CN1834703A - 液晶显示设备的滤色器基板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

液晶显示设备的滤色器基板及其制造方法。一种用于制造具有RGBW像素结构的液晶显示器的滤色器基板的方法，其中，在形成具有台阶的平面化层的处理中形成白子滤色器层，在该白子滤色器层上形成间隔体图案，以补偿该平面化层的台阶。

Description

液晶显示设备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，更具体地，涉及这样一种LCD的滤色器基板及其制造方法，该滤色器基板包括用于滤色器的台阶的间隔体而不会使制造工艺变复杂。
背景技术
随着信息技术社会的发展，非常需要显示设备。为了满足该需要，已作出很大的努力来研究和开发各种类型的显示设备，如液晶显示设备(LCD)、等离子显示板(PDP)、电致发光设备(ELD)以及真空荧光显示器(VFD)等。在这些显示设备中，由于LCD的外形薄、重量轻以及功耗低的有利特性，其已被广泛使用。LCD是TV和计算机的最佳监视器。
图1是示意性地例示了根据现有技术的液晶板的结构的分解立体图。如图1所示，现有技术的液晶板包括滤色器基板、阵列基板以及置于滤色器基板与阵列基板之间液晶层。其中，滤色器基板可以由以下部分构成：由透明绝缘基板形成的上基板5、形成在该上基板5上的多个黑底6以及分别形成在该多个黑底6之间的每个栅格空间中的红子滤色器层8a、绿子滤色器层8b以及蓝子滤色器层8c。阵列基板可以由以下部分构成：彼此相交以限定像素区P的选通线13和数据线15、形成在该像素区P中的像素电极17、置于选通线13与数据线15的相交区处的薄膜晶体管(TFT)T。此外，形成在像素区P中的像素电极17可以由具有极好的透光性的透明导电金属(例如，氧化铟锡(ITO))形成。
图2A到2F是沿图1的线A-A’截取的截面图。这些图所示的处理序列示意性地例示了用于制造根据现有技术的滤色器基板的方法。如图2A所示，在上基板5上涂覆黑光敏有机材料以形成黑色有机层4。然后在黑有机层4上设置掩模19。掩模19可以由包括透射部分A和遮挡部分B的图案构成。由此，如图2B所例示的，光照射在与掩模19的透射部分A相对应的黑有机层4上以对黑有机层4进行显影，由此形成多个黑底6。
然后，如图2C所例示的，首先，在上基板5的形成有黑底6的整个表面上涂覆红色树脂，然后选择性地将该红色树脂曝光，以在希望的区域中形成红子滤色器阵列8a。其次，在上基板5的该整个表面上涂覆绿色树脂，然后选择性地将该绿色树脂曝光，由此形成绿子滤色器层8b。再次，在上基板5的该整个表面上涂覆蓝色树脂，然后选择性地将该蓝色树脂曝光，以形成蓝子滤色器层8c。
接着，如图2D所示，在红滤色器层8a、绿滤色器层8b和蓝滤色器层8c以及上基板5的暴露表面上涂覆白色树脂14。随后，在该白色区域14上设置掩模29，其中掩模29由包括透射部分A和遮挡部分B的图案构成。由此，光照射在与掩模29的透射部分A相对应的白色树脂14上以对白色树脂14进行显影，由此形成如图2E所例示的白子滤色器层8d。白子滤色器层8d和红子滤色器层8a、绿子滤色器层8b以及蓝子滤色器层8c构成了具有红、绿、蓝和白(RGBW)滤色器的单位像素。
最后，如图2F所示，在上基板5上涂覆透明树脂，以形成用于使其中形成有子滤色器层8a到8d的上基板5平面化的平面化层46。在上基板5上形成了平面化层46之后，在平面化层46上形成间隔体(未示出)以保持单元间隙。
然而，如上所述，为了在现有技术的滤色器基板中形成白子滤色器层8d，必须执行附加的掩模处理，这使制造工艺变复杂并增加了制造成本。
发明内容
因此，本发明旨在一种液晶显示(LCD)设备的滤色器基板及其制造方法，其基本上克服了由于现有技术的局限和缺点而导致的一个或更多个问题。
本发明的一个目的是提供一种滤色器基板及其制造方法，该滤色器基板能够通过使用平面化层替代白子滤色器层来简化制造工艺，并通过在该白子滤色器层上形成间隔体来克服在该白子滤色器层上出现的台阶缺陷。
在下面的说明中将部分地阐述本发明的其他优点、目的和特征，其部分地根据说明书即可显见，或者可以通过对本发明的实践来获知。通过下述说明书及其权利要求以及附图中具体指出的结构，可以实现并获得本发明的目的和其他优点。
为实现这些目的和其他优点并且根据本发明的目的，如在此所具体实现和广泛描述的，提供了一种滤色器基板，其包括：形成在基板上的多个黑底；分别形成在所述多个黑底的栅格空间中的红子滤色器层、绿子滤色器层、蓝子滤色器层以及白子滤色器层；形成在所述滤色器层上的平面化层，其中将该平面化层的一部分形成为所述白子滤色器层；以及该平面化层上的第一间隔体和第二间隔体，该第一间隔体保持单元间隙，第二间隔体补偿所述平面化层的台阶。
在本发明的另一方面中，提供了一种用于制造滤色器基板的方法，该方法包括以下步骤：在基板上形成多个黑底；在形成有所述多个黑底的基板上形成红子滤色器层、绿子滤色器层以及蓝子滤色器层；在形成有所述多个子滤色器层的基板上形成平面化层，同时形成白子滤色器层；以及在形成有所述平面化层的基板上形成第一间隔体和第二间隔体，其中所述第一间隔体保持单元间隙，第二间隔体补偿所述平面化层的台阶。
在本发明的再一方面中，提供了一种用于制造滤色器基板的方法，该方法包括以下步骤：在基板上形成多个黑底，其中所述多个黑底包括栅格空间；在所述多个黑底的所述栅格空间中形成包括红子滤色器层、绿子滤色器层以及蓝子滤色器层的滤色器层；在所述基板的整个表面上形成平面化层，其中将该平面化层的第一部分形成在所述红子滤色器层、绿子滤色器层以及蓝子滤色器层上，将该平面化层的第二部分形成为所述基板上的白子滤色器层，在该平面化层的第一部分与第二部分之间形成有台阶；在该平面化层的第一部分上形成第一间隔体以保持单元间隙；以及在该平面化层的第二部分上形成第二间隔体以补偿所述台阶。
应当明白，本发明的以上总体描述和以下详细描述都是示例性和说明性的，旨在提供对如权利要求所述的本发明的进一步说明。
附图说明
附图被包括进来以提供对本发明的进一步理解，其被并入且构成本申请的一部分，例示了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是示意性地例示了根据现有技术的液晶板的结构的分解立体图；
图2A到2F是沿图1的线A-A’截取的截面图，其所表示的处理序列示意性地例示了用于制造根据现有技术的滤色器基板的方法；以及
图3A到3F是例示了用于制造根据本发明的示例性实施例的滤色器基板的方法的截面图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。只要可能，在所有图中使用相同的标号表示相同或相似的部分。
图3A到3F是示意性地例示了用于制造根据本发明的示例性实施例的滤色器基板的方法的剖视图。如图3A所示，在透明绝缘基板100上涂覆黑光敏有机材料以形成黑有机层104。通常将该黑光敏有机材料分类为：正型，其中对光所照射的部分进行显影；和负型，其中对光不照射的部分进行显影。在本示例性实施例中，使用正型进行作为示例。在形成了黑有机层104之后，在其上设置掩模119。掩模119可以由包括遮挡部分B和透射部分A的图案构成。由此，当将光照射在掩模119上以对黑有机层104进行显影时，与掩模119的遮挡部分B相对应的黑有机层104保持完好，由此形成多个黑底106，如图3B所例示的。
图3C是示意性地例示了用于使用红(R)、绿(G)以及蓝(B)彩色树脂来形成滤色器的处理的截面图。该彩色树脂可以包括光敏合成物(如光引发剂、单体或粘合剂)以及显示R/G/B颜色或与R/G/B类似的颜色的有机色素。在该处理中，首先在其中形成有黑底106的绝缘基板100的整个表面上涂覆红色树脂。然后，选择性地将该红色树脂曝光，以在希望的区域中形成红子滤色器阵列108a。在形成了红子滤色器层108a之后，在绝缘基板100的整个表面上顺次地涂覆绿色树脂，然后选择性地将该绿色树脂曝光，由此形成绿子滤色器层108b。最后，在绝缘基板100的整个表面上涂覆蓝色树脂，然后选择性地将该蓝色树脂曝光，以形成蓝子滤色器层108c。在本发明的本示例性实施例中，尽管形成滤色器的处理是按照红色、绿色以及蓝色的顺序，但是不必遵照该顺序。
在绝缘基板100上形成了红子滤色器层108a、绿子滤色器层108b以及蓝子滤色器层108c之后，如图3C所示，在多个黑底106之间存在空栅格空间。使该栅格空间变空以形成白子滤色器层。参照图3D，在绝缘基板100上淀积由透明树脂形成的平面化层126，以使绝缘基板100平面化。由平面化层126充满该多个黑底106之间的空栅格空间，由此形成白子滤色器层108d。由此，由形成在绝缘基板100上的红子滤色器层108a、绿子滤色器层108b、蓝子滤色器层108c以及白子滤色器层108d构成单位像素。如上所述，本示例性实施例的这种结构可以改进各单位像素的亮度特性。
如图3D所示，在形成在红子滤色器层108a、绿子滤色器层108b以及蓝子滤色器层108c上的平面化层126与形成在白子滤色器层108d的区域上的平面化层126之间形成有台阶。这种台阶可能导致单位像素的均匀亮度特性可能劣化的问题。为了解决该问题，本示例性实施例的滤色器基板设置有间隔体图案，以填充在针对单元间隙形成典型间隔体的处理过程中的台阶。
图3E是示意性地例示了在其中形成有平面化层126的绝缘基板100上形成间隔体图案的处理的截面图。如图3E所示，在其中形成有平面化层126的绝缘基板100的整个表面上涂覆光敏有机材料，使得在平面化层126上形成光敏有机层128。通常，该光敏有机材料使用正型光敏材料。然后，在其中形成有光敏有机层128的绝缘基板100上设置掩模139。该掩模139由包括透射部分A和遮挡部分B的图案构成。与绝缘基板100的其上要形成间隔体图案的部分相对应地设置遮挡部分B。由此，通过透过掩模139的透射部分A将光照射在光敏有机层128上并对其进行显影，如图3F所示，形成了具有预定结构的第一间隔体140a和第二间隔体140b。具体来说，在平面化层126上并在子滤色器层108a、108b和108c的上方形成第一间隔体140a，而在设置成与蓝子滤色器层108c相邻的白子滤色器层108d上形成第二间隔体140b。换句话说，将第二间隔体140b形成在用作白子滤色器层108d的平面化层126上，从而克服台阶缺陷。
在本例示性实施例中，可以由能够透过从背光单元(未示出)产生的光的透明材料形成第一间隔体140a和第二间隔体140b。形成在红子滤色器层108a、绿子滤色器层108b以及蓝子滤色器层108c上方的第一间隔体140a用作用于保持下基板(未示出)(即，阵列基板)与上基板(即，滤色器基板)之间的单元间隙的典型间隔体。另一方面，第二间隔体140b用于对形成在白子滤色器层108d上的平面化层126与形成在红子滤色器层108a、绿子滤色器层108b以及蓝子滤色器层108c上的平面化层126之间的台阶进行填充。换句话说，将第二间隔体140b形成在由于形成平面化层126而产生的台阶的较低部分上。
虽然通过使用掩模139对光敏有机层128进行构图来形成第二间隔体140b，但是可能对第二间隔体140b的边沿构图得不好，从而导致如下问题：当在绝缘基板100上显示图像时，第二间隔体140b的边沿会出现在该图像上。为了解决该问题，可以将第二间隔体140b形成为使得由形成在绝缘基板100上的黑底106遮蔽该第二间隔体140b的边沿，从而防止第二间隔体140b的边沿出现在绝缘基板100所显示的图像上。
在本发明的示例性实施例中，在透明绝缘基板100上形成了多个黑底106，然后在该多个黑底106之间形成红子滤色器层108a、绿子滤色器层108b以及蓝子滤色器层108c。随后，利用平面化层126形成白子滤色器层108d，从而制成了滤色器基板。
与之对照的是，在现有滤色器基板的情况下，由于滤色器基板使用由红、绿以及蓝子滤色器层构成的单位像素，因此从背光装置生成的白光透过滤色器的光量很小，因此导致低亮度。在本发明的示例性实施例中，由于单位像素由红子滤色器层、绿子滤色器层、蓝子滤色器层以及白子滤色器层构成，因此改进了亮度特性。
如上所述，第一间隔体140a用于保持绝缘基板100与下基板(未示出)之间的单元间隙，并在所述台阶的较低部分上形成有第二间隔体140b，从而对形成平面化层126时所产生的台阶进行填充。更具体地，由于在白子滤色器层108d的区域上的平面化层126上形成有第二间隔体140b，因此可以对位于形成在红子滤色器层108a、绿子滤色器层108b以及蓝子滤色器层108c上的平面化层126与形成在白子滤色器层108d的区域上的平面化层126之间的台阶进行填充。如果在构图处理时没有将第二间隔体140b构图好，则第二间隔体140b的边沿可能会反映在显示在绝缘基板100上的预定图像上。为了解决该问题，可以通过黑底106来遮蔽该第二间隔体的边沿，从而防止第二间隔体140b的边沿出现在绝缘基板100上所显示的图像上。
在现有技术中，为了填充形成在子滤色器层8a、8b、8c和8d与平面化层126之间的台阶，通过使用白色树脂或透明树脂进行的附加掩模处理来形成白子滤色器层8d(图2E)。由此，在形成白子滤色器层8d时需要单独使用附加掩模，从而增加了制造成本并使制造工艺复杂。与现有技术相比，在本发明中，不是在与白滤色器区相对应的绝缘基板上单独形成本示例性实施例的白子滤色器层。如上所述，在形成第一间隔体140a(即，用于单元间隙的典型间隔体)的处理过程中，在白滤色器区域上方的平面化层126的台阶的较低部分上形成第二间隔体140b。换句话说，弥补了平面化层126的台阶缺陷而不需要附加的掩模处理。
如上所述，根据制造滤色器基板的发明方法的示例性实施例，在透明绝缘基板上形成多个黑底以及红滤色器层、绿滤色器层和蓝滤色器层，其中将白子滤色器区域设置成相邻于蓝子滤色器层。随后，形成平面化层以使绝缘基板平面化。形成该平面化层造成在绝缘基板上的子滤色器层与平面化层之间产生了台阶。然而，通过形成间隔体，可以弥补该台阶缺陷。在本示例性实施例中，在与形成用于保持单元间隙的典型间隔体相同的处理过程中，在子滤色器层与平面化层之间的台阶的较低部分上形成该间隔体。因而，由此弥补了台阶缺陷而不需要附加的掩模处理。
根据本示例性实施例的发明方法，由于在形成了红子滤色器层、绿子滤色器层以及蓝子滤色器层之后在形成平面化层的同时形成白子滤色器层，因此简化了制造工艺。此外，由于在白子滤色器层上形成了间隔体图案，由此弥补了相邻平面化层之间的台阶缺陷。
对于本领域的技术人员，很明显，对本发明的滤色器基板及其制造方法可以进行各种修改和变型。由此，本发明旨在覆盖本发明的变型和修改，只要它们落在所附权利要求及其等同物的范围内。
本申请要求2005年3月16日在韩国提交的韩国专利申请22949/2005号的优先权，通过引用将其并入本文。

Claims (15)

1、一种滤色器基板，其包括：
基板；
形成在所述基板上的多个黑底；
滤色器层，包括分别形成在所述多个黑底之间的红子滤色器层、绿子滤色器层、蓝子滤色器层以及白子滤色器层；
形成在所述滤色器层上并具有台阶的平面化层；以及
形成在所述平面化层上的第一间隔体和第二间隔体，其中，所述第一间隔体保持单元间隙，所述第二间隔体补偿所述平面化层的台阶。
2、根据权利要求1所述的滤色器基板，其中，所述基板由透明绝缘材料形成。
3、根据权利要求1所述的滤色器基板，其中，所述第二间隔体形成在所述白子滤色器上。
4、根据权利要求1所述的滤色器基板，其中，所述第一间隔体和所述第二间隔体由透明材料形成。
5、根据权利要求3所述的滤色器基板，其中，所述第二间隔体包括位于所述多个黑底上方的边沿。
6、一种用于制造滤色器基板的方法，所述方法包括以下步骤：
在基板上形成多个黑底；
在所述多个黑底之间形成包括红子滤色器层、绿子滤色器层以及蓝子滤色器层的滤色器层；
在包括所述多个子滤色器层的基板的整个表面上形成平面化层，同时在所述基板上形成白子滤色器层，其中所述平面化层包括台阶；以及
在所述平面化层上形成第一间隔体和第二间隔体，其中所述第一间隔体保持单元间隙，第二间隔体补偿所述台阶。
7、根据权利要求6所述的方法，其中，同时形成所述第一间隔体和所述第二间隔体。
8、根据权利要求6所述的滤色器基板，其中，在所述白子滤色器层上形成所述第二间隔体。
9、根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一间隔体和所述第二间隔体由透明材料形成。
10、根据权利要求6所述的方法，其中，在形成所述平面化层的步骤过程中形成所述白子滤色器层。
11、根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二间隔体包括位于所述多个黑底上方的边沿。
12、一种用于制造滤色器基板的方法，所述方法包括以下步骤：
在基板上形成多个黑底，其中所述多个黑底包括栅格空间；
在所述多个黑底的所述栅格空间中形成包括红子滤色器层、绿子滤色器层以及蓝子滤色器层的滤色器层；
在所述基板的整个表面上形成平面化层，其中将所述平面化层的第一部分形成在所述红子滤色器层、绿子滤色器层以及蓝子滤色器层上，将所述平面化层的第二部分形成为所述基板上的白子滤色器层，在所述平面化层的所述第一部分与第二部分之间形成台阶；
在所述平面化层的第一部分上形成第一间隔体以保持单元间隙；以及
在所述平面化层的第二部分上形成第二间隔体以补偿所述台阶。
13、根据权利要求12所述的方法，其中，同时形成所述第一间隔体和所述第二间隔体。
14、根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一间隔体和所述第二间隔体由透明材料形成。
15、根据权利要求12所述的方法，其中，所述第二间隔体包括位于所述多个黑底上方的边沿。
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