FR2891377A1 - Dispositif d'affichage a cristaux liquides et son procede de fabrication - Google Patents

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Abstract

Le dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD) comprend des premier et deuxième substrats (200, 100), une couche de cristaux liquides entre les substrats, des premier et deuxième lignes formées sur le premier substrat, une saillie (120) formée à une partie prédéterminée sur la première ligne, un premier organe d'espacement de colonne (210), formé sur le deuxième substrat de manière à correspondre à la saillie (120), la surface correspondante étant plus large que la saillie.Il comprend en outre un motif de compensation (130) formé à une autre partie prédéterminée sur la première ligne, et ayant une hauteur inférieure à celle de la saillie (120), et un deuxième organe d'espacement de colonne (220) correspondant au motif de compensation.Dispositif LCD dans lequel une zone de contact suffisamment étroite est créée entre tous les organes d'espacement de colonne et le substrat correspondant par le toucher, de sorte que le substrat ayant été touché revienne à son état d'origine après avoir été décalé par l'effet du toucher.

Description

DISPOSITIF D'AFFICHAGE A CRISTAUX LIQUIDES
ET SON PROCEDE DE FABRICATION
La présente invention concerne un dispositif d'affichage à cristaux liquides. Plus particulièrement, la présente invention concerne un dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant une saillie correspondant à un organe d'espacement de colonne prédéterminé pour réduire une aire de contact entre l'organe d'espacement de colonne et un substrat associé placé face à chaque autre pour empêcher un défaut par contact et un motif de compensation correspondant à un autre organe d'espacement de colonne pour empêcher ce que l'on appelle la création d'un point d'estampage (stamp spot) à une partie spécifiée sous l'effet d'une force externe, telle qu'une poussée vers le bas et analogue, et un procédé de fabrication de ce dispositif.
Les progrès accomplis dans la technologie de l'information ont entraîné des demandes augmentant rapidement pour avoir des dispositifs d'affichage ayant diverses formes. De manière correspondante, divers dispositifs d'affichage à écran plat, tels que des dispositifs d'affichage à cristaux liquides (LCD), des panneaux d'affichage à plasma (PDP), des dispositifs d'affichage électroluminescents (DEL), des dispositif d'affichage à fluorescence sous vide (VFD), et analogues, ont été l'objet de recherche continue et certains d'eux ont déjà été appliqués à différents dispositifs dans la pratique.
Parmi ces dispositifs d'affichage à écran plat, les dispositifs à LCD sont les plus largement utilisés pour un dispositif d'affichage à image mobile au lieu des moniteurs à tubes à rayon cathodique CRT au vue de leurs avantages incluant une excellente qualité d'image, un faible poids, une compacité et une faible consommation de puissance. Spécifiquement, les dispositifs LCD sont développés pour des moniteurs de postes de TV qui peuvent recevoir et afficher des signaux d'émission et des moniteurs d'ordinateur en plus des dispositifs d'affichage mobiles, tels que des ordinateurs bloc-notes.
Pour permettre aux dispositifs LCD être appliqués à divers dispositifs en tant que dispositifs d'affichage d'écran général, il est nécessaire que les dispositifs LCD soient réalisés avec de hautes qualités d'image, tels que de la haute définition, une forte brillance, une grande taille tout en conservant les avantages, tels que le faible poids, la compacité et la faible consommation de puissance.
De façon générale, le dispositif LCD comprend un premier substrat, un deuxième substrat, une couche à cristaux liquides interposée entre les premier et deuxième substrats qui sont assemblés l'un à l'autre avec un espace prédéterminé défini entre eux.
R\Brevets\25400\25465-060622-tradTXT doc - 23 juin 2006 - 1/28 Plus spécifiquement, le premier substrat est formé avec une pluralité de lignes et de grilles agencées selon des intervalles uniformes dans une direction et une pluralité de lignes de données agencées selon des intervalles uniformes dans une autre direction perpendiculaire aux lignes de grille pour définir des régions de pixel.
Dans chacune des régions à pixel est formée une électrode de pixel, et un transistor en couche mince est formé en une région dans laquelle les lignes de grille respectives et les lignes de données respectives se croisent les unes les autres et agissant pour transmettre un signal de données aux lignes de données à une électrode à pixel associée selon un signal appliqué aux lignes de grille.
En plus, le deuxième substrat est muni d'une couche de matrice noire pour occulter la lumière venant d'une partie excluant les régions de pixel, une couche de filtre de couleur, selon les couleurs rouge R, vert V et bleu B pour présenter des images en couleur, et une électrode commune sur la couche de filtre de couleur, pour réaliser les images.
Pour un tel dispositif LCD des cristaux liquides sont agencés dans la couche à cristaux liquides interposée entre les premier et deuxième substrats par un champ électrique généré l'électrode à pixel et l'électrode commune, de manière qu'une image soit présentée par ajustement d'une quantité de lumière se transmettant à travers la couche à cristaux liquides selon un degré d'orientation de cette couche à cristaux liquides.
Un tel dispositif LCD est appelé dispositif LCD à mode nématique torsadé (TN). Etant donné que le dispositif LCD à mode TN présente un inconvénient en termes d'étroitesse de l'angle de vision, un dispositif LCD à mode de commutation dans le plan a été développé pour surmonter l'inconvénient du dispositif LCD à mode TN.
Pour le dispositif LCD à mode IPS, l'électrode à pixel et l'électrode commune sont formées et sont séparées par un élément d'une distance prédéterminée de chaque autre sur la région de pixel du premier substrat pour générer un champ électrique horizontal entre l'électrode de pixel et l'électrode commune de telle manière que la couche de cristaux liquides soit orientée par le champ électrique.
Entre temps, le dispositif LCD comprend en outre un organe d'espacement formé entre le premier et le deuxième substrat pour conserver une séparation constante entre eux lorsque la couche à cristaux liquides est formée.
L'organe d'espacement peut être classé en organe d'espacement à billes et organe d'espacement à colonne selon leurs formes.
Les organes d'espacement à billes ont une forme sphérique, et sont répartis sur les premier et deuxième substrats. Les organes d'espacement à billes se déplacent de R:\Brevets\25400\25465-060622-tradTXT doc - 23 juin 2006 - 2/28 façon relativement libre même après que les premier et deuxième substrats aient été assemblés et ont une petite surface de contact avec les premier et deuxième substrats D'autre part, l'organe d'espacement à colonne est formé par un processus à matrice sur le premier substrat ou sur le deuxième substrat et est fixé sur l'un des substrats en une forme de colonne avec une hauteur prédéterminée. De manière correspondante, l'organe d'espacement à colonne présente une plus grande surface de contact que celle des organes d'espacement à billes.
Un dispositif d'affichage à cristaux liquides ayant un organe d'espacement à colonne classique va être décrit en référence aux dessins.
La Figure 1 est une vue en coupe illustrant le dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant l'organe d'espacement à colonne.
En se référant à la Figure 1, le dispositif LCD ayant l'organe d'espacement à colonne comprend des premier et deuxième substrats 30 et 40, et une couche à cristaux liquides (non représentée) introduite entre les premier et deuxième substrats 30 et 40.
Le premier substrat 30 reçoit sur lui des lignes de grille 31 et des lignes de données (non représentées) se croisant verticalement les unes les autres pour définir des régions de pixel, dont chacune présente une électrode de pixel (non représentée) y étant formée, et des transistors en couche mince (TFT) à des régions respectives auxquelles les lignes de grille 31 croisent les lignes de données.
Sur le deuxième substrat 40 est formée une couche en matrice noire 41 en une région excluant les régions à pixel, une couche à filtre de couleur 42 ayant une forme en bande correspondant aux régions à pixel sur une ligne longitudinale, horizontale par rapport aux lignes de données, et une électrode commune ou une couche de revêtement 43 sur la surface globale.
Ici, l'organe d'espacement de colonne 20 est formé en une position prédéterminée au-dessus des lignes de grille 31.
En plus, le premier substrat 30 est en outre muni d'une couche d'isolation de grille 36 sur la totalité de la surface supérieure incluant la ligne de grille 31 et une 30 couche de passivation 37 sur la couche d'isolation de grille 36.
Les Figs. 2A et 2B sont une vue en plan et une vue en coupe illustrant un défaut par contact sur le dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant l'espace de colonne.
Tel que représenté sur les Figs. 2A et 2B, pour les cristaux liquides comprenant l'organe en colonne classique décrit ci-dessus, si un opérateur touche une surface d'un panneau à cristaux liquides 10 dans une direction prédéterminée avec un doigt ou bien d'autres articles, un point est formé sur une partie ayant été touchée. Etant donné qu'il est généré en touchant la surface du panneau, le point est appelé un point R\Brevets\25400\25465-060622-tradTXT doc - 23 juin 2006 - 3/28 de touchée ou étant donné que le point est observé sur un écran, il est également appelé un défaut de touchée.
Un tel défaut de touchée est considéré comme étant créé du fait d'une grande force de friction résultant d'une plus grande zone de contact entre l'organe d'espacement de colonne 20 et le premier substrat 1 placé face à chaque autre en comparaison de la structure utilisant les organes d'espacement à billes. C'est-à-dire que, étant donné que l'organe d'espacement à colonne 20 présente une forme colonnaire et a une grande aire de contact par rapport au premier substrat 1 en comparant aux organes d'espacement de billes, tel que représenté sur la Figure 2B, il faut une longue période de temps pour que la partie ayant été touchée récupère un état originel après un décalage du premier substrat 1 par rapport au deuxième substrat 2, ceci étant provoqué par le touchée exercé sur la surface, permettant de cette manière au point de subsister sur la partie ayant été touchée jusqu'à ce que cette partie ayant été touchée reprenne l'état d'origine.
Cependant, un tel cristal liquide comprenant l'espace à colonne classique souffre de certains problèmes, tel que ci-après.
Premièrement, étant donné que l'aire de contact entre l'organe d'espacement de colonne et le substrat placé face à chaque autre est large, faisant qu'il y a une forte force de friction, il faut une longue période de temps pour que la partie ayant été touchée reprenne l'état d'origine lorsque l'un des substrats est décalé par rapport à l'autre sous l'effet du touchée, provoquant de cette manière l'observation du point tandis que la partie ayant été touchée revient à l'état d'origine.
Deuxièmement, lorsque le panneau à cristaux liquides comprenant l'organe d'espacement de colonne est placé à un état de haute température à l'état dressé, les cristaux liquides souffrent de dilatation thermique. Dans des cas sévères, l'intervalle entre les cellules se dilate de façon à être plus épais que la valeur de la hauteur de l'organe d'espacement de colonne et fait que les cristaux liquides coulent vers une partie inférieure du panneau à cristaux liquides faisant que la partie inférieure du panneau à cristaux liquides se bombe et a un aspect opaque.
De manière correspondante, la présente invention est orienté sur un dispositif d'affichage à cristaux liquides et un procédé de fabrication de celui-ci, permettant d'éliminer pratiquement un ou plusieurs problèmes venant des limitations et des inconvénients de l'art concerné.
Un but de la présente invention est de fournir un dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant une saillie correspondant à un organe d'espacement de colonne prédéterminé afin de réduire une aire de contact entre l'organe d'espacement de colonne et un substrat correspondant placé face à chaque autre afin empêcher un défaut par touchée, et un motif compensation correspondant à un autre organe R:\Brevets'\25400\25465060622-tradTXT.doc - 23 juin 2006 - 4/28 d'espacement de colonne pour empêcher qu'un défaut par estampage se créé en une partie spécifiée sous l'effet d'une force externe, tel qu'en poussant vers le bas et analogue, et un procédé de fabrication de celui-ci.
Pour atteindre ces buts et autres avantages et selon le but de l'invention, il est prévu un dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant: des premier et deuxième substrats placés face à chaque autre; une pluralité d'organes d'espacement de colonne formés sur le deuxième substrat une pluralité de saillies, formées en une partie prédéterminée sur le premier substrat; et une pluralité de motifs de compensation, formés à une autre partie prédéterminée sur le premier substrat.
De préférence, les motifs de compensation sont formés en une partie à laquelle les saillies ne sont pas formées.
Selon un mode de réalisation, les organes d'espacement de colonne comprennent une pluralité de premiers organes d'espacement de colonne, et une pluralité de deuxièmes organes d'espacement de colonne.
Selon un autre mode de réalisation, les parties d'extrémité des premiers organes d'espacement de colonne sont placées face à des parties d'extrémité des saillies Selon un autre mode de réalisation, la partie d'extrémité du premier organe d'espacement de colonne présente une aire plus large que la partie d'extrémité de la saillie.
Selon un autre mode de réalisation, les parties d'extrémité des deuxièmes organes d'espacement de colonne sont placées face à des parties d'extrémité du motif de compensation.
Selon un autre mode de réalisation, la partie d'extrémité du deuxième organe d'espacement de colonne présente une aire plus petite à, et une aire égale à la partie d'extrémité du motif de compensation.
De préférence, le motif de compensation présente une hauteur inférieure à celle des saillies Le dispositif d'affichage à cristaux liquides comprend de préférence une pluralité de lignes de grille sur le premier substrat, une pluralité de lignes de données, formées verticalement par rapport aux lignes de grille, et une pluralité de transistors en couche mince, formés de façon adjacente à chaque partie de croisement des lignes de grille et des lignes de données.
De préférence, le transistor en couche mince comprend: une électrode de grille, faisant saillie de la ligne de grille; une électrode de source, faisant saillie de la ligne de données; une électrode de drain, séparée de l'électrode de source; et une couche de semi-conducteur, chevauchant partiellement les électrodes de source/drain entre l'électrode de grille et les électrodes de source/drain.
R:\Brevets\25400\25465-060622-tradTXT doc - 23 juin 2006 - 5/28 Selon un autre mode de réalisation, la saillie comprend une couche supérieure et une couche inférieure, la couche supérieure étant située sur la même couche que la couche de semi-conducteur d'électrodes de source/drain, et la couche inférieure étant située sur la même couche que la couche de semi-conducteur.
Selon un autre mode de réalisation, le motif de compensation est situé sur la même couche que la couche de semi-conducteur De préférence, une partie d'extrémité du motif de compensation présente une aire plus large qu'une partie d'extrémité de la saillie.
Le dispositif d'affichage à cristaux liquides comprend de préférence une couche de passivation, interposée entre les organes d'espacement de colonne et les saillies ou les motifs de compensation.
Le motif de compensation peut comprendre un motif à couche de semiconducteur coplanaire à la couche de semi-conducteur Le motif de compensation peut avoir une surface supérieure plus large qu'une surface supérieure de la saillie.
Le premier organe d'espacement de colonne et le deuxième organe d'espacement de colonne peuvent avoir la même hauteur.
Selon un autre aspect de la présente invention, il est prévu un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant les étapes consistant à: préparer des premier et deuxième substrats; former une pluralité d'organes d'espacement de colonne sur le deuxième substrat; former une pluralité de saillies à une partie prédéterminée du premier substrat; et former une pluralité de motifs de compensation, à une autre partie prédéterminée sur le premier substrat.
De préférence, les organes d'espacement de colonne comprenant une pluralité de premiers organes d'espacement de colonne et de deuxièmes organes d'espacement de colonne.
Selon un mode de réalisation, l'étape de préparation du premier substrat comprend les étapes consistant à: former une première ligne sur le premier substrat; former séquentiellement un film isolant, une couche en matériau semi-conducteur, et une couche en matériau d'électrode de source/drain sur le premier substrat; former un motif photosensible ayant une première épaisseur correspondant aux premiers organes d'espacement de colonne et ayant une deuxième épaisseur correspondant aux deuxièmes organes d'espacement de colonne; graver sélectivement la couche de matériau d'électrode de source/drain et la couche de matériau semi- conducteur en utilisant les motifs photosensibles pour former une saillie, et un motif de compensation.
R: \Brevets\25400\25465-060622-tradTXT.doc - 23 juin 2006 - 6/28 De préférence, la deuxième épaisseur du motif photosensible est inférieure à la première épaisseur du motif photosensible.
Selon un mode de réalisation, la saillie est formée dans la région, dans laquelle le motif photosensible ayant la première épaisseur est situé, et le motif de compensation est formé, dans la région dans laquelle le motif photosensible ayant la deuxième épaisseur est situé.
Selon un autre mode de réalisation, le motif de compensation présente une hauteur inférieure à celle de la saillie.
Selon un autre mode de réalisation, les motifs photosensibles sont formés en 10 utilisant un masque d'exposition à diffraction.
Selon un autre mode de réalisation, une partie du masque d'exposition à diffraction correspondant à la première épaisseur du motif photosensible est une partie d'occultation de la lumière, et une partie du masque d'exposition à diffraction correspondant à la deuxième épaisseur du motif photosensible est une partie translucide comprenant une pluralité de fentes.
Selon un mode de réalisation, le motif photosensible est formé en un matériau photosensible positif.
Selon un mode de réalisation, une partie du masque d'exposition à diffraction correspondant à la première épaisseur du motif photosensible est une partie de transmission et une partie du masque d'exposition à diffraction correspondant à la deuxième épaisseur du motif photosensible est une partie translucide comprenant une pluralité de fentes.
Selon un autre mode de réalisation, le motif photosensible est formé d'un matériau photosensible négatif.
De préférence, les fentes sont des fentes circulaires concentriques.
Le procédé peut comprendre en outre la formation d'une deuxième ligne verticalement à la première ligne, des électrodes de source/drain dans la même couche en tant que deuxième ligne, et une couche en semi-conducteur comprenant une région de canal placée entre l'électrode de source et l'électrode de drain.
Selon un autre mode de réalisation, le motif photosensible présente la première épaisseur en correspondance avec la source et les électrodes de drain et la deuxième épaisseur en correspondance avec la région de canal.
Selon un autre mode de réalisation, la saillie comprend une couche supérieure et une couche inférieure dans lequel la couche supérieure est située sur la même couche que les électrodes de source/drain et la couche inférieure est située sur la même couche que la couche de semi-conducteur De préférence, le motif de compensation est situé sur la même couche que la couche de semi-conducteur R \Brevets\25400A25465-060622-tradiX7_doc 23 juin 2006 - 7/28 Selon un mode de réalisation, une partie d'extrémité du premier organe d'espacement de colonne présente une aire plus grande qu'une partie d'extrémité de la saillie.
Selon un autre mode de réalisation, une partie d'extrémité de l'organe 5 d'espacement de colonne présente une plus petite aire, ou une aire identique à une partie d'extrémité du motif de compensation.
Le procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides peut comprendre en outre la formation d'une couche de passivation sur la totalité de la surface du premier substrat après formation des saillies et des motifs de compensation.
Le procédé peut en outre comprendre: la formation d'un troisième motif à film photosensible ayant la première épaisseur dans une première direction croisant la première ligne et d'un quatrième motif à film photosensible faisant saillie du troisième motif à film photosensible, un cinquième motif à film photosensible séparé d'une distance prédéterminée du quatrième motif à film photosensible et d'un sixième motif à film photosensible ayant la deuxième épaisseur, inférieure à la première épaisseur, entre les quatrième et cinquième motifs à film photosensible, au même moment que l'étape de mise en motif sélective du film photosensible.
Le procédé peut en outre comprendre: la gravure sélective de la couche de matériau d'électrode de source/drain et la couche de matériau semiconducteur en utilisant les troisièmes à sixièmes motifs de film photosensible comme masque pour former une deuxième ligne en une partie correspondant au troisième motif de film photosensible, une électrode de source et des électrodes de drain à des parties correspondant aux quatrième et cinquième motifs de film photosensible et une région de canal entre les électrodes de source/drain en une partie correspondant au sixième motif de film photosensible, respectivement.
Les troisième à cinquième motifs de film photosensible ont de préférence la même épaisseur que le premier motif à film photosensible et le sixième motif à film photosensible a la même épaisseur que le deuxième motif à film photosensible.
La première ligne peut être une ligne de grille et la deuxième ligne peut être une ligne de données.
La première ligne peut être une ligne commune partiellement séparée d'une distance prédéterminée vis-à-vis de la ligne de grille et la deuxième ligne peut être une ligne de données.
La saillie peut comprendre une double couche formée par empilement d'un motif de couche de semi-conducteur et une partie inférieure de la saillie, et une couche métallique à une partie supérieure de la saillie.
R\Brevets\25400\25465-060622-tradTXT duc - 23 juin 2006 - 8/28 Le motif de compensation peut comprendre le matériau de couche semi-conducteur Les étapes de liaison des premier et deuxième substrats l'un à l'autre, et de formation d'une couche de cristaux liquides entre les premier et deuxième substrats comprennent les étapes de versement de cristal liquide sur l'un des premier et deuxième substrats, et d'assemblage de l'autre substrat en un état inversé au substrat sur lequel les cristaux liquides ont été appliqués.
Il doit être évident que la description générale ci-dessus et la description détaillée allant suivre de la présente invention sont données à titre d'exemple et l0 explicatif et sont entendues comme fournissant une explication supplémentaire de l'invention, tel qu'indiqué aux revendications.
Les dessins annexés, qui sont inclus pour fournir une meilleure compréhension de l'invention et sont incorporés dans et font partie de cette demande, illustrent un ou plusieurs modes de réalisation de l'invention et, conjointement avec la description, servent à expliciter le principe de l'invention.
Dans les dessins: la Figure 1 est une vue en coupe illustrant un dispositif d'affichage à cristaux liquides classique comprend un organe d'espacement de colonne; les Figures 2A et 2B sont une vue en plan et une vue en coupe, transversales 20 illustrant un défaut par touchée sur le dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant l'organe d'espacement de colonne respectivement; la Figure 3 est une vue schématique illustrant la structure d'une saillie dans un dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la présente invention; la Figure 4 est une vue en coupe illustrant le dispositif d'affichage à cristaux 25 liquides comprenant la saillie représentée sur la Figure 3 avec des premier et deuxième substrats assemblés; les Figures 5A et 5B sont des vues en coupe illustrant un degré de contact entre un organe d'espacement de colonne et un substrat placé face à chaque autre, et une déformation de l'organe d'espacement de colonne selon un degré de force externe appliqué sur le dispositif d'affichage à cristaux liquides représenté sur la Figure 4; la Figure 6 est une vue en coupe illustrant un degré de contact entre l'organe d'espacement de colonne et le substrat placé face à chaque autre et la déformation de l'organe d'espacement de colonne selon le degré de force externe appliqué à un dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la présente invention; la Figure 7 est une vue en plan illustrant le dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la présente invention; et la Figure 8 est une vue en coupe suivant les lignes I-I' et II-II' de la Figure 7.
R:\Brevets\25400\25465-060622-tradTXT.doc - 23 juin 2006 - 9/28 On va faire à présent référence en détail aux modes de réalisation préférés de la présente invention, dont des exemples sont illustrés dans les dessins annexés.
Là où cela est possible, on va utiliser les mêmes numéros de référence dans les dessins pour désigner des parties identiques ou analogues.
La Figure 3 est une vue schématique illustrant la structure d'une saillie dans un dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la présente invention.
En se référant à la Figure 3, le dispositif d'affichage à cristaux liquides comprend des premier et deuxième substrats 70 et 60 placés face à chaque autre, un organe d'espacement de colonne 80 formé à une partie prédéterminée sur le deuxième substrat 60, une saillie 85 formée sur le premier substrat 70 pour partiellement entrer en contact avec l'organe d'espacement de colonne 80 et ayant une aire plus petite qu'une surface supérieure (précisément une partie d'extrémité) de l'organe d'espacement de colonne 80 (c'est-à-dire une surface correspondante de l'organe d'espacement de colonne 80 par rapport à la saillie) et une couche de cristaux liquides (non représentée) interposée entre les premier et deuxième substrats 70 et 60.
En tant que tel, si le dispositif d'affichage à cristaux liquides comprend la saillie 85, et lorsqu'un opérateur touche une surface du premier substrat 70 ou du deuxième substrat 60 (avec un comportement de frottement dans une direction), faisant que l'un du premier et du deuxième substrat 70 et 60 devant être décalé l'un par rapport à l'autre une aire de contact entre l'organe d'espacement de colonne 80 et la saillie 85 est défini sur une surface supérieure (précisément une partie d'extrémité) de la saillie 85 qui est plus petite qu'une surface supérieure de l'organe d'espacement de colonne 80 (ici, le terme "surface supérieure" est utilisée en référence au deuxième substrat 60 sur lequel est formé l'organe d'espacement de colonne, et, ainsi, la surface de l'organe d'espacement de colonne 80 entrant en contact avec la surface du deuxième substrat 60 est qualifiée de "surface inférieure"), de manière qu'une aire de friction entre l'organe d'espacement de colonne 80 et le deuxième substrat 60 soit réduite par rapport à un dispositif d'affichage à cristaux liquides classique, réduisant de cette manière la force de friction entre eux. De manière correspondante, lorsque le premier substrat 70 ou le deuxième substrat 60 est décalé dans une direction par un effet de touchée, le substrat ayant été touché peut être aisément ramené à un état d'origine.
Pour le dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant une telle saillie, lorsque le premier et le deuxième substrat 70 et 60 sontassemblés, la forme de l'organe d'espacement de colonne 80 correspondant à la saillie 85 est modifiée de la façon suivante. Premièrement, une force est concentrée sur une partie de l'organe d'espacement de colonne 80, correspondant à la saillie 85, de manière qu'une couche R. \Brevets\25400\25465-060622-tradTXT. doc - 23 juin 2006 - 10/28 de filtre couleur (non représentée) et une couche de matrice noire (non représentée) sous l'organe d'espacement de colonne 80 soit poussée dessous ensemble.
En tant que tel, si une couche unique ou une pluralité de couches sont comprimées lorsqu'un panneau à cristaux liquides est mis en un état de haute température, provoquant l'augmentation de l'intervalle entre les cellules par le biais de la dilatation thermique et des cristaux liquides, l'organe d'espacement de colonne 80 peut revenir à l'état d'origine par un degré de compression de l'organe d'espacement de colonne 80 et les couches placées sous l'organe d'espacement de colonne 80, et conserver l'espace entre les premier et deuxième substrats 70 et 60, empêchant de cette manière le défaut provenant de l'effet de la gravité, provoqué par la chute des cristaux liquides en comparaison de la structure ne présentant pas cette saillie.
Cependant, dans le cas dans lequel une saillie ayant un plus petit volume et une plus petite aire de surface est formée, correspondant au centre de l'organe d'espacement de colonne configuré tel que décrit ci-dessus et lorsque l'organe d'espacement de colonne et sa couche inférieure sont comprimés par la saillie, la force peut être concentrée, en particulier sur la partie de l'organe d'espacement de colonne 80 correspondant à la saillie 85. Dans ces conditions, si les premier et deuxième substrats 70 et 60 sont excessivement comprimés par une force externe (c'est-à-dire faisant éventuellement que la force de compression depuis un côté arrière d'un des premier et deuxième substrats devienne de valeur excessive), il se produit un phénomène dans lequel l'organe d'espacement de colonne 80 est comprimé par la saillie 85 et ne revient pas à l'état d'origine.
Un tel comportement de compression peut être accompli par un test de compression séparé avant de lancer le dispositif d'affichage à cristaux liquides ou durant un processus d'assemblage pour assembler des modules à faisceau liquide.
La Fig. 4 est une vue en coupe illustrant le dispositif d'affichage à cristaux liquide comprenant la saillie représentée sur la Fig. 3 avec des premier et deuxième substrats assemblés. Les Figs. 5A et 5B sont des vues en coupe illustrant un degré de contact entre un organe d'espacement de colonne et un substrat placé face à chaque autre et une déformation de l'organe d'espacement de colonne selon un degré de force externe appliqué au dispositif d'affichage à cristaux liquides représenté sur la Fig. 4.
Tel que représenté sur la Figure 4, pour le dispositif d'affichage à cristaux liquides, comprenant la saillie entre l'organe d'espacement de colonne et le substrat opposé, à un stade initial de l'assemblage des premier et deuxième substrats, un premier organe d'espacement de colonne 80 est mis en contact avec la saillie 85 et un deuxième organe d'espacement de colonne 90 est séparé du premier substrat 70. De manière correspondante, lorsqu'une opération de toucher est accomplie de telle R:\Brevets\25400\25465-060622-lradiXT.doc - 23 juin 2006 - I I/28 manière qu'il y ait friction d'une face arrière du premier substrat 70 ou du deuxième substrat 60 avec une légère force, uniquement une surface supérieure de la saillie 85 reste en contact avec le premier organe d'espacement de colonne 80. Ainsi, étant donné que la reprise de l'état d'origine par la partie touchée est accomplie rapidement du fait de la petite zone de contact après le décalage d'un des premier et deuxième substrats 70 et 60 par rapport à l'autre, aucun défaut de toucher n'est observé.
La saillie 85 est formée en empilant un motif de couche de semiconducteur 85a à une partie inférieure de la saillie et une couche métallique 85b à une partie supérieure de celle-ci. La saillie 85 est formée sur une ligne de grille 71 ou une ligne commune (non représentée) sur le premier substrat 70. En variante, la saillie 85 est formée d'un composant métallique coplanaire avec la ligne de grille ou la ligne commune.
Pour le dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant la saillie décrite ci-dessus, si la saillie 85 est excessivement comprimée par une force externe tel que représenté sur la Figure 5A, la saillie 85 est écrasée par le premier organe d'espacement de colonne 80 tel que représenté sur les Figs. 5A et 5B. Dans des cas sévères, les premier et deuxième organes d'espacement de colonne 80 et 90 sont tous deux mis en contact avec le premier substrat 70 tel que représenté sur la Figure 5A.
Si la force de compression est inférieure à ce qu'on a dans le cas de la Figure 5A, mais est supérieur à la pression appliquée entre les premier et deuxième substrats 70 et 60 lors de l'assemblage des premier et deuxième substrats 70 et 60, le premier organe d'espacement de colonne 80 reste à l'état d'écrasement sous l'action de la saillie 85.
Dans ce cas, si la force de compression appliquée en particulier au premier organe d'espacement de colonne 80, correspondant à la saillie 85 est une pression prédéterminée ou plus, le premier organe d'espacement de colonne 80 est soumis à une déformation plastique (étant écrasé par la saillie) et on peut revenir à l'état d'origine.
En particulier, étant donné que la saillie 85 est formée d'une doublecouche, formée par empilement du motif de couche de semi-conducteur 85a et de la couche métallique de source/drain 85b, elle a une épaisseur dépendant de l'épaisseur des couches de matériaux (le motif de couche de semi-conducteur et la couche de métal source/drain). Dans ce cas, une augmentation d'épaisseur du motif de couche de semi-conducteur 85a et de la couche de métal de source/drain 85b provoque une augmentation de la distance de séparation entre les premier et deuxième organes d'espacement de colonne 80 et 90 et du premier substrat 70.
De manière correspondante, il y a une forte possibilité de faire que le premier organe d'espacement de colonne 80 soit soumis à la déformation plastique par la R.\Brevets\25400\25465-060622-tradTXT. doc -23 juin 2006 - 12/28 saillie 85 selon que la saillie est plus épaisse jusqu'à ce que le deuxième organe d'espacement de colonne 80 ait été mis en contact avec le premier substrat 70 par l'effet d'une force externe continue après que le premier organe d'espacement de colonne 80 ait été mis en contact avec la saillie 85. En tant que tel, si le premier organe d'espacement de colonne 80 est soumis à la déformation plastique, aucune partie déformée du premier organe d'espacement de colonne ne revient l'état d'origine et reste à l'état écrasé même après l'annulation de la force externe. Ainsi, cette partie est observée sous forme de point noir sous l'effet de la déformation. Un tel point est appelé un point d'estampage et une fois que le point d'estampage est créé, il est impossible que la partie déformée revienne à l'état d'origine.
Selon des conceptions du dispositif d'affichage à cristaux liquides, l'épaisseur du motif à couche de semi-conducteur 85a et de la couche métallique de source/drain 85b, peut être modifiée. En particulier, le point d'estampage pose problème pour la conception du dispositif LCD dans lequel le motif de couche de semi-conducteur 85a et la couche métallique source/drain 85b sont épaisses.
Spécifiquement, pour un tel dispositif LCD, à un stade initial d'assemblage des premier et deuxième substrats, le premier organe d'espacement de colonne 80 est mis en contact avec la saillie 85, tandis que le deuxième organe d'espacement de colonne 90 est séparé du premier substrat 70 de la valeur d'une épaisseur de la saillie 85.
Ainsi, pour que le deuxième organe d'espacement de colonne 90 entre en contact avec le premier substrat 70, il est nécessaire de comprimer le deuxième organe d'espacement de colonne 90 par l'épaisseur de la saillie 85 en appliquant une force externe. A ce moment, les premier et deuxième organes d'espacement de colonne 80 et 90 servent à la dispersion et prennent leur propre part de pression de contact par rapport à ce qu'on a lorsque le deuxième organe d'espacement de colonne 90 est mis en contact avec le premier substrat 70. Cependant, si le premier organe d'espacement de colonne 80 est déformé plastiquement, il est impossible que le premier organe d'espacement de colonne 80 revienne à son état d'origine.
Un dispositif d'affichage à cristaux liquides ayant un motif de compensation servant à empêcher la compression du deuxième organe d'espacement de colonne sur le premier substrat correspondant au deuxième organe d'espacement de colonne et un procédé de fabrication de celui-ci vont être décrits ci-après.
En effet, la force externe provoquant une déformation de l'organe d'espacement de colonne est prévue en considérant la totalité de tous les cas lorsque la force externe peut être appliquée, par exemple lorsqu'on détermine si le point d'estampage est créé sur le panneau à cristaux liquides par application d'une pression prévue telle qu'en tant que teste de compression ou lorsque le panneau à cristaux liquides est partiellement comprimé durant un processus de module.
R:\Brevets\25400\25465-060622-tradTXT. doc - 23 juin 2006 - i3/28 La Fig. 6 est une vue en coupe illustrant un degré de contact entre un organe d'espacement de colonne et un substrat placés face à chaque autre dans le dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la présente invention et une déformation de l'organe d'espacement de colonne à ce moment. Tel que représenté sur la Fig. 6, le dispositif d'affichage à cristaux liquide de la présente invention comprend un premier substrat 100 et un deuxième substrat 200 placé face à chaque autre, une couche de cristaux liquide 250 (voir Fig. 8) est disposée entre les premier et deuxième substrats 100 et 200, une ligne de grille 101 est formée sur le premier substrat 100, une saillie 120 et un motif de compensation 130 sont formés à des parties prédéterminées sur la ligne de grille 101 du premier substrat 100, un premier organe d'espacement de colonne 210, correspondant à la saillie 120 et un deuxième organe d'espacement de colonne 220 correspondant au motif de compensation 130.
La saillie 120 est formée empilant un motif à couche de semi-conducteur 120b formé en une partie inférieure de la saillie et une couche métallique 120a formée en 15 une partie supérieure de celle-ci. Le motif de compensation 130 est formé d'une couche de motif de semi-conducteur unique.
Dans cette structure, avec une pression prédéterminée imputable à la compression, le deuxième organe d'espacement de colonne 220 peut être mis en contact avec le motif de compensation 130 jusqu'à le premier organe d'espacement de colonne 210 soit soumis à une déformation plastique par laquelle la premier organe d'espacement de colonne 210 ne peut reprendre son effet d'origine après que le premier organe d'espacement de colonne 210 ait été partiellement comprimé par la saillie 120. En tant que tel, les premier et deuxième organes d'espacement de colonne 210 et 220 correspondant à la saillie 120 et au motif de compensation 130 peuvent partager la pression venant de la compression empêchant de cette manière que le premier organe d'espacement de colonne 210 soit écrasé. De manière correspondante, il n'y a aucune déformation plastique dans le premier organe d'espacement de colonne, faisant qu'on empêche de créer un point d'estampage.
La Fig. 7 est une vue en plan illustrant le dispositif d'affichage à cristaux 30 liquides selon la présente invention, et la Fig. 8 est une vue en coupe tracée suivant la ligne et 2-2' de la Fig. 7.
Tel que représenté sur les Figs. 7 et 8, pour le dispositif LCD de la présente invention, sur le premier substrat 100 sont formées des lignes de grille 101 et des lignes de données 102 se croisant chaque autre pour définir des régions de pixel, un transistor en couche mince (TFT) à chaque partie de croisement des lignes de grille 101 et des lignes de données 102, une première électrode de stockage 103a reliée électriquement à une électrode de drain 102b de chaque transistor en couche mince, une électrode à pixels 103 branchée depuis la première électrode de stockage 103a, R\Brevets\25400\25465-060622-tradTXT. doc - 23 juin 2006 - 14/28 une ligne commune 104a parallèlement adjacente aux deux lignes de grille consécutives de chaque région de pixel, une électrode commune 104 branchée depuis la ligne commune 104a pour alterner avec l'électrode de pixel 103 et une deuxième électrode de stockage 104b, connectée à l'électrode commune tout en chevauchant la première électrode de stockage 103a.
Ainsi, le transistor en couche mince présente une région à canal définie entre une électrode de source 102a en forme de U et l'électrode de drain 102b. Ainsi, la région à canal est actuellement définie en une forme en U correspondant à une forme intérieure de l'électrode de source 102. Le transistor en couche mince comprend une électrode de grille 101a faisant saillie de la ligne de grille 101, l'électrode de source 102a en forme de U faisant saillie de la ligne de données 102 et l'électrode de drain 102b séparée d'une distance prédéterminée vis-à-vis de l'électrode de source 102a tout en s'insérant à l'intérieur de la forme en U de l'électrode de source 102a. En plus, le transistor en couche mince comprend en outre une couche de semi-conducteurs non représentée sous la ligne de données 102, une électrode source 102a, une électrode de drain 102b et la région de canal entre l'électrode source 102a et l'électrode de drain 102b.
Ici, la couche de semi-conducteur est formée en empilant une couche de silicium non cristallin (non représentée) puis une couche n+ (couche d'impureté) (non représentée) sur la couche de silicium, et en enlevant une partie de la couche n+ (couche d'impureté) dans la région de canal entre l'électrode de source 102a et l'électrode de drain 102b. la couche de semi-conducteur peut être formée sélectivement uniquement sous les électrodes de source/drain 102a et 102b et la région de canal située entre elles. En variante, la couche de semi-conducteur peut être formée sous la ligne de données 102, l'électrode de source 102a et l'électrode de drain 102b ainsi que la région de canal. Entre temps, bien que le dispositif d'affichage des cristaux liquides soit illustré dans les dessins comme comprenant l'électrode de source 102a en forme de U et le canal en forme de U, le dispositif à cristaux liquides peut avoir l'électrode de source 102a ayant une forme "-" faisant saillie de la ligne de données 102 ou ayant d'autres formes.
Ici, la ligne de grille 101, la ligne commune 104a et l'électrode commune 104 sont formées des mêmes matériaux sur la même couche.
En plus, une couche d'isolation de grille 105 est interposée entre la ligne de grille 101 et la couche de semi-conducteur et une couche de passivation 106 est interposée entre la ligne de données 102 et l'électrode de pixel 103.
Entre temps, la deuxième électrode de stockage 104b est reliée à la ligne commune 104a en passant par la région de pixel, la première électrode de stockage 103a étant en chevauchement sur la deuxième électrode de stockage 104b et la R:\13revets125400\25465-060622-trad1XT. doc - 23 juin 2006 15/28 couche d'isolation de grille 105 et la couche de passivation 106 interposées entre ces deux électrodes, constituent un condensateur de stockage.
Ici, l'électrode de drain 102b et la première électrode de stockage 103a formées sur différentes couches sont mises en contact avec chaque autre via un trou de contact 106a formé en enlevant la couche de passivation 106 à une partie prédéterminée de l'électrode de drain 102b.
En plus, une saillie 120 est formée à une partie prédéterminée de la ligne de saillie 101 ou de la ligne commune 104a et comprend un motif de couche de semi-conducteur 120b sur la même couche que celle de la couche de semi-conducteur 107a, et une couche métallique source/drain 120a sur la même couche que celle des électrodes de source/drain 102a/102b, qui sont empilées dans cet ordre.
Le motif à semi-conducteur 120b présente une épaisseur d'environ 02 0,3 tm et la couche métallique de source/drain 120a présente une épaisseur d'environ 0,2 0,4 m. A la différence d'une partie restante dans laquelle la saille 120 n'est pas formée, la partie ayant la saillie 120 formée sur elle est formée sous forme d'échelon d'environ 0,4 0,7 m. dans le dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant la saillie 120, la saille 120 vient se placer face au premier organe d'espacement de colonne 210 formé sur le deuxième substrat 200 lorsque le premier et deuxième substrat 100 et 200 sont assemblés pour former entre eux un intervalle entre cellules.
A ce moment, une surface supérieure (précisément une partie d'extrémité) de la saillie 120 est plus étroite qu'une surface supérieure du premier organe d'espacement de colonne 210 (dans ce cas, il est supposé qu'une surface du premier organe d'espacement de colonne 210 mis en contact avec le deuxième substrat 200 soit une surface inférieure), de sorte que le premier organe d'espacement de colonne 210 soit mis en contact avec la saillie 120 sur la surface supérieure de la saille 120, lorsque le premier organe d'espacement de colonne 210 est mis en contact avec la saillie 120.
Ici, étant donné que la saillie 120 est formée avec la couche de passivation 106 sur une région restante de la saillie excluant le trou de contact 106a, une partie de contact avec l'organe d'espacement de colonne 210 formé sur le deuxième substrat 200 est définie dans la couche de passivation 106 sur la saillie 120.
En plus, un motif de compensation 130 est formé à une partie prédéterminée sur la ligne de grille 101, là où la saille 120 n'est pas formée. Le motif de compensation 130 est formé sur la même couche que celle du motif de semi-conducteur 120b, et a une hauteur inférieure à celle de la saillie 120.
Bien que la saillie 120 et le motif de compensation 130 soient illustrés comme étant formés sur la ligne de grille 101 dans les dessins, la saillie 120 et le motif de compensation peuvent être formés sur la ligne commune 104a. En variante, la saillie 120 et le motif de compensation peuvent être formés sur la deuxième électrode de R \Brevets\25400\25465060622-tradTXT.doc - 23 juin 2006 - 16/28 stockage 104b qui est formée du même métal que celui de la ligne de grille 101 et que la ligne commune 104a.
Le deuxième substrat 200 est placé face au premier substrat 100 et est formé sur lui avec une couche de matrice 201 noire correspondant à la région (région de la ligne de grille et de la grille de données) excluant la région de pixel, une couche de filtre couleur 202, et une couche de revêtement 203 pour la planéité du deuxième substrat 200 comprenant la couche de matrice 201 noire et la couche de filtre couleur 202.
En plus, le premier organe d'espacement de colonne 210 est formé sur une partie de la couche de revêtement 203 correspondant à la saille 120, et le deuxième organe d'espacement de colonne 220 est formé sur une partie de la couche de revêtement 203 correspondant au motif de compensation 130.
Ici, le premier organe d'espacement de colonne 210 et le deuxième organe d'espacement de colonne 220 ont la même hauteur sur la couche de revêtement 203.
Lorsque le premier organe d'espacement de colonne 210 est mis en contact avec la saillie 120 lors de l'assemblage du premier et du deuxième substrat pour former l'intervalle entre cellules, le deuxième organe d'espacement de colonne 220 subsiste en un état de séparation à une distance prédéterminée du premier substrat 100, réduisant de cette manière un rapport des zones de contact entre les organes d'espacement de colonne globaux et le premier substrat 100. De manière correspondante, un toucher est accompli en un état dans lequel la saille 120 est mise en contact avec le premier organe d'espacement de colonne 210, et même lorsque le premier substrat 100 ou le deuxième substrat 200 est décalé dans une direction par le toucher, le substrat ayant été touché peut être aisément ramené à son état d'origine du fait d'une petite zone de contact, empêchant de cette manière de subir une luminance non uniforme imputable au toucher.
Lors d'un test de compression avec application d'une pression prédéterminée ou plus, initialement, le premier organe d'espacement de colonne 210 est mis en contact avec la saillie 120 et, lorsque la pression augmente, le deuxième organe d'espacement de colonne 220 est ensuite mis en contact avec une surface supérieure (précisément une partie d'extrémité) du motif de compensation 130 du premier substrat 100, qui correspond au deuxième organe d'espacement de colonne 220, de manière qu'une zone de contact entre eux augmente dispersant, de cette manière, la pression lors du test de compression. A ce moment, le motif de compensation 130 peut produire une légère récupération de la différence de niveau avec la saillie 120, de sorte que le deuxième organe d'espacement de colonne 220 est mis en contact avec la surface supérieure du premier substrat 100, tandis que le premier organe d'espacement de colonne 210 est déformé sous l'effet du test de compression. Ensuite, les organes R\13revets\25400\25465-060622-tradTXT. doc - 23 juin 2006 - 17/28 d'espacement de colonne sont mis en contact avec le premier substrat sur une zone de contact plus large d'où le deuxième organe d'espacement de colonne 220 entre en contact avec la surface supérieure du premier substrat 100.
De manière correspondante, bien que le premier organe d'espacement de colonne 210 entre en contact avec la saillie 220, la pression est concentrée sur le premier organe d'espacement de colonne 210 via la saillie 120 de sorte que, même lorsque le premier organe d'espacement de colonne 210 se déforme, le deuxième organe d'espacement de colonne 220 est mis en contact avec le premier substrat 100 avant qu'une sévère déformation du deuxième organe d'espacement de colonne 220 se produise (c'est-à-dire avant que la reprise de l'état d'origine par le deuxième organe d'espacement de colonne 220 devienne impossible), permettant de cette manière aux organes d'espacement de colonne 210 et 220 de reprendre l'état d'origine après le test de compression.
Entre temps, les premier et deuxième organes d'espacement de colonne 210 et 220 peuvent avoir différentes formes, incluant une forme circulaire, une forme rectangulaire et d'autres formes polygonales dans une section transversale. Avantageusement, les premier et deuxième organes d'espacement de colonne 210 et 220 peuvent avoir la forme circulaire ou bien une forme polygonale régulière au vu d'une marge d'alignement, lorsqu'on effectue un processus.
La saillie 120 et le motif de compensation 130 peuvent également avoir diverses formes, y compris une forme circulaire, une forme rectangulaire et d'autres formes polygonales dans une section transversale. Dans ce cas, la section transversale de la saillie 120 est aussi petite que possible dans un motif qui permet de rendre minimale la zone de contact lors du toucher. Le motif de compensation 130 sert à disperser la pression de contact en augmentant la surface de contact pour une pression prédéterminée ou plus, et présente au moins une aire supérieure ou égale à l'aire de la saillie 120. Avantageusement, le motif de compensation 130 a une aire plus grande ou égale à la surface supérieure du deuxième organe d'espacement de colonne 2020 au vu de la dispersion de la pression sous compression.
Par ailleurs, le motif de compensation 130 est formé sur la même couche que celle de la couche de semi-conducteur (non représenté) formée sous les électrodes de source/drain 102a/102b du transistor en couche mince. Dans un processus à 5 masques, le motif de compensation 130 est formé au même moment qu'un processus de mise en motif de compensation de la couche de semi-conducteur et, dans un processus à 4 masques, le motif de compensation 130 est formé au même moment qu'un processus de mise en motif de la couche de matériau d'électrode source/drain et que la couche de matériau semi-conducteur.
R \Brevets\25400\25465-060622-tradTXT. doc - 23 juin 2006. 18/28 Plus spécifiquement, dans le processus à 5 masques, la couche semi-conducteur est formée de la couche de matériau semi-conducteur avec le motif de compensation 130 par mise en motif, tandis que le motif de semiconducteur est formé comme couche inférieure de la saillie 120. Dans ce cas, la couche de semi-conducteur du transistor en couche mince, le motif de semi-conducteur 120a en tant que couche inférieure de la saillie et la partie correspondante du motif de compensation sont définis comme étant une partie d'occultation de la lumière et une partie de transmission du masque pour la mise en motif (si un film photosensible formé sur la couche de matériau semi-conducteur pour la mise en motif est un matériau photosensible positif, il est défini comme étant la partie d'occultation de la lumière et si le film photosensible est un matériau photosensible négatif il est défini comme étant la partie de transmission).
Dans le processus à 4 masques, la couche de matériau semi-conducteur et la couche de matériau d'électrode de source/drain sont formées en un motif prédéterminé via un masque d'exposition à diffraction. Dans ce cas, une partie de la région de canal du transistor en couche mince et une partie du motif de compensation 130 sont définies comme étant une partie transmissible. Une partie de la ligne de données 102 et une partie des électrodes de source/drain 102a/102b et une partie de la saillie 120 sont définies comme étant la partie d'occultation de la lumière ou la partie de transmission (si un film photosensible formé sur la couche de matériau d'électrode de source/drain pour la mise en motif est le matériau photosensible positif, il est défini comme étant la partie d'occultation de la lumière et si le film photosensible est le matériau photosensible négatif, il est défini comme étant la partie de transmission).
Par ailleurs, dans le processus à 4 masques, un masque d'exposition à diffraction, pour la mise en motif de la couche de matériau de semiconducteur et la couche de matériau d'électrode de source/drain, est formé avec une pluralité de fentes linéaires en une partie de la partie translucide correspondant à la région de canal et une pluralité de fentes circulaires concentriquement ayant des tailles différentes à une portion de la partie translucide correspondant au motif de compensation 130. Il s'agit d'utiliser un masque d'exposition à diffraction présentant les fentes linéaires en une portion de la partie translucide correspondant au motif de compensation 130.
Le masque d'exposition à diffraction présente une pluralité de fentes sur la partie translucide correspondant à la portion du motif de compensation et à la portion de la région à canal. Une largeur de chaque fente et une distance entre les fentes peuvent être ajustées pour obtenir un degré de résolution supérieur à ce qu'on réalise par une combinaison d'un dispositif à exposition et du film photosensible et pour accomplir uniformément l'exposition.
R: \Brevets\25400\25465-060622-tradTXT. doc - 23 juin 2006 - 19/28 Bien que les modes de réalisation ci-dessus aient été décrits au vu du dispositif d'affichage à cristaux liquides à mode IPS, la présenteinvention est applicable au dispositif d'affichage à cristaux liquides à mode TN. Le dispositif d'affichage à cristaux liquides à mode TN dans la présente invention est similaire au dispositif d'affichage à cristaux liquides à mode IPS décrit ci-dessus, sauf que l'électrode de pixel est formée en un motif unique sur la région de pixel du premier substrat et l'électrode commune est formée sur la surface entière du deuxième substrat. Pour le dispositif d'affichage à cristaux liquides à mode TN, étant donné que la ligne commune n'est pas formée dans la région à pixel, les premier et deuxième organes d'espacement de colonne et la saillie sont formés sur la ligne de grille.
Ainsi que ceci est évident à la lecture de la description ci-dessus, le dispositif d'affichage à cristaux liquides et le procédé de fabrication de celui-ci, selon l'invention, présentent des effets avantageux tels que ci-après.
Premièrement, la saillie est mise en contact avec le premier organe d'espacement de colonne ayant une zone correspondante plus large qu'une surface supérieure de la saillie lors de l'assemblage des premier et deuxième substrats pour former un intervalle entre les cellules, de sorte qu'une zone de contact suffisamment étroite soit créée entre tous les organes d'espacement de colonne et le substrat correspondant (premier substrat) par le toucher, permettant de cette manière que le substrat ayant été touché revienne à un état d'origine après avoir été décalé par l'effet du toucher.
Deuxièmement, lors de la formation de la ligne de données, la saillie analogue, le motif de compensation est formé à un niveau inférieur à la saillie, de sorte que, lors de l'assemblage des premier et deuxième substrats pour former entre l'intervalle entre cellules, le premier organe d'espacement de colonne est mis en contact avec la saillie et ensuite, lorsque la pression augmente lors du test de compression, le deuxième organe d'espacement de colonne est mis en contact avec la mise en motif de compensation, augmentant radialement de cette manière l'aire de contact avec le motif de compensation depuis une surface supérieure de celui-ci. Avec cette construction, le dispositif LCD de la présente invention présente un effet avantageux en ce que la pression n'est pas concentrée sur une partie spécifique mais est dispersée sur le test de compression. De manière correspondante, le motif incluant les organes d'espacement de colonne ne sont pas écrasés par l'effet de la compression, empêchant de cette manière de créer le point d'estampage (point de compression) et analogue.
Troisièmement, le premier organe d'espacement de colonne est comprimé à une profondeur prédéterminée sous l'effet de la saillie après que le premier organe d'espacement de colonne soit entré en colonne avec la saillie. Dans ce cas, lorsqu'un cristal liquide est dilaté sous l'effet d'une condition de haute température, la saillie R:\Brevets\25400\25465060622-tradTXT. doc - 23 juin 2006 - 20!28 revient à son état d'origine sous l'effet de l'élasticité du premier organe d'espacement de colonne. A ce moment, le premier organe d'espacement de colonne reste en contact avec la saillie de façon continue, empêchant de cette manière que des cristaux liquides ne s'écoulent vers une extrémité inférieure d'un écran à cristaux liquides à proximité du sol. De manière correspondante, il est possible de remédier aux défauts de la gravité.
Il devrait évident à l'Homme de l'art que diverses modifications et variations peuvent être apportées dans la présente invention sans quitter l'esprit ou le champ de l'invention. Ainsi, il est entendu que la présente invention couvre les modifications et les variations de cette invention, sachant qu'elles sont situées dans le champ des revendications annexées et de leurs équivalents.
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Claims (33)

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'affichage à cristaux liquides, comprenant: des premier et deuxième substrats (70, 60), placés face à chaque autre; une pluralité d'organes d'espacement de colonne (80, 90; 210, 220), formés sur le deuxième substrat (60); une pluralité de saillies (85; 120), formées en une partie prédéterminée sur le premier substrat (70); et une pluralité de motifs de compensation (130), formés à une autre partie 10 prédéterminée sur le premier substrat (70; 100).
2. Dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la revendication 1, dans lequel les motifs de compensation (130) sont formés en une partie à laquelle les saillies (85; 120) ne sont pas formées.
3. Dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les organes d'espacement de colonne (80, 90; 210, 220) comprennent une pluralité de premiers organes d'espacement de colonne (80; 210), et une pluralité de deuxièmes organes d'espacement de colonne (90; 220).
4. Dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la revendication 3, dans lequel les parties d'extrémité des premiers organes d'espacement de colonne (80; 210) sont placées face à des parties d'extrémité des saillies (85; 120).
5. Dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la revendication 4, dans lequel la partie d'extrémité du premier organe d'espacement de colonne (80; 210) présente une aire plus large que la partie d'extrémité de la saillie (85; 120).
6. Dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la revendication 3, dans lequel les parties d'extrémité des deuxièmes organes d'espacement de colonne (90; 220) sont placées face à des parties d'extrémité du motif de compensation.
7. Dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la revendication 6, dans lequel la partie d'extrémité du deuxième organe d'espacement de colonne (90; 220) 35 présente une aire plus petite à, et une aire égale à la partie d'extrémité du motif de compensation.
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8. Dispositif d'affichage à cristaux liquides selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le motif de compensation présente une hauteur inférieure à celle des saillies (85; 120).
9. Dispositif d'affichage à cristaux liquides selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant en outre: une pluralité de lignes de grille sur le premier substrat (70; 100), une pluralité de lignes de données, formées verticalement par rapport aux lignes de grille, et une pluralité de transistors en couche mince, formés de façon adjacente à chaque partie de croisement des lignes de grille et des lignes de données.
10. Dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la revendication 9, dans lequel le transistor en couche mince comprend: une électrode de grille, faisant saillie de la ligne de grille (71); une électrode de source, faisant saillie de la ligne de données; une électrode de drain, séparée de l'électrode de source; et une couche de semi-conducteur, chevauchant partiellement les électrodes de source/drain entre l'électrode de grille et les électrodes de source/drain.
11. Dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la revendication 10, dans lequel la saillie (85; 120) comprend une couche supérieure et une couche inférieure, dans lequel la couche supérieure est située sur la même couche que la couche de semi-conducteur d'électrodes de source/drain, et la couche inférieure est située sur la même couche que la couche de semi-conducteur.
12. Dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la revendication 10, dans lequel le motif de compensation est situé sur la même couche que la couche de semi-conducteur
13. Dispositif d'affichage à cristaux liquides selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel une partie d'extrémité du motif de compensation présente une aire plus large qu'une partie d'extrémité de la saillie (85; 120).
14. Dispositif d'affichage à cristaux liquides selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, comprenant en outre une couche de passivation, interposée entre les organes d'espacement de colonne (80, 90; 210, 220) et les saillies (85; 120) ou les motifs de compensation.
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15. Un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides, comprenant les étapes consistant à: préparer des premier et deuxième substrats (70, 60); former une pluralité d'organes d'espacement de colonne sur le deuxième substrat (60); former une pluralité de saillies à une partie prédéterminée du premier substrat; et former une pluralité de motifs de compensation, à une autre partie 10 prédéterminée sur le premier substrat (70; 100).
16. Le procédé selon la revendication 15, les organes d'espacement de colonne comprenant une pluralité de premiers organes d'espacement de colonne et de deuxièmes organes d'espacement de colonne.
17. Le procédé selon la revendication 16, dans lequel l'étape de préparation du premier substrat comprend les étapes consistant à: former une première ligne sur le premier substrat (70; 100); former séquentiellement un film isolant, une couche en matériau semi-20 conducteur, et une couche en matériau d'électrode de source/drain sur le premier substrat (70; 100); former un motif photosensible ayant une première épaisseur correspondant aux premiers organes d'espacement de colonne et ayant une deuxième épaisseur correspondant aux deuxièmes organes d'espacement de colonne; graver sélectivement la couche de matériau d'électrode de source/drain et la couche de matériau semiconducteur en utilisant les motifs photosensibles pour former une saillie (85; 120), et un motif de compensation.
18. Procédé selon la revendication 17, dans lequel la deuxième épaisseur du motif photosensible est inférieure à la première épaisseur du motif photosensible.
19. Procédé selon la revendication 18, dans lequel la saillie (85; 120) est formée dans la région, dans laquelle le motif photosensible ayant la première épaisseur est situé, et le motif de compensation est formé, dans la région dans laquelle le motif photosensible ayant la deuxième épaisseur est situé.
20. Procédé selon la revendication 17, dans lequel le motif de compensation présente une hauteur inférieure à celle de la saillie (85; 120).
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21. Procédé selon la revendication 17, dans lequel les motifs photosensibles sont formés en utilisant un masque d'exposition à diffraction.
22. Procédé selon la revendication 21, dans lequel une partie du masque d'exposition à diffraction correspondant à la première épaisseur du motif photosensible est une partie d'occultation de la lumière, et une partie du masque d'exposition à diffraction correspondant à la deuxième épaisseur du motif photosensible est une partie translucide comprenant une pluralité de fentes.
23. Procédé selon la revendication 22, dans lequel le motif photosensible est formé en un matériau photosensible positif.
24. Procédé selon la revendication 21, dans lequel une partie du masque d'exposition à diffraction correspondant à la première épaisseur du motif photosensible est une partie de transmission et une partie du masque d'exposition à diffraction correspondant à la deuxième épaisseur du motif photosensible est une partie translucide comprenant une pluralité de fentes.
25. Procédé selon la revendication 24, dans lequel le motif photosensible est formé d'un matériau photosensible négatif.
26. Procédé selon la revendication 22 ou 24, dans lequel les fentes sont des fentes circulaires concentriques.
27. Procédé selon la revendication 17, comprenant en outre la formation d'une deuxième ligne verticalement à la première ligne, des électrodes de source/drain dans la même couche en tant que deuxième ligne, et une couche en semi-conducteur comprenant une région de canal placée entre l'électrode de source et l'électrode de drain.
28. Procédé selon la revendication 27, dans lequel le motif photosensible présente la première épaisseur en correspondance avec la source et les électrodes de drain et la deuxième épaisseur en correspondance avec la région de canal.
29. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 28, dans lequel la saillie (85; 120) comprend une couche supérieure et une couche inférieure dans lequel la couche supérieure est située sur la même couche que les électrodes de R:\Brevets\25400\25465-060622-trad XT.doc -23 juin 2006 - 25/28 source/drain et la couche inférieure est située sur la même couche que la couche de semi-conducteur
30. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 29, dans lequel le motif de compensation est situé sur la même couche que la couche de semi- conducteur
31. Procédé selon la revendication 16, dans lequel une partie d'extrémité du premier organe d'espacement de colonne (80; 210) présente une aire plus grande 10 qu'une partie d'extrémité de la saillie (85; 120).
32. Procédé selon la revendication 16, dans lequel une partie d'extrémité de l'organe d'espacement de colonne présente une plus petite aire, ou une aire identique à une partie d'extrémité du motif de compensation.
33. Procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides, selon l'une quelconque des revendications 15 à 32, comprenant en outre la formation d'une couche de passivation sur la totalité de la surface du premier substrat après formation des saillies et des motifs de compensation (130).
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