专利名称：：一种半反半透彩色滤光片的制作方法一种半反半透彩色滤光片
技术领域：
：本发明涉及彩色滤光片，具体涉及一种具有高亮度高色彩饱和度的半反半透彩色滤光片。
背景技术：
：半反半透彩色滤光片(TransreflectiveColorFiliter)应用于手机等移动产品液晶彩屏上，显示了其独特的优点。在较暗的室内环境下，背光源的白光透过彩色滤光片获得明亮彩色图像，在明亮的室外环境下，太阳光射入彩色滤光片并经反射膜反射也能获得较明亮的彩色图像。为了在明暗两种环境下都能获得高质量彩色图像，半反半透型彩色滤光片必须兼顾其反射性能和透射性能，两方面性能都要求尽可能高的亮度和色彩饱和度。对于给定的R、G、B彩色光阻材料，亮度和色彩饱和度的提高是相互矛盾的，增加彩膜的膜厚，能够提高色彩饱和度，然而由于吸收的增加亮度会下降，减少膜厚，能够提高亮度，然而色彩饱和度会下降。因此合理平衡亮度和色彩饱和度，成了彩色滤光片厂家的任务。目前改善半透产品的技术主要有以下几种对于彩色液晶显示器，彩膜厚度越薄，透射率越高，意味着显示器亮度高。色调和色彩饱和度合称为色度，本行业习惯上用CIE1931色坐标表示色度，用NTSC(NationalTelevisionSystemsCommittee)Ratio(面积比)表示色彩饱和度。下表表示目前各应用领域的色彩饱和度一般水平。表l典型液晶显示器的NTSCRatio比较<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>彩色滤光片是由数量庞大的R、G、B三基色像素组成，每个像素的长宽为几百MmX几十nm，在此面积上又区分透射区和反射区，透射区由约lMm厚的R膜(或G膜、B膜)组成，反射区由R膜(或G膜、B膜)和其下面约0.l陶厚的金属反射膜组成。背光源透过透射区彩膜的光程是膜厚的一倍，而环境光通过反射区彩膜的光程是彩膜厚度的两倍，两个光程差别悬殊，简单半反半透型彩色滤光片不好兼顾透射性能和反射性能，难以平衡亮度和色彩饱和度，其NTSCRatio很难达到30%。颜色调整工艺，是通过膜厚调整或开口率调整来协调透射区和反射区的颜色性能的一项新技术。膜厚的改变是调整亮度和饱和度的主要手段，然而由于透射区和反射区光程的不同，简单的膜厚很难把两个区域的颜色同时优化。膜厚调整技术(ColorAdjustedTechnology,简称CAT),分别设计透射区膜厚和反射区膜厚，分别优化两个区域的亮度和色彩饱和度，典型的结构有以下两种。一种结构是采用一套R、G、B光阻材料和一种透明光阻材料。首先在金属反射膜上面涂一层透明层，再分别涂制透射区、反射区的R、G、B彩膜层，使透射区彩膜厚度大于反射区彩膜厚度，这样用同一种材料来平衡两个区域的亮度和色彩饱和度的最佳状态。另一种结构是采用两套R、G、B光阻材料。首先用高色彩饱和度的彩色光阻材料形成R、G、B透射区域图案，之后在图形上镀反射层，刻蚀形成所要求的图形，再用高透过率的彩色光阻形成R、G、B反射区域图案。由于透射区和反射区各自采用了最适合的彩色光阻材料，实现亮度和色彩饱和度在较高的水平上达到平衡。调整亮度和饱和度的另一种手段是颜色开孔(HoleInColor)首先在R、G、B材料的选择和膜厚的确定上优先考虑透射区性能，可以采用色彩饱和度相对高的透射型R、G、B材料；反射区域和透射区域彩膜是在同一次涂膜中形成，保证材料单一、工艺简单；反射区域的彩膜上开小孔，让部分反射光不经彩膜直接在金属膜上反射，增加反射亮度，以弥补高色彩饱和度材料亮度不足的缺点。颜色开孔技术的实现有两种方案。第一种方案是，R、G、B的开孔率完全一样，R、G、B共用一种掩膜(MASK),可以节省MASK制造费用，但制造工艺要求相对高一些。第二种方案是，R、G、B的开孔率有些差别，需要三套MASK，好处是可以调整亮度的同时，还可以进一步调整白光坐标，使之达到最优化状态。虽然以上两种手段在一定程度上解决了半透产品亮度与色彩饱和度难以兼顾的问题，但都存在着制造工艺复杂，成本较高的缺点。对于上述所提及的膜厚调整技术，为了实际在半透区域与全透区域上使用不同的，必需增加一层透明层，这样无形中增加了一道工序，而对于二种光阻材料而言，则相对于非膜厚调整技术多增加了三道工序，使得制造成本大大增加，工序增加的同时也增加了制程控制难度及良率的控制。对于颜色开孔技术，虽然在制造工序上没有增加，但由于在在造RGB膜工序时，要在RGB膜上开孔，这也大大增加了制作难度。
发明内容本发明的主要目的就是解决现有技术中的问题，提供一种制造工艺简单、低成本的半反半透彩色滤光片，能够有效兼顾色彩饱和度与亮度。为实现上述目的，本发明提供一种半反半透彩色滤光片，包括透明基板以及沿背向所述透明基板的方向依次附着在所述透明基板上的反射层、彩膜层和透明电极层，所述反射层上开有供背光通过的开口，所述彩膜层包括透射部分和反射部分，其特征在于，所述反射层的厚度为所述彩膜层的整体厚度的1/22/3，使得所述彩膜层反射部分的厚度与透射部分的厚度之比为1:31:2。所述反射层的厚度为0.6um1.2um。所述反射层为金属镀膜。所述金属镀膜为铝膜。还包括位于所述彩膜层和透明电极层之间的平坦化层。为实现上述目的，本发明还提供一种半反半透彩色滤光片的制作方法，其特征在于包括如下步骤Al、制作透明基板；Bl、在透明基板的一面镀上Si02层和金属反射膜；Cl、在金属反射膜上刻蚀出开口，以形成反射图案；Dl、在金属反射膜上形成RGB彩膜，使金属反射膜的厚度与RGB彩膜层的整体厚度之比为1:22:3;El、在RGB彩膜上镀覆透明电极层。所述金属反射膜是厚度为0.6um1.2um的铝膜。所述步骤Cl包括如下工序清洗、旋转涂布、预烤、曝光、显影、蚀刻和剥膜。所述步骤D1中，R、G、B彩膜各按照以下方式分三次制作先将分散了颜料和树脂的分散液用旋转涂胶机均匀地涂布于基板上，经烘干成膜后，再通过光刻制出点阵图形。所述步骤E1中，在镀覆透明电极层之前，先在RGB彩膜上涂布平坦化层。本发明的有益效果是1、本发明的半反半透彩色滤光片增加了反射层的厚度，反射层的厚度为彩膜层的整体厚度的1/22/3，这样，在反射区和透射区涂覆相同材料的RGB彩膜时，使得RGB彩膜层反射部分的厚度与透射部分的厚度之比为l:31:2，反射区的RGB彩膜变得更薄，有利于縮短反射光的行程，使得反射光受RGB光阻材料的影响降至较低水平，反射亮度得以增强。在此基础上，就可以为兼顾色彩饱和度而使用色彩饱和度较高的材料，且同时透射区域RGB彩膜仍保持为要求的厚度，有利于实现较佳的色彩饱和度。因此，本发明的半反半透彩色滤光片能兼顾反射作用与透射作用，在较高的水平上使亮度与色彩饱和度达到平衡。2、本发明只需要增加反射层的厚度，相比于现有的RGB彩膜厚度调整技术，不需要分别控制在反射区域和透射区域涂布厚度不同的RGB彩膜以及增加一层透明层，而相比于颜色开孔技术，则不需要在RGB材料上进行开孔，所以，本发明半反半透彩色滤光片的制作流程及工艺控制更加简单，更容易实现，在成本上有较大优势。图1为本发明实施例半反半透彩色滤光片的结构示意图；图2为本发明实施例半反半透彩色滤光片的制作流程图；本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。具体实施方式请参考图l，彩色滤光片包括透明基板l、反射层2、RGB彩膜3、起遮光作用的黑色矩阵(BlackMatrix,简称BM)层(图中未示出)、平坦化层4(OverCoat，简称0C)以及透明电极层5。反射层2、RGB彩膜3及BM层、透明电极层5沿背向透明基板1的方向依次叠合覆盖于透明基板1上。平坦化层4位于RGB彩膜3与透明电极层5之间，能保护RGB彩膜3并增加表面的平滑性。透明电极层5采用氧化锡铟(ITO)导电膜。透明基板材料以玻璃制成，该玻璃基板上镀有Si02材料，反射层2为镀覆在玻璃基板上的金属膜，优选采用铝。RGB彩膜3覆盖在金属膜之上，每个RGB像素包括R、G、B三个子像素，在金属膜上，相对于每个子像素的位置开有供背光通过的开口21,开口21的尺寸小于子像素的尺寸。与开口21对应的区域为透射区域，与金属膜对应的区域为反射区域。反射层2的厚度Ll占RGB彩膜3的整体厚度L2的1/22/3，从而，RGB彩膜3反射部分的厚度与透射部分的厚度比为1:31:2。优选的方案中，金属铝反射层2的厚度在0.6ym1.2um，而非传统设计所采用的0.1wm0.2"m左右的膜厚，更具体的厚度可以根据彩色滤光片的设计要求在该范围内进行调整。反射层膜厚增大以后，在反射区域和透射区域涂覆同一材料的RGB彩膜，反射区域的RGB彩膜与透射区域的RGB彩膜相比，其厚度差异较反射层膜厚增大之前更大。尤其是，反射区域的RGB彩膜变得更薄，有利于縮短反射光的行程，使反射光受RGB光阻材料的影响降至较低水平，增强了反射亮度，而同时透射区域的RGB彩膜仍保持为要求的厚度，有利于实现较佳的色彩饱和度，因此，反射层膜厚的增大兼顾了反射作用与透射作用，使亮度与色彩饱和度在较高的水平上达到了平衡。反射层加厚对反射亮度的影响可通过以下原理来说明。根据色度公式X=KJ"S(入)x(入)R(入)d入Y二K/S(入)y(入)R(入)d入Z二Ki"S(入)z(入)R(入)d入K二100/(/S(A)y(入)d(入))其中S(入)代表光源图谱；X(入)、y(入)、Z(入)代表人眼对光敏感度曲线;R(入)代表材料的透过率或反射率。在反射时，参数Z又基本上可表现为亮度，对于光线经反射与透射的情况下，Z的公式可表为Z二K/S(入)z(入)I(入)R(入)d入其中I(入)代表反射层的反射率。在反射时，R(A)与RGB反射区域的膜厚是成反比，RGB膜厚增大时R(A)变小，亮度相应变大，RGB膜厚减小时R(A)变大，亮度相应减小。当显示屏由背光模组提供光源时，背光灯发射出的光进入半反彩色滤光片，由于反射层在RGB彩膜下层，阻挡住RGB反射区域光的经过，光从RGB透射区域透过，此时表现为透射模式；当外界的光照射时，光线从半反彩色滤光片RGB透射区域直接透过，显示为黑色，而在RGB反射区域部分，光线先穿过RGB彩膜，在金属反射层上被反射后，再度回穿过RGB彩膜，此时表现为反射模式。由于反射层材料厚度的增大，RGB反射区域厚度相对减小，对光线的反射作用的削弱减小，因此反射模式下的亮度相比反射层厚度增大之前更强。进一步地，即使RGB反射区域彩膜选用高色彩饱和度的材料，由于RGB反射区域彩膜变薄，仍然能够保证反射亮度。作为本发明另一方面，还提出了该半反半透彩色滤光片的制作方法。其实施例如图2所示，包括如下工序.步骤S1:首先准备好透明的玻璃基板原片，将玻璃基板原片抛光。步骤S2:将玻璃基板清洗、烘干之后，在玻璃基板上镀上Si02层。步骤S3:接着镀上的金属反射膜，使其厚度为0.6"m1.2"m，并在该金属反射膜上刻蚀出开口，以形成反射区图案(pattern)。具体的制作工艺依序又可分为清洗一旋转涂布一预烤一曝光一显影一蚀刻一剥膜。反射膜优选采用铝，并采用批镀(BatchCoating)方式，这种镀膜方式最大的优点是膜层的均匀性很好，且对颗粒(particle)的控制比较好。步骤S4:接下来在反射层之上形成RGB彩膜和BM层，RGB彩膜材料填充到开口中，使金属反射膜的厚度与RGB彩膜层的整体厚度之比为1:22:3。RGB彩膜和BM层的制作采用颜料分散法。颜料分散法的做法是将分散了颜料(pigment)和树脂的分散液用旋转涂胶机均匀地涂布于基板上，烘干成膜，再经光刻做出点阵图形；BM层及R、G、B彩膜各按照上述方式分四次制作，每次制作的工艺依序又可分为清洗一旋转涂布一预烤一曝光一显影一硬烤。颜料分散法对于解像度、彩色重复性和彩色层可靠性等方面，其技术和工艺都十分成熟，且所能达到的色相品质相当接近由染色法所制作的水准，具有高画质化、BM低反射化、高色纯度化、高精度化、微细化、高透过率化、低消偏化等优点。步骤S5:在BM层和RGB彩膜上涂布平坦化层，其工艺依序又可分为清洗一旋转涂布一预烤一硬烤。步骤S6:最后在平坦化层上溅镀以形成ITO透明电极层，其工艺依序又可分为氧化锡铟溅镀一光阻涂布一预烤一曝光一显影一蚀刻一光阻去除一烘干。本发明从根本上解决了色彩饱和度与亮度之间的矛盾，在考虑透射材料时不需要考虑反射部分的问题，因此可以选用高NTSC的材料来满足色彩饱和度的要求。在满足高色彩饱和度的同时，在反射时又能满足高亮度的要求。而且，本发明的彩色滤光片制作在工艺方面与传统的滤光片设计相比，只是在镀制反射层时较以往工艺镀得更厚，制作十分简单，相比现有的膜厚调整技术及颜色开孔技术，减少了不同区域的膜厚调整以及在反射区彩膜开孔等工艺流程及工艺控制，因此更容易实现，在成本上具有较大优势。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。权利要求1.一种半反半透彩色滤光片，包括透明基板以及沿背向所述透明基板的方向依次附着在所述透明基板上的反射层、彩膜层和透明电极层，所述反射层上开有供背光通过的开口，所述彩膜层包括透射部分和反射部分，其特征在于，所述反射层的厚度为所述彩膜层的整体厚度的1/2～2/3，使得所述彩膜层反射部分的厚度与透射部分的厚度之比为1∶3～1∶2。2.根据权利要求1所述的半反半透彩色滤光片，其特征在于所述反射层的厚度为0.6um1.2um。3.根据权利要求2所述的半反半透彩色滤光片，其特征在于所述反射层为金属镀膜。'4.根据权利要求3所述的半反半透彩色滤光片，其特征在于所述金属镀膜为铝膜。5.根据权利要求1至4任一项所述的半反半透彩色滤光片，其特征在于还包括位于所述彩膜层和透明电极层之间的平坦化层。6.—种半反半透彩色滤光片的制作方法，其特征在于包括如下步骤Al、制作透明基板；Bl、在透明基板的一面镀上Si02层和金属反射膜；Cl、在金属反射膜上刻蚀出开口，以形成反射图案；Dl、在金属反射膜上形成RGB彩膜，使金属反射膜的厚度与RGB彩膜层的整体厚度之比为1:22:3;El、在RGB彩膜上镀覆透明电极层。7.根据权利要求6所述的半反半透彩色滤光片的制作方法，其特征在于，所述金属反射膜是厚度为0.6"m1.2um的铝膜。8.根据权利要求6或7所述的半反半透彩色滤光片的制作方法，其特征在于，所述步骤Cl包括如下工序清洗、旋转涂布、预烤、曝光、显影、蚀刻和剥膜。9.根据权利要求6或7所述的半反半透彩色滤光片的制作方法，其特征在于，所述步骤D1中，R、G、B彩膜各按照以下方式分三次制作先将分散了颜料和树脂的分散液用旋转涂胶机均匀地涂布于基板上，经烘干成膜后，再通过光刻制出点阵图形。10.根据权利要求6或7所述的半反半透彩色滤光片的制作方法，其特征在于，所述步骤E1中，在镀覆透明电极层之前，先在RGB彩膜上涂布平坦化层。全文摘要本发明公开了一种半反半透彩色滤光片，包括透明基板以及沿背向透明基板的方向依次附着在透明基板上的反射层、彩膜层和透明电极层，反射层上开有供背光通过的开口，彩膜层包括透射部分和反射部分，反射层的厚度为彩膜层的整体厚度的1/2～2/3，使得彩膜层反射部分的厚度与透射部分的厚度之比为1∶3～1∶2。可以使反射层的厚度为0.6μm～1.2μm。本发明同时公开了一种半反半透彩色滤光片的制作方法。由于反射层厚度的增大，RGB彩膜反射区域厚度相对减小，对光线的反射作用的削弱减小，因此反射亮度相比反射层厚度增大之前更强。本发明的半反半透彩色滤光片其制作流程及工艺控制简单，成本低廉。文档编号G02B5/23GK101246231SQ20071012521公开日2008年8月20日申请日期2007年12月18日优先权日2007年12月18日发明者何强民,毛利良,王志洁,胡春和,弼金,凯陈,黄海东申请人:深圳南玻伟光导电膜有限公司