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Dokumentenidentifikation DE102006023138B4 28.04.2011
Titel LCD und Verfahren zu dessen Herstellung
Anmelder LG Display Co., Ltd., Seoul, KR
Erfinder Koo, Kyo-Yong, Gumi, Gyeongsangbuk, KR;
Kim, Min-Joo, Seoul, KR;
Kim, Bong-Chul, Daegu, KR;
Kim, Jeong-Hyun, Gunpo, Kyonggi, KR;
Seo, Hyeon-Jin, Gumi, Gyeongsangbuk, KR;
Shin, Se-Jong, Daegu, KR;
Lee, Myoung-Ho, Anyang, Kyonggi, KR;
Lee, Seung-Hyun, Seoul, KR
Vertreter TER MEER STEINMEISTER & Partner GbR Patentanwälte, 81679 München
DE-Anmeldedatum 17.05.2006
DE-Aktenzeichen 102006023138
Offenlegungstag 23.11.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 28.04.2011
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.04.2011
IPC-Hauptklasse G02F 1/1339  (2006.01)  A,  F,  I,  20060517,  B,  H,  DE

Beschreibung[de]

Als verschiedene Arten mobiler elektronischer Geräte werden zunehmend Mobiltelefone, PDAs und Mikrocomputer entwickelt, und einhergehend damit steigt auch die Nachfrage nach Anzeigedisplays, die leicht, flach und klein sind. Demgemäß werden Flachtafeldisplays wie LCDs (Flüssigkristalldisplays), PDPs (Plasmadisplaytafeln), FEDs (Feldemissionsdisplays) sowie VFDs (Vakuumfluoreszenzdisplays) und dergleichen intensiv untersucht. Unter diesen erfahren LCDs wegen ihrer Massenherstellbarkeit, der Einfachheit ihrer Ansteuereinheit und der hohen Bildqualität viel Aufmerksamkeit.

LCDs verfügen über ein Arraysubstrat, auf dem Einheitspixel in Matrixform angeordnet sind, ein diesem zugewandtes Farbfiltersubstrat zum Anzeigen von Farbe sowie eine zwischen die zwei Substrate eingefüllte Flüssigkristallschicht. Zwischen dem Arraysubstrat und dem Farbfiltersubstrat ist ein Zellenzwischenraum ausgebildet, und um ihren Randabschnitt herum ist eine Dichtungslinie ausgebildet. Der zwischen den zwei Substraten ausgebildete Zellenzwischenraum wird durch Abstandshalter in gleichmäßiger Weise aufrecht erhalten.

JP 11-024083 A offenbart ein Ansammeln der durch ein Tintenstrahlverfahren auf ein Substrat aufgebrachten Abstandshaltereinheiten zu einem größeren Abstandshalter.

EP 1 489 455 A1 offenbart das Behandeln der Oberfläche von Abstandshaltern, die mit einem Tintenstrahlverfahren aufzubringen sind, um deren Haftung am Substrat zu verbessern.

JP 11-223821 A offenbart Schritte zur Herstellung eines Überzugs auf Abstandshaltern für Flüssigkristallanzeigeelemente.

KR 1020040061497 A offenbart, Abstandshalter polyedrisch auszuführen, um deren Bewegung bei zusammengebauter Zelle zu unterbinden und so eine Beschädigung der Ausrichtungsschicht zu verhindern.

Abstandshalter können in Kugel-Abstandshalter und Säulen-Abstandshalter eingeteilt werden. Kugel-Abstandshalter verfügen über die Form feiner Kugeln, und sie werden entsprechend einem Sprühverfahren auf das Farbfiltersubstrat oder das untere Arraysubstrat aufgebracht. Die Säulen-Abstandshalter werden unter Verwendung eines Fotoprozesses aus einem fotoempfindlichen organischen Film hergestellt. Säulen-Abstandshalter können wegen des zu ihrer Herstellung verwendeten Fotoprozesses nicht zwischen Ausrichtungsfilmen der Substrate ausgebildet werden, da sie die Anwesenheit einer Ausrichtungsschicht verhindern. Eine Ausrichtungsschicht kann hinzugefügt werden, wenn Säulen-Abstandshalter platziert sind, und zwar so, dass die Säulen-Abstandshalter und die Ausrichtungsschicht eines der Substrate benachbart liegen.

Verfahren zum Herstellen von Kugel-Abstandshaltern können in Nasssprühverfahren und Trockensprühverfahren eingeteilt werden. Beim Nasssprühverfahren werden Abstandshalter in einer Flüssigkeit, wie Alkohol, vermischt und dann ausgesprüht. Beim Trockensprühverfahren werden nur Abstandshalter versprüht, und dazu gehören ein Sprühverfahren unter Ausnutzung statischer Elektrizität sowie ein antistatisches Sprühverfahren unter Verwendung des Sprühdrucks eines Gases. Das antistatische Sprühverfahren wird in weitem Umfang für LCDs verwendet, die auf statische Elektrizität empfindlich reagieren.

Die Ausbildung von Kugel-Abstandshaltern unter Verwendung des Sprühverfahrens ist dahingehend von Vorteil, dass die Abstandshalter leicht hergestellt werden können, jedoch ist es mit diesem Verfahren relativ schwierig, Abstandshalter an gewünschten Positionen auszubilden, und es ist schwierig, die Sprühdichte gleichmäßig zu machen. Demgemäß können Abstandshalter, wenn sie entsprechend dem Sprühverfahren hergestellt werden, in einem Pixelbereich ausgebildet werden, in dem ein Bild anzuzeigen ist, was zu einer Beeinträchtigung des Öffnungsverhältnisses führt. Auch können sich aufgesprühte Abstandshalter sammeln, um zu einem fehlerhaften Schirm mit einem möglichen Fleckenmuster zu führen.

Das Herstellverfahren für Säulen-Abstandshalter unter Verwendung des Fotoprozesses ist dahingehend von Vorteil, dass Abstandshalter unter Verwendung einer Maske hergestellt werden, die entsprechend den gewünschten Positionen der auszubildenden Abstandshalter konzipiert ist. Demgemäß können die Positionen der auszubildenden Abstandshalter frei kontrolliert werden, und es können auch ihre Dichte und ihre Form frei kontrolliert werden. Jedoch besteht bei diesem Verfahren das Problem, dass es einen Fotoprozess nutzt. Genauer gesagt, können fotoempfindliche Filme zu übermäßig viel Abfall beim Herstellen von Abstandshaltern führen, was zu einer Kostenerhöhung und Umweltverschmutzung führt. Außerdem ist das Verfahren unwirtschaftlich, da für den Fotoprozess eine teure Maske zu verwenden ist und mehrere Zusatzprozesse auszuführen sind.

Demgemäß kann anstelle des Verfahrens zum Herstellen von Säulen-Abstandshaltern unter Verwendung eines fotoempfindlichen Films und eines Fotoprozesses ein Verfahren zum Herstellen einer geeigneten Anzahl von Abstandshaltern an bestimmten Positionen unter Verwendung eines Tintenstrahlverfahrens verwendet werden. Das Tintenstrahl-Sprühverfahren für Abstandshalter verwendet eine stabförmige Sprühdüse mit mehreren Sprühlöchern, die mit bestimmten Intervallen ausgebildet sind. Die Sprühdüse kann eine kleine Menge von Abstandshaltern durch ein Tropfverfahren an gewünschten Positionen ausbilden, wodurch die Anzahl der Abstandshalter im Vergleich zum Herstellverfahren für Säulen-Abstandshalter verringert werden kann. Außerdem kann die Position der auszubildenden Abstandshalter im Vergleich zum Sprühherstellverfahren für Kugel-Abstandshalter besser kontrolliert werden.

Die 1 ist eine perspektivische Ansicht zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Herstellen von Abstandshaltern gemäß einem üblichen Tintenstrahl-Sprühverfahren. Die 2 zeigt einen Schnitt durch gemäß dem üblichen Tintenstrahl-Sprühverfahren hergestellte Abstandshalter.

Wie es in der 1 dargestellt ist, werden, nachdem ein Tintenstrahlkopf 101 über einem Farbfiltersubstrat 100 platziert wurde, Abstandshalter 104 durch mehrere an ihm ausgebildete Düsen ausgesprüht. Die Abstandshalter 104 können auf dem Arraysubstrat oder dem Farbfiltersubstrat ausgebildet werden. Farbfilterschichten 102 sind in Matrixform auf dem Farbfiltersubstrat 100 ausgebildet. Zwischen diesen Farbfilterschichten 102 ist eine Schwarzmatrix 103 ausgebildet, die ein Auslecken von Licht verhindert.

Die durch das übliche Tintenstrahl-Sprühverfahren hergestellten Abstandshalter werden auf die Schwarzmatrix 103 gesprüht, wobei die Farbfilterschichten 102, die jeweilige Pixelbereiche definieren, umgangen werden, um das Öffnungsverhältnis des LCD zu erhöhen. Außerdem werden, um Abstandshalter entsprechend dem Tintenstrahl-Sprühverfahren herzustellen, massive, kugelförmige Abstandshalter in ein flüchtiges Lösungsmittel gebracht und aufgetropft. Wenn das Lösungsmittel und die Abstandshalter aufgetropft sind, verdampft das Lösungsmittel, so dass nur die Abstandshalter verbleiben. Im Allgemeinen enthält ein Tropfen Lösungsmittel mehrere Abstandshalter. Die mehreren Abstandshalter sammeln sich und dienen als wesentliche Abstandshalter, die den Zellenzwischenraum zwischen dem oberen und dem unteren Substrat aufrecht erhalten.

Gemäß der 2 sollten die aufgesprühten Abstandshalter über Kugelform verfügen. Wenn dabei die Größe der Abstandshalter nicht gleichmäßig ist, kann der Zellenzwischenraum positionsabhängig differieren. Wenn durch das Tintenstrahlverfahren hergestellte kugelförmige Abstandshalter 201 zu groß sind, kann durch sie ein Druck auf das obere Substrat 100 oder das untere Substrat 105 ausgeübt werden. Auch können Kratzer auf diesen Substraten erzeugt werden. Wenn die Größe der Abstandshalter 201 kleiner als der Zellenzwischenraum ist, können sie das obere Substrat 100 und das untere Substrat 105 nicht korrekt abstützen.

Die 3A zeigt ein Beispiel für ein Problem dahingehend, dass sich ein kugelförmiger Abstandshalter durch einen Außendruck bewegt, und die 3B zeigt ein Beispiel, bei dem Flüssigkristallmoleküle fehlerhaft angeordnet sind, da sich ein Abstandshalter wegen eines von außen wirkenden Drucks bewegt hat.

Gemäß der 3A bewegen sich, wenn durch Anbringen des oberen und des unteren Substrats 100 und 105 aneinander ein äußerer Druck auf die LCD-Tafel wirkt, die kugelförmigen Abstandshalter 201 in durch Pfeile gekennzeichneten Richtungen von ihren vorbestimmten Positionen weg. Insbesondere wird, wenn die Abstandshalter 201 aufgrund des von außen wirkenden Drucks aus dem Bereich der Schwarzmatrix freigegeben werden, die Anordnung von Flüssigkristallmolekülen um sie herum aufgrund der Positionsänderung der Abstandshalter gestört, was zu einem Lichtleck um die Abstandshalter 201 herum führt.

Gemäß der 3B ändert, wenn ein äußerer Druck auf die LCD-Tafel ausgeübt wird, ein kugelförmiger Abstandshalter 201 seine Position und um ihn herum ausgerichtete Flüssigkristallmoleküle 205b verlieren ihre Ausrichtung. Eigentlich sind Flüssigkristallmoleküle 205a mit einer vorbestimmten Anfangsausrichtung zu versehen. Eine Positionsänderung von Flüssigkristallmolekülen 205b führt zu einem Lichtleck um einen Abstandshalter 201 herum, der seine Position geändert hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein LCD mit polyedrischen Abstandshaltern zu verbessern und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen zu schaffen, bei dem Positionsänderungen von Abstandshaltern aufgrund eines größeren Drucks minimiert sind.

Diese Aufgabe ist durch das Verfahren gemäß dem beigefügten unabhängigen Anspruch 1 und das LCD gemäß dem Anspruch 6 gelöst.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert.

1 ist eine perspektivische Ansicht zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Herstellen von. Abstandshaltern gemäß einem bekannten Tintenstrahl-Sprühverfahren;

2 zeigt einen Querschnitt durch gemäß dem bekannten Tintenstrahl-Sprühverfahren hergestellte Abstandshalter;

3A zeigt ein Beispiel zum Problem der Bewegung eines kugelförmigen Abstandshalters beim Ausüben eines äußeren Drucks beim Stand der Technik;

3B zeigt ein Beispiel für Flüssigkristallmoleküle, die aufgrund der Bewegung eines Abstandshalters wegen eines äußeren Drucks fehlerhaft angeordnet sind;

4A ist eine Draufsicht eines Arraysubstrats mit. Polyeder-Abstandshaltern gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

4B ist eine Draufsicht eines Farbfiltersubstrats mit Polyeder-Abstandshaltern gemäß der Erfindung;

5 ist eine Schnittansicht, die eine LCD-Tafel mit einem Abstandshalter gemäß der Erfindung zeigt;

6 zeigt Beispiele verschiedener Typen von Polyeder-Abstandshaltern gemäß der Erfindung; und

7A bis 7C veranschaulichen aufeinanderfolgende Prozesse bei der Bearbeitung der Oberfläche eines Polyeder-Abstandshalters gemäß der Erfindung.

Wie es aus der 4A erkennbar ist, werden auf einem Arraysubstrat eine Vielzahl von Gateleitungen 401 und eine Vielzahl von diese schneidenden Datenleitungen 402 hergestellt. An den Schnittstellen sind Einheitspixelbereiche ausgebildet. Als Schaltelemente zum Ansteuern entsprechender Pixel in jedem Einheitspixelbereich werden Dünnschichttransistoren (TFTs) 403 hergestellt. Außerdem wird eine Pixelelektrode 404 zum Anlegen eines elektrischen Felds an eine Flüssigkristallschicht in jedem Einheitspixelbereich hergestellt. Dazu wird ein transparentes, leitendes Material wie Indiumzinnoxid (ITO) verwendet. Auf dem Arraysubstrat werden Abstandshalter 405 hergestellt, die dazu verwendet werden, einen Zellenzwischenraum zwischen dem Arraysubstrat und einem Farbfiltersubstrat gleichmäßig aufrecht zu erhalten. Bei einer Ausführungsform werden die Abstandshalter 405 an jeder Schnittstelle zwischen einer Gateleitung 401 und einer Datenleitung 402 hergestellt.

Die Abstandshalter 405 können prinzipiell in jedem beliebigen Bereich auf dem Arraysubstrat hergestellt werden. Wenn die Abstandshalter 405, die üblicherweise aus einem undurchsichtigen Material bestehen, in den Pixelbereichen hergestellt werden, nimmt das Öffnungsverhältnis dieser Pixelbereiche ab. Demgemäß werden die Abstandshalter 405 bei einer Ausführungsform auf den Gateleitungen 401 oder den Datenleitungen 402 statt auf den Pixelbereichen hergestellt. Insbesondere wird ein hohes Öffnungsverhältnis erhalten, wenn die Abstandshalter 405 auf den Schnittstellen zwischen den Gateleitungen 401 und den Datenleitungen 402 ausgebildet sind. Da die Abstandshalter 405 durch das oben genannte Tintenstrahl-Sprühverfahren hergestellt werden, durch das ihre Herstellposition kontrolliert werden kann, wie oben angegeben, ist es möglich, sie selektiv an den Schnittstellen zwischen den Gateleitungen 401 und den Datenleitung 402 herzustellen.

Nun wird die Struktur des dem Arraysubstrat gegenüberstehend angebrachten Farbfiltersubstrats unter Bezugnahme auf die 4B beschrieben, die eine Draufsicht desselben mit Polyeder-Abstandshaltern gemäß einer Ausführungsform ist. Das Farbfiltersubstrat ist so aufgebaut, dass den Einheitspixelbereichen des Arraysubstrats entsprechend Unter-Farbfilterschichten 410 mit Matrixform, entsprechend den Einheitspixelbereichen des Arraysubstrats, angeordnet sind. In diesem Fall sind die Unter-Farbfilterschichten 410 durch eine Schwarzmatrix 411 getrennt, um Lichtlecks zu verhindern. Die Schwarzmatrix 411 wird so hergestellt, dass sie die Gateleitungen, die Datenleitungen und den TFT-Bereich auf dem Arraysubstrat bedeckt.

Auf der Schwarzmatrix 411 werden Abstandshalter 405 zum gleichmäßigen Aufrechterhalten des Zellenzwischenraums zwischen dem Arraysubstrat und dem Farbfiltersubstrat hergestellt. Insbesondere werden bei einer Ausführungsform die Abstandshalter 405 an Schnittstellen der Schwarzmatrix 411 hergestellt. Dabei können sie entweder auf dem Arraysubstrat oder dem Farbfiltersubstrat hergestellt werden. Bei einer Ausführungsform sind sie auf dem Arraysubstrat hergestellt.

Das Arraysubstrat und das Farbfiltersubstrat mit den oben beschriebenen Strukturen werden so aneinander befestigt, dass die Einheitspixelbereiche und die Unter-Farbfilterschichten einander genau entsprechen. In diesem Fall halten die zwischen dem Arraysubstrat und dem Farbfiltersubstrat hergestellten Abstandshalter den Zellenzwischenraum zwischen diesen Substraten genau aufrecht.

Die 5 ist eine Schnittansicht, die eine LCD-Tafel mit Abstandshaltern gemäß einer Ausführungsform zeigt, nämlich einen Schnitt durch die LCD-Tafel entlang der Linie I-I in der 4A. Wie es aus der 5 erkennbar ist, wird, hinsichtlich eines Arraysubstrats 510, eine Gateleitung 502 auf einem ersten Substrat 501 aus einem transparenten Isoliermaterial hergestellt. Auf der Gateleitung wird eine Gateisolierschicht 503 zum Isolieren derselben hergestellt, und auf der Gateisolierschicht 503 wird eine die Gateleitung 502 im Wesentlichen schneidende Datenleitung 504 hergestellt. Außerdem wird eine Passivierungsschicht 505 zum Isolieren der Datenleitung 504 hergestellt, und eine erzeugte Stufe wird eingeebnet. Außerdem wird auf der Passivierungsschicht 505 ein Ausrichtungsfilm 507 hergestellt, und auf diesem wird durch ein Tintenstrahl-Sprühverfahren ein Polyeder-Abstandshalter 506 hergestellt. Die Verwendung des Tintenstrahl-Sprühverfahrens ermöglicht es, dass eine Ausrichtungsschicht auf beiden Substraten vorhanden ist, so dass Polyader-Abstandshalter auch zwischen Ausrichtungsfilmen hergestellt werden können. Da der Abstandshalter 506 mit Polyederform, wie als Quader vorliegt, ist, wenn er auf das Substrat 501 gesprüht wird, seine Kontaktfläche zum Substrat 501 größer als bei einem kugelförmigen Abstandshalter.

Der Abstandshalter 506 wird unter Verwendung des Tintenstrahl-Sprühverfahrens auf dem Substrat 501 hergestellt, bei dem viele feste Abstandshaltereinheiten mit Polyederform in einem flüchtigen Lösungsmittel gemischt werden und die Mischung aufgesprüht wird. Wenn die festen Abstandshalter gemeinsam mit dem Lösungsmittel versprüht werden, sammeln sie sich, wenn sich das Lösungsmittel verflüchtigt. Ein auf das Substrat 501 gesprühter Lösungsmitteltropfen kann mehrere feste Abstandshaltereinheiten enthalten. Wenn sich das Lösungsmittel verflüchtigt, sammeln sich die festen Abstandshalter, und wenn sich mehrere sammeln, bilden sie einen unabhängigen Abstandshalter 506, der den Zellenzwischenraum aufrecht erhält. Ein durch das Tintenstrahlverfahren hergestellter Abstandshalter 506 kann bei Raumtemperatur auf dem Ausrichtungsfilm 507 hergestellt werden, der zur Ausrichtung eines Flüssigkristalls mit einer Dicke einiger 100 Å (1 Å = 1/10 nm) hergestellt wird. Der Prozess zur Herstellung von Abstandshaltern kann folgend auf einen Prozess zum Herstellen eines Ausrichtungsfilms sowie einen Reibeprozess ausgeführt werden, so dass die Bearbeitungszeit verkürzt werden kann und die Produktivität erhöht werden kann.

Das dem Arraysubstrat 510 entsprechende Farbfiltersubstrat 520 verfügt über eine auf einem zweiten Substrat 521 hergestellte Schwarzmatrix 522, eine Farbfilterschicht 523 mit durch die Schwarzmatrix 522 voneinander getrennten Unter-Farbfilterschichten sowie eine Überzugsschicht 524 zum Kompensieren einer Stufe in der Farbfilterschicht 523. Zusätzlich wird auf der Überzugsschicht 524 eine gemeinsame Elektrode zum Erzeugen eines elektrischen Felds in einem Flüssigkristall gemeinsam mit der auf dem Arraysubstrat 510 vorhandenen Pixelelektrode hergestellt. Auf der Überzugsschicht 524 wird ein Ausrichtungsfilm 525 hergestellt, um die Anfangsausrichtung der Flüssigkristallmoleküle zu bestimmen. Auf dem Ausrichtungsfilm 525 werden Abstandshalter 506 hergestellt. Wie es aus der 5 erkennbar ist, liegt ein Polyeder-Abstandshalter über dem Ausrichtungsfilm 507 und unter dem Ausrichtungsfilm 525.

Bei einer Ausführungsform werden die Abstandshalter an den Schnittstellen der Gateleitungen und der Datenleitungen mit Polyederform hergestellt. In diesem Fall ist, wegen der Polyederform, die Kontaktfläche der Abstandshalter zum Substrat, wenn sie auf dieses gesprüht werden, erhöht, und demgemäß kann eine Bewegung derselben durch einen äußeren Druck verhindert werden. Wenn bei der einschlägigen Technik die Abstandshalter auf Kugelform beschränkt sind, stehen sie nur an einem Punkt mit dem Substrat in Kontakt. Dieser Punktkontakt kann zu einem Lichtleck führen, da sich die Abstandshalter leicht bewegen, wenn ein äußerer Druck einwirkt. Dagegen kann, bei einer Ausführungsform der Erfindung, da die Abstandshalter über Polyederform, wie Quaderform, verfügen, wodurch es zu einem Flächen- oder Linienkontakt mit dem Substrat kommt, die Kontaktfläche zum Substrat erhöht werden.

Wie es aus den Beispielen in der 6 erkennbar ist, können entsprechend verschiedenen Ausführungsformen die Abstandshalter über Würfelform, Quaderform, Zylinderform oder eine andere Polyederform verfügen. Insbesondere können sie über die Form eines regelmäßigen Polyeders verfügen. Die Polyeder-Abstandshalter verfügen auch bei gleicher Größe wie derjenigen von Abstandshaltern gemäß dem Stand der Technik über eine erhöhte Kontaktfläche zum Substrat. Daher kann, nachdem die Abstandshalter auf ein Substrat gesprüht wurden, ein Zellenzwischenraum gleichmäßig aufrecht erhalten werden. Wenn Polyeder-Abstandshalter auf einem Ausrichtungsfilm hergestellt werden, wird ihre Oberfläche bearbeitet, um das Haftvermögen zu verbessern, um für gute Anhaftung am Ausrichtungsfilm zu sorgen. Dies wird nun unter Bezugnahme auf die 7A bis 7C detailliert beschrieben.

Gemäß der 7A wird ein Polyeder-Abstandshalter 701 beispielsweise aus Vinylbenzen hergestellt. Als Erstes wird eine Vielzahl von festen Abstandshaltereinheiten in einer Lösung der Gruppe von Polyvinylalkoholen 702, d. h. hoch polymerisierten Verbindungen, gemischt. Der Polyvinylalkohol 702 enthält OH-Gruppen.

Anschließend wird, wie es durch die 7B veranschaulicht ist, ein Redoxstarter 703 zur Oxidation und Reduktion dem Gemisch zugesetzt, um Radikale 704 zu erzeugen. Das Radikal 704 wird durch Polymerisation mit einem Metallsalz, beispielsweise Ce4+, B5+, Cr6+, Mn3+ usw., das gemeinsam mit der OH-Gruppe vorliegt, und dem Redoxstarter 703 gebildet.

Schließlich wird, wie es in der 7C veranschaulicht ist, dem durch die chemische Reaktion gebildeten Radikal 704 ein Monomer 705 zugesetzt, das über eine Alkylgruppe mit Doppelbindung zur Polymerisation verfügt, um eine Polymerisation auszuführen. Die bearbeitete Oberflächenschicht tritt mit dem Ausrichtungsfilm, und dem organischen Film in Wechselwirkung, um die Bindungsfähigkeiten zum Ausrichtungsfilm zu verbessern.

Da die Polyeder-Abstandshalter über eine bearbeitete Oberflächenschicht verfügen, können sie fest an der Oberfläche des Substrats anhaften, so dass sie sich auch bei einem äußeren Druck nicht bewegen. Demgemäß kann ein Lichtleckeffekt verhindert werden, zu dem es durch eine Bewegung von Abstandshaltern kommen könnte. Die Polyeder-Abstandshalter können durch einen Fotolithografieprozess aus einem fotoempfindlichen, organischen Material hergestellt werden. D. h., dass nach dem Beschichten eines. fotoempfindlichen, organischen Materials mit einer bestimmten Dicke und anschließendem Ausbilden mit einem bestimmten Muster durch Ausführen eines Fotolithografieprozesses Polyeder-Abstandshalter gewonnen werden können, die mit dem bestimmten Muster ausgebildet sind. Die gewonnenen Abstandshalter können mit einem flüchtigen Lösungsmittel gemischt und dann einer Tintenstrahl-Strahldüse zugeführt werden.

Nun wird der Prozess des Versprühens der Polyeder-Abstandshalter auf ein Substrat unter Verwendung eines Tintenstrahl-Sprühverfahrens beschrieben. Nachdem ein Tintenstrahlkopf über dem Farbfiltersubstrat oder dem Arraysubstrat, die eine LCD-Tafel aufbauen, positioniert wurde, wird die die Polyeder-Abstandshalter enthaltende Lösung durch die Sprühdüse des Tintenstrahlkopfs auf das Substrat gesprüht. Wenn das flüchtige Lösungsmittel der ausgesprühten Lösung verdampft, verbleiben nur die Polyeder-Abstandshalter auf der Oberfläche des Substrats. Beim Verflüchtigen des Lösungsmittels sammeln sich die Polyeder-Abstandshalter, um einen vollständigen Abstandshalter zu bilden.

Der Prozess wird mittels versprühter Tropfen einer jeden Einheitslösung ausgeführt, so dass Abstandshalter gleichmäßig auf dem gesamten Substrat erzeugt werden. Außerdem ist, da die Polyeder-Abstandshalter über die bearbeitete Oberflächenschicht verfügen, ihre Bindungskraft zum Ausrichtungsfilm aus beispielsweise Polyimid verbessert, so dass sie während des Verdampfungsprozesses eine stärkere Bindungskraft zum Ausrichtungsfilm erfahren. Daher zeigen Abstandshalter gemäß einer Ausführungsform Vorteile, die sich aus ihrer Polyederform ergeben. Es ist nämlich die Kontaktfläche zum Substrat erhöht, und außerdem ist, wegen ihrer bearbeiteten Oberflächenschicht, ihre Bindungskraft zum Ausrichtungsfilm verbessert, wodurch eine Änderung ihrer Position aufgrund eines äußeren Drucks verhindert werden kann.


Anspruch[de]
Verfahren zum Herstellen eines LCD mit den folgenden Schritten:

Herstellen eines ersten und zweiten Substrats;

Ausrichten eines Tintenstrahlkopfs über dem ersten Substrat;

wobei ferner eine bearbeitete Schicht auf allen Oberflächen von einer Mehrzahl von festen Polyeder- oder zylindrischen Abstandshaltereinheiten erzeugt wird,

wobei zum Bearbeiten der Oberfläche der Polyeder- oder zylindrischen Abstandshaltereinheiten die folgenden Schritte gehören:

Herstellen einer Polyvinylalkohol-Gruppe auf einer Polyeder- oder zylindrischen Abstandshaltereinheit,

Oxidieren und Reduzieren des Polyvinylalkohols durch einen Redoxstarter, um ein Radikal zu erzeugen, und

Polymerisieren des Radikals und eines eine Alkylgruppe enthaltenden Monomers;

ferner Aussprühen einer Lösung mit einer Mehrzahl der festen Polyeder- oder zylindrischen Abstandshaltereinheiten und einem Lösungsmittel auf das erste Substrat durch eine Mehrzahl von am Tintenstrahlkopf vorhandenen Düsen und

Verflüchtigen des Lösungsmittels, um einen unabhängigen Abstandshalter zu erzeugen;

wobei sich durch Verflüchtigen des Lösungsmittels die Mehrzahl von festen Polyeder- oder zylindrischen Abstandshaltereinheiten sammeln, um den unabhängigen Abstandshalter zu bilden; und

Verbinden des ersten und des zweiten Substrats miteinander.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyeder- oder zylindrischen Abstandshalter einen Oberflächenkontakt zum ersten oder zweiten Substrat ausbilden. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyeder- oder zylindrischen Abstandshalter Würfelform aufweisen. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Substrat Gateleitungen und Datenleitungen aufweist und die Lösung, die die festen Polyeder- oder zylindrischen Abstandshalter enthält, auf Schnittstellen der Gateleitungen und Datenleitungen des Arraysubstrats gesprüht wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Substrat über einen ersten Ausrichtungsfilm verfügt und das zweite Substrat über einen zweiten Ausrichtungsfilm verfügt. LCD mit:

einem ersten Substrat mit Gateleitungen und diese schneidenden Datenleitungen sowie einem ersten Ausrichtungsfilm;

einem zweiten Substrat, das mit dem ersten verbunden ist und über eine Farbfilterschicht und einen zweiten Ausrichtungsfilm verfügt, und

einem unabhängigen Abstandshalter, der zwischen dem ersten Ausrichtungsfilm und dem zweiten Ausrichtungsfilm ausgebildet ist, um zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat einen Zellenzwischenraum aufrecht zu erhalten,

wobei der unabhängige Abstandhalter aus einer Mehrzahl von festen Polyeder- oder zylindrischen Abstandshaltereinheiten besteht, die über eine bearbeitete Oberflächenschicht verfügen, die mit dem ersten und/oder dem zweiten Ausrichtungsfilm wechselwirkt, um die Bindungskraft zum Ausrichtungsfilm zu erhöhen, wobei die bearbeitete Oberflächenschicht eine polymerisierte Schicht ist, wobei zur Polymerisation der Schicht die folgenden Schritte gehören:

Herstellen einer Polyvinylalkohol-Gruppe auf einer Polyeder- oder zylindrischen Abstandshaltereinheit,

Oxidieren und Reduzieren des Polyvinylalkohols durch einen Redoxstarter, um ein Radikal zu erzeugen, und

Polymerisieren des Radikals und eines eine Alkylgruppe enthaltenden Monomers.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyeder- oder zylindrischen Abstandshalter an Schnittstellen zwischen den Gateleitungen und den Datenleitungen vorhanden sind. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyeder- oder zylindrischen Abstandshalter über Würfelform verfügen.






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