DE102004037009B4

DE102004037009B4 - Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung

Info

Publication number: DE102004037009B4
Application number: DE102004037009A
Authority: DE
Inventors: Sung Ii Park; Choel Min Woo
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2003-12-27
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2009-08-13
Anticipated expiration: 2024-07-31
Also published as: CN100347593C; DE102004037009A1; KR100617036B1; US7067224B2; US20050142465A1; JP2005196161A; JP4109670B2; KR20050067272A; CN1637486A

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung, mit den folgenden Schritten:
– Herstellen einer Schicht (300) aus lichtempfindlichen Material auf der gesamten Fläche eines ersten Substrats (101) mit einem ersten Bereich zum Herstellen eines ersten Modells (100) darauf und einem zweiten Bereich zum Herstellen eines zweiten Modells (200) darauf;
– Ausrichten einer Fotomaske (400) auf der Schicht (300) aus lichtempfindlichem Material, wobei die Fotomaske (400) einen ersten Transmissionsbereich (B) mit erstem Transmissionsvermögen zum Durchlassen von Licht, einen zweiten Transmissionsbereich (C) mit zweitem Transmissionsvermögen, das kleiner als das erste ist, um einen bestimmten Anteil des Lichts durchzulassen, und einen Lichtausblendbereich (A) zum vollständigen Ausblenden von Licht aufweist, sodass der erste Transmissionsbereich dem ersten Bereich und der zweite Transmissionsbereich dem zweiten Bereich entspricht;
– Belichten der Schicht (300) aus lichtempfindlichem Material mittels der Fotomaske (400) und anschließendes Entwickeln der Schicht (300) aus lichtempfindlichen Material, um eine erste Schicht im ersten Bereich...

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung, und spezieller betrifft sie ein Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung (LCD), das für eine MMG(Multi-Model an Glass)-Erweiterung und eine Verbesserung der Produktivität geeignet ist.
Einhergehend mit der Entwicklung der Informations-orientierten Gesellschaft nimmt die Nachfrage nach Anzeigevorrichtungen in verschiedenen Formen allmählich zu. In jüngerer Zeit wurden, um der Nachfrage zu genügen, verschiedene flache Anzeigevorrichtungen, wie LCDs (Flüssigkristalldisplays), PDPs (Plasmadisplaytafel), ELDs (Elektrolumineszenzdisplays), VFDs (Vakuumfluoreszenzdisplays), untersucht, und einige derselben werden in verschiedenen Geräten als Anzeigevorrichtungen verwendet.
Von den verschiedenen Anzeigevorrichtungen werden derzeit LCDs dank Vorteilen guter Bildqualität, geringen Gewichts, flachen Aufbaus und niedrigen Energieverbrauchs am häufigsten für mobile Anzeigevorrichtungen verwendet, während CRTs (Kathodenstrahlröhren) ersetzt werden. Neben mobilen Anzeigevorrichtungen, wie Monitoren für Notebookcomputer, werden LCDs als Monitore für Fernseher zum Empfangen und Anzeigen eines Rundfunksignals sowie als Monitore für Computer entwickelt.
Obwohl für Flüssigkristalldisplay-Vorrichtungen verschiedene technische Entwicklungen vorlagen, damit diese auf verschiedenen Gebieten als Anzeigevorrichtungen dienen können, stehen Arbeiten zum Verbessern der Bildqualität als Display in vielerlei Hinsicht nicht in Einklang mit den obigen Vorteilen.
Demgemäß ist es, um Flüssigkristalldisplay-Vorrichtungen auf verschiedenen Gebieten als Displays anzuwenden, ein Schlüssel der Entwicklung, wie stark Flüssigkristalldisplay-Vorrichtungen hohe Bildqualität, wie hohe Auflösung, hohe Leuchtstärke und ein großes Bild, realisieren können, während sie die Merkmale geringen Gewichts, flachen Aufbaus und niedrigen Energieverbrauchs beibehalten.
Ein LCD ist mit einer Flüssigkristalltafel zum Anzeigen eines Bilds und einem Treiberteil zum Anlegen eines Ansteuersignals an die Flüssigkristalltafel versehen. Die Flüssigkristalltafel ist mit einem oberen und einem unteren Substrat versehen, die unter Einhaltung eines gegenseitigen Zwischenraums miteinander verbunden sind, sowie mit einer Flüssigkristallschicht zwischen dem oberen und dem unteren Substrat.
Zwischen dem oberen und dem unteren Substrat wird der Zwischenraum durch Abstandshalter eingestellt und sie werden durch ein Abdichtmittel mit einem Flüssigkristall-Injektionsloch verbunden, und Flüssigkristalle werden zwischen die zwei Substrate eingefüllt.
Die 1 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht eines auseinandergebauten LCD gemäß einer einschlägigen Technik.
Gemäß der 1 ist das einschlägige LCD mit einem unteren Substrat 1 und einem oberen Substrat 2, die mit einem gegenseitigen Zwischenraum miteinander verbunden sind, und einer Flüssigkristallschicht 3 versehen, die zwischen das untere Substrat 1 und das obere Substrat 2 eingefüllt ist.
Genauer gesagt, ist das untere Substrat 1 mit einer Vielzahl von Gateleitungen 4, die mit regelmäßigen Intervallen in einer Richtung angeordnet sind, und einer Vielzahl von Datenleitungen 5 rechtwinklig zu den Gateleitungen mit regelmäßigen Intervallen versehen, um darauf Pixelbereiche auszubilden, wodurch in jedem Pixelbereich P, wo sich die Gateleitungen 4 und die Datenleitungen 5 schneiden, eine Pixelelektrode 6 hergestellt wird und in Teilen, in denen sich die Gateleitungen 4 und die Datenleitungen 5 schneiden, ein Dünnschichttransistor T hergestellt wird.
Das obere Substrat 2 ist mit einer Schwarzmatrixschicht 7 zum Ausblenden von Licht von Teilen mit Ausnahme des Pixelbereichs P, R-, G-, B-Farbfilterschichten 8 zum Anzeigen von Farben und einer gemeinsamen Elektrode 9 zum Anzeigen eines Bilds versehen.
Der Dünnschichttransistor T verfügt über eine von der Gateleitung 4 vorstehende Gateelektrode, einen Gateisolierfilm auf der gesamten Fläche (nicht dargestellt), eine aktive Schicht auf dem Gateisolierfilm über der Gateelektrode, eine von der Datenleitung vorstehende Sourceelektrode und eine dieser gegenüberstehende Drainelektrode.
Die Pixelelektrode 6 wird aus einem transparenten, leitenden Material hergestellt, wie Indiumzinnoxid (ITO), das vergleichsweise gute Lichttransmission zeigt.
Wie oben beschrieben, kann die Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung ein Bild anzeigen, da die Flüssigkristallschicht 3 zwischen dem oberen Substrat 2 und dem unteren Substrat 1 durch ein Signal vom Dünnschichttransistor T ausgerichtet wird und die Menge des durch die Flüssigschicht 3 durchgestrahlten Lichts gesteuert wird.
Darüber hinaus weist die Flüssigkristalldisplay-Tafel durch Ansteuerung der Flüssigkristalle durch ein in einer Auf/Ab-Richtung angelegtes elektrisches Feld, gute Transmission und ein gutes Öffnungsverhältnis auf, und eine Zerstörung von Flüssigzellen hervorgerufen durch statische Elektrizität kann verhindert werden, da das obere Substrat 2 und die gemeinsame Elektrode 9 als Masse wirken.
Nun wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ein Verfahren zum Herstellen einer Tafel bei der Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung gemäß der einschlägigen Technik beschrieben. Die 2 zeigt schematisch eine Draufsicht einer einschlägigen Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung, und die 3 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung entlang einer Linie II-II' in der 2.
Gemäß der 2 existiert eine Anzahl von Flüssigkristalldisplay-Tafeln gemäß einem ersten und einem zweiten Modell 20 und 30 mit denselben Eigenschaften, die mit regelmäßigen Intervallen auf einem Muttersubstrat ausgebildet sind.
Das erste und das zweite Modell 20 und 30 werden durch eine Anzahl von Filmbildungs- und Fotolithografieprozessen auf dem TFT-Arraysubstrat und dem Farbfiltersubstrat hergestellt.
Das heißt, dass, gemäß der 3, die Flüssigkristalldisplay-Tafel mit den ersten und zweiten Modellen 20 und 30 mit einem ersten und einem zweiten Substrat 21 und 31 versehen ist, die mit einem Zwischenraum zwischen ihnen vorliegen, wobei eine erste und eine zweite Farbfilterschicht 22 und 32 in Bereichen des ersten Substrats 21 mit derselben Dicke ausgebildet sind sowie erste und zweite säulenförmige Abstandshalter 22 und 33 ausgebildet sind, um zwischen dem ersten Substrat 21 und dem zweiten Substrat 31 einen festen Abstand aufrechtzuerhalten.
Das zweite Substrat 31 ist mit Folgendem versehen: einer Vielzahl von Gateleitungen, die mit regelmäßigen Intervallen in einer Richtung angeordnet sind; einer Vielzahl von Datenleitungen, die mit regelmäßigen Intervallen rechtwinklig zu den Gateleitungen angeordnet sind; einer Vielzahl von Pixelelektroden, die matrixförmige in jeweiligen Pixelbereichen angeordnet sind, die dort ausgebildet sind, wo sich die Gateleitungen und die Datenleitungen schneiden; und einer Vielzahl von Dünnschichttransistoren, die so konzipiert sind, dass sie auf ein Signal auf der Gateleitung hin schalten, um ein Signal von der Datenleitung an die Pixelelektroden zu liefern.
Das erste Substrat 21 ist mit einer Schwarzmatrixschicht zum Ausblenden von Licht in Teile mit Ausnahme der Pixelbereiche auf dem zweiten Substrat 31, R-, G-, B-Farbfilterschichten 22 und 32 zum Anzeigen von Farben sowie einer gemeinsamen Elektrode zum Anzeigen eines Bilds versehen. Selbstverständlich ist die gemeinsame Elektrode bei einer horizontal schaltenden Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung auf dem zweiten Substrat 31 ausgebildet.
Jedoch ist die Größe der einschlägigen Flüssigkristalldisplay-Tafel durch eine Vorrichtung beschränkt, durch die sie hergestellt wird, und die Herstellung mehrerer Flüssigkristalldisplay-Tafeln mit verschiedenen Eigenschaften in einer Herstelllinie ist beinahe unmöglich.
Darüber hinaus ist es auch, da die Vorrichtung zum Herstellen der Flüssigkristalldisplay-Tafel sehr teuer ist und eine große Fläche belegt, auch schwierig, mehrere Herstelllinien für verschiedene Größen von Substraten zu installieren.
Demgemäß, da die bei MMG bearbeitbaren Modelle extrem eingeschränkt sind und da die MMG-Auswahl schwierig ist, war eine Verbesserung der Produktivität sehr schwierig.
Die US 2003/0231277 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristallanzeige und ein zugehöriges Herstellungssystem. Hierbei wird ein Substrat in vier Blöcke unterteilt. Jeder Block wird wiederum in eine Vielzahl von vorrichtungsbildenden Bereiche aufgeteilt. Unter Verwendung einer ersten Herstellungslinie wird eine leitende Schicht, eine Isolierschicht und eine Halbleiterschicht, welche einen Dünnschichttransistor bilden, in den vorrichtungsbildenden Bereichen abgeschieden. Danach wird ein erster Schneidprozess durchgeführt, um das Substrat in entsprechende Blöcke aufzuteilen und eine Vielzahl von Unter-TFT-Substraten zu bilden. Dann wird unter Verwendung einer zweiten Herstellungslinie eine Prozessierung für jedes Unter-TFT-Substrat in Übereinstimmung mit den Spezifikationen jeder herzustellenden Flüssigkristall-Tafel durchgeführt. Schließlich wird ein zweiter Schneidprozess durchgeführt, um das Unter-TFT-Substrat in entsprechende vorrichtungsbildende Bereiche aufzuteilen.
Die US 2002/0036730 A1 beschreibt eine transflektive Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung und ein zugehöriges Herstellungsverfahren. Darin wird in einem ersten Herstellungsprozess einer Passivierungsschicht ein transparenter Lack auf einem Substrat abgeschieden und mittels einer Maske mit Lichtabschirmabschnitten belichtet, wobei nach einem Belichten und Entwickeln ein transparentes Lackmuster auf dem Substrat verbleibt. Das transparente Lackmuster wird einer Wärmebehandlung ausgesetzt, wodurch eine Passivierungsschicht mit einer Vielzahl von konvexen Abschnitten gebildet wird. In einem alternativen Herstellungsprozess der Passivierungsschicht wird eine transparente Lackschicht auf einem Substrat mittels einer Maske strukturiert, welche drei Abschnitte aufweist, wobei der erste Abschnitt ein Durchlassbereich ist und der zweite Abschnitt eine Vielzahl von Lichtabschirmmustern aufweist, welcher die transparente Lackschicht bei einer Belichtung vollständig abschirmt. Der dritte Abschnitt weist eine Vielzahl von Lichtdurchlassmustern auf, die nur einen Teil des Lichts während des Belichtungsprozesses durchlassen. Die Lichtdurchlassmuster können hierbei eine Vielzahl von Schlitzen sein oder können halbtransparente Muster aufweisen. Nach dem Belichtungsprozess verbleibt eine transparente Lackschicht als Passivierungsschicht auf dem Substrat, welche aufgrund der unterschiedlichen Belichtungsintensität verschiedene Dicken aufweist und somit konvexe Abschnitte besitzt.
Die US 2003/0123018 A1 beschreibt ein Verfahren zum Bilden von Abstandshaltern in einer Flüssigkristallanzeige. Darin wird nach dem Abscheiden einer Schutzschicht auf einer Farbfilterschicht und einer Schwarzmatrix eine fotosensitive Lackschicht zum Herstellen von Abstandshaltern auf einem Farbfiltersubstrat aufgebracht. Hierbei wird die fotosensitive Lackschicht mit einer Halbtonlackschicht beschichtet und selektiv strukturiert, um ein Halbtonmaskenmuster zu bilden. Hierbei dient das Halbtonmaskenmuster dazu, Licht teilweise zu blockieren, um eine unterschiedliche Höhe der Abstandshalter bei gleichbleibender Mustergröße herzustellen. In dem Halbtonmaskenmusterbereich tritt eine optische Interferenz und Brechung so auf, dass eine Belichtung mit niedriger Intensität erreicht wird. Nach der Belichtung wird die fotosensitive Lackschicht selektiv unter Verwendung der Halbtonmaskenmuster und dem Maskenmuster geätzt, wobei die Abstandshalter unterschiedliche Höhen aufweisen.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung zu schaffen, mit dem Modelle verschiedener Größen und Eigenschaften auf demselben Substrat hergestellt werden, um die Produktivität zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Die beigefügten Zeichnungen, die enthalten sind, um für ein weiteres Verständnis der Erfindung zu sorgen, und die in diese Anmeldung eingefügt sind und einen Teil derselben bilden, veranschaulichen eine Ausführungsform (Ausführungsformen der Erfindung, und sie dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, das Prinzip der Erfindung zu erläutern.
In den Zeichnungen ist Folgendes dargestellt.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines auseinandergebauten LCD gemäß einer einschlägigen Technik;
2 zeigt schematisch eine Draufsicht einer Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung gemäß einer einschlägigen Technik;
3 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung entlang der Linie II-II' in der 2;
4 zeigt schematisch eine Draufsicht einer Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
5 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung entlang einer Linie IV-IV' in der 4;
6A bis 6D zeigen Schnitte zum Veranschaulichen von Schritten eines Verfahrens zum Herstellen einer Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Nun wird detaillierter auf die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, zu denen in den beigefügten Zeichnungen Beispiele veranschaulicht sind. Die 4 zeigt schematisch eine Draufsicht einer Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, und die 5 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung entlang einer Linie IV-IV' in der 4.
Gemäß der 4 ist eine Anzahl von Flüssigkristalldisplay-Tafeln mit regelmäßigen Intervallen in Form erster und zweiter Modell 100 und 200 mit verschiedenen Eigenschaften und Größen auf einem Muttersubstrat ausgebildet.
Die Flüssigkristalldisplay-Tafeln werden durch eine Anzahl von Filmherstellungs- und Fotolithografieprozessen auf TFT-Arraysubstraten und Farbfiltersubstraten hergestellt.
Die Flüssigkristalldisplay-Tafeln mit den ersten und zweiten Modellen 100 und 200 verfügen nämlich, wozu auf die 5 Bezug genommen wird, über ein erstes und ein zweites Sub strat 101 und 201, die mit einem festen Zwischenraum zwischen ihnen ausgebildet sind, eine erste und eine zweite Farbfilterschicht 102 und 202, die mit regelmäßigen Intervallen auf einem Bereich des ersten Substrats 101 mit voneinander verschiedenen Dicken hergestellt sind sowie erste und zweite säulenartige Abstandshalter 103 und 203 zum Aufrechterhalten eines konstanten Zwischenraums zwischen dem ersten Substrat 101 und dem zweiten Substrat 201.
Das zweite Substrat 201 verfügt über eine Vielzahl von Gateleitungen, die mit regelmäßigen Intervallen in einer ersten Richtung angeordnet sind, und eine Vielzahl von Datenleitungen, die rechtwinklig zu den Gateleitungen mit regelmäßigen Intervallen angeordnet sind, eine Vielzahl von Pixelelektroden, die in einer Matrix in jeweiligen Pixelbereichen angeordnet sind, die als Schnittstellen zwischen den Gateleitungen und den Datenleitungen ausgebildet sind, und eine Vielzahl von Dünnschichttransistoren, die so konzipiert sind, dass sie auf ein Signal auf der Gateleitung hin schalten, um ein Signal von der Datenleitung an die Pixelelektroden zu liefern.
Das erste Substrat 101 verfügt über eine Schwarzmatrixschicht zum Ausblenden von Licht auf Teile außer den Pixelbereichen auf dem zweiten Substrat 201, R-, G-, B-Farbfilterschichten zum Anzeigen von Farben, und eine gemeinsame Elektrode zum Anzeigen eines Bilds. Selbstverständlich ist die gemeinsame Elektrode bei einer horizontal schaltenden Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung auf dem zweiten Substrat 201 ausgebildet.
Die Höhen der ersten und zweiten säulenartigen Abstandshalter 103 und 203 sind voneinander verschieden, da die erste und die zweite Farbfilterschicht 102 und 202 voneinander verschiedene Dicken aufweisen, um zwischen dem ersten Sub strat 101 und dem zweiten Substrat 201 einen konstanten Abstand aufrechtzuerhalten.
In diesem Fall verfügt die Flüssigkristalldisplay-Tafel des ersten Modells 100 über eine erste Farbfilterschicht 102, die dicker als die Flüssigkristalldisplay-Tafel des zweiten Modells 200 ist, und einen ersten säulenartigen Abstandshalter 102 mit geringerer Höhe.
Demgegenüber verfügt die Flüssigkristalldisplay-Tafel des zweiten Modells 200 über eine zweite Farbfilterschicht 202, die dünner als die Flüssigkristalldisplay-Tafel des ersten Modells 100 ist, sowie einen zweiten säulenartigen Abstandshalter 203 mit größerer Höhe.
Demgemäß verfügt die Flüssigkristalldisplay-Tafel des ersten Modells 100 über höhere Farbreproduzierbarkeit, geringeres Transmissionsvermögen und höhere Ansprechgeschwindigkeit als die Flüssigkristalldisplay-Tafel des zweiten Modells 200, wobei im Gegensatz hierzu die Flüssigkristalldisplay-Tafel des zweiten Modells 200 geringere Farbreproduzierbarkeit, höheres Transmissionvermögen und eine kleinere Ansprechgeschwindigkeit als die Flüssigkristalldisplay-Tafel des ersten Modells 100 aufweist.
Die 6A bis 6D zeigen Schnitte zum Veranschaulichen der Schritte eines Verfahrens zum Herstellen einer Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Gemäß der 6A wird eine Schicht aus lichtempfindlichen Material 300 einer bestimmten Farbe auf einem ersten Substrat 101 hergestellt, damit wird eine Fotomaske 400 ausgerichtet, die über einen Lichtausblendbereich A zum vollständigen Ausblenden von Licht, einen ersten Transmissionbereich B mit erstem Transmissionvermögen zum Durchlassen des Lichts sowie einen zweiten Transmissionsbereich C mit zweitem Transmissionsvermögen, das kleiner als das erste ist, um einen bestimmten Anteil des Lichts durchzulassen, verfügt. Der zweite Transmissionsbereich ist als Schlitzbereich C mit mehreren Schlitzen in einer Lichtausblendschicht ausgebildet, um das gewünschte zweite Transmissionsvermögen zu erzielen.
Das lichtempfindliche Material 300 ist ein lichtempfindliches Negativmaterial, das bei der Entwicklung einen belichteten Abschnitt belässt. Jedoch besteht für das lichtempfindliche Material keine Einschränkung auf ein lichtempfindliches Negativmaterial, sondern es kann ein lichtempfindliches Positivmaterial verwendet werden. In diesem Fall wird die Position der Fotomaske 400 geeignet so eingestellt, dass der Lichtausblendbereich A auf einem Abschnitt positioniert wird, der verbleiben soll.
Dann wird ein UV-Strahl unter Verwendung der Fotomaske 400 selektiv auf das zu belichtende lichtempfindliche Material 300 gerichtet.
Gemäß der 6B wird das lichtempfindliche Material 300, auf das der UV-Strahl gerichtet wurde, entwickelt, um die erste und zweite Farbfilterschicht 102 und 202 mit verschiedenen Dicken und Breiten gleichzeitig herzustellen.
In der Richtung des UV-Strahls wird von der Schicht des lichtempfindlichen Materials 300 ein dem Lichtausblendbereich A entsprechender Abschnitt nicht dem UV-Strahl ausgesetzt, ein dem Transmissionsbereich B entsprechender Abschnitt wird dem UV-Strahl ausgesetzt, und ein dem Schlitzbereich C entsprechender Abschnitt wird dem UV-Strahl entsprechend dem zweiten Transmissionsvermögen ausgesetzt. Daher wird beim Entwickeln der Schicht aus lichtempfindlichem Material 300, die dem UV-Strahl ausgesetzt war, im dem Transmissionsbereich B entsprechenden Abschnitt eine erste Farbfilterschicht 102 ausgebildet, die Schicht des lichtempfindlichen Materials 300 wird vom dem Lichtausblendbereich A entsprechenden Abschnitt entfernt, und als dem Schlitzbereich C entsprechender Abschnitt wird eine zweite Farbfilterschicht 202 mit einer Dicke unter der der ersten Farbfilterschicht 102 teilweise entfernt.
Das lichtempfindliche Material 300 wird aus rotem lichtempfindlichem Material, grünem lichtempfindlichem Material und blauem lichtempfindlichem Material ausgewählt.
Gemäß der 6C wird auf der gesamten Oberfläche des ersten Substrats 101 einschließlich der ersten und der zweiten Farbfilterschicht 102 und 202 ein Isolierfilm hergestellt, der durch einen Belichtungs- und Ätzprozess selektiv entfernt wird, um an entgegengesetzten Seitenwänden der ersten und der zweiten Farbfilterschicht 102 und 202 erste bzw. zweite säulenartige Abstandshalter 103 bzw. 203 auszubilden.
Da die erste und die zweite Farbfilterschicht 102 und 202 verschiedene Dicken aufweisen, weisen die ersten und zweiten Abstandshalter 103 und 203 verschiedene Dicken oder Höhen auf.
Gemäß der 6D wird das zweite Substrat 201 mit dem ersten Substrat 101 verbunden, auf dem die ersten und zweiten säulenartigen Abstandshalter 103 und 203 ausgebildet sind.
Auf dem zweiten Substrat 201 ist eine Vielzahl von Gateleitungen mit regelmäßigen Intervallen in einer Richtung angeordnet, und eine Vielzahl von Datenleitungen ist mit regelmäßigen Intervallen rechtwinklig zu den Gateleitungen angeordnet, eine Vielzahl von Pixelelektroden ist in einer Ma trix in jeweiligen Pixelbereichen angeordnet, die als Schnittstellen zwischen den Gateleitungen und den Datenleitungen gebildet sind, und es existiert eine Vielzahl von Dünnschichttransistoren, die so konzipiert sind, dass sie auf ein Signal auf der Gateleitung hin geschaltet werden, um ein Signal von der Datenleitung an die Pixelelektroden zu liefern.
Indessen sind zwar die ersten und zweiten säulenartigen Abstandshalter 103 und 203 auf dem ersten Substrat 101 ausgebildet, jedoch können sie auf dem zweiten Substrat 201 ausgebildet werden.
Dann werden Flüssigkristalle zwischen das erste Substrat 101 und das zweite Substrat 201 gefüllt, um eine Anzahl von Flüssigtafeln zu bilden.
So ermöglicht es die Erfindung, mehrere Flüssigkristalldisplay-Tafeln des ersten Modells 100 und des zweiten Modells 200 mit verschiedenen Eigenschaften und Größen auf einem Muttersubstrat herzustellen.
Punkte, die bei der Herstellung von Flüssigkristalldisplay-Tafeln entsprechend Modellen verschiedener Eigenschaften und Größen auf einem Substrat zu berücksichtigen sind, sind ein Flüssigkristallmodus, ein Hauptbetrachtungswinkel, eine Orientierungsrichtung, ein Ausrichtverfahren und die Farbreproduzierbarkeit.
Das heißt, dass bei der Herstellung von Flüssigkristalldisplay-Tafeln gemäß einem ersten und einem zweiten Modell mit verschiedenen Eigenschaften und Größen die Orientierungsrichtungen beim ersten und zweiten Modell 100 und 200 verschieden sein können.
Wenn es beabsichtigt ist, Flüssigkristalldisplay-Tafeln des ersten Modells 100 mit einer Orientierungsrichtung von 0° sowie Flüssigkristalldisplay-Tafeln des zweiten Modells 200 mit einer Orientierungsrichtung von 180° herzustellen, wird das Substrat mit einem an einer rotierenden Trommel befestigten Reibetuch in einer Richtung gerieben um gerade Rillen auszubilden, die in einer Richtung verlaufen. In diesem Fall ist die Ausbildung des Hauptbetrachtungswinkels abhängig vom Gebrauchszweck des LCD erforderlich, und demgemäß wird der Winkel der Reibetrommel eingestellt, um die Richtung der geraden Rillen im Substrat zu ändern, wodurch Tafeln mit vorgesehenen Orientierungsrichtungen hergestellt werden können.
Darüber hinaus kann eine vom Hauptbetrachtungswinkel herrührende Einschränkung bei der Herstellung der Tafeln gemäß dem ersten und dem zweiten Modell mit verschiedenen Eigenschaften und Größen auf dem Muttersubstrat dadurch beseitigt werden, dass eine UV-Orientierung erfolgt, ohne dass eine physikalische Orientierung angewandt wird oder dass ein Flüssigkristallmodus eingesetzt wird, der keinen Reibeprozess benötigt, wie VA (vertikale Ausrichtung).
Bei der gemischten Herstellung des ersten und des zweiten Modells 100 und 200 auf einem Muttersubstrat werden die Orientierungen beim ersten und zweiten Modell 100 und 200 gleich. Wenn die Orientierungen des ersten und des zweiten Modells 100 und 200 gleich oder um 180° invertiert sind, sind die Orientierungen am ersten und zweiten Modell 100 und 200 gleich, so dass schließlich vorgesehen Orientierungen vorliegen, jedoch können das erste und das zweite Modell 100 und 200 Orientierungen gerader Rillen mit voneinander verschiedenen Richtungen aufweisen.
Wenn z. B. die Orientierungsrichtungen beim ersten und zwei ten Modell 100 und 200 nicht gleich sind, so dass der Winkel zwischen den Richtungen von 0° und 180° verschieden ist, verfügen die geraden Rillen im ersten und zweiten Modell 100 und 200 über voneinander verschiedene Richtungen, so dass ein nicht vorgesehener Hauptbetrachtungswinkel vorliegt, wenn das TFT-Arraysubstrat und das Farbfiltersubstrat schließlich miteinander verbunden werden.
Daher ist eine gemischte Herstellung nur dann möglich, wenn die Orientierungen beim ersten und zweiten Modell 100 und 200 durch das vorliegende körperliche Ausrichtverfahren so hergestellt werden, dass dieselbe Orientierung (0° oder 180°) vorliegt, jedoch kann die gemischte Herstellung schwierig sein, wenn der Winkel zwischen den Richtungen nicht 0° oder 180° (z. B. 90° oder 270°) beträgt.
Daher kann durch Anwenden eines Flüssigkristallmodus, bei dem der Reibeprozess weggelassen wird, die Einschränkung hinsichtlich des Hauptbetrachtungswinkels bei der gemischten Herstellung mehrerer Flüssigkristalldisplay-Tafeln entsprechend einem ersten und einem zweiten Modell 100 und 200 auf einem Muttersubstrat beseitigt werden.
Für die Flüssigmodi, d. h. TN (verdrillt-nematisch), STN (superverdrillt-nematisch), IPS (In-plane Switching = horizontales Schalten), VA und dergleichen existieren verschiedene Herstellbedingungen und Prozesse. Wenn jedoch mehrere Flüssigkristalldisplay-Tafeln gemäß dem ersten und dem zweiten Modell 100 und 200 miteinander vermischt auf einem Substrat hergestellt werden, kann nicht derselbe Prozess angewandt werden.
Daher ist es bei der gemischten Herstellung des ersten und des zweiten Modells 100 und 200 mit verschiedenen Größen und Eigenschaften erforderlich, dass Tafeln ohne Ausnahme über denselben Flüssigkristallmodus verfügen, da die Herstellung fertiggestellter Tafeln bei einem LCD-Herstellprozess unmöglich ist, bei dem die Tafeln mit Substrateinheit hergestellt werden, wenn eine Tafel dem TN-Modus und die andere dem IPS-Modus entspricht.
Die Orientierungsrichtung beim ersten und zweiten Modell 100 und 200, die bei gemischter Herstellung derselben 0°, 90°, 180° oder 270° beträgt, bedeutet, dass die Hauptbetrachtungswinkel verschieden sind, abhängig von Orientierungsrichtungen beim ersten und zweiten Modell 100 und 200.
Wenn körperliche Orientierung (Reiben) angewandt wird, sind nur 0° und 180° möglich. Wenn jedoch UV-Orientierung, VA-Orientierung oder dergleichen angewandt wird, sind bei der gemischten Herstellung Orientierungsrichtungen des ersten und des zweiten Modells 100 und 200 möglich, die verschieden an 0° und 180° sind.
Der Grund für die Einschränkung des Hauptbetrachtungswinkels ist bei UV-Ausrichtung wegen des Folgenden beseitigt.
UV-Orientierung ist nicht ein körperliches Orientierungsverfahren mit einer Walze, sondern ein Verfahren, bei dem Licht von einer UV-Lichtquelle durch eine Linse gleichmäßig ausgebildet wird, durch einen Polarisator geschickt wird und auf Substrate an einer vorgesehenen Halteposition gerichtet wird, um nur einen Teil des Materials, auf dem die UV-Strahlung gerichtet wird, so zu ändern, dass vorgesehen gerade Rillen vorliegen.
In diesem Fall wird die UV-Strahlung nicht auf das gesamte gemischt hergestellte Substrat gelenkt, sondern nur teilweise (Tafelbereiche mit derselben Orientierungsrichtung), um die erste Orientierung auszubilden.
Dann wird die UV-Strahlung bei gedrehtem Substrat auf andere Tafeln gelenkt, um dadurch selbst in einem Substrat Orientierungen in verschiedenen Richtungen auszubilden. So können schließlich selbst dann, wenn die Richtungen der Tafeln bei der gemischten Herstellung verschieden sind, schließlich die vorgesehenen Hauptbetrachtungswinkel erreicht werden.
Indessen kann nicht nur durch den VA-Flüssigkristallmodus sondern auch durch andere Flüssigkristallmodi, die keinen Ausrichtmodus benötigen, das Problem des Hauptbetrachtungswinkels bei der Herstellung von Tafeln gelöst werden.
Die Erfindung schlägt vor, die durch den Ausrichtprozess auferlegte Einschränkung dadurch zu überwinden, dass ein Flüssigkristallmodus angewandt wird, der selbst keinen Ausrichtprozess benötigt, wobei der VA-Flüssigkristallmodus hierfür typisch ist.
Das heißt, dass zwar im TN-Modus dafür gesorgt ist, dass sich der Flüssigkristall entlang einem durch körperliche Ausrichtung gebildeten Vorkippwinkel auf eine an ihn angelegte Spannung von einer liegenden Position aufrichtet, jedoch im VA-Flüssigkristallmodus eine Flüssigkristalldomäne durch einen Vorsprung, einen Schlitz und ein Streifenfeld erzeugt wird.
Das heißt, dass der VA-Flüssigkristallmodus als reibefreier Modus bezeichnet wird, da kein zusätzlicher Ausrichtprozess benötigt wird, da der Flüssigkristall von Anfang an hochsteht, da er ein negativer Flüssigkristall ist, und dass der Flüssigkristall über eine Kippkomponente verfügt, so dass kein zusätzlicher Ausrichtprozess erforderlich ist, da der Flüssigkristall rechtwinklig zu einer schrägen Richtung ausgerichtet ist, wenn keine Spannung an ihm anliegt. Wenn eine Spannung anliegt, werden voneinander verschiedene Domänen ausgebildet, wobei eine Linie zwischen dem Vorsprung und dem Schlitz als Grenze existiert.
Da die Erfindung die Herstellung von Flüssigkristalldisplay-Tafeln von Modellen mit denselben oder verschiedenen Größen oder verschiedenen Orientierungsrichtungen auf einem Muttersubstrat erlaubt, kann die effiziente Nutzung des Substrats maximiert werden.
Darüber hinaus besteht, neben dem oben Beschriebenen, ein wichtiger Punkt, der vor allem bei der Herstellung von Modellen mit derselben oder mit verschiedenen Größen auf einem Muttersubstrat zu beachten ist, darin, dass die ^Modelle über denselben Flüssigkristallmodus verfügen, da Herstellprozesse abhängig von Arten von Flüssigkristallmodi variieren.
Wenn jedoch wie bei der Erfindung ein lichtempfindliches Material aufgetragen wird und dieses durch eine Fotomaske 400 mit einem Schlitzbereich und einem transmissiven Bereich selektiv strukturiert wird, um eine erste und eine zweite Farbfilterschicht 102 und 202 mit verschiedenen Dicken und Breiten auszubilden, können mehrere Flüssigkristalltafeln des ersten und des zweiten Modells 100 und 200 mit verschiedenen Farbreproduzierbarkeiten hergestellt werden.
Wie beschrieben, zeigt das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung den folgenden Vorteil.
Durch Herstellen von Farbfilterschichten und säulenartigen Abstandshaltern mit verschiedenen Dicken und Breiten mittels einer Fotomaske mit einem Lichtausblendbereich, einem Schlitzbereich und einem transmissiven Bereich können Tafeln verschiedener Modelle mit verschiedenen Farbreproduzierbar keiten, Transmissionvermögen und Ansprechgeschwindigkeiten auf einem Substrat hergestellt werden.
Demgemäß erlaubt die gemischte Herstellung vieler Arten von Modellen mit verschiedenen Größen und Eigenschaften auf einem Substrat eine effiziente Nutzung eines Substrats.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung, mit den folgenden Schritten: – Herstellen einer Schicht (300) aus lichtempfindlichen Material auf der gesamten Fläche eines ersten Substrats (101) mit einem ersten Bereich zum Herstellen eines ersten Modells (100) darauf und einem zweiten Bereich zum Herstellen eines zweiten Modells (200) darauf; – Ausrichten einer Fotomaske (400) auf der Schicht (300) aus lichtempfindlichem Material, wobei die Fotomaske (400) einen ersten Transmissionsbereich (B) mit erstem Transmissionsvermögen zum Durchlassen von Licht, einen zweiten Transmissionsbereich (C) mit zweitem Transmissionsvermögen, das kleiner als das erste ist, um einen bestimmten Anteil des Lichts durchzulassen, und einen Lichtausblendbereich (A) zum vollständigen Ausblenden von Licht aufweist, sodass der erste Transmissionsbereich dem ersten Bereich und der zweite Transmissionsbereich dem zweiten Bereich entspricht; – Belichten der Schicht (300) aus lichtempfindlichem Material mittels der Fotomaske (400) und anschließendes Entwickeln der Schicht (300) aus lichtempfindlichen Material, um eine erste Schicht im ersten Bereich und eine zweite zur ersten Schicht (102, 103) unterschiedliche Schicht (202, 203) im zweiten Bereich zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die erste und zweite Schicht (102, 202; 103, 203) voneinander verschiedene Dicken oder Höhen aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die erste und die zweite Schicht Farbfilterschichten (102, 202) sind.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das lichtempfindliche Material, rotes lichtempfindliches Material, grünes lichtempfindliches Material oder blaues lichtempfindliches Material ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die erste und die zweite Schicht Abstandshalterschichten mit säulenartigen Abstandshaltern (103, 203) sind.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der zweite Transmissionsbereich (C) ein Schlitzbereich (10) mit einer Anzahl von Schlitzen in einem Lichtausblendbereich ist, um ein zweites Transmissionsvermögen zu erzielen, das kleiner als das erste Transmissionsvermögen des ersten Transmissionsbereichs (B) ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner mit dem folgenden Schritt: – Verbinden eines zweiten Substrats (201) mit dem ersten Substrat (101), auf dem die erste und die zweite Schicht (102, 202; 103, 203) ausgebildet sind, in solcher Weise, dass der Abstand zwischen dem ersten und zweiten Substrat (101, 201) über die gesamte Fläche konstant ist.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner mit dem Schritt des Herstellens mehrerer säulenartiger Abstandshalter auf dem zweiten Substrat (201).
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner mit dem folgenden Schritt: – Einfüllen von Flüssigkristallen zwischen das erste und das zweite Substrat (101, 201).
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem eine Flüssigkristalldisplay-Tafel des ersten Modells (100) eine höhere Farbreproduzierbarkeit besitzt als eine Flüssigkristalldisplay-Tafel des zweiten Modells (200).
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das erste Modell (100) und das zweite Modell (200) verschiedene Größen aufweisen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das erste Modell (100) und das zweite Modell (200) Flüssigkristalldisplay-Tafeln mit derselben Orientierungsrichtung sind.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das erste Modell (100) und das zweite Modell (200) Flüssigkristalldisplay-Tafeln gemäß demselben Flüssigkristallmodus sind.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das erste Modell und das zweite Modell Flüssigkristalldisplay-Tafeln gemäß einem VA-Modus, IPS-Modus, TN-Modus oder STN-Modus sind.