CN101105632A - 涂布装置和彩色滤光片制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种涂布装置，其包括一承载机台和一喷嘴装置，该承载机台用于承载待涂布的基底，该喷嘴装置对应于该承载机台设置，该喷嘴装置包括与承载机台相对的三列喷射口，该三列喷射口分别与欲制造的彩色滤光片的不同颜色的着色单元对应，该三列喷射口在该喷嘴装置长度方向上的投影依序间隔排列。本发明的涂布装置可以简化制造步骤，提高效率。本发明还提供一种采用上述涂布装置的彩色滤光片制造方法。
Description
技术领域
本发明是关于一种用于制造彩色滤光片的涂布装置，还关于一种采用该涂布装置的彩色滤光片制造方法。
背景技术
液晶显示装置是一种被动式显示装置，为达到彩色显示的效果，需要为其提供一彩色滤光片(Color Filter，CF)，其作用是将通过的白光转化为红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色光束，并配合薄膜晶体管(ThinFilm Transistor，TFT)层及其间的液晶等其它元件以达成显示不同色彩影像的效果。
请参阅图1，是一种现有技术的彩色滤光片的示意图。该彩色滤光片1包括：一玻璃基底10、一位于该玻璃基底10上的黑矩阵11、位于黑矩阵11之间的着色层12、设置在着色层12表面的透明保护层13和设置在透明保护层13表面的透明导电层14。该着色层12由RGB三种着色单元组成，其材质为颜料(pigment)或染料(dye)。
重复规则排列该三种着色单元在该玻璃基底10上以分别透过RGB三原色光，阻挡其它波长的光透过。该黑矩阵11设置在该三着色单元之间，其作用是遮断透过三着色单元间的光线，防止光线泄漏且阻止着色材质混合。透明保护层13是为使得彩色滤光片表面平坦化而设置。而透明导电层14则与一TFT数组(图未示)配合控制该着色层12各着色单元的光线透过多少以显示不同的颜色。
请参阅图2，是图1所示彩色滤光片1的制造方法的流程图，主要包括以下步骤：提供一玻璃基底10(步骤S1)；形成黑矩阵11在该玻璃基底10上(步骤S2)；涂布第一颜色光阻层在该玻璃基底10上(步骤S3)；对第一颜色光阻层曝光显影形成第一颜色着色层(步骤S4)；涂布第二颜色光阻层在该玻璃基底10上(步骤S5)；对第二颜色光阻层曝光显影形成第二颜色着色层(步骤S6)；涂布第三颜色光阻层在该玻璃基底10上(步骤S7)；对第三颜色光阻层曝光显影形成第三颜色着色层(步骤S8)；形成透明保护层13在该着色层12表面(步骤S9)；形成透明导电层14在该透明保护层13表面(步骤S10)。
请参阅图3，是图2中光阻涂布步骤中采用的涂布装置的示意图。该光阻涂布装置20包括一承载机台21及一喷嘴(Nozzle)22。该承载机台21可相对于该喷嘴22移动，且其包括一承载面211，该承载面211用于承载该玻璃基底10。再请一并参阅图4，该喷嘴22包括一光阻液容置腔(图未示)及一位于该光阻液容置腔一端的光阻液喷射口222。该光阻液喷射口222为一狭长的开口。该喷嘴22相对于该承载面211设置，该光阻液喷射口222朝向该承载面211。涂布光阻时，该形成有黑矩阵的玻璃基底放置在该承载机台21上，光阻液从该光阻液喷射口222射出，该承载机台21相对于该喷嘴22移动，从而使光阻液均匀涂布到该形成有黑矩阵的玻璃基底上。
但是，该彩色滤光片制造须重复进行涂布光阻、曝光显影各三次，制造步骤多、效率低。且该制造需要三组机台，成本较高。
发明内容
为解决上述用于彩色滤光片制造的涂布装置成本较高的问题，有必要提供一种可以降低成本的用于彩色滤光片制造的涂布装置。
还有必要提供采用该涂布装置的彩色滤光片制造方法。
一种涂布装置，其包括一承载机台和一喷嘴装置，该承载机台用于承载待涂布的基底，该喷嘴装置对应于该承载机台设置，该喷嘴装置包括与承载机台相对的三列喷射口，该三列喷射口分别与欲制造的彩色滤光片的不同颜色的着色单元对应，该三列喷射口在该喷嘴装置长度方向上的投影依序间隔排列。
使用上述涂布装置的一种彩色滤光片的制造方法，其步骤包括：提供一基底；该基底上形成一黑矩阵；将该形成有黑矩阵的基底放置在一承载机台上，该承载机台上方对应该基底的一喷嘴装置内可分别盛装三种不同颜色的光阻液，并由喷嘴装置的三列喷射口分别将所述三种颜色光阻液喷射涂布在该形成有黑矩阵的基底上，以形成由三种不同颜色的着色层。
与现有技术相比，由于本发明涂布装置及彩色滤光片制造方法中应用的该喷嘴装置包括与承载机台相对的三列喷射口，且该三列喷射口分别与欲制造的彩色滤光片的不同颜色的着色单元对应，该三列喷射口在该喷嘴装置的长度方向上的投影依序间隔排列，因此将不同颜色的光阻液盛装于喷嘴装置内并分别由该三列喷射口喷射出即可，故可通过该涂布装置一次形成间隔分布的三种颜色的着色层，无须重复涂布、重复曝光显影。因此可简化制造步骤，提高效率，并且该制造只需要一组机台，可降低制造成本。
附图说明
图1是现有技术的彩色滤光片的示意图。
图2是图1所示彩色滤光片制造方法的流程图。
图3是图2中光阻涂布步骤中采用的涂布装置的示意图。
图4是图3所示涂布装置中喷嘴的另一视角的示意图。
图5是本发明涂布装置第一实施方式的示意图。
图6是图5所示涂布装置的喷嘴的另一视角的放大示意图。
图7是本发明彩色滤光片的示意图。
图8是本发明彩色滤光片的制造流程图。
图9是本发明涂布装置第二实施方式的喷嘴的示意图。
图10是图9所示喷嘴的另一视角的示意图。
图11是图10所示喷嘴的动作示意图。
具体实施方式
请参阅图5，是本发明涂布装置第一实施方式的示意图。该涂布装置40包括一喷嘴装置48、一承载机台44及二支架45。该二支架45分别设置在该承载机台44的两侧，该喷嘴装置48设置在该承载机台44上方，并由该二支架45支撑，该承载机台44相对该二支架45及喷嘴装置48可移动。
该承载机台44包括一承载面441，该承载面441用于承载彩色滤光片3，该承载面441可相对于该喷嘴装置48水平移动，且移动过程中该喷嘴装置48与承载面441之间的间距保持不变。
请一并参阅图6，是该喷嘴装置48的另一视角的放大示意图。该喷嘴装置48包括相互平行且相邻设置的长条状的第一喷嘴41、第二喷嘴42及第三喷嘴43。该第一、第二及第三喷嘴41、42、43分别包括一容置腔(图未示)及与该容置腔相连的喷涂面411、421及431，该喷涂面411、421及431与该承载机台44的承载面441相对且平行，该喷涂面411、421及431分别包括具一定间距且均匀分布的多个第一、第二及第三喷射口412、422及432。
该多个第一、第二、第三喷射口412、422、432均为大小相同的矩形口。该相互平行且相邻设置的第一喷嘴41、第二喷嘴42及第三喷嘴43的该第一、第二、第三喷射口412、422、432在该喷嘴装置48长度方向上的投影依序间隔排列，即在该喷嘴装置48长度方向上的该第一、第二、第三喷射口412、422、432的投影的中心线相互均至少隔一喷射口的宽度。
该第一、第二、第三喷嘴41、42及43的容置腔分别装有不同颜色的光阻液。由该第一、第二、第三喷射口412、422、432射出的光阻液的宽度与欲制造的彩色滤光片的着色单元的宽度相对应，且该第一、第二、第三喷射口412、422、432分别对应欲制造的彩色滤光片的红、绿、蓝三种不同颜色的着色单元。
该第一、第二及第三喷嘴41、42、43的长度方向上该第一、第二、第三喷射口412、422、432之间的间距可调节，以适用于制造不同规格的彩色滤光片3，该调节方式可有多种，如调整该第一、第二、第三喷嘴41、42及43固定位置而调整该第一、第二、第三喷射口412、422、432之间的间距，或更换第一喷嘴41、第二喷嘴42及第三喷嘴43的喷涂面411、421及431而实现调整该第一、第二、第三喷射口412、422、432的大小及之间的间距，或更换不同规格的喷嘴41、42及43等等。
在彩色滤光片3的制造中，形成着色单元的过程可采用上述涂布装置一步形成。
请参阅图7，是本发明彩色滤光片3的示意图。该彩色滤光片3包括：一基底30、一位于该基底30上的黑矩阵31、位于黑矩阵31之间的着色层32、设置在着色层32表面的透明保护层33及设置在透明保护层33表面的透明导电层34。其中，该着色层32由红、蓝、绿三种着色单元组成，且该红、蓝、绿三种着色单元间隔分布。
请参阅图8，是采用上述涂布装置40制造彩色滤光片3的流程图，该制造方法步骤如下：
(S21)提供一基底30；
该基底30作为其它元件的载体，其常为玻璃，且是碱离子浓度较低的玻璃或无碱玻璃。
(S22)形成黑矩阵31；
清洗该基底30，采用业界所知方式，如旋转涂布法(spin coating)或非旋转涂布法(spinless coating)在该基底30上涂布厚度均匀的黑色树脂层，低压干燥该黑色树脂层以除去部份溶剂，软烤以进一步除去剩余溶剂。
利用光罩对该黑色树脂层曝光。曝光常采用紫外光。该黑色树脂为感光树脂，经紫外光照射后，改变原有化学性质，针对负型感光树脂，使照射区域与非照射区域在显影液中的溶解速率产生极大差别，显影液将被紫外光照射的易溶区域溶解，达成显影目的，在基底30上形成黑矩阵31。显影后硬烤该基底除去残余显影液与清洗液。该黑矩阵31还可采用CrOx/Cr薄膜形成，在该CrOx/Cr薄膜上覆盖一正型光阻材质层，经紫外光照射后，显影液将未被紫外光照射的易溶区域溶解，之后再经蚀刻制造，形成黑矩阵31。
(S23)一次涂布形成着色层32；
将形成有黑矩阵31的基底设置在该涂布装置40的承载机台44上，该承载机台44承载该基底相对于该喷嘴41、42及43移动，该喷嘴41、42及43分别喷射出红、绿、蓝三种颜色的光阻涂布在该形成有黑矩阵31的基底上，因为该第一、第二、第三喷嘴41、42及43的容置腔分别装有不同颜色的光阻液，该第一、第二、第三喷射口412、422、432射出的光阻液的宽度与欲制造彩色滤光片的着色单元的宽度相对应，故可以通过该光阻涂布装置40一次形成间隔分布的具有红、绿、蓝的三种颜色直条式(Strip)着色层32。
上述为直条式着色层32，若要形成岛状(Island)形式的着色层32也在上述涂布制造上，再进一步曝光显影即可。
(S24)形成透明保护层33；
在该具有红、绿、蓝三种颜色的着色层32上形成该透明保护层33。
(S25)形成透明导电层34；
在该透明保护层33上形成透明导电层34，该透明导电层34的材质通常为氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)或氧化铟锌(IndiumZinc Oxide，IZO)。采用溅镀法，在真空腔体内施加电场，使氩(Argon，Ar)气产生弧光放电，氩离子(Ar+)在电场内将获得动能并冲击到产生电场的阴极板上氧化铟锡或氧化铟锌靶材表面，使氧化铟锡或氧化铟锌溅镀至基底表面而堆积成膜，并加装磁极让磁力线平行于阴极表面使氩离子冲撞阴极靶材的次数大为增加，即使在低放电气体压力下也能够在低温环境下镀氧化铟锡或氧化铟锌膜。至此，形成该彩色滤光片3。
与现有技术相比，由于本发明涂布装置40及其用于制造彩色滤光片3制造方法中应用了相互平行且相邻设置的第一喷嘴41、第二喷嘴42及第三喷嘴43，该第一、第二及第三喷嘴41、42及43的与该承载机台44的承载面441相对的喷涂面411上分别设置有具一定间距且均匀分布的多个第一、第二及第三喷射口412、422、432，且该第一、第二、第三喷射口412、422、432在该喷嘴装置48长度方向上的投影依序间隔排列，也因该第一、第二、第三光阻液容置腔分别装有不同颜色的光阻液，该第一、第二、第三光阻液喷射口412、422、432射出的光阻液的宽度与欲制造的彩色滤光片的着色单元的宽度相对应，故可通过该光阻涂布装置40一次形成间隔分布的具有红、绿、蓝三种颜色的着色层32，即无须重复涂布、重复曝光显影。因此，可简化制造步骤，提高效率，并且该制造只需要一组机台，可降低制造成本。
请参阅图9，是本发明涂布装置第二实施方式的喷嘴装置的示意图，本实施方式与第一实施方式不同之处在于：本实施方式涂布装置的喷嘴装置51由一个喷嘴构成，该喷嘴包括一容置槽(图未示)，该容置槽由二隔板512间隔形成第一容置腔513、第二容置腔515及第三容置腔517，该第一、第二及第三容置腔513、515、517互不相通。
请一并参阅图10，是该喷嘴装置51另一视角的示意图。由一个喷嘴构成的该喷嘴装置51包括与该承载机台(图未示)的承载面(图未示)相对的喷涂面511，该喷涂面511也被该隔板512间隔开形成第一、第二及第三单元喷涂面521、531、541。该第一、第二及第三单元喷涂面521、531、541分别与该第一、第二及第三容置腔513、515、517对应。该第一单元喷涂面521包括具一定间距且均匀分布的一列多个第一喷射口522，该第二单元喷涂面531包括具一定间距且均匀分布的一列多个第二喷射口532，该第三单元喷涂面541包括具一定间距且均匀分布的一列多个第三喷射口542。
请一并参阅图11，本发明涂布装置的第二实施方式的动作示意图。该多个第一、第二、第三喷射口522、532、542均为大小相同的矩形口。该第一、第二、第三喷射口522、532、542在喷嘴装置51长度方向上的投影依序间隔排列。该第一、第二、第三容置腔513、515、517分别装有不同颜色的光阻液，即不同颜色的光阻液分别由第一、第二、第三单元喷涂面521、531、541的第一、第二、第三喷射口522、532、542喷射而出。由该第一、第二、第三喷射口522、532、542射出的光阻液的宽度与欲制造彩色滤光片的着色单元的宽度相对应，且该第一、第二、第三喷射口522、532、542分别对应欲制造彩色滤光片的红、绿、蓝三种不同颜色的着色单元。
在彩色滤光片的制造中，形成着色单元的过程可采用上述涂布装置一步形成。
采用本实施方式的涂布装置制造彩色滤光片的制造方法与第一实施方式的彩色滤光片的制造方法基本相同。
但是，本发明涂布装置并不限于上述实施方式所述，该喷嘴装置也可由二喷嘴构成，该二喷嘴相互平行且相邻设置在该承载机台上方，其中一个喷嘴具有一容置腔及一喷涂面，该喷涂面上设置有一列具一定间距且均匀分布的多个喷射口。另一个喷嘴包括互不相同的二容置腔及与该二容置腔对应的二单元喷涂面，每一单元喷涂面设置有一列具一定间距且均匀分布的多个喷射口。上述三列多个喷射口在长度方向上的投影依序间隔排列。该涂布装置也可应用于涂布其它一次性形成多颜色的物体，也可依据需求遵照上述规律设置多个列喷射口。
Claims (10)
1.一种涂布装置，其包括一承载机台和一喷嘴装置，该承载机台用于承载待涂布的基底，该喷嘴装置对应于该承载机台设置，其特征在于：该喷嘴装置包括与承载机台相对的三列喷射口，该三列喷射口分别与欲制造彩色滤光片的不同颜色的着色单元对应，该三列喷射口在该喷嘴装置长度方向上的投影依序间隔排列。
2.如权利要求1所述的涂布装置，其特征在于：该喷嘴装置进一步包括三喷涂面及与该喷涂面对应的三容置腔，该每一列喷射口设置在该每一喷涂面上。
3.如权利要求2所述的涂布装置，其特征在于：每一个喷涂面的喷射口等间距分布在该喷涂面上。
4.如权利要求2所述的涂布装置，其特征在于：该喷嘴装置具有一容置槽，该容置槽由二隔板分割为所述的三容置腔。
5.如权利要求4所述的涂布装置，其特征在于：该三喷涂面一体成型。
6.如权利要求2所述的涂布装置，其特征在于：与该三喷涂面对应的该三容置腔相互分离。
7.如权利要求1所述的涂布装置，其特征在于：该喷射口的宽度与欲制造的彩色滤光片的着色单元的宽度相对应。
8.如权利要求1至7中任意一项所述涂布装置的彩色滤光片制造方法，其包括如下步骤：
提供一基底；
该基底上形成一黑矩阵；
将该形成有黑矩阵的基底放置在一承载机台上，该承载机台上方对应该基底的一喷嘴装置内可分别盛装三种不同颜色的光阻液，并由喷嘴装置的三列喷射口分别将所述三种颜色光阻液喷射涂布在该形成有黑矩阵的基底上，以形成由三种不同颜色的着色层。
9.如权利要求8所述的彩色滤光片制造方法，其特征在于：形成的该着色层呈直条形状。
10.如权利要求9所述的彩色滤光片制造方法，其特征在于：进一步包括一曝光显影步骤，以形成岛状形状的着色层。
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