彩色濾光片製造方法
2023-05-07 02:44:26 1
專利名稱：彩色濾光片製造方法
技術領域：
本發明涉及一種彩色濾光片製造方法，尤其涉及一種用於液晶顯示裝置的彩色濾光片的製造方法。
背景技術：
液晶顯示裝置是一種被動式顯示裝置，為了達到彩色顯示的效果，需要為其提供一彩色濾光片，其作用是將通過的白光轉化為紅(R)、綠(G)、藍(B)三原色光束，並配合薄膜電晶體(thin filmtransistor，TFT)層和其間的液晶等其它元件而達到顯示不同色彩圖像的效果。
請參閱圖1，是一種現有技術彩色濾光片的示意圖。該彩色濾光片1包括一玻璃基板10、一位於該玻璃基板10上的黑色矩陣11、一位於該黑色矩陣11間開口部(圖未示)的著色層12、一設置在該著色層12表面的透明保護層13和一設置在該透明保護層13表面的透明導電層14。該著色層12包括RGB三種著色單元，其材料是顏料(pigment)或者染料(dye)。
重複規則排列該三種著色單元在該玻璃基板10上以分別透過RGB三原色光，阻擋其它波長的光透過。該黑色矩陣11設置在該三著色單元之間，其作用是阻隔透過三著色單元之間的光線，防止光線洩漏並且阻止著色材料混合。透明保護層13是為了使彩色濾光片1表面平整而設置。而透明導電層14則與一TFT陣列(圖未示)配合控制該著色層12各著色單元的光線透過多少而顯示不同的顏色。
請參閱圖2，是圖1所示彩色濾光片1的製造方法，主要包括以下步驟提供一玻璃基板10；在該玻璃基板10表面形成黑色矩陣11；在該玻璃基板10與黑色矩陣11表面塗覆第一顏色光阻層；對第一顏色光阻層曝光顯影形成第一顏色著色層12；在該玻璃基板10與黑色矩陣11表面塗覆第二顏色光阻層；對第二顏色光阻層曝光(expose)顯影形成第二顏色著色層12；在該玻璃基板10與黑色矩陣11表面塗覆第三顏色光阻層；對第三顏色光阻層曝光顯影形成第三顏色著色層12；在該著色層12表面形成透明保護層13；在該透明保護層13表面形成透明導電層14。但是，該彩色濾光片製造方法需要重複進行塗覆光阻、曝光及顯影各三次，製造步驟多、效率低。而且該製造方法需要三組形成不同顏色著色層的機臺，成本較高。因為各顏料與染料光吸收率不同，使各色著色層的高度不同，形成不平結構。
發明內容為了解決現有技術彩色濾光片製造方法效率低、成本高的問題，有必要提供一種效率高、成本低的彩色濾光片製造方法。
一種彩色濾光片製造方法，其包括以下步驟提供一基板；提供一基板；在該基板上形成黑色矩陣；在該基板與黑色矩陣表面塗覆光阻層；使用三種光源及對應光罩對該光阻層連續三次曝光後一次顯影，分別形成紅色、綠色與藍色著色層。
一種彩色濾光片製造方法，其包括以下步驟提供一基板；在該基板表面塗覆光阻層；使用三種光源及對應光罩對該光阻層連續三次曝光後一次顯影，分別形成紅色、綠色與藍色著色層。
與現有技術相比，前述彩色濾光片製造方法只需要貼覆或者塗覆一次光阻材料，不需要多次塗覆與顯影，減少了製造步驟。再者，該製造方法只需要一組機臺，成本較低。
圖1是一種現有彩色濾光片的結構示意圖。
圖2是圖1所示彩色濾光片的製造方法流程圖。
圖3是本發明彩色濾光片製造方法第一實施方式的流程圖。
圖4是本發明彩色濾光片製造方法第二實施方式的流程圖。
圖5是本發明彩色濾光片製造方法第三實施方式的流程圖。
具體實施方式
請參閱圖3，是本發明彩色濾光片製造方法第一實施方式的流程圖。該彩色濾光片製造方法主要包括以下步驟提供一基板；形成黑色矩陣；形成光阻層；連續三次曝光後一次顯影形成著色層；形成透明導電層。具體如下(1)提供一基板該基板作為其它元件的載體，通常是玻璃，而且通常是鹼離子濃度較低的玻璃或者無鹼玻璃。
(2)形成黑色矩陣清洗該基板，使用業界所知方式，比如旋轉塗覆法(spin coating)或者非旋轉塗覆法(spinless coating)在該基板上塗覆厚度均勻的黑色樹脂層，低壓乾燥該黑色樹脂層以除去部分溶劑，軟烤以進一步除去剩餘溶劑。
利用光罩對該黑色樹脂層曝光。曝光通常使用紫外光。該黑色樹脂是感光樹脂，經過紫外光照射後，改變原有化學性質，針對負型感光樹脂，使照射區域與非照射區域在顯影液中的溶解速率產生極大差別，顯影液將被紫外光照射的易溶區域溶解，達成顯影目的，在基板上形成間隔排列的黑色矩陣。顯影后硬烤該基板除去殘餘顯影液與清洗液。該黑色矩陣還可以使用CrOx/Cr薄膜形成，在該CrOx/Cr薄膜上覆蓋一正型光阻材料層，經過紫外光照射後，顯影液將未被紫外光照射的易溶區域溶解，之後再經過蝕刻步驟製造方法，從而形成間隔排列的黑色矩陣。
(3)形成光阻層將光阻材料設置在基板與黑色矩陣表面以形成光阻層，也可以直接將光阻材料貼覆在基板與黑色矩陣表面。該光阻層的厚度是1×10-6米到2×10-5米，通常是帶通穿透型感光材料，比如聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)或者其它感光高分子材料。
(4)連續三次曝光後一次顯影形成著色層提供一液態水銀槽，反轉該基板，使光阻層與水銀接觸，使用三種不同波長的光源及對應光罩對光阻層進行連續三次曝光。接著，使用顯影液將不必要的光阻一次去除，形成紅色、綠色與藍色光阻圖案。其中，水銀水平面不但充當承載基板的平臺，也作為反射鏡面，反射光與入射光在光阻層內產生幹涉，所形成的幹涉條紋可以充當濾光片。所用光源是具有部分時間相干性(partially temporalcoherence)的光源，其三種波長分別是7×10-7米、5.46×10-7米與4.35×10-7米。
(5)形成透明導電層形成透明導電層的材料通常是氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)或者氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide，IZO)。使用濺鍍法，在真空腔體內施加電場，使氬氣(Argon，Ar)產生弧光放電，氬離子在電場內將獲得動能並衝擊到產生電場的陰極板上氧化銦錫或者氧化銦鋅靶材表面，使氧化銦錫或者氧化銦鋅濺鍍到基板表面而堆積成膜，並且加裝磁極讓磁力線平行於陰極表面使氬離子衝撞陰極靶材的次數大為增加，即使在低放電氣體壓力下也能夠在低溫環境下鍍氧化銦錫或者氧化銦鋅膜。
本實施方式彩色濾光片製造方法只需要貼覆一次著色材料，不需要多次塗覆與顯影，減少了製造步驟。而且，只需要一組機臺，成本較低。再者，光阻材料是直接貼覆在基板與黑色矩陣表面，曝光顯影后所形成的各色著色層的高度相同，比較平整。
請參閱圖4，是本發明彩色濾光片製造方法第二實施方式的流程圖。該彩色濾光片製造方法主要包括以下步驟提供一基板；形成黑色矩陣；形成光阻層；連續三次曝光後一次顯影形成著色層；形成透明保護層；形成透明導電層。具體如下(1)提供一基板該基板作為其它元件的載體，通作是玻璃，而且是鹼離子濃度較低的玻璃或者無鹼玻璃。
(2)形成黑色矩陣清洗該基板，使用業界所知方式，比如旋轉塗覆法或者非旋轉塗覆法在該基板上塗覆厚度均勻的黑色樹脂層，低壓乾燥該黑色樹脂層而除去部分溶劑，軟烤而進一步除去剩餘溶劑。
利用光罩對該黑色樹脂層曝光。曝光通常使用紫外光。該黑色樹脂是感光樹脂，經過紫外光照射後，改變原有化學性質，針對負型樹脂，使照射區域與非照射區域在顯影液中的溶解速率產生極大差別，顯影液將易溶區域溶解，達成顯影目的，在基板上形成間隔排列的黑色矩陣。顯影后硬烤該基板除去殘餘顯影液與清洗液。該黑色矩陣還可以使用CrOx/Cr薄膜形成，在該CrOx/Cr薄膜上覆蓋一正型光阻材料層，經過紫外光照射後，顯影液將未被紫外光照射的易溶區域溶解，然後經過蝕刻步驟，從而形成間隔排列的黑色矩陣。
(3)形成光阻層將光阻材料塗覆在基板與黑色矩陣表面以形成光阻層，其塗覆方法可以是旋轉塗覆法、非旋轉塗覆法或者浸沾塗覆法(dipcoating)。該光阻層的材料可以是重鉻酸明膠(dichromated gelatin，DCG)或者感光聚酯(photopolymer)。
(4)連續三次曝光後一次顯影形成著色層提供一液態水銀槽，反轉該基板，使光阻層與水銀接觸，使用三種不同波長的光源及對應光罩對光阻層進行連續三次曝光。接著，使用顯影液將不必要的光阻一次去除，形成紅色、綠色與藍色光阻圖案。其中，水銀水平面不但充當承載基板的平臺，也作為反射鏡面，反射光與入射光在光阻層內產生幹涉，所得幹涉條紋可以充當濾光片。所用光源的波長分別是7×10-7米、5.46×10-7米與4.35×10-7米。
(5)形成透明保護層將透明保護材料旋轉塗覆在著色層上，經過軟烤與硬烤後形成透明保護層，其材料通常是環氧樹脂(epoxy resin)。該透明保護層主要保護著色層，同時將黑色矩陣與將形成的透明導電層絕緣隔離。
(6)形成透明導電層形成透明導電層的材料通常是氧化銦錫或者氧化銦鋅。使用濺鍍法，在真空腔體內施加電場，使氬氣產生弧光放電，氬離子在電場內將獲得動能並衝擊到產生電場的陰極板的氧化銦錫或者氧化銦鋅靶材表面，使氧化銦錫或者氧化銦鋅濺鍍到基板表面而堆積成膜，並加裝磁極讓磁力線平行於陰極表面使氬離子衝撞陰極靶材的次數大為增加，即使在低放電氣體壓力下也能夠在低溫環境下鍍氧化銦錫或者氧化銦鋅膜。
請參閱圖5，是本發明彩色濾光製造方法第三實施方式的流程圖。該彩色濾光片製造方法主要包括以下步驟提供一基板；形成光阻層；連續三次曝光後一次顯影形成著色層；形成黑色矩陣；形成透明保護層；形成透明導電層。具體如下(1)提供一基板該基板作為其它元件的載體，通常是玻璃，而且是鹼離子濃度較低的玻璃或者無鹼玻璃。
(2)形成光阻層將光阻材料塗覆在基板表面以形成光阻層，其塗覆方法可以是旋轉塗覆法或者浸沾塗覆法。該光阻層的材料可以是重鉻酸明膠或者感光聚酯。
(3)連續三次曝光後一次顯影形成著色層提供一液態水銀槽，反轉該基板，使光阻層與水銀接觸，使用三種不同波長的光源及對應光罩對光阻層進行連續三次曝光。接著，使用顯影液將不必要的光阻一次去除，形成紅色、綠色與藍色光阻圖案。其中，水銀水平面不但充當承載基板的平臺，也作為反射鏡面，反射光與入射光在光阻層內產生幹涉，所得幹涉條紋可以充當濾光片。所用光源的波長可以分別是7×10-7米、5.46×10-7米與4.35×10-7米。
(4)形成黑色矩陣使用業界所知方式，如旋轉塗覆法或者非旋轉塗覆法在該著色層上形成厚度均勻的黑色樹脂層，低壓乾燥該黑色樹脂層而除去部分溶劑，軟烤而進一步除去剩餘溶劑。
利用光罩對該黑色樹脂層曝光。曝光通常使用紫外光。該黑色樹脂是感光樹脂，經過紫外光照射後，改變原有化學性質，針對負型樹脂，使照射區域與非照射區域在顯影液中的溶解速率產生極大差別，顯影液將易溶區域溶解，達成顯影目的，形成間隔排列的黑色矩陣。顯影后硬烤除去殘餘顯影液與清洗液。
(5)形成透明保護層將透明保護材料旋轉塗覆在著色層上，經過軟烤與硬烤後形成透明保護層，其材料通常是環氧樹脂。該透明保護層主要保護著色層，同時將黑色矩陣與將形成的透明導電層絕緣隔離。
(6)形成透明導電層形成透明導電層的材料通常是氧化銦錫或者氧化銦鋅。使用濺鍍法，在真空腔體內施加電場，使氬氣產生弧光放電，氬離子在電場內將獲得動能並衝擊到產生電場的陰極板的氧化銦錫或者氧化銦鋅靶材表面，使氧化銦錫或者氧化銦鋅濺鍍到基板表面而堆積成膜，並加裝磁極讓磁力線平行於陰極表面使氬離子衝撞陰極靶材的次數大為增加，即使在低放電氣體壓力下也能夠在低溫環境下鍍氧化銦錫或者氧化銦鋅膜。
本實施方式彩色濾光片製造方法只需要塗覆一次著色材料，不需要多次塗覆與顯影，減少了製造步驟。而且只需要一組機臺，成本較低。
權利要求
1.一種彩色濾光片製造方法，其包括以下步驟提供一基板；在該基板上形成黑色矩陣；在該基板與黑色矩陣表面塗覆光阻層；使用三種光源及對應光罩對該光阻層連續三次曝光後一次顯影，分別形成紅色、綠色和藍色著色層。
2.如權利要求1所述的彩色濾光片製造方法，其特徵在於該光源是具有部分時間相干性的光源。
3.如權利要求2所述的彩色濾光片製造方法，其特徵在於該三種光源的波長分別是7×10-7米、5.46×10-7米與4.35×10-7米。
4.如權利要求1所述的彩色濾光片製造方法，其特徵在於曝光時使用液態水銀作為承載基板的平臺。
5.如權利要求4所述的彩色濾光片製造方法，其特徵在於該光阻層與水銀表面接觸，該水銀表面作為反射面，將部分光反射並與入射光在光阻層內產生幹涉條紋。
6.如權利要求1所述的彩色濾光片製造方法，其特徵在於該光阻層的材料是帶通穿透型材料。
7.如權利要求6所述的彩色濾光片製造方法，其特徵在於該光阻層的材料是聚乙烯醇或者重鉻酸明膠。
8.如權利要求7所述的彩色濾光片製造方法，其進一步包括形成著色層後在該著色層上形成透明保護層。
9.如權利要求1所述的彩色濾光片製造方法，其特徵在於該光阻層厚度是1×10-6米到2×10-5米。
10.一種彩色濾光片製造方法，其包括以下步驟提供一基板；在該基板表面塗覆光阻層；使用三種光源及對應光罩對該光阻層連續三次曝光後一次顯影，分別形成紅色、綠色與藍色著色層。
全文摘要
本發明涉及一種彩色濾光片製造方法，包括以下步驟提供一基板；在該基板上形成黑色矩陣；在該基板與黑色矩陣表面塗覆光阻層；使用三種光源及對應光罩對該光阻層連續三次曝光後一次顯影，分別形成紅色、綠色與藍色著色層。本發明的彩色濾光片製造方法效率高、成本低。
文檔編號G03F7/00GK1987532SQ20051012101
公開日2007年6月27日 申請日期2005年12月22日 優先權日2005年12月22日
發明者蔡明宏 申請人:群康科技(深圳)有限公司, 群創光電股份有限公司