专利名称：彩色滤光片及其制造方法
技术领域：
本发明是有关于一种彩色滤光片及其制造方法。
背景技术：
液晶显示器为目前广泛使用的显示器，相较于阴极射线管显示器具有体积小、质量轻、厚度薄、耗电量低等优点。因此，成为近年来市场上的主流电子产品之一。液晶显示器主要由薄膜晶体管基板、彩色滤光片基板及位于两基板间的液晶分子层所构成。当电流通过薄膜晶体管时会产生电场变化，使液晶分子扭转。因此，可改变光线的偏极性，再利用偏光片来决定像素的明暗状态。以上述的明暗状态搭配发出不同色彩的像素便构成了液晶显示器的影像。其中，可藉由不同的电场驱动模式及配向层的结构，使中间的液晶分子在施加电场后产生不同的排列方式。一般来说，可分为扭转向列(Twisted Nematic ;TN)模式、 横向电场驱动 Gn-Plane Switching ；IPS)模式及多域配向(Multi-domain Vertical Alignment ；MVA)模式。上述扭转向列模式及横向电场驱动模式的液晶显示器的彩色滤光片基板上方可包含有光间隔物(photo spacer)及一层配向层。配向层是用以在不加电压的情况下使液晶分子平行于基板。一般而言，通常先在具有彩色滤光片的基板上形成光阻层再进行光学微影制程以形成光间隔物。接着，涂布配向层于光间隔物及彩色滤光片的基板上。然后，以刷磨(riAbing)方式在配向层上形成沟槽。然而，上述制程步骤较为繁杂，且浪费了部份的光阻材料。多域配向模式的液晶显示器的彩色滤光片基板可包含有光间隔物及配向层。但在此指的配向层是垂直配向的配向层，用以在不加电压的情况下使液晶分子垂直于基板。一般而言，通常是在具有彩色滤光片的基板上先形成光间隙物，然后再形成覆盖彩色滤光片及光间隙物的配向层。上述形成光间隙物及配向层的方式通常是以光学微影制程来制作， 因此制程复杂，制程耗费的时间也较长。然而，上述配向层的结构通常会影响到透光度。因此，需要一种制造彩色滤光片基板的方法，以期能改善上述问题。
发明内容
本发明之一目的是在提供一种彩色滤光片基板的制造方法，包含下列步骤。提供具有彩色滤光层的基材。在基材上方形成配向材料层。以一对象印压配向材料层，使对象的表面凹凸结构转印于配向材料层上，而形成配向结构层。配向结构层具有复数个间隔物以及复数个配向突起物，且每一间隔物的高度大于每一配向突起物的高度。然后，硬化配向结构层。作为可选的技术方案，该配向材料层的材质为光硬化型聚酰亚胺、热硬化型聚酰亚胺或上述的混合物。作为可选的技术方案，硬化该配向结构层步骤包含以紫外光照射该配向结构层。
作为可选的技术方案，硬化该配向结构层步骤包含加热该配向结构层。作为可选的技术方案，硬化该配向结构层的步骤包含硬化该复数个间隔物以及该复数个配向突起物，其中硬化的每一间隔物的高度为2至10 μ m，且硬化的每一配向突起物的高度为0. 1至1 μ m。作为可选的技术方案，硬化的每一间隔物与硬化的每一配向突起物的高度比为20 至 100。作为可选的技术方案，提供具有该彩色滤光层的该基材的步骤包含形成遮光区于基板上，以定义该基板的复数个次像素区；形成该彩色滤光层于每一次像素区上；以及形成透明导电层覆盖该彩色滤光层以及该遮光区。作为可选的技术方案，该对象为滚轮，其表面具有雕刻结构。本发明之另一目的是在提供一种彩色滤光片，其包含基板、遮光区、彩色滤光层、 透明导电层以及配向结构层。遮光区设置于基板上，以定义基板的数个次像素区。彩色滤光层覆盖每一个次像素区。透明导电层位于遮光区以及彩色滤光层上。配向结构层包含数个间隔物以及数个配向突起物。间隔物接触透明导电层，且位于遮光区上方。配向突起物接触透明导电层，且位于彩色滤光层上方。每一间隔物以及每一配向突起物为相同的配向材料所制成。作为可选的技术方案，该复数个间隔物的高度为2至10 μ m，且该复数个配向突起物的高度为0. 1至Ιμπι。由上述可知，本制造方法以配向材料层进行压印制程，而可形成具有间隔物及配向突起物的配向结构层。由于不需经过光学微影制程，因此应用上述制造方法可使制程简化，并可节省制造成本。
图1Α-1Β绘示依照本发明一实施方式的彩色滤光片基板的各制程阶段剖面示意图。图2绘示依照本发明一实施方式的彩色滤光片基板的俯视示意图。
具体实施例方式以下将以图式揭露本发明的复数个实施方式，为明确说明起见，许多实际应用上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实际应用上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实际应用上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单示意的方式绘示之。本发明之一目的是在提供一种彩色滤光片基板的制造方法。图1Α-1Β绘示依照本发明一实施方式的彩色滤光片基板的各制程阶段剖面示意图。首先、提供具有彩色滤光层的基材110，如图IA所示。在一实施方式中，制作彩色滤光层的基材110的方法，可先在基板102上形成遮光区104，以定义基板102的数个次像素区10如。接着，在每一次像素区10 上形成彩色滤光层106。然后，形成透明导电层108 以覆盖彩色滤光层106以及遮光区104。上述遮光区104可呈矩阵形态，而彩色滤光层106可覆盖每一个次像素区10如。基板102可为玻璃基板、石英基板或具可挠性的塑料基板。遮光区104的材料可为金属材料与着色的黑色树脂。遮光区104的制作方法例如可先在基板102上形成一层遮光材料，然后使用光学微影蚀刻制程来形成遮光区104，以定义数个次像素区104a。彩色滤光层106可为含有颜料的树脂。在形成彩色滤光层106步骤中，可使用光学微影制程或印刷制程来制作，以在每一次像素区10 上形成彩色滤光层106。透明导电层108的材料例如可为氧化铟锡。可利用物理气相沉积法或化学气相沉积法来制作透明导电层108。在上述基材110上方形成配向材料层120，如图IA所示。例如可使用涂布方式来形成。配向材料可呈液态或胶态。材料中可包含光硬化型聚酰亚胺、热硬化型聚酰亚胺或上述的混合物。或者，也可以包含上述聚酰亚胺的前驱物。当上述材料经过紫外光照射方式或加热方式硬化后，可形成固态的聚酰亚胺。光硬化型聚酰亚胺或其前驱物例如可包含有羧酸基(carboxylic acid group)或酰胺基(amide group)的聚酰胺酸，藉由添加光起始剂后可在紫外光照射下硬化；热硬化型聚酰亚胺或其前驱物例如可为可溶性的聚酰亚胺或聚酰胺酸。上述材料可以加热方式来硬化。形成配向材料层120后，以一物件印压配向材料层120，使对象的表面凹凸结构转印于配向材料层120上，而形成配向结构层122，如图IB所示。配向结构层122具有数个间隔物12 以及数个配向突起物122b，且每一间隔物12 的高度大于每一配向突起物122b
的高度。上述对象可为表面具有凹凸结构的模具。对象表面的凹凸结构设计是相对于欲形成的间隔物12 及配向突起物122b的结构设计。例如，相对于欲形成间隔物12 或配向突起物122b的位置的对象位置可为不同深度的凹槽结构。在一实施方式中，对象例如可为表面具有雕刻结构的滚轮。因此，当滚轮表面接触配向材料层120后，可将滚轮上的雕刻结构转印至配向材料层120上，以形成配向结构层122。在完成印压步骤后，接着硬化上述的配向结构层122，而可形成硬化的间隔物 12 及配向突起物122b。可使用紫外光照射方式或加热方式来硬化配向结构层122。紫外光照射硬化相较于加热硬化，其制程时间较短。配向结构层122的材料可包含光硬化型聚酰亚胺、热硬化型聚酰亚胺或上述的混合物。上述硬化的间隔物12 可用以间隔两基板。 在一实施方式中，硬化的间隔物12 可设置于液晶显示器中的薄膜晶体管基板及彩色滤光片基板间，以保持两基板间的距离及控制液晶分子层的厚度。硬化的间隔物12 高度可为2至10 μ m。在一实施方式中，硬化的配向突起物122b可应用于多域配向型液晶显示器。硬化的配向突起物122b高度可为1 μ m以下。由于上述配向突起物的高度相较一般微影制程制作的配向突起物可更低，因此不影响透光度。每一硬化的间隔物12 对每一硬化的配向突起物122b的高度比可为20至100。本文中，「配向」的用语是指使液晶分子具有一定程度的排列方向。「配向材料层」 是指此材料层在硬化后，能够使液晶分子在其表面呈现特定的排列方式。例如，在MVA的态样中，液晶分子的长轴方向垂直于材料层的表面。「硬化的配向突起物」是指配向突起物在硬化后，因其几何形状及材料特性，使位于配向突起物表面的液晶分子以一定方式排列。例如，在MVA的态样中，配向突起物表面的液晶分子的长轴方向相对于液晶层的厚度方向呈现倾斜的状态。因此，当施加电场时，「硬化的配向突起物」可让液晶层中的局部液晶分子大致朝向某一方向倾斜。在一实施方式中，上述形成配向材料层120、印压配向材料层120以形成配向结构层122及硬化配向结构层122步骤可以利用滚轮设备及滚动条式(roll-to-roll)连续生产制程来实施。在一实施例中，基材110为可挠性的塑料基板，基板上形成有彩色滤光层 106。接着，在基材上涂布一层配向材料层120。然后，使用表面具有雕刻结构的滚轮来印压配向材料层120，以将雕刻结构转印至配向材料层120上，而形成配向结构层122。随后，将配向结构层122输送至紫外光照射区或加热区，以硬化配向结构层122，而形成硬化的间隔物12 及配向突起物122b。根据本发明上述的实施方式，由于不需经过光学微影制程，因此可缩短制程时间及降低制程成本。此外，在同一步骤中，同时形成液晶面板中所须的配向突起物以及间隔物。本发明的另一目的是在提供一种彩色滤光片基板。请参照图IB及图2。图2绘示依照本发明一实施方式的彩色滤光片基板的俯视示意图。如图IB所示，彩色滤光片基板包含基板102、遮光区104、彩色滤光层106、透明导电层108以及配向结构层122。配向结构层122包含有数个间隔物12 以及数个配向突起物122b。间隔物12 接触透明导电层108且位于遮光区104上方。配向突起物122b接触透明导电层108且位于彩色滤光层106上方。由于间隔物12 是位于遮光区104上方，因此不影响透光度。基板102可为玻璃基板、石英基板或塑料基板。遮光区104设置于基板102上，用以定义次像素区l(Ma。遮光区104可设计为矩阵形态，而未设置遮光区104的地方定义为次像素区10如。遮光区104的材料可为金属及着色的黑色树脂。彩色滤光层106覆盖次像素区10如。彩色滤光层106中可包含红色光阻、绿色光阻、蓝色光阻或其它颜色光阻。透明导电层108设置于遮光区104及彩色滤光层106上。透明导电层108的材料可为氧化铟锡。配向结构层122包含数个间隔物12 及数个配向突起物122b。每一间隔物12 以及每一配向突起物122b为相同的配向材料所制成。配向材料例如可为光硬化型聚酰亚胺、热硬化型聚酰亚胺或上述的混合物。间隔物12 用以间隔两基板。间隔物12 的高度可约为2至10 μ m。在一实施方式中，硬化的配向突起物122b可应用于多域配向型液晶分子显示器。硬化的配向突起物12 高度可约为1 μ m以下。如图2所示，间隔物12 可位于遮光区104的矩阵交点的上方。配向突起物122b 可位于遮光区104及彩色滤光层106的上方，且呈弯折的条状。弯折的条状用以使液晶分子在空间上具有数个排列方向，以达到广视角的效果。综合上述，提供一种彩色滤光片基板及其制造方法。其中以配向材料层进行压印制程，而可形成具有间隔物及配向突起物的配向结构层。然后以紫外光照射或加热方式来硬化上述配向结构层。由于不需经过光学微影制程，因此应用上述制造方法具有制程简化、 节省制造时间及制造成本的优点。此外，由于配向突起物的高度为1 μ m以下，因此不会影响透光度，而可提高面板的亮度。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。
权利要求
1.一种彩色滤光片的制造方法，其特征在于包含 提供具有彩色滤光层的基材；形成配向材料层于该彩色滤光层上方；以一对象印压该配向材料层，使该对象的表面凹凸结构转印于该配向材料层上，而形成配向结构层，其中该配向结构层具有复数个间隔物以及复数个配向突起物，且每一间隔物的高度大于每一配向突起物的高度；以及硬化该配向结构层。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于该配向材料层的材质为光硬化型聚酰亚胺、热硬化型聚酰亚胺或上述的混合物。
3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于硬化该配向结构层步骤包含以紫外光照射该配向结构层。
4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于硬化该配向结构层步骤包含加热该配向结构层。
5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于硬化该配向结构层的步骤包含硬化该复数个间隔物以及该复数个配向突起物，其中硬化的每一间隔物的高度为2至10 μ m，且硬化的每一配向突起物的高度为0. 1至1 μ m。
6.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于硬化的每一间隔物与硬化的每一配向突起物的高度比为20至100。
7.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于提供具有该彩色滤光层的该基材的步骤包含形成遮光区于基板上，以定义该基板的复数个次像素区； 形成该彩色滤光层于每一次像素区上；以及形成透明导电层覆盖该彩色滤光层以及该遮光区。
8.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于该对象为滚轮，其表面具有雕刻结构。
9.一种彩色滤光片，其特征在于包含 基板；遮光区，设置于该基板上，以定义该基板的复数个次像素区； 彩色滤光层，覆盖每一次像素区； 透明导电层，位于该遮光区以及该彩色滤光层上；以及配向结构层，覆盖该透明导电层，且该配向结构层包含 复数间隔物，接触该透明导电层，且位于该遮光区上方；以及复数配向突起物，接触该透明导电层，且位于该彩色滤光层上方； 其中每一间隔物以及每一配向突起物为相同的配向材料所制成。
10.如权利要求9所述的彩色滤光片，其特征在于该复数个间隔物的高度为2至 10 μ m,且该复数个配向突起物的高度为0. 1至1 μ m。
全文摘要
本发明揭露一种彩色滤光片的制造方法。此制造方法包括以下步骤。提供具有彩色滤光层的基材。在基材上方形成配向材料层。以一对象印压配向材料层，使对象的表面凹凸结构转印于配向材料层上，而形成配向结构层。配向结构层具有数个间隔物以及数个配向突起物，且每一间隔物的高度大于每一配向突起物的高度。硬化配向结构层。在此亦揭露一种彩色滤光片。本发明的制造方法由于不需经过光学微影制程，可使制程简化，并可节省制造成本。
文档编号G02F1/1337GK102393543SQ201110369109
公开日2012年3月28日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者吴龙海, 郭真宽, 高健益 申请人:明基材料有限公司, 明基材料股份有限公司