CN1167530A - 用于滤色片的仿形平整层成型方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种制造液晶显示板用滤色片的仿形平整层或保护层的方法。一转印层形成于一具有仿形表面的收集装置上。多个有色油墨图案形成于转印层上，借以形成多色图象，该多色图象将形成滤色片。然后，将这种多色图象转印到片基上，使转印层有效地变成一顶部保护或平整层。收集装置上的仿形表面被施加到该平整层上。

Description

用于滤色片的仿形平整层成形方法和装置

                     相关申请

本申请是于1994年12月2日递交的、题为“用于滤色片的仿形平整层成形方法和装置”的美国申请08/348,597的连续申请。

                     发明领域

本发明涉及用于液晶显示面板的滤色片，及其生产方法。

                     发明背景

液晶显示板(LCDS)，尤其是彩色液晶显示板，可用于平面屏幕电视、投影电视系统和摄像机(camcorder)取景器，并在以后可运用于更多的场合。

有源矩阵液晶显示器的制造涉及到前、后玻璃板的制备。前玻璃板的制备涉及将一滤色片元件覆盖于一合适的片基，如玻璃上。滤色片的覆盖一般涉及覆盖一黑色矩阵图案，并将三原(一般为红、绿、蓝或黄、深红、青绿)色点或色孔图案覆盖在由黑色矩阵勾勒的空间内。形成黑色矩阵的线条一般约为15-25微米宽、0.5-2微米厚。红、绿、蓝色孔一般约相当于70-100微米宽、200-300微米长。印刷色孔的厚度一般约小于10微米，较好的是小于5微米，它们必须被均匀施加和精确定位于黑色矩阵所形成的图案内。前玻璃板片基一般是通过在滤色元件上方覆盖一平整层、透明传导层和一聚酰胺调准层而完成。透明传导层一般为氧化铟锡(ITO)，但也可以使用其它材料。

后玻璃板的制备涉及形成薄膜晶体管或二极管，以及金属互连线。每个晶体管用作显示板上各色彩像素的开关。第三亦即最后一步是将两块板装配起来，包括在两块板之间注入液晶材料，以形成液晶显示板。

在形成滤色片过程中的一个关键步骤是滤色片的红、绿、蓝色点(也称作色孔)的形成。这种色孔应覆盖成厚度尽可能地光滑和均匀。以前用来印刷滤色片图案的油墨印刷法使得色彩图案的光滑程度不够。这在很大程度上是因为现有技术的油墨覆盖法所形成的油墨孔的横截面是呈圆形或三角形。因而，在色彩图案被印到片基上后，通常将一平整层覆于色彩图案上，以缓和因覆盖工艺而造成的覆盖层光滑性和厚度均匀性的不足。透明平整层还可起到防止离子移到氧化铟锡层和色彩图案层以及从其中移出。该平整层应覆盖得尽可能光滑和平整。

以前，康宁股份有限公司曾提出一种制备此类保护性平整层的新方法。这种新方法是1994年2月16日申请的名为“滤色片和印刷方法”的专利申请08/197,141的主题，其说明书援引在此供参考。在此申请中，转印层14设在一收集器16上。而后，用油墨印刷方法将油墨色孔覆盖于该透明转印层上。接着，油墨色孔便覆盖到一玻璃片基上，并夹于转印层和玻璃片基之间，其工艺类似于图3所示。

在覆盖好一平整层后，一般将一诸如氧化铟锡(ITO)之类的传导层覆盖于该平整层之上。如果平整层的外侧顶部或上缘具有尖锐或方形(90度)的边缘，覆盖于该平整层之上的传导(ITO)层可能发生破裂或不连续。因而，需要提供一种制造滤色片的方法和装置，它所生产的滤色片能产生没有尖锐边缘的平整层，因而不会造成氧化铟锡层的破裂。还需要用一种比现有技术更为简单有效的方法来生产这种滤色片。

除了能在滤色片上提供倾斜或圆角边，还需要其能在平整层上产生其它成形形状，或在滤色片上覆盖其它顶面保护层。例如，需要其能在顶面保护层的表面上提供一密纹图案。这种密纹图案可用来使液晶定向，而无需使用一独立的调准层。例如，这种密纹图案曾在SID1992汇编的393-396页上，由Ito等人发表的“用于液晶调准的研磨聚合物表面上的密纹间距的均匀度和狭窄度”中讨论过。

                      发明概要

本发明涉及通过将平整层于覆盖到片基之前先成形于一仿形收集器装置上而将成形的平整层形成于滤色片上作液晶显示用途的方法。将转印层设于仿形收集装置上，诸如一收集辊或收集板。接着，将构成滤色片的各红、绿、蓝色孔覆盖于转印层上以形成一滤色图案。最好，在有色油墨孔形成之前将黑色矩阵图案形成于转印层上。在转印层上形成色彩图案后，整个转印层和滤色片图案的合成层从收集器装置转印到片基上，使得滤色片图案与玻璃片基相接触。因而，转印层最终位于滤色片图案的顶部，从而用作滤色片的平整层和/或保护层。

由于本发明所采用的收集器装置具有一成形或仿形表面，因此可将成形形状施加到平整层上。因此，如果需要的话，通过使用一合适形状的收集装置表面，可以沿转印层的外侧边形成一倾斜或凸起的形状。在这种情况下，当将转印层(最好是与构成滤色片的色孔一起)覆盖于玻璃片基上时，转印层可用作一平整化和/或保护层，它具有一向下朝玻璃片基的外侧边倾斜的倾斜或凸起外侧边。为了便于将倾斜区形成于玻璃片基上，最好在成形过程中将转印层夹于仿形收集辊与另一个辊之间，该辊的外周面上具有一凹陷区，它接近滤色片图案的深度。该辊上的凹陷区在转印层上形成一上升区，它与转印层的倾斜边区正相反。然后将滤色片图案覆盖在转印层的该上升区内。利用这种方法，倾斜边区将围绕滤色片图案，滤色片图案好象要嵌入转印层。

在本发明的一个这样的实施例中，在接纳构成滤色片各像素的色孔之前，将转印层覆盖于一仿形收集辊上，该辊具有一下凹的中央部分和外侧边缘倾斜部分。而后，该转印层与一黑色矩阵图案辊相接触，该辊上具有与所需要的黑色矩阵图案相对应的凹纹图案。该凹纹图案最好含有黑色矩阵油墨，该黑色矩阵油墨在覆盖到转印层之前或在覆盖过程中已固化或至少部分固化，以利于保持凹版图案的形状。该固化的黑色矩阵图案的转印使得在转印层上形成一凸起的黑色矩阵图案。该凸起的黑色矩阵图案在转印层其余部分以上的厚度较好是在1-10微米左右，更好是在2-6微米左右，最好是在3-4微米左右。

在凹版和照相凹版印版内的油墨一般具有一负液面，凹版图案中的油墨表面弯到印刷表面以下。因而，转印层在接触黑色矩阵油墨时最好是液态，使得它能粘附于黑色矩阵油墨。液态转印层接触黑色矩阵油墨的部分最好在与黑色矩阵油墨相接触的同时固化，借此将油墨从凹版印刷图案的凹槽中移出。转印层与最终的滤色片的外侧边缘(即倾斜边)相对应的区域最好掩盖起来，以使其在这一过程中不会固化，而仍保持液态或胶粘状，因而它在以后的转印过程中能粘附于片基上。

或者，可以在不用黑色矩阵油墨，以及用来使转印层的滤色片侧按黑色矩阵油墨图案变形的凹纹图案的情况下，使用黑色矩阵图案辊，借此以形成一与所需的黑色矩阵图案相对应的凸起图案。这种实施例的特点就在于，平整层在覆盖到一滤色片图案片基上之前，其两侧就已成形。转印层接触图案辊图案表面的部分最好在接触过程中固化，以使转印层永久保持由辊所赋予的图案。然后，将红、绿、蓝色点覆盖在形成于转印层上的凸起图案的凹槽内。如果需要的话，可将一黑色矩阵油墨图案覆盖于凸起图案的顶部或是液晶显示装置内的另一个位置。例如，可将黑色矩阵图案覆盖于薄膜晶体管顶部的薄膜晶体管(TFT)片基上。

可采用油墨印刷方法将红、绿、蓝色孔覆盖于由凸起图案(最好是一凸起的黑色矩阵图案)所形成的凹槽内。而后，在构成色孔的油墨仍可变形的情况下，将所得到的、由转印层、有色油墨孔或是一黑色矩阵图案所组成的合成物转印到玻璃片基上。将柔软而可变形的有色油墨孔于覆盖过程中压在转印层与玻璃之间。由于有色油墨孔在其覆盖到片基的过程中是可塑性变形的，因此，可将它们压成具有比现有技术的方法所能得到的更为光滑而均匀的厚度，以及更为光滑而平整的顶部。转印层有助于有色油墨的变形，还可用作平整化或保护层，因而有利于保持更均匀的油墨孔形状。在这一方面，本发明与现有技术正相反，其中，是先将滤色片阵列覆盖于片基上，然后覆盖一平整层，再进行次加工工序中的光滑性加工。有色油墨孔和转印层的其余部分(即对应于滤色片的外侧边缘区域)在转印过程中或不久以后最好充分地硬化，以将油墨和转印层合成物粘附于片基上，同时，永久地保持有色油墨点平整的形状。例如，这可以通过使用可辐射固化的油墨并使油墨在压缩转印的同时固化。对玻璃片基的粘附作用是由像素油墨和转印层接触片基的那部分(通常在色彩像素油墨区域以外)提供，这两个部分在最后的转印过程中最好是在受压的同时用紫外线照射来固化。对倾斜边的传导或平整层来说，转印层位于印有像素油墨区域以外的边缘区域将提供粘附作用，只要这一区域保持足够的粘性以粘附于片基即可。

例如，形成转印层的材料可以从如下这组材料中挑选：聚酰亚胺、环氧化物、丙烯酸类、乙烯醚、聚亚胺酯、聚酯，以及丙烯酸酯化或甲基丙烯酸酯化的丙烯酸类、酯类、氨基甲酸乙酯、环氧化物，和其它在传统的滤色片装置中通常可用作平整层的材料。用于转印层的较佳的材料是可辐射固化的丙烯酸酯材料，诸如可辐射固化的环氧丙烯酸酯。转印层作为一薄膜覆盖于收集器装置上，厚度一般小于10微米。转印层最好是用一种可辐射固化的材料形成，以便于固化。在这种情况下，大部分转印层在接纳构成黑色矩阵和滤色片图案的油墨图案的同时固化。对倾斜边的转印层来说，在接纳油墨图案的同时，最好防止对倾斜边区域进行固化辐射，使它们在覆盖到片基上之前保持液态。而后，这些边缘区域与有色油墨点图案一起在覆盖到片基的过程中固化。

本发明相对于现有技术的方法来说具有几个优点。通过使转印层的边缘倾斜，可避免传导膜(一般为氧化铟锡)破裂。由于是在滤色片的覆压过程中将平整层覆于滤色片上，因此不需要次成形加工工序来涂覆或弄斜平整层的外部边缘。

通过使用一光滑的收集装置表面，转印层最终将成为一光滑的顶部平整层。然而，在某些情况下，转印层可能还不止需要平整或光滑。在这种情况下，可以通过将所需要的外形的反面形状先成形于收集装置表面上，使形成相应的形状。例如，通过在收集辊上适当地形成密纹图案，该密纹图案在转印层覆盖于片基上时将形成于它的顶部。这种“密纹”构造的表面可用来使液晶材料定向，而无需一独立的调准层。在本发明提出之前，一般是用研磨和刮磨技术将密纹图案成形于滤色片的顶层上的。

密纹图案，意思就是例如在收集辊表面上设许多平行的凸条或凹槽。例如，这些平行的密纹可以是相当于每微米长度的收集辊表面具有十根凸条或凹槽，凸条高度约为百分之七到十分之几微米。当然，如果需要的话，密纹可以比这些尺寸更小或更大些，或是更分散或更密集些。

                        附图简述

图1表示按照本发明的一个方法和装置。

图2表示按照本发明的另一个方法和装置。

图3表示将转印层连同黑色矩阵图案和有色油墨点图案一起覆盖于玻璃片基上的过程。

图4表示本发明的一个较佳实施例。

图5A是本发明一收集装置的轴向剖视图，该收集装置上具有一转印层它按照图1所示的工艺来接纳黑色矩阵图案。

图5B是按照如图3所示的本发明，将转印层、黑色矩阵图案和滤色片阵列合成物从收集辊上覆盖到片基上的过程的轴向剖视图。

图5C是用图5A和图5B所示的工艺所形成的滤色片的剖视图。

图6A是按照本发明的另一种收集辊的剖视图。

图6B是用图6A所示的收集辊所形成的滤色片和平整层的剖视图。

图7A是按照本发明的又一种收集辊的剖视图。

图7B是用图7A所示的收集辊所形成的滤色片和平整层的剖视图。

图8A是具有密纹图案的收集装置表面的一部分放大的立体图。

图8B是用图8A所示的收集装置表面来覆盖所形成的具有密纹表面的滤色片的立体图。

图8C是具有较佳的密纹图案的收集装置表面的一部分放大的立体图。

发明详述

在本发明中，将一转印层覆盖在一个诸如收集辊或收集板之类的收集装置上。本发明的收集装置包括一个仿形表面，当转印层从该收集装置转印到片基上时，转印层的上表面按收集装置的该仿形表面而成形。因此，本发明的方法例如可用来形成具有倾斜外侧边缘的平整层。

然后，将红、绿、蓝色点图案覆盖于转印层上，并将所得到的由转印层和色孔所组成的合成物一次性转印到玻璃片基上。在接纳色点图案之前，最好将一黑色矩阵图案覆盖于转印层上。

该转印层提供了一独特的表面，上面形成有各红、绿、蓝(黄、深红、青)色点图案，如果需要，还形成有黑色矩阵油墨图案。在转印层上形成滤色片图案使得由转印层、黑色矩阵图案和色点图案所组成的整个组件能被转印到一片基上，并使滤色片夹于转印层与片基之间。由于转印层可用作一就地成形的平整层，因此，不需要以后的其它操作来形成一平整层。这种转印层也在美国专利申请08/197,141讨论过，该说明书援引在此供参考。

在本发明的一个实施例中，将转印层施加于一个收集器的表面上，该表面具有一略微凹陷的中央部分，其形状为，当在轴向方向上朝收集辊的外侧边缘移动时，它是径向地从收集辊表面朝外倾斜。例如，在图5A和图6A中，所示的收集辊16具有凹陷的中央部分70。从这些中央部分开始(即从辊的中央开始)向外，收集辊16的表面从辊轴线径向地向外倾斜而形成斜角成形区域72。利用图5A和图6A所示的收集器的凹陷表面，将转印层覆盖于该收集器表面上，而后，在转印到片基上之前，将构成滤色片的色孔覆盖于该转印层上。在接纳色孔之前，最好将黑色矩阵油墨图案也覆盖到转印层上(如图1和图5A所示，并在下面将进一步说明)。然后，可以将整个合成物以转印层位于顶部的形式覆盖，以形成一适用于液晶显示的滤色片。通过这种方法，转印层将成为平整层。弄斜过的转印或平整层的外侧边缘最好形成使斜面围绕滤色片图案的边缘延伸状。例如，在图5a中，转印层的外侧边缘形成于收集辊16的边缘弄斜区72与位于黑色矩阵构图辊18上的凹陷区73之间。凹陷区73在转印层14上形成上升区域78。该上升区域78将有效地围绕滤色片图案，并在覆盖到玻璃片基上时与该片基相接触。将收集辊16与黑色矩阵构图辊18相结合使用，如图5A所示，将形成如图5C所示的弄斜的平整层，其中，收集辊16的斜面成形区72在平整层14上形成倾斜区域74。

同样，使用图6A所示的收集辊16将形成具有圆角形斜边区域74的平整层，如图6B所示。

图5A和图5B所示的收集辊16采用的是明显倾斜的斜面，而图6A所示的收集辊采用的是圆形或圆角形斜面。这种圆形或圆角形斜面可采用各种不同的倾斜角度。例如，较佳的倾斜角度包括20-70°左右，更好是30-45°左右。但应予注意的是，本发明并不局限于这些具体角度，实际上，可采用任何所需要的角度。

本发明的仿形收集辊16并不局限于在平整层上提供倾斜或圆形斜面，它还可用来在转印层14的顶部形成一有形表面。例如，本文所讨论的任一种收集辊16可设有这样一种表面，上面具有基本上互相平行的凹槽或凸条75，如图8A所示。通过这种方法，所得到的平整层14上面将具有相应的凹槽或凸条77，如图8B所示。

这些凹槽或凸条75最好是直的，并且相互平行，如图8C所示。籍此，所得到的平整层14上将具有相应的凹槽或凸条77，它们也是直的，并相互平行。

图1表示按本发明的一加工工艺的轴向的剖视图。应该注意的是，为便于说明本发明，本文所讨论的所有附图都不需要具有实际的比拟尺寸。透明转印层14设于收集辊16上。收集辊16具有一仿形表面。仿形，意思就是其外周面不是平的(即非完全的圆柱形)。例如，诸如图5A或图6A所示的收集辊，它可用来形成具有倾斜外侧边缘的平整层。如图1所示，除了图5A、6A或7A所示的斜面成形区72，还可设类似的斜面成形区72来弄斜平整层的前、后边缘。或者，或是说另外，收集辊16可设有凸条或凹槽，如图8A所示，使转印层14进而具有相应的凹纹图案，如图8B所示。

在图1中，凹版辊18用作黑色矩阵油墨图案辊，它上面具有一容纳油墨的凹纹图案20，用于容纳可辐射固化的热塑性材料，或溶剂基黑色矩阵油墨28。在一较佳实施例中，油墨涂覆辊30将可辐射固化的黑色矩阵油墨28涂覆于凹纹图案20中。过剩的油墨由刮墨刀32从图案20中去除。然后，例如通过暴露于紫外灯34的紫外线下，而使油墨在凹纹图案20中固化或凝固，借此形成一黑色矩阵图案10，它至少可基本保持凹纹图案20的形状。或者，在一较佳实施例中，凹版辊18由透辐射材料构成，里面装有一紫外灯34c，以使黑色矩阵油墨在保持于凹纹图案20内的同时固化。黑色矩阵油墨的这种固化或凝固还可发生在该黑色矩阵油墨与转印层相接触的同时。例如，该黑色矩阵油墨可通过位于收集辊16内的紫外灯34a的辐射而固化。当黑色矩阵油墨的固化或硬化完成后，该黑色矩阵油墨将保持凹纹图案20的贴切形状。黑色矩阵图案辊18与转印层14相接触，以将固化或者硬化的黑色矩阵图案10从构图辊18的凹纹图案20转印到收集辊16上的转印层14。

可以用油墨型涂覆辊来涂覆转印层14，这在下面将进一步讨论。转印层14可在接纳黑色矩阵图案之前部分固化。但是，转印层14在接触黑色矩阵图案之前最好是液态和便于流动的。在凹版和照相凹版印刷板中的油墨一般具有一负液面，油墨表面弯曲到印刷版表面以下。因而，转印层必须足够的软和粘，以粘附于黑色矩阵油墨，并将油墨从凹版印刷图案的凹槽中移出。转印层接触黑色矩阵的部分最好在黑色矩阵图案转印到转印层14的过程中固化。用可紫外线辐射固化的材料形成转印层14，并在将黑色矩阵图案10覆盖于转印层14上时，用紫外(UV)灯34a对该转印层14进行辐射，以完成上述的这种固化方式。虽然可通过许多方式来辐射紫外线光，包括通过收集器、通过黑色矩阵凹刻板、或是通过在两辊之间的后(分离)间隙处聚焦，但较佳实施例中紫外灯34a是安装在收集辊16内，该收集辊由透紫外线辐射的材料制成，以允许其中的辐射向外照射。应该注意的是，所采用的辐射并不一定是紫外线，而可以是可见光、红外线或其它辐射，这取决于用于转印层的光引发器。

对玻璃片基的粘附作用是由像素油墨提供的，例如，该像素油墨在最后的转印过程中可于受压的同时通过紫外线照射来固化。对于具有斜边的转印层来说，转印层上位于印有像素油墨区域以外的边缘区域也可提供一些粘附力，只要在这一加工工序中，转印层能保持足够的粘性和流动性以粘附于玻璃上就可以。因此，如图1和图5A所示，转印层位于滤色片图案外侧的部分(即所有相邻于收集辊16的边缘弄斜区的部分)，在用来使转印层固化于黑色矩阵油墨的固化工序过程中最好用暗调蒙片76遮盖起来。转印层的该剩余部分(滤色片周围的边缘图案)保持液态，从而在合成物的最后转印过程中，与色彩像素油墨一起固化到片基上，如图5B所示。

使用图1所示的实施例，其中黑色矩阵图案是在凹版辊18的凹纹图案中固化的，黑色矩阵图案的清晰度取决于凹纹图案20的深度和形状，以及该形状施加到黑色矩阵图案10上的好坏程度。通过使黑色矩阵图案10在其仍保持于凹纹图案20中时固化，黑色矩阵图案必将获得凹纹图案的方形边或角，因而避免了传统油墨印刷技术一般会产生的锯齿形、三角形或圆形角或边。

或者，图1所示的装置可以用来使转印层的滤色片侧(即与构成滤色片的有色油墨相接触的一侧)成形，而不是将黑色矩阵覆盖于转印层上。为此，凹版辊18可在没有油墨28的情况下使用，这样凹纹20使转印层14变形。图2示出了本发明的这一方法。辊18上的凹纹图案20与所需要的黑色矩阵图案相对应。因而，转印层14上通过与凹纹20相接触而形成的凸起图案22将与所需要的黑色矩阵图案10相对应。转印层14必须充分硬化，以保持从辊18上获得的压纹图案。这可以通过使用热塑性油墨，并在转印层与辊18的接触点处冷却转印层而使油墨凝固来实现。或者，更好是使用可辐射固化的油墨，用紫外灯34a透过收集辊16的辐射来使转印层14在压纹操作中固化。按照本发明，收集辊16也是应该仿形辊，诸如在图5A、6A、8A或8C中所示的。如果使用倾斜边收集辊16，如以上参照图5A所述的，最好将其遮盖起来，以防止倾斜边在黑色矩阵图案转印到转印层上的过程中固化。因而，在收集辊16的仿形表面使转印层14的一侧成形的同时，转印层14的另一侧由凹版辊18的凹纹图案20所成形。因此，这一具体工艺尤为独特，其中，平整层在被覆盖到片基上之前，其两侧就被仿形或成形。如果需要的话，可以将黑色矩阵油墨从黑色矩阵油墨涂覆辊30上涂覆到凸起的图案22上，以形成凸起的黑色矩阵图案10。

或者，在制造液晶显示板的加工过程中，可以将黑色矩阵油墨28涂覆在一不同的位置。例如，可将黑色矩阵油墨涂覆在其它(TFT)玻璃片基上。例如，如果需要的话，可将黑色矩阵图案覆盖于薄膜晶体管的顶部。对于将黑色矩阵图案覆盖于TFT片基上的操作，似乎在转印层14上形成凸起图案22是有利的，其中，该凸起图案使不同的色孔与黑色矩阵图案分离并调准。接下来利用将黑色矩阵图案10与凸起图案22对齐，当人向下看所得到的液晶显示板时，色孔将出现在黑色矩阵图案内。

要完成滤色片的制作，将涉及到色彩像素的形成。每个色彩像素一般包括红、绿、蓝子像素(子像素在这里也称作色孔)。在上述所有的实施例中，在将凸起图案22(或凸起黑色矩阵图案10)涂覆于转印层14上后，将滤色片图案的红、绿、蓝色孔涂覆于转印层14上由凸起图案10所形成的凹槽11内。最好用照相油墨印刷技术将红、绿、蓝色孔覆盖于黑色矩阵图案10内。在红、绿、蓝色油墨孔覆盖于凸起图案10内后，将由转印层14、凸起图案10和红绿蓝色孔36所组成的整个合成物转印到一玻璃片基12上。

图3表示将黑色矩阵图案10、滤色片图案36和转印层14从收集辊16上覆盖到玻璃片基12上的过程。收集辊16也使用一仿形表面，诸如在图5A、6A、8A、8C中所示的，或其它一些仿形表面。图3所示的合成物，包括用图1所示方法形成的黑色矩阵图案10和构成滤色片图案的有色油墨孔36。在将该合成物覆盖于片基上的过程中，包括红、绿、蓝色孔的油墨孔36最好呈液态或其它可流动的状态。因此，在覆盖过程中，该油墨孔挤压于转印层14与玻璃片基12之间，因而形成一更光滑、更均匀油墨点形状和厚度。最好通过与该转印操作同时的固化作用，保持住这种较为均匀的形状和厚度。可以利用紫外灯34d来完成该固化作用，该紫外灯设置成透过玻璃片基而辐射，如图3和图5B所示。除了使可变形的有色油墨点固化，此时最好也使倾斜边(如果有)固化。这种固化操作清楚地示于图5B中，其中表示紫外线光从紫外线光源34d上发出，以同步地固化有色油墨孔36和转印层14的外侧边缘区域。

图4表示参照图1和图3所描述的方法的一个较佳的实施装置。图4装置包括转印层涂覆辊42，它将一厚度相对较为均匀透明的转印层14涂覆于收集辊16上，然后接纳多色油墨图案。收集辊16上具有一仿形表面。例如，该仿形收集辊16可设计成具有图5A或图6A所示的收集辊表面，以产生一具有倾斜的外侧边缘的平整层，或设计成象图8A那样，以产生一密纹图案，或是这些仿形收集辊表面的组合。

在转印层14形成之后，将一凸起的黑色矩阵图案从黑色矩阵构图辊18覆盖到转印层14上。黑色矩阵构图辊18上具有一与所需要的黑色矩阵图案相对应的凹纹图案20，以及一与所需要的倾斜区域相对应的凹陷区73。凹纹图案20接纳来自于黑色矩阵涂油墨辊30的黑色矩阵油墨。过剩的油墨由刮墨刀32从凹纹图案20中除去，以使凹纹图案20内的油墨具有均匀的厚度。然后，黑色矩阵油墨在保持于黑色矩阵构图辊18的凹纹图案20内的同时，至少部分地固化或凝固。这可以通过在黑色矩阵图案10转印到转印层14之前或者同时使其固化。例如，在一实施例中，黑色矩阵构图辊18由一种透辐射材料形成，在黑色矩阵构图辊18内设有一紫外线光源34c，以发出紫外线辐射，使黑色矩阵油墨图案10固化，或者将紫外线光源49设在能向黑色矩阵构图辊18上发射紫外线进行辐射的地方，从而使黑色矩阵油墨图案10在其保持于黑色矩阵构图辊18的凹纹图案20内的同时固化。或者，可以通过对热蜡质配料成分的适当冷却、对溶剂型油墨的适当干燥、或这些固化机理的组合，来使油墨凝固。

而后，将固化的黑色矩阵图案10从黑色矩阵构图辊20转印到转印层14上。该转印层14在黑色矩阵图案覆盖到它上面之前最好为液态，已使其具有足够的粘性来将黑色矩阵图案从凹版辊18上转移。转印层14最好在与黑色矩阵图案10相接触的同时固化或硬化，使得具有足够的硬度以保持其形状，同时能将黑色矩阵图案10从辊18上转移。这种固化方式可以通过将收集辊16设计成透明形式，并发出来源于收集辊16中的紫外灯34a的辐射。如果仿形收集辊16采用倾斜边设计，那么最好将这些倾斜边遮起来防止紫外线辐射，如以上参照图5B所描述的。由紫外灯34a发出的辐射使转印层14固化。在转印层14上形成黑色矩阵图案后，将构成滤色片剩余部分的红、绿、蓝色孔图案覆盖于转印层14上。下面将描述是如何将红、绿、蓝色孔覆盖在支承于收集辊16的转印层14上由黑色矩阵图案10所形成的凹槽11中的。

在图4的装置中，使用单个的图案成象辊50来涂覆红、绿、蓝色点图案，该图案成象辊上具有多个印刷图案。图案成象辊50实际上可以是任何形式的辊，只要能产生油墨图案或图象，包括平版印刷、活版印刷、无水平版印刷等各种辊。图案成象辊50最好是凸版印刷或是其它类型的活版印刷辊。或者，可以用活版印刷板来转印颜色，而不是用辊。

在图4中，图案辊50是一种活版印刷辊，它具有三个图案油墨容纳区52a、52b和52c，上面容纳油墨，以分别形成蓝、绿、红色油墨图案。着墨辊54将正确的油墨从油墨计量辊56上涂覆到辊50的每个油墨容纳区52a、52b和52c上。着墨辊54可以从与图案辊50的接触位置移开，使每个颜色的油墨能单独地涂覆于适当的油墨容纳区上。

收集辊16具有两个容纳表面：58a和58b。形成于图案辊50的油墨容纳区52a、52b和52c上的分离开的有色油墨图案，对准印刷在收集辊16的容纳表面58a和58b。这意味着区域52a、52b和52c上的各分离开的有色油墨图案相对于其它颜色的油墨图案以特定的几何关系，将各自的油墨图案覆盖于收集辊16的容纳表面58a和58b上，各油墨颜色覆盖于其位于黑色矩阵图案内的各格中。

在图4中，转印层涂覆辊42将转印层14覆盖于收集辊16的容纳表面58b上，黑色矩阵涂覆辊18将固化的凸起黑色矩阵图案10覆盖于转印层14上。接下来，红色油墨图案区52c将红色点图案覆盖于收集辊16的容纳表面58b上，绿色油墨图案区52b将绿色点图案覆盖于容纳表面58a上。在收集辊16旋转的下一圈，蓝色油墨图案区52a将蓝色点图案覆盖于容纳表面58b上，红色油墨图案区52c将红色点图案覆盖于容纳表面58a上。再在收集辊16旋转的下一圈，绿色油墨图案区52b将绿色点图案覆盖于容纳表面58b上，蓝色油墨图案区52a将蓝色点图案覆盖于容纳表面58a上。此时，一个完整的滤色片图象将形成，每个颜色的油墨覆盖于凸起的黑色矩阵图案中，所有这些均在转印层14上，进而再支承在收集辊16的容纳表面58b上。该滤色片图象在检查工位60处受检查，该工位采用例如图象分析或激光扫描式检查系统。如果该多色图案没有通过检查，它将被废弃，并由清除辊64从格58b中清除。如果该多色图案通过检查，支承于真空吸座62上的玻璃片基12将与收集辊16相接触，由转印层14、黑色矩阵图案10以及红、绿、蓝色孔构成的合成物便转印到该片基上。

采用如图1-4所示的方法，图5A和图6A中所示的收集辊将分别形成如图5B和图6B中所示的滤色片图案。图5A和图6A表示用来形成单个的一弄斜过的滤色片平整层的收集辊16。或者，可将收集辊16设计成能一次产生用于几个不同滤色片的平整层。例如，在图7A所示的实施例中，收集辊16包括两个分离的凹陷区70a和70b用于接纳转印层，以及斜面形成区72a、72b、72c和72d。斜面形成区72a和72b与凹陷区70a相配合以形成第一个滤色片的平整层14a，同时，斜面形成区72c和72d与凹陷区70b相对应以形成第二个滤色片的平整层14b。利用这种方法，使用一单个的收集辊16就可产生两个或更多的滤色片图案。

转印层/多色油墨图案合成物从收集辊16向片基的转印，在该多色图象仍处于可变形状态的同时发生。利用这种方法，油墨在转印的过程中受压于转印层14和片基12之间，如图3中所示。在一较佳实施例中，有色油墨孔所采用的油墨是可辐射固化的，真空吸座62的是由一种透明材料制成，真空吸座62内设有一紫外灯63以透过片基12发出辐射。油墨在转印覆盖操作中于受压的同时固化，使油墨孔能保持在转印操作过程中产生的更为均匀的形状。

液晶显示色阵的对准度要求一般相当于正负30微米，以后预计可达到正负5微米左右。鉴于这些严格的对准要求，象图4中所示的这种采用单个图案辊50来将不同的颜色图案形成和覆盖于一单个收集辊16上的印刷机是非常有用的。

在用于实施本发明的方法的一个较佳实施例中，图4中所示的装置是以其侧部来安装(即垂直安装印刷辊)。利用垂直安装印刷辊，这些辊可以垂直地(对于辊来说是在轴向方向上)从该印刷装置上移去，这与传统的水平配置辊相反，水平配置辊必须水平地移去。另外，如果需要的话，印刷辊可以由位于每个印刷辊下方的单个的一支承系统支承，而不是用两个系统(位于辊的两端)来支承。由于这样使得各辊的另一端(即上端)处于自由状态，因此，只要在垂直方向上移动辊子，便可将它们拆下并替换。所以大大方便了印刷辊的拆换工作。

对于在加工过程中油墨(包括黑色矩阵油墨和有色油墨)将受固化作用的实施例来说，最好将这些油墨配制成可辐射固化。可固化，意思是油墨可交联。可辐射固化，意思是油墨在暴露于适当的辐射下时可交联。这与油墨是否在未固化(交联)状态下还具有热熔热塑特性，或是否与一溶剂相结合都无关。在图4所示的实施例中，真空吸座62能够转印适于固化所用的具体油墨的辐射。例如，真空吸座62内可具有一紫外线(160-400μm)或可见光(400-700μm)辐射源，因而能发出紫外线或可见光辐射。或者，可以用其它方法将油墨暴露于辐射下，诸如将一辐射源对准辊与片基之间形成的后(分离)间隙边或压缩间隙区域。虽然这种固化可以由采用传统辐射灯的辐射固化方式来实现，但也可以用激光通过镜面引导来使油墨充分固化(交联)。为了使点于转印层覆盖于片基的过程中在变形状态下由收集辊16固化，对于一个特定的辊子转速，收集辊与片基之间的接触区的接触面积必须足够大，以使在点仍处于受压平状态下的同时确保适量的固化。该接触区域称为“底脚”，在玻璃上的接触面积一般为5-25mm宽。

在本发明的实施中，传统的可辐射固化油墨通常比热塑性油墨更佳，这一部分是因为它们能在较低的粘度下印刷，有利于印刷较薄的色孔。而且，很难控制热熔热塑性油墨的图案对准，因为它们需要非常严格的热容差来控制图案尺寸。另外，可辐射固化的油墨在本发明的压缩转印操作过程中很容易固化。热塑性油墨至少具有一个优点，即它们可以配制成当覆盖到一温度较低的片基或转印辊上后就马上固定，这会产生较少的针孔、膜片的不均匀性以及因转印表面湿度不足而造成的其它类似缺陷。因而，另一种较佳的类型，是可同时表现出热塑性和辐射固化性的油墨。这是一种配制成直到被印刷于片基上才表现热塑性的油墨，在其表现出热塑性时，可通过暴露于适当的辐射来固化。固化，意思就是油墨受某种程度的交联。油墨的交联可增加其耐高温性，在以后的次加工工序中，滤色片很可能会暴露于这样的高温下。

对于黑色矩阵油墨来说，另一种较佳的类型是一种溶剂型的配方，其中将一种挥发性溶剂结合入油墨，以在着墨和刮油墨过程降低其粘度，所选用的溶剂应与油墨相配，并在与转印层接触之前很容易从凹板上的较薄(最好是2-5微米)黑色矩阵图案中挥发掉。然后，该油墨在接下来的辐射或热固化过程中进行交联。

油墨可以在覆盖到片基的过程中或之后，通过暴露于辐射、热、水分或其它类型的固化工序，来达到一个硬的、无粘性的、耐久的状态。

虽然为了说明而对本发明作了详细的描述，但应予理解的是，这种详细的描述仅仅是出于说明目的，本技术领域的技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对其进行各种改动，所述的发明范围由所附的权利要求书限定。

例如，在本说明书所示出的实施例中，转印层14是施加于一收集辊16上。但是，本发明并不局限于收集辊，因而，诸如收集板之类的其它型式的收集装置也可以使用。这些仿形辊并不局限于倾斜状，而实际上可以是任何想要通过收集辊施加于转印或平整层上的形状。同样，虽然本说明书所示出的实施例采用构图辊，但也可采用平的图象板。转印层14可以用任何技术来施加，但最好是使用油墨涂覆技术。另外，图4所示工艺的另一种可行方法是将三套色孔直接从各图案辊54或从成象平板印刷到收集辊16上。利用这种配置，将不设图案辊50。

Claims (20)

1.一种在滤色片上形成仿形平整层的方法，包括：

在一收集装置上形成一转印层，该收集装置具有至少一个与所需的仿形平整层相应的仿形表面图案，

将所述转印层传送到一片基上，位于构成滤色片图案的多个有色油墨图案上方，借以产生所述平整层。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述收集装置包括至少一个仿形表面图案，它具有一从所述表面图案的外缘区下凹的中央区，所述形成转印层的工序包括在所述至少一个仿形表面图案上形成所述转印层；所述转印工序包括将所述转印层转印到所述片基上，位于所述有色油墨图案上方，所述表面图案产生一平整层，该平整层具有朝片基方向倾斜的外部边缘区。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述转印工序前还包括：

将多个有色油墨图案覆盖于所述转印层上而形成一有色油墨图案/转印层合成物；

所述转印工序包括将所述合成物转印到所述片基上，使有色油墨图案与所述片基接触。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述收集装置包括一收集辊，所述形成转印层的工序包括在所述收集辊上形成所述转印层。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述覆盖工序前还包括将一黑色矩阵油墨涂覆于所述转印层上。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述涂覆黑色矩阵油墨的工序包括：

提供一构图装置，它包括一凹纹成象图案；

将黑色矩阵油墨覆盖于所述凹纹成象图案中；

将所述黑色矩阵油墨从所述凹纹成象图案转印到转印层上而形成所述黑色矩阵图案。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述转印黑色矩阵油墨工序前，还包括：至少部分固化所述黑色矩阵油墨，以使所述黑色矩阵油墨能基本保持凹纹成象图案的形状。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述转印黑色矩阵油墨工序过程中还包括硬化所述转印层的工序。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述转印层由一种可辐射固化的材料构成，所述硬化工序包括固化所述转印层。

10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述构图装置包括一黑色矩阵图案辊，所述黑色矩阵图案辊上面具有一与所需的黑色矩阵图案相对应的凹纹图案。

11.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述合成物的转印过程中，所述有色油墨图案是可变形的，所述方法还包括：

将所述有色油墨图案变形成膜片厚度比在所述转印之前的更均匀。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转印层是从这样一组材料中选出：聚酰亚胺、环氧化物、丙烯酸类、乙烯醚、聚亚胺酯、聚酯，以及丙烯酸酯化或甲基丙烯酸酯化的丙烯酸类、酯类、氨基甲酸乙酯或环氧化物。

13.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述收集器表面包括至少两个仿形表面图案，每个图案包括一从收集装置的外缘区下凹的中央区，

每个图案的仿形表面与用于分开的滤色片的各分开的平整层相对应，每个分开的滤色片的平整层的外部边朝片基方向倾斜，

所述方法还包括将片基切割成段以使所述分开的滤色片图案互相分离。

14.一种用于印刷滤色片的平整层的装置，包括：

一收集辊，它具有一仿形表面，用于容纳转印层并将所述转印层转印到一片基上以形成一平整层，

一用于将所述转印层涂覆于所述收集器上的转印层涂覆器。

15.如权利要求14所述的装置，还包括至少一个有色油墨涂覆辊，用于将有色油墨涂覆于所述转印层上以形成一滤色片图案/转印层合成物，使所述合成物能覆盖于所述片基上。

16.如权利要求15所述的装置，还包括：

一黑色矩阵图案辊，包括一与黑色矩阵图案相对应的凹纹图案，

一黑色矩阵油墨涂覆装置，用于将油墨涂覆于所述凹纹图案，和使所述黑色矩阵油墨在所述凹纹图案中硬化用的装置，

所述黑色矩阵图案辊，用于接触所述转印层，并将所述黑色矩阵油墨转印到所述收集辊上的所述转印层。

17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述硬化用的装置包括所述黑色矩阵油墨涂覆辊，所述黑色矩阵油墨涂覆辊包括一透辐射表面和一设置在其中用来固化所述黑色矩阵油墨的辐射源。

18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述收集辊包括一透辐射表面和一设置在其中的、用于在将所述黑色矩阵油墨从所述凹纹图案转印到所述收集辊的过程中固化所述转印层的辐射源。

19.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述仿形表面包括至少一个位于所述收集辊上的凹陷区，

位于各凹陷区的每一侧的一对斜面形成区，所述斜面形成区从所述凹陷区径向地朝外延伸。

20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述斜面形成区从所述凹陷区径向地朝外倾斜。

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