彩色滤光片及其膜层厚度测量方法与流程

本发明涉及彩色滤光片的制造方法，特别关于一种彩色滤光片的膜层厚度测量方法。

背景技术：

随着液晶显示器产品的日益普及，液晶显示器件已成为信息与电子工业中占有重要地位的基础元器件，液晶显示器已发展成为一个庞大的产业，彩色滤光片是液晶显示器结构中重要的一部分，以实现彩色显示。

在液晶显示器等平板显示器中使用的彩色滤光片，通常是通过在透明的基板上印刷、涂布或者光刻法形成条纹图案，条纹图案与液晶显示器每个像素一一对应，其中，条纹图案包括：红(R)、绿(G)及蓝(B)油墨。

图1为现有的彩色滤光片的俯视图；图2为图1中区域A沿虚线a剖面示意图。如图1所示，彩色滤光片10包括透明基板11、彩色滤光层13及黑色矩阵14，其中，黑色矩阵14以划分各像素；彩色滤光层13包括依次排列而形成条状图案的红色滤光区13R、绿色滤光区13G以及蓝色滤光13B。

红色滤光区13R、绿色滤光区13G以及蓝色滤光13B形成条纹图案后，都由于油墨自身的表面张力，使得其形成为条纹时，容易造成两端侧高，而在中央部低的形状，因此，作为上述条纹图案集合体的油墨层的表面出现的凹凸不平的表面。而凹凸不平的表面存在如下问题：1)引起光的漫反射，显示的对比度降低；2)在液晶显示器驱动时发生液晶的响应不均，显示异常。

作为降低凹凸不平的表面部分的高度的尝试，在彩色滤光片的整个表面上形成透明有机薄膜层12。为了准确的获得彩色滤光片10的表面是否平坦，需要测量彩色滤光片10上的膜层厚度。

现有膜层厚度测量方式，以表面轮廓仪(profiler)测定膜的厚度为例说明彩色滤光基板10上的膜层厚度测量过程。如图1与图2中所示，首先，于彩色滤光基板10上选择区域A，并移除区域A中的部分透明有机薄膜层12形成测量孔15，其中，基板11可自测量孔15中露出；其次，将表面轮廓仪(profiler)的探针接触测量孔15中基板11的表面；接着，使得表面轮廓仪(profiler)的探针移动至透明有机薄膜层12的表面，并沿着基板11的长边方向，向基板11的边缘划一直线，以自测量孔15中露出基板11的表面为基准，测量出透明有机薄膜层12的厚度T1、透明有机薄膜层12与红色滤光区13R的厚度和TR、透明有机薄膜层12与黑色矩阵14的厚度TB。其中，形成测量孔15的方式通过操作者直接刮除基板11上部分透明有机薄膜层12，然而，在操作者刮除部分透明有机薄膜层12的过程中，常常会造成，透明有机薄膜层12下方的彩色滤光层13、黑色矩阵14及基板11的刮伤，进而造成彩色滤光片10报废或者需要补色。此外，由于操作者的个体差异，无法控制测量孔的形成位置(无固定位置)及力道，造成量测结果的不稳定。因此，测量彩色滤光片上的膜层厚度的方法需要改进。

技术实现要素：

本发明提供一种新的彩色滤光片及其膜层厚度测量方法，以克服现有技术中无法自动化测量彩色滤光片上的膜层厚度的问题。本发明的彩色滤光片，具有显示区和环绕显示区域的非显示区，该彩色滤光片还包括：基板；透明有机薄膜层，该透明有机薄膜层整面覆盖于该基板的第一表面上；以及膜厚检测结构，其设置于该非显示区，该膜厚检测结构上设置有至少一个测量孔，该基板的部分该第一表面自该至少一个测量孔中暴露出，以暴露出的部分该第一表面作为基准，测量该透明有机层的第二表面到该第一表面的厚度。

可选地，该膜厚检测结构包括辅助彩色滤光层，该辅助彩色滤光层包括第一色阻单元与第二色阻单元，第一色阻单元包括第一红色色阻、第一绿色色阻及第一蓝色色阻，第二色阻单元包括未设置色阻的空白区域。

可选地，该空白区域填充该透明有机薄膜层。

可选地，该至少一个测量孔设置于该空白区域。

可选地，该膜厚检测结构还包括黑色矩阵，该黑色矩阵位该辅助彩色滤光层与该基板之间，该至少一个测量孔为利用激光照射该彩色滤光片移除部分该透明有机薄膜层、部分该辅助彩色滤光层、部分该黑色矩阵或其组合形成。

可选地，该膜厚检测结构于形成该至少一个测量孔之后，该辅助彩色滤光层至少包括红色、绿色以及蓝色色阻构成的色阻单元。

可选地，该第二表面为该透明有机薄膜层远离该第一表面的表面。

可选地，该透明有机薄膜层为平坦层，使该彩色滤光片具有平坦的表面。

本发明还提供一种彩色滤光片上的膜层厚度的测量方法，该测量方法包括以下步骤：提供彩色滤光片，该彩色滤光片的基板的第一表面整面覆盖透明有机薄膜层，膜厚测量结构形成该彩色滤光片的非显示区且位于该透明有机薄膜层与该基板之间，该膜厚测量结构具有空白区域；于该空白区域上形成至少一个测量孔，使得部分该基板的第一表面自该至少一个测量孔中暴露出；控制轮廓测量仪的接触式探针接触该第一表面；以及控制接触式探针移动至该透明有机薄膜层的第二表面并维持与该第二表面接触，沿着该基板的长边方向划直线，以测量获得该透明有机薄膜层的该第二表面至该基板的第一表面的厚度。

可选地，该膜厚测量结构还包括设置于该基板与该透明有机薄膜层之间的辅助彩色滤光层以及黑色矩阵，该至少一个测量孔通过激光装置照射该彩色滤光片，移除部分该透明有机薄膜层、部分该辅助彩色滤光层、部分该黑色矩阵或其组合形成。

与现有技术相比，本发明通过将膜厚测量结构设置于基板的指定位置(非显示区)，并通过激光装置形成膜厚测量结构至少一个测量孔，避免了现有技术中，因操作者的个体差异引起的测量不准确的问题，实现自动化测量，提高测量结果的准确度及测量效率。

附图说明

图1为现有的彩色滤光片的俯视图。

图2为图1中区域A沿虚线a剖面示意图。

图3为本发明一实施例的彩色滤光片的俯视图。

图4为图3中彩色滤光片膜厚检测结构的色阻排列示意图。

图5为图3中彩色滤光片膜厚检测结构的剖面示意图。

图6为图3中的彩色滤光片膜厚检测结构形成测量孔的剖面示意图。

具体实施方式

为使得对本发明的内容有更清楚及更准确的理解，现在将结合附图详细说明，说明书附图示出本发明的实施例的示例，其中，相同的标号表示相同的元件。可以理解的是，说明书附图示出的比例并非本发明实际实施的比例，其仅为示意说明为目的，并未依照原尺寸作图。

图3为本发明一实施例的彩色滤光片的俯视图。如图3所示，彩色滤光片20包括基板21、彩色滤光层、黑色矩阵及透明有机薄膜层25，透明有机薄膜层25整面覆盖于基板21的第一表面211(如图6所示)上，透明有机薄膜层25使得应用于液晶显示器的彩色滤光片20面对液晶层的表面具有平坦的表面，平坦的表面有助于液晶显示器显示品质提升。

彩色滤光片20还包括显示区22以及环绕显示区域22的非显示区，膜厚检测结构24设置于非显示区域且位于基板21的边缘，非显示区中还设有元件区域23，膜厚检测结构24位于元件区23中，膜厚检测结构24上设置至少一个测量孔，例如包括第一测量孔291与第二测量孔292(如图6所示)，基板21的部分第一表面211自该第一测量孔291与第二测量孔292中暴露出，以自该第一测量孔291与第二测量孔292中暴露第一表面211作为基准面，测量透明有机薄膜层25的第二表面251(如图6中所示)到基板21的第一表面211的厚度。

图4为图3中彩色滤光片膜厚检测结构的色阻排列示意图，图5为图3中彩色滤光片膜厚检测结构的剖面示意图。

请同时参照图4与图5，膜厚检测结构24具有辅助彩色滤光层，辅助彩色滤光层包括：依次排列的第一色阻单元26与第二色阻单元27，第一色阻单元26包括依次排列的第一红色色阻261、第一绿色色阻262以及第一蓝色色阻263；第二色阻单元27包括第二红色色阻271、空白区域272以及第二蓝色色阻273，空白区域272设置于第二红色色阻271与第二蓝色色阻273之间。空白区域272即是指，基板21上对应的位置上未设置任何色阻(如图5所示)，当透明有机薄膜层25整面覆盖于基板21的第一表面时，空白区域272被透明有机薄膜层25填充。本实施例，空白区域272设置于第二红色色阻271与第二蓝色色阻273之间，但不以此为限。在本发明的其他实施例中，空白区域的位置可依据实际需要而设定。此外，在本发明其他实施例中，第二色阻单元还可以只包括空白区域，当第二色阻单元中仅包括空白区域时，设置于膜厚检测结构上的至少一个测量孔则形成于空白区域中。

黑色矩阵28形成于基板21的第一表面211上，黑色矩阵28覆盖基板21上的显示区22与部分非显示区，且黑色矩阵28中在显示区22中的镂空区域与显示区22中的主彩色滤光层的红色、绿色及蓝色色阻一一对应。本实施例中，黑色矩阵28位于彩色滤光层(彩色滤光层包括显示区22的主彩色滤光层与膜厚测试结构24中辅助彩色滤光层，辅助彩色滤光层与主彩色滤光层于相同的制程中共同形成)与基板21之间，但不以此为限。在其他的实施例中，黑色矩阵可与彩色滤光层可同层设置。

如图5所示，本实施例中，第一色阻单元26及第二色阻单元27中每一色阻的高度均相近，但不以此为限。在本发明的其他实施例中，第一色阻单元26与第二色阻单元27中的每一色阻的高度可彼此互不相同。

图6为图3中的彩色滤光片膜厚检测结构形成测量孔的剖面示意图。

如图6所示，通过激光装置30移除膜厚检测结构24中部分透明有机薄膜层25、色阻层、部分黑色矩阵28或其组合以获得第一测量孔291与第二测量孔292。具体来说，激光装置30照射基板21上的透明薄膜层25，通过移除第一区域中的部分透明有机薄膜层25、第二蓝色色阻273以及部分黑色矩阵28以获得第一测量孔291；通过移除第二区域中的部分透明有机薄膜层25、第一红色色阻261以及部分黑色矩阵28以获得第二测量孔292。其中，第一区域与第二区域分别位于膜厚检测结构24上相对的两端，但不以此为限制。在本发明的其他实施例中，若第二色阻单元27仅包括空白区域，则激光装置30仅需要移除填充于空白区域中的透明有机薄膜层形成至少一个测量孔。

继续参照图4与图6，获得第一测量孔291与第二测量孔292后，第一色阻单元26中第一绿色色阻262、第一蓝色色阻263与第二色阻单元27中第二红色色阻271作为第三色阻单元26’。值得注意的是，为了确保测量结构的准确性，本发明中膜厚检测结构24在形成第一测量孔291与第二测量孔292之后，必须具备一个包括红色、绿色以及蓝色色阻的第三色阻单元26’。较佳地，膜厚检测结构24中的第一色阻单元26与第二色阻单元27可与基板21的显示区22中的主彩色滤光层的红色、绿色及蓝色色阻一同形成。此时，仅需要将形成显示区22中的彩色滤光层的光罩的边缘区域增加与膜厚检测结构24形状相适配的图案，因此，不会因膜厚检测结构24而增加制程步骤。

参照图6，本发明的彩色滤光基板20的测量透明有机薄膜层25的第二表面251到基板21的第一表面211的厚度的具体过程如下。

首先，控制移动轮廓测量仪的接触式探针40(如虚线所示)分别接触自接触孔291、292中暴露出的基板21的第一表面211；其次，控制移动接触式探针40(如虚线所示)移动至透明有机薄膜层25的第二表面251上，且使得接触式探针40与第二表面251维持接触状态；接着，继续控制接触式探针40沿着基板21的长边方向F(如图3中箭头所示)朝向基板21的边缘划直线；最后，藉由轮廓测量仪的控制单元收集接触式探针40测量的透明有机薄膜层25的第二表面251至基板21的第一表面211表面的间距，例如依据需要，以第一表面211作为基准面，可获得透明有机薄膜层25的厚度T2(对应此处透明有机薄膜层25本身厚度)、透明有机薄膜层25与黑色矩阵28的厚度Tb、透明有机薄膜层25与第一绿色色阻262的厚度Tg、透明有机薄膜层25、黑色矩阵28与第一绿色色阻262的厚度Tgb、透明有机薄膜层25与第一蓝色色阻263的厚度Tb、透明有机薄膜层25与第二红色色阻271的厚度Tr。

此外，还可以通过另一控制元件分析上述不同的厚度值，以判断透明有机薄膜层25的表面是否平坦，并将判断结果反馈至透明有机薄膜层25的涂布装置，使得涂布装置依据反馈的判断结果以及时的调整涂布参数，确保透明有机薄膜层25的第二表面251的平坦度。

进一步的，上述实施例中由于膜厚测量结构24设置于基板21边缘的非显示区，因此，当透明有机薄膜层25的第二表面251至基板21的第一表面211的厚度测量完成后，可利用激光或者刀具将膜厚测量结构24自基板21上切除。即，于彩色滤光片20的完成品上可以不出现膜厚测量结构24。

由上述实施例可知，本发明为了实现轮廓测量仪能够自动测量彩色滤光片中整面覆盖于基板表面的透明有机薄膜层到基板表面的厚度，设置膜厚测量结构于彩色滤光片的非显示区，并通过激光装置去除膜厚测量结构中部分透明有机薄膜层、色阻层、部分黑色矩阵或其组合以获得至少一个测量孔，以至少一个测量孔暴露出的基板表面为基准，利用轮廓测量仪的接触式探针在透明有机薄膜层的表面划直线，以获得透明有机薄膜层到基板表面的厚度。由于，将膜厚测量结构设置于基板的指定位置，并通过激光装置形成至少一个测量孔，避免了现有技术中，因操作者的个体差异引起的测量不准确的问题，实现自动化测量，提高测量结果的准确度及测量效率。

本发明还提供一种彩色滤光片上膜层厚度测量方法。

首先，提供一彩色滤光片，彩色滤光片具有显示区与环绕显示区的非显示区，非显示区具有膜厚测量结构，膜厚测量结构具有空白区域；彩色滤光片包括基板、黑色矩阵、彩色滤光层及透明有机薄膜层，透明有机薄膜层整面覆盖于基板的第一表面上，且膜厚测量结构、黑色矩阵及彩色滤光层位于基板与透明有机薄膜层之间。

其次，使用激光装置于空白区域上形成至少一个测量孔，且基板的第一表面自至少一个测量孔中暴露出；其中，至少一个测量孔可通过移除部分透明有机薄膜层、彩色滤光层、黑色矩阵或其组合形成。

接着，控制轮廓测量仪的接触式探针接触自至少一个测量孔中暴露出基板的第一表面。

然后，控制接触式探针移动至透明有机薄膜层的第二表面并维持与透明有机薄膜层的第二表面接触，沿着基板的长边方向划直线。

最后，轮廓测量仪的控制模组获得透明有机薄膜层的第二表面至基板的第一表面的厚度。

其中，本实施例中，透明有机薄膜层以彩色滤光片上的平坦层。在本发明的其他实施例中，透明有机薄膜层也可以是钝化层或者保护层。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。