DE102006028998A1

DE102006028998A1 - Flüssigkristalldisplay und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102006028998A1
Application number: DE102006028998A
Authority: DE
Inventors: Kee Seok Paju Choi
Original assignee: LG Philips LCD Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2005-09-23
Filing date: 2006-06-23
Publication date: 2007-04-19
Anticipated expiration: 2026-06-24
Also published as: US20070070281A1; TW200712703A; FR2891377A1; US7701540B2; GB0612731D0; GB2430497A; KR20070034270A; DE102006028998B4; TWI346825B; FR2891377B1; JP4566951B2; GB2430497B; KR101137842B1; CN1936661A; JP2007086739A

Abstract

Es wird hier ein Flüssigkristalldisplay offenbart. Das LCD verfügt über ein erstes und ein zweites Substrat, die einander zugewandt sind, erste und zweite Leitungen, die auf dem ersten Substrat in einer ersten bzw. zweiten Richtung, die einander schneiden, ausgebildet sind, einen Vorsprung, der in einem vorbestimmten Abschnitt auf der ersten Leitung ausgebildet ist, einen ersten Säulen-Abstandshalter, der so auf dem zweiten Substrat ausgebildet ist, dass er dem Vorsprung entspricht und über eine entsprechende Fläche in Bezug auf diesen verfügt, wobei diese entsprechende Fläche weiter als der Vorsprung ist, ein Kompensationsmuster, das in einem anderen vorbestimmten Abschnitt auf der ersten Leitung ausgebildet ist, wo der Vorsprung nicht ausgebildet ist, und mit geringerer Höhe als der des Vorsprungs, einen zweiten Säulen-Abstandshalter, der dem Kompensationsmuster entspricht, und eine Flüssigkristallschicht zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat. Es ist auch ein Verfahren zum Herstellen des LCDs offenbart.

Description

Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der am 23. September 2005 eingereichten koreanischen Patentanmeldung 10-2005-088778, die hiermit durch Bezugnahme so eingeschlossen wird, als sei sie hier vollständig dargelegt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Flüssigkristalldisplay. Genauer gesagt, betrifft die Erfindung ein Flüssigkristalldisplay mit einem Vorsprung entsprechend einem vorbestimmten Säulen-Abstandshalter, um die Kontaktfläche zwischen dem Säulen-Abstandshalter und einem zugehörigen Substrat, die einander zugewandt sind, zu verringern, um einen Berührungsdefekt zu verhindern, sowie einem Kompensationsmuster, das einem anderen Säulen-Abstandshalter entspricht, um zu verhindern, dass in einem durch eine äußere Kraft, wie ein Herunterdrücken oder dergleichen, spezifizierten Abschnitt ein Eindrückfleck (Eindrückdefekt) erzeugt wird, und ein Verfahren zum Herstellen desselben.

Erörterung der einschlägigen Technik

Fortschritte bei der Informationstechnologie führen zu schnell ansteigender Nachfrage nach Displays mit verschiedenen Formen. Dementsprechend wurden kontinuierlich verschiedene Flachtafeldisplays, wie Flüssigkristalldisplays (LCDs), Plasmadisplaytafeln (PDPs), Elektrolumineszenzdisplays (ELDs), Vakuumfluoreszenzdisplays (VFDs) und dergleichen untersucht, und einige derselben wurden bereits in der Praxis bei verschiedenen Geräten angewandt.

Unter diesen Flachtafeldisplays werden LCDs angesichts ihrer Vorteile einschließlich ihrer hervorragenden Bildqualität, geringen Gewichts, Kompaktheit und niedrigen Energieverbrauchs mit der weitesten Verbreitung an Stelle von Kathodenstrahlröhrenmonitoren für mobile Bildanzeigegeräte verwendet. Genauer gesagt, werden LCDs für Monitore von Fernsehgeräten, die Rundfunksignale empfangen und anzeigen können, und Computermonitore, zusätzlich zu mobilen Anzeigegeräten wie Notebookcomputern, entwickelt.

Um es zu ermöglichen, LCDs als übliche Schirmanzeigevorrichtung bei verschiedenen Geräten zu verwenden, ist es erforderlich, dass sie Bilder hoher Qualität erzielen, wie mit hoher Auflösung, hoher Helligkeit und großen Abmessungen, während die Vorteile des geringen Gewichts, der Kompaktheit und des niedrigen Energieverbrauchs erhalten bleiben.

Allgemein verfügt ein LCD über ein erstes Substrat, ein zweites Substrat und eine Flüssigkristallschicht, die zwischen das erste und das zweite Substrat eingefügt ist, die unter Ausbildung eines vorbestimmten Abstands zwischen ihnen zusammengebaut sind.

Genauer gesagt, ist das erste Substrat mit einer Vielzahl von Gateleitungen, die mit gleichmäßigen Intervallen in einer Richtung angeordnet sind, und einer Vielzahl von Datenleitungen versehen, die mit gleichmäßigen Intervallen in einer anderen Richtung orthogonal zu den Gateleitungen angeordnet sind, um Pixelbereiche zu bilden. In jedem der Pixelbereiche ist eine Pixelelektrode ausgebildet, und ein Dünnschichttransistor ist in einem Bereich ausgebildet, in dem die jeweiligen Gateleitungen und Datenleitungen einander schneiden, wobei er so wirkt, dass er ein Datensignal auf den Datenleitungen entsprechend einem an die Gateleitungen gelegten Signal an eine zugehörige Pixelelektrode liefert.

Außerdem ist das zweite Substrat mit einer Schwarzmatrixschicht zum Ausblenden von Licht aus einem Abschnitt, der nicht den Pixelbereichen entspricht, einer Färbfilterschicht für R, G und B zum Darstellen von Farbbildern sowie einer gemeinsamen Elektrode auf der Farbfilterschicht zum Realisieren der Bilder versehen.

Bei einem derartigen LCD werden Flüssigkristalle in der zwischen das erste und das zweite Substrat eingefügten Flüssigkristallschicht durch ein elektrisches Feld, das zwischen der Pixelelektrode und der gemeinsamen Elektrode erzeugt wird, so eingeordnet, dass durch Einstellen der Lichtmenge, die entsprechend dem Ausrichtungsgrad der Laufrichtungsschicht durch diese hindurchstrahlt, ein Bild angezeigt wird.

Ein derartiges LCD wird als in einem verdrillt-nematischen (TN) Modus arbeitendes LCD bezeichnet. Da ein TN-LCD einen Nachteil hinsichtlich eines engen Betrachtungswinkels zeigt, wurde ein horizontal schaltendes LCD entwickelt, um den Nachteil des TN-LCD zu überwinden.

Bei einem IPS-LCD werden die Pixelelektrode und die gemeinsame Elektrode auf dem Pixelbereich des ersten Substrats um einen vorbestimmten Abstand parallel voneinander getrennt ausgebildet, um zwischen ihnen ein horizontales elektrisches Feld zu erzeugen, so dass die Flüssigkristallschicht durch dieses ausgerichtet wird.

Indessen verfügt das LCD ferner über einen Abstandshalter, der zwischen dem ersten und dem zweiten Flüssigkristall ausgebildet ist, um zwischen diesen dort, wo die Flüssigkristallschicht ausgebildet ist, einen konstanten Abstand aufrechtzuerhalten.

Abstandshalter können entsprechend ihrer Form in Kugel-Abstandshalter und Säulen-Abstandshalter eingeteilt werden.

Kugel-Abstandshalter verfügen über Kugelform, und sie werden auf dem ersten und zweiten Substrat verstreut. Kugel-Abstandshalter bewegen sich selbst nach dem Zusammenbau des ersten und des zweiten Substrats relativ frei, und sie verfügen über eine kleine Kontaktfläche zum ersten und zum zweiten Substrat.

Andererseits wird ein Säulen-Abstandshalter durch einen Arrayprozess auf dem ersten oder dem zweiten Substrat hergestellt, und er wird mit Säulenform mit einer vorbestimmten Höhe an einem der Substrate befestigt. Demgemäß verfügt ein Säulen-Abstandshalter über eine größere Kontaktfläche als ein Kugel-Abstandshalter.

Nun wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Flüssigkristalldisplay mit einem herkömmlichen Säulen-Abstandshalter beschrieben.

Die 1 ist eine Schnittansicht zum Darstellen eines Flüssigkristalldisplays mit einem Säulen-Abstandshalter.

Gemäß der 1 verfügt ein LCD mit einem Säulen-Abstandshalter über ein erstes und ein zweites Substrat 30 und 40, die einander zugewandt sind, einen zwischen diesen ausgebildeten Säulen-Abstandshalter 20 sowie eine zwischen das erste und das zweite Substrat 30 und 40 eingefüllte Flüssigkristallschicht (nicht dargestellt).

Auf dem ersten Substrat 30 sind Gateleitungen 31 und Datenleitungen (nicht dargestellt) ausgebildet, die einander orthogonal schneiden, um Pixelbereich zu bilden, von denen in jedem eine Pixelelektrode (nicht dargestellt) ausgebildet sind, und mit Dünnschichttransistoren (TFT) in jeweiligen Bereichen, wo die Gateleitungen 31 die Datenleitungen schneiden.

Auf dem zweiten Substrat 90 sind eine Schwarzmatrixschicht 41 in einem Bereich, der nicht den Pixelbereichen entspricht, eine Farbfilterschicht 42 in Streifenform, entsprechend dem Pixelbereichen in einer Längslinie horizontal zu den Datenleitungen, und eine gemeinsame Elektrode oder eine Überzugsschicht 43 auf der gesamten Fläche ausgebildet.

Hierbei wird der Säulen-Abstandshalter 20 an einer vorbestimmten Position über den Gateleitungen 31 hergestellt.

Außerdem ist das erste Substrat 30 ferner mit einer Gateisolierschicht 36 auf der gesamten Oberfläche einschließlich der Gateleitungen 31 sowie einer Passivierungsschicht 37 auf der Gateisolierschicht 36 versehen.

Die 2A und 2B sind eine Draufsicht und eine Schnittansicht zum Darstellen eines Berührungsdefekts an einem Flüssigkristalldisplay mit Säulen-Abstandshaltern.

Wie es in den 2A und 2B dargestellt ist, wird bei einem Flüssigkristall mit dem oben beschriebenen herkömmlichen Säulen-Abstandshalter, wenn ein Bediener eine Fläche einer Flüssigkristalltafel 10 mit einem Finger oder anderen Gegenständen in einer vorbestimmten Richtung berührt, im berührten Abschnitt ein Fleck erzeugt. Da der Fleck durch Berühren der Oberfläche der Tafel erzeugt wird, wird er als Berührungsfleck bezeichnet, oder da er auf einem Schirm beobachtet wird, wird er auch als Berührungsdefekt bezeichnet.

Es wird davon ausgegangen, dass ein derartiger Berührungsdefekt auf Grund einer großen Reibungskraft erzeugt wird, die sich aus einer größeren Kontaktfläche zwischen dem Säulen-Abstandshalter 20 und dem ersten Substrat 1, die einander zugewandt sind, im Vergleich zur Struktur unter Verwendung von Kugel-Abstandshaltern ergibt. Das heißt, dass, da ein Säulen-Abstandshalter 20 über Säulenform verfügt und er eine größere Kontaktfläche in Bezug auf das erste Substrat 1 im Vergleich zu einem Kugel-Abstandshalter zeigt, wie es in der 2B dargestellt ist, der berührte Abschnitt eine lange Zeitperiode benötigt, um den ursprünglichen Zustand nach einer Verschiebung des ersten Substrats 1 in Bezug auf das zweite Substrat 2, wie durch die Berührung der Oberfläche hervorgerufen, wiederzuerlangen, wodurch der Fleck auf dem berührten Abschnitt verbleiben kann, bis dieser berührte Abschnitt den ursprünglichen Zustand wiedererlangt hat.

Jedoch bestehen bei einem derartigen Flüssigkristall mit einem herkömmlichen Säulen-Abstandshalter Probleme wie folgt.

Erstens benötigt der berührte Abschnitt, da die Kontaktfläche zwischen dem Säulen-Abstandshalter und dem Substrat, die einander zugewandt sind, groß ist, was zu einer hohen keibungskraft führt, eine lange Zeitperiode, um den ursprünglichen Zustand wiederzuerlangen, wenn eines der Substrate auf Grund der Berührung gegen das andere verschoben wird, was dazu führt, dass der Fleck beobachtbar ist, während der berührte Abschnitt in den ursprünglichen Zustand zurückkehrt.

Zweitens leiden Flüssigkristalle unter einer Wärmeausdehnung, wenn eine Flüssigkristalltafel mit Säulen-Abstandshaltern in aufrechter Steller in einen Hochtemperaturzustand gebracht wird. In schweren Fällen wird der Zellenzwischenraum größer als es der Höhe der Säulen-Abstandshalter entspricht, und dies führt dazu, dass die Flüssigkristalle in einen tieferen Abschnitt der Flüssigkristalltafel herunterfließen, so dass sich dieser aufwölbt und undurchsichtig erscheint.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Demgemäß ist die Erfindung auf ein Flüssigkristalldisplay und ein Verfahren zu dessen Herstellung gerichtet, die eines oder mehrere Probleme auf Grund der Einschränkungen und Nachteile der einschlägigen Technik im Wesentlichen vermeiden.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Flüssigkristalldisplay mit einem Vorsprung entsprechend einem vorbestimmten Säulen-Abstandshalter zum Verringern der Kontaktfläche zwischen dem Säulen-Abstandshalter und einem entsprechenden Substrat, die einander zugewandt sind, zu verringern, um einen Berührungsdefekt zu verhindern, und einem Kompensationsmuster entsprechend einem anderen Säulen-Abstandshalter, um die Erzeugung eines Eindrückdefekts in einem spezifizierten Abschnitt durch eine äußere Kraft, wie ein Herunterdrücken und dergleichen, zu verhindern, und ein Verfahren zum Herstellen desselben zu schaffen.

Zusätzliche Vorteile, Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt, und sie werden dem Fachmann teilweise beim Studieren des Folgenden ersichtlich, oder sie ergeben sich beim Ausüben der Erfindung. Die Ziele und andere Vorteile der Erfindung können durch die Struktur realisiert und erreicht werden, wie sie in der schriftlichen Beschreibung und den zugehörigen Ansprüchen sowie den beigefügten Zeichnungen speziell dargelegt ist.

Um diese Ziele und andere Vorteile zu erreichen, und gemäß dem Zweck der Erfindung, wie sie realisiert wurde und hier umfassend beschrieben wird, ist ein Flüssigkristalldisplay mit Folgendem geschaffen: einem ersten und einem zweiten Substrat, die einander zugewandt sind; einer Vielzahl von Säulen-Abstandshaltern, die auf dem zweiten Substrat ausgebildet sind; einer Vielzahl von Vorsprüngen, die in einem vorbestimmten Abschnitt auf dem ersten Substrat ausgebildet sind; und einer Vielzahl von Kom pensationsmustern, die in einem anderen vorbestimmten Abschnitt auf dem ersten Substrats ausgebildet sind.

Zu den Säulen-Abstandshaltern gehören eine Vielzahl erster Säulen-Abstandshalter und eine Vielzahl zweiter Säulen-Abstandshalter. Endabschnitte der ersten Säulen-Abstandshalter sind Endabschnitten der Vorsprünge jeweils zugewandt, und der Endabschnitt des ersten Säulen-Abstandshalters verfügt über eine größere Fläche als der Endabschnitt des Vorsprungs. Endabschnitte der zweiten Säulen-Abstandshalter sind Endabschnitten des Kompensationsmusters jeweils zugewandt, und der Endabschnitt des zweiten Säulen-Abstandshalters verfügt über eine kleinere Fläche oder eine gleich große Fläche wie der Endabschnitt des Kompensationsmusters.

Das Kompensationsmuster verfügt über eine geringere Höhe als die Vorsprünge, und der Endabschnitt des Kompensationsmusters verfügt über eine größere Fläche als der Endabschnitt des Vorsprungs.

Das Flüssigkristalldisplay verfügt ferner über eine Passivierungsschicht, die zwischen die Säulen-Abstandshalter und die Vorsprünge oder Kompensationsmuster eingefügt ist.

Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Flüssigkristalldisplays mit den folgenden Schritten geschaffen: Bereitstellen eines ersten und eines zweiten Substrats; Herstellen einer Vielzahl von Säulen-Abstandshaltern auf dem zweiten Substrat; Herstellen einer Vielzahl von Vorsprüngen in einem vorbestimmten Abschnitt auf dem ersten Substrat; und Herstellen einer Vielzahl von Kompensationsmustern in einem anderen vorbestimmten Abschnitt auf dem ersten Substrat.

Zu den Säulen-Abstandshaltern gehören eine Vielzahl erster Säulen-Abstandshalter und zweiter Säulen-Abstandshalter.

Der Schritt zum Bereitstellen des ersten Substrats beinhaltet die folgenden Schritte: Herstellen einer ersten Leitung auf dem ersten Substrat; sequenzielles Herstellen eines Isolierfilms, einer Halbleitermaterialschicht und einer Source/Drain-Elektrodenmaterialschicht auf dem ersten Substrat; Herstellen eines fotosensitiven Musters mit einer ersten Dicke entsprechend den ersten Säulen-Abstandshaltern und einer zweiten Dicke entsprechend den zweiten Säulen-Abstandshaltern; selektives Ätzen der Source/Drain-Elektrodenmaterialschicht und der Halbleitermaterialschicht unter Verwendung des fotosensitiven Musters zum Ausbilden eines Vorsprungs und eines Kompensationsmusters.

Der Vorsprung wird im Bereich hergestellt, in dem sich das fotosensitive Muster mit der ersten Dicke befindet, und das Kompensationsmuster wird im Bereich hergestellt, in dem sich das fotosensitive Muster mit der zweiten Dicke befindet.

Das fotosensitive Muster wird unter Verwendung einer Beugungsbelichtungsmaske hergestellt.

Ein Abschnitt der Beugungsbelichtungsmaske, der der ersten Dicke des fotosensitiven Musters entspricht, ist ein Lichtausblendabschnitt, und ein Abschnitt der Beugungsbelichtungsmaske, der der zweiten Dicke des fotosensitiven Musters entspricht, ist ein durchscheinender Abschnitt mit einer Anzahl von Schlitzen. Dabei wird das fotosensitive Muster aus einem fotosensitiven Positivmaterial hergestellt.

Ein Abschnitt der Beugungsbelichtungsmaske, der der ersten Dicke des fotosensitiven Musters entspricht, ist ein Transmissionsabschnitt, und ein Abschnitt der Beugungsbelichtungsmaske, der der zweiten Dicke des fotosensitiven Musters entspricht, ist ein durchscheinender Abschnitt einer Anzahl von Schlitzen. Dabei wird das fotosensitive Muster aus einem fotosensitiven Material hergestellt.

Es ist zu beachten, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung beispielhaft und erläuternd sind und dazu vorgesehen sind, für eine weitere Erläuterung der beanspruchten Erfindung zu sorgen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die beigefügten Zeichnungen, die enthalten sind, um für ein weiteres Verständnis der Erfindung zu sorgen, und die in diese Anmeldung eingeschlossen sind und einen Teil derselben bilden, veranschaulichen mindestens eine Ausführungsform der Erfindung, und sie dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, das Prinzip der Erfindung zu erläutern. In den Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:

1 ist eine Schnittansicht zum Veranschaulichen eines herkömmlichen Flüssigkristalldisplays mit einem Säulen-Abstandshalter;

2A und 2B sind eine Draufsicht bzw. eine Schrittansicht zum Veranschaulichen eines Berührungsdefekts an einem Flüssigkristalldisplay mit einem Säulen-Abstandshalter;

3 ist eine schematische Ansicht zum Veranschaulichen der Struktur eines Vorsprungs in einem Flüssigkristalldisplay gemäß der Erfindung;

4 ist eine Schnittansicht zum Veranschaulichen des in der 3 dargestellten Flüssigkristalldisplays mit einem Vor sprung, wobei ein erstes und ein zweites Substrat zusammengebaut sind;

5A und 5B sind Schnittansichten zum Veranschaulichen des Ausmaßes des Kontakts zwischen einem Säulen-Abstandshalter und einem Substrat, die einander zugewandt sind, sowie der Verformung des Säulen-Abstandshalters entsprechend dem Ausmaß einer äußeren Kraft, die auf das in der 4 dargestellte Flüssigkristalldisplay ausgeübt wird;

6 ist eine Schnittansicht zum Veranschaulichen des Ausmaßes des Kontakts zwischen einem Säulen-Abstandshalter und einem Substrat, die einander zugewandt sind, sowie der Verformung des Säulen-Abstandshalters entsprechend dem Ausmaß einer äußeren Kraft, die auf ein Flüssigkristalldisplay gemäß der Erfindung;

7 ist eine Draufsicht zum Veranschaulichen des Flüssigkristalldisplays gemäß der Erfindung; und

8 ist eine Schnittansicht entlang Linien I-I' und II-II' in der 7.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nun wird detailliert auf die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, zu denen in den beigefügten Zeichnungen Beispiele dargestellt sind. Wo immer es möglich ist, werden in allen Zeichnungen dieselben Bezugszahlen dazu verwendet, dieselben oder ähnliche Teile zu kennzeichnen.
Die 3 ist eine schematische Ansicht zum Veranschaulichen der Struktur eines Vorsprungs in einem Flüssigkristalldisplay gemäß der Erfindung.
Gemäß der 3 verfügt das Flüssigkristalldisplay über ein erstes und ein zweites Substrat 70 und 60, die einander zugewandt sind, einen in einem vorbestimmten Abschnitt auf dem zweiten Substrat 60 ausgebildeten Säulen-Abstandshalter 80, einen Vorsprung 85, der so auf dem ersten Substrat 70 ausgebildet ist, dass er teilweise mit dem Säulen-Abstandshalter 80 in Kontakt steht, wobei er über eine kleinere Fläche verfügt, als sie der Oberseite (d.h. einem Endabschnitt) des Säulen-Abstandshalters 80 entspricht (d.h., eine entsprechende Seite des Säulen-Abstandshalters 80 in Bezug auf den Vorsprung), und eine Flüssigkristallschicht (nicht dargestellt), die zwischen das erste und das zweite Substrat 70 und 60 eingefügt ist.
Infolge dessen ist, wenn das Flüssigkristalldisplay über den Vorsprung 85 verfügt und wenn eine Bedienperson eine Fläche des ersten Substrat 70 oder des zweiten Substrats 60 berührt (mit einem Verhalten entsprechend einem Reiben in einer Richtung), was dazu führt, dass das erste und das zweite Substrat 70 und 60 zueinander verschoben werden, die Kontaktfläche zwischen dem Säulen-Abstandshalter 80 und dem Vorsprung 85 als die Oberseite (d.h. der Endabschnitt) des Vorsprungs 85 definiert, die kleiner als die Oberseite des Säulen-Abstandshalters 80 ist (hierbei gilt die "Oberseite" in Bezug auf das zweite Substrat 60, auf dem der Säulen-Abstandshalter ausgebildet ist, und demgemäß wird diejenige Seite des Säulen-Abstandshalters 80, die mit der Oberfläche des zweiten Substrats 60 in Kontakt steht, als "Unterseite" bezeichnet), so dass die Reibungsfläche zwischen dem Säulen-Abstandshalter 80 und dem zweiten Substrat 60 im vergleich zu der beim herkömmlichen Flüssigkristalldisplay verringert ist, wodurch die Reibungskraft zwischen ihnen verringert ist. Demgemäß kann, wenn das erste Substrat 70 oder das zweite Substrat 60 durch eine Berührung in einer Richtung verschoben wird, das berührte Substrat leicht in den ursprünglichen Zustand zurückkehren.
Wenn bei einem Flüssigkristalldisplay mit einem derartigen Vorsprung das erste und das zweite Substrat 70 und 60 zusammengebaut werden, ändert sich die Form des dem Vorsprung 85 entsprechenden Säulen-Abstandshalters 80 wie folgt. Als Erstes konzentriert sich eine Kraft in einem Abschnitt des Säulen-Abstandshalters 80, der dem Vorsprung 85 entspricht, so dass eine Farbfilterschicht (nicht dargestellt) und eine Schwarzmatrixschicht (nicht dargestellt) unter dem Säulen-Abstandshalter 80 zusammen nach unten gedrückt werden.
Infolge dessen kann, wenn eine einzelne Schicht oder mehrere Schichten zusammengedrückt werden und eine Flüssigkristalltafel in einen Zustand hoher Temperatur gebracht wird, was dazu führt, dass sich ein Zellenzwischenraum auf Grund der Wärmeausdehnung von Flüssigkristallen vergrößert, der Säulen-Abstandshalter 80 entsprechend seinem Kompressionsgrad und dem der Schichten unter ihm in den ursprünglichen Zustand zurückkehren, und er kann den Zwischenraum zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat 60 und 70 aufrechterhalten, um dadurch einen durch das Herabsinken der Flüssigkristalle verursachten Schwerkraftdefekt im Vergleich zu einer Struktur ohne den Vorsprung zu verhindern.
Wenn jedoch ein Vorsprung mit kleinerem Volumen und kleinerer Oberfläche entsprechend dem Zentrum des auf die oben beschriebene Weise konfigurierten Säulen-Abstandshalters ausgebildet wird und wenn der Säulen-Abstandshalter und die Schicht unter ihm durch den Vorsprung zusammengedrückt werden, kann sich die Kraft insbesondere im dem Vorsprung 85 entsprechenden Abschnitt des Säulen-Abstandshalters 80 konzentrieren. Wenn in diesem Zustand das erste und das zweite Substrat 70 und 60 durch eine äußere Kraft übermäßig zusammengedrückt werden (d.h., möglicherweise wird die Kompressionskraft von der Rückseite des ersten oder des zweiten Substrats her übermäßig groß), tritt ein Effekt auf, gemäß dem der Säulen-Abstandshalter 80 durch den Vorsprung 85 zu sammengedrückt wird und nicht in den ursprünglichen Zustand zurückkehrt.
Ein derartiges Kompressionsverhalten kann durch einen separaten Kompressionstest vor der Freigabe des Flüssigkristalldisplays, oder während eines Zusammenbauprozesses zum Zusammenbauen von Flüssigkristallmodulen, herbeigeführt werden.
Die 4 ist eine Schnittansicht zum Veranschaulichen des in der 3 dargestellten Flüssigkristalldisplays mit einem Vorsprung, wobei das erste und das zweite Substrat zusammengebaut sind. Die 5A und 5B sind Schnittansichten zum Veranschaulichen des Ausmaßes des Kontakts zwischen einem Säulen-Abstandshalter und einem Substrat, die einander zugewandt sind, und einer Verformung des Säulen-Abstandshalters entsprechend dem Ausmaß einer äußeren Kraft, wie sie auf das in der 4 dargestellten Flüssigkristalldisplay einwirkt.
Wie es in der 4 dargestellt ist, wird, beim Flüssigkristalldisplay mit dem Vorsprung zwischen dem Säulen-Abstandshalter und dem entgegengesetzten Substrat, in einem Anfangszustand des Zusammenbaus des ersten und des zweiten Substrats, ein erster Säulen-Abstandshalter 80 mit dem Vorsprung 85 in Kontakt gebracht, und ein zweiter Säulen-Abstandshalter 90 ist vom ersten Substrat 70 getrennt. Demgemäß verbleibt dann, wenn ein Berührungsvorgang auf solche Weise ausgeführt wird, dass die Rückseite des ersten Substrat 70 oder des zweiten Substrats 60 mit einer geringen Kraft gerieben wird, nur die Oberseite des Vorsprungs 85 mit dem ersten Säulen-Abstandshalter 80 in Kontakt. Demgemäß, da nämlich die Rückkehr des berührten Abschnitts in den Ursprungszustand auf Grund der kleinen Kontaktfläche nach dem Verschieben des ersten und des zweiten Substrats 70 und 60 gegeneinander schnell erfolgt, wird kein Berührungsdefekt beobachtet.
Der Vorsprung 85 wird dadurch hergestellt, dass ein Halbleiterschichtmuster 85 in einem unteren Abschnitt desselben ausgebildet wird und eine Metallschicht 85b in einem oberen Abschnitt desselben ausgebildet wird. Der Vorsprung 85 wird auf einer Gateleitung 81 oder einer gemeinsamen Leitung (nicht dargestellt) auf dem ersten Substrat 70 hergestellt. Alternativ wird der Vorsprung 85 auf einer metallischen Komponente hergestellt, die koplanar zur Gateleitung oder zur gemeinsamen Leitung verläuft.
Wenn beim Flüssigkristalldisplay mit dem oben beschriebenen Vorsprung 85 derselbe durch eine äußere Kraft übermäßig zusammengedrückt wird, wie es in der 5A dargestellt ist, wird er durch den ersten Säulen-Abstandshalter 80 zerdrückt, wie es in den 5A und 5B dargestellt ist. In schwerwiegenden Fällen werden sowohl der erste als auch der zweite Säulen-Abstandshalter 80 und 90 mit dem ersten Substrat 70 in Kontakt gebracht, wie es in der 5A dargestellt ist.
Wenn die Kompressionskraft kleiner als im Fall der 5A, jedoch größer als der Druck ist, wie er zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat 70 und 60 ausgeübt wird, wenn diese zusammengebaut werden, verbleibt der erste Säulen-Abstandshalter 80 im Zustand, in dem er durch den Vorsprung 85 zusammengedrückt ist.
Wenn in diesem Fall die Kompressionskraft, wie sie insbesondere auf den dem Vorsprung 85 entsprechenden ersten Säulen-Abstandshalter 80 einwirkt, einem vorbestimmten Druck oder mehr entspricht, wird der erste Säulen-Abstandshalter 80 einer plastischen Verformung unterzogen (durch den Vorsprung zerdrückt), und er kann nicht in den ursprünglichen Zustand zurückkehren.
Insbesondere verfügt der Vorsprung 85, da er aus einer Doppelschicht besteht, die durch Aufeinanderschichten des Halbleiterschichtmusters 85a und der Source/Drain-Metallschicht 85b herge stellt wurde, über eine Dicke, die von der Dicke der Materialschichten (dem Halbleiterschichtmuster und der Metallschicht) abhängt. In diesem Fall führt eine Erhöhung der Dicke des Halbleiterschichtmusters 85a und der Metallschicht 85b zu einer Vergrößerung des Abstands zwischen dem ersten sowie dem zweiten Säulen-Abstandshalter 80 und 90 und dem ersten Substrat 70.
Demgemäß besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür, dass der erste Säulen-Abstandshalter 80 durch den Vorsprung 85 eine plastische Verformung erleidet, was davon abhängt, ob der Vorsprung dicker gemacht wird, bis der zweite Säulen-Abstandshalter 80 durch eine kontinuierliche äußere Kraft mit dem ersten Substrat 70 in Kontakt gebracht wird, nachdem der erste Säulen-Abstandshalter 80 mit dem Vorsprung 85 in Kontakt gebracht wurde. Infolge dessen kehrt, wenn der erste Säulen-Abstandshalter 80 einer plastischen Verformung unterliegt, der verformte Abschnitt desselben nicht in den ursprünglichen Zustand zurück, sondern er verbleibt selbst nach dem Entfernen der äußeren Kraft im zerdrückten Zustand. So wird dieser Abschnitt auf Grund der Verformung als schwarzer Fleck beobachtet. Ein derartiger Fleck wird als Eindrückfleck bezeichnet, und wenn er einmal erzeugt ist, ist es unmöglich, dass der verformte Abschnitt in den ursprünglichen Zustand zurückkehrt.
Entsprechend den Designs von Flüssigkristalldisplays kann die Dicke des Halbleiterschichtmusters 85a und der Metallschicht 85b verändert werden. Insbesondere wird ein Eindrückfleck beim Design eines LCD problematisch, bei dem das Halbleiterschichtmuster 85a und die Metallschicht 85b dick sind.
Genauer gesagt, wird bei einem derartigen LCD, in einem Anfangsstadium des Zusammenbaus des ersten und des zweiten Substrats, der erste Säulen-Abstandshalter 80 mit dem Vorsprung 85 in Kontakt gebracht, während der zweite Säulen-Abstandshalter 80 entsprechend der Dicke des Vorsprungs 85 vom ersten Substrat 70 ge trennt ist. Demgemäß ist es, um den zweiten Säulen-Abstandshalter 90 mit dem ersten Substrat 70 in Kontakt zu bringen, erforderlich, den zweiten Säulen-Abstandshalter 90 entsprechend der Dicke des Vorsprungs 85 durch Ausüben einer äußeren Kraft zusammenzudrücken. Dabei dienen der erste und der zweite Säulen-Abstandshalter 80 und 90 zum Verteilen des Kontaktdrucks ab dem Zeitpunkt, zu dem der zweite Säulen-Abstandshalter 90 mit dem ersten Substrat 70 in Kontakt gebracht ist, und sie übernehmen ihre eigenen Anteile. Wenn jedoch der erste Säulen-Abstandshalter 80 plastisch verformt wird, ist es unmöglich, dass er in den ursprünglichen Zustand zurückkehrt.
Nachfolgend werden ein Flüssigkristalldisplay mit einem Kompensationsmuster zum Verhindern einer Kompression des zweiten Säulen-Abstandshalters auf dem ersten Substrat entsprechend dem zweiten Substrat sowie ein Verfahren zum Herstellen desselben beschrieben.
Indessen wird eine äußere Kraft, die zu einer Verformung des Säulen-Abstandshalters führt, unter Berücksichtigung aller Fälle betrachtet, in denen eine äußere Kraft ausgeübt werden kann, beispielsweise dann, wenn ermittelt wird, ob durch Ausüben eines beabsichtigten Drucks, wie bei einem Kompressionstest oder wenn die Flüssigkristalltafel während eines Modulprozesses teilweise zusammengedrückt wird, ein Eindrückfleck in der Flüssigkristalltafel erzeugt wird.
Die 6 ist eine Schnittansicht zum Veranschaulichen des Ausmaßes des Takts zwischen einem Säulen-Abstandshalter und einem Substrat, die in einem Flüssigkristalldisplay gemäß der Erfindung einander zugewandt sind, und der dabei auftretenden Verformung des Säulen-Abstandshalters.
Wie es in der 6 dargestellt ist, verfügt das Flüssigkristalldisplay gemäß der Erfindung über ein erstes Substrat 100 und ein zweites Substrat 200, die einander zugewandt sind, eine zwischen diesen angeordnete Flüssigkristallschicht 250 (siehe die 8), eine auf dem ersten Substrat 100 ausgebildete Gateleitung 101, einen Vorsprung 120 und ein Kompensationsmuster 130, die in vorbestimmten Abschnitten auf der Gateleitung 101 des ersten Substrats 100 ausgebildet sind, einen dem Vorsprung 120 entsprechenden ersten Säulen-Abstandshalter 210 sowie einen dem Kompensationsmuster 130 entsprechenden zweiten Säulen-Abstandshalter 220.
Der Vorsprung 120 wird dadurch hergestellt, dass ein in seinem unteren Abschnitt hergestelltes Halbleiterschichtmuster 220b und eine in seinem oberen Abschnitt hergestellte Metallschicht 120a aufeinandergeschichtet werden. Das Kompensationsmuster 130 besteht aus einer einzelnen Halbleitermusterschicht.
Bei diesem Aufbau kann, bei einem vorbestimmten Druck auf Grund einer Kompression, der zweite Säulen-Abstandshalter 220 mit dem Kompensationsmuster 130 in Kontakt gebracht werden, bis der erste Säulen-Abstandshalter 210 einer plastischen Verformung unterzogen wird, wodurch er seinen eigenen, ursprünglichen Zustand nicht wieder einnehmen kann, nachdem er teilweise durch den Vorsprung 120 zusammengedrückt wurde. Infolge dessen können der erste und der zweite Säulen-Abstandshalter 210 und 220, die dem Vorsprung 120 und dem Kompensationsmuster 130 entsprechen, den Druck auf Grund der Kompression gemeinsam aufnehmen, um dadurch zu verhindern, dass der erste Säulen-Abstandshalter 210 zerdrückt wird. Demgemäß existiert im ersten Säulen-Abstandshalter keine plastische Verformung, so dass es verhindert ist, dass ein Eindrückfleck erzeugt wird.
Die 7 ist eine Draufsicht zum Veranschaulichen des Flüssigkristalldisplays gemäß der Erfindung, und die 8 ist eine Schnittansicht entlang Linien I-I' und II-II' in der 7.
Wie es in den 7 und 8 dargestellt ist, ist beim LCD gemäß der Erfindung das erste Substrat 100 auf seiner Oberseite mit Folgendem versehen: Gateleitung 101 und Datenleitung 102, die einander schneiden, um Pixelbereiche zu bilden, einem Dünnschichttransistor (TFT) in jedem Kreuzungsabschnitt der Gateleitungen 101 und der Datenleitungen 102, einer ersten Speicherelektrode 103a, die elektrisch mit einer Drainelektrode 102b jedes Dünnschichttransistors verbunden ist, einer Pixelelektrode 103, die von der ersten Speicherelektrode 103a abzweigt, einer gemeinsamen Leitung 109a parallel benachbart zu zwei aufeinanderfolgenden Gateleitungen in jedem Pixelbereich, einer gemeinsamen Elektrode 104, die von der gemeinsamen Leitung 104a abwechselnd mit der Pixelelektrode 103 abzweigt, und einer zweiten Speicherelektrode 104b, die mit der gemeinsamen Elektrode 104 verbunden ist, während sie mit der ersten Speicherelektrode 103a überlappt.
Hierbei verfügt der Dünnschichttransistor über einen zwischen einer U-förmigen Sourceelektrode 102a und der Drainelektrode 102b ausgebildeten Kanalbereich. So ist der Kanalbereich entsprechend der Innenform der Sourceelektrode 102a ebenfalls mit einer U-Form ausgebildet. Der Dünnschichttransistor verfügt über eine von der Gateleitung 101 abstehende Gateelektrode 101a, die von der Datenleitung 102 abstehende U-förmige Sourceelektrode 102a sowie die Drainelektrode 102b, die um einen vorbestimmten Abstand der Sourceelektrode 102a entfernt ist, wobei sie in die U-Form derselben eingesetzt ist. Außerdem verfügt der Dünnschichttransistor ferner über eine Halbleiterschicht (nicht dargestellt) unter der Datenleitung 102, der Sourceelektrode 102a, der Drainelektrode 102b und dem Kanalbereich zwischen der Sourceelektrode 102a und der Drainelektrode 102b.
Hierbei wird die Halbleiterschicht dadurch hergestellt, dass eine nicht-kristalline Siliciumschicht (nicht dargestellt) und dann eine n' -Schicht (Fremdstoffschicht) (nicht dargestellt) auf diese aufeinandergestapelt werden und ein Teil der n' -Schicht (Fremdstoffschicht) im Kanalbereich zwischen der Sourceelektrode 102a und der Drainelektrode 102b entfernt wird. Die Halbleiterschicht kann selektiv nur unter den Source/Drain-Elektroden 102a und 102b und dem dazwischen liegenden Kanalbereich hergestellt werden. Alternativ kann die Halbleiterschicht unter der Datenleitung 102, der Sourceelektrode 102a und der Drainelektrode 102b sowie dem Kanalbereich hergestellt werden. Indessen ist zwar das Flüssigkristalldisplay in den Zeichnungen so dargestellt, dass es über die U-förmige Sourceelektrode 102a und den U-förmigen Kanal verfügt, jedoch kann es über eine Sourceelektrode 102a mit "-"-Form, oder andere Formen, verfügen, die von der Datenleitung 102 absteht.
Hierbei sind die Gateleitung 101, die gemeinsame Leitung 104a und die gemeinsame Elektrode 104 aus demselben Material auf derselben Schicht hergestellt.
Außerdem ist zwischen die Gateleitung 101 und die Halbleiterschicht eine Gateisolierschicht 105 eingefügt, und zwischen die Datenleitung 102 und die Pixelelektrode 103 ist eine Passivierungsschicht 106 eingefügt.
Indessen bilden die mit der durch den Pixelbereich laufenden gemeinsamen Leitung 109a verbundene zweite Speicherelektrode 104b, die mit dieser überlappende erste Speicherelektrode 103a und die Gateisolierschicht 105 und die Passivierungsschicht 106, die zwischen diese zwei Elektroden eingefügt sind, einen Speicherkondensator.
Hierbei sind die Drainelektrode 102b und die erste Speicherelektrode 103a, die auf verschiedenen Schichten ausgebildet sind, durch ein Kontaktloch 106a miteinander verbunden, das dadurch hergestellt wird, dass die Passivierungsschicht 106 in ei nem vorbestimmten Abschnitt auf der Drainelektrode 102b entfernt wird.
Außerdem ist in einem vorbestimmten Abschnitt auf der Gateleitung 101 oder der gemeinsamen Leitung 104a ein Vorsprung 120 ausgebildet, der über ein Halbleiterschichtmuster 120b auf derselben Schicht wie der Halbleiterschicht 107a und einer Metallschicht 120a auf derselben Schicht wie die Source/Drain-Elektroden 102a/102b, die in dieser Reihenfolge aufeinandergeschichtet sind, verfügt.
Das Halbleitermuster 120b verfügt über eine Dicke von ungefähr 0,2 ~ 0,3 μm, und die Metallschicht 120a verfügt über eine Dicke von ungefähr 0,2 ~ 0,4 μm. Abweichend von einem restlichen Abschnitt, in dem der Vorsprung 120 nicht ausgebildet ist, ist der Abschnitt, der den Vorsprung 120 trägt, als Stufe von ungefähr 0,4 ~ 0,7 μm ausgebildet. Beim Flüssigkristalldisplay mit dem Vorsprung 120 weist dieser auf den auf dem zweiten Substrat 200 ausgebildeten ersten Säulen-Abstandshalter 210 zu, wenn das erste und das zweite Substrat 100 und 200 zusammengebaut werden, um dazwischen einen Zellenzwischenraum auszubilden. Dabei ist die Oberseite (d.h, der Endabschnitt) des Vorsprungs 120 kleiner als die Oberseite des ersten Säulen-Abstandshalters 210 (in diesem Fall ist davon ausgegangen, dass diejenige Fläche des ersten Säulen-Abstandshalters 210, die mit dem zweiten Substrat 200 in Kontakt gebracht wird, die Unterseite ist), so dass der erste Säulen-Abstandshalter 210 über die Oberseite des Vorsprungs 120 hinweg mit diesem in Kontakt gebracht wird, wenn der erste Säulen-Abstandshalter 210 mit dem Vorsprung 120 in Kontakt gebracht wird.
Hierbei ist, da der Vorsprung 120 in seinem restlichen Bereich außerdem dem Kontaktloch 106a mit der Passivierungsschicht 106 versehen ist, in der Passivierungsschicht 106 auf dem Vorsprung 120 ein Kontaktabschnitt zum auf dem zweiten Substrat 200 ausgebildeten Säulen-Abstandshalter 210 gebildet.
Außerdem ist in einem vorbestimmten Abschnitt auf der Gateleitung 101, wo der Vorsprung 120 nicht ausgebildet ist, ein Kompensationsmuster 130 ausgebildet. Das Kompensationsmuster 130 ist auf derselben Schicht wie die das Halbleitermuster 120b hergestellt, und es verfügt über eine geringere Höhe als der Vorsprung 120.
Obwohl der Vorsprung 120 und das Kompensationsmuster 130 in den Zeichnungen so dargestellt sind, dass sie auf der Gateleitung 101 ausgebildet sind, können sie auf der gemeinsamen Leitung 104a ausgebildet sein. Alternativ können der Vorsprung 120 und das Kompensationsmuster 130 auf der zweiten Speicherelektrode 104 hergestellt sein, die aus demselben Metall wie die Gateleitung 101 und die gemeinsame Leitung 104a besteht.
Das zweite Substrat 200 ist dem ersten Substrat 100 zugewandt, und auf ihm sind eine Schwarzmatrixschicht 201 entsprechend dem Bereich (Bereich der Gateleitung und der Datenleitung) ohne den Pixelbereich, eine Farbfilterschicht 202 sowie eine Überzugsschicht 203 zum Einebnen des zweiten Substrats 200 mit der Schwarzmatrixschicht 201 der Farbfilterschicht 202 ausgebildet.
Außerdem ist der erste Säulen-Abstandshalter 210 auf einem Abschnitt der Überzugsschicht 203 ausgebildet, der dem Vorsprung 120 entspricht, und der zweite Säulen-Abstandshalter 220 ist au feinem dem Kompensationsmuster 130 entsprechenden Abschnitt der Überzugsschicht 203 ausgebildet.
Hierbei verfügen der erste Säulen-Abstandshalter 210 und der zweite Säulen-Abstandshalter 220 über dieselben Höhe auf der Überzugsschicht 203. Wenn der erste Säulen-Abstandshalter 210 beim Zusammenbauen des ersten und des zweiten Substrats zum Aus bilden des Zellenzwischenraums mit dem Vorsprung 120 in Kontakt gebracht wird, verbleibt er in einem Zustand, in dem er um ein vorbestimmtes Stück vom ersten Substrat 100 getrennt ist, um dadurch den Anteil der Kontaktfläche zwischen allen Säulen-Abstandshaltern und dem ersten Substrat 100 zu verringern. Demgemäß erfolgt eine Berührung in einem Zustand, in dem der Vorsprung 120 mit dem ersten Säulen-Abstandshalter 210 in Kontakt gebracht ist, und selbst wenn durch die Berührung das erste Substrat 100 oder das zweite Substrat 200 in einer Richtung verschoben wird, kann das berührte Substrat auf Grund der kleineren Kontaktfläche leicht in den ursprünglichen Zustand zurückkehren kann, um dadurch eine ungleichmäßige Helligkeit auf Grund der Berührung zu verhindern.
Bei einem Kompressionstest unter Ausübung eines vorbestimmten Drucks oder mehr wird zunächst der erste Säulen-Abstandshalter 210 mit dem Vorsprung 120 in Kontakt gebracht, und wenn der Druck zunimmt, wird anschließend der zweite Säulen-Abstandshalter 220 mit der Oberseite (d.h. dem Endabschnitt) des Kompensationsmusters 130 des ersten Substrats 100, das dem zweiten Säulen-Abstandshalter 220 entspricht, in Kontakt gebracht, so dass die wechselseitige Kontaktfläche zunimmt, wodurch der Druck beim Kompressionstest verteilt wird. Dabei kann das Kompensationsmuster 130 leicht die Stufendifferenz mittels des Vorsprungs 120 lindern, so dass der zweite Säulen-Abstandshalter 220 mit der Oberseite des ersten Substrats 100 in Kontakt gebracht wird, während der erste Säulen-Abstandshalter 210 durch den Kompressionstest verformt wird. Dann sind, ab dem Zeitpunkt, zu dem der zweite Säulen-Abstandshalter 220 mit der Oberseite des ersten Substrats 100 in Kontakt steht, die Säulen-Abstandshalter über eine größere Kontaktfläche mit dem ersten Substrat in Kontakt gebracht.
Demgemäß konzentriert sich, während der erste Säulen-Abstandshalter 210 mit dem Vorsprung 120 in Kontakt steht, der Druck ü ber den Vorsprung 120 am ersten Säulen-Abstandshalter 210, so dass selbst dann, wenn sich dieser verformt, der zweite Säulen-Abstandshalter 220 mit dem ersten Substrat 100 in Kontakt gebracht wird, bevor eine schwerwiegende Verformung des zweiten Säulen-Abstandshalters 220 auftritt (d.h. bevor eine Erholung des zweiten Säulen-Abstandshalters 220 in den ursprünglichen Zustand unmöglich wird), wodurch es ermöglicht ist, dass die Säulen-Abstandshalter 210 und 220 nach dem Kompressionstest ihren ursprünglichen Zustand wieder einnehmen.
Indessen können der erste und der zweite Säulen-Abstandshalter 210 und 220 im Querschnitt über verschiedene Formen verfügen, einschließlich einer Kreisform, einer Rechteckform und anderer Vieleckformen. Vorteilhafterweise können der erste und der zweite Säulen-Abstandshalter 210 und 220 unter Berücksichtigung einer Ausrichtungstoleranz bei einem Prozess über Kreisform oder die Form eines regelmäßigen Vielecks verfügen.
Der Vorsprung 120 und das Kompensationsmuster 130 können ebenfalls im Querschnitt über verschiedene Formen verfügen einschließlich einer Kreisform, einer Rechteckform und anderer Vieleckformen. In diesem Fall wird der Querschnitt des Vorsprungs 120 bei einem Muster, das die Kontaktfläche bei Berührung minimieren kann, so klein wie möglich ausgebildet. Das Kompensationsmuster 130 dient zum Verteilen des Kontaktdrucks durch Erhöhen der Kontaktfläche bei einem vorbestimmten Druck oder darüber, und es verfügt über eine Fläche, die zumindest der des Vorsprungs 120 entspricht oder größer ist. Vorteilhafterweise verfügt das Kompensationsmuster 130 unter Berücksichtigung der Druckverteilung bei Kompression über eine Fläche, die der Oberseite des zweiten Säulen-Abstandshalters 220 entspricht oder größer ist.
Indessen ist das Kompensationsmuster 130 auf derselben Schicht wie die Halbleiterschicht (nicht dargestellt) ausgebildet, die unter den Source/Drain-Elektroden 102a/102b des Dünnschichttransistors ausgebildet ist. Bei einem Prozess mit fünf Masken wird das Kompensationsmuster 130 gleichzeitig mit einem Prozess zum Strukturieren der Halbleiterschicht hergestellt, und bei einem Prozess mit vier Masken wird das Kompensationsmuster 130 gleichzeitig mit einem Prozess zum Strukturieren der Source/Drain-Elektrodenmaterialschicht und der Halbleitermaterialschicht hergestellt.
Genauer gesagt, wird beim Prozess mit fünf Masken die Halbleiterschicht gemeinsam mit dem Kompensationsmuster 130 dadurch auf der Halbleitermaterialschicht hergestellt, dass eine Strukturierung erfolgt, während das Halbleitermuster als untere Schicht des Vorsprungs 120 ausgebildet wird. In diesem Fall sind die Halbleiterschicht des Dünnschichttransistors, das Halbleiterschichtmuster 120a der unteren Schicht des Vorsprungs sowie der entsprechende Abschnitt des Kompensationsmusters 130 als Lichtausblendteil oder Transmissionsteil der Maske für den Strukturiervorgang ausgebildet (wenn ein auf der Halbleitermaterialschicht für die Strukturierung hergestellter fotosensitives Film ein fotosensitives Positivmaterial ist, wird er als Lichtausblendteil gebildet, und wenn der fotosensitive Film ein fotosensitives Negativmaterial ist, wird er als Transmissionsteil gebildet).
Beim Prozess mit vier Masken werden die Halbleitermaterialschicht und die Source/Drain-Elektrodenmaterialschicht mittels einer einzigen Beugungsbelichtungsmaske mit einem vorbestimmten Muster hergestellt. In diesem Fall sind ein Abschnitt für den Kanalbereich des Dünnschichttransistors und ein Abschnitt für das Kompensationsmuster 130 als durchscheinender Teil ausgebildet. Ein Abschnitt für die Datenleitung 102, ein Abschnitt für die Source/Drain-Elektroden 102a/102b sowie ein Abschnitt für den Vorsprung 120 sind als Lichtausblendteil oder Transmissionsteil ausgebildet. (Wenn ein auf der Halbleitermaterialschicht für die Strukturierung hergestellter fotosensitives Film ein fotosensitives Positivmaterial ist, wird er als Lichtausblendteil gebildet, und wenn der fotosensitive Film ein fotosensitives Negativmaterial ist, wird er als Transmissionsteil gebildet.)
Indessen wird, beim Prozess mit vier Masken, eine Vorsprung zum Strukturieren der Halbleitermaterialschicht und der Source/Drain-Elektrodenmaterialschicht in einem Abschnitt des durchscheinenden, dem Kanalbereich entsprechenden Teils mit einer Anzahl linearer Schlitze ausgebildet, und in einem Abschnitt des durchscheinenden, dem Kompensationsmuster 130 entsprechenden Teils wird sie mit mehreren konzentrischen, kreisförmigen Schlitzen verschiedener Größen ausgebildet.
Die Beugungsbelichtungsmaske verfügt am durchscheinenden Teil, entsprechend dem Abschnitt für das Kompensationsmuster und dem Abschnitt für den Kanalbereich, über eine Anzahl von Schlitzen. Die Breite jedes Schlitzes und der Abstand zwischen den Schlitzen kann eingestellt werden, um einen Auflösungsgrad zu erzielen, der größer als der ist, der durch eine Kombination aus einer Belichtungsvorrichtung und einem fotosensitiven Film realisiert werden kann und um die Belichtung gleichmäßig auszuführen.
Obwohl die obigen Ausführungsformen im Hinblick auf ein im IPS-Modus arbeitendes Flüssigkristalldisplay beschrieben wurden, ist die Erfindung bei einem im TN-Modus arbeitenden Flüssigkristalldisplay anwendbar. Ein im TN-Modus arbeitendes Flüssigkristalldisplay gemäß der Erfindung ist dem oben beschriebenen, im IPS-Modus arbeitenden Flüssigkristalldisplay mit der Ausnahme ähnlich, dass die Pixelelektrode in einem einzelnen Muster auf dem Pixelbereich des ersten Flüssigkristalls ausgebildet ist und die gemeinsame Elektrode auf der gesamten Oberfläche des zweiten Substrats ausgebildet ist. Bei einem im TN-Modus arbeitenden Flüssigkristalldisplay werden, da im Pixelbereich keine gemeinsame Leitung hergestellt wird, der erste und der zweite Säulen- Abstandshalter sowie der Vorsprung auf der Gateleitung hergestellt.
Wie es aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, zeigen das Flüssigkristalldisplay und das Verfahren zu seiner Herstellung gemäß der Erfindung über vorteilhafte Effekte wie die Folgenden.
Erstens wird ein Vorsprung mit dem ersten Säulen-Abstandshalter mit einer größeren entsprechenden Fläche als der Oberseite des Vorsprungs in Kontakt gebracht, wenn das erste und das zweite Substrat zusammengebaut werden, um den Zellenzwischenraum zu bilden, so dass zwischen allen Säulen-Abstandshaltern und dem entsprechenden Substrat (erstes Substrat) bei Berührung eine erhebliche kleine Kontaktfläche erzeugt wird, wodurch eine leichte Rückstellung des berührten Substrats in den ursprünglichen Zustand nach einer Verschiebung durch die Berührung ermöglicht ist.
Zweitens wird, beim Herstellen der Datenleitung, des Vorsprungs und dergleichen, das Kompensationsmuster niedriger als der Vorsprung hergestellt, so dass beim Zusammenbauen des ersten und des zweiten Substrats, um dazwischen den Zellenzwischenraum auszubilden, der erste Säulen-Abstandshalter mit dem Vorsprung in Kontakt gebracht wird und dann, wenn der Druck bei einem Kompressionstest zunimmt, der zweite Säulen-Abstandshalter mit dem Kompensationsmuster in Kontakt gebracht wird, um dadurch die Kontaktfläche mit dem Kompensationsmuster, von der zugehörigen Oberseite her, allmählich zu vergrößern. Bei dieser Struktur zeigt das LCD gemäß der Erfindung über einen vorteilhaften Effekt dahingehend, dass sich der Druck nicht in einem speziellen Abschnitt konzentriert sondern beim Kompressionstest verteilt wird. Demgemäß wird das Muster mit den Säulen-Abstandshaltern durch Druck nicht zerdrückt, wodurch verhindert wird, dass ein Eindrückfleck (Kompressionsfleck) und dergleichen erzeugt wird.
Drittens wird der erste Säulen-Abstandshalter, nach er mit dem Vorsprung in Kontakt getreten ist, durch den Vorsprung auf eine vorbestimmte Tiefe zusammengedrückt. Wenn sich in diesem Fall der Flüssigkristall in einem Zustand hoher Temperatur ausdehnt, wird der Vorsprung durch die Elastizität des ersten Säulen-Abstandshalters in den ursprünglichen Zustand zurückgebracht. Dabei verbleibt der erste Säulen-Abstandshalter dauernd mit dem Vorsprung in Kontakt, um dadurch zu verhindern, dass Flüssigkristalle zum unteren Ende einer Flüssigkristalltafel, nahe dem Boden, nach unten fließen. Demgemäß ist es möglich, einen Schwerkraftdefekt zu lindern.
Für den Fachmann ist es ersichtlich, dass an der Erfindung verschiedene Modifizierungen und Variationen vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken oder vom Schutzumfang der Erfindungen abzuweichen. So soll die Erfindung die Modifizierungen und Variationen ihrer selbst abdecken, vorausgesetzt, dass sie in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente fallen.

Claims

Flüssigkristalldisplay mit: einem ersten und einem zweiten Substrat, die einander zugewandt sind; einer Vielzahl von Säulen-Abstandshaltern, die auf dem zweiten Substrat ausgebildet sind; einer Vielzahl von Vorsprüngen, die in einem vorbestimmten Abschnitt auf dem ersten Substrat ausgebildet sind; und einer Vielzahl von Kompensationsmustern, die in einem anderen vorbestimmten Abschnitt auf dem ersten Substrats ausgebildet sind.
Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, bei dem die Kompensationsmuster in einem Abschnitt ausgebildet sind, in dem die Vorsprünge nicht ausgebildet sind.
Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, bei dem eine Vielzahl erster Säulen-Abstandshalter und eine Vielzahl zweiter Säulen-Abstandshalter zu den Säulen-Abstandshaltern gehören.
Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 3, bei dem Endabschnitte der ersten Säulen-Abstandshalter jeweils Endabschnitten der Vorsprünge zugewandt sind.
Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 9, bei dem der Endabschnitt des ersten Säulen-Abstandshalters über eine größere Fläche als der Endabschnitt des Vorsprungs verfügt.
Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 3, bei dem Endabschnitte der zweiten Säulen-Abstandshalter jeweils Endabschnitten des Kompensationsmusters zugewandt sind.
Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 6, bei dem der Endabschnitt des zweiten Säulen-Abstandshalters über eine Fläche verfügt, die so groß wie die des Endabschnitts des Kompensationsmusters oder größer ist.
Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, bei dem das Kompensationsmuster über eine geringere Höhe als die Vorsprünge verfügt.
Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, ferner mit: einer Vielzahl von Gateleitungen auf dem ersten Substrat; einer Vielzahl von Datenleitungen, die orthogonal in Bezug auf die Gateleitungen ausgebildet sind; und einer Vielzahl von Dünnschichttransistoren, die benachbart zu jedem Schnittabschnitt der Gateleitungen und der Datenleitungen ausgebildet sind.
Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 9, bei dem der Dünnschichttransistor Folgendes aufweist: eine von der Gateleitung abstehende Gateelektrode; eine von der Datenleitung abstehende Sourceelektrode; eine von der Sourceelektrode getrennte Drainelektrode; und eine Halbleiterschicht in teilweiser Überlappung mit den Source/Drain-Elektroden zwischen diesen und der Gateelektrode.
Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 10, bei dem der Vorsprung über eine obere Schicht und eine untere Schicht verfügt, wobei die untere Schicht auf derselben Schicht wie die Source/Drain-Elektrodenhalbleiterschicht vorhanden ist und die untere Schicht auf derselben Schicht wie die Halbleiterschicht vorhanden ist.
Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 10, bei dem das Kompensationsmuster auf derselben Schicht wie die Halbleiterschicht vorhanden ist.
Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, bei dem ein Endabschnitt des Kompensationsmusters über eine größere Fläche als ein Endabschnitt des Vorsprungs verfügt.
Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1, ferner mit einer Passivierungsschicht, die zwischen die Säulen-Abstandshalter und die Vorsprünge oder Kompensationsmuster eingefügt ist.
Verfahren zum Herstellen eines Flüssigkristalldisplays, das die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen eines ersten und eines zweiten Substrats; Herstellen einer Vielzahl von Säulen-Abstandshaltern auf dem zweiten Substrat; Herstellen einer Vielzahl von Vorsprüngen in einem vorbestimmten Abschnitt auf dem ersten Substrat; und Herstellen einer Vielzahl von Kompensationsmustern in einem anderen vorbestimmten Abschnitt auf dem ersten Substrat.
Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Säulen-Abstandshalter über eine Vielzahl erster Säulen-Abstandshalter und zweiter Säulen-Abstandshalter verfügen.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem der Schritt des Bereitstellens des ersten Substrats die folgenden Schritte beinhaltet: Herstellen einer ersten Leitung auf dem ersten Substrat; sequenzielles Herstellen eines Isolierfilms, einer Halbleitermaterialschicht und einer Source/Drain-Elektrodenmaterialschicht auf dem ersten Substrat; Herstellen eines fotosensitiven Musters mit einer ersten Dicke entsprechend den ersten Säulen-Abstandshaltern und einer zweiten Dicke entsprechend den zweiten Säulen-Abstandshaltern; selektives Ätzen der Source/Drain-Elektrodenmaterialschicht und der Halbleitermaterialschicht unter Verwendung des fotosen sitiven Musters zum Ausbilden eines Vorsprungs und eines Kompensationsmusters.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die zweite Dicke des fotosensitiven Musters kleiner als die erste Dicke desselben ist.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem der Vorsprung in einem Bereich hergestellt wird, in dem sich das fotosensitive Muster mit der ersten Dicke befindet, und das Kompensationsmuster im Bereich hergestellt wird, in dem sich das fotosensitive Muster mit der zweiten Dicke befindet.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem das Kompensationsmuster über eine kleinere Höhe als der Vorsprung verfügt.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem das fotosensitive Muster unter Verwendung einer Beugungsbelichtungsmaske hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 21, bei dem ein Abschnitt der Beugungsbelichtungsmaske, der dem fotosensitive Muster mit der ersten Dicke entspricht, ein Lichtausblendabschnitt ist und ein Abschnitt der Beugungsbelichtungsmaske, der dem fotosensitiven Muster mit der zweiten Dicke entspricht, ein durchscheinender Abschnitt mit einer Anzahl von Schlitzen ist.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das fotosensitive Muster aus einem fotosensitiven Positivmaterial hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 21, bei dem ein Abschnitt der Beugungsbelichtungsmaske, der dem fotosensitive Muster mit der ersten Dicke entspricht, ein Transmissionsabschnitt ist und ein Abschnitt der Beugungsbelichtungsmaske, der dem fotosensitiven Muster mit der zweiten Dicke entspricht, ein durchscheinender Abschnitt mit einer Anzahl von Schlitzen ist.
Verfahren nach Anspruch 24, bei dem das fotosensitive Muster aus einem fotosensitiven Negativmaterial hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 22 oder 29, bei dem konzentrische, kreisförmige Schlitze zu den Schlitzen gehören.
Verfahren nach Anspruch 17, ferner mit dem Herstellen einer zweiten Leitung orthogonal zur ersten Leitung, Source/Drain-Elektroden in derselben Schicht wie die zweite Leitung sowie einer Halbleiterschicht mit einem Kanalbereich, der zwischen der Sourceelektrode und der Drainelektrode positioniert ist.
Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das fotosensitive Muster entsprechend den Source- und den Drainelektroden über die erste Dicke und entsprechend dem Kanalbereich über die zweite Dicke verfügt.
Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der Vorsprung über eine obere Schicht und eine untere Schicht verfügt, wobei sich die obere Schicht auf derselben Schicht wie die Source/Drain-Elektroden befindet und sich die untere Schicht auf derselben Schicht wie die Halbleiterschicht befindet.
Verfahren nach Anspruch 15, bei dem sich das Kompensationsmuster auf derselben Schicht wie die Halbleiterschicht befindet.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem ein Endabschnitt des ersten Säulen-Abstandshalters über eine größere Fläche als ein Endabschnitt des Vorsprungs verfügt.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem ein Endabschnitt des zweiten Säulen-Abstandshalters über eine Fläche verfügt, die so groß wie die eines Endabschnitts des Kompensationsmusters oder größer ist.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner mit dem Herstellen einer Passivierungsschicht auf der gesamten Oberfläche des ersten Substrats nach dem Herstellen der Vorsprünge und der Kompensationsmuster.