專利名稱：彩色濾光片及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種彩色濾光片及其制造方法。
背景技術：
液晶顯示器為目前廣泛使用的顯示器，相較于陰極射線管顯示器具有體積小、質量輕、厚度薄、耗電量低等優(yōu)點。因此，成為近年來市場上的主流電子產品之一。液晶顯示器主要由薄膜晶體管基板、彩色濾光片基板及位于兩基板間的液晶分子層所構成。當電流通過薄膜晶體管時會產生電場變化，使液晶分子扭轉。因此，可改變光線的偏極性，再利用偏光片來決定像素的明暗狀態(tài)。以上述的明暗狀態(tài)搭配發(fā)出不同色彩的像素便構成了液晶顯示器的影像。其中，可藉由不同的電場驅動模式及配向層的結構，使中間的液晶分子在施加電場后產生不同的排列方式。一般來說，可分為扭轉向列(Twisted Nematic ;TN)模式、 橫向電場驅動 Gn-Plane Switching ；IPS)模式及多域配向(Multi-domain Vertical Alignment ；MVA)模式。上述扭轉向列模式及橫向電場驅動模式的液晶顯示器的彩色濾光片基板上方可包含有光間隔物(photo spacer)及一層配向層。配向層是用以在不加電壓的情況下使液晶分子平行于基板。一般而言，通常先在具有彩色濾光片的基板上形成光阻層再進行光學微影制程以形成光間隔物。接著，涂布配向層于光間隔物及彩色濾光片的基板上。然后，以刷磨(riAbing)方式在配向層上形成溝槽。然而，上述制程步驟較為繁雜，且浪費了部份的光阻材料。多域配向模式的液晶顯示器的彩色濾光片基板可包含有光間隔物及配向層。但在此指的配向層是垂直配向的配向層，用以在不加電壓的情況下使液晶分子垂直于基板。一般而言，通常是在具有彩色濾光片的基板上先形成光間隙物，然后再形成覆蓋彩色濾光片及光間隙物的配向層。上述形成光間隙物及配向層的方式通常是以光學微影制程來制作， 因此制程復雜，制程耗費的時間也較長。然而，上述配向層的結構通常會影響到透光度。因此，需要一種制造彩色濾光片基板的方法，以期能改善上述問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明之一目的是在提供一種彩色濾光片基板的制造方法，包含下列步驟。提供具有彩色濾光層的基材。在基材上方形成配向材料層。以一對象印壓配向材料層，使對象的表面凹凸結構轉印于配向材料層上，而形成配向結構層。配向結構層具有復數(shù)個間隔物以及復數(shù)個配向突起物，且每一間隔物的高度大于每一配向突起物的高度。然后，硬化配向結構層。作為可選的技術方案，該配向材料層的材質為光硬化型聚酰亞胺、熱硬化型聚酰亞胺或上述的混合物。作為可選的技術方案，硬化該配向結構層步驟包含以紫外光照射該配向結構層。
作為可選的技術方案，硬化該配向結構層步驟包含加熱該配向結構層。作為可選的技術方案，硬化該配向結構層的步驟包含硬化該復數(shù)個間隔物以及該復數(shù)個配向突起物，其中硬化的每一間隔物的高度為2至10 μ m，且硬化的每一配向突起物的高度為0. 1至1 μ m。作為可選的技術方案，硬化的每一間隔物與硬化的每一配向突起物的高度比為20 至 100。作為可選的技術方案，提供具有該彩色濾光層的該基材的步驟包含形成遮光區(qū)于基板上，以定義該基板的復數(shù)個次像素區(qū)；形成該彩色濾光層于每一次像素區(qū)上；以及形成透明導電層覆蓋該彩色濾光層以及該遮光區(qū)。作為可選的技術方案，該對象為滾輪，其表面具有雕刻結構。本發(fā)明之另一目的是在提供一種彩色濾光片，其包含基板、遮光區(qū)、彩色濾光層、 透明導電層以及配向結構層。遮光區(qū)設置于基板上，以定義基板的數(shù)個次像素區(qū)。彩色濾光層覆蓋每一個次像素區(qū)。透明導電層位于遮光區(qū)以及彩色濾光層上。配向結構層包含數(shù)個間隔物以及數(shù)個配向突起物。間隔物接觸透明導電層，且位于遮光區(qū)上方。配向突起物接觸透明導電層，且位于彩色濾光層上方。每一間隔物以及每一配向突起物為相同的配向材料所制成。作為可選的技術方案，該復數(shù)個間隔物的高度為2至10 μ m，且該復數(shù)個配向突起物的高度為0. 1至Ιμπι。由上述可知，本制造方法以配向材料層進行壓印制程，而可形成具有間隔物及配向突起物的配向結構層。由于不需經過光學微影制程，因此應用上述制造方法可使制程簡化，并可節(jié)省制造成本。


圖1Α-1Β繪示依照本發(fā)明一實施方式的彩色濾光片基板的各制程階段剖面示意圖。圖2繪示依照本發(fā)明一實施方式的彩色濾光片基板的俯視示意圖。
具體實施例方式以下將以圖式揭露本發(fā)明的復數(shù)個實施方式，為明確說明起見，許多實際應用上的細節(jié)將在以下敘述中一并說明。然而，應了解到，這些實際應用上的細節(jié)不應用以限制本發(fā)明。也就是說，在本發(fā)明部分實施方式中，這些實際應用上的細節(jié)是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與組件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。本發(fā)明之一目的是在提供一種彩色濾光片基板的制造方法。圖1Α-1Β繪示依照本發(fā)明一實施方式的彩色濾光片基板的各制程階段剖面示意圖。首先、提供具有彩色濾光層的基材110，如圖IA所示。在一實施方式中，制作彩色濾光層的基材110的方法，可先在基板102上形成遮光區(qū)104，以定義基板102的數(shù)個次像素區(qū)10如。接著，在每一次像素區(qū)10 上形成彩色濾光層106。然后，形成透明導電層108 以覆蓋彩色濾光層106以及遮光區(qū)104。上述遮光區(qū)104可呈矩陣形態(tài)，而彩色濾光層106可覆蓋每一個次像素區(qū)10如?；?02可為玻璃基板、石英基板或具可撓性的塑料基板。遮光區(qū)104的材料可為金屬材料與著色的黑色樹脂。遮光區(qū)104的制作方法例如可先在基板102上形成一層遮光材料，然后使用光學微影蝕刻制程來形成遮光區(qū)104，以定義數(shù)個次像素區(qū)104a。彩色濾光層106可為含有顏料的樹脂。在形成彩色濾光層106步驟中，可使用光學微影制程或印刷制程來制作，以在每一次像素區(qū)10 上形成彩色濾光層106。透明導電層108的材料例如可為氧化銦錫?？衫梦锢須庀喑练e法或化學氣相沉積法來制作透明導電層108。在上述基材110上方形成配向材料層120，如圖IA所示。例如可使用涂布方式來形成。配向材料可呈液態(tài)或膠態(tài)。材料中可包含光硬化型聚酰亞胺、熱硬化型聚酰亞胺或上述的混合物?；蛘撸部梢园鲜鼍埘啺返那膀屛?。當上述材料經過紫外光照射方式或加熱方式硬化后，可形成固態(tài)的聚酰亞胺。光硬化型聚酰亞胺或其前驅物例如可包含有羧酸基(carboxylic acid group)或酰胺基(amide group)的聚酰胺酸，藉由添加光起始劑后可在紫外光照射下硬化；熱硬化型聚酰亞胺或其前驅物例如可為可溶性的聚酰亞胺或聚酰胺酸。上述材料可以加熱方式來硬化。形成配向材料層120后，以一物件印壓配向材料層120，使對象的表面凹凸結構轉印于配向材料層120上，而形成配向結構層122，如圖IB所示。配向結構層122具有數(shù)個間隔物12 以及數(shù)個配向突起物122b，且每一間隔物12 的高度大于每一配向突起物122b
的高度。上述對象可為表面具有凹凸結構的模具。對象表面的凹凸結構設計是相對于欲形成的間隔物12 及配向突起物122b的結構設計。例如，相對于欲形成間隔物12 或配向突起物122b的位置的對象位置可為不同深度的凹槽結構。在一實施方式中，對象例如可為表面具有雕刻結構的滾輪。因此，當滾輪表面接觸配向材料層120后，可將滾輪上的雕刻結構轉印至配向材料層120上，以形成配向結構層122。在完成印壓步驟后，接著硬化上述的配向結構層122，而可形成硬化的間隔物 12 及配向突起物122b。可使用紫外光照射方式或加熱方式來硬化配向結構層122。紫外光照射硬化相較于加熱硬化，其制程時間較短。配向結構層122的材料可包含光硬化型聚酰亞胺、熱硬化型聚酰亞胺或上述的混合物。上述硬化的間隔物12 可用以間隔兩基板。 在一實施方式中，硬化的間隔物12 可設置于液晶顯示器中的薄膜晶體管基板及彩色濾光片基板間，以保持兩基板間的距離及控制液晶分子層的厚度。硬化的間隔物12 高度可為2至10 μ m。在一實施方式中，硬化的配向突起物122b可應用于多域配向型液晶顯示器。硬化的配向突起物122b高度可為1 μ m以下。由于上述配向突起物的高度相較一般微影制程制作的配向突起物可更低，因此不影響透光度。每一硬化的間隔物12 對每一硬化的配向突起物122b的高度比可為20至100。本文中，「配向」的用語是指使液晶分子具有一定程度的排列方向?！概湎虿牧蠈印?是指此材料層在硬化后，能夠使液晶分子在其表面呈現(xiàn)特定的排列方式。例如，在MVA的態(tài)樣中，液晶分子的長軸方向垂直于材料層的表面?！赣不呐湎蛲黄鹞铩故侵概湎蛲黄鹞镌谟不螅蚱鋷缀涡螤罴安牧咸匦?，使位于配向突起物表面的液晶分子以一定方式排列。例如，在MVA的態(tài)樣中，配向突起物表面的液晶分子的長軸方向相對于液晶層的厚度方向呈現(xiàn)傾斜的狀態(tài)。因此，當施加電場時，「硬化的配向突起物」可讓液晶層中的局部液晶分子大致朝向某一方向傾斜。在一實施方式中，上述形成配向材料層120、印壓配向材料層120以形成配向結構層122及硬化配向結構層122步驟可以利用滾輪設備及滾動條式(roll-to-roll)連續(xù)生產制程來實施。在一實施例中，基材110為可撓性的塑料基板，基板上形成有彩色濾光層 106。接著，在基材上涂布一層配向材料層120。然后，使用表面具有雕刻結構的滾輪來印壓配向材料層120，以將雕刻結構轉印至配向材料層120上，而形成配向結構層122。隨后，將配向結構層122輸送至紫外光照射區(qū)或加熱區(qū)，以硬化配向結構層122，而形成硬化的間隔物12 及配向突起物122b。根據(jù)本發(fā)明上述的實施方式，由于不需經過光學微影制程，因此可縮短制程時間及降低制程成本。此外，在同一步驟中，同時形成液晶面板中所須的配向突起物以及間隔物。本發(fā)明的另一目的是在提供一種彩色濾光片基板。請參照圖IB及圖2。圖2繪示依照本發(fā)明一實施方式的彩色濾光片基板的俯視示意圖。如圖IB所示，彩色濾光片基板包含基板102、遮光區(qū)104、彩色濾光層106、透明導電層108以及配向結構層122。配向結構層122包含有數(shù)個間隔物12 以及數(shù)個配向突起物122b。間隔物12 接觸透明導電層108且位于遮光區(qū)104上方。配向突起物122b接觸透明導電層108且位于彩色濾光層106上方。由于間隔物12 是位于遮光區(qū)104上方，因此不影響透光度。基板102可為玻璃基板、石英基板或塑料基板。遮光區(qū)104設置于基板102上，用以定義次像素區(qū)l(Ma。遮光區(qū)104可設計為矩陣形態(tài)，而未設置遮光區(qū)104的地方定義為次像素區(qū)10如。遮光區(qū)104的材料可為金屬及著色的黑色樹脂。彩色濾光層106覆蓋次像素區(qū)10如。彩色濾光層106中可包含紅色光阻、綠色光阻、藍色光阻或其它顏色光阻。透明導電層108設置于遮光區(qū)104及彩色濾光層106上。透明導電層108的材料可為氧化銦錫。配向結構層122包含數(shù)個間隔物12 及數(shù)個配向突起物122b。每一間隔物12 以及每一配向突起物122b為相同的配向材料所制成。配向材料例如可為光硬化型聚酰亞胺、熱硬化型聚酰亞胺或上述的混合物。間隔物12 用以間隔兩基板。間隔物12 的高度可約為2至10 μ m。在一實施方式中，硬化的配向突起物122b可應用于多域配向型液晶分子顯示器。硬化的配向突起物12 高度可約為1 μ m以下。如圖2所示，間隔物12 可位于遮光區(qū)104的矩陣交點的上方。配向突起物122b 可位于遮光區(qū)104及彩色濾光層106的上方，且呈彎折的條狀。彎折的條狀用以使液晶分子在空間上具有數(shù)個排列方向，以達到廣視角的效果。綜合上述，提供一種彩色濾光片基板及其制造方法。其中以配向材料層進行壓印制程，而可形成具有間隔物及配向突起物的配向結構層。然后以紫外光照射或加熱方式來硬化上述配向結構層。由于不需經過光學微影制程，因此應用上述制造方法具有制程簡化、 節(jié)省制造時間及制造成本的優(yōu)點。此外，由于配向突起物的高度為1 μ m以下，因此不會影響透光度，而可提高面板的亮度。
雖然本發(fā)明已以實施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種彩色濾光片的制造方法，其特征在于包含 提供具有彩色濾光層的基材；形成配向材料層于該彩色濾光層上方；以一對象印壓該配向材料層，使該對象的表面凹凸結構轉印于該配向材料層上，而形成配向結構層，其中該配向結構層具有復數(shù)個間隔物以及復數(shù)個配向突起物，且每一間隔物的高度大于每一配向突起物的高度；以及硬化該配向結構層。
2.如權利要求1所述的制造方法，其特征在于該配向材料層的材質為光硬化型聚酰亞胺、熱硬化型聚酰亞胺或上述的混合物。
3.如權利要求1所述的制造方法，其特征在于硬化該配向結構層步驟包含以紫外光照射該配向結構層。
4.如權利要求1所述的制造方法，其特征在于硬化該配向結構層步驟包含加熱該配向結構層。
5.如權利要求1所述的制造方法，其特征在于硬化該配向結構層的步驟包含硬化該復數(shù)個間隔物以及該復數(shù)個配向突起物，其中硬化的每一間隔物的高度為2至10 μ m，且硬化的每一配向突起物的高度為0. 1至1 μ m。
6.如權利要求5所述的制造方法，其特征在于硬化的每一間隔物與硬化的每一配向突起物的高度比為20至100。
7.如權利要求1所述的制造方法，其特征在于提供具有該彩色濾光層的該基材的步驟包含形成遮光區(qū)于基板上，以定義該基板的復數(shù)個次像素區(qū)； 形成該彩色濾光層于每一次像素區(qū)上；以及形成透明導電層覆蓋該彩色濾光層以及該遮光區(qū)。
8.如權利要求1所述的制造方法，其特征在于該對象為滾輪，其表面具有雕刻結構。
9.一種彩色濾光片，其特征在于包含 基板；遮光區(qū)，設置于該基板上，以定義該基板的復數(shù)個次像素區(qū)； 彩色濾光層，覆蓋每一次像素區(qū)； 透明導電層，位于該遮光區(qū)以及該彩色濾光層上；以及配向結構層，覆蓋該透明導電層，且該配向結構層包含 復數(shù)間隔物，接觸該透明導電層，且位于該遮光區(qū)上方；以及復數(shù)配向突起物，接觸該透明導電層，且位于該彩色濾光層上方； 其中每一間隔物以及每一配向突起物為相同的配向材料所制成。
10.如權利要求9所述的彩色濾光片，其特征在于該復數(shù)個間隔物的高度為2至 10 μ m,且該復數(shù)個配向突起物的高度為0. 1至1 μ m。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種彩色濾光片的制造方法。此制造方法包括以下步驟。提供具有彩色濾光層的基材。在基材上方形成配向材料層。以一對象印壓配向材料層，使對象的表面凹凸結構轉印于配向材料層上，而形成配向結構層。配向結構層具有數(shù)個間隔物以及數(shù)個配向突起物，且每一間隔物的高度大于每一配向突起物的高度。硬化配向結構層。在此亦揭露一種彩色濾光片。本發(fā)明的制造方法由于不需經過光學微影制程，可使制程簡化，并可節(jié)省制造成本。
文檔編號G02F1/1337GK102393543SQ201110369109
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權日2011年11月18日
發(fā)明者吳龍海, 郭真寬, 高健益 申請人:明基材料有限公司, 明基材料股份有限公司