專利名稱：液晶顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種液晶顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)及其制作方法，尤指一種具 備高均勻度的液晶配向膜的液晶顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)，以及其制作方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的液晶顯示器(liquid crystal display)的彩色濾光片(color filter, CF)結(jié)構(gòu)與薄膜晶體管(thin-film transistor)元件為分別制作于兩個不同的玻璃基板 上，此兩玻璃基板之間又包含液晶分子。液晶分子的排列為由設(shè)置于彩色濾光片基板(CF substrate)的內(nèi)側(cè)表面的一液晶配向膜(liquid crystal alignment film)以及設(shè)置于 陣列基板(array substrate)的內(nèi)側(cè)表面的另一液晶配向膜決定的，且液晶分子的排列對 于畫面顯示質(zhì)量影響甚大。液晶配向膜可控制液晶分子的排列并提供液晶分子一預(yù)傾角 (pretilt angle)，當液晶配向膜無法發(fā)揮正常功能時，即會發(fā)生液晶分子的配向異常，進 而影響液晶顯示器的畫面顯示。一般而言，彩色濾光片基板上定義有開口區(qū)與非開口區(qū)，其中具有可透光性質(zhì)的 彩色濾光片為對應(yīng)于開口區(qū)，而具有不透光性質(zhì)的遮光層，即黑色矩陣(black matrix ；BM) 則為對應(yīng)于非開口區(qū)。由于彩色濾光片與黑色矩陣的厚度不同而具有段差，因此在現(xiàn)有液 晶配向膜的涂布制程時，此不平坦的表面型態(tài)易造成液晶配向膜流入位于非開口區(qū)內(nèi)相對 位置較低的黑色矩陣中，而使得位置較高的開口區(qū)的液晶配向膜厚度過薄，導(dǎo)致液晶配向 膜涂布不均。在液晶配向膜過薄的位置，液晶分子的配向功能無法正常發(fā)揮，在開口區(qū)的液 晶分子因此排列不規(guī)則，此現(xiàn)象即為配向異常，而配向異常將致使液晶顯示器出現(xiàn)配向漏 光的情形。另外，液晶配向膜過薄也會造成液晶離子的吸附程度超出預(yù)期，產(chǎn)生燒付現(xiàn)象。 上述問題在以下狀況例如選用樹脂黑色矩陣(resin BM)、黑色矩陣面積過大、彩色濾光片 表面粗糙度大、彩色濾光片采取島狀配置、液晶配向膜本身黏度高或形成彩色濾光片的步 驟為在設(shè)置黑色矩陣之后進行等狀況下，將更顯嚴重。有鑒于此，在無須增加額外制程或成本的情形下，能夠改善液晶配向膜涂布的均 勻度，以降低配向異常與燒付現(xiàn)象的發(fā)生，進而有效提升液晶顯示器的畫面質(zhì)量實為目前 相當重要的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種液晶顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)及其制作方法，以 有效改善液晶配向膜涂布的均勻度，同時無須增加額外的制程或成本。為達到上述目的，本發(fā)明提供一種液晶顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)，所述液晶 顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)包括—基板，所述基板上定義多個開口區(qū)和多個非開口區(qū)；多個彩色濾光片，所述多個彩色濾光片分別設(shè)置于所述基板的開口區(qū)內(nèi)，且所述彩色濾光片彼此互不接觸；
多個遮光層，分別設(shè)置于所述基板的非開口區(qū)內(nèi)；以及多個平坦輔助層，至少設(shè)置于所述基板的部分非開口區(qū)的遮光層上，且所述平坦 輔助層的表面與所述彩色濾光片的表面大體上齊平。為達到上述目的，本發(fā)明還提供一種液晶顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)的制作方 法，所述方法包括以下步驟提供一基板，在所述基板上定義多個開口區(qū)和多個非開口區(qū)；形成多個彩色濾光片，所述多個彩色濾光片分別設(shè)置于所述基板的所述開口區(qū)內(nèi)，且所述彩色濾光片彼此互不接觸；形成多個遮光層，分別設(shè)置于所述基板的所述非開口區(qū)內(nèi)；以及

形成多個平坦輔助層，至少設(shè)置于所述基板的部分非開口區(qū)的遮光層上，且使所 述平坦輔助層的表面與所述彩色濾光片的表面大體上齊平。在本發(fā)明中，本發(fā)明所提供的一種液晶顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)及其制作方 法，可消除彩色濾光片與遮光層因厚度不同而形成段差，從而改善液晶顯示器的液晶配向 膜涂布的均勻度，以降低配向異常與燒付現(xiàn)象的發(fā)生，進而有效提升液晶顯示器的畫面質(zhì) 量，同時其制作過程無須增加額外的步驟或成本。


圖1至圖3為根據(jù)本發(fā)明第一實施例液晶顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)及其制作 方法的示意圖。圖4及圖5為根據(jù)本發(fā)明第二實施例液晶顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)及其制作 方法的示意圖。圖6至圖9為根據(jù)本發(fā)明第三實施例液晶顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)及其制作 方法的示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施 例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā) 明，并不用于限定本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，圖1至圖3為液晶顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)及其 制作方法的示意圖，詳細步驟敘述如下。首先如圖1所示，提供一基板100，并在基板100上 定義出多個開口區(qū)11和多個非開口區(qū)12。接著在基板100的開口區(qū)11內(nèi)分別形成多個 彩色濾光片102，并使彩色濾光片102彼此互不接觸，以形成溝渠狀結(jié)構(gòu)在相鄰的彩色濾光 片102之間，換言之，溝渠狀結(jié)構(gòu)位于非開口區(qū)12內(nèi)。隨后在各溝渠狀結(jié)構(gòu)中分別形成多 個遮光層104，使得多個遮光層104位于基板100的非開口區(qū)12內(nèi)。接著，形成一共通電 極層106在彩色濾光片102及遮光層104上，其中共通電極層106可由透明導(dǎo)電材質(zhì)構(gòu)成， 例如銦錫氧化物(indium tin oxide ；ΙΤ0)。上述方法為先在開口區(qū)11內(nèi)形成彩色濾光片 102，而后再形成非開口區(qū)12內(nèi)的遮光層104，然而本發(fā)明的方法并不以此為限，例如也可 先在非開口區(qū)12內(nèi)形成遮光層104，而后再形成開口區(qū)11內(nèi)的彩色濾光片102。另外，彩 色濾光片102的制作可通過在基板100上涂布一感光性顏料，并進行一曝光和顯影制程得至IJ，但不限于此。 接著如圖2所示，形成多個平坦輔助層108在基板100部分或全部的非開口區(qū)12 的遮光層104及共通電極層106上，并使平坦輔助層108的表面與彩色濾光片102的表面 大體上齊平。值得說明的是，在考慮共通電極層106的狀況下，平坦輔助層108的表面會與 位于彩色濾光片102上的共通電極層106的表面大體上齊平。在本發(fā)明的第一實施例中， 平坦輔助層108的形成與光阻間隔物110的制程整合，其步驟如下。首先，涂布一感光材料 (圖上未標示)在開口區(qū)11及非開口區(qū)12上，再利用一灰階光罩50對感光材料進行一曝 光和顯影制程，此感光材料可為正型光阻或負型光阻。本實施例以正型光阻為例，灰階光罩 50具有一全透光區(qū)502，作為定義多個光阻間隔物110的位置之用，一半透光區(qū)501，作為 定義平坦輔助層108的位置之用，以及一不透光區(qū)503，大體上對應(yīng)于基板100的開口區(qū)11 的位置。曝光和顯影后，可在基板100的非開口區(qū)12內(nèi)形成平坦輔助層108和光阻間隔物 110，其中平坦輔助層108和光阻間隔物110由相同材質(zhì)構(gòu)成，但由于光阻間隔物110的作 用在于維持液晶顯示器的液晶間隙，因此光阻間隔物110的表面高于平坦輔助層108的表 面。通過上述步驟所形成的平坦輔助層108，其厚度PA大致為基板100底部至共通電極層 106在開口區(qū)11表面的距離X，與基板100底部至共通電極層106在非開口區(qū)12表面的距 離Y，兩者之間差異的絕對值，即PA = X-Y。一般而言，PA值主要由彩色濾光片102的厚度 以及遮光層104的厚度決定，大約介于彡0. 5 μ m至2 μ m之間。如圖3所示，在共通電極層106、平坦輔助層108以及光阻間隔物110上涂布一液 晶配向膜112。在本實施例中，彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)的平坦輔助層108以及光阻間隔物110 同時形成，且平坦輔助層108可平整化此基板結(jié)構(gòu)的表面，因此當涂布液晶配向膜112在 共通電極層106、平坦輔助層108以及光阻間隔物110上時，可獲得厚度均勻的液晶配向膜 112，形成如圖3所示的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，圖4及圖5為液晶顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)及其 制作方法的示意圖，以下敘述為強調(diào)本實施例與第二實施例技術(shù)手段的差異，相同的部分 將不再贅述。如圖4所示，提供一基板200并在基板200上定義多個開口區(qū)21和多個非開 口區(qū)22。接著形成多個彩色濾光片202在基板200的開口區(qū)21內(nèi)，并在基板200的非開口 區(qū)22內(nèi)形成多個遮光層204，并形成一共通電極層206在彩色濾光片202以及遮光層204 上。隨后如圖5所示，形成多個平坦輔助層208在基板200部分或全部的非開口區(qū)22 的遮光層204及共通電極層206上，使平坦輔助層208的表面與彩色濾光片202的表面大 體上齊平。在本發(fā)明的第二實施例中，平坦輔助層208的形成與配向凸塊210的制程整合， 其步驟簡述如下。利用一灰階光罩60對感光材料進行一曝光和顯影制程以形成平坦輔助 層208和配向凸塊210，其中配向凸塊210的表面高于平坦輔助層208的表面，且兩者材質(zhì) 相同。通過上述步驟所形成的平坦輔助層208如本發(fā)明第一實施例所述，其厚度PA由彩色 濾光片202的厚度以及遮光層204的厚度決定。
如圖5所示，在共通電極層206、平坦輔助層208以及配向凸塊210上涂布一液晶 配向膜212。在本實施例中，彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)的平坦輔助層208以及配向凸塊210同時 形成，且平坦輔助層208可平整化此基板結(jié)構(gòu)的表面，因此當涂布液晶配向膜212在共通電 極層206、平坦輔助層208以及配向凸塊210上時，可獲得厚度均勻的液晶配向膜212，形成如圖5所示的 彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的第三實施例，圖6至圖9為液晶顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)及其 制作方法的示意圖，其中圖6為本實施例的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)的上視圖，且圖7及圖9為 圖6沿A-A，的剖面圖，圖8為圖6沿B-B’的剖面圖，與上述第一及第二實施例制程或結(jié)構(gòu) 相似之處將不再贅述。如圖6至圖8所示，首先，提供一基板300，并在基板300上定義出多 個開口區(qū)31和多個非開口區(qū)32，其中非開口區(qū)32可進一步定義出多個第一非開口區(qū)321 及多個第二非開口區(qū)322，且第一非開口區(qū)321的面積大于第二非開口區(qū)322的面積，即第 一非開口區(qū)321的寬度大于第二非開口區(qū)322的寬度。接著，涂布一感光材料(圖上未標 示)在開口區(qū)31及非開口區(qū)32上，并利用一灰階光罩70對感光材料進行一曝光和顯影制 程。當感光材料以負型光阻為例時，如圖7與圖8所示，灰階光罩70具有一不透光區(qū)703、 一半透光區(qū)701和一全透光區(qū)702，其中不透光區(qū)703(圖8中未標示)對應(yīng)于第一非開口 區(qū)321，半透光區(qū)701 (圖7中未標示)，全透光區(qū)702對于于開口區(qū)31。在曝光和顯影制程 之后，在第一非開口區(qū)321與第二非開口區(qū)322內(nèi)會形成遮光層304，且在遮光層304上會 形成平坦輔助層308。精確地說，如圖8所示，在面積較小的第二開口區(qū)322中僅會形成遮 光層304，而不會形成平坦輔助層308 ；反之，如圖7所示，在面積較大的第一非開口區(qū)321 中同時形成有遮光層304和堆疊于其上的平坦輔助層308，從而平坦輔助層308的表面與彩 色濾光片302的表面大體上齊平。在本實施例中，平坦輔助層308的表面高于遮光層304 的表面，且平坦輔助層308的材質(zhì)和遮光層304的材質(zhì)相同。另外，在本實施例中，平坦輔 助層308僅設(shè)置于面積較大的第一非開口區(qū)321內(nèi)，然而實際應(yīng)用并不限于此，例如也可將 平坦輔助層308全面性地設(shè)置于第一非開口區(qū)321與第二非開口區(qū)322內(nèi)。由上述可知，在本實施例中，此彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)的平坦輔助層308的形成與 遮光層304的制程整合。換言之，平坦輔助層308以及遮光層304同時形成，以平整化此基 板結(jié)構(gòu)的表面。接著如圖9所示，在基板30上形成一共通電極層306，并使共通電極層306 覆蓋彩色濾光片302與平坦輔助層308。最后，涂布一液晶配向膜312在共通電極層306上， 且通過平坦輔助層308的設(shè)置，可獲得厚度均勻的液晶配向膜312，形成如圖9所示的彩色 濾光片基板結(jié)構(gòu)。如上所述，本發(fā)明以上三種實施例形成彩色濾光片的步驟可在形成遮光層之前或 之后。然而在形成遮光層之前即形成彩色濾光片，更可有效預(yù)防遮光層設(shè)置之后在其上形 成彩色濾光片時，在開口區(qū)與非開口區(qū)交界處，因段差進一步增加所產(chǎn)生的牛角效應(yīng)。通過本發(fā)明所提供的液晶顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)，利用平坦輔助層填平彩 色濾光片與遮光層因厚度不同而形成段差，可得到高均勻度的液晶配向膜的效果，如此一 來可有效改善現(xiàn)有技術(shù)中配向異常造成的配向漏光，或液晶配向膜在過薄之處產(chǎn)生的燒付 現(xiàn)象，進而提升液晶顯示器的畫面顯示質(zhì)量。另外，本發(fā)明在制造液晶顯示器的彩色濾光片 基板結(jié)構(gòu)時，可選擇利用原有的遮光層制程、光阻間隔物制程或配向凸塊制程的其中之一， 以相同的灰階光罩形成平坦輔助層，且其材質(zhì)依據(jù)不同制程可分別與遮光層、光阻間隔物 或配向凸塊相同，因此可節(jié)省額外的制程及成本。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述液晶顯示器的彩色濾光 片基板結(jié)構(gòu)包括一基板，所述基板上定義多個開口區(qū)和多個非開口區(qū)；多個彩色濾光片，所述多個彩色濾光片分別設(shè)置于所述基板的開口區(qū)內(nèi)，且所述彩色濾光片彼此互不接觸；多個遮光層，分別設(shè)置于所述基板的非開口區(qū)內(nèi)；以及多個平坦輔助層，至少設(shè)置于所述基板的部分非開口區(qū)的遮光層上，且所述平坦輔助 層的表面與所述彩色濾光片的表面大體上齊平。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述液晶顯 示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)還包括一共通電極層設(shè)置于所述彩色濾光片上，以及一液晶配 向膜，設(shè)置于所述共通電極層上。
3.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述液晶顯 示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)還包括多個光阻間隔物，設(shè)置于所述基板的至少部分所述非開 口區(qū)內(nèi)，且所述光阻間隔物位于所述共通電極層與所述液晶配向膜之間。
4.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述液晶顯 示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)還包括多個配向凸塊，設(shè)置于所述基板的至少部分所述開口區(qū) 內(nèi)，且所述配向凸塊位于所述共通電極層與所述液晶配向膜之間。
5.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述非開口 區(qū)包括多個第一非開口區(qū)及多個第二非開口區(qū)，所述第一非開口區(qū)的面積大于所述第二非 開口區(qū)的面積，且所述第一非開口區(qū)之內(nèi)具有所述平坦輔助層，而所述第二非開口區(qū)之內(nèi) 不具有所述平坦輔助層。
6.一種液晶顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述方法包括以 下步驟提供一基板，在所述基板上定義多個開口區(qū)和多個非開口區(qū)；形成多個彩色濾光片，所述多個彩色濾光片分別設(shè)置于所述基板的所述開口區(qū)內(nèi)，且 所述彩色濾光片彼此互不接觸；形成多個遮光層，分別設(shè)置于所述基板的所述非開口區(qū)內(nèi)；以及形成多個平坦輔助層，至少設(shè)置于所述基板的部分非開口區(qū)的遮光層上，且使所述平 坦輔助層的表面與所述彩色濾光片的表面大體上齊平。
7.如權(quán)利要求6所述的液晶顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于， 所述方法還包括設(shè)置一共通電極層在所述彩色濾光片上，以及設(shè)置一液晶配向膜在所述 共通電極層上。
8.如權(quán)利要求7所述的液晶顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于， 形成所述平坦輔助層的步驟，還包括涂布一感光材料在所述開口區(qū)及所述非開口區(qū)上；利用一灰階光罩對所述感光材料進行一曝光和顯影制程，以形成所述平坦輔助層和多 個光阻間隔物，所述光阻間隔物的表面高于所述平坦輔助層的表面。
9.如權(quán)利要求7所述的液晶顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于， 形成所述平坦輔助層的步驟，還包括涂布一感光材料在所述開口區(qū)及所述非開口區(qū)上；利用一灰階光罩對所述感光材料進行一曝光和顯影制程，以形成所述平坦輔助層和多 個配向凸塊，所述配向凸塊的表面高于所述平坦輔助層的表面。
10.如權(quán)利要求7所述的液晶顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于， 形成所述平坦輔助層的步驟，還包括涂布一感光材料在所述開口區(qū)及所述非開口區(qū)上，所述非開口區(qū)包括多個第一非開口 區(qū)及多個第二非開口區(qū)；以及利用一灰階光罩對所述感光材料進行一曝光和顯影制程，以在所述第一非開口區(qū)與所 述第二非開口區(qū)形成所述遮光層，以及在所述第一非開口區(qū)的遮光層上形成所述平坦輔助 層，所述第一非開口區(qū)的面積大于所述第二非開口區(qū)的面積，且所述平坦輔助層的表面高 于所述遮光層的表面。
全文摘要
一種液晶顯示器的彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)及其制作方法。彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)包括一基板、彩色濾光片、遮光層以及平坦輔助層?；迳隙x有開口區(qū)和非開口區(qū)，且彩色濾光片位于開口區(qū)內(nèi)，遮光層位于非開口區(qū)內(nèi)。平坦輔助層至少設(shè)置于基板的部分非開口區(qū)的遮光層上，且平坦輔助層的表面與彩色濾光片的表面大體上齊平。彩色濾光片基板結(jié)構(gòu)的制作方法包括利用原有的遮光層、光阻間隔物或配向凸塊制程的其中之一以形成平坦輔助層。本發(fā)明有效改善液晶配向膜涂布的均勻度，同時無須增加額外的制程或成本。
文檔編號G02F1/1335GK102129136SQ201010042849
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月20日
發(fā)明者劉昱辰, 劉晏綺 申請人:中華映管股份有限公司, 深圳華映顯示科技有限公司