专利名称：彩色滤光片基板及液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器，特别涉及其彩色滤光片基板。
背景技术：
一般的液晶显示器主要由三个部分构成彩色滤光片基板、阵列基板、以及两基板之间的液晶层。在较早的常见技术中，通常以间隔球(ball spacer)定义两基板之间的距离。然而不论采用何种喷洒方式，皆无法解决间隔球分布不均的问题。因此，以图案化的光阻层作为间隔物渐渐成为主流技术。
大尺寸的彩色滤光片基板通常包含不同颜色的彩色滤光片，以及彩色滤光片之间的黑色矩阵。中小尺寸的彩色滤光片基板一般以不同颜色的彩色滤光片两两叠色以作为黑色矩阵之用。如图1A及1B所示，彩色滤光片基板10在基板11上具有红色、蓝色、及绿色的彩色滤光片10R、10G、10B，以及叠色区域12A及12B。图1B是图1A中X-X’的剖视图，可更清楚的了解何谓叠色区域。由于叠色区域12A及12B的厚度受两种彩色滤光片影响，为了确保间隔物的高度一致，间隔物不会形成在叠色区域12A或12B上。以图1A为例，间隔物14是形成在彩色滤光片10R的透光区角落。可以想象的是，不论间隔物14位于哪一块彩色滤光片的透光区上，均会降低该彩色滤光片的开口率。但若直接将间隔物14形成在叠色区域12A或12B上，则彩色滤光片12R、12G、12B细微的厚度不均将造成间隔物14的高度不一致。目前急需要一种可解决此两难问题的方法，在形成具有一致高度的间隔物同时，又不会减少开口率。
发明内容
为解决常见技术中开口率与一致高度的间隔物无法同时完成的问题，本发明提供一种彩色滤光片基板，包括基板；多个彩色滤光片，设置在基板上，彼此互相重叠形成多个叠色区域以及孔洞，孔洞位于叠色区域中之一；平坦化层，覆盖彩色滤光片并填入孔洞；以及透明导电层，位于平坦化层上。
本发明亦提供一种液晶显示器，包括上述的彩色滤光片基板；阵列基板，与彩色滤光片基板对向设置；间隔物，位于彩色滤光片基板以及阵列基板之间；以及液晶层，位于彩色滤光片基板与阵列基板之间。
本发明还提供一种彩色滤光片基板，包括基板；第一彩色滤光片，设置在基板上；第二彩色滤光片，设置在基板上；其中第一彩色滤光片与第二彩色滤光片之间形成图案化的边缘区域；平坦化层，覆盖第一彩色滤光片及第二彩色滤光片；以及导电层，位于平坦化层上。
所述的彩色滤光片基板，其中所述图案化的边缘区域中，所述第一彩色滤光片与所述第二彩色滤光片至少部分重叠，以形成一叠色区域。
所述的彩色滤光片基板，其中位于所述叠色区域上的所述平坦化层的厚度约为0.5至4微米。
所述的彩色滤光片基板，其中位于所述图案化的边缘区域以外的所述第一彩色滤光片上的所述平坦化层的厚度小于所述叠色区域上的所述平坦化层的厚度。
所述的彩色滤光片基板，其中所述图案化的边缘区域中，所述第一彩色滤光片不接触所述第二彩色滤光片。
所述的彩色滤光片基板，其中所述平坦化层的厚度约为0.5至4微米。
所述的彩色滤光片基板，其中位于所述图案化的边缘区域以外的所述第一彩色滤光片上的所述平坦化层的厚度小于所述叠色区域上的所述平坦化层的厚度。
所述的彩色滤光片基板，其中所述导电层的材料包含ITO、IZO、AZO或上述组合。
所述的彩色滤光片基板，其中所述平坦化层的材料包括有机材料、透明材料或上述的组成。
本发明还提供一种液晶显示器，包括上述的彩色滤光片基板；阵列基板，与彩色滤光片基板对向设置；间隔物，位于彩色滤光片基板以及阵列基板之间；以及液晶层，位于彩色滤光片基板与阵列基板之间。
通过本发明在形成具有一致高度的间隔物同时，又不会减少开口率。
图1A是常见技术中彩色滤光片基板的俯视图；图1B是图1A中X-X’线的剖视图；图2A-2C是本发明较佳实施例中，彩色滤光片基板的制程剖视图；图3是本发明较佳实施例中，彩色滤光片基板的俯视图；图4A-4C、5A-5C、6A-6D、7A-7C、8A-8C、及9A-9C是本发明较佳实施例中，彩色滤光片基板的制程剖视图；图10是本发明较佳实施例中，液晶显示器的剖视图。
其中，附图标记说明如下10彩色滤光片基板；10R、10G、10B、20R、20G、20B彩色滤光片；11、21、25基板；12A、12B、22A、22B叠色区域；A-A’、B-B’、X-X’、Y-Y’剖线；14间隔物；23图案化的边缘区域；27多层结构；30平坦化层；40导电层；50间隔物；60数据线；90A彩色滤光片基板；90B液晶层；90C阵列基板；100液晶显示器。
具体实施例方式
图2A-2C显示本发明较佳实施例中，彩色滤光片基板的制程。首先，在基板21上形成红色的彩色滤光片20R。形成方式可为在基板21上旋涂含有红色颜料的感光树脂。较佳实施例中，基板21为塑料、树脂、玻璃等材质。接着以光刻制程图案化彩色滤光片20R。接着如图2B所示，在基板21上形成绿色的彩色滤光片20G，其形成方式或组成可与红色的彩色滤光片20R类似。在图2C中，在基板21上同上述的步骤形成蓝色的彩色滤光片20B。如图2C所示，部分彩色滤光片20G保留于20R上以形成叠色区域22A。同样地，部分彩色滤光20B亦保留于20G上，形成叠色区域22B。上述形成彩色滤光片的顺序并不限定于红色、绿色、蓝色的顺序，所属领域普通技术人员可依需要选择形成颜色的顺序。本发明亦不限于传统的三原色，亦可加入其它颜色的彩色滤光片，如青色、黄色、或紫红色。叠色区域22A与22B的面积可相同或不同。举例来说，由于绿色与蓝色比红色与绿色易混色，叠色区域22A可略大于叠色区域22B以减少混色的问题。由于叠色区域22A及22B的透光率小于彩色滤光片20R、20G、20B其它部分的透光区，因此可不需另外形成黑色矩阵层即具有黑色矩阵的功能。
图3是上述结构的俯视图，其Y-Y’线的剖视图即图2C。在图2C中，叠色区域22A与22B均为左边的彩色滤光片(如20G、20B)覆盖右边的彩色滤光片(如20R、20G)，但实际应用上，亦可由右边的彩色滤光片(如20R、20G)覆盖左边的彩色滤光片(如20G、20B)。在其它实施例中，亦可由两侧的彩色滤光片(如20R、20B)覆盖中间的彩色滤光片(如20G)，或中间的彩色滤光片(如20G)覆盖两侧的彩色滤光片(如20R、20B)。此外，虽然图2C中的彩色滤光片20R及20G具有倾斜的边界，但其边界亦可与基板21垂直，具体视需要而定。
同样在图3中，本发明与常见技术最大的差别即在图案化彩色滤光片20R、20G与20B的同时，以掩模设计形成图案化的边缘区域23。较佳的形成方式为在未图案化的彩色滤光片上形成光阻层(无图标)后，以光刻制程图案化光阻层，接着以图案化的光阻层为掩模，移除未被屏蔽的边缘区域23的彩色滤光片23R、23G及23B。移除方式以干蚀刻如离子蚀刻或等离子体蚀刻较佳。在其它实施例中，形成图案化的边缘区域的方法可为应用掩模的激光剥除制程。见图3的A-A’线的剖面图，如图4A所示，图案化的边缘区域23其高度比叠色区域22A较低，且与彩色滤光片20R、20G、20B的透光区域的上表面等高。在其它实施例中，图4B所示，图案化的边缘区域23为孔洞，较彩色滤光片20R、20G、20B的上表面低。在另一实施例中，如图4C所示，图案化的边缘区域23露出基板21。以图3的B-B’线取剖面，对应图4A-4C的情况可分别得到图5A-5C的剖面图，其中B-B’线取剖面的位置大约在叠色区域22A的中间。在图5A中，图案化的边缘区域23其上表面与彩色滤光片20R的上表面等高，故在边缘区域23邻近处，彩色滤光片20R被彩色滤光片20G遮盖。在图5B中，图案化的边缘区域23为孔洞，故在边缘区域23邻近处，部分彩色滤光片20R暴露出彩色滤光片20G。在图5C中，图案化的边缘区域23露出部分基板21。上述的图案化的边缘区域23其宽度与重叠区域22A及22B的宽度可相同或不同，具体视需要而定。此外，重叠区域22A及22B可不必全部具有图案化的边缘区域23，具体视需要而定。在图4B及4C中，图案化的边缘区域23的形状为圆形(孔)，但亦可为其它形状如方形、矩形、菱形、六角形或椭圆形。重叠区域22A及22B的宽度彼此可为相同或不同。
接着在上述结构上形成平坦化层30，如对应图3中A-A’线的图6A-6C。平坦化层30可为透明材料、有机材料或透明有机材料。平坦化层30填满图4B-4C所示的孔洞，得到平坦的上表面。另一方面，对应图3中Y-Y’线的图2C的结构，在形成平坦化层30后得到图6D的结构。在这必须说明的是，虽然图6D中叠色区域22A及22B的上表面高于叠色区域22A及22B以外的彩色滤光片20R、20G及20B的上表面，但可利用回蚀刻制程使平坦化层30的上表面为等高且均匀的。对应图3中B-B’线的图5A-5C在形成平坦化层30后，分别形成图7A-7C的结构。不论图案化的边缘区域23与彩色滤光片等高(如图4A及5A)、为一孔洞(如图4B及5B)，或露出基板21(如图4C或5C)，平坦化层30均具有平坦的上表面。由图标可清楚发现，在图案化的边缘区域23的平坦化层30的厚度最厚，而彩色滤光片20R、20G、20B上的平坦化层30的厚度次之，叠色区域22A及22B上的平坦化层30的厚度最薄(可趋近零)。在一般实施例中，平坦化层的厚度一般介于0到10微米之间，较佳介于0.5到4微米之间。
在于上述结构上形成导电层40后，接着在图案化的边缘区域23形成间隔物50。导电层40厚度一般约为400至2000的铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物类(IZO)、或铝锌氧化物(AZO)等透明材料。间隔物50可为正型光阻或负型光阻。图8A-8C是连接图6A-6C的结构，图9A-9C是连接图7A-7C的结构。与常见技术相比较，由于图案化的边缘区域23与叠色区域22A及22B不相似，其高度不受彩色滤光片20R、20G、20B的重叠程度影响，因此形成其上的间隔物50可具有一致的高度。特别是图8C，露出基板21的图案化的边缘区域23上只有平坦化层30及导电层40，完全消除彩色滤光片20R、20G、20B对间隔物50的影响。另一方面，由于间隔物50并非形成于彩色滤光片的透光区，因此不会减少开口率。值得注意的是，虽然上述图示中间隔物50的剖面均为矩形，其亦可为上窄下宽的梯形、锥形、圆形或其它合适的形状。此外，虽然图8A-8C中具有两个间隔物50，但实际上间隔物的密度并不限于此，换句话说，在部分图案化的边缘区域23，可不需设置间隔物50。若彩色滤光片20R、20G、20B的尺寸较大，则可能需要较密的间隔物50；若彩色滤光片20R、20G、20B的尺寸较小，可能好几组彩色滤光片20R、20G、20B才会有一个间隔物50。只要能够提供足够的支撑力，所属领域普通技术人员可视情况需要调整间隔物50的密度、形状、颜色、尺寸大小及数目。
最后以图8C的彩色滤光片基板为例，彩色滤光片基板与阵列基板夹设液晶层形成一液晶显示器，如图10所示，下基板是彩色滤光片基板90A，其结构已说明如上，在此不再赘述。上基板是阵列基板90C，基板25的材质可与基板21相同，多层结构27的数据线60的宽度较佳大于图案化的边缘区域23或叠色区域22A、22B的宽度(请参考图3B)。彩色滤光片基板90A与阵列基板90C间夹设一液晶层90B，即完成本发明的液晶显示器100。
虽然本发明已以多个较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做任意的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的专利申请范围所界定的范围为准。
权利要求
1.一种彩色滤光片基板，包括一基板；一第一彩色滤光片，设置在所述基板上；一第二彩色滤光片，设置在所述基板上；其中所述第一彩色滤光片与所述第二彩色滤光片之间形成一图案化的边缘区域；一平坦化层，覆盖所述第一彩色滤光片及所述第二彩色滤光片；以及一导电层，位于所述平坦化层上。
2.如权利要求1所述的彩色滤光片基板，其特征在于，所述图案化的边缘区域中，所述第一彩色滤光片与所述第二彩色滤光片至少部分重叠，以形成一叠色区域。
3.如权利要求2所述的彩色滤光片基板，其特征在于，位于所述叠色区域上的所述平坦化层的厚度约为0.5至4微米。
4.如权利要求1所述的彩色滤光片基板，其特征在于，位于所述图案化的边缘区域以外的所述第一彩色滤光片上的所述平坦化层的厚度小于所述叠色区域上的所述平坦化层的厚度。
5.如权利要求1所述的彩色滤光片基板，其特征在于，所述图案化的边缘区域中，所述第一彩色滤光片不接触所述第二彩色滤光片。
6.如权利要求5所述的彩色滤光片基板，其特征在于，所述平坦化层的厚度约为0.5至4微米。
7.如权利要求6所述的彩色滤光片基板，其特征在于，位于所述图案化的边缘区域以外的所述第一彩色滤光片上的所述平坦化层的厚度小于所述叠色区域上的所述平坦化层的厚度。
8.如权利要求1所述的彩色滤光片基板，其特征在于，所述导电层的材料包含ITO、IZO、AZO或上述组合。
9.如权利要求1所述的彩色滤光片基板，其特征在于，所述平坦化层的材料包括有机材料、透明材料或上述的组成。
10.一种液晶显示器，包括如权利要求1所述的彩色滤光片基板；一阵列基板，与所述彩色滤光片基板对向设置；一间隔物，位于所述彩色滤光片基板以及所述阵列基板之间；以及一液晶层，位于所述彩色滤光片基板与所述阵列基板之间。
全文摘要
本发明提供一种彩色滤光片基板及液晶显示器。此彩色滤光片基板的彩色滤光片两两重叠形成作为黑色矩阵的叠色区域，并在叠色区域定义图案化的边缘区域。在于上述结构形成平坦化层及导电层后，在图案化的边缘区域上形成间隔物。由于间隔物不在彩色滤光片的透光区域，因此不会减少开口率。此外，图案化的边缘区域的厚度不受彩色滤光片重叠程度影响，因此其上的间隔物可具有一致的高度。
文档编号G02F1/1333GK1963637SQ20061016931
公开日2007年5月16日 申请日期2006年12月12日 优先权日2006年12月12日
发明者郑景升, 胡至仁 申请人:友达光电股份有限公司