專利名稱：彩色濾光片與其制造方法
技術領域：
本發(fā)明關于一種彩色濾光片與其制作方法，尤其是一種具有內(nèi)凹的黑矩陣側(cè)壁結(jié)構(gòu)的彩色濾光片與其制作方法。
背景技術：
隨著各種信息科技的進展，目前大多的影像信號皆已由模擬改為數(shù)字傳輸?shù)姆绞剑沟脗鹘y(tǒng)的陰極射線顯示器已被新一代的平面顯示器所取代，例如液晶顯示器、等離子體顯示器、發(fā)光二極管顯示器等。液晶顯示器由于成本與性能上的各項優(yōu)點，而成為平面顯示器當中相當重要的產(chǎn)品。而液晶顯示器當中通常使用彩色濾光片來達成彩色化的顯示效果。彩色濾光片通常設置于一透明玻璃基板上，此透明玻璃基板上主要配置有用以遮光的黑矩陣(Black Matrix，BM)，以及對應于各個像素排列的彩色濾光單元。接著由噴頭將色料噴入像素區(qū)域中，再經(jīng)由干燥工序而形成色料薄膜。
由于色料噴入的過程中，必須控制適當?shù)纳狭?，否則可能產(chǎn)生色料跨過黑矩陣而流至鄰近的像素區(qū)域之中。因此在公知的工藝中，通常會通過例如對黑矩陣進行等離子體處理，以使黑矩陣具有高疏墨性。然而在此時，像素區(qū)域內(nèi)的基板同時也會暴露在等離子體處理的環(huán)境，使得像素區(qū)域內(nèi)基板的親墨性會遭到破壞。這使得色料被滴入像素區(qū)域后較不易附著至基板表面，而容易產(chǎn)生色料無法完整填滿像素區(qū)域的缺點，進而會影響濾光片的色彩表現(xiàn)。
因此，實有必要提供一種新的濾光片制作方法，以簡單且低成本的方式改善濾光片的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一方面在于提供一種濾光片與其制作方法，通過抑制黑矩陣側(cè)壁因疏水處理(hydrophobic treatment)造成的疏水特性，以改善色料無法完整填滿像素區(qū)域的缺點。
本發(fā)明另一方面在于提供一種濾光片與其制作方法，利用黑矩陣側(cè)壁的至少一內(nèi)凹(concave)的不平坦結(jié)構(gòu)，緩沖噴墨工序時高速吐出墨滴于像素區(qū)域內(nèi)橫向擴張的速度，進而減少色料跨過黑矩陣而流至鄰近的像素區(qū)域的機會。
在一實施例中，本發(fā)明公開一種彩色濾光片，此彩色濾光片包含一基板、一黑矩陣、與一濾光層?；寰哂兄辽僖幌袼貐^(qū)域。黑矩陣位于基板上，且黑矩陣至少具有一開口以暴露出像素區(qū)域。濾光層填充于此開口之中。其中，黑矩陣的一側(cè)壁定義出開口；開口的側(cè)壁在垂直于基板的一方向上具有至少一內(nèi)凹(concave)部分。本發(fā)明亦公開含有此彩色濾光片的液晶顯示裝置。
在另一實施例中，本發(fā)明公開一種濾光片，此濾光片包含一基板、一黑矩陣、與一濾光層?；寰哂兄辽僖幌袼貐^(qū)域。黑矩陣位于基板上，且黑矩陣至少具有一開口以暴露出像素區(qū)域。濾光層填充于此開口之中。其中，黑矩陣的一側(cè)壁定義出開口，而此開口在一第一高度時具有一第一寬度，而在一第二高度時具有一第二寬度；此第二高度大于此第一高度，而此第二寬度小于此第一寬度。本發(fā)明亦公開含有此彩色濾光片的液晶顯示裝置。
在又一實施例中，本發(fā)明公開一種制作一彩色濾光片的方法。此方法包含提供一基板，基板具有至少一像素區(qū)域；形成一黑矩陣于基板上，且此黑矩陣至少具有一開口以暴露出像素區(qū)域，其中，黑矩陣的一側(cè)壁定義出此開口；在垂直于此基板的一方向上，于此開口的一側(cè)壁上形成至少一內(nèi)凹(concave)部分；以及填充一濾光層于此開口之中。
在額外一實施例中，本發(fā)明公開一種制作一彩色濾光片的方法。此方法包含提供一基板，此基板具有至少一像素區(qū)域；形成一黑矩陣于基板上，且黑矩陣至少具有一開口以暴露出此像素區(qū)域，其中黑矩陣的一側(cè)壁定義出此開口；形成此側(cè)壁，使得此開口在一第一高度時具有一第一寬度，而在一第二高度時具有一第二寬度，其中此第二高度大于此第一高度，而此第二寬度小于此第一寬度；以及填充一濾光層于此開口之中。
配合以下的較佳實施例的敘述與


，本發(fā)明的目的、實施例、特征、與優(yōu)點將更為清楚。

圖1A顯示依照一實施例的基板的俯視圖；
圖1B顯示依照一實施例的基板的剖面圖；圖1C顯示依照另一實施例的基板的剖面圖；圖2顯示依照一實施例的黑矩陣側(cè)壁的剖面圖；圖3顯示依照另一實施例的黑矩陣側(cè)壁的剖面圖；以及圖4顯示依照一實施例的方法流程圖。
其中，附圖標記100基板102、104、106像素區(qū)域120130黑矩陣122、124、126開口129 139側(cè)壁A垂直基板方向B側(cè)壁波谷P側(cè)壁波峰具體實施方式
以下說明依據(jù)本發(fā)明的實施例。首先提供基板100，接著形成黑矩陣120于基板100上。如圖1A所示即為本實施例的基板100的俯視圖；圖1B則為圖1A中基板100的側(cè)向剖面圖。較佳地，基板100用于制作液晶屏幕面板的玻璃基板，熟知本領域的技術人員應可知基板100的構(gòu)造以及形成方式，在此不加贅述。本發(fā)明所制成的彩色濾光片，可與對向基板(薄膜陣列基板)進行組裝，在兩者之間注入液晶層(未顯示)，并進行后續(xù)的步驟，以形成所需的液晶顯示裝置，此為熟知本領域的技術人員所熟知的技術，在此不加贅述。
在本發(fā)明的附圖中，基板100具有三個像素區(qū)域122、124、及126，分別為作為彩色濾光片的三種顏色的像素，黑矩陣120具有側(cè)壁129以及由側(cè)壁129所定義的開口122、124、及126；開口122、124、及126分別暴露出基板100的像素區(qū)域102、104、及106。然而在此必需注意的是，圖式中僅顯示三個像素區(qū)域是為了說明方便起見，而熟知本領域的技術人員當知道本發(fā)明的基板100可以有較多數(shù)量或較少數(shù)量的像素區(qū)域，而并不會影響本發(fā)明的實施。
在圖1B的實施例中，黑矩陣120為一樹脂(resin)黑矩陣，側(cè)壁129的高度約為2μm。在另一實施例中，如圖1C所示，黑矩陣130為一含鉻(Cr)黑矩陣，側(cè)壁139的高度約為0.2μm，而基板100的像素區(qū)域102、104、及106在黑矩陣130以下蝕刻約1.8μm。其它熟知本領域的技術人員所知，可用于彩色濾光片的黑矩陣，亦在應用于本發(fā)明。
在一實施例中，使用干性等離子體蝕刻的方式配合適當?shù)墓庋谀硇纬蓸渲诰仃?20的結(jié)構(gòu)。通過改變干性等離子體蝕刻(例如反應離子蝕刻(RIE)或電感耦合式等離子體蝕刻(ICP))中的耦合功率、驅(qū)動頻率、或是反應氣體的流量，可形成本發(fā)明的側(cè)壁129。值得一提的是，在形成側(cè)壁129的過程中，可使用的不同的耦合功率、驅(qū)動頻率、或是反應氣體的流量，甚至配合多道光掩模，以形成所欲側(cè)壁129的形狀。
圖2以圖1B中的側(cè)壁129與開口122為例，進一步說明本發(fā)明一實施例。側(cè)壁129在垂直于此基板100的一方向A上具有至少一波形(wave)部分；圖2中的波形部分具有接近開口122的波峰P與遠離開口122的波谷B，而每一波谷B可視為一內(nèi)凹(concave)部分。波谷B較佳是為橫向水平內(nèi)凹，約略平行于基板。值得一提的是，本發(fā)明并不欲限定波谷/內(nèi)凹部分的數(shù)目，較佳地為在側(cè)壁上具有多個波谷或內(nèi)凹部分，但僅有一個波谷/內(nèi)凹部分的黑矩陣側(cè)壁結(jié)構(gòu)，亦在本發(fā)明所欲涵蓋的范圍內(nèi)。此外，無論是規(guī)則或不規(guī)則、對稱或非對稱的波形部分，都在本發(fā)明所欲涵蓋的范圍內(nèi)。
圖3以圖1B中的側(cè)壁129與開口122為例，進一步說明本發(fā)明另一實施例。側(cè)壁129定義出開口122。開口122在距離基板100第一高度H1時，具有第一寬度W1，而在距離基板100第二高度H2時，具有第二寬度W2。如圖3所示，在開口122的結(jié)構(gòu)中，必可找到至少一組滿足條件H2大于H1，而W2小于W1的(H1，W1)與(H2，W2)。在一較佳實施例中，W1為此開口所具有的最大寬度，而W2為此開口所具有的最小寬度。值得一提的是，只要能滿足上述(H1，W1)與(H2，W2)的條件，本發(fā)明并不欲限定側(cè)壁129為一特定形狀，側(cè)壁在垂直于此基板的一方向A上可具有一連續(xù)變化的曲率，或是為不連續(xù)的直線或曲線，都在本發(fā)明所欲涵蓋的范圍內(nèi)。
在形成如圖2或圖3所示的側(cè)壁129后，利用噴頭(未圖示)而滴入色料至圖2或圖3所示的開口122。相對于公知平滑的側(cè)壁結(jié)構(gòu)，圖2與圖3的側(cè)壁129，因不平坦結(jié)構(gòu)破壞表面能的連續(xù)性，因而降低側(cè)壁面的疏水性，因此噴入開口122的色料較不易因疏水造成未填滿區(qū)域而產(chǎn)生露光缺陷，另一方面，因側(cè)壁129的凹結(jié)構(gòu)可緩沖噴墨工序時高速吐出的墨滴于像素區(qū)域內(nèi)橫向擴張的速度，進而減少色料越過黑矩陣120而外逸。最后，再固化色料，以產(chǎn)生均勻的色料薄膜。在本實施例中，固化步驟使用干燥工序，使得色料由液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)，而在其它實施例中，固化步驟亦可以視色料性質(zhì)的不同而使用不同的方式。
圖4進一步顯示一種依照本發(fā)明實施例的方法流程圖，并配合圖1A、圖1B、圖2與圖3，以便使本發(fā)明的精神得以更容易被理解。此方法開始于步驟400，提供一基板100，此基板100具有像素區(qū)域102、104、106。在步驟402中，形成一黑矩陣120于基板100上，且黑矩陣120具有開口122、124、126以暴露出像素區(qū)域102、104、106，其中黑矩陣120的側(cè)壁129定義出開口122。
步驟404中，在垂直于基板100的一方向A上，形成側(cè)壁129的至少一波形(wave)部分；此波形部分具有多個接近開口122的波峰P與遠離開口122的波谷B，而波谷B可視為一內(nèi)凹(concave)部分。步驟406中，填充一濾光層于此開口之中。
在另一實施例中，在步驟402后，進行至步驟414形成側(cè)壁129；側(cè)壁129定義出開口122。開口122在距離基板100第一高度H1時，具有第一寬度W1，而在距離基板100第二高度H2時，具有第二寬度W2。如圖3所示，在開口122的結(jié)構(gòu)中，必可找到至少一組滿足條件H2大于H1，且W2小于W1的(H1，W1)與(H2，W2)。在步驟414后，再回到步驟406中，填充一濾光層于開口122之中。
上述的實施例用以描述本發(fā)明，然而本發(fā)明技術仍可有許多修改與變化。因此，本發(fā)明并不限于以上特定實施例的描述，本發(fā)明要求保護的范圍欲包含所有此類修改與變化，以能真正符合本發(fā)明的精神與范圍。
權利要求
1.一種彩色濾光片，其特征在于，包含一基板，該基板具有至少一像素區(qū)域；一黑矩陣，該黑矩陣位于該基板上，且該黑矩陣至少具有一開口以暴露出該像素區(qū)域，其中，該開口的一側(cè)壁在垂直于該基板的一方向上具有至少一內(nèi)凹部分；以及一濾光層，填充于該開口之中。
2.根據(jù)權利要求1所述的彩色濾光片，其特征在于，該側(cè)壁在垂直于該基板的一方向上具有多個內(nèi)凹部分。
3.根據(jù)權利要求1所述的彩色濾光片，其特征在于，該側(cè)壁在垂直于該基板的一方向上具有至少一波形部分。
4.一種彩色濾光片，其特征在于，包含一基板，該基板具有至少一像素區(qū)域；一黑矩陣，該黑矩陣位于該基板上，且該黑矩陣至少具有一開口以暴露出該像素區(qū)域，其中，該開口在一第一高度時具有一第一寬度，而在一第二高度時具有一第二寬度，且該第二高度大于該第一高度，而該第二寬度小于該第一寬度；以及一濾光層，填充于該開口之中。
5.根據(jù)權利要求4所述的彩色濾光片，其特征在于，該第一寬度為該開口的一最大寬度。
6.根據(jù)權利要求4所述的彩色濾光片，其特征在于，該第二寬度為該開口的一最小寬度。
7.根據(jù)權利要求4所述的彩色濾光片，其特征在于，該開口的一側(cè)壁在垂直于該基板的一方向上具有一連續(xù)變化的曲率。
8.一種液晶顯示裝置，其特征在于，至少包含一彩色濾光片，該彩色濾光片包含一基板，該基板具有至少一像素區(qū)域；一黑矩陣，該黑矩陣位于該基板上，且該黑矩陣至少具有一開口以暴露出該像素區(qū)域，其中，該開口的一側(cè)壁在垂直于該基板的一方向上具有至少一內(nèi)凹部分；一濾光層，填充于該開口之中；一對向基板；以及一液晶層，設置于該彩色濾光片與該對向基板之間。
9.一種液晶顯示裝置，其特征在于，至少包含一彩色濾光片，該彩色濾光片包含一基板，該基板具有至少一像素區(qū)域；一黑矩陣，該黑矩陣位于該基板上，且該黑矩陣至少具有一開口以暴露出該像素區(qū)域，其中，該開口在一第一高度時具有一第一寬度，而在一第二高度時具有一第二寬度，且該第二高度大于該第一高度，而該第二寬度小于該第一寬度；一濾光層，填充于該開口之中；一對向基板；以及一液晶層，設置于該彩色濾光片與該對向基板之間。
10.一種制作一彩色濾光片的方法，其特征在于，包含a)提供一基板，該基板具有至少一像素區(qū)域；b)形成一黑矩陣于該基板上，且該黑矩陣至少具有一開口以暴露出該像素區(qū)域；c)在垂直于該基板的一方向上，于該開口的一側(cè)壁上形成至少一內(nèi)凹部分；以及d)填充一濾光層于該開口之中。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其特征在于，步驟(c)更包含在垂直于該基板的一方向上，形成該側(cè)壁的多個內(nèi)凹部分。
12.根據(jù)權利要求10所述的方法，其特征在于，步驟(c)更包含在垂直于該基板的一方向上，形成該側(cè)壁的一波形部分。
13.一種制作一彩色濾光片的方法，其特征在于，包含a)提供一基板，該基板具有至少一像素區(qū)域；b)形成一黑矩陣于該基板上，且該黑矩陣至少具有一開口以暴露出該像素區(qū)域，其中該開口在一第一高度時具有一第一寬度，而在一第二高度時具有一第二寬度，且該第二高度大于該第一高度，而該第二寬度小于該第一寬度；以及c)填充一濾光層于該開口之中。
14.根據(jù)權利要求13所述的方法，其特征在于，該第一寬度為該開口的一最大寬度。
15.根據(jù)權利要求13所述的方法，其特征在于，該第二寬度為該開口的一最小寬度。
16.根據(jù)權利要求13所述的方法，其特征在于，該開口的一側(cè)壁在垂直于該基板的一方向上具有一連續(xù)變化的曲率。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種彩色濾光片與其制造方法，該彩色濾光片包含一基板、一黑矩陣、與一濾光層。此基板具有至少一像素區(qū)域。黑矩陣位于基板上，且黑矩陣至少具有一開口以暴露出像素區(qū)域。濾光層填充于開口之中。其中，開口的一側(cè)壁在垂直于基板的一方向上具有至少一內(nèi)凹(concave)部分。
文檔編號G02F1/1335GK101029945SQ20071007949
公開日2007年9月5日 申請日期2007年4月11日 優(yōu)先權日2007年4月11日
發(fā)明者曹俊杰, 李淑琴, 林永龍, 林永茂, 陳文龍, 蔡馥娟, 王薇雅 申請人:友達光電股份有限公司