专利名称：滤色片基板及其制造方法和显示装置的制作方法
背景技术：
本发明涉及用于诸如彩色液晶显示器等显示装置中的滤色片基板(color filter substrate)，以及适用于这种滤色片基板的制造方法。
液晶显示装置因其小而薄、重量轻、耗能低的特点而广泛应用于各种各样的电子设备中。特别地，具有开关元件的有源矩阵液晶显示装置广泛应用在诸如个人电脑等办公自动化设备、诸如电视机等视听设备、移动电话等等之中。近年来，在提高液晶显示装置的质量方面取得了飞速进展，例如加大了尺寸，提高了分辨率，增加了有效像素面积比(孔径比)以及提高了颜色纯度。
参考图10来描述普通有源矩阵液晶显示装置的结构。图10是液晶显示装置的示意性剖面视图。
如图10所示，液晶显示装置30具有彼此相对的有源矩阵基板2和滤色片基板4，以及插入这些基板之间的液晶层6。
有源矩阵基板2包括由玻璃等制成的透明绝缘基板8、作为扫描信号线的栅极总线(未示出)、作为数据信号线的源极总线10、诸如薄膜晶体管(TFTs)等有源元件(未示出)和形成在基板8上的透明像素电极12。多个像素电极12在显示区域中排列成矩阵。
滤色片基板4包括由玻璃等制成的透明绝缘基板14、由红色滤色片列(color filter line)16、绿色滤色片列18和蓝色滤色片列20组成的滤色片层22、具有多个黑矩阵部24的光屏蔽层26、以及形成在基板14上的对电极(未示出)。红色滤色片列16，绿色滤色片列18和蓝色滤色片列20相应于形成在有源矩阵基板2上的多个透明像素电极12而设置。光屏蔽层26这样布置，其黑矩阵部24存在于滤色片之间的间隙以及框架区域之中。
下面说明适用于滤色片基板4的制造方法的例子(参见日本公开专利No.2001-199221)。
近年来，干膜法已被用来制造滤色片基板。与传统上使用的旋转涂布法相比，干膜法具有这样的优点即材料的产量高并且能降低制造成本。此外，通过以干膜形成滤色片层和光屏蔽层，能够使这些层的厚度变得更均匀。
参考图11A至11F来说明采用干膜法的适用于滤色片基板的制造方法。
干膜包括光敏树脂和由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜等制成的从两个主表面夹住光敏树脂层的薄膜支撑物。使用其中红色、蓝色、绿色和黑色颜料分别散布在光敏树脂膜中的四种干膜。通常，光敏树脂薄膜是负型的。
首先，举例来说，红色干膜通过滚筒34(参见图6)紧紧压靠在玻璃基板14上以便粘贴到玻璃基板14上，然后去除薄膜支撑物，使得红色光敏树脂层16R转移到基板14上，如图11A所示。该处理步骤通常在加热干膜的条件下进行，因此是热移步骤。然后通过掩膜32对转移后的红色光敏树脂层16R进行曝光和显影，并由此形成如图11B所示的红色滤色片列16。
然后使用绿色干膜进行如上所述的同样的步骤，以形成如图11C所示的绿色滤色片列18。类似地，使用蓝色干膜进行如上所述的同样的步骤，以形成如图11D所示的蓝色滤色片列20。通过这种方式，形成了由红色、绿色和蓝色滤色片列16、18和20组成的滤色片层22。
形成滤色片层22以后，利用黑色干膜以与如上所述形成滤色片列相同的方式形成在相邻滤色片列之间的间隙中以及框架区域中的具有黑矩阵部24的光屏蔽层26。
这样就制成了滤色片基板。图12是所得滤色片基板的部分平面视图。
在如上所述的适用于滤色片基板的传统制造方法中，为了形成绿色滤色片列18、蓝色滤色片列20和黑矩阵部24，沿着平行于带状滤色片列的延伸方向的方向(图12中箭头70的方向)将干膜紧紧压靠在基板上以便粘贴到基板上。
上面这样做的原因如下所述。如果干膜不沿着与先前形成的滤色片列的延伸方向平行的方向被压而被粘贴到基板上，侧先前形成的滤色片列将阻塞存在于干膜和基板之间的空气，使它们无法排出去，导致气泡残留在黑矩阵和基板之间，从而引起显示质量的退化，例如出现色漏。
由于以上原因，在基板上形成一种带状滤色片列之后，用于接着将要形成的另一种滤色片列或黑矩阵部的干膜的粘结方向仅局限在一个方向上。
例如，在形状为680mm×880mm的矩形的透明绝缘基板上形成滤色片列以使其沿着基板的较短边延伸的情况下，一旦一种颜色的滤色片列首先形成，用于接着将要形成的另一种颜色的滤色片列的干膜的粘结方向仅限于沿着基板的较短边的方向(第一种颜色的滤色片列的延伸方向)。从而，必须准备宽度为880mm的干膜。因此，在传统制造方法中，不允许使用更窄的干膜。
综上可见，本发明的目的是提供一种适用于滤色片基板的制造方法，该方法能够使显示质量的退化减小到最低限度，并使干膜的粘结方向具有高的自由度，并提供这种滤色片基板，以及采用了这种滤色片基板的显示装置。
发明内容
本发明的滤色片基板包括具有彼此相对的第一边和第二边的透明基板和设置在透明基板上的着色层。着色层包括多条着色列，其中所述多条着色列沿从第一边向第二边的第一方向延伸，并且多条着色列沿与第一方向相交叉的第二方向并排设置。多条着色列包括第一着色列和第二着色列。本发明的适用于滤色片基板的制造方法包括形成着色层的步骤。形成着色层的步骤包括步骤形成第一着色列，其中每一着色列包括多个第一着色部，所述着色部沿第一方向排列且相邻第一着色部之间具有给定间隙；和在形成第一着色列之后形成第二着色列。形成第二着色列的步骤包括将用于第二着色列的干膜压靠在透明基板上以便使干膜沿着与第一方向相交叉的第三方向粘贴到透明基板上。
在一个实施例中，形成着色层的步骤包括利用用于第二着色列的干膜在间隙中形成虚拟着色部的步骤。
在另一个实施例中，多条着色列还包括第三着色列，形成着色层的步骤包括步骤形成第二着色列，其中每一列包括多个第二着色部，所述着色部沿第一方向排列且相邻第二着色部之间具有给定间隙；和在形成第二着色列之后形成第三着色列，且形成第三着色列的步骤包括将用于第三着色列的干膜压靠在透明基板上以便使干膜沿着与第一方向相交叉的第四方向粘贴到透明基板上。
在另一个实施例中，形成着色层的步骤包括利用用于第三着色列的干膜在间隙中形成虚拟着色部的步骤。
在另一个实施例中，在第一方向上相邻的间隙之间的距离为1000μm或更少。
在另一个实施例中，间隙在第一方向上的宽度为10μm或更少。
在另一个实施例中，着色层的所有着色列中最后所形成的着色列的形成步骤包括利用先前形成的着色列作为掩膜进行背面曝光的步骤。
在另一个实施例中，利用蓝色干膜形成虚拟着色部。
在另一个实施例中，利用黑色干膜形成虚拟着色部。
在另一个实施例中，第三方向大略地垂直于第一方向。
在另一个实施例中，第四方向大略地垂直于第一方向。
在另一个实施例中，着色层包括在第二方向上相邻的着色列，其边缘互相重叠。
第一着色列可以通过从包括旋转涂布法、模涂布法(die coat method)、喷墨法和干膜法的群组中选出的至少一种方法形成。
在一个实施例中，形成着色层的步骤包括通过除干膜法以外的方法在形成第二着色列之后形成沿第一方向延伸的第四着色列的步骤。
在另一个实施例中，形成着色层的步骤包括利用用于形成第四着色列的着色材料在多个第一着色部之间的间隙中形成虚拟着色部的步骤。
在另一个实施例中，形成着色层的步骤包括通过除干膜法以外的方法在形成第三着色列之后形成沿第一方向延伸的第四着色列的步骤。
在另一个实施例中，形成着色层的步骤包括利用用于形成第四着色列的着色材料在多个第一着色部之间的间隙以及多个第二着色部之间的间隙中形成虚拟着色部的步骤。
在另一个实施例中，形成着色层的步骤包括在形成第一着色列之前形成第五着色列的步骤，并且形成第五着色列的步骤包括在第一方向上由金属膜形成长度超过1000μm的光屏蔽部的步骤。
在另一个实施例中，第一着色列和第二着色列是从包括红色滤色片列，蓝色滤色片列，绿色滤色片列，白色滤色片列，青色滤色片列，品红色滤色片列，黄色滤色片列和光屏蔽列的群组中选出的彼此不同的着色列。
在另一个实施例中，第一着色列、第二着色列和第三着色列是从包括红色滤色片列，蓝色滤色片列，绿色滤色片列，白色滤色片列，青色滤色片列，品红色滤色片列，黄色滤色片列和光屏蔽列的群组中选出的彼此不同的着色列。
优选地，本发明的滤色片基板通过上述制造方法制造。
本发明的滤色片基板包括具有彼此相对的第一边和第二边的透明基板和设置在透明基板上的着色层，其中着色层包括第一着色列和第二着色列，其中每一列沿从第一边向第二边的第一方向延伸，着色列在与第一方向相交叉的第二方向上并排设置，每条第一着色列包括多个第一着色部，所述第一着色部沿第一方向排列且相邻第一着色部之间具有给定间隙，并且在第一着色部之间的间隙中由蓝色干膜形成虚拟着色部。
优选间隙在第一方向上的宽度为10μm或更少。
优选在第一方向上相邻的间隙之间的距离为1000μm或更少。
优选地，本发明的显示装置包括上述滤色片基板、与滤色片基板相对的有源矩阵基板、和插入滤色片基板和有源矩阵基板之间的显示介质层，其中有源矩阵基板具有在第二方向上延伸的布线，且滤色片基板的间隙和有源矩阵基板的布线彼此面对地设置。
可选地，本发明的显示装置优选地包括上述滤色片基板。
根据本发明的适用于滤色片基板的制造方法，每一先于第二着色列的形成而形成的第一着色列包括多个第一着色部，所述多个第一着色部以相邻的第一着色部之间所给定的间隙排列。因此，把残留在第二着色列和基板之间的气泡减少到最低限度，从而使得用于第二着色列的干膜的粘结方向的自由度比传统上所允许的更高了。
图1是举例说明本发明实施例中的滤色片基板100的视图。
图2是举例说明本发明实施例中的滤色片基板130的视图。
图3是举例说明本发明实施例中的滤色片基板50的视图。
图4A至4D是用于说明滤色片基板50的制造方法的视图。
图5是用于说明形成(根据本发明)最后所形成的着色列的工艺步骤的视图。
图6是用于说明形成(比较例)最后所形成的着色列的工艺步骤的视图。
图7是举例说明包括本发明的滤色片基板50的液晶显示装置200的视图。
图8是举例说明本发明实施例中的滤色片基板52的视图。
图9是举例说明本发明滤色片基板54的视图。
图10是普通有源矩阵液晶显示装置的示意性剖面视图。
图11A至11F是用于说明利用干膜法的滤色片基板传统制造方法的视图。
图12是传统滤色片基板的部分平面视图。
具体实施例方式
将通过参考附图描述本发明的优选实施例。
本发明的滤色片基板包括透明基板和形成在透明基板上的着色层。着色层包括多条着色列。该多条着色列，其中每一列沿给定方向(第一方向)延伸，并排置于与第一方向交叉的第二方向上。多条着色列包括第一着色列和第二着色列。本发明的滤色片基板的制造方法包括形成着色层的步骤。在形成着色层的步骤中，形成第一着色列，其中每一列具有以相邻部分之间的给定间隙顺着第一方向排列的多个第一着色部。形成第一着色列以后，用于第二着色列的干膜紧紧压靠在透明基板上以便沿着与第一方向交叉的第三方向(粘结方向)粘贴在基板上，然后随着预定的图案模式形成第二着色列。
在本发明的滤色片基板的制造方法中，先于第二着色列的形成而形成的第一着色列中的每一列由以相邻部分之间的给定间隙排列的多个第一色部组成，而不是由单个带状着色部构成。因此，用于第二着色列的干膜的粘结方向可以是不同于第一着色列的延伸方向(第一方向)的方向(即，可以是与第一方向交叉的第三方向)，因为干膜和基板之间产生的气泡可以通过形成于多个第一着色部之间的间隙而排出去。从而，用于第二着色层的干膜可以沿着不同于先前形成的第一着色列的延伸方向的方向粘贴在基板上。
用于在第一着色列形成之后通过干膜法形成的用于第二着色列的干膜的粘结方向依赖于其中有间隙延伸的方向，其中优选所述方向是相对于间隙的延伸方向从+45°至-45°的范围。
这里所用的“着色列”包括滤色片列和光屏蔽列。滤色片列设置为对应像素列，光屏蔽列根据需要置于相邻的滤色片列之间。单独的着色列可由单个着色部构成，或由多个以相邻部分之间的给定间隙排列的多个着色部组成。着色列包括这样的间隙。着色列还可以包括虚拟着色部，即形成在间隙中的着色部。虚拟着色部包括虚拟滤色片部，即形成在间隙中的滤色片部，以及包括虚拟光屏蔽部，即形成在间隙中的光屏蔽部。
例如，图1所示的滤色片基板100具有包括多条着色列的着色层102，即，红色滤色片列104，绿色滤色片列106和蓝色滤色片列108。着色层102通常由红色滤色片列104，绿色滤色片列106和蓝色滤色片列108组成，它们并排地在行方向上以该顺序循环设置。
上述滤色片列分别沿着像素120列的方向(方向70)延伸以对应像素120列。每个红色滤色片列104由单个红色滤色片部104a构成，每个蓝色滤色片列108由单个蓝色滤色片部108a构成。但是，每个绿色滤色片列106由多个绿色滤色片部106a和106b以及形成于部分106a和106b之间的间隙106c组成。
上述滤色片基板通过以下方式制成，例如，通过利用干膜法。
首先形成三种滤色片列中的红色滤色片列104，然后形成绿色滤色片列106，其中每一绿色滤色片列由多个绿色滤色片部106a和106b以及形成于其间的间隙106c组成。例如，间隙106c形成为沿着平行于行方向的方向延伸。用于绿色滤色片列106的干膜紧紧压靠在基板上以便沿着与列方向70相反的方向中的一个方向71a(从图1中看从左向右)粘贴到基板上。换句话说，用于绿色滤色片列106的干膜针对每一绿色滤色片列106从基板的对应已经形成的红色滤色片列104的一侧，向着对应随后将要在其中形成蓝色滤色片列108的区域的一侧粘贴在基板上。通过采用这种粘结方向，气泡可以排到将要在其中形成蓝色滤色片列108的区域中，从而避免了气泡在将用于绿色滤色片列106的干膜粘贴到基板上的工艺过程中残留在绿色滤色片列106中。用于绿色滤色片列的干膜的光敏树脂层在光刻工艺过程中被图案化，以便形成具有间隙106c的绿色滤色片列106。
然后，用于蓝色滤色片列的干膜紧紧压靠在所得基板上以便沿着与用于绿色滤色片列的干膜的粘结方向相反的方向71b(从图1中看从右向左)粘贴在基板上。换句话说，用于蓝色滤色片列的干膜沿着大致平行于间隙106c的延伸方向的方向粘贴在基板上。通过采用这种粘结方向，气泡可以从形成在绿色滤色片列106中的间隙106c排出去，从而避免了气泡在将用于绿色滤色片列的干膜粘贴到基板上的工艺过程中残留在蓝色滤色片列108的区域中。
如上所述，间隙形成在先于蓝色滤色片列(相应于上述第二着色列)的形成而形成的绿色滤色片列(相应于上述第一着色列)中，且位于与蓝色滤色片列相邻的位置。通过形成这种间隙，用于蓝色滤色片列的干膜的粘结方向可以是不同于已经形成的绿色滤色片列的延伸方向70的方向，因为在干膜和基板之间产生的气泡可以通过形成在多个着色部之间的间隙排出去。从而，用于蓝色滤色片列的干膜可以沿着不同于已经形成的绿色滤色片列的延伸方向的方向而粘贴到基板上。
当用于形成着色列的着色树脂层(从干膜上去除薄膜支撑物之后留下来的树脂层)的厚度超过了给定厚度时，本发明的滤色片基板的制造方法对于保证理想的光密度(D)值特别有效。例如，着色树脂层的厚度为大约1μm至大约3μm。这里所使用的OD值涉及表征材料透射率的值，其中材料的OD值越大，其透射率越低。
第一方向70中的间隙的宽度理想的是10μm或更大。第一方向70中相邻间隙之间的距离理想的是1000μm或更小，以保证在用于接着将要形成的着色列的干膜和基板之间、于干膜粘结工艺过程中所产生的气泡能够充分排掉。
在上面的描述中，所有滤色片列都通过干膜法形成。可选地，除蓝色滤色片列108以外的滤色片列可以通过干膜法以外的方法形成(例如，旋转涂布法，模涂布法和喷墨法)。然而通过干膜法形成所有滤色片列的制造方法比较简便。
在上面的描述中，着色层102包括红色滤色片列104，绿色滤色片列106和蓝色滤色片列108。可选地，包括在滤色片层中的滤色片列的种类不仅限于此。例如，除了上面三种滤色片列以外，着色层102可以包括白色滤色片列。此外，青色滤色片列，品红色滤色片列和黄色滤色片列也可以代替上面三种滤色片列包括在其中。日本公开的公开号为2001-296523和2002-286927的专利申请分别详细描述了具有四色和六色滤色片列的滤色片基板。
间隙109设置在图1中的相邻滤色片列之间。可以形成黑矩阵以屏蔽间隙109。例如，这样的黑矩阵可以通过使金属膜图案化而形成。为提供充分的屏蔽而由金属膜制成的黑矩阵可以比由黑光敏树脂层制成的黑矩阵薄。因此，由金属膜制成的黑矩阵免于气泡的阻塞转移，从而可以先于滤色片列的形成而形成。换句话说，即使是在没有间隙形成于其中的条纹状黑矩阵(长度超过1000μm)沿着将要形成滤色片列的区域两侧而形成之后通过干膜法形成滤色片列时，也不会出现气泡的问题。应该指出的是，在图1的滤色片基板100中，如果最后形成用于屏蔽位于滤色片列之间的间隙109的黑矩阵，则若采用除干膜法之外的方法的话就可以避免气泡的问题。
然而，如果使用干膜法最后形成黑矩阵，则可以采用如图2所示的设置方式。
图2中所示的滤色片基板130具有着色层112，其包括多条着色列，即，红色滤色片列104，绿色滤色片列106和蓝色滤色片列108，其中每一列具有由间隙隔开而相互分离的多个滤色片部。每个红色滤色片列104具有四个红色滤色片部104a，104b，104c和104d，每个绿色滤色片列106具有两个绿色滤色片部106a和106b，每条蓝色滤色片列108具有四个蓝色滤色片部108a，108b，108c和108d。着色层112还形成有黑矩阵，以便填充滤色片部之间的间隙和相邻滤色片列之间的间隙。在此，形成于相邻滤色片列之间的黑矩阵110的、沿着滤色片列的延伸方向延伸的各部分称为光屏蔽列，其中形成在滤色片列中的间隙(滤色片部之间的间隙)中的部分称为虚拟光屏蔽部。即，每个滤色片列104，106和108由多个滤色片部和虚拟光屏蔽部组成。同时，着色层112通常由红色滤色片列104，光屏蔽列110，绿色滤色片列106，光屏蔽列110，蓝色滤色片列108和光屏蔽列110并排地在行方向上以这样的顺序循环设置而组成。
通过如图2所示地在所有滤色片列104，106和108中形成间隙，能够以干膜法最后形成黑矩阵。即使是干膜沿着与列方向70交叉的方向(例如，图2中的横向方向中的任一个)被紧压而粘贴在基板上时，在干膜的粘结过程中气泡也可以通过形成于滤色片列中的间隙排出去，从而防止其残留在光屏蔽列110中。
根据适用于本发明的滤色片基板的制造方法，可以通过在与利用干膜法最后所形成的那种着色列相邻的至少一种着色列中设置间隙而避免气泡的问题，即，在位于利用干膜法最后所形成的那种着色列的至少一侧处的一种着色列中设置间隙，如在图1的滤色片基板100中一样。在图2的滤色片基板130中，其中光屏蔽列110通过干膜法最后形成在滤色片列的两侧，在所有滤色片列中都设置间隙。在提供具有分布在通过干膜法最后形成的那种着色列的两侧的间隙的着色列的情况下，如图2的滤色片基板130中所示的那样，干膜的粘结方向可以是垂直于着色列延伸方向70的两个相反方向(图1中的箭头71a和71b所指的方向)中的任意一个，以避免气泡的问题。
气泡可残留在形成于滤色片列中的间隙中的虚拟光屏蔽部110a中。关于这一点，为了防止发生色漏，虚拟光屏蔽部110a可设置成面对光屏蔽件，例如栅极总线和存储电容线(设置在有源矩阵基板中)。
如上所述，根据适用于本发明的滤色片基板的制造方法，用于将要形成的着色列的干膜的粘结方向可以是与已经形成在基板上的着色列的延伸方向交叉的方向，而可以制造出使显示质量的退化减少到最低限度的滤色片基板。因此，相对于传统方法而言，粘结方向的自由度更高。这使得可以使用与传统上的干膜相比具有更小宽度的干膜，并从而降低制造成本。特别地，当图1和2的滤色片基板是680mm×880mm的矩形并具有沿短边延伸的着色列时，干膜的粘结方向可以是沿着长边的方向，从而可以使用宽度为680mm的干膜。此外，用于所有着色列的干膜的宽度可以统一制成。用于所有着色列的干膜的粘结方向也可以统一制成，这减少了由于制造过程中的转换所引起的生产损耗。
间隙的延伸方向可以依赖于干膜的理想粘结方向而恰当地确定，其可以是不同于大略地垂直于着色列的延伸方向的方向。
以下，滤色片基板及其制造方法将通过参考相关附图作进一步的更详细的阐述。在下面的描述中，将以用于有源矩阵液晶显示装置的通过干膜法形成的滤色片基板为例，就像在背景技术部分中叙述的一样，尽管本发明并不局限于此。
图3是本发明实施例的滤色片基板50的部分平面视图。图4A至4D是用于说明滤色片基板50的制造方法的视图，其分别是沿图3中的线B-B’的剖面视图。将通过参考图3和4A至4D描述滤色片基板50。
如图3和4A至4D所示，本发明实施例的滤色片基板50包括透明基板14和形成在透明基板14上的着色层62。着色层62包括带状延伸的红色滤色片列56、绿色滤色片列58和蓝色滤色片列60。红色、绿色和蓝色滤色片列分别置于相应的像素列，并沿着从透明基板14的第一端(未示出)朝向与第一端相反的第二端的方向(该方向称为第一方向(箭头70的方向))延伸。红色滤色片列56、绿色滤色片列58和蓝色滤色片列60并排地置于垂直于方向70的方向(该方向称为第二方向(箭头71的方向))上。尽管图3中示出了两个红色滤色片列56，一个绿色滤色片列58和一个蓝色滤色片列60，但着色层62实际上包括循环排列的多套红色、绿色和蓝色滤色片列。所有的红色滤色片列56、绿色滤色片列58和蓝色滤色片列60以这样的顺序通过干膜法形成。
在滤色片基板50中，除最后形成的蓝色滤色片列60以外的每个滤色片列，即，每个红色滤色片列56和绿色滤色片列58包括多个由间隙(狭缝)56S或58S分隔开的滤色片部。狭缝56S和58S彼此相通以便在第二方向71上延伸。
如同将要详细描述的有关于所遵照的制造方法一样，通过在滤色片列中形成狭缝56S和58S，在形成蓝色滤色片列的过程中干膜将沿着不同于滤色片列的延伸方向70(垂直于方向70的方向71)的方向粘贴到基板上，因为在干膜和基板14之间产生的气泡可以通过狭缝56S和58S排出去。
将通过参考图3和4A至4D描述适用于滤色片基板50的制造方法的例子。应该指出的是，在以下方法中，组成着色层62的所有的滤色片列56，58和60用干膜形成。
每个干膜由光敏树脂层和由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜等等制成的薄膜支撑物组成，其中所述PET薄膜从两个主表面夹住光敏树脂层。使用三种干膜，其中红色、蓝色和绿色颜料分别散布在光敏树脂膜中。光敏树脂膜通常为负型。例如，滤色层以下列方式形成。
用于红色滤色片列56的干膜56R通过滚筒34(见图5)紧紧压靠在基板14上，以便沿着第二方向71粘贴到基板上。然后将薄膜支撑物去除以便把用于红色滤色片列56的光敏树脂层转移到基板14上，如图4A所示。该工艺步骤通常在加热干膜的条件下进行，因此是热移步骤。然后利用掩膜74进行曝光和显影(光刻步骤)，以便图案化干膜56R以形成沿第二方向71延伸的狭缝56S(图3)，并由此形成如图4B所示的红色滤色片列56。
形成红色滤色片列56以后，用于绿色滤色片列58的干膜紧紧压靠在基板14上，以便沿着大略垂直于红色滤色片列56的延伸方向70的方向71粘贴到基板14上。由于先前形成的红色滤色片列56具有狭缝56S，因此在干膜粘结到基板14上的过程中，用于绿色滤色片列58的干膜和基板之间产生的气泡可以通过狭缝56S和将在其中形成蓝色滤色片列60的区域排出去。然后图案化干膜，以便以与形成红色滤色片列56相同的方式形成沿第二方向71延伸的狭缝58S，并由此形成如图4C所示的绿色滤色片列58。
狭缝56S和58S优选地形成为如图3所示的彼此相通的情形。原因是通过连通形成在彼此相邻的滤色片列中的狭缝，在干膜粘结到基板上的过程中，用于最后形成蓝色滤色片列60的干膜和基板之间产生的气泡可以容易地通过这些狭缝排出去。
第一方向70上的狭缝56S的宽度理想的是10μm或更大。第一方向70上的相邻狭缝56S之间的距离理想的是1000μm或更小，以保证用于接着将要形成的着色列的干膜和基板之间所产生的气泡在干膜粘结到基板的过程中充分排出去。
在形成绿色滤色片列58之后，通过如形成红色和绿色滤色片列时一样把用于蓝色滤色片列的干膜沿着第二方向71粘贴到基板上，而形成如图4D所示的蓝色滤色片列60。然而，在这种情况下，图案化时形成没有狭缝的条纹。
以下，将更详细地描述形成蓝色滤色片列60的步骤。
图5是举例说明形成蓝色滤色片列60的步骤的视图，表示对应图3中线B-B’从箭头71的方向观察的滤色片基板50的一部分。为了作比较，图6表示形成蓝色滤色片列20的传统步骤。
用于蓝色滤色片列60的干膜60D通过滚筒34紧紧压靠在基板14上以便粘贴到基板上。然后去除薄膜支撑物60S以便把用于蓝色滤色片列60的光敏树脂层60R转移到基板14上。沿着方向71(第二方向)粘结干膜60D。
将蓝色滤色片列60粘结到基板14上的同时，除了将在其中形成蓝色滤色片列60的区域以外的基板区域已被另外的着色列56和58所覆盖。
在传统情况下，其中每个红色滤色片列16和绿色滤色片列18由单个的带状滤色片部构成，即，如图6所示，红色滤色片列16和绿色滤色片列18没有狭缝，将在其中形成蓝色滤色片列20的区域被先前形成的红色滤色片列16和绿色滤色片列18所环绕。因此，在把用于蓝色滤色片列20的干膜20D紧压粘贴到基板上时，存在于基板14和干膜20D之间的气泡无法排出去，因为它们被红色滤色片列16和绿色滤色片列18所阻塞。存在气泡时，光敏树脂层无法形成在存在气泡的部位处，从而发生色漏。
相反地，在本实施例中，红色滤色片列56和绿色滤色片列58分别包括彼此相通的狭缝56S和58S。这些狭缝56S和58S也与将在其中形成蓝色滤色片列的区域相通，并沿着与用于蓝色滤色片列的干膜60D的粘结方向平行的方向延伸。
因此，如图5所示，在用于蓝色滤色片列的干膜60D沿第二方向71粘结的过程中，气泡可以从干膜粘结方向的下游方向向着上游方向通过狭缝56S和58S排出去。这样，最后形成的蓝色滤色片列60和基板14之间最低限度地残留了气泡。
粘结干膜60D之后，图案化干膜60D，以便形成蓝色滤色片列60，其中每一列都是带状且没有狭缝。
在图3的滤色片基板中，其中具有狭缝的滤色片列存在于将在其中形成最后形成的滤色片列的区域的两侧，干膜的粘结方向可以是垂直于滤色片列的延伸方向79的两个相反方向(箭头71a和71b的方向)中的任意一个。
在蓝色滤色片列的图案化过程中，优选的是，图案化干膜60D，以便使蓝色树脂层60R保留在红色滤色片列56的狭缝56R和绿色滤色片列58的狭缝58S中，并由此提供虚拟滤色片部60a，如图3所示。狭缝56S和58S中蓝色树脂层60R的存在具有这样的优点与完全不提供树脂层的情况相比较而言，不会轻易地从视觉上发现色漏。特别地，由于蓝色树脂层60R在红色、绿色和蓝色树脂层中可见度最低，因此优选的是在形成虚拟滤色片部时使用蓝色树脂层60R。
在为最后所形成的蓝色滤色片列60进行图案化过程时，优选的是，从基板14的背面进行曝光(背面曝光)。这使得能够相对于红色滤色片列56和绿色滤色片列58进行自对准图案化过程，从而防止通过掩膜从前面曝光时可能出现的图案错位。因此，确保执行免于未对准问题的高精度图案化过程，并且防止色漏的发生。
当通过掩膜74从前面为实现图案化而曝光时，滤色片列可以这样形成即，其边缘互相重叠以保证对应未对准的边宽，由此确保在掩膜和基板之间出现错位时不会发生色漏。
于是以上述方式形成了着色层62。然后，根据需要通过已知的方法形成保护膜、对电极、对准膜等等，由此制造出滤色片基板50。
本实施例中的滤色片基板50可以用作液晶显示装置。图7是具有滤色片基板50的液晶显示装置200的剖面视图。图7所示的滤色片基板50对应于沿图3中的线A-A’剖开的滤色片基板50的剖面。
液晶显示装置200包括滤色片基板50、与滤色片基板50相对的有源矩阵基板2、和插入两基板之间的液晶层6。液晶显示装置200可以通过已知的方法制造。
在液晶显示装置200的制造过程中，狭缝56S和58S(或虚拟滤色片部60a)理想地形成在面对有源矩阵基板2的作为光屏蔽物的布线11(例如栅极总线和存储电容线)的位置处。例如，每条存储电容线提供在第一方向70上彼此相邻的两条栅极总线之间的某处。应该指出的是，为了简化起见，图7中省略了除有源矩阵基板2的布线11以外的其他元件。
通过形成面对着布线11的狭缝56S和58S，由于存在气泡而出现的色漏，如果有的话，可以被布线11所屏蔽，从而不会被轻易地从视觉上辨认出来。因此防止了显示质量的退化。
狭缝56S和58S可以相应于所有的栅极总线或所有的存储电容线而设置，或相应于所有的栅极总线和所有的存储电容线设置。此外，狭缝可以相应于在第一方向70上彼此相邻的两条栅极总线和在这些栅极总线之间形成的一条存储电容线所组成的每一组线中的一条线而设置。应该指出的是，无论如何设置在一个滤色片列中的相邻(在第一方向70上)狭缝之间的距离优选的是如上所述的1000μm或更少。
图8是举例说明具有形成在每两条相邻滤色片列之间的光屏蔽列的滤色片基板52的视图，其中光屏蔽列是通过干膜法最后形成的。滤色片基板52的结构及其制造方法将参考图8进行描述。
滤色片基板52的着色层63包括红色滤色片列56、绿色滤色片列58、蓝色滤色片列60和光屏蔽列80，其按照红色滤色片列56、光屏蔽列80、绿色滤色片列58、光屏蔽列80、蓝色滤色片列60和光屏蔽列80的顺序在垂直于滤色片列的延伸方向的第二方向71上并排地循环设置。红色、蓝色和绿色滤色片列相应于像素列而设置。例如，当滤色片基板52与有源矩阵基板2相结合以组成液晶显示装置时，光屏蔽列80设置成面对有源矩阵基板2的源极总线10(图10)。光屏蔽列80的宽度(在第二方向71上)小于滤色片列56，58和60的宽度。例如，当滤色片列56，58和60的宽度为82μm时，光屏蔽列80的宽度为17μm。红色滤色片列56、绿色滤色片列58、蓝色滤色片列60和光屏蔽列80以这样的顺序通过干膜法形成。
在滤色片基板52中，所有着色列中除最后形成的光屏蔽列80以外的滤色片列，即，红色滤色片列56、绿色滤色片列58和蓝色滤色片列60分别包括由间隙(狭缝)56S，58S和60S隔开而彼此分离的多个滤色片部。狭缝56S，58S和60S彼此相连通以便经由光屏蔽列80在第二方向71上延伸。在光屏蔽列80的形成过程中，干膜和基板14之间所产生的气泡在干膜沿着第二方向粘结到基板上的过程中可以通过狭缝56S，58S和60S排出去。
图案化用于形成光屏蔽列80的黑树脂层，使其保留在狭缝56S，58S和60S中，以便提供虚拟光屏蔽部80a。虚拟光屏蔽部80a优选地设置成与有源矩阵基板的作为光屏蔽物的布线(例如栅极总线和存储电容线)相对应。
在滤色片基板52的红色滤色片列56、绿色滤色片列58和蓝色滤色片列60的形成过程中，用于滤色片列的每一干膜紧紧压靠在基板14上以便沿着第二方向71粘贴到基板14上，然后被图案化，如同形成图3所示的滤色片基板50的滤色片列56和58一样。如图8所示，进行图案化以使狭缝56S，58S和60S经由将要在其中形成光屏蔽列80的区域而彼此连通。
在形成红色滤色片列56之后形成绿色滤色片列58的过程中，气泡可以在干膜沿着第二方向71粘贴到基板上的过程中通过将要在其中形成蓝色滤色片列60和光屏蔽列80的区域以及通过狭缝56S排出去。从而使残留在绿色滤色片列58和基板之间的气泡减少到最低限度。同样地，在形成绿色滤色片列58之后形成蓝色滤色片列60的过程中，气泡可以在干膜沿着第二方向71粘贴到基板14上的过程中通过将在其中形成光屏蔽列80的区域以及通过狭缝56S和58S排出去，从而使残留在蓝色滤色片列60和基板之间的气泡减少到最低限度。
所有的滤色片列56，58和60都形成以后，利用干膜形成光屏蔽列80在将用于光屏蔽列80的干膜粘结到基板14上的同时，除了将在其中形成光屏蔽列80的区域以外的基板14的区域已经被滤色片列56，58和60所覆盖。然而，由于滤色片列包括经由将在其中形成光屏蔽列的区域而彼此连通的狭缝56S，58S和60S，因此在将用于光屏蔽列的干膜沿着第二方向71粘结到基板上的过程中，气泡可以通过这些狭缝排出去。这使得残留在光屏蔽列80和基板之间的气泡减少到最低限度。然后，图案化干膜以便提供每一条都是带状的光屏蔽列80。
对光屏蔽列80进行图案化过程以便黑树脂层也保留在红色滤色片列56的狭缝56S、绿色滤色片列58的狭缝58S和蓝色滤色片列60的狭缝60S中，以便提供虚拟光屏蔽部80a。在狭缝56S，58S和60S中存在黑树脂层具有这样的优点与完全不提供树脂层的情况相比较而言，不会轻易地从视觉上发现漏光。
在图案化光屏蔽列80时，优选的是从基板14的背面进行曝光(背面曝光)。
当为进行图案化而通过掩膜74从前面曝光时，滤色片列和光屏蔽列可以这样形成即，其边缘互相重叠以保证对应未对准的边宽，由此确保在掩膜和基板之间出现错位时不会发生色漏。
图9是举例说明滤色片基板54的着色层64的视图，在该基板中光屏蔽列先于滤色片列的形成而形成。除了着色列是以光屏蔽列90、红色滤色片列56、绿色滤色片列58和蓝色滤色片列60的顺序形成的以外，滤色片基板54可以基本上以与制造滤色片基板相同的方式制造。
在滤色片基板54中，所有着色列中除最后形成的蓝色滤色片列60以外的着色列，即，光屏蔽列90、红色滤色片列56和绿色滤色片列58分别具有间隙(狭缝)90S，56S和58S。狭缝56S，58S和90S彼此连通，以便经由蓝色滤色片列60在第二方向71上延伸。
通过提供狭缝56S，58S和90S，在形成光屏蔽列90之后的红色滤色片列56、绿色滤色片列58和蓝色滤色片列60的形成过程中，当各个干膜沿着第二方向71粘结到基板上时，能够防止气泡残留在将在其中形成红色滤色片列56、绿色滤色片列58和蓝色滤色片列60的区域中。
本发明的滤色片基板可用于彩色显示装置，例如液晶显示装置和有机EL显示装置。
尽管已经在优选实施例中描述了本发明，很明显，对于那些本领域技术人员而言，所揭示的本发明可以有众多变型，也可以采用许多与上面特别描述和阐明内容不同的实施例。因此，希望通过从属权利要求覆盖落入本发明真正的精神和范围之内的本发明的所有变型。
权利要求
1.一种适用于滤色片基板的制造方法，该滤色片基板包括具有彼此相对的第一边和第二边的透明基板和设置在透明基板上的着色层，所述着色层包括多条着色列，其中每一着色列沿从第一边向第二边的第一方向延伸，多条着色列在与第一方向相交叉的第二方向上并排设置，多条着色列包括第一着色列和第二着色列，该制造方法包括形成着色层的步骤，其中形成着色层的步骤包括步骤形成第一着色列，其中每一着色列包括多个第一着色部，所述第一着色部沿第一方向排列且相邻第一着色部之间具有给定间隙；和在形成第一着色列之后形成第二着色列，且形成第二着色列的步骤包括将用于第二着色列的干膜压靠在透明基板上以便使干膜沿着与第一方向相交叉的第三方向粘贴到透明基板上。
2.如权利要求1所述的适用于滤色片基板的制造方法，其中形成着色层的步骤包括利用用于第二着色列的干膜在间隙中形成虚拟着色部的步骤。
3.如权利要求1所述的适用于滤色片基板的制造方法，其中多条着色列还包括第三着色列，形成着色层的步骤包括步骤形成第二着色列，其中每一着色列包括多个第二着色部，所述第二着色部沿第一方向排列且相邻第二着色部之间具有给定间隙；和在形成第二着色列之后形成第三着色列，且形成第三着色列的步骤包括将用于第三着色列的干膜压靠在透明基板上以便使干膜沿着与第一方向相交叉的第四方向粘贴到透明基板上。
4.如权利要求3所述的适用于滤色片基板的制造方法，其中形成着色层的步骤包括形成利用用于第三着色列的干膜在间隙中形成虚拟着色部的步骤。
5.如权利要求1所述的适用于滤色片基板的制造方法，其中在第一方向上相邻的间隙之间的距离为1000μm或更少。
6.如权利要求1所述的适用于滤色片基板的制造方法，其中间隙在第一方向上的宽度为10μm或更少。
7.如权利要求1所述的适用于滤色片基板的制造方法，其中着色层的所有着色列中最后所形成的着色列的形成步骤包括利用先前形成的着色列作为掩膜进行背面曝光的步骤。
8.如权利要求2所述的适用于滤色片基板的制造方法，其中利用蓝色干膜形成虚拟着色部。
9.如权利要求2所述的适用于滤色片基板的制造方法，其中利用黑色干膜形成虚拟着色部。
10.如权利要求1所述的适用于滤色片基板的制造方法，其中第三方向大略地垂直于第一方向。
11.如权利要求3所述的适用于滤色片基板的制造方法，其中第四方向大略地垂直于第一方向。
12.如权利要求1所述的适用于滤色片基板的制造方法，其中着色层包括在第二方向上相邻的着色列，其边缘互相重叠。
13.如权利要求1所述的适用于滤色片基板的制造方法，其中第一着色列通过从包括旋转涂布法、模涂布法、喷墨法和干膜法的群组中选出的至少一种方法形成。
14.如权利要求1所述的适用于滤色片基板的制造方法，其中形成着色层的步骤包括通过除干膜法以外的方法在形成第二着色列之后形成沿第一方向延伸的第四着色列的步骤。
15.如权利要求14所述的适用于滤色片基板的制造方法，其中形成着色层的步骤包括利用用于形成第四着色列的着色材料在多个第一着色部之间的间隙中形成虚拟着色部的步骤。
16.如权利要求3所述的适用于滤色片基板的制造方法，其中形成着色层的步骤包括通过除干膜法以外的方法在形成第三着色列之后形成沿第一方向延伸的第四着色列的步骤。
17.如权利要求16所述的适用于滤色片基板的制造方法，其中形成着色层的步骤包括利用用于形成第四着色列的着色材料在多个第一着色部之间的间隙以及多个第二着色部之间的间隙中形成虚拟着色部的步骤。
18.如权利要求1所述的适用于滤色片基板的制造方法，其中形成着色层的步骤包括在形成第一着色列之前形成第五着色列的步骤，且形成第五着色列的步骤包括在第一方向上由金属膜形成长度超过1000μm的光屏蔽部的步骤。
19.如权利要求1所述的适用于滤色片基板的制造方法，其中第一着色列和第二着色列是从包括红色滤色片列、蓝色滤色片列、绿色滤色片列、白色滤色片列、青色滤色片列、品红色滤色片列、黄色滤色片列和光屏蔽列的群组中选出的彼此不同的着色列。
20.如权利要求3所述的适用于滤色片基板的制造方法，其中第一着色列、第二着色列和第三着色列是从包括红色滤色片列、蓝色滤色片列、绿色滤色片列、白色滤色片列、青色滤色片列、品红色滤色片列、黄色滤色片列和光屏蔽列的群组中选出的彼此不同的着色列。
21.一种通过如权利要求1所述的制造方法制成的滤色片基板。
22.一种滤色片基板，包括具有彼此相对的第一边和第二边的透明基板和设置在透明基板上的着色层，其中着色层包括第一着色列和第二着色列，其中每一着色列沿从第一边向第二边的第一方向延伸，着色列在与第一方向相交叉的第二方向上并排设置，每条第一着色列包括多个第一着色部，所述第一着色部沿第一方向排列且相邻第一着色部之间具有给定间隙，和在第一着色部之间的间隙中由蓝色干膜形成虚拟着色部。
23.如权利要求22所述的滤色片基板，其中间隙在第一方向上的宽度为10μm或更少。
24.如权利要求22所述的滤色片基板，其中在第一方向上相邻的间隙之间的距离为1000μm或更少。
25.一种显示装置，包括如权利要求21所述的滤色片基板、与滤色片基板相对的有源矩阵基板、和插入滤色片基板和有源矩阵基板之间的显示介质层，其中有源矩阵基板具有在第二方向上延伸的布线，且滤色片基板的间隙和有源矩阵的布线彼此面对地设置。
26.一种显示装置，包括如权利要求21所述的滤色片基板。
全文摘要
一种适用于滤色片基板的制造方法，包括形成着色层的步骤，其中包括步骤形成第一着色列，其中每一着色列包括多个第一着色部，所述第一着色部在第一方向上排列且相邻第一着色部之间具有给定间隙；和在形成第一着色列之后形成第二着色列。形成第二着色列的步骤包括将用于第二着色列的干膜紧压靠透明基板上以便使干膜沿着与第一方向相交叉的第三方向粘贴到透明基板上。
文档编号G02B5/20GK1637441SQ20041010466
公开日2005年7月13日 申请日期2004年12月27日 优先权日2003年12月25日
发明者津幡俊英, 德田刚 申请人:夏普株式会社