专利名称：制造用于液晶显示装置的基板与制造液晶显示装置的方法
技术领域：
本发明涉及一种制造用于液晶显示装置的基板的方法与一种利用该基板制造液晶显示装置的方法。更具体地，本发明涉及一种用于MVA型或空透反射式(transreflective)液晶显示装置的基板的制造方法与一种利用该基板制造液晶显示装置的方法。
背景技术：
作为一种具有高视角的液晶显示装置，使用一种MVA(多域垂直排列)型的液晶显示装置。MVA型液晶显示装置包括一垂直对准液晶，密封插入于薄膜晶体管(TFT)基板和相对基板之间；以及一排列控制结构，形成于两个基板的至少一个上，用以控制液晶的排列并将其划分成为像素区域内的多个排列区域。作为这样一种排列控制结构，使用一种由介电材料等形成的排列控制突起。通过控制液晶的排列，MVA型液晶显示装置可具有明显增强的视角。
然而，常规的MVA型液晶显示装置的缺陷在于，它在垂直于显示器表面的方向(前方向)和倾斜于显示器表面的方向之间具有不同的γ特性。作为一种克服该缺陷的方法，已提出一种方法，该方法包括在一像素中提供具有不同阈值电压的多个区域，以减轻γ特性在倾斜方向的变化。为了在一像素中提供具有不同阈值电压的区域，在该像素的某部分中提供一能够降低施加到液晶层的有效电压的介电层。
图25说明在常规MVA型液晶显示装置中的相对基板的剖面结构，该装置包括一设置于其中的介电层。如图25中所示，相对基板104包括遮光层(BM)148，形成于玻璃基板111上，用于限定像素区域；滤色(CF)层，形成于每个像素区域；以及公用电极(图中未示出)，形成于CF层140的基板的整个表面上。介电层146形成于公用电极上和一部分像素区域上。在介电层146上形成排列控制突起144，用以划分排列。该设置的优点在于，得到的液晶显示装置表现出改善的显示性质，但缺陷在于需要形成介电层146的步骤，增加了在制造液晶显示装置的方法中的步骤数量。
作为用于移动型终端或笔记型个人计算机的显示装置，使用一种能够在透射和反射模式下进行显示的空透反射式(包括微光透射式和微反射式)液晶显示装置。空透反射式液晶显示装置中的每个像素区域具有一反射区域，具有形成于其TFT基板侧上的反射电极；以及一透射区域，具有形成于其TFT基板侧上的透明电极。图26A说明在常规空透反射式液晶显示装置中的相对基板的像素区域(反射区域)的结构。图26B说明在图26AX-X线上所得的相对基板的剖面结构。如图26A和26B中所示，具有开口141的CF层140形成于其相对基板侧上的玻璃基板111上的部分反射区域上。公用电极142形成于CF层140上的基板的整个表面上。在该设置中，液晶显示装置可适于将CF层140所透射的光与穿过开口141的光混合，以能够防止在反射模式下显示期间反射率的下降。而且，形成与CF层140具有相同厚度的介电层147可使得两种模式即透射模式和反射模式的γ特性彼此近似，因此实现一种可减少两种模式之间在显示性质上的差异的液晶显示装置。介电层147通过利用一透明抗蚀剂的照相平版印刷术工艺来形成。
然而，在图案化介电层147中的定位错误可能使得在介电层147和CF层140的开口141之间产生重叠错位。图27A说明具有重叠排列错误的相对基板的像素区域的结构。图27B说明在图27AY-Y线上所得的的相对基板的剖面结构。如图27A和27B中所示，在介电层147和开口141之间的重叠错位会造成无法以介电层147填充开口141的整个部分，而留下后面的开口141’。
图28说明液晶显示装置的剖面结构，该装置包括一具有后面留下的开口141’的相对基板。如图28中所示，包括一反射电极117的反射区域会遭受漏光或液晶的排列干扰，其中，反射电极117形成于其TFT基板侧上的玻璃基板110上，该漏光或该干扰的原因在于由开口141’的存在所造成的液晶盒(cell)厚度差异。结果，液晶显示装置在反射模式下表现出恶化的显示质量。
JP-A-2000-187208
发明内容
因此本发明的目的是提供一种制造用于液晶显示装置的基板的方法，该液晶显示装置能够在简化生产工艺的同时提供良好的显示质量，及提供一种利用该基板制造液晶显示装置的方法。
本发明的上述和其他目的可通过一种制造用于液晶显示装置的基板的方法来实现，该方法包括步骤通过将一正性抗蚀剂涂敷于一基本基板上形成一抗蚀层；通过曝光和显影该抗蚀层，形成一具有一预定形状的抗蚀图案；以紫外线照射抗蚀图案的一部分；以及通过在一预定温度对该抗蚀图案进行热处理形成一结构，从而已被紫外线照射的抗蚀图案经受熔体流动。
按照本发明，可实现一种能够在简化生产工艺的同时提供良好显示质量的液晶显示装置。
通过实例并且为了使描述更清楚，参照附图，其中图1A-1C是说明按照实施本发明的第一实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法的剖面图；图2是说明按照实施本发明的第一实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法的图；图3是说明按照实施本发明的第一实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法的图；图4是说明通过按照实施本发明的第一实施例制造液晶显示装置的方法而制备的液晶显示装置的结构剖面图；图5是说明具有线性突起58而非结构56的液晶显示装置的结构剖面图；图6A-6C是说明按照实施本发明的第二实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法的剖面图；图7是说明按照实施本发明的第二实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法的图；图8是说明通过按照实施本发明的第三实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法而制备的液晶显示装置的基板结构图；图9是说明通过按照实施本发明的第三实施例制造液晶显示装置的方法而制备的液晶显示装置的剖面结构图；图10A-10B是说明按照实施本发明的第三实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法的剖面图；图11A-11B是说明按照实施本发明的第三实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法的剖面图；图12A-12B是说明按照实施本发明的第三实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法的剖面图；图13A-13B是说明按照实施本发明的第三实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法的剖面图；图14A-14B是说明按照实施本发明的第三实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法的剖面图；图15是说明通过按照实施本发明的第四实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法而制备的液晶显示装置的基板结构图；图16A-16B是说明通过按照实施本发明的第四实施例制造液晶显示装置的方法而制备的液晶显示装置的结构图；图17A-17B是说明按照实施本发明的第四实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法的剖面图；图18A-18B说明按照实施本发明的第四实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法的剖面图；图19A-19B说明按照实施本发明的第四实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法的剖面图；图20是说明通过按照实施本发明的第五实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法而制备的液晶显示装置的基板结构图；图21是说明通过按照实施本发明的第五实施例制造液晶显示装置的方法而制备的液晶显示装置的结构图；图22A-22C说明按照实施本发明的第五实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法的剖面图；图23A-23C说明按照实施本发明的第五实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法的剖面图；图24说明按照实施本发明的第五实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法的改型的剖面图；图25是说明常规MVA型液晶显示装置的相对基板结构的剖面图；图26A-26B是说明常规空透反射式液晶显示装置的相对基板的结构图；图27A-B是说明具有重叠错位的相对基板的结构图；以及图28是说明具有重叠错位的空透反射式液晶显示装置的结构的剖面图。
具体实施例方式随后将结合图1A至5，描述一种按照实施本发明第一实施例的制造用于液晶显示装置的基板的方法和一种利用该基板制造液晶显示装置的方法。图1A至1C都是说明按照实施本发明的本实施例制造相对基板的方法的剖面图。图2是垂直于基板平面所看到的图1A的相对基板的视图。图3是垂直于基板平面所看到的图1C的相对基板的视图。如图1A和图2中所示，BM48通过金属比如铬(Cr)或树脂形成于玻璃基板(基本基板)11上。BM48适于限定像素区域，并且为基本上形成于像素区域的中心部分上的存储电容器部分遮光。相继地，CF层40R、40G和40B分别由红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)依次形成。相继地，由ITO制成的公用电极(图中未示出)形成于CF层40R、40G和40B的基板的整个表面上。相继地，基于酚醛清漆的正性抗蚀剂涂敷于公用电极的整个表面上，达到1.5μm的厚度。然后通过照相平版印刷术工艺形成抗蚀图案50。抗蚀图案50包括一第一线性图案51，向像素区域的末端倾斜延伸；以及一第二线性图案52，包括平行于线性图案51延伸、其间以一预定间隙设置于线性图案51各边的两条线。
相继地，例如通过光掩模54以具有500mJ辐射能量的紫外线照射该图案，其中该光掩模54具有一绘制于其中的图案，用于为线性图案51的形成区域遮光，如图1B中所示，从而未曝光的线性图案52暴露到光线中，以形成线性图案52’。相继地，该产品在具有150℃至250℃的温度(例如220℃)的烘箱中经受1小时的热处理(后固化)。如图1C和图3中所示，该热处理使得已被紫外线照射过的线性图案52’经受熔体流动，并且使得未曝光的线性图案51回流(reflow)。结果，形成具有一预定形状的结构56。当使用具有微小平均分子量的抗蚀剂时，所得的抗蚀图案50表现出低耐热，因此会经受熔体流动，而不管是否被紫外线照射过。因此，为了实现热处理，从而使已被紫外线照射过的线性图案52’经受熔体流动，而未被紫外线照射过的线性图案51被允许回流，优选地使用具有较大平均分子量(例如10,000或更大)的抗蚀剂。而且，当用以照射线性图案52的紫外线的波长小于300nm时，交联反应(crosslinking reaction)使得线性图案52’变硬到一定的程度，使得它即使在加热时也不会经受熔体流动。因此，用以照射线性图案52的紫外线的波长优选为300nm或更长(450nm或更短)。
结构56包括基本平坦的部分56a，由线性图案52’的熔体流动形成；以及突起部分56b，由线性图案51的回流形成且高于平坦部分56a。平坦部分56a和突起部分56b的高度分别大约为1.0μm和大约为1.5μm。当完成上述步骤时，形成一相对基板4。随后，具有形成于玻璃基板10上的TFT、像素电极16等的TFT基板2和相对基板4彼此叠积，在基板2和4之间密封插入有液晶6，以完成液晶显示装置(参见图4)。
图4说明通过按照实施本发明的本实施例制造液晶显示装置的方法而制备的液晶显示装置的剖面结构。图5说明具有常规线性突起58而非结构56的液晶显示装置的剖面结构。图4和5都说明液晶6在被施加一预定电压时的反应。如图4中所示，每个像素区域包括一区域A，不具有形成于公用电极42上的结构56；一区域B，具有形成于其上的平坦部分56a；以及一区域C，具有形成于其上的突起部分56b。突起部分56b能够控制液晶6的排列，平坦部分56a用作一介电材料，其可降低施加到液晶6的有效电压。
当无电压施加到液晶6时，区域A和区域B中的液晶分子8几乎垂直于基板的表面来排列。区域C中的液晶分子8几乎垂直于突起部分56b的表面来排列，因此倾斜于基板的表面来排列。
当电压施加到液晶6时，液晶分子8从垂直于基板表面的方向的倾斜角比在区域A中相对要大，因为施加到液晶6的有效电压在未形成结构56的区域A中是最大的，如图4中所示。在区域B中，施加到液晶6的有效电压比在区域A中要小。因此，液晶分子8在区域B中从垂直于基板表面的方向的倾斜角比在区域A中要小。
在如图5所示的液晶显示装置中，液晶分子相对于一个线性突起58排列成两个方向(两种)。另一方面，图4中所示的液晶显示装置还包括形成于其中的平坦部分56a，用以降低施加到液晶6的有效电压，并由此具有在每个排列方向上形成有不同阈值电压的两个或更多区域。因此，液晶分子相对于一个结构56排列成四个或更多方向。在该设置中，可减少前方向上的色度和倾斜方向上的色度之间的差异，减小前方向上的显示和倾斜方向上的显示之间的染色(tint)差异。因此，如图4中所示的液晶显示装置可具有良好的显示性质。根据按照实施本发明的本实施例制造液晶显示装置的方法，增加以紫外线选择性照射线性图案52的步骤使得在一次照相平版印刷步骤中能够形成突起部分56b，用作排列控制突起；以及平坦部分56a，具有与突起部分56b不同的高度，并用作一介电材料以减弱电场。因此，实施本发明的本实施例可获得一种在简化生产工艺的同时具有良好显示性质的液晶显示装置。
结合图6A和7，将说明一种按照实施本发明第二实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法和一种利用该基板制造液晶显示装置的方法。图6A至6C都是说明按照实施本发明的本实施例制造相对基板的方法的剖面图。图7是垂直于基板的表面所看到的图6C的相对基板的视图。BM48和CF层40R、40G和40B形成于如图6A中所示的玻璃基板11上。在后续步骤中，形成有柱形衬垫(spacer)的区域以这样的方式彼此相邻地形成，即在相邻CF层40R、40G和40B之间不形成间隙。相继地，由ITO制成的公用电极(图中未示出)形成于CF层40R、40G和40B上的基板的整个表面上。相继地，基于酚醛清漆的正性抗蚀剂(平均分子量10,000或更大)涂敷于公用电极的整个表面上，达到3.0μm的厚度。然后通过照相平版印刷术工艺在抗蚀剂上形成抗蚀图案60。抗蚀图案60包括一点图案61，形成于柱形衬垫的区域上；以及一线性图案62，具有9μm的宽度，与图2所示的线性图案51相似，向像素区域的末端倾斜延伸。
相继地，通过光掩模64以具有200mJ辐射能量(波长300nm至450nm)的紫外线照射该图案，其中该光掩模64具有绘制于其中的图案，用以为点图案61的区域遮光，如图6B中所示，从而未曝光的线性图案62被曝光以形成一线性图案62’。相继地，该产品在具有150℃至250℃的温度(例如220℃)的烘箱中经受1小时的热处理(后固化)。如图6C和图7中所示，该热处理使得已被紫外线照射过的线性图案62’经受熔体流动。结果，形成具有14μm宽度和1.5μm高度的线性突起66。同时，未曝光的点图案61被允许回流。结果，形成具有4.0μm高度的柱形衬垫68。当完成上述步骤时，形成相对基板4。随后，具有形成于玻璃基板10上的TFT、像素电极16等的TFT基板2和相对基板4彼此叠积，在基板2和4之间密封插入液晶6，以完成液晶显示装置。
按照实施本发明的本实施例形成于相对基板4上的线性突起66，与通过普通照相平版印刷术工艺形成的线性突起相比，在线宽上表现出恶化的均匀性，但对于面板质量几乎毫无影响。按照实施本发明的本实施例，加入以紫外线选择性照射线性图案62的步骤能够在一次照相平版印刷步骤中形成一线性突起66，用以控制排列；以及一柱形衬垫68，具有与线性突起66不相同的高度。因此，实施本发明的本实施例可获得一种在简化生产工艺以减少生产成本的同时具有良好显示性质的液晶显示装置。
随后将结合图8至14，描述一种按照实施本发明的第三实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法和一种利用该基板制造液晶显示装置的方法。图8说明按照实施本发明的本实施例所制备的空透反射式液晶显示装置的相对基板4中的三个像素的结构。图9说明沿A-A线所得的图8的液晶显示装置的剖面结构。如图8和9中所示，空透反射式液晶显示装置中的像素区域都位于像素的中心部分，并且包括一反射区域R，具有形成于其TFT基板2一侧上的反射电极17，用以反射外部光；以及两个光透射区域T，设置于如图8所示的上、下位置上，其间插置反射区域R，用以传递来自背光的光。CF层40R、40G和40B形成于光透射区域T的整个面积上和一部分反射区域R上。在反射区域R中，在未形成CF层40R、40G和40B的开口44上的公用电极42上，形成一透明介电层70。在反射区域R的基本中心部分上的介电层70上，以及在两个光透射区域T的基本中心部分上的公用电极42上，形成一点突起72，用以控制液晶6的排列。在由BM48所遮盖的区域上，形成一个柱形衬垫68，用以对于每几个到几十个像素保持预期的液晶盒厚度。柱形衬垫68包括CF层40R、40G和40B，公用电极42，由与介电层70相同的形成材料制成的一介电层，以及由与彼此叠积的点突起72相同的形成材料制成的一介电层。
该空透反射式液晶显示装置设置为混合由CF层40R、40G和40B所传送的光和由开口44所传送的光，以抑制在反射模式下反射率在显示期间下降。而且，在开口44上的公用电极42上形成介电层70，使得光透射模式和反射模式的γ特征彼此近似，因此实现一种可减少两种模式之间的显示质量差异的液晶显示装置。
图10A和14B都是说明按照实施本发明的本实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法的剖面图。图10A至14A都说明在B-B线上所得的图8的基板的剖面，图10B说明在C-C上所得的图8的基板的剖面。
首先，如图10A和10B中所示，BM48和CF层40R、40G和40B依次地形成于玻璃基板11上。该三层即CF层40R、40G和40B叠积在用于形成柱形衬垫68的区域上。在像素区域中的一部分反射区域R上形成一开口(孔)44，通过该开口44局部地打开CF层40R、40G和40B。相继地，公用电极42形成于CF层40R、40G和40B的整个表面上。
相继地，如图11A和11B中所示，正性(positive-working)丙烯酸盐抗蚀剂(平均分子量10,000或更大)涂敷于公用电极42上方。然后图案化该抗蚀层，以形成介电层74和75。介电层74形成于每个开口44上。介电层74具有例如比CF层40R、40G和40B要大的厚度，并且形成于比开口44要窄的区域上。在用于形成柱形衬垫68的区域上，介电层75在CF层40R、40G和40B等上叠积形成。
相继地，如图12A和12B中所示，在玻璃基板11的背部侧面上，该叠层经受背面曝光，即以具有例如365nm波长的紫外线(由具有365nm波长的光组成的紫外线)照射。该背面曝光使得像素区域中的介电层74被曝光。然而，在用于形成柱形衬垫68的区域中的介电层75并不被曝光，因为它受到BM48和CF层40R、40G和40B遮蔽而免受光照。该背面曝光也使得像素区域中的介电层74被漂白。相继地，该叠层在具有150℃至250℃的温度(例如220℃)的烘箱中经受热处理，以煅烧介电层74和75。该热处理使得像素区域中的介电层74经受熔体流动，因为它在烘焙过(post-baking)之前已经被彻底地曝光。在该方式下，自对准地形成用以填充开口44的介电层(结构)70，如图13A中所示。另一方面，在用于形成柱形衬垫68的区域中的介电层75会经受回流而非熔体流动，因为它未被曝光，如图13B中所示。因此，介电层75在厚度上未表现出大幅下降。正性透明丙烯酸盐抗蚀剂(一用以形成介电层74和75的材料)包含一定数量的热可聚材料，该数量被调整为使得介电层经受熔体流动。
相继地，如图14A和14B中所示，点突起72形成于反射区域R的基本中心部分上的介电层70上，以及两个光透射区域T的基本中心部分上的公用电极42上。同时，介电层76形成于用以形成柱形衬垫68的区域上。在该方式下，形成柱形衬垫68，其由CF层40R、40G和40B、公用电极42和介电层75、76的叠层形成。当完成前述步骤时，形成相对基板4。随后，具有形成于玻璃基板10上的TFT、像素电极16等的TFT基板2和相对基板4彼此叠积，在基板2和4之间密封插入液晶6，以完成液晶显示装置。
实施本发明的本实施例包含由CF层40R、40G和40B、公用电极42和介电层75、76的叠积所形成的柱形衬垫68，因此无需形成柱形衬垫68的单独步骤，并且可提供具有足够大厚度的柱形衬垫68以保持所需的液晶盒厚度。而且，柱形衬垫68包括在介电层75、76下形成的公用电极42，并且因此排列为不会相对于TFT基板2发生短路。而且，由于形成介电层70使得以它的熔体流动填充开口44，所以在介电层70和开口44之间不会出现重叠错位。相应地，实施本发明的本实施例可提供一种能够在简化生产步骤的同时具有良好显示性质的液晶显示装置。
随后将结合图15至19B，描述一种按照实施本发明的第四实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法和一种利用该基板制造液晶显示装置的方法。图15说明按照实施本发明的本实施例所制备的具有TFT上CF(CF-on-TFT)结构的空透反射式液晶显示装置的TFT基板2的三个像素的结构。图16A说明在D-D线上所得的图15的液晶显示装置的剖面结构，图16B说明在E-E线上所得的图15的液晶显示装置的剖面结构。如图15、16A和16B中所示，玻璃基板10包括在如图15中所示的横向(crosswise)方向上延伸、形成于其上的多条栅极总线12。多条漏极总线14形成为插入绝缘层30、交叉栅极总线12以及纵向地延伸，如图15中所示。穿越像素区域形成存储电容器总线18，其中该像素区域由栅极总线12和平行栅极总线12延伸的漏极总线14来限定。在栅极总线12和漏极总线14彼此交叉的点的邻近处形成TFT20。TFT20的栅极21电连接于栅极总线12。TFT20的源极23电连接到形成于该像素区域的中央部分上的反射电极17。
在漏极总线14、漏极22、源极23和反射电极17上的基板的整个表面上，形成一由SiN层等制成的保护层32。在保护层32上形成CF层40R、40G和40B，它们在每个像素由色素分散型的负性抗蚀剂制成。在至少一部分反射电极17上形成一开口44，CF层40R、40G和40B和保护层32通过该开口被露出。在CF层40R、40G和40B上形成一透明像素电极16。像素电极16经过开口44电连接于反射电极17。像素区域包括一反射区域R，具有形成于其上的反射电极17；以及一光透射区域T，具有形成于其上的像素电极16而非反射电极17。在像素区域之外形成一用以保持所需液晶盒厚度的柱形衬垫68。柱形衬垫68包括彼此叠积的CF层40R、40G和40B、介电层75等。另一方面，在其相对基板4一侧的玻璃基板11的整个表面上形成一公用电极42。
图17A至19B都是说明按照实施本发明的本实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法的剖面图。图17A、18A和19A均说明对应于图16A的部分，图17B、18B和19B均说明对应于16B的部分。
如图17A和17B中所示，在玻璃基板10上形成栅极总线12和存储电容器总线18(以及TFT20的栅极21)。相继地，绝缘层30形成于栅极总线12和存储电容器总线18上的基板的整个表面上。相继地，在绝缘层30上形成TFT20的操作(operation)半导体层或通道保护层(图中均未示出)。相继地，形成漏极总线14、反射电极17(和TFT20的漏极22、源极23)。相继地，保护层32形成于漏极总线14和反射电极17上的基板的整个表面上。相继地，保护层32被图案化，从而打开至少一部分反射区域R以形成开口44。相继地，CF层40R、40G和40B依次形成于保护层32的整个表面上。在至少一部分反射区域R上形成开口(孔)44，CF层40R、40G和40B通过该开口被露出。在开口44中，反射电极17的表面被露出，因为保护层32已被去除。开口44形成为预定大小，从而在反射显示期间正确地调节染色和透射率。在用于形成柱形衬垫68的区域上，三层即CF层40R、40G和40B彼此叠积。相继地，由ITO制成的像素电极16在每个像素形成于CF层40R、40G和40B的整个表面上。像素电极16经过开口44电连接于反射电极17。
相继地，如图18A和18B中所示，正性透明丙烯酸盐抗蚀剂(平均分子量10,000或更大)涂敷于像素电极16上的基板的整个表面上。然后抗蚀层被图案化，以形成介电层74和75。介电层74形成于各种开口44上。介电层74具有例如比CF层40R、40G和40B要大的厚度，并且形成于比开口44要窄的区域上。在用以形成柱形衬垫68的区域上，介电层75在CF层40R、40G和40B上叠积形成。相继地，通过光掩模(图中未示出)以紫外线(波长300nm至450nm)照射介电层74，该掩模用于在用以形成柱形衬垫68的区域上遮蔽介电层75。相继地，该叠层在具有150℃至250℃的温度(例如220℃)的烘箱中经受热处理(烘焙后)以煅烧介电层74和75。该热处理使得介电层74经受熔体流动，因为它在烘焙过之前已彻底地被曝光。以该方式，如图19A中所示，自对准地形成用以填充开口44的介电层(结构)70。另一方面，如图19B中所示，在用于形成柱形衬垫68的区域中的介电层75会经受回流而非熔体流动，因为它未被曝光。因此，介电层75在厚度上未表现出大幅下降。以该方式，形成柱形衬垫68，其包括CF层40R、40G和40B、介电层75的叠层。正性透明丙烯酸盐抗蚀剂(一用以形成介电层74和75的材料)包含一定数量的热可聚(heat-polymerizable)材料，该数量被调整为使得介电层经受熔体流动。当完成上述步骤时，形成TFT基板2。随后，在TFT基板2和相对基板4的表面上印出排列层。基板2和4彼此叠积，其间密封插入液晶6，以完成液晶显示装置。
实施本发明的本实施例包括通过叠积CF层40R、40G和40B、介电层75等来形成柱形衬垫68，因此无需形成柱形衬垫68的单独步骤，并且可提供具有足够高度的柱形衬垫68以保持所需的液晶盒厚度。而且，由于形成介电层70，使其熔体流动填充开口44，所以在介电层70和开口44之间不会出现重叠错位。相应地，实施本发明的本实施例可提供一种能够在简化生产步骤的同时具有良好显示性质的液晶显示装置。
随后将参照图20至24，描述一种按照实施本发明的第五实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法和一种利用该基板制造液晶显示装置的方法。图20说明按照实施本发明的本实施例而制备的液晶显示装置的CF基板4上的三个像素和框(frame)区域的结构。图21说明在F-F线上所得的图20的液晶显示装置的剖面结构。为易于理解，下面所示的图21和图23C说明在F-F线上设置所示的具有柱形衬垫68的液晶显示装置的剖面结构。
如图20和21中所示，CF层40B和介电层78形成于相对基板4的框区域82中。用作BM的介电层79插入于相邻像素区域之间而形成。介电层78和79形成于公用电极42上，因此能够降低施加到液晶6的有效电压。在该设置中，即使介电层78和79的单层体(simple body)具有高透射率，常黑模式的液晶显示装置可具有充分的遮光性质。
图22A至24都是说明按照实施本发明的本实施例制造用于液晶显示装置的基板的方法的剖面图。首先，如图22A中所示，CF层40B、40R和40G依次形成于玻璃基板11的整个表面上。实施本发明的本实施例包括在形成BM之前形成CF层，因此需要一排列标记形成于第一CF层上。因此，具有低透射率的CF层40B形成为第一CF层。CF层40B也形成于显示区域周围的框区域82上。具有预定宽度的间隙(槽)80插入于相邻CF层40R、40G和40B之间而形成。
相继地，如图22B中所示，由ITO等制成的公用电极42形成于CF层40R、40G和40B上的基板的整个表面上。相继地，如图22C中所示，基于酚醛清漆的正性抗蚀剂(平均分子量10,000或更重)等涂敷于公用电极42的整个表面上。然后该树脂层被图案化，以形成介电层77和78。介电层77形成于间隙80中，介电层78形成于框区域82上。介电层77具有例如比CF层40R、40G和40B要大的厚度，并且比间隙80要窄的宽度。
相继地，如图23A中所示，通过一光掩模84以紫外线(波长300nm至450nm)照射介电层77，其中该掩模用以为框区域82的介电层78遮光。相继地，该叠层在具有150℃至250℃的温度(例如220℃)的烘箱中经受热处理(烘焙后)以煅烧介电层77。该热处理使得介电层77经受熔体流动，因为它在烘焙过之前已彻底地被曝光。以该方式，如图23B中所示，自对准地形成用以填充间隙80的介电层(结构)79。另一方面，框区域82中的介电层78不经受熔体流动，因为它未被曝光。介电层79在为单层体的形式时，由于它具有高透射率，所以并不充分地用作BM。然而，由于介电层79具有降低施加到液晶6的有效电压的效果，得到的常黑模式的液晶显示装置可具有充分的遮光性质。而且，框区域82可具有充分的遮光性质，因为它包括CF层40B和介电层78的叠层，其中CF层40B具有相对低的透射率，介电层78能够降低施加到液晶6的有效电压。相继地，如图23C中所示，依次形成线性突起66和柱形衬垫68。当完成上述步骤时，完成相对基板4。随后，在TFT基板2和相对基板4的表面上印出排列层。然后基板2和4彼此叠积，其间密封插入液晶6，以完成液晶显示装置。
当已参照由基于酚醛清漆的正性抗蚀剂制成的介电层78和79均用作BM的情况来描述实施本发明的本实施例时，介电层78和79可通过一其中分散有黑色素的正性抗蚀剂来形成。在该设置中，常白模式的液晶显示装置也能够具有充分的遮光性质。
在实施本发明的本实施例中，形成用作BM的介电层79，使其熔体流动填充间隙80，以防止在介电层79和间隙80之间出现重叠错位。相应地，实施本发明的本实施例可提供一种能够在简化生产工艺的同时具有良好显示性质的液晶显示装置。
图24说明按照实施本发明的本实施例制造用于液晶显示装置的基板的改型方法。如图24中所示，与图案化介电层77和78的步骤的同时，形成用作一线性突起66的介电层66’。在以紫外线照射该叠层的步骤中，除框区域82中的介电层78之外，通过掩模85以紫外线照射介电层77，其中该掩模用以为介电层66’遮光。在热处理步骤中，介电层66’不经受熔体流动，因为它未被曝光。结果，形成具有预定厚度的线性突起66。按照本改型，可消除形成线性突起66的步骤，能够进一步简化制造液晶显示装置的方法。
虽然已参照其具体实施例详细地描述本发明，但对于本领域技术人员显而易见的是，不背离本发明的精神和范围可在其中做出各种变化和改型。
例如，虽然已参照MVA式液晶显示装置和空透反射式液晶显示装置描述上述实施例，但本发明并不限于此，而可应用于其他类型的液晶显示装置。
权利要求
1.一种制造用于液晶显示装置的基板的方法，包括下述步骤通过将一正性抗蚀剂涂敷于一基本基板上形成一抗蚀层；通过曝光和显影该抗蚀层，形成一具有一预定形状的抗蚀图案；以紫外线照射该抗蚀图案的一部分；以及通过在一预定温度对该抗蚀图案进行热处理形成一结构，从而使已被紫外线照射的该抗蚀图案经受熔体流动。
2.如权利要求1所述的制造用于液晶显示装置的基板的方法，其中该紫外线的波长不小于300nm，不大于450nm。
3.如权利要求1所述的制造用于液晶显示装置的基板的方法，其中该预定温度为150℃或更高。
4.如权利要求1所述的制造用于液晶显示装置的基板的方法，其中该预定温度为250℃或更低。
5.如权利要求1所述的制造用于液晶显示装置的基板的方法，其中该照射步骤包括利用后表面曝光。
6.如权利要求1所述的制造用于液晶显示装置的基板的方法，其中该照射步骤包括利用一光掩模，用以为该抗蚀图案的其他区域遮光。
7.如权利要求1所述的制造用于液晶显示装置的基板的方法，其中该部分抗蚀图案形成于该基本基板上的孔或槽部分中，并且该结构以这样的布置形成，使其填充所述孔或槽部分。
8.如权利要求7所述的制造用于液晶显示装置的基板的方法，其中该槽部分包含一形成于相邻滤色层之间的一间隙。
9.如权利要求7所述的制造用于液晶显示装置的基板的方法，其中该孔部分包含一形成于该滤色层中的一开口。
10.如权利要求1所述的制造用于液晶显示装置的基板的方法，其中已被紫外线照射过的该抗蚀图案被允许经受熔体流动，而未被紫外线照射过的该抗蚀图案被允许回流，以形成整体上具有不同高度的结构。
11.一种制造液晶显示装置方法，包括下述步骤制备一对基板；以及将所述基板彼此叠积，其间密封地插入一液晶，其中至少一个所述基板通过如权利要求1所述的制造用于液晶显示装置的基板的方法来制备。
全文摘要
本发明提供一种制造用于液晶显示装置的基板与制造液晶显示装置的方法，特别是制造用于MVA式或空透反射式液晶显示装置的基板的方法，该液晶显示装置能够在简化生产工艺的同时具有良好的显示质量，与一种利用该基板制造液晶显示装置的方法。将一正性抗蚀剂涂敷于一玻璃基板上，以在其上形成一抗蚀层。曝光和显影该抗蚀层，以形成一具有一线性图案的抗蚀图案。然后以紫外线照射该抗蚀图案中的线性图案。然后该抗蚀图案在一预定温度经受热处理，以形成一具有一平坦部分和一突起的结构，该平坦部分通过以紫外线照射的线性图案的熔体流动来形成，该突起通过不经受紫外线照射的线性图案的回流来形成。
文档编号G02F1/139GK1627138SQ20041007526
公开日2005年6月15日 申请日期2004年9月16日 优先权日2003年12月9日
发明者高木孝, 泽崎学 申请人:富士通显示技术株式会社