專利名稱：制作彩色濾光基板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制作彩色濾光基板的方法。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管液晶顯示器(以下簡稱TFT-LCD)，主要是利用成矩陣狀排列的薄膜晶體管，并配合適當(dāng)?shù)碾娙?、轉(zhuǎn)接墊等電子元件來驅(qū)動(dòng)液晶像素，以產(chǎn)生豐富亮麗的圖形。由于TFT-LCD具有外型輕薄、耗電量少以及無輻射污染等特性，因此被廣泛地應(yīng)用在筆記型計(jì)算機(jī)(notebook)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)等攜帶式信息產(chǎn)品上，甚至已有逐漸取代傳統(tǒng)桌上型計(jì)算機(jī)的CRT監(jiān)視器以及家用電視的趨勢。
一般而言，TFT-LCD包括一薄膜晶體管基板，其上具有許多排列成陣列的薄膜晶體管、像素電極(pixel electrode)、多條互相垂直交錯(cuò)(orthogonal)的掃描線(scan or gate line)以及信號(hào)線(data or signal line)，一具有多個(gè)陣列排列的彩色濾光片(color filter)的彩色濾光基板，以及填充于薄膜晶體管基板與彩色濾光基板之間的液晶材料。其中，薄膜晶體管元件利用多道沉積、光刻暨蝕刻(PEP)工藝制作于薄膜晶體管基板表面，而彩色濾光片則是利用光刻工藝或是直接印刷技術(shù)制作于彩色濾光基板表面，使LCD的每一像素呈現(xiàn)豐富亮麗的顏色。
請參照圖1至圖6，圖1至圖6為現(xiàn)有制作一彩色濾光基板的方法示意圖。如圖1所示，首先提供一基板12，例如一透明的玻璃基板，然后依序形成一由鉻(Cr)等材料所構(gòu)成的無機(jī)層(inorganic film)14以及一由聚亞酰胺(polyimide)所構(gòu)成的感光薄膜16于基板12表面。之后如圖2所示，進(jìn)行一圖案轉(zhuǎn)移工藝，利用一光掩模來對感光薄膜16進(jìn)行一曝光顯影工藝，以圖案化感光薄膜16，并定義出各檔墻(bank)18與凹槽20的位置。
如圖3所示，接著利用圖案化的感光薄膜16作為一硬屏蔽來對無機(jī)層14進(jìn)行一蝕刻工藝，以去除未被圖案化的感光薄膜16覆蓋的區(qū)域，并于基板12上再次形成多個(gè)檔墻18與多個(gè)凹槽20結(jié)構(gòu)。隨后再對基板12表面、各凹槽20與檔墻18進(jìn)行一表面處理。其中，檔墻18與后續(xù)彩色濾光材料之間具有較高的化學(xué)親和力(chemical affinity)，屬于疏水性，而各凹槽20內(nèi)的基板12表面與彩色濾光材料之間則具有較低的化學(xué)親和力，屬于親水性。
如圖4所示，然后利用一噴墨頭22進(jìn)行至少一噴墨工藝，以分別將具有紅色漿料、綠色漿料以及藍(lán)色漿料的彩色濾光材料24噴涂于各凹槽20中。接著如圖5所示，涂布一遮蓋層26于彩色濾光材料24與檔墻18上，以使具有彩色濾光材料24的基板12表面平坦化。最后如圖6所示，于遮蓋層26表面再形成一由氧化銦錫(indium tin oxide，ITO)或氧化銦鋅(indium zincoxide，IZO)所構(gòu)成的透明導(dǎo)電層28，進(jìn)而完成一彩色濾光基板的結(jié)構(gòu)。
然而現(xiàn)有在制作彩色濾光基板時(shí)，由于各材料間化學(xué)親和力等特性的差異，噴涂于基板12表面的彩色濾光材料會(huì)產(chǎn)生表面平整度與形狀不佳的缺點(diǎn)。為了改善此問題，現(xiàn)有技術(shù)于噴涂彩色濾光材料后再覆蓋一遮蓋層于彩色濾光材料表面，使彩色濾光材料的表面平坦化，進(jìn)而形成圖5所示的結(jié)構(gòu)。然而，此結(jié)構(gòu)雖可解決彩色濾光材料表面不平整的缺點(diǎn)，但卻同時(shí)導(dǎo)致光利用率與穿透率的降低等問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的主要目的在于提供一種制作彩色濾光基板的方法，以解決上述現(xiàn)有彩色濾光基板制作完成后產(chǎn)生光利用率與穿透率降低等問題。
根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求，其揭露一種制作彩色濾光基板的方法，首先提供一基板，然后形成一雙層干膜(dry film)于該基板的一表面，且該雙層干膜具有一上層與一下層，接著對該雙層干膜進(jìn)行一圖案轉(zhuǎn)移工藝，以定義出多個(gè)檔墻與多個(gè)凹槽，隨后將至少一彩色濾光材料設(shè)置于各該凹槽中，然后移除該雙層干膜的該上層。
由于本發(fā)明先形成具有一上層與一下層的雙層干膜于一基板表面，然后進(jìn)行一圖案轉(zhuǎn)移工藝，以于雙層干膜中定義出多個(gè)檔墻與多個(gè)凹槽，接著于噴涂彩色濾光材料于各凹槽后移除雙層干膜的上層，因此可有效改善現(xiàn)有制作彩色濾光基板時(shí)直接于黑色矩陣層與感光薄膜上進(jìn)行平坦工藝而造成光利用率與穿透率降低的問題。


圖1至圖6為現(xiàn)有制作一彩色濾光基板的方法示意圖。
圖7至圖14為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例制作一彩色濾光基板的示意圖。
圖15至圖21為本發(fā)明另一實(shí)施例制作一彩色濾光基板的示意圖。
簡單符號(hào)說明12基板14無機(jī)層16感光薄膜18檔墻20凹槽22噴墨頭24彩色濾光材料26遮蓋層28透明導(dǎo)電層 32基板34雙層干膜36上層38下層40圖案化光掩模42檔墻44凹槽46表面處理48彩色濾光材料52基板54雙層干膜56親水層 58疏水層60圖案化光掩模62檔墻64凹槽68彩色濾光材料具體實(shí)施方式
請參照圖7至圖14，圖7至圖14為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例制作一彩色濾光基板的示意圖。如圖7所示，首先提供一基板32，例如一透明的玻璃基板，然后進(jìn)行一薄片滾輪(lamination roller)工藝以形成一厚度約為2微米至6微米的雙層干膜34于基板32的一表面上，且雙層干膜34具有一上層36與一下層38。其中，雙層干膜34可為有機(jī)材料或一般感旋旋光性的光致抗蝕劑材料所構(gòu)成。
如圖8所示，接著對雙層干膜34進(jìn)行一圖案轉(zhuǎn)移工藝，例如先提供一圖案化光掩模40設(shè)置于雙層干膜34上方，然后利用圖案化光掩模40進(jìn)行一曝光顯影工藝，以于雙層干膜34中定義出多個(gè)檔墻42與多個(gè)凹槽44，如圖9所示。其中，各凹槽44構(gòu)成顯示面板的一像素區(qū)，且該像素區(qū)的面積約為2×105平方微米至7×105平方微米。
此外，不局限于上述方法，圖案轉(zhuǎn)移工藝又可先形成一圖案化屏蔽(圖未示)于雙層干膜34上，然后利用此圖案化屏蔽(圖未示)當(dāng)作硬屏蔽來對雙層干膜34進(jìn)行一蝕刻工藝，以于雙層干膜34中定義出多個(gè)檔墻42與多個(gè)凹槽44，接著去除圖案化屏蔽。
如圖10所示，于形成檔墻42與凹槽44之后，再對圖案化的雙層干膜34進(jìn)行一表面處理46，例如一等離子體處理，且該些離子體處理包含氧氣(O2)與四氟化碳(CF2)的混合物，用以將雙層干膜34的上層36處理成一親水層并將下層38處理成一疏水層，或?qū)⑸蠈?6處理成一疏水層并將下層38處理成一親水層。
如圖11所示，然后進(jìn)行一噴墨(ink jet)工藝，將至少一彩色濾光材料48設(shè)置于各凹槽44中。其中，彩色濾光材料48可依產(chǎn)品規(guī)格與設(shè)計(jì)的不同，而包含紅色漿料、綠色漿料與藍(lán)色漿料等的彩色濾光材料。
如圖12所示，接著對圖案化的雙層干膜34進(jìn)行一固化(curing)工藝，例如一紫外光固化工藝。經(jīng)由此固化工藝，本發(fā)明可有效控制紅色、綠色以及藍(lán)色等三色彩色濾光材料的形狀，進(jìn)而提高彩色濾光基板的光學(xué)特性與均勻性。然后如圖13所示，利用圖案化光掩模40進(jìn)行一顯影工藝或利用滾輪進(jìn)行一撕膜工藝來移除雙層干膜34的上層36。
于移除上層36之后，如圖14所示，接著將基板12置入一烘烤爐內(nèi)來進(jìn)行一烘烤(baking)工藝，利用約200℃至250℃的溫度進(jìn)行30至60分鐘的烘烤，以增加產(chǎn)品的耐化性與機(jī)械強(qiáng)度，進(jìn)而形成本發(fā)明的彩色濾光基板結(jié)構(gòu)。
值得注意的是，本發(fā)明先形成具有一上層與一下層的雙層干膜于一基板表面，然后再進(jìn)行一圖案轉(zhuǎn)移工藝，以于雙層干膜中定義出多個(gè)檔墻與多個(gè)凹槽，接著于噴涂彩色濾光材料于各凹槽后移除雙層干膜的上層，因此可有效改善現(xiàn)有制作彩色濾光基板時(shí)直接于黑色矩陣層與感光薄膜上進(jìn)行平坦工藝而造成光利用率與穿透率降低的問題。
請參照圖15至圖21，圖15至圖21為本發(fā)明另一實(shí)施例制作一彩色濾光基板的示意圖。如圖15所示，首先提供一基板52，例如一透明的玻璃基板，然后進(jìn)行一薄片滾輪工藝以形成一厚度約為2微米至6微米的雙層干膜54于基板的一表面上。其中，雙層干膜54具有一親水層56與一疏水層58，且親水層56位于疏水層56上，如圖中所示。然而，不局限于此堆棧方式，本發(fā)明又可于提供基板后形成一具有親水層與疏水層的雙層干膜于基板表面，且疏水層設(shè)置于親水層上。因此，有別于先前所述的實(shí)施例，本實(shí)施例直接形成一已具有親水層與疏水層的雙層干膜于一基板表面，因此可省略上述實(shí)施例于形成檔墻與凹槽后需對圖案化的雙層干膜進(jìn)行表面處理的步驟。
如圖16所示，接著對雙層干膜54進(jìn)行一圖案轉(zhuǎn)移工藝，例如先提供一圖案化光掩模60設(shè)置于雙層干膜54上方，然后利用圖案化光掩模60進(jìn)行一曝光顯影工藝，以于雙層干膜54中定義出多個(gè)檔墻62與多個(gè)凹槽64，如圖17所示。其中，各凹槽64構(gòu)成顯示面板的一像素區(qū)，且該像素區(qū)的面積約為2×105平方微米至7×105平方微米。
此外，如同先前所述，圖案轉(zhuǎn)移工藝又可先形成一圖案化屏蔽(圖未示)于雙層干膜54上，然后利用此圖案化屏蔽(圖未示)當(dāng)作硬屏蔽來對雙層干膜54進(jìn)行一蝕刻工藝，以于雙層干膜54中定義出多個(gè)檔墻62與多個(gè)凹槽64，接著去除圖案化屏蔽。
如圖18所示，于形成檔墻62與凹槽64之后，進(jìn)行一噴墨工藝，將至少一彩色濾光材料68設(shè)置于各凹槽64中。其中，彩色濾光材料68可包括紅色漿料、綠色漿料以及藍(lán)色漿料等的彩色濾光材料。
如圖19所示，接著對圖案化的雙層干膜54進(jìn)行一固化工藝，例如一紫外光固化工藝。經(jīng)由此固化工藝，本發(fā)明可有效控制紅色、綠色以及藍(lán)色等三色彩色濾光材料的形狀，進(jìn)而提高彩色濾光基板的光學(xué)特性與均勻性。
如圖20所示，然后于彩色濾光材料固化后利用圖案化光掩模60進(jìn)行一顯影工藝或利用滾輪進(jìn)行一撕膜工藝來移除雙層干膜54的親水層56。
于移除親水層56后，如圖21所示，接著將基板52置入一烘烤爐內(nèi)來進(jìn)行一烘烤(baking)工藝，利用約200℃至250℃的溫度進(jìn)行30至60分鐘的烘烤，以增加產(chǎn)品的耐化性與機(jī)械強(qiáng)度，進(jìn)而形成本發(fā)明的彩色濾光基板結(jié)構(gòu)。
綜上所述，有別于現(xiàn)有制作彩色濾光基板的方法，本發(fā)明先形成具有一上層與一下層的雙層干膜于一基板表面，然后進(jìn)行一圖案轉(zhuǎn)移工藝，以于雙層干膜中定義出多個(gè)檔墻與多個(gè)凹槽，接著于噴涂彩色濾光材料于各凹槽后移除雙層干膜的上層。此外，本發(fā)明又可于提供一基板后直接形成具有一親水層與一疏水層的雙層干膜于基板表面，然后再對雙層干膜進(jìn)行一圖案轉(zhuǎn)移工藝，以于雙層干膜中定義出多個(gè)檔墻與多個(gè)凹槽，進(jìn)而省略上述對圖案化的雙層干膜進(jìn)行表面處理的步驟。因此，本發(fā)明除了可簡化制作彩色濾光基板的工藝步驟，又可提供一具有高光學(xué)特性的彩色濾光基板結(jié)構(gòu)，進(jìn)而有效改善現(xiàn)有制作彩色濾光基板時(shí)直接于黑色矩陣層與感光薄膜上進(jìn)行平坦工藝而造成光利用率與穿透率降低的問題。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種制作彩色濾光基板的方法，包括下列步驟提供基板；形成雙層干膜于該基板的表面，且該雙層干膜具有上層與下層；對該雙層干膜進(jìn)行圖案轉(zhuǎn)移工藝，以定義出多個(gè)檔墻與多個(gè)凹槽，每一該凹槽位于該些兩相鄰檔墻之間；將至少一彩色濾光材料設(shè)置于各該凹槽中；以及移除該雙層干膜的該上層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該上層為親水層，且該下層為疏水層。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該上層為疏水層，且該下層為親水層。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該圖案轉(zhuǎn)移工藝包含提供光掩模于該雙層干膜的上方；以及利用該光掩模進(jìn)行曝光顯影工藝，以于該雙層干膜中定義出該些檔墻與該些凹槽。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該圖案轉(zhuǎn)移工藝包含形成圖案化屏蔽于該雙層干膜上；進(jìn)行蝕刻工藝，以于該雙層干膜中定義出該些檔墻與該些凹槽；以及去除該圖案化屏蔽。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中于形成該些檔墻與該些凹槽之后，還包括對圖案化的該雙層干膜進(jìn)行等離子體處理的步驟，該些離子體處理包含提供氧氣與四氟化碳的混合物。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中該表面處理為將該上層處理成親水層且將該下層處理成疏水層。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中該表面處理為將該上層處理成疏水層且將該下層處理成親水層。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中將該至少一彩色濾光材料設(shè)置于各該凹槽中的步驟后，還包括對圖案化的該雙層干膜進(jìn)行固化工藝。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中于移除該上層之后，還包括進(jìn)行烘烤工藝。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該烘烤工藝的溫度約為200℃至250℃。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中該烘烤工藝的時(shí)間約為30至60分鐘。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中移除該上層的步驟利用顯影工藝或撕膜工藝來達(dá)成。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該雙層干膜的厚度約為2微米至6微米。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中形成該雙層干膜于該基板的該表面的步驟以薄片滾輪工藝實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
一種制作彩色濾光基板的方法。首先提供一基板，然后形成一雙層干膜(dry film)于該基板的一表面，且該雙層干膜具有一上層與一下層，接著對該雙層干膜進(jìn)行一圖案轉(zhuǎn)移工藝，以定義出多個(gè)檔墻與多個(gè)凹槽，隨后將至少一彩色濾光材料設(shè)置于各該凹槽中，然后移除該雙層干膜的該上層。
文檔編號(hào)G02B5/23GK1825184SQ20061007404
公開日2006年8月30日 申請日期2006年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月4日
發(fā)明者李淑琴, 林堃裕, 蔡馥娟 申請人:友達(dá)光電股份有限公司