滤色片阵列基板的制造方法

专利名称：滤色片阵列基板的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器的制造方法，尤其涉及一种液晶显示器的滤色 片阵列基板的制造方法。现有技术随着社会信息化的发展，对各种显示器的需求也在增加。于是，人们做了 许多努力来研究和开发各种平板显示器，例如液晶显示器(LCD)、等离子体 显示板(PDP)、电致发光显示器(ELD)、以及真空荧光显示器(VFD)。 一 些类型的平板显示器已用作各类设备的显示器。其中，LCD装置因其外形薄、 质量轻以及功耗低等特点而得到最广泛应用，它已作为阴极射线管(CRT)的 替代品。例如，LCD装置已用作笔记本计算机、袖珍计算机的显示器、各种 可安装在汽车上的显示装置的监视器、以及用于显示广播信号的电视屏幕。LCD板主要包括作为上基板的滤色片基板；作为下基板的薄膜晶体管 (TFT)阵列基板，这两块基板相互面对；在这两块基板之间的具有介电各向 异性的液晶层。LCD装置通过像素选择寻址线，利用添置在像素上的TFT的 开关作用向相应单元施加电压，以实现操作。滤色片基板包括顺序排列的红、绿和蓝色滤色片层，它们每个都表示相 应颜色；将每个红、绿和蓝色滤色片层隔开、以便在它们之间阻挡光的黑矩阵， 以及向液晶层施加电压的公共电极。三种滤色片层每个都独立工作，各像素的 颜色通过三种颜色之一或者这三种颜色中的至少两种颜色的组合来表示。现有技术中用于制造滤色片阵列基板的方法包括染料法和颜料法，这取决于滤色片层制造过程中使用的有机滤光材料。制造过程包括彩色(或者染色) 法、分散法、涂覆法、电沉积法、以及喷墨法。近来，颜料分散法已广泛用于 制造滤色片层，下面将详细给出有关它们的描述。图1A到1G是表示现有技术中的颜料分散法的剖视图。如图1A所示，对绝缘基板11进行清洗，然后将光密度至少为3.5的金属如氧化络(CrOx) 或铬(Cr)或者碳族有机材料沉积到绝缘基板11上。此后，利用光刻法为绝 缘基板ll形成图形，以形成黑矩阵13。在此，黑矩阵13要这样设置单位 像素的边缘部分和用于设置TFT的区域要彼此对应，以便能阻挡在电场不稳 定的区域内的光源发出的光。在这样设置了黑矩阵13以后，于绝缘基板11的整个表面上沉积厚度范围 约为1到3微米(pm)的彩色光阻剂，它包括能表达颜色的颜料。首先将染 成红色的第一彩色光阻层14a沉积到绝缘基板11上，以彻底覆盖黑矩阵13。利用旋转(spinning)法或者辊涂法沉积彩色光阻剂。旋转法是将足量彩 色光阻剂滴加到绝缘基板ll上，然后高速旋转绝缘基板ll，以便让彩色光阻 剂均匀地分散到它的整个表面上。另一方面，辊涂法将彩色光阻剂分散到辊子 上，然后将光阻剂转移/印刷到绝缘基板ll上。彩色光阻剂的必要成分包括光 聚引发剂，它是一种光敏组合物，例如光刻胶、单体、粘结剂和有机颜料。接着，如图1B所示，除了第一彩色光阻层14a的特定区域之外(即为形 成图形而剩余的区域)，让掩模17的不透明部分掩蔽第一彩色光阻层14a的整 个表面，然后往上面照射UV光，让第一彩色光阻层14a局部曝光。 一般而言， 滤色片的彩色光阻层具有可去掉彩色光阻剂的未曝光部分的负特性。于是，用 于形成彩色光阻剂图形的特定区域就通过掩模17的透明部分曝光。曝光工序 包括将主基板暴露给太阳光的接近式曝光工序、重复让已减薄的图形曝光的步 进工序、通过反射掩模图形从而让基板11曝光的镜面反射工序。以产量为优 选要素的简单矩阵LCD采用接近式曝光工艺，它的精度差，但处理速度快。 另一方面，要求精度高的有源矩阵LCD或者利用步进工艺，或者利用镜面反 射工艺。如图1C所示，将通过曝光改变了光化学结构的第一彩色光阻层14a浸到 显影液中，形成图形。于是，让第一彩色光阻层14a显影，形成图1C所示的 第一滤色片层15a。将第一滤色片层15a染成红色，去掉其未曝光部分。此后，在约为23(TC的高温条件下让第一滤色片层15a硬化。显影过程可采用浸渍法、 气泡法、以及淋浴喷射法之一实施。但是，在第一滤色片层15a与黑矩阵13的重叠部分处会产生台阶差，如 果黑矩阵13由较厚的碳族有机层构成，该问题就会更糟。于是，为了让第一 滤色片层15a平坦，在后续工艺中需要实施沉积平坦性能优良的涂覆层 (overcoating layer )的过禾呈。如图1D所示，在包括红色第一滤色片层15a的绝缘基板11的整个表面 上沉积染成绿色的第二彩色光阻层14b。然后，除了第二彩色光阻层14b的特 定区域外，让掩模17的不透明部分(它在物理性质上与为第一彩色光阻剂14a 形成图形的掩模相同，但其位置发生了移动)掩蔽第二彩色光阻层14b的整个 表面，然后往上面照射UV光，以便让第二彩色光阻层14b局部曝光。此后， 如图1E所示，对通过曝光改变了光化学结构的第二彩色光阻层14b进行显影， 形成染成绿色的第二滤色片层15b。第二滤色片层15b设置在与第一滤色片层 15a相邻的像素内，它们之间设有黑矩阵13。然后，在包括第一和第二滤色片层15a和15b的绝缘基板11的整个表面 上沉积染成蓝色的第三彩色光阻层14c。然后，除了该第三彩色光阻层14c的 特定区域之外，让掩模17的不透明部分掩蔽该彩色光阻层14c的整个表面， 然后往上面照射UV光，以让第三彩色光阻层14c局部曝光。此后，如图1F 所示，对通过曝光改变了光化学结构的第三彩色光阻层14c进行显影，形成染 成蓝色的第三滤色片层15c。第三滤色片层15c设置在与第二滤色片层15b相邻的像素内，它们之间设 有黑矩阵13，由此就完成了具有多层结构的红(R)、绿(G)和蓝(B)色滤 色片层15a、 15b和15c的滤色片层15。 一般而言，滤色片层15按R、 G和B 的顺序设置。接着，如图1G所示，为了保护滤色片层15并让其平坦，要通过旋涂法 利用丙烯酸树脂或聚酰胺树脂在包括滤色片层15的绝缘基板11的整个表面上 沉积平面化层，于是就形成了透明的涂覆层16。最后，通过溅射法在涂覆层16上沉积氧化铟锡(ITO)层18，它是一种 透光性、导电性、化学稳定性和热稳定性优良的透明材料，用作公共电极。公 共电极18对液晶层以及TFT阵列基板上设置的像素电极起作用。在此，在涂覆层16上形成ITO层18的过程取决于LCD装置的类型，因此对它做了省略。 于是，用于制造包括黑矩阵13、滤色片层15和涂覆层16或公共电极18的滤 色片阵列基板的方法就完成了 。但是，现有技术中滤色片阵列基板的制造方法具有以下缺点。由于红(R)、 绿(G)和蓝(B)滤色片层每个都要在独立的过程中形成，因此在R、 G和B 滤色片层之间会产生台阶差，这取决于滤色片特性和曝光程度。这样，为了让 有台阶差的滤色片层平坦，就需要选择平面化特性优良的透明有机材料形成涂 覆层的过程，这让制造过程复杂化，并增加了制造成本和时间。此外，由于设置涂覆层，滤色片阵列基板变厚，从而产生了对形成形薄而 质轻的液晶板的限制。此外，由于不能在滤色片层有台阶差的区域研磨钝化层， 因此相应区域中的液晶分子排列变得困难，由此产生了旋错问题。发明内容于是，本发明涉及一种滤色片阵列基板的制造方法，它基本上避免了由于现有技术的限制和缺点所导致的一个以上的问题。本发明的一个目的是提供一种没有台阶差的滤色片阵列基板的制造方法。 本发明的另一目的是提供一种改善了质量、降低了成本的滤色片阵列基板的制造方法。本发明的附加优点、目的和特征将在后面的描述中得以阐明，对于本领域 的普通技术人员来说，通过对以下内容的审査，将使它们在某种程度上显而易 见，或者可以通过对本发明的实践来认识它们。本发明的这些目的和优点可通 过书面描述及其权利要求以及附图中具体指出的结构来实现并得到。按照此处所隐含和概括描述的，为了实现这些目的和其它优点，并依照本发明的目的，提供了一种滤色片阵列基板制造方法，包括在基板上形成黑矩 阵，在形成有黑矩阵的基板的整个表面上沉积彩色光阻层，将掩模设置到基板 的背部表面上，通过掩模和黑矩阵对彩色光阻层实施背向曝光，其中通过透过 黑矩阵边缘部分的预定量的光对第一彩色光阻层中与黑矩阵重叠的部分进行 曝光，为彩色光阻层显影，形成滤色片层，所述滤色片层包括与黑矩阵重叠的 部分；重复从沉积步骤至显影步骤以形成第二和第三滤色片层，其中，第二滤色片层和第三滤色片层各包括与黑矩阵重叠的部分并且第一滤色片层、第二滤色片层和第三滤色片层中的每个在黑矩阵的上方与相邻的滤色片层重叠。在另一方面中，滤色片阵列基板的制造方法包括在基板上形成黑矩阵， 将彩色光阻剂沉积到印刷辊上，制备支撑板，该支撑板具有对应于黑矩阵和其 它滤色片层设置的突起，在支撑板上旋转印刷辊，以便通过让第一部分的彩色 光阻剂粘到突起上从印刷辊上去除第一部分的彩色光阻剂，第二部分的彩色光 阻剂留在印刷辊上，将印刷辊在基板上滚动，以便将第二部分的彩色光阻剂印 到黑矩阵层之间，然后让第二部分的彩色光阻剂硬化，形成滤色片层；以及重 复所述沉积步骤至硬化步骤以形成所述其它滤色片。要理解的是，本发明的前述概括描述和以下详细描述都是示例性和列举性 的，试图认为它们提供了对所要求保护的方面的进一步解释。


为了提供对本发明的进一步理解而将附图包括进来，将其结合构成本说明 书的一部分，这些附图示出了本发明的实施例，并连同描述一起用于解释本发 明的原理，附图中图1A到图1G是表示现有技术中滤色片阵列基板制造方法的剖视图；图2是表示依照本发明的示例性实施例的彩色光阻层的沉积过程的透视图；图3是表示图2的彩色光阻层沉积过程的剖视图；图4A到4C是表示依照本发明的另一示例性实施例的滤色片层制造方法 的剖视图，以及图5A到5F是表示依照本发明的另一示例性实施例的滤色片阵列基板制 造方法的剖视图。
具体实施方式
现在对本发明的优选实施例进行详细参照，这些实施例的例子示于附图 中。无论如何，在所有附图中使用相同的参考数字指示相同或类似部件。为了控制表面台阶差，台阶差应小于或等于0.3微米(pm)。但是，如果 台阶差超过0.3微米(pm)，那么该表面上有台阶差的钝化层就不能被磨掉， 由此会产生旋转位移。在依照本发明示例性实施例的滤色片阵列基板的制造方法中，采用高沸点的彩色光阻剂来增加滤色片层的斜度。
图2是表示依照本发明示例性实施例的彩色光阻层沉积过程的透视图，图
3是表示图2的彩色光阻层沉积过程的剖视图。通过溅射法在表面经过抛光的
透明玻璃基板lll上沉积金属。可以选择的是，可在透明玻璃基板lll上沉积
有机材料。该金属可以是氧化铬(CrOx)、铬(Cr)等，其光密度至少为3.5。 然后，通过光刻法为金属或有机材料形成图形，以形成(图3的)黑矩阵113 在此所用的有机材料可从以下材料组成的组中选取包括碳黑颗粒的有机 材料；采用了氧化钛(TiOx)颗粒的有机材料；由彩色颜料化合物构成的有机 材料；以及包括碳粒、氧化钛(TiOx)颗粒和彩色颜料中的至少一种的复合有 机材料。
在此，要将黑矩阵113设置成与单元像素的边缘部分和薄膜晶体管阵列基 板中设置TFT的区域相对应，以便让电场阻挡不稳定区域的光源。在这样形 成了黑矩阵113后，在基板111的包括黑矩阵113的整个表面上沉积具有高沸 点特性的负性彩色光阻剂114，使其厚度恒定。由于彩色光阻剂114具有良好 的表面分散特性，因此即使是在具有设定厚度的黑矩阵113上沉积彩色光阻剂 114，也不会产生台阶差。
彩色光阻剂114至少包括以下成分粘结剂树脂；多官能单体；UV —硬 化树脂；颜料；溶剂；和添加剂。在此，彩色光阻剂114的表面分散性会随每 种成分的含量而变化。本发明中使用的彩色光阻剂114的沸点范围约为70°C 到80°C，粘度范围约为3到5厘泊(cp)，固体含量低于或等于约20%。但是， 现有技术的方法中使用的彩色光阻剂的沸点范围约为60°C，粘度范围约为7 到9厘泊(cp)，固体含量范围约为20%到25%。更准确而言，为了将现有技 术方法中的彩色光阻剂的沸点提高到大约70。C到8(TC的范围，应改变粘结剂 树脂的含量。
在此，利用粘结剂树脂来增加相容性、成膜性、延展性(development) 和粘结性。广泛使用的粘结剂树脂包括以下化合物的均聚物或共聚物(介) 丙烯酸、(介)丙烯酸酯、(介)丙烯酰胺、马来酸、(介)丙烯腈、苯乙烯、 乙酸乙烯酯、偏氯乙烯、和顺丁烯二酰亚胺；聚环氧乙烷；聚乙烯基吡咯烷； 聚酰胺；聚氨酯；聚酯；聚对苯二甲酸乙二醇酯；乙酰纤维素；酚醛树脂清漆； 酚醛树脂A;以及聚乙烯基苯酚或者聚乙烯基丁醛。其中，包括羧基的(介)丙烯酸或者(介)丙烯酸酯的共聚物(也称丙烯酸树脂)是最优选的。丙烯酸 树脂具有优良的延展性和透光性，通过选择不同单体能获得各种类型的共聚 物，这有助于实现对其功能和制造方法的控制。
此外，为了将粘度降到大约3到5厘泊(cp)，应当提高溶剂含量。优选 的是利用能够溶解UV —硬化树脂的溶剂或可分散溶剂。该溶剂可至少从以下
酯类组中选取酯基化合物，例如乙酸乙酯、乙酸丁酯；酮类化合物，例如环 己酮、乙丁酮；醇衍生物，例如乙烯醇、乙二醇-乙醚乙酸酯、丙二醇-甲醚乙
酸酯；以及含氮化合物，例如二甲基甲酰胺。这些有机溶剂可单独使用，或者
至少两种成分组合使用。
此外，为了将固含量降低到低于或等于大约20%，应提高粘结剂树脂或
多官能单体的含量。对多官能单体不作任何限制，只要是使用能够聚合的低分 子化合物即可。在此，单体是高聚物的反义词，它包括上面提到的单体以及二 聚物、三聚物和低聚物。
用于彩色光阻剂颜色表达的颜料可选自至少包括以下颜料的组偶氮颜 料，例如偶氮色淀颜料、不溶的偶氮颜料、偶氮縮合颜料、螯合偶氮颜料；多
环颜料，例如酞菁颜料、二萘嵌苯颜料、紫环酮颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜
料、二恶英(dioxine)颜料、硫靛颜料、异吲哚酮(isoindolinon)颜料、以及喹诺 酞酮颜料；有机颜料，例如碱性颜料型色淀(lake)、酸性染料色淀、或硝基 颜料、亚硝基类颜料、以及苯胺黑；以及无机颜料，例如氧化钛，氧化铁族、 以及碳黑族。在此，有机或无机颜料可单独使用，或者可至少两种成分组合使 用，在此不作任何限制。
此外，用于彩色光阻剂光敏特性的光致聚合引发剂直接吸收光，或者被光 敏化，从而引起分解反应或者去氢反应，产生聚合活性根。在此，光致聚合引 发剂包括丙烯酸酯化合物，例如丙烯酸2 —羟基乙酯、丙烯酸2 —羟基丙酯、 六丙烯酸2—乙酯(2-ethylhexacrylate)、 二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸二甘醇 酯、甲基丙烯酸三乙二醇酯、二丙烯酸四甲基乙二醇酯、二丙烯酸季戊四醇酯、 四丙烯酸二季戊四醇酯、六丙烯酸二季戊四醇酯、丙烯酸丙三醇酯、以及双酚 环氧二丙烯酸酯。上面提到的UV硬化树脂可单独使用，或者可至少两种组分 组合使用，在此不作限制。
最后，可根据需要在彩色光阻剂中添加使用添加剂，例如热聚合引发剂、增塑剂、辅助稳定剂、表面保护剂、均化剂、涂覆剂等。在使用上述彩色光阻 剂时，能将下表面上有黑矩阵113的部分与没有黑矩阵113的部分之间的台阶
差减少到小于或等于大约0.3微米(pm)。
由于彩色光阻剂114具有优良的表面分散性，就可利用分配法代替悬涂 法。更具体来说，如图2和3所示，分配器126沿着水平或者竖直方向从基板 111的一角移到基板111的另一角，以便通过喷嘴127将一定量的彩色光阻剂 114均匀地喷到基板111上。在此，图3的参考数字128表示用于支撑基板111 的支撑板128。
此处，由于该示例性实施例的彩色光阻剂114的粘度较低，因此彩色光阻 剂114容易分散，从而省掉了旋转工艺。但是，如果由于离心力而实施了旋转 过程，那么彩色光阻剂114就会集中在基板111的边缘附近，从而产生台阶差。
在低温条件下对平坦沉积的彩色光阻剂114进行软烘焙，然后利用包括 UV曝光的光刻法进行处理，接着进行显影和清洗程序。此后，为经过光刻处 理的彩色光阻剂114形成图形，然后进行硬化烘焙，于是形成了滤色片层。总 之，由于利用负性彩色光阻剂来形成滤色片层，因此要去掉彩色光阻剂的未曝 光部分。
如前所述，按照R、 G和B的序列顺序地设置分别染成了红(R)、绿(G) 和蓝(B)色的滤色片层，从而完成了用于全色显示器的LCD装置的滤色片 阵列基板。通过上述过程制造的滤色片层是没有台阶差的平面层。因此，就不 再需要形成涂覆层以便让滤色片层平坦的额外过程，同时也避免了由于要磨擦 有台阶差区域上的钝化层而引起的缺陷。此外，由于未形成额外的涂层，也降 低了制造成本。
下面，包括无台阶差滤色片层的滤色片阵列基板的另一制造方法是印刷 法。印刷法用于解决复杂的光刻图形形成法和因要制备昂贵的制造设备而导致 的高制造成本问题。因此，利用印刷法能够简化制造工艺，降低制造成本。
图4A到4C是表示依照本发明的另一示例性实施例的用于制造滤色片层 的印刷法的剖视图。如图4A所示，印刷辊230具有上面缠绕了橡胶材料的覆 盖层231，将彩色光阻剂214涂到该印刷辊230的外围表面上。更具体而言， 是利用分配器226来喷射彩色光阻剂214。然后，推动沿着与印刷辊230相同 的轴设置在印刷辊230的外周表面上的刮刀辊232，使其滚动，以便以恒定间隔与彩色光阻剂214接触，由此均匀地将压縮光阻剂214涂到印刷辊230的外 围表面上。也可利用扁平的刮铲形刮刀代替刮刀辊232。
如图4B所示，制备出在特定位置上提前设有突起242的铅板240。突起 242的位置与透明绝缘基板211上形成的图形(图4C)相对应。然后，将上 面涂有彩色光阻剂214的印刷辊230压到铅板240的表面上，并使其沿着一个 方向滚动，以便与铅板240的表面磨擦。于是，随着印刷辊230旋转，彩色光 阻剂214粘到铅板240的突起242上。相应地，与铅板240的凹槽241相对应 的那部分彩色光阻剂214继续粘在印刷辊230上。
在这一点上，突起242对应于形成彩色光阻剂214的区域。换言之，形成 R、 G和B色滤色片层时，在制造红(R)色滤色片层的过程中，铅板240的 突起242设置在对应于黑矩阵213、绿(G)和蓝(B)色滤色片层的区域(图 4C)上。此外，在制造绿(G)色滤色片层的过程中，铅板240的突起242设 置在对应于黑矩阵213和红(R)、蓝(B)色滤色片层的区域上。此外，在制 造蓝(B)色滤色片层的过程中，铅板的突起242设置在对应于黑矩阵213、 红(R)和绿(G)色滤色片层的区域上。
然后，如图4C所示，制备出透明绝缘基板211，它具有提前形成了均匀 图形的黑矩阵213。然后，让印刷辊230在基板211上滚动，沿一个方向前推， 从而将彩色光阻剂214印刷到黑矩阵213之间。接着，让彩色光阻剂214硬化， 由此完成滤色片层。借助上述方法，顺序地印刷上分别被染成红(R)、绿(G) 和蓝(B)色的彩色光阻剂214，以形成滤色片层。
按照上面所提的，印刷辊230的一次全程旋转滚动可在显示器基板211的 整个表面上形成具有理想图形的滤色片层。于是，该制造方法可有效地用于各 类显示器。此外，由于滤色片层设置在黑矩阵213之间，所以可避免在彩色光 阻剂214与黑矩阵213重叠时引起的台阶差的不均衡。此外，可以采用位于基 板211和/或印刷辊230上的记号来保证将印刷辊230上的彩色光阻剂214成 分涂覆到基板211的准确位置上，以避免产生任何不理想的台阶差。
接着，在依照本发明的另一示例性实施例的滤色片阵列基板制造方法中， 是通过背向暴光法来形成滤色片层。
具体而言，当在上面设有黑矩阵的基板上均匀沉积的负性彩色光阻剂是从 基板的下表面来背向曝光时，与黑矩阵重叠的那部分彩色光阻剂被黑矩阵阻挡，因此它们不会被曝光。而不与黑矩阵重叠的那部分彩色光阻剂被曝光。在 这点上，由于背向曝光过程中只有少量光漏到黑矩阵的边缘部分，因此与黑矩 阵重叠的那部分彩色光阻剂仅轻微曝光。因此，显影过程以后，不会彻底除掉 与黑矩阵重叠的滤色片层，从而留下很小的台阶差。于是，在黑矩阵上要将每 个都有很小台阶差的不同颜色的滤色片层设置成彼此重叠，以补偿这些台阶 差，由此就形成了没有台阶差的滤色片层。
图5A到5F是表示依照本发明的示例性实施例的滤色片阵列基板制造方 法的剖视图。如图5A所示，在表面经过抛光的基板311上通过溅射法沉积金 属，或者沉积碳族有机材料。金属可以是氧化铬(CrOx)、络(Cr)等，其光 密度至少是3.5。然后，通过光刻法为沉积的金属或有机材料形成图形，由此 形成黑矩阵313。在此，要将黑矩阵313设置成能与单元像素的边缘部分和薄 膜晶体管阵列基板中设置TFT的区域相对应，以便让电场阻挡不稳定区域的 光。
然后，通过旋转法和辊涂法在包括黑矩阵313的基板311上均匀地沉积厚 厚的负性彩色光阻层，该光阻层里面含有表达颜色的颜料。首先沉积被染成红 色的第一彩色光阻层314a。其中采用的彩色光阻剂与现有技术制造方法的相 同，或者它具有本发明的示例性实施例中的高沸点。
如图5B所示，除了第一彩色光阻剂314a的特定区域以外(即形成图形 以外的区域)，让掩模317的不透明部分掩蔽第一彩色光阻剂314a的整个表 面，然后往上面照射UV光，以让第一彩色光阻剂314a局部曝光。将掩模317 置于基板311的背向表面上，让UV光照射基板311的背向表面。由于滤色片 层中所用的彩色光阻剂一般具有负特性，其中要去掉未曝光的彩色光阻剂部 分，因此形成图形的特定区域要通过掩模317的透明部分来曝光。
如图5C所示，对通过曝光改善了光化学结构的第一彩色光阻层314a进 行显影，形成第一滤色片层315a。然后，留下第一滤色片层315a被染成红色 的那部分，去掉它的未曝光部分。此后，在约为23(TC的高温下让第一滤色片 层315a完全硬化。在这点上，未去掉在黑矩阵313之间曝光的第一滤色片层 315a，而是由于与黑矩阵313重叠的那部分第一滤色片层315部分地暴露给泄 漏到黑矩阵313边缘上的光，因此会被去掉预定的厚度。
如图5D所示，在包括红色第一滤色片层315a的基板311的整个表面上沉积被染成绿色的第二彩色光阻层314b。然后，将掩模317 (它与为第一彩色 光阻层314a形成图形的掩模实体相同，但位置发生了偏移，即可通过一个可 移动的掩模装置形成各个掩模，以提供相应的掩模图形)设置在基板311的背 向表面上，然后往基板311的背部表面照射UV光射线，以便让第二彩色光阻 层314b局部曝光。此后，如图5E所示，对通过曝光改变了光化学结构的第 二彩色光阻层314b进行显影，以形成被染成绿色的第二滤色片层315b。在这一点上，未去掉在黑矩阵313之间曝光的第二滤色片层315b，而是 由于与黑矩阵313重叠的那部分第二滤色片层315b部分地暴露给泄漏到黑矩 阵313边缘上的光，因此会被去掉预定厚度。于是，就形成了每个都有微小台 阶差的不同颜色的滤色片层，它们在黑矩阵313上方彼此重叠，以补偿这些台 阶差。因此，在滤色片层与黑矩阵313的重叠部分和未与黑矩阵313重叠的部 分之间的台阶差变得均匀。然后，在包括第一和第二滤色片层315a和315b的基板311的整个表面上 沉积第三彩色光阻层314c。之后，将掩模317置于基板311的背向表面上， 往基板311的背向表面照射UV光射线，以便让第三彩色光阻层314c局部曝 光。此后，如图5F所示，对通过曝光改变了光化学结构的第三彩色光阻层314c 进行显影，形成染成蓝色的第三滤色片层315c。在第三滤色片层315c与黑矩阵313重叠的那一部分上形成了很小的台阶 差。但是，该台阶差可通过与第三滤色片层315c重叠的相邻像素的第一和第 工滤色片层315a和315b来补偿。于是，基板的整个表面上的台阶差变得均匀。 由于在台阶差变均匀的滤色片层315上不再需要平面化过程，可在滤色片层 315上直接形成公共电极318。如上所述，在本发明的这个示例性实施例中，通过从基板311的背向表面 对彩色光阻剂进行曝光，就能利用黑矩阵313的部分阻挡作用控制滤色片层 315的台阶差。在这一点上，应当对曝光条件进行充分控制，以便维持滤色片 层315与黑矩阵313的重叠部分和该滤色片层不与黑矩阵313重叠的部分之间 的台阶差小于或等于0.3微米(pm)。 一般而言，按照R、 G和B的顺序形成 滤色片层315。在依照本发明的示例性实施例制出滤色片层之后，通过溅射法在包括滤色 片层的基板的整个表面上沉积透光性、导电性、化学稳定性和热稳定性优良的氧化铟锡(ITO)，以形成公共电极318。然后，在公共电极上沉积用于形成钝化层的原料液如聚酰胺酸或可溶性聚酰亚胺，然后将其硬化，聚酰亚胺化，然 后磨擦，形成钝化层。在这点上，由于消除了滤色片层的台阶差，所以钝化层 的整个表面可得以均匀地磨擦。于是，就完成了包括黑矩阵、滤色片层、公共 电极或钝化层的滤色片阵列基板的制造。但是，在共平面开关(IPS)型液晶显示器中，公共电极是设置在薄膜晶体管阵列基板而非滤色片阵列基板上，用以在公共电极和薄膜晶体管的像素电极之间形成IPS模式的电场，从而对液晶分子的排列进行控制。因此，公共电 极并不设置在IPS液晶显示器的滤色片阵列基板上。依照本发明的滤色片阵列基板制造方法具有以下优点。通过利用高沸点下 有优良分散特性的彩色光阻剂，能够增大滤色片层的斜度。利用印刷法或者背 向曝光法，能够控制滤色片层的台阶差，由此提供了具有平坦表面的滤色片层。 因此，可以省掉为滤色片层平坦化而实施的额外涂覆层沉积过程，从而简化了 制造工艺，降低了制造成本。此外，可以消除与黑矩阵重叠的那部分滤色片层中的台阶差，从而避免了 在有台阶差的区域上磨擦缺陷所导致的错旋。于是，在液晶显示器工作时，能 够提高显示器的画面质量。最后，通过形成没有台阶差的滤色片层，能够提高滤色片层上形成的公共 电极或者钝化层的台阶覆盖度。显然，本领域技术人员在不偏离本发明精神或范围的条件下可以对本发明 的滤色片层制造方法进行多种变型和改变。因此，本发明意在覆盖处于所附权 利要求范围和其等效范围内的本发明的变型和改变。
权利要求
1.一种滤色片阵列基板的制造方法，它包括在基板上形成黑矩阵；在印刷辊上沉积彩色光阻剂；制备具有突起的支撑板，所述突起被设置成能与黑矩阵和其它滤色片层相对应；让印刷辊在支撑板上旋转，以便通过让第一部分的彩色光阻剂粘到突起上从印刷辊上去除第一部分的彩色光阻剂，让第二部分的彩色光阻剂留在印刷辊上；让印刷辊在基板上滚动，以便将第二部分的彩色光阻剂印刷到黑矩阵之间；让第二部分的彩色光阻剂硬化，形成滤色片层；以及重复所述沉积步骤至硬化步骤以形成所述其它滤色片层。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，沉积彩色光阻剂包括利用 分配器将彩色光阻剂喷到印刷辊的外围表面上。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，支撑板的制备包括形成对 应于第二部分的彩色光阻剂的凹槽。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，支撑板是铅板。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，黑矩阵设置在基板上，它 具有均匀的图形。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，印刷辊在基板上沿一个方 向滚动。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，滤色片层可通过形成红色 子滤色片层的过程、形成绿色子滤色片层的过程和形成蓝色子滤色片层的过程 来形成。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在形成红色子滤色片层的 过程中，将所述突起设置成与黑矩阵层、绿色子滤色片层和蓝色子滤色片层相 对应，在形成绿色子滤色片层的过程中，将所述突起设置成与黑矩阵层、红色 子滤色片层和蓝色子滤色片层相对应，在形成蓝色子滤色片层的过程中，将所 述突起设置成与黑矩阵成、红色子滤色片层和绿色子滤色片层相对应。
全文摘要
本发明涉及一种滤色片阵列基板的制造方法，它包括在基板上形成黑矩阵；在印刷辊上沉积彩色光阻剂；制备具有突起的支撑板，所述突起被设置成能与黑矩阵和其它滤色片层相对应；让印刷辊在支撑板上旋转，以便通过让第一部分的彩色光阻剂粘到突起上从印刷辊上去除第一部分的彩色光阻剂，让第二部分的彩色光阻剂留在印刷辊上；让印刷辊在基板上滚动，以便将第二部分的彩色光阻剂印刷到黑矩阵之间；让第二部分的彩色光阻剂硬化，形成滤色片层；以及重复所述沉积步骤至硬化步骤以形成所述其它滤色片层。
文档编号G02B5/20GK101221260SQ20081000020
公开日2008年7月16日 申请日期2004年11月24日 优先权日2003年12月18日
发明者具东孝, 刘晙荣, 殷钟赞 申请人:Lg.菲利浦Lcd株式会社