专利名称：制作彩色滤光基板的方法
技术领域：
本发明涉及一种制作彩色滤光基板的方法。
背景技术：
薄膜晶体管液晶显示器(以下简称TFT-LCD)，主要是利用成矩阵状排列的薄膜晶体管，并配合适当的电容、转接垫等电子元件来驱动液晶像素，以产生丰富亮丽的图形。由于TFT-LCD具有外型轻薄、耗电量少以及无辐射污染等特性，因此被广泛地应用在笔记型计算机(notebook)、个人数字助理(PDA)等携带式信息产品上，甚至已有逐渐取代传统桌上型计算机的CRT监视器以及家用电视的趋势。
一般而言，TFT-LCD包括一薄膜晶体管基板，其上具有许多排列成阵列的薄膜晶体管、像素电极(pixel electrode)、多条互相垂直交错(orthogonal)的扫描线(scan or gate line)以及信号线(data or signal line)，一具有多个阵列排列的彩色滤光片(color filter)的彩色滤光基板，以及填充于薄膜晶体管基板与彩色滤光基板之间的液晶材料。其中，薄膜晶体管元件利用多道沉积、光刻暨蚀刻(PEP)工艺制作于薄膜晶体管基板表面，而彩色滤光片则是利用光刻工艺或是直接印刷技术制作于彩色滤光基板表面，使LCD的每一像素呈现丰富亮丽的颜色。
请参照图1至图6，图1至图6为现有制作一彩色滤光基板的方法示意图。如图1所示，首先提供一基板12，例如一透明的玻璃基板，然后依序形成一由铬(Cr)等材料所构成的无机层(inorganic film)14以及一由聚亚酰胺(polyimide)所构成的感光薄膜16于基板12表面。之后如图2所示，进行一图案转移工艺，利用一光掩模来对感光薄膜16进行一曝光显影工艺，以图案化感光薄膜16，并定义出各档墙(bank)18与凹槽20的位置。
如图3所示，接着利用图案化的感光薄膜16作为一硬屏蔽来对无机层14进行一蚀刻工艺，以去除未被图案化的感光薄膜16覆盖的区域，并于基板12上再次形成多个档墙18与多个凹槽20结构。随后再对基板12表面、各凹槽20与档墙18进行一表面处理。其中，档墙18与后续彩色滤光材料之间具有较高的化学亲和力(chemical affinity)，属于疏水性，而各凹槽20内的基板12表面与彩色滤光材料之间则具有较低的化学亲和力，属于亲水性。
如图4所示，然后利用一喷墨头22进行至少一喷墨工艺，以分别将具有红色浆料、绿色浆料以及蓝色浆料的彩色滤光材料24喷涂于各凹槽20中。接着如图5所示，涂布一遮盖层26于彩色滤光材料24与档墙18上，以使具有彩色滤光材料24的基板12表面平坦化。最后如图6所示，于遮盖层26表面再形成一由氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)或氧化铟锌(indium zincoxide，IZO)所构成的透明导电层28，进而完成一彩色滤光基板的结构。
然而现有在制作彩色滤光基板时，由于各材料间化学亲和力等特性的差异，喷涂于基板12表面的彩色滤光材料会产生表面平整度与形状不佳的缺点。为了改善此问题，现有技术于喷涂彩色滤光材料后再覆盖一遮盖层于彩色滤光材料表面，使彩色滤光材料的表面平坦化，进而形成图5所示的结构。然而，此结构虽可解决彩色滤光材料表面不平整的缺点，但却同时导致光利用率与穿透率的降低等问题。
发明内容
因此本发明的主要目的在于提供一种制作彩色滤光基板的方法，以解决上述现有彩色滤光基板制作完成后产生光利用率与穿透率降低等问题。
根据本发明的权利要求，其揭露一种制作彩色滤光基板的方法，首先提供一基板，然后形成一双层干膜(dry film)于该基板的一表面，且该双层干膜具有一上层与一下层，接着对该双层干膜进行一图案转移工艺，以定义出多个档墙与多个凹槽，随后将至少一彩色滤光材料设置于各该凹槽中，然后移除该双层干膜的该上层。
由于本发明先形成具有一上层与一下层的双层干膜于一基板表面，然后进行一图案转移工艺，以于双层干膜中定义出多个档墙与多个凹槽，接着于喷涂彩色滤光材料于各凹槽后移除双层干膜的上层，因此可有效改善现有制作彩色滤光基板时直接于黑色矩阵层与感光薄膜上进行平坦工艺而造成光利用率与穿透率降低的问题。
图1至图6为现有制作一彩色滤光基板的方法示意图。
图7至图14为本发明优选实施例制作一彩色滤光基板的示意图。
图15至图21为本发明另一实施例制作一彩色滤光基板的示意图。
简单符号说明12基板14无机层16感光薄膜18档墙20凹槽22喷墨头24彩色滤光材料26遮盖层28透明导电层 32基板34双层干膜36上层38下层40图案化光掩模42档墙44凹槽46表面处理48彩色滤光材料52基板54双层干膜56亲水层 58疏水层60图案化光掩模62档墙64凹槽68彩色滤光材料具体实施方式
请参照图7至图14，图7至图14为本发明优选实施例制作一彩色滤光基板的示意图。如图7所示，首先提供一基板32，例如一透明的玻璃基板，然后进行一薄片滚轮(lamination roller)工艺以形成一厚度约为2微米至6微米的双层干膜34于基板32的一表面上，且双层干膜34具有一上层36与一下层38。其中，双层干膜34可为有机材料或一般感旋旋光性的光致抗蚀剂材料所构成。
如图8所示，接着对双层干膜34进行一图案转移工艺，例如先提供一图案化光掩模40设置于双层干膜34上方，然后利用图案化光掩模40进行一曝光显影工艺，以于双层干膜34中定义出多个档墙42与多个凹槽44，如图9所示。其中，各凹槽44构成显示面板的一像素区，且该像素区的面积约为2×105平方微米至7×105平方微米。
此外，不局限于上述方法，图案转移工艺又可先形成一图案化屏蔽(图未示)于双层干膜34上，然后利用此图案化屏蔽(图未示)当作硬屏蔽来对双层干膜34进行一蚀刻工艺，以于双层干膜34中定义出多个档墙42与多个凹槽44，接着去除图案化屏蔽。
如图10所示，于形成档墙42与凹槽44之后，再对图案化的双层干膜34进行一表面处理46，例如一等离子体处理，且该些离子体处理包含氧气(O2)与四氟化碳(CF2)的混合物，用以将双层干膜34的上层36处理成一亲水层并将下层38处理成一疏水层，或将上层36处理成一疏水层并将下层38处理成一亲水层。
如图11所示，然后进行一喷墨(ink jet)工艺，将至少一彩色滤光材料48设置于各凹槽44中。其中，彩色滤光材料48可依产品规格与设计的不同，而包含红色浆料、绿色浆料与蓝色浆料等的彩色滤光材料。
如图12所示，接着对图案化的双层干膜34进行一固化(curing)工艺，例如一紫外光固化工艺。经由此固化工艺，本发明可有效控制红色、绿色以及蓝色等三色彩色滤光材料的形状，进而提高彩色滤光基板的光学特性与均匀性。然后如图13所示，利用图案化光掩模40进行一显影工艺或利用滚轮进行一撕膜工艺来移除双层干膜34的上层36。
于移除上层36之后，如图14所示，接着将基板12置入一烘烤炉内来进行一烘烤(baking)工艺，利用约200℃至250℃的温度进行30至60分钟的烘烤，以增加产品的耐化性与机械强度，进而形成本发明的彩色滤光基板结构。
值得注意的是，本发明先形成具有一上层与一下层的双层干膜于一基板表面，然后再进行一图案转移工艺，以于双层干膜中定义出多个档墙与多个凹槽，接着于喷涂彩色滤光材料于各凹槽后移除双层干膜的上层，因此可有效改善现有制作彩色滤光基板时直接于黑色矩阵层与感光薄膜上进行平坦工艺而造成光利用率与穿透率降低的问题。
请参照图15至图21，图15至图21为本发明另一实施例制作一彩色滤光基板的示意图。如图15所示，首先提供一基板52，例如一透明的玻璃基板，然后进行一薄片滚轮工艺以形成一厚度约为2微米至6微米的双层干膜54于基板的一表面上。其中，双层干膜54具有一亲水层56与一疏水层58，且亲水层56位于疏水层56上，如图中所示。然而，不局限于此堆栈方式，本发明又可于提供基板后形成一具有亲水层与疏水层的双层干膜于基板表面，且疏水层设置于亲水层上。因此，有别于先前所述的实施例，本实施例直接形成一已具有亲水层与疏水层的双层干膜于一基板表面，因此可省略上述实施例于形成档墙与凹槽后需对图案化的双层干膜进行表面处理的步骤。
如图16所示，接着对双层干膜54进行一图案转移工艺，例如先提供一图案化光掩模60设置于双层干膜54上方，然后利用图案化光掩模60进行一曝光显影工艺，以于双层干膜54中定义出多个档墙62与多个凹槽64，如图17所示。其中，各凹槽64构成显示面板的一像素区，且该像素区的面积约为2×105平方微米至7×105平方微米。
此外，如同先前所述，图案转移工艺又可先形成一图案化屏蔽(图未示)于双层干膜54上，然后利用此图案化屏蔽(图未示)当作硬屏蔽来对双层干膜54进行一蚀刻工艺，以于双层干膜54中定义出多个档墙62与多个凹槽64，接着去除图案化屏蔽。
如图18所示，于形成档墙62与凹槽64之后，进行一喷墨工艺，将至少一彩色滤光材料68设置于各凹槽64中。其中，彩色滤光材料68可包括红色浆料、绿色浆料以及蓝色浆料等的彩色滤光材料。
如图19所示，接着对图案化的双层干膜54进行一固化工艺，例如一紫外光固化工艺。经由此固化工艺，本发明可有效控制红色、绿色以及蓝色等三色彩色滤光材料的形状，进而提高彩色滤光基板的光学特性与均匀性。
如图20所示，然后于彩色滤光材料固化后利用图案化光掩模60进行一显影工艺或利用滚轮进行一撕膜工艺来移除双层干膜54的亲水层56。
于移除亲水层56后，如图21所示，接着将基板52置入一烘烤炉内来进行一烘烤(baking)工艺，利用约200℃至250℃的温度进行30至60分钟的烘烤，以增加产品的耐化性与机械强度，进而形成本发明的彩色滤光基板结构。
综上所述，有别于现有制作彩色滤光基板的方法，本发明先形成具有一上层与一下层的双层干膜于一基板表面，然后进行一图案转移工艺，以于双层干膜中定义出多个档墙与多个凹槽，接着于喷涂彩色滤光材料于各凹槽后移除双层干膜的上层。此外，本发明又可于提供一基板后直接形成具有一亲水层与一疏水层的双层干膜于基板表面，然后再对双层干膜进行一图案转移工艺，以于双层干膜中定义出多个档墙与多个凹槽，进而省略上述对图案化的双层干膜进行表面处理的步骤。因此，本发明除了可简化制作彩色滤光基板的工艺步骤，又可提供一具有高光学特性的彩色滤光基板结构，进而有效改善现有制作彩色滤光基板时直接于黑色矩阵层与感光薄膜上进行平坦工艺而造成光利用率与穿透率降低的问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种制作彩色滤光基板的方法，包括下列步骤提供基板；形成双层干膜于该基板的表面，且该双层干膜具有上层与下层；对该双层干膜进行图案转移工艺，以定义出多个档墙与多个凹槽，每一该凹槽位于该些两相邻档墙之间；将至少一彩色滤光材料设置于各该凹槽中；以及移除该双层干膜的该上层。
2.如权利要求1所述的方法，其中该上层为亲水层，且该下层为疏水层。
3.如权利要求1所述的方法，其中该上层为疏水层，且该下层为亲水层。
4.如权利要求1所述的方法，其中该图案转移工艺包含提供光掩模于该双层干膜的上方；以及利用该光掩模进行曝光显影工艺，以于该双层干膜中定义出该些档墙与该些凹槽。
5.如权利要求1所述的方法，其中该图案转移工艺包含形成图案化屏蔽于该双层干膜上；进行蚀刻工艺，以于该双层干膜中定义出该些档墙与该些凹槽；以及去除该图案化屏蔽。
6.如权利要求1所述的方法，其中于形成该些档墙与该些凹槽之后，还包括对图案化的该双层干膜进行等离子体处理的步骤，该些离子体处理包含提供氧气与四氟化碳的混合物。
7.如权利要求6所述的方法，其中该表面处理为将该上层处理成亲水层且将该下层处理成疏水层。
8.如权利要求6所述的方法，其中该表面处理为将该上层处理成疏水层且将该下层处理成亲水层。
9.如权利要求1所述的方法，其中将该至少一彩色滤光材料设置于各该凹槽中的步骤后，还包括对图案化的该双层干膜进行固化工艺。
10.如权利要求1所述的方法，其中于移除该上层之后，还包括进行烘烤工艺。
11.如权利要求10所述的方法，其中该烘烤工艺的温度约为200℃至250℃。
12.如权利要求11所述的方法，其中该烘烤工艺的时间约为30至60分钟。
13.如权利要求1所述的方法，其中移除该上层的步骤利用显影工艺或撕膜工艺来达成。
14.如权利要求1所述的方法，其中该双层干膜的厚度约为2微米至6微米。
15.如权利要求1所述的方法，其中形成该双层干膜于该基板的该表面的步骤以薄片滚轮工艺实现。
全文摘要
一种制作彩色滤光基板的方法。首先提供一基板，然后形成一双层干膜(dry film)于该基板的一表面，且该双层干膜具有一上层与一下层，接着对该双层干膜进行一图案转移工艺，以定义出多个档墙与多个凹槽，随后将至少一彩色滤光材料设置于各该凹槽中，然后移除该双层干膜的该上层。
文档编号G02B5/23GK1825184SQ20061007404
公开日2006年8月30日 申请日期2006年4月4日 优先权日2006年4月4日
发明者李淑琴, 林堃裕, 蔡馥娟 申请人:友达光电股份有限公司