专利名称：涂布装置和彩色滤光片制造方法
技术领域：
本发明是关于一种用于制造彩色滤光片的涂布装置，还关于一 种采用该涂布装置的彩色滤光片制造方法。
背景技术：
液晶显示装置是一种被动式显示装置，为达到彩色显示的效果，
需要为其提供一彩色滤光片(Color Filter, CF)，其作用是将通过的 白光转化为红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色光束，并配合薄膜晶体管(Thin Film Transistor, TFT)层及其间的液晶等其它元件以达成显示不同色 彩影像的效果。
请参阅图1,是一种现有技术的彩色滤光片的示意图。该彩色 滤光片1包括 一玻璃基底10、 一位于该玻璃基底IO上的黑矩阵 11、位于黑矩阵11之间的着色层12、设置在着色层12表面的透明 保护层13和设置在透明保护层13表面的透明导电层14。该着色层 12由RGB三种着色单元组成，其材质为颜料(pigment)或染料(dye)。
重复规则排列该三种着色单元在该玻璃基底10上以分别透过 RGB三原色光，阻挡其它波长的光透过。该黑矩阵11设置在该三 着色单元之间，其作用是遮断透过三着色单元间的光线，防止光线 泄漏且阻止着色材质混合。透明保护层13是为使得彩色滤光片表面 平坦化而设置。而透明导电层14则与一 TFT数组(图未示)配合控制 该着色层12各着色单元的光线透过多少以显示不同的颜色。
请参阅图2，是图1所示彩色滤光片1的制造方法的流程图， 主要包括以下步骤提供一玻璃基底IO(步骤Sl);形成黑矩阵11 在该玻璃基底10上(步骤S2);涂布第一颜色光阻层在该玻璃基底 10上(步骤S3);对第一颜色光阻层曝光显影形成第一颜色着色层 (步骤S4);涂布第二颜色光阻层在该玻璃基底10上(步骤S5);对
第二颜色光阻层曝光显影形成第二颜色着色层(步骤S6);涂布第三 颜色光阻层在该玻璃基底10上(步骤S7);对第三颜色光阻层曝光 显影形成第三颜色着色层(步骤S8);形成透明保护层13在该着色层 12表面(步骤S9);形成透明导电层14在该透明保护层13表面(步 骤SIO)。
请参阅图3,是图2'中光阻涂布步骤中采用的涂布装置的示意 图。该光阻涂布装置20包括一承载机台21及一喷嘴(Nozzle ) 22。 该承载机台21可相对于该喷嘴22移动，且其包括一承载面211， 该承载面211用于承载该玻璃基底10。再请一并参阅图4，该喷嘴 22包括一光阻液容置腔(图未示)及一位于该光阻液容置腔一端的光 阻液喷射口 222。该光阻液喷射口 222为一狭长的开口 。该喷嘴22 相对于该承载面211设置，该光阻液喷射口 222朝向该承载面211。 涂布光阻时，该形成有黑矩阵的玻璃基底放置在该承载机台21上， 光阻液从该光阻液喷射口 222射出，该承载机台21相对于该喷嘴 22移动，从而使光阻液均匀涂布到该形成有黑矩阵的玻璃基底上。
但是，该彩色滤光片制造须重复进行涂布光阻、曝光显影各三 次，制造步骤多、效率低。且该制造需要三组机台，成本较高。
发明内容
为解决上述用于彩色滤光片制造的涂布装置成本较高的问题， 有必要提供一种可以降低成本的用于彩色滤光片制造的涂布装置。
还有必要提供采用该涂布装置的彩色滤光片制造方法。
一种涂布装置，其包括一承载机台和一喷嘴装置，该承载机台 用于承载待涂布的基底，该喷嘴装置对应于该承载机台设置，该喷 嘴装置包括与承载机台相对的三列喷射口 ，该三列喷射口分别与欲 制造的彩色滤光片的不同颜色的着色单元对应，该三列喷射口在该 喷嘴装置长度方向上的投影依序间隔排列。
使用上述涂布装置的一种彩色滤光片的制造方法，其步骤包括 提供一基底；该基底上形成一黑矩阵；将该形成有黑矩阵的基底放 置在一承载机台上，该承载机台上方对应该基底的一喷嘴装置内可
分别盛装三种不同颜色的光阻液，并由喷嘴装置的三列喷射口分别 将所述三种颜色光阻液喷射涂布在该形成有黑矩阵的基底上，以形 成由三种不同颜色的着色层。
与现有技术相比，由于本发明涂布装置及彩色滤光片制造方法 中应用的该喷嘴装置包括与承载机台相对的三列喷射口 ，且该三列 喷射口分别与欲制造的彩色滤光片的不同颜色的着色单元对应，该 三列喷射口在该喷嘴装置的长度方向上的投影依序间隔排列，因此 将不同颜色的光阻液盛装于喷嘴装置内并分别由该三列喷射口喷射 出即可，故可通过该涂布装置一次形成间隔分布的三种颜色的着色 层，无须重复涂布、重复曝光显影。因此可简化制造步骤，提高效 率，并且该制造只需要一组机台，可降低制造成本。
图1是现有技术的彩色滤光片的示意图。
图2是图1所示彩色滤光片制造方法的流程图。
图3是图2中光阻涂布步骤中采用的涂布装置的示意图。
图4是图3所示涂布装置中喷嘴的另一视角的示意图。
图5是本发明涂布装置第一实施方式的示意图。
图6是图5所示涂布装置的喷嘴的另一视角的放大示意图。
图7是本发明彩色滤光片的示意图。
图8是本发明彩色滤光片的制造流程图。
图9是本发明涂布装置第二实施方式的喷嘴的示意图。
图IO是图9所示喷嘴的另一视角的示意图。
图ll是图10所示喷嘴的动作示意图。
具体实施例方式
请参阅图5,是本发明涂布装置第一实施方式的示意图。该涂 布装置40包括一喷嘴装置48、 一承载机台44及二支架45。该二支 架45分别设置在该承载机台44的两侧，该喷嘴装置48设置在该承 载机台44上方，并由该二支架45支撑，该承载机台44相对该二支
架45及喷嘴装置48可移动。
该承载机台44包括一承载面441,该承栽面441用于承载彩色 滤光片3，该承载面441可相对于该喷嘴装置48水平移动，且移动 过程中该喷嘴装置48与承载面441之间的间距保持不变。
请一并参阅图6，是该喷嘴装置48的另 一视角的放大示意图。 该喷嘴装置48包括相互平行且相邻设置的长条状的第一喷嘴41、 第二喷嘴42及第三喷嘴43。该第一、第二及第三喷嘴41、 42、 43 分别包括一容置腔(图未示)及与该容置腔相连的喷涂面411、 421及 431，该喷涂面411、 421及431与该承载机台44的承载面441相对 且平行，该喷涂面411、 421及43 1分别包括具 一 定间距且均勻分布 的多个第一、第二及第三喷射口 412、 422及432。
该多个第一、第二、第三喷射口 412、 422、 432均为大小相同 的矩形口。该相互平行且相邻设置的第一喷嘴41、第二喷嘴42及 第三喷嘴43的该第 一 、第二、第三喷射口 412、 422、 432在该喷嘴 装置48长度方向上的投影依序间隔排列，即在该喷嘴装置48长度 方向上的该第一、第二、第三喷射口 412、 422、 432的投影的中心 线相互均至少隔一喷射口的宽度。
该第一、第二、第三喷嘴41、 42及43的容置腔分别装有不同 颜色的光阻液。由该第一、第二、第三喷射口 412、 422、 432射出 的光阻液的宽度与欲制造的彩色滤光片的着色单元的宽度相对应， 且该第一、第二、第三喷射口412、 422、 432分别对应欲制造的彩 色滤光片的红、绿、蓝三种不同颜色的着色单元。
该第一、第二及第三喷嘴41、 42、 43的长度方向上该第一、第 二、第三喷射口 412、 422、 432之间的间距可调节，以适用于制造 不同规格的彩色滤光片3,该调节方式可有多种，如调整该第一、 第二、第三喷嘴41、 42及43固定位置而调整该第一、第二、第三 喷射口 412、 422、 432之间的间距，或更换第一喷嘴41、第二喷嘴 42及第三喷嘴43的喷涂面411、 421及431而实现调整该第一、第 二、第三喷射口 412、 422、 432的大小及之间的间距，或更换不同 规格的喷嘴41、 42及43等等。
在彩色滤光片3的制造中，形成着色单元的过程可采用上述涂 布装置一步形成。
请参阅图7，是本发明彩色滤光片3的示意图。该彩色滤光片3 包括 一基底30、 一位于该基底30上的黑矩阵31、位于黑矩阵31 之间的着色层32、设置在着色层32表面的透明保护层33及设置在 透明保护层33表面的透明导电层34。其中，该着色层32由红、蓝、 绿三种着色单元组成，且该红、蓝、绿三种着色单元间隔分布。
请参阅图8，是采用上述涂布装置40制造彩色滤光片3的流程 图，该制造方法步骤如下
(521) 提供一基底30;
该基底30作为其它元件的载体，其常为玻璃，且是碱离子浓度 较j氐的玻璃或无碱玻璃。
(522) 形成黑矩阵31;
清洗该基底30 ，采用业界所知方式，如; 走转涂布法(spin coating) 或非旋转涂布法(spinless coating)在该基底30上涂布厚度均匀的黑 色树脂层，低压干燥该黑色树脂层以除去部份溶剂，软烤以进一步 除去剩余溶剂。
利用光罩对该黑色树脂层曝光。曝光常采用紫外光。该黑色树 脂为感光树脂，经紫外光照射后，改变原有化学性质，针对负型感 光树脂，使照射区域与非照射区域在显影液中的溶解速率产生极大 差别，显影液将被紫外光照射的易溶区域溶解，达成显影目的，在 基底30上形成黑矩阵31。显影后硬烤该基底除去残余显影液与清 洗液。该黑矩阵31还可采用CrOx/Cr薄膜形成，在该CrOx/Cr薄膜 上覆盖一正型光阻材质层，经紫外光照射后，显影液将未被紫外光 照射的易溶区域溶解，之后再经蚀刻制造，形成黑矩阵31。
(523) —次涂布形成着色层32;
将形成有黑矩阵31的基底设置在该涂布装置40的承载机台44 上，该承载机台44承载该基底相对于该喷嘴41、 42及43移动，该 喷嘴41、 42及43分别喷射出红、绿、蓝三种颜色的光阻涂布在该 形成有黑矩阵31的基底上，因为该第一、第二、第三喷嘴41、 42
及43的容置腔分别装有不同颜色的光阻液，该第一、第二、第三喷 射口 412、 422、 432射出的光阻液的宽度与欲制造彩色滤光片的着 色单元的宽度相对应，故可以通过该光阻涂布装置40 —次形成间隔 分布的具有红、绿、蓝的三种颜色直条式(Strip)着色层32。
上述为直条式着色层32，若要形成岛状(Island)形式的着色层 32也在上述涂布制造上，再进一步曝光显影即可。
(524) 形成透明保护层33;
在该具有红、绿、蓝三种颜色的着色层32上形成该透明保护层33。
(525) 形成透明导电层34;
在该透明保护层33上形成透明导电层34，该透明导电层34的 材质通常为氧化铟锡(Indium Tin Oxide， ITO)或氧化铟锌(Indium Zinc Oxide, IZ0)。采用賊镀法，在真空腔体内施加电场，使氩(Argon, Ar)气产生弧光放电，氩离子(Ar+)在电场内将获得动能并冲击到产 生电场的阴极板上氧化铟锡或氧化铟锌乾材表面，使氧化铟锡或氧 化铟锌賊镀至基底表面而堆积成膜，并加装磁极让磁力线平行于阴 极表面使氩离子冲撞阴极靶材的次数大为增加，即使在低放电气体 压力下也能够在低温环境下镀氧化铟锡或氧化铟锌膜。至此，形成 该彩色滤光片3 。
与现有技术相比，由于本发明涂布装置40及其用于制造彩色滤 光片3制造方法中应用了相互平行且相邻设置的第一喷嘴41、第二 喷嘴42及第三喷嘴43，该第一、第二及第三喷嘴41、 42及43的 与该承载机台44的承载面441相对的喷涂面411上分别设置有具一 定间距且均匀分布的多个第 一、第二及第三喷射口 412、 422、 432， 且该第一、第二、第三喷射口 412、 422、 432在该喷嘴装置48长度 方向上的投影依序间隔排列，也因该第一、第二、第三光阻液容置 腔分别装有不同颜色的光阻液，该第一、第二、第三光阻液喷射口 412、 422、 432射出的光阻液的宽度与欲制造的彩色滤光片的着色 单元的宽度相对应，故可通过该光阻涂布装置40 —次形成间隔分布 的具有红、绿、蓝三种颜色的着色层32，即无须重复涂布、重复曝
光显影。因此，可简化制造步骤，提高效率，并且该制造只需要一 组才几台，可降低制造成本。
请参阅图9，是本发明涂布装置第二实施方式的喷嘴装置的示 意图，本实施方式与第一实施方式不同之处在于本实施方式涂布 装置的喷嘴装置51由一个喷嘴构成，该喷嘴包括一容置槽(图未示)， 该容置槽由二隔板512间隔形成第一容置腔513、第二容置腔515 及第三容置腔517,该第一、第二及第三容置腔513、 515、 517互 不相通。
请一并参阅图10，是该喷嘴装置51另一视角的示意图。由一 个喷嘴构成的该喷嘴装置51包括与该承载机台(图未示)的承载面 (图未示)相对的喷涂面511，该喷涂面511也被该隔板512间隔开形 成第一、第二及第三单元喷涂面521、 531、 541。该第一、第二及 第三单元喷涂面521、 531、 541分别与该第一、第二及第三容置腔 513、 515、 517对应。该第一单元喷涂面521包括具一定间距且均 匀分布的一列多个第一喷射口 522，该第二单元喷涂面531包括具 一定间距且均匀分布的一列多个第二喷射口 532，该第三单元喷涂 面541包括具一定间距且均匀分布的一列多个第三喷射口 542。
请一并参阅图11,本发明涂布装置的第二实施方式的动作示意 图。该多个第一、第二、第三喷射口 522、 532、 542均为大小相同 的矩形口。该第一、第二、第三喷射口 522、 532、 542在喷嘴装置 51长度方向上的投影依序间隔排列。该第一、第二、第三容置腔513、 515、 517分别装有不同颜色的光阻液，即不同颜色的光阻液分别由 第一、第二、第三单元喷涂面521、 531、 541的第一、第二、第三 喷射口 522、 532、 542喷射而出。由该第 一、第二、第三喷射口 522、 532、 542射出的光阻液的宽度与欲制造彩色滤光片的着色单元的宽 度相对应，且该第一、第二、第三喷射口 522、 532、 542分别对应
欲制造彩色滤光片的红、绿、蓝三种不同颜色的着色单元。
在彩色滤光片的制造中，形成着色单元的过程可采用上述涂布 装置一步形成。
采用本实施方式的涂布装置制造彩色滤光片的制造方法与第一实施方式的彩色滤光片的制造方法基本相同。
但是，本发明涂布装置并不限于上述实施方式所述，该喷嘴装 置也可由二喷嘴构成，该二喷嘴相互平行且相邻设置在该承载机台 上方，其中一个喷嘴具有一容置腔及一喷涂面，该喷涂面上设置有 一列具一定间距且均匀分布的多个喷射口 。另一个喷嘴包括互不相 同的二容置腔及与该二容置腔对应的二单元喷涂面，每一单元喷涂
面设置有一列具一定间距且均匀分布的多个喷射口 。上述三列多个 喷射口在长度方向上的投影依序间隔排列。该涂布装置也可应用于 涂布其它一次性形成多颜色的物体，也可依据需求遵照上述规律设 置多个列喷射口 。
权利要求
1.一种涂布装置，其包括一承载机台和一喷嘴装置，该承载机台用于承载待涂布的基底，该喷嘴装置对应于该承载机台设置，其特征在于该喷嘴装置包括与承载机台相对的三列喷射口，该三列喷射口分别与欲制造彩色滤光片的不同颜色的着色单元对应，该三列喷射口在该喷嘴装置长度方向上的投影依序间隔排列。
2. 如权利要求1所述的涂布装置，其特征在于该喷嘴装置进 一步包括三喷涂面及与该喷涂面对应的三容置腔，该每一列喷射口 设置在该每一喷涂面上。
3. 如权利要求2所述的涂布装置，其特征在于每一个喷涂面 的喷射口等间距分布在该喷涂面上。
4. 如权利要求2所述的涂布装置，其特征在于该喷嘴装置具 有一容置槽，该容置槽由二隔板分割为所述的三容置腔。
5. 如权利要求4所述的涂布装置，其特征在于该三喷涂面一 体成型。
6. 如权利要求2所述的涂布装置，其特征在于与该三喷涂面 对应的该三容置腔相互分离。
7. 如权利要求1所述的涂布装置，其特征在于该喷射口的宽 度与欲制造的彩色滤光片的着色单元的宽度相对应。
8. 如权利要求1至7中任意一项所述涂布装置的彩色滤光片制 造方法，其包括如下步骤提供一基底； 该基底上形成一黑矩阵；将该形成有黑矩阵的基底放置在一承载机台上，该承载机台上 方对应该基底的一喷嘴装置内可分别盛装三种不同颜色的光阻液， 并由喷嘴装置的三列喷射口分别将所述三种颜色光阻液喷射涂布在 该形成有黑矩阵的基底上，以形成由三种不同颜色的着色层。
9. 如权利要求8所述的彩色滤光片制造方法，其特征在于形 成的该着色层呈直条形状。
10.如权利要求9所述的彩色滤光片制造方法，其特征在于进一步包括一曝光显影步骤，以形成岛状形状的着色层。
全文摘要
本发明涉及一种涂布装置，其包括一承载机台和一喷嘴装置，该承载机台用于承载待涂布的基底，该喷嘴装置对应于该承载机台设置，该喷嘴装置包括与承载机台相对的三列喷射口，该三列喷射口分别与欲制造的彩色滤光片的不同颜色的着色单元对应，该三列喷射口在该喷嘴装置长度方向上的投影依序间隔排列。本发明的涂布装置可以简化制造步骤，提高效率。本发明还提供一种采用上述涂布装置的彩色滤光片制造方法。
文档编号G03F7/20GK101105632SQ200610061608
公开日2008年1月16日 申请日期2006年7月12日 优先权日2006年7月12日
发明者黄君斌 申请人:群康科技(深圳)有限公司;群创光电股份有限公司