专利名称：彩色滤光片及彩色滤光片的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种彩色滤光片及彩色滤光片的制造方法。
背景技术：
液晶显示器(LCD)以出色的画面品质、外形尺寸以及低功耗等优势，广泛应用在 个人计算机、电视等领域，近几年LCD产业发展迅速，并继续朝着高精细化和大画面方向发 展。在彩色LCD产品中，彩色滤光片为必不可少的元件。IXD为非主动发光元件，其色彩显示必须由本身的光源装置或外部的环境光提供 光源，通过驱动器与控制器形成灰阶显示，再利用彩色滤光片产生红(Red)、绿(Green)、蓝 (Blue)三基色，依据混色原理形成彩色显示画面。彩色滤光片一般由玻璃基板、黑色矩阵、着色层及透明或者半透明导电层组成。黑 色矩阵主要用来遮住不打算透光的部分，从而可以提高彩色滤光片的性能，进而提高液晶 显示器的画质。黑色矩阵的一般采用黑色树脂材料或者金属铬、氧化铬、氮化铬等，黑色树脂材料 通常由有机或无机的黑色材料、单体或寡聚体及光起剂构成。但是，上述材料的黑色度较 低，从而使得黑色矩阵的遮光效果不是较为理想。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种黑色程度较高的彩色滤光片及彩色滤光片的制造方 法。—种彩色滤光片，其包括基板和设置在所述基板上的黑色矩阵，所述黑色矩阵主 要由氮化物组成，所述氮化物含有铬、钛和铝。一种彩色滤光片的制造方法，所述彩色滤光片包括基板，所述制造方法包括将独 立的钛靶、铝靶、铬靶以及基板置入溅镀腔；对所述溅镀腔抽真空；通入氮气和惰性气体， 旋转所述基板及施加电压至所述钛靶、铝靶、铬靶；分别制作氮气流量与靶材电压的迟滞 曲线以反映所述钛靶、铝靶、铬靶的反应状态，并依据所述迟滞曲线确定一最佳氮气流量范 围；保持所述氮气的流量的在所述最佳氮气流量范围内，溅镀形成黑色矩阵；在黑色矩阵 之间形成着色层以制造彩色滤光片。与现有技术相比，本发明实施例的彩色滤光片及彩色滤光片的制造方法中铝、铬、 钛在溅镀过程中与氮气发生反应生成氮化物，各种氮化物为暗灰色或者暗黑色，又由于铝、 铬、钛的结构与原子距离上不同，可以实现互相填补的效果，使得光线较难透过黑色矩阵， 因此，可增加黑色矩阵的黑色程度。
图1是本发明实施例彩色滤光片的示意图。图2是本发明实施例彩色滤光片的制造方法中溅镀过程的曲线图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。如图1所示，本发明实施例提供的彩色滤光片20包括基板10、黑色矩阵11、位于 黑色矩阵11之间的着色层12、保护层13及导电层14。基板10常见为透明基板，如玻璃基板。黑色矩阵11的厚度为800纳米至1000纳米，其主要由氮化物组成，氮化物含有
铬、钛和铝。氮化物为氮化铬、氮化钛、氮化铝、氮化钛铝或者TiaAlbCr。Nd，其中，a、b、c、d为铬、
钛、铝与氮气非化合完全时的质量比例。由于铬、铝、钛与氮气化合形成化合物的几率依次降低，若氮气足够则三者与氮气 完全化合会形成TiAlCrN,此时a :b:c:d=l:l:l:l黑色矩阵11是采用使用氮气作为反应气体的反应式溅镀而成，简言之，在溅镀过 程中氮气与钛、铬、铝反应发生从而形成上述化合物。着色层12包括规则排布的红颜色层、绿颜色层及蓝颜色层。保护层13覆盖黑色矩阵11和着色层12，其可以加强彩色滤光片20的防湿性、防 污染性、抗氧化性以及改善着色层12表面的平坦度。该保护层13 —般采用高可靠性的透 明材料制成，如聚亚醯胺树脂系、环氧树脂系、压克力树脂系、聚乙烯醇树脂系等。导电层14设置在保护层13上，其通常材料通常为铟锡氧化物andium Tim Oxide)、铟锌氧化物 andium Zinc Oxide)、镉铟氧化物(Cadmium Tim Oxide)、氧化锌 (ZincOxide)，可采用真空溅镀或者蒸镀技术形成。由于在溅镀过程中铝、铬、钛均与氮气发生反应，氮化物为暗灰色或者暗黑色，从 结构上看，招为面心立方(face centered cubic, fee),铬为体心立方(body-centered cubic，bcc)，钛为六角密堆积(hexagonal closed packed，hep)，三者结构与原子距离上不 同，因此，可以实现互相填补的效果，使得光线较难透过黑色矩阵11，从而可增加黑色矩阵 11的黑色程度。请参阅图2所示，在溅镀铬、钛、铝形成黑色矩阵11过程中，当通入的反应气体的 流量达到某一临界值时，过多的反应气体会与靶材进行反应，而在靶材表面形成氮化物，从 而完全覆盖靶材，造成靶中毒的现象，大大降低溅镀速率，所以在正式溅镀之初分别作出反 应气体氮气与靶材(铬靶、钛靶、铝靶)电压之间的迟滞曲线，并依据三个迟滞曲线以确定 正式溅镀过程的中的一个最佳氮气流量范围。当氮气流量较小时，溅镀形成的薄膜偏金属膜，溅镀速率较快；当氮气过量时，薄 膜呈化合物态，但溅镀速率大幅降低。因此，在迟滞曲线上选取介于过度反应与金属状态间 的参数，即可得到溅镀速率与薄膜质量皆可接受之参数。因此，在溅镀形成黑色矩阵11时，根据迟滞曲线选取最佳氮气流量范围为3标准 毫升/分(sccm)-5sccm，靶材电压为430-470伏。溅镀时，首先将三个独立的钛靶、铝靶和铬靶以及基板10放入溅镀腔并加以固 定，进而对溅镀腔抽真空至lX10-5torr(托)以下，然后通入惰性气体(例如氩气或氢气) 和反应气体(氮气)约十分钟，使得溅镀腔内的气压在ι χ 10-3torr左右，旋转基板10及对靶材施加电压，在保持氮气的流量在最佳氮气流量范围(3-kccm)内，溅镀形成黑色矩阵 11，当黑色矩阵11的厚度达到预定厚度时，停止溅镀过程，待溅镀腔冷却后，取出基板10， 此时基板10上已形成预定厚度的黑色矩阵11。后续可采用喷墨法在黑色矩阵11之间形成着色层12、采用溅镀工艺形成覆盖黑 色矩阵11和着色层12的保护层13以及采用真空溅镀或者蒸镀技术形成导电层14，进而制 造彩色滤光片20。可以理解的是，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化等用于本发明的 设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在 本发明所要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种彩色滤光片，包括基板和设置在所述基板上的黑色矩阵，其特征在于所述黑 色矩阵主要由氮化物组成，所述氮化物含有铬、钛和铝。
2.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于所述黑色矩阵的厚度为800纳米至 1000纳米。
3.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于所述彩色滤光片进一步包括着色层， 所述着色层位于所述黑色矩阵之间。
4.如权利要求3所述的彩色滤光片，其特征在于所述彩色滤光片进一步包括覆盖所 述黑色矩阵和着色层的保护层。
5.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于所述氮化物为氮化铬、氮化钛、氮化 铝、氮化钛铝或者TiaAlbCreNd,其中，a、b、c、d为铬、钛、铝与氮气非化合完全时的质量比例。
6. 一种彩色滤光片的制造方法，所述彩色滤光片包括基板，所述制造方法包括将独立的钛靶、铝靶、铬靶以及基板置入溅镀腔；对所述溅镀腔抽真空；通入氮气和惰性气体，旋转所述基板及施加电压至所述钛靶、铝靶、铬靶；分别制作氮气流量与靶材电压的迟滞曲线以反映所述钛靶、铝靶、铬靶的反应状态，并 依据所述迟滞曲线确定一最佳氮气流量范围；保持所述氮气的流量在所述最佳氮气流量范围内，溅镀形成黑色矩阵；在黑色矩阵之间形成着色层以制造彩色滤光片。
7.如权利要求6所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于所述制造方法进一步包 括形成覆盖所述黑色矩阵和着色层的保护层。
8.如权利要求7所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于所述制造方法进一步包 括在所述保护层上形成导电层。
9.如权利要求6-8任一项所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于所述最佳氮气 流量范围为3-kccm。
全文摘要
一种彩色滤光片，其包括基板和设置在所述基板上的黑色矩阵，所述黑色矩阵主要由氮化物组成，所述氮化物含有铬、钛和铝。
文档编号G02B5/20GK102081182SQ20091031065
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月30日 优先权日2009年11月30日
发明者黄建豪 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司