专利名称：一种滤光片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及液晶显示技术，具体涉及一种滤光片。
背景技术：
液晶显示器(IXD)在平板型显示装置中主要用于电脑显示器和笔记本电脑，因为其具有高画质、体积小、低驱动电压、低功耗等优点，因而在市场上有了飞速的发展。对于全彩色化的液晶显示器而言，必须使用红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色的彩色滤光片。一般的彩色滤光片基板采用目前主流的颜料分散法制作，即首先在透明玻璃基板上制作具有遮光作用的遮光矩阵，再依序形成具有透光性R、G、B三原色的彩色滤光膜层，而且要保证R、G、B 彩色单元的位置与薄膜晶体管阵列基板上的每一个像素精确对位，然后再在其上覆盖平坦保护层。可见，在彩色滤光片的传统制造方法中，为了形成R、G、B三种滤色层，需要浪费昂贵的颜料材料，并且对每种颜色重复预定工艺，从而降低了工艺效率，并增加了制作成本。因此，最近提出一种利用喷墨制作彩色滤光片的方法，该方法比传统方法更加简单、便宜，在利用喷墨制作彩色滤光片的方法中，通过在基板上的对应像素区域上排除例如红色、绿色、蓝色的预定颜色的墨滴而形成预定颜色的像素。应用喷墨打印法制作彩色滤光片不仅节省费用而且简化生产步骤，并且节约成本。上述喷墨技术是将墨水加压或者加热，使其产生瞬间高压，而迫使墨水从喷墨头的喷嘴喷出。其中，喷出的墨水形成墨滴，并附着于基板的表面。然而，传统喷墨装置的喷嘴所喷出的墨水经常会产生主要液滴和卫星液滴，由于主要液滴和卫星液滴的落点会有少许不同，如果喷嘴所喷出的墨水无法落在预定的亚像素区位置，而落在黑色挡墙或者相邻滤色层，或者墨水与黑色挡墙材料的接触角很低，会造成墨水与黑色挡墙接触时的吸附或者润湿，并产生不同彩色墨水之间的接触混合，则彩色滤光基板的各个像素区就有可能产生混色的现象，使得彩色滤光基板的色饱和度降低。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种滤光片，能避免相邻彩色墨水之间溢出造成的混色，提高光学品质。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的一种滤光片，该滤光片的基板表面上设置有凹凸结构，使基板上的黑色挡墙中间下凹、边缘凸起；在黑色挡墙形成的三个间隔的次像素区中，分别包括依次排列的第一滤光区、第二滤光区、第三滤光区。所述凹凸结构包括所述滤光片基板表面上的微米级凸起撑起物，在形成有凸起的基板上形成黑色挡墙。所述凸起撑起物位于黑色挡墙的边缘部位。所述凸起撑起物为柱状、或者锥状。[0012]所述凸起撑起物的宽度为2微米，高度为500纳米。所述凸起撑起物的材料为黑色亲墨类树脂，或固化的黑色挡墙材料。所述凹凸结构包括所述基板表面经过刻蚀所形成的凹槽，在刻蚀有凹槽的基板上形成黑色挡墙。刻蚀在基板上的所述凹槽位于黑色挡墙的中间部位。所述凹槽的宽度为16微米，深度为500纳米。所述第一滤光区、第二滤光区、第三滤光区彼此不重叠，且在同一工序中形成。本实用新型可直接在基板上制作黑色挡墙，然后在黑色挡墙形成的次像素区域中用喷墨打印头将红、绿、蓝三种墨水喷入相应区域；中间下凹的黑色挡墙结构能够阻止墨水喷出后在黑色挡墙上的继续扩展，使其直接储存在凹陷处。如此，能够避免相邻彩色墨水之间溢出造成的混色，使得制成的滤光片不仅有比较低的成本，而且有好的光学品质。
图IA为现有喷墨工艺在基板首先形成彩色滤光片的剖面示意图；图IB为现有喷墨工艺下形成的彩色滤光片出现混色的示意图；图2A至图2D为本实用新型实施例一采用的工艺方法形成彩色滤光片的示意图；图2A为首先在基板上形成微小隔垫物后的剖面示意图；图2B为在微小隔垫物上形成黑色挡墙的剖面示意图；图2C为在黑色挡墙形成的区域中喷墨形成红色滤光层、绿色滤光层、蓝色滤光层的示意图；图2D为形成彩色滤光片后彩墨流出并滞留在凹面黑色挡墙内以避免混色的剖面示意图；图3A至图3C为本实用新型实施例二采用的工艺方法形成彩色滤光片的工艺流程图；图3A为首先在基本上刻蚀出凹槽的剖面示意图；图;3B为在凹槽以及周围形成中间下凹周围凸起黑色挡墙的剖面示意图；图3C为在黑色挡墙形成的次像素区域中喷墨形成红色滤光层、绿色滤光层、蓝色滤光层的示意图；附图标记说明100、200、300 基板；220 黑色撑起物；140、240、340 黑色挡墙；122、222、322 红色滤光层；124,224,324 绿色滤光层；126,226,326 蓝色滤光层；360:凹槽；170,270,370 平坦保护层；190 现有工艺下制作彩色滤光层后出现的凸起。
具体实施方式
[0041]由于从喷墨打印头喷出的墨滴喷出量和位置都不精确，因此导致喷出的墨滴偏移或者溢出外流至黑色挡墙和相邻滤色层；同时喷墨过程中主要墨滴和卫星墨滴的少许落点不同，也很容易溅落在黑色挡墙相邻的滤色层上，从而引起混色，造成色饱和度不高。如果使最初形成的黑色挡墙中间下凹、两边凸起，那么溢出的墨水会流向黑色挡墙的凹坑处，从而阻止墨水进一步向相邻的滤色层流出，以避免相邻滤色层的混色，使喷墨打印制作的彩色滤光片具有好的光学品质。在实际应用中，可以首先在基板上形成中间下凹、周围凸起的黑色挡墙，下凹部分便于阻止溢出墨水外流，因而在喷墨打印中有效避免因溢出墨水外流和卫星液滴落点偏差而引起的混色问题。具体而言，可以首先在基板上面先形成中间部位下凹、两边凸起一定高度的黑色挡墙。要形成中间凹两边凸起的状态，可在基板上形成微小隔垫物，隔垫物的位置处在黑色挡墙的两端，还可在黑色挡墙部位的基板上先刻蚀一定高度的沟槽；也可采用电子束或者激光硬化黑色遮光层的方法使其中间凹、两边凸起。形成黑色挡墙后，用喷墨装置在黑色挡墙所隔离开的次像素区域喷注三种不同颜色的墨滴。由于黑色挡墙中间下凹，所以喷注的墨滴即使对位不准也会使多余的墨滴停留在黑色挡墙下凹区域，而不会溢至相邻的滤色层，这样就很好的避免了因喷墨不准而造成的混色现象。在具体应用时，可以应用多种实施例实现上述技术描述，如，实施例一为首先在基板上的黑色挡墙边缘位置处形成微小隔垫物，之后再形成黑色挡墙，这样黑色挡墙就形成两边凸、中间凹的形状，便于阻止溢出墨水外流。本实用新型另一实施例是首先在基板上通过刻蚀以在黑色挡墙中心位置处形成凹槽，之后形成黑色挡墙，这样形成的黑色挡墙在凹槽上面的中心部分是下凹的，而凹槽周围则是凸起的；本实用新型的第三实施例是在基板上形成黑色挡墙之后通过电子束、激光、X光或其他高能来源照射黑色挡墙，使其硬化从而形成凹面，有效避免在喷墨打印中因溢出墨水外流和卫星液滴落点不同而引起的混色问题。本实用新型实施例的制造方法及过程如下第一步首先提供基板200、300，该基板可以为玻璃基板。首先在基板上形成微小的撑起物，如图2A所示，此撑起物位置处于黑色挡墙的外围、与滤色层相邻的边缘；此撑起物可为柱状或者锥状，宽度为1微米左右，垂直高度为500nm左右，可以呈柱状或者锥状均勻分布在黑色挡墙与墨水相接的周围。第二步通过裂缝式、旋转式或裂缝旋转法涂布机将黑色感光材料涂布于该基板上表面。第三步将具有预定黑色挡墙图案的光罩设于感光材料层与曝光机光源间，并曝光该感光材料层，再进行显影。如图2B所示。还可以在第二步之后进一步包括干燥过程，以使该光阻中的溶剂挥发。还可以在第三步之后进一步包括加热过程，使黑色挡墙进一步固化。通过上述步骤即可得到喷墨法使用的黑色挡墙。如图2所示，因撑起物在黑色挡墙边缘下面的撑起作用，使黑色挡墙呈现中间下凹、两边凸起的状态。因撑起物的直径较小，所以黑色挡墙的中间下凹部分较大，且整体来看不会使黑色挡墙高度增大，仍维持较平坦状态。[0052]第四步在黑色挡墙形成后，在基板的表面采用喷墨方式将相应颜色的像素部用喷墨打印头喷射到通过黑底层的图案划成的各色像素部所形成的区域上，形成各色的滤光层。形成的滤光层使红色图案、绿色图案和蓝色图案以嵌合型、线条型、三角型、像素配置型等所需要的形态进行排列。在给定像素部形成区域内，因为黑色挡墙呈现中间下凹、外部边缘凸起的状态，所以喷出的彩色墨水能够均勻地附着，当其润展至黑色挡墙时，因为挡墙的阻碍作用，使得油墨不能继续润湿和移动至黑色挡墙外面，避免因彩色墨水润展至相邻滤色层而引起的混色现象，提高了喷墨法制作彩色滤光片的光学品质。第五步通过干燥使各色的油墨层固化后，再通过加热使之固化。第六步在基板形成了像素部之后，在其上形成保护膜，保护膜可以使用透明感光性树脂、二液固化型透明树脂等具有透明保护膜所要求的透光率的物质。本实用新型的优选第二实施例为首先在黑色挡墙中间位置所对应的基板位置处刻蚀出凹槽，如图3所示，刻蚀液可采用含氟离子的酸液，凹槽的宽度在16微米左右，深度大约在500纳米至1微米之间。在刻有凹槽的部分使黑色挡墙与相邻滤色层之间外围的部分下凹、边缘部分凸起，加热固化后，再用喷墨打印头喷射出不同颜色的油墨，之后按照实施例一中的相同方法在滤光层上面形成平坦保护层。综上所述可见，相对于现有传统喷墨技术，本实用新型可直接在基板上制作黑色挡墙，然后在黑色挡墙形成的次像素区域中用喷墨打印头将R、G、B三种墨水喷入相应区域。中间下凹的黑色挡墙结构能够阻止墨水喷出后在黑色挡墙上的继续扩展，使其直接储存在凹陷处。避免了相邻彩色墨水之间溢出造成的混色，使得制成的滤光片不仅有比较低的成本，而且有好的光学品质。以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种滤光片，其特征在于，该滤光片的基板表面上设置有凹凸结构，使基板上的黑色挡墙中间下凹、边缘凸起；在黑色挡墙形成的三个间隔的次像素区中，分别包括依次排列的第一滤光区、第二滤光区、第三滤光区。
2.根据权利要求1所述的滤光片，其特征在于，所述凹凸结构包括所述滤光片基板表面上的微米级凸起撑起物，在形成有凸起的基板上形成黑色挡墙。
3.根据权利要求2所述的滤光片，其特征在于，所述凸起撑起物位于黑色挡墙的边缘部位。
4.根据权利要求2所述的滤光片，其特征在于，所述凸起撑起物为柱状、或者锥状。
5.根据权利要求2至4任一项所述的滤光片，其特征在于，所述凸起撑起物的宽度为2 微米，高度为500纳米。
6.根据权利要求5所述的滤光片，其特征在于，所述凸起撑起物的材料为黑色亲墨类树脂，或固化的黑色挡墙材料。
7.根据权利要求1所述的滤光片，其特征在于，所述凹凸结构包括所述基板表面经过刻蚀所形成的凹槽，在刻蚀有凹槽的基板上形成黑色挡墙。
8.根据权利要求7所述的滤光片，其特征在于，刻蚀在基板上的所述凹槽位于黑色挡墙的中间部位。
9.根据权利要求7或8所述的滤光片，其特征在于，所述凹槽的宽度为16微米，深度为 500纳米。
10.根据权利要求2、3、4、7或8所述的滤光片，其特征在于，所述第一滤光区、第二滤光区、第三滤光区彼此不重叠，且在同一工序中形成。
专利摘要本实用新型主要提供一种滤光片，该滤光片的基板表面上设置有凹凸结构，使基板上的黑色挡墙为中间下凹、边缘凸起的状态；在黑色挡墙形成的三个间隔的次像素区中，分别包括依次排列的第一滤光区、第二滤光区、第三滤光区。所述凹凸结构可以包括该滤光片的基板表面上的微米级凸起撑起物，也可以包括该基板表面经过刻蚀所形成的凹槽。本实用新型可直接在基板上制作黑色挡墙，然后在黑色挡墙形成的次像素区域中用喷墨打印头将红、绿、蓝三种墨水喷入相应区域。中间下凹的黑色挡墙结构能够阻止墨水喷出后在黑色挡墙上的继续扩展，使其直接储存在凹陷处。避免了相邻彩色墨水之间溢出造成的混色，使得制成的滤光片不仅有比较低的成本，而且有好的光学品质。
文档编号G02B5/20GK202126516SQ20112008994
公开日2012年1月25日 申请日期2011年3月30日 优先权日2011年3月30日
发明者薛建设, 齐永莲 申请人:京东方科技集团股份有限公司