專利名稱：彩色濾光片的制作方法與液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種彩色濾光片的制作方法與液晶顯示裝置的制作方法。
背景技術：
液晶顯示器是一種被動式顯示裝置，為達到彩色顯示的效果，需為其提供一個彩色濾光片，其作用是為液晶顯示器提供彩色，配合TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶體管)陣列及液晶等其它組件而顯示不同的彩色影像。
請參閱圖1，是一種現(xiàn)有技術彩色濾光片制作方法示意圖。該彩色濾光片20的制作方法包括以下步驟制作一玻璃基板24；在玻璃基板24表面形成一黑色矩陣23；在黑色矩陣23之間的開口部(未標示)形成由紅(R)、藍(B)、綠(G)三種著色單元組成的著色層22；然后，在著色層22表面形成一透明ITO(Indium Tin Oxide，氧化銦錫)層21。該玻璃基板24是作為上述組件的載體。重復規(guī)則排列該三種著色單元在該玻璃基板24上以分別透過紅、藍、綠三原色光，阻擋其它波長的光透過。該黑色矩陣23設置在該三著色單元之間，其作用是遮斷透過三著色單元間的光線，防止光線泄漏并且阻止著色材料混合，而ITO層21則與一TFT陣列(圖未示)配合控制該著色層22各著色單元的光線透過多寡以顯示不同的顏色。
該黑色矩陣23一般由鉻及其化合物或黑色樹脂組成，其光學性能取決于其OD值(Optical Density，光學濃度)及反射率。OD值表示黑色矩陣的遮光能力，而反射率則指黑色矩陣兩面的光線反射率。當黑色矩陣應用于液晶顯示器時，鄰近液晶顯示屏一側的黑色矩陣表面及與之相對的另一表面會受到外界光及液晶顯示器背光的照射，如反射率過高則會造成反射光過多而產(chǎn)生光線干擾問題。
黑色矩陣的OD值越高并且反射率越低，其應用于液晶顯示器時則可使該液晶顯示器顯示對比度高，圖像清晰，反之則顯示效果差。由黑色樹脂材料組成的黑色矩陣反射率低而OD值也不高；由鉻及其化合物組成的黑色矩陣OD值高而反射率也過高。
一種采用由鉻及其化合物制成的黑色矩陣的彩色濾光片揭露于2001年9月4日公告的美國專利第6,285,424號。請參閱圖2，該彩色濾光片1的制作方法包括以下步驟制作一透明玻璃基板2；依次形成一黑色矩陣9、一保護層6及一透明電極層7。其中該黑色矩陣9是將一第一抗反射膜3、一第二抗反射膜4及一遮光層5依次形成于該透明玻璃基板2上而成。該第一抗反射膜3與該第二抗反射膜4包含不同的金屬化合物，膜厚度最好為20～60nm。該遮光層5厚度最好為50～150nm，其包含鉻、鉬、鎢或鎳，并且不同于該第一抗反射膜3與該第二抗反射膜4的金屬。另外，在該透明玻璃基板2的另一側還形成一偏光片8。
該彩色濾光片的制作方法中，黑色矩陣9是依次在玻璃基板2上形成第一抗反射膜3、第二抗反射膜4及遮光層5而形成的，是利用反射光干涉相消原理來降低光反射率的，然而，由于制作該彩色濾光片1時，遮光層5包含鉻等金屬，其對光線反射率過高。當將該彩色濾光片1的制作方法應用于制作液晶顯示器時，金屬鉻會反射過多的背光而產(chǎn)生干擾現(xiàn)象，使得用該方法制作的液晶顯示器的光學性能受到影響。

發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術彩色濾光片制作方法所生產(chǎn)的彩色濾光片黑色矩陣一側反射率較高的缺陷，本發(fā)明提供一種彩色濾光片的制作方法，用該方法制作的彩色濾光片黑色矩陣一側具有較低的反射率。
為了克服現(xiàn)有技術液晶顯示裝置制作方法所生產(chǎn)的液晶顯示裝置對背光反射率較高的缺陷，本發(fā)明提供一種對背光反射率低的液晶顯示裝置的制作方法。
本發(fā)明彩色濾光片的制作方法包括以下步驟制作第一基層；在該第一基層表面制作黑色矩陣，其進一步包括制作一抗反射層及一遮光層，其中該抗反射層至少由兩層折射率不同的材料制成，該遮光層形成于該抗反射層表面；在該第一基層表面形成一著色層，其中，該著色層與該黑色矩陣在該第一基層交替分布，并且該著色層的一部份延伸至該遮光層整個表面。
本發(fā)明液晶顯示裝置的制作方法包括以下步驟制作第一基層與第二基層；在該第一基層表面制作黑色矩陣，其進一步包括制作一抗反射層及一遮光層，其中該抗反射層至少由兩層折射率不同的材料制成，該遮光層形成于該抗反射層表面；在該第一基層表面形成一著色層，其中，該著色層與該黑色矩陣在該第一基層交替分布，并且該著色層的一部份延伸至該遮光層整個表面；將該第一基層與該第二基層相對設置，并將液晶注入其間。
本發(fā)明彩色濾光片的制作方法與液晶顯示裝置的制作方法的優(yōu)點在于該著色層的一部份延伸至該遮光層整個表面，可降低該彩色濾光片的光反射率，并且可增加該彩色濾光片的黑色矩陣的OD值，進而使該彩色濾光片具較佳的光學性能；由于本發(fā)明液晶顯示裝置的制作方法的相關制程采用上述彩色濾光片的制作方法，因此其可有效降低背光反射，提高顯示對比度。另外，該黑色矩陣遮光層表面的著色層是利用制作彩色濾光片的著色層時殘留而成，并且殘留的著色層厚度可利用現(xiàn)有制程技術輕易控制，因此制程簡單，成品成本低。

圖1是現(xiàn)有技術彩色濾光片制作方法的示意圖。
圖2是另一現(xiàn)有技術彩色濾光片制作方法的示意圖。
圖3是本發(fā)明彩色濾光片的制作方法第一實施例的示意圖。
圖4是本發(fā)明彩色濾光片的制作方法另一實施例的示意圖。
圖5是本發(fā)明液晶顯示裝置的制作方法的示意圖。
具體實施方式
請參閱圖3，是本發(fā)明彩色濾光片的制作方法第一實施例的示意圖。首先，制作一第一基層34。再在第一基層34表面制作一黑色矩陣33，該黑色矩陣33是通過將一第一膜層3321、一第二膜層3322及一遮光層333依次形成于該第一基層34表面而成，其中，該第一膜層3321主要由鉻金屬氧化物材料制成，其厚度為20～60nm；該第二膜層3322主要由鉻金屬氮化物材料制成，其厚度為20～100nm，該第二膜層3322的折射率不同于該第一膜層3321的折射率；該第一膜層3321與第二膜層3322一并組成抗反射層332；該遮光層333主要由鉻制成，其折射率比該第二膜層3322低。然后在該第一基層34表面形成一著色層32，該著色層32包括紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)三種著色單元，其作用是對光線進行過濾，使其僅透過與該著色層32同色的光線；該著色層32與該黑色矩陣33在該第一基層34交替分布，并且該著色層32的一部份321延伸至該遮光層333整個表面，覆蓋該黑色矩陣33而形成連續(xù)的層體。最后通過濺鍍法形成ITO層(圖未示)。
該黑色矩陣33在該第一基層34表面呈格子狀規(guī)則排列，該抗反射層332與該遮光層333是經(jīng)過光阻涂布、預烘焙、微影、蝕刻及光阻剝離等制程而形成于該第一基層34表面，其中，微影是藉由光罩來完成，其間各層厚度可自由控制，以取得較低的反射率與較高的OD值。
該著色層32主要采用顏料分散法形成于該第一基層34表面，該方法主要包括光阻涂布、微影以及色反復操作等制程。開始時，該著色層32的著色單元(R，G，B)分別重復排列于該黑色矩陣33格子狀間隔處即開口區(qū)(未標示)。當著色單元(R，G，B)的高度與黑色矩陣33平齊時，更換光罩的圖案進行微影處理，使該著色單元(G)的一部份321延伸至右邊的該處遮光層333整個表面，并且與著色單元(B)連接。再次更換光罩的圖案進行色反復操作，使該著色單元(R)的一部份(未標示)延伸至該著色單元(G)左邊的該處遮光層333整個表面，如此，著色單元(R，G，B)依次交迭連續(xù)分布，完全覆蓋該黑色矩陣33。當然，該著色單元(G)還可具一部份延伸至左邊的該處遮光層333整個表面，以代替其左邊的該處遮光層333表面的著色單元(R)部份，或著色單元(R)與著色單元(B)皆有一部份延伸至該著色單元(G)左右兩側的遮光層333整個表面，同理，該變換也通過更換光罩圖案進行微影處理和色反復操作得以完成。并且由于著色單元(R，G，B)是重復規(guī)則排列，因此該著色單元(G)可由著色單元(R)或著色單元(B)置換。殘留著色單元(G)的部份321在遮光層333表面時，其厚度可通過對著色單元(G)微影時進行調(diào)節(jié)來控制，使得其反射率較低，并且與該著色層32其它部份平齊。另外，將該著色層32的一部份321延伸于該遮光層333表面，可增加該黑色矩陣33的OD值，有效降低該黑色矩陣33表面部份著色層321一側的反射率。
該著色層32還可采用染色法、印刷法及電著法形成于該第一基層34表面。
請參閱圖4，是本發(fā)明彩色濾光片的制作方法另一實施例的示意圖。該彩色濾光片40的制作方法與本發(fā)明彩色濾光片制作方法第一實施例基本相同，即形成一第一基層44、一黑色矩陣43及一著色層42，該黑色矩陣43包括一抗反射層432與一遮光層433，其中，該抗反射層432包含第一膜層4321與第二膜層4322，第一膜層4321與第二膜層4322依次形成于該第一基層44表面。通過多次更換光罩的圖案進行色反復操作制程，使鄰近該黑色矩陣43兩側的著色單元(R)與著色單元(G)均具有一部份421與422在豎直方向重疊形成于該處遮光層433表面，并且與該著色層42其它部份齊平。當然，其也可在水平方向?qū)优帕?。由于著色單?R，G，B)是重復規(guī)則排列，因此該著色單元(R，G，B)可相互置換，此設計在有效降低該黑色矩陣43上部份著色層421一側反射率的同時，進一步增加該黑色矩陣43的OD值。
請參閱圖5，是本發(fā)明液晶顯示裝置的制作方法示意圖。該液晶顯示裝置的制作方法主要包括以下步驟制作一第一基層34與第二基層37；在該第一基層34表面制作黑色矩陣33，其進一步包括制作一抗反射層332及一遮光層333，其中該抗反射層332由兩層折射率不同的第一膜層3321與第二膜層3322制成，該遮光層333形成于該抗反射層332表面；在該第一基層34表面形成一著色層32，其中，該著色層32與該黑色矩陣33在該第一基層34交替分布，并且該著色層32的一部份延伸至該遮光層333整個表面，黑色矩陣33與著色層32的具體制作方法與本發(fā)明彩色濾光片制作方法類似；在著色層32表面濺鍍一ITO層31；在第二基板37一側形成一薄膜晶體管陣列36；將該第一基層34與該第二基層37相對設置，并將液晶35注入其間。
該ITO層31與該薄膜晶體管陣列36配合，以電場控制該液晶35的液晶分子旋轉與否，從而控制來自背光系統(tǒng)(圖未示)的光線透過與否。透過液晶35的光線入射到著色層32與黑色矩陣33上，該著色層32過濾光線后使其透過，該黑色矩陣33用于遮擋著色層32間的光線，防止光泄漏。并且該著色層32的一部份321延伸至該遮光層333整個表面，覆蓋該黑色矩陣33而形成連續(xù)的層，因此其對背光的反射率較低，OD值較高。
本發(fā)明彩色濾光片的制作方法與液晶顯示裝置的制作方法也可做其它變更設計，如再請一并參照圖3與圖5，抗反射膜332并不僅限于第一膜層3321與第二膜層3322的兩層結構，其可由兩層以上的膜層構成。
權利要求
1.一種彩色濾光片的制作方法，其包括以下步驟制作第一基層；在該第一基層表面制作黑色矩陣，其進一步包括制作一抗反射層及一遮光層，其中該抗反射層至少由兩層折射率不同的材料制成，該遮光層形成于該抗反射層表面；在該第一基層表面形成一著色層，其中，該著色層與該黑色矩陣在該第一基層交替分布，并且該著色層的一部份延伸至該遮光層整個表面。
2.如權利要求1所述的彩色濾光片的制作方法，其特征是該抗反射層形成方法包括光阻涂布、預烘焙、微影、蝕刻及光阻剝離步驟。
3.如權利要求1所述的彩色濾光片的制作方法，其特征是該遮光層形成方法包括光阻涂布、預烘焙、微影、蝕刻及光阻剝離步驟。
4.如權利要求1所述的彩色濾光片的制作方法，其特征是該著色層是采用顏料分散法、染色法、印刷法或電著法形成。
5.如權利要求1至4中任一項所述的彩色濾光片的制作方法，其特征是該黑色矩陣呈格子狀規(guī)則排列。
6.如權利要求5所述的彩色濾光片的制作方法，其特征是該著色層至少包括紅色著色單元、藍色著色單元或綠色著色單元。
7.如權利要求6所述的彩色濾光片的制作方法，其特征是該紅色著色單元、藍色著色單元或綠色著色單元重復形成于該黑色矩陣格子狀分布的間隔處。
8.一種液晶顯示裝置的制作方法，其包括以下步驟制作第一基層與第二基層；在該第一基層表面制作黑色矩陣，其進一步包括制作一抗反射層及一遮光層，其中該抗反射層至少由兩層折射率不同的材料制成，該遮光層形成于該抗反射層表面；在該第一基層表面形成一著色層，其中，該著色層與該黑色矩陣在該第一基層交替分布，并且該著色層的一部份延伸至該遮光層整個表面；將該第一基層與該第二基層相對設置，并將液晶注入其間。
全文摘要
本發(fā)明是關于一種彩色濾光片的制作方法與液晶顯示裝置的制作方法。該彩色濾光片的制作方法包括以下步驟制作第一基層；在該第一基層表面制作黑色矩陣，其進一步包括制作一抗反射層及一遮光層，其中該抗反射層至少由兩層折射率不同的材料制成，該遮光層形成于該抗反射層表面；在該第一基層表面形成一著色層，其中，該著色層與該黑色矩陣在該第一基層交替分布，并且該著色層的一部分延伸至該遮光層整個表面。
文檔編號G02B5/23GK1538194SQ03114279
公開日2004年10月20日 申請日期2003年4月18日 優(yōu)先權日2003年4月18日
發(fā)明者葉圣修, 彭家鵬 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 群創(chuàng)光電股份有限公司