DE19743741B4

DE19743741B4 - Herstellungsverfahren für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE19743741B4
Application number: DE19743741A
Authority: DE
Inventors: Kyoung Nam Lim; Jeong Hyun Anyang Kim
Original assignee: LG Philips LCD Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 1996-10-02
Filing date: 1997-10-02
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2017-10-03
Also published as: GB9720780D0; JPH10206895A; FR2754072B1; JP4166849B2; KR19980025556A; DE19743741A1; KR100244730B1; FR2754072A1; US5953584A; GB2318190B; GB2318190A

Abstract

Herstellungsverfahren für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit folgenden Schritten:
Ausbilden einer Mehrzahl von einander überkreuzenden Gate-Busleitungen und Datenbusleitungen auf einem Substrat (110);
Ausbilden einer Mehrzahl von Dünnschichttransistoren an den Kreuzungen der Gate-Busleitungen mit den Datenbusleitungen, wobei die Dünnschichttransistoren mit der entsprechenden Gate-Busleitung und der entsprechenden Datenbusleitung elektrisch leitend verbunden sind;
Ausbilden einer Mehrzahl von Pixel-Elektroden (105) auf dem Substrat (110), die jeweils mit einem entsprechenden der Dünnschichttransistoren elektrisch leitend verbunden sind;
Ausbilden einer Passivierungsschicht (116) auf der so entstandenen Struktur auf dem Substrat (110);
Aufbringen einer Lichtabschirmschicht (106) auf der Passivierungsschicht (116) über den Gate-Busleitungen, den Datenbusleitungen und den Dünnschichttransistoren;
Ausbilden einer Ausrichtungsschicht (118) auf der Lichtabschirmschicht (106) und auf der Passivierungsschicht (116); und
Belichten der Ausrichtungsschicht (118) mit polarisiertem Licht zum Erzeugen zweier Orientierungsrichtungen; und
Belichten der Ausrichtungsschicht (118) mit unpolarisiertem Licht bei einer schrägen Einstrahlrichtung, um deren Orientierungsrichtung festzulegen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung und insbesondere ein Herstellungsverfahren für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit guter Bildqualität.

Für Fernseher oder Personal Computer (PC) usw. verwendbare Anzeigevorrichtungen mit Kathodenstrahlröhren (CRT, Cathod Ray Tube) haben großflächige Bildschirme. Da bei diesen Anzeigevorrichtungen ein mit einem leuchtfähigen Material beschichtete Bildschirm in einem vorbestimmten Abstand von einer Elektronenkanone angeordnet sein muß, besteht jedoch ein Problem derart, daß das gesamte Volumen solcher Anzeigevorrichtungen groß ist. Somit kann eine solche CRT-Anzeigevorrichtung nicht für elektronische Geräte mit kleinen Abmessungen und geringem Stromverbrauch, wie für einen an Wände aufhängbaren Fernseher, für tragbare Fernseher und Notebookcomputer usw. angewendet werden.

Für Vorrichtungen mit kleinen Abmessungen und geringem Stromverbrauch sind Flachpaneelanzeigevorrichtungen, wie Flüssigkristallanzeigevorrichtungen (LCD, Liquid Crystal Display), Plasma-Anzeigevorrichtungen (PDP, Plasma Display Panel), elektroluminiszente Anzeigevorrichtungen (ELD, Elektroluminiscent Display) und vakuumfluoreszente Anzeigevorrichtungen (VFD, Vacuum Fluorescent Display) entwickelt worden. Unter diesen Flachpaneelanzeigevorrichtungen stellen die LCD-Anzeigevorrichtungen trotz verschiedener Nachteile die in letzter Zeit am meisten erforschten dar, da sie eine hohe Bildqualität und einen geringen Stromverbrauch aufweisen. Es gibt zwei Typen von LCDs, LCDs mit passiver Matrix und LCDs mit aktiver Matrix (AMLCD, active matrix LCD). Unter diesen LCDs ist die AMLCD die in letzter Zeit am meisten verwendete LCD, da bei dieser jedes Pixel von einem Schaltelement unabhängig ansteuerbar ist, so daß ein hohes Kontrastverhältnis und eine hohe Auflösung erreichbar sind, da die von den benachbarten Pixel verursachten Interferenzen verringert sind.

Aus 1 ist eine Draufsicht auf ein Substrat mit einer Anordnung von Dünnschichttransistoren (TFT, Thin Film Transistor) einer herkömmlichen AMLCD ersichtlich. Wie aus dieser Figur ersichtlich, kreuzen eine Gate-Busleitung 1 und eine Datenbusleitung 2, die jeweils auf dem Substrat ausgebildet sind, einander, und definieren somit einen Pixel-Bereich. An der Kreuzung der Gate-Busleitung 1 mit der Datenbusleitung 2 ist ein Dünnschichttransistor angeordnet, dessen Gate-Elektrode 3 mit der Gate-Busleitung 1 verbunden ist und dessen Source- oder Drain-Elektrode 4 mit der Datenbusleitung 2 verbunden ist. Wenn an die Gate-Busleitung 1 mit Hilfe eines Gate-Antriebsschaltkreises eine Spannung angelegt wird, wird der TFT angesteuert, und gleichzeitig wird mit Hilfe eines außerhalb des Flüssigkristallpaneels angeordneten Datenantriebsschaltkreises durch die Datenbusleitung 2 hindurch ein Signal an die Pixel-Elektrode 7 des Pixel-Bereichs angelegt, die mit der anderen der Source- und Drain-Elektroden 4 des TFTs verbunden ist.

Dabei ist der Pixelbereich, auf dem die Pixel-Elektrode 5 ausgebildet ist, der verwendbare Anzeigebereich. Somit muß eine Lichtabschirmschicht 6 ausgebildet sein, um unerwünschtes Hindurchtreten von Licht durch die Gate-Busleitung 1, die Datenbusleitung 2 und die TFTs zu verhindern. Diese Lichtabschirmschicht 6 ist im allgemeinen auf einem Farbfiltersubstrat ausgebildet, aber damit besteht ein ernsthaftes Problem. Falls aufgrund einer bei dem Zusammenbau des die TFT-Anordnung aufweisenden Substrats mit dem Farbfiltersubstrat entstandenen Falschausrichtung der beiden Substrate aufeinander die Lichtabschirmschicht 6 auf dem Farbfiltersubstrat die Gate-Busleitung 1, die Datenbusleitung 2 und die TFTs des Substrates mit der TFT-Anordnung nicht richtig überdeckt, tritt Licht durch diese Bereiche hindurch (d.h. durch die Gate-Busleitung 1, die Datenbusleitung 2 und die TFTs), so daß die Bildqualität verschlechtert ist. Falls die Lichtabschirmschicht 6 breiter als diese Bereiche ist, und deshalb so angeordnet ist, daß sie die Pixel-Elektrode 5 teilweise überlappt, um ein unerwünschtes Hindurchtreten von Licht zu verhindern, gibt es zusätzlich ein Problem derart, daß das Öffnungsverhältnis der LCD verringert ist.

Um oben beschriebene Probleme zu lösen, wurde eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer Lichtabschirmschicht 6 entwickelt, die direkt auf dem Substrat mit der TFT-Anordnung über den Gate-Busleitungen 1, den Datenbusleitungen 2 und den TFTs angeordnet ist, wie aus 2 ersichtlich. Wie aus dieser Figur ersichtlich, sind eine Gate-Elektrode 3 und eine diese bedeckende Gate-Isolierungsschicht 11 auf einem Substrat 10 ausgebildet. Danach ist eine Halbleiterschicht 13 auf der Gate-Isolierungsschicht 11 über der Gate-Elektrode 3 ausgebildet, und darüber sind die Source-Elektrode 4 und die Drain-Elektroden 4 ausgebildet. In dem Pixel ist die Pixel-Elektrode 5 ausgebildet, die entweder mit der Source-Elektrode 4 oder mit der Drain-Elektrode 4 verbunden ist. Auf der so auf dem Substrat 10 ausgebildeten Struktur ist eine Passivierungsschicht 16 ausgebildet.

Eine Lichtabschirmschicht 6 ist auf der Passivierungsschicht 16 über den Gate-Busleitungen 1, den Datenbusleitungen 2 und den TFT-Bereichen ausgebildet, von denen einer aus 2 ersichtlich ist. Schließlich ist eine Ausrichtungsschicht 18 auf dem gesamten beschichteten Substrat 10 ausgebildet. Diese Lichtabschirmschicht 6 auf dem Substrat mit der TFT-Anordnung ist aus schwarzem Harz, während die Lichtabschirmschicht 6, falls sie auf dem Farbfiltersubstrat angeordnet ist, aus Metall, wie Cr oder CrOx, ist. Da die Lichtabschirmschicht 6 direkt auf dem Substrat mit der TFT-Anordnung über den Gate-Busleitungen 1, den Datenbusleitungen 2 und den TFTs angeordnet ist, ist ein unerwünschtes Hindurchtreten von Licht durch diese Bereiche verhinderbar. Obwohl von einem Teil der Lichtabschirmschicht 6, wie aus 2 ersichtlich, die Pixel-Elektrode 5 überlappt ist, ist dieser überlappte Bereich sehr klein, so daß das Öffnungsverhältnis verbessert ist.

Jedoch besteht bei der aus 2 ersichtlichen LCD ein Problem wie folgt. Wenn die Ausrichtungsschicht 18 auf dem Substrat 10 mit der TFT-Anordnung mit einem Reibtuch gerieben wird, um die Flüssigkristallmoleküle auszurichten, wird wegen der Stufe H in der Lichtabschirmschicht 6, wie aus dieser Figur ersichtlich, ein nichtgeriebener Bereich L der Ausrichtungsschicht 18 in dem Pixel-Bereich der LCD erzeugt. Der nichtgeriebene Bereich, d.h. der nichtausgerichtete Bereich, führt zu ernsthaften Fehlern. In dem ausgerichteten Bereich sind die Flüssigkristallmoleküle in einer vorbestimmte Richtung entlang der Reiberichtung ausgerichtet, d.h. die Projekton des Direktors der Flüssigkristallmoleküle ist parallel oder antiparallel zur Reibrichtung. In dem nichtausgerichteten Bereich sind die Flüssigkristallmoleküle statistisch orientiert. Deshalb werden an der Grenze zwischen den ausgerichteten Bereichen und den nichtausgerichteten Bereichen aufgrund eines Hindurchtretens von Licht helle Streifen erzeugt. Diese helle Streifen sind der Hauptfaktor für die schlechte Bildqualität bei dieser Anordnung.

Um das Problem mit den hellen Streifen zu lösen, ist in dem US-Patent 5,345,324 eine LCD, wie aus 3 ersichtlich, vorgeschlagen worden. Diese LCD weist eine der herkömmlichen LCD ähnliche Struktur auf, abgesehen davon, daß in dem nichtausgerichteten Bereich L auf der Pixel-Elektrode 5 eine lichtundurchlässige Metallschicht 14 angeordnet ist. Die Passivierungsschicht 16 ist über. der lichtundurchlässigen Metallschicht 14 aufgebracht, und die Lichtabschirmschicht 6 ist darüber ausgebildet. Somit verhindert die lichtundurchlässige Metallschicht 14 Lichthindurchtritt durch den Bereich L, wodurch helle Streifen, die von der Stufe H in der Lichtabschirmschicht 6 hervorgerufen werden, verhinderbar sind. Bei dieser LCD verringert die lichtundurchlässige Metallschicht 14 jedoch den effektiven Pixel-Bereich, d.h. den verwendbaren Bildanzeigebereich der LCD, durch den Licht hindurchtritt, so daß das Öffnungsverhältnis verringert ist.

DE 44 20 585 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung multi direktionaler Orientierungsschichten, bei dem ein photohärtbarer Precursor der Orientierungsschicht auf ein Substrat aufgebracht und mit linear polarisiertem Licht unter zwei oder mehr verschiedenen Azimutwinkeln beaufschlagt wird.

US 5,464,669 A1 offenbart ein Herstellungsverfahren für eine Ausrichtungsschicht aus einem Photopolymer in einer Flüssigkristallanzeige, bei dem jeweils eine Photopolymerschicht auf zwei einander gegenüberliegenden Substraten mittels linear polarisiertem Licht belichtet wird, wobei jede Ausrichtungsschicht mit einer unterschiedlichen Lichtmenge belichtet wird.

EP 0 525 477 A1 offenbart orientierte Photopolymere und ein Herstellungsverfahren derselben, die in Ausrichtungsschichten in Flüssigkristallanzeigen verwenden werden können, wobei beispielsweise das Belichten einer Photopolymerschicht auf einer Glassplatte mit linear polarisiertem Licht offenbart ist, wobei eine Maske verwendet wird. In einem zweiten Schritt wird die Photopolymerschicht ohne Verwendung einer Maske mit linear polarisiertem Licht, das eine veränderte Polarisationsebene aufweist, oder mit unpolarisiertem Licht belichtet. Das Belichten erfolgt jeweils senkrecht zur Schichtoberfläche.

EP 0 375 268 A2 offenbart eine Flüssigkristallanzeige mit einer Mehrzahl von transparenten Bildelementelektroden auf einem transparenten Substrat und einer Licht-Abschirmschicht zum Abschirmen der Lücken zwischen den Bildelementelektroden.

DE 196 37 951 A1 offenbart ein Verfahren zum Einstellen der Orientierung für eine Flüssigkristallzelle, wobei zuerst die Größe des Kippwinkels und eine Mehrzahl von Orientierungen durch Bestrahlen mit linear polarisiertem oder unpolarisiertem UV-Licht eingestellt werden und dann eine der Mehrzahl von Orientierungsrichtungen ausgewählt wird, indem die Orientierungsschicht ein zweites Mal mit UV-Licht bestrahlt wird.

DE 196 37 924 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristallzelle mit gekippten Flüssigkristallmolekülen unter Verwendung von Licht, wobei eine erste und eine zweite Orientierungsschicht mit jeweils polarisiertem UV-Licht bestrahlt werden, so dass ein erster bzw. zweiter Kippwinkel eingestellt werden, wobei der Kippwinkel der Orientierungsschichten mittels der absorbierten Energie des UV-Lichts veränderbar ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit guter Bildqualität und großem Öffnungsverhältnis herzustellen.

Um dies zu lösen, weist ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung folgende Schritte auf:
Ausbilden einer Mehrzahl von einander überkreuzenden Gate-Busleitungen und Datenbusleitungen auf einem Substrat, Ausbilden einer Mehrzahl von Dünnschichttransistoren an den Kreuzungen der Gate-Busleitungen mit den Datenbusleitungen, wobei die Dünnschichttransistoren mit der entsprechenden Gate-Busleitung und der entsprechenden Datenbusleitung elektrisch leitend verbunden sind, Ausbilden einer Mehrzahl von Pixel-Elektroden auf dem Substrat, die jeweils mit einem entsprechenden der Dünnschichttransistoren elektrisch leitend verbunden sind, Ausbilden einer Passivierungsschicht auf der so entstandene Struktur auf dem Substrat, Ausbilden einer Lichtabschirmschicht auf der Passivierungsschicht über den Gate-Busleitungen, den Datenbusleitungen und den Dünnschichttransistoren, Ausbilden einer Ausrichtungsschicht auf der Lichtabschirmschicht und auf der Passivierungsschicht, Beleuchten der Ausrichtungsschicht mit polarisiertem Licht zum Erzeugen zweier Orientierungsrichtungen, und Belichten der Ausrichtungsschicht mit unpolarisiertem Licht bei einer schrägen Einstrahlrichtung, um deren Orientierungsrichtung festzulegen.

Ein weiteres Herstellungsverfahren für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung weist folgende Schritte auf:
Ausbilden einer Mehrzahl von einander überkreuzenden Gate-Busleitungen und Datenbusleitungen auf einem Substrat, Ausbilden einer Mehrzahl von Dünnschichttransistoren an den Kreuzungen der Gate-Busleitungen mit den Datenbusleitungen, wobei die Dünnschichttransistoren mit der entsprechenden Gate-Busleitung und der entsprechenden Datenbusleitung elektrisch leitend verbunden ist, Ausbilden einer Mehrzahl von Pixel-Elektroden auf dem Substrat, die jeweils mit einem entsprechenden der Dünnsichttransistoren elektrisch leitend verbunden sind, Aufbringen einer Passivierungsschicht auf die so entstandene Struktur auf dem Substrat, Ausbilden einer Lichtabschirmschicht auf der Passivierungsschicht über den Gate-Busleitungen, den Datenbusleitungen und den Dünnschichttransistoren, Ausbilden einer ersten Ausrichtungsschicht auf der Lichtabschirmschicht und auf der Passivierungsschicht, Belichten der ersten Ausrichtungsschicht mit polarisiertem Licht zum Erzeugen zweier Orientierungsrichtungen, Ausbilden einer Farbfilterschicht, einer Gegenelektrode und einer zweiten Ausrichtungsschicht auf einem Gegensubstrat, Belichten der zweiten Ausrichtungsschicht mit polarisiertem Licht zum Erzeugen zweier Orientierungsrichtungen, Zusammenfügen des Substrats und des Gegensubstrats, und Einspritzen eines Flüssigkristalls zwischen die Substrate, wobei in jedem der Substrate eine der dort erzeugten Orientierungsrichtungen durch die Fließrichtung des Flüssigkristalls ausgewählt wird.

Noch ein weiteres Herstellungsverfahren für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung weist folgende Schritte auf:
Ausbilden einer Mehrzahl von einander überkreuzenden Gate-Busleitungen und Datenbusleitungen auf einem Substrat, Ausbilden einer Mehrzahl von Dünnschichttransistoren an den Kreuzungen der Gate-Busleitungen mit den Datenbusleitungen, wobei die Dünnschichttransistoren mit der entsprechenden Gate-Busleitung und der entsprechenden Datenbusleitung elektrisch leitend verbunden sind, Ausbilden einer Mehrzahl von Pixel-Elektroden auf dem Substrat, die jeweils mit einem entsprechenden der Dünnschichttransistoren elektrisch leitend verbunden sind, Ausbilden einer Passivierungsschicht auf der so entstandenen Struktur auf dem Substrat, Ausbilden einer Lichtabschirmschicht auf der Passivierungsschicht über den Gate-Busleitungen, den Datenbusleitungen und den Dünnschichttransistoren, Ausbilden einer ersten Ausrichtungsschicht auf der Lichtabschirmschicht und auf der Passivierungsschicht, Ausbilden einer Farbfilterschicht, einer Gegenelektrode und einer zweiten Ausrichtungsschicht auf einem Gegensubstrat, Beleuchten der ersten oder der zweiten Ausrichtungsschicht mit polarisiertem Licht zum Erzeugen zweier Orientierungsrichtungen, Zusammenfügen des Substrats und des Gegensubstrats, und Einspritzen eines Flüssigkristalls zwischen die Substrate, wobei eine der Orientierungsrichtungen durch die Fließrichtung des Flüssigkristalls ausgewählt wird.

Die Ausrichtungsschicht weist Fotoausrichtungsmaterialien, wie auf Polysiloxan basierende Materialien, und Polyvinylfluorcinnamat auf.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine Draufsicht auf ein eine TFT-Anordnung aufweisendes Substrat einer herkömmlichen Flüssigkristallanzeigevorrichtung;
2 einen Schnitt entlang der Linie A-A' aus 1;
3 einen Schnitt eines eine TFT-Anordnung aufweisenden Substrates einer anderen herkömmlichen Flüssigkristallanzeigevorrichtung;
4A bis 4E Schnitte eines TFT einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung nach aufeinanderfolgenden Herstellungsschritten;
5A bis 5E Schnitte eines TFT einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung nach aufeinanderfolgenden Herstellungsschritten.
Wie aus 4 ersichtlich, werden zuerst eine Gate-Elektrode 103 und eine Gate-Busleitung (in dieser Figur nicht gezeigt) auf einem Substrat 110 durch selektives Abätzen einer Metallschicht aus z.B. Cr, Mo, Al oder Ti ausgebildet, die mit Hilfe eines Sputter-Verfahrens (Kathodenzerstäubungsverfahren) zuvor auf das Substrat 110 aufgebracht wurde. Obwohl aus dieser Figur nicht ersichtlich, kann die Gate-Elektrode 103 anodisiert werden, so daß auf derselben eine Anodisierungsschicht ausgebildet wird, um die Isolierung der Gate-Elektrode 103 zu verbessern. Danach wird eine Gate-Isolierungsschicht 111, die SiNx und/oder SiOx aufweist, mit Hilfe eines CVD-Verfahrens (Chemical Vapor Deposition, chemische Abscheidung aus der Gasphase) aufgebracht.
Danach wird mit Hilfe eines CVD-Verfahrens amorphes Silizium (a-Si) auf die Gate-Isolierungsschicht 111 aufgebracht, und ein Ätzverfahren wird ausgeführt, um über der Gate-Elektrode 103 eine Halbleiterschicht 113 auszubilden, wie aus 4B ersichtlich. Auch wenn aus dieser Figur nicht ersichtlich, kann n⁺-dotiertes a-Si aufgebracht derart und selektiv abgeätzt werden, daß auf der Halbleiterschicht eine ohmsche Kontaktschicht ausgebildet wird. Auf der Halbleiterschicht 113 bzw. der ohmschen Kontaktschicht und der Gate-Isolierungsschicht 111 wird eine Metallschicht aus z.B. Cr, Ti, und/oder Al mit Hilfe eines Sputter-Verfahrens aufgebracht und danach selektiv abgeätzt, um eine Source-Elektrode 104, eine Drain-Elektrode 104 und eine Datenbusleitung (aus der Figur nicht ersichtlich) auszubilden.
Die Halbleiterschicht 113 und die Source-Elektrode 104 sowie die Drain-Elektrode 104 werden voneinander getrennt gemäß dem oben beschriebenen Aufbringverfahren bzw. Ätzverfahren ausgebildet, wie aus der Figur ersichtlich. Alternativ dazu kann jedoch, nachdem das a-Si und das Metall nacheinander aufgebracht wurden, das Metall derart selektiv abgeätzt werden, daß eine Source-Elektrode 104 und eine Drain-Elektrode 104 gebildet werden, und dann kann das a-Si unter Verwendung der Source-Elektrode 104 und der Drain-Elektrode 104 als Maske selektiv abgeätzt werden, um die Halbleiterschicht 113 auszubilden.
Danach wird ein transparentes Metall, wie Indiumzinnoxid (ITO, Indium Tin Oxide) aufgebracht und derart selektiv abgeätzt, daß in dem Pixel-Bereich eine Pixel-Elektrode 105 ausgebildet wird. Gleichzeitig wird die Pixel-Elektrode 105 mit der Source-Elektrode 104 oder der Drain-Elektrode 104 verbunden.
Danach wird eine Passivierungsschicht 116 über dem Substrat 110 durch Aufbringen eines anorganischen Materials, wie SiNx und/oder SiOx, ausgebildet, und dann wird über der Datenbusleitung, der Gate-Busleitung und dem TFT-Bereich ein schwarzes Harz als Lichtabschirmschicht 106 aufgebracht, wie aus 4C ersichtlich. Ein Bereich der Lichtabschirmschicht 106 überlappt die Pixel-Elektrode 105, so daß ein unerwünschter Lichtdurchtritt durch die Gate-Busleitungen, die Datenbusleitungen und die TFTs verhinderbar ist. Die Lichtabschirmschicht 106 weist eine Stufe der Höhe H auf. Ein Fotoausrichtungsmaterial, das auf Polysiloxan basierende Materialien und/oder Polyvinylfluorcinnamat (PVCN-F) aufweist, wird dann auf die gesamte Fläche des Substrates aufgebracht und mit z.B. ultraviolettem Licht (UV-Licht) belichtet, um die Ausrichtung der Flüssigkeitskristallmoleküle festzulegen.
Der Kippwinkel der auf Polysiloxan basierenden Materialien hängt von der in denselben absorbierten UV-Energie ab.
Wie aus den 4D und 4E ersichtlich, wird die Ausrichtungsschicht 118 zwei mal belichtet, d.h. einmal mit polarisiertem Licht und einmal mit unpolarisiertem Licht. Dabei wird das polarisierte Licht senkrecht zur Substratebene eingestrahlt, und das unpolarisierte Licht wird schräg relativ zur Substratebene eingestrahlt.
Durch das Einstrahlen von polarisiertem Licht werden auf der Oberfläche der Ausrichtungsschicht 118 zwei Orientierungsrichtungen (d.h. Projektionen des Direktors der von der Ausrichtungsschicht ausgerichteten Flüssigkristallmoleküle auf die Substratebene) ausgebildet, die senkrecht zur Polarisierungsrichtung des linear polarisierten Lichtes sind. Wenn die Ausrichtungsschicht 118 mit unpolarisiertem Licht bestrahlt wird, wird eine der beiden, einander entgegengesetzten Orientierungsrichtungen von dem unpolarisierten Licht aufgrund dessen Einstrahlrichtung ausgewählt, so daß die gewünschte Orientierungsrichtung erzielt wird.
Aus 5 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung ersichtlich. Bei dieser Ausführungsform wird die Ausrichtung durch ein einmaliges Belichten sowie durch die Einspritzrichtung des Flüssigkristalls in das Flüssigkristallpaneel bestimmt.
Wie aus den 5A bis 5C ersichtlich, werden eine Gate-Elektrode 203, eine Gate-Busleitung (in den Figuren nicht gezeigt) und ein Dünnschichttransistor auf einem ersten Substrat 210a ausgebildet. Eine Pixel-Elektrode 205 wird in dem Pixel-Bereich ausgebildet, dann wird eine Passivierungsschicht 216 auf die gesamte Fläche des ersten Substrates 210a aufgebracht, und darauf wird eine Lichtabschirmschicht 206 ausgebildet. Ein Fotoausrichtungsmaterial, wie PVCN-F und/oder auf Polysiloxan basierende Materialien, werden auf der gesamten Fläche des Substrates 210a ausgebildet, um eine Ausrichtungsschicht zu bilden.
Danach wird das erste Substrat 210a mit polarisiertem Licht, wie z.B. linear polarisiertem UV-Licht, bestrahlt, um auf der ersten Ausrichtungsschicht 218a zwei Orientierungsrichtungen auszubilden, die senkrecht zur Polarisierungsrichtung des eingestrahlten polarisierten Lichtes sind, wie aus 5D ersichtlich. Danach werden eine Farbfilterschicht 237, eine Gegenelektrode (gemeinsame Elektrode) 235 aus ITO und eine zweite Ausrichtungsschicht 218b auf einem zweiten Substrat 210b (d.h. dem Farbfiltersubstrat) ausgebildet, wie aus 5E ersichtlich. Das zweite Substrat 210b wird dann mit polarisiertem Licht bestrahlt, das eine von der Polarisierungsrichtung des für die Bestrahlung des ersten Substrates 210a verwendeten Lichts verschiedene Polarisierungsrichtungen aufweist, so daß die in der zweiten Ausrichtungsschicht 218b erzeugten Orientierungsrichtungen von den in der ersten Ausrichtungsschicht 218a erzeugten verschieden sind. Nach dem Zusammenbau des ersten Substrates 210a mit dem zweiten Substrat 210b (d.h. nach dem Zusammenbau des Farbfiltersubstrats mit dem die TFT-Anordnung aufweisenden Substrat) wird eine der beiden, einander entgegengesetzten Orientierungsrichtungen in der ersten Ausrichtungsschicht 218a und der zweiten Ausrichtungsschicht 218b gleichermaßen durch den Fließeffekt des Flüssigkristallmaterials ausgewählt, wenn dasselbe zwischen das erste Substrat 210a und das zweite Substrat 210b in einer vorbestimmten Richtung eingespritzt wird. Alternativ dazu wird nur ein Substrat (d.h. Substrat 210a oder Substrat 210b) beleuchtet, und dann wird ein chirales Dotierungsmittel aufweisendes Flüssigkristallmaterial zwischen das erste Substrat 210a und das zweite Substrat 210b eingespritzt, anstatt sowohl das erste Substrat 210a und das zweite Substrate 210b zu beleuchten.
Wie oben beschrieben, werden erfindungsgemäß keine von einer Stufe in der Lichtabschirmschicht herrührenden weißen Linien beim Betrieb der LCD erzeugt, da die Orientierungsrichtung mittels Belichten des eine Lichtabschirmschicht (z.B. ein schwarzes Harz) aufweisenden Substrats festgelegt wird. Somit ist die Bildqualität verbessert. Ferner ist das Öffnungsverhältnis ebenfalls verbessert, da eine Metallschicht (wie in 3) zum Verhindern der weißen Streifen im Bereich der Stufe in der Lichtabschirmschicht nicht erforderlich ist.

Claims

Herstellungsverfahren für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit folgenden Schritten: Ausbilden einer Mehrzahl von einander überkreuzenden Gate-Busleitungen und Datenbusleitungen auf einem Substrat (110); Ausbilden einer Mehrzahl von Dünnschichttransistoren an den Kreuzungen der Gate-Busleitungen mit den Datenbusleitungen, wobei die Dünnschichttransistoren mit der entsprechenden Gate-Busleitung und der entsprechenden Datenbusleitung elektrisch leitend verbunden sind; Ausbilden einer Mehrzahl von Pixel-Elektroden (105) auf dem Substrat (110), die jeweils mit einem entsprechenden der Dünnschichttransistoren elektrisch leitend verbunden sind; Ausbilden einer Passivierungsschicht (116) auf der so entstandenen Struktur auf dem Substrat (110); Aufbringen einer Lichtabschirmschicht (106) auf der Passivierungsschicht (116) über den Gate-Busleitungen, den Datenbusleitungen und den Dünnschichttransistoren; Ausbilden einer Ausrichtungsschicht (118) auf der Lichtabschirmschicht (106) und auf der Passivierungsschicht (116); und Belichten der Ausrichtungsschicht (118) mit polarisiertem Licht zum Erzeugen zweier Orientierungsrichtungen; und Belichten der Ausrichtungsschicht (118) mit unpolarisiertem Licht bei einer schrägen Einstrahlrichtung, um deren Orientierungsrichtung festzulegen.
Herstellungs verfahren für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit folgenden Schritten: Ausbilden einer Mehrzahl von einander überkreuzenden Gate-Busleitungen und Datenbusleitungen auf einem Substrat (210a); Ausbilden einer Mehrzahl von Dünnschichttransistoren an den Kreuzungen der Gate-Busleitungen mit de Datenbusleitungen, wobei die Dünnschichttransistoren mit der jeweils entsprechenden Gate-Busleitung und der jeweils entsprechenden Datenbusleitung elektrisch leitend verbunden sind; Ausbilden einer Mehrzahl von Pixel-Elektroden (205) auf dem Substrat (210a), die jeweils mit einem entsprechenden der Dünnsichttransistoren elektrisch leitend verbunden sind; Aufbringen einer Passivierungsschicht (216) auf die so entstandene Struktur auf dem Substrat (210a); Ausbilden einer Lichtabschirmschicht (206) auf der Passivierungsschicht (216) über den Gate-Busleitungen, den Datenbusleitungen und den Dünnschichttransistoren; Ausbilden einer ersten Ausrichtungsschicht (218a) auf der Lichtabschirmschicht (206) und auf der Passivierungsschicht (216); Belichten der ersten Ausrichtungsschicht (218a) mit polarisiertem Licht zum Erzeugen zweier Orientierungsrichtungen; Ausbilden einer Farbfilterschicht (237), einer Gegenelektrode (235) und einer zweiten Ausrichtungsschicht (218b) auf einem Gegensubstrat (210b); Belichten der zweiten Ausrichtungsschicht (218b) mit polarisiertem Licht zum Erzeugen zweier Orientierungsrichtungen; Zusammenfügen des Substrats (210a) und des Gegensubstrats (210b); und Einspritzen eines Flüssigkristalls zwischen die Substrate (210a, 210b) wobei in jedem der Substrate (210a, 210b) eine der dort erzeugten Orientierungsrichtungen durch die Fließrichtung des Flüssigkristalls ausgewählt wird.
Herstellungsverfahren für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit folgenden Schritten: Ausbilden einer Mehrzahl von einander überkreuzenden Gate-Busleitungen und Datenbusleitungen auf einem Substrat (210a); Ausbilden einer Mehrzahl von Dünnschichttransistoren an den Kreuzungen der Gate-Busleitungen mit den Datenbusleitungen, wobei die Dünnschichttransistoren mit der entsprechenden Gate-Busleitung und der entsprechenden Datenbusleitung elektrisch leitend verbunden sind; Ausbilden einer Mehrzahl von Pixel-Elektroden (205) auf dem Substrat (210a), die jeweils mit einem entsprechenden der Dünnschichttransistoren elektrisch leitend verbunden sind; Ausbilden einer Passivierungsschicht (216) auf der so entstandenen Struktur auf dem Substrat (210a); Ausbilden einer Lichtabschirmschicht (206) auf der Passivierungsschicht (216) über den Gate-Busleitungen, den Datenbusleitungen und den Dünnschichttransistoren; Ausbilden einer ersten Ausrichtungsschicht (218a) auf der Lichtabschirmschicht (206) und auf der Passivierungsschicht (216); Ausbilden einer Farbfilterschicht (237), einer Gegenelektrode (235) und einer zweiten Ausrichtungsschicht (218b) auf dem Gegensubstrat (210b); Belichten der ersten oder der zweiten Ausrichtungsschicht (218a, 218b) mit polarisiertem Licht zum Erzeugen zweier Orientierungsrichtungen; Zusammenfügen des Substrats (210a) und des Gegensubstrats (210b); und Einspritzen eines Flüssigkristalls zwischen die Substrate (210a, 210b), wobei eine der Orientierungsrichtungen durch die Fließrichtung des Flüssigkristalls ausgewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das polarisierte Licht zum Belichten der bzw. der ersten oder der zweiten Ausrichtungsschicht (118, 218a, 218b) linear polarisiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Schritt des Ausbildens eines der Dünnschichttransistoren folgende Schritte aufweist: Ausbilden einer Gate-Elektrode (103, 203) auf dem Substrat (110, 210a); Ausbilden einer Gate-Isolierungsschicht (111, 211) auf der Gate-Elektrode (103, 203) und dem Substrat (110, 210a); Ausbilden einer Halbleiterschicht (113, 213) auf der Gate-Isolierungsschicht (111, 211) über der Gate-Elektrode (103, 203); und Ausbilden einer Source-Elektrode (104, 204) und einer Drain-Elektrode (104, 204) auf der Halbleiterschicht (113, 213).
Verfahren nach Anspruch 5, das folgenden Schritt aufweist: Ausbilden einer ohmschen Kontaktschicht zwischen der Halbleiterschicht (113, 213) und der Source-Elektrode (104, 204) sowie der Drain-Elektrode (104, 204).
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, das folgenden Schritt aufweist: Anodisieren der Gate-Elektrode (103, 203), um auf derselben eine Anodisierungsschicht auszubilden
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Pixelelektroden (105, 205) Indiumzinnoxid aufweisen
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Lichtabschirmschicht (106, 206) ein schwarzes Harz aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Ausrichtungsschicht bzw. die Ausrichtungsschichten (118, 218a, 218b) aus auf Polyvinylcinnamat basierenden Materialien oder aus auf Polysiloxan basierenden Materialien bestehen.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Kippwinkel von der in der jeweiligen Ausrichtungsschicht (118, 218a, 218b) absorbierten Lichtenergie abhängt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Licht bzw. die Lichter ultraviolett sind.