DE102011056830A1

DE102011056830A1 - Flüssigkristallanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE102011056830A1
Application number: DE102011056830A
Authority: DE
Inventors: Hyo-Jin MIN; Teddy HWANG
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2011-04-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2012-10-25
Anticipated expiration: 2031-12-22
Also published as: KR101790060B1; CN102749773A; US20120268699A1; US8547517B2; KR20120119370A; CN102749773B; DE102011056830B4

Abstract

Eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung umfasst ein Arraysubstrat (140), das Gateleitungen (143) und Datenleitungen (155), die sich kreuzen, um einen Pixelbereich (P) zu definieren, und einen Dünnschichttransistor (Tr) und eine Pixelelektrode (167) in dem Pixelbereich (P) aufweist; ein Gegensubstrat (170), das dem Arraysubstrat (140) gegenüberliegt und eine Schwarzmatrix (175), die einer Umgrenzung des Pixelbereichs (P) entspricht, und eine Farbfilterschicht (176) aufweist, die einen Bereich auffüllt, der von der Schwarzmatrix (175) umgeben ist; einen strukturierten Abstandshalter (183) auf der Schwarzmatrix (175), der in der Ebene einen Rautenform aufweist; und eine Flüssigkristallschicht (190) zwischen dem Arraysubstrat (140) und dem Gegensubstrat (170), wobei der strukturierte Abstandshalter (183) einem Kreuzungsbereich der Gateleitungen (143) mit den Datenleitungen (155) entspricht, und Ecken der Rautenform des strukturierten Abstandshalters (183) sich auf den Gateleitungen (143) und den Datenleitungen (155) befinden.

Description

Die vorliegende Erfindung beansprucht das Prioritätsrecht der koreanischen Patentanmeldung No. 10-2011-0037244 , die am 11. April 2011 in Korea eingereicht wurde, und hierdurch durch Bezugnahme vollständig einbezogen wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung.
Diskussion des Standes der Technik Noch bis vor Kurzem haben Anzeigevorrichtungen typischerweise Elektronenstrahlröhren (CRTs) verwendet. Derzeit wird viel Aufwand betrieben und viele Studien durchgeführt, um verschiedene Arten von Flachbildschirmen, wie Flüssigkristallanzeigen (LCD-Vorrichtungen), Plasmaanzeigetafeln (PDPs), Feldemissionsbildschirme und Elektrolumineszenzbildschirme (ELDs) als Ersatz für die CRTs zu entwickeln. Unter diesen Flachbildschirmen weisen die LCD-Vorrichtungen viele Vorteile auf, wie eine hohe Auflösung, ein geringes Gewicht, ein dünnes Profil, eine kompakte Größe und Niederspannungsstromversorgunganforderungen.
Im Allgemeinen umfasst eine LCD-Vorrichtung zwei Substrate, die voneinander beabstandet sind und sich gegenüberliegen und sich dabei ein Flüssigkristallmaterial, das zwischen den zwei Substraten eingeschoben ist. Die zwei Substrate weisen einander gegenüberliegende Elektroden auf, so dass eine zwischen den Elektroden angelegte Spannung ein elektrisches Feld über das Flüssigkristallmaterial erzeugt. Die Ausrichtung der Moleküle des Flüssigkristalls in dem Flüssigkristallmaterial ändert sich mit der Intensität des erzeugten elektrischen Feldes in Richtung des erzeugten elektrischen Feldes, wodurch die Lichttransmissivität der LCD-Vorrichtung geändert wird. Somit zeigt die LCD-Vorrichtung Bilder dadurch an, dass die Intensität des erzeugten elektrischen Feldes geändert wird.
Die 1 zeigt eine Perspektivansicht die eine LCD-Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik veranschaulicht.
Gemäß der 1 umfasst eine LCD-Vorrichtung 1 ein Arraysubstrat 10, ein Farbfiltersubstrat 20 und zwischen dem Arraysubstrat 10 und dem Farbfiltersubstrat 20 eine Flüssigkristallschicht 30.
Das Arraysubstrat 10 weist Gate- und Datenleitungen 14 und 16 auf, die sich auf einem ersten Substrat 12 kreuzen, um einen Pixelbereich P zu definieren. Ein Dünnschichttransistor Tr ist in einem Kreuzungsbereich der Gateleitungen 14 mit den Datenleitungen 16 ausgebildet. In dem Pixelbereich P ist eine Pixelelektrode 18 mit dem Dünnschichttransistor Tr verbunden.
Das Farbfiltersubstrat 20 weist auf einem zweiten Substrat 22 entsprechend zu den Gateleitungen 14, den Datenleitungen 16 und dem Dünnschichttransistor Tr eine Schwarzmatrix 25. entspricht. Eine Farbfilterschicht 26 ist entsprechend zum Pixelbereich P angeordnet. Die Farbfilterschicht umfasst Farbfilterstrukturen 26a, 26b und 26c für Rot (R), Grün (G) und Blau (B), die den jeweiligen Pixelbereichen P entsprechen. Eine gemeinsame Elektrode 28 ist auf der Schwarzmatrix 25 und der Farbfilterschicht 26 ausgebildet.
Obwohl dies in den Figuren nicht dargestellt ist, sind Abstandshalter zwischen dem Arraysubstrat 10 und dem Farbfiltersubstrat 20 von einander beabstandete angeordnet, um einen Zellenabstand zwischen dem Arraysubstrat 10 und dem Farbfiltersubstrat 20 aufrecht zu erhalten. Der Abstandshalter kann ein Kugelabstandshalter oder ein strukturierter Abstandshalter sein. Ferner ist eine Dichtung entlang der Randbereiche des Arraysubstrats 10 und des Farbfiltersubstrats 20 angeordnet, um ein Auslaufen der Flüssigkristallschicht 30 zu verhindern. Weiterhin sind Polarisationsplatten jeweils auf den äußeren Oberflächen des Arraysubstrats 10 bzw. des Farbfiltersubstrats 20 angeordnet. Eine Hinterleuchtungseinheit ist unterhalb des Arraysubstrats 10 zur Lichtversorgung angeordnet.
Wenn ein Gatesignal an die Gateleitung 14 angelegt wird, wird der Dünnschichttransistor Tr eingeschaltet und ein Datensignal wird über die Datenleitung 16 an die Pixelelektrode 18 angelegt. Dementsprechend wir ein elektrisches Feld zwischen der Pixelelektrode 16 und der gemeinsamen Elektrode 28 erzeugt und Bilder von der LCD-Vorrichtung 1 angezeigt.
Die 2 zeigt einen Grundriss, der eine LCD-Vorrichtung mit einem strukturierten Abstandshalter gemäß dem Stand der Technik veranschaulicht. Die 3 zeigt eine Ansicht, die eine Schwarzmatrixanordnung versanschaulicht, wie sie für LCD-Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik spezifiziert wurde. Die 4 zeigt eine Ansicht, die eine Schwarzmatrixanordnung veranschaulicht, wie sie für LCD-Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik tatsächlich ausgebildet wird.
Gemäß der 2 umfasst die LCD-Vorrichtung 35 ein Arraysubstrat 40, auf dem sich Gateleitungen 43 mit Datenleitungen 55 kreuzen, um einen Pixelbereich P zu definieren. Eine Pixelelektrode 67 ist in dem Pixelbereich P ausgebildet und mit einem Dünnschichttransistor Tr verbunden.
Das Farbfiltersubstrat umfasst eine Schwarzmatrix 75, die entsprechend zu den jeweiligen Pixelbereichen P Öffnungen aufweist, wobei die jeweiligen Öffnungen der Schwarzmatrix 75 durch Farbfiltermuster für Rot (R), Grün (G) und Blau (B) aufgefüllt werden, und eine gemeinsame Elektrode überdeckt die Schwarzmatrix 75 und die Farbfiltermuster.
Strukturierte Abstandshalter 83 sind über der gemeinsamen Elektrode ausgebildet lind überlappen die Schwarzmatrix 75. Die strukturierten Abstandshalter 83 sind räumlich voneinander getrennt angeordnet und weisen jeweils eine zylindrische Form auf. Die Funktion der strukturierten Abstandskalter 83 besteht darin, einen Zeilenabstand zwischen dem Arraysubstrat 40 und dem Farbfiltersubstrat aufrecht zu erhalten.
Die dem strukturierten Abstandshalter 83 entsprechende Schwarzmatrix 75 sollte die gleiche Form wie der strukturierte Abstandshalter 83 aufweisen, um zu verhindern, dass Licht in einem Bereich um den strukturierten Abstandshalter 83 herum durchdringen kann.
Der strukturierte Abstandshalter 83 ist normalerweise dahingehend spezifiziert, einen Durchmesser von ungefähr 8 μm (Mikrometer) bis ungefähr 13 μm aufzuweisen, um den Zellenabstand aufrecht zu erhalten, ohne aufgrund eines äußeren Druckes einzufallen.
Ein Reiben einer Ausrichtungsschicht in einem Bereich, in dem der strukturierten Abstandshalter 83 ausgebildet ist, ist jedoch aufgrund der großen Stufe nicht gut durchzuführen. Folglich tritt ein abnormales Reiben in einem Bereich auf, der bezogen auf eine Mitte der Schwarzmatrix 75 einen ungefähr 10 μm bis ungefähr 12 μm größeren Durchmesser als die Schwarzmatrix 85 aufweist. Folglich tritt ein Auslecken von Licht in einem Bereich LOA auf, der sich vom Umfang des strukturierten Abstandshalters 83 bis zu ungefähr 5 μm bis 6 μm wegerstreckt.
Um den Lichtleckbereich LOA abzuschirmen, erstreckt sich die Schwarzmatrix 75 bis zu ungefähr 5 μm bis 6 μm um den Umfang des strukturierten Abstandshalters 83.
Gemäß der 3 ist die Schwarzmatrix 75 unter Berücksichtigung des Lichtleckbereiches LOA so ausgelegt, dass sie breiter als der strukturierte Abstandshalter 83 ist. Allerdings weist die tatsächlich ausgebildete Schwarzmatrix 75 gemäß der 4 aufgrund von Lichtbeugung während des Ausbildens der Schwarzmatrix 75 eine Form auf, die nicht, wie der strukturierte Abstandshalter 83, nach außen abgerundet, sondern nach innen abgerundet ist.
Dadurch wird die Schwarzmatrix 75 nicht wie vorgesehen ausgebildet und der Lichtleckbereich LOA ist nicht vollständig abgeschirmt. Folglich tritt um die Schwarzmatrix 75 herum ein Lichtleck auf.
Um diesem Problem vorzubeugen kann die Schwarzmatrix 75 mit einer größeren Breite ausgebildet werden. Allerdings wird dadurch ein größerer Teil des Pixelbereichs P von der Schwarzmatrix 75 überdeckt und das Öffnungsverhältnis verkleinert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Folglich betrifft die vorliegende Erfindung eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die im Wesentlichen eines oder mehrere der Probleme umgeht, die sich aus den Beschränkungen und den Nachteilen des Standes der Technik ergeben.
Vorteilhafterweise stellt die vorliegende Erfindung eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung bereit, bei der ein Auslecken von Licht um den strukturierten Abstandshalter herum verhindert und das Öffnungsverhältnis erhöht werden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der anschließenden Beschreibung dargelegt und sind teilweise aus der Beschreibung offensichtlich oder können durch Anwendung der Erfindung erlernt werden. Diese und andere Vorteile der Erfindung werden durch die Struktur erzielt und erlangt, die im Besonderen in der schriftlichen Beschreibung und den Ansprüchen, sowie aus den anhängenden Zeichnungen erklärt wird.
Um diese und andere Vorteile zu erreichen und in Übereinstimmung mit dem Zwecke der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin enthalten und ausführlich beschrieben ist, umfasst eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung ein Arraysubstrat, das sich kreuzende Gateleitungen und Datenleitungen, um einen Pixelbereich zu definieren, und einen Dünnschichttransistor und eine Pixelelektrode in dem Pixelbereich aufweist; ein Gegensubstrat, das dem Arraysubstrat gegenüberliegt und eine Schwarzmatrix aufweist, die einer Umgrenzung des Pixelbereichs entspricht, und eine Farbfilterschicht, die einen Bereich auffüllt, der durch die Schwarzmatrix eingeschlossen ist; einen strukturierten Abstandshalter auf der Schwarzmatrix, der in der Ebene rautenförmig ist; und eine Flüssigkristallschicht zwischen dem Arraysubstrat und dem Gegensubstrat, wobei der strukturierte Abstandshalter einem Kreuzungsbereich der Gateleitungen mit den Datenleitungen entspricht, und Ecken der Rautenform des strukturierten Abstandshalters auf den Gateleitungen und den Datenleitungen liegen.
Es soll verstanden werden, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung exemplarisch und erläuternd sind und einer weiteren Erklärung der Erfindung, wie sie beansprucht, dienen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die anhängenden Zeichnungen, die angefügt sind, um ein weiteres Verständnis der Erfindung bereitzustellen, hierin einbezogen sind und einen Teil der Beschreibung darstellen, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erklärung der Prinzipien der Erfindung.
In den Zeichnungen zeigt:
1 eine Perspektivansicht, die eine LCD-Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik veranschaulicht;
2 einen Grundriss, der eine LCD-Vorrichtung mit einem strukturierten Abstandshalter gemäß dem Stand der Technik veranschaulicht;
3 eine Ansicht, die eine Schwarzmatrixkonfiguration veranschaulicht, wie sie für die LCD-Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik spezifiziert ist;
4 eine Ansicht, die eine Schwarzmatrixkonfiguration veranschaulicht, wie sie tatsächlich in den LCD-Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik ausgebildet ist;
5A und 5B Ansichten, die ebene Schnitte von Formen von strukturierten Abstandshaltern einer LCD-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
6 eine Ansicht, in der Simulationsergebnisse veranschaulichen, in welchem Bereich ein Lichtleck um den strukturierten Abstandshalter aus der 5B herum auftritt;
7 eine Draufsicht, die eine LCD-Vorrichtung mit einem strukturierten Abstandshalter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
8A eine Querschnittsansicht entlang der Linie VIII-VIII aus der 7.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER DARGESTELLTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird ein detaillierter Bezug zu den dargestellten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, wie sie in den anhängenden Zeichnungen dargestellt sind.
Die 5A und 5B veranschaulichen ebene Schnitte von Formen von strukturierten Abstandshaltern einer LCD-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und die 6 veranschaulicht Simulationsergebnisse des Bereiches, in dem ein Lichtleck um die strukturierten Abstandshalter aus der 5B herum auftritt.
Gemäß den 5A und 5B kann der strukturierte Abstandshalter 183 dieser Ausführungsform eine Säulenform aufweisen und in der Ebene rautenförmig sein. Beispielsweise kann der strukturierte Abstandshalter 183 bezüglich der Rautenform in der Ebene eine gleichmäßige Rautenform, wie in der 5A gezeigt, oder eine nach innen gebogene Rautenform, wie in der 5B gezeigt, aufweisen. Die nach innen gebogene Rautenform der Ausführungsform bedeutet, dass vier Seiten jeweils eine Krümmung nach innen aufweisen. Bezugshalber kann der strukturierte Abstandshalter 183 mit der gleichmäßigen Rautenform als erster Abstandshalter 183a und der Abstandshalter 183 mit der nach innen gebogenen Rautenform kann als zweiter Abstandshalter 183b bezeichnet werden. Soweit nicht zwischen dem ersten und dem zweien strukturierten Abstandshalter 183a und 183b explizit unterschieden wird, können beide gemeinsam als der strukturierte Abstandshalter bezeichnet werden.
Wenn ein Abstand zwischen gegenüberliegenden Ecken des rautenförmigen strukturierten Abstandshalters 183 als „A” definiert wird und ein Abstand zwischen gegenüberliegenden Seiten des rautenförmigen strukturierten Abstandshalters 183 als „C” definiert wird, so ist es bevorzugt, dass A ungefähr 10 μm bis ungefähr 15 μm beträgt, C ungefähr 6 μm bis ungefähr 11 μm beträgt und dass C kleiner als A ist (also C < A).
Da der strukturierte Abstandshalter 183 im Vergleich zum Stand der Technik, der einen kreisförmigen strukturierten Abstandshalter verwendet, die rautenförmige Form aufweist, kann eine Breite der Schwarzmatrix dahingehend optimiert werden, einen Lichtleckbereich abzuschirmen und die Schwarzmatrix stets wie spezifiziert auszubilden.
Gemäß der 6, wenn der strukturierte Abstandshalter 183 die nach innen gebogene Rautenform, wie sie in der 5B gezeigt ist, aufweist, weist ein Lichtleckbereich LOA aufgrund der nach innen gebogenen Rautenform des zweiten strukturierten Abstandshalters 183b eine ähnliche Form wie der zweite strukturierte Abstandshalter 183b auf und weist insbesondere eine Fläche auf, die größer als die des zweiten strukturierten Abstandshalters 183b ist.
Ein Unterschied zwischen der Form des Lichtleckbereichs LOA und des zweiten strukturierten Abstandshalter 183b besteht darin, dass der zweite strukturierte Abstandshalter 183b spitze Ecken aufweist, wohingegen der Lichtleckbereich im Bereich der Ecken abgerundet ist.
Der Lichtleckbereich LOA um den zweiten strukturierten Abstandshalter 183b herum weist eine Form auf, die es einer Schwarzmatrix ermöglicht, wie vorgesehen strukturiert ausgebildet zu werden, die eine Breite einer normalen Schwarzmatrix ohne zusätzliche Verbreiterung aufweist. Folglich werden Probleme, die im Zusammenhang mit einer Zunahme der Breite der Schwarzmatrix als auch einer nicht wie spezifiziert ausgebildeten Schwarzmatrix stehen, nicht hervorgerufen. Folglich kann das Öffnungsverhältnis verbessert werden.
Die 7 zeigt eine Draufsicht, die eine LCD-Vorrichtung mit einem strukturierten Abstandshalter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Gemäß der 7 umfasst die LCD-Vorrichtung 135 ein Arraysubstrat mit einem Dünnschichttransistor Tr und einer Pixelelektrode 167 auf einem Substrat 140, ein Farbfiltersubstrat mit Farbfiltermustern für Rot (R), Grün (G) und Blau (B) und einen strukturierten Abstandshalter 183, und eine Flüssigkristallschicht zwischen dem Arraysubstrat und dem Farbfiltersubstrat.
Das Arraysubstrat weist Gate- und Datenleitungen 143 und 155 auf, um einen Pixelbereich P zu definieren. In dem Pixelbereich P ist der Dünnschichttransistor Tr ausgebildet, der mit den Gate- und Datenleitungen 143 und 155 verbunden ist. Der Dünnschichttransistor Tr umfasst eine mit der Gateleitung 143 verbundene Gateelektrode 145, eine mit der Datenleitung 155 verbundene Sourceelektrode 158, eine von der Sourceelektrode 158 beabstandete Drainelektrode 160 und eine Gateisolierschicht und eine Halbleiterschicht, die aufeinanderfolgend zwischen der Gateelektrode 143 und den Source- und Drainelektroden 158 und 160 angeordnet sind.
Die Pixelelektrode 167, die aus einem transparenten, leitenden Material hergestellt ist, ist in dem Pixelbereich P ausgebildet, und mit der Drainelektrode 160 des Dünnschichttransistors Tr verbunden.
Das Farbfiltersubstrat umfasst eine Schwarzmatrix 175, die dem Dünnschichttransistor Tr und einer Umgrenzung des Pixelbereichs P entspricht, und eine den jeweiligen Pixelregionen P entsprechende Farbfilterschicht mit Farbfiltermustern für Rot (R), Grün (G) und Blau (B).
Ferner umfasst das Farbfiltersubstrat eine gemeinsame Elektrode, die die Farbfilterschicht überdeckt und aus einem transparenten leitenden Material hergestellt ist, und den strukturierten Abstandshalter 183, der einem Kreuzungsbereich der Gate- und Datenleitungen 143 und 155 entspricht, in der Ebene eine Rautenform und in der dritten Dimensionen eine Säulenform aufweist.
Ingesamt vier Ecken des strukturierten Abstandshalter 183 liegen entlang einer ersten Richtung (also einer Ausbreitungsrichtung der Gateleitungen 143) und entlang einer zweiten Richtung (also einer Ausbreitungsrichtung der Datenleitungen 155).
Gemäß dieser Konfiguration des strukturierten Abstandshalters 183 nimmt ein von der den Gateleitungen 143 und den Datenleitungen 155 entsprechenden Schwarzmatrix 175 abgeschirmter Bereich des Lichtleckbereichs LOA um den strukturierten Abstandshalter 183 herum wesentlich zu.
Da der Lichtleckbereich um den strukturierten Abstandshalter (83 in der 2) gemäß dem Stand der Technik herum in der Ebene eine kreisförmige Form aufweist, sollte eine Schwarzmatrix um diesen strukturierten Abstandshalter herum ebenfalls eine kreisförmige Form aufweisen. Allerdings ist in dem Strukturierungsprozess die Ausbildung einer kreisförmigen Form aufgrund von Lichtbeugung so gut wie unmöglich. Dies hat eine Zunahme der Breite der Schwarzmatrix zur Folge.
Allerdings weist der strukturierte Abstandshalter 183 gemäß der Ausführungsform die gleichmäßige oder nach innen gebogene Rautenform auf. Ferner ist der strukturierte Abstandshalter 183 so positioniert, dass er dem Kreuzungsbereich der Datenleitungen 143 mit den Datenleitungen 155 entspricht und dessen in der Ebene liegende Ecken auf den ersten und zweiten Richtungen liegen. Folglich kann der Lichtleckbereich LOA höchst effektiv ohne Verbreiterung der Schwarzmatrix abgeschirmt werden.
Mit anderen Worten, da der strukturierte Abstandshalter 183 in dem Überlappbereich der Gate- und Datenleitungen 143 und 155 positioniert ist und dessen Ecken auf den Gateleitungen 143 und den Datenleitungen 145 außerhalb des Kreuzungsbereichs positioniert sind, so weist, auch wenn ein Abstand A zwischen gegenüberliegenden Ecken größer als ein Abstand ist, der zur Erfüllung der Funktion eines strukturierten Abstands benötigt wird, die Schwarzmatrix 145 eine Länge in einer Ausbreitungsrichtung auf, die wesentlich größer ist als der Abstand A. Folglich verursacht dies, auch wenn eine Länge des Lichtleckbereichs A aufgrund einer Zunahme des Abstandes A zunimmt, nicht eine zusätzliche Ausdehnung der Schwarzmatrix 175.
Weiterhin ist bei dem strukturierte Abstandshalter 183 der Abstand A größer als ein Abstand C zwischen gegenüberliegenden Seiten. Folglich kann, wenn der strukturierte Abstandshalter 183 eine Fläche wie benötigt aufweist, indem der Abstand A zwischen den gegenüberliegenden Ecken größer und der Abstand C zwischen den gegenüberliegenden Seiten kleiner als der Durchmesser des strukturierten Abstandshalters gemäß dem Stand der Technik ausgebildet wird, die Schwarzmatrix 175 um den strukturierten Abstandshalter 183 herum effektiv ein Lichtleck verhindern, ohne Verbreitert werden zu müssen.
Nimmt der Abstand C ab (die gegenüberliegenden Seiten nähern sich also an), nimmt auch eine Fläche des Lichtleckbereichs LOA weiter ab, die eine Breite der Schwarzmatrix 175 übersteigt, die den Gateleitungen 143 und den Datenleitungen 145 entspricht.
In dieser Ausführungsform ist der strukturierte Abstandshalter 183 ausgebildet, um die gleichmäßige Form oder die gebogene Form aufzuweisen. Folglich nimmt, verglichen mit dem strukturierten Abstandshalter gemäß dem Stand der Technik, ein Abstand zwischen der Seite des strukturierten Abstandshalters 183 und einer entsprechenden Seitenoberfläche der Schwarzmatrix 175 zu, und somit auch eine Fläche der Schwarzmatrix 175, die zur Verhinderung des Lichtleckbereichs LOA dient. Folglich kann der Lichtaustritt um den strukturierten Abstandshalter 183 herum ohne eine einseitige Vergrößerung der Schwarzmatrix 175 effektiv verhindert werden.
Folglich ist eine einseitige Vergrößerung der Schwarzmatrix 175 um den strukturierten Abstandshalter 183 herum minimiert oder wird nicht benötigt, und ein Öffnungsverhältnis kann somit verbessert werden.
Da der strukturierte Abstandshalter 183 rautenförmig ausgebildet ist, kann ferner ein Problem im Stand der Technik vermieden werden, demzufolge aufgrund einer Lichtbeugung bei der Ausbildung der kreisförmigen Schwarzmatrix die tatsächlich ausgebildete Schwarzmatrix sich sehr von der spezifizierten Form unterscheidet.
Weiterhin kann ein Lichtleck effektiv verhindert und das Kontrastverhältnis somit verbessert werden.
Die 8 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie VIII-VIII aus der 7. Bezugshalber ist ein Bereich, in dem der Dünnschichttransistor Tr ausgebildet wird, wird als Schaltbereich TrA bezeichnet.
Die LCD-Vorrichtung 135 umfasst das Arraysubstrat, das Farbfiltersubstrat und zwischen dem Arraysubstrat und dem Farbfiltersubstrat die Flüssigkristallschicht 190.
Auf einem ersten Substrat 140 umfasst das Arraysubstrat entlang einer ersten Richtung die Gateleitungen 143 und in dem Schaltbereich TrA eine Gateelektrode 145. Die Gateleitungen 143 und die Gateelektrode 145 können mit einer Einzel- oder Vielfachschichtstruktur unter Verwendung von mindestens einem aus Aluminium (Al), Aluminiumlegierung (z. B. AlNd), Kupfer (Cu), Kupferlegierung, Molybdän (Mo) und Molybdän-Titan (MoTi) ausgebildet werden.
Eine Gateisolierschicht 147 ist auf der Gateleitung 143 und der Gateelektrode 145 ausgebildet und kann aus einem anorganischen isolierenden Material hergestellt werden, wie z. B. Siliziumoxid (SiO₂) oder Siliziumnitrid (SiN_x).
Eine Datenleitung 155 ist auf der Gateisolierschicht 147 ausgebildet und kreuzt die Gateleitung 143, um einen Pixelbereich P zu definieren. Die Datenleitung 155 kann mit einer Einzel- oder Vielfachschichtstruktur unter Verwendung von mindestens einem aus Aluminium (Al), Aluminiumlegierung (z. B. AlNd), Kupfer (Cu), Kupferlegierung, Molybdän (Mo) oder Molybdän-Titan (MoTi) ausgebildet werden.
in dem Schaltbereich TrA ist eine Halbleiterschicht 151 auf der Gateisolierschicht 147 ausgebildet und weist eine aktive Schicht 151a, die aus einem intrinsischen, amorphen Silizium hergestellt ist, und eine ohmsche Kontaktschicht 151b, die aus Fremdkörper dotierten amorphem Silizium hergestellt ist, auf. Source- und Drainelektroden 158 und 160 sind auf der Halbleiterschicht 151 voneinander beabstandet ausgebildet und aus demselben Material wie die Datenleitungen 155 hergestellt. Die Sourceelektrode 158 ist mit der Datenleitung 155 verbunden.
Die Gateelektrode 145, die Gateisolierschicht 147, die Halbleiterschicht 151 und die Source- und Drainelektroden 158 und 160 in dem Schaltbereich TrA bilden einen Dünnschichttransistor Tr aus.
Eine Passivierungsschicht 162 ist auf den Datenleitungen 155 und den Source- und Drainelektroden 158 und 160 ausgebildet und kann aus einem anorganischen, isolierenden Material hergestellt werden, wie z. B. Siliziumoxid (SiO₂) oder Siliziumnitrid (SiN_x). Die Passivierungsschicht 162 umfasst ein Drainkontaktloch 164, das die Drainelektrode 160 freilegt.
Eine Pixelelektrode 167 ist auf der Passivierungsschicht 162 in dem Pixelbereich P ausgebildet und mit der Drainelektrode 160 durch das Drainkontaktloch 164 verbunden.
Das Farbfiltersubstrat umfasst auf einem zweiten Substrat 170 eine Schwarzmatrix 175 in Gitterform, die entsprechend dem Pixelbereich P eine Öffnung aufweist. Die Schwarzmatrix 175 ist entsprechend zu den Gate- lind Datenleitungen 143 und 155 und dem Schaltbereich TrA ausgebildet.
Eine Farbfilterschicht 176 ist so ausgebildet, dass sie die Öffnung der Schwarzmatrix 175 auffüllt und mit der Schwarzmatrix 175 überlappt. Die Farbfilterschicht 176 umfasst Farbfiltermuster für Rot (R), Grün (G) und Blau (B), die den jeweiligen Pixelbereichen P entsprechen.
Eine gemeinsame Elektrode 179 ist auf der Farbfilterschicht 176 ausgebildet und ist aus einem transparenten leitenden Material hergestellt, wie z. B. Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Indium-Zink-Oxid (IZO).
Eine Mantelschicht kann zwischen der Farbfilterschicht 176 und der gemeinsamen Elektrode 179 ausgebildet werden, um das Farbfiltersubstrat einzuebnen.
In dieser Ausführungsform ist eine LCD-Vorrichtung 135 beschrieben, die die Pixelelektrode 167 und die gemeinsamen Elektrode 179 auf unterschiedlichen Substraten aufweist. Alternativ können sich riegelförmige Pixelelektroden und gemeinsame Elektroden in jedem Pixelbereich auf demselben Substrat, also dem Arraysubstrat, abwechseln. In diesem Fall kann eine gemeinsame Leitung ausgebildet sein, die mit der gemeinsamen Elektrode verbunden ist und parallel zur Gateleitung 143 verläuft und auf derselben Schicht angeordnet ist. Weiterhin benötigt in dieser alternativen Ausführungsform das Farbfiltersubstrat nicht die gemeinsame Elektrode 179, aber eine Mantelschicht auf der Farbfilterschicht 176.
Ein strukturierter Abstandshalter 183 befindet sich auf der gemeinsamen Elektrode 179 entsprechend einem Kreuzungsbereich der Gate- und der Datenleitungen 143 und 155. Der strukturierte Abstandshalter 183 weist in der Ebene eine gleichmäßige oder nach innen gebogene Rautenform auf, wie sie in den 5A bzw. 5B gezeigt sind. In der alternativen Ausführungsform befindet sich der strukturierte Abstandshalter 183 auf der Mantelschicht.
Der strukturierte Abstandshalter 183 wird vollständig von der Schwarzmatrix 175 überdeckt. Um einen Lichtaustritt um den strukturierten Abstandshalter 183 herum zu verhindern, beträgt ein Abstand zwischen einer Seite des strukturierten Abstandshalters 183 und einer entsprechenden Seite der Schwarzmatrix 175 mindestens ungefähr 5 μm.
In diesem Fall beträgt ein Abstand (A in der 7) zwischen gegenüberliegenden Ecken des strukturierten Abstandshalters 183 ungefähr 10 μm bis ungefähr 15 μm, und ein Abstand (C in der 7) zwischen gegenüberliegenden Seiten des strukturierten Abstandshalters 183 beträgt ungefähr 6 μm bis ungefähr 11 μm. Der Abstand A ist größer als der Abstand C.
Wie oben beschrieben weist der strukturierte Abstandshalter in der Ebene die Rautenform auf und kann somit mit der spezifizierten Form ausgebildet werden.
Da der strukturierte Abstandshalter dem Kreuzungsbereich der Gateleitungen und der Datenleitungen entspricht und dessen Ecken auf den Gateleitungen und den Datenleitungen positioniert sind, weist die Schwarzmatrix, die dem strukturierten Abstandshalter entspricht, weiterhin keinen verbreiterten Bereich auf oder hat diesen Bereich minimiert. Folglich kann das Öffnungsverhältnis verbessert werden.
Ferner ist der Lichtleckbereich effektiv abgeschirmt und ein Kontrastverhältnis kann somit verbessert werden.
Dem Fachmann ist es ersichtlich, dass verschiedene Modifikationen und Abänderungen der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können ohne von dem Geiste oder dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Somit ist es beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung die Modifizierungen und Ausgestaltungen der Erfindung abdeckt, soweit sie in dem Schutzumfang der anhängenden Ansprüche und der Äquivalente fällt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

KR 10-2011-0037244 [0001]

Claims

Eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit: – einem Arraysubstrat (140), das Gateleitungen (143) und Datenleitungen (155), die sich kreuzen, um einen Pixelbereich (P) zu definieren, und einen Dünnschichttransistor (Tr) und eine Pixelelektrode (167) in dem Pixelbereich (P) aufweist; – einem Gegensubstrat (170) das dem Arraysubstrat (140) gegenüberliegt und eine Schwarzmatrix (175), die einer Umgrenzung des Pixelbereichs (P) entspricht, und eine Farbfilterschicht (176) aufweist, die einen Bereich auffüllt, der von der Schwarzmatrix (175) umgeben ist; – einem strukturierten Abstandshalter (183) auf der Schwarzmatrix (175), der in der Ebene rautenförmig ausgebildet ist; und – einer Flüssigkristallschicht (190) zwischen dem Arraysubstrat (140) und dem Gegensubstrat (170), wobei der strukturierte Abstandshalter (183) einem Kreuzungsbereich der Gateleitungen (143) mit den Datenleitungen (155) entspricht und Ecken des rautenförmigen strukturierten Abstandshalters (183) sich auf den Gateleitungen (143) und den Datenleitungen (155) befinden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der strukturierte Abstandshalter (183b) in der Ebene eine nach innen gebogene rautenförmige Form aufweist, bei der vier Seiten jeweils eine nach innen gebogene Krümmung aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Abstand (A) zwischen gegenüberliegenden Ecken der Rautenform ungefähr 10 μm bis 15 μm beträgt, ein Abstand (C) zwischen gegenüberliegenden Seiten der Rautenform ungefähr 6 μm bis 11 μm beträgt und der Abstand (A) zwischen den gegenüberliegenden Ecken größer als der Abstand (C) zwischen den gegenüberliegenden Seiten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Abstand zwischen einer Seite der Rautenform und einer entsprechenden Seitenfläche der Schwarzmatrix ungefähr 5 μm oder mehr beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Farbfiltersubstrat (170) ferner eine gemeinsame Elektrode (179) auf der Farbfilterschicht (176) aufweist, und der strukturierte Abstandshalter (183) auf der gemeinsame Elektrode (179) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Arraysubstrat (140) ferner eine gemeinsame Leitung aufweist, die parallel zu den Gateleitungen verläuft und auf derselben Schicht wie die Gateleitungen ausgebildet ist, und eine gemeinsame Elektrode sich mit der Pixelelektrode (167) in dem Pixelbereich (P) abwechselt und mit der gemeinsamen Leitung verbunden ist.