CN1206116A - 制造颜色过滤器的方法 - Google Patents

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Abstract

制造颜色过滤器的方法,包括用黑色基质材料涂覆基体,随后通过光刻工艺形成黑色基质图案;用光源辐射基体上第一热转移膜,由此形成第一颜色过滤器层;用光源辐射基体上的第二转移膜,由此形成第二颜色过滤器层;用光源辐射基体上的第三转移膜,由此形成第三颜色过滤器层;在200～300℃固化已形成第一,第二和第三颜色过滤器层的基体;在其上形成透明电极层。本方法比现有技术简单,成本低。因此,本发明颜色过滤器具有优于现有技术的粘结力,耐化学性,耐热性,耐光性,和颜色坐标,平整度较好,不需要保护层。

Description

制造颜色过滤器的方法
本发明涉及制造颜色过滤器的方法，更具体的讲，涉及制造液晶显示器的颜色过滤器的方法。
图1所示的颜色过滤器包括玻璃基体11上的黑色基质层12，在黑色基质层12上形成的红、蓝、绿颜色过滤器层13a、13b、13c，及其在黑色基质层12和颜色过滤器层13a、13b、13c上依次形成的保护层14和透明电极层15。
用颜料分散法，印刷法，电沉积法制造颜色过滤器。按照颜料分散法，通过涂覆，曝光，显色和烘烤分散在光敏树脂中的颜料来形成颜色过滤器。参照图2来描述按照颜料分散法制造颜色过滤器的方法。
参照图2，在玻璃基体21上涂覆黑色基质形成材料26，如铬金属，或有机材料。随后进行光刻工艺从而形成黑色基质图案22。接着，在具有黑色基质图案22的玻璃基体21上涂覆红色过滤器层形成组合物27，然后用遮光罩28对预定区域进行曝光，并显色从而形成红色过滤器层23a。
按形成红色过滤器层的相同方式形成绿和兰颜色过滤器层23b和23c。
然后在所获得的产物上依次形成保护层24和透明电极层25，以制成颜色过滤器。
通过以上方法，可使颜色过滤器获得良好的精确度和可再现性，但其制造过程太长并且较复杂。
用印刷法也可制造颜色过滤器，其中在印刷板上涂覆红，绿，蓝油墨。然而，印刷法具有较差的精确度和可再现性。
在电沉积方法中，在透明电极上电化学形成红，绿，蓝颜色过滤器。用该方法，颜色过滤器的平整度较好，但颜色特性，如纯度较差。
为了解决以上问题，最近有人提出了膜转移法和热转移法。这里，除了用使用膜的夹层法代替形成红，绿，蓝颜色过滤器层的组合物的涂覆法外，膜转移法类似于常规颜料分散法。通过由Kodak和3M提出的热转移法，用光源，如激光或闪光灯将转移膜的颜色过滤器层材料转移到基体上从而形成颜色过滤器层。
同时，显示设备的颜色过滤器要求较高的硬度，粘结力，耐化学性，耐热性，耐光性，和颜色性能。然而，在用热转移法制造的颜色过滤器中，以上性能并不是令人满意的。并且，热转移法仍然有许多问题，其还没有达到实用的程度。
本发明的一个目的是用热转移法提供一种制造具有良好的膜硬度，粘结力，可靠性，和颜色特性的颜色过滤器的简单方法。
为了达到本发明的以上目的，本发明提供了一种制造颜色过滤器的方法，其包括步骤：
a-1)用黑色基质材料涂覆基体，并随后通过光刻工艺形成黑色基质图案；
b-1)用光源辐射位于基体上并包括第一热转移颜色过滤器层的转移膜，由此在基体上形成第一颜色过滤器层；
c-1)用光源辐射位于基体上并包括第二热转移颜色过滤器层的转移膜，由此在基体上形成第二颜色过滤器层；
d-1)用光源辐射位于基体上并包括第三热转移颜色过滤器层的转移膜，由此在基体上形成第三颜色过滤器层；
e-1)在200～300℃下固化在其上形成第一，第二，第三颜色过滤器层的基体；
f-1)在所获得的产物上形成透明电极层。
本发明提供了另一种制造颜色过滤器的方法，其包括步骤：
a-2)用黑色基质材料涂覆基体，并随后通过光刻工艺形成黑色基质图案；
b-2)用光源辐射位于基体上并包括第一热转移颜色过滤器层的转移膜，由此在基体上形成第一颜色过滤器层；
c-2)在200～300℃下固化在其上形成第一颜色过滤器层的基体；
d-2)用光源辐射位于基体上并包括第二热转移颜色过滤器层的转移膜，由此在基体上形成第二颜色过滤器层；
e-2)在200～300℃下固化在其上形成第二颜色过滤器层的基体；
f-2)用光源辐射位于基体上并包括第三热转移颜色过滤器层的转移膜，由此在基体上形成第三颜色过滤器层；
g-2)在200～300℃下固化在其上形成第三颜色过滤器层的基体；
h-2)在所获得的产物上形成透明电极层。
本发明还提供了又一种制造颜色过滤器的方法，其包括步骤：
a-3)用光源辐射位于基体上并包括热转移黑色基质层的转移膜从而形成黑色基质图案。
b-3)用光源辐射位于基体上并包括第一热转移颜色过滤器层的转移膜，由此在基体上形成第一颜色过滤器层；
c-3)用光源辐射位于基体上并包括第二热转移颜色过滤层的转移膜，由此在基体上形成第二颜色过滤器层；
d-3)用光源辐射位于基体上并包括第三热转移颜色过滤器层的转移膜，由此在基体上形成第三颜色过滤器层；
e-3)在200～300℃下固化在其上形成第一，第二，第三颜色过滤器层的基体；
f-3)在所获得的产物上形成透明电极层。
本发明还提供了又一种制造颜色过滤器的方法，其包括步骤：
a-4)用光源辐射位于基体上并包括热转移黑色基质层的转移膜从而在基体上形成黑色基质图案；
b-4)用光源辐射位于基体上并包括第一热转移颜色过滤器层的转移膜，由此在基体上形成第一颜色过滤器层；
c-4)在200～300℃下固化在其上形成第一颜色过滤器层的基体；
d-4)用光源辐射位于基体上并包括第二热转移颜色过滤器层的转移膜，由此在基体上形成第二颜色过滤器层；
e-4)在200～300℃下固化在其上形成第二颜色过滤器层的基体；
f-4)用光源辐射位于基体上并包括第三热转移颜色过滤器层的转移膜，由此在基体上形成第三颜色过滤器层；
g-4)在200～300℃下固化在其上形成第三颜色过滤器层的基体；
h-4)在所获得的产物上形成透明电极层。
优选地，透明电极层的厚度是800～4000_，而其板电阻是2～100Ω／□。
优选地，在基体上形成红，绿，蓝颜色过滤器层后，在形成透明电极层之前，形成厚度达几十～几千_的缓冲层以便增加颜色过滤器层和透明电极层之间的粘结力。缓冲层由SiO2或氮化硅(SiN4)形成。
优选地，在形成黑色基质层和红，绿，蓝颜色过滤器层的基体上形成保护层，以便增加平整性。更优选地，在保护层上进一步形成厚度达几十至几千_的用作缓冲层的SiO2层。
另外，优选地，在形成黑色基质层，颜色过滤器层，透明电极层，缓冲层(SiO2)之前和之后用UV射线和／或O3或表面活性剂处理基体表面。
通过参照附图详细地描述优选的技术方案，本发明的以上目的和优点将变得更加明显。
图1表示常规颜色过滤器的结构；
图2表示用常规颜料分散法制造颜色过滤器的方法；
图3A-图6A表示按照本发明制造颜色过滤器的方法；
图7表示转移膜的结构；
图8是转移装置的结构草图。
参照图3，在基体31上涂覆黑色基质形成材料从而形成黑色基质层32a(图3A)，并通过光刻工艺(图3B)形成黑色基质图案32b。在其上以预定间隔形成黑色基质图案32b的基体31上放置第一颜色过滤器的转移膜33，接着，当用光源辐射转移膜33的底膜33a时，光吸收层33b吸收光从而放出热。由于放出的热，第一颜色过滤器层33c转移到基体31上从而形成第一颜色过滤器层34a(图3C)，用相同的方法形成第二和第三颜色过滤器层34b和34c。然后，在200～300℃下固化最终产物(图3D)。
在固化过程中，通过缩合反应或游离基反应固化颜色过滤器层，颜色过滤器层的硬度从大约1H(固化前)增加到3H或更高。当通过固化方法增加颜色过滤器层的硬度时，膜将收缩。此时，膜厚度的收缩因子是2～20％。
如图3所示，固化过程可在形成第一，第二，第三颜色过滤器之后进行一次，或如图4-6所示，随每次颜色过滤器层的形成进行三次。分别固化方法使整个过程变长，但防止了首先形成的颜色过滤器层和下一步的转移层之间的影响。
固化后在基体31上形成保护层35，然后用溅射或电子束在保护层35上形成透明电极层36(图3E)。当颜色过滤器层的厚度充分均匀时，可在第一，第二，第三颜色过滤器层34a，34b，34c上直接形成透明电极层36而无需保护层35(图3F)。
图4制造颜色过滤器的方法与图3相同，但对于每个所固化的颜色过滤器层来说进行各自的固化过程。
也就是说，在基体41上涂覆黑色基质材料，以便形成黑色基质层42a(图4A)，用光刻工艺形成黑色基质图案42b(图4B)，将第一颜色过滤器层的转移膜43放置在其上形成黑色基质图案42b的基体41上。接着，当用光源辐射转移膜43的底膜时，光吸收层43b吸收光从而放出热。此时，所放出的热将第一颜色过滤器层43c转移到基体41上，从而形成第一颜色过滤器层44a(图4c)。然后，在200～300℃下固化最终的产物(图4D)。
用相同的方法转移第二颜色过滤器层。然后，再在200～300℃下固化最终的产物从而形成第二颜色过滤器层44b(图4E)。
用相同的方法转移第三颜色过滤器层44c，并如上所述进行固化。图4F表示在基体41上形成第一，第二和第三颜色过滤器层44a，44b，44c的状态。(图4F)。
在其上形成颜色过滤器层的基体41上依次形成保护层45和透明电极层46。或在第一，第二和第三颜色过滤器层44a，44b，44c上直接形成透明电极层46而无需保护层45。(图4H)。
在图3和4的制造方法中，当黑色基质材料是石墨或通过将黑色颜料分散在光敏树脂中而获得的有机材料时，要求黑色基质图案的固化过程。黑色基质图案的固化过程在第一颜色过滤器层的形成步骤之前可以在第一颜色过滤器的固化步骤中，或第一，第二，第三颜色过滤器层的固化步骤中进行。当黑色基质材料是石墨时，固化温度是100～300℃，否则，固化温度是200～300℃。
在图5颜色过滤器的制造方法中，采用热转移来形成黑色基质图案和颜色过滤器层。
在基体51上放置黑色基质层的转移膜52。当用光源辐射转移膜52的底膜52a时，光吸收层52b吸收光从而放出热。此时，放出的热将黑色基质层52c转移到基体51上从而形成黑色基质层53(图5A)。
使用第一颜色过滤器层54的转移膜代替黑色基质层52的转移膜，以与黑色基质层52c相同的方法将第一颜色过滤器层54c转移在基体51上，从而形成第一颜色过滤器层55a(图5B)。以相同的方法形成第二和第三颜色过滤器层55b和55c。在200～300℃下固化最终的产物以便增加膜的硬度(图5C)。第一，第二，第三颜色过滤器层55a，55b，55c可一起固化，或如图6所示单独固化。
在最终的产物上依次形成保护层56和透明电极层57(图5D)，或透明电57直接在图5C所示的结构上形成(图5E)。
图6制造颜色过滤器的方法与图5相同，但各颜色过滤器层单独固化。
在基体61上放置黑色基质层的转移膜62，接着，当光源辐射穿过转移膜62的底膜62a时，光吸收膜62b吸收光从而放出热。此时，放出的热将黑色基质层62c转移到基体61上。从而在基体61上形成黑色基质层63(图6A)。
使用第一颜色过滤器层的转移膜64代替黑色基质层的转移膜62，以与黑色基质层63相同的方法将第一颜色过滤器层64c转移在基体61上(图6B)。在200～300℃下固化所获得的的产物从而形成第一颜色过滤器层65a(图6C)。
以与第一颜色过滤器层65a相同的方法形成第二，第三颜色过滤器层65b和65c(图6D和6E)。
在最终的产物上依次形成保护层66和透明电极层67(图6F)，或透明电极层67直接在其上形成(图6G)。
在图5和6所示的制造方法中，黑色基质图案的固化过程在第一颜色过滤器层的形成步骤之前，在第一颜色过滤器层的固化步骤中，或第一，第二，第三颜色过滤器层的固化步骤中进行。固化温度优选是200～300℃。
没有将本发明热转移膜限制为特定类型的膜，它们可是普通的激光诱导转移膜。转移膜的基本结构示于图7中。必要时可形成用于提高性能的其它数层膜。
参照图7，底膜71支撑其它膜，它可是单层或复合的多层。底膜71优选为10～500μm厚。该层由透明度较高的聚合物膜，如聚酯，聚丙烯酸，环氧树脂，聚乙烯，聚丙烯，或聚苯乙烯制成。在其中间，聚酯膜，特别是聚对苯二酸亚乙酯(PET)膜是优选的。
光吸收层72由对波长为UV至红外的光吸收性较高的材料组成。该材料可是无机材料或通过将颜料分散在粘结树脂中而获得的有机材料。
无机材料包括铝(Al)，锡(Sn)，钛(Ti)，钴(Co)，锌(Zn)，铅(Pb)，其氧化物或混合物，并具有0．2～3．0的视密度。Al和Al的氧化物是最优选的。无机材料层优选厚为0．1～10μm。
通过将色料，如颜料，或染料和分散剂分散到聚合物粘结树脂中从而获得有机材料。优选地，粘结树脂具有网状结构，以便在转移过程中确保高能量的持久性。颜料或染料包括碳黑，石墨颜料或IR染料。它们吸收波长为UV至红外的光。
转移膜73的成分取决于转移材料。典型第可以通过将颜料或染料添加到分散剂中、将所得产物分散在溶剂中、向分散的混合物中加入粘结树脂和其它添加剂从而获得转移膜摸73的组合物。
按照本发明，黑色基质层由三种材料中的一种组成。黑色基质层的制造方法随黑色基质层的材料而不同。
首先，铬(Cr)和氧化铬(CrOx)广泛地用于黑色基质层。这里，通过使用溅射或电子束沉积在玻璃基体上形成厚度大约为400～2000_的单层Cr或CrOx并用光刻工艺对该单层图案化而获得黑色基质层。另外，也可形成厚度大约为400～3000_的双层或三层Cr或CrOx。
本发明黑色基质层可按下列结构之一形成，其中黑色基质层的厚度优选为400～3000_。
1)Cr层
2)CrOx层
3)Cr层／CrOx层
4)CrOx层／Cr层
5)CrOx层／Cr层／CrOx层
第二，将光敏有机材料用于黑色基质层。通过将颜料、如碳黑分散在光敏树脂中获得光敏有机材料，然后在基体上旋涂光敏有机材料，并曝光和显色从而形成黑色基质图案。这里，优选地，黑色基质图案的厚度为0．5～1．5μm。
第三，可将石墨用于黑色基质层。在基体上涂覆正感光树脂并将涂覆后的基体曝光和显色，从而形成感光树脂图案。
在形成感光树脂图案的基体上旋涂厚度为1000～5000_的石墨并随后用碱溶液完全除去感光树脂图案(移去法)，从而完成黑色基质图案的制备。
优选地，将双层Cr和CrOx用于黑色基质层。可用CrNx，硫化铬，或其混合物代替Cr和CrOx。
在图8的转移设备中，高能激光束从光源81处放出。光源可是高效固体激光器，如Nd／YAG，气体激光器，如CO2，或CO，或与二极管相结合的Nd／YAG激光器(偶合二极管的Nd／YAG，0．1～40W)。
所放出的激光束是单束或通过光束***器将单束分割而获得的强度相等的多束光。另外，可通过将一个光束分割成多束光并控制各束光的强度而制造由点形成的图案及由简单的线条形成的图案。
优选地，用单激光束代替强度相等的多束光。这是因为在单束的情况下，由简单的线条形成的图案可用简单的设备制造并在较短的时间内形成。
根据所转移的形式，用第一透镜组83，在调制器82中控制强度比使单束或多束的激光束到达扫描镜84上。这里，扫描镜84沿基体X-轴将光转移到希望的位置处。
通过第二透镜组85将到达扫描镜84上的光转移到涂有转移材料的转移膜86上。同时，仅将在转移膜86的辐射部分处涂覆的材料转移到基体87上。这里，图案的宽度由转移膜的敏感性，光能的分布和强度及光的扫描比决定。通过计算机89控制平台88的移动。这里，参考数字90代表用于控制扫描镜84的扫描镜控制器。
按照本发明，光源可是激光，氩灯，或卤素灯。这里，可使用普通激光器，如固体，气体，半导体，染料，激发物。同时，激光束可是多模束或单模高斯束。
参照实施例描述本发明，但实施例不对本发明进行限制。
(实施例)
Ⅰ．用热转移制造黑色基质图案
用清洗液(ET-cold，Environmental Tech_USA)，清洗370×400mm2的玻璃基体，并随后在去离子水中进行超声处理。清洗后的玻璃基体表面再进行UV和热处理，从而增加所形成膜的粘结力。
接着，在基体上放置由底膜，光吸收膜，和黑色基质膜组成的转移膜。
将一个光束尺寸大约为30μm(1／e2)的连续波(CW)Nd／YAG激光分割成强度和相相等的多束激光，随后控制与窗形式相适应的各束光的开启和闭合。激光束对转移膜扫描从而制造宽度大约为20μm的黑色基质图案。
Ⅱ．用光刻工艺制造黑色基质图案
1．制造Cr，CrOx，Cr／CrOx，或CrOx／Cr／CrOx黑色基质层及其图案。
在表1的条件下用批溅射装置制造黑色基质层。Cr膜用氩(Ar)作为放电气体，CrOx膜用CO2和N2作为反应气体。
(表1)
 膜类型   靶   氧(SCCM)   氩(SCCM)   溅射压力(？毫乇)   电压(kw)   基体温度(℃) 膜厚(nm)
 Cr单膜  Cr(T2)     0.0     900   8.9×10-3   DC5.5   200     1750
 CrOx单膜  Cr(T1) CO2：40N2：19     330   3.9×10-3   DC5.0   200     1750
 Cr/CrOx双膜  Cr(T1) CO2：40N2：19     330   3.9×10-3   DC5.0   200 1650
 Cr(T2)   0.00     900   8.9×10-3   DC5.5   200
 CrOx/Cr双膜  Cr(T2)   0.00     900   8.9×10-3   DC5.5   200     1950
 Cr(T1) CO2：40N2：19     330   3.9 × 10-3   DC5.0   200
 CrOx/Cr/CrOx三膜  Cr(T2) CO2：40N2：19     330   3.9×10-3   DC5.0   200     1650
 Cr(T1)   0.00     900   8.9×10-3   DC5.5   200
 Cr(T2) CO2：40N2：19     330   3.9×10-3   DC5.0   200
用清洗液(ET-cold，Environmental Tech_USA)清洗黑色基质层表面，并随后在去离子水中超声处理所清洗的表面，在该表面上涂覆厚度大约为1-2μm的感光树脂(Shielpy SRC-300或Hochest Korea HKR230M)。用遮光罩以大约50～80mJ／cm2对感光树脂层进行曝光，并随后用Hochest Korea MIF312显色剂对曝光的感光树脂层显色60秒，从而形成感光树脂图案。
用感光树脂图案和Cr蚀刻液MA-SO3(硝酸铵∶HNO3∶去离子水=11．2∶4．5∶84．3，Dongwoo Semiconductor Co．)蚀刻黑色基质(铬)层随后，用3％的NaOH溶液或N-甲基吡咯烷酮(NMP)除去感光树脂图案，从而形成黑色基质图案。
在表2中示出了形成黑色基质层的材料的显色和蚀刻条件。这里，所用遮光罩的标准图案宽度对SVGA来说是20μm，对VAG来说是25μm，而实际宽度对SVGA来说是20±0．5μm，对VAG来说是25±0．5μm。
表2
    显色     清洗     蚀刻     清洗
  Cr单膜(1750_)   喷射：50秒0.1kgf/cm2,25℃   4秒2.0kgf/cm2   喷射：50秒0.3kgf/cm2,25℃     48秒2.0kgf/cm2
  CrOx单膜(1750_)   喷射：50秒0.1kgf/cm2,25℃     48秒2.0kgf/cm2   喷射：40秒0.3kgf/cm2,25℃     48秒2.0kgf/cm2
CrOx/Cr双膜(550_/1400_)   喷射：50秒0.1kgf/cm2,25℃     48秒2.0kgf/cm2 喷射：45秒0.3kgf/cm2,25℃     48秒2.0kgf/cm2
Cr/CrOx双膜(1l00_/550_)   喷射：50秒0.1kf/cm2,25℃     48秒2.0kgf/cm2   喷射：50秒0.3kgf/cm2,25℃     48秒2.0kgf/cm2
CrO/Cr/CrOx(550_/500_/550_)   喷射：50秒0.1kgf/cm2,25℃     48秒2.0kgf/cm2   喷射：50秒0.3kgf/cm2,25℃     48秒2.0kgf/cm2
2．有机黑色基质图案的制造
用清洗液(ET-cold，Environmental Tech_USA)清洗玻璃基体(370×400mm2)，并随后超声处理清洗后的玻璃基体表面。在玻璃基体上旋涂感光有机黑色基质材料(Fuji-Hunt Co．CK-S171)。接着，预烘烤所得产物从而形成厚度为1．0μm的有机黑色基质层。
然后，用遮光罩以400mJ／cm2对黑色基质层的预定区域进行曝光，随后在20％CD(显色剂)溶液(Fuji-Hunt Co．)中将所得产物显色大约70秒。接着，在26℃的温度和140kg／cm2压力下清洗黑色基质层，从而除去残留在表面上的颜料，并在220℃下固化1小时。此时，遮光罩的标准图案宽度对SVGA来说是20μm，对VGA来说24μm，而实际宽度对SVGA来说是21±0．5μm，对VGA来说是25＋0．5μm。
3．石墨黑色基质图案的制造
用清洗液(ET-cold，Environmental Tech_USA)清洗玻璃基体(370×400mm2)，并随后超声处理清洗后的玻璃基体。UV处理和退火清洗后的玻璃表面。
用感光树脂(PMER-6005，Tokyo Ohka Kogyo Co．LTD)旋涂具有处理后的表面的玻璃基体，并在120℃下预烘烤，从而形成厚度为1μm的感光树脂层。用遮光罩以70mJ／cm2对感光树脂层预定区域进行曝光，并通过喷射0．5％NaOH溶液对所得产物显色大约64秒。接着，清洗和干燥所得产物从而形成感光树脂图案。
用石墨(LCD-BM12，Hitachi Powdered Metal Co．LTD)旋涂感光树脂图案并随后预烘烤，从而形成厚度为0．4μm的黑色基质层。接着，用1％的NaOH水溶液对黑色基质层显色85秒，随后用3kgf／cm2的压力清除掉感光树脂从而使其完全条状化并进一步干燥。接着，在150℃下再固化所得产物20秒，从而形成石墨黑色基质图案。此时，遮光罩的标准图案宽度对SVGA来说是20μm，对VGA来说是25μm，而实际宽度对SVGA来说是20±0．5μm，对VGA来说是25±0．5μm。
Ⅲ．(R)，绿(G)，蓝(B)颜色过滤器层的形成
用清洗液(ET-cold，Environmental Tech_USA)清洗其上形成黑色基质图案的基体，并随后超声处理基体。接着，UV处理和退火清洗后的基体表面。
在清洗后的玻璃基体上放置红颜色过滤器的转移膜，接着，从CW Nd／YAG(Quantronic8W)激光器中射出的单模激光束以大约5米／秒的速度扫描转移膜从而形成条状红颜色过滤器图案。此时，将激光束点直径控制为：对VGA来说是140μm(1／e2)，对SVGA来说是130μm(1／e2)。此时，实际图案宽度对VGA来说为100μm，对SVGA来说为90μm。
在激光束完成扫描过程后，去掉红颜色过滤器的转移膜。接着，以于红颜色过滤器图案相同的方式形成条状绿和蓝颜色过滤器图案。条状颜色过滤器图案可以任何次序形成而不论其颜色。
在大约250℃下固化红，绿，蓝颜色过滤器图案1小时。
Ⅳ．没有保护层的颜色过滤器的制造
用清洗液(ET-cold，Environmental Tech_USA)清洗其上形成红，绿，蓝颜色过滤器图案的基体，并随后超声处理基体。接着，UV处理和退火玻璃基体表面。然后，在表3的条件下用间歇式溅射装置形成用于平面显示设备的板电阻为7～8Ω／□的ITO层。
表3
部分 条件
溅射电压 DC1KW+RF1KW
达到压力 10-7～10-5(???)
溅射压力 2．3毫乇
膜形成速度 50_／分钟
预溅时间 3分钟
膜厚 ～2000_
氩(SCCM) 300
基体温度 200℃
Ⅴ．其上形成缓冲层(SiO2层)的颜色过滤器的制造
用清洗液(ET-cold，Environmental Tech_USA)清洗其上形成红(R)，绿(G)，蓝(B)颜色过滤器层的基体，并随后对基体表面进行UV处理和退火。然后，在表4的条件下用间歇式溅射装置形成用于平面显示设备的7～8Ω／□的ITO层。
表4
SiO2层 ITO层
溅射电压 RF3．5KW DC1KW+RF1KW
到达压力 3×106乇 3×10-6乇
溅射压力 3．3×10-3毫乇 3．3×10-3毫乇
预溅时间 3分钟 3分钟
膜厚 ～2000_ ～2000_
氩(SCCM) 300 300
基体温度 200℃ 200℃
Ⅵ．在其上形成保护层和缓冲层(SiO2层)的颜色过滤器的制造
用清洗液(ET-cold，Environmental Tech_USA)清洗其上形成红，绿，蓝颜色过滤器层的玻璃基体，并随后进行超声处理，对基体的一个表面进干UV处理和退火。
混合OptomerSS6600和SS0600(Japan synthetic rubber Co．)。在UV处理和退退火的基体表面上旋涂该混合物。在120℃下预烘烤产物，并随后在230℃下再固化1小时从而形成厚度为2．0μm的保护层。用清洗液(ET-cold，EnvironmentalTech_USA)清洗其上形成保护层的基体，并随后进行超声处理。对清洗后的基体表面进行UV处理和退火。
以与制造具有SiO2层的颜色过滤器相同的方法，用间隙式溅射装置形成用于平面显示设备的厚度为200_的SiO2层，并且形成厚度为2000_、板电阻为7～8Ω／□的ITO层。
(比较实施例)
用红色感光树脂涂覆玻璃基体，随后曝光和显色从而形成红颜色过滤器图案。接着，用绿和蓝色感光树脂代替红色感光树脂，在形成红颜色过滤器图案的玻璃基体上形成绿和蓝颜色过滤器图案。
这里，分别将红6011L，绿6011L，蓝6011L，(Fuji-Hunt Co．)用于红，绿，蓝色感光树脂。
如上所述，在制造颜色过滤器的方法中，形成颜色过滤器层和／或黑色基质层并随后固化。同时，在常规热转移方法中，固化是在热转移过程中自动进行的，而没有单独的固化过程。然而，按照本发明，使用热固材料，在200～300℃(优选地，在大约250℃下)下进行固化过程大约1小时。结果，颜色过滤器层的膜的硬度优于常规现有技术。
在表5中示出了固化过程前后颜色过滤器的膜的硬度。该膜的硬度是按照日本工业标准(JIS)K5400测试的。
表5
转移后铅笔硬度 固化后铅笔硬度
红(R)层 1H 4H
绿(G)层 1H 4H
蓝(B)层 1H 4-5H
图5表明固化过程后颜色过滤器层的膜硬度较高。
同时，测试由实施例和比较实施例生产的颜色过滤器层的粘结力，耐化学性，耐热性，耐光性，和颜色坐标特性。结果分析如下。在下表中，每个数值是从三个或多个重复试验中获得的平均值。
首先，按照ASTMD3359-93，X-切带试验(X-cut tape test)，测试各红，绿，蓝颜色过滤器层(厚度：大约为1．2μm)的粘结力。结果示于表6中。
表6
红(R) 绿(G) 蓝(B)
实施例 5A 5A 5A
比较实施例 5A 5A 5A
第二，在25℃下将各颜色过滤器层浸渍在化学溶液，如5％NaOH，10％HCl，γ-丁酸内酯，N-甲基吡咯烷酮(NMP)，或异丙醇(IPA)中大约10分钟后检查其颜色变化，从而测试各红，绿，蓝颜色过滤器层(厚度：大约1．2μm)的耐化学性。结果示于表7中。这里，当ΔEab是3或更少时，耐化学性定义为良好。
表7
5％NaOH  10％HCl γ-丁酸-1内酯   NMP   IPA   丙酮 去离子水
实施例 红(ΔEab)   1.83   0.63   0.63   0.47   0.35   0.97   0.65
绿(ΔEab)   1.86   0.59   0.55   0.58   0.50   0.58   0.85
蓝(ΔEab)   0.43   0.35   0.82   0.35   0.78   0.23   0.49
  比较实施例 红(ΔEab)   0.86   0.41   0.29   2.59   0.31   0.59   0.65
绿(ΔEab)   0.72   0.51   0.89   0.47   0.27   0.67   0.58
蓝(ΔEab)   0.15   0.65   0.29   0.52   0.34   0.56   0.065
第三，通过将各颜色过滤器层放入大约250℃、N2气氛的炉子中达1小时后检查其颜色的变化，从而测试各红，绿，蓝颜色过滤器层(厚度：大约为1．2μm)的耐热性。结果示于表8中。
表8
红(R)△Eab 绿(G)△Eab 蓝(B))△Eab
实施例 1．45 1．28 1．54
比较实施例 1．25 1．45 1．36
第四，在表9中示出了各红，绿，蓝颜色过滤器层(厚度：大约为1．2μm)的耐光性。这里，测试耐光性的条件如下：
设备：Weather-Ometer Ci65／XW
温度：53～88℃
湿度：20～70％RH
灯：Xenon Sunshine Carbon
时间：250小时
表9
红(R)△Eab 绿(G)△Eab 蓝(B)△Eab
实施例 1．64 0．82 2．17
比较实施例 2．85 2．82 1．81
第五，使用Olympus光谱仪测试颜色过滤器层(厚度：大约为1．2μm)的颜色坐标特性，并示于表10中。这里，参考试样是1737裸玻璃(Coming Co)。
表10
    实施例     比较实施例
  颜色协调性     红   R(1.0μm)Y：27.7X：0.54,y：0.34   R(1.0μm)Y：27.7X：0.53,y：0.34
    绿   G(1.0μm)Y：56.6X：0.32,y：0.50   G(1.0μm)Y：56.6X：0.3l,y：0.50
    蓝   B(1.0μm)Y：22.1X：0.15,y：0.16   B(1.0μm)Y：22.1X：0.15,y：0.16
如表6-10所示，本发明颜色过滤器层的粘结力，耐化学性，耐热性，耐光性，颜色协调性能好于比较实施例的颜色过滤器的这些特性。
同时，本发明制造颜色过滤器的方法与比较实施相比工艺流程更短和更简单。
按照本发明，进行高温固化过程并形成SiO2缓冲层，从而形成具有较高膜硬度的颜色过滤器层。结果，在组合膜的形成和清洗过程中，减少了由于各层之间的粘结缺陷而导致的界面条纹。
同时，由于本发明颜色过滤器所提高的性能，因而不要求保护层。

Claims (36)

1．一种制造颜色过滤器的方法，该方法包括以下步骤：
a-1)用黑色基质材料涂覆基体，并随后通过光刻工艺形成黑色基质图案；
b-1)用光源辐射位于基体上并包括第一热转移颜色过滤器层的转移膜，由此在基体上形成第一颜色过滤器层；
c-1)用光源辐射位于基体上并包括第二热转移颜色过滤器层的转移膜，由此在基体上形成第二颜色过滤器层；
d-1)用光源辐射位于基体上并包括第三热转移颜色过滤器层的转移膜，由此在基体上形成第三颜色过滤器层；
e-1)在200～300℃固化在其上形成第一，第二，第三颜色过滤器层的基体；
f-1)在所获得的产物上形成透明电极层。
2．权利要求1的制造颜色过滤器方法，其中黑色基质材料是铬或氧化铬。
3．权利要求1的制造颜色过滤器的方法，其中黑色基质材料是石墨，或通过将黑色颜料分散在感光树脂中而获得的有机材料。
4．权利要求3的制造颜色过滤器的方法，其中还包括步骤：在100～300℃固化基体，其中在步骤b-1)之前由黑色基质材料形成黑色基质图案。
5．权利要求3的制造颜色过滤器的方法，其中在步骤e-1)中固化由黑色基质材料形成的黑色基质图案。
6．权利要求1的制造颜色过滤器的方法，其中透明电极层的厚度是800～4000_，而其板电阻是2～100Ω／□。
7．权利要求1的制造颜色过滤器的方法，还包括在步骤f-1)之前形成保护层的步骤。
8．权利要求1的制造颜色过滤器的方法，还包括在步骤f-1)之前形成缓冲层的步骤。
9．权利要求8的制造颜色过滤器的方法，还包括在缓冲层形成步骤之前形成保护层的步骤。
10．权利要求1的制造颜色过滤器的方法，其中在形成黑色基质层和第一，第二，和第三颜色过滤器层之前和之后，用UV射线和／或O3或表面活性剂处理基体表面。
11．一种制造颜色过滤器的方法，该方法包括以下步骤：
a-2)用黑色基质材料涂覆基体，并随后通过光刻工艺形成黑色基质图案；
b-2)用光源辐射位于基体上并包括第一热转移颜色过滤器层的转移膜，由此在基体上形成第一颜色过滤器层；
c-2)在200～300℃下固化在其上形成第一颜色过滤器层的基体；
d-2)用光源辐射位于基体上并包括第二热转移颜色过滤器层的转移膜，由此在基体上形成第二颜色过滤器层；
e-2)在200～300℃下固化在其上形成第二颜色过滤器层的基体；
f-2)用用光源辐射位于基体上并包括第三热转移颜色过滤器层的转移膜，由此在基体上形成第三颜色过滤器层；
g-2)在200～300℃下固化在其上形成第三颜色过滤器层的基体；
h-2)在所获得的产物上形成透明电极层。
12．权利要求11的制造颜色过滤器的方法，其中黑色基质材料是铬或氧化铬。
13．权利要求11的制造颜色过滤器的方法，其中黑色基质材料是石墨，或通过将黑色颜料分散在感光树脂中而获得的有机材料。
14．权利要求13的制造颜色过滤器的方法，还包括步骤：在100～300℃固化基体，其中在步骤b-2)之前由黑色基质材料形成黑色基质图案。
15．权利要求13的制造颜色过滤器的方法，其中在步骤c-2)中固化由黑色基质材料形成的黑色基质图案。
16．权利要求11的制造颜色过滤器的方法，其中透明电极层的厚度是800～4000_，而其板电阻是2～100Ω／□。
17．权利要求11的制造颜色过滤器的方法，还包括在步骤h-2)之前形成保护层的步骤。
18．权利要求11的制造颜色过滤器的方法，还包括在步骤h-2)之前形成缓冲层的步骤。
19．权利要求18的制造颜色过滤器的方法，还包括在缓冲层形成步骤之前形成保护层的步骤。
20．权利要求11的制造颜色过滤器的方法，其中在形成黑色基质层，和第一，第二，和第三颜色过滤器层之前和之后，用UV射线和／或O3，或表面活性剂处理基体表面。
21一种制造颜色过滤器的方法，其包括步骤：
a-3)用光源辐射位于基体上并包括热转移黑色基质层的转移膜从而形成黑色基质图案。
b-3)用光源辐射位于基体上并包括第一热转移颜色过滤器层的转移膜，由此在基体上形成第一颜色过滤器层；
c-3)用光源辐射位于基体上并包括第二热转移颜色过滤器层的转移膜，由此在基体上形成第二颜色过滤器层；
d-3)用光源辐射位于基体上并包括第三热转移颜色过滤器层的转移膜，由此在基体上形成第三颜色过滤器层；
e-3)在200～300℃固化在其上形成第一，第二，第三颜色过滤器层的基体；
f-3)在所获得的产物上形成透明电极层。
22．权利要求21的制造颜色过滤器的方法，还包括步骤：在步骤b-3)之前在200～300℃固化在其上形成黑色基质图案层的基体。
23．权利要求21的制造颜色过滤器的方法，其中在步骤e-3)之前固化黑色基质图案。
24．权利要求21的制造颜色过滤器的方法，其中透明电极层的厚度是800～40000_，而其板电阻是2～100Ω／□。
25。权利要求21的制造颜色过滤器的方法，还包括在步骤f-3)之前形成保护层的步骤。
26．权利要求21的制造颜色过滤器的方法，还包括在步骤f-3)之前形成缓冲层的步骤。
27．权利要求26的制造颜色过滤器的方法，还包括在缓冲层形成步骤之前形成保护层的步骤。
28．权利要求21的制造颜色过滤器的方法，其中在形成黑色基质层，和第一，第二，和第三颜色过滤器层之前和之后，用UV射线和／或O3，或表面活性剂处理基体表面。
29．一种制造颜色过滤器的方法，该方法包括以下步骤：
a-4)用光源辐射位于基体上并包括热转移黑色基质层的转膜，从而在基体上形成黑色基质图案；
b-4)用光源辐射于基体上并包括第一热转移颜色过滤器层的转移膜，由此在基体上形成一颜色过滤器层；
c-4)在200～300℃固化在其上形成第一颜色过滤器层的基体；
d-4)用光源辐射位于基体上并包括第二热转移颜色过滤器层的转移膜，由此在基体上形成第二颜色过滤器层；
e-4)在200～300℃固化在其上形成第二颜色过滤器层的基体；
f-4)用光源辐射位于基体上并包括第三热转移颜色过滤器层的转移膜，由此在基体上形成第三颜色过滤器层；
g-4)在200～300℃固化在其上形成第三颜色过滤器层的基体；
h-4)在所获得的产物上形成透明电极层。
30．权利要求29的制造颜色过滤器的方法，还包括步骤：在200～300℃固化基体，其中在步骤b-4)之前形成黑色基质图案。
31．权利要求29的制造颜色过滤器的方法，其中在步骤c-4)中固化黑色基质图案。
32．权利要求29的制造颜色过滤器的方法，其中透明电极层的厚度是800～4000_，而其板电阻是2～100Ω／□。
33．权利要求29的制造颜色过滤器的方法，还包括在步骤h-4)之前形成保护层的步骤。
34．权利要求29的制造颜色过滤器的方法，还包括在步骤h-4)之前形成缓冲层步骤。
35．权利要求34的制造颜色过滤器的方法，还包括在缓冲层形成步骤之前形成保护层的步骤。
36．权利要求31的制造颜色过滤器的方法，其中在形成黑色基质层，和第一，第二，和第三颜色过滤器层之前和之后，用UV射线和／或O3或表面活性剂处理基体表面。
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