DE19709204B4 - LCD-Vorrichtung und Herstellungsverfahren dafür - Google Patents

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Abstract

Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer Mehrzahl von Pixel-Elektroden (100) zum Transmittieren von Licht, wobei die Vorrichtung aufweist:
ein erstes Paneel mit einem Aktivierungsbereich zum selektiven Aktivieren der Mehrzahl von Pixel-Elektroden (100), eine erste Ausrichtungsschicht (210) auf dem Aktivierungsbereich und eine Lichtschutzschicht aus schwarzem Kunststoffmaterial auf der ersten Ausrichtungsschicht (210), wobei die erste Ausrichtungsschicht (210) in einem zu der Lichtschutzschicht direkt benachbarten Bereich ebenförmig ist;
ein zweites Paneel mit einer zweiten Ausrichtungsschicht (130); und
Flüssigkristall (120) zwischen dem ersten Paneel und dem zweiten Paneel.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung (LCD-Vorrichtung) sowie ein Herstellungsverfahren dafür und insbesondere eine verbesserte Dünnschichttransistor-LCD-Vorrichtung sowie ein Herstellungsverfahren dafür, um das Kontrastverhältnis der Vorrichtung zu erhöhen, unerwünschte Lichttransmission sowie die Bildung von mangelhaften Mikrorillen in einer Ausrichtungsschicht zu verhindern und die Bildqualität der Vorrichtung zu verbessern.
  • Im Allgemeinen weist eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung jeweils eine Elektrode in jedem Pixel (Bildpunkt) zum Ausrichten der Stellung von Flüssigkristallmolekülen eines in der Vorrichtung eingeschlossenen Flüssigkristalls auf. Der Flüssigkristall steuert in Abhängigkeit von der von den Elektroden in den Pixeln erzeugten Spannung die Lichttransmission durch die Flüssigkristallanzeigevorrichtung hindurch.
  • In solch einer herkömmlichen Flüssigkristallanzeigevorrichtung wird ein aktiver Dünnschichttransistor verwendet. Diese herkömmliche Dünnschichttransistor-LCD-Vorrichtung weist auf einem Dünnschichttransistorpaneel oder einer Bodenplatte angeordnete Dünnschichttransistoren und Pixel-Elektroden, ein Farbfilter zur Farbdarstellung und eine gemeinsame Elektrode, die beide auf einem Farbfilterpaneel oder einer Deckplatte angeordnet sind, zwischen der Deckplatte und der Bodenplatte eingespritzten Flüssigkristall und ein Polarisatorpaar auf der Außenfläche der Deckplatte und der Bodenplatte für die Steuerung der Lichttransmission auf.
  • Die oben beschriebene, herkömmliche LCD-Vorrichtung ist so aufgebaut, dass Licht nur durch die Pixel-Elektroden und das Farbfilter hindurch transmittiert werden kann und alles andere Licht abgeblockt wird. Dafür wird bei der herkömmlichen LCD-Vorrichtung eine auf dem Farbfilterpaneel (auf der Deckplatte) ausgebildete Lichtschutzschicht (schwarze Matrix) verwendet. Jedoch ist es dabei erforderlich, die schwarze Matrix auf der Deckplatte mit zusätzlichen Rändern zu versehen, um die Dünnschichttransistorbereiche auf der Bodenplatte korrekt zu überdecken. Deshalb ist eine größere, mehr Platz beanspruchende schwarze Matrix erforderlich. Dies verringert das Öffnungsverhältnis der Vorrichtung.
  • Um dieses Problem zu überwinden, wurde deshalb kürzlich ein Verfahren vorgeschlagen, gemäß dem die schwarze Matrix in dem Dünnschichttransistorpaneel (auf der Bodenplatte) und nicht in dem Farbfilterpaneel (auf der Deckplatte) hergestellt wird. Gemäß diesem Verfahren ist z.B. die aus den 1 und 2 ersichtliche LCD-Vorrichtung hergestellt. Aus 1 ist ein Pixel-Bereich der Vorrichtung und aus 2 ist ein Schnitt entlang der Linie II-II aus 1 ersichtlich.
  • Wie aus den 1 und 2 ersichtlich, weist das kürzlich vorgeschlagene Verfahren zum Herstellen einer LCD-Vorrichtung einen Schritt, in dem eine Gate-Elektrode 2 und eine Gate-Leitung 2' auf einem transparenten Substrat 1 ausgebildet werden, einen weiteren Schritt, in dem darauf eine Gate-Isolierschicht 4 ausgebildet wird, und schließlich einen Schritt auf, in dem darauf eine Halbleiterschicht 5 und eine N+-Halbleiterschicht 6 gebildet werden. Die Halbleiterschicht 5 und die N+-Halbleiterschicht 6 werden durch Aufbringen einer Halbleiterschicht und einer N+-Halbleiterschicht und Entfernen dieser Schichten mit Ausnahme der Bereiche ausgebildet, in denen die Dünnschichttransistorelemente auszubilden sind.
  • Danach wird ein leitfähiges Material aufgebracht und derart strukturiert, dass eine Source-Elektrode 8, eine Drain-Elektrode 8 und eine Datenleitung 3 ausgebildet werden. Auf der gesamten Oberfläche wird eine transparente Isolierschicht 9 aufgebracht und derart strukturiert, dass in dieser ein Verbindungsloch über der Drain-Elektrode 8 zum elektrischen Verbinden der Drain-Elektrode 8 und einer Pixel-Elektrode ausgebildet wird. Dann wird eine leitfähige Schicht aufgebracht und derart strukturiert, dass die Pixel-Elektrode 10 im Pixel-Bereich der Vorrichtung ausgebildet wird.
  • In den Bereichen, in denen die Metalleitungen nicht zur Verfügung stehen, um Licht abzublocken, wird ein schwarzes, organisches Material oder ein schwarzes Kunststoffmaterial verwendet, um eine schwarze Matrix 18 auszubilden. Von den Metalleitungen (Gate-Leitung 2' und Daten-Leitung 3) und dem schwarzen, organischen Material der schwarzen Matrix 18 wird von der Hintergrundbeleuchtung kommendes Licht abgeblockt, so dass es durch bestimmte Bereiche der Vorrichtung hindurch nicht transmittiert werden kann. Nur in den Pixel-Elektroden-Bereichen ist eine Lichttransmission von der Hintergrundbeleuchtung her möglich.
  • Über der schwarzen Matrix 18 ist eine erste Ausrichtungsschicht 11 für die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle in dem Flüssigkristallbereich 12 ausgebildet. Zum Beispiel wird ein Polyimid als Ausrichtungsschicht verwendet. Sobald die erste Ausrichtungsschicht 11 ausgebildet ist, wird ein Reibeverfahren ausgeführt. Durch das Reibeverfahren werden Mikrorillen in der Ausrichtungsschicht gebildet, die zum Ausrichten der Flüssigkristallmoleküle für die steuerbare Lichttransmission dienen.
  • Als nächstes werden ein Farbfilter 15, eine gemeinsame Elektrode 14 und eine zweite Ausrichtungsschicht 13 auf einem Substrat 16 ausgebildet, um das Farbfilterpaneel zu bilden. Das Farbfilterpaneel und das Dünnschichttransistorpaneel werden zusammengebaut, und Flüssigkristall 12 wird in den Bereich zwischen den Paneelen eingespritzt, um somit die Flüssigkristallanzeigevorrichtung fertigzustellen.
  • In dem gemäß der oben beschriebenen Schritte hergestellten Anzeigepaneel wird der die Gate-Elektrode 2, die Halbleiterschicht 5, die N+-Halbleiterschicht 6, die Source-Elektrode 8 und die Drain-Elektroden 8 aufweisende Dünnschichttransistor durch die von der Gate-Leitung (die eine Datenübertragungsleitung ist) übertragene Spannung aktiviert. Da die Source-Elektrode mit der Daten-Leitung 3 verbunden ist, wird das Spannungssignal von der Daten-Leitung 3 von der Source-Elektrode zur Drain-Elektrode 8 übertragen. Die mit der Drain-Elektrode 8 verbundene Pixel-Elektrode 10 wird dann durch das Spannungssignal aufgeladen. Aufgrund der Spannung, auf die die Pixel-Elektrode 10 aufgeladen ist, und der gemeinsamen Spannung an der gemeinsamen Elektrode 14 werden die Flüssigkristallmoleküle des Flüssigkristalls 12 angeordnet und aufgrund ihrer vorbestimmten Richtung und Größe neu eingestellt. Aufgrund des Neueinstellens der Flüssigkristallmoleküle wird Licht durch die Pixel-Elektroden, den Flüssigkristall 12 und das Farbfilter 15 des Farbfilterpaneels hindurch transmittiert.
  • Bei einer herkömmlichen Flüssigkristallanzeigevorrichtung steuert das an die Pixel-Elektroden angelegte Spannungssignal die Stellung und die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle, die ihrerseits die Lichttransmission steuern.
  • Wenn jedoch, wie oben beschrieben, die schwarze Matrix auf dem Dünnschichttransistorpaneel ausgebildet ist, sind Ränder, die erforderlich gewesen wären, wenn die schwarze Matrix auf dem Farbfilterpaneel ausgebildet worden wäre, nicht erforderlich. Somit ist die Größe der erforderlichen schwarzen Matrix verringert, und das Öffnungsverhältnis ist vergrößert. Allerdings führt dies zu einer schwarzen Matrix, die weit über den Rest des Pixel-Bereichs nach oben herausragt. Somit wird eine Schicht mit einer großen Stufe gebildet, die es schwierig macht, die erste Ausrichtungsschicht 11 ebenförmig darauf auszubilden. Ferner ist es während des Reibeverfahrens aufgrund der Schicht mit der großen Stufe schwierig, in dem der schwarzen Matrix benachbarten Bereich der Ausrichtungsschicht Mikrorillen zu bilden.
  • Aus 3 ist eine Draufsicht auf das wie oben erläutert hergestellte Dünnschichttransistorpaneel und aus 4 ist ein Schnitt entlang der Linie IV-IV aus 3 ersichtlich.
  • Im Folgenden wird auf die 3 und 4 Bezug genommen. Das schwarze Material bedeckt die Oberfläche des Dünnschichttransistorpaneels mit Ausnahme des Pixel-Bereichs 21 und bildet so den Bereich 28 der schwarzen Matrix. Die Oberfläche 20 des Dünnschichttransistorpaneels weist eine Gate-Leitung und eine Daten-Leitung, die Pixel-Elektrode mit ihren Stromkreisen sowie eine darauf ausgebildete Passivierungsschicht auf. Auf der Oberfläche 20 des Dünnschichttransistorpaneels ist die schwarze Matrix 18 mit einer Dicke größer oder gleich 1 μm ausgebildet. Da die schwarze Matrix 18 relativ zu den ihr benachbarten Bereichen eine große Stufe bildet, weist die erste Ausrichtungsschicht in diesen Bereichen in den "P"-Bereichen mangelhafte oder keine darin ausgebildete Mikrorillen auf. Dies führt zu einer ungenauen Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle in zur schwarzen Matrix 18 benachbarten Bereichen. Zum Beispiel werden die Flüssigkristallmoleküle in einem Bereich von 1 bis 2 μm von der schwarzen Matrix 18 entfernt nicht richtig ausgerichtet. Dementsprechend wird hier Licht transmittiert, wodurch das Kontrastverhältnis verringert und die Bildqualität verschlechtert wird.
  • Aus EP 0 449 047 A2 ist eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit zwischen einem ersten und einem zweiten Paneel angeordnetem Flüssigkristall und einer auf einem Aktivierungsbereich des ersten Paneels gebildeten Ausrichtungsschicht bekannt, auf welcher eine aus einem Metall wie z.B. Aluminium oder Chrom ausgebildete Lichtschutzschicht angeordnet ist.
  • Aus DE 35 15 978 A1 ist eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung bekannt, bei welcher auf dem mit Dünnschichttransistoren bestückten Paneel ein einem Ausrichtungs-Reibeverfahren unterzogener Isolierfilm und auf diesem ein Lichtabschirmfilm aufgebracht ist, wobei der Lichtabschirmfilm aus einem geeigneten Metall oder lichtabsorbierenden Material als Farbstoff- oder Pigmentschicht gebildet ist.
  • Auch bei diesen Flüssigkristallanzeigevorrichtungen kann jedoch die ungleichmäßige Ausbildung der Ausrichtungsschicht zu einer ungenauen Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle führen.
    •
  • Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Flüssigkristallanzeigevorrichtung und ein Herstellungsverfahren dafür anzugeben, wobei trotz einer auf dem Dünnschichttransistorpaneel aufgebrachten Lichtschutzschicht die Flüssigkristallmoleküle genau und gleichmäßig ausgerichtet sind.
  • Gemäß der Erfindung wird eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer auf dem Dünnschichttransistorpaneel ausgebildeten schwarzen Matrix bereitgestellt, bei der eine falsche Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle in dem Flüssigkristall ausgeschlossen ist und daher die Bildqualität der Flüssigkristallanzeige verbessert ist.
  • Eine erfindungsgemäße Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer Mehrzahl von Pixel-Elektroden (100) zum Transmittieren von Licht, weist auf: Ein erstes Paneel mit einem Aktivierungsbereich zum selektiven Aktivieren der Mehrzahl von Pixel-Elektroden, eine erste Ausrichtungsschicht auf dem Aktivierungsbereich und eine Lichtschutzschicht aus schwarzem Kunststoffmaterial auf der ersten Ausrichtungsschicht, wobei die erste Ausrichtungsschicht in einem zu der Lichtschutzschicht direkt benachbarten Bereich ebenförmig ist; ein zweites Paneel mit einer zweiten Ausrichtungsschicht; und Flüssigkristall zwischen dem ersten Paneel und dem zweiten Paneel.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristallanzeige mit einer Mehrzahl von Pixel-Elektroden zum Transmittieren von Licht weist folgende Schritte auf:
    Ausbilden eines ersten Paneels mit einem Aktivierungsbereich zum selektiven Aktivieren der Mehrzahl von Pixel-Elektroden, einer ersten Ausrichtungsschicht auf dem Aktivierungsbereich und einer Lichtschutzschicht aus schwarzem Kunststoffmaterial auf der ersten Ausrichtungsschicht, wobei die erste Ausrichtungsschicht in einem zu der Lichtschutzschicht direkt benachbarten Bereich ebenförmig ausgebildet wird;
    Ausbilden eines zweiten Paneels mit einer zweiten Ausrichtungsschicht; und
    Einbringen von Flüssigkristall zwischen das erste Paneel und das zweiten Paneel.
  • Gemäß der Erfindung wird insbesondere eine korrekte Ausbildung von Mikrorillen in den der schwarzen Matrix benachbarten Bereichen der Ausrichtungsschicht ermöglicht.
  • 1 zeigt das Layout eines Teils einer herkömmlichen LCD-Vorrichtung;
  • 2 ist ein Schnitt der Vorrichtung aus 1 entlang der Linie II-II;
  • 3 ist eine Draufsicht auf eine obere Fläche der LCD-Vorrichtung aus 1;
  • 4 ist ein Schnitt der Vorrichtung aus 3, entlang der Linie IV-IV;
  • 5 ist ein Layout eines Teils einer LCD-Vorrichtung mit einem Dünnschichttransistorpaneel gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 6 ist ein Schnitt der Vorrichtung aus 5 entlang der Linie VI-VI und ein Schnitt eines Farbfilterpaneels gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 7 ist eine Draufsicht auf eine obere Fläche der LCD-Vorrichtung aus 5; und
  • 8 ist ein Schnitt der Vorrichtung aus 7 entlang der Linie VIII-VIII.
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung näher erläutert.
  • Die in den 5 bis 8 gezeigte Flüssigkristallanzeigevorrichtung weist eine Mehrzahl von matrixförmig angeordneten Pixel-Elektroden 100, eine Mehrzahl von zwischen den Pixel-Elektroden ausgebildeten und in einer ersten Richtung verlaufenden Daten-Leitungen 30, eine Mehrzahl von zwischen den Pixel-Elektroden ausgebildeten und in einer zweiten Richtung verlaufenden Gate-Leitungen 22' und eine Mehrzahl von Dünnschichttransistoren zum Betreiben der Pixel-Elektroden auf.
  • Das Herstellungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist folgende Schritte auf:
    Eine Gate-Elektrode 22 wird auf einem transparenten Substrat 101 ausgebildet. Auf der sich dadurch ergebenden Oberfläche wird eine Gate-Isolierschicht 40 ausgebildet. Durch Aufbringen einer Halbleiterschicht und einer N+-Halbleiterschicht auf der Gate-Isolierschicht 40 und durch Entfernen der Halbleiterschicht bis auf den Bereich des auszubildenden Dünnschichttransistors werden eine Halbleiterschicht 50 und eine N+-Halbleiterschicht 60 ausgebildet. Dann wird ein leitfähiges Material aufgebracht und derart strukturiert, dass eine Daten-Leitung 30, eine mit ihr verbundene Source-Elektrode 81 und eine Drain-Elektrode 82 zum Verbinden mit einer Pixel-Elektrode ausgebildet werden. Auf der sich somit ergebenden Oberfläche wird eine leitfähige Schicht aufgebracht und derart strukturiert, dass eine mit der Drain-Elektrode 82 verbundene Pixel-Elektrode 100 gebildet wird. Vor dem Aufbringen der leitfähigen Schicht wird jedoch eine transparente Isolierschicht 90 aufgebracht, und derart strukturiert, dass in der Isolierungsschicht ein Verbindungsloch über der Drain-Elektrode 82 zum Verbinden der Drain-Elektrode 82 mit der Pixel-Elektrode 100 ausgebildet wird. Diese Schritte erlauben die Bildung der Pixel-Elektroden im Grenzbereich der Daten-Leitungen, was zu größeren Pixel-Elektroden führt.
  • Um die Flüssigkristallmoleküle auszurichten, wird nun eine erste Ausrichtungsschicht 210, die z.B. ein Polyimid, ein Polyamid oder SiO2 aufweist, ausgebildet und gerieben, um in ihr Mikrorillen zu erzeugen, die die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle verbessern.
  • Alternativ dazu wird, um die Flüssigkristallmoleküle auszurichten, z.B. Polyvinyl-Cinnamat (PVCN), PVCN-F (Polyvinylfluor-Cinnamat), ein Polysiloxan oder Polyvinylchlorid (PVC) als Material für erste Ausrichtungsschicht verwendet, für die kein Reibevorgang zum Steuern der Lichttransmission erforderlich ist.
  • Dann wird auf der mit oder ohne Reiben ausgebildeten Ausrichtungsschicht 210 mit Ausnahme des Bereichs der Pixel-Elektroden eine Lichtschutzschicht ausgebildet, um eine Lichttransmission durch die Ausrichtungsschicht 210 hindurch im Bereich der Lichtschutzschicht zu verhindern. Als Lichtschutzschicht wird durch Aufbringen, Bestrahlen und Entwickeln eines schwarzen Kunststoffmaterials eine schwarze Matrix 280 ausgebildet. Das wie eine Fotolackschicht lichtempfindliche, schwarze Kunststoffmaterial blockt nach seiner Entwicklung Licht ab. Bevorzugt wird ein schwarzes Kunststoffmaterial verwendet, der bis 250 °C hitzebeständig ist und weniger als 50 % Licht transmittiert. Die Dicke des aufgebrachten schwarzen Kunststoffmaterials liegt bei etwa 1,5 μm oder weniger.
  • Alternativ dazu wird die schwarze Matrix 280 durch Aufbringen einer Licht abblockenden Lichtschutzschicht und Strukturieren der Lichtschutzschicht durch Fotolithographie unter Verwendung eines Fotolacks ausgebildet.
  • Die schwarze Matrix kann selektiv über allen Flächen mit Ausnahme der Bereiche der Daten-Leitungen sowie der Gate-Leitungen und des Pixel-Elektroden-Bereichs ausgebildet werden. Um diesen Vorgang jedoch zu vereinfachen, wird das schwarze Kunststoffmaterial normalerweise über allen Flächen mit Ausnahme des Pixel-Elektroden-Bereichs ausgebildet. Falls Licht durch andere Flächen (ausgenommen den Pixel-Elektroden-Bereich) hindurchleckt, wird eine Schicht aus einem schwarzen Kunststoffmaterial über diesem Bereichen gebildet, um das Hindurchlecken von Licht zu verhindern. Die Schicht aus einem schwarzen Kunststoffmaterial muss jedoch über allen Bereichen mit Ausnahme des Pixel-Elektroden-Bereichs, der Daten-Leitungen und der Gate-Leitungen ausgebildet sein. Die Metall-Leitungen (Gate-Leitung 22' und Daten-Leitung 30) und das schwarze, organische Material der schwarzen Matrix verhindern eine Lichttransmission von der Hintergrundbeleuchtung her. Das bedeutet, dass Licht von der Hintergrundbeleuchtung her nur durch den Pixel-Elektroden-Bereich hindurch transmittiert wird.
  • Die nachfolgenden Verfahrensschritte sind gleich den herkömmlichen Schritten. Bei dem Herstellungsverfahren für ein Farbfilterpaneel wird ein Farbfilter 150 auf einem transparenten Substrat 160 ausgebildet. Dann werden eine gemeinsame Elektrode 140 und eine zweite Ausrichtungsschicht 130 nacheinander auf dem Farbfilter 150 ausgebildet. Wenn das Farbfilterpaneel fertiggestellt ist, wird es mit dem Dünnschichttransistorpaneel zusammengebaut, und Flüssigkristall 120 wird in den Spalt zwischen den Paneelen eingespritzt, um das verbesserte LCD-Paneel fertigzustellen.
  • Aus 7 ist, wie aus 5, eine Draufsicht auf eine obere Fläche der LCD-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und aus 8 ist ein Schnitt der Vorrichtung aus 7 entlang der Linie VIII-VIII ersichtlich.
  • Wie aus den 7 und 8 ersichtlich, ist der Bereich 180 der schwarzen Matrix vom Pixel-Bereich 110 getrennt. Wie oben erläutert, weist der Aufbau des Dünnschichttransistorpaneels gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine Oberfläche 200 mit Gate- und Daten-Leitungen des Dünnschichttransistorpaneels, Pixel-Elektroden mit ihren Stromkreisen und eine darauf ausgebildete Passivierungsschicht auf. Die erste Ausrichtungsschicht 210 ist auf der Oberfläche 200 ebenförmig ausgebildet, und die schwarze Matrix 280 ist auf Bereichen der ersten Ausrichtungsschicht 210 ausgebildet. Da die erste Ausrichtungsschicht 210 gleichmäßig ausgebildet ist, sind die Mikrorillen in der Ausrichtungsschicht 210 regelmäßig ausgebildet. Die schwarze Matrix 280 mit einer Dicke größer als 1 μm ist auf der ersten Ausrichtungsschicht 210 ausgebildet. Folglich sind die Flüssigkristallmoleküle auch in dem der schwarzen Matrix 280 benachbarten Bereich (1 bis 2 μm-Bereich) optimal ausgerichtet. Dies erhöht das Kontrastverhältnis und verbessert die Bildqualität.
  • Der Betrieb der Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist wie folgt.
  • Das von der Gate-Leitung 22' übertragene Spannungssignal aktiviert die Halbleiterschichten 50, 60 sowie die Source-Elektrode und die Drain-Elektrode des Dünnschichttransistors. Von der mit der Daten-Leitung 30 verbundenen Source-Elektrode wird das Spannungssignal von der Daten-Leitung 30 zur Drain-Elektrode übertragen, was zur Aufladung der mit der Drain-Elektrode verbundenen Pixel-Elektrode führt. Deshalb erregen und steuern das Spannungssignal zum Aufladen der Pixel-Elektrode 100 und das von der gemeinsamen Elektrode 140 gelieferte gemeinsame Spannungssignal die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle im Flüssigkristall 120 gemäß der vorbestimmten Größe und Richtung der Flüssigkristallmoleküle. Durch Veränderung der Stellung der Flüssigkristallmoleküle wird es ermöglicht, dass Licht durch die Pixel-Elektrode 100, den Flüssigkristall 120 und das Farbfilter 150 des Farbfilterpaneels hindurch transmittiert wird.
  • Oben wurde eine LCD-Vorrichtung vom IOP-Typ ("Inverted Staggered ITO On Passivation") erläutert. Jedoch kann das erfindungsgemäße Verfahren auch für LCD-Vorrichtungen von anderen Typen, Staggered-Typen, koplanare Typen oder umgekehrt koplanare Typen, verwendet werden. In solchen Fällen wird eine erste Ausrichtungsschicht über den Daten-Leitungen, den Gate-Leitungen, den Pixel-Elektroden und den Dünnschichttransistoren ausgebildet, und eine schwarze Matrix wird auf der ersten Ausrichtungsschicht gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgebildet. Obwohl erläutert wurde, dass die gemeinsame Elektrode und das Farbfilter in der Deckplatte vorgesehen sind, kann die Erfindung z.B. auch auf ein Dünnschichttransistorpaneel mit einer gemeinsamen Elektrode und/oder einem Farbfilter angewendet werden.
  • Wie oben erläutert, weist die LCD-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ein Dünnschichttransistorpaneel auf, das eine über einer Mehrzahl von Pixel-Elektroden, Dünnschichttransistoren, Gate-Leitungen und Daten-Leitungen ausgebildete Ausrichtungsschicht sowie eine auf der Ausrichtungsschicht ausgebildete, schwarze Matrix aufweist, um Lichttransmission überall mit Ausnahme des Pixel-Elektroden-Bereichs zu verhindern. Erfindungsgemäß wird bei der LCD-Vorrichtung die Bildung von mangelhaften Mikrorillen oder von Mikrorillen mit schlechter Qualität in der Ausrichtungsschicht verhindert, das Kontrastverhältnis erhöht und die Bildqualität der Vorrichtung verbessert.
    •

Claims (18)

  1. Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer Mehrzahl von Pixel-Elektroden (100) zum Transmittieren von Licht, wobei die Vorrichtung aufweist: ein erstes Paneel mit einem Aktivierungsbereich zum selektiven Aktivieren der Mehrzahl von Pixel-Elektroden (100), eine erste Ausrichtungsschicht (210) auf dem Aktivierungsbereich und eine Lichtschutzschicht aus schwarzem Kunststoffmaterial auf der ersten Ausrichtungsschicht (210), wobei die erste Ausrichtungsschicht (210) in einem zu der Lichtschutzschicht direkt benachbarten Bereich ebenförmig ist; ein zweites Paneel mit einer zweiten Ausrichtungsschicht (130); und Flüssigkristall (120) zwischen dem ersten Paneel und dem zweiten Paneel.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Aktivierungsbereich eine Daten-Leitung (30), eine Gate-Leitung (22') und einen Dünnschichttransistor aufweist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Dünnschichttransistor eine mit der Daten-Leitung (30) verbundene Source-Elektrode (81), eine mit der Gate-Leitung (22') verbundene Gate-Elektrode (22) und eine mit einer der Pixel-Elektroden (100) verbundene Drain-Elektrode (82) aufweist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste Paneel mindestens eine gemeinsame Elektrode (140) und ein Farbfilter (150) aufweist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Aktivierungsbereich aufweist: eine Gate-Leitung (22') auf einem Substrat (160), eine Gate-Isolierschicht (40) auf der Gate-Leitung (22'), eine erste Halbleiterschicht (50) und eine zweite Halbleiterschicht (60) auf der Gate-Isolierschicht (40), eine Source-Elektrode (81) und eine Drain-Elektrode (82) auf der zweiten Halbleiterschicht (60), und eine Isolierschicht (90) auf der Source-Elektrode (81) und der Drain-Elektrode (82).
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Isolierschicht (90) ein Verbindungsloch zum Verbinden der Drain-Elektrode (82) mit einer der Pixel-Elektroden (100) aufweist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Lichtschutzschicht eine schwarze Matrix (280) aus dem schwarzen Kunststoffmaterial ist und mindestens eine der folgenden Eigenschaften aufweist: Hitzebeständigkeit bis etwa 250 °C, weniger als 50 Lichttransmission und Dicke von etwa 1,5 μm oder weniger.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste Ausrichtungsschicht (210) mindestens einen von folgenden Stoffen aufweist: Polyimid, Polyamid, SiO2, ein Polyvinylcinnamat, PVCN-F, ein Polysiloxan und Polyvinychlorid.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das zweite Paneel aufweist: ein Farbfilter (150) auf einem Substrat (160), eine gemeinsame Elektrode (140) auf dem Farbfilter (150), und die zweite Ausrichtungsschicht (130) auf der gemeinsamen Elektrode (140).
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei Mikrorillen in einem zu der Lichtschutzschicht direkt benachbarten Bereich der ersten Ausrichtungsschicht (210) regelmäßig ausgebildet sind.
  11. Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristallanzeige mit einer Mehrzahl von Pixel-Elektroden (100) zum Transmittieren von Licht, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Ausbilden eines ersten Paneels mit einem Aktivierungsbereich zum selektiven Aktivieren der Mehrzahl von Pixel-Elektroden (100), einer ersten Ausrichtungsschicht (210) auf dem Aktivierungsbereich und einer Lichtschutzschicht aus schwarzem Kunststoffmaterial auf der ersten Ausrichtungsschicht (210), wobei die erste Ausrichtungsschicht (210) in einem zu der Lichtschutzschicht direkt benachbarten Bereich ebenförmig ausgebildet wird; Ausbilden eines zweiten Paneels mit einer zweiten Ausrichtungsschicht (130); und Einbringen von Flüssigkristall (120) zwischen das erste Paneel und das zweiten Paneel.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Bildens des ersten Paneels folgende Schritte aufweist: Ausbilden einer Gate-Leitung (22') und einer Daten-Leitung (30) auf einem Substrat (160), und Ausbilden eines mit der Gate-Leitung (22'), der Daten-Leitung (30) und einer der Pixel-Elektroden (100) verbundenen Dünnschichttransistors.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Bildens eines ersten Paneels folgende Schritte aufweist: Ausbilden einer ersten Gate-Leitung (22') auf einem Substrat (160), Ausbilden einer Gate-Isolierschicht (40) auf der Gate-Leitung (22'), Ausbilden einer ersten Halbleiterschicht (50) und einer zweiten Halbleiterschicht (60) auf der Gate-Isolierschicht (40), Ausbilden einer Source-Elektrode (81) und einer Drain-Elektrode (82) auf der zweiten Halbleiterschicht (60) und Ausbilden einer Isolierschicht (90) auf der Source- Elektrode (81) und der Drain-Elektrode (82).
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Schritt des Ausbildens des ersten Paneels folgende Schritte aufweist: Ausbilden von mindestens einer gemeinsamen Elektrode (140) und einem Farbfilter (150) in dem ersten Paneel.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die Lichtschutzschicht als das schwarze Kunststoffmaterial aufweisende schwarze Matrix (280) mit mindestens einer der folgenden Eigenschaften ausgebildet wird: Hitzebeständigkeit bis etwa 250 °C, weniger als 50 Lichttransmission und Dicke von etwa 1,5 μm oder weniger.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei der Schritt des Ausbildens des ersten Paneels folgenden Schritt aufweist: Ausbilden der ersten Ausrichtungsschicht (210) unter Verwendung von mindestens einem der folgenden Stoffe: Polyimid, Polyamid, SiO2, ein Polyvinylcinnamat, PVCN-F, ein Polysiloxan und Polyvinychlorid.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Schritt des Ausbildens des zweiten Paneels folgende Schritte aufweist: Ausbilden eines Farbfilters (150) auf einem Substrat (160), Ausbilden einer gemeinsamen Elektrode (140) auf dem Farbfilter (150) und Ausbilden der zweiten Ausrichtungsschicht (130) auf der gemeinsamen Elektrode (140).
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei der Schritt des Ausbildens des ersten Paneels folgenden Schritt aufweist: regelmäßiges Ausbilden von Mikrorillen in der ersten Ausrichtungsschicht (210) in einem zu der Lichtschutzschicht direkt benachbarten Bereich.
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