專利名稱：彩色濾光片的制造方法
技術領域：
本發明是有關于一種彩色濾光片的制造方法，且特別是有關于一種可應用于半穿透-半反射式液晶顯示器(transflective liquid crystal display)的彩色濾光片的制造方法。
背景技術：
由于液晶顯示器為非自發光的顯示器，因此液晶顯示面板必須搭配光源(背光源、前光源或外界光源)方可進行影像的顯示。依照光源的利用方式不同，可將液晶顯示器分為穿透式液晶顯示器、半穿透-半反射式液晶顯示器與反射式液晶顯示器三種。日前，由于半穿透-半反射式液晶顯示器能夠同時運用外界光源與背光源所提供的光線，有利于應用在可攜式產品上，因此已逐漸受到矚目。
一般而言，常見的半穿透-半反射式液晶顯示器是將其次像素區劃分成穿透區與反射區，其中反射區上具有適于將外界光源反射的反射電極或是反射層。為了呈現多彩顯示效果，可進一步地將彩色濾光片制作于半穿透-半反射式液晶顯示器中。然而，反射區中的光線會經過彩色濾光片兩次，相對地，穿透區中的光線由背光源直接射出而只經過彩色濾光片一次。此時，半穿透半反射式液晶顯示器的同一個次像素區中，反射區與穿透區所顯示的影像將會有色彩不協調的情形發生。
為了改善上述色彩不協調的情形，可以將彩色濾光片中彩色濾光膜的厚度進行調整，以形成不同厚度的彩色濾光膜，而調整方式是使對應于穿透區的彩色濾光膜的厚度增加，或是使對應于反射區的彩色濾光膜的厚度減少。如此，則穿透區與反射區中的光線受到彩色濾光膜作用的程度可以大致相同，而達到色彩協調的效果。
圖1A為現有技術具有不同厚度的彩色濾光膜的彩色濾光片。請參照圖1B，彩色濾光片100包括配置于基板110上的第一彩色濾光膜122與第二彩色濾光膜124，其中第一彩色濾光膜122位于第一濾光區I，而第二彩色濾光膜124位于第二濾光區II。此外，第一彩色濾光膜122的厚度大致為第二彩色濾光膜124的厚度的兩倍。當彩色濾光片100應用于半穿透-半反射式液晶顯示器時，第一濾光區I的位置是對應于穿透區，而第二濾光區II的位置是對應于反射區，以使穿透區與反射區內所呈現的影像色彩均勻一致。
圖1B為上述的第一彩色濾光膜122與第二彩色濾光膜124的制作方法。請參照圖1B，先在基板110上形成彩色光刻膠層140，接著以一半階調式掩膜150(Half-tone mask)為罩幕，對彩色光刻膠層140進行曝光。由圖1B可知，半階調式掩膜150包括可完全透光的透光部份150a與僅容許部份光線穿透的半透光部分150b。其中，穿過透光部分150a的光線可使彩色光刻膠層140完全曝光，而穿過半透光部份150b的光線僅使彩色光刻膠層140被部分曝光。之后，對彩色光刻膠層140進行顯影。以負型的彩色光刻膠層140為例，理論上，被完全曝光的彩色光刻膠層140可完整地被硬化而形成第一彩色濾光膜122，而被部分曝光的彩色光刻膠層140則僅有部分被硬化而保留下來，以形成第二彩色濾光膜124。
但實際上，利用調整曝光程度以得到不同厚度的彩色濾光膜并不容易。以上述制造方法而言，在利用半階調式掩膜150為罩幕進行曝光制造工藝時，半透光部分150b僅容許部份光線通過而使此處的彩色光刻膠層140僅被部份曝光(硬化)，通常，位于半透光部份150b下方的光刻膠材料在接受光線照射之后，不是完全反應，就是幾乎不反應，其曝光程度不易精準地控制，進而使得彩色濾光膜的厚度也不易控制。在實際操作上，欲通過圖1B所述的制造方法來制作第一彩色濾光膜122以及第二彩色濾光膜124的制造工藝裕度(process window)很低。
另外，若以蝕刻的方式或是以多次曝光步驟的方式形成不同厚度的彩色濾光膜，會使得制造工藝復雜且提高制造成本。因此，要在不增加制造成本及制造工藝困難度的前提之下制造出圖1A所繪示的彩色濾光片100，仍非易事。
發明內容
本發明是提供一種彩色濾光片的制造方法，以在不增加制造工藝困難度的前提下，于同一次像素區中形成不同厚度的彩色濾光膜。
本發明另提供一種彩色濾光片的制造方法，可以精確地控制同一次像素區中不同厚度的彩色濾光膜的厚度差異。
本發明又提供一種彩色濾光片，其可應用在半穿透-半反射式液晶顯示器中，以解決其穿透區與反射區影像色彩不均勻的問題。
本發明提出一種彩色濾光片的制造方法。首先，提供一基板，并接著于基板上形成黑矩陣，其中，黑矩陣于基板上定義出多個第一濾光區以及與各第一濾光區對應的多個第二濾光區。然后，于各第一濾光區以及與各第一濾光區對應的各第二濾光區內分別形成第一彩色濾光膜以及第二彩色濾光膜。第一彩色濾光膜的厚度與第二彩色濾光膜的厚度不相同。
在本發明的一實施例中，上述的形成第一彩色濾光膜以及第二彩色濾光膜的方法包括噴墨印刷。
在本發明的一實施例中，第一彩色濾光膜以及第二彩色濾光膜例如是同時形成。具體而言，上述的第一彩色濾光膜以及第二彩色濾光膜的形成方法例如是通過噴墨印刷的方式于第一濾光區內及與第一濾光區對應的第二濾光區內填入顏料，其中位于各第一濾光區內的顏料的厚度與位于各第二濾光區內的顏料的厚度不同。然后，干燥位于第一濾光區以及第二濾光區內的顏料，以同時形成第一彩色濾光膜以及第二彩色濾光膜。
在本發明的一實施例中，上述的第一彩色濾光膜以及第二彩色濾光膜是依序形成。具體而言，上述的第一彩色濾光膜以及第二彩色濾光膜的形成方法包括先通過噴墨印刷的方式于第一濾光區內填入一顏料，并干燥位于第一濾光區內的顏料，以形成第一彩色濾光膜。接著，通過噴墨印刷的方式于第二濾光區內填入顏料，并干燥位于第二濾光區內的顏料，以形成第二彩色濾光膜，其中，位于第一濾光區內的顏料的厚度與位于第二濾光區內的顏料的厚度不同。
在本發明的一實施例中，上述的第一彩色濾光膜的厚度大致為與其對應的第二彩色濾光膜的厚度的兩倍。
在本發明的一實施例中，上述的在形成黑矩陣于基板上之后，還包括對黑矩陣的表面進行一疏水處理。
在本發明的一實施例中，上述的第一彩色濾光膜與第二彩色濾光膜是通過黑矩陣分隔。
本發明另提出一種彩色濾光片的制造方法。其步驟如下。先提供一基板。接著，于基板上形成黑矩陣，以于基板上定義出多個次像素區，其中各次像素區具有第一濾光區以及位于第一濾光區以外的第二濾光區。然后，通過第一噴墨印刷制造工藝于各第一濾光區形成第一彩色濾光膜，并通過第二噴墨印刷制造工藝于第二濾光區內形成第二彩色濾光膜，其中各次像素區中的第一彩色濾光膜的厚度與第二彩色濾光膜的厚度不相同。
在本發明的一實施例中，上述的第一彩色濾光膜以及第二彩色濾光膜是依序形成。
在本發明的一實施例中，上述的第一彩色濾光膜以及第二彩色濾光膜的形成方法例如是先通過噴墨印刷的方式于第一濾光區內填入顏料。接下來，干燥位于第一濾光區內的顏料，以形成第一彩色濾光膜。然后，通過噴墨印刷的方式于第二濾光區內填入顏料，其中位于第一濾光區內的顏料的厚度與位于第二濾光區內的顏料的厚度不同。然后，干燥位于第二濾光區內的顏料，以形成第二彩色濾光膜。
在本發明的一實施例中，上述的各次像素區中的第一彩色濾光膜的厚度大致為第二彩色濾光膜的厚度的兩倍。
在本發明的一實施例中，上述的在形成黑矩陣于基板上之后，還包括對黑矩陣的表面進行一疏水處理。
在本發明的一實施例中，上述的各次像素區中的第一彩色濾光膜與第二彩色濾光膜彼此連接。
本發明又提供一種彩色濾光片。其包括基板、黑矩陣、多個第一彩色濾光膜以及多個第二彩色濾光膜。黑矩陣配置于基板上，并于基板上定義出多個第一濾光區以及與各第一濾光區對應的多個第二濾光區。此外，第一彩色濾光膜配置于第一濾光區內，而第二彩色濾光膜配置于第二濾光區內，其中各第一彩色濾光膜的厚度與各第二彩色濾光膜的厚度不相同。
在本發明的一實施例中，上述的第一彩色濾光膜的厚度大致為與其所對應的各第二彩色濾光膜的厚度的兩倍，并且第一彩色濾光膜與其所對應的各第二彩色濾光膜例如具有相同的顏色，其例如是紅色、綠色或藍色。
在本發明的一實施例中，上述的各第一彩色濾光膜與其所對應的第二彩色濾光膜是通過黑矩陣分隔。
本發明通過噴墨印刷的方式，在彩色濾光片的同一次像素區中形成具有顏色相同卻厚度不同的彩色濾光膜。因此，本發明的彩色濾光片應用在半穿透-半反射式液晶顯示器時，可改善同一次像素區中呈現的影像色彩不均勻的現象。另外，本發明的彩色濾光片的制造方法步驟簡單且制造工藝容易控制，具有良好的制造工藝裕度。
本發明提供的方法有制造工藝簡單以及制造工藝裕度大的優點，可以快速且穩定地制造出具有不同厚度的彩色濾光膜的彩色濾光片，對于制造工藝成本的降低以及產能的提升有很大的幫助。
圖1A為現有技術具有不同厚度的彩色濾光膜的彩色濾光片的示意圖。
圖1B為現有技術的第一彩色濾光膜與第二彩色濾光膜的制作方法。
圖2A至圖2C為本發明的第一實施例的彩色濾光片的制造方法。
圖2D為本發明的第一實施例的彩色濾光片的俯視示意圖。
圖3A至圖3D為本發明的第二實施例的彩色濾光基板的制造方法。
附圖標號100、200、300彩色濾光片110、210、310基板122、222、322第一彩色濾光膜124、224、324第二彩色濾光膜140彩色光刻膠層150半階調式掩膜150a透光部分150b半透光部分212、312黑矩陣220、320顏料I第一濾光區II第二濾光區P次像素區具體實施方式
為讓本發明的目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。
第一實施例圖2A至圖2C為本發明的第一實施例的彩色濾光片的制造方法。其步驟如下所述。首先，請參照圖2A，提供基板210，并于基板210上形成分隔物，例如為光刻膠分隔物、金屬、或黑矩陣，本實施例以黑矩陣212為例，其中黑矩陣212于基板210上定義出多個第一濾光區I以及與各第一濾光區I對應的多個第二濾光區II。一般而言，基板210例如是玻璃基板、非晶硅基板等透光基板，而黑矩陣例如是樹脂黑矩陣、金屬黑矩陣或是同時具有金屬與樹脂的黑矩陣。
接著，請參照圖2B，通過噴墨(ink jet)印刷的方式于第一濾光區I內及與其所對應的第二濾光區II內填入色料，色料例如為顏料、染料或上述組合，在本實施例中，以顏料220為例。在進行噴墨印刷時，本實施例可以調整噴入顏料220的體積或量，以使位于各第一濾光區I內的顏料220的厚度與位于各第二濾光區II內的顏料220的厚度不同。值得一提的是，在第一濾光區I內及與其所對應的第二濾光區II內所填入的顏料220可具有相同的顏色。具體地說，每個第一濾光區I都有與其所對應的第二濾光區II，其中相對應的第一濾光區I與第二濾光區II內所填入的顏料220具有相同的顏色，但具有不同的厚度。另外，在黑矩陣212形成之后以及進行噴墨印刷之前，本實施例可在黑矩陣212表面上進行疏水制造工藝，以防止噴墨印刷時，顏料220濺溢而相互混染。
然后，請參照圖2C，干燥位于第一濾光區I以及第二濾光區II內的顏料220，以同時形成第一彩色濾光膜222以及第二彩色濾光膜224，此時，彩色濾光片200的制作已大致完成。由于，第一濾光區I以及第二濾光區II內填有不同厚度的顏料220，因此第一彩色濾光膜222以及第二彩色濾光膜224也會具有不同的厚度。
以本實施例而言，第一彩色濾光膜222的厚度大于第二彩色濾光膜224的厚度。若欲應用彩色濾光片200在半穿透-半反射式液晶顯示器中，第一彩色濾光膜222可對應于半穿透-半反射式液晶顯示器的穿透區，而第二彩色濾光膜224可對應于半穿透-半反射式液晶顯示器的反射區。如此一來，半穿透-半反射式液晶顯示器中穿透區與反射區所呈現的影像便可因不同厚度的第一彩色濾光膜222與第二彩色濾光膜224的作用，而有較為均勻的色彩。
更詳細而言，在半穿透-半反射式液晶顯示器中，由于反射區所顯示的影像是光線經過第二彩色濾光膜224兩次后所呈現的結果，而穿透區所顯示的影像是光線經過第一彩色濾光膜222一次所呈現的結果，因此，若欲使穿透區與反射區所顯示的影像有十分接近的色彩，則第二彩色濾光膜224的厚度約為第一彩色濾光膜222的厚度的40％-60％，較佳的是，可將第一彩色濾光膜222的厚度設定為第二彩色濾光膜224的厚度的兩倍。第一彩色濾光膜222的厚度可約為1-2微米。
然而，本發明并不限定必須同時完成第一彩色濾光膜222以及第二彩色濾光膜224的制作。舉例而言，在其他實施例中，可以先在第一濾光區I中填入顏料220并干燥顏料220以形成第一彩色濾光膜222，之后再于第二濾光區II中填入顏料220，并干燥以形成第二彩色濾光膜224。或是，將第二彩色濾光膜224先形成之后，再形成第一彩色濾光膜222。換句話說，本發明不限定一彩色濾光膜222與第二彩色濾光膜224的形成順序。
圖2D為本發明的第一實施例的彩色濾光片的俯視示意圖。請同時參照圖2C與圖2D，本實施例的彩色濾光片200包括基板210、黑矩陣212、多個第一彩色濾光膜222以及多個第二彩色濾光膜224。黑矩陣212配置于基板210上，并于基板210上定義出多個第一濾光區I以及與各第一濾光區I對應的多個第二濾光區II。此外，第一彩色濾光膜222配置于第一濾光區I內，而第二彩色濾光膜224配置于第二濾光區II內。
彩色濾光片200中，第一彩色濾光膜222與其所對應的第二彩色濾光膜224是通過黑矩陣分隔的，且第一彩色濾光膜222的厚度與其所對應的各第二彩色濾光膜224的厚度不相同。同時，第一彩色濾光膜222與其所對應的各第二彩色濾光膜224可具有相同的顏色，例如是紅色、綠色或藍色。如此一來，具有彩色濾光片200的半穿透-半反射式液晶顯示器，其同一像素中的穿透區與反射區所呈現的影像色彩可較為均勻。在本實施例中，第一彩色濾光膜222與其所對應的各第二彩色濾光膜224可具有近似但不相同的顏色，以用于在同一像素中的穿透區與反射區所呈現的影像色彩較均勻即可。
本實施例僅需控制顏料220的噴入體積或量，即可輕易地完成具有不同厚度的第一彩色濾光膜222以及第二彩色濾光膜224的制作。整體而言，制造工藝控制相當容易，且彩色濾光膜222、224的厚度也可以精準的調整。與現有技術的光刻制造工藝相較，本實施例所采用的噴墨印刷具有很寬松的制造工藝裕度(process window)。
第二實施例圖3A至圖3D為本發明的第二實施例的彩色濾光基板的制造方法。請先參照圖3A，提供基板310，并于基板310上形成分隔物，例如為光刻膠分隔物、或黑矩陣，本實施例以黑矩陣312為例，其中黑矩陣312在基板310上定義出多個次像素區P(本實施例中僅繪出一個)，且各個次像素區P具有第一濾光區I以及第一濾光區I以外的第二濾光區II。具體來說，基板310例如是透光基板，而黑矩陣312例如是不透光的樹脂黑矩陣或金屬黑矩陣。
接著，請參照圖3B，通過第一噴墨印刷制造工藝于各第一濾光區I形成第一彩色濾光膜322。具體來說，形成第一彩色濾光膜322的方式例如是通過噴墨印刷的方式于第一濾光區I內填入色料，色料例如為顏料、染料或上述組合，在本實施例中，以顏料320為例。接下來，干燥位于第一濾光區I內的顏料320，以形成第一彩色濾光膜322。當然，在黑矩陣312形成之后，可以先在黑矩陣312表面進行疏水處理再進行第一噴墨印刷制造工藝，以避免第一噴墨印刷制造工藝時，顏料320濺溢或是擴散到第一區域I之外。
然后，請參照圖3C，通過第二噴墨印刷制造工藝于第二濾光區II內形成第二彩色濾光膜324，其中各次像素區P中的第一彩色濾光膜322的厚度與第二彩色濾光膜324的厚度不相同。形成第二彩色濾光膜324的方式可以是通過噴墨印刷的方式于第二濾光區II內填入顏料320，并隨之干燥位于第二濾光區II內的顏料320，以形成第二彩色濾光膜324。實際上，于第二濾光區II內填入的顏料320與于第一濾光區I內填入的顏料320具有相同的顏色，例如是紅色、藍色或綠色。
進行第一與第二噴墨印刷制造工藝時，可以調整顏料320的噴入體積或量，以使位于第一濾光區I內的顏料320的厚度與位于第二濾光區II內的顏料320的厚度不同，進而使得第一彩色濾光膜322的厚度就可與第二彩色濾光膜324的厚度不同。舉例而言，第二彩色濾光膜324的厚度約為第一彩色濾光膜322的厚度的40％-60％，較佳的是，第一彩色濾光膜322的厚度大致為第二彩色濾光膜324的厚度的兩倍。第一彩色濾光膜322的厚度可約為1-2微米。當然，在其他實施例中，第一彩色濾光膜322的厚度與第二彩色濾光膜324的厚度比例還可根據產品設計需求作適當的調整。
請參照圖3D，在根據上述各步驟所制得的彩色濾光片300中，具有不同厚度的第一彩色濾光膜322與第二彩色濾光膜324是彼此連接的，換言之，第一彩色濾光膜322與第二彩色濾光膜324之間沒有黑矩陣312分隔。
綜上所述，本發明的彩色濾光片及其制造方法至少具有以下所述的優點1.本發明通過噴墨印刷制造工藝，可以快速且穩定地制造出具有不同厚度的彩色濾光膜的彩色濾光片，對于制造工藝成本的降低以及產能的提升有很大的幫助。
2.本發明的彩色濾光片可應用在半穿透-半反射式液晶顯示器中，以避免穿透區與反射區中所呈現的影像色彩不協調的現象。
3.本發明的彩色濾光片的制造方法以噴墨印刷的方式形成彩色濾光膜，因此彩色濾光膜的厚度可通過噴墨量的調整而獲得精確的控制。換言之，本發明的彩色濾光片的制造方法有很高的制造工藝良品率。
4.本發明的彩色濾光片的制造方法不需利用光刻或是蝕刻等較復雜且控制難度高的制造工藝步驟，因此有制造工藝簡單以及制造工藝裕度大的優點。
雖然本發明已以實施例揭露如上，但其并非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和范圍內，可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護范圍以權利要求所界定的為準。
權利要求
1.一種彩色濾光片的制造方法，其特征在于，該方法包括提供一基板；于所述的基板上形成一分隔物，以于所述的基板上定義出多個次像素區，其中各所述的次像素區具有一第一濾光區以及一位于所述的第一濾光區以外的一第二濾光區；通過一第一噴墨印刷制造工藝于各所述的第一濾光區內形成一第一彩色濾光膜；以及通過一第二噴墨印刷制造工藝于各所述的第二濾光區內形成一第二彩色濾光膜，其中各所述的次像素區中的所述的第一彩色濾光膜的厚度與所述的第二彩色濾光膜的厚度不相同。
2.如權利要求1所述的彩色濾光片的制造方法，其特征在于，所述的這些第一彩色濾光膜以及所述的這些第二彩色濾光膜是依序形成。
3.如權利要求1所述的彩色濾光片的制造方法，其特征在于，所述的這些第一彩色濾光膜以及所述的這些第二彩色濾光膜的形成方法包括通過所述的第一噴墨印刷制造工藝于所述的這些第一濾光區內填入一第一色料；干燥位于所述的這些第一濾光區內的所述的第一色料，以形成所述的這些第一彩色濾光膜；通過所述的第二噴墨印刷制造工藝于所述的這些第二濾光區內填入一第二色料，其中所述的第一色料的體積與所述的第二色料的體積不相同；以及干燥位于所述的這些第二濾光區內的所述的第二色料，以形成所述的這些第二彩色濾光膜。
4.如權利要求1所述的彩色濾光片的制造方法，其特征在于，所述的第一色料以及所述的第二色料包括相同顏色的顏料、染料或上述組合。
5.如權利要求1所述的彩色濾光片的制造方法，其特征在于，各所述的次像素區中的所述的第一彩色濾光膜的厚度大致為所述的第二彩色濾光膜的厚度的兩倍。
6.如權利要求1所述的彩色濾光片的制造方法，其特征在于，各所述的次像素區中的所述的第二彩色濾光膜的厚度大致為所述的第一彩色濾光膜的厚度的40％-60％。
7.如權利要求1所述的彩色濾光片的制造方法，其特征在于，各所述的次像素區中的所述的第一彩色濾光膜的厚度約為1-2微米。
8.如權利要求1所述的彩色濾光片的制造方法，其特征在于，在形成所述的分隔物于所述的基板上之后，還包括對所述的分隔物的表面進行一疏水處理。
9.如權利要求1所述的彩色濾光片的制造方法，其特征在于，各所述的次像素區中的所述的第一彩色濾光膜與所述的第二彩色濾光膜彼此連接。
10.如權利要求1所述的彩色濾光片的制造方法，其特征在于，所述的分隔物還定義出各所述的次像素區的所述的第一濾光區以及位于所述的第一濾光區以外的所述的第二濾光區。
全文摘要
本發明是關于一種彩色濾光片的制造方法。該方法包括，首先提供一基板，并接著于基板上形成黑矩陣，其中黑矩陣于基板上定義出多個第一濾光區以及與各第一濾光區對應的多個第二濾光區。之后，于各第一濾光區以及與各第一濾光區對應的各第二濾光區內分別形成第一彩色濾光膜以及第二彩色濾光膜，以形成彩色濾光片。第一彩色濾光膜的厚度與第二彩色濾光膜的厚度不相同。因此，具有上述彩色濾光片的半穿透－半反射式液晶顯示器所顯示的影像有均勻的色彩。本發明提供的方法有制造工藝簡單以及制造工藝裕度大的優點，可以快速且穩定地制造出具有不同厚度的彩色濾光膜的彩色濾光片，對于制造工藝成本的降低以及產能的提升有很大的幫助。
文檔編號B41J2/01GK101029946SQ2007100904
公開日2007年9月5日 申請日期2007年4月11日 優先權日2007年4月11日
發明者陳文龍, 李淑琴, 蔡馥娟, 王薇雅, 林永茂, 曹俊杰 申請人:友達光電股份有限公司