專利名稱：圖案垂直配向型彩色濾光片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種彩色濾光片的制作方法，且特別是有關(guān)一種圖案垂直配向型彩色濾光片的制作方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，因液晶顯示器(liquid crystal display ;LCD)具有高質(zhì)量的顯示能力與低耗電量的特性，已逐漸取代傳統(tǒng)的陰極射線管顯示器(cathode ray tube； CRT)。液晶顯示器中通常具有薄膜晶體管(thin film transistor ；TFT)基板、彩色濾光片與背光模塊，其中彩色濾光片因具有紅、綠、藍三原色(red、green、blUe;RGB)的顏色層，使得液晶顯示器可以于液晶面板的顯示區(qū)顯示不同的顏色。一般而言，液晶顯示器的液晶面板包含薄膜晶體管基板、彩色濾光片與夾置于薄膜晶體管基板與彩色濾光片之間的液晶。液晶面板依照液晶的種類與驅(qū)動方式通?？蓞^(qū)分為扭曲向列型(twisted nematic ;TN)、垂直配向型(vertical alignment ;VA)與平面切換型(in plane switching ；IPS)三種。其中，垂直配向型液晶面板又可細分為多區(qū)域垂直配向型(multi domain vertical alignment ；MVA)與圖案垂直配向型(patterned vertical alignment ；PVA)。圖IA至圖IG繪示泛用型圖案垂直配向型彩色濾光片的制作方法的剖面示意圖。 圖IA繪示遮光層120與顏色層110間隔地覆蓋透明基板130而形成彩色濾光半成品基板 100。圖IB繪示平坦層140覆蓋于遮光層120與顏色層110上。第IC圖繪示黏著層150 覆蓋于平坦層140上。圖ID繪示導電層160覆蓋于黏著層150上。圖IE繪示正型光阻層 170覆蓋導電層160的保留區(qū)域172上。圖IF繪示蝕刻液將圖IE的保留區(qū)域172以外的導電層160去除后的結(jié)構(gòu)。圖IG繪示剝膜液將圖IF覆蓋于導電層160上的正型光阻層 170去除后的結(jié)構(gòu)。經(jīng)過上述步驟后，導電層160會形成開口 174。上述的平坦層140、黏著層150與導電層160分別具有特定的功用。例如，黏著層 150的功用是為了讓導電層160可以附著于平坦層140上方而不會發(fā)生脫離的現(xiàn)象。因此， 制造者想要直接省略平坦層140、黏著層150或?qū)щ妼?60的材料與制程時間并不容易，而使垂直配向型彩色濾光片的制作成本無法有效地降低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種圖案垂直配向型(patterned vertical alignment ； PVA)彩色濾光片的制作方法，其利用平坦層的材料特性與導電層形成的功率而讓導電層能直接附著于平坦層上。根據(jù)本發(fā)明一實施方式，一種圖案垂直配向型彩色濾光片的制作方法，包含下列步驟
(a)提供彩色濾光半成品基板，其中彩色濾光半成品基板的一表面具有顏色層；
(b)形成平坦層覆蓋于彩色濾光半成品基板的顏色層上；以及(c)于平坦層上形成導電層，其中導電層系在功率范圍3 kW至5 kW以真空濺鍍方式直接附著于平坦層上。在本發(fā)明一實施方式中，其中上述平坦層的材料包含丙烯酸樹脂(acryl resin), 交聯(lián)劑、添加劑與溶劑。在本發(fā)明一實施方式中，其中上述顏色層的材料包含彩色光阻劑(color resist)，而導電層的材料包含銦錫氧化物(indium tin oxide ;ΙΤ0)。在本發(fā)明一實施方式中，其中上述圖案垂直配向型彩色濾光片的制作方法更包含形成正型光阻層覆蓋于導電層的保留區(qū)域。在本發(fā)明一實施方式中，其中上述圖案垂直配向型彩色濾光片的制作方法更包含使用蝕刻液將保留區(qū)域以外的導電層去除，以使導電層形成開口。在本發(fā)明一實施方式中，其中上述圖案垂直配向型彩色濾光片的制作方法更包含于導電層形成開口后，使用剝膜液將正型光阻層去除。其中剝膜液的材料包含氫氧化鉀與界面活性劑。在本發(fā)明一實施方式中，其中上述彩色濾光半成品基板系于透明基板上形成遮光層與顏色層，且顏色層至少覆蓋部分遮光層。在本發(fā)明一實施方式中，其中上述透明基板為玻璃基板。在本發(fā)明一實施方式中，其中上述遮光層的材質(zhì)包含黑色樹脂、鉻或其金屬化合物。在本發(fā)明一實施方式中，其中上述平坦層的材料包含重量百分比5至25%的丙烯酸樹脂、1至20%的交聯(lián)劑、0至10%的添加劑與45至94%的溶劑。在本發(fā)明上述實施方式中，由于導電層能直接附著于平坦層上，因此可以省略泛用型圖案垂直配向型彩色濾光片的黏著層。如此一來，對于圖案垂直配向型彩色濾光片的制造者來說，可節(jié)省形成黏著層的制程時間與材料的成本。
圖IA至圖IG繪示泛用型圖案垂直配向型彩色濾光片的制作方法的剖面示意圖。圖2Α至圖2F繪示根據(jù)本發(fā)明一實施方式圖案垂直配向型彩色濾光片的制作方法的剖面示意圖。圖3繪示根據(jù)本發(fā)明一實施方式的三種平坦層材料在不同溫度與時間下的氣體析出重量百分比結(jié)果。圖4繪示圖2F的光學檢測區(qū)域的俯視示意圖。圖5Α至圖5D分別繪示圖4的光學檢測區(qū)域經(jīng)由自動光學檢測機檢測后的四種圖例。圖6繪示圖4的光學檢測區(qū)域的平均分數(shù)之和與形成導電層的功率的數(shù)據(jù)分布圖。圖7繪示圖4的光學檢測區(qū)域的平均分數(shù)之和與剝膜液種類的資料分布圖。圖8繪示圖2F的后續(xù)制程的光學檢測圖例。主要組件符號說明
100 彩色濾光半成品基板120 遮光層
140 平坦層
160 導電層
172 保留區(qū)域
200 彩色濾光半成品基板
212 紅色單元
216 藍色單元
230 透明基板
240 平坦層
244 第二平坦層材料曲線 260 導電層 270 正型光阻層 274 開口
52第二資料點 S4 第四資料點 110 顏色層 130 透明基板 150 黏著層
170 正型光阻層
174 開口
210 顏色層
214 綠色單元
220 遮光層
232 光學檢測區(qū)域
242 第一平坦層材料曲線
246 第三平坦層材料曲線
264 裂痕
272 保留區(qū)域
Sl 第一資料點
53第三資料點 T 溫度曲線。
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，許多實務(wù)上的細節(jié)將在以下敘述中一并說明。然而，應(yīng)了解到，這些實務(wù)上的細節(jié)不應(yīng)用以限制本發(fā)明。也就是說，在本發(fā)明部分實施方式中，這些實務(wù)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(jié)構(gòu)與組件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。圖2A至圖2F繪示根據(jù)本發(fā)明一實施方式圖案垂直配向型彩色濾光片的制作方法的剖面示意圖。
圖2A繪示在透明基板230的一表面上形成遮光層220與顏色層210，且顏色層210 至少覆蓋部分遮光層220。此外，遮光層220位于每兩個顏色層210之間的透明基板230表面。在以下說明中，彩色濾光半成品基板200意指透明基板230、遮光層220與顏色層210 所形成的結(jié)構(gòu)。在制造方面來說，一般以微影(lithography)制程來完成此彩色濾光半成品基板200。在本實施方式中，透明基板230可以為玻璃基板。遮光層220為黑色矩陣，其材質(zhì)可以包含黑色樹脂、鉻或其金屬化合物。顏色層210包含紅色單元212、綠色單元214與藍色單元216。此外，顏色層210的材料包含彩色光阻劑(color resist)。圖2B繪示平坦層240形成于彩色濾光半成品基板200的顏色層210上，以使彩色濾光半成品基板200的具有顏色層210的表面平坦化。也就是說，平坦層240可以縮小各顏色層210的膜厚差異。此外，平坦層240還可以保護遮光層220與顏色層210在后續(xù)制程中不會受到化學品的傷害。另一方面，平坦層240可以為光阻材料(photo resist)，在本實施方式中，平坦層240是采用三養(yǎng)電子材料(Samyang Electronic Materials Solutions ； Samyang EMS)提供的平坦層材料，其型號為S0C-1003T-R02。然而在其它實施方式中，制造者也可采用具有相似成分的平坦層材料來替代，例如使用重量百分比5至25%的丙烯酸樹脂(acryl resin)、1 至 20% 的交聯(lián)劑(cross-linker)、0 至 10% 的添加劑(additives)與 45至94%的溶劑(solvent)調(diào)配成的平坦層材料。圖2C繪示導電層260形成于平坦層240上，其中此導電層260系在功率3kW至5 kff的范圍內(nèi)以真空濺鍍方式直接附著于平坦層240上。其中，導電層沈0的材料包含銦錫氧化物(indium tin oxide ；IT0) 0此外，導電層260可作為透明電極，可用來傳送電壓訊號。圖2D繪示正型光阻層270覆蓋于導電層260的保留區(qū)域272上。正型光阻層270 一般以狹縫式涂布(slit coating)與顯影(developing)方式來制作。在本實施方式中， 被正型光阻層270覆蓋的導電層沈0的保留區(qū)域272將不受后續(xù)蝕刻制程的影響。圖2E繪示使用蝕刻液將保留區(qū)域272以外的導電層沈0去除后的結(jié)構(gòu)。在本實施方式中，蝕刻液可以為王水。未被正型光阻層270覆蓋的導電層260經(jīng)由蝕刻制程會形成開口 274使導電層260僅剩下保留區(qū)域272。其中，導電層沈0的開口 274位置系對應(yīng)紅色單元212、綠色單元214與藍色單元216的中央?yún)^(qū)域。圖2F繪示在導電層260形成開口 274后使用剝膜液將正型光阻層270 (見第2E 圖)去除后的結(jié)構(gòu)。經(jīng)過上述步驟完成導電層沈0開口 274的制作。在本實施方式中，剝膜液是采用鎧旸科技(TopGiga Material)提供的剝膜液，其型號為TG-ET03。然而在其它實施方式中，制造者也可采用具有相似成分的剝膜液來替代，例如使用重量百分比約1. 2% 的氫氧化鉀(KOH)與界面活性劑(surfactant)調(diào)配成的剝膜液。圖3繪示根據(jù)本發(fā)明一實施方式的三種平坦層材料在不同溫度與時間下的氣體析出重量百分比結(jié)果，同時參閱圖2F與圖3。在本實施方式中的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)系以熱重分析儀 (thermogravimetric analyzer ；TGA)量測。如圖所示，溫度曲線T約在60分鐘后維持在 225°C至240°C之間。在時間坐標約200分鐘時，第一平坦層材料曲線M2的氣體析出重量百分比約為2. 8%，第二平坦層材料曲線M4的氣體析出重量百分比約為3. 5%，而第三平坦層材料曲線246的氣體析出重量百分比約為6. 8%。其中第一平坦層材料曲線242系由上述三養(yǎng)電子材料提供的平坦層材料。當平坦層240于高溫時具有較低的氣體析出重量百分比時，這樣的平坦層材料表示能夠加強導電層260與平坦層240之間的附著性，使得在導電層沈0附著于平坦層240 之后的制程中(例如蝕刻制程)不易造成導電層260剝離于平坦層M0。藉由此實驗圖表， 制造者可選用在時間坐標約200分鐘時，氣體析出重量百分比在0%至3. 0%范圍內(nèi)的平坦層材料。為了使導電層260具有較佳的開口 274。制造者可使用上述三養(yǎng)電子材料提供的平坦層材料與鎧旸科技提供的剝膜液，并在功率3kW至5 kW的范圍內(nèi)以真空濺鍍方式將導電層260直接附著于平坦層240上。在以下敘述中將具體說明上述實驗結(jié)果。圖4繪示圖2F的光學檢測區(qū)域的俯視示意圖。將具有圖2F結(jié)構(gòu)的基板區(qū)分為九個光學檢測區(qū)域232，并使用自動光學檢測機(automated optical inspection ；AOI)來分別檢測這些光學檢測區(qū)域232中導電層沈0的裂痕狀況。在以下敘述中，皆為剝膜液已將正型光阻層270(見圖2E)去除后的光學檢測圖例。圖5A至圖5D分別繪示圖4的光學檢測區(qū)域232經(jīng)由自動光學檢測機檢測后的四種圖例。如圖所示，圖5A的導電層沈0的開口 274周圍無因剝離產(chǎn)生的裂痕，這樣的圖例給予9分的評分標準。圖5B的導電層沈0的開口 274周圍有微量因剝離產(chǎn)生的裂痕沈4， 這樣的圖例給予7分的評分標準。圖5C的導電層沈0的開口 274周圍有多個因剝離產(chǎn)生的裂痕沈4，這樣的圖例給予3分的評分標準。圖5D的導電層沈0的開口 274周圍幾乎被因剝離產(chǎn)生的裂痕264所圍繞，這樣的圖例給予1分的評分標準。這些光學檢測區(qū)域232 的分數(shù)越高代表導電層260與平坦層240之間的附著性越高。在以下統(tǒng)計圖表中的分數(shù)皆以上述評分標準為依據(jù)。圖6繪示圖4的光學檢測區(qū)域的平均分數(shù)之和與形成導電層的功率的數(shù)據(jù)分布圖。同時參閱圖2F、圖4與圖6，第一資料點Sl與第二數(shù)據(jù)點S2皆使用上述鎧旸科技提供的剝膜液。其中，第一數(shù)據(jù)點Sl是使用功率5 kW形成的導電層沈0，而第二數(shù)據(jù)點S2是使用功率7 kW形成的導電層沈0。平均分數(shù)之和意指多片具有圖2F結(jié)構(gòu)的基板分別經(jīng)由自動光學檢測機后平均每片在九個光學檢測區(qū)域232的分數(shù)加總。如圖所示，使用功率5 kff 形成的導電層260其九個光學檢測區(qū)域232的平均分數(shù)之和高于使用功率7 kff形成的導電層260的平均分數(shù)之和。因此，使用功率5 kW形成的導電層260與平坦層240之間的附著性較好，不易有裂痕產(chǎn)生。圖7繪示圖4的光學檢測區(qū)域的平均分數(shù)之和與剝膜液種類的資料分布圖。同時參閱圖2F、圖4與圖7，第三資料點S3與第四數(shù)據(jù)點S4皆使用功率5 kW來形成導電層 260o其中，第三數(shù)據(jù)點S3是使用上述鎧旸科技提供的剝膜液，而第四數(shù)據(jù)點S4是使用3% 重量百分比的氫氧化鉀。如圖所示，使用上述鎧旸科技提供的剝膜液可讓九個光學檢測區(qū)域232的平均分數(shù)之和高于使用3%重量百分比氫氧化鉀的平均分數(shù)之和。因此，使用上述鎧旸科技提供的剝膜液材料所形成的導電層260與平坦層240之間的附著性較好，不易有裂痕產(chǎn)生。圖8繪示圖2F的后續(xù)制程的光學檢測圖例。同時參閱圖2F與圖8，只要制造時采用上述三養(yǎng)電子材料提供的平坦層材料作為平坦層M0，并使用真空濺鍍方式在功率3 kff 至5 kff的范圍內(nèi)將導電層260直接形成于平坦層240上，之后采用上述鎧旸科技提供的剝膜液，則不論在光阻間隙子(Photo spacer ；PS)顯影前、光阻間隙子顯影后、光阻間隙子烘烤后或是經(jīng)鍍膜瑕疵檢測機(MACRO)洗凈后的光學檢測圖例皆如圖8所示，不易有裂痕產(chǎn)生。與先前技術(shù)相較，由于導電層能直接附著于平坦層上，因此可以省略泛用型圖案垂直配向型彩色濾光片的黏著層。如此一來，對于圖案垂直配向型彩色濾光片的制造者來說，可節(jié)省形成黏著層的制程時間與材料(例如二氧化硅)的成本。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(nèi)，當可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視后附的申請專利范圍所界定者為準。
權(quán)利要求
1.一種圖案垂直配向型(patterned vertical alignment ；PVA)彩色濾光片的制作方法，其特征在于，包含(a)提供一彩色濾光半成品基板，其中該彩色濾光半成品基板的一表面具有一顏色層；(b)形成一平坦層覆蓋于該彩色濾光半成品基板的該顏色層上；以及(c)于該平坦層上形成一導電層，其中該導電層系在功率范圍3kW至5 kW以真空濺鍍方式直接附著于該平坦層上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案垂直配向型彩色濾光片的制作方法，其特征在于其中該平坦層的材料包含丙烯酸樹脂(acryl resin)、交聯(lián)劑、添加劑與溶劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案垂直配向型彩色濾光片的制作方法，其特征在于其中該顏色層的材料包含彩色光阻劑(color resist)，而該導電層的材料包含銦錫氧化物 (indium tin oxide ；ΙΤ0)ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案垂直配向型彩色濾光片的制作方法，其特征在于，更包含形成一正型光阻層覆蓋于該導電層的一保留區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖案垂直配向型彩色濾光片的制作方法，其特征在于，更包含使用一蝕刻液將該保留區(qū)域以外的該導電層去除，以使該導電層形成一開口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖案垂直配向型彩色濾光片的制作方法，其特征在于，更包含于該導電層形成該開口后，使用一剝膜液將該正型光阻層去除，其中該剝膜液的材料包含氫氧化鉀與界面活性劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案垂直配向型彩色濾光片的制作方法，其特征在于，其中該彩色濾光半成品基板系于一透明基板上形成一遮光層與該顏色層，且該顏色層至少覆蓋部分該遮光層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖案垂直配向型彩色濾光片的制作方法，其特征在于，其中該透明基板為玻璃基板。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖案垂直配向型彩色濾光片的制作方法，其特征在于，其中該遮光層的材質(zhì)包含黑色樹脂、鉻或其金屬化合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案垂直配向型彩色濾光片的制作方法，其特征在于，其中該平坦層的材料包含重量百分比5至25%的丙烯酸樹脂(acryl resin)、1至20%的交聯(lián)劑、 0至10%的添加劑與45至94%的溶劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種圖案垂直配向型(patternedverticalalignment；PVA)彩色濾光片的制作方法。包含下列步驟提供彩色濾光半成品基板，其中彩色濾光半成品基板的一表面具有顏色層。形成平坦層覆蓋于彩色濾光半成品基板的顏色層上。于平坦層上形成導電層，其中導電層系在功率范圍3kW至5kW以真空濺鍍方式直接附著于平坦層上。
文檔編號G02F1/1335GK102305954SQ20111025671
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月24日
發(fā)明者湯逢錦, 洪文進, 蘇龍興, 蔡博旭, 謝文仁, 賴瑞琮, 陳維燕 申請人:中華映管股份有限公司, 福建華映顯示科技有限公司