[发明专利]滤色片阵列基板的制造方法

说明书

本申请是2004年11月24日提交的申请号为No:2004100914610发明专利申请的分案申请，其发明名称为：“滤色片阵列基板的制造方法”。

本申请要求享有2003年12月18日申请的韩国专利申请P2003-093434的权益，其在此引用以供参考。

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的金属如氧化铬(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11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(μm)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11上，然后高速旋转绝缘基板11，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11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230℃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)的过程。