CN100394271C - 液晶显示器的滤色器基板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种液晶显示器的滤色器基板及其制造方法。该滤色器基板包括：透明绝缘基板、黑底、包括红色树脂和透明导电材料的红色滤色器、包括绿色树脂和透明导电材料的绿色滤色器以及包括蓝色树脂和透明导电材料的蓝色滤色器。黑底形成在所述透明绝缘基板上，并具有多个开口。红色滤色器，在所述黑底的多个开口的第一开口上，其中该红色滤色器包括红色树脂和导电材料；绿色滤色器，在所述黑底的多个开口的第二开口上，其中该绿色滤色器包括绿色树脂和导电材料；蓝色滤色器，在所述黑底的多个开口的第三开口上，其中该蓝色滤色器包括蓝色树脂和导电材料。

Description

液晶显示器的滤色器基板及其制造方法
技术领域
本发明涉及液晶显示器(LCD)的滤色器基板及其制造方法。更具体地，本发明涉及其中在滤色器中包括透明导电材料的液晶显示器的滤色器基板及其制造方法。
背景技术
在如今的信息社会中，电子显示器的作用的重要性与日俱增，并且各种类型的电子显示器已经广泛地用于各种产业领域中。电子显示器领域已发展得益发完善，并且在不断地发展具有能够满足信息社会的各种需求的改善性能的电子显示器。电子显示器是将从各种类型的电子设备输出的电子信息信号转换成能够被人眼识别的光信息信号的电子器件。并且，可将电子显示器看作是用于连接人和电子设备的桥梁装置。
在电子显示器中，将利用光发射来显示光信息信号的显示器称为发光显示器，而将采用借助于反射、散射和干涉的光调制的另一种显示器称为光接收显示器。发光显示器的示例是阴极射线管(CRT)、等离子体显示板(PDP)、有机电致发光显示器(OELD)、或发光二极管(LED)。另外，可由液晶显示器(LCD)或电泳图像显示器(EPID)作为称之为无源显示器的光接收显示器的例子。
发光显示器已经应用于电视和计算机监视器。阴极射线管(CRT)是具有最悠久历史的显示器，就经济效益而言其具有最高的市场份额，但是有很多缺点，包括重量重、体积大以及功耗高。
随着近年来基于半导体技术的快速发展而使电子设备的电压减小和电功率减小的趋势，以及随着近年来朝着小型化、薄、以及光电子设备发展的趋势，对适于新环境的、作为电子显示器的平板显示器的需求在快速增长。为满足这一要求，已经开发了诸如液晶显示器(LCD)、等离子体显示板(PDP)、或有机电致发光显示器(OELD)的平板显示器。在平板显示器中，可以易于被制作成小型、轻、薄并具有低功耗和低驱动电压的液晶显示器正受到关注。
在液晶显示器中，在其上形成有公共电极、滤色器、黑底的透明绝缘上基板与其上形成有薄膜晶体管(TFT)组件和像素电极的透明绝缘下基板之间注入有具有各向异性的介电性的液晶材料。对像素电极和公共电极施加不同的电势，以控制在液晶材料上形成的电场强度，以便改变液晶材料的分子排列，从而控制穿过透明绝缘基板的光的强度，导致显示所需图像。
针参照图1描述现有技术的液晶显示器，图1是现有技术的液晶显示器的截面图。
如图1所示，现有技术的液晶显示器包括：位于其下部的阵列基板10；位于其上部的滤色器基板20；以及插入在阵列基板10和滤色器基板20之间的液晶层30。
阵列基板10包括：栅极12，其由透明绝缘基板11上的导电材料构成；栅绝缘膜13，其由覆盖栅极12的硅氮化物膜(SiNx)或二氧化硅膜(SiO2)构成。在栅绝缘膜13的上侧面上形成有由非晶硅制成的有源层14，并且在有源层14的上侧面上形成有由掺杂的非晶硅制成的欧姆接触层15。在欧姆接触层15的上侧面上形成有由导电材料制成的源极16a和漏极16b。源极16a和漏极16b与栅极12一起形成薄膜晶体管。在源极16a和漏极16b的上侧面上形成有由硅氮化物膜、硅氧化物膜、或有机绝缘膜制成的保护层17，并且具有接触孔17c以暴出漏极16b。在保护层17的上侧面上形成有由透明导电材料制成的像素电极18，并通过接触孔17c与漏极16b相连。
将参照图1和2说明滤色器基板20。图2是现有技术的液晶显示器的滤色器基板的截面图。
滤色器基板20与阵列基板10分离一预定间隔，并且包括透明绝缘基板21。在透明绝缘基板21的整个表面上设置有黑底22，以便与薄膜晶体管组件在位置上相对应，并且具有与像素电极18在位置上相对应的开口。因此，黑底22防止了通过在像素电极18之外的位置上斜置液晶分子而引起的光泄漏，并且阻挡了入射在薄膜晶体管组件上的光，从而防止出现光感生漏电流。在黑底22的开口上形成有红色滤色器23a、绿色滤色器23b和蓝色滤色器23c，而在红色滤色器23a、绿色滤色器23b和蓝色滤色器23c的上侧面上形成有由透明导电材料构成的公共电极24。
此外，在滤色器基板20和阵列基板10之间注入有液晶层30并设置圆柱形间隔物40，以使两个基板10、20分隔开并确保液晶层30的厚度。
如上所述，现有技术的液晶显示器的滤色器基板20包括公共电极24、滤色器23和黑底22。换言之，现有技术的滤色器基板20包括额外的公共电极24和滤色器23。然而，如果使用透明导电材料生产滤色器23，则即使在滤色器23的上侧面上不设置额外的公共电极24，也可以将具有透明导电材料的滤色器23用作公共电极。
发明内容
因此，本发明旨在一种液晶显示器的滤色器基板及其制造方法，其基本上消除了由于现有技术的局限和缺陷而导致的一个或多个问题。
本发明的一个优点是提供一种液晶显示器(LCD)的滤色器基板，其中，由于在滤色器中包括有透明导电材料，所以不必提供额外的透明电极。
本发明的另一优点是提供一种制造液晶显示器的滤色器基板的方法。
本发明的另外的特征和优点将在下面的说明中进行描述，并部分地从说明书中变得明确，或通过本发明的实践而习得。本发明的这些和其它优点将通过在所撰写的说明书及其权利要求以及附图中具体描述的结构中来实现和获得。
为了获得这些和其它优点，并且根据本发明的目的，有关具体的和广义描述的滤色器基板包括：透明绝缘基板；在该透明绝缘基板上并具有多个开口的黑底；在黑底的多个开口的第一开口上的红色滤色器，其中该红色滤色器包括红色树脂和透明导电材料；在黑底的多个开口的第二开口上的绿色滤色器，其中该绿色滤色器包括绿色树脂和透明导电材料；在黑底的多个开口的第三开口上的蓝色滤色器，其中该蓝色滤色器包括蓝色树脂和透明导电材料。
另一方面，本发明提供了一种制造液晶显示器的滤色器基板的方法，该方法包括：提供透明绝缘基板；在该透明绝缘基板上形成具有多个开口的黑底；并且在黑底的多个开口上形成包括红色树脂和透明导电材料的红色滤色器、包括绿色树脂和透明导电材料的绿色滤色器以及包括蓝色树脂和透明导电材料的蓝色滤色器。
附图说明
所涉及的附图用于提供对本发明的进一步的理解，并入且组成说明书的一部分，附图示出了本发明的实施例并与说明书一起用于说明本发明的原理。
在附图中：
图1是现有技术的液晶显示器的截面图；
图2是现有技术的液晶显示器的滤色器基板的截面图；
图3是根据本发明的液晶显示器的滤色器基板的截面图；以及
图4a至4d示出了根据本发明的液晶显示器的滤色器基板的制造的截面图。
具体实施方式
现在将说明本发明的实施例，在附图中示出了其示例。
图3是根据本发明的液晶显示器的滤色器基板的截面图。
在图3中，根据本发明的液晶显示器的滤色器基板包括透明绝缘基板210、黑底220、红色滤色器230a、绿色滤色器230b和蓝色滤色器230c。
在诸如玻璃的透明绝缘基板210上以多个间隔或开口的方式形成有黑底220。黑底220可以包括铬(Cr)、氧化铬膜(Cr2O3)，或吸收光的黑色树脂。
此外，红色滤色器230a设置在黑底220的开口上并包括红色树脂和透明导电材料。绿色滤色器230b设置在黑底220的开口上并包括绿色树脂和透明导电材料，以及蓝色滤色器230c设置在黑底220的开口上并且包括蓝色树脂和透明导电材料。同时，在黑底220的多个开口上以交替的模式排列红色滤色器230a、绿色滤色器230b和蓝色滤色器230c，并且在黑底220的上表面上相互连接。因此，与现有技术的液晶显示器的滤色器基板不同，即使在滤色器的上表面上不设置额外的公共电极，也可以将包括透明导电材料的红色滤色器230a、绿色滤色器230b和蓝色滤色器230c用作公共电极。
包括在红色滤色器230a、绿色滤色器230b和蓝色滤色器230c中的透明导电材料例如可以是ITO(氧化铟锡)或IZO(氧化铟锌)，并且红色滤色器230a、绿色滤色器230b和蓝色滤色器230c可以包括烧结粉末形式的透明导电材料(诸如ITO(氧化铟锡)或IZO(氧化铟锌))。另外，红色滤色器230a、绿色滤色器230b和蓝色滤色器230c例如可以包括5-35wt％的诸如ITO或IZO的透明导电材料。如果红色滤色器230a、绿色滤色器230b和蓝色滤色器230c以低于5wt％的量包括诸如ITO或IZO的透明导电材料，则红色滤色器230a、绿色滤色器230b和蓝色滤色器230c的导电性会降低。因此，就不能有效地控制施加到液晶层的电场的强度。如果红色滤色器230a、绿色滤色器230b和蓝色滤色器230c以高于35wt％的量包括诸如ITO或IZO的透明导电材料，则红色滤色器230a、绿色滤色器230b和蓝色滤色器230c的色度可能降低。
红色滤色器230a、绿色滤色器230b和蓝色滤色器230c应该被形成为具有约1-2μm的厚度(T1，T2，T3)。当红色滤色器230a、绿色滤色器230b和蓝色滤色器230c被形成为具有小于约1μm的厚度时，红色滤色器230a、绿色滤色器230b和蓝色滤色器230c的导电性会降低。因此，就不能有效地控制施加到液晶层的电场强度。此外，当红色滤色器230a、绿色滤色器230b和蓝色滤色器230c被形成为具有大于约2μm的厚度时，滤色器基板的厚度会增加，从而会增加液晶显示器的体积。
下面，将参照图4a至4d详细描述根据本发明制造液晶显示器的滤色器基板的方法。图4a至4d是示出了根据本发明的制造液晶显示器的滤色器基板的截面图。
可以通过颜料扩散处理、染色处理、或电极定位处理来制造液晶显示器的滤色器。在本发明中将描述对颜料扩散处理的使用。在经常被用于形成液晶显示器的滤色器的颜料扩散处理中，施加并曝光在其中扩散了基于聚酰亚胺的颜料的材料，以形成图案。因此，当使用颜料扩散处理时，可以形成具有改善的光透射性的滤色器，而无需额外的处理。
在图4a中，在诸如玻璃的透明绝缘基板210上形成具有多个间隔或开口220a的黑底220。在这一点上，可淀积铬(Cr)或铬的氧化物膜(Cr2O3)并对其构图，或可施加吸收光的黑色树脂然后对其构图，以形成黑底220。
接下来，如图4b所示，在黑底220的开口220a上途覆红色树脂、感光树脂和透明导电材料的烧结粉末的混合液体，将其曝光并显影以形成红色滤色器230a。在曝光期间使用的掩模(未示出)可以具有与红色滤色器230a的位置相对应的阻挡层。在这种情况下，可以使用正性感光树脂(将其暴露于光的部分去除)作为感光树脂。
同时，可以使用ITO或IZO作为包括在红色滤色器230a中的透明导电材料。另外，红色滤色器230a可以包括约5-35wt％的诸如ITO或IZO透明导电材料。如果红色滤色器230a以低于5wt％的量包括诸如ITO或IZO的透明导电材料，则红色滤色器230a的导电性会降低。因此，就不能有效地控制施加到液晶层的电场的强度。如果红色滤色器230a以高于35wt％的量包括诸如ITO或IZO的透明导电材料，则红色滤色器230a的色度可能降低。
红色滤色器230a应该被形成为具有约1-2μm的厚度(T1)。当将红色滤色器230a被形成为小于约1μm的厚度时，红色滤色器230a的导电性会降低。因此，就不能有效地控制施加到液晶层的电场的强度。此外，当红色滤色器230a被形成为具有大于约2μm的厚度时，滤色器基板的厚度会增加，从而会增加液晶显示器的体积。
接下来，如图4c所示，在黑底220的开口220a上涂覆绿色树脂、感光树脂和透明导电材料的烧结粉末的混合液体，将其曝光并显影以形成绿色滤色器230b。就这一点而言，在曝光期间使用的掩模(未示出)可以具有与绿色滤色器230b的位置相对应的阻挡层。在这种情况下，可以使用正性感光树脂(将其暴露于光的部分去除)作为感光树脂。
同时，可以使用ITO或IZO作为包括在绿色滤色器230b中的透明导电材料。此外，绿色滤色器230b可以包括约5-35wt％的诸如ITO或IZO透明导电材料。如果绿色滤色器230b以低于5wt％的量包括诸如ITO或IZO的透明导电材料，则绿色滤色器230b的导电性会降低。因此，就不能有效地控制施加到液晶层的电场的强度。而且，如果绿色滤色器230b以高于35wt％的量包括诸如ITO或IZO的透明导电材料，则绿色滤色器230b的色度可能降低。
可以将绿色滤色器230b形成为具有约1-2μm的厚度(T2)。当将绿色滤色器230b形成为具有小于约1μm的厚度时，绿色滤色器230b的导电性会降低。因此，就不能有效地控制施加到液晶层的电场的强度。此外，当将绿色滤色器230b形成为具有大于约2μm的厚度时，滤色器基板的厚度会增加，从而会增加液晶显示器的体积。
接下来，如图4d所示，在黑底220的开口220a上涂覆蓝色树脂、感光树脂和透明导电材料的烧结粉末的混合液体，将其曝光并显影，以形成蓝色滤色器230c。就这一点而言，在曝光期间使用的掩模(未示出)可以具有与蓝色滤色器230c的位置相对应的阻挡层。在这种情况下，可以使用正性感光树脂(将其暴露于光的部分去除)作为感光树脂。
同时，可以使用ITO或IZO作为包括在蓝色滤色器230c中的透明导电材料。此外，蓝色滤色器230c可以包括约5-35wt％的诸如ITO或IZO透明导电材料。如果蓝色滤色器230c以低于5wt％的量包括诸如ITO或IZO的透明导电材料，则蓝色滤色器230c的导电性会降低。因此，就不能有效地控制施加到液晶层的电场强度。同样，如果蓝色滤色器230c以高于大约35wt％的量包括诸如ITO或IZO的透明导电材料，则蓝色滤色器230c的色度可能降低。
可以将蓝色滤色器230c形成为具有约1-2μm的厚度(T3)。当将蓝色滤色器230c形成为具有小于约1μm的厚度时，蓝色滤色器230c的导电性会降低。因此，就不能有效地控制施加到液晶层的电场的强度。此外，当将蓝色滤色器230c形成为具有大于约2μm的厚度时，滤色器基板的厚度会增加，从而会增加液晶显示器的体积。
在黑底220的多个开口上以交替的模式排列红色滤色器230a、绿色滤色器230b和蓝色滤色器230c，并且在黑底220的上表面上相互连接。因此，与现有技术的液晶显示器的滤色器基板不同，即使在滤色器的上表面上不设置额外的公共电极，也可以使用包括透明导电材料的红色滤色器230a、绿色滤色器230b和蓝色滤色器230c作为公共电极。
在根据本发明的制造液晶显示器的滤色器基板的方法中，将描述使用正性感光树脂来形成红色滤色器230a、绿色滤色器230b和蓝色滤色器230c。然而，这种形成可以使用负性感光树脂(将其暴露于光的部分保留)来实现。在上面的实施例中，在形成红色滤色器230a之后，接着形成绿色滤色器230b和蓝色滤色器230c。然而，或者可以首先形成绿色滤色器230b或蓝色滤色器230c。
以例证的方式对本发明进行了描述，并且应该理解，所使用的术语旨在说明而非限制。根据上述教示下，可能作出对本发明的很多修改和变型。因此，应该理解，除按具体所描述的之外，也可以在所附权利要求的范围内实践本发明。
如上所述，在根据本发明的液晶显示器的滤色器基板中，因为滤色器基板包括透明导电材料，所以不必提供额外的透明电极。因此，可以有效地降低液晶显示器的滤色器基板的制造成本。
此外，在根据本发明的制造液晶显示器的滤色器基板的方法中，因为滤色器包括透明导电材料，所以不必提供额外的透明电极，因此可以提高液晶显示器的滤色器基板的制造过程的生产率。
对于本领域的普通技术人员，显然可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下，对本发明作出各种修改和变型。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等价物范围内的对本发明的各种修改和变型。
本发明要求于2004年12月31日提交的韩国申请No.2004-0118219的优先权，在此通过引用将其并入如同在本文中进行了充分的阐述。

Claims (12)

1.一种液晶显示器的滤色器基板，该滤色器基板包括：
透明绝缘基板；
黑底，在所述透明绝缘基板上并具有多个开口；
红色滤色器，在所述黑底的所述多个开口的第一开口上，其中该红色滤色器包括红色树脂和透明导电材料；
绿色滤色器，在所述黑底的所述多个开口的第二开口上，其中该绿色滤色器包括绿色树脂和透明导电材料；以及
蓝色滤色器，在所述黑底的所述多个开口的第三开口上，其中该蓝色滤色器包括蓝色树脂和透明导电材料。
2.根据权利要求1所述的滤色器基板，其中所述红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器在所述黑底的上侧面上彼此相连。
3.根据权利要求1所述的滤色器基板，其中所述红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器的每一个包括烧结粉末形式的透明导电材料。
4.根据权利要求1所述的滤色器基板，其中透明导电材料是氧化铟锡ITO或氧化铟锌IZO。
5.根据权利要求1所述的滤色器基板，其中所述红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器的每一个包括5-35wt％的透明导电材料。
6.根据权利要求1所述的滤色器基板，其中所述红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器的每一个被形成为具有1-2μm的厚度。
7.一种制造液晶显示器的滤色器基板的方法，该方法包括：
提供透明绝缘基板；
在所述透明绝缘基板上形成具有多个开口的黑底；以及
在所述黑底的所述多个开口上形成包括红色树脂和透明导电材料的红色滤色器、包括绿色树脂和透明导电材料的绿色滤色器和包括蓝色树脂和透明导电材料的蓝色滤色器。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器在所述黑底的上侧面上彼此相连。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器包括烧结粉末形式的透明导电材料。
10.根据权利要求7所述的方法，其中透明导电材料是氧化铟锡ITO或氧化铟锌IZO。
11.根据权利要求7所述的方法，其中所述红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器的每一个包括5-35wt％的透明导电材料。
12.根据权利要求7所述的方法，其中所述红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器的每一个被形成为具有1-2μm的厚度。
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