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CN102147543B - 平板显示装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及平板显示装置的制造方法，该方法包括形成滤色器基板的步骤，该步骤包括：在透明基板上限定像素区；形成包围像素区的黑底；通过在基板上淀积第一颜料并对其构图，在像素区中的第一区域中形成第一滤色器，并在黑底中的间隔体区域上形成具有第一宽度的第一颜料层；通过在基板上淀积第二颜料并对其构图，在像素区中的第二区域中形成第二滤色器，并在黑底中的间隔体区域上形成具有第二宽度的第二颜料层；以及通过在基板上淀积第三颜料并对其构图，在像素区中的第三区域中形成第三滤色器，并在黑底中的间隔体区域上形成具有第三宽度的第三颜料层。本公开在没有间隔体的任何单独的制造工艺的情况下形成间隔体，因此简化了工艺并降低了成本。

Description

平板显示装置的制造方法
技术领域
本发明涉及平板显示装置的制造方法。具体地说，本发明涉及在诸如液晶显示装置的平板显示装置中利用滤色器来制造均匀地保持单元间隙的间隔体的方法。
背景技术
现在，由于重量轻、厚度薄、耗电力量低的特性，液晶显示装置(或LCD)得到了越来越广泛的应用。具体地说，有源矩阵型液晶显示装置(或“AMLCD”)使用薄膜晶体管(或“TFT”)作为开关元件来表现视频数据。由于AMLCD可以制造为具有减轻了重量的薄平板，因此在显示装置市场中，AMLCD现在正在取代阴极射线管(或“CRT”)并且应用于诸如笔记本PC的便携式计算机、办公自动化设备、音频/视频设备等。
由于液晶显示装置的制造工艺和驱动技术的显著进展，其制造成本变得越来越低，其质量日渐提高。但是，为了符合消费者的需要，仍然需要在耗电量、视频质量和制造成本方面对LCD进行开发。
发明内容
为了克服上述缺点，本公开的目的是提出一种不需要针对间隔体的任何单独制造工艺而制造其中均匀地保持液晶显示装置的单元间隙的液晶显示装置的方法。本公开的另一个目的是提出一种其中在形成滤色器时形成间隔体的液晶显示装置的制造方法。本公开的又一个目的是提出一种液晶显示装置的制造方法，其中，通过利用层叠的滤色器层的不同宽度的CD损耗(CDloss)同时形成具有不同高度的间隔体以均匀地保持液晶显示装置的单元间隙。
为了实现上述目的，本公开提出了一种平板显示装置的制造方法，该方法包括形成滤色器基板的步骤，该步骤包括以下步骤：在透明基板上限定像素区；形成包围所述像素区的黑底；通过在所述基板上淀积第一颜料并对所述第一颜料构图，在所述像素区中的第一区域中形成第一滤色器，并且在所述黑底中的间隔体区域上形成具有第一宽度的第一颜料层；通过在所述基板上淀积第二颜料并对所述第二颜料构图，在所述像素区中的第二区域中形成第二滤色器，并且在所述黑底中的所述间隔体区域上形成具有第二宽度的第二颜料层；以及通过在所述基板上淀积第三颜料并对所述第三颜料构图，在所述像素区中的第三区域中形成第三滤色器，并且在所述黑底中的所述间隔体区域上形成具有第三宽度的第三颜料层。
所述第一宽度、所述第二宽度和所述第三宽度中的至少两个宽度同时相同。
所述第一宽度、所述第二宽度和所述第三宽度中的至少一个宽度具有与其他宽度不同的宽度。
该方法还包括以下步骤：在所述滤色器和所述颜料层上淀积覆盖层。
该方法还包括以下步骤：形成具有多个薄膜晶体管的薄膜晶体管基板；和通过在所述滤色器基板和所述薄膜晶体管基板之间插入液晶层而使所述滤色器基板面对所述薄膜晶体管基板，并且通过保持单元间隙而将所述薄膜晶体管基板和所述滤色器基板接合起来。
因为该液晶显示装置的制造方法在没有间隔体的任何单独制造工艺的情况下形成间隔体，所以简化了工艺并且降低了成本。此外，通过控制间隔体的颜料层的宽度，能够由于CD损耗而使间隔体的高度不同。因此，根据本公开，同时形成了具有不同高度的间隔体并且进一步降低了制造成本。
附图说明
附图被包括在本说明书中以提供对本发明的进一步理解，并结合到本说明书中且构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施方式，且与说明书一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1是例示根据本公开的液晶显示装置的结构的平面图。
图2是例示沿线A-A’切割而成的液晶显示装置的结构的截面图。
图3A至3E是例示根据本公开的制造包括间隔体的滤色器基板的工艺的截面图。
图4是例示根据本公开第一实施方式的与滤色器CF同时形成的间隔体的图。
图5是例示根据本公开第二实施方式的与滤色器CF同时形成的间隔体的图。
图6是例示根据本公开第三实施方式的与滤色器CF同时形成的间隔体的图。
具体实施方式
将参考附图来说明优选实施方式。图1是例示根据本公开的液晶显示装置的结构的平面图。图2是例示沿线A-A’切割而成的液晶显示装置的结构的截面图。
参考图1和图2，液晶显示装置包括其中薄膜晶体管基板TFTS和滤色器基板CFS彼此接合并且其间设置有液晶层LC的结构。薄膜晶体管基板TFTS包括在透明基板上以矩阵阵列设计的各个像素区中布置的薄膜晶体管。滤色器基板CFS包括各个像素区中从红色、绿色和蓝色颜料中选择的一种颜料的滤色器CF。
在薄膜晶体管基板TFTS中，在下透明基板SUBL上布置有在水平方向上延伸的多条选通线GL和在垂直方向上延伸的多条数据线DL以限定多个像素区。在各个像素区中形成有公共电极COM。另外，像素区在其一个角部包括薄膜晶体管TFT，该薄膜晶体管TFT具有从选通线GL分支出的栅极G、在覆盖栅极G的栅绝缘层GI上与栅极G交叠的半导体层A、从数据线DL分支出并且接触半导体层A的一侧的源极S以及与源极S相对并接触半导体层A的另一侧的漏极D。在薄膜晶体管TFT上淀积有钝化层PASI，并且在钝化层PASI上形成有像素电极PXL。像素电极PXL连接到薄膜晶体管TFT的漏极D。具体地说，像素电极PXL被形成为多个部分以与公共电极COM形成水平电场。下配向层ALGL形成在薄膜晶体管基板TFTS的顶层上。
滤色器基板CFS包括在上透明基板SUBU上包围像素区的黑底BM。在由黑底BM限定的像素区中，形成有包括红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)颜料中的任一种颜料的滤色器CF。按R-G-B阵列布置了一系列滤色CF。上配向层ALGU形成在滤色器CF上。
上述的滤色器基板CFS用于水平电场型液晶显示装置。而在垂直电场型液晶显示装置中，公共电极COM形成在滤色器基板CFS上且面对在薄膜晶体管基板TFTS上形成的像素电极PXL。在该情况下，薄膜晶体管层TFTS不具有公共电极COM。
薄膜晶体管基板TFTS和滤色器基板CFS彼此相对并接合起来，并且其间具有液晶层。液晶层LC的单元间隙在整个接合起来的基板上应当保持大体上相等的厚度。为了均匀地保持单元间隙，多个间隔体SP将形成在不具有像素电极PXL的区域中。优选地，间隔体SP将形成在形成有黑底BM的位置处。
间隔体SP可以形成在薄膜晶体管基板TFTS上。但在本公开中，间隔体SP将优选地形成在滤色器基板CFS上。参考图3A至图3E，将说明根据本公开的制造滤色器基板的制造工艺。图3A至3E是例示根据本公开的制造包括间隔体的滤色器基板的工艺的截面图。
参考图3A，在上透明基板SUBU上形成包围像素区的黑底BM。
参考图3B，将红色颜料涂敷在上透明基板SUBU的具有黑底BM的全部表面上。通过对红色颜料构图，在需要的区域中形成红色滤色器CFR。此时，在黑底BM上，形成在间隔体SP所在的区域处具有红色颜料层SPR的间隔体层SP(在图3E中示出)。这里，红色颜料层SPR具有第一宽度。
参考图3C，在具有红色滤色器CFR和红色颜料层SPR的上基板SUBU上，布置绿色颜料。通过对绿色颜料构图，在需要的区域中形成绿色滤色器CFG。此时，在黑底BM和红色颜料层SPR上，形成在间隔体SP所在的区域处具有绿色颜料层SPG的间隔体层SP(在图3E中示出)。这里，绿色颜料层SPG具有第二宽度。
参考图3D，在具有红色滤色器CFR和绿色滤色器CFG的上基板SUBU上，布置蓝色颜料。通过对蓝色颜料构图，在需要的区域中形成蓝色滤色器CFB。此时，在黑底BM、红色颜料层SPR和绿色颜料层SPG上，形成在间隔体SP所在的区域处具有蓝色颜料层SPB间隔体层SP(在图3E中示出)。这里，蓝色颜料层SPB具有第三宽度。
参考图3E，在具有红色、绿色和蓝色滤色器CFR、CFG和CFB以及间隔体SP的上基板SUBU上，淀积了覆盖层OC。因此，间隔体SP具有包括黑底BM、红色颜料层SPR、绿色颜料层SPG、蓝色颜料层SPB和覆盖层OC的层叠结构。此外，在完成滤色器CFL时同时形成了间隔体SP。即使间隔体SP包括黑底BM、红色颜料层SPR、绿色颜料层SPG、蓝色颜料层SPB和覆盖层OC，间隔体SP的突出部分也用作用于维持薄膜晶体管基板TFTS和滤色器基板CFS之间的单元间隙的间隔体SP。因此，在没有任何附加的工序的情况下完成了间隔体SP，使得制造工艺简化并且制造成本低廉。
在没有附加的处理步骤而在滤色器基板CFS上制造间隔体的工艺中，可以改变红色颜料层SPR、绿色颜料层SPG和蓝色颜料层SPB的宽度以控制间隔体SP的高度。也就是说，利用在刻蚀工艺中出现的CD损耗，可以自由地控制间隔体SP的高度。
在如图4所示的一个示例中，可以层叠红色颜料层SPR、绿色颜料层SPG、蓝色颜料层SPB以具有50μm的相同宽度，并且可以淀积厚度为2.0μm的覆盖层OC。然后，间隔体SP(具体地说，突出部分)的高度将为2.23μm厚。在淀积步骤中，按照相同的滤色器CF的厚度(5μm)来涂敷每种颜料，但在对每个颜料层构图后，整个叠层具有2.23μm的厚度。图4是例示根据本公开第一实施方式的与滤色器CF同时形成的间隔体的图。
在如图5所示的另一示例中，可以层叠宽度为70μm的红色颜料SPR、宽度为60μm的绿色颜料SPG和宽度为50μm的蓝色颜料SPB，接着可以淀积厚度为2.0μm的覆盖层OC。然后，间隔体SP(具体地说，突出部分)的高度将为2.30μm厚。在淀积步骤中，按照相同的滤色器CF的厚度(5μm)来涂敷每种颜料，但在对每个颜料层构图后，整个叠层具有2.30μm的厚度。图5是例示根据本公开第二实施方式的与滤色器CF同时形成的间隔体的图。
在如图6所示的又一示例中，可以层叠均具有60μm的宽度的红色颜料SPR和绿色颜料SPG以及具有50μm的宽度的蓝色颜料SPB，并且接着可以淀积厚度为2.0μm的覆盖层OC。然后，间隔体SP(具体地说，突出部分)的高度将为2.37μm厚。在淀积步骤，按照相同的滤色器CF的厚度(5μm)来涂敷每种颜料，但在对每个颜料层构图后，整个叠层具有2.37μm的厚度。图6是例示根据本公开第三实施方式的与滤色器CF同时形成的间隔体的图。
除了上述示例，可以将间隔体SP制造为具有诸如圆柱、棒或矩形柱的各种形状，由于即使按照相同高度淀积也能够在按照不同形状构图后得到不同的高度，因此可以控制间隔体SP的高度。此外，改变覆盖层OC的厚度，也可以控制间隔体SP的高度。下面的表1示出了间隔体SP根据红色颜料层SPR、绿色颜料层SPG和蓝色颜料层SPB的宽度、覆盖层OC的厚度以及间隔体SP的形状的不同高度。
[表1]
(单位：μm)
由于滤色器在上述实施方式中按照红-绿-蓝颜色顺序形成，因此间隔体SP具有R-G-B叠层结构。但是，如果滤色器形成顺序具有蓝-红-绿、绿-蓝-红、红-蓝-绿、蓝-绿-红、绿-红-蓝和红-绿-蓝顺序中的任一个，则间隔体叠层结构可以根据滤色器形成顺序而改变。
迄今，通过将注意力集中在液晶显示装置特别是水平电场型液晶显示装置上，说明了在形成滤色器时同时形成的间隔体的制造方法。但是，在本公开的说明书中说明的实施方式没有限制，相反可以将本公开的概念应用于具有任意结构的任意平板显示装置，只要该平板显示装置具有滤色器即可。例如，在具有滤色器的电致发光显示装置中，通过采用本公开，能够简化制造工艺并且节约制造成本。
尽管已经参照附图详细地描述了本发明的实施方式，但本领域技术人员将理解，在不改变本发明的技术精神或实质特征的情况下，可以按照其它具体形式来实现本发明。因此，应该指出，上述实施方式完全是示例性的，而不应当被理解为用来对本发明进行限制。本发明的范围由所附的权利要求限定，而不是由本发明的详细描述来限定。在本权利要求的含义和范围内做出的全部改变和修改或其等同物应当被理解为落入本发明的范围内。
本申请要求2009年12月28日提交的韩国专利申请No.10-2009-0131982的优先权，就各方面而言，以引用的方式将其并入本文，如同在此进行了完整阐述一样。

Claims (6)

1.一种平板显示装置的制造方法，该方法包括以下步骤：
形成滤色器基板，该步骤包括以下步骤：
在透明基板上限定像素区；
形成包围所述像素区的黑底；
通过在所述基板上淀积第一颜料并对所述第一颜料构图，在所述像素区中的第一区域中形成第一滤色器，并且在所述黑底中的间隔体区域上形成具有第一宽度的第一颜料层；
通过在所述基板上淀积第二颜料并对所述第二颜料构图，在所述像素区中的第二区域中形成第二滤色器，并且在所述黑底中的所述间隔体区域上形成具有第二宽度的第二颜料层；
通过在所述基板上淀积第三颜料并对所述第三颜料构图，在所述像素区中的第三区域中形成第三滤色器，并且在所述黑底中的所述间隔体区域上形成具有第三宽度的第三颜料层，
其中，形成间隔体以保持所述滤色器基板和薄膜晶体管基板之间的单元间隙，并且所述间隔体包括所述黑底、所述第一颜料层、所述第二颜料层和所述第三颜料层，
其中，所述第一宽度、所述第二宽度和所述第三宽度中的至少一个具有与其他宽度不同的宽度，基于所述第一宽度、所述第二宽度、所述第三宽度、所述间隔体的形状以及淀积在所述滤色器和所述颜料层上的覆盖层的厚度来控制所述间隔体的高度，其中，所述间隔体的形状为圆柱形和矩形柱形中的一种。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一宽度、所述第二宽度和所述第三宽度中的至少两个同时相同。
3.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以下步骤：
形成具有多个薄膜晶体管的薄膜晶体管基板；和
通过在所述滤色器基板和所述薄膜晶体管基板之间插入液晶层使所述滤色器基板面对所述薄膜晶体管基板，并且通过保持单元间隙而将所述薄膜晶体管基板和所述滤色器基板接合起来。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一颜料是在红色、绿色和蓝色颜料中选出的一种。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第二颜料是在红色、绿色和蓝色颜料中选出的除所述第一颜料以外的一种。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第三颜料是在红色、绿色和蓝色颜料中选出的除所述第一颜料和所述第二颜料以外的一种。
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