专利名称：彩色滤光基板的制作方法及彩色滤光基板用的曝光光罩的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示装置用的彩色滤光基板的制作方法，尤其涉及对间隔柱形状进行补正以提高间隔柱的实际成形形状与设计形状相符性的液晶显示装置用的彩色滤光基板的制作方法。
背景技术：
液晶显示装置因其轻便性及优良的显示性能，不仅在信息通信设备领域，而且在一般的电器设备领域实现了快速的普及。此类液晶显示装置一般包含第一透明基板上被设计成具有矩阵状的多个像素电极的阵列基板，以及第二透明基板被设计成具有对应阵列基板的像素电极而设置的多个滤光像素和覆盖于滤光像素上的对向电极的彩色滤光基板。 阵列基板的像素电极和彩色滤光基板的对向电极的周围用密封材料贴合，最后在两基板之间注入液晶后组成液晶显示装置。在阵列基板的像素电极和彩色滤光基板的对向电极之间设置有间隔柱，起到支撑和固定两基板间距的作用。请同时参加图1和图2，彩色滤光基板的主要制作工艺流程为 先在透明基板10上用黑色树脂材料形成遮光图案层11 (称为BM层)，接着在透明基板10 的开口部(遮光图案层11以外的部位)上形成覆盖RGB光阻的彩色滤光层12 (简称为RGB 层)，然后在其上形成透明导电层13 (简称为ITO层)，最后形成间隔柱14。早先一般采用间隔球(Spacer Ball)来间隔第一透明基板和第二透明基板。后来间隔球的这一功能已逐渐被种植于第二透明基板上的柱状间隔元件(PhotoSpacer，简称为 PS)所取代。间隔柱PS作为直接连接第一透明基板和第二透明基板的纽带会对最终成品的性能有很大的影响。透明基板对于间隔柱PS的要求主要有两个方面一是其高度，二是其整体形状。 业内的间隔柱PS—般多为圆形和方形(包括各种多边形)，且多用颜料分散法形成，即通过涂布、曝光、显影在透明基板上形成间隔柱。但是如果将间隔柱PS的形状直接设计成方形， 由于曝光过程中光的反射绕射等因素，实际形成的间隔柱PS多为圆形或椭圆形。在现有技术中，已经存在采用光学近接补偿法对间隔柱PS的光罩设计图案进行补正，一般是在方形设计图案的四角进行补正，可提高PS设计图案与实际成形形状的相符性。如图2所示，其中左边是间隔柱的光罩设计图案，右边是补正效果的实际成形形状。这种传统的光学近接补偿法的补正效果是有局限性的，随着间隔柱PS尺寸不断减小，光透过光罩上小尺寸开口时衍射绕射影响加强，使得光学近接补偿法的局限性日益明显。即使进行了补正，得到的间隔柱PS上底形状还是趋近于圆形或椭圆形。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种彩色滤光基板的制作方法，实现了即使是细小间隔柱形状也可得到充分补正的效果。本发明的另一目的在于提供了一种彩色滤光基板用的曝光光罩，用于彩色滤光基板制作中有关间隔柱形成的曝光工序中，确保最后形成的间隔柱的实际形状和设计形状相符。本发明的技术方案为本发明揭示了一种彩色滤光基板的制作方法，包括(1)在透明基板上形成遮光图案层；(2)在透明基板上未形成遮光图案层的表面形成覆盖RGB光阻的彩色滤光层；(3)在遮光图案层和彩色滤光层上形成透明导电层；(4)形成间隔柱，在形成间隔柱的曝光工序中使用带有间隔柱图案的曝光光罩，其中间隔柱图案是在多边形图案的角上追加凸出部且去除多边形图案的边的一部分。根据本发明的彩色滤光基板的制作方法的一实施例，多边形图案是正多边形图案。根据本发明的彩色滤光基板的制作方法的一实施例，该间隔柱图案的尺寸是5 20 μ m0根据本发明的彩色滤光基板的制作方法的一实施例，步骤中是使用近接式曝光机完成间隔柱的曝光工序，其中曝光间隙是150 200 μ m。根据本发明的彩色滤光基板的制作方法的一实施例，步骤(4)是通过颜料分散法来形成间隔柱的。根据本发明的彩色滤光基板的制作方法的一实施例，步骤(4)是通过转印法来形成间隔柱的。根据本发明的彩色滤光基板的制作方法的一实施例，该凸出部的形状包括方形、 圆形、椭圆形或不规则图形。根据本发明的彩色滤光基板的制作方法的一实施例，该去除部分的形状包括方形、圆形、椭圆形或不规则图形。本发明另外揭示了一种彩色滤光基板用的曝光光罩，带有间隔柱图案，其中间隔柱图案是在多边形图案的角上追加凸出部且去除多边形图案的边的一部分。根据本发明的彩色滤光基板用的曝光光罩的一实施例，多边形图案是正多边形图案。根据本发明的彩色滤光基板用的曝光光罩的一实施例，该间隔柱图案的尺寸是 5 20 μ m0根据本发明的彩色滤光基板用的曝光光罩的一实施例，该曝光光罩设置于近接式曝光机中，其中曝光间隙为150 200 μ m。根据本发明的彩色滤光基板用的曝光光罩的一实施例，该凸出部的形状包括方形、圆形、椭圆形或不规则图形。根据本发明的彩色滤光基板用的曝光光罩的一实施例，该去除部分的形状包括方形、圆形、椭圆形或不规则图形。本发明对比现有技术有如下的有益效果本发明通过改进曝光光罩的间隔柱图案，没有采用传统的光学近接补偿法中仅在多边形的角上追加凸出部。对于微小尺寸的间隔柱PS (边长小于20 μ m)而言，光透过光罩上小尺寸开口时衍射绕射影响加强，使得光学近接补偿法的局限性日益明显。本发明的间隔柱图案除了在多边形的角上追加凸出部之外，还去除了多边形上各边的一部分。通过本发明的这种形状补正方法，即使是微小的PS图案，也能达到充分的补正效果。
图IA和IB是彩色滤光基板的结构图。图2是采用传统的光学近接补偿法的曝光光罩及其间隔柱实际成形的示意图。图3是本发明的正方形的曝光光罩较佳实施例及其间隔柱实际成形的示意图。图4是本发明的正方形的曝光光罩的其他实施例的形状的示意图。图5是本发明的正三角形的曝光光罩的实施例及其间隔柱实际成形的示意图。图6是本发明的正六边形的曝光光罩的实施例及其间隔柱实际成形的示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。通常，彩色滤光基板的制作工艺流程分为四个步骤。第一个步骤是在透明基板上形成遮光图案层。这里介绍的是颜料分散法的实现在这一第一步骤中，首先用感光性组成物(光阻)在玻璃基板上通过狭缝涂布形成一定的膜厚，接着使用热盘进行90摄氏度、120秒的加热(预热处理)后，使用装有高压水银灯的近接式曝光机和带有指定图形的光罩，在60mJ/ cm2、曝光GAP200 μ m的条件曝光。此后用搬送型显影设备实施显影，即氢氧化钾系显影液 ⑶K-I是1. 0%浓度的显影液(⑶K-Il份、纯水为99份比例稀释的液体、23°C )，将液压设定在0. 2MPa、显影60秒，然后用纯水清洗，得到显影后的遮光图案层BM。接着用220°C的烤炉进行40分钟的烘烤处理，形成了遮光图案层。第二个步骤是在透明基板上未形成遮光图案层的表面(称之为开口部)形成覆盖 RGB光阻的彩色滤光层。在这个步骤中，其实现过程和第一个步骤基板相同，唯一区别在于在颜料分散法的实现中是用红色、绿色、蓝色光阻代替BM形成用的光阻。第三个步骤是在遮光图案层和彩色滤光层上形成透明导电层。在红色像素、绿色像素和蓝色像素以及BM上面用溅镀方式形成透明导电层 ITO(Indium Tin Oxide)。第四个步骤是形成间隔柱。间隔柱的形成可以通过颜料分散法或转印法来实现。在颜料分散法中，大致包括了涂布、曝光和显影三道工序。本发明对曝光工序中的曝光光罩进行了改进。曝光光罩改进的较佳方式如图3所示，光罩的原有的间隔柱图案是方形图案(pattern)，在方形图案的四个角上各追加一个凸出部，在图3中凸出部是正方形。并且，在方形图案的四条边上各去除一部分，去除部分的形状是图3所示的矩形，最终形成的光罩的间隔柱图案就是图3左边的形状。间隔柱图案的尺寸较小，一般是在5 20 μ m的范围。而且在间隔柱图案的曝光工序中通常是使用近接式曝光机(Proximity Exposure)，曝光间隙(即光罩到基板的间距) 一般是在150 200 μ m的范围。其他工序和传统方式的相同，这样制作出来的间隔柱的形状是图3右边的方形，也就是说实际图案和设计图案较相符。值得注意的是，追加的凸出部以及去除部分的形状都是任意的，图4中另外举出了其他的形状，凸出部可以是方形、圆形、椭圆形、多种图形的组合或者图形中的一部分等其他不规则图形，去除部分也可以是方形、圆形、椭圆形、多种图形的组合或者图形中的一部分等其他不规则图形。更扩展的，本实施例是以方形的原有图案为例，实际上间隔柱图案可以是任意的多边形，当然实现效果较好的是正多边形，尤其是本实施例中的正方形。图5示出了间隔柱图案是基于正三角形的修改，图6示出了间隔柱图案是基于正六边形的修改。在图5和图6 中，左边均是光罩的间隔柱图案的形状，右边均是对应的补正后制作出来的间隔柱的形状。除了上述的颜料分散法形成间隔柱之外，还可以通过转印法来形成间隔柱。转印法与颜料分散法在涂布过程是不同的，转印法是用转印膜而不是光阻来涂布的，而上述的应用于颜料分散法的曝光光罩仍然可以用在转印法中。上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现或使用本发明的，本领域普通技术人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
权利要求
1.一种彩色滤光基板的制作方法，包括(1)在透明基板上形成遮光图案层；(2)在透明基板上未形成遮光图案层的表面形成覆盖RGB光阻的彩色滤光层；(3)在遮光图案层和彩色滤光层上形成透明导电层；(4)形成间隔柱，在形成间隔柱的曝光工序中使用带有间隔柱图案的曝光光罩，其中间隔柱图案是在多边形图案的角上追加凸出部且去除多边形图案的边的一部分。
2.根据权利要求1所述的彩色滤光基板的制作方法，其特征在于，多边形图案是正多边形图案。
3.根据权利要求1所述的彩色滤光基板的制作方法，其特征在于，该间隔柱图案的尺寸是5 20 μ m。
4.根据权利要求1所述的彩色滤光基板的制作方法，其特征在于，步骤(4)中是使用近接式曝光机完成间隔柱的曝光工序，其中曝光间隙是150 200 μ m。
5.根据权利要求1所述的彩色滤光基板的制作方法，其特征在于，步骤(4)是通过颜料分散法来形成间隔柱的。
6.根据权利要求1所述的彩色滤光基板的制作方法，其特征在于，步骤(4)是通过转印法来形成间隔柱的。
7.根据权利要求1所述的彩色滤光基板的制作方法，其特征在于，该凸出部的形状包括方形、圆形、椭圆形或不规则图形。
8.根据权利要求1所述的彩色滤光基板的制作方法，其特征在于，该去除部分的形状包括方形、圆形、椭圆形或不规则图形。
9.一种彩色滤光基板用的曝光光罩，带有间隔柱图案，其中间隔柱图案是在多边形图案的角上追加凸出部且去除多边形图案的边的一部分。
10.根据权利要求9所述的彩色滤光基板用的曝光光罩，其特征在于，多边形图案是正多边形图案。
11.根据权利要求9所述的彩色滤光基板用的曝光光罩，其特征在于，该间隔柱图案的尺寸是5 20 μ m。
12.根据权利要求9所述的彩色滤光基板用的曝光光罩，其特征在于，该曝光光罩设置于近接式曝光机中，其中曝光间隙为150 200 μ m。
13.根据权利要求9所述的彩色滤光基板用的曝光光罩，其特征在于，该凸出部的形状包括方形、圆形、椭圆形或不规则图形。
14.根据权利要求9所述的彩色滤光基板用的曝光光罩，其特征在于，该去除部分的形状包括方形、圆形、椭圆形或不规则图形。
全文摘要
本发明公开了一种彩色滤光基板的制作方法及彩色滤光基板用的曝光光罩，实现了即使是细小间隔柱形状也可得到充分补正的效果。其技术方案为方法包括在透明基板上形成遮光图案层；在透明基板上未形成遮光图案层的表面形成覆盖RGB光阻的彩色滤光层；在遮光图案层和彩色滤光层上形成透明导电层；形成间隔柱，在形成间隔柱的曝光工序中使用带有间隔柱图案的曝光光罩，其中间隔柱图案是在多边形图案的角上追加凸出部且去除多边形图案的边的一部分。
文档编号G03F1/14GK102279488SQ201010196039
公开日2011年12月14日 申请日期2010年6月8日 优先权日2010年6月8日
发明者张莉, 王菁晶, 金子若彦, 陈颖明 申请人:上海广电富士光电材料有限公司