CN100399145C - 滤色片阵列基板的制造方法 - Google Patents

Abstract

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。

Description

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。

背景技术

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。

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查，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。

附图说明

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(μm)。但是，如果台阶差超过0.3微米(μm)，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111上沉积金属。可以选择的是，可在透明玻璃基板111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℃到80℃，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℃，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℃到80℃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、偶氮缩合颜料、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(μm)。

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，由此均匀地将压缩光阻剂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)、铬(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230℃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，以便上第三彩色光阻层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二滤色片层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(μm)。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。

Claims (3)

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；

在形成有黑矩阵的基板的整个表面上沉积第一彩色光阻层；

将第一掩模设置到基板的背面上；

通过第一掩模和黑矩阵对第一彩色光阻层进行背向曝光，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；

对第一彩色光阻层进行显影，以形成滤色片层，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。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一和第二彩色光阻层属于负型彩色光阻剂。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一和第二掩模是由一个可移动的掩模装置来形成的，由此可以提供多个相应的掩模图形。

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