-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Flüssigkristalldisplays
(LCD).
-
LCDs
haben als Ersatz für
Kathodenstrahlröhren
(CRTs) große
Aufmerksamkeit auf sich gezogen, da sie vorteilhafte Eigenschaften
wie flaches Profil, geringes Gewicht und niedrigen Energieverbrauch
zeigen. LCDs werden dadurch betrieben, dass die optische Anisotropie
bei einem Verfahren geändert
wird, bei dem ein elektrisches Feld an einen Flüssigkristall mit Fließvermögen und
optischen Eigenschaften gelegt wird.
-
LCDs
werden gemäß verschiedenen
Modi auf Grundlage des Typs des verwendeten Flüssigkristalls und dessen Eigenschaften
betrieben. Genauer gesagt, bestehen insbesondere die folgenden Kategorien
bei den Modi: ein verdrillt-nematischer (TN) Modus, bei dem der
Flüssigkristall-Richtungsvektor
durch Anlegen einer Spannung gesteuert wird, nachdem die Richtungsvektoren
mit einer Verdrillung von 90° ausgerichtet
wurden; ein Mehrdomänenmodus,
bei dem ein großer
Betrachtungswinkel dadurch erzielt wird, dass ein Pixel in mehrere
Domänen
unterteilt wird; ein Modus mit optisch kompensierter Doppelbrechung
(OCB), bei dem eine Phasenänderung
von Licht abhängig
von der Ausbreitungsrichtung desselben dadurch kompensiert wird,
dass an der Außenseite
eines Substrats ein Kompensationsfilm ausgebildet wird; ein Modus
mit horizontalem Schalten (Schalten der Ebene) (IPS), bei dem ein elektrisches
Feld parallel zu zwei Substraten dadurch erzeugt wird, dass zwei
Elektroden auf einem Substrat hergestellt werden; und ein Modus
mit vertikaler Ausrichtung (VA), bei dem die Längsachse (Hauptachse) von Flüssigkristallmolekülen unter
Verwendung eines Flüssigkristalls
vom Negativtyp und einer Vertikal-Orientierungsschicht vertikal
zur Ebene derselben ausgerichtet wird.
-
Im
Allgemeinen verfügt
ein LCD über
ein oberes Substrat mit einem Farbfilterarray, ein unteres Substrat
mit einem Dünnschichttransistor-Array
und eine Flüssigkristallschicht.
Das obere und das untere Substrat sind einander zugewandt, und zwischen diesen
beiden ist die Flüssigkristallschicht
mit dielektrischer Anisotropie ausgebildet. Um ein LCD als optisches
Bauteil zu verwenden, ist es erforderlich, Flüssigkristallmoleküle der Flüssigkristallschicht
in einer vorbestimmten Richtung auszurichten. Demgemäß wird auf
dem Substrat eine Orientierungsschicht, d.h. eine Schicht aus einem
organischen Polymer, hergestellt, und sie wird durch Reiben mit
Anisotropie versehen. LCDs können
abhängig
von der Be leuchtung wie folgt eingeteilt werden: transmissive LCDs
unter Verwendung einer Hintergrundbeleuchtung als Lichtquelle; reflektive
LCDs unter Verwendung von Umgebungslicht als Lichtquelle ohne dass eine
Hintergrundbeleuchtung vorhanden wäre; und transflektive LCDs,
die die Nachteile transmissiver und reflektiver LCDs überwinden.
Transmissive LCDs zeigen den Nachteil eines hohen Energieverbrauchs
auf Grund der Hintergrundbeleuchtung, und reflektive LCDs zeigen
das Problem, dass sie in dunkler Umgebung nicht verwendbar sind.
-
Transflektive
LCDs verfügen
sowohl über durchlässige als
auch reflektierende Teile innerhalb eines Einheitspixels, wobei
sie nach Bedarf als transmissives oder reflektives LCD wirken. Demgemäß kann abhängig von
der Art des LCD eine Pixelelektrode als transmissive oder als reflektive
Elektrode hergestellt werden. Zum Beispiel wird eine transmissive
Elektrode bei einem transmissiven LCD und im durchlässigen Teil
eines transflektiven LCD hergestellt. Auch wird eine reflektive
Elektrode bei einem reflektiven LCD und im reflektierenden Teil
eines transflektiven LCD hergestellt. Die transmissive Elektrode
eines transmissiven LCD und eines transflektiven LCD lassen von
der Hintergrundbeleuchtung emittiertes Licht durch das untere Substrat
zur Flüssigkristallschicht
durch, wodurch hohe Leuchtstärke erzielt
wird. Die reflektive Elektrode eines reflektiven oder eines transflektiven
LCD reflektiert auf das obere Substrat fallendes Umgebungslicht,
um dadurch ebenfalls hohe Leuchtstärke zu erzielen.
-
Nun
wird ein bekanntes IPS-LCD an Hand der 1 bis 3 beschrieben.
Die 1 ist eine Teildraufsicht
zum Veranschaulichen des bekannten IPS-LCD; die 2 veranschaulicht Spannungsverteilungen
in diesem IPS-LCD; und die 3A und 3B sind Draufsichten zum
Veranschaulichen des IPS-LCD bei aus- bzw. eingeschalteter Spannung.
-
Beim
in der 1 dargestellten
bekannten IPS-LCD sind einander schneidende Gateleitungen 12 und
Datenleitungen 15 auf einem Substrat ausgebildet, um Pixelbereiche
zu bilden, und innerhalb eines Pixelbereichs ist im Wesentlichen
parallel zur Gateleitung 12 eine gemeinsame Leitung 24a ausgebildet.
Auch ist im Schnittbereich zwischen einer Gateleitung 12 und
einer Datenleitung 15 ein Dünnschichttransistor TFT ausgebildet,
und eine von der gemeinsamen Leitung 24a abzweigende gemeinsame
Elektrode 24 ist im Wesentlichen parallel zur Datenleitung 15 innerhalb
des Pixelbereichs ausgebildet. Mit der Drainelektrode des Dünnschichttransistors
TFT ist eine Pixelelektrode 17 im Wesentlichen parallel
zu den gemeinsamen Elektroden 24 zwischen diesen ausgebildet.
Auch ist auf der Gateleitung 12 eine Speicherelektrode 25 ausgebildet,
die sich ausgehend von der Pixelelektrode 17 erstreckt.
-
Wenn
bei diesem IPS-LCD eine Spannung von 5 V an die gemeinsame Elektrode 24 angelegt wird
und 0 V an die Pixelelektrode 17 angelegt wird, wie es
in der 2 dargestellt
ist, bildet sich parallel zur Elektrode in einem dieser entsprechenden
Abschnitt eine Äquipotenzialfläche, die
im Abschnitt zwischen zwei Elektroden vertikal zu diesen ausgebildet
ist. In diesem Zustand wird, da die Richtung eines elektrischen
Felds rechtwinklig zur Äquipotenzialfläche verläuft, zwischen
der gemeinsamen Elektrode 24 und der Pixelelektrode 17 ein
im Wesentlichen paralleles elektrisches Feld erzeugt, und auf der Elektrode
wird ein vertikales elektrisches Feld erzeugt, wobei sich an den
Ecken der Elektrode ein paralleles und ein vertikales elektrisches
Feld im Wesentlichen gleichzeitig ausbilden.
-
Bei
diesem IPS-LCD ist es möglich,
die Ausrichtung von Flüssigkristallmolekülen unter
Verwendung des elektrischen Felds zu steuern. Wenn z. B., wie es
durch die 3A veranschau licht
ist, eine Spannung an Flüssigkristallmoleküle 31 angelegt wird,
die zunächst
in derselben Richtung wie die Transmissionsachse einer Polarisationsfolie
ausgerichtet sind, werden die Längsachsen
der Flüssigkristallmoleküle 31 im
Wesentlichen parallel zum elektrischen Feld ausgerichtet, wie es
in der 3B dargestellt
ist. Genauer gesagt, werden eine erste und eine zweite Polarisationsfolie
an den Außenseite
des unteren bzw. oberen Substrats hergestellt, deren Transmissionsachsen
orthogonal zueinander angeordnet werden. Wenn eine Orientierungsschicht
des unteren Substrats im Wesentlichen parallel zur Transmissionsachse
einer Polarisationsfolie gerieben wird, erfolgt eine Anzeige in
einem Modus mit einer im Normalzustand schwarzen Anzeige. Das heißt, dass dann,
wenn keine Spannung an das Bauteil angelegt wird, die Flüssigkristallmoleküle 31 so
ausgerichtet sind, wie es in der 3A dargestellt
ist, um dadurch den schwarzen Zustand anzuzeigen. Wenn eine Spannung
angelegt wird, wie es durch die 3B veranschaulicht
ist, werden die Flüssigkristallmoleküle 31 im
Wesentlichen parallel zum elektrischen Feld ausgerichtet, um dadurch
den weißen
Zustand anzuzeigen. In den 3A und 3B sind auch eine gemeinsame
Elektrode 24 und eine Pixelelektrode 17 dargestellt.
Das beschriebene IPS-LCD verfügt über einen
großen
Betrachtungswinkel im Vergleich zu einem im TN-Modus betriebenen
LCD.
-
Nun
wird ein Verfahren zum Herstellen des oben genannten LCD detailliert
beschrieben. Die Herstellprozesse für LCDs, die gemäß dem TN-,
dem transflektiven und dem IPS-Modus arbeiten, sind einander sehr ähnlich.
Speziell wird ein Verfahren zum Herstellen eines IPS-LCD beschrieben.
Dazu werden die 4A bis 4D verwendet, die Schnittansichten zum
Veranschaulichen eines Herstellprozesses für ein bekanntes IPS-LCD sind.
-
Wie
es in der 4A dargestellt
ist, wird eine Metallschicht mit niedrigem Widerstand durch Sputtern
auf einem unteren Substrat 11 hergestellt und dann strukturiert,
um eine Gateleitung (nicht dargestellt) und eine Gateelektrode 12a auszubilden. Gleichzeitig
werden eine gemeinsame Leitung (nicht dargestellt) parallel zur
Gateleitung sowie die eine Vielzahl gemeinsamer Elektroden 24 ausgebildet,
die von der gemeinsamen Leitung abzweigen. Danach wird eine Gateisolierschicht 13 bei
einem Verfahren mit einer Abscheidung einer Lithiumnitridschicht
SiNx auf der gesamten Oberfläche des
unteren Substrats 11 einschließlich der Gateleitung hergestellt.
Auf dieser erzielten Oberfläche
des unteren Substrats 11 wird eine Schicht aus amorphem
Silicium abgeschieden und dann selektiv entfernt, um auf der Gateisolierschicht 13 über der
Gateelektrode 12a eine Halbleiterschicht 14 auszubilden.
-
Gemäß der 4B wird auf der Gateisolierschicht 13 durch
Sputtern eine Metallschicht mit niedrigem Widerstand hergestellt
und dann strukturiert, um eine Datenleitung (nicht dargestellt)
sowie Source/Drain-Elektroden 15a und 15b herzustellen.
Anschließend
wird eine Vielzahl von Pixelelektroden 17 mit der Drainelektrode 15b verbunden,
wobei eine Ausbildung parallel zur Datenleitung erfolgt. Die Pixelelektroden 17 sind
zwischen jeweiligen gemeinsamen Elektroden 24 angeordnet,
so dass die Pixelelektroden 17 mit den gemeinsamen Elektroden 24 abwechseln.
Dabei kann eine Pixelelektrode 17 gleichzeitig wie eine
Datenleitung aus Metall hergestellt werden oder sie kann zusätzlich unter
Verwendung einer transparenten, leitenden Schicht wie ITO hergestellt
werden. Auch können
die Pixelelektroden 17 und die gemeinsamen Elektroden 24 mit
einem geraden oder einem Zickzackmuster hergestellt werden.
-
Anschließend wird,
wie es in der 4C dargestellt
ist, eine Passivierungsschicht 16 gemäß einem Verfahren hergestellt,
bei dem eine Siliciumnitridschicht oder eine organische Isolierschicht
aus BCB auf der gesamten Oberfläche
des unteren Substrats 11 einschließlich der Datenleitung 15 abgeschieden
oder auf sie aufgetragen wird.
-
Wie
es in der 4D dargestellt
ist, wird auf dem oberen Substrat 21 eine Schwarzmatrixschicht 22 aus
einem Metall wie Cr oder aus CrOx hergestellt, um
das Auslecken von Licht zu verhindern und zwischen jeweiligen Schwarzmatrixschichten 22 werden durch
ein Elektroabscheidungsverfahren, ein Pigmentsprühverfahren oder ein Beschichtungsverfahren
R/G/B-Farbfilterschichten 23 hergestellt,
um verschiedene Farben zu realisieren. Dann wird darauf eine zweite
Orientierungsschicht 60 abgeschieden. Auch wird auf das
untere Substrat 11 oder das obere Substrat 21 ein
Abdichtmittel (nicht dargestellt) aufgetragen, und auf eines dieser
Substrate werden Abstandshalter (nicht dargestellt) aufgebracht.
In diesem Zustand werden die zwei einander zugewandten Substrate 11 und 21 miteinander
verbunden. Dann wird zwischen das untere und das obere Substrat 11 und 21,
die miteinander verbunden sind, ein Flüssigkristall 30 injiziert,
und an den Außenseite
dieser Substrate werden eine erste bzw. zweite Polarisationsfolie 81 und 82 angebracht,
um dadurch das bekannte IPS-LCD fertig zu stellen. Dabei verlaufen
die Transmissionsachsen der Polarisationsfolien 81 und 82 im
Wesentlichen orthogonal zueinander, und die eine Transmissionsachse
hat dieselbe Richtung wie das elektrische Feld.
-
Nun
wird ein Reibeprozess detailliert beschrieben. Die 5 ist eine Schnittansicht zum Erläutern eines
Reibeprozesses, gemäß der einschlägigen Technik.
Der Reibeprozess verfügt über einen sequenziellen
Prozess mit Herstellung der als Orientierungsschicht bezeichneten
organischen Hochpolymerschicht auf dem Substrat, um in dieser Anisotropie
zu erzielen. Das heißt,
dass Polyamsäure
(PAA = polyamic acid) oder lösliches
Polyimid auf das Substrat aufgetragen wird und sequenziell bei einer
Temperatur zwischen 60°C
und 80°C
sowie zwischen 80°C
und 200°C
ausgehärtet
wird, wodurch aufgetragene Polyamsäure oder lösliches Polyimid zu einer Polyimidschicht
ausgebildet wird. Wie es in der 5 dargestellt
ist, wird die Polyimidschicht durch eine zylindrische Reibewalze 70 gerieben.
Dabei schreitet der Reibeprozess dadurch fort, dass die mit einem Reibetuch 71 wie
einem solchen aus Nylon oder Rayon beschichtete zylindrische Reibewalze 70 gedreht wird,
damit die Oberfläche
der Polyimidschicht mechanisch gerieben wird. Es sei darauf hingewiesen, dass
durch die Nähte
des Reibetuchs 71 der Reibewalze 70 ein vertikales
oder ein horizontales Band erzeugt wird. Auch können sich Endabschnitte des
Reibetuchs von der Reibewalze 70 lösen.
-
Das
beschriebene bekannte IPS-LCD zeigt die folgenden Nachteile.
-
Die 6 ist eine Fotografie zum
Veranschaulichen des Ausleckens von Licht an einer Fläche mit
Stufenüberdeckung
bei einem bekannten LCD. Die 7 ist
eine Fotografie, die Entsprechendes bei einem bekannten LCD ohne
Stufenüberdeckung
zeigt. Gemäß der 6 besteht bei einem TFT-Arraysubstrat,
unabhängig
vom Modus, für
den es verwendet wird, eine Stufenüberdeckung an der Oberfläche. Das
heißt,
dass z. B. bei einem im TN-Modus betriebenen LCD der TFT-Abschnitt
und der Überkreuzungsabschnitt
einer Gateleitung und einer Datenleitung relativ höher als
die anderen Abschnitte des TFT-Arraysubstrats sind. Im Fall eines transreflektiven
LCD ist die Stufenüberdeckung
zwischen dem transmissiven und dem reflektiven Teil im Pixelbereich
vorhanden. Bei einem IPS-LCD
wird durch das Muster der gemeinsamen Elektrode 24 und
der Pixelelektrode 17 eine Stufenüberdeckung von ungefähr 250 nm
(2500 Å)
erzeugt. Während
des Reibeprozesses für
die Orientierungsschicht 50 steht das Reibetuch 71 nicht
mit dem relativ niedrigen Abschnitt der Stufenüberdeckung in Kontakt, wodurch der
Reibevorgang mangelhaft ist. Auch wird bei einem IPS-LCD, das unter
Verwendung dreier Masken hergestellt wird, im Kontaktabschnitt zwischen
der Pixelelektrode und der Drainelektrode des Dünnschichttransistors eine Stufenüberdeckung
von ungefähr
800 nm erzeugt. Während
des Reibeprozesses der Orientierungsschicht steht das Reibetuch nicht
mit dem relativ niedrigen Abschnitt der Stufenüberdeckung in Kontakt, wodurch
der Reibevorgang fehlerhaft ist. Gemäß der 6 kommt es im schwarzen Ausgangszustand
zu einem Lichtleck, da es unmöglich
ist, die Ausrichtung von Flüssigkristallmolekülen in einem
Abschnitt ohne Ausrichtungsmuster zu kontrollieren. Dann ist die
Bildqualität
wegen schlechtem Kontrastverhältnis
beeinträchtigt.
Indessen kommt es an einer Oberfläche ohne Stufenüberdeckung
auf Grund eines fehlerhaften Reibevorgangs zum Auslecken von Licht,
wenn das Ausrichtungsmuster wegen einer Ungleichmäßigkeit
des Reibetuchs nicht gleichmäßig ist.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Herstellen
eines LCD zu schaffen, durch das ein durch einen fehlerhaften Reibevorgang erzeugtes
Auslecken von Licht verhindert wird, um dadurch das Kontrastverhältnis zu
verbessern.
-
Diese
Aufgabe ist durch das Verfahren gemäß dem beigefügten Anspruch
1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand
abhängiger
Ansprüche.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren
werden ein Reibeprozess und ein Orientierungsrichtungs-Ausrichtprozess
gemeinsam ausgeführt.
Der Orientierungsrichtungs-Ausrichtprozess erfolgt z. B. durch Bestrahlung
mit einem Ionenstrahl, mit Licht oder mit einem Plasma.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend an Hand von durch Figuren veranschaulichten
Ausführungsformen
näher erläutert.
-
1 ist
eine Draufsicht zum Veranschaulichen eines bekannten IPS-LCD;
-
2 veranschaulicht
Spannungsverteilungen bei einem bekannten IPS-LCD;
-
3A und 3B sind
Draufsichten zum Veranschaulichen eines IPS-LCD bei aus- bzw. eingeschalteter
Spannung;
-
4A bis 4D sind
Schnittansichten zum Veranschaulichen des Herstellprozesses eines bekannten
IPS-LCD;
-
5 ist
eine Schnittansicht zum Erläutern eines
bekannten Reibeprozesses;
-
6 ist
eine Fotografie zum Veranschaulichen des Ausleckens von Licht an
einer Fläche
mit Stufenüberdeckung
bei einem bekannten LCD;
-
7 ist
eine der 6 entsprechende Fotografie,
jedoch für
einen Zustand ohne Stufenabschnitt;
-
8 ist
eine Draufsicht zum Veranschaulichen eines IPS-LCD gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung;
-
9A bis 9E sind
Schnittansichten zum Veranschaulichen eines Herstellprozesses für ein IPS-LCD,
entlang einer Linie I-I' in
der 8, gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung;
-
10 ist
eine Schnittansicht zum Veranschaulichen einer erfindungsgemäßen Ionenstrahl-Bestrahlungsvorrichtung;
-
11 ist
eine schematische Ansicht zum Veranschaulichen einer erfindungsgemäßen Licht-Bestrahlungsvorrichtung;
-
12A bis 12C sind
Schnittansichten zum Veranschaulichen eines Herstellprozesses für ein LCD
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
-
13A ist eine Draufsicht zum Veranschaulichen eines
anderen IPS-LCD ausgehend von der ersten und der zweiten Ausführungsform
der Erfindung, und die 13B ist
eine entsprechende Draufsicht, bei der die erste und die zweite
Ausführungsform
noch weiter modifiziert sind;
-
14 ist
eine Schnittansicht zum Veranschaulichen eines IPS-LCD gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung;
-
15A bis 15I sind
Schnittansichten entlang einer Linie II-II' in der 8 zum Veranschaulichen
eines Herstellprozesses für
ein LCD gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung;
-
16A bis 16D sind
Schnittansichten zum Veranschaulichen eines Herstellprozesses für ein TN-LCD
gemäß einer
vierten Ausführungsform der
Erfindung;
-
17A bis 17E sind
Schnittansichten zum Veranschaulichen eines Herstellprozesses für ein transflektives
LCD gemäß der fünften Ausführungsform
der Erfindung;
-
18A bis 18D sind
Schnittansichten zum Veranschaulichen eines Herstellprozesses für ein VA-LCD
gemäß der sechsten
Ausführungsform der
Erfindung; und
-
19 ist
eine Fotografie zum Veranschaulichen des Ausleckens von Licht bei
einem LCD gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
-
In
der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung
wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen durchgehend dieselben Bezugszahlen
dazu verwendet sind, dieselben oder ähnliche Teile zu kennzeichnen.
-
Wie
es in der 8 dargestellt ist, verfügt ein LCD
gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung über
eine Gateleitung 112, eine Datenleitung 115, eine
gemeinsame Leitung 124a, einen Dünnschichttransistor TFT, eine
gemeinsame Elektrode 124, eine Pixelelektrode 117 und
eine Speicherelektrode 125. Die Gateleitungen 112 und
die Datenleitungen 115 werden auf einem Substrat im Wesentlichen rechtwinklig
zueinander hergestellt, um Pixelbereiche zu bilden. Die gemeinsame
Leitung 124a verläuft im
Wesentlichen parallel zur Gateleitung 112 innerhalb eines
Pixelbereichs, und ein jeweiliger Dünnschichttransistor TFT ist
im Schnittabschnitt zwischen jeweiligen Gateleitungen 112 und
Datenleitungen 115 hergestellt, wobei er über eine
Gateelektrode 112a, eine Halbleiterschicht 114 sowie
Source/Drain-Elektroden 115a/115b verfügt. Auch
verläuft die
von der gemeinsamen Leitung 124a abzweigende gemeinsame
Elektrode 124 im Wesentlichen parallel zur Datenleitung 115 innerhalb
des Pixelbereichs. Die Pixelelektrode 117 ist mit der Drainelektrode 115b des
Dünnschichttransistors
TFT verbunden, und sie ist parallel zu den gemeinsamen Elektroden 124 zwischen
diesen ausgebildet. Eine sich von der Pixelelektrode 117 aus
erstreckende Speicherelektrode 125 ist über der gemeinsamen Leitung 124a ausgebildet.
-
Nun
wird ein Verfahren zum Herstellen dieses IPS-LCD gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
-
Wie
in der 9A dargestellt ist, wird eine Metallschicht
mit niedrigem spezifischem Widerstand auf dem unteren Substrat 111 hergestellt,
um eine Signalverzögerung
zu vermeiden, und dann wird sie unter Verwendung von Fotolithografie
strukturiert, um die Gateleitung (112 in der 8)
und eine davon abzweigende Gateelektrode 112a für den Dünnschichttransistor
TFT herzustellen. Die Metallschicht mit niedrigem spezifischem Widerstand
kann aus Kupfer (Cu), Aluminiumneodym (AlNd), Molybdän (Mo), Chrom
(Cr), Titan (Ti), Tantal (Ta) oder Molybdänwolfram (MoW) hergestellt
werden. Wenn die Gateleitung und die Gateelektrode 112a hergestellt
werden, wird gleichzeitig die im Wesentlichen parallel zur Gateleitung
verlaufende gemeinsame Leitung (124a in der 8)
mit einer Vielzahl von ihr abzweigenden gemeinsamen Elektroden 124 ausgebildet.
Anschließend
wird auf der gesamten Fläche
des unteren Substrats 111 einschließlich der Gateelektroden 112a durch
PECVD (plasmaunterstützte
chemische Dampfabscheidung) eine anorganische Isolierschicht aus
Siliciumnitrid (SiNx) oder Siliciumoxid
(SiOx) hergestellt, die eine Gateisolierschicht 113 bildet.
Auf dieser wird eine Schicht aus amorphem Silicium hergestellt und
selektiv entfernt, um eine inselförmige Halbleiterschicht 114 über der
Gateelektrode 112a auszubilden. Außerdem kann eine Schicht für ohmschen
Kontakt durch ein Verfahren strukturiert werden, bei dem Fremdstoffionen
in die Schicht aus amorphem Silicium implantiert werden.
-
Gemäß der 9B wird
eine Metallschicht aus Cr, Cu, Al, Mo, Ti, Ta, MoW oder AlNd auf
der gesamten Oberfläche
der Gateisolierschicht 113 hergestellt und unter Verwendung
von Fotolithografie strukturiert, um dadurch die Datenleitungen 115 und die
Source/Drain-Elektroden 115a/115b gleichzeitig herzustellen.
Die Datenleitungen 115 verlaufen im Wesentlichen rechtwinklig
zu den Gateleitungen, um Pixelbereiche zu bilden, und die Source/Drain-Elektroden 115a/115b werden
zu beiden Seiten der Halbleiterschicht 114 hergestellt.
Danach wird eine Siliciumnitridschicht oder eine organische Isolierschicht aus
BCB auf der gesamten Oberfläche
des unteren Substrats 115 mit den Datenleitungen 115 abgeschieden,
um eine Passivierungsschicht 116 und ein Kontaktloch (nicht
dargestellt; 119 in der 8) in der Drainelektrode 115b auszubilden.
Danach wird auf der gesamten Oberfläche des unteren Substrats 111 eine
transparente, leitende Schicht (ITO oder IZO) abgeschieden und strukturiert,
um ein Vielzahl von Pixelelektroden 117 auszubilden, von
denen jede mit einer Drainelektrode 115b im Wesentlichen
parallel zur Datenleitung 115 verbunden und zwischen den gemeinsamen
Elektroden 124 ausgebildet ist. So sind die Pixelelektroden 117 mit
abwechselnden Muster mit den gemeinsamen Elektroden 124 ausgebildet.
Es ist zwar nicht dargestellt, jedoch kann die Pixelelektrode 117,
wenn sie aus Metall hergestellt wird, gleichzeitig mit der Datenleitung
aus demselben Material wie diese vor dem Herstellen der Passivierungsschicht
hergestellt werden.
-
Gemäß der 9C wird
ein Polyimidharz mit thermischer Beständigkeit und großer Affinität zu Flüssigkristallmaterial
auf der gesamten Oberfläche des
unteren Substrats 111 einschließlich der Pixelelektrode 117 hergestellt.
Dann wird das durch Aufdrucken aufgebrachte Polyimidharz getrocknet,
um dadurch eine erste Orientierungsschicht 117 auszubilden.
Unter Verwendung einer Ionenstrahl-Bestrahlungsvorrichtung 190 wird
ein Ionenstrahl auf die erste Orientierungsschicht 150 gestrahlt.
Es ist wesentlich, den Ionenstrahl in derselben Richtung wie der Reiberichtung
einzustrahlen. Nach dem Einstrahlen des Ionenstrahls auf die erste
Orientierungsschicht 150 wird, wie es in der 9D dargestellt
ist, dieselbe mit einer zylindrischen Walze 170 gerieben,
auf der ein Tuch 171 aus Rayon oder Nylon befestigt ist, wodurch eine
Orientierungsrichtung entsprechend einer ersten Polarisationsrichtung
ausgebildet wird. Durch Ausführen
des Reibeprozesses an der ersten Orientierungsschicht 150 werden
deren physikalische und chemische Eigenschaften geändert, um
dadurch die Orientierungsrichtung auszubilden. Die Orientierungsrichtung
kann durch einen Orientierungsrichtung-Ausrichtprozess gleichmäßig auf
der gesamten Oberfläche
des Substrats ausgebildet werden, wobei dieser Prozess in der Einstrahlung
des genannten Ionenstrahls oder auch der Einstrahlung von Licht
oder einem Plasma besteht. Diesbezüglich existiert kein Problem
eines fehlerhaften Reibeprozesses, selbst wenn einmal das Reibetuch
auf Grund einer Stufenüberdeckung
am Substrat nicht in Kontakt mit der Orientierungsschicht stehen
sollte.
-
Wie
es in der 10 dargestellt ist, wird der Ionenstrahl 580 durch
Elektronenkollision neutraler Gase in einem Plasmaentladungsbereich 551 der
Ionenstrahl-Bestrahlungsvorrichtung erzeugt und dann durch einen
Entnahmebereich 571 beschleunigt, um dann durch einen Strahlplasmabereich 591 zum
Substrat 111 geschickt zu werden. Genauer gesagt, wird der
Ionenstrahl 580 durch die Elektronenkollision im Neutralgas
im Plasmaentladungsbereich 551 erzeugt. Dann werden Elektronen
durch eine beheizte Wendel einer Anode 553 entladen und
durch die Spannungsdifferenz zwischen der Anode 553 und
einer Kathode 554 beschleunigt. In diesem Zustand existiert
in einer Kammer 550 ein Entladungsplasma, und es ist ein
Plasmagitter vorhanden, wobei eine Ausgabe nach außen durch
den Entnahmebereich 571 und den Strahlplasmabereich 591 erfolgt.
Im Ergebnis erreicht das Plasma das Substrat 111 in Form eines
geerdeten Ziels, auf dem die Orientierungsschicht 150 abgeschieden
ist. Das Substrat 111 kann abhängig von der Bestrahlungsrichtung
des Ionenstrahls 580 variabel positioniert werden, um die
Orientierungsschicht zu kontrollieren, damit es möglich ist,
den Vorkippwinkel durch Kontrollieren des Bestrahlungswinkels und
der Bestrahlungszeit des Ionenstrahls und dessen Energiedichte zu
kontrollieren. Im Allgemeinen werden Argonionen für den Ionenstrahlprozess
verwendet. Statt einer Bestrahlung mit einem Ionenstrahl kann auch
eine Bestrahlung mit Licht ausgeführt werden.
-
Die
Orientierungsschicht kann aus Polyimid, Polyamsäure (PAA), Polyvinylcinnamat,
Polyazobenzol, Polyethylenimin, Polyvinylalkohol, Polyamid, Polyethylen,
Polystyrol, Polyphenylenphthalamid, Polyester, Polyurethan oder
Polymethylmethacrylat hergestellt werden. Auch ist es möglich, teilweise
polarisiertes Licht, linear polarisiertes Licht oder unpolarisiertes
Licht zu verwenden. Ferner kann das Licht mit einer Wellenlänge zwischen
200 nm und 450 nm und einer Energie zwischen ungefähr 0,1 J
und 10 J eingestrahlt werden. Licht mit einer Energie zwischen 0,1
J und 5 J wird dazu verwendet, Beschädigungen der ersten Orientierungsschicht 150 zu
minimieren. Auch wird das Licht schräg in Bezug auf das Substrat oder
im Wesentlichen rechtwinklig zu diesem eingestrahlt.
-
Nun
wird eine Licht-Bestrahlungsvorrichtung kurz beschrieben. Wie es
in der 11 dargestellt ist, ist die
Licht-Bestrahlungsvorrichtung
einer Lampe 201, einem Lampengehäuse 202, einem ersten
Planspiegel 203, einer Konvexlinse 304, einem
Polarisationssystem 205, einer Fliegenaugenlinse 206,
einem zweiten Planspiegel 207, einem UV-Beleuchtungsmesser 211,
einem gekrümmten
Spiegel 208 und einem dritten Planspiegel 209 versehen.
Die Lampe 201 emittiert UV-Strahlung in einer Richtung, und
der erste Planspiegel 203 reflektiert diese. Dann konzentriert
die Konvexlinse 204 die vom ersten Planspiegel 203 reflektierte
UV-Strahlung, und das Polarisationssystem 205 polarisiert
das auf der Konvexlinse 304 konzentrierte Licht teilweise
oder linear, und die Fliegenaugenlinse 206 zerteilt den
Fokus der polarisierten Strahlen.
-
Danach
reflektiert der zweite Planspiegel 207 die von der Fliegenaugenlinse 206 übertragene Strahlung,
und der UV-Beleuchtungsmesser 211, der am zweiten Planspiegel 207 vorhanden
ist, erfasst die Leuchtstärke
der Strahlung. Auch sind der gekrümmte Spiegel 208 und
der dritte Planspiegel 209 vorhanden, um die Strahlung
zur Orientierungsschicht zu übertragen.
Bei diesem Aufbau kann das Polarisationssystem 205 verwendet
aber auch weggelassen werden. Das heißt, dass es im Fall des Einstrahlens
von UV-Strahlung möglich
ist, unpolarisiertes Licht einzustrahlen.
-
Wenn
teilweise polarisiertes Licht eingestrahlt werden soll, wird das
Polarisationssystem 205 mittels Quarzsubstraten aufgebaut,
wobei die geeignete Polarisationsstärke durch Steuern der Anzahl der
Quarzsubstrate erzielt wird. So ist es möglich, für ein großes Substrat Licht auf einfache
Weise auf dasselbe aufzustrahlen. Auch ist es, wenn unpolarisiertes
Licht verwendet wird, nicht erforderlich, das Polarisationssystem 205 anzubringen.
Wenn dagegen linear polarisiertes Licht verwendet wird, ist es möglich, einen
Linearpolaristator zu verwenden. Im Fall des Einstrahlens von Licht
ist es bevorzugt, im Wesentlichen paralleles Licht zu verwenden.
Auch ist es wesentlich, wenn polarisiertes Licht eingestrahlt wird, dasselbe
in derselben Richtung wie der beim Orientierungsrichtungs-Ausrichtprozess
zu polarisieren. Dabei kann die Polarisationsrichtung des polarisierten
Lichts beim Orientierungsrichtungs-Ausrichtprozess im Wesentlichen
orthogonal zur Reiberichtung verlaufen.
-
Anschließend wird,
wie es in der 9E dargestellt ist, auf dem
oberen Substrat 121 eine Schwarzmatrixschicht 123 hergestellt,
um ein Auslecken von Licht in Abschnitten zu verhindern, die den Gateleitungen,
den Datenleitungen und den Dünnschichttransistoren
entsprechen, in denen der Flüssigkristall
nicht gesteuert wird. Die Schwarzmatrixschicht 123 kann
aus einem Metall mit großer
Flexibilität
hergestellt werden, wie Chrom (Cr), Chromoxid (CrOx), oder aus einem
schwarzen Harz. Als Nächstes
kann eine R/G/B-Farbfilterschicht 122 durch ein Elektroabscheidungsverfahren,
ein Pigmentsprühverfahren
oder ein Beschichtungsverfahren hergestellt werden, um verschiedene
Farben zu realisieren. Obwohl es nicht dargestellt ist, kann auf
der gesamten Oberfläche
des oberen Substrats 121 einschließlich der Farbfilterschicht 122 eine Überzugsschicht
hergestellt werden, um die Letztere zu schützen.
-
Als
Nächstes
kann ein Polyimidmaterial mit großer Affinität zum Flüssigkristall und mit Lichtempfindlichkeitseigenschaften
auf der Überzugsschicht hergestellt
werden, um dadurch eine zweite Orientierungsschicht 160 auszubilden.
Die zweite Orientierungsschicht 160 verläuft unter
einer Orientierungsschicht entsprechend einer zweiten Polarisationsrichtung
im Wesentlichen orthogonal zur Orientierungsrichtung der ersten
Orientierungsschicht 150. Ähnlich dem Ausrichtprozess
für die
erste Orientierungsschicht 150 erfolgt derjenige für die zweite
Orientierungsschicht 160 dadurch, dass ein Reibeprozess
und ein Orientierungsrichtungs-Ausrichtprozess (Einstrahlung eines
Ionenstrahls, von Licht oder eines Plasmas) gemeinsam ausgeführt werden.
Anschließend
wird auf dem oberen Substrat 121 oder dem unteren Substrat 111 ein
säulenartiger
Abstandshalter 129 hergestellt, und Flüssigkristall wird in einem
Anzeigegebiet des oberen Substrats 121 oder des unteren
Substrats 111 verteilt. Dann wird am Umfang des oberen
Substrats 121 oder des unteren Substrats 111 ein
Abdichtmittel ohne Injektionsöffnung
hergestellt, und die Substrate werden im Vakuum miteinander verbunden.
Alternativ können
Abstandshalter verstreut werden, nachdem ein Abdichtmittel mit Injektionsöffnung am
Umfang des oberen Substrats 121 oder des unteren Substrats 111 hergestellt
wurde, und dann werden die Substrate mit den dazwischen ausgebildeten Abstandshalter
miteinander verbunden. Danach wird ein Flüssigkristall 130 im Vakuum
zwischen das obere und das untere Substrat 121 und 111 injiziert.
Genauer gesagt, kann die Flüssigkristallschicht
unter Verwendung eines Flüssigkristall-Injektionsverfahrens
oder eines Flüssigkristall-Spendeverfahrens
hergestellt werden. Als Nächstes
werden ein erster und ein zweiter Polarisator 181 und 182 an
den Außenseiten
des oberen bzw. unteren Substrats 121 und 111 angebracht,
um dadurch das IPS-LCD fertigzustellen.
-
Die
Transmissionsachsen, d.h. die Polarisationsachsen des ersten und
des zweiten Polarisators 181 und 182 verlaufen
im Wesentlichen orthogonal zueinander, und jede Transmissionsachse
verläuft
in derselben Richtung wie der eines elektrischen Felds. Wenn keine
Spannung am genannten LCD anliegt, verlaufen die Polarisationsachsen
des ersten und zweiten Polarisators, die am oberen bzw. unteren Substrat
ausgebildet sind, im Wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse
(Hauptachse) der Flüssigkristallmoleküle, wodurch
der Modus vorliegt, bei dem im Normalzustand Schwarz angezeigt wird. Wenn
dagegen eine Spannung an das LCD angelegt wird, werden die Längsachsen
der Flüssigkristallmoleküle verdrillt,
wodurch Licht mit der ersten Polarisationsachse des Polarisators
auf dem unteren Substrat zur zweiten Polarisationsachse des oberen
Substrats gedreht wird, so dass der Modus mit im Normalzustand weißer Anzeige
vorliegt. Es ist möglich,
dadurch zwischen den genannten beiden Modi zu wechseln, dass die
Richtungen der Polarisationsachsen und/oder der Typ des Flüssigkristalls
geändert werden.
Beim Herstellverfahren für
ein LCD gemäß der ersten
Ausführungsform
ist es wirksamer, den Orientierungsrichtungs-Ausrichtprozess (Einstrahlung
eines Ionenstrahls, von Licht oder eines Plasmas) nach dem Reibeprozess
auszuführen.
-
An
Hand der 12A bis 12C wird
nun ein Verfahren zum Her stellen eines LCD gemäß der zweiten Ausführungsform
der Erfindung beschrieben, wobei Gateelektroden 112a, gemeinsame
Elektroden 124, Datenleitungen, Source/Drain-Elektroden 115a/115b sowie
Pixelelektroden 117 so hergestellt werden, wie es in den 9A und 9B dargestellt
ist.
-
Wie
es in der 12A veranschaulicht ist, wird
ein Polyimidharz mit thermischer Beständigkeit und großer Affinität zum Flüssigkristall
auf die gesamte Oberfläche
eines Substrats aufgedruckt und getrocknet, um eine Polyimidschicht
als erste Orientierungsschicht 150 zu bilden. Dann wird
die erste Orientierungsschicht 150 mit einer zylindrischen
Walze 170, auf der ein Nylontuch 171 befestigt
ist, gerieben. Dadurch wird eine Orientierungsrichtung entsprechend
einer ersten Polarisationsrichtung ausgebildet. Es ist möglich, dass
beim Reibeprozess das Tuch 171 auf Grund eines Stufenabschnitts
am Substrat nicht mit der Orientierungsschicht in Kontakt kommt,
so dass diese dort nicht ausgerichtet wird.
-
Demgemäß werden,
wie es in der 12B dargestellt ist unter Verwendung
einer Ionenstrahl-Bestrahlungsvorrichtung 190 ein Ionenstrahl auf
die mit dem Tuch 171 geriebene erste Orientierungsschicht 150 gestrahlt.
Der Ionenstrahl kann auch die gesamte Fläche der ersten Orientierungsschicht 150 oder
durch eine Maske auf Teile derselben gestrahlt werden, wobei die
Maske diejenigen Abschnitte der ersten Orientierungsschicht 150 abdeckt,
die nicht der Stufenüberdeckung
durch die gemeinsamen Elektroden oder die Pixelelektroden entsprechen.
Anstatt eine Ionenstrahl-Bestrahlungsvorrichtung zu verwenden kann,
wie es in der 12C dargestellt ist, eine Licht-Bestrahlungsvorrichtung 200 dazu
verwendet werden, Licht auf die mit dem Tuch 171 geriebene
erste Orientierungsschicht 150 zu strahlen, um dadurch
den Ausrichtprozess abzuschließen.
In diesem Fall kann Licht auf die gesamte Fläche der ersten Orientierungsschicht 150 ge strahlt werden,
oder die Bestrahlung kann durch eine Maske erfolgen, wie sie soeben
beschrieben wurde. Die Bestrahlung mit einem Ionenstrahl oder mit
Licht erfolgt unter denselben Bedingungen, wie sie oben für die erste
Ausführungsform
der Erfindung erläutert
wurden.
-
Wie
es in der 9E dargestellt ist, wird auf dem
oberen Substrat 121 eine zweite Orientierungsschicht 160 hergestellt,
die ein Ausrichtungsmuster mit einer zweiten Polarisationsrichtung
im Wesentlichen orthogonal zur ersten Polarisationsrichtung der ersten
Orientierungsschicht 150 bildet. Wie bei der ersten Orientierungsschicht 150 kann
der Orientierungsrichtungs-Ausrichtprozess (Bestrahlung mit einem
Ionenstrahl, mit Licht oder einem Plasma) nach einem Reibeprozess
ausgeführt
werden, woraufhin die zwei Substrate miteinander verbunden werden und
eine Flüssigkristallschicht
zwischen ihnen ausgebildet wird. Im Fall eines IPS-LCD, bei dem
die gemeinsamen Elektroden 124 und die Pixelelektroden 117 als
Zickzackmuster ausgebildet sind, was sowohl bei der ersten als auch
der zweiten Ausführungsform der
Erfindung möglich
ist, können
der oben genannte Reibeprozess und der Orientierungsrichtungs-Ausrichtprozess
gemeinsam ausgeführt
werden.
-
Die 13A und 13B veranschaulichen IPS-LCDs
mit gemeinsamen Elektroden 124 und Pixelelektroden 117 mit
einem Zickzackmuster, das die genannte gemeinsame Ausführung des
Reibeprozesses und des Orientierungsrichtungs-Ausrichtprozesses
ermöglicht.
Im Fall der Ausführungsform
der 13B verfügt auch die Datenleitung 115 über ein Zickzackmuster.
-
Beim
IPS-LCD gemäß der ersten
und der zweiten Ausführungsform
der Erfindung können
die gemeinsamen Elektroden 124 aus demselben Material wie
die Gateleitungen in derselben Schicht hergestellt werden, und die
Pixelelektroden können aus demselben
Material wie die Source/Drain-Elektroden in derselben Schicht hergestellt
werden. Es ist auch möglich,
den Reibeprozess und den Orientierungsrichtungs-Ausrichtprozess,
wie sie oben genannt sind, bei einem IPS-LCD auszuführen, bei
dem die Pixelelektroden aus einer transparenten, leitenden Schicht
(ITO oder IZO) hergestellt sind und die gemeinsamen Elektroden aus
demselben Material wie die Pixelelektroden in derselben Schicht
ausgebildet sind, wodurch das Öffnungsverhältnis verbessert
ist.
-
Die 14 ist
eine Schnittansicht zum Veranschaulichen eines IPS-LCD, bei dem
Pixelelektroden und gemeinsame Elektroden gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung aus transparenten, leitenden Schichten gebildet sind.
Das heißt,
dass auf einem Substrat eine Gateleitung (nicht dargestellt) mit
einer Gateelektrode 112a hergestellt wird und auf der gesamten
Oberfläche
des Substrats mit den Gateelektroden 112a eine Gateisolierschicht 113 hergestellt
wird. Dann wird auf dieser eine Halbleiterschicht 114 hergestellt.
Auch werden Datenleitungen im Wesentlichen rechtwinklig zu den Gateleitungen
hergestellt. Gleichzeitig werden zu beiden Seiten der Halbleiterschicht 114 Source-
und Drainelektroden 115a und 115b ausgebildet.
Danach wird auf der gesamten Oberfläche des Substrats einschließlich der
Source- und der Drainelektroden 115a und 115b eine
Passivierungsschicht 116 mit einem Kontaktloch in der Drainelektrode 115 hergestellt.
Anschließend
werden gemeinsame Elektroden 124 und Pixelelektroden 117 aus
einer transparenten, leitenden Schicht in Pixelbereichen auf der
Passivierungsschicht 116 hergestellt. Dabei werden die
Pixelelektroden 117 und die gemeinsamen Elektroden 124 im
Wesentlichen parallel zueinander mit einem festen Intervall hergestellt.
Auch wird auf der gesamten Oberfläche des Substrats eine erste
Orientierungsschicht 150 ausgebildet. Wie bei der ersten
oder zweiten Ausführungsform
der Erfindung können
ein Reibeprozess und ein Orientierungsrich tungs-Ausrichtprozess
gemeinsam ausgeführt
werden, um insgesamt einen Ausrichtprozess für die erste Orientierungsschicht
auszuführen.
-
Bei
einem Verfahren zum Herstellen eines IPS-LCD unter Verwendung dreier
Masken werden der Reibeprozess und der Orientierungsrichtungs-Ausrichtprozess
(unter Verwendung der Einstrahlung z. B. eines Ionenstrahls, von
Licht oder eines Plasmas) gemeinsam ausgeführt, da in einem Kontaktabschnitt
zwischen Pixelelektroden und Drainelektroden von Dünnschichttransistoren
Stufenabschnitte vorhanden sind, wodurch eine fehlerhafte Ausrichtung
verhindert wird. Eine solche Ausführungsform wird nun detailliert
unter Bezugnahme auf die 15A bis 15I beschrieben, die Schnittansichten entlang
einer Linie II-II' in
der 8 zum Veranschaulichen eines Herstellprozesses
für ein
LCD gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung unter Verwendung dreier Masken sind.
-
Wie
es in der 15A dargestellt ist, wird auf
einem unteren Substrat 111 eine Schicht mit niedrigem spezifischem
Widerstand hergestellt, um Signalverzögerungen zu vermeiden. Diese
Metallschicht wird unter Verwendung von Fotolithografie strukturiert,
um Gateleitungen und von diesem abzweigende Gateelektroden 112a für Dünnschichttransistoren herzustellen.
Die Metallschicht mit niedrigem Widerstand kann aus Kupfer (Cu),
Aluminium (Al), Aluminiumneodym (AlNd), Molybdän (Mo), Chrom (Cr), Titan (Ti),
Tantal (Ta) oder Molybdänwolfram
(MoW) hergestellt werden. Wenn die Gateleitungen und die Gateelektroden 112a hergestellt
werden, werden gleichzeitige gemeinsame Leitungen mit jeweils einer
Anzahl gemeinsamer Elektroden hergestellt. Die gemeinsame Leitung
verläuft
im Wesentlichen parallel zur Gateleitung, und die mehreren gemeinsamen Elektroden
zweigen von ihr ab. Dann wird auf der gesamten Oberfläche des
unteren Substrats 111 mit den Gateelektroden 112a durch
PECVD (plasmaunterstützte
chemische Dampfabscheidung) eine anorganische Isolierschicht aus
Siliciumnitrid (SiNx) oder Siliciumoxid
(SiOx) hergestellt um eine Gateisolierschicht 113 zu
bilden. Danach werden eine Schicht 135 aus amorphem Silicium
und eine Metallschicht 136 aus z. B. Cr, Cu, Al, Mo, Ti,
Ta, MoW oder AlNd sequenziell auf der Gateisolierschicht 113 abgeschieden
und auf der Letzteren wird ein Fotoresist 137 ausgebildet.
Zusätzlich
kann eine Schicht für ohmschen
Kontakt gemäß einem
Verfahren strukturiert werden, bei dem Fremdstoffionen zwischen
der Schicht 135 aus amorphem Silicium und der Metallschicht 136 implantiert
werden.
-
Gemäß der 15B wird der Fotoresist 137 durch einen
Belichtungs- und Entwicklungsprozess unter Verwendung einer Halbtonmaske
strukturiert. Das heißt,
dass der Fotoresist 137 auf einem Kanalbereich des Dünnschichttransistors,
Source- und Drainbereichen sowie Datenleitungen verbleibt, wohingegen
restliche Teile des Fotoresists 137 entfernt werden. Ein
Teil des Fotoresists 137 über dem Kanalbereich des Dünnschichttransistors
ist dünner
als andere Abschnitte desselben.
-
Wie
es in der 15C dargestellt ist, werden die
freigelegte Metallschicht 136 und die Schicht 135 aus
amorphem Silicium unter Verwendung des Fotoresists 137 als
Maske selektiv entfernt, um dadurch die Datenleitungen 117 und
eine Halbleiterschicht 114 herzustellen, wobei die Datenleitungen
115 im Wesentlichen rechtwinklig zu den Gateleitungen verlaufen,
um Pixelbereiche zu bilden. Der dem Kanalbereich des Dünnschichttransistors
entsprechende Fotoresist 137 wird durch Veraschen entfernt.
Dann wird die dem Kanalbereich des Dünnschichttransistors entsprechende
Metallschicht 136 unter Verwendung des Fotoresists 137 als
Maske selektiv entfernt, wodurch Source- und Drainelektroden 115a und 114b zu
den beiden Seiten der Halbleiterschicht 114 gebildet werden.
-
Wie
es in der 15D dargestellt ist, wird auf
der gesamten Oberfläche
des unteren Substrats 111 einschließlich der Datenleitungen 115 eine
Siliciumnitridschicht oder eine organische Isolierschicht aus z.
B. BCB hergestellt, um eine Passivierungsschicht 116 zu
bilden. Dann wird auf der Passivierungsschicht 116 ein
Fotoresist 138 hergestellt.
-
Gemäß der 15E wird der Fotoresist 138 durch einen
Belichtungs- und Entwicklungsprozess strukturiert, und die Passivierungsschicht 116 wird selektiv
unter Verwendung des Fotoresists 138 als Maske entfernt,
um ein Kontaktloch in der Drainelektrode 115b auszubilden.
Als Nächstes
wird die Passivierungsschicht 116 im Pixelbereich entfernt.
-
Gemäß der 15F wird auf der gesamten Oberfläche des
unteren Substrats 111 mit dem Fotoresist 138 eine
transparente, leitende Schicht 139 hergestellt.
-
Dann
wird, wie es in der 15G dargestellt ist, der Fotoresist 138 unter
Verwendung eines Abhebeverfahrens entfernt, und gleichzeitig wird
die transparente, leitende Schicht 139 auf dem Fotoresist 138 entfernt,
wodurch im Pixelbereich eine mit der Drainelektrode 115b verbundene
Pixelelektrode 117 ausgebildet wird. Die Pixelelektrode 117 verläuft im Wesentlichen
parallel zur Datenleitung 115, und sie ist zwischen den
gemeinsamen Elektroden ausgebildet. Genauer gesagt, kann eine Vielzahl
von Pixelelektroden 117 mit einem Abwechslungsmuster mit
den gemeinsamen hergestellt werden. Statt der transparenten, leitenden
Schicht 139 kann eine Metallschicht abgeschieden und gemäß dem Abhebeverfahren entfernt
werden, um die Pixelelektroden 117 herzustellen. Darauf
wird ein Polyimidharz mit großer
Affinität
zum Flüssigkristall
auf das gesamte Substrat aufgedruckt und ge trocknet, um ein Imid
zu bilden, das eine erste Orientierungsschicht 150 bildet.
-
Gemäß der 15H wird die erste Orientierungsschicht 150 mit
einer zylindrischen Walze 170 gerieben, auf der ein Tuch 171 aus
Rayon oder Nylon befestigt ist.
-
Wie
es in der 15I dargestellt ist, wird auf die
mit Tuch 171 geriebene erste Orientierungsschicht 150 ein
Ionenstrahl oder Licht unter Verwendung einer Ionenstrahl-Bestrahlungsvorrichtung 190 bzw.
einer Licht-Bestrahlungsvorrichtung 200 gestrahlt, um eine
Ausrichtung entlang einer Orientierungsrichtung zu erzielen. Der
Ionenstrahl oder das Licht kann auf die gesamte Oberfläche der
ersten Orientierungsrichtung 150 oder durch eine Maske hindurch
auf diese gestrahlt werden, wobei die Maske so ausgebildet ist,
dass sie Abschnitte der ersten Orientierungsrichtung 150 mit
Ausnahme eines Stufenabschnitts in einem Kontaktabschnitt zwischen der
Pixelelektrode und der Drainelektrode eines Dünnschichttransistors ausblendet.
Der Ionenstrahl oder das Licht wird in der Reiberichtung eingestrahlt.
-
Wie
es bei der ersten Ausführungsform
der Erfindung erläutert
wurde, kann eine Plasmabestrahlung erfolgen. Im Fall des Bestrahlens
mit Licht wird zunächst
die Orientierungsschicht hergestellt, und dann wird teilweise polarisiertes
Licht, linear polarisiertes Licht oder unpolarisiertes Licht unter
denselben Bedingungen wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung eingestrahlt.
In diesem Fall kann der Reibeprozess nach dem Einstrahlen des Ionenstrahls,
von Licht oder eines Plasmas ausgeführt werden. Bei der dritten
Ausführungsform
der Erfindung wird der Ionenstrahl oder das Licht unter denselben
Bedingungen wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung eingestrahlt.
Demgemäß ist es
bei einem IPS-LCD unter Verwendung dreier Masken, wie es bei der dritten
Ausführungsform
der Erfindung beschrieben wurde, möglich, Lichtlecks zu verhindern,
zu denen es durch eine Ungleichmäßigkeit
der Orientierungsrichtung des Flüssigkristalls
wegen fehlerhaftem Reiben kommt, und es können Lichtlecks in Stufenabschnitten
der Kontaktabschnitte zwischen Pixelelektroden und Drainelektroden
vermieden werden, wodurch ein hohes Kontrastverhältnis erzielt wird.
-
Ein
Orientierungsrichtungs-Ausrichtprozess kann zusätzlich auch bei verschiedenen
anderen LCD-Typen, bei denen ein Reibeprozess ausgeführt wird,
angewandt werden, z. B. für
den TN(verdrillt-nematisch)-Modus, den OCB(optisch gesteuerte Doppelbrechung)-Modus,
den VA(vertikale Ausrichtung)-Modus, den COT(Farbfilter auf einem
TFT-Array)-Modus und dem TOC(TFT auf einem Farbfilter)-Modus, neben
dem beschriebenen IPS-Modus, um das Problem eines fehlerhaften Reibeprozesses zu
lösen.
Verfahren zum Herstellen von LCDs gemäß dem TN-Modus, transflektiver LCDs sowie solcher gemäß dem VA-Modus
werden nun beschrieben.
-
Die 16A bis 16D sind
Schnittansichten zum Veranschaulichen eines Herstellprozesses für ein TN-LCD
gemäß der vierten
Ausführungsform
der Erfindung.
-
Wie
es in der 16A dargestellt ist, wird eine
Metallschicht mit niedrigem spezifischem Widerstand auf einem unteren
Substrat 111 hergestellt und unter Verwendung von Fotolithografie
strukturiert, um Gateleitungen (nicht dargestellt) und eine jeweilige Gateelektrode 112a von
Dünnschichttransistoren herzustellen,
wobei die Gateelektroden 112a von einer jeweiligen Gateleitung
abzweigen. Die Metallschicht mit niedrigem Widerstand kann aus Kupfer (Cu),
Aluminium (Al), Aluminiumneodym (AlNd), Molybdän (Mo), Chrom (Cr), Titan (Ti),
Tantal (Ta) oder Molybdänwolfram
(MoW) hergestellt werden. Anschließend wird auf der gesamten
Ober fläche
des unteren Substrats 111 einschließlich der Gateelektroden 112a durch
PECVD (plasmaunterstützte
chemische Dampfabscheidung) eine anorganische Isolierschicht aus
Siliciumnitrid (SiNx) oder Siliciumoxid
(SiOx) hergestellt, um eine Gateisolierschicht 113 zu
bilden. Dann wird eine Schicht aus amorphem Silicium auf der Gateisolierschicht 113 hergestellt
und selektiv entfernt, wodurch auf der Gateisolierschicht 113 über den
Gateelektroden 112a eine inselförmige Halbleiterschicht 114 gebildet
wird. Außerdem
kann eine Schicht für
ohmschen Kontakt durch ein Verfahren strukturiert werden, bei dem
Fremdstoffionen in die Schicht aus amorphem Silicium implantiert
werden. Als Nächstes
wird eine Metallschicht aus Cr, Cu, Al, Mo, Ti, Ta, MoW oder AlNd
auf der gesamten Oberfläche
der Gateisolierschicht 113 hergestellt und unter Verwendung
von Fotolithografie strukturiert, um gleichzeitig Datenleitungen 115 und
Source/Drain-Elektroden 115a/115b herzustellen.
Die Datenleitungen 115 werden im Wesentlichen rechtwinklig
zu den Gateleitungen hergestellt, wodurch Pixelbereiche gebildet
werden, und die Source/Drain-Elektroden 115a/115b werden
zu beiden Seiten der Halbleiterschicht 114 ausgebildet.
Danach wird auf der gesamten Oberfläche des unteren Substrats 111 einschließlich der
Datenleitungen 115 eine Passivierungsschicht 116 hergestellt.
-
Gemäß der 16B wird ein Teil der Passivierungsschicht 116,
der den Drainelektroden 115b entspricht, entfernt, um Kontaktlöcher auszubilden. Dann
wird auf der gesamten Oberfläche
des unteren Substrats 111 eine transparente, leitende Schicht hergestellt,
die durch die Kontaktlöcher
hindurch mit den Drainelektroden 115b elektrisch verbunden
ist. Auch wird die transparente, leitende Schicht selektiv entfernt,
wobei die verbliebenen Teile auf den Pixelabschnitten Pixelelektroden 117 bilden.
Danach wird ein Polyimidharz mit thermischer Beständigkeit
und großer
Affinität
zum Flüssig kristall
auf die gesamte Oberfläche
des unteren Substrats 111 mit den Pixelelektroden 117 gedruckt.
Anschließend
wird das aufgedruckte Polyimidharz getrocknet und als Imid ausgebildet,
wodurch eine erste Orientierungsschicht 150 hergestellt
ist.
-
Wie
es in der 16C dargestellt ist, wird die erste
Orientierungsschicht 150 mit einer zylindrischen Walze 170 gerieben,
auf der ein Tuch 171 aus Rayon oder Nylon befestigt ist,
um in ihr eine erste Polarisationsrichtung auszubilden.
-
Gemäß der 16D wird die Orientierungsrichtung der ersten
Orientierungsschicht 150 unter Verwendung einer Ionenstrahl-Bestrahlungsvorrichtung 190 oder
einer Licht-Bestrahlungsvorrichtung 200 ausgerichtet. Der
Ionenstrahl kann auf die gesamte Oberfläche der ersten Orientierungsschicht 150 gestrahlt
werden, oder er kann durch eine Maske hindurch auf sie gestrahlt
werden, die alle Abschnitte der ersten Orientierungsschicht 150 mit
Ausnahme von Stufenabschnitten in Kreuzungsabschnitten zwischen
den Gateleitungen und den Datenleitungen sowie Stufenüberdeckungen
der Dünnschichttransistoren
ausblendet. Dabei wird der Ionenstrahl oder das Licht in der Reiberichtung
eingestrahlt.
-
Wie
es bei der ersten Ausführungsform
der Erfindung erläutert
wurde, kann eine Bestrahlung mit einem Plasma ausgeführt werden.
Im Fall des Bestrahlens mit Licht wird die Orientierungsschicht
abgeschieden, und dann wird teilweise polarisiertes Licht, linear
polarisiertes Licht oder unpolarisiertes Licht unter denselben Bedingungen
wie bei der ersten Ausführungsform
der Erfindung eingestrahlt. In diesem Fall kann der Reibeprozess
nach der Einstrahlung des Ionenstrahls, von Licht oder eines Plasmas
ausgeführt
werden. Bei der vierten Ausführungsform
der Erfindung wird der Ionen strahl oder das Licht unter denselben
Bedingungen wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung eingestrahlt. Danach
wird derselbe Prozess wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung ausgeführt. Demgemäß ist es
im Fall auch eines TN-LCD möglich,
ein Auslecken von Licht zu verhindern, zu dem es durch eine Ungleichmäßigkeit
der Flüssigkristallausrichtung
durch fehlerhaftes Reiben kommt, sowie ein Lichtauslecken in einem
Stufenabschnitt an einem Überkreuzungsabschnitt
zwischen Gateleitungen und Datenleitungen sowie einer Stufenüberdeckung am
Dünnschichttransistor,
wodurch ein hohes Kontrastverhältnis
erzielt wird.
-
Auch
ist es, was jedoch nicht dargestellt ist, möglich, den Herstellprozess
gemäß der vierten
Ausführungsform
der Erfindung bei einem LCD gemäß dem TOC-Modus
nach dem TN-Modus mit Herstellung einer Farbfilterschicht auf dem
Substrat auszuführen,
sowie beim COT-Modus mit Herstellung einer Pixelelektrode nach dem
Herstellen einer Farbfilterschicht auf der Passivierungsschicht.
In diesem Fall ist es möglich,
beim gemäß dem TOC-
oder dem COT-Modus arbeitenden LCD zusätzlich eine Überzugsschicht
auf der Farbfilterschicht herzustellen.
-
Die 17A bis 17E sind
Schnittansichten zum Veranschaulichen des Herstellprozesses für ein transflektives
LCD gemäß einer
fünften Ausführungsform
der Erfindung, bei dem ein Pixelbereich als transmissiver und reflektiver
Teil ausgebildet ist.
-
Wie
es in der 17A dargestellt ist, wird auf
einem Substrat 111 eine Metallschicht mit niedrigem spezifischem
Widerstand hergestellt und durch Fotolithografie strukturiert, um
Gateleitungen (nicht dargestellt) und Gateelektroden 112a von
Dünnschichttransistoren
herzustellen, wobei die Gateelektroden 112a von den Gateleitungen
abzweigen. Die Metall schicht niedrigen Widerstands wird aus Kupfer (Cu),
Aluminium (Al), Aluminiumneodym (AlNd), Molybdän (Mo), Chrom (Cr), Titan (Ti),
Tantal (Ta) oder Molybdänwolfram
(MoW) hergestellt. Anschließend wird
auf der gesamten Oberfläche
des unteren Substrats 111 einschließlich der Gateelektroden 112a durch
PEVD (plasmaunterstützte
chemische Dampfabscheidung) eine anorganische Isolierschicht aus Siliciumnitrid
(SiNx) oder Siliciumoxid (SiOx)
hergestellt, um dadurch eine Gateisolierschicht 113 zu
bilden. Dann wird auf dieser eine Schicht aus amorphem Silicium
hergestellt, die selektiv entfernt wird, um auf der Gateisolierschicht 113 über den
Gateelektroden 112a eine inselförmige Halbleiterschicht 114 auszubilden.
Außerdem
kann eine Schicht für
ohmschen Kontakt durch ein Verfahren strukturiert werden, bei dem
Fremdstoffionen in die Schicht aus amorphem Silicium implantiert
werden. Als Nächstes wird
auf der gesamten Oberfläche
der Gateisolierschicht 113 eine Metallschicht aus Cr, Cu,
Al, Mo, Ti, Ta, MoW oder AlNd hergestellt und unter Verwendung von
Fotolithografie strukturiert, um gleichzeitig Datenleitungen 115 und
Source/Drain-Elektroden 115a/115b auszubilden.
Die Datenleitungen 115 verlaufen im Wesentlichen rechtwinklig
zu en Gateleitungen, um Pixelbereiche auszubilden, und die Source/Drain-Elektroden 115a/115b werden
zu beiden Seiten der Halbleiterschicht 114 ausgebildet.
Danach wird auf der gesamten Oberfläche des Substrats einschließlich der
Datenleitungen 115 eine Passivierungsschicht 116 hergestellt.
-
Gemäß der 17B wird ein Teil der Passivierungsschicht 116,
der den Drainelektroden 115b entspricht, entfernt, um Kontaktlöcher auszubilden. Gleichzeitig
wird die Passivierungsschicht 116 im transmissiven Teil
selektiv entfernt. Dann wird eine Metallschicht durch die Kontaktlöcher hindurch
mit den Drainelektroden 115b verbunden, und sie wird so strukturiert,
dass sie auf dem reflektiven Teil des Pixelbereichs verbleibt, wodurch
dort eine reflektierende Elektrode 117a gebildet ist. Auch
wird auf der gesamten Oberfläche
des Substrats eine Isolierschicht 119 hergestellt.
-
Wie
es in der 17C dargestellt ist, wird ein Teil
der Isolierschicht 119 entfernt, um Kontaktlöcher zu
den reflektierenden Elektroden 117a auszubilden. Dann wird
auf der Isolierschicht 119 eine transparente, leitende
Schicht hergestellt, die durch die Kontaktlöcher hindurch mit der reflektierenden
Elektrode 117a verbunden ist. Danach wird die transparente, leitende
Schicht selektiv so entfernt, dass sie auf dem transmissiven Teil
des Pixelbereichs verbleibt, wodurch eine transparente Elektrode 117 hergestellt
ist. Danach wird ein Polyimidharz mit thermischer Beständigkeit
und Affinität
zum Flüssigkristall
auf das Substrat aufgedruckt und getrocknet, um als Polyimid ausgebildet
zu werden, wodurch eine erste Orientierungsschicht 150 hergestellt
ist.
-
Wie
es in der 17D dargestellt ist, wird die erste
Orientierungsschicht 150 mit einer zylindrischen Walze 170 gerieben,
auf der ein Tuch 171 aus Rayon oder Nylon befestigt ist,
um eine Orientierungsrichtung entsprechend einer ersten Polarisationsrichtung
auszubilden.
-
Gemäß der 17E wird die erste Orientierungsschicht 150,
die mit dem Tuch gerieben wurde, unter Verwendung einer Ionenstrahl-Bestrahlungsvorrichtung 190 oder
einer Licht-Bestrahlungsvorrichtung 200 ausgerichtet. Der
Ionenstrahl kann auf die gesamte Oberfläche der ersten Orientierungsschicht 150 oder
durch eine Maske hindurch auf diese gestrahlt werden, wobei die
Maske alle Abschnitte der ersten Orientierungsschicht 150 mit
Ausnahme eines Stufenabschnitts zwischen dem reflektiven und dem
transmissiven Teil ausblendet. Der Ionenstrahl oder das Licht wird
in der Reiberichtung eingestrahlt.
-
Wie
es bei der ersten Ausführungsform
der Erfindung erläutert
wurde, kann auch eine Bestrahlung mit einem Plasma erfolgen. Im
Fall des Bestrahlens mit Licht wird die Orientierungsschicht abgeschieden,
und es wird teilweise polarisiertes Licht, linear polarisiertes
Licht oder unpolarisiertes Licht unter denselben Bedingungen wie
bei der ersten Ausführungsform
der Erfindung eingestrahlt. In diesem Fall kann der Reibeprozess
ausgeführt
werden, nachdem die Bestrahlung mit dem Ionenstrahl, Licht oder
einem Plasma erfolgte. Bei der fünften
Ausführungform
der Erfindung wird der Ionenstrahl oder das Licht unter denselben
Bedingungen wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung eingestrahlt.
Danach wird derselbe Folgeprozess wie der bei der ersten Ausführungsform
der Erfindung gestartet. Demgemäß ist es
im Fall eines transflektiven LCD möglich, Lichtlecks zu verhindern,
wie sie durch eine Ungleichmäßigkeit
der Flüssigkristallorientierung
durch einen fehlerhaften Reibeprozess oder durch Stufenabschnitte
zwischen reflektiven und transmissiven Teilen erzeugt werden, wodurch
ein hohes Kontrastverhältnis
erzielt wird.
-
Die 18A bis 18D sind
Schnittansichten zum Veranschaulichen eines Herstellprozesses für ein VA-LCD
gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der Erfindung.
-
Wie
es in der 18A dargestellt ist, wird auf
einem Substrat 111 eine Metallschicht mit niedrigem spezifischem
Widerstand hergestellt und durch Fotolithografie strukturiert, um
Gateleitungen (nicht dargestellt) und Gateelektroden 112a von
Dünnschichttransistoren
herzustellen, wobei die Gateelektroden 112a von den Gateleitungen
abzweigen. Die Metallschicht niedrigen Widerstands wird aus Kupfer (Cu),
Aluminium (Al), Aluminiumneodym (AlNd), Molybdän (Mo), Chrom (Cr), Titan (Ti),
Tantal (Ta) oder Molybdänwolfram
(MoW) hergestellt. Anschließend wird
auf der gesamten Oberfläche
des unteren Substrats 111 einschließlich der Gateelektroden 112a durch
PEVD (plasmaunterstützte
chemische Dampfabscheidung) eine anorganische Isolierschicht aus Siliciumnitrid
(SiNx) oder Siliciumoxid (SiOx)
hergestellt, um dadurch eine Gateisolierschicht 113 zu
bilden. Dann wird auf dieser eine Schicht aus amorphem Silicium
hergestellt, die selektiv entfernt wird, um auf der Gateisolierschicht 113 über den
Gateelektroden 112a eine inselförmige Halbleiterschicht 114 auszubilden.
Außerdem
kann eine Schicht für
ohmschen Kontakt durch ein Verfahren strukturiert werden, bei dem
Fremdstoffionen in die Schicht aus amorphem Silicium implantiert
werden. Als Nächstes wird
auf der gesamten Oberfläche
der Gateisolierschicht 113 eine Metallschicht aus Cr, Cu,
Al, Mo, Ti, Ta, MoW oder AlNd hergestellt und unter Verwendung von
Fotolithografie strukturiert, um gleichzeitig Datenleitungen 115 und
Source/Drain-Elektroden 115a/115b auszubilden.
Die Datenleitungen 115 verlaufen im Wesentlichen rechtwinklig
zu en Gateleitungen, um Pixelbereiche auszubilden, und die Source/Drain-Elektroden 115a/115b werden
zu beiden Seiten der Halbleiterschicht 114 ausgebildet.
Danach wird auf der gesamten Oberfläche des Substrats einschließlich der
Datenleitungen 115 eine Passivierungsschicht 116 hergestellt.
-
Gemäß der 18A wird ein Teil der Passivierungsschicht 116,
der den Drainelektroden 115b entspricht, entfernt, um Kontaktlöcher auszubilden. Auch
wird auf der gesamten Oberfläche
des Substrats eine transparente, leitende Schicht hergestellt, die
durch die Kontaktlöcher
hindurch elektrisch mit den Drainelektroden 115b verbunden
ist. Dann wird die transparente, leitende Schicht selektiv so entfernt,
dass sie auf den Pixelbereichen verbleibt, wodurch Pixelelektroden 117 gebildet
werden. Gleichzeitig wird bei einem Verfahren zum Entfernen eines vorbestimmten
Teils der Pixelelek troden ein jeweiliger Schlitz 118 ausgebildet.
Auch kann in derselben Schicht wie der Passivierungsschicht 116 ein
dielektrischer Rahmen aus einem organischen Isoliermaterial ausgebildet
werden. Alternativ kann der dielektrische Rahmen auf dem gegenüberstehenden
Substrat auf einer gemeinsamen Elektrode hergestellt werden oder
der Schlitz kann in einem vorbestimmten Teil einer gemeinsamen Elektrode
auf dem Gegensubstrat hergestellt werden. Danach wird auf der gesamten
Oberfläche
des Substrats mit den Pixelelektroden 117 ein Polyimidharz
mit Wärmebeständigkeit und
großer
Affinität
zum Flüssigkristall
hergestellt und getrocknet, um als Imid ausgebildet zu werden, um
eine erste Orientierungsschicht 150 zu erhalten.
-
Gemäß der 18C wird die erste Datenleitung 150 mit
einer zylindrischen Walze 170 gerieben, auf der ein Tuch 171 aus
Rayon oder Nylon befestigt ist. Die erste Datenleitung 150 wird
so gerieben, dass sie eine erste Polarisationsrichtung aufweist.
-
Wie
es in der 18D dargestellt ist, wird auf
die mit dem Tuch 171 geriebene erste Orientierungsschicht 150 ein
Ionenstrahl oder Licht unter Verwendung einer Ionenstrahl-Bestrahlungsvorrichtung 190 bzw.
einer Licht-Bestrahlungsvorrichtung 200 gestrahlt, um die
Orientierungsrichtung auszurichten. Dabei kann der Ionenstrahl oder
das Licht auf die gesamte Oberfläche
der ersten Orientierungsschicht 150 oder mittels einer
Maske auf einen Teil derselben gestrahlt werden, wobei die Maske
alle Abschnitte der ersten Orientierungsschicht 150 mit
Ausnahme von Stufenabschnitten an Kreuzungsabschnitten zwischen
Gateleitungen und Datenleitungen, Stufenabschnitten an Dünnschichttransistoren
sowie Stufenabschnitte der Schlitze 118 ausblendet. Der
Ionenstrahl oder das Licht wird in der Reiberichtung eingestrahlt.
-
Wie
es bei der ersten Ausführungform
der Erfindung erläutert
wurde, kann eine Bestrahlung mit einem Plasma erfolgen. Im Fall
des Bestrahlens mit Licht wird die Orientierungsschicht abgeschieden, und
teilweise polarisiertes Licht, linear polarisiertes Licht oder unpolarisiertes
Licht wird unter denselben Bedingungen wie bei der ersten Ausführungsform der
Erfindung eingestrahlt. In diesem Fall kann der Reibeprozess nach
der Bestrahlung mit einem Ionenstrahl, Licht oder einem Plasma ausgeführt werden. Bei
der sechsten Ausführungsform
der Erfindung wird der Ionenstrahl oder das Licht unter denselben Bedingungen
wie bei der ersten Ausführungsform der
Erfindung eingestrahlt. Die restlichen Prozesse sind dieselben wie
bei der ersten Ausführungsform der
Erfindung. Jedoch kann eine Projektion auf die gemeinsame Elektrode
erfolgen.
-
Demgemäß ist es,
im Fall eines VA-LCD gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung, möglich, Lichtlecks
zu vermeiden, die durch Ungleichmäßigkeiten der Flüssigkristallorientierung
durch fehlerhaftes Reiben, an Stufenabschnitten in den Überkreuzungsabschnitten
zwischen Gateleitungen und Datenleitungen sowie Stufenabschnitten
an den Dünnschichttransistoren
und den Schlitzen erzeugt werden, wodurch ein hohes Kontrastverhältnis erzielt wird.
-
Gemäß der in
der 19 dargestellten Fotografie einer Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen LCD,
bei dem der genannten zusätzliche
Orientierungsrichtungs-Ausrichtprozess erzeugt wurde, entstehen
an diesem keine Lichtlecks.
-
Wie
oben angegeben, verfügen
ein erfindungsgemäßes LCD
und ein Verfahren zu dessen Herstellung über die folgenden Vorteile.
-
Beim
Verfahren zum Herstellen eines LCD gemäß der Erf indung wird ein Orientierungsrichtungs-Ausrichtprozess
gemeinsam mit einem Reibeprozess ausgeführt. Dadurch ist es möglich, auf
dem gesamten Substrat eine gleichmäßige Orientierungsrichtung
zu erzielen, da ein fehlerhafter Reibeprozess z. B. durch Ungleichmäßigkeiten
eines Reibetuchs korrigiert wird. Durch die gleichmäßige Orientierungsrichtung
wird der Flüssigkristall
besser kontrolliert, und es werden durch fehlerhaftes Reiben erzeugte
Lichtlecks verhindert.
-
Außerdem ist
es möglich,
in Stufenabschnitten unter Verwendung der Einstrahlung eines Ionenstrahls,
von Licht oder eines Plasmas eine gleichmäßige Orientierungsrichtung
zu erzielen, obwohl in solchen Stufenabschnitten eine Reibewalze
während
eines Reibeprozesses unter Umständen
nicht in Kontakt mit einer Orientierungsschicht gelangt. Durch Ausführen des
Orientierungsrichtungs-Ausrichtprozesses zumindest in den Stufenabschnitten
der Orientierungsschicht werden Flüssigkristallmoleküle zuverlässig kontrolliert,
um Lichtlecks in den Stufenabschnitten zu verhindern. Dadurch ist
es möglich,
den Schwarzpegel zu senken und LCDs mit höherem Kontrastverhältnis zu
erhalten, so dass die Qualität angezeigter
Bilder verbessert ist.
-
Zu
einer fehlerhaften Orientierung kann es während eines Reibeprozesses
auch an Stufenabschnitten dort, wo ein säulenartiger Abstandshalter vorhanden
ist, kommen. Wenn der Abschnitt mit fehlerhafter Orientierung nicht
durch eine Schwarzmatrixschicht abgedeckt ist, leckt dort Licht
aus. Selbst wenn aber ein Stufenabschnitt an einem säulenartigen
Abstandshalter entsteht, ist es möglich, einen fehlerhaften Reibeprozess
an dieser Stelle zu vermeiden und ein Lichtleck zu vermeiden, da
gemäß der Erfindung
zusätzlich
zum Reibeprozess noch ein Orientierungsrichtungs-Ausrichtprozess
ausgeführt wird.