用半色調(diào)掩膜改善畫素端差高度的彩色濾光片制造方法
【專利摘要】本發(fā)明是用半色調(diào)掩膜改善畫素端差高度的彩色濾光片制造方法，包括1）在基板上涂覆黑色矩陣材料；2）用半色調(diào)掩膜對材料進行曝光、顯影、高溫烘烤固化，形成四區(qū)域，第一~三區(qū)域形成具有高度差的凸字型黑色矩陣圖案，并保留在基板上；3）在基板上的四區(qū)域上涂覆彩膜；4）對彩膜進行曝光、顯影、固化，形成所需的彩膜圖案，該圖案位于所述的第一、第三、第四區(qū)域上，重復三次；5）所有的彩色膜層形成后濺度透明導電層ITO；6）在基板上涂覆一層透明絕緣材料層；7）對的基板全面進行一次曝光、顯影、固化，形成所需要高度的PS層，做為支撐LCD兩層基板之間Gap的共用柱子。優(yōu)點：無需更改材料，提高了生產(chǎn)效率，減化了生產(chǎn)流程。
【專利說明】用半色調(diào)掩膜改善畫素端差高度的彩色濾光片制造方法

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種利用半色調(diào)掩膜(Half Tone Mask)改善畫素端差(牛角)高度的彩色濾光片制造方法，屬于顯示器濾光片生產(chǎn)【技術(shù)領域】。

【背景技術(shù)】
[0002]彩色濾光片(Colour Filter)的結(jié)構(gòu)包含玻璃基板、黑色矩陣、彩色層、ITO導電膜層、PS層。為防止彩色像素和底層黑色矩陣BM之間漏光，設計時彩色像素和黑色矩陣BM之間有合適重疊量，即Overlay，此處由于光阻量多于像素其它部位，高度也比像素其它部位高，通常叫端差(牛角)，如圖1所示，TN產(chǎn)品對于像素上的端差(牛角)要求很高，如果端差(牛角)很高就會影響PI摩擦不能形成統(tǒng)一的溝槽，在像素邊緣端差(牛角)處的液晶分子就不能很好配方，像素邊緣就會產(chǎn)生漏光現(xiàn)象。所以控制端差(牛角)高度在合理范圍內(nèi)非常重要。目前有通過更改光阻材料對溫度的敏感性來實現(xiàn)，也有通過采用半色調(diào)掩膜(Half Tone Mask)透光量不同來實現(xiàn)改善像素端差(牛角)的。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中彩膜基板的制造方法，包括如下工藝步驟:
1)在玻璃基板上涂覆黑色矩陣材料，采用普通MASK構(gòu)圖工藝形成一層邊緣和中間高度一樣的黑色矩陣圖案；
2)在步驟I)后的玻璃基板上依次涂覆η層所需要的彩色膜層材料，按照構(gòu)圖工藝形成所需要的η種彩色圖案邊緣重疊在黑色矩陣邊緣的所需彩色圖案。
[0004]由于黑色矩陣邊緣和中間一樣高，彩色圖案又疊加在上面，導致重疊部分比彩色畫素中間高很多。致使后面PI層磨擦的溝槽不一樣，影響液晶扭曲角，不能很好擋光，最后成品IXD畫素邊緣產(chǎn)生漏光現(xiàn)象。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出的是一種用半色調(diào)掩膜改善畫素端差高度的彩色濾光片制造方法，其目的旨在通過控制端差高度在合理范圍內(nèi)，解決因為端差太高所引起的PI摩擦不均導致液晶配向不良及引發(fā)的畫素邊緣漏光現(xiàn)象。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:用半色調(diào)掩膜改善畫素端差高度的彩色濾光片制造方法，包括如下工藝步驟:
1)在玻璃基板上涂覆黑色矩陣材料；
2)用半色調(diào)掩膜對此黑色矩陣材料進行一次曝光、顯影、高溫烘烤固化，形成第一、第二、第三三個區(qū)域，第一、第三區(qū)域的黑色矩陣材料部分被剝離去，部分被保留在基板上，第二區(qū)域的黑色矩陣材料被完全保留在基板上；第一、第二、第三區(qū)域連接在一起，形成兩邊低中間高，具有一定高度差的凸字型黑色矩陣圖案被保留在基板上；對上述所涂覆的黑色矩陣材料進行的一次曝光、顯影、高溫烘烤固化，還形成第四區(qū)域，第四區(qū)域的黑色矩陣材料層被剝離去；
3)對上述保留有凸字型黑色矩陣的基板上的第一、第二、第三、第四區(qū)域再涂覆第一層彩色膜層材料；
4)對上述所涂覆的第一層彩膜基板的第四區(qū)域進行曝光、顯影、固化，被保留的第一層彩膜形成所需要的第一彩膜圖案，此圖案位于上所述的第一、第三、第四區(qū)域上；
5)在上述所形成的第一層彩膜基板上的第一、第二、第三、第四區(qū)域涂覆第二層彩色膜層；
6)對上述所涂覆的第二層彩膜的第四區(qū)域進行曝光、顯影、固化，被保留的第二層彩膜形成所需要的第二彩膜圖案，此圖案位于上所述的第一、第三、第四區(qū)域上；
7)在上述所形成的第二層彩膜的基板上的第一、第二、第三、第四區(qū)域涂覆第三層彩色膜層；
8)對上述所涂覆的第三層彩膜的第四區(qū)域進行曝光、顯影、固化，被保留的第三層彩膜形成所需要的第三彩膜圖案，此圖案位于上所述的第一、第三、第四區(qū)域上；
9)在所有的彩色膜層形成后，在形成的所有彩膜圖案和黑色矩陣上面濺度透明導電層ITO做為公共電極；
10)在上述濺度過透明導電層ITO的基板上再涂覆一層透明絕緣材料層；
11)對上述基板全面進行一次曝光、顯影、固化，形成所需要的一定高度的PS層，做為支撐LCD兩層基板之間Gap的共用柱子；
12)完成彩色濾光片的制造。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點:本發(fā)明通過一次曝光顯影膜固化，同時形成具有一定高度差的凸字型黑色矩陣圖案，使后繼依次成形的彩色圖案邊緣重疊在凸形圖案的左右兩邊，實現(xiàn)了降低端差(黑色矩陣和彩色層邊緣重疊部分)的高度功能；解決了因為端差太高引起的PI摩擦不均導致液晶配向不良，引發(fā)的LCD畫素邊緣漏光現(xiàn)象；更改了以往只能通過更改材料，生產(chǎn)工藝方法降低端差方法，節(jié)省了采購新材料帶來一系列的工作流程，提高了生產(chǎn)效率，而生產(chǎn)線也不需要因產(chǎn)品材料不同而重新增加產(chǎn)品工藝，大大降低了產(chǎn)品風險系數(shù)，本方案制造工藝簡單，提高生產(chǎn)效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為現(xiàn)有技術(shù)制造的彩色濾光片的端差高度示意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明制造的彩色濾光片的端差高度示意圖。
[0010]圖3a?圖3c為本發(fā)明黑色矩陣形成凸形圖案的制造方法示意圖。
[0011]圖4為本發(fā)明實施例中三種彩膜圖形完全形成的彩膜示意圖。

【具體實施方式】
[0012]為使本方案要解決的問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明了，下面將結(jié)合附圖及實施例進行詳細闡述。
[0013]如圖2所示，本發(fā)明用半色調(diào)掩膜改善畫素端差高度的彩色濾光片制造方法，包括如下工藝步驟:
1)在玻璃基板上涂覆黑色矩陣材料；
2)用半色調(diào)掩膜對此黑色矩陣材料進行一次曝光、顯影、高溫烘烤固化，形成第一、第二、第三三個區(qū)域，第一、第三區(qū)域的黑色矩陣材料部分被剝離去，部分被保留在基板上，第二區(qū)域的黑色矩陣材料被完全保留在基板上；第一、第二、第三區(qū)域連接在一起，形成兩邊低中間高，具有一定高度差的凸字型黑色矩陣圖案被保留在基板上；
對上述所涂覆的黑色矩陣材料進行的一次曝光、顯影、高溫烘烤固化，還形成第四區(qū)域，第四區(qū)域的黑色矩陣材料層被完全剝離去；
3)對上述保留有凸字型黑色矩陣的基板上的第一、第二、第三、第四區(qū)域再涂覆第一層彩色膜層材料；
4)對上述所涂覆的第一層彩膜基板的第四區(qū)域進行曝光、顯影、固化，被保留的第一層彩膜形成所需要的第一彩膜圖案，此圖案位于上所述的第一、第三、第四區(qū)域上；
5)在上述所形成的第一層彩膜基板上的第一、第二、第三、第四區(qū)域涂覆第二層彩色膜層；
6)對上述所涂覆的第二層彩膜的第四區(qū)域進行曝光、顯影、固化，被保留的第二層彩膜形成所需要的第二彩膜圖案，此圖案位于上所述的第一、第三、第四區(qū)域上；
7)在上述所形成的第二層彩膜的基板上的第一、第二、第三、第四區(qū)域涂覆第三層彩色膜層；
8)對上述所涂覆的第三層彩膜的第四區(qū)域進行曝光、顯影、固化，被保留的第三層彩膜形成所需要的第三彩膜圖案，此圖案位于上所述的第一、第三、第四區(qū)域上；
9)在所有的彩色膜層形成后，在形成的所有彩膜圖案和黑色矩陣上面濺度透明導電層ITO做為公共電極；
10)在上述濺度過透明導電層ITO的基板上再涂覆一層透明絕緣材料層；
11)對上述基板全面進行一次曝光、顯影、固化，形成所需要的一定高度的PS層，做為支撐LCD兩層基板之間Gap的共用柱子；
12)完成彩色濾光片的制造。
[0014]本方案通過對黑色矩陣形特殊設計曝光，一次性形成凸形圖案，徹底解決了黑色矩陣層和彩色層邊緣重疊部分與彩色圖案中間高度差偏大問題，生產(chǎn)制造工藝簡單，提高了生產(chǎn)效率。
實施例
[0015]下面結(jié)合具體實施例和圖3a?圖3c對本說明的制造方法進行具體介紹。
[0016]本發(fā)明具體是在用半色調(diào)掩膜使黑色矩陣邊緣形成特殊的凸型，然后彩色層依次形成在基板上。具體包括如下工藝步驟:
1)如圖3a所示，在基板300上涂覆黑色矩陣材料層301；
2)如圖3b所示，用半色調(diào)掩膜302(部分透過功能不一樣的)對涂覆黑色矩陣材料層301進行曝光，在基板300上形成完全被除去區(qū)域，部分保留區(qū)域和完全保留區(qū)域，其中部分保留區(qū)域為第一、第三區(qū)域，第二部分完全保留區(qū)域、第四部分為完全被除去區(qū)域；
3)如圖3c所示，對步驟2)中用半色調(diào)掩膜302曝光過的基板進行顯影操作，部分保留疊加區(qū)域303、完全保留區(qū)域304、完全被除去區(qū)域305黑色矩陣均形成在基板上，形成凸型黑色矩陣；
4)在已形成凸型黑色矩陣基板上涂覆第一層彩色膜層；
5)用掩模板對上述基板進行曝光，形成完全除去區(qū)域和被保留區(qū)，接著進行顯影操作，完全被保留區(qū)域邊緣搭在凸型黑色矩陣邊緣，形成所需要圖案保留在基板上，完全被除去區(qū)域被從基板上剝離掉；
6)在已形成凸型黑色矩陣基板上和第一層彩膜基板上涂覆第二層彩色膜層；
7)用掩模板對上述基板進行曝光，形成完全除去區(qū)域和被保留區(qū)，接著進行顯影操作，完全被保留區(qū)域邊緣搭在凸型黑色矩陣邊緣形成所需要圖案保留在基板上，完全被除去區(qū)域被從基板上剝離掉；
8)在已形成凸型黑色矩陣基板上和兩層彩膜基板上涂覆第三層彩色膜層。
9)用掩模板對上述基板進行曝光，形成完全除去區(qū)域和被保留區(qū)，接著進行顯影操作，完全被保留區(qū)域邊緣搭在凸型黑色矩陣邊緣形成所需要圖案保留在基板上，完全被除去區(qū)域被從基板上剝離掉。如圖4所示，可以看到在基板300上形成有黑色矩陣，部分保留疊加區(qū)域303、完全保留區(qū)域304形成一定高度差，第一彩膜圖形305、第二彩膜圖形306、第三彩膜圖形307 ；
10)此后在所述所有的彩色膜層形成的基板上面濺度一層透明導電層ITO做為公共電極；
11)在上述濺度過透明導電層ITO的基板上再涂覆一層透明絕緣材料層；
12)對上述基板全面進行一次曝光、顯影、固化，形成所需要的一定高度的PS層，做為支撐LCD兩層基板之間Gap的共用柱子；
13 )至此上述流程結(jié)束，此種彩色濾光片的制造工作已全部完成。
【權(quán)利要求】
1.用半色調(diào)掩膜改善畫素端差高度的彩色濾光片制造方法，其特征是包括如下工藝步驟: 1)在玻璃基板上涂覆黑色矩陣材料； 2)用半色調(diào)掩膜對此黑色矩陣材料進行一次曝光、顯影、高溫烘烤固化，形成第一、第二、第三、第四四個區(qū)域，其中第一、第三區(qū)域的黑色矩陣材料部分被剝離去、部分被保留在基板上，第二區(qū)域的黑色矩陣材料被完全保留在基板上，第四區(qū)域的黑色矩陣材料被完全剝離去；第一、第二、第三區(qū)域連接在一起，形成兩邊低中間高，具有高度差的凸字型黑色矩陣圖案，該圖案被保留在基板上； 3)將保留在基板上的第一、第二、第三、第四區(qū)域上再涂覆第一層彩色膜層； 4)涂覆第一層彩膜的第四區(qū)域進行曝光、顯影、固化，被保留的第一層彩膜形成所需要的第一彩膜圖案，該圖案位于所述的第一、第三、第四區(qū)域上； 5)在步驟4)所形成的第一層彩膜基板上的第一、第二、第三、第四區(qū)域上涂覆第二層彩色膜層； 6)對步驟5)涂覆第二層彩膜的第四區(qū)域進行曝光、顯影、固化，被保留的第二層彩膜形成所需要的第二彩膜圖案，該圖案位于上所述的第一、第三、第四區(qū)域上； 7)在步驟6)所形成的第二層彩膜的基板上的第一、第二、第三、第四區(qū)域上涂覆第三層彩色膜層； 8)對步驟7)涂覆第三層彩膜的第四區(qū)域進行曝光、顯影、固化，被保留的第三層彩膜形成所需要的第三彩膜圖案，該圖案位于上所述的第一、第三、第四區(qū)域上； 9)所有的彩色膜層形成后，在形成的所有彩膜圖案和黑色矩陣上面濺度透明導電層ITO做為公共電極； 10)在步驟9)濺度過透明導電層ITO的基板上再涂覆一層透明絕緣材料層； 11)對步驟10)的基板全面進行一次曝光、顯影、固化，形成所需要有高度的PS層，做為支撐LCD兩層基板之間Gap的共用柱子； 12)完成彩色濾光片的制造。
【文檔編號】G02F1/1335GK104280805SQ201410517437
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】甄娟, 彭建中, 任慧, 郭景, 雷志剛, 尹翠芳 申請人:南京中電熊貓液晶材料科技有限公司