口處，並具有一第一表面特性。第一自 組裝單層設置於第一區域上，並具有一第二表面特性，第 二表面特性異於第一表面特性。第二自組裝單層設置於開 口處，並位於彩色濾光片及底材之間，第二自組裝層具有 . 第一表面特性。液晶層設置於薄膜電晶體基板及彩色濾光 片基板之間。 根據本發明的一第三目的，提出一種彩色濾光片基板 8 1351535

• Ξ達編號：TW2805PA '之製造方法。首先，提供一底材。接著，形成一黑色矩陣 於底材上。黑色矩陣具有一開口，開口暴露部分之底材。 . 然後，开》成一絕緣層於底材之上。絕緣層具有一第一區域 及—第二區域，第一區域及第二區域分別覆蓋黑色矩陣和 •開口内的底材，絕緣層具有一第一表面特性。接著，浸置 底材於-表面改質溶液中，以形成一自組裝翠層於絕^層 上。第一自組裝單層具有一第二表面特性，第二表面特 異於該第一表面特性》 ^ 根據本發明的一第四目的，提出一種彩色遽光片基板 之製造方法。首先，提供一底材。底材具有一第一表面特 性。接著’形成一遮光材料層於底材上。然後，形成一感 光材料層於遮光材料層上，感光材料層具有第一表面特 性。接著，利用一第一紫外光照射底材，使部分之感光材 料層形成一絕緣層。絕緣層具有一第一開口，第一開口暴 露部分之遮光材料層。然後，去除部分之遮光材料層，以 鲁 形成一黑色矩陣。黑色矩陣及絕緣層具有一第二開口’第 二開口暴露部分之底材。接著，浸置底材於一表面改質溶 液中’以形成一自組裝單層於絕緣層上及第二開口處。第 自組裝單層具有一第二表面特性，第二表面特性異於第 一表面特性。 為讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易 . 懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下： 9 1351535

• 三達編號：TW2805PA , 【實施方式】 實施例一 . 請參照第1圖’其繪示乃依照本發明之實施例一之液 .晶顯示面板的剖面示意圖。如第1圖所示，液晶顯示面板 .1包括-溥族電晶體基板2、-彩色渡光片基板3及一液 晶層4。彩色渡光片基板3與薄膜電晶體基板2平行設置， 並包括-底材5、-黑色矩陣6、—絕緣層7、—彩色渡光 片8、一第一自組裝單層9及一第二自組裝單層1〇。黑色 #矩陣6設置於底材5上，並具有一開口 6a，開口 6a暴露 部分之底材5^絕緣層7設置於底材5之上，並具有至少 一第一區域7a’第一區域7&覆蓋黑色矩陣6。彩色濾光片 8設置於開口 6a處，並具有—第—表面特性。第一自組裝 單層9設置於第一區域7&上，而屬於單分子層並具有 一第二表面特性，第二表面特性異於第一表面特性。第二 自組裝單層10設置於開口 6a處，並位於彩色濾、光片8及 底材5之間。第二自組裝層10屬於單分子層，並具有第 一表面特性。液晶層4設置於薄膜電晶體基板2及彩色濾 光片基板3之間’並具有多個液晶分子4a。絕緣層7更覆 蓋開口 6a之内緣，並具有至少一第二區域71^第二區域 7b設置於開口 6a處，並位於第二自組裝單層1〇及底材5 • 之間。此外’彩色濾光片基板更包括一護層17及一共同 • 電極18 ’護層丨7覆蓋彩色濾光片8及第一自組裝單層9， 共同電極18覆蓋護層17。另外，薄膜電晶體基板包括一 晝素電極19,畫素電極19對應於彩色濾光片8設置。 1351535

• 號：TW2805PA • 在本實施例中，絕緣層7包含二氧化矽（Si〇2)、二 氧化鈦（Ti〇2)或三氧化二鎵（（^2〇3)。底材5包2含玻璃 . 基板、塑膠基板、絕緣基板、陶瓷基板或可撓性基板。黑 ··色矩陣6包含鉻或有機樹脂《此外，第一表面特二及第: ，- 表面特性可分別為親水性（hydrophilic )及疏水性 (hydrophobic)。另外’第一表面特性及第二表面特性亦 可分別為疏水性及親水性。第一自組裝單層9包含多個上 述之第二分子，第二自組裝單層10包含多個上述之第一 • 分子。 至於本實施例之彩色遽、光片基板1的製程為何，將舉 例附圖說明如下，但本實施例之技術並不偶限於此。 請同時參照第2圖及第3A〜3F圖，第2圖繪示乃依 照本發明之實施例一之彩色濾光片基板的製程示意圖，第 3A〜3F圖繪示乃依照本發明之實施例一之彩色浦光片基 板的製程剖面圖。首先，在步驟21中，如第3A圖所示， 提供一底材5。接著，進入步驟22中，又如第3A圖所示， 形成一黑色矩陣6於底材5上。黑色矩陣6具有一開口 6a， 開口 6a暴露部分之底材5。 然後，進入步驟23中，如第3B圖所示，形成一絕緣 層7於底材5之上。絕緣層7覆蓋黑色矩陣6和開口如 . 的内緣，並具有一第一表面特性。絕緣層7具有一第一區 域7a及一第二區域％，第一區域7&覆蓋黑色矩陣6,第 二區域7b設置於開口 6a處並覆蓋開口如内之底材5。在 本實施例中，絕緣層7包含二氧化矽。其中，絕緣層7之 1351535

三麵號：TW2805PA t 表面碰到水汽容易與羥基鍵結。由於羥基屬於親水性，因 此使絕緣層7所具有之第一表面特性例如為親水性。 接著，進入步驟24中，如第3C圖所示，浸置底材5 及其上結構於一表面改質溶液11中，以形成一自組裝單 層15於絕緣層7上。自組裝單層15具有一第二表面特性， 第二表面特性異於第一表面特性，第二表面特性例如為疏 水性。至於自組裝單層15怎樣形成，在此舉例說明。在 本實施例中，表面改質溶液11包含一苯基三氣矽烷 (phenyltrichlorosilane，PTCS )及一無水曱苯（anhydrous toluene)，苯基三氯矽烷於表面改質溶液η中之體積百分 比為1 vol%。如下反應式所示，苯基三氯矽烷遇水會產生 經化（hydroxylation)，苯基三氯矽烷之三個氣基將被三個 羥基取代而與矽原子脫離，因此產生苯基三羥基矽炫 (phenyltrihydroxysilane，PTHS)及三個氯化氫（HC1)。

Hydroxylation

Si/丨\ Cl Cl Cl PTCS

3H,0 SiHC^H PTHS + 3HC1 其中’在大氣為l氣之狀況下，浸置底材5於表面改 質溶液11中約5分鐘，讓苯基三羥基矽烷及絕緣層7的 羥基共同交互作用，而在絕緣層7上形成化學鍵連接的、 取向排列的以及緊密的二維有序單分子層，即自組裝單層 15。自組裝早層15包含多個第一分子’各第一分子包含 12 1351535

• 三達編號：TW2805PA ，—㈣子、-疏水端及至少—含氧輕合端。㈣子連接疏 水端及含氧耦合端。含氧輕合端係與第一區域％及第二 .11域7b鍵結。相鄰之石夕原子係透過氧原子鍵結。疏水； .包含烧基（㈣）或芳香基（aromaticgr〇up)，在此以苯 .基為例做說明。因此，使得自組裝單層15所具有之第二 表面特性為疏水性。 然後，進入步驟25中，如第3D圖所示，取出底材5 於表面改質溶液11外。 • 接著，進入步驟26中，又如第3D圖所示，烘乾底 材5。在本實施例中，以溫度為12〇ΐ之空氣供乾底材$ 約5分鐘。 然後’進入步驟27中’又如第3D圖所示，利用一 紫外，12照射底材5，使自組裝單層15區分為一第一自 、:裝單層9及-第二自組裝單層1〇。第一自組裝單層9覆 盡第-區域7a並具有第二表面特性，例如是疏水性。第 •—自組裝單層10位於開口 6a處而覆蓋第二區域7b，並具 有第表面特性’例如是親水性，如第3E圖所示。第一 自，裝單層9形成於第一區域7&上，其分子結構與自組 裝f層15之分子結構相同。第二自組裝單層1()形成於第 —區域7b上，其分子結構異於自組裝單層15之分子結 構。在本實施例中，紫外光12透過黑色矩陣6以背面曝 光之方式照射底材5，且紫外光12將穿透第一區域几照 射部分之自組裝單層15。其中，被紫外光照到之自組裝單 層15之第一分子的苯基將被經基取代，而形成第二自組 13 1351535

三^^號：TW2805PA « • 裝層10之第二分子，使得第二自組裝單層10具有親水 性。第二自组裝單層1〇包含多個第二分子，各第二分子 包含一矽原子、一親水端及至少一含氧耦合端。相鄰之矽 ··原子係透過氧原子鍵結。矽原子連接親水端及含氧耦合 •.端，含氧耦合端係與第二區域7b鍵結。親水端包含羥基。 接著，進入步騾28中，如第3F圖所示，形成一彩色 濾光片8於開口 6a處。彩色濾光片8覆蓋第二自組裝單 層10並具有第一表面特性，即親水性。其中，彩色濾光 • 片8係由不同顏色之彩色墨滴透過一喷墨列印法（inkjet printing)噴在開口仏處後完成。之後，更可依序形成一 護層17及一共同電極18於底材5之上，又如第1圖之彩 色濾光片基板3所示。護層17覆蓋彩色濾光片8及第一 自組裝單層9，共同電極18覆蓋護層17。 至於步驟27亦町透過紫外光以其他曝光方式照射底 材5。請參照第4圖，其繪示乃第2圖之步驟27中紫外光 透過光罩照射底材的系意圖。如第4圖所示，提供一光罩 鲁13 ’以正向曝光之方式’利用一紫外光12a照射底材5。 因此，紫外光Ua透過光罩13以正面曝光之方式照射底 材5，光罩n之透光區對應於苐二區域几，光罩η之 透光區對應於第一區域7a。 . 至於彩色濾光片8所具有之第一表面特性為疏水性 時彩色濾光片基板3之製程為何’將附圖說明如後。言主 同時參照第5A〜5(:圖，錄示乃本發明之實施例—中^ 色濾'光片具有疏水性時之彩色遽光片基板的後段製程剖/ 1351535

三達編號：TW2805PA , 面圖。彩色濾光片8具有疏水性時之彩色濾光片基板的前 段製程亦如第3A〜3D圖所示，在此不再贅述。待自組裝 單層15形成後，首先，如第5A圖所示，提供一光罩14， ‘. 以正向曝光之方式，利用一紫外光12a照射底材5，使自 -. 組裝單層15區分為一第一自組裝單層9及一第二自組裝 單層10。如第5B圖所示，第一自組裝單層9覆蓋第一區 域7a並具有第一表面特性，例如為親水性。第二自組裝 單層10位於開口 6a處而覆蓋第二區域7b，並具有第二表 • 面特性，例如為疏水性。第一自組裝單層9形成於第一區 域7a上，其分子結構異於自組裝單層15之分子結構。第 二自組裝單層10形成於第二區域7b上，其分子結構與自 組裝單層15之分子結構相同。在本實施例中，光罩14之 透光區對應於第一區域7a，光罩14之非透光區對應於第 二區域7b。紫外光12透過光罩14以正面曝光之方式照射 底材5，且紫外光12將穿透光罩14之透光區照射部分之 自組裝單層15。其中，被紫外光照到之自組裝單層15之 • 第一分子的苯基將被羥基取代，而形成第一自組裝層9之 第二分子，使得第一自組裝單層9具有親水性。第一自組 裝單層9包含多個第二分子，各第二分子包含一梦原子、 一親水端及至少一含氧耦合端。矽原子連接親水端及含氧 . 耦合端，含氧耦合端係與第一區域7a鍵結。相鄰之矽原 子係透過氧原子鍵結。親水端包含羥基。接著，如第5C 圖所示，形成一彩色濾光片8於開口 6a處，彩色濾光片8 覆蓋第二區域10並具有第二表面特性，例如是疏水性。 15 1351535

三達編號：TW2805PA ， 由於第一自組裝單層9具有第二表面特性，而第二自 組裝單層10具有第一表面特性，使不同顏色之具有第一 表面特性之彩色墨滴透過喷墨列印法喷入黑色矩陣6之開 ’ · 口 6a處時，更容易集中於黑色矩陣6的開口 6a處而不會 •. 往外溢流。因此，本實施例在黑色矩陣6之開口 6a内外 進行不同表面特性之設計，可以讓不同顏色之彩色墨滴形 成不同顏色的彩色濾光片8時，避免黑色矩陣之開口處之 不同顏色的彩色墨滴產生往開口外溢流的現象，更可解決 • 不同顏色的彩色墨滴於黑色矩陣相鄰開口之間相互混色 的問題。如此一來，可以維持不同顏色之彩色濾光片其本 身原有之色彩純度及所有彩色濾光片之色彩對比，且大大 地提昇液晶顯示面板之實用性。 實施例二 請參照第6圖，其繪示乃依照本發明之實施例二之液 晶顯示面板的剖面示意圖。本實施例之液晶顯示面板61 • 與實施例一之液晶顯示面板1不同之處在於彩色濾光片基 板63，其餘相同之構成要件繼續沿用標號，並不再贅述。 如第6圖所示，彩色濾光片基板63包括一底材65、一黑 色矩陣66、一絕緣層67、一彩色遽光片68、一第一自組 裝單層69及一第二自組裝單層70。黑色矩陣66設置於底 材65上，並具有一開口 66a，開口 66a暴露部分之底材65。 絕緣層67設置於底材65之上，並覆蓋黑色矩陣66。彩色 濾光片68設置於開口 66a處，並具有一第一表面特性。 1351535

. 三達編號：TW2805PA 第一自組裝單層69設置於絕緣層上，並具有一第二表面 特性，第二表面特性異於第〆表面特性。第二自組裝單層 70設置於開口 66a處’並位於彩色遽光片及底材65之 • · 間，第二自組裝層70具有第一表面特性。 .· 在本實施例中，底材63包含二氧化矽，絕緣層67包 含二氧化矽、二氧化鈦或三氧化二鎵。此外，第一表面特 性及第二表面特性可以分別為親水性及疏水性，第一自組 裝單層69包含多個實施例一所述之第一分子，第二自組 • 裝單層70包含多個實施例一所述之第二分子。另外’第 一表面特性及第二表面特性亦可分別為疏水性及親水 性。第一自組裝單層69包含多個第二分子，第二自組裴 單層70包含多個第一分子。 至於本實施例之彩色濾光片基板3之製程為何，將舉 例附圖說明如下，但本實施例之技術並不侷限於此。 請同時參照第7圖及第8A〜8G圖，第7圖繪示乃依 照本發明之實施例二之彩色濾光片基板的製程示意圖，第 鲁 8A〜8F圖繪示乃依照本發明之實施例二之彩色濾光片基 板的製程刮面圖。首先，在步驟71中，如第8A圖所示， 提供一底材65 ’底材65具有一第一表面特性。底材65包 含二氧化矽，使底材65所具有之第一表面特性例如為親 . 水性。 接著，進入步驟72中’又如第8A圖所示，形成〜 遮光材料層86於底材65上。遮光材料層86包含鉻或有 機樹脂。 17 1351535

三達編號：TW2805PA 接著，進入步驟73中’又如第8A圖所示’形成一 感光材料層87於遮光材料層86上’感光材料層87具有 第一表面特性。感光材料層87包括感光性聚矽氧烷 • . ( polysiloxane )，使感光材料層87所具有的第一表面特性 ·. 例如為親水性。 然後，進入步驟74中，又如第8A圖所示，提供一 光罩83。 接著，進入步騎75中，又如第8A圖所示，以正面 • 曝光之方式，利用一紫外光82照射底材65，使部分未被 照光之感光材料層87形成一絕緣層67。絕緣層67具有一 開口 67a，開口 67a暴露部分之遮光材料層86。其中，感 光材料層87依序經過預烤（pre-baking)、曝光/圖案化 (exposuring/patterning)、顯影（development)、漂白 (bleaching)及 t烤（middle-baking)後形成絕緣層 67。 然後，進入步驟76中，如第8C圖所示，去除部分之 遮光材料層86，以形成一黑色矩陣66 ^例如以絕緣層67a • 為蝕刻中止層，透過蝕刻法去除開口 07a所暴露之遮光材 料層86。黑色矩陣66及絕緣層67共同具有一大於開口 67a之開口 66a，開口 66a暴露部分之底材65。在本實施 例中，絕緣層67包含二氧化矽。其中，絕緣層67之表面 碰到水汽容易與羥基鍵結。由於羥基屬於親水性，因此使 絕緣層67所具有之第一表面特性例如為親水性。 接著，進入步驟77中，如第8D圖所示，浸置底材 65於-表面改質溶液81中，以形成—自組裝單層85於絕 18 1351535 緣層67上及開口 66a處。自組裝單層85覆蓋絕緣層67

至於自組裝單層85如何形成，將舉例說明如下。在本實 施例中，表面改質溶液81包含一苯基三氯矽烷 (phenyltdchlorosilane ’ PTCS )及—無水曱苯（anhydr〇us toluene)，苯基三氯矽烷於表面改質溶液81中之體積百分 比為1 vol%。如下反應式所示，苯基三氣矽烷遇水會產生 • 羥化（hydroxylation)’苯基三氣矽烷之三個氯基將被三個 羥基取代而與矽原子脫離，因此產生笨基三經基石夕院 (phenyltrihydroxysilane，PTHS)及三個氯化氫（HC1)。

PTCS PTHS 其中’在大氣為兔氣之狀況下’浸置底材65於表面 改質溶液81中約5分鐘，讓苯基三羥基矽烷及絕緣層67 的羥基共同相互作用，而在絕緣層67上形成化學鍵連接 的、取向排列的以及緊密的二維有序單分子層，即自組裝 單層85。自組裝單層85包含多個第一分子，各第—分子 包含一矽原子、一疏水端及至少一含氧耦合端.發原子連 接疏水端及含氧耦合端。含氧耦合端係與開口 66a内之底 材65鍵結。相鄰之矽原子係透過氧原子鍵結。疏水端包 1351535

• ： TW2805PA • 含燒基（alkyl)或芳香基（aromatic group )，在此以笨式 為例做說明。因此，使得自組裝單層85所具有之第二表 面特性為疏水性。 • 然後，進入步驟78中，如第8E圖所示，取出底材 65於表面改質溶液81外。 接著’進入步驟79中，又如第8E圖所示，烘乾底材 65。在本實施例中，以溫度為120°C之空氣烘乾底材65約 5分鐘。 • 然後，進入步驟8〇中，又如第8E圖所示，利用〜紫 外光82a照射底材65 ’使自組裝單層85區分為一第—自 組裝單層69及一第二自組裝單層70。如第8F圖所示，第 一自組裝單層69覆蓋絕緣層67並具有第二表面特性，例 如為疏水性。第二自組裝單層70位於開口 66a處而復蓋 開口 66a内之底材65 ’並具有第一表面特性，例如為親水 性。第一自組裝單層69形成於絕緣層67上，其分子結構 與自組裝單層85之分子結構相同《第二自組裝單層形 籲 成於開口 66a之底材65上’其分子結構異於自組裝單層 85之分子結構。在本實施例中，紫外光82a透過黑色矩陣 66以背面曝光之方式照射底材65，且紫外光82a將穿透 開口 66a照射部分之自組農單層85。其中’被紫外光照到 . 之自組裝單層85之第一分子的苯基將被羥基取代，而形 成第二自組裝層70之第二分子，使得第二自組裝單層70 具有親水性。第二自組裝單層包含多個第二分子，各 第二分子包含一石夕原子、一親水端及至少一含氧輕合端。 20

* :¾^號·· TW2805PA ，鄰之發^子係透過氧原子鍵結。々原子連接親水端及含 氧輕σ端，含氧輕合端係與開口 66a内之底材65鍵結。 . 親水端包含羥基。 . 接著’進入步驟81中’又如第8E圖所示’形成一彩 . 色濾光片68於開口 06a處，彩色濾光片68覆蓋第二自組 裝單層70 ’並具有第一表面特性’例如為親水性。其中’ 彩色濾光片68係由彩色墨滴透過一喷墨列印法喷在開口 66a處後完成。彩色濾光片68係由不同顏色之彩色墨滴透 Φ 過一喷墨列印法喷在開口 66a處後完成。之後，更可依序 形成一護層17及一共同電極18於底材65之上，又如第6 圖之彩色濾光片基板63所示。護層17覆蓋彩色濾光片68 及第一自組裝單層69,共同電極18覆蓋護層17。 至於步驟80亦可透過紫外光以其他曝光方式照射底 材65。請參照第9圖，其繪示乃第7圖之步驟80中紫外 光透過光罩照射底材的示意圖。在上述步驟80中，如第9 圖所示，提供一光罩93，以正向曝光之方式，利用一紫外 • 光92照射底材65。因此，紫外光％透過光罩93以正面 曝光之方式照射底材65，光罩93之透光區對應於開口 66a，光罩93之非透光區對應於絕緣層67。紫外光92及 光罩93亦可分別與第8A圖之紫外光82及光罩83相同β 至於本實施例之彩色濾光片基板63之製程為何’將 舉例附圖說明如下，但本實施例之技術並不侷限於此。請 同時參照第10Α〜10C圖，其繪示乃乃本發明之實施例二 中彩色渡光片具有疏水性時之彩色慮光片基板的後段製 21 1351535

三達編號：TW2805PA 片具有疏水性時之彩色渡光片基板的 ⑴段b亦如弟8A〜8D圖所示，在此不再贅述 不’提供一光罩1〇3 ’以正向曝光之方式， C69及-第二自組裝單層如第:ot 2不，第Γ自組裝單層69覆蓋絕緣層並具有第-表面 盧，例如為親水性。第二自組裝單層70位於開口 66a 處而覆蓋開口 66a之底材65，並罝有第一砉 為疏水性。第一白Μ押思仏 表面特性，例如 第一自組裝早層69形成於絕緣層67上，j：八 子結構異於自組裝單層85之分子結構。第二自組裝單^ :成於開口 66a内之底材65上，其分子結構與自組裝 9之分子結構相同。在本實施例中，光罩103之透 先區對應於層67，光罩13之非透光區對應於開口 66a。紫外光1〇2透過光罩1〇3以正面曝光之方式照射底 65紫外光102將穿透光罩103之透光區照射部分之 組裝單層85。其中，被紫外光照到之自組裝單層85之 第一分子的苯基將被祕取代，而形成第―自組裝層的 之第一t子，使得第一自組裝單層69具有親水性Q第一 自且裝單層69包含多個第二分子，各第二分子包含一矽 条—親水端及至少—含氧輕合端。⑦原子連接親水端 3氧耦合端，含氧耦合端係與第一區域7a鍵結。相鄰 ^石夕原子係透過氧原子鍵結。親水端包含 1著，如 ^)C圖所示，形成一彩色渡光片砧於開口恤處，彩 。光片68覆蓋第二自組裝單層7〇並具有第二表面特 22 1351535

_ 三達編號：TW2805PA . 性，例如是疏水性。 本發明上述實施例所揭露之彩色濾光片基板及其製 造方法和應用其之液晶顯示面板，其在黑色矩陣之開口内 ’ · 外進行不同表面特性之設計，可以讓不同顏色之彩色墨滴 •. 透過喷墨列印法喷入黑色矩陣之開口處而形成不同顏色 的彩色濾光片時，更容易集中於黑色矩陣的開口處。因 此，不僅可以避免黑色矩陣之相鄰開口處之不同顏色的彩 色墨滴產生往開口外溢流的現象，更可解決不同顏色的彩 • 色墨滴之間相互混色的問題。如此一來，可以維持彩色濾 光片之色彩純度及對比，且大大地提昇液晶顯示面板之實 用性。 綜上所述，雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上， 然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通 常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍内，當可作各種 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。 23 1351535

• 三達編號：TW2805PA . 【圖式簡單說明】 第1圖繪示乃依照本發明之實施例一之液晶顯示面 板的剖面示意圖。 ' 第2圖繪示乃依照本發明之實施例一之彩色濾光片 •. 基板的製程示意圖。 第3A〜3F圖繪示乃依照本發明之實施例一之彩色濾 光片基板的製程剖面圖。 第4圖繪示乃第2圖之步驟27中紫外光透過光罩照 Φ 射底材的示意圖。 第5A〜5C圖繪示乃本發明之實施例一中彩色濾光片 具有疏水性時之彩色濾光片基板的後段製程剖面圖。 第6圖繪示乃依照本發明之實施例二之液晶顯示面 板的剖面示意圖。 第7圖繪示乃依照本發明之實施例二之彩色濾光片 基板的製程示意圖。 第8A〜8G圖繪示乃依照本發明之實施例二之彩色濾 * 光片基板的製程剖面圖。 第9圖繪示乃第7圖之步驟80中紫外光透過光罩照 射底材的示意圖。 第10A〜10C圖繪示乃本發明之實施例二中彩色濾光 - 片具有疏水性時之彩色濾光片基板的後段製程剖面圖。 24 1351535

. 三達編號：TW2805PA . 【主要元件符號說明】 I、 61 .液晶顯面板 2:薄膜電晶體基板 3 :彩色濾光片基板 • 4 .液晶層 4a :液晶分子 5、 65 :底材 6、 66 :黑色矩陣 鲁 6a、66a、67a :開口 7、 67 :絕緣層 7a :第一區域 7b :第二區域 8、 68 :彩色濾光片 9、 69 :第一自組裝單層 10、 70 :第二自組裝單層 II、 81 :表面改質溶液 _ 12、12a、82、82a、92、102 :紫外光 13、14、83、93、103 :光罩 15、85 :自組裝單層 17 :護層 18 :共同電極 19 :晝素電極 86 :遮光材料層 87 :感光材料層 25

Claims (1)

1. Ι351，535

   __ 100年3月2丨曰修正替換頁 丁、申請專利範園： I 一種彩色濾光片基板，包括： 一底材； —黑色矩陣’設置於該底材上，並具有一開口，該開 口暴露部分之該底材； —絕緣層，設置於該底材之上，並具有至少一第一 域’該第一區域覆蓋該黑色矩陣； 一彩色遽光片，設置於該開口處，並具有一第一表面 特性，該第—表面特性係具有親水性和疏水性其中之一； —第一自組裝單層（Self_assembled咖〇1聊， 設置於該第-區域上，並具有—第二表面特性， 以第一表面特性係具有親水性和疏水性其中另一，該第二 表面特性異於該第一表面特性；以及 / 以第二自組裝單層，設置於該開口處’並位於該彩色 =先片及該底材之間’該第二自組裳層具有該第一表面特 如中請專利範圍第丨項所述之彩色濾光片基板， 區該開口之内緣’並更具有至少-第二 單層及該底材之間Γ置於該開口處’並位於該第二自組裝 其中二如―？專利範圍第2項所述之彩嶋片基板， (hv/ w面特性及該第三表面特性分別為親水性 r〇P ilic)及疏水性（hydrophobic)。 4·如申請專利範圍第3項所述之彩色渡光片基板， 26 1351535 100年3月2丨曰修正替換頁 其中該第一自組裝單層包含複數個分子，各該分子包含一 石夕原子、一疏水端及至少一含氧搞合端，該破原子連接該 疏水端及該含氧耦合端，該含氧耦合端係與該第一區域鍵 結。 5. 如申請專利範圍第4項所述之彩色濾光片基板， 其中該疏水端包含烧基（alkyl)或芳香基（aromatic group ) ° 6. 如申請專利範圍第3項所述之彩色濾光片基板， 其中該第二自組裝單層包含複數個分子，各該分子包含一 矽原子、一親水端及至少一含氧耦合端，該矽原子連接該 親水端及該含氧耦合端，該含氧耦合端係與該第二區域鍵 結。 7. 如申請專利範圍第6項所述之彩色濾光片基板， 其中該親水端包含經基（hydroxy )。 8. 如申請專利範圍第2項所述之彩色濾光片基板， 其中該第一表面特性及該第二表面特性分別為疏水性及 親水性。 9. 如申請專利範圍第8項所述之彩色濾光片基板， 其中該第一自組裝單層包含複數個分子，各該分子包含一 矽原子、一親水端及至少一含氧耦合端，該矽原子連接該 親水端及該含氧耦合端，該含氧耦合端係與該第一區域鍵 結。 10. 如申請專利範圍第9項所述之彩色濾光片基板， 其中該親水端包含羥基。 1351-535 100年3月2丨曰修正替換頁 立如申請專利範圍第8項所述之耗遽光片基板， :該第二自組裝單層包含複數個分子，各該分子包含一 二ί水端及至少一含氧耦合端，該矽原子連接該 6"3㈣合端’該含㈣合端係與該第二區域鍵 結0 2如申請專利範圍第21項所述之彩色爐光片基 板/、中該疏水端包含烷基或芳香基。 盆中請專利範圍第1項所述之彩色濾、光片基板， :、2，·邑緣層包含二氧化石夕（si02)、二氧 二氧化二鎵（Ga203)。 兄 Μ:底專利範圍第1項所述之彩色遽光片基板， ::ΐ 氧切，該絕緣層包含二氧化石夕、二氧 化欽或二氧化二鎵。 板，其中利#巳圍第14項所述之彩色濾光片基 表面特性及該第二表面特性分別為親水性 板，m申請專利範圍第15項所述之彩色遽光片基 ί一；::組装單層包含複數個分子，各該分子包 3石夕原子、—疏水端及至少—含氧㉖ =水端及該含一該含氧輕合端係= 17·如中請專利範圍第16項所述之彩色 板，其中該疏水端包含烧基或芳香基。 土 18·如申請專利範圍第15項所述之彩色渡光片基 28 1351535 100年3月21日修正替換頁 板，其中該第二自組裝單層包含複數個分子，各該分子包 含一矽原子、一親水端及至少一含氧耦合端，該矽原子連 接該親水端及該含氧耦合端，該含氧耦合端係與該二氧化 矽鍵結。 19. 如申請專利範圍第18項所述之彩色濾光片基 板，其中該親水端包含羥基。 20. 如申請專利範圍第15項所述之彩色濾光片基 板，其中該第一表面特性及該第二表面特性分別為疏水性 及親水性。 21. 如申請專利範圍第20項所述之彩色濾光片基 板，其中該第一自組裝單層包含複數個分子，各該分子包 含一矽原子、一親水端及至少一含氧耦合端，該矽原子連 接該親水端及該含氧耦合端，該含氧耦合端係與該二氧化 矽鍵結。 22. 如申請專利範圍第21項所述之彩色濾光片基 板，其中該親水端包含羥基。 23. 如申請專利範圍第20項所述之彩色濾光片基 板，其中該第二自組裝單層包含複數個分子，各該分子包 含一矽原子、一疏水端及至少一含氧耦合端，該矽原子連 接該疏水端及該含氧耦合端，該含氧耦合端係與該第一區 域鍵結。 24. 如申請專利範圍第23項所述之彩色濾光片基 板，其中該疏水端包含烷基或芳香基。 25. —種液晶顯示面板，包括： ^51535 100年3月21曰修正替換頁 一薄臈電晶體基板； 形色濾光片基板，與該薄膜電晶體基板平行設 置’並包括： 一底材； ^ —黑色矩陣，設置於該底材上，並具有一開口， 該開口暴露部分之該底材； 。一絕緣層，設置於該底材之上，並具有至少一 第一區域，該第一區域覆蓋該黑色矩陣； 彩色滤光片’設置於該開口處，並具有一第 一表面特性，該第一表面特性係具有親水性和疏水性其中 之一； 且 一第一自組裝單層，設置於該第一區域上，並 第二表面特性，該第二表面特性係具有親水性和疏 其中另一，該第二表面特性異於該第一表面特性；及 射…—第二自組裝單層’設置於該開口處，並位於 ^ ;慮光片及該底材之間，該第二自組裝層具有該第一 衣面特性；以及 基板，設置於該晶體基板及該彩色濾'光片 26. 如申請專利範圍第25項所述之液晶顯示面板， 二中該絕緣層更覆蓋該開σ之内緣，並更具有至少一第二 2該第—區域③置於該開口處，並位於該第二自组裝 早層及該底材之間。 27. 如申請專利範圍帛26摘述之液晶顯示面板， 30 1351535 100年3月21日修正替換頁 其中該第一表面特性及該第二表面特性分別為親水性及 疏水性。 28. 如申請專利範圍第27項所述之液晶顯示面板， 其中該第一自組裝單層包含複數個分子，各該分子包含一 矽原子、一疏水端及至少一含氧耦合端，該矽原子連接該 疏水端及該含氧耦合端，該含氧耦合端係與該第一區域鍵 結。 29. 如申請專利範圍第28項所述之液晶顯示面板， 其中該疏水端包含烷基或芳香基。 30. 如申請專利範圍第27項所述之液晶顯示面板， 其中該第二自組裝單層包含複數個分子，各該分子包含一 石夕原子、一親水端及至少一含氧麵合端，該梦原子連接該 親水端及該含氧耦合端，該含氧耦合端係與該第二區域鍵 結。 31. 如申請專利範圍第3 0項所述之液晶顯示面板， 其中該親水端包含羥基。 32. 如申請專利範圍第26項所述之液晶顯示面板， 其中該第一表面特性及該第二表面特性分別為疏水性及 親水性。 33. 如申請專利範圍第32項所述之液晶顯示面板， 其中該第一自組裝單層包含複數個分子，各該分子包含一 石夕原子、一親水端及至少一含氧耗合端，該$夕原子連接該 親水端及該含氧耦合端，該含氧耦合端係與該第二區域鍵 結。 31 1351-535 100年3月2丨日修正替換頁 34. 如申請專利範圍第33項所述之液晶顯示面板， 其中該親水端包含羥基。 35. 如申請專利範圍第32項所述之液晶顯示面板， '其中該第二自組裝單層包含複數個分子，各該分子包含一 • 矽原子、一疏水端及至少一含氧耦合端，該矽原子連接該 疏水端及該含氧耦合端，該含氧耦合端係與該第一區域鍵 結。 36. 如申請專利範圍第35項所述之液晶顯示面板， > 其中該疏水端包含烷基或芳香基。 37. 如申請專利範圍第25項所述之液晶顯示面板， 其中該絕緣層包含二氧化矽、二氧化鈦或三氧化二鎵。 38. 如申請專利範圍第25項所述之液晶顯示面板， 其中該底材包含二氧化矽，該絕緣層包含二氧化矽、二氧 化鈦或三氧化二鎵。 39. 如申請專利範圍第38項所述之液晶顯示面板， > 其中該第一表面特性及該第二表面特性分別為親水性及 疏水性。 40. 如申請專利範圍第39項所述之液晶顯示面板， 其中該第一自組裝單層包含複數個分子，各該分子包含一 矽原子、一疏水端及至少一含氧耦合端，該矽原子連接該 疏水端及該含氧耦合端，該含氧耦合端係與該第一區域鍵 結。 41. 如申請專利範圍第40項所述之液晶顯示面板， 其中該疏水端包含烷基或芳香基。 32 1351535 100年3月21日修正替換頁 42. 如申請專利範圍第39項所述之液晶顯示面板， 其中該第二自組裝單層包含複數個分子，各該分子包含一 矽原子、一親水端及至少一含氧耦合端，該矽原子連接該 親水端及該含氧耦合端，該含氧耦合端係與該二氧化矽鍵 結。 43. 如申請專利範圍第42項所述之液晶顯示面板， 其中該親水端包含羥基。 44. 如申請專利範圍第39項所述之液晶顯示面板， 其中該第一表面特性及該第二表面特性分別為疏水性及 親水性。 45. 如申請專利範圍第44項所述之液晶顯示面板， 其中該第一自組裝單層包含複數個分子，各該分子包含一 矽原子、一親水端及至少一含氧耦合端，該矽原子連接該 親水端及該含氧耦合端，該含氧耦合端係與該二氧化矽鍵 結。 46. 如申請專利範圍第45項所述之液晶顯示面板， 其中該親水端包含羥基。 47. 如申請專利範圍第44項所述之液晶顯示面板， 其中該第二自組裝單層包含複數個分子，各該分子包含一 矽原子、一疏水端及至少一含氧耦合端，該矽原子連接該 疏水端及該含氧耦合端，該含氧耦合端係與該第一區域鍵 結。 48. 如申請專利範圍第47項所述之液晶顯示面板， 其中該疏水端包含烷基或芳香基。 1351.535 100年3月21日修正替換頁 49. 一種彩色濾光片基板之製造方法，包括： 提供一底材； 形成一黑色矩陣於該底材上，該黑色矩陣具有一開 口’該開口暴露部分之該底材； 形成一絕緣層於該底材之上，該絕緣層具有一第一區 域及一第二區域，該第一區域及該第二區域分別覆蓋該黑 色矩陣和該開口内的該底材，該絕緣層具有一第一表面特

   性’該第一表面特性係具有親水性和疏水性其中之一；以 及 ， 浸置該底材於一表面改質溶液中’以形成一自組裝單 層於該絕緣層上，該自組裝單層具有一第二表面特性該 第二表面特性係具有親水性和疏水性其中另一，該第二表 面特性異於該第一表面特性。 50.如申請專利範圍第49項所述之彩色濾光片基板 之製造方法，更包括：

   取出該底材於該表面改質溶液外； 烘乾該底材； 利用一紫外光照射該底材，使該自組裝單層區分為一 第-自組鮮層及-第二自料單層，第—自组裝單層覆 蓋，第-區域並具有該第二表面特性，該第二自組^層 覆蓋该第二區域並具有該第一表面特性；以及 第 形成-彩色濾m該開π處’該彩色遽光片覆蓋該 自組裝單層並具有該第一表面特性。 51.如申請專利範圍第5〇項所述之彩色濾光片基板 34 1351535 100年3月21日修正替換頁 之製造方法，其中該絕緣層包含二氧化矽、二氧化鈦或三 氧化二鎵，該第一表面特性及該第二表面特性分別為親水 性及疏水性。 52. 如申請專利範圍第51項所述之彩色濾光片基板 之製造方法，其中該紫外光透過該黑色矩陣以背面曝光之 方式照射該底材。 53. 如申請專利範圍第51項所述之彩色濾光片基板 之製造方法，其中該紫外光透過一光罩以正面曝光之方式 照射該底材。 54. 如申請專利範圍第51項所述之彩色濾光片基板 之製造方法，其中該表面改質溶液包含一苯基三氣矽烷 (phenyltrichlorosilane，PTCS )及一無水甲苯（anhydrous toluene)，該苯基三氯矽烷於該表面改質溶液中之體積百 分比為1 vol%。 55. 如申請專利範圍第49項所述之彩色濾光片基板 之製造方法，更包括： 取出該底材於該表面改質溶液外； 烘烤該底材； 提供一光罩，該光罩之透光區及非透光區分別對應於 該第一區域及該第二區域； 以正向曝光之方式，利用一紫外光照射該底材，使該 自組裝單層區分為一第一自組裝單層及一第二自組裝單 層，第一自組裝單層覆蓋該第一區域並具有該第一表面特 性，該第二自組裝單層覆蓋該第二區域並具有該第二表面 1351535 100年3月21曰修正替換頁 特性；以及 形成一彩色濾光片於該開口處，該彩色濾光片覆蓋該 第二自組裝單層並具有該第二表面特性。 56. 如申請專利範圍第55項所述之彩色濾光片基板 之製造方法，其中該絕緣層包含二氧化矽、二氧化鈦或三 氧化二鎵，該第一表面特性及該第二表面特性分別為親水 性及疏水性。 57. 如申請專利範圍第56項所述之彩色濾光片基板 之製造方法，其中該表面改質溶液包含一苯基三氣矽烷及 一無水曱苯，該苯基三氯矽烷於該表面改質溶液中之體積 百分比為1 vol%。 58. —種彩色濾光片基板之製造方法，包括： 提供一底材，該底材具有一第一表面特性，該第一表 面特性係具有親水性和疏水性其中之一； 形成一遮光材料層於該底材上； 形成一感光材料層於該遮光材料層上，該感光材料層 具有該第一表面特性； 提供一第一光罩； 以正面曝光之方式，利用一第一紫外光照射該底材， 使部分之該感光材料層形成一絕緣層，該絕緣層具有一第 一開口，該第一開口暴露部分之該遮光材料層； 去除部分之該遮光材料層，以形成一黑色矩陣，該黑 色矩陣及該絕緣層具有一第二開口，該第二開口暴露部分 之該底材；以及 36 1351535 100年3月2丨日修正替換頁 次置該底材於一表面改質溶液中，以形成一自組裝單 層於該絕緣層上及該第二開口處，該自組裝單層具有一第 一表面特性，該第二表面特性係具有親水性和疏水性其中 另一，該第二表面特性異於該第一表面特性。 59. 如申請專利範圍第58項所述之彩色濾光片基板 之製造方法，其中該底材包含二氧化石夕，該感光材料層包 =感光性聚石夕氧炫（p〇lysil〇xane)，該第一表面特性及該 第二表面特性分別為親水性及疏水性。 60. 如申請專利範圍第59項所述之彩色滤光片基板 之製造方法，更包括： 取出該底材於該表面改質溶液外； 烘乾該底材； 利用一第二紫外光照射該底材，使該自組裝單層區分 為一，二自組裝單層及一第二自組裝單層，第一自組裝單 覆f »亥絕緣層並具有该第二表面特性，該第二自組裝單 】覆蓋該第二開口内之該底材並具有該第一表面特性；以 及 基兮，成一彩色遽光片於該第二開口處’該彩色渡光片覆 盍邊第二自組裝單層並具有該第一表面特性。 夕制Γ.如申請專利範圍第60項所述之彩色遽光片基板 ::法，其中該第二紫外光透過該黑色矩陣 先之方式照射該底材。 之贺請專利範圍第60項所述之彩色遽光片基板 裝以方法，其巾該k紫外紐過1二光罩以正面曝 37 1351535 100年3月21日修正替換頁 光之方式照射該底材。 63. 如申請專利範圍第60項所述之彩色濾光片基板 之製造方法，其中該表面改質溶液包含一笨基三氯矽烷及 一無水曱苯，該苯基三氣矽烷於該表面改質溶液中之體積 百分比為1 vol%。 64. 如申請專利範圍第58項所述之彩色濾光片基板 之製造方法，更包括： 取出該底材於該表面改質溶液外； 烘烤該底材； 提供一第二光罩，該第二光罩之透光區及非透光區分 別對應於該絕緣層及該第二開口； 以正向曝光之方式，利用一第二紫外光照射該底材， 使該自組裝單層區分為一第一自組裝單層及一第二自組 裝單層，第一自組裝單層覆蓋該絕緣層並具有該第一表面 特性，該第二自組裝單層覆蓋該第二開口内之該底材並具 有該第二表面特性；以及 形成一彩色濾光片於該開口處，該彩色濾光片覆蓋該 第二自組裝單層並具有該第二表面特性。 65. 如申請專利範圍第64項所述之彩色濾光片基板 之製造方法，其中該絕緣層包含二氧化矽、二氧化鈦或三 氧化二鎵，該第一表面特性及該第二表面特性分別為親水 性及疏水性。 66. 如申請專利範圍第64項所述之彩色濾光片基板 之製造方法，其中該表面改質溶液包含一苯基三氣矽烷及 38 1351535 100年3月21日修正替換頁 一無水曱笨，該苯基三氯矽烷於該表面改質溶液中之體積 百分比為1 vol%。

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