專(zhuān)利名稱(chēng)：微流體制造彩色濾光片的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種微流體制造彩色濾光片的方法，特別是一種利用阻隔物防止彩色濾光片上的顏料混色的制造方法。
然而，使用旋轉(zhuǎn)涂布方式將顏色光阻涂布于透明基板上時(shí)，由于離心力，顏色光阻可能出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)中心較薄而外緣較厚的問(wèn)題。進(jìn)一步，當(dāng)透明基板的面積愈來(lái)愈大時(shí)，此問(wèn)題將愈來(lái)愈嚴(yán)重。此外，藉由黃光制程移除不需要的顏色光阻時(shí)，因?yàn)轭伾庾璺植疾痪鶆虻膯?wèn)題，可能發(fā)生部分顏色光阻未被移除的情形。再者，三種顏色光阻依序分別執(zhí)行三次黃光顯影步驟，顏色光阻的圖案可能出現(xiàn)錯(cuò)位的情形。
于美國(guó)專(zhuān)利5716740及美國(guó)專(zhuān)利5593757中，揭露了另一種使用噴墨技術(shù)制造彩色濾光片的方法。其使用一噴墨裝置將紅、綠、藍(lán)三種顏料同時(shí)噴印在一透明基板上，形成一彩色濾光片。
然而，藉由噴墨方式將三種顏料形成于透明基板上時(shí)，不同顏色的顏料可能于此透明基板上移動(dòng)，產(chǎn)生不同顏色的顏料混色的問(wèn)題。此外，當(dāng)透明基板上具有一吸墨層時(shí)，顏料容易擴(kuò)散滲入此吸墨層，而產(chǎn)生點(diǎn)狀深淺變化的彩色濾光片。
為實(shí)現(xiàn)技術(shù)目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種微流體制造彩色濾光片的方法，包括下列步驟提供一透明基板，且于該透明基板上具有復(fù)數(shù)黑矩陣；于該透明基板的黑矩陣上，形成復(fù)數(shù)阻隔壁，其中每一阻隔壁的寬度不大于黑矩陣的寬度；于各個(gè)阻隔壁之間，分別注入需要的顏色的復(fù)數(shù)微流體，并且該等復(fù)數(shù)微流體于阻隔壁之間融合成一墨水；固化各個(gè)阻隔壁之間不同顏色的墨水，且于各個(gè)阻隔壁之間，分別形成需要的顏色的復(fù)數(shù)顏色層；移除位于該透明基板的黑矩陣上的復(fù)數(shù)阻隔壁；以及于該透明基板上，形成覆蓋上述黑矩陣與顏色層的一透明導(dǎo)電層。
如上所述的微流體制造彩色濾光片的方法，還包括下列步驟于上述透明基板上，形成覆蓋上述黑矩陣的一光阻層；以及藉由黃光微影技術(shù)于該透明基板的黑矩陣上，形成復(fù)數(shù)阻隔壁。
如上所述的微流體制造彩色濾光片的方法，還包括下列步驟藉由黃光微影技術(shù)，于該透明基板的黑矩陣上形成連接上述阻隔壁的復(fù)數(shù)連接壁；其中，該等連接壁的高度小于該等阻隔壁的高度，且該等連接壁的寬度不大于上述黑矩陣的寬度。
如上所述的微流體制造彩色濾光片的方法，籍由一噴墨裝置將需要的顏色的墨水以微流體注入上述阻隔壁之間。
如上所述的微流體制造彩色濾光片的方法，上述噴墨裝置為選擇自一熱泡式噴墨裝置或一壓電式噴墨裝置。
如上所述的微流體制造彩色濾光片的方法，藉由一加熱裝置，固化各個(gè)阻隔壁之間不同顏色的墨水，以便分別形成需要的顏色的復(fù)數(shù)顏色層。
如上所述的微流體制造彩色濾光片的方法，藉由一發(fā)光裝置，固化各個(gè)阻隔壁之間不同顏色的墨水，以便分別形成需要的顏色的復(fù)數(shù)顏色層。
如上所述的微流體制造彩色濾光片的方法，更包括下列步驟籍由干膜法將上述光阻層涂布于上述透明基板上。
如上所述的微流體制造彩色濾光片的方法，更包括下列步驟籍由旋轉(zhuǎn)涂布法將上述光阻層涂布于上述透明基板上。
如上所述的微流體制造彩色濾光片的方法，上述透明導(dǎo)電層為一氧化銦錫層。
一種微流體制造彩色濾光片的方法，其包括下列步驟提供一透明基板，且于該透明基板上具有復(fù)數(shù)黑矩陣；于該透明基板的黑矩陣上，形成復(fù)數(shù)阻隔壁以及連接該等阻隔壁的復(fù)數(shù)連接壁，其中每一阻隔壁的寬度不大于黑矩陣的寬度，每一連接壁的寬度不大于黑矩陣的寬度，且每一連接壁的高度不大于每一阻隔壁的高度；于各個(gè)阻隔壁之間，分別注入需要的顏色的復(fù)數(shù)微流體，并且該等復(fù)數(shù)微流體于阻隔壁之間融合成一墨水；固化各個(gè)阻隔壁之間不同顏色的墨水，且于各個(gè)阻隔壁之間，分別形成需要的顏色的復(fù)數(shù)顏色層；移除位于該透明基板的黑矩陣上的復(fù)數(shù)阻隔壁及連接壁；以及于該透明基板上，形成覆蓋上述黑矩陣與顏色層的一透明導(dǎo)電層。
如上所述的微流體制造彩色濾光片的方法，還包括下列步驟于上述透明基板上，形成覆蓋上述黑矩陣的一光阻層以及藉由黃光微影技術(shù)于該透明基板的黑矩陣上，形成復(fù)數(shù)阻隔壁以及連接該等阻隔壁的復(fù)數(shù)連接壁。
本發(fā)明是在透明基板的黑矩陣上，形成復(fù)數(shù)阻隔壁且所述阻隔壁的寬度不大于黑矩陣的寬度；且于透明基板的黑矩陣上，形成復(fù)數(shù)連接壁，其中，所述連接壁的寬度小于黑矩陣的寬度且所述連接壁的高度不大于所述阻隔壁的高度。另外，所述阻隔壁之間的距離大于微液體的最大直徑。因此，本發(fā)明克服了公知技術(shù)存在的缺陷，使所述阻隔壁可避免不同顏色的墨水產(chǎn)生混色的問(wèn)題，且所述阻隔壁之間的距離提供噴墨裝置更大的位置公差。進(jìn)一步，可避免噴墨裝置將不同顏色的墨水注入同一溝渠中。
附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明10、透明基板 12、14、黑矩陣 3、噴墨裝置15、光阻層16、18、阻隔壁 17、連接壁 19、光罩 20、30、微液體24、26、表面張力 40、墨水 41、紅顏色層 46、透明導(dǎo)電層141、綠顏色層241、藍(lán)顏色層具體實(shí)施方式
為讓本發(fā)明的上述目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉具體實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。
第一實(shí)施例如

圖1A至圖1K所示，為本發(fā)明的第一實(shí)施例，概要地說(shuō)明微流體制造彩色濾光片的步驟。
如圖1A所示，于一透明基板10上，形成黑矩陣(black matrix)12、14；其中，此黑矩陣12、14的寬度為B，且黑矩陣12、14之間的距離為P。于透明基板10上的黑矩陣12、14定義液晶顯示面板的像素大小。
如圖1B所示，利用干膜法(dry film lamination)或濕式旋轉(zhuǎn)法(wet spincoating)于上述透明基板10上涂布一光阻層(photo-resist layer)15，其中，此光阻層15的厚度為h。
如圖1C所示，利用一第一光罩19將位于透明基板10上的光阻層15經(jīng)由曝光顯影形成復(fù)數(shù)阻隔壁18、16，所述阻隔壁18、16的寬度W必須不大于上述黑色矩陣12、14的寬度B，并且阻隔壁16、18之間形成一溝渠21。所述阻隔壁16、18是暫時(shí)性地形成于透明基板10的黑矩陣12、14上，用以避免不同顏色的墨水產(chǎn)生混色的問(wèn)題。
如圖1D所示，利用一噴墨裝置13，例如一熱泡式噴墨裝置(thermalbubble ink jet printing apparatus)或一壓電式噴墨裝置(piezoelectricink jet printing apparatus)，將需要的顏色的墨水以微液體(microfluid)20注入既定的阻隔壁16、18之間。為了避免墨水溢出阻隔壁16、18造成混色的問(wèn)題，噴墨裝置13噴出的微液體20的最大直徑D必須小于阻隔壁16、18之間的距離S。
如圖1E至圖1G所示，當(dāng)微液體20、30接觸透明基板10后，微液體20、30根據(jù)其表面張力(如虛線所示)24、26于透明基板10上流動(dòng)。最后，阻隔壁16、18之間的微液體20、30融合在一起，形成均勻分布于阻隔壁16、18內(nèi)的墨水40。
如圖1H與圖11所示，于溝渠內(nèi)墨水40的深度為δ，且墨水40的深度δ小于阻隔壁16、18的高度h。墨水40與阻隔壁16、18的接觸角為θ。一般而言，接觸角θ小于90度，這是因?yàn)樽韪舯?6、18與墨水40為非相親性。于本發(fā)明的第一實(shí)施例中，藉由一固化裝置42，例如一加熱裝置或發(fā)光裝置，將溝渠21內(nèi)的墨水40烘干形成平坦的一顏色層41。其中，顏色層41的厚度為μ。
如圖1J所示，利用去除劑，例如丙酮，移除阻隔壁。所述阻隔壁16、18必須完全清除，避免剩余的阻隔壁16、18改變顏色層41的顏色。于本發(fā)明的第一實(shí)施例中，完全移除阻隔壁后，顏色層的顏色變化量ΔEab小于5。
如圖1K所示，于此透明基板10上，形成覆蓋黑矩陣12與紅顏色層41、綠顏色層141、藍(lán)顏色層241的一透明導(dǎo)電層46。例如，使用真空濺鍍裝置，于透明基板10上形成覆蓋黑矩陣12與顏色層41、141、241的一氧化銦錫薄膜(ITOfifm)。
第二實(shí)施例圖2A至圖2K是本發(fā)明的第二實(shí)施例，概要地說(shuō)明微流體制造彩色濾光片的步驟。
如圖2A所示，于一透明基板10上，形成黑矩陣12、14；其中，此黑矩陣12、14的寬度為B，且黑矩陣12、14之間的距離為P。于透明基板10上的黑矩陣12、14定義液晶顯示面板的像素大小。
如圖2B所示，利用干膜法或濕式旋轉(zhuǎn)涂布法于上述透明基板10上涂布一光阻層15，其中，此光阻層15的厚度為h。
如圖2C所示，利用一第二光罩(未顯示)將位于透明基板10上的光阻層15經(jīng)由曝光顯影形成復(fù)數(shù)阻隔壁16以及復(fù)數(shù)連接壁17。所述阻隔壁16的寬度w必須不大于上述黑矩陣12的寬度B，且阻隔壁16之間形成一溝渠。所述連接壁17連接狹長(zhǎng)的阻隔壁16，避免阻隔壁16坍塌；且所述連接壁17的寬度T亦不大于黑矩陣12的寬度B。所述阻隔壁16與連接壁17皆為暫時(shí)性地形成于透明基板10的黑矩陣12上，用以避免不同顏色的墨水產(chǎn)生混色的問(wèn)題。
如圖2D所示，利用一噴墨裝置13，例如熱泡式噴墨裝置或一壓電式噴墨裝置，將需要的顏色的墨水以微液體(micro fluid)20注入既定的阻隔壁16、18之間。為了避免微液體20溢出阻隔壁16、18造成混色的問(wèn)題，噴墨裝置13噴出的微液體20的最大直徑D必須小于阻隔壁16、18之間的距離S。
如圖2E至圖2G所示，當(dāng)微液體20、30接觸透明基板10后，微液體20、30根據(jù)其表面張力(如虛線所示)24、26于透明基板10上流動(dòng)。最后，阻隔壁之間的微液體20、30融合在一起，形成均勻分布于阻隔壁16、18內(nèi)的墨水40。
如圖2H與圖2I所示，于溝渠21內(nèi)墨水40的深度為δ，且墨水40的深度δ小于阻隔壁16、18的高度h。墨水40與阻隔壁16、18的接觸角為θ。一般而言，接觸角θ小于90度，這是因?yàn)樽韪舯?6、18與墨水40為非相親性。于本發(fā)明的第二實(shí)施例中，藉由一固化裝置42，例如一加熱裝置或發(fā)光裝置，將溝渠21內(nèi)的墨水40烘干形成平坦的一顏色層41。其中，顏色層41的厚度為μ。
如圖2J所示，利用去除劑，例如丙酮，移除所述阻隔壁及連接壁。所述阻隔壁16與連接壁17必須完全清除，避免剩余的阻隔壁16或連接壁17改變顏色層41的顏色。于本發(fā)明的第二實(shí)施例中，完全移除阻隔壁16與連接壁17后，顏色層41的顏色變化量ΔEab小于5。
如圖2K所示，于此透明基板10上，形成覆蓋黑矩陣12與紅顏色層41、綠顏色層141、藍(lán)顏色層241的一透明導(dǎo)電層46。例如，使用真空濺鍍裝置，于透明基板10上形成覆蓋黑矩陣12與顏色層41、141、241的一氧化銦錫薄膜(ITO film)46。
圖3為概要地說(shuō)明噴墨裝置具有較大的位置公差將微液體注入溝渠中。于本發(fā)明的實(shí)施例中，微液體20的最大直徑D小于阻隔壁16、18之間的距離S。因此阻隔壁16、18之間的距離S提供噴墨裝置13一位置公差，且此位置公差避免噴墨裝置13將微液體20注射至其它阻隔壁之間的溝渠。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，噴墨裝置可使用熱泡式噴墨裝置或壓電式噴墨裝置，將墨水以微流體的型式注入阻隔壁之間的溝渠中。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，黑矩陣的材料可以是鉻金屬或樹(shù)脂等等?？梢赃x擇具有表面張力的范圍于20dyne/cm至60dyne/cm之間的墨水，且阻隔壁的高度h最好相當(dāng)于微液體的直徑的一半至一直徑的范圍內(nèi)。如此，更能避免微液體翻越阻隔壁而與其他顏色的微液體混色。
雖然本發(fā)明已以一優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種微流體制造彩色濾光片的方法，其特征在于包括下列步驟提供一透明基板，且于該透明基板上具有復(fù)數(shù)黑矩陣；于該透明基板的黑矩陣上，形成復(fù)數(shù)阻隔壁，其中每一阻隔壁的寬度不大于黑矩陣的寬度；于各個(gè)阻隔壁之間，分別注入需要的顏色的復(fù)數(shù)微流體，并且該等復(fù)數(shù)微流體于阻隔壁之間融合成一墨水；固化各個(gè)阻隔壁之間不同顏色的墨水，且于各個(gè)阻隔壁之間，分別形成需要的顏色的復(fù)數(shù)顏色層；移除位于該透明基板的黑矩陣上的復(fù)數(shù)阻隔壁；以及于該透明基板上，形成覆蓋上述黑矩陣與顏色層的一透明導(dǎo)電層。
2.如權(quán)利要求1所述的微流體制造彩色濾光片的方法，其特征在于還包括下列步驟于上述透明基板上，形成覆蓋上述黑矩陣的一光阻層；以及藉由黃光微影技術(shù)于該透明基板的黑矩陣上，形成復(fù)數(shù)阻隔壁。
3.如權(quán)利要求2所述的微流體制造彩色濾光片的方法，其特征在于還包括下列步驟藉由黃光微影技術(shù)，于該透明基板的黑矩陣上形成連接上述阻隔壁的復(fù)數(shù)連接壁；其中，該等連接壁的高度小于該等阻隔壁的高度，且該等連接壁的寬度不大于上述黑矩陣的寬度。
4.如權(quán)利要求1所述的微流體制造彩色濾光片的方法，其特征在于籍由一噴墨裝置將需要的顏色的墨水以微流體注入上述阻隔壁之間。
5.如權(quán)利要求4所述的微流體制造彩色濾光片的方法，其特征在于上述噴墨裝置為選擇自一熱泡式噴墨裝置或一壓電式噴墨裝置。
6.如權(quán)利要求1所述的微流體制造彩色濾光片的方法，其特征在于藉由一加熱裝置，固化各個(gè)阻隔壁之間不同顏色的墨水，以便分別形成需要的顏色的復(fù)數(shù)顏色層。
7.如權(quán)利要求1所述的微流體制造彩色濾光片的方法，其特征在于藉由一發(fā)光裝置，固化各個(gè)阻隔壁之間不同顏色的墨水，以便分別形成需要的顏色的復(fù)數(shù)顏色層。
8.如權(quán)利要求2所述的微流體制造彩色濾光片的方法，其特征在于更包括下列步驟籍由干膜法將上述光阻層涂布于上述透明基板上。
9.如權(quán)利要求2所述的微流體制造彩色濾光片的方法，其特征在于更包括下列步驟籍由旋轉(zhuǎn)涂布法將上述光阻層涂布于上述透明基板上。
10.如權(quán)利要求1所述的微流體制造彩色濾光片的方法，其特征在于上述透明導(dǎo)電層為一氧化銦錫層。
11.一種微流體制造彩色濾光片的方法，其特征在于包括下列步驟提供一透明基板，且于該透明基板上具有復(fù)數(shù)黑矩陣；于該透明基板的黑矩陣上，形成復(fù)數(shù)阻隔壁以及連接該等阻隔壁的復(fù)數(shù)連接壁，其中每一阻隔壁的寬度不大于黑矩陣的寬度，每一連接壁的寬度不大于黑矩陣的寬度，且每一連接壁的高度不大于每一阻隔壁的高度；于各個(gè)阻隔壁之間，分別注入需要的顏色的復(fù)數(shù)微流體，并且該等復(fù)數(shù)微流體于阻隔壁之間融合成一墨水；固化各個(gè)阻隔壁之間不同顏色的墨水，且于各個(gè)阻隔壁之間，分別形成需要的顏色的復(fù)數(shù)顏色層；移除位于該透明基板的黑矩陣上的復(fù)數(shù)阻隔壁及連接壁；以及于該透明基板上，形成覆蓋上述黑矩陣與顏色層的一透明導(dǎo)電層。
12.如權(quán)利要求11所述的微流體制造彩色濾光片的方法，其特征在于還包括下列步驟于上述透明基板上，形成覆蓋上述黑矩陣的一光阻層以及藉由黃光微影技術(shù)于該透明基板的黑矩陣上，形成復(fù)數(shù)阻隔壁以及連接該等阻隔壁的復(fù)數(shù)連接壁。
13.如權(quán)利要求11所述的微流體制造彩色濾光片的方法，其特征在于籍由一噴墨裝置將需要的顏色的墨水以微流體注入上述阻隔壁之間。
14.如權(quán)利要求13所述的微流體制造彩色濾光片的方法，其特征在于上述噴墨裝置為選擇自一熱泡式噴墨裝置或一壓電式噴墨裝置。
15.如權(quán)利要求11所述的微流體制造彩色濾光片的方法，其特征在于藉由一加熱裝置，固化各個(gè)阻隔壁之間不同顏色的墨水，以便分別形成需要的顏色的復(fù)數(shù)顏色層。
16.如權(quán)利要求11所述的微流體制造彩色濾光片的方法，其特征在于藉由一發(fā)光裝置，固化各個(gè)阻隔壁之間不同顏色的墨水，以便分別形成需要的顏色的復(fù)數(shù)顏色層。
17.如權(quán)利要求12所述的微流體制造彩色濾光片的方法，其特征在于更包括下列步驟藉由干膜法將上述光阻層涂布于上述透明基板上。
18.如權(quán)利要求12所述的微流體制造彩色濾光片的方法，其特征在于更包括下列步驟藉由旋轉(zhuǎn)涂布法將上述光阻層涂布于上述透明基板上。
19.如權(quán)利要求11所述的微流體制造彩色濾光片的方法，其特征在于上述透明導(dǎo)電層為一氧化銦錫層。
全文摘要
一種微流體制造彩色濾光片的方法，包括下列步驟提供一透明基板，且于該透明基板上具有復(fù)數(shù)黑矩陣；于該透明基板的黑矩陣上，形成復(fù)數(shù)阻隔壁，其中每一阻隔壁的寬度小于黑矩陣的寬度；于各個(gè)阻隔壁之間，分別注入需要的顏色的復(fù)數(shù)微流體，并且該等復(fù)數(shù)微流體于阻隔壁之間融合成一墨水；固化各個(gè)阻隔壁之間不同顏色的墨水，且于各個(gè)阻隔壁之間，分別形成需要的顏色的復(fù)數(shù)顏色層；移除位于該透明基板的黑矩陣上的復(fù)數(shù)阻隔壁；以及于該透明基板上，形成覆蓋上述黑矩陣與顏色層的一透明導(dǎo)電層。本發(fā)明克服了公知技術(shù)存在的缺陷，所述阻隔壁可避免不同顏色的墨水產(chǎn)生混色的問(wèn)題，且所述阻隔壁之間的距離提供噴墨裝置更大的位置公差。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1431527SQ02101000
公開(kāi)日2003年7月23日 申請(qǐng)日期2002年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月11日
發(fā)明者陳錦泰, 呂春福, 謝玉凌 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院