彩色濾光片基板的製造方法、光學掩膜及光反應層的製作方法
2023-07-21 02:22:51 2
專利名稱：彩色濾光片基板的製造方法、光學掩膜及光反應層的製作方法
技術領域：
本發明涉及液晶顯示領域，特別涉及一種彩色濾光片基板的製造方法、光學掩膜及光反應層。
背景技術：
液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)不僅具有輕、薄、小等特點，並且還具有功耗低、無輻射和製造成本相對較低的優點，因此目前在平板顯示領域佔主導地位。液晶顯示器非常適合應用在臺式計算機、掌上型計算機、個人數字助理(Personal Digital Assistant, PDA)、可攜式電話、電視和多種辦公自動化和視聽設備中。液晶顯示面板是液晶顯示器件的主要組件，目前主流的液晶顯示面板是由一片薄膜電晶體(Thin-film transistor, TFT)基板與一片彩色濾光片(Color Filter, CF)基板貼合而成，且在二基板之間設置液晶層。其中，彩色濾光片基板上的紅色色阻區、綠色色阻區、藍色色阻區以及黑色遮光區(Black Matrix, BM)的設置精度容易影響到顯示器件的開口率和對比度，從而影響顯示器件的質量，因此彩色濾光片基板上的色阻區和黑色遮光區的製造方法非常重要。目前的彩色濾光片基板的製造方法，多以BM/R/G/B/IT0/PS為流程製造，無法藉由一次曝光，達成分色的效果，所以必須要分次進行塗布、曝光和顯影等步驟，才能形成不同色阻層；也受限於此，所以需要依據機臺的精度，開立不同的掩膜(Mask)，於不同的機臺進行對位曝光，因機臺的精度問題，將導致設計時開口率的下降。此外，因為要分多層多次生產，於BM疊R/G/B層的區域，將會造成高度與像素Active Area區(下文簡稱AA區)不一致，造成液晶傾角不同，產生漏光，由此降低對比度。因此，目前的彩色濾光片基板的製造方法存在製程繁複且易造成開口率降低及顯示對比度下降的缺陷。綜上所述，如何設計出一種簡化的彩色濾光片基板製造方法，提高開口率和顯示對比度是業界亟須解決的課題之一。
發明內容
本發明主要解決的技術問題是提供一種彩色濾光片基本的製造方法、光學掩膜以及光反應層，以簡化製程，提高開口率及顯示對比度。為解決上述技術問題，本發明採用的一個技術方案是提供一種彩色濾光片基板的製造方法，所述製造方法包括步驟提供基板；提供光反應層，所述光反應層覆蓋在所述基板上；提供光學掩膜，所述光學掩膜設置於所述光反應層的上方；提供不同頻段的光經過所述光學掩膜對所述光反應層進行照射，以分別在所述光反應層上形成色阻區以及黑色遮光區。其中，所述光學掩膜包括多個呈矩陣設置的光學帶通濾波單元，所述光學帶通濾波單元包括
多個第一透光區域，每一所述第一透光區域選擇性地透過一種預定頻段的光，限制其他頻段的光通過；多個第二透光區域，所述第二透光區域設置於二相鄰的所述第一透光區域之間， 以隔絕二相鄰的所述第一透光區域，且所述第二透光區域允許多種頻段的光透過。其中，所述光學掩膜的所述多個第一透光區域分別包括第一頻段透光區、第二頻段透光區以及第三頻段透光區；提供第一頻段光、第二頻段光以及第三頻段光經過所述光學掩膜對所述光反應層進行照射，其中所述第一頻段透光區僅可透過所述第一頻段光，且所述光反應層在所述第一頻段光的照射下形成紅綠藍三原色中之第一色的色阻區；所述第二頻段透光區僅可透過所述第二頻段光，且所述光反應層在所述第二頻段光的照射下形成紅綠藍三原色中之第二色的色阻區；所述第三頻段透光區僅可透過所述第三頻段光，且所述光反應層在所述第三頻段光的照射下形成紅綠藍三原色中之第三色的色阻區；所述第一頻段光、所述第二頻段光以及所述第三頻段光同時透過所述第二透光區域時，所述光反應層形成黑色的遮光區。其中，所述光反應層在所述第一頻段光的照射下形成紅色的色阻區，所述光反應層在所述第二頻段光的照射下形成綠色的色阻區，所述光反應層在所述第三頻段光的照射下形成藍色的色阻區。其中，以單一波長的雷射二極體作為光源提供所需的照射光。其中，所述光學掩膜為光學帶通濾波透鏡陣列。為解決上述技術問題，本發明採用的一個技術方案是提供一種光學掩膜，用於製備彩色濾光片基板，所述光學掩膜包括多個呈矩陣設置的光學帶通濾波單元，所述光學帶通濾波單元包括多個第一透光區域，每一所述第一透光區域選擇性地透過預定頻段的光；多個第二透光區域，所述第二透光區域允許多種頻段的光透過；其中，所述第二透光區域設置於二相鄰的所述第一透光區域之間，以隔絕二相鄰的所述第一透光區域。其中，所述多個第一透光區域包括第一頻段透光區，所述第一頻段透光區僅可透過第一頻段光；第二頻段透光區，所述第二頻段透光區僅可透過第二頻段光；第三頻段透光區，所述第三頻段透光區僅可透過第三頻段光；且，所述第一頻段光、所述第二頻段光以及所述第三頻段光均可透過所述第二透光區域。為解決上述技術問題，本發明採用的一個技術方案是提供一種光反應層，用於製備彩色濾光片基板的色阻層，在預設頻段的入射光照射下，所述光反應層形成紅綠藍三原色中之一色的色阻區；在多種所述預設頻段的入射光照射下，所述光反應層形成黑色的遮光區。其中，所述預設頻段的入射光分為第一頻段光、第二頻段光、第三頻段光；且，在所述第三頻段光的照射下，所述光反應層形成可透光的藍色色阻區；在所述第二頻段光的照射下，所述光反應層形成可透光的綠色色阻區；
在所述第一頻段光的照射下，所述光反應層形成可透光的紅色色阻區；在所述第一頻段光、所述第二頻段光、所述第三頻段光的共同照射下，所述光反應層形成黑色的遮光區。區別於現有技術，本發明的彩色濾光片基板的製造方法，通過將所述光反應層覆蓋設置在所述基板上，將所述光學掩膜設置於所述光反應層的上方，提供不同頻段的光經過所述光學掩膜對所述光反應層進行照射，以分別在所述光反應層上形成色阻區以及黑色遮光區，因此能夠只需一次曝光完成色阻區及黑色遮光區的製造，由此簡化了流程步驟、縮短了製程的循環周期；並且，因為一次曝光即可完成BM遮光層和R/G/B色阻層的製備，因此於設計時不需考慮BM遮光層和R/G/B色阻層的曝光精度，可將設計時的開口率提高；另外， 由於簡化了製程，降低BM疊R/G/B色阻層的區域與像素AA區的高度差，可進一步提高對比度和光的穿透率。
圖1是本發明彩色濾光片基板的製造方法的流程圖；圖2是本發明的彩色濾光片基板的製造方法的步驟圖；圖3是本發明光學掩膜的結構示意圖；圖4是圖3所示光學掩膜的一個光學帶通濾波單元的剖面結構示意圖；圖5是本發明光反應層在光照前的結構示意圖；圖6是本發明光反應層經光照後製成的彩色濾光片基板的剖面結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明進行說明。請參閱圖1和圖2，圖1是本發明彩色濾光片基板的製造方法的流程圖，圖2是本發明的彩色濾光片基板的製造方法的步驟圖。本發明提供一種彩色濾光片基板的製造方法，所述製造方法包括步驟SlO 提供基板 10 ；本步驟中，基板10 —般採用玻璃基板，對玻璃基板進行清洗，去除其表面上的有機物或無機物質，並且保持玻璃基板的表面平整。S20 提供光反應層20，光反應層20覆蓋在基板10上；本步驟中，光反應層20設置在玻璃基板10的一表面上，並且光反應層20在玻璃基板10上均勻分布且表面平整。光反應層20在不同頻段的光照下能夠產生不同的顏色區，即，光反應層20受同一頻段的光照射後，對應的在受光照射的區域產生同一顏色的顏色區；受不同頻段的光照射的區域，對應產生不同顏色的色區。光反應層20接受光照後發生顏色的改變具有不可逆性，並且能夠保持穩定，即在接受同一頻段的光照射發生顏色改變後，再接受其它頻段的光照不會再次發生顏色改變。S30 提供光學掩膜30，光學掩膜30設置於光反應層20的上方；S40 提供具有不同頻段的光經過光學掩膜30對光反應層20進行照射，以分別在光反應層20上形成色阻區以及黑色遮光區207。請一併參閱圖3和圖4，圖3是本發明光學掩膜30的結構示意圖，圖4是圖3所示
6光學掩膜30的光學帶通濾波單元300剖面結構示意圖。具體而言，在步驟S30中提供一光學掩膜30，其包括多個呈矩陣設置的光學帶通濾波單元300，每一光學帶通濾波單元300包括多個第一透光區域301，303，305和多個第二透光區域307。其中，第一透光區域301，303，305可選擇性地透過一種預定頻段的光，而限制其他頻段的光通過；第二透光區域307則可允許多種頻段的光通過。在本實施方式中，第一透光區域301，303，305分別包括第一頻段透光區301、第二頻段透光區303以及第三頻段透光區305。第一頻段透光區301僅可透過第一頻段光；第二頻段透光區303僅可透過第二頻段光；第三頻段透光區305僅可透過第三頻段光。多個第二透光區域307設置於二相鄰的第一透光區域之間，以隔絕二相鄰的第一透光區域，且第二透光區域307允許多種頻段的光透過，第一頻段光、第二頻段光以及第三頻段光均可透過第二透光區域307。在本實施方式中，光學掩膜30具體可設置為一具有多個呈矩陣設置的具有光學帶通濾波單元300功能的光學帶通濾波透鏡陣列。在步驟S40中，具體而言，提供包括第一頻段光、第二頻段光以及第三頻段光的光源經過光學掩膜30對光反應層20進行照射，其中第一頻段透光區301僅可透過第一頻段光，且光反應層20在第一頻段光的照射下形成紅綠藍三原色中之第一色的色阻區。例如，在本實施方式中，光反應層20在第一頻段光的照射下可形成紅色的色阻區201。第二頻段透光區303僅可透過第二頻段光，且光反應層在第二頻段光的照射下形成紅綠藍三原色中之第二色的色阻區。例如，在本實施方式中，反應層20在第二頻段光的照射下可形成綠色的色阻區203。第三頻段透光區305僅可透過第三頻段光，且光反應層在第三頻段光的照射下形成紅綠藍三原色中之第三色的色阻區。例如，在本實施方式中，反應層20在第三頻段光的照射下可形成藍色的色阻區205。第一頻段光、第二頻段光以及第三頻段光同時透過第二透光區域307時，光反應層20可形成黑色遮光區207。本發明實施方式中，提供包括不同頻段的光線通過光學掩膜30的光學帶通濾波單元300對該光線根據頻段進行濾波選擇，實現不同頻段的光對光反應層20進行照射，從而對應在光反應層20形成色阻區及黑色遮光區207。光源可選擇具有全頻段的光線，即滿足光反應層20發生顏色改變所需的第一頻段光、第二頻段光以及第三頻段光。請參閱圖5，圖5是本發明光反應層20在光照射之前的結構示意圖。光反應層20 用於製備彩色濾光片基板的色阻層，其具有如下特性在預設頻段的入射光照射下，光反應層20可形成紅綠藍三原色中之一色的色阻區；在多種預設頻段的入射光照射下，光反應層可形成黑色的遮光區。請參閱圖6，圖6是本發明光反應層經光照射後製成的彩色濾光片基板的剖面結構示意圖。具體而言，預設頻段的入射光分為第一頻段光、第二頻段光、第三頻段光。且，第一頻段光、第二頻段光以及第三頻段光的光線經過光學掩膜30對光反應層20進行照射。光學掩膜30的光學帶通濾波單元300對入射光線具有選頻通過的作用。第一頻段透光區301僅可透過第一頻段光，且光反應層20在第一頻段光的照射下形成可透光的紅色色阻區201 ；第二頻段透光區303僅可透過第二頻段光，且光反應層20在第二頻段光的照射下形成可透光的綠色色阻區203 ；第三頻段透光區305僅可透過第三頻段光，且光反應層20在第三頻段光的照射下形成可透光的藍色色阻區205。即在一種預設頻段光的照射下，對應的在光反應層20可形成不同的單色色阻區 201,203,205 ；當第一頻段光、第二頻段光以及第三頻段光同時照射時，光反應層20可形成黑色遮光區207。本步驟中，可以通過使用具有全頻段光線的光源照射光學掩膜30，通過光學掩膜 30的光學帶通濾波單元300對光線按頻段進行選擇通過，實現對光反應層20的照射。此外，本發明還有其他具體實施方式
，例如在光學掩膜30第一透光區域的第一頻段透光區301、第二頻段透光區303以及第三頻段透光區305分別對應設置具有發射第一頻段光線、第二頻段光線以及第三頻段光線的單一波長的雷射二極體做為光源對光反應層 20進行照射；在光學掩膜30第二透光區域307設置具有可同時發射第一頻段光線、第二頻段光線以及第三頻段光線的單一波長雷射二極體作為光源對第二透光區域307進行照射。區別於現有技術，本發明通過將光反應層20覆蓋在基板10上，將光學掩膜30設置於光反應層20的上方，提供包括不同頻段的光經過光學掩膜30對光反應層20進行照射，以分別在光反應層20上形成色阻區以及黑色遮光區，因此能夠只需一次曝光即可完成色阻區及黑色遮光區207的製造，由此簡化了流程步驟、縮短了製程的循環周期；並且，因為一次曝光即可完成BM遮光層和R/G/B色阻層的製備，因此於設計時不需考慮BM遮光層和R/G/B色阻層的曝光精度，可將設計時的開口率提高；另外，由於簡化了製程，降低BM疊 R/G/B色阻層的區域與像素AA區的高度差，可進一步提高對比度和光的穿透率。以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均包括在本發明的專利保護範圍內。
權利要求
1.一種彩色濾光片基板的製造方法，其特徵在於，所述製造方法包括步驟提供基板；提供光反應層，所述光反應層覆蓋在所述基板上；提供光學掩膜，所述光學掩膜設置於所述光反應層的上方；提供不同頻段的光經過所述光學掩膜對所述光反應層進行照射，以分別在所述光反應層上形成色阻區以及黑色遮光區。
2.根據權利要求1所述的製造方法，其特徵在於，所述光學掩膜包括多個呈矩陣設置的光學帶通濾波單元，每一所述光學帶通濾波單元包括多個第一透光區域，每一所述第一透光區域選擇性地透過一種預定頻段的光，限制其他頻段的光通過；多個第二透光區域，所述第二透光區域設置於二相鄰的所述第一透光區域之間，以隔絕二相鄰的所述第一透光區域，且所述第二透光區域允許多種頻段的光透過。
3.根據權利要求2所述的製造方法，其特徵在於，所述光學掩膜的所述多個第一透光區域分別包括第一頻段透光區、第二頻段透光區以及第三頻段透光區；提供第一頻段光、第二頻段光以及第三頻段光經過所述光學掩膜對所述光反應層進行照射，其中所述第一頻段透光區僅可透過所述第一頻段光，且所述光反應層在所述第一頻段光的照射下形成紅綠藍三原色中之第一色的色阻區；所述第二頻段透光區僅可透過所述第二頻段光，且所述光反應層在所述第二頻段光的照射下形成紅綠藍三原色中之第二色的色阻區；所述第三頻段透光區僅可透過所述第三頻段光，且所述光反應層在所述第三頻段光的照射下形成紅綠藍三原色中之第三色的色阻區；所述第一頻段光、所述第二頻段光以及所述第三頻段光同時透過所述第二透光區域時，所述光反應層形成黑色遮光區。
4.根據權利要求3所述的製造方法，其特徵在於，所述光反應層在所述第一頻段光的照射下形成紅色的色阻區，所述光反應層在所述第二頻段光的照射下形成綠色的色阻區，所述光反應層在所述第三頻段光的照射下形成藍色的色阻區。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的製造方法，其特徵在於，以單一波長的雷射二極體作為光源提供所需的照射光。
6.根據權利要求1至4中任一項所述的製造方法，其特徵在於，所述光學掩膜為光學帶通濾波透鏡陣列。
7.一種光學掩膜，用於製備彩色濾光片基板，其特徵在於所述光學掩膜包括多個呈矩陣設置的光學帶通濾波單元，每一所述光學帶通濾波單元包括多個第一透光區域，每一所述第一透光區域選擇性地透過預定頻段的光；多個第二透光區域，所述第二透光區域允許多種頻段的光透過；其中，所述第二透光區域設置於二相鄰的所述第一透光區域之間，以隔絕二相鄰的所述第一透光區域。
8.根據權利要求7所述的光學掩膜，其特徵在於 所述多個第一透光區域包括第一頻段透光區，所述第一頻段透光區僅可透過第一頻段光； 第二頻段透光區，所述第二頻段透光區僅可透過第二頻段光； 第三頻段透光區，所述第三頻段透光區僅可透過第三頻段光； 且，所述第一頻段光、所述第二頻段光以及所述第三頻段光均可透過所述第二透光區域。
9.一種光反應層，用於製備彩色濾光片基板的色阻層，其特徵在於在預設頻段的入射光照射下，所述光反應層形成紅綠藍三原色中之一色的色阻區； 在多種所述預設頻段的入射光照射下，所述光反應層形成黑色的遮光區。
10.根據權利要求9所述的光學反應層，其特徵在於所述預設頻段的入射光分為第一頻段光、第二頻段光、第三頻段光；且， 在所述第一頻段光的照射下，所述光反應層形成可透光的紅色色阻區； 在所述第二頻段光的照射下，所述光反應層形成可透光的綠色色阻區； 在所述第三頻段光的照射下，所述光反應層形成可透光的藍色色阻區； 在所述第一頻段光、所述第二頻段光、所述第三頻段光的共同照射下，所述光反應層形成黑色的遮光區。
全文摘要
本發明公開了一種彩色濾光片基板的製造方法，所述製造方法包括步驟提供基板；提供光反應層，所述光反應層覆蓋在所述基板上；提供光學掩膜，所述光學掩膜設置於所述光反應層的上方；提供不同頻段的光經過所述光學掩膜對所述光反應層進行照射，以分別在所述光反應層上形成色阻區以及黑色遮光區。本發明還提供了用於製備彩色濾光片基板的色阻層的光學掩膜及光反應層。通過上述方式，本發明具有縮短製程循環周期，提高開口率及顯示對比度的優點。
文檔編號G02B5/20GK102213785SQ20111014978
公開日2011年10月12日 申請日期2011年6月3日 優先權日2011年6月3日
發明者李冠政, 陳孝賢 申請人:深圳市華星光電技術有限公司