專利名稱：液晶顯示裝置的濾色器基板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示裝置的制造方法，更具體的，涉及用于液晶顯示裝置的濾色器基板的制造方法。
背景技術(shù)：
隨著信息技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展，顯示裝置已發(fā)展為能夠處理和顯示不斷增長的大量信息。最近，用于厚度薄、重量輕和功耗低的顯示裝置的平板顯示技術(shù)取得了發(fā)展。在這些技術(shù)中，液晶顯示(LCD)裝置由于其出色的圖像分辨率、彩色圖像顯示和圖象質(zhì)量，一般被用于筆記本計(jì)算機(jī)和臺(tái)式計(jì)算機(jī)監(jiān)視器。
通常，LCD裝置包括上基板、下基板和置于上下基板之間的液晶層。LCD裝置利用液晶材料的光學(xué)各向異性，并通過根據(jù)由電場引起的液晶分子的排列改變透光性來產(chǎn)生圖像。
通常被稱作陣列基板的下基板包括薄膜晶體管和像素電極，并通過反復(fù)使用光刻工藝對(duì)薄膜進(jìn)行構(gòu)圖來制造。通常被稱作濾色器基板的上基板包括用于顯示彩色圖像的濾色器層。濾色器層通常包括紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)子濾色器，并通過各種方法形成，包括，例如，染色法、電鍍法、顏料擴(kuò)散法和印刷法。通常，顏料擴(kuò)散法更常用，因?yàn)樗梢孕纬删哂辛己迷佻F(xiàn)性的精細(xì)圖形。
圖1A到1D是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于液晶顯示(LCD)裝置的濾色器基板的制造方法的剖面圖。這里，使用顏料擴(kuò)散法。
在圖1A中，通過淀積金屬材料或涂覆樹脂，并通過光刻工藝構(gòu)圖金屬材料或樹脂，在絕緣基板10上形成黑底15。黑底15阻擋由液晶分子的不規(guī)則操作在除陣列基板(未示出)的像素電極以外的區(qū)域內(nèi)引起的光泄漏。黑底15還防止光進(jìn)入陣列基板的薄膜晶體管的溝道中。
在圖1B中，彩色光致抗蝕劑17，可以是紅色、綠色和藍(lán)色光致抗蝕劑中的一種，例如紅色光致抗蝕劑，通過旋涂方法被涂覆到包括黑底的基板10上。具有透光部分和遮光部分的掩模20放在紅色光致抗蝕劑17上方，并且用掩模20將紅色光致抗蝕劑17曝光。這里，紅色光致抗蝕劑17表現(xiàn)為負(fù)性，即，紅色光致抗蝕劑17未曝光的部分被去掉。
在圖1C中，顯影紅色光致抗蝕劑17(在圖1B中)，并且形成紅色濾色器圖形17a。然后，固化和硬化紅色濾色器圖形17a。
在圖1D中，在黑底15上通過如圖1B和1C中所示相同的工藝形成綠色和藍(lán)色濾色器圖形17b和17c。然后，在包括濾色器圖形17a、17b和17c的基板10上依次形成保護(hù)層23和公共電極25。保護(hù)層23保護(hù)濾色器圖形17a、17b和17c，并使具有濾色器圖形17a、17b和17c的基板10的表面變平。公共電極25由透明導(dǎo)電材料制成，例如銦-錫-氧化物和銦-鋅-氧化物。
在用顏料擴(kuò)散法制造濾色器基板期間，由于通過重復(fù)彩色光致抗蝕劑的涂覆、曝光、顯影和固化過程制造濾色器基板，所以制造方法很復(fù)雜并且需要大量時(shí)間和大量設(shè)備。為了解決上述問題，已經(jīng)提出了利用熱成像制造濾色器基板的方法，例如，如在美國專利No.6,242,140中所公開的，在這里作為參考引入。
圖2A到2D是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的采用熱成像制造濾色器基板的另一個(gè)方法的剖面圖。在圖2A中，通過淀積金屬材料或涂覆樹脂，并通過光刻工藝構(gòu)圖金屬材料或樹脂，在絕緣基板30上形成黑底35。
在圖2B中，第一色彩轉(zhuǎn)錄膜40放在包括黑底35的基板30上方。第一色彩轉(zhuǎn)錄膜40包括支撐膜40a，光-熱轉(zhuǎn)換(LTHC)層40b和濾色器層40c。
在圖2C中，第一色彩轉(zhuǎn)錄膜40粘在基板30上，沒有氣泡。用于產(chǎn)生激光束的激光頭50放置在第一色彩轉(zhuǎn)錄膜40的上方。然后，將激光束施加到第一色彩轉(zhuǎn)錄膜40的隨后要形成第一濾色器圖形的部分內(nèi)，同時(shí)激光頭50沿直線往復(fù)移動(dòng)。在暴露在激光束下的第一色彩轉(zhuǎn)錄膜40中，LTHC層40b將從激光束中吸收的光轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽⑸l(fā)熱能。由此，由于散發(fā)出的熱能，濾色器層40c被轉(zhuǎn)印到基板30上。這里，濾色器基板可以是條紋型的，其中具有相同顏色的濾色器圖形沿直線放置。由此，通過沿直線移動(dòng)激光頭，第一行暴露在激光束下，但是跳過第二和第三行。同樣，第四行暴露在激光束下。使用這些過程，曝光第一濾色器圖形的所有行，并去掉第一色彩轉(zhuǎn)錄膜40。
在圖2D中，在基板30上相鄰的黑底35之間形成第一濾色器圖形45a，其中第一濾色器圖形45a可以是紅色濾色器。通過如圖2B和2C所示的相同工藝形成第二濾色器圖形45b和第三濾色器圖形45c，其中第二和第三濾色器圖形45b和45c可以分別為綠色和藍(lán)色濾色器。將具有濾色器圖形45a、45b和45c的基板30放在硬化爐中，并且硬化濾色器圖形45a、45b和45c。在濾色器圖形45a、45b和45c上形成保護(hù)層47，以便保護(hù)濾色器圖形45a、45b和45c，并且使基板30的表面變平，否則會(huì)有臺(tái)階。然后，在保護(hù)層47上通過淀積透明導(dǎo)電金屬，例如銦-錫-氧化物和/或銦-鋅-氧化物，來形成公共電極49。
在熱成像方法期間，濾色器基板的產(chǎn)量受激光束施加方向的影響，其中激光束沿平行于LCD裝置的像素長度的方向施加到轉(zhuǎn)錄膜上。例如，在分辨率為640×480的視頻圖形陣列(VGA)LCD裝置的濾色器基板中，VGA LCD裝置具有640乘以3行子像素(即，1920行)。因此，激光頭50必須為每個(gè)濾色器圖形掃描640次，掃描的總數(shù)為1920。另外，像素尺寸依賴于所使用的分辨率(例如，VGA、SVGA(超級(jí)視頻圖形陣列)、XGA(擴(kuò)展圖形陣列)等)，由此，使激光束適合每種不同的像素尺寸會(huì)成為問題。
激光頭50的掃描可以沿平行于LCD裝置的像素寬度的方向完成，從而減少掃描的次數(shù)。這可以稱作水平激光掃描。由于減少了掃描次數(shù)，可以提高濾色器基板的產(chǎn)量。但是，在這種情況下，存在可能在像素區(qū)中形成掃描跡線(scanning traces)的問題，從而降低了圖像質(zhì)量。
圖3是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)使用水平激光掃描的熱成像方法制造的濾色器基板的平面圖。在圖3中，基板30包括其上的黑底35和濾色器圖形45，其中黑底35具有在其內(nèi)放置濾色器圖形45的開口。通過上述熱成像方法使用水平激光掃描形成濾色器圖形45。具有多個(gè)激光像素52的激光頭50沿基板30的水平方向第一次掃描基板30，同時(shí)反復(fù)開關(guān)激光像素52。第一次掃描之后，激光頭50沿基板30的垂直方向移動(dòng)第一次掃描的寬度，并完成第二次掃描。這里，沿第一和第二掃描區(qū)之間的邊界形成掃描跡線55，并位于濾色器圖形45上。
圖4A是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的圖3中的區(qū)域A的放大圖，圖4B是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)沿圖4A的IV-IV線的剖面圖。
在圖4A和4B中，在重復(fù)激光掃描之后，由于第一次和第二次掃描的掃描邊界，在濾色器圖形45上形成掃描跡線55。當(dāng)激光束施加到轉(zhuǎn)錄膜的光-熱轉(zhuǎn)換(LTHC)層時(shí)，加到LTHC層的激光束的光能轉(zhuǎn)化為熱能。由此，由于熱能，濾色器層轉(zhuǎn)印到基板上，其中濾色器層實(shí)際轉(zhuǎn)印到基板上的面積大于實(shí)際暴露在激光束下的區(qū)域。另外，由于掃描次數(shù)的不同、濾色器膜的自發(fā)硬化以及濾色器層的膨脹率，掃描跡線55可能具有突出于濾色器圖形45表面之上的特定的厚度。由此，在濾色器圖形45上的掃描跡線55降低了圖像質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
由此，本發(fā)明涉及用于液晶顯示裝置的濾色器基板的制造方法，基本上消除了由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點(diǎn)引起的一個(gè)或多個(gè)問題。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供能夠改善圖像質(zhì)量的用于液晶顯示裝置的濾色器基板的制造方法。
在隨后的介紹中將闡述本發(fā)明的其它的特性和優(yōu)點(diǎn)，并且其一部分通過介紹將變得顯而易見，或者可以通過實(shí)施本發(fā)明體會(huì)到。通過在所寫的介紹和權(quán)利要求書以及附圖中特別指出的結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)和得到本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)這些和其它優(yōu)點(diǎn)，并根據(jù)本發(fā)明的目的，如實(shí)施和廣義介紹的，制造用于液晶顯示裝置的濾色器基板的方法包括在基板上形成黑底；將色彩轉(zhuǎn)錄膜粘附到基板上；將激光頭放置在色彩轉(zhuǎn)錄膜上方；用激光頭在色彩轉(zhuǎn)錄膜的表面上反復(fù)掃描激光束；去掉色彩轉(zhuǎn)錄膜，使得在由黑底限定的濾色器圖形的區(qū)域中剩下濾色器圖形；以及拋光濾色器圖形的表面，以平面化濾色器圖形的表面。
應(yīng)當(dāng)理解，上述簡要介紹和隨后的詳細(xì)介紹是示范性和說明性的，是為了給所要求的發(fā)明提供進(jìn)一步的說明。


為了提供對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步的理解而包括和引入并作為本說明書的一部分的

了本發(fā)明的實(shí)施例，并且與說明書一起用于解釋作為本發(fā)明的原理。在附圖中圖1A到1D是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用于液晶顯示(LCD)裝置的濾色器基板的制造方法的剖面圖；圖2A到2D是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用熱成像制造濾色器基板的另一種方法的剖面圖；圖3是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)通過用水平激光掃描的熱成像方法制造的濾色器基板的平面圖；圖4A是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的圖3中區(qū)域A的放大圖；圖4B是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)沿圖4A的IV-IV的剖面圖；圖5A是根據(jù)本發(fā)明的示例性激光頭的平面圖；圖5B是根據(jù)本發(fā)明的圖5A的激光頭的示例性激光像素的平面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的示例性色彩轉(zhuǎn)錄膜的剖面圖；以及圖7A到7E是根據(jù)本發(fā)明的制造濾色器基板的示例性方法的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在詳細(xì)介紹本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中示出了它們的例子。
圖5A是根據(jù)本發(fā)明的示例性激光頭的平面圖，圖5B是顯示根據(jù)本發(fā)明的圖5A的激光頭的示例性激光像素的平面圖。在圖5A和5B中，激光頭160具有大約224個(gè)排成直線的激光像素162，其中每個(gè)激光像素162的長度L為大約5μm到大約20μm，寬度W為大約3μm到大約5μm。當(dāng)然，當(dāng)考慮每個(gè)激光像素162的功率時(shí)，激光像素162可以具有不同的尺寸，即，比激光像素162更大或更小。例如，在激光頭160中的激光像素162的整個(gè)尺寸為大約4480μm乘以大約3μm，激光頭160的掃描寬度為大約4480μm。激光頭160的激光像素162由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)操作，從而根據(jù)紅色、綠色和藍(lán)色濾色器圖形開關(guān)激光像素162。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的示例性色彩轉(zhuǎn)錄膜的剖面圖。在圖6中，色彩轉(zhuǎn)錄膜110可以包括三層支撐膜110a；光-熱轉(zhuǎn)換(LTHC)層110b；和濾色器層110c。支撐LTHC層110b和濾色器層110c的支撐膜110a可以包含具有透明和高透光特性的高分子物質(zhì)，例如聚酯和聚乙烯，以便將激光束透射到LTHC層110b。在支撐膜110a上形成LTHC層110b，并且LTHC層110b用能夠有效地將光轉(zhuǎn)換為熱能的材料制成。由此，LTHC層110b將來自激光頭的光能轉(zhuǎn)換為熱能。LTHC層110b可以包括有機(jī)材料，例如，碳黑和IR(紅外線)顏料，或者無機(jī)材料，例如金屬材料(即，鋁(Al)、金屬氧化物或上述材料的合金)。在LTHC層110b上形成要轉(zhuǎn)印的濾色器層110c，濾色器層110c可以包括紅色、綠色和藍(lán)色中的一種。
圖7A到7E是根據(jù)本發(fā)明的制造濾色器基板的示例性方法的剖面圖。這里，圖7A到7E的濾色器基板沿同一種顏色(例如紅色)的行顯示像素，并且為了方便說明，可以相對(duì)于基板的黑底之間的區(qū)域縮短所顯示的激光頭。
在圖7A中，在絕緣基板100上通過淀積金屬材料，例如鉻(Cr)，或涂覆樹脂，例如環(huán)氧樹脂，形成黑底105。然后，通過光刻工藝構(gòu)圖該金屬材料或樹脂。
在圖7B中，包括支撐膜120a，光-熱轉(zhuǎn)換(LTHC)層120b和濾色器層120c的第一色彩轉(zhuǎn)錄膜120以濾色器層120c面對(duì)基板100的方式被放置在包括黑底105的基板100上方。第一色彩轉(zhuǎn)錄膜120粘在基板100上，之間沒有氣泡，并且激光頭160放置在第一色彩轉(zhuǎn)錄膜120上方一定的距離。然后，隨著通過沿直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)激光頭160或者沿直線移動(dòng)在上面固定有基板100的工作臺(tái)使激光頭160掃描基板100，來將激光頭160的激光束施加到第一色彩轉(zhuǎn)錄膜120中隨后要形成第一濾色器圖形的部分內(nèi)。在暴露在激光束下的第一色彩轉(zhuǎn)錄膜120中，LTHC層120b將從激光束中吸收的光轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽⑸l(fā)熱能。然后，由于散發(fā)出的熱能，濾色器層120c轉(zhuǎn)印到基板100上。
在圖7A到7E中，濾色器基板可以是條紋型的，其中沿直線放置的濾色器圖形具有相同顏色。由此，通過沿直線移動(dòng)激光頭，第一行暴露在激光束下。但是跳過第二和第三行。同樣，第四行暴露在激光束下。如此，曝光第一濾色器圖形的所有行。在第一次掃描之后，移動(dòng)基板100和激光頭160中的一個(gè)，依次進(jìn)行第二次、第三次和第四次掃描。
在圖7C中，在掃描過整個(gè)基板100之后，去掉第一色彩轉(zhuǎn)錄膜120(在圖7B中)。這里，對(duì)應(yīng)于暴露在激光束下的LTHC層120b的濾色器層120c被轉(zhuǎn)印到基板100上，而對(duì)應(yīng)于沒有暴露在激光束下的LTHC層120b的濾色器層120c與色彩轉(zhuǎn)錄膜120(在圖7B中)一起被去掉。由此，在基板100上的相鄰的黑底105之間和黑底105上形成第一濾色器圖形125。在所示的例子中，第一濾色器圖形125為紅色濾色器。
在濾色器圖形125上沿第一次、第二次、第三次和第四次掃描之間的邊界可能形成掃描跡線130。掃描跡線130突出于濾色器圖形125之上。然后，雖然未在圖中示出，但是通過與在圖7B和7C中所示相同的工藝形成第二濾色器圖形和第三濾色器圖形。第二和第三濾色器圖形可以分別為綠色和藍(lán)色濾色器。然后，具有濾色器圖形125的基板100被放在硬化爐中，并且在大約200攝氏度到大約300攝氏度范圍內(nèi)的溫度下硬化濾色器圖形125。
在圖7D中，包括硬化的濾色器圖形125的基板100被放在工作臺(tái)(未示出)上，通過化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝，使用沿濾色器圖形125的表面移動(dòng)的拋光機(jī)150或者通過移動(dòng)工作臺(tái)，拋光濾色器圖形125的表面。由此，可以去掉掃描跡線130，并且使濾色器圖形125的表面變平(或平面化)。另外，可以改善濾色器圖形125的表面粗糙度。拋光工藝可以沿濾色器圖形125的整個(gè)表面進(jìn)行，或者在濾色器圖形125的指定部分中進(jìn)行。
在圖7E中，通過淀積透明導(dǎo)電金屬，例如銦-錫-氧化物和/或銦-鋅-氧化物，在濾色器圖形125上形成公共電極140。由此，可以省略在濾色器圖形125和公共電極140之間形成的保護(hù)層，因?yàn)闉V色器圖形125由于拋光工藝而具有平坦的表面。
根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)橥ㄟ^拋光工藝，例如，CMP工藝，可以去掉沿相鄰掃描之間的邊界形成的掃描跡線，所以可以提供具有高質(zhì)量圖像的液晶顯示裝置。另外，由于可以省略保護(hù)層，所以可以降低制造成本。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明的濾色器基板和濾色器基板的制造方法中可以進(jìn)行各種修改和變化而不脫離本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明試圖覆蓋落入附帶的權(quán)利要求書及其等價(jià)物的范圍內(nèi)的本發(fā)明的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于液晶顯示裝置的濾色器基板的制造方法，包括以下步驟在基板上形成黑底；將色彩轉(zhuǎn)錄膜粘附到基板上；將激光頭放置在色彩轉(zhuǎn)錄膜上方；用激光頭橫穿色彩轉(zhuǎn)錄膜的表面反復(fù)進(jìn)行激光束掃描；去掉色彩轉(zhuǎn)錄膜，使得在由黑底限定的濾色器圖形區(qū)域中剩下濾色器圖形；以及拋光濾色器圖形的表面，以平面化濾色器圖形的表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中拋光濾色器圖形的表面的步驟包括化學(xué)機(jī)械拋光工藝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中拋光濾色器圖形的表面的步驟包括用于拋光濾色器圖形的整個(gè)表面的拋光機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中拋光濾色器圖形的表面的步驟包括用于拋光濾色器圖形的部分表面的拋光機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在第n次掃描和第(n-1)次掃描之間的邊界對(duì)應(yīng)于在濾色器圖形區(qū)域上的區(qū)域，其中n為自然數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括在拋光濾色器圖形的表面的步驟之前的硬化濾色器圖形的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，還包括在濾色器圖形的表面上形成公共電極的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在黑底上形成濾色器圖形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中激光頭包括多個(gè)激光像素。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中每個(gè)激光像素沿垂直于掃描方向的方向的長度在大約5μm到大約20μm的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中，每個(gè)激光像素沿平行于掃描方向的方向的寬度為大約3μm。
12.一種用于液晶顯示裝置的濾色器基板，該濾色器基板通過根據(jù)權(quán)利要求1的方法制成。
全文摘要
一種制造用于液晶顯示裝置的濾色器基板的方法，包括在基板上形成黑底；將色彩轉(zhuǎn)錄膜粘附到基板上；將激光頭放置在色彩轉(zhuǎn)錄膜上方；用激光頭在色彩轉(zhuǎn)錄膜的表面上反復(fù)進(jìn)行激光束掃描；去掉色彩轉(zhuǎn)錄膜，使得在由黑底限定的濾色器圖形的區(qū)域中剩下濾色器圖形；以及拋光濾色器圖形的表面，以平面化濾色器圖形的表面。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1506725SQ200310122518
公開日2004年6月23日 申請日期2003年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月9日
發(fā)明者李正宰, 金三悅 申請人:Lg.飛利浦Lcd有限公司