專利名稱：黑色矩陣與彩色濾光片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種黑色矩陣(black matrix，簡你BM)和彩色濾光片(color filter)的制作方法，且特別是有關(guān)于一種可簡化制作工藝的黑色矩陣與彩色濾光片的制作方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(liquid crystal display，簡稱LCD)因?yàn)榫哂械碗妷翰僮?、無輻射線散射、重量輕以及體積小等傳統(tǒng)陰極射線管(cathode ray tube，簡稱CRT)所制造的顯示器無法達(dá)到的優(yōu)點(diǎn)。因此，液晶顯示器已成為近年來顯示器研究的主要課題，且朝向彩色化發(fā)展。
目前彩色化的液晶顯示器大多使用背光(back light，簡稱BL)與彩色濾光片的組合來達(dá)到彩色化的功效。而彩色濾光片的結(jié)構(gòu)通常如圖1所示。
圖1是公知的彩色濾光片(color filter)的剖面示意圖。請參照圖1，在一玻璃基板100上并列有紅色(red)色塊102、綠色(green)色塊104、藍(lán)色(blue)色塊106。而在色塊之間配置有黑色矩陣108，其中綠色色塊104與藍(lán)色色塊106在實(shí)際制作上會(huì)發(fā)生如圖所顯示的“牛角區(qū)域”107，也就是在綠色色塊104與藍(lán)色色塊106頂面會(huì)有中間凹陷邊緣尖削的情形。此外，基板100上有一層銦錫氧化物(ITO)透明電極110，而于ITO透明電極110與基板100之間有一層覆蓋色塊102、104、106與黑色矩陣108的披覆層(overcoat，簡稱OC)112。
而上述彩色濾光片的制作方法通常是先在玻璃基板100上涂布一層黑色感光樹脂材料。然后利用光罩進(jìn)行曝光、顯影、硬烤等黃光微影(lithography)制作工藝，以形成黑色矩陣108。接著，同樣利用黃光微影的方法依此將紅色(R)、綠色(G)、藍(lán)色(B)色塊102、104、106做出，并將這些色塊間隔均勻地排列在黑色矩陣108所形成的開口區(qū)域114上。隨后，于玻璃基板100上涂布披覆層112。最后，將銦錫氧化物(ITO)透明電極110沉積于玻璃基板100上，以完成彩色濾光片的制作工藝。
然而，公知的彩色濾光片制作工藝因?yàn)楦泄鈽渲酿ざ葧?huì)隨時(shí)間變化，所以必須隨時(shí)調(diào)整涂布轉(zhuǎn)速，以得到設(shè)定的膜厚。此外，隨著液晶顯示器反應(yīng)速度不斷提高的要求下，彩色濾光片的平坦性也必須相對提高，而公知制作工藝所形成的彩色色塊與黑色矩陣的重疊處的牛角現(xiàn)象卻無法去除，因此需要一層披覆層覆蓋于其上，但是如此一來不但會(huì)造成無法預(yù)測的RGB色間差出現(xiàn)，也會(huì)增加制作工藝的復(fù)雜性。
另外，由于彩色濾光片的黑色矩陣線寬與液晶顯示器的開口率有直接關(guān)系。若能將開口率提高，則能使液晶顯示器的光使用率提高，相對地耗電率就會(huì)下降。然而，公知的彩色濾光片因?yàn)橐紤]制作工藝中如黑色矩陣與彩色色塊的對準(zhǔn)精度、避免各色色塊的彼此重疊造成彩色濾光片整體平坦度下降等緣故，所以其中黑色矩陣的線寬必須限制在約12微米以上，故無法將開口率提高。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種黑色矩陣與彩色濾光片的制作方法，可簡化制作工藝，并輕易控制黑色矩陣的厚度。
本發(fā)明的再一目的是提供一種黑色矩陣與彩色濾光片的制作方法，以去除彩色色塊與黑色矩陣的重疊處的牛角現(xiàn)象。
本發(fā)明的另一目的是提供一種黑色矩陣與彩色濾光片的制作方法，以避免RGB色間差的出現(xiàn)。
本發(fā)明的又一目的是提供一種黑色矩陣與彩色濾光片的制作方法，可使開口率提高。
本發(fā)明的又一目的是提供一種黑色矩陣與彩色濾光片的制作方法，能夠在不增加制作工藝復(fù)雜性的前提下達(dá)到提高彩色濾光片全面平坦性的要求。
本發(fā)明的又一目的是提供一種黑色矩陣與彩色濾光片的制作方法，能完全去除黑色矩陣、紅色色塊、綠色色塊、藍(lán)色色塊以及基板上的感光樹脂殘?jiān)M(jìn)而放寬制作工藝條件的容許范圍。
根據(jù)上述與其它目的，本發(fā)明提出一種黑色矩陣的制作方法，先提供一個(gè)已經(jīng)形成紅、綠、藍(lán)三色彩色色塊的透明基板，再于基板上形成一黑色層。接著，平坦化黑色層，且同時(shí)去除彩色色塊的牛角區(qū)域，使其頂面暴露出來，其中平坦化黑色層的方法例如是彩色濾光片拋光制作工藝(color filter polishing method，簡稱CFP法)。
本發(fā)明另外提出一種彩色濾光片的制作方法，包括于一透明基板上分別形成紅色色塊、綠色色塊、藍(lán)色色塊，再于透明基板上形成一黑色層覆蓋上述紅色色塊、綠色色塊、藍(lán)色色塊。接著，將黑色層平坦化至設(shè)定厚度，其制作工藝譬如是拋光方式(polishing)，并且同時(shí)使紅色色塊、綠色色塊、藍(lán)色色塊的頂面暴露出來。最后，于紅色色塊、綠色色塊、藍(lán)色色塊上形成一層透明電極。
本發(fā)明因?yàn)槔貌噬珵V光片拋光制作工藝(CFP)制作黑色矩陣，因此可簡化制作工藝并能完全去除黑色矩陣、紅色色塊、綠色色塊、藍(lán)色色塊以及基板上的感光樹脂殘?jiān)?，進(jìn)而放寬制作工藝條件的容許范圍。此外，在所有色塊均形成后所進(jìn)行的彩色濾光片拋光制作工藝(CFP)，可以改善彩色濾光片表面凹凸的情況。而且，本發(fā)明不需要再加一層披覆層覆蓋于彩色色塊上，所以能夠避免紅色色塊、綠色色塊、藍(lán)色色塊有色間差的情形發(fā)生，如此一來就可提高彩色濾光片的色度及亮度。
此外，本發(fā)明因?yàn)椴捎貌噬珵V光片拋光制作工藝(CFP)，所以不需像公知技術(shù)一樣考慮制作工藝上所帶來的限制，而能將黑色矩陣的線寬大幅縮小，進(jìn)而使液晶顯示器的開口率大幅提升。另外，本發(fā)明因?yàn)椴捎貌噬珵V光片拋光制作工藝(CFP)，故可在不增加制作工藝復(fù)雜性的前提下，達(dá)到提高彩色濾光片全面平坦性的要求。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明。


圖1是公知的彩色濾光片(color filter)的剖面示意圖；以及圖2A至圖2C是依照本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的彩色濾光片的制造流程剖面示意圖。
標(biāo)示說明100，200基板102，202紅色色塊
104，204綠色色塊106，206藍(lán)色色塊107，207牛角區(qū)域108，208b黑色矩陣110，210透明電極112披覆層114開口區(qū)域 208a黑色層具體實(shí)施方式
當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于彩色濾光片(color filter)的制作時(shí)，請見圖2A至圖2C所示。雖然于圖中只有三個(gè)色塊，但是實(shí)際上彩色濾光片的色塊數(shù)量很多，且其配置方式還分為馬賽克型、條紋型、四像素配置型或三角型等，因此本發(fā)明并不局限于任一種特定形式的彩色濾光片圖2A至圖2C是依照本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的彩色濾光片的制造流程剖面示意圖。請參照圖2A，先提供一透明基板200譬如是玻璃基板，再于透明基板200上分別形成紅色(red)色塊202、綠色(green)色塊204、藍(lán)色(blue)色塊206。形成上述紅、綠、藍(lán)色色塊之前可先進(jìn)行一清潔步驟，如刷洗(brush)制作工藝。而形成上述紅、綠、藍(lán)色色塊的方法例如先將某一色感光材料涂布在基板200上，再進(jìn)行一預(yù)烘步驟，然后利用光罩進(jìn)行曝光、顯影、硬烤等制作工藝，以形成這種顏色的色塊，而其余的顏色色塊也是利用前述方法來制得。此時(shí)，綠色色塊204與藍(lán)色色塊206會(huì)發(fā)生如圖所顯示的“牛角區(qū)域”207，也就是在綠色色塊204與藍(lán)色色塊206頂面會(huì)有中間凹陷邊緣尖削的情形。
之后，請繼續(xù)參照圖2A，于透明基板200上形成一層黑色層208a覆蓋上述紅色色塊202、綠色色塊204、藍(lán)色色塊206。而形成上述黑色層208a的方法例如先將一黑色感光樹脂材料涂布在基板200上，再進(jìn)行一預(yù)烘步驟，然后進(jìn)行全面曝光、顯影、硬烤等制作工藝。
接著，請參照圖2B，平坦化黑色層208a，其例如利用彩色濾光片拋光制作工藝(color filter polishing method，簡稱CFP法)來進(jìn)行平坦化的步驟，以形成黑色矩陣(black matrix，簡稱BM)208b，同時(shí)去除綠色色塊204與藍(lán)色色塊206的牛角區(qū)域207(請見圖2A)，使紅色色塊202、綠色色塊204、藍(lán)色色塊206的頂面暴露出來。本發(fā)明因?yàn)榭蓪⒐谱鞴に嚐o法去除的牛角區(qū)域去除，因此不需要再加一層披覆層，所以本發(fā)明不會(huì)造成無法預(yù)測的RGB色間差，進(jìn)而提高彩色濾光片的色度及亮度。而且，本發(fā)明的黑色矩陣208b的線寬明顯小于公知技術(shù)所形成的黑色矩陣108(請見圖1)，所以能使液晶顯示器的開口率大幅提升。
最后，請參照圖2C，于紅色色塊202、綠色色塊204、藍(lán)色色塊206上形成一層透明電極210，其材質(zhì)譬如是銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物，而形成透明電極210的方法例如物理氣相沉積法(physical vapordeposition，簡稱PVD)中的濺鍍沉積制作工藝(sputtering deposition)。
本發(fā)明的特點(diǎn)在于1、本發(fā)明因?yàn)槔貌噬珵V光片拋光制作工藝(CFP)制作黑色矩陣，因此可簡化制作工藝并能完全去除黑色矩陣、紅色色塊、綠色色塊、藍(lán)色色塊以及基板上的感光樹脂殘?jiān)?，進(jìn)而放寬制作工藝條件的容許范圍。
2、本發(fā)明在所有色塊均形成后所進(jìn)行的平坦化制作工藝，可以改善彩色濾光片表面凹凸的情況。而且，本發(fā)明不需要再加一層披覆層覆蓋于彩色色塊上，所以能夠避免紅色色塊、綠色色塊、藍(lán)色色塊有色間差的情形發(fā)生，如此一來就可提高彩色濾光片的色度及亮度。
3、本發(fā)明因?yàn)椴捎貌噬珵V光片拋光制作工藝(CFP)的平坦化制作工藝，所以不需像公知技術(shù)一樣考慮制作工藝上所帶來的限制，而能將黑色矩陣的線寬大幅縮小，進(jìn)而使液晶顯示器的開口率大幅提升。
4、本發(fā)明因?yàn)樵谒猩珘K均形成后采用彩色濾光片拋光制作工藝(CFP)的平坦化制作工藝，故可在不增加制作工藝復(fù)雜性的前提下，達(dá)到提高彩色濾光片全面平坦性的要求。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種之更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種黑色矩陣的制作方法，適于在一透明基板上形成黑色矩陣，該透明基板上已形成一紅色色塊、一綠色色塊以及一藍(lán)色色塊，其特征在于其制作方法包括于該透明基板上形成一黑色層；以及平坦化該黑色層。
2.如權(quán)利要求1所述的黑色矩陣的制作方法，其特征在于于該透明基板上形成該黑色層的方法包括將一黑色感光樹脂材料涂布在該透明基板上；以及進(jìn)行硬烤制作工藝。
3.如權(quán)利要求1所述的黑色矩陣的制作方法，其特征在于平坦化該黑色層的方法包括進(jìn)行一彩色濾光片拋光制作工藝。
4.一種彩色濾光片的制作方法，其特征在于包括于一透明基板上形成復(fù)數(shù)個(gè)紅色色塊；于該透明基板上形成復(fù)數(shù)個(gè)綠色色塊；于該透明基板上形成復(fù)數(shù)個(gè)藍(lán)色色塊；于該透明基板上形成一黑色層覆蓋該些紅色色塊、該些綠色色塊以及該些藍(lán)色色塊；平坦化該黑色層，以形成復(fù)數(shù)個(gè)黑色矩陣；以及于該些紅色色塊、該些綠色色塊以及該些藍(lán)色色塊上形成一透明電極。
5.如權(quán)利要求4所述的彩色濾光片的制作方法，其特征在于平坦化該黑色層的方法包括進(jìn)行一彩色濾光片拋光制作工藝。
6.如權(quán)利要求4所述的彩色濾光片的制作方法，其特征在于于該透明基板上形成該黑色層的方法包括將一黑色感光樹脂材料涂布在該透明基板上；以及進(jìn)行硬烤制作工藝。
7.如權(quán)利要求4所述的彩色濾光片的制作方法，其特征在于于該透明基板上形成該些紅色色塊的方法包括將一紅色感光材料涂布在該透明基板上；利用光罩進(jìn)行曝光制作工藝；進(jìn)行顯影制作工藝；以及進(jìn)行硬烤制作工藝。
8.如權(quán)利要求4所述的彩色濾光片的制作方法，其特征在于于該透明基板上形成該些綠色色塊的方法包括將一綠色感光材料涂布在該透明基板上；利用光罩進(jìn)行曝光制作工藝；進(jìn)行顯影制作工藝；以及進(jìn)行硬烤制作工藝。
9.如權(quán)利要求4所述的彩色濾光片的制作方法，其特征在于于該透明基板上形成該些藍(lán)色色塊的方法包括將一藍(lán)色感光材料涂布在該透明基板上；進(jìn)行預(yù)烘制作工藝；利用光罩進(jìn)行曝光制作工藝；進(jìn)行顯影制作工藝；以及進(jìn)行硬烤制作工藝。
10.如權(quán)利要求4所述的彩色濾光片的制作方法，其特征在于于該透明基板上形成該透明電極的方法包括一物理氣相沉積法。
11.如權(quán)利要求10所述的彩色濾光片的制作方法，其特征在于該物理氣相沉積法包括濺鍍沉積制作工藝。
全文摘要
一種黑色矩陣與彩色濾光片的制作方法，先提供一個(gè)已經(jīng)形成紅、綠、藍(lán)色色塊的透明基板，再于基板上形成一黑色層。接著，利用平坦化將黑色層至一固定厚度，且同時(shí)去除紅、綠、藍(lán)色色塊的牛角區(qū)域，使其頂面暴露出來。
文檔編號G02F1/13357GK1523423SQ0310461
公開日2004年8月25日 申請日期2003年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月17日
發(fā)明者顏丹青 申請人:統(tǒng)寶光電股份有限公司