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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.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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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 Stufendifferenzverringerungsmuster, 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.
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Erörterung der einschlägigen Technik
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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.
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Unter diesen Flachtafeldisplays werden LCDs angesichts ihrer Vorteile einschließlich ihrer hervorragenden Bildqualität, ihres geringen Gewichts, ihrer Kompaktheit und ihres 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.
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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.
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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.
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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.
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Außerdem ist das zweite Substrat mit einer Schwarzmatrixschicht zum Ausblenden von Licht aus einem Abschnitt, der nicht den Pixelbereichen entspricht, einer Farbfilterschicht für R, G und B zum Darstellen von Farbbildern sowie einer gemeinsamen Elektrode auf der Farbfilterschicht zum Realisieren der Bilder versehen.
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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.
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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.
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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.
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Indessen verfügt das LCD ferner über einen Abstandshalter, der zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat ausgebildet ist, um zwischen diesen dort, wo die Flüssigkristallschicht ausgebildet ist, einen konstanten Abstand aufrechtzuerhalten.
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Abstandshalter können entsprechend ihrer Form in Kugel-Abstandshalter und Säulen-Abstandshalter eingeteilt werden.
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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.
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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.
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Nun wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Flüssigkristalldisplay mit einem herkömmlichen Säulen-Abstandshalter beschrieben.
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Die 1 ist eine Schnittansicht zum Darstellen eines Flüssigkristalldisplays mit einem Säulen-Abstandshalter.
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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).
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Auf dem ersten Substrat 30 sind Gateleitungen 31 und Datenleitungen (nicht dargestellt) ausgebildet, die einander orthogonal schneiden, um Pixelbereiche zu bilden, wobei in jedem von diesen eine Pixelelektrode (nicht dargestellt) ausgebildet ist, und mit Dünnschichttransistoren (TFT) in jeweiligen Bereichen, wo die Gateleitungen 31 die Datenleitungen schneiden.
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Auf dem zweiten Substrat 40 sind eine Schwarzmatrixschicht 41 in einem Bereich, der nicht den Pixelbereichen entspricht, eine Farbfilterschicht 42 in Streifenform, entsprechend den Pixelbereichen in einer Längslinie horizontal zu den Datenleitungen, und eine gemeinsame Elektrode oder eine Überzugsschicht 43 auf der gesamten Fläche ausgebildet.
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Hierbei wird der Säulen-Abstandshalter 20 an einer vorbestimmten Position über den Gateleitungen 31 hergestellt.
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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.
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Die 2A und 2B sind eine Draufsicht und eine Schnittansicht zum Darstellen eines Berührungsdefekts an einem Flüssigkristalldisplay mit Säulen-Abstandshaltern.
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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.
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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.
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Jedoch bestehen bei einem derartigen Flüssigkristall mit einem herkömmlichen Säulen-Abstandshalter Probleme wie folgt.
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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 Reibungskraft 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.
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Zweitens leiden Flüssigkristalle unter einer Wärmeausdehnung, wenn eine Flüssigkristalltafel mit Säulen-Abstandshaltern in aufrechter Stellung 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.
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Die
US 2005/0140914 A1 beschreibt eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung und ein zugehöriges Herstellungsverfahren. Das Verfahren zum Herstellen der Flüssigkristallanzeigevorrichtung umfasst das Bereitstellen eines Paares von Substraten, welche eine erste Struktur mit einer ersten Höhe und eine zweite Struktur mit einer zweiten Höhe aufweisen, wobei die Höhendifferenz der ersten und zweiten Höhe in einem Bereich von 0,3 μm bis 1 μm liegt. Das Verfahren umfasst weiter einen Schritt des Abmessens einer Tropfenmenge von Flüssigkristall, sodass der Zellzwischenraum, welcher durch den Tropfengehalt von Flüssigkristall festgelegt wird, eine Höhe aufweist, welche zwischen der ersten und der zweiten Höhe liegt. Schließlich umfasst das Herstellungsverfahren ein Auftragen der abgemessenen Tropfenmenge von Flüssigkristall auf eines des Paars von Substraten, das in Verbindung bringen der beiden Substrate in einem Vakuum, und das endgültige Verbinden mittels Einfüllen von Flüssigkristall zwischen das Paar von Substraten unter atmosphärischem Druck. Daher ist es bekannt, dass sich zwei verschiedene Abstandshalter eines LCD verschieden hohen Vorsprüngen gegenüber liegen. Der Abstandshalter mit dem höheren Vorsprung berührt diesen permanent. Der andere Vorsprung ist um soviel niedriger, dass sein Abstandshalter zu ihm im Ruhestand einen bestimmten, nicht zu großen und nicht zu kleinen Abstand einhält und ihn nur bei äußerem Druck berührt.
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Die
US 2005/0088606 A1 beschreibt eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung. Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem Paar von Substraten, welche sich gegenüberliegend ein dazwischen liegendes Flüssigkristallmaterial beinhalten, umfasst säulenartige Abstandshalter, welche im Wesentlichen alle die gleiche Höhe aufweisen und auf einer Oberfläche eines ersten Substrats angeordnet sind. Die Oberfläche des zweiten Substrats ist so ausgestaltet, dass ein Teil der säulenförmigen Abstandshalter in Kontakt mit Vorsprüngen an der Oberfläche des zweiten Substrats stehen, wobei die restlichen säulenförmigen Abstandshalter von der Oberfläche des zweiten Substrats beabstandet sind. Hierbei befinden sich die Vorsprünge unter einer Passivierungsschicht.
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Die
US 2005/0185130 A1 beschreibt eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung und ein zugehöriges Herstellungsverfahren. Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung umfasst ein erste Substrat mit einer Vielzahl von säulenförmigen Abstandshaltern, welche daran befestigt sind, und ein zweites Substrat, welches dem ersten Substrat gegenüberliegend angeordnet ist. Das zweite Substrat weist eine Vielzahl von Vorsprüngen an Abschnitten auf, welchen den säulenförmigen Abstandshaltern entsprechen, wobei die Vorsprünge mit den säulenförmigen Abstandshaltern in Kontakt stehen. Zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat befindet sich eine Flüssigkristallschicht. Die Vorsprünge, auf denen die Abstandshalter ruhen, besitzen eine kleine Fläche, insbesondere kleiner als die Fläche der ersten Abstandshalter. Die Vorsprünge sind aus der Schicht der Source- und Drainelektrode und aus der Halbleiterschicht gebildet, die sich unter einer Passivierungsschicht befinden.
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Die
DE 10 2004 028 991 A1 beschreibt ein Dünnschichttransistorarray-Substrat und ein Herstellungsverfahren für ein solches. Das erfindungsgemäße Dünnschichttransistorarray-Substrat ist mit Folgendem versehen: einer Gateleitung auf einem Substrat; einem Gateisolierfilm auf der Gateleitung; einer Datenleitung auf dem Gateisolierfilm; wobei diese Datenleitung die Gateleitung schneidet, um einen Pixelbereich zu definieren, und wobei sich der Gateisolierfilm zwischen der Gateleitung und der Datenleitung befindet, wobei die Gateleitung und/oder die Datenleitung einen Vorsprung aufweisen; einem Dünnschichttransistor an einer Schnittstelle zwischen der Gateleitung und der Datenleitung; einer Pixelelektrode im Pixelbereich, wobei diese Pixelelektrode mit dem Dünnschichttransistor verbunden ist; und einem durch ein Tintenstrahlsystem aufgebrachten Abstandshalter innerhalb des Vorsprungs.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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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.
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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, um einen Berührungsdefekt zu verhindern, so weiterzubilden, dass die Erzeugung eines Eindrückdefekts in einem spezifizierten Abschnitt durch eine äußere Kraft, wie ein Herunterdrücken und dergleichen, verhindert wird, und ein Verfahren zum Herstellen desselben zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch das Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 1 sowie durch das Herstellungsverfahren nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen dargelegt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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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:
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1 ist eine Schnittansicht zum Veranschaulichen eines herkömmlichen Flüssigkristalldisplays mit einem Säulen-Abstandshalter;
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2A und 2B sind eine Draufsicht bzw. eine Schnittansicht zum Veranschaulichen eines Berührungsdefekts an einem Flüssigkristalldisplay mit einem Säulen-Abstandshalter;
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3 ist eine schematische Ansicht zum Veranschaulichen der Struktur eines Vorsprungs in einem Flüssigkristalldisplay;
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4 ist eine Schnittansicht zum Veranschaulichen des in der 3 dargestellten Flüssigkristalldisplays mit einem Vorsprung, wobei ein erstes und ein zweites Substrat zusammengebaut sind;
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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;
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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 ausgeübt wird;
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7 ist eine Draufsicht zum Veranschaulichen des Flüssigkristalldisplays gemäß der Erfindung; und
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8 ist eine Schnittansicht entlang Linien I-I' und II-II' in der 7.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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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.
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Die 3 ist eine schematische Ansicht zum Veranschaulichen der Struktur eines Vorsprungs in einem Flüssigkristalldisplay.
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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 die der Oberseite (d. h. eines Endabschnitts) 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.
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Infolge dessen ist, wenn das Flüssigkristalldisplay über den Vorsprung 85 verfügt und wenn eine Bedienperson eine Fläche des ersten Substrats 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.
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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.
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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.
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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 zusammengedrückt wird und nicht in den ursprünglichen Zustand zurückkehrt.
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Ein derartiges Kompressionsverhalten kann durch einen separaten Kompressionstest vor der Freigabe des Flüssigkristalldisplays, oder während eines Zusammenbauprozesses zum Zusammenbauen von Flüssigkristallmodulen, herbeigeführt werden.
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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 dargestellte Flüssigkristalldisplay einwirkt.
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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 Substrats 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.
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Der Vorsprung 85 wird dadurch hergestellt, dass ein Halbleiterschichtmuster 85a 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.
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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.
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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.
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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.
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Insbesondere verfügt der Vorsprung 85, da er aus einer Doppelschicht besteht, die durch Aufeinanderschichten des Halbleiterschichtmusters 85a und der Source- und Drain-Metallschicht 85b hergestellt 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.
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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.
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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.
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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 getrennt ist. Demgemäß ist es, um den zweiten Säulen-Abstandshalter 90 mit dem ersten Substrat 70 in Kontakt zu bringen, erforderlich, den ersten Säulen-Abstandshalter 80 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.
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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.
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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.
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Die 6 ist eine Schnittansicht zum Veranschaulichen des Ausmaßes des Kontakts 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.
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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 Stufendifferenzverringerungsmuster 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 Stufendifferenzverringerungsmuster 130 entsprechenden zweiten Säulen-Abstandshalter 220.
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Der Vorsprung 120 wird dadurch hergestellt, dass ein in seinem unteren Abschnitt hergestelltes Halbleiterschichtmuster 120b und eine in seinem oberen Abschnitt hergestellte Metallschicht 120a aufeinandergeschichtet werden. Das Stufendifferenzverringerungsmuster 130 besteht aus einer einzelnen Halbleitermusterschicht.
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Bei diesem Aufbau kann bei einem vorbestimmten Druck auf Grund einer Kompression der zweite Säulen-Abstandshalter 220 mit dem Stufendifferenzverringerungsmuster 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 Stufendifferenzverringerungsmuster 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.
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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.
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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: Gateleitungen 101 und Datenleitungen 102, die einander schneiden, um Pixelbereiche zu bilden, Dünnschichttransistoren (TFT) in jedem Kreuzungsabschnitt der Gateleitungen 101 und der Datenleitungen 102, ersten Speicherelektroden 103a, die jeweils elektrisch mit einer Drainelektrode 102b jedes Dünnschichttransistors verbunden sind, Pixelelektroden 103, die jeweils von einer der ersten Speicherelektroden 103a abzweigen, gemeinsamen Leitungen 104a jeweils parallel benachbart zu zwei aufeinanderfolgenden Gateleitungen in jedem Pixelbereich, gemeinsamen Elektroden 104, die jeweils von einer der gemeinsamen Leitungen 104a abwechselnd mit einer der Pixelelektroden 103 abzweigen, und zweiten Speicherelektroden 104b, die jeweils mit einer der gemeinsamen Elektroden 104 verbunden sind, während sie mit einer der ersten Speicherelektroden 103a überlappen.
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Hierbei verfügt jeder 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.
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Hierbei wird die Halbleiterschicht dadurch hergestellt, dass eine nicht-kristalline Siliziumschicht (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- und 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.
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Hierbei sind die Gateleitung 101, die gemeinsame Leitung 104a und die gemeinsame Elektrode 104 aus demselben Material auf derselben Schicht hergestellt.
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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.
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Indessen bilden die mit der durch den Pixelbereich laufenden gemeinsamen Leitung 104a 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.
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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 einem vorbestimmten Abschnitt auf der Drainelektrode 102b entfernt wird.
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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 die Halbleiterschicht und über eine Metallschicht 120a auf derselben Schicht wie die Source- und Drain-Elektroden 102a und 102b, die in dieser Reihenfolge aufeinandergeschichtet sind, verfügt.
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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.
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Hierbei ist, da der Vorsprung 120 in seinem restlichen Bereich außer 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.
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Außerdem ist in einem vorbestimmten Abschnitt auf der Gateleitung 101, wo der Vorsprung 120 nicht ausgebildet ist, ein Stufendifferenzverringerungsmuster 130 ausgebildet. Das Stufendifferenzverringerungsmuster 130 ist auf derselben Schicht wie das Halbleitermuster 120b hergestellt, und es verfügt über eine geringere Höhe als der Vorsprung 120.
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Obwohl der Vorsprung 120 und das Stufendifferenzverringerungsmuster 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 Stufendifferenzverringerungsmuster 130 auf der zweiten Speicherelektrode 104 hergestellt sein, die aus demselben Metall wie die Gateleitung 101 und die gemeinsame Leitung 104a besteht.
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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 Pixelbereichen, eine Farbfilterschicht 202 sowie eine Überzugsschicht 203 zum Einebnen des zweiten Substrats 200 mit der Schwarzmatrixschicht 201 der Farbfilterschicht 202 ausgebildet.
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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 auf einem dem Stufendifferenzverringerungsmuster 130 entsprechenden Abschnitt der Überzugsschicht 203 ausgebildet.
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Hierbei verfügen der erste Säulen-Abstandshalter 210 und der zweite Säulen-Abstandshalter 220 über dieselben Höhen auf der Überzugsschicht 203. Wenn der erste Säulen-Abstandshalter 210 beim Zusammenbauen des ersten und des zweiten Substrats zum Ausbilden 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, um dadurch eine ungleichmäßige Helligkeit auf Grund der Berührung zu verhindern.
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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 Stufendifferenzverringerungsmuster 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 Stufendifferenzverringerungsmuster 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 100 in Kontakt gebracht.
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Demgemäß konzentriert sich, während der erste Säulen-Abstandshalter 210 mit dem Vorsprung 120 in Kontakt steht, der Druck über 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 ersten Säulen-Abstandshalters 210 auftritt (d. h. bevor eine Erholung des ersten Säulen-Abstandshalters 210 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.
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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.
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Der Vorsprung 120 und das Stufendifferenzverringerungsmuster 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 Stufendifferenzverringerungsmuster 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 Stufendifferenzverringerungsmuster 130 unter Berücksichtigung der Druckverteilung bei Kompression über eine Fläche, die der Oberseite des zweiten Säulen-Abstandshalters 220 entspricht oder größer ist.
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Indessen ist das Stufendifferenzverringerungsmuster 130 auf derselben Schicht wie die Halbleiterschicht (nicht dargestellt) ausgebildet, die unter den Source- und Drain-Elektroden 102a und 102b des Dünnschichttransistors ausgebildet ist. Bei einem Prozess mit fünf Masken wird das Stufendifferenzverringerungsmuster 130 gleichzeitig mit einem Prozess zum Strukturieren der Halbleiterschicht hergestellt, und bei einem Prozess mit vier Masken wird das Stufendifferenzverringerungsmuster 130 gleichzeitig mit einem Prozess zum Strukturieren der Source- und Drain-Elektrodenschicht und der Halbleiterschicht hergestellt.
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Genauer gesagt, wird beim Prozess mit fünf Masken die Halbleiterschicht gemeinsam mit dem Stufendifferenzverringerungsmuster 130 dadurch auf der Halbleiterschicht 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 Stufendifferenzverringerungsmuster 130 als Lichtausblendteil oder Transmissionsteil der Maske für den Strukturiervorgang ausgebildet (wenn ein auf der Halbleiterschicht für die Strukturierung hergestellter fotosensitiver Film ein fotosensitives Positivmaterial ist, wird er als Lichtausblendteil gebildet, und wenn der fotosensitive Film ein fotosensitives Negativmaterial ist, wird er als Transmissionsteil gebildet).
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Beim Prozess mit vier Masken werden die Halbleitermaterialschicht und die Source- und Drain-Elektrodenschicht 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 Stufendifferenzverringerungsmuster 130 als durchscheinender Teil ausgebildet. Ein Abschnitt für die Datenleitung 102, ein Abschnitt für die Source- und Drain-Elektroden 102a und 102b sowie ein Abschnitt für den Vorsprung 120 sind als Lichtausblendteil oder Transmissionsteil ausgebildet. (Wenn ein auf der Halbleiterschicht für die Strukturierung hergestellter fotosensitiver Film ein fotosensitives Positivmaterial ist, wird er als Lichtausblendteil gebildet, und wenn der fotosensitive Film ein fotosensitives Negativmaterial ist, wird er als Transmissionsteil gebildet.)
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Indessen wird, beim Prozess mit vier Masken, ein Vorsprung zum Strukturieren der Halbleiterschicht und der Source- und Drain-Elektrodenschicht in einem Abschnitt des durchscheinenden, dem Kanalbereich entsprechenden Teils mit einer Anzahl linearer Schlitze ausgebildet, und in einem Abschnitt des durchscheinenden, dem Stufendifferenzverringerungsmuster 130 entsprechenden Teils wird sie mit mehreren konzentrischen, kreisförmigen Schlitzen verschiedener Größen ausgebildet.
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Die Beugungsbelichtungsmaske verfügt am durchscheinenden Teil, entsprechend dem Abschnitt für das Stufendifferenzverringerungsmuster 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.
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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.
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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.
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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.
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Zweitens wird, beim Herstellen der Datenleitung, des Vorsprungs und dergleichen, das Stufendifferenzverringerungsmuster 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 Stufendifferenzverringerungsmuster in Kontakt gebracht wird, um dadurch die Kontaktfläche mit dem Stufendifferenzverringerungsmuster, 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.
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Drittens wird der erste Säulen-Abstandshalter, nachdem 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.
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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.
