专利名称：制造滤色器的黑矩阵的方法
技术领域：
本发明涉及一种制造滤色器的黑矩阵的方法，更特别地，涉及一种制造滤色器的黑矩阵的方法，能改善亮度均匀性。
背景技术：
传统地，阴极射线管(CRT)监视器已用于显示电视或计算机的信息。近来，随着显示屏在尺寸上增大，平板显示器用于显示信息。平板显示器的示例为液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板(PDP)、电致发光(EL)显示器、发光二极管(LED)显示器、以及场发射显示器(FED)。LCD由于其低功耗而广泛用于计算机监视器和笔记本式个人电脑。
LCD包括滤色器，其用于通过透射被液晶层调制的白光来产生所需颜色的图像。滤色器包括在透明基板上以预定图案布置且被黑矩阵分隔开的多个红(R)、绿(G)和蓝(B)像素。
图1A和1B是剖视图，示出制造滤色器的黑矩阵的常规方法。参照图1A，透明基板10的上表面用疏水有机材料形成的黑矩阵层12涂覆至预定厚度，且烘焙黑矩阵层12。参照图1B，黑矩阵层12被构图从而形成黑矩阵图案15。图2是利用通过图1A和1B所示的常规方法制造的黑矩阵制成的滤色器的剖视图。参照图2，黑矩阵图案15之间的区域被涂覆以给定颜色的墨17从而形成像素，由此制成滤色器。
然而，由于黑矩阵图案15的侧表面对墨17具有大接触角的疏水性，所以基板10未被涂覆以均匀厚度的墨17，如图2所示。因此，光泄漏发生在黑矩阵图案的侧表面附近，因此从滤色器的各像素发出的光具有非均匀的亮度。
图3A至3C是剖视图，示出制造滤色器的黑矩阵的另一常规方法，其公开于日本专利特开No.2000-162426中。该方式使黑矩阵图案的侧表面能具有亲水性，与图1A、1B和2所示的方法不同。参照图3A，透明基板20的上表面用疏水有机材料形成的黑矩阵层22涂覆至预定厚度，且烘焙黑矩阵层22。参照图3B，黑矩阵层22被构图从而形成黑矩阵图案25。参照图3C，透明基板20的下表面暴露于紫外(UV)线使得UV光线辐照到黑矩阵图案的侧表面上但是不辐照到黑矩阵图案25的上表面。结果，虽然黑矩阵图案25的上表面保持疏水性，但是黑矩阵图案25的侧表面通过吸收来自空气的湿气而具有亲水性。
然而，实际上，上述方法不能很好地使黑矩阵图案25的侧表面具有亲水性。
发明内容
本发明提供一种制造滤色器的黑矩阵的方法，能改善亮度均匀性。
根据本发明的一个方面，提供一种制造滤色器的黑矩阵的方法，该方法包括在透明基板的上表面上形成黑矩阵层，该黑矩阵层由疏水有机材料形成；通过构图该黑矩阵层形成黑矩阵；以及通过辐照紫外线到该透明基板的下表面上同时加热该黑矩阵来使该黑矩阵的侧表面亲水化。
可在100-500℃的温度下加热该黑矩阵。
该方法还可包括在该黑矩阵的形成之后将反射板附着到该黑矩阵的上表面，该反射板反射穿透该透明基板的紫外线。该反射板可被加热从而加热该黑矩阵。
该反射板由具有30％或更高光反射率的材料形成。具体地，该反射板可由选自包括金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、铂(Pt)、铬(Cr)、铜(Cu)、铁(Fe)、镍(Ni)、钼(Mo)、以及其组合的组的至少一种金属形成。该反射板的反射所述紫外线的表面可被粗糙地处理使得所述紫外线散射到所述黑矩阵的侧表面上。
该反射层可紧密地附着到该黑矩阵的上表面，使得所述黑矩阵的上表面不接触空气。该反射层可以通过真空粘合(vacuum adhesion)紧密地附着到该黑矩阵的上表面。
根据本发明的另一方面，提供一种制造滤色器的黑矩阵的方法，该方法包括在透明基板的上表面上形成黑矩阵层，该黑矩阵层由疏水有机材料形成；通过构图该黑矩阵层形成黑矩阵；将多个阻挡层附着到该黑矩阵的上表面，该阻挡层由透射紫外线的材料形成；以及通过将紫外线辐照到该阻挡层上来亲水化该黑矩阵的侧表面。
所述阻挡层可具有不同的折射率使得穿透该阻挡层的紫外线辐照到该黑矩阵的侧表面上。
根据本发明的另一方面，提供一种制造滤色器的黑矩阵的方法，该方法包括在透明基板的上表面上形成黑矩阵层，该黑矩阵层由疏水有机材料形成；通过构图该黑矩阵层形成黑矩阵；将阻挡层附着到该黑矩阵的上表面；以及通过将该黑矩阵的侧表面暴露于等离子体来亲水化该黑矩阵的侧表面。
该方法还可包括在所述阻挡层的附着之后将至少一个压力层附着到所述阻挡层的上表面，使得该压力层施加压力到该阻挡层上从而将该阻挡层紧密地附着到该黑矩阵的上表面。
通过参照附图详细描述其示例性实施例，本发明的上述和其它特征和优点将变得更加明显，附图中图1A和1B是剖视图，示出制造滤色器的黑矩阵的常规方法；图2是利用通过图1A和1B所示的常规方法制造的黑矩阵制成的滤色器的剖视图；图3A至3C是剖视图，示出制造滤色器的黑矩阵的另一常规方法；图4A至4C是剖视图，示出根据本发明一实施例的制造滤色器的黑矩阵的方法；图5A是通过用墨填充具有疏水性侧表面的黑矩阵图案之间的空间制成的滤色器的照片；图5B是滤色器被光穿透时拍摄的图5A的滤色器的照片；图6A是通过用墨填充具有亲水性侧表面的黑矩阵图案(图4C的105)之间的空间制成的滤色器的照片；图6B是滤色器被光穿透时拍摄的图6A的滤色器的照片；图7A和7B是剖视图，示出根据本发明另一实施例制造滤色器的黑矩阵的方法；图8A至8C是剖视图，示出根据本发明另一实施例制造滤色器的黑矩阵的方法；图9是剖视图，示出适用于本发明的实施例的修改的阻挡层；以及图10是修改的图9所示阻挡层的透视图。
具体实施例方式
现在将参照附图更全面地描述本发明，附图中示出本发明的示例性实施例。图中相似的附图标记表示相似的元件，因此其描述将被省略。
图4A至4C是剖视图，示出根据本发明一实施例制造滤色器的黑矩阵的方法。
参照图4A，透明基板100的上表面用疏水有机材料涂覆至预定厚度且对该疏水有机材料进行软烘焙工艺，由此形成黑矩阵层102。透明基板100可以由玻璃或塑料形成。透明基板100可通过旋涂、挤压式涂覆(die coating)、或浸涂来涂覆以疏水有机材料。
参照图4B，黑矩阵层102被构图从而形成黑矩阵图案105。当黑矩阵层102由光敏材料形成时，利用其中形成有预定图案的光掩模(未示出)曝光和显影黑矩阵层102。另外，当黑矩阵层102由非光敏材料形成时，黑矩阵层102的上表面被涂覆以光致抗蚀剂，该光致抗蚀剂通过光刻被构图，利用构图的光致抗蚀剂作为蚀刻掩模来蚀刻黑矩阵层102。
参照图4C，与仅使用UV光线改变黑矩阵表面的接触角的常规技术不同，紫外(UV)线辐照到透明基板100的下表面上同时黑矩阵105被加热。在此情况下，黑矩阵105的表面的接触角可容易地改变到所需值。可在约100-500℃的温度下加热黑矩阵105。
接着，黑矩阵105的表面的被UV光线辐照到其上的部分与黑矩阵105的表面的其它部分相比具有不同的接触角。具体地，黑矩阵105的被穿过透明基板100的UV光线辐照到其上的侧表面通过从空气吸收湿气而具有亲水性。相反，黑矩阵105的上表面维持疏水性，因为穿过透明基板100的UV光线未辐照它。在此实施例中，黑矩阵105的侧表面关于墨的接触角可以为例如15°或更小，黑矩阵105的上表面相关于墨的接触角可以为例如35°或更大。
此外，为了更容易地使黑矩阵105的侧表面能具有亲水性，用于反射UV光线的反射板130可附着到黑矩阵105的上表面，如图4C所示。在此情况下，反射板130可被加热从而加热黑矩阵105至预定温度。反射板130反射穿过透明基板100的UV光线从而使它们辐照到黑矩阵105的侧表面上，同时防止UV光线到达黑矩阵105的上表面。反射板130可以由具有约30％或更高光反射率的材料形成。具体地，反射板130可以由选自包括金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、铂(Pt)、铬(Cr)、铜(Cu)、铁(Fe)、镍(Ni)、钼(Mo)、以及其组合的组的至少一种金属形成。
反射板130的反射UV光线的表面可被处理从而具有预定粗糙度。这样做从而允许穿过透明基板100之后被反射板130反射的UV光线散射到黑矩阵105的侧表面上。反射板130可紧密地附着到黑矩阵105的上表面，使得黑矩阵105的上表面不会接触空气。反射板130可通过诸如真空粘合的各种方式紧密地附着到黑矩阵105的上表面。
如上所述，通过辐照UV光线到透明基板100的下表面上同时加热黑矩阵105，黑矩阵105的被穿过透明基板100的UV光线辐照到其上的侧表面可容易地变成亲水性。
图5A是通过用墨填充具有疏水侧表面的黑矩阵图案之间的空间制成的滤色器的照片。图5B是当滤色器被光穿透时拍摄的图5A的滤色器的照片。从图5A可以看出，由于黑矩阵的侧表面具有疏水性，黑矩阵的侧表面附近的空间未被用墨填充至所需程度。结果，如从图5B可以看出的那样，光泄漏发生在黑矩阵的侧表面附近。
图6A是通过用墨填充具有亲水侧表面的黑矩阵图案(图4C的105)之间的空间制成的滤色器的照片。图6B是当滤色器被光穿透时拍摄的图6A的滤色器的照片。从图6A可以看出，由于黑矩阵的大多数侧表面具有亲水性，黑矩阵105的侧表面附近的空间被用墨填充至所需程度。结果，如从图6B可以看出的那样，光泄漏很少发生在黑矩阵的侧表面附近。
图7A和7B是剖视图，示出根据本发明另一实施例制造滤色器的黑矩阵的方法。
参照图7A，黑矩阵205的图案形成在透明基板200的上表面上。如上所述，黑矩阵图案205可以通过用疏水有机材料形成的黑矩阵层(未示出)涂覆透明基板200的上表面且然后构图黑矩阵层来形成。
参照图7B，由透射UV光线的材料形成的第一和第二阻挡层240a和240b附着到黑矩阵205的上表面上。之后，当UV光线辐照到第二阻挡层240b的上表面上时，它们穿透第一和第二阻挡层240a和240b。这些穿透的UV光线到达黑矩阵205的侧表面，且因此矩阵205的侧表面通过吸收来自空气的湿气而具有亲水性。如上所述，在UV光线的辐照期间可以以预定温度加热黑矩阵205。
第一阻挡层240a紧密附着到黑矩阵205的上表面，使得黑矩阵205的上表面不会接触空气。因此，黑矩阵205的上表面不接触空气且因此维持疏水性。第一和第二阻挡层240a和240b可具有不同折射率。因此，辐照的UV光线在穿透第一和第二阻挡层240a和240b的同时被折射。折射的UV光线辐照到黑矩阵205的侧表面上，更容易地使黑矩阵205的侧表面能具有亲水性。已经描述了两个阻挡层附着到黑矩阵的上表面。但是，三个或更多阻挡层可附着到黑矩阵的上表面。
图8A至8C是剖视图，示出根据本发明另一实施例制造滤色器的黑矩阵的方法。
参照图8A，黑矩阵图案305形成在透明基板300的上表面上。如上所述，黑矩阵图案305可通过用疏水有机材料形成的黑矩阵层(未示出)涂覆透明基板300的上表面且然后构图该黑矩阵层来形成。
参照图8B，阻挡层340附着到黑矩阵305的上表面。阻挡层340紧密附着到黑矩阵305的上表面从而防止黑矩阵305的上表面暴露于稍后将描述的等离子体。因此，黑矩阵305的上表面保持疏水性。阻挡层340可以以诸如图8B所示的板形的各种形状形成。图9和10是分别适用于本发明的实施例的修改的阻挡层340′的剖视图和透视图。参照图9和10，阻挡层340′具有与黑矩阵305对应的矩阵形且附着到黑矩阵305的上表面。
参照图8C，压力层350还可以设置在阻挡层340的上表面上。压力层350向黑矩阵305对阻挡层340施加压力，因此阻挡层340更紧密地附着到黑矩阵305的上表面。因此，黑矩阵305的上表面可以更有效地被防止由于等离子体而变为亲水性。为了均匀地维持对阻挡层340施加的压力，压力层350内部可填充以诸如气体和液体的流体。已经描述了一个压力层350设置在阻挡层340的上表面上。然而，两个或更多压力层可设置在阻挡层340的上表面上。
之后，黑矩阵305暴露于等离子体，因此其侧表面与等离子体反应从而变为亲水性。此时，由于阻挡层340和压力层350防止黑矩阵305的上表面暴露于等离子体，所述黑矩阵305的上表面不变为亲水性，而是维持疏水性。用于亲水化黑矩阵305的侧表面的等离子体可以是氧(O2)等离子体。
上述黑矩阵制造方法不仅适用于LCD，而且适用于诸如有机EL器件的其它显示器件。例如，所述黑矩阵制造方法可用于制造有机EL器件中的隔肋(bank)。
如上所述，根据本发明的黑矩阵制造方法使得能够亲水化黑矩阵的仅侧表面同时维持上表面的疏水性。因此，黑矩阵隔开的空间可以用给定颜色的墨填充至均匀厚度。结果，可防止光泄漏发生在黑矩阵的侧表面附近，由此改善显示器件的亮度均匀性。
虽然参照其示例性实施例特别显示和描述了本发明，但是本领域技术人员应理解，在不偏移所附权利要求定义的本发明的思想和范围的情况下可进行形式和细节上的各种改变。
权利要求
1. 一种制造滤色器的黑矩阵方法，该方法包括在透明基板的上表面上形成黑矩阵层，该黑矩阵层由疏水有机材料形成；通过构图该黑矩阵层形成黑矩阵；以及通过将紫外线辐照到所述透明基板的下表面上同时加热该黑矩阵来亲水化该黑矩阵的侧表面。
2.如权利要求1所述的方法，其中在100-500℃的温度下加热该黑矩阵。
3.如权利要求1所述的方法，还包括在所述黑矩阵的形成之后将反射板附着到所述黑矩阵的上表面，该反射板反射穿过所述透明基板的紫外线。
4.如权利要求3所述的方法，其中该反射板被加热从而加热该黑矩阵。
5.如权利要求3所述的方法，其中该反射板由具有30％或更高光反射率的材料形成。
6.如权利要求5所述的方法，其中该反射板由选自由金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、铂(Pt)、铬(Cr)、铜(Cu)、铁(Fe)、镍(Ni)、钼(Mo)、以及其组合构成的组的至少一种金属形成。
7.如权利要求3所述的方法，其中该反射板的反射所述紫外线的表面被粗糙地处理使得所述紫外线散射到所述黑矩阵的侧表面。
8.如权利要求3所述的方法，其中该反射层紧密地附着到所述黑矩阵的所述上表面使得所述黑矩阵的该上表面不接触空气。
9.如权利要求8所述的方法，其中该反射层通过真空粘合紧密地附着到该黑矩阵的所述上表面。
10.一种制造滤色器的黑矩阵的方法，该方法包括在透明基板的上表面上形成黑矩阵层，该黑矩阵层由疏水有机材料形成；通过构图该黑矩阵层形成黑矩阵；将多个阻挡层附着到所述黑矩阵的上表面，所述阻挡层由透射紫外线的材料形成；以及通过将紫外线辐照到所述阻挡层上来亲水化该黑矩阵的侧表面。
11.如权利要求10所述的方法，其中该阻挡层具有不同的折射率使得穿透所述阻挡层的紫外线辐照到所述黑矩阵的所述侧表面上。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述阻挡层的最下面一层紧密地附着到所述黑矩阵的所述上表面使得所述黑矩阵的所述上表面不接触空气。
13.一种制造滤色器的黑矩阵的方法，该方法包括在透明基板的上表面上形成黑矩阵层，该黑矩阵层由疏水有机材料形成；通过构图该黑矩阵层形成黑矩阵；将阻挡层附着到所述黑矩阵的上表面；以及通过将所述黑矩阵的所述侧表面暴露到等离子体来亲水化该黑矩阵的侧表面。
14.如权利要求13所述的方法，还包括在所述阻挡层的所述附着之后将至少一个压力层附着到所述阻挡层的上表面，使得该压力层施加压力到所述阻挡层上从而将所述阻挡层紧密地附着到所述黑矩阵的所述上表面。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述压力层的内部被填充以流体。
16.如权利要求13所述的方法，其中所述等离子体是氧(O2)等离子体。
17.如权利要求13所述的方法，其中所述阻挡层具有与所述黑矩阵对应的矩阵形。
全文摘要
本发明涉及一种制造滤色器的黑矩阵的方法。在该方法中，由疏水有机材料形成的黑矩阵层形成在透明基板的上表面上。通过构图该黑矩阵层来形成黑矩阵。该黑矩阵的侧表面通过将紫外线辐照到该透明基板的下表面上同时加热该黑矩阵而被亲水化。
文档编号G02F1/13GK1982923SQ20061010919
公开日2007年6月20日 申请日期2006年8月9日 优先权日2005年11月25日
发明者裵纪德, 宋寅成, 李昌承, 金俊成, 金圣雄, 金佑植 申请人:三星电子株式会社