專利名稱：制造濾色器的黑矩陣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造濾色器的黑矩陣的方法，更特別地，涉及一種制造濾色器的黑矩陣的方法，能改善亮度均勻性。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，陰極射線管(CRT)監(jiān)視器已用于顯示電視或計算機的信息。近來，隨著顯示屏在尺寸上增大，平板顯示器用于顯示信息。平板顯示器的示例為液晶顯示器(LCD)、等離子體顯示面板(PDP)、電致發(fā)光(EL)顯示器、發(fā)光二極管(LED)顯示器、以及場發(fā)射顯示器(FED)。LCD由于其低功耗而廣泛用于計算機監(jiān)視器和筆記本式個人電腦。
LCD包括濾色器，其用于通過透射被液晶層調(diào)制的白光來產(chǎn)生所需顏色的圖像。濾色器包括在透明基板上以預定圖案布置且被黑矩陣分隔開的多個紅(R)、綠(G)和藍(B)像素。
圖1A和1B是剖視圖，示出制造濾色器的黑矩陣的常規(guī)方法。參照圖1A，透明基板10的上表面用疏水有機材料形成的黑矩陣層12涂覆至預定厚度，且烘焙黑矩陣層12。參照圖1B，黑矩陣層12被構(gòu)圖從而形成黑矩陣圖案15。圖2是利用通過圖1A和1B所示的常規(guī)方法制造的黑矩陣制成的濾色器的剖視圖。參照圖2，黑矩陣圖案15之間的區(qū)域被涂覆以給定顏色的墨17從而形成像素，由此制成濾色器。
然而，由于黑矩陣圖案15的側(cè)表面對墨17具有大接觸角的疏水性，所以基板10未被涂覆以均勻厚度的墨17，如圖2所示。因此，光泄漏發(fā)生在黑矩陣圖案的側(cè)表面附近，因此從濾色器的各像素發(fā)出的光具有非均勻的亮度。
圖3A至3C是剖視圖，示出制造濾色器的黑矩陣的另一常規(guī)方法，其公開于日本專利特開No.2000-162426中。該方式使黑矩陣圖案的側(cè)表面能具有親水性，與圖1A、1B和2所示的方法不同。參照圖3A，透明基板20的上表面用疏水有機材料形成的黑矩陣層22涂覆至預定厚度，且烘焙黑矩陣層22。參照圖3B，黑矩陣層22被構(gòu)圖從而形成黑矩陣圖案25。參照圖3C，透明基板20的下表面暴露于紫外(UV)線使得UV光線輻照到黑矩陣圖案的側(cè)表面上但是不輻照到黑矩陣圖案25的上表面。結(jié)果，雖然黑矩陣圖案25的上表面保持疏水性，但是黑矩陣圖案25的側(cè)表面通過吸收來自空氣的濕氣而具有親水性。
然而，實際上，上述方法不能很好地使黑矩陣圖案25的側(cè)表面具有親水性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種制造濾色器的黑矩陣的方法，能改善亮度均勻性。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種制造濾色器的黑矩陣的方法，該方法包括在透明基板的上表面上形成黑矩陣層，該黑矩陣層由疏水有機材料形成；通過構(gòu)圖該黑矩陣層形成黑矩陣；以及通過輻照紫外線到該透明基板的下表面上同時加熱該黑矩陣來使該黑矩陣的側(cè)表面親水化。
可在100-500℃的溫度下加熱該黑矩陣。
該方法還可包括在該黑矩陣的形成之后將反射板附著到該黑矩陣的上表面，該反射板反射穿透該透明基板的紫外線。該反射板可被加熱從而加熱該黑矩陣。
該反射板由具有30％或更高光反射率的材料形成。具體地，該反射板可由選自包括金(Au)、銀(Ag)、鋁(Al)、鉑(Pt)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、以及其組合的組的至少一種金屬形成。該反射板的反射所述紫外線的表面可被粗糙地處理使得所述紫外線散射到所述黑矩陣的側(cè)表面上。
該反射層可緊密地附著到該黑矩陣的上表面，使得所述黑矩陣的上表面不接觸空氣。該反射層可以通過真空粘合(vacuum adhesion)緊密地附著到該黑矩陣的上表面。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種制造濾色器的黑矩陣的方法，該方法包括在透明基板的上表面上形成黑矩陣層，該黑矩陣層由疏水有機材料形成；通過構(gòu)圖該黑矩陣層形成黑矩陣；將多個阻擋層附著到該黑矩陣的上表面，該阻擋層由透射紫外線的材料形成；以及通過將紫外線輻照到該阻擋層上來親水化該黑矩陣的側(cè)表面。
所述阻擋層可具有不同的折射率使得穿透該阻擋層的紫外線輻照到該黑矩陣的側(cè)表面上。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種制造濾色器的黑矩陣的方法，該方法包括在透明基板的上表面上形成黑矩陣層，該黑矩陣層由疏水有機材料形成；通過構(gòu)圖該黑矩陣層形成黑矩陣；將阻擋層附著到該黑矩陣的上表面；以及通過將該黑矩陣的側(cè)表面暴露于等離子體來親水化該黑矩陣的側(cè)表面。
該方法還可包括在所述阻擋層的附著之后將至少一個壓力層附著到所述阻擋層的上表面，使得該壓力層施加壓力到該阻擋層上從而將該阻擋層緊密地附著到該黑矩陣的上表面。


通過參照附圖詳細描述其示例性實施例，本發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu)點將變得更加明顯，附圖中圖1A和1B是剖視圖，示出制造濾色器的黑矩陣的常規(guī)方法；圖2是利用通過圖1A和1B所示的常規(guī)方法制造的黑矩陣制成的濾色器的剖視圖；圖3A至3C是剖視圖，示出制造濾色器的黑矩陣的另一常規(guī)方法；圖4A至4C是剖視圖，示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的制造濾色器的黑矩陣的方法；圖5A是通過用墨填充具有疏水性側(cè)表面的黑矩陣圖案之間的空間制成的濾色器的照片；圖5B是濾色器被光穿透時拍攝的圖5A的濾色器的照片；圖6A是通過用墨填充具有親水性側(cè)表面的黑矩陣圖案(圖4C的105)之間的空間制成的濾色器的照片；圖6B是濾色器被光穿透時拍攝的圖6A的濾色器的照片；圖7A和7B是剖視圖，示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例制造濾色器的黑矩陣的方法；圖8A至8C是剖視圖，示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例制造濾色器的黑矩陣的方法；圖9是剖視圖，示出適用于本發(fā)明的實施例的修改的阻擋層；以及圖10是修改的圖9所示阻擋層的透視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參照附圖更全面地描述本發(fā)明，附圖中示出本發(fā)明的示例性實施例。圖中相似的附圖標記表示相似的元件，因此其描述將被省略。
圖4A至4C是剖視圖，示出根據(jù)本發(fā)明一實施例制造濾色器的黑矩陣的方法。
參照圖4A，透明基板100的上表面用疏水有機材料涂覆至預定厚度且對該疏水有機材料進行軟烘焙工藝，由此形成黑矩陣層102。透明基板100可以由玻璃或塑料形成。透明基板100可通過旋涂、擠壓式涂覆(die coating)、或浸涂來涂覆以疏水有機材料。
參照圖4B，黑矩陣層102被構(gòu)圖從而形成黑矩陣圖案105。當黑矩陣層102由光敏材料形成時，利用其中形成有預定圖案的光掩模(未示出)曝光和顯影黑矩陣層102。另外，當黑矩陣層102由非光敏材料形成時，黑矩陣層102的上表面被涂覆以光致抗蝕劑，該光致抗蝕劑通過光刻被構(gòu)圖，利用構(gòu)圖的光致抗蝕劑作為蝕刻掩模來蝕刻黑矩陣層102。
參照圖4C，與僅使用UV光線改變黑矩陣表面的接觸角的常規(guī)技術(shù)不同，紫外(UV)線輻照到透明基板100的下表面上同時黑矩陣105被加熱。在此情況下，黑矩陣105的表面的接觸角可容易地改變到所需值?？稍诩s100-500℃的溫度下加熱黑矩陣105。
接著，黑矩陣105的表面的被UV光線輻照到其上的部分與黑矩陣105的表面的其它部分相比具有不同的接觸角。具體地，黑矩陣105的被穿過透明基板100的UV光線輻照到其上的側(cè)表面通過從空氣吸收濕氣而具有親水性。相反，黑矩陣105的上表面維持疏水性，因為穿過透明基板100的UV光線未輻照它。在此實施例中，黑矩陣105的側(cè)表面關(guān)于墨的接觸角可以為例如15°或更小，黑矩陣105的上表面相關(guān)于墨的接觸角可以為例如35°或更大。
此外，為了更容易地使黑矩陣105的側(cè)表面能具有親水性，用于反射UV光線的反射板130可附著到黑矩陣105的上表面，如圖4C所示。在此情況下，反射板130可被加熱從而加熱黑矩陣105至預定溫度。反射板130反射穿過透明基板100的UV光線從而使它們輻照到黑矩陣105的側(cè)表面上，同時防止UV光線到達黑矩陣105的上表面。反射板130可以由具有約30％或更高光反射率的材料形成。具體地，反射板130可以由選自包括金(Au)、銀(Ag)、鋁(Al)、鉑(Pt)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、以及其組合的組的至少一種金屬形成。
反射板130的反射UV光線的表面可被處理從而具有預定粗糙度。這樣做從而允許穿過透明基板100之后被反射板130反射的UV光線散射到黑矩陣105的側(cè)表面上。反射板130可緊密地附著到黑矩陣105的上表面，使得黑矩陣105的上表面不會接觸空氣。反射板130可通過諸如真空粘合的各種方式緊密地附著到黑矩陣105的上表面。
如上所述，通過輻照UV光線到透明基板100的下表面上同時加熱黑矩陣105，黑矩陣105的被穿過透明基板100的UV光線輻照到其上的側(cè)表面可容易地變成親水性。
圖5A是通過用墨填充具有疏水側(cè)表面的黑矩陣圖案之間的空間制成的濾色器的照片。圖5B是當濾色器被光穿透時拍攝的圖5A的濾色器的照片。從圖5A可以看出，由于黑矩陣的側(cè)表面具有疏水性，黑矩陣的側(cè)表面附近的空間未被用墨填充至所需程度。結(jié)果，如從圖5B可以看出的那樣，光泄漏發(fā)生在黑矩陣的側(cè)表面附近。
圖6A是通過用墨填充具有親水側(cè)表面的黑矩陣圖案(圖4C的105)之間的空間制成的濾色器的照片。圖6B是當濾色器被光穿透時拍攝的圖6A的濾色器的照片。從圖6A可以看出，由于黑矩陣的大多數(shù)側(cè)表面具有親水性，黑矩陣105的側(cè)表面附近的空間被用墨填充至所需程度。結(jié)果，如從圖6B可以看出的那樣，光泄漏很少發(fā)生在黑矩陣的側(cè)表面附近。
圖7A和7B是剖視圖，示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例制造濾色器的黑矩陣的方法。
參照圖7A，黑矩陣205的圖案形成在透明基板200的上表面上。如上所述，黑矩陣圖案205可以通過用疏水有機材料形成的黑矩陣層(未示出)涂覆透明基板200的上表面且然后構(gòu)圖黑矩陣層來形成。
參照圖7B，由透射UV光線的材料形成的第一和第二阻擋層240a和240b附著到黑矩陣205的上表面上。之后，當UV光線輻照到第二阻擋層240b的上表面上時，它們穿透第一和第二阻擋層240a和240b。這些穿透的UV光線到達黑矩陣205的側(cè)表面，且因此矩陣205的側(cè)表面通過吸收來自空氣的濕氣而具有親水性。如上所述，在UV光線的輻照期間可以以預定溫度加熱黑矩陣205。
第一阻擋層240a緊密附著到黑矩陣205的上表面，使得黑矩陣205的上表面不會接觸空氣。因此，黑矩陣205的上表面不接觸空氣且因此維持疏水性。第一和第二阻擋層240a和240b可具有不同折射率。因此，輻照的UV光線在穿透第一和第二阻擋層240a和240b的同時被折射。折射的UV光線輻照到黑矩陣205的側(cè)表面上，更容易地使黑矩陣205的側(cè)表面能具有親水性。已經(jīng)描述了兩個阻擋層附著到黑矩陣的上表面。但是，三個或更多阻擋層可附著到黑矩陣的上表面。
圖8A至8C是剖視圖，示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例制造濾色器的黑矩陣的方法。
參照圖8A，黑矩陣圖案305形成在透明基板300的上表面上。如上所述，黑矩陣圖案305可通過用疏水有機材料形成的黑矩陣層(未示出)涂覆透明基板300的上表面且然后構(gòu)圖該黑矩陣層來形成。
參照圖8B，阻擋層340附著到黑矩陣305的上表面。阻擋層340緊密附著到黑矩陣305的上表面從而防止黑矩陣305的上表面暴露于稍后將描述的等離子體。因此，黑矩陣305的上表面保持疏水性。阻擋層340可以以諸如圖8B所示的板形的各種形狀形成。圖9和10是分別適用于本發(fā)明的實施例的修改的阻擋層340′的剖視圖和透視圖。參照圖9和10，阻擋層340′具有與黑矩陣305對應的矩陣形且附著到黑矩陣305的上表面。
參照圖8C，壓力層350還可以設(shè)置在阻擋層340的上表面上。壓力層350向黑矩陣305對阻擋層340施加壓力，因此阻擋層340更緊密地附著到黑矩陣305的上表面。因此，黑矩陣305的上表面可以更有效地被防止由于等離子體而變?yōu)橛H水性。為了均勻地維持對阻擋層340施加的壓力，壓力層350內(nèi)部可填充以諸如氣體和液體的流體。已經(jīng)描述了一個壓力層350設(shè)置在阻擋層340的上表面上。然而，兩個或更多壓力層可設(shè)置在阻擋層340的上表面上。
之后，黑矩陣305暴露于等離子體，因此其側(cè)表面與等離子體反應從而變?yōu)橛H水性。此時，由于阻擋層340和壓力層350防止黑矩陣305的上表面暴露于等離子體，所述黑矩陣305的上表面不變?yōu)橛H水性，而是維持疏水性。用于親水化黑矩陣305的側(cè)表面的等離子體可以是氧(O2)等離子體。
上述黑矩陣制造方法不僅適用于LCD，而且適用于諸如有機EL器件的其它顯示器件。例如，所述黑矩陣制造方法可用于制造有機EL器件中的隔肋(bank)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的黑矩陣制造方法使得能夠親水化黑矩陣的僅側(cè)表面同時維持上表面的疏水性。因此，黑矩陣隔開的空間可以用給定顏色的墨填充至均勻厚度。結(jié)果，可防止光泄漏發(fā)生在黑矩陣的側(cè)表面附近，由此改善顯示器件的亮度均勻性。
雖然參照其示例性實施例特別顯示和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應理解，在不偏移所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的思想和范圍的情況下可進行形式和細節(jié)上的各種改變。
權(quán)利要求
1. 一種制造濾色器的黑矩陣方法，該方法包括在透明基板的上表面上形成黑矩陣層，該黑矩陣層由疏水有機材料形成；通過構(gòu)圖該黑矩陣層形成黑矩陣；以及通過將紫外線輻照到所述透明基板的下表面上同時加熱該黑矩陣來親水化該黑矩陣的側(cè)表面。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在100-500℃的溫度下加熱該黑矩陣。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述黑矩陣的形成之后將反射板附著到所述黑矩陣的上表面，該反射板反射穿過所述透明基板的紫外線。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中該反射板被加熱從而加熱該黑矩陣。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中該反射板由具有30％或更高光反射率的材料形成。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中該反射板由選自由金(Au)、銀(Ag)、鋁(Al)、鉑(Pt)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、以及其組合構(gòu)成的組的至少一種金屬形成。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其中該反射板的反射所述紫外線的表面被粗糙地處理使得所述紫外線散射到所述黑矩陣的側(cè)表面。
8.如權(quán)利要求3所述的方法，其中該反射層緊密地附著到所述黑矩陣的所述上表面使得所述黑矩陣的該上表面不接觸空氣。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該反射層通過真空粘合緊密地附著到該黑矩陣的所述上表面。
10.一種制造濾色器的黑矩陣的方法，該方法包括在透明基板的上表面上形成黑矩陣層，該黑矩陣層由疏水有機材料形成；通過構(gòu)圖該黑矩陣層形成黑矩陣；將多個阻擋層附著到所述黑矩陣的上表面，所述阻擋層由透射紫外線的材料形成；以及通過將紫外線輻照到所述阻擋層上來親水化該黑矩陣的側(cè)表面。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該阻擋層具有不同的折射率使得穿透所述阻擋層的紫外線輻照到所述黑矩陣的所述側(cè)表面上。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述阻擋層的最下面一層緊密地附著到所述黑矩陣的所述上表面使得所述黑矩陣的所述上表面不接觸空氣。
13.一種制造濾色器的黑矩陣的方法，該方法包括在透明基板的上表面上形成黑矩陣層，該黑矩陣層由疏水有機材料形成；通過構(gòu)圖該黑矩陣層形成黑矩陣；將阻擋層附著到所述黑矩陣的上表面；以及通過將所述黑矩陣的所述側(cè)表面暴露到等離子體來親水化該黑矩陣的側(cè)表面。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括在所述阻擋層的所述附著之后將至少一個壓力層附著到所述阻擋層的上表面，使得該壓力層施加壓力到所述阻擋層上從而將所述阻擋層緊密地附著到所述黑矩陣的所述上表面。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述壓力層的內(nèi)部被填充以流體。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述等離子體是氧(O2)等離子體。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述阻擋層具有與所述黑矩陣對應的矩陣形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造濾色器的黑矩陣的方法。在該方法中，由疏水有機材料形成的黑矩陣層形成在透明基板的上表面上。通過構(gòu)圖該黑矩陣層來形成黑矩陣。該黑矩陣的側(cè)表面通過將紫外線輻照到該透明基板的下表面上同時加熱該黑矩陣而被親水化。
文檔編號G02F1/13GK1982923SQ20061010919
公開日2007年6月20日 申請日期2006年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者裵紀德, 宋寅成, 李昌承, 金俊成, 金圣雄, 金佑植 申請人:三星電子株式會社