本文研究了液晶显示面板彩色滤光片工艺中以叠层方式形成隔垫物的关键技术问题, 即叠层隔垫物高度控制、主-附隔垫物段差的形成和主-附隔垫物段差受后续平坦层工艺的影响变化等, 并提出了解决方案。在黑矩阵、红色、绿色、蓝色滤光层形成一定的叠层高度后, 采用形貌追随型平坦化材料对像素区平坦, 通过控制像素开口部分OC的厚度, 可以实现叠层隔垫物高度的控制。采用改变叠层图案设计的方法形成主-副隔垫物高度差(Main-sub段差), 段差达成范围是0.4~1.2 μm, 达到了灰阶曝光方式可以达到段差的水平, 但成本却大幅降低。并且验证了采用形貌追随型OC材料覆盖可以较好的保持OC工艺前形成的Main-sub段差。基于以上技术制备了4 Mask彩色滤光片原型机。

主要分析了黑矩阵残留程度与SiNx、SiON、SiOx等基底表面亲水特性的关系，研究了等离子体处理对基底表面亲水特性以及黑矩阵残留的影响。首先，通过原子力显微镜和扫描电子显微镜对黑矩阵在不同基底表面的残留颗粒大小、表面粗糙度进行了测试。然后，使用接触角测试仪对不同基底表面的亲水特性进行了表征，分析了表面亲水特性和黑矩阵残留程度的关系。最后，研究了等离子体处理条件对基底表面亲水特性的影响，提出了采用O2/He等离子体对基底表面进行改性来解决黑矩阵的残留问题。实验结果表明：基底表面的水接触角越小、亲水性越强，黑矩阵在基底表面的残留越少；O2/He等离子体表面处理使基底表面的水接触角从17°降低到3°，增强了基底表面的亲水特性，并且黑矩阵工艺之后基底表面的粗糙度从3.06 nm降低到0.69 nm，消除了黑矩阵的残留。