專利名稱：包括濾色器的器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種其襯底包括濾色器的器件，該濾色器至少部分地覆有頂部被覆層。
本發(fā)明還涉及制造這種器件的方法。
上述濾色器可用于諸如液晶顯示器之類的電光顯示器件，但也可用于例如說電荷耦合器件中，供拾取圖象等之用。這種濾色器通常包括彩色象素圖形，但也可以包括所謂“黑陣列”。
本文開端所述的那種器件應用于例如美國專利4，744，637中所述的液晶顯示器中。該專利描述了這樣一種頂部被覆層，該頂部被覆層對紫外線不象迄今有的一般頂部被覆層那樣敏感，而且其熱膨脹系數達到這樣的程度，使其在以后配備諸電極時幾乎不會變得粗糙或呈波浪形。頂部被覆層包括SiO2時能取得令人滿意的效果，而采用自動照相排版用的丙烯酸類樹脂時會變得非常粗糙。
特別是用在液晶顯示器中時，這類頂部被覆層必須滿足一系列要求。
例如，頂部被覆層應能經得起以后的一系列制造工序。舉例說，如果下一步工序是形成象銦錫氧化物之類的透明導電通路，則這時頂部被覆層就既要能耐受所使用的蝕刻材料，又要使頂部被覆層和/或濾色器能在所采用的溫度下不致形成波浪形。淀積銦錫氧化物的溫度最好選取較高的溫度(180℃-200℃)，因為這使導電通路的最終電阻率最小。
此外，頂部被覆層最好不越出實際顯示部分之外，因為襯底上的那個部位可能已有其它接線通路，例如芯片在玻璃上的接線。因此如果能將頂部被覆層構成一定的圖形有好處。但頂部被覆層不應突然中斷，因為這樣可能會使越出邊緣的導電通路中的邊緣區(qū)裂開。
此外，該頂部被覆層還應能經得起確定液晶層厚度的隔片在其上施加的印壓。
本發(fā)明的目的之一是提供一種能盡可能令人滿意地滿足上述要求的頂部被覆層。
為達到此目的，本發(fā)明的器件具有這樣的特征頂部被覆層包括經固化的丙烯酸類樹脂，并且它的至少一個邊緣的厚度逐漸減小。
本發(fā)明是以這樣的認識為基礎的，即應用柔性版壓制技術或例如模印技術可以形成一種可聚合樹脂制成的硬質耐刮的頂部被覆層。
在這方面應該指出的是，從歐洲專利EP-A-0，266，218就可以了解到應用包括丙烯酸類樹脂的頂部被覆層的情況。但在該專利中只提到熱固性樹脂，并沒有談到傾斜邊緣。
頂部被覆層為例如環(huán)氧樹脂和聚酰胺樹脂時其圖形能取得令人滿意的效果，但由此形成的薄層軟到這樣的程度，以致它們可能會因隔片的壓力而損傷，或者可能會受到一定程度的印壓(這與所在的位置有關)從而使液晶層的厚度發(fā)生變化。此外，這種涂層對經受后面各工序，例如各電極形成時(溫度，蝕刻液等)的能力往往差一些。
頂部被覆層的邊緣最好以小于30度的坡度減小;在實際應用中，可以采用1至2度的坡度。
從整個制造過程來看，濾色器外的頂部被覆層，其傾斜角可局部變化，甚至可略反向延伸，這視襯底和工藝參數而定，但這個反向變化的坡度基本上總是在2度或2度以下的范圍。
所述頂部被覆層是通過丙烯酸樹脂的聚合制取的，其硬度最好至少為4H鉛筆硬度。含三羥甲基丙烷、正乙烯基吡咯烷酮、季戊四醇三醋酸酯或季戊四醇四醋酸酯的丙烯酸類樹脂可供此種用途。
設有頂部被覆層的襯底還可用于液晶顯示器以外的電光顯示器中。
本發(fā)明制造這種器件的方法具有這樣的特征將襯底清理干凈之后，在濾色器的部位加頂部被覆層材料，在頂部被覆層上構圖，然后用紫外線固化該頂部被覆層材料。
清理工序可以是用氧等離子體進行的處理，也可以是用紫外臭氧進行的處理。
被覆層材料可用柔性版壓制法或模印技術進行構圖。
材料經構圖之后，擱置5至10分鐘，然后進行固化;固化最好是在惰性氣氛中進行。
現(xiàn)在參照實施例和附圖更詳細地說明本發(fā)明的上述和其它方面的內容。
圖1示意示出了本發(fā)明的顯示器的一部分。
從圖1的示意圖中可以看到，顯示器1的一部分具有玻璃、石英或其它合適材料制成的第一支撐板2。用液晶技術中常用的方法在支撐板2上覆有濾色器3;在本實例中，濾色器3包括對應于各象素的色組4[紅(r)、綠(g)、藍(b)]。此外，濾色器也可包括所謂“黑陣列”。
濾色器3設有頂部被覆層5，按照本發(fā)明，頂部被覆層5由經聚合的丙烯酸類樹脂構成，且其邊緣區(qū)(區(qū)6)的厚度逐漸減小，例如取1至2度的坡度。后面將更詳細地說明這種頂部被覆層的制造過程。
頂部被覆層5配備有金屬化圖形7，該圖形由例如透明的銦錫氧化物(ITO)電極構成。在配備金屬化圖形之前先淀積一薄SiO2層。在本發(fā)明的器件中，銦錫氧化物可以在較高的溫度下淀積(且必要時退火處理)而不致使頂部被覆層5起波紋或粗糙。如此高的淀積溫度使ITO電極電阻非常小。ITO層構圖時可能采用的腐蝕液不侵蝕頂部被覆層5。
顯示器還包括第二支撐板8，支撐板8上設有電極9;電極9是這樣形成象素的由電極9和金屬化圖形7構成縱橫交叉的系統(tǒng)，系統(tǒng)中的各交叉口即形成象素(無源激勵);或者由電極9構成圖象電極，各圖象電極則由開關元件、激勵和數據線組成的系統(tǒng)(圖中未示出)激勵(有源激勵);在后一種情況下，電極7可以取單個扁平結構。
必要時可設保護/定向層10的兩個支撐板2與8之間有一液晶材料層11。兩支撐板借助于密封邊12和隔片13彼此以基本上不變的距離固定住。顯示器1還可以按一般方式進而配備以偏振器-反射器等。
頂部被覆層在邊緣區(qū)域(區(qū)域6)處厚度逐漸減小，從而可以在該區(qū)設金屬化層7而不致冒因間隔范圍不好而斷裂的風險。
由于本發(fā)明的頂部被覆層5、6硬(因而耐刮)，因而不怕隔片13區(qū)域處的該層印壓。
頂部被覆層5、6可按下法制造?；撞牧蠟槔绮ＡО?，玻璃板上設有濾色器4，且必要時還可在實際顯示部分外設置所有其它金屬化通路，例如在玻璃上的芯片組合件。為確保這些其它的金屬化通路令人滿意地接觸，最好在頂部被覆層5、6上構圖。
為使頂部被覆層令人滿意地粘結，事先應通過例如短時的氧等離子體處理(10-20秒)將襯底2和濾色器3清理干凈，但也可以通過紫外/臭氧處理(0.5-10分鐘)進行。
然用柔性版壓制法構制頂部被覆層的圖形5。待壓制的材料(在本實施例中為丙烯酸類樹脂)經由具有待構制圖形的橡皮版覆到玻璃板上。該丙烯酸類樹脂(例如三羥基丙烷三醋酸酯)中單體和二聚物的比例應達到使材料具有適宜壓制的正確粘度。為了可以采用柔性版壓制法，不采用溶劑。但可以加入進一步壓制處理用的可能有的輔助材料(表面活化劑，紫外引發(fā)劑等)。
也可以用印模代替橡皮版。
剛壓制后的被覆層最大厚度為0.5-3微米。
接著將被覆層短時間(5至10分鐘)放置，令其小幅度自由流動，于是就形成傾斜部分6。最后在無氧的情況下用紫外線固化頂部被覆層5、6。有氧存在會使被覆層5、6因聚合物聚合和交聯(lián)的程度減小而變軟，于是產生上述缺陷。如此得出的丙烯酸樹脂在耐受以后的制造顯示器工序方面(高溫，壓制，各種腐蝕液)令人滿意。
當然，本發(fā)明并不局限于上述實例，對上述實例可以進行各種修改。舉例說，在這種襯底上還可設置不是以液晶效應為基礎的其它顯示器，同時這種頂部被覆層也可用于其它濾色器中，例如電荷耦合器件。
權利要求
1.一種襯底上設有至少部分被覆有頂部被覆層的濾色器的器件，其特征在于，所述頂部被覆層包括經固化的丙烯酸樹脂，并且它的至少一個邊緣的厚度逐漸減小。
2.如權利要求1所述的器件，其特征在于，頂部被覆層的厚度以最大為30度的坡度減小。
3.如權利要求2所述的器件，其特征在于，所述坡度小于5度。
4.如權利要求1、2或3所述的器件，其特征在于，頂部被覆層的硬度至少為4H鉛筆硬度。
5.如以上任一權利要求所述的器件，其特征在于，頂部被覆層基本上不含丙烯酸樹脂的溶劑。
6.如以上任一權利要求所述的器件，其特征在于，丙烯酸樹脂至少包含三羥甲基丙烷、正乙烯基吡咯烷酮、季戊四醇三醋酸酯或季戊四醇四醋酸酯。
7.一種兩支撐板之間包括一個顯示介質的電光顯示器，其特征在于，它裝有權利要求1至6中任一權利要求所述的器件。
8.如權利要求7所述的器件，其特征在于，所述顯示介質包括液晶材料。
9.一種如權利要求1至8中任一權利要求所述的器件的制造方法，其特征在于，將襯底清理干凈之后，在濾色器的部位加頂部被覆材料，在該頂部被覆層上構圖，然后用紫外線固化上述頂部被覆材料。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，清理工序采用氧等離子體處理或紫外/臭氧處理。
11.如權利要求9或10所述的方法，其特征在于，在構圖與固化處理工序之間至少有5分鐘的等待時間。
12.如權利要求9、10或11所述的方法，其特征在于，固化處理是在惰性氣氛中進行的。
13.如權利要求9至12中任一權利要求所述的方法，其特征在于，構圖采用柔性版壓制法或模印法。
全文摘要
濾色器(3)用的一種頂部被覆層，硬得足以承受隔片(13)的壓力，其邊緣(6)傾斜成一定的角度，從而使間隔范圍能達到令人滿意的程度，這種頂部被覆層可用柔性版壓制法制取。
文檔編號G02B5/20GK1054138SQ91101089
公開日1991年8月28日 申請日期1991年2月18日 優(yōu)先權日1990年2月19日
發(fā)明者杰拉達斯·C·M·迪凱澤, 安東尼厄斯·H·M·拉伊梅卡斯, 皮特勒斯·E·M·巴爾圖森, 亨利卡斯·G·J·A·M·盧賓 申請人:菲利浦光燈制造公司