TWI247165B - Method of manufacturing color filter with nanoparticles and nano holes - Google Patents
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Description
1247 res 五、發明說明（1) " 1 ·發明所屬之技術領域 本發明係有關於彩色濾光片之製法，特別是液晶顯示 器（LCD)或其他平面顯示器之彩色濾光片之製造方法之改 良，以奈米粒子之顆粒之大小或奈米孔穴控制紅、藍、綠 色光之通過’以取代原傳統之紅藍綠色樹脂之濾光片袓參' 法。 、又 2.先前技術 液晶顯示ϋ在目前已顯出其優勢，取代體積龐大之影 象官。無論是電視、電腦、手機、PDA等之顯示器皆需求 11薄、短、小之平面顯示器，而濾光片為液晶顯示器之 現^亍技術以背向光餘刻方式來製造彩色濾光器（c〇i〇r 以第=本’罢以批正光阻為例，先在基板上塗佈紅色樹脂，再 第-来ίΐί樹脂曝光顯影；然後塗佈-層綠色樹脂，以 脂曝光顯·；然後再塗佈-層藍色樹脂，對 ί 妾曝光，並顯影形成紅、綠、藍樹脂之圖案， 取後/儿積透明導電層及金屬層，再以微影形成圖案。
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五、發明說明（2) 用負光阻、或多用一道光罩 脂或光阻加染料之範圍。其 且需昂貴之設備如步進機、 等，致製作成本太高，不合 因此需求一種改進之組 加染料，亦不使用昂貴之曝 良率高之慮光片’以減低成 率以減低光源之輪出功率。 3·發明内容 ’皆不出利用紅、藍、綠色樹 缺點為步驟繁多，製作費時， 供烤設備’或其他曝光設備 乎經濟效益，且其透光率差。 裝方法，不需使用濾光樹脂或 光設備，以較少之步驟，製作 本，增加競爭力、並增加透光 本發明之目的在提供一種奈米粒子組裝之彩色濾光片 之製法，利用奈米粒子之形狀不同之極化光效應，形成 紅、藍、綠二原色之濾光片，增加透光率，以節省光源之 輸出功率而達省電之目的。 本發明之次一目的在提供一種奈米孔徑陣列之彩色濾 光片之製法，不必使用紅、藍、綠色之樹脂或染料之圖 案、以減少製程降低製作成本。 本發明之再一目的在提供一種奈米孔穴陣列組裝之彩 色濾光片之製法’利用奈米孔穴的金屬波導光柵效果，來 選擇透通波長與調節通透強度形成紅、藍、綠三原色之濾
1247165 五、發明說明（3) --- 光片’增強其牙透率’以節省光源之輸出功率而達省電之 目的。 為達成以上目的及其他目的，並改進先前技術之缺點 本發明之第一觀點在提出一種奈米粒子組裝之彩色濾光片 之製法’以不同顆粒大小及形狀之奈米粒子作為彩色濾光 片之紅、藍、綠之透光區域，至少包含下列步驟：（a)在 石英或玻璃基板上形成一層球形奈米粒子；（b )以灰階光 罩（gray level mask)曝光於紫外線或可見光之光源，以 在基板上形成奈米粒子之紅色透光區域、綠色透光區域及 藍色透光區域，並使完全透光部份區域之奈米粒子成長為 連續金屬膜使之能反射入射光以作為黑色基材（b 1 ack metal)之效用。 本發明之第二觀點在提出一種奈米孔穴陣列組裝之彩 色濾光片之製法，以不同孔徑之奈米孔穴形成金屬波導 (metallic wave guide)之光柵陣列（array)作為彩色濾光 片之紅、綠、藍之透光區域，至少包含下列步驟：（a)製 作一不同光徑之光罩，使其具有藍色透光效應區域、綠色 透光效應區域、紅色透光效應區域之陣列圖案；（b )在玻 璃（g 1 a s s )上塗佈光阻以光罩曝光及蝕刻，形成不同孔徑 之紅色區域孔穴、綠色區域孔穴、及藍色區域孔穴；（c) 在通道玻璃上及孔穴内之侧壁鍍一層金屬，形成金屬波導 光柵陣列。
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本發明之第二親點在提出一種奈米孔穴陣列組裝之旁 色滤光片之製4，以不同孔徑之奈米孔穴形成金屬波/ (metallic wave guide)之光栅陣列（array)作為彩色 片之紅、綠、藍之透光區域，至少包含下列步驟：“）〜制 作一奈米印模（nano_imprint) ’使其具有藍色透光效應^ 域、綠色透光效應區域、紅色透光效應區域之陣列印^ ; (b)加熱玻璃基板，以奈米印模印製形成不同孔徑之红、’ 區域孔穴、綠色區域孔穴、及藍色區域孔穴；（c)在通 玻璃上及孔穴内之侧壁鍍一層金屬，形成金屬波導光栅 列0 4.實施方式 本發明之内容可經由下述實施例配合其相關圖式之 述而予揭示，請參考第1圖，第丨圖係依據本發明之一實施 例之奈米粒子組裝之濾光光栅陣列之製程示意圖。首先來 考第1圖（a)，在石英或玻璃基板2〇2上沉積一層球形奈米> 粒子204 ’奈米粒子可為金粒子或銀粒子，其厚度約^ 10 0nm至2 0 0nm。參考第1圖（b)，以灰階光罩2〇6使奈米粒 子在可見光或紫外光（fluorescent UV light) 208透過不 同程度的照射，時間約為5〜20分鐘，因光源208通過不同 ^度之光阻112、114及116照射在奈米粒子204上。通過較 薄之光阻11 2之光較強，使其下之球形奈米粒子揮發、聚
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五、發明說明（5) 較=球形或三角柱(PriSmS)奈米粒子22。，其 弱^下通過中等厚度之光阻114之光較 ^ Ϊο^ 球奈米粒子揮發、聚集形成次大之球形卉 入；立 2，其粒徑居中，約為50nm ;通過最大厚产之光 Γ二之粒光子最弱’使其下之球形奈米粒子僅揮發較：粒徑 /、他非/慮光光柵區域之奈米粒子香 部光=而形成大顆粒或連續奈米粒子膜，因其反射係數甚 片之：：不Ϊ〗⑹此即形成紅、綠、藍三色之彩色濾光 ^ 、、、裝、如弟1圖（c)、（d)所示；第1圖（d)為濾光片之 ^面圖。可用作LCD或其他平面顯示器之彩色濾光片。其 製作程序簡單，不必使用價格昂貴之曝光設備如步進機、， 而可使用一般對準曝光設備。且步驟大為減少而節省人 力，大幅降低成本。 請參考第2圖，第2圖係依據本發明之另一實施例之奈 米孔穴之濾光光柵陣列之組裝結構圖。第2圖（a)為剖面 圖；第2圖（b)為平面圖。以黃光微影術或奈米印模在玻璃 基板302上钱刻或印製出不同孔徑之孔穴3〇4、3〇6、3〇8， 作為藍色、綠色、紅色之濾光光栅。其中藍色光柵3〇4之 孔穴直徑d約為0.20 //m至〇·25 //m ;綠色光柵306之孔穴直 徑d約為0 · 2 6 μ m至〇 · 3 2 // m ;紅色光柵3 〇 8之孔穴直徑d約 為0.35//m至0.45//Π1。玻璃302之厚度t以令t/d大於5為 宜，使截止頻率（cutoff frequency)之清晰度（shapness)
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五、發明說明（6) 為1.5，不宜太大，以免透光率降低。為形成金屬波、 J高。X孔穴中心與相鄰孔穴中心之間之間隔s係使…約 柵陣列，以濺鍍、蒸鍍或化學氣相沉積（CV]))法，沉一 層鋁、銀或金在玻璃302上及孔穴内之側壁。為別=二 =壁均勾之金屬，，以化學氣相沉積“佳為 ^法。此層金屬之厚度應大於此波段之穿透深度，以= =可自通道玻璃表面穿透而形成雜訊。為阻斷以 上ΐίί源通過通道玻璃，金屬之厚度應在140⑽以 紹再沉積一 J J J::佳’但價格昂，，故宜先沉積-層 π w 增溽溥的金，可得輕#夕；5益+、安 m _ 成本。 J行私佳之反射率，同時可降低 雖然本發明以牲$ # 人士將瞭解可對此以二例已予揭露’熟知此技藝之 不脫離本*明二t: 形式及細節稱作改變，在 之範圍，本發明念所作之修飾及變更皆為本發明 不疋用以限定所附之申請專利範圍。 而
第13頁 1247165 圖式簡單說明 第1圖係依據本發明之一實施例之奈米粒子組裝之濾光光 柵陣列之製程示意圖。 第2圖係依據本發明之另一實施例之奈米孔穴之濾光光栅 陣列之組裝結構圖。 (a) 為剖面圖。 (b) 為平面圖。 符號說明： 2 0 2 通道玻璃或玻璃基板 2 0 4 球形奈米粒子 2 0 6灰階光罩 2 0 8 螢光紫外光 2 2 0球形或三角柱奈米粒子2 2 2球形奈米粒子 2 2 4球形奈米粒子 3 0 2 玻璃 3 04 藍色光柵 30 6 綠色光柵 3 0 8 紅色光栅
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Claims (1)
1247165 六、申請專利範圍 1 · 一種奈米粒子組裝之彩色濾光片之製法，以不同顆 粒大小及形狀之奈米粒子作為彩色濾光片之紅、藍、綠之 透光區域，至少包含下列步驟： (a )在石英或玻璃基板上形成一層球形奈米粒子； (b)以灰階光罩（gray ievei mask)曝光於紫外線或可 見光之光源，以在基板上形成奈米粒子之紅色透光區域、 綠色透光區域及藍色透光區域，並使完全透光部份區域之 奈米粒子成長為連續金屬膜使之能反射入射光以作為黑色 基材（black metal)之效用。 2 ·如申睛專利範圍第1項之奈米粒子組裝之彩色渡光 片之製法，其中球形奈米粒子為金（Au)。 3 ·如申請專利範圍第1項之奈米粒子組裝之彩色濾光 片之製法’其中球形奈米粒子為銀（Ag)。 4 ·如申請專利範圍第1項之奈米粒子組裝之彩色濾光 片之製法，其中球形奈米粒子之厚度為16〇nm S2〇〇nni。 5 ·如申請專利範圍第1項之奈米粒子組裝之彩色濾光 片之製法，其中紫外線光源為傳統之螢光紫外線 (fluorescent UV light) 〇 6 ·如申請專利範圍第1項之奈米粒子組裝之彩色濾光
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’、申凊專利範圍 衣法，其中曝光時間約為5分鐘至2 0分鐘 片之制t申請專利範圍第1項之奈米粒子組裝之彩色濾光 太半^ %其中紅色區域奈米粒子粒徑最大、綠色區域之 不木粒子居中，藍色區域之奈米粒子粒徑最小。 同孔句一種奈米孔穴陣列組裝之彩色濾光片之製法，以不 之伞 不米孔八形成金屬波導（metallic wave guide) p冊陣列（array)作為彩色濾光片之紅、綠、藍之透光 &域’至少包含下列步驟： (a)製作一不同光徑之光罩，使其具有藍色透光效應 品-、、綠色透光效應區域、紅色透光效應區域之陣列圖 案； 、（b)在玻璃（glass)上塗佈光阻以光罩曝光及蝕刻，形 成不同孔徑之紅色區域孔穴、綠色區域孔穴、及藍色區域 孔穴； (c)在通道玻璃上及孔穴内之側壁鍍一層金屬，形成 金屬波導光柵陣列。 9 · 一種奈米孔穴陣列組裝之彩色濾光片之製法，以不 同孔徑之奈米孔穴形成金屬波導（me^allic wave guide) 之光柵陣列（array)作為彩色濾光片之紅、綠、藍之透光 區域，至少包含下列步驟： (a)製作一奈米印模（nano-imprint)，使其具有藍色
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色透光效應區域之 透光效應區域、綠色透光效應區域 陣列印模； 孔徑之 ’形成 (b) 加熱玻璃基板，以奈米印模印製形成不同 紅色區域孔穴、綠色區域孔穴、及藍色區域孔穴 (c) 在通道玻璃上及孔穴内之側壁鍍一層金 金屬波導光柵陣列。 、一 10·如申請專利範圍第8或9項之奈米粒子組裝之彩色 f光片之製法，其中藍色光柵之孔穴之直徑約為; 、一11·如申請專利範圍第8或9項之奈米粒子組裝之彩色 濾光片之製法，其中綠色光栅之孔穴之直徑約為〇 26 至0· 32 // m。 、，1 2 ·如申請專利範圍第8或9項之奈米粒子組裝之彩色 濾光片之製法，其中紅色光柵之孔穴之直徑約為〇· 35 至0· 45 // m。 13·如申請專利範圍第8或9項之奈米粒子組裝之彩色 濾、光片之製法’其中通道玻璃之厚度t係使t/d > 5，其中 d為孔穴之直徑。 14·如申請專利範圍第8或9項之奈米粒子組裝之彩色
第17頁 1247165 六、申請專利範圍 濾光片之製法，其中相鄰孔穴之中心之間隔S係使s/d約為 1 5 ·如申請專利範圍第8或9項之奈米粒子組裝之彩色 濾光片之製法，其中玻璃上之金屬厚度大於光之穿透深度 (penatrat ion depth)，約在 140 /zm 以上 〇 1 6 ·如申請專利範圍第8或9項之奈米粒子組裝之彩色 濾光片之製法，其中玻璃上及孔穴内之侧壁之金屬為金 (Au) 〇 1 7 ·如申請專利範圍第8或9項之奈米粒子組裝之彩色 濾光片之製法，其中玻璃上及孔穴内之側壁之金屬為銀 (Ag)。 18·如申請專利範圍第8或9項之奈米粒子組裝之彩色 濾光片之製法，其中玻璃上及孔穴内之側壁之金屬為症呂 (A1) …
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|---|---|---|---|---|
| TWI476144B (zh) * | 2012-05-14 | 2015-03-11 | Univ Nat Taiwan | 週期性奈米孔洞狀結構陣列之製造方法及其用途 |
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2003
- 2003-11-26 TW TW92133123A patent/TWI247165B/zh not_active IP Right Cessation
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