彩膜基板、彩色濾光片及其製造方法
2023-05-05 18:07:36
專利名稱：彩膜基板、彩色濾光片及其製造方法
技術領域：
本發明涉及液晶顯示器領域，尤其涉及彩膜基板、彩色濾光片及其製造方法。
背景技術：
目前，薄膜場效應電晶體液晶顯示器(Thin Film Transistor-Liquid CrystalDisplay,簡稱TFT-IXD)的彩色顯示是通過彩色濾光片(Color filter,簡稱CF)來實現的，彩色濾光片是ー種表現顏色的光學濾光片，它可以精確選擇欲通過的小範圍波段光波，反 射或吸收掉其他不希望通過的波段的光波。彩色濾光片通常安裝在光源的前方，使人眼可以接收到飽和的某個顏色的光線。彩色濾光片的製造大致分為以下幾個步驟首先在基板上塗覆混合了黑矩陣材料的高分子光刻膠層，經過曝光、顯影，形成黑矩陣的圖形；然後在基板上塗覆混合了紅色顏料的高分子光刻膠層，經過曝光、顯影，形成紅色區域的圖形；採用相同的方法和步驟依次形成緑色區域的圖形以及藍色區域的圖形。最終形成按照一定規則排列的紅、緑、藍三原色的彩色濾光片。由於高分子光刻膠本身具有較低的熱穩定性以及較低的均一性，因此混入顔料後，所製造完成的彩色濾光片的穩定性和均一性也不聞。
發明內容
本發明的實施例所要解決的技術問題在於提供一種彩膜基板、彩色濾光片及其製造方法，其彩色濾光片的均一性和熱穩定性較高，耐高溫、耐潮溼，且具有高透過率、高色純度的特點。為解決上述技術問題，本發明的實施例採用如下技術方案—種彩色濾光片，包括具有黑矩陣圖形的玻璃板，以及填充在所述玻璃板上，位於所述黑矩陣圖形開ロ處的紅、綠、藍三原色層，所述紅、綠、藍三原色層為燒制混合有紅色著色劑或綠色著色劑或藍色著色劑的玻璃原料形成的玻璃層。所述紅色著色劑為氧化銅，所述綠色著色劑為氧化鉻，所述藍色著色劑為氧化鈷。所述具有黑矩陣圖形的玻璃板是用熔融的玻璃液將吸附有碳粉顆粒的矩陣形狀的高分子滲透膜封裝形成的玻璃板。一種彩膜基板，所述彩膜基板採用上述的彩色濾光片。ー種彩色濾光片的製造方法，包括形成吸附有碳粉顆粒的矩陣形狀的高分子滲透膜；使用熔融的玻璃液將所述吸附有碳粉顆粒的矩陣形狀的高分子滲透膜封裝為具有黑矩陣圖形的玻璃板；依次將混合有紅色著色劑、緑色著色劑、藍色著色劑的玻璃原料填充到所述黑矩陣圖形開ロ處的玻璃板上；燒制所述玻璃板，形成具有紅、綠、藍三原色層的彩色濾光片。
所述形成吸附有碳粉顆粒的矩陣形狀的高分子滲透膜包括將高分子材料溶解在溶劑中；通過減壓法將所述溶解在溶劑中的高分子材料沉積在支撐材料上，形成具有矩陣形狀的高分子溼膜；蒸發所述高分子溼膜中的溶劑，形成矩陣形狀的高分子滲透膜；將高分子滲透膜放入碳粉溶液中，使碳粉顆粒滲透吸附在所述高分子滲透膜上，形成吸附有碳粉顆粒的矩陣形狀的高分子滲透膜。所述支撐材料為聚酯布。 所述依次將混合有紅色著色劑、緑色著色劑、藍色著色劑的玻璃原料填充到所述黑矩陣圖形開ロ處的玻璃板上的方法為單個像素注入法，並對注入所述玻璃原料的玻璃板進行刮塗。在燒制所述玻璃板後，還包括保溫80-230min，然後迅速將玻璃板置於200 300°C矽油中，靜置15 20min ；
再置於乾燥室冷卻至室溫；最後先後使用四氯化碳、丙酮、清水進行清洗，得到改進平整度的彩色濾光片。所述紅色著色劑為氧化銅，所述綠色著色劑為氧化鉻，所述藍色著色劑為氧化鈷。本發明實施例的彩色濾光片的製造方法，用熔融的玻璃液將吸附有碳粉顆粒的矩陣形狀的高分子滲透膜封裝形成具有黑矩陣圖形的玻璃板，並使用添加著色劑的玻璃原料燒制後形成彩色濾光片，本發明實施例的彩色濾光片的均一性和熱穩定性較高，耐高溫、耐潮溼，且具有高透過率、高色純度的特點，優化了彩色濾光片的性能，大大提高了顯示效果，延長了彩色濾光片的壽命。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的ー些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發明實施例中彩色濾光片的結構示意圖；圖2為本發明實施例中彩色濾光片的製造方法的流程示意圖；圖3為本發明實施例中形成吸附有碳粉顆粒的矩陣形狀的高分子滲透膜的流程示意圖；圖4為本發明實施例中碳粉溶液滲透過程的示意圖；圖5為本發明實施例中吸附有碳粉顆粒的矩陣形狀的高分子滲透膜的示意圖。附圖標記說明I、玻璃板 2、黑矩陣圖形 3、紅色玻璃層 4、綠色玻璃層5、藍色玻璃層
6、高分子滲透膜 7、水分子 8、碳粉顆粒
具體實施例方式本發明實施例提供一種彩膜基板、彩色濾光片及其製造方法，本發明實施例的彩色濾光片具有較高的均一性和熱穩定性，耐高溫、耐潮溼，且具有高透過率、高色純度的特點，優化了彩色濾光片的性能，大大提高了顯示效果，延長了彩色濾光片的壽命。下面結合附圖對本發明實施例做詳細描述。實施例一本實施例提供ー種彩色濾光片，如圖I所示，該彩色濾光片包括具有黑矩陣圖形2的玻璃板1，以及填充在玻璃板上並位於黑矩陣圖形2開ロ處的紅、綠、藍三原色層，紅、綠、藍三原色層為玻璃層。本實施例的彩色濾光片結合了彩色玻璃的結構和顯示色彩的原理，在玻璃溶液中加入著色劑製成彩色玻璃。例如，普通玻璃的配料中加入0. 4 0. 7%的著色劑，就能使玻璃帶上了顔色。作為本發明的一種實施方式，紅、綠、藍三原色層為燒制混合有紅色著色劑或綠色著色劑或藍色著色劑的玻璃原料形成的玻璃層，即紅色玻璃層3、綠色玻璃層4、藍色玻璃層5。具有黑矩陣圖形的玻璃板可用熔融的玻璃液將吸附有碳粉顆粒的矩陣形狀的高分子滲透膜封裝形成。玻璃的彩色顯示是由於可見光透過玻璃時，不同波長的可見光透過程度不同而產生的。著色劑大多是金屬的氧化物，由於每種金屬元素都有它獨特的「光譜特徵」，不同的金屬氧化物能呈現出不同的顏色。例如加入氧化鉻(Cr203)，玻璃呈綠色；加入氧化鈷(Co203)，玻璃呈藍色，加入氧化銅(Cu20)，玻璃呈現紅色。為了使彩色濾光片顯示紅、緑、藍三原色，本實施例中使用的紅色著色劑為氧化銅，緑色著色劑為氧化鉻，藍色著色劑為氧化鈷，用於形成紅色玻璃層3、緑色玻璃層4、藍色玻璃層5。本實施例的彩色濾光片，通過改進彩色濾光片的結構，使用燒制混合有紅色著色劑或綠色著色劑或藍色著色劑的玻璃原料形成的玻璃層作為紅、綠、藍三原色層，用熔融的玻璃液將吸附有碳粉顆粒的矩陣形狀的高分子滲透膜封裝形成的具有黑矩陣圖形的玻璃板，得到的彩色濾光片具有較高的均一性和熱穩定性，且耐高溫、耐潮溼，具有高透過率、高色純度的特點，大大優化了彩色濾光片的性能，提高了顯示效果，延長了彩色濾光片的壽命。實施例ニ本實施例提供一種彩膜基板，採用實施例一的彩色濾光片。其中，彩色濾光片的結構同實施例一，在此不再贅述。本實施例的彩膜基板，採用結構改進了的彩色濾光片，用燒制混合有紅色著色劑或緑色著色劑或藍色著色劑的玻璃原料形成的玻璃層作為彩色濾光片的紅、緑、藍三原色層，用熔融的玻璃液將吸附有碳粉顆粒的矩陣形狀的高分子滲透膜封裝形成的具有黑矩陣圖形的玻璃板作為黑矩陣，得到的彩膜基板的彩色濾光片具有較高的均一性和熱穩定性，且耐高溫、耐潮溼，具有高透過率、高色純度的特點，大大優化了彩色濾光片以及彩膜基板的性能，提高了顯示效果，延長了彩色濾光片以及彩膜基板的壽命。
實施例三本實施例提供ー種彩色濾光片的製造方法，如圖2、圖3、圖4和圖5所示，該方法包括
步驟101、形成吸附有碳粉顆粒的矩陣形狀的高分子滲透膜。
高分子滲透膜大多為按照一定規則排列且具有一定排列形狀的薄膜，本實施例所採用的高分子滲透膜為排列形狀為矩陣形狀且耐高溫的高分子滲透膜。本步驟中的形成吸附有碳粉顆粒的矩陣形狀的高分子滲透膜的過程具體包括以下步驟步驟1011、將高分子材料溶解在溶劑中；步驟1012、通過減壓法將溶解在溶劑中的高分子材料沉積在支撐材料上，形成具有矩陣形狀的高分子溼膜。為使高分子材料形成膜狀，本實施例採用了減壓法，即支撐材料的ー側是溶解有高分子材料的溶液，同時另ー側施加ー個作用力，使溶液向支撐材料的方向運動，由於支撐材料的空隙有限，僅允許較小的水分子通過，而不允許較大的高分子材料通過，因此，高分子材料就沉積在了支撐材料上，形成具有矩陣形狀的高分子溼膜。本實施例中，支撐材料可為聚酯布。步驟1013、蒸發高分子溼膜中的溶劑，形成矩陣形狀的高分子滲透膜。經步驟1012得到的高分子溼膜是摻有一定的溶劑的，因此，為了方便後續的製造步驟，需要將溶劑去除，本實施例中去除溶劑的方法是蒸發，即將高分子溼膜加熱到溶劑的沸點溫度及以上，溶劑就從高分子溼膜中蒸發掉了。步驟1014、將高分子滲透膜放入碳粉溶液中，使碳粉顆粒滲透吸附在高分子滲透膜上，形成吸附有碳粉顆粒的矩陣形狀的高分子滲透膜。為使矩陣形狀的高分子滲透膜吸附有碳粉顆粒，本實施例可採用減壓法，即高分子滲透膜的ー側是具有一定濃度的碳粉溶液，同時另ー側施加ー個作用力，使碳粉溶液向高分子滲透膜的方向運動，由於高分子滲透膜的空隙有限，僅允許較小的水分子通過，而不允許較大的碳粉顆粒通過，因此，碳粉顆粒就被吸附在了高分子滲透膜上。如圖4所示，也可通過滲透(osmosis)作用，將碳粉顆粒8吸附在高分子滲透膜6上。滲透作用的原理是兩種不同濃度的溶液隔以半透膜(允許溶劑分子通過，不允許溶質分子通過的膜)，水分子或其它溶劑分子從低濃度的溶液通過半透膜進入高濃度溶液中的現象，或水分子從水勢高的一方通過半透膜向水勢低的一方移動。本實施例採用後者的原理，即在高分子滲透膜6的兩側形成不同的水勢，一側水勢高，一側水勢低，例如將高分子滲透膜6平放在支撐物上，在高分子滲透膜6的上面置以碳粉溶液，形成高水勢；下面為純浄水，形成低水勢，水分子7從水勢高的一方通過高分子滲透膜6向水勢低的一方移動，水分子7在運動的過程中帶動碳粉顆粒8的運動，由於高分子滲透膜6隻允許較小的水分子7通過，而不允許較大的碳粉顆粒8通過，因此，如圖5所示，碳粉顆粒8就被吸附在了高分子滲透膜6上，形成吸附有碳粉顆粒8的矩陣形狀的高分子滲透膜6。步驟102、使用熔融的玻璃液將吸附有碳粉顆粒8的矩陣形狀的高分子滲透膜封裝為具有黑矩陣圖形的玻璃板。由於步驟101所形成的吸附有碳粉顆粒8的矩陣形狀的高分子滲透膜不是特別穩定，尤其是碳原子，在一定的條件下會發生移動。為了固定碳粉顆粒，本實施例使用熔融的玻璃液將吸附有碳粉顆粒的矩陣形狀的高分子滲透膜封裝為具有黑矩陣圖形的玻璃板。這裡的封裝是指將熔融的玻璃液均勻地塗覆到吸附有碳粉顆粒的矩陣形狀的高分子滲透膜上，然後進行冷卻，使碳粉顆粒層牢牢的固定在玻璃板上。步驟103、依次將混合有紅色著色劑、緑色著色劑、藍色著色劑的玻璃原料填充到黑矩陣圖形開ロ處的玻璃板上。為了將混合有紅色著色劑、緑色著色劑、藍色著色劑的玻璃原料填充到黑矩陣圖形開ロ處的玻璃板上，本實施例採用單個像素注入法，即對每個空白區域分別進行玻璃原料的注入，然後對注入玻璃原料的玻璃板進行刮塗，使玻璃原料能夠均勻的塗覆在玻璃板上。本實施例的製造方法結合了彩色玻璃的顯示色彩的原理和製造方法。彩色玻璃的製造過程中，在玻璃溶液中加入著色劑，即可製成彩色玻璃。例如，普通玻璃的配料中加入0. 4 0. 7%的著色劑，就能使玻璃帶上了顔色。著色劑大多是金屬的氧化物，由於每種金屬元素都有它獨特的「光譜特徵」，因此不同的金屬氧化物都能呈現出不同的顔色。例如加 入氧化鉻(Cr203)，玻璃呈綠色；加入氧化鈷(Co203)，玻璃呈藍色，加入氧化銅(Cu20)，玻璃呈現紅色。為了使彩色濾光片顯示紅、緑、藍三原色，本實施例中使用的紅色著色劑為氧化銅，緑色著色劑為氧化鉻，藍色著色劑為氧化鈷。此外，為了使黑矩陣圖形開ロ處的玻璃板顯示紅、緑、藍三原色，作為本發明的另一種實施方式，也可使用電子列印等方法先將紅、綠、藍三原色顔料列印在玻璃表面，從而形成具有紅、緑、藍三原色的玻璃板。步驟104、燒制玻璃板，形成具有紅、綠、藍三原色層的彩色濾光片。最後將填充好玻璃原料的玻璃板進行燒制，以形成紅色玻璃層、緑色玻璃層、藍色玻璃層，並使紅、綠、藍三原色層牢牢固定在玻璃板上。在燒制上述玻璃板後，還包括以下步驟對燒制後的玻璃板進行平坦度控制。這裡同樣是結合了玻璃製造過程中對平坦度的控制。在燒制結束後，首先保溫80-230min (優選150min)，然後迅速將玻璃板置於200 300°C矽油中，靜置15 20min ;再置於乾燥室冷卻至室溫；最後先後使用四氯化碳、丙酮、清水進行清洗，得到改進平整度的彩色濾光片。此外，我們也可以在燒制玻璃板後，用毛刷進行打磨，也可在一定程度上控制玻璃板的平整度。本實施例的彩色濾光片的製造方法，通過使用熔融的玻璃液封裝吸附有碳粉顆粒的矩陣形狀的高分子滲透膜，形成具有黑矩陣圖形的玻璃板；通過將混合有紅色著色劑、緑色著色劑、藍色著色劑的玻璃原料填充到所述黑矩陣圖形開ロ處的玻璃板上並進行燒制，形成具有紅、綠、藍三原色層的彩色濾光片。使用本實施例的製造方法得到的彩色濾光片，改進了原有彩色濾光片的結構，使用燒制混合有紅色著色劑或綠色著色劑或藍色著色劑的玻璃原料形成的玻璃層作為紅、綠、藍三原色層，並用熔融的玻璃液將吸附有碳粉顆粒的矩陣形狀的高分子滲透膜封裝形成的具有黑矩陣圖形的玻璃板，得到的彩色濾光片具有較高的均一性和熱穩定性，且耐高溫、耐潮溼，具有高透過率、高色純度的特點，大大優化了彩色濾光片的性能，提高了顯示效果，延長了彩色濾光片的壽命。以上所述，僅為本發明的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應所述以權利要求的保護範圍為準。
權利要求
1.ー種彩色濾光片，其特徵在於，包括具有黑矩陣圖形的玻璃板，以及填充在所述玻璃板上且位於所述黑矩陣圖形開ロ處的紅、綠、藍三原色層，所述紅、綠、藍三原色層為燒制混合有紅色著色劑或綠色著色劑或藍色著色劑的玻璃原料形成的玻璃層。
2.根據權利要求I所述的彩色濾光片，其特徵在於，所述紅色著色劑為氧化銅，所述綠色著色劑為氧化鉻，所述藍色著色劑為氧化鈷。
3.根據權利要求I所述的彩色濾光片，其特徵在於，所述具有黑矩陣圖形的玻璃板是用熔融的玻璃液將吸附有碳粉顆粒的矩陣形狀的高分子滲透膜封裝形成的玻璃板。
4.一種彩膜基板，其特徵在於，所述彩膜基板採用權利要求1-3所述的彩色 濾光片。
5.ー種彩色濾光片的製造方法，其特徵在於，包括 形成吸附有碳粉顆粒的矩陣形狀的高分子滲透膜； 使用熔融的玻璃液將所述吸附有碳粉顆粒的矩陣形狀的高分子滲透膜封裝為具有黑矩陣圖形的玻璃板； 依次將混合有紅色著色劑、緑色著色劑、藍色著色劑的玻璃原料填充到所述黑矩陣圖形開ロ處的玻璃板上； 燒制所述玻璃板，形成具有紅、綠、藍三原色層的彩色濾光片。
6.根據權利要求5所述的彩色濾光片的製造方法，其特徵在於，所述形成吸附有碳粉顆粒的矩陣形狀的高分子滲透膜包括 將高分子材料溶解在溶劑中； 通過減壓法將所述溶解在溶劑中的高分子材料沉積在支撐材料上，形成具有矩陣形狀的高分子溼膜； 蒸發所述高分子溼膜中的溶劑，形成矩陣形狀的高分子滲透膜； 將高分子滲透膜放入碳粉溶液中，使碳粉顆粒滲透吸附在所述高分子滲透膜上，形成吸附有碳粉顆粒的矩陣形狀的高分子滲透膜。
7.根據權利要求6所述的彩色濾光片的製造方法，其特徵在於，所述支撐材料為聚酯布。
8.根據權利要求5所述的彩色濾光片的製造方法，其特徵在於，所述依次將混合有紅色著色劑、緑色著色劑、藍色著色劑的玻璃原料填充到所述黑矩陣圖形開ロ處的玻璃板上的方法為單個像素注入法，並對注入所述玻璃原料的玻璃板進行刮塗。
9.根據權利要求5所述的彩色濾光片的製造方法，其特徵在於，在燒制所述玻璃板後，還包括 保溫80-230min，然後迅速將玻璃板置於200 300°C矽油中，靜置15 20min ;再置於乾燥室冷卻至室溫；最後先後使用四氯化碳、丙酮、清水進行清洗，得到改進平整度的彩色濾光片。
10.根據權利要求5所述的彩色濾光片的製造方法，其特徵在於，所述紅色著色劑為氧化銅，所述綠色著色劑為氧化鉻，所述藍色著色劑為氧化鈷。
全文摘要
本發明實施例公開了一種彩膜基板、彩色濾光片及其製造方法，涉及液晶顯示器領域，實現了彩色濾光片的高均一性和高熱穩定性，從而提高了顯示效果，延長了彩色濾光片的壽命。本發明實施例的彩色濾光片，包括具有黑矩陣圖形的玻璃板，以及填充在所述玻璃板上，位於所述黑矩陣圖形開口處的紅、綠、藍三原色層，所述紅、綠、藍三原色層為燒制混合有紅色著色劑或綠色著色劑或藍色著色劑的玻璃原料形成的玻璃層。
文檔編號G02F1/1335GK102650755SQ20111013599
公開日2012年8月29日 申請日期2011年5月24日 優先權日2011年5月24日
發明者靳福江 申請人:京東方科技集團股份有限公司, 成都京東方光電科技有限公司