TWI703352B - 彩色濾光片及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種彩色濾光片及其製造方法，其中藉由防止產生圖案寬度(PW)步階而保證液晶驅動及清晰影像之均勻性且亦透過依一倒錐形方式形成之黑色矩陣層而達成一精細圖案及一高對比率。

Description

彩色濾光片及其製造方法

本發明係關於一種彩色濾光片及其製造方法，且更具體而言，本發明係關於一種彩色濾光片及其製造方法，其中可歸因於像素區域中之步階平坦度而獲得一均勻影像，可透過倒錐形黑色矩陣圖案而配置更多像素，且可達成更高對比率。

圖1展示可應用於一液晶顯示器之一先前技術彩色濾光片。

先前技術彩色濾光片貼附至包括一TFT(薄膜電晶體)層20、一液晶層30等等之一液晶顯示器且將來自光源之光之色彩改變為紅色、綠色或藍色。

彩色濾光片包括用於阻斷光傳輸且區分像素區域之一黑色矩陣層100及用於將光轉換為具有特定波長之光之一彩色濾光片層。具體而言，該彩色濾光片層包含：一紅色區域230，其藉由液晶層30之接通-切斷操作而將傳輸光改變為紅色系列；一綠色區域220，其藉由液晶層30之接通-切斷操作而將傳輸光改變為綠色系列；及一藍色區域210，其藉由液晶層30之接通-切斷操作而將傳輸光改變為藍色系列。

同時，一步階A趨向於形成於與先前技術彩色濾光片之紅色區域230、藍色區域210及綠色區域220之像素區域中之黑色矩陣層100相鄰之一部分中，此係因為該部分之高度比其他部分之高度高。

步階被稱為PW(圖案寬度)步階，且形成PW步階之原因係：在沈 積期間，形成彩色濾光片層之像素區域之材料之部分與黑色矩陣層100重疊。

圖2係展示先前技術彩色濾光片之像素區域之一藍色區域的一放大圖。

形成於彩色濾光片層之像素區域中之PW步階產生光透射率之差異。即，如圖中所展示，沿箭頭①之來自外部之光徑及沿箭頭②之來自外部之光徑具有不同長度，其致使光透射率之差異。光透射率之此差異導致一不清晰影像品質。

PW步階亦影響液晶層30中之液晶分子之行為。即，PW步階突出至液晶層30中以限制由薄膜電晶體驅動之液晶分子之行為。液晶分子之此異常行為使一均勻影像難以實現。

通常，黑色矩陣層100經形成以具有自1.2μm至1.5μm之一高度，且彩色濾光片層之像素區域經形成以具有自1.7μm至2.5μm之一高度。相應地，先前技術彩色濾光片具有約0.2μm至約1.3μm之PW步階，其係彩色濾光片層之像素區域之中心與與黑色矩陣層100重疊之部分之間的一高度差。

如上文所描述，先前技術彩色濾光片具有以下缺點：透過液晶分子之受限行為而使影像非均勻及歸因於PW步階而使像素區域之透射率不相等。

此外，先前技術彩色濾光片在達成黑色矩陣層之一精細圖案方面存在一限制。

本發明用以解決上述問題且意欲提供一種彩色濾光片及其製造方法，其中減小彩色濾光片層之紅色像素區域、綠色像素區域或藍色像素區域中之PW步階，藉此保證整個像素區域之均勻透射率。

此外，吾人意欲提供藉由防止PW步階影響液晶驅動而實現均勻影像實施方案之一彩色濾光片及其製造方法。

此外，吾人意欲提供透過依一倒錐形方式形成之黑色矩陣層而實現一精細圖案實施方案之一彩色濾光片及其製造方法。

再者，吾人意欲提供藉由將黑色矩陣層之厚度增加至高達彩色濾光片層之厚度而提供一更高對比率之一彩色濾光片及其製造方法。

為達成上述目的，本發明提供一種用於製造一彩色濾光片之方法，其包括以下步驟：使一分離層形成於一基板層上；使一第一鈍化層形成於該分離層上；使具有紅色區域、綠色區域及藍色區域之一彩色濾光片層形成於該第一鈍化層上；使一黑色矩陣層形成於該彩色濾光片層之該紅色區域、該綠色區域及該藍色區域之間；使一第二鈍化層形成於該彩色濾光片層及該黑色矩陣層上；使一黏著層形成於該第二鈍化層上；使一薄膜層形成於該黏著層上；及使該第一鈍化層與該分離層分離。

另外，本發明提供一種用於製造一彩色濾光片之方法，其包括以下步驟：使一分離層形成於一基板層上；使一第一鈍化層形成於該分離層上；使一黑色矩陣層形成該第一鈍化層上；使具有紅色區域、綠色區域及藍色區域之一彩色濾光片層形成於該第一鈍化層上之黑色矩陣之間；使一第二鈍化層形成於該彩色濾光片層及該黑色矩陣層上；使一黏著層形成於該第二鈍化層上；使一薄膜層形成於該黏著層上；及使該第一鈍化層與該分離層分離。

此外，提供具有以下特徵之彩色濾光片之製造方法：該基板層係由玻璃製成且該薄膜係一可撓性薄膜。

再者，提供具有以下特徵之彩色濾光片之製造方法：在使該黑色矩陣層形成於該彩色濾光片層之該紅色區域、該綠色區域及該藍色 區域之間之該步驟中，使用該彩色濾光片層來形成一對準鍵。

此外，提供進一步包括以下步驟之彩色濾光片之製造方法：在使該第一鈍化層與該分離層分離之該步驟之後，翻轉該彩色濾光片，使得該第一鈍化層變為最上層。

另外，提供具有以下特徵之彩色濾光片之製造方法：在使一黑色矩陣層形成於該彩色濾光片層之該紅色區域、該綠色區域及該藍色區域之間之該步驟中，該黑色矩陣層之橫截面面積隨著其抵近該第一鈍化層而減小。

此外，提供具有以下特徵之彩色濾光片之製造方法：在使具有紅色區域、綠色區域及藍色區域之一彩色濾光片層形成於該第一鈍化層上之黑色矩陣之間之該步驟中，該彩色濾光片層之橫截面面積隨著其抵近該第一鈍化層而減小。

此外，本發明提供一種彩色濾光片，其包括：一薄膜層；一黏著層，其經形成於該薄膜層上；一第二鈍化層，其經形成於該黏著層上；一彩色濾光片層，其經形成於該第二鈍化層上；一黑色矩陣層，其經形成於該第二鈍化層上之該彩色濾光片層之間；及一第一鈍化層，其經形成於該彩色濾光片層及該黑色矩陣層上，其中該黑色矩陣層之橫截面面積隨著其抵近該第二鈍化層而增大。

此外，本發明提供一種彩色濾光片，其包括：一薄膜層；一黏著層，其經形成於該薄膜層上；一第二鈍化層，其經形成於該黏著層上；一彩色濾光片層，其經形成於該第二鈍化層上；一黑色矩陣層，其經形成於該第二鈍化層上之該彩色濾光片層之間；及一第一鈍化層，其經形成於該彩色濾光片層及該黑色矩陣層上，其中該黑色矩陣層之橫截面面積隨著其抵近該第二鈍化層而減小。

另外，提供具有以下特徵之彩色濾光片：該薄膜層係由一可撓性薄膜形成。

根據本發明之彩色濾光片及其製造方法存在以下優點。

第一，藉由使彩色濾光片之各像素區域之厚度維持均勻而防止像素區域之間產生透射率之差異。相應地，影像品質變得更清晰。

第二，防止彩色濾光片之PW步階對液晶驅動之不利影響。因此，可獲得一均勻影像。

第三，易於實現呈一倒錐形形狀之黑色矩陣層，與薄膜層相鄰之其下部分具有比上部分之面積小之一面積。因此，黑色矩陣層可具有一更精細圖案。

第四，可透過實現黑色矩陣層之精細圖案而將更多像素整合於相同面積中，藉此提供更清晰影像品質。

第五，黑色矩陣層之阻光能力隨著黑色矩陣層之厚度增加至高達彩色濾光片層之像素區域之厚度而提高。相應地，改良液晶顯示器之對比率。

10‧‧‧基板層

20‧‧‧薄膜電晶體(TFT)層

30‧‧‧液晶層

100‧‧‧黑色矩陣層

200‧‧‧彩色濾光片層

210‧‧‧彩色濾光片層之藍色區域

220‧‧‧彩色濾光片層之綠色區域

230‧‧‧彩色濾光片層之紅色區域

300‧‧‧薄膜層

400‧‧‧分離層

510‧‧‧第一鈍化層

520‧‧‧第二鈍化層

600‧‧‧黏著層

A‧‧‧步階

BMCD‧‧‧黑色矩陣臨界尺寸

圖1係展示可應用於一液晶顯示器之一先前技術彩色濾光片的一示意圖。

圖2係展示先前技術彩色濾光片之像素區域之一藍色區域的一放大圖。

圖3展示根據本發明之一實施例之一彩色濾光片。

圖4係展示根據本發明之一實施例之彩色濾光片之一藍色像素區域的一放大圖。

圖5展示根據本發明之一實施例之彩色濾光片之一製造方法。

圖6係展示黑色矩陣之一部分及先前技術彩色濾光片之彩色濾光片層之像素區域的一放大圖。

圖7係展示根據本發明之另一實施例之一彩色濾光片的一放大 圖。

圖8係展示根據本發明之另一實施例之黑色矩陣之一部分及彩色濾光片層之像素區域的一放大圖。

圖9係展示根據本發明之另一實施例之一彩色濾光片應用於其之一液晶顯示器的一示意性內視圖。

圖10展示根據本發明之另一實施例之彩色濾光片之一製造方法。

下文參考其中展示本發明之實施例之附圖來更完全描述本發明。然而，本發明可體現為諸多不同形式且不應被解釋為受限於本文所闡述之實施例。可在不背離本發明之真實精神及範疇之情況下進行各種改變且使等效物替代本發明之元件。

圖3展示根據本發明之一實施例之一彩色濾光片。

貼附於一基板層10上之根據本發明之一實施例之一彩色濾光片可具有一黑色矩陣層100之間之一彩色濾光片層之一藍色區域210、一綠色區域220及一紅色區域230之像素區域。

各色彩之像素區域不與黑色矩陣層100重疊，其可使彩色濾光片層之各像素區域之厚度保持均勻。

因此，根據本發明之一實施例之彩色濾光片移除PW步階以消除限制液晶移動之因數，其促進均勻影像實現。

下文參考附圖來更完全描述此彩色濾光片之一製造方法。

圖4係展示根據本發明之一實施例之彩色濾光片之一藍色像素區域的一放大圖。

如由圖4所確認，根據本發明之一實施例之彩色濾光片中之像素區域之厚度係完全均勻的。相應地，當自外部查看藍色像素區域210時，像素區域之透射率不存在差異。即，沿箭頭①之來自外部之光徑 及沿箭頭②之來自外部之光徑具有相同長度，其促進實現一清晰影像。

圖5展示根據本發明之一實施例之彩色濾光片之一製造方法。

首先，根據本發明之一實施例之彩色濾光片及其製造方法可經歷使一分離層400形成於一基板層10上之一程序。

在製程期間，基板層10充當一支撐件，其可在最後步驟中被移除且可由玻璃製成。分離層400使完成彩色濾光片之後之基板層10與彩色濾光片之分離變容易。

接著，可使一第一鈍化層510形成於分離層400上。當基板層10與彩色濾光片分離時，第一鈍化層510可保護彩色濾光片層。

在形成第一鈍化層510之後，依序形成彩色濾光片層之各像素區域。例如，首先形成一藍色區域210，且接著可相繼形成一綠色區域220及一紅色區域230。然而，未必首先形成藍色區域210，而是可預先形成綠色區域220或紅色區域230。

在此步驟中，當形成藍色區域210時，亦可使一對準鍵形成於基板層10上。

對準鍵係用作為基板對準之一標準之一標記。通常，使用黑色矩陣來使對準鍵形成於基板之一部分上作為一「+」形標記等等。在根據本發明之一實施例之彩色濾光片及其製造方法中，可在形成彩色濾光片層時形成對準鍵，此係因為彩色濾光片層形成於形成黑色矩陣層100之前。

在使彩色濾光片層之藍色區域210、綠色區域220及紅色區域230形成於第一鈍化層510上之後，可使一黑色矩陣層100形成於彩色濾光片層之藍色區域210、綠色區域220及紅色區域230之間。

黑色矩陣層100阻斷光且防止彩色濾光片層之紅色區域230、綠色區域220及藍色區域210之像素區域之間之色彩混合。此外，黑色矩 陣層100覆蓋液晶顯示器之薄膜電晶體陣列。

一般而言，首先形成黑色矩陣層，且接著形成彩色濾光片層。然而，根據根據本發明之一實施例之彩色濾光片及其製造方法，首先形成彩色濾光片層，且接著使黑色矩陣層100形成於各像素區域之間。

依此方式，根據本發明之一實施例之彩色濾光片及其製造方法可防止在其中彩色濾光片層鄰接各像素區域中之黑色矩陣層100的部分中產生PW步階。

接著，根據本發明之一實施例之彩色濾光片及其製造方法可經歷使一第二鈍化層520形成於黑色矩陣層100及彩色濾光片層上之程序。當彩色濾光片層貼附至薄膜層300時，第二鈍化層520保護彩色濾光片層。另外，第二鈍化層520給予平坦度。

在形成第二鈍化層520之後，可形成一黏著層600，其將彩色濾光片層及黑色矩陣層100黏貼至薄膜層300且支撐彩色濾光片層及黑色矩陣層100。

在使薄膜層300形成於黏著層600上之後，根據本發明之一實施例之彩色濾光片及其製造方法可最後執行使第一鈍化層510與分離層400分離且翻轉彩色濾光片之程序。

根據本發明之一實施例之彩色濾光片及其製造方法可透過上述製程而提供具有最小PW步階之彩色濾光片，因此確保一清晰影像及影像再現之均勻性。

圖6係展示黑色矩陣之一部分及先前技術彩色濾光片之彩色濾光片層之像素區域的一放大圖。

在先前技術彩色濾光片中，與薄膜層300相鄰之黑色矩陣層100之下部分具有比上部分之面積大之一面積。在下文中，下部分之面積被稱為「BM CD(黑色矩陣臨界尺寸)」。此外，其下部分具有比上部 分之面積大之一面積的黑色矩陣層100之形狀被稱為BM正錐形。

使彩色濾光片層200之藍色、綠色及紅色之各像素區域形成於黑色矩陣層100之間。

如圖1及圖2中所展示，當將形成彩色濾光片層200之一材料大量沈積於黑色矩陣層100之間時，在其中彩色濾光片層200鄰接黑色矩陣層100之部分中形成PW步階。

同時，如圖6中所展示，若將形成彩色濾光片層200之一材料少量沈積於黑色矩陣層100之間，則黑色矩陣層100與彩色濾光片層200之像素區域之間出現分開空間。此等分開空間對液晶層之驅動產生不利影響。

此外，若依一BM正錐形方式形成黑色矩陣層100，則與薄膜層300相鄰之下區域比上區域大，其使一精細圖案難以達成。

在顯示裝置中，更精細圖案意謂相同螢幕中存在更多像素，其係實現一更清晰影像之關鍵。

然而，根據彩色濾光片之先前技術製造方法，歸因於薄膜層300與黑色矩陣層100之間的黏著問題，黑色矩陣層100之線寬存在一限制，其使5微米或其以下之一精細圖案難以實現。

圖7係展示根據本發明之另一實施例之一彩色濾光片的一放大圖。

根據本發明之另一實施例之彩色濾光片之黑色矩陣層100在與薄膜層300相鄰之下部分中具有比上部分中之面積小之一面積。在下文中，其下部分具有比上部分之面積小之一面積的黑色矩陣層100之形狀被稱為BM倒錐形。

根據根據本發明之另一實施例之彩色濾光片及其製造方法，可藉由依BM倒錐形方式實施黑色矩陣層100而獲得黑色矩陣層100之一精細圖案。

此外，黑色矩陣層100之一精細圖案之實施方案允許配置更多像素來提供一更清晰影像。

圖8係展示根據本發明之另一實施例之黑色矩陣之一部分及彩色濾光片層之像素區域的一放大圖。

根據本發明之另一實施例之彩色濾光片能夠藉由依倒錐形方式形成黑色矩陣層100而實現一精細圖案且藉由使像素之透射率保持均勻(歸因於彩色濾光片層之像素區域之恆定厚度)而提供一清晰影像。

如圖中所展示，當自外部查看彩色濾光片層200之藍色像素區域210時，沿箭頭

之來自外部之光徑及沿箭頭

之來自外部之光徑具有相同長度。相應地，有利地確保相同透射率。

圖9係展示根據本發明之另一實施例之一彩色濾光片應用於其之一液晶顯示器的一示意性內視圖。

貼附於可由玻璃製成之基板層10上之根據本發明之另一實施例之彩色濾光片具有依倒錐形方式形成於彩色濾光片層之藍色區域210、綠色區域220及紅色區域230之間的黑色矩陣層100。換言之，黑色矩陣層100經形成以在上部分中具有下部分中之面積之更大面積。

根據本發明之另一實施例之彩色濾光片可透過倒錐形方式之黑色矩陣層100而在相同螢幕中具有更多像素區域。因此，彩色濾光片具有確保更清晰影像之一效應。

此外，如圖中所展示，根據本發明之另一實施例之彩色濾光片可防止PW步階，其中彩色濾光片層鄰接黑色矩陣層100之部分之高度變得比彩色濾光片層200之像素區域中之其他部分之高度高。因此，彩色濾光片具有保證均勻影像之一效應。

此外，根據根據本發明之另一實施例之彩色濾光片及其製造方法之黑色矩陣層100可經形成以具有高達彩色濾光片層200之藍色區域210、綠色區域220及紅色區域230之像素區域之厚度的一厚度。藉 此，根據本發明之另一實施例之彩色濾光片及其製造方法可增大黑色矩陣層100之「BM OD(黑色矩陣光學密度)」，其繼而增大對比率。即，黑色矩陣層100之阻光能力經提高以增大液晶顯示器之接通狀態與切斷狀態之間的光強度之差異，藉此提供更清晰影像。

圖10展示根據本發明之另一實施例之彩色濾光片之一製造方法。

首先，根據根據本發明之另一實施例之彩色濾光片及其製造方法，使一分離層400形成於一基板層10上。

在製程期間，基板層10充當一支撐件，其可在最後步驟中被移除。基板層10可由玻璃製成。

分離層400使完成彩色濾光片之後之基板層10與彩色濾光片之分離變容易。

接著，可使一第一鈍化層510形成於分離層400上。當基板層10與彩色濾光片分離時，第一鈍化層510保護彩色濾光片層。

在形成第一鈍化層510之後，可形成一黑色矩陣層100。

根據本發明之另一實施例之彩色濾光片及其製造方法與上述實施例之差異在於：黑色矩陣層100早於彩色濾光片層之像素區域而形成。

在使黑色矩陣層100形成於第一鈍化層510上之後，使彩色濾光片層之各像素區域依序形成於黑色矩陣層100之間。即，可使彩色濾光片層200之藍色區域210、綠色區域220及紅色區域230形成於黑色矩陣層100之間。

接著，根據本發明之另一實施例之彩色濾光片及其製造方法可經歷使一第二鈍化層520形成於黑色矩陣層100及彩色濾光片層200上之程序。當彩色濾光片層200黏著至薄膜層300時，第二鈍化層520保護彩色濾光片層200。另外，第二鈍化層520給予平坦度。

在形成第二鈍化層520之後，可形成一黏著層600，其將彩色濾光片層200及黑色矩陣層100黏附至薄膜層300且支撐彩色濾光片層200及黑色矩陣層100。黏著層600可由PET(聚對苯二甲酸乙二酯)、TAC(三乙醯纖維素)等等製成。

最後，在使薄膜層300形成於黏著層600上之後，在根據本發明之另一實施例之彩色濾光片及其製造方法中，使第一鈍化層510與分離層400分離且翻轉彩色濾光片。

根據本發明之另一實施例之彩色濾光片之製造方法可易於提供一彩色濾光片，其中透過上述程序而實現黑色矩陣層100之一精細圖案且亦達成高對比率。

雖然已參考特定實施例來描述本發明，但熟習技術者應瞭解，可在不背離本發明之真實精神及範疇之情況下進行各種改變且使等效物替代本發明之元件。

10‧‧‧基板層

100‧‧‧黑色矩陣層

210‧‧‧彩色濾光片層之藍色區域

220‧‧‧彩色濾光片層之綠色區域

230‧‧‧彩色濾光片層之紅色區域

300‧‧‧薄膜層

400‧‧‧分離層

510‧‧‧第一鈍化層

520‧‧‧第二鈍化層

600‧‧‧黏著層

Claims (5)

1. 一種用於製造一彩色濾光片之方法，該方法包括以下步驟：使一分離層形成於一基板層上；使一第一鈍化層形成於該分離層上；使一黑色矩陣層形成該第一鈍化層上，致使該黑色矩陣層最終依倒錐形方式形成；使具有紅色區域、綠色區域及藍色區域之一彩色濾光片層形成於該第一鈍化層上之該黑色矩陣之間；使一第二鈍化層形成於該彩色濾光片層及該黑色矩陣層上；使一黏著層形成於該第二鈍化層上；使一薄膜層形成於該黏著層上；及使該第一鈍化層與該分離層分離。
2. 如請求項1之方法，其中：該分離層係由玻璃製成；且該薄膜層係一可撓性薄膜。
3. 如請求項1之方法，其進一步包括以下步驟：在使該第一鈍化層與該分離層分離之該步驟之後，翻轉該彩色濾光片，使得該第一鈍化層變為最上層。
4. 一種彩色濾光片，其包括：一薄膜層；一黏著層，其經形成於該薄膜層上；一第二鈍化層，其經形成於該黏著層上；一彩色濾光片層，其經形成於該第二鈍化層上；一黑色矩陣層，其經形成於該第二鈍化層上之該彩色濾光片層之間，其中該黑色矩陣層依倒錐形方式形成；及 一第一鈍化層，其經形成於該彩色濾光片層及該黑色矩陣層上，其中該黑色矩陣層之橫截面面積隨著其抵近該第二鈍化層而減小。
5. 如請求項4之彩色濾光片，其中該薄膜層係由一可撓性薄膜形成。

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