ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD OF MAKING SAID DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к жидкокристаллическим устройствам отображения и, в частности, к жидкокристаллическим устройствам отображения, имеющим конструкцию, в которой активно-матричная подложка и противоположная подложка склеены между собой и жидкий кристалл герметизирован между ними, и к способу изготовления упомянутых устройств отображения.
ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ТЕХНИКИ
Известно, что жидкокристаллическое устройство отображения, в котором активно-матричная подложка и противоположная подложка склеены между собой и жидкий кристалл заключен между подложками, т.е. жидкокристаллическое устройство отображения так называемого активно-матричного типа, получило широкое распространение. На активно-матричной подложке функцию управляющего элемента для жидкого кристалла выполняет полупроводниковое устройство (например, тонкопленочные транзисторы, сокращенно обозначаемые, например, TFT), и для управления полупроводниковым устройством сформированы шины. С другой стороны, цветной светофильтр и т.п. сформированы на противоположной подложке, при необходимости, и на всей поверхности данной подложки сформирован общий электрод.
В традиционном жидкокристаллическом устройстве отображения активно-матричного типа контакты внешних соединений для подключения источника питания и подачи напряжения обычно расположены на стороне активно-матричной подложки. Поэтому, например, чтобы подавать напряжение, подводимое с контакта внешнего соединения на активно-матричной подложке, на общий электрод на противоположной подложке, необходимо создать непрерывную электрическую цепь между активно-матричной подложкой и противоположной подложкой.
В качестве средства для создания непрерывной электрической цепи между активно-матричной подложкой и противоположной подложкой (1) между активно-матричной подложкой и противоположной подложкой закладывают серебряную пасту (см., например, патентный документ №1), (2) герметизирующий материал, которым активно-матричную подложку и противоположную подложку склеивают между собой, содержит электропроводящие шарики (см., например, патентный документ №2), а также известны другие средства.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА
Патентный документ №1: Выложенная японская патентная публикация №8-234224.
Патентный документ №2: Выложенная японская патентная публикация №2000-199915.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА
В последние годы, в частности, в области жидкокристаллических устройств отображения с большим экраном достигнут прогресс в области разработки так называемых монолитных панелей, в которых в области активно-матричной подложки снаружи области пикселей одновременно формируют в пикселе схему управления по технологии изготовления полупроводникового устройства. При этом в области, в которой расположены схема управления и шины активно-матричной подложки снаружи области пикселей (часто называемой областью рамки), шины часто открыты на поверхности активно-матричной подложки.
По указанной причине, когда к поверхности панели прилагают какое-либо давление нажимом на поверхность панели пальцем или чем-то подобным, зазор ячейки между активно-матричной подложкой и противоположной подложкой уменьшается. В результате создается проблема возникновения время от времени короткого замыкания между шинами на активно-матричной подложке и общим электродом на противоположной подложке. Как поясняется в вышеупомянутом патентном документе №2, в случае когда электрическую проводимость между подложками обеспечивают с использованием герметизирующего материала, содержащего электропроводящие шарики, если электропроводящие шарики в герметизирующем материале могут проникать на другой участок, кроме проводящего участка (например, участка контакта между основными шинами и другими шинами (топологии электродов) или подобного участка), возникает проблема короткого замыкания участка контакта и общего электрода на противоположной подложке.
В некоторых случаях ориентирующая пленка в области пикселей сформирована с продолжением на шину или топологию электрода снаружи области пикселей на активно-матричной подложке. Ориентирующая пленка является очень тонкой, т.е. имеет толщину обычно около 100 нм, которая не может обеспечить изолирующую способность, достаточную для предохранения от пробоя диэлектрика между активно-матричной подложкой и противоположной подложкой, когда зазор ячейки уменьшается вследствие приложенного давления, или когда электропроводящие шарики в герметизирующем материале проникают на участок контакта, или в подобном случае.
Настоящее изобретение создано в связи с вышеупомянутыми проблемами, и целью настоящего изобретения является создание жидкокристаллического устройства отображения, в котором активно-матричная подложка и противоположная подложка склеены между собой, и жидкокристаллического устройства отображения, в котором практически не возникает короткого замыкания между подложками.
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ
Жидкокристаллическое устройство отображения в соответствии с настоящим изобретением представляет собой жидкокристаллическое устройство отображения, содержащее область пикселей, в которой сформировано множество пиксельных электродов, и периферическую область, расположенную снаружи области пикселей, и содержащее активно-матричную подложку и противоположную подложку, общий электрод, при этом активно-матричная подложка содержит: первую шину, продолженную в периферическую область; первый изолирующий слой, сформированный на первой шине; вторую шину, продолженную на изолирующий слой в периферической области; второй изолирующий слой, сформированный на второй шине; и электродную пленку, расположенную в сквозном отверстии, сформированном в первом изолирующем слое и втором изолирующем слое в периферической области, для электрического соединения первой шины и второй шины, и между активно-матричной подложкой и противоположной подложкой в периферической области обеспечены герметизирующий материал для склеивания между собой активно-матричной подложки и противоположной подложки и элемент для блокировки проводимости, расположенный в положении, по меньшей мере, частично перекрывающем электродную пленку, для предотвращения электрической проводимости между электродной пленкой и общим электродом.
Способ изготовления жидкокристаллического устройства отображения в соответствии с настоящим изобретением является способом изготовления жидкокристаллического устройства отображения, содержащего область пикселей, в которой сформировано множество пиксельных электродов, и периферическую область, расположенную снаружи области пикселей, и содержащего активно-матричную подложку и противоположную подложку, содержащую общий электрод, при этом способ содержит следующие этапы: формируют первую шину, продолженную в периферическую область, на активно-матричной подложке; формируют первый изолирующий слой на первой шине активно-матричной подложки; формируют вторую шину, продолженную в периферическую область, на первом изолирующем слое активно-матричной подложки; формируют второй изолирующий слой на второй шине активно-матричной подложки; формируют сквозное отверстие в первом изолирующем слое и втором изолирующем слое в периферической области; формируют электродную пленку для электрического соединения первой шины и второй шины в сквозном отверстии; формируют общий электрод на противоположной подложке; формируют элемент для блокировки проводимости для предотвращения электрической проводимости между электродной пленкой и общим электродом, на чем-то одном из активно-матричной подложки и противоположной подложки; и склеивают между собой активно-матричную подложку и противоположную подложку герметизирующим материалом таким образом, что, по меньшей мере, часть электродной пленки перекрывает элемент для блокировки проводимости на виде в направлении нормали к подложке активно-матричной подложки.
ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с настоящим изобретением можно обеспечить жидкокристаллическое устройство отображения, сформированное склеиванием между собой активно-матричной подложки и противоположной подложки, в котором практически не возникает короткое замыкание между подложками.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - вид в плане, представляющий конфигурацию жидкокристаллического устройства отображения в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 - увеличенный вид в плане, представляющий окрестность области A, ограниченную штриховым кружком на фиг.1 в жидкокристаллическом устройстве отображения в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг.3 - сечение по линии B-B, показанной на фиг.2.
Фиг.4 - увеличенный вид в плане, представляющий окрестность области A, ограниченную штриховым кружком на фиг.1, в жидкокристаллическом устройстве отображения в соответствии со вторым вариантом осуществления.
Фиг.5 - сечение по линии B-B, показанной на фиг.4.
Фиг.6 - сечение по линии C-C, показанной на фиг.4.
Фиг.7 - сечение общей конфигурации первого примера модификации жидкокристаллического модуля 101.
Фиг.8 - сечение общей конфигурации второго примера модификации жидкокристаллического модуля 101.
Фиг.9 - сечение общей конфигурации третьего примера модификации жидкокристаллического модуля 101.
Фиг.10 - сечение общей конфигурации четвертого примера модификации жидкокристаллического модуля 101.
Фиг.11 - сечение общей конфигурации пятого примера модификации жидкокристаллического модуля 101.
Фиг.12 - сечение общей конфигурации шестого примера модификации жидкокристаллического модуля 101.
Фиг.13 - сечение, более подробно представляющее конфигурацию в окрестности проводящего участка 41 во втором примере модификации.
Фиг.14 - сечение, более подробно представляющее конфигурацию в окрестности участка 42 контакта во втором примере модификации.
Фиг.15 - сечение, представляющее конфигурацию (конфигурацию пикселя в сечении) и взятое по линии D-D, показанной на фиг.1.
Фиг.16 - сечение, взятое по линии D-D, показанной на фиг.1, и представляющее конфигурацию, в которой в области пикселей сформирована структура, регулирующая ориентацию.
Фиг.17 - вид в плане, схематично представляющий конфигурацию ТПТ (тонкопленочного транзистора) 30 и участок 63 контакта в его окрестности в строчном драйвере 4a.
Фиг.18 - сечение, взятое по линии E-E, показанной на фиг.17.
Фиг.19 - сечение общей конфигурации жидкокристаллического модуля в соответствии с первым сравнительным примером для сравнения со вторым вариантом осуществления.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Жидкокристаллическое устройство отображения в одном варианте осуществления настоящего изобретения представляет собой жидкокристаллическое устройство отображения, содержащее область пикселей, в которой сформировано множество пиксельных электродов, и периферическую область, расположенную снаружи области пикселей, и содержащее активно-матричную подложку и противоположную подложку, содержащую общий электрод, при этом активно-матричная подложка содержит первую шину, продолженную в периферическую область, первый изолирующий слой, сформированный на первой шине, вторую шину, продолженную на первый изолирующий слой в периферической области, второй изолирующий слой, сформированный на второй шине, и электродную пленку, расположенную в сквозном отверстии, сформированном в первом изолирующем слое и втором изолирующем слое, для электрического соединения первой шины и второй шины, и между активно-матричной подложкой и противоположной подложкой на периферическом участке обеспечены герметизирующий материал для склеивания между собой активно-матричной подложки и противоположной подложки и элемент для блокировки проводимости, расположенный в положении, по меньшей мере, частично перекрывающем электродную пленку на виде в направлении нормали к подложке активно-матричной подложки, для предотвращения электрической проводимости между электродной пленкой и общим электродом.
В жидкокристаллическом устройстве отображения с вышеописанной конфигурацией первая шина и вторая шина соединены электродной пленкой через сквозное отверстие в периферической области активно-матричной подложки снаружи области пикселей. Между активно-матричной подложкой и противоположной подложкой в периферической области в дополнение к герметизирующему материалу для склеивания между собой активно-матричной подложки и противоположной подложки в положении, по меньшей мере, частично перекрывающем электродную пленку на виде в направлении нормали к подложке активно-матричной подложки, обеспечен элемент для блокировки проводимости для предотвращения электрической проводимости между электродной пленкой и общим электродом противоположной подложки. В данной конфигурации, когда с внешней стороны подложки прилагается какое-либо давление или когда между электродной пленкой активно-матричной подложки и общим электродом противоположной подложки вставлено какое-либо проводящее вещество, возникающее из-за этого короткое замыкание между подложками фактически можно устранять посредством элемента для блокировки проводимости. В результате можно обеспечить жидкокристаллическое устройство отображения, сформированное склеиванием между собой активно-матричной подложки и противоположной подложки, в котором практически не возникает короткое замыкание между подложками.
В вышеописанном жидкокристаллическом устройстве отображения элемент для блокировки проводимости, в качестве альтернативы, может иметь форму, находящуюся в контакте как с электродной пленкой, так и с общим электродом, или может иметь форму, находящуюся в контакте только с чем-то одним из электродной пленки и общего электрода. В случае первой формы между элементом для блокировки проводимости и электродной пленкой или общим электродом почти не существует пространства, в которое проникает какое-либо проводящее вещество, так что короткое замыкание можно предотвращать надежнее. Кроме того, элемент для блокировки проводимости выполняет также функцию разделителя снаружи области пикселей, так что в области снаружи области пикселей может выдерживаться зазор между активно-матричной подложкой и противоположной подложкой. С другой стороны, при использовании последней упомянутой формы высота элемента для блокировки проводимости меньше, чем зазор ячейки, что дает преимущество в том, что в случае, когда какой-либо материал проникает между элементом для блокировки проводимости и электродной пленкой или общим электродом, противоположным электродной пленке, толщина подложки в данном положении увеличивается меньше.
В предпочтительном варианте вышеописанного жидкокристаллического устройства отображения элемент для блокировки проводимости имеет торцевую поверхность, которая противолежит активно-матричной подложке, но не находится в контакте с активно-матричной подложкой, и упомянутая торцевая поверхность элемента для блокировки проводимости сформирована так, чтобы иметь вогнутость и выпуклость. При использовании данной конфигурации в случае, когда герметизирующий или подобный материал проникает между элементом для блокировки проводимости и электродной пленкой или общим электродом, противоположным электродной пленке, проникший материал захватывается в пространстве вогнутости, что обеспечивает полезную возможность предотвращения увеличения толщины подложки в данном положении.
В предпочтительном варианте вышеописанное жидкокристаллическое устройство отображения содержит схему управления, расположенную на активно-матричной подложке в периферической области, и второй элемент для блокировки проводимости, расположенный между активно-матричной подложкой и противоположной подложкой в периферической области и расположенный в положении, перекрывающем схему управления на виде в направлении нормали к подложке активно-матричной подложки. Посредством второго элемента для блокировки проводимости можно устранять короткое замыкание между шиной в схеме управления и электродом на противоположной подложке. В вышеописанной предпочтительной конфигурации второй элемент для блокировки проводимости предпочтительно является черным и область шины схемы управления и второй элемент для блокировки проводимости расположены с, по меньшей мере, частичным перекрытием на виде в направлении нормали к подложке активно-матричной подложки. В данном варианте осуществления элемент для блокировки проводимости выполняет функцию светозапорного слоя для элемента управления в схеме управления, и тем самым можно не допустить ухудшения характеристик элемента управления.
В предпочтительном варианте вышеописанное жидкокристаллическое устройство отображения дополнительно содержит выступающую структуру, обеспеченную между активно-матричной подложкой и противоположной подложкой в области пикселей, и элемент для блокировки проводимости сформирован из такого же материала, как материал выступающей структуры. При использовании данной конфигурации процесс изготовления можно упростить, так как элемент для блокировки проводимости и выступающую структуру выполняют из одного и того же материала. Кроме того, в предпочтительном варианте выступающая структура может быть разделителем, устанавливающим зазор между активно-матричной подложкой и противоположной подложкой. В альтернативном варианте выступающая структура предпочтительно может быть структурой, регулирующей ориентацию, чтобы задавать состояние ориентации жидкого кристалла. При этом в предпочтительном варианте выступающая структура и элемент для блокировки проводимости расположены в том же слое активной матрицы активно-матричной подложки. В частности, активно-матричная подложка сформирована последовательным наслаиванием различных слоев из металла, смолы или подобного материала на светопропускающей подложке, например стеклянной подложке. В предпочтительном варианте выступающая структура и элемент для блокировки проводимости обеспечены в одном и том же слое многослойной структуры.
В предпочтительном варианте вышеописанного жидкокристаллического устройства отображения герметизирующий материал может содержать проводящие твердые частицы и может быть дополнительно расположен между электродной пленкой и общим электродом на противоположной подложке. При использовании данной конфигурации элемент для блокировки проводимости не допускает проникновения проводящих твердых частиц между электродной пленкой активно-матричной подложки и общим электродом на противоположной подложке, так что фактически можно устранять короткое замыкание между подложками.
Кроме того, в вышеописанном жидкокристаллическом устройстве отображения на поверхности второго изолирующего слоя в сквозном отверстии предпочтительно сформирован ступенчатый участок, и концевой участок электродной пленки расположен на ступенчатом участке. С использованием данной конфигурации можно достаточно надежно обеспечивать расстояние между электродной пленкой и общим электродом на противоположной подложке. Соответственно, получают такое преимущество, как возможность надежнее предотвращать короткое замыкание между электродной пленкой активно-матричной подложки и общим электродом противоположной подложки.
Способ изготовления жидкокристаллического устройства отображения в соответствии с одним вариантом осуществления представляет собой способ изготовления жидкокристаллического устройства отображения, содержащего область пикселей, в которой сформировано множество пиксельных электродов, и периферическую область, расположенную снаружи области пикселей, и содержащего активно-матричную подложку и противоположную подложку, содержащую общий электрод, при этом способ содержит следующие этапы: (a) этап формирования первой шины, продолженной в периферическую область, на активно-матричной подложке; (b) этап формирования первого изолирующего слоя на первой шине активно-матричной подложки; (c) этап формирования второй шины, продолженной в периферическую область, на первом изолирующем слое активно-матричной подложки; (d) этап формирования второго изолирующего слоя на второй шине активно-матричной подложки; (e) этап формирования сквозного отверстия в первом изолирующем слое и втором изолирующем слое на периферическом участке; (f) этап формирования электродной пленки для электрического соединения первой шины и второй шины; (g) этап формирования общего электрода на противоположной подложке; (h) этап формирования элемента для блокировки проводимости для предотвращения возникновения электрической проводимости между электродной пленкой и общим электродом на чем-то одном из активно-матричной подложки и противоположной подложки; и (i) этап склеивания между собой активно-матричной подложки и противоположной подложки герметизирующим материалом таким образом, что, по меньшей мере, часть электродной пленки перекрывается с элементом для блокировки проводимости на виде в направлении нормали к подложке активно-матричной подложки. В способе изготовления этапы (a)-(i) не обязательно выполнять в приведенном алфавитном порядке.
В жидкокристаллическом устройстве отображения, изготовленном приведенным способом, элемент для блокировки проводимости предотвращает электрическую проводимость между электродной пленкой и общим электродом на противоположной подложке, так что даже в случае, когда снаружи прилагается какое-либо давление, или в случае, когда между электродной пленкой активно-матричной подложки и общим электродом противоположной подложки вставлено некоторое проводящее вещество, можно фактически устранить возникающее короткое замыкание между подложками. В результате можно реализовать жидкокристаллическое устройство отображения, изготовленное склеиванием между собой активно-матричной подложки и противоположной подложки, в котором практически не возникает короткое замыкание между подложками.
Вышеописанный способ может дополнительно содержать этап формирования выступающей структуры в области пикселей на, по меньшей мере, какой-то одной из активно-матричной подложки и противоположной подложки. В предпочтительном варианте материал элемента для блокировки проводимости и материал выступающей структуры идентичны и этап формирования выступающей структуры и этап формирования элемента для блокировки проводимости выполняют одновременно. В соответствии со способом элемент для блокировки проводимости формируют из такого же материала, как материал выступающей структуры в области пикселей, и формируют одновременно с выступающей структурой, вследствие чего получают такое преимущество, как возможность упрощения способа изготовления.
Ниже со ссылками на прилагаемые чертежи приведено описание предпочтительных вариантов осуществления жидкокристаллических устройств отображения в соответствии с настоящим изобретением. Для простоты на представленных ниже чертежах конфигурация показана упрощенно или схематично или не показаны некоторые конструктивные элементы. Кроме того, соотношение размеров структурных элементов, изображенных на соответствующих фигурах, не обязательно соответствуют фактическому соотношению размеров.
Вариант осуществления 1
На фиг.1 приведен вид в плане, схематично представляющий общую конфигурацию жидкокристаллического модуля (жидкокристаллического устройства отображения) в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Как видно на фиг.1, жидкокристаллический модуль 100 в соответствии с первым вариантом осуществления содержит активно-матричную подложку 1 и противоположную подложку 2. Активно-матричная подложка 1 и противоположная подложка 2 склеены герметизирующим материалом (не показанным) с предварительно заданным зазором, выдерживаемым посредством разделителя (выступающей структуры) из фоторезиста (называемого в дальнейшем фоторазделителем), расположенного в области пикселей. Жидкий кристалл герметизирован в пространстве, сформированном активно-матричной подложкой 1, противоположной подложкой 2 и герметизирующим материалом.
Активно-матричная подложка 1 содержит область 3 пикселей, в которой пиксельные электроды 43 расположены в виде матрицы, и строчные драйверы 4a и 4b, расположенные с обеих сторон от области 3 пикселей (в примере, приведенном на фиг.1, с обеих сторон в горизонтальном направлении (продольном направлении)). В области 3 пикселей шина 5 истоков и шина 6 затворов расположены взаимно ортогонально. В окрестности точки пересечения шины 5 истоков и шины 6 затворов сформирован тонкопленочный транзистор (ТПТ) 7. Хотя на фиг.1 внутренняя конструкция строчных драйверов 4a и 4b не показана, данная конструкция содержит переключающий элемент (ТПТ 30, показанный на фиг.3), который формируют одновременно с выполнением процесса изготовления ТПТ 7 в области 3 пикселей. В частности, строчные драйверы 4a и 4b формируют монолитным способом в активно-матричной подложке 1.
Что касается ТПТ 7, электрод затвора соединен с шиной 6 затворов, электрод истока соединен с шиной 5 истоков, и электрод стока соединен с пиксельным электродом 43 соответственно. Стробирующий сигнал подается из строчных драйверов 4a и 4b на электрод затвора ТПТ 7 по шине 6 затворов и тем самым управляет состоянием включения/выключения ТПТ 7. На электрод истока ТПТ 7 подается сигнал данных из столбцового драйвера, который не показан, по шине 5 истоков.
Активно-матричная подложка 1 сформирована таким образом, что длина ее короткой стороны больше, чем длина короткой стороны противоположной подложки 2. На участке активно-матричной подложки 1, которая не покрыта противоположной подложкой 2, сформирована контактная область 8 для ввода и вывода различных сигналов, проходящих между активно-матричной подложкой 1 и внешней схемой. Например, каждая шина 5 истоков соединена со столбцовым драйвером (не показанным), обеспеченным снаружи активно-матричной подложки 1, посредством контакта соединения со столбцовым драйвером, сформированного в контактной области 8. На фиг.1 контакты контактной области 8 не показаны, но в контактной области 8 может быть сформирован один контакт или сформированы, по меньшей мере, два контакта.
На фиг.1 снаружи строчных драйверов 4a и 4b (на внешней периферической стороне подложки) показаны основные шины 14, обведенные овалом. Следует понимать, что на фиг.1 показана одна примерная конфигурация основных шин 14, и поэтому возможно применение любой другой конфигурации, в которой число основных шин является другим. Основные шины 14 соединены с контактами контактной области 8. Хотя подробное описание основных шин 14 приведено в дальнейшем, можно упомянуть, что основные шины 14 формируют из такого же материала, как материал шины 5 истоков или шины 6 затворов области 3 пикселей, и формируют одновременно с шиной 5 истоков или шиной 6 затворов. Герметизирующий материал наносят снаружи строчного драйвера 4a (на внешней периферической стороне подложки), чтобы покрыть, по меньшей мере, одну из основных шин 14. Область, расположенная снаружи области пикселей, в которой расположены строчные драйверы 4a и 4b, основные шины 14, контактная область 8 и т.п., называется периферической областью в настоящем описании.
На фиг.2 приведен увеличенный вид в плане, представляющий окрестность области A, ограниченную штриховым кружком на фиг.1. Как показано на фиг.2, снаружи строчного драйвера 4a (на внешней периферической стороне подложки) расположено множество основных шин 14a-14d. В примере, приведенном на фиг.2, обеспечен участок 42 контакта с шиной 12 затворов (первой шиной: шиной для подачи управляющего напряжения и сигнала в строчный драйвер 4a), соединенный со строчным драйвером 4a.
Структура участка 42 контакта поясняется ниже со ссылкой на фиг.3. На фиг.3 приведено сечение, взятое по линии B-B, показанной на фиг.2, и представляющее в сечении структуру участка 42 контакта. На фиг.3 структура участка 42 контакта в сечении показана в упрощенном виде. Например, в предпочтительном варианте основная шина 14 имеет многослойную структуру, содержащую множество типов металлических слоев, но на фиг.3 основная шина 14 сокращенно показана в виде одного слоя металлического слоя. На фиг.3 не показана также, например, пассивирующая пленка и т.п. Кроме того, степень ровности различных пленок, отношение размеров конструктивных элементов и т.п., показанные на фиг.3, не обязательно представляют фактические состояния.
Как показано на фиг.3, жидкокристаллический модуль 100 в соответствии с настоящим вариантом осуществления имеет конфигурацию, в которой активно-матричная подложка 1 и противоположная подложка 2 склеены между собой герметизирующим материалом 40 и жидкий кристалл 34 герметизирован в зазоре между упомянутыми подложками. Зазор между активно-матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2 выдерживается фоторазделителем (выступающей структурой), имеющим форму столбика или стенки, постоянную высоту и обеспеченным в области 3 пикселей. Фоторазделитель формируют обычно из смолы или подобного материала, чтобы перекрывать шину 5 истоков или шину 6 затворов, но не захватывать апертурный участок пикселя. Подробное описание варианта осуществления фоторазделителя приведено в дальнейшем со ссылкой на фиг.15.
Для герметизирующего материала 40 можно воспользоваться таким материалом, как термореактивная смола. В предпочтительном варианте герметизирующий материал 40 дополнительно обладает способностью к фотополимеризации. В результате, после того как активно-матричную подложку 1 и противоположную подложку установят и затем склеят между собой, герметизирующий материал 40 можно временно отвердить освещением и затем герметизирующий материал 40 можно окончательно отвердить нагреванием. В качестве смолы, обладающей приведенными свойствами, пригодна смола, смешанная из эпоксидной смолы и акриловой смолы, или подобная смола. В качестве герметизирующего материала 40 можно применить фотополимеризующуюся смолу.
Как показано на фиг.3, активно-матричная подложка 1 содержит стеклянную подложку 11 и шину 12 затворов (первую шину), сформированную на поверхности стеклянной подложки 11. Шина 12 затворов соединена с электродом затвора ТПТ 30 в строчном драйвере 4a. Шину 12 затворов формируют из такого же материала, как материал шины 6 затворов в области пикселей, одновременно с шиной 6 затворов, по технологии формирования шины 6 затворов. В предпочтительном варианте шины 6 и 12 затворов имеют, например, трехслойную структуру из слоя титана, слоя алюминия и слоя титана. Структура не ограничена данной структурой. В альтернативном варианте шины 6 и 12 затворов могут быть одним металлическим слоем или могут быть металлическим слоем, содержащим два слоя или, по меньшей мере, четыре слоя. В альтернативном варианте вместо алюминия можно использовать такой металл, как, например, молибден или подобный металл. Шина 12 затворов покрыта межслойной изолирующей пленкой 13 (первым изолирующим слоем). Межслойную изолирующую пленку 13 называют также изолирующей пленкой затвора, и подходящей в данном случае может быть пленка нитрида кремния.
На межслойной изолирующей пленке 13 обеспечена основная шина 14 (14a-14c: вторая шина). Основные шины 14a-14c формируют из такого же материала, как материал шины 5 истоков в области 3 пикселей, одновременно с шиной 5 истоков по технологии формирования шины 5 истоков. В предпочтительном варианте шина 5 истоков и основные шины 14a-14c имеют двухслойную структуру, в которой слой алюминия уложен на слой титана, но структура не ограничена вышеописанной структурой. В альтернативном варианте шина 5 истоков и основные шины 14a-14c могут быть одним металлическим слоем или металлическим слоем из, по меньшей мере, трех слоев. Вместо алюминия можно использовать, например, молибден и т.п. В настоящем варианте осуществления основная шина 14d активно-матричной подложки 1 электрически соединена с общим электродом (описанным в дальнейшем) противоположной подложки 2 с помощью серебряной пасты (не показанной), обеспеченной в соответствующем месте.
На основной шине 14 и ТПТ 30 обеспечена межслойная изолирующая пленка 18 (второй изолирующий слой). Согласно известным методам в области 3 пикселей на поверхности межслойной изолирующей пленки 18 обеспечены пиксельный электрод 43, сформированный из прозрачной электродной пленки, например, оксидов индия и олова (ITO) или подобного материала, и ориентирующая пленка (не показанная) для регулирования ориентации жидкого кристалла 34.
С другой стороны, противоположная подложка 2 содержит цветной фильтр (который не показан на фиг.3), расположенный на стеклянной подложке 21, и дополнительно содержит покрывную пленку 22 для защиты цветного фильтра и прозрачной электродной пленки 23. Электродная пленка 23 покрывает всю поверхность противоположной подложки 2 и выполняет функцию общего электрода. В области 3 пикселей на поверхности электродной пленки 23 противоположной подложки 2 обеспечена ориентирующая пленка (не показанная) для регулирования ориентации жидкого кристалла 34. В противоположной подложке 2 в области, противоположной строчному драйверу 4a, обеспечен светозапорный слой (черная матрица) 24, чтобы не допускать ухудшения характеристик ТПТ 30 в строчном драйвере 4a под действием света.
Как показано на фиг.3, на участке 42 контакта обеспечено сквозное отверстие (контактное отверстие) 20, которое сформировано насквозь через межслойную изолирующую пленку 18 и межслойную изолирующую пленку 13 на основной шине 14c. Через сквозное отверстие 20 и электродную пленку 19 выполнено электрическое соединение основной шины 14c и шины 12 затворов. В частности, электродная пленка 19 нанесена непрерывным слоем на межслойную изолирующую пленку 18 на участке 42 контакта, на поверхности стенок межслойной изолирующей пленки 13, основной шины 14c и межслойной изолирующей пленки 18 в сквозном отверстии 20 и на шину 12 затворов, открытую на нижнем участке сквозного отверстия 20.
Электродная пленка 19, показанная на фиг.3, сформирована из такого же материала, как материал пиксельного электрода 43 (например, ITO (оксидов индия и олова)) в области 3 пикселей, одновременно с пиксельным электродом 43. Конструктивный элемент, обозначенный позицией 27 на фиг.3, является нижним полупроводниковым слоем, и конструктивный элемент, обозначенный позицией 28 на фиг.3, является верхним полупроводниковым слоем. Нижний полупроводниковый слой 27 и верхний полупроводниковый слой 28 можно формировать, например, одновременно с формированием полупроводникового слоя ТПТ 30. В случае когда нижний полупроводниковый слой 27 и верхний полупроводниковый слой 28 открыты в сквозном отверстии 20, электродная пленка 19 сформирована на поверхностях стенок данных слоев.
Элемент 31a для блокировки проводимости, образованный изоляционной смолой, сформирован на электродной пленке 23 противоположной подложки 2, на участке 42 контакта, показанном на фиг.3, и элемент 31b для блокировки проводимости сформирован с внутренней стороны (со стороны, находящейся ближе к ТПТ 30) от участка 42 контакта. В нижеследующем описании, если требуется описание элементов 31a и 31b для блокировки проводимости по отдельности, применяются позиции 31a и 31b. Если же выполняется общее описание элементов 31a и 31b для блокировки проводимости, применяется позиция 31. Элемент 31 для блокировки проводимости является структурой, отличающейся от герметизирующего материала 40. В альтернативном варианте между электродной пленкой 23 и элементом 31 для блокировки проводимости может находиться ориентирующая пленка (не показанная), продолженная из области 3 пикселей. Элемент 31 для блокировки проводимости необходимо обеспечивать в состоянии, в котором, по меньшей мере, часть элемента 31 для блокировки проводимости перекрывает электродную пленку 19 активно-матричной подложки 1 в направлении нормали относительно поверхности подложки (в направлении, перпендикулярном поверхности подложки) (при наблюдении с направления нормали к поверхности подложки). В примере, показанном на фиг.3, элемент 31a для блокировки проводимости обеспечен так, чтобы перекрывать всю поверхность электродной пленки 19 в направлении нормали относительно поверхности подложки, и элемент 31b для блокировки проводимости обеспечен в положении, которое не перекрывает электродную пленку 19. Однако элемент 31b для блокировки проводимости в положении, которое не перекрывает электродную пленку 19, можно исключить, и элемент 31a для блокировки проводимости не обязательно должен перекрывать всю поверхность электродной пленки 19. В приведенном примере показаны только элементы 31a и 31b для блокировки проводимости, но число элементов для блокировки проводимости не ограничено показанным числом. Элемент 31 для блокировки проводимости сформирован в виде столбика или стенки с использованием такого же материала, как материал выступающей структуры (в данном случае фоторазделителя), обеспеченной в области 3 пикселей. Элемент 31 для блокировки проводимости и фоторазделитель можно формировать одновременно по технологии фотолитографии с использованием в качестве материала, например, прозрачной светочувствительной акриловой смолы.
В предпочтительном варианте торцевая поверхность элемента 31a для блокировки проводимости со стороны активно-матричной подложки 1 имеет ширину и длину, достаточные, по меньшей мере, для покрытия электродной пленки 19 на участке 42 контакта. В примере, показанном на фиг.3, элемент 31a для блокировки проводимости расположен так, чтобы выступать от поверхности электродной пленки 23 противоположной подложки 2. Когда активно-матричную подложку 1 и противоположную подложку 2 склеивают между собой, то элемент 31a для блокировки проводимости располагается между данными подложками без оставления пространства между ними. В данной конфигурации, даже когда к подложке прилагается какое-либо давление, возможно предотвращение контакта электродной пленки 19 активно-матричной подложки 1 с общим электродом (электродной пленкой 23) противоположной подложки 2. Соответственно, в данной конфигурации можно эффективно устранять возникновение короткого замыкания между активно-матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2 на участке 42 контакта.
Элемент 31 для блокировки проводимости способен также выполнять функцию, подобную фоторазделителю для установления зазора ячейки в области 3 пикселей. Соответственно, в случае если элемент 31 для блокировки проводимости сформирован из такого же материала, как материал фоторазделителя, чтобы устанавливать зазор ячейки, как показано на фиг.3, элемент 31b для блокировки проводимости формируют предпочтительно на участке, отличающемся от участка 42 контакта снаружи области 3 пикселей. В данной конфигурации возможен эффект, выражающийся в том, что элемент 31b для блокировки проводимости выдерживает постоянный зазор между активно-матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2 снаружи области 3 пикселей.
В предпочтительном варианте, как пояснялось выше, элемент 31 для блокировки проводимости формируют из такого же материала, как материал фоторазделителя, для обеспечения предварительно заданного зазора между активно-матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2 в области 3 пикселей, одновременно с фоторазделителем. В данном случае обеспечивается преимущество в том, что элемент 31 для блокировки проводимости можно формировать без увеличения числа процессов изготовления.
В некоторых случаях в качестве выступающей структуры, обеспечиваемой в области 3 пикселей, кроме фоторазделителя для установления зазора между подложками может быть обеспечена структура, регулирующая ориентацию, для регулировки состояния ориентации жидкого кристалла. Структуру, регулирующую ориентацию, применяют, например, в жидкокристаллическом модуле с вертикальной ориентацией или подобном модуле. В общем, структуру, регулирующую ориентацию, формируют в виде стенки, имеющей предварительно заданную высоту, с использованием прозрачной смолы. Один пример структуры, регулирующей ориентацию, подробно описан в дальнейшем со ссылкой на фиг.16. В случае жидкокристаллического модуля, содержащего структуру, регулирующую ориентацию, в качестве выступающей структуры в области пикселей элемент 31 для блокировки проводимости может быть выполнен из такого же материала, как материал структуры, регулирующей ориентацию, в отличие от фоторазделителя для установления зазора между подложками.
Элемент 31 для блокировки проводимости может быть сформирован из материала, отличающегося от материала фоторазделителя, и может быть сформирован по технологии, отличающейся от технологии изготовления фоторазделителя. Кроме того, элемент 31 для блокировки проводимости можно формировать из материала, отличающегося от материала структуры, регулирующей ориентацию, и можно формировать по технологии, отличающейся от технологии изготовления структуры, регулирующей ориентацию.
Как пояснялось выше, в жидкокристаллическом устройстве отображения в соответствии с первым вариантом осуществления элемент 31 для блокировки проводимости сформирован на общем электроде (электродной пленке 23) противоположной подложки 2, чтобы, по меньшей мере, частично перекрывать электродную пленку 19 снаружи области 3 пикселей активно-матричной подложки 1 в направлении нормали относительно поверхности подложки. В данной конфигурации даже в случае, если к подложке прилагается какое-либо давление снаружи области 3 пикселей, то возможно предотвращение контакта между электродной пленкой 19 активно-матричной подложки 1 и электродной пленкой 23 противоположной подложки 2. Соответственно, устраняется возможность возникновения короткого замыкания между активно-матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2 на участке 42 контакта.
Вариант осуществления 2
Второй вариант осуществления настоящего изобретения описан ниже со ссылкой на фиг.4-6. В нижеприведенном описании компоненты, выполняющие такие же функции, как функции компонентов, описанных в первом варианте осуществления, обозначены одинаковыми позициями, и их подробные описания отсутствуют.
На фиг.4 приведен увеличенный вид в плане, представляющий окрестность области, соответствующей области A, ограниченной штриховым кружком на фиг.1, в жидкокристаллическом устройстве 101 отображения (жидкокристаллическом модуле) в соответствии со вторым вариантом осуществления. Общая конфигурация жидкокристаллического устройства 101 отображения является, в принципе, такой же, как конфигурация жидкокристаллического устройства 100 отображения, показанного на фиг.1.
Как показано на фиг.4, в жидкокристаллическом устройстве 101 отображения в настоящем варианте осуществления проводящий участок 41 для обеспечения электрической проводимости между активно-матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2 обеспечен на основной шине 14d. В жидкокристаллическом устройстве 101 отображения в настоящем варианте осуществления герметизирующий материал 40 содержит проводящие твердые частицы (описанные выше), и при обеспечении герметизирующего материала 40 на проводящем участке 41 электрическая проводимость между активно-матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2 может обеспечиваться проводящими твердыми частицами. Соответственно, серебряная паста, содержащаяся в конфигурации первого варианта осуществления, не требуется, и в качестве преимущества площадь области рамки можно уменьшить в сравнении с первым вариантом осуществления. В альтернативном варианте проводящий участок 41 может быть обеспечен на основной шине 14d, на участке рамки, расположенном ближе к контактной области 8, или на участке рамки с противоположной стороны от контактной области 8. На основной шине 14c аналогично первому варианту осуществления обеспечен участок 42 контакта с шиной 12 затворов, соединенной со строчным драйвером 4a.
Структура участка 42 контакта и проводящего участка 41 описана ниже со ссылкой на фиг.5 и фиг.6. Фиг.5 представляет сечение, взятое по линии B-B, показанной на фиг.4, и изображает в сечении структуру участка 42 контакта. Фиг.6 представляет сечение, взятое по линии C-C, показанной на фиг.4, и изображает в сечении структуру проводящего участка 41. На фиг.5 и фиг.6 сечения структур проводящего участка 41 и участка 42 контакта представлены упрощенно. Например, основная шина 14 выполнена предпочтительно в виде многослойной структуры из металлических слоев множества видов. Однако на фиг.5 и фиг.6 основная шина 14 сокращенно показана в виде одного металлического слоя. На фиг.5 и фиг.6 не показаны, например, пассивирующая пленка и т.п. На фиг.5 и фиг.6 степени ровности различных пленок, отношение размеров конструктивных элементов и т.п. не обязательно представляют фактические состояния.
Как показано на фиг.5 и фиг.6, жидкокристаллический модуль (жидкокристаллическое устройство отображения) 101 в соответствии с настоящим вариантом осуществления имеет конфигурацию, в которой активно-матричная подложка 1 и противоположная подложка 2 склеены между собой герметизирующим материалом 40 и жидкий кристалл 34 герметизирован в зазоре между подложками. Между активно-матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2 выдерживается постоянный зазор посредством фоторазделителя (выступающей структуры), обеспеченной в области 3 пикселей. Подробное описание одного примерного фоторазделителя приведено со ссылкой на фиг.15.
Что касается герметизирующего материала 40, проводящие твердые частицы 32 содержатся в термореактивной смоле 33 как в материале-основе. В предпочтительном варианте термореактивная смола 33 обладает также способностью к фотополимеризации. В результате, после того как активно-матричную подложку 1 и противоположную подложку установят и затем склеят между собой, герметизирующий материал 40 можно временно отвердить освещением и затем герметизирующий материал 40 можно окончательно отвердить нагреванием. В качестве смолы, обладающей приведенными свойствами, пригодна смола, смешанная из эпоксидной смолы и акриловой смолы, или подобная смола. Хотя в качестве термореактивной смолы 33 можно применить прозрачную смолу, однако в некоторых случаях черная смола может быть предпочтительной, как в примере модификации (пятом примере модификации), описание которого приведено в дальнейшем.
Для получения проводящих твердых частиц 32, например, пластиковые шарики покрывают проводящим металлом (например, методом осаждения золота и т.п.). Проводящие твердые частицы 32 имеют, по существу, сферическую форму перед подмешиванием в термореактивную смолу 33, но предпочтителен вариант, в котором проводящие твердые частицы 32 могут обладать такой степенью пластичности, чтобы несколько сплющиваться, но без разрушения, в процессе склеивания активно-матричной подложки 1 и противоположной подложки 2. В качестве пластиковых шариков, которые являются сердцевиной проводящих твердых частиц 32, в предпочтительном варианте можно применить, например, термореактивную смолу, например эпоксидную или подобную смолу. Данный выбор объясним тем, что в процессе окончательного отверждения при склеивании активно-матричной подложки 1 и противоположной подложки 2 проводящие твердые частицы 32 могут располагаться без разрушения между активно-матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2. Форма проводящих твердых частиц 32 не ограничена, по существу, сферической формой, но может иметь форму овоида (по существу, эллиптического в сечении) или форму столбика. В альтернативном варианте проводящие твердые частицы 32 могут быть твердыми частицами, имеющими форму четырехугольника, многоугольника или другую сложную форму в сечении.
Как показано на фиг.5 и фиг.6, на межслойной изолирующей пленке 13 обеспечены основные шины 14 (14a-14c). Основные шины 14a-14c формируют из такого же материала, как материал шины 5 истоков в области 3 пикселей, одновременно с шиной 5 истоков по технологии формирования шины 5 истоков. Основную шину 14d формируют из такого же материала, как материал шины 6 затворов, под межслойной изолирующей пленкой 13, одновременно с шиной 6 затворов по технологии формирования шины 6 затворов.
Как показано на фиг.6, на проводящем участке 41 сформировано сквозное отверстие (контактное отверстие) 20 в межслойной изолирующей пленке 13 на основной шине 14d и в межслойной изолирующей пленке 18. Через сквозное отверстие 20 основная шина 14d электрически соединена с электродной пленкой 19 на межслойной изолирующей пленке 18. Другими словами, электродная пленка 19 нанесена непрерывным слоем на межслойную изолирующую пленку 18 на проводящем участке 41, на поверхности стенок межслойных изолирующих пленок 13 и 18 в сквозном отверстии 20 и на основную шину 14d, открытую на нижнем участке сквозного отверстия 20.
В настоящем варианте осуществления герметизирующий материал 40 обеспечен в положении, которое покрывает основные шины 14a-14d, или обеспечен над частью основных шин 14a-14d или всеми данными шинами. В данной конфигурации между электродной пленкой 19 проводящего участка 41 и электродной пленкой 23 противоположной подложки 2 обеспечена электрическая проводимость с помощью проводящих твердых частиц 32 в герметизирующем материале 40. Соответственно сигнал, введенный с контакта в контактной области 8 в основную шину 14d, подается на общий электрод противоположной подложки 2 через электродную пленку 19 и проводящие твердые частицы 32.
С другой стороны, как показано на фиг.5, на участке 42 контакта сквозь межслойную изолирующую пленку 18 на основной шине 14c и межслойную изолирующую пленку 13 сформировано сквозное отверстие 20, и основная шина 14c и шина 12 затворов электрически соединены посредством сквозного отверстия 20 и электродной пленки 19. То есть электродная пленка 19 нанесена непрерывным слоем на межслойную изолирующую пленку 18 на участке 42 контакта, на поверхности стенок межслойной изолирующей пленки 13, основной шины 14c и межслойной изолирующей пленки 18 и на шину 12 затворов, открытую на нижнем участке сквозного отверстия 20. В случае когда в сквозном отверстии 20 открыты нижний полупроводниковый слой 27 и верхний полупроводниковый слой 28, электродная пленка 19 формируется также на поверхностях стенок упомянутых слоев. Электродная пленка 19, соответственно, показанная на фиг.5 и фиг.6, сформирована из такого же материала (например, ITO (оксидов индия и олова)), как материал пиксельного электрода 43 в области 3 пикселей, одновременно с пиксельным электродом 43.
На участке 42 контакта и в его окрестности, как показано на фиг.5, на электродной пленке 23 противоположной подложки 2 обеспечен элемент 31 (31a, 31b) для блокировки проводимости, сформированный из изоляционной смолы. В примере, показанном на фиг.5, элемент 31 для блокировки проводимости заглублен в герметизирующий материал 40 (или окружен герметизирующим материалом 40), но элемент 31 для блокировки проводимости является конструктивным элементом, отдельным от герметизирующего материала 40. Между электродной пленкой 23 и элементом 31 для блокировки проводимости может находиться ориентирующая пленка (не показанная), продолженная из области 3 пикселей. Элемент 31 для блокировки проводимости необходимо обеспечивать так, чтобы, по меньшей мере, частично перекрывать электродную пленку 19 активно-матричной подложки 1 в направлении нормали к поверхности подложки.
В примере, показанном на фиг.5, элемент 31a для блокировки проводимости обеспечен так, чтобы перекрывать всю электродную пленку 19 в направлении нормали к поверхности подложки, и элемент 31b для блокировки проводимости обеспечен в положении, которое не перекрывает электродную пленку 19. Однако элемент 31b для блокировки проводимости в положении, которое не перекрывает электродную пленку 19, можно исключить, и элемент 31a для блокировки проводимости не обязательно должен перекрывать всю электродную пленку 19. Элемент 31 для блокировки проводимости сформирован в виде столбика или стенки с использованием такого же материала, как материал выступающей структуры (в данном случае фоторазделителя), обеспеченной в области 3 пикселей. Элемент 31 для блокировки проводимости и фоторазделитель можно формировать одновременно по технологии фотолитографии с использованием в качестве материала, например, прозрачной светочувствительной акриловой смолы.
В предпочтительном варианте торцевая поверхность элемента 31a для блокировки проводимости со стороны активно-матричной подложки 1 может иметь ширину и длину, достаточные для покрытия, по меньшей мере, электродной пленки 19 на участке 42 контакта. В примере, показанном на фиг.5, элемент 31a для блокировки проводимости обеспечен так, чтобы выступать от поверхности электродной пленки 23 противоположной подложки 2. Когда активно-матричную подложку 1 и противоположную подложку 2 склеивают между собой, то элемент 31a для блокировки проводимости располагается между данными подложками без оставления пространства между ними. Соответственно, на участке 42 контакта между электродной пленкой 19 активно-матричной подложки 1 и общим электродом (электродной пленкой 23) противоположной подложки 2 не существует пространства, в которое проникает герметизирующий материал 40. Соответственно, в данной конфигурации на участке 42 контакта можно исключить ситуацию, в которой проводящие твердые частицы 32 в герметизирующем материале 40 приводят к возникновению короткого замыкания между активно-матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2.
В качестве сравнительного примера на фиг.19 показана конфигурация, в которой в составе жидкокристаллического модуля 101 в настоящем варианте осуществления (жидкокристаллического модуля 901) отсутствует элемент 31 для блокировки проводимости. Жидкокристаллический модуль 901 в сравнительном примере имеет такую же конфигурацию, как конфигурация жидкокристаллического модуля 101 в настоящем варианте осуществления, за исключением отсутствия элемента 31 для блокировки проводимости. Как показано на фиг.19, в жидкокристаллическом модуле 901 в соответствии со сравнительным примером проводящие твердые частицы 32, содержащиеся в герметизирующем материале 40, находятся между электродной пленкой активно-матричной подложки 1 и электродной пленкой 23 противоположной подложки 2. В результате возможно создание короткого замыкания между активно-матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2. С другой стороны, как пояснялось выше, в случае жидкокристаллического модуля 101 в соответствии с настоящим вариантом осуществления проблема короткого замыкания между активно-матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2 через проводящие твердые частицы 32 может быть решена обеспечением элемента 31 для блокировки проводимости.
Элемент 31 для блокировки проводимости дополнительно обеспечивает также эффект, выражающийся в том, что данный элемент выполняет функцию, аналогичную фоторазделителю для установления зазора ячейки в области 3 пикселей. Соответственно, в случае когда элемент 31 для блокировки проводимости формируют из такого же материала, как материал фоторазделителя для установления зазора ячейки, как показано на фиг.5, то предпочтительно выбрать конфигурацию, в которой элемент 31b для блокировки проводимости обеспечен также в другом положении, кроме участка 42 контакта снаружи области 3 пикселей. В данной конфигурации можно получать эффект, выражающийся в том, что элемент 31b для блокировки проводимости может обеспечивать постоянное пространство между активно-матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2 снаружи области 3 пикселей.
Как пояснялось выше, элемент 31 для блокировки проводимости формируют предпочтительно из такого же материала, как материал фоторазделителя, для выдерживания предварительно заданного зазора между активно-матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2 в области 3 пикселей, одновременно с фоторазделителем. В данном случае в качестве преимущества элемент 31 для блокировки проводимости можно формировать без увеличения числа этапов технологического процесса изготовления.
В качестве другой выступающей структуры, обеспечиваемой в области 3 пикселей, кроме фоторазделителя для установления зазора между подложками иногда можно вводить структуру, регулирующую ориентацию, для задания состояния ориентации жидкого кристалла. Подробное описание одного примера структуры, регулирующей ориентацию, приведено в дальнейшем со ссылкой на фиг.16. В случае жидкокристаллического модуля, содержащего структуру, регулирующую ориентацию, в качестве выступающей структуры в области пикселей элемент 31 для блокировки проводимости может быть сформирован из такого же материала, как материал структуры, регулирующей ориентацию, вместо фоторазделителя для установления зазора между подложками.
В настоящем варианте элемент 31 для блокировки проводимости может быть сформирован из материала, отличающегося от материала вышеупомянутого фоторазделителя, и может быть сформирован на этапе процесса, отличающемся от этапа формирования фоторазделителя. Кроме того, элемент 31 для блокировки проводимости может быть сформирован из материала, отличающегося от материала вышеупомянутой структуры, регулирующей ориентацию, и может быть сформирован на этапе процесса, отличающемся от этапа формирования структуры, регулирующей ориентацию.
Как пояснялось выше, в жидкокристаллическом устройстве отображения в соответствии со вторым вариантом осуществления элемент 31 для блокировки проводимости создан на общем электроде (электродной пленке 23) противоположной подложки 2 таким образом, чтобы, по меньшей мере, частично перекрывать электродную пленку 19 снаружи области пикселей активно-матричной подложки 1 в направлении нормали к поверхности подложки. Соответственно, даже в случае, когда герметизирующий материал 40 расположен в области, в которой сформирована электродная пленка 19, проводящие твердые частицы 32, содержащиеся в герметизирующем материале 40, не допускаются до проникновения между электродной пленкой 19 активно-матричной подложки 1 и электродной пленкой 23 противоположной подложки 2. Соответственно, устраняется возможность возникновения короткого замыкания между активно-матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2 на участке 42 контакта.
Для вышеописанного жидкокристаллического модуля 100 в соответствии с первым вариантом осуществления и вышеописанного жидкокристаллического модуля 101 в соответствии со вторым вариантом осуществления предложено несколько разновидностей (примеров модификаций). Описания примеров модификаций приведены ниже.
Первый пример модификации
На фиг.7 представлено сечение, показывающее общую конфигурацию первого примера модификации жидкокристаллического модуля 101 в соответствии со вторым вариантом осуществления. Как показано на фиг.7, в первом примере модификации жидкокристаллического модуля 101 стекловолокно (разделитель в герметизирующем составе) 35, которое разрезано на короткие отрезки, подмешано в герметизирующий материал 40 вместе с проводящими твердыми частицами 32. Стекловолокно 35 имеет форму столбика, и его диаметр в сечении меньше, чем диаметр проводящих твердых частиц 32. В отличие от проводящих твердых частиц 32 стекловолокно 35 не деформируется, когда склеивают активно-матричную подложку 1 и противоположную подложку 2. В альтернативном варианте стекловолокно 35 тверже, чем проводящие твердые частицы 32, и имеет более высокий модуль упругости. Соответственно, диаметр сечения стекловолокна 35 устанавливает минимальный зазор между активной матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2 на участке, на котором обеспечен герметизирующий материал 40. В предпочтительном варианте диаметр (диаметр, по меньшей мере, до деформации или диаметр наиболее широкого участка после деформации) проводящих твердых частиц 32 немного больше, чем минимальный зазор (т.е. диаметр стекловолокна 35 в сечении).
Например, в случае когда диаметр стекловолокна 35 в сечении составляет приблизительно 2-4 мкм, диаметр до деформации, или диаметр после деформации, или диаметр наиболее длинного участка проводящих твердых частиц 32 предпочтительно больше, чем диаметр сечения стекловолокна 35 и находится в пределах приблизительно от 4 до 5 мкм. Например, когда диаметр стекловолокна 35 в сечении составляет приблизительно 3 мкм, диаметр проводящих твердых частиц 32 составляет предпочтительно приблизительно 4 мкм. Как пояснялось выше, в качестве проводящих твердых частиц 32 применяют твердые частицы, имеющие диаметр, который немного больше, чем диаметр сечения стекловолокна 35, так что как электродная пленка 19 активно-матричной подложки 1, так и электродная пленка 23 противоположной подложки 2 находятся в надежном контакте с отдельной проводящей твердой частицей 32 на проводящем участке 41. Соответственно, на проводящем участке 41 можно надежно обеспечить электрическую проводимость между активно-матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2.
Как пояснялось выше, в соответствии с первым примером модификации жидкокристаллического модуля 101, поскольку стекловолокно 35 подмешано в герметизирующий материал 40, стекловолокно 35 выполняет функцию, эквивалентную фоторазделителю для установления зазора ячейки в области 3 пикселей. Соответственно, можно обеспечить эффект, заключающийся в том, что между активно-матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2 выдерживается постоянный зазор снаружи области 3 пикселей.
В настоящем примере модификации в качестве разделителя в герметизирующем веществе применено столбчатое стекловолокно 35. Вместо стекловолокна можно применить сферические жесткие пластиковые шарики. В предпочтительном варианте пластиковые шарики в данном случае имеют диаметр, который немного меньше, чем диаметр проводящих твердых частиц 32, и имеют более высокую степень жесткости, чем проводящие твердые частицы 32.
Второй пример модификации
На фиг.8 представлено сечение, показывающее общую конфигурацию второго примера модификации жидкокристаллического модуля 101. Как показано на фиг.8, второй пример модификации жидкокристаллического модуля 101 содержит элемент 36 (36a, 36b) для блокировки проводимости вместо вышеописанного элемента 31 для блокировки проводимости. В нижеследующем описании если пояснение требует четкого различения элементов 36a и 36b для блокировки проводимости, то применяются позиции 36a и 36b, и если описание касается элементов 31a и 31b для блокировки проводимости в общем, то приводится позиция 36.
Аналогично элементу 31 для блокировки проводимости элемент 36 для блокировки проводимости расположен так, чтобы выступать от противоположной подложки 2, но высота элемента 36 для блокировки проводимости меньше, чем величина зазора ячейки между активно-матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2 (т.е. высота фоторазделителя в области 3 пикселей). В предпочтительном варианте высота элемента 36 для блокировки проводимости удовлетворяет условию (a), согласно которому, когда активно-матричная подложка 1 и противоположная подложка 2 склеены между собой герметизирующим материалом 40, торцевая поверхность элемента 36 для блокировки проводимости не будет находиться в контакте с электродной пленкой 19. При удовлетворении условия (a) торцевая поверхность элемента 36 для блокировки проводимости не будет находиться в плотном контакте с электродной пленкой 19, когда подложки склеены между собой. В результате можно предотвратить нарушение контакта, вызываемое разрывом электродной пленки 19.
Кроме того, в более предпочтительном варианте высоту элемента 36 для блокировки проводимости задают из условия (b), согласно которому, даже если проводящие твердые частицы 32 проникают между торцевой поверхностью элемента 36 для блокировки проводимости со стороны активно-матричной подложки 1 и электродной пленкой 19, зазор между активно-матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2 не подвергается изменению, в дополнение к условию (a). При удовлетворении условия (b) можно выдерживать постоянный зазор между активно-матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2.
Как пояснялось выше, во втором примере модификации высота фоторазделителя (или зазора ячейки) области 3 пикселей отличается от высоты элемента 36 для блокировки проводимости. Однако в данном случае элемент 36 для блокировки проводимости можно формировать одновременно из такого же материала, как материал фоторазделителя в области 3 пикселей. Например, что касается позитивной светочувствительной акриловой смолы, при проявлении растворяется экспонированный участок. Так как позитивная светочувствительная акриловая смола имеет такую характеристику, что глубина углубленного участка, сформированного травлением, изменяется в зависимости от величины экспозиции, при использовании упомянутой характеристики на электродную пленку 23 противоположной подложки 2 наносят позитивную светочувствительную акриловую смолу и используют фотомаску (так называемую полутоновую маску), в которой частично расположены пленки, обладающие взаимно различными коэффициентами пропускания, или обеспечена щель, и как элемент 36 для блокировки проводимости, так и фоторазделитель можно формировать одновременно, с получением взаимно различных толщин путем применения одной маски. Тем самым совершенствуется эффективность производства.
Как пояснялось выше, например, в случае жидкокристаллического устройства отображения с вертикальной ориентацией или в подобном устройстве, кроме фоторазделителя для выдерживания постоянного зазора между активно-матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2 (для установления зазора ячейки) в область 3 пикселей можно иногда вводить структуру, регулирующую ориентацию, для задания состояния ориентации жидкого кристалла. Высота структуры, регулирующей ориентацию, обычно ниже, чем высота фоторазделителя для установления зазора ячейки. В данном случае элемент 36 для блокировки проводимости формируют предпочтительно с использованием такого же материала, как материал структуры, регулирующей ориентацию, чтобы обеспечивать одинаковую высоту.
В примере, показанном на фиг.8, конфигурация, в которой как элемент 36a для блокировки проводимости, обеспеченный на участке 42 контакта, так и элемент 36b для блокировки проводимости, обеспеченный на другом участке, кроме участка 42 контакта, сформированы по высоте ниже, чем зазор ячейки, показанный для примера. Однако высоты элемента 36a для блокировки проводимости и элемента 36b для блокировки проводимости не обязательно должны быть равными. Например, как пояснялось выше, в случае, когда фоторазделитель и структура, регулирующая ориентацию, обеспечены в области 3 пикселей, элемент 36b для блокировки проводимости может быть сформирован из такого же материала, как материал фоторазделителя, чтобы иметь такую же высоту, и элемент 36a для блокировки проводимости может быть сформирован из такого же материала, как материал структуры, регулирующей ориентацию, чтобы иметь такую же высоту.
В данном случае элемент 36 для блокировки проводимости может быть сформирован из материала, отличающегося от материала фоторазделителя, и может быть сформирован на этапе технологического процесса, отличающемся от этапа формирования фоторазделителя. Кроме того, элемент 36 для блокировки проводимости может быть сформирован из материала, отличающегося от материала структуры, регулирующей ориентацию, и может быть сформирован на этапе технологического процесса, отличающемся от этапа формирования структуры, регулирующей ориентацию.
На фиг.8 представлен для пояснения пример, в котором в герметизирующий материал 40 подмешано стекловолокно 35. Однако применение стекловолокна 35 во втором примере модификации не является обязательным требованием.
В данном случае приведено описание примера модификации жидкокристаллического модуля 101 в соответствии со вторым вариантом осуществления. В альтернативном варианте в жидкокристаллический модуль 100 в соответствии с первым вариантом осуществления можно ввести элемент 36 для блокировки проводимости вместо элемента 31 для блокировки проводимости. В данной конфигурации можно получить вышеупомянутые эффекты.
Третий пример модификации
На фиг.9 представлено сечение, показывающее общую конфигурацию третьего примера модификации жидкокристаллического модуля 101. Как показано на фиг.9, третий пример модификации жидкокристаллического модуля 101 имеет конфигурацию, в которой обеспечены вогнутость и выпуклость на торцевой поверхности элемента 36 для блокировки проводимости в соответствии со вторым примером модификации со стороны активно-матричной подложки 1.
Вогнутость и выпуклость на торцевой поверхности элемента 36 для блокировки проводимости можно реализовать посредством обеспечения множества небольших участков с взаимно различными коэффициентами пропускания в фотомаске, соответствующей торцевой поверхности, когда методом фотолитографии формируют рисунок элемента 36 для блокировки проводимости. Например, в случае когда элемент 36 для блокировки проводимости формируют с помощью позитивной светочувствительной смолы, участок маски со сниженным меньшим светопропусканием может быть назначен такому участку торцевой поверхности элемента 36 для блокировки проводимости, который должен стать вогнутым участком, и участок маски с повышенным светопропусканием может быть назначен такому участку, который должен стать выпуклым участком.
В предпочтительном варианте вогнутость и выпуклость торцевой поверхности элемента 36 для блокировки проводимости формируют как можно грубее и глубже. При использовании данной конфигурации, даже если термореактивная смола 33 или проводящие твердые частицы 32 герметизирующего материала 40 проникают между торцевой поверхностью элемента 36 для блокировки проводимости и активно-матричной подложкой 1, когда активно-матричную подложку 1 и противоположную подложку 2 склеивают между собой, то проникшее вещество может захватываться на вогнутом участке. В результате, даже если герметизирующий материал 40 проникает между торцевой поверхностью элемента 36 для блокировки проводимости и активно-матричной подложкой 1, зазор между активно-матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2 почти не изменяется, так что зазор между подложками можно поддерживать равным требуемому значению.
На фиг.9 показан также пример, в котором в герметизирующий материал 40 подмешано стекловолокно 35, но применение стекловолокна 35 в третьем примере модификации не обязательно.
В альтернативном варианте вогнутость и выпуклость могут быть сформированы на торцевой поверхности (торцевой поверхности со стороны активно-матричной подложки 1 или со стороны противоположной подложки 2) элемента 31 для блокировки проводимости, имеющего, по существу, такую же высоту, как высота ячейки зазора (см. первый пример модификации) в направлении, нормальном к поверхности подложки.
Четвертый пример модификации
На фиг.10 представлено сечение, показывающее общую конфигурацию четвертого примера модификации жидкокристаллического модуля 101. Как показано на фиг.10, в четвертом примере модификации жидкокристаллического модуля 101 в качестве элемента 31 для блокировки проводимости обеспечен элемент 37 (37a-37c) для блокировки проводимости, который окрашен в черный цвет для блокирования света. В нижеследующем описании в случае, когда описание элементов 37a-37c для блокировки проводимости требуется приводить по отдельности, применяются позиции 37a-31с, но в случае, когда требуется дать общее описание элементов 37a-37b для блокировки проводимости, применяется позиция 37. Элемент 37 для блокировки проводимости может быть изготовлен из светочувствительной акриловой смолы, которая окрашена в черный цвет.
В данном случае элемент 37 для блокировки проводимости может быть сформирован из такого же материала и на том же этапе технологического процесса, как материал и этап технологического процесса для формирования фоторазделителя в области 3 пикселей. Однако в альтернативном варианте элемент 37 для блокировки проводимости может быть сформирован из материала, отличающегося от материала фоторазделителя, и может быть сформирован на этапе технологического процесса, отличающего от этапа формирования фоторазделителя.
При обеспечении элемента 37c для блокировки проводимости (второго элемента для блокировки проводимости) над ТПТ 30 строчного драйвера 4a светозапорный слой 24 противоположной подложки 2 (см. фиг.3) не требуется. Элемент 37c для блокировки проводимости не обязательно должен покрывать весь ТПТ 30, а достаточно, чтобы элемент 37c для блокировки проводимости работал так, чтобы свет не попадал, по меньшей мере, на область канала.
В данном примере модификации в герметизирующий материал 40 может быть подмешано стекловолокно 35.
Вместо элемента 31 для блокировки проводимости жидкокристаллического модуля 100 в соответствии с первым вариантом осуществления можно применить элемент 37 для блокировки проводимости. В данной конфигурации возможно получение вышеупомянутых эффектов.
Пятый пример модификации
На фиг.11 представлено сечение, показывающее общую конфигурацию пятого примера модификации жидкокристаллического модуля 101 в соответствии со вторым вариантом осуществления. Как показано на фиг.11, пятый пример модификации жидкокристаллического модуля 101 отличается от четвертого примера модификации тем, что в качестве материала-основы герметизирующего материала 40 применяется термореактивная смола 38, окрашенная в черный цвет, вместо прозрачной термореактивной смолы 33.
Аналогично четвертому примеру модификации при обеспечении черного элемента 37c для блокировки проводимости над ТПТ 30 строчного драйвера 4a светозапорный слой 24 со стороны противоположной подложки 2 (см. фиг.3) не требуется. Элемент 37c для блокировки проводимости не обязательно должен покрывать весь ТПТ 30, а достаточно, чтобы элемент 37c для блокировки проводимости мог располагаться так, чтобы свет не попадал, по меньшей мере, на область канала.
Вместо обеспечения элемента 37c для блокировки проводимости над ТПТ 30 над ТПТ 30 можно продолжить герметизирующий материал 40. В данном случае область канала ТПТ 30 покрыта черной термореактивной смолой 38, так что возможно предотвращение ухудшения характеристики ТПТ 30 без наличия светозапорного слоя 24 противоположной подложки 2. Кроме того, например, в случае когда ширина герметизирующего материала 40 больше, чем ширина области основных шин, площадь области кадра можно уменьшить, в качестве преимущества, не путем обеспечения выступа герметизирующего материала наружу от области основных шин, а путем формирования герметизирующего материала 40 над строчным драйвером 4a.
В пятом примере модификации также возможно подмешивание стекловолокна 35 в герметизирующем материале 40.
Шестой пример модификации
На фиг.12 представлено сечение, показывающее общую конфигурацию шестого примера модификации жидкокристаллического модуля 101. Как показано на фиг.12, шестой пример модификации жидкокристаллического модуля 101 отличается тем, что элемент 39 (39a, 39b) для блокировки проводимости обеспечен не со стороны противоположной подложки 2, а со стороны активно-матричной подложки 1. В частности, до того как активно-матричную подложку 1 и противоположную подложку 2 склеивают между собой, со стороны активно-матричной подложки 1 формируют элемент 39 для блокировки проводимости. В данном примере модификации фоторазделитель области 3 пикселей также обеспечен со стороны активно-матричной подложки 1 и элемент 39 для блокировки проводимости предпочтительно формируют одновременно с использованием такого же материала, как материал фоторазделителя области 3 пикселей. В альтернативном варианте элемент 39 для блокировки проводимости может быть сформирован из материала, отличающегося от материала фоторазделителя, и может быть сформирован на этапе технологического процесса, отличающемся от этапа формирования фоторазделителя.
В данном примере модификации в герметизирующий материал 40 также может быть подмешано стекловолокно 35 (см. первый пример модификации). В альтернативном варианте высота элемента 39 для блокировки проводимости может быть меньше, чем величина зазора ячейки (см. второй пример модификации). В дополнение торцевая поверхность элемента 39 для блокировки проводимости со стороны противоположной подложки 2 может содержать вогнутость и выпуклость (см. третий пример модификации). Кроме того, элемент 39 для блокировки проводимости может быть окрашен в черный цвет (см. четвертый пример модификации), и применяемый герметизирующий материал 40 может содержать черную термореактивную смолу в качестве его материала-основы (см. пятый пример модификации).
В альтернативном варианте элемент 39 для блокировки проводимости можно использовать вместо элемента 31 для блокировки проводимости в жидкокристаллическом модуле 100 в соответствии с первым вариантом осуществления. В данной конфигурации можно получить вышеупомянутые эффекты.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Далее предпочтительные варианты осуществления жидкокристаллического устройства отображения в соответствии с настоящим изобретением поясняются совместно с технологическим процессом их изготовления. В данном случае для примера приведено описание жидкокристаллического устройства 101 отображения в соответствии со вторым примером модификации второго варианта осуществления, показанным на фиг.8. То есть в нижеописанном примере элемент 36 для блокировки проводимости, имеющий высоту меньше, чем зазор ячейки, обеспечен со стороны противоположной подложки 2. В дополнение в герметизирующее волокно 40 подмешано стекловолокно 35 (см. фиг.8), но данная возможность не имеет существенного значения.
На фиг.13 приведено сечение, более подробно представляющее конфигурацию в окрестности проводящего участка 41 (см. фиг.4) в жидкокристаллическом устройстве 101 отображения в соответствии со вторым примером модификации. На фиг.14 приведено сечение, более подробно представляющее конфигурацию в окрестности участка 42 контакта также во втором примере модификации. На фиг.15 представлена конфигурация в сечении, взятом по линии D-D, показанной на фиг.1 (конфигурация пикселя в сечении).
Как показано на фиг.13, основная шина 14d в настоящем варианте осуществления имеет трехслойную структуру, содержащую слой 141d титана в качестве нижнего слоя, слой 142d алюминия в качестве среднего слоя и слой 143d титана в качестве верхнего слоя. Шина 6 затворов в области 3 пикселей, которую формируют одновременно с основной шиной 14d, имеет такую же структуру, как структура основной шины 14d. Электродная пленка 19 сформирована из ITO (оксидов индия и олова) аналогично пиксельному электроду 43 в области 3 пикселей. На фиг.5 не показано, однако, как показано на фиг.13, на активно-матричной подложке 1 обеспечена межслойная изолирующая пленка 13 и пассивирующая пленка 143, сформированная на межслойной изолирующей пленке 13. Пассивирующая пленка 143 является пленкой из нитрида кремния, которая может обеспечивать эффекты, выражающиеся в том, что исключается ухудшение характеристик активных элементов. В дополнение, над пассивирующей пленкой 143 обеспечена межслойная изолирующая пленка 18 из фоточуствительной акриловой смолы. Толщина межслойной изолирующей пленки 18 составляет приблизительно 2-4 мкм в самом толстом месте.
Далее, со ссылкой на фиг.14, приведено описание конфигурации участка 42 контакта в настоящем варианте осуществления. Как показано на фиг.14, на участке 42 контакта шина 12 затворов имеет трехслойную структуру, в которой последовательно наслоено слой титана, слой алюминия и слой титана, которые не показаны на фигуре. Шина 6 затворов в области 3 пикселей, которую формируют одновременно с шиной 12 затворов, имеет такую же структуру, как структура шины 12 затворов. Как пояснялось выше, в качестве межслойной изолирующей пленки 13 можно применить пленку нитрида кремния. Основная шина 14c имеет двухслойную структуру, содержащую слой 141c титана в качестве нижнего слоя и слой 142c алюминия в качестве верхнего слоя, и сформирована на том же этапе технологического процесса, как этап формирования шины 5 истоков в области 3 пикселей.
Участок 42 контакта содержит, как показано на фигуре, область, в которой между стеклянной подложкой 11 и электродной пленкой 19 нанесены слои шины 12 затворов, межслойной изолирующей пленки 13 и пленки 146 аморфного кремния. Участок 42 контакта содержит также область, в которой между стеклянной подложкой 11 и электродной пленкой 19 нанесены слои шины 12 затворов, межслойной изолирующей пленки 13, пленки 146 аморфного кремния и слоя 141c титана, и область, в которой между стеклянной подложкой 11 и электродной пленкой 19 нанесены слои шины 12 затворов, межслойной изолирующей пленки 13, слоя 141c титана, слоя 142c алюминия, пассивирующей пленки 143 и межслойной изолирующей пленки 19.
Что касается основной шины 14c, показанной на фиг.14, на участке, соединенном с электродной пленкой 19, верхний слой (т.е. слой 142c алюминия) основной шины 14c удален травлением, чтобы слой 141c титана находился в контакте с электродной пленкой 19. Хотя на фиг.8 не показано, в предпочтительном варианте обеспечена пассивирующая пленка 143, которая покрывает межслойную изолирующую пленку 13 и основную шину 14. Пассивирующая пленка 143 является пленкой нитрида кремния.
В дополнение, на пассивирующей пленке 143 обеспечена межслойная изолирующая пленка 18 из светочувствительной акриловой смолы. Межслойная изолирующая пленка 18 имеет толщину приблизительно 2-4 мкм в самом толстом ее месте. Электродная пленка 19 находится в электрическом контакте со слоем 141c титана основной шины 14c и шины 12 затворов в сквозном отверстии 20 (в дальнейшем именуемом контактным отверстием 20).
В предпочтительном варианте осуществления, показанном на фиг.14, в сквозном отверстии 20 межслойной изолирующей пленки 18 обеспечен ступенчатый участок 144 и между открытым концом контактного отверстия 20 и ступенчатым участком сформирована немного наклонная поверхность 145. Ступенчатый участок 144 является участком, который сформирован на уровне ниже, чем верхняя поверхность межслойной изолирующей пленки 18. Электродная пленка 19 продолжена от нижнего участка контактного отверстия 20 до середины ступенчатого участка 144. Как пояснялось выше, концевой участок электродной пленки 19 расположен на ступенчатом участке 144 и не достигает наклонной поверхности 145 и поверхности межслойной изолирующей пленки 18, так что можно надежно обеспечить расстояние между электродной пленкой 19 и электродной пленкой 23 противоположной поверхности. Соответственно, получаемое преимущество состоит в том, что можно не допустить короткого замыкания между электродной пленкой 19 активно-матричной подложки 1 и электродной пленкой 23 противоположной подложки 2. В дополнение, поскольку между основной шиной 14c и электродной пленкой 19 находятся пассивирующая пленка 143 и межслойная изолирующая пленка 18, то возможно предотвращение электрохимической коррозии оксидов индия и олова (ITO), составляющих электродную пленку 19, и слоя 142c алюминия основной шины 14c.
Посредством формирования немного наклонной поверхности 145 от открытого участка контактного отверстия 20 до его внутренней части можно увеличить запас на точность установки при склеивании и т.п. по сравнению со случаем, когда контактное отверстие 20 имеет крутую или вертикальную внутреннюю стенку.
Толщину элемента 36 для блокировки проводимости задают из расчета, чтобы толщина, по существу, не изменяла зазор между активно-матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2, даже когда проводящие твердые частицы 32 проникают между торцевой поверхностью элемента 36 для блокировки проводимости со стороны противоположной поверхности 2 и электродной пленкой 19, как пояснялось выше. Например, когда толщина межслойной изолирующей пленки 18 составляет приблизительно 2,5 мкм на самом толстом ее участке, диаметр стекловолокна 35 в сечении составляет приблизительно 3 мкм и диаметр проводящих твердых частиц 32 составляет приблизительно 4 мкм, сумма толщины межслойной изолирующей пленки 18 и диаметра стекловолокна 35 в сечении составляет приблизительно 5,5 мкм. Если сумма толщины элемента 36 для блокировки проводимости и толщины проводящих твердых частиц 32 меньше, чем приведенное значение, то создается возможность предотвращения изменения зазора между подложками, так что предпочтительным является вариант, в котором высота элемента 36 для блокировки проводимости меньше чем приблизительно 1,5 мкм. В данном случае высота элемента 36 для блокировки проводимости составляет приблизительно 1,0 мкм.
Далее со ссылкой на фиг.15 приведено описание фоторазделителя 53 в области 3 пикселей. На фиг.15 приведено сечение, взятое по линии D-D, показанной на фиг.1. Как показано на фиг.15, в области 3 пикселей над шиной 5 истоков сформирован фоторазделитель 53 для регулировки зазора ячейки. В дополнение над фоторазделителем 53 обеспечена черная матрица (BM) 149.
При наблюдении с направления, нормального к поверхности подложки противоположной подложки 2, черная матрица 149 представляется обеспеченной на границе между красным цветным фильтром 150R, зеленым цветным фильтром 150G и синим цветным фильтром 150B с перекрытием фоторазделителя 53 и шины 5 истоков под фоторазделителем 53. Красный цветной фильтр 150R, зеленый цветной фильтр 150G и синий цветной фильтр 150B расположены с таким расчетом, чтобы перекрывать область, в которой обеспечен пиксельный электрод 43 (участок пиксельного электрода) соответственно.
Толщина черной матрицы 149 составляет приблизительно 1 мкм, толщина каждого из красного цветного фильтра 150R, зеленого цветного фильтра 150G и синего цветного фильтра 150B составляет приблизительно 2 мкм, и толщина покрывной пленки 22 на цветных фильтрах составляет приблизительно 0,5 мкм.
Шина 5 истоков области 3 пикселей содержит многослойную структуру из слоя 51 титана и слоя 52 алюминия аналогично вышеупомянутой основной шине 14. На межслойную изолирующую пленку 13 и шину 5 истоков нанесен слой пассивирующей пленки 143. На пассивирующую пленку 143 нанесен слой межслойной изолирующей пленки 18 из светочувствительной акриловой смолы. Толщина межслойной изолирующей пленки 18 составляет приблизительно 2,5 мкм на самом толстом ее участке. Поверхность межслойной изолирующей пленки 18 является, по существу, ровной. На межслойной изолирующей пленке 18 расположено множество пиксельных электродов 43 в виде матрицы. На пиксельном электроде 43 сформирована ориентирующая пленка 147.
С другой стороны, на противоположной подложке 2 расположены слоями стеклянная подложка 21, цветные фильтры 150R, 150G и 105B соответствующих цветов, черная матрица 149, покрывная пленка 22 и электродная пленка 23 в приведенном порядке. Электродная пленка 23 является общим электродом, сформированным из ITO (оксидов индия и олова). Толщина электродной пленки 23 составляет приблизительно 0,1 мкм. На электродной пленке 23 сформирован фоторазделитель 53 из светочувствительной акриловой смолы. Ориентирующая пленка 148 сформирована так, чтобы покрывать электродную пленку 23 и фоторазделитель 53. Толщины ориентирующих пленок 147 и 148 составляют приблизительно 100 нм соответственно.
Ширина линии шины 5 истоков составляет приблизительно 2-3 мкм, и значения ширины линий фоторазделителя 53 и черной матрицы 149, которые перекрывают шину 5 истоков, также составляют приблизительно 2-3 мкм. Высота фоторазделителя 53 составляет приблизительно 3 мкм. Данная высота, по существу, равна диаметру в сечении стекловолокна 35, устанавливающего толщину герметизирующего материала 40.
Элемент для блокировки проводимости в области снаружи области пикселей выполнен предпочтительно с использованием такого же материала и на том же этапе технологического процесса, как материал и этап формирования фоторазделителя 53, что упрощает технологический процесс изготовления.
Как пояснялось в отношении первого варианта осуществления и второго варианта осуществления, в качестве выступающей структуры, обеспечиваемой в области 3 пикселей, иногда можно формировать структуру, регулирующую ориентацию, чтобы задавать состояние ориентации жидкого кристалла, и отличающуюся от фоторазделителя для установления зазора между подложками. Структуру, регулирующую ориентацию, используют, например, в жидкокристаллическом модуле с вертикальной ориентацией или подобном модуле. В данном случае описание конкретной примерной конфигурации структуры, регулирующей ориентацию, приведено ниже со ссылкой на фиг.16.
Как показано на фиг.16, структура 81, регулирующая ориентацию, сформирована в качестве выступающей структуры, которая меньше, чем фоторазделитель 53, в области пикселей жидкокристаллического модуля с вертикальной ориентацией. В примере, показанном на фиг.16, ориентирующие пленки 147 и 148 являются вертикально ориентирующими пленками, предназначенными, чтобы вынуждать молекулы жидкого кристалла ориентироваться вертикально относительно поверхности подложки. В приведенном примере структура 81, регулирующая ориентацию, обеспечена со стороны противоположной подложки 2 в окрестности центра каждого пикселя, чтобы вынуждать молекулы 341 жидкого кристалла около упомянутой структуры ориентироваться радиально, под наклоном. Структура 81, регулирующая ориентацию, сформирована на электродной пленке 23 аналогично фоторазделителю 53. Соответственно, поверхность структуры 81, регулирующей ориентацию, покрыта вертикально ориентирующей пленкой 148. В данной конфигурации благодаря фиксирующему действию вертикально ориентирующей пленки 148, обеспеченной на наклонной поверхности 81s структуры 81, регулирующей ориентацию, молекулы 341 жидкого кристалла ориентируются, по существу, вертикально относительно наклонной поверхности 81s.
В результате в окрестности структуры 81, регулирующей ориентацию, молекулы 341 жидкого кристалла ориентированы радиально, под наклоном вокруг структуры 81, регулирующей ориентацию. В данном случае структура 81, регулирующая ориентацию, сформирована в форме усеченного конуса. В альтернативном варианте форму можно выбирать из различных форм, например конуса или треугольной пирамиды.
Как пояснялось выше, в случае использования структуры 81, регулирующей ориентацию, элемент 31 для блокировки проводимости можно формировать из такого же материала и на том же этапе технологического процесса, как материал и этап формирования структуры 81, регулирующей ориентацию, что обеспечивает в качестве преимущества упрощение технологического процесса изготовления.
Далее со ссылкой на фиг.17 и фиг.18 приведено описание ТПТ 30 в строчном драйвере 4a и участка 63 контакта. На фиг.17 приведен вид в плане, схематично представляющий конфигурацию ТПТ (тонкопленочного транзистора) 30 в строчном драйвере 4a и участка 63 контакта, расположенного в окрестности в упомянутом ТПТ. На фиг.18 приведено сечение, взятое по линии E-E, показанной на фиг.17. В данном случае приведено описание конфигурации строчного драйвера 4a, однако строчный драйвер 4b может иметь такую же конфигурацию.
+
В примере, показанном на фиг.17 и фиг.18, ТПТ является ТПТ гребенчатого типа, но переключающий элемент в строчном драйвере 4a не ограничен упомянутым элементом. Как показано на фиг.17 и фиг.18, в строчном драйвере 4a на шине 12 затворов обеспечена межслойная изолирующая пленка 13 и на данной шине сформированы кремниевый слой 15 из n кремния и т.п., шина 61 стока, шина 62 истока и т.п. Шина 61 стока и шина 62 истока являются шинами, сформированными в строчном драйвере 4a из такого же материала, как материал основной шины 14 и шины 5 истоков в области 3 пикселей, одновременно с шиной 5 истоков. Основная шина 14, шина 61 стока и шина 62 истока имеют двухслойную структуру, например из слоя 141c титана и слоя 142c алюминия.
Как показано на фиг.17 и фиг.18, два электрода, продолженных от шины 61 стока, составляют электроды 61a и 61b стока ТПТ 30, и один электрод, продолженный от шины 62 истока, составляет электрод 62a истока. На шину 61 стока и шину 62 истока нанесен слой пассивирующей пленки 143. На пассивирующую пленку 143 нанесен слой межслойной изолирующей пленки 18. В межслойной изолирующей пленке 18 и межслойной изолирующей пленке 13 обеспечено сквозное отверстие 20. Электродная пленка 19 нанесена непрерывным слоем на поверхности стенок межслойной изолирующей пленки 13 и межслойной изолирующей пленки 18 в сквозном отверстии 20, открытый участок основной шины 14 и шину 12 затворов, открытую на нижнем участке сквозного отверстия 20. В данной конфигурации шина 12 затворов и основная шина 14 имеют электрическое соединение на участке 63 контакта. В случае когда кремниевый слой 15 и пассивирующий слой 143 открыты в сквозном отверстии 20, электродная пленка 19 сформирована также на их открытых поверхностях.
Как показано на фиг.18, между активно-матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2 в строчных драйверах 4a и 4b отсутствует герметизирующий материал 40. В настоящем варианте осуществления герметизирующий материал 40 содержит светочувствительную смолу в качестве его материала-основы и герметизирующий материал 40 временно отверждают облучением светочувствительной смолы светом в процессе изготовления. Однако облучение ТПТ 30 светом может ухудшить характеристики канала. По данной причине, если на ТПТ 30 требуется формировать герметизирующий материал 40, то ТПТ 30 облучают светом в процессе изготовления, так что в данном случае возникает проблема ухудшения характеристик ТПТ 30. В настоящем варианте осуществления герметизирующий материал 40 на или сверху ТПТ 30 не существует, так что ухудшение характеристик ТПТ 30 можно предотвратить.
По той же причине нецелесообразно, чтобы возможно было облучение ТПТ 30 внешним светом после завершения изготовления жидкокристаллического устройства отображения. Поэтому в настоящем варианте осуществления над строчными драйверами 4a и 4b формируют светозапорный слой 24.
Однако в случае, когда между активно-матричной подложкой 1 и противоположной подложкой 2 не существует герметизирующего материала 40, если прилагается усилие прижима одна к другой активно-матричной подложки 1 и противоположной подложки 2 (например, когда нажимают снаружи на жидкокристаллическую панель пальцем или подобным образом), то электродная пленка 19 активно-матричной подложки 1 и электродная пленка 23 противоположной подложки 2 могут приходить в контакт между собой и тем самым замыкаются накоротко. Чтобы устранить упомянутую проблему, как показано штриховой линией на фиг.18, предпочтительным решением является обеспечение элемента 36 для блокировки проводимости на противоположной подложке 2 над участком 63 контакта. Вместо элемента 36 для блокировки проводимости можно обеспечить элемент для блокировки проводимости (соответствующий вышеупомянутому элементу 31a для блокировки проводимости), имеющий такую же высоту, как высота фоторазделителя для установления зазора ячейки или задания состояния ориентации жидкого кристалла. Как пояснялось в четвертом примере модификации, можно обеспечить черный элемент для блокировки проводимости. В альтернативном варианте, как пояснялось в шестом примере модификации, элемент 36 для блокировки проводимости может быть обеспечен со стороны активно-матричной подложки 1.
Элемент 36 для блокировки проводимости может быть сформирован из материала, отличающегося от материала фоторазделителя, и сформирован на этапе технологического процесса, отличающемся от этапа формирования фоторазделителя. Кроме того, элемент 36 для блокировки проводимости может быть сформирован из материала, отличающегося от материала вышеупомянутой структуры, регулирующей ориентацию, или сформирован на этапе технологического процесса, отличающемся от этапа формирования структуры, регулирующей ориентацию.
Далее приведено описание способа изготовления жидкокристаллического модуля 101. В нижеследующем описании, если прямо не указано иначе, технологические процессы изготовления соответствующих компонентов жидкокристаллического модуля 101, показанного на фиг.5, поясняются со ссылкой на фиг.5. Способ изготовления соответствующих компонентов можно, в основном, применить к соответствующим компонентам в других вариантах осуществления и примерах.
Сначала приведено описание технологического процесса изготовления активно-матричной подложки 1. После того как стеклянную подложку 11 сначала промоют и высушат, на поверхность стеклянной подложки 11 последовательно наносят напылением слой титана, слой алюминия и слой титана. Затем три слоя формируют методом фотолитографии и сухого травления для формирования тем самым шины 12 затворов (первой шины).
+
+
Затем на стеклянной подложке 11, чтобы покрыть шину 12 затворов, последовательно формируют методом плазмохимического осаждения из газовой фазы, соответственно, пленку нитрида кремния, которая будет составлять межслойную изолирующую пленку 13 (первый изолирующий слой), и пленку аморфного кремния и пленку аморфного n кремния, которые будут составлять полупроводниковый слой ТПТ 7 зоны 3 пикселей. Затем методом фотолитографии и сухого травления формируют рисунок пленки аморфного кремния и пленки аморфного n кремния, чтобы тем самым получить полупроводниковый слой, расположенный в форме изолированного участка в ТПТ 7 и 30.
Затем последовательно осаждают напылением слой титана и слой алюминия. Затем методом фотолитографии, жидкостного травления и сухого травления формируют рисунок данных двух слоев, чтобы тем самым сформировать шину 5 истоков, электрод истока и электрод стока в области 3 пикселей, основную шину 14, шину 61 стока и шину 62 истока в строчных драйверах 4a и 4b и электроды 61a и 61b стока и электрод 62a истока ТПТ 30. Основная шина 14, шина 61 стока и шина 62 истока именуются вторыми шинами.
Затем, после того как методом плазмохимического осаждения из газовой фазы наносят слой пленки нитрида кремния, которая будет составлять пассивирующую пленку 143, наносят акриловую смолу, которая будет составлять межслойную изолирующую пленку 18. Затем слои от межслойной изолирующей пленки 18 до межслойной изолирующей пленки 13 селективно удаляют методом фотолитографии и сухого травления для формирования тем самым контактного отверстия (сквозного отверстия) 20, показанного на фиг.5-14 и фиг.18. На данном этапе слой алюминия шины 5 истоков и основной шины 14, расположенных в контактном отверстии 20, можно удалить жидкостным травлением. Данное удаление может предотвратить возникновение электрохимической коррозии между слоем алюминия упомянутых шин и ITO (оксидами индия и олова) электродной пленки 19.
Затем формируют пленку ITO (оксидов индия и олова) напылением и травлением, чтобы сформировать тем самым пиксельный электрод 43 в области 3 пикселей и электродную пленку 19. Затем формируют ориентирующую пленку 147 в области 3 пикселей, чтобы завершить изготовление активно-матричной подложки 1.
В качестве последнего этапа технологического процесса изготовления активно-матричной подложки иногда можно дополнительно выполнять этап формирования элемента блокирования проводимости.
Далее приведено описание технологического процесса изготовления противоположной подложки 2.
После того как стеклянную подложку 21 сначала промоют и высушат, в области, которая составит область 3 пикселей, формируют цветные фильтры 150R, 150G и 150B. Одновременно в положении над шиной 5 истоков и в положении над строчными драйверами 4a и 4b формируют черную матрицу 149. Затем на подложке формируют покрывную пленку 22. После этого на поверхности покрывной пленки 22 формируют напылением пленку ITO (оксидов индия и олова), чтобы тем самым получить электродную пленку 23 (общий электрод).
Затем на поверхность электродной пленки 23 наносят светочувствительную акриловую смолу, чтобы тем самым одновременно сформировать элемент 36 для блокировки проводимости и фоторазделитель 53 (см. фиг.15 и фиг.16) методом фотолитографии и сухого травления. На данном этапе, как пояснялось выше, в случае, когда высоту элемента 36 для блокировки проводимости и высоту фоторазделителя 53 делают разными, достаточно применить фотомаску, в которой коэффициенты пропускания в положении, соответствующем элементу 36 для блокировки проводимости, и в положении, соответствующем фоторазделителю 53, различаются между собой. Затем формируют ориентирующую пленку 148 для покрытия электродной пленки 23 и фоторазделителя 53 в области 3 пикселей, чтобы тем самым завершить изготовление противоположной подложки 2. В альтернативном варианте можно одновременно сформировать элемент 81, регулирующий ориентацию, показанный на фиг.16, из акриловой смолы аналогично элементу 36 для блокировки проводимости.
Затем, после того как герметизирующий материал 40 наносят в предварительно заданное положение, содержащее часть периферической области противоположной подложки 2, и жидкий кристалл закладывают каплями в область, окруженную герметизирующим материалом 40, противоположную подложку 2 и активно-матричную подложку 1 соединяют между собой. Герметизирующий материал 40 может содержать термореактивную смолу 33 и либо что-то одно из проводящих твердых частиц 32 и стекловолокна 35, либо то и другое. Затем в состоянии, когда позиционирование активно-матричной подложки 1 и противоположной подложки 2 выполнено, герметизирующий материал 40 облучают ультрафиолетовым светом и временно отверждают герметизирующий материал 40. Затем нагреванием герметизирующего материала 40 до предварительно заданной температуры полностью отверждают герметизирующий материал 40. Соединение выполняют так, чтобы, по меньшей мере, часть электродной пленки 19 активно-матричной подложки перекрывала элемент 36 для блокировки проводимости при наблюдении с направления, нормального к подложке активно-матричной подложки.
В ходе вышеупомянутых этапов технологического процесса выполняется изготовление жидкокристаллического модуля (соединенных подложек) 101 в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Жидкокристаллический модуль 101 устанавливают в соответствующий корпус и присоединяют схему управления, схему питания и т.п., которые требуются, чтобы получить тем самым жидкокристаллическое устройство отображения в окончательной форме. В настоящей заявке вышеописанный жидкокристаллический модуль 101 называется жидкокристаллическим устройством отображения в соответствии с настоящим изобретением, однако вышеупомянутое жидкокристаллическое устройство отображения в окончательной форме также называется жидкокристаллическим устройством отображения в соответствии с настоящим изобретением.
Выше описаны варианты осуществления настоящего изобретения, однако вышеописанные варианты осуществления являются только наглядными примерами осуществления настоящего изобретения. Соответственно, настоящее изобретение не ограничено вышеописанными вариантами осуществления и примерами, и в подходящих случаях вышеописанные варианты осуществления и примеры можно модифицировать в пределах, не выходящих за пределы объема изобретения.
Например, в вышеупомянутых примерах в качестве базовых подложек активно-матричной подложки 1 и противоположной подложки 2 применены стеклянные подложки, однако кроме стеклянных подложек можно применить другие подложки, если подложки являются светопропускающими изолирующими подложками.
Как показано на фиг.1, два строчных драйвера 4a и 4b расположены с обеих сторон от области 3 пикселей, однако число строчных драйверов не ограничено двумя, и они могут быть расположены в положениях, отличающихся от вышеописанных положений. В альтернативном варианте в примере, показанном на фиг.1, контактная область 8 сформирована в окрестности одной длинной стороны активно-матричной подложки 1, но в альтернативном варианте контактная область 8 может быть сформирована в окрестности короткой стороны активно-матричной подложки 1.
В вышеприведенном описании поясняется для примера конфигурация, в которой строчные драйверы 4a и 4b монолитно расположены на активно-матричной подложке 1. Кроме того, на активно-матричной подложке 1 может быть монолитно собран столбцовый драйвер. В данном случае в качестве материала полупроводникового слоя ТПТ в предпочтительном варианте можно применить микрокристаллический кремний, оксидный полупроводник (например, IZO (оксиды индия и цинка), IGZO (оксиды индия, германия и цинка)) и т.п., которые обладают более высокой мобильностью, чем аморфный кремний.
Микрокристаллический кремний, как правило, изготавливают по технологии плазмохимического осаждения из газовой фазы или подобной технологии, которая является также способом для формирования пленки аморфного кремния. В качестве газообразного материала обычно применяют газообразный силан с добавлением газообразного водорода. Диаметр зерна кристаллита, содержащегося в микрокристаллическом кремнии, приблизительно составляет всего от нескольких нанометров до нескольких сот нанометров, и микрокристаллический кремний часто формируют в состоянии смеси кристаллитов и аморфного кремния. В случае когда формируют кремниевую пленку низкотемпературной кристаллизации, сначала следует сформировать пленку аморфного кремния и затем выполнять кристаллизацию лазерным облучением или нагреванием. Однако микрокристаллический кремний отличается тем, что, когда пленку микрокристаллического кремния окончательно формируют с помощью устройства химического осаждения из газовой фазы (CVD) или подобного устройства, пленка уже содержит основные кристаллиты. Соответственно, можно исключить этап формирования кристаллитов посредством выполнения отжига лазером или нагреванием после формирования пленки. Поэтому ТПТ на основе кристаллического кремния можно изготавливать по технологии с меньшим числом этапов, чем требуется для формирования кремниевого ТПТ при низкотемпературной кристаллизации, и можно изготавливать по технологии с, по существу, таким же числом этапов и такими же затратами, как число этапов и затраты для ТПТ на основе аморфного кремния.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Настоящее изобретение пригодно для применения к жидкокристаллической ячейке и жидкокристаллическому устройству отображения с активно-матричной подложкой, содержащей тонкопленочный транзистор.
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 Активно-матричная подложка
2 Противоположная подложка
3 Область пикселей
4 Строчный драйвер
5 Шина истоков
6 Шина затворов
7 Тонкопленочный транзистор (ТПТ)
8 Контактная область
11 Стеклянная подложка
12 Шина затворов
14 Основная шина
19 Электродная пленка
20 Сквозное отверстие
31 Элемент для блокировки проводимости
36 Элемент для блокировки проводимости
37 Элемент для блокировки проводимости
39 Элемент для блокировки проводимости
53 Фоторазделитель
81 Структура, регулирующая ориентацию
100 Жидкокристаллический модуль
101 Жидкокристаллический модуль