DE10331826B4

DE10331826B4 - Transflektives Flüssigkristalldisplay und Verfahren zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE10331826B4
Application number: DE10331826A
Authority: DE
Inventors: Hong-Jin Kim
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2002-07-15
Filing date: 2003-07-14
Publication date: 2011-03-31
Anticipated expiration: 2023-07-15
Also published as: KR20040007999A; CN1472582A; JP3993543B2; GB0316302D0; US6917405B2; US20050012110A1; JP2004038186A; CN1237384C; DE10331826A1; DE10331826A8; US20040007704A1; GB2390932B; GB2390932A; KR100467944B1; US6794228B2

Abstract

Arraysubstrat für ein transflektives Flüssigkristalldisplay, mit:
– einer Gateleitung (111) auf einem Substrat (100);
– einer die Gateleitung (111) schneidenden Datenleitung (120), wobei die Gateleitung (111) und die Datenleitung (120) einen Pixelbereich (P) mit einem transmissiven Abschnitt und einem reflektiven Abschnitt definieren;
– einer mit der Gateleitung (111) verbundenen Gateelektrode (110);
– einer Source-(118) und einer Drainelektrode (122), die über die Gateelektrode (110) hinweg voneinander beabstandet sind, wobei die Sourceelektrode (118) mit der Datenleitung (120) verbunden ist;
– einer Reflexionsschicht (124) in derselben Schicht wie die Source-(118) und die Drainelektrode (120), und die im Pixelbereich (P) angeordnet ist und über ein transmissives Loch (123) entsprechend dem transmissiven Abschnitt verfügt; und
– einer mit der Drainelektrode (122) verbundenen Pixelelektrode (136), die im Pixelbereich (P) angeordnet ist;
– wobei die Source-(118) und die Drainelektrode (122) sowie die Reflexionsschicht (124) über mehrere Lagen (118a, 118b;...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Flüssigkristalldisplay, und spezieller betrifft sie ein transflektives Flüssigkristalldisplay und ein Herstellverfahren für dieses unter Verwendung einer verringerten Anzahl von Masken.
Erörterung der einschlägigen Technik
Flüssigkristalldisplays (LCDs) werden wegen ihrer Eigenschaften geringen Gewichts, flachen Profils und niedrigen Energieverbrauchs als Anzeigevorrichtungen der nächsten Generation entwickelt.
Im Allgemeinen ist ein LCD eine nicht-emissive Anzeigevorrichtung, die Bilder unter Ausnutzung optischer Anisotropieeigenschaften von Flüssigkristallmaterialien anzeigt, die zwischen einem Dünnschichttransistor(TFT)-Arraysubstrat und einem Farbfilter(C/F)-Substrat eingefügt sind. Derzeit sind, unter den verschiedenen Typen von LCDs, wie sie allgemein verwendet werden, Aktivmatrix-LCDs (AM-LCDs), bei denen Dünnschichttransistoren (TFTs) in einer Matrix für jeden Pixelbereich angeordnet sind, wegen ihrer hohen Auflösung und ihrer Überlegenheit beim Darstellen bewegter Bilder entwickelt.
Die 1 ist eine schematische Schnittansicht eines Flüssigkristalls gemäß der einschlägigen Technik.
In der 1 sind ein erstes und ein zweites Substrat 2 und 4 voneinander beabstandet, wobei sie einander zugewandt sind, und zwischen sie ist eine Flüssigkristallschicht 6 eingefügt. Auf der Innenfläche des zweiten Substrats 4 ist eine Gateelektrode 8 ausgebildet, und auf dieser ist eine Gateisolierschicht 9 ausgebildet. Auf der Gateisolierschicht 9 ist über der Gateelektrode 8 eine Halbleiterschicht 11 mit einer Gateisolierschicht 11a und einer Ohmschen Kontaktschicht 11b ausgebildet. Auf der Halbleiterschicht 11 sind Source- und Drainelektroden 13 und 15 ausgebildet. Die Source- und Drainelektroden 13 und 15 sind voneinander beabstandet, und die aktive Schicht 11a, entsprechend einem Zwischenraum zwischen den Source- und den Drainelektroden 13 und 15, fungiert als Kanal ch. Die Gateelektrode 8, die Halbleiterschicht 11 sowie die Source- und Drainelektroden 13 und 15 bilden einen Dünnschichttransistor (TFT) T. Obwohl es in der 1 nicht dargestellt ist, ist entlang einer ersten Richtung eine mit der Gateelektrode 8 verbundene Gateleitung ausgebildet, und entlang einer zweiten, die erste Richtung schneidenden Richtung ist eine mit der Sourceelektrode 13 verbundene Datenleitung ausgebildet. Ein Pixelbereich P ist durch einen Schnittpunkt zwischen der Gateleitung und der Datenleitung definiert. Auf dem TFT T ist eine Passsierungsschicht 19 mit einem Drainkontaktloch 17 ausgebildet, und im Pixelbereich P ist eine Pixelelektrode 21 ausgebildet, die mit der Drainelektrode 15 über das Drainkontaktloch 17 verbunden ist.
Auf der Innenseite des ersten Substrats 2 ist eine der Pixelelektrode 21 entsprechende Farbfilterschicht 23 ausgebildet. Die Farbfilterschicht lässt nur Licht einer speziellen Wellenlänge durch. An der Grenze zwischen benachbarten Farbfilterschichten 23 ist eine Schwarzmatrix 27 ausgebildet, um ein Lichtleck und ein Eindringen von Umgebungslicht in den TFT T zu verhindern. Auf der Farbfilterschicht 23 und der Schwarzmatrix 27 ist eine gemeinsame Elektrode 29 zum Anlegen einer Spannung an die Flüssigkristallschicht 6 ausgebildet. Um ein Leck der Flüssigkristallschicht 6 zu vermeiden, ist ein Umfangsabschnitt des ersten und des zweiten Substrats 2 und 4 mit einem Abdichtmuster 31 abgedichtet. Zwischen dem ersten und zweiten Substrat 2 und 4 ist ein Abstandshalter 33 angeordnet, um den Zellenzwischenraum mit dem Abdichtmuster 31 gleichmäßig zu halten. Zwischen der gemeinsamen Elektrode 29 und der Flüssigkristallschicht 6 kann ein erster Ausrichtfilm (nicht dargestellt) ausgebildet sein, und zwischen der Flüssigkristallschicht 6 und der Pixelelektrode 21 kann ein zweiter Ausrichtfilm (nicht dargestellt) ausgebildet sein, um für eine Ausrichtung der Flüssigkristallschicht 6 zu sorgen.
Obwohl es in der 1 nicht dargestellt ist, verfügt das LCD über eine Hintergrundbeleuchtungseinheit unter dem zweiten Substrat 4 als Lichtquelle. Jedoch wird das einfallende Licht von der Hintergrundbeleuchtungseinheit während der Transmission geschwächt, so dass das tatsächliche Transmissionsvermögen nur ungefähr 7% beträgt. Demgemäß benötigt die Hintergrundbeleuchtungseinheit eines LCD hohe Helligkeit, was den Energieverbrauch aufgrund der Hintergrundbeleuchtungseinheit erhöht. Demgemäß ist eine relativ schwere Batterie dazu erforderlich, ausreichende Leistung an die Hintergrundbeleuchtungseinheit einer derartigen Vorrichtung zu liefern, und die Batterie kann wegen der erhöhten Leistungserfordernisse unterwegs nicht für lange Zeit verwendet werden.
Um die oben beschriebenen Probleme zu überwinden, wurden ein reflektives LCD und ein transflektives LCD entwickelt. Ein reflektives LCD nutzt das Umgebungslicht anstelle des Lichts einer Hintergrundbeleuchtungseinheit, und es ist demgemäß leicht und einfach transportierbar. Außerdem ist der Energieverbrauch eines reflektiven LCD verringert, so dass es für eine tragbare Anzeigevorrichtung wie einen elektronischen Terminkalender oder einen persönlichen digitalen Assistenten (PDA) verwendet werden kann. In reflektiven und transflektiven LCDs ist eine Reflexionsschicht aus einem metallischen Material mit hohem Reflexionsvermögen in einem Pixelbereich ausgebildet. Die Reflexionsschicht kann im Pixelbereich über oder unter einer transmissiven Elektrode ausgebildet sein. Seit eher kurzer Zeit wird die transmissive Elektrode über der Reflexionsschicht hergestellt, um auf einfache Weise für eine Ausrichtung der Flüssigkristallschicht zu sorgen. Auch für diese Struktur wird ein transflektives LCD mit mehrschichtiger Isolierschicht zum Schutz der Reflexionsschicht vorgeschlagen, und um einen elektrischen Kurzschluss zwischen der transmissiven Elektrode und der Reflexionsschicht zu verhindern.
Die 2A bis 2G sind schematische Schnittansichten zum Veranschaulichen eines Herstellprozesses für einen Anzeigebereich eines Arraysubstrats für ein transflektives Flüssigkristalldisplay mit mehrschichtiger Isolierschicht gemäß der einschlägigen Technik, und die 3A bis 3G sind schematische Schnittansichten zum Veranschaulichen eines Herstellprozesses für einen Nichtanzeigebereich eines Arraysubstrats für ein transflektives Flüssigkristalldisplay mit mehrschichtiger Isolierschicht gemäß der einschlägigen Technik. Muster auf dem Arraysubstrat werden durch einen Maskenprozess mit Abscheidung, Beschichtung, Photolithographie und Ätzen hergestellt, und Zahlen sind entsprechend einer Zahl des Maskenprozesses angegeben.
In den 2A und 3A werden eine Gateelektrode 10 und eine erste Ausrichtmarkierung 12 aus einem ersten metallischen Material durch einen ersten Maskenprozess auf einem Substrat 4 hergestellt.
In den 2B und 3B werden, nachdem eine Gateisolierschicht 14 aus einem ersten isolierenden Material auf der Gateelektrode 10 und der ersten Ausrichtmarkierung 12 hergestellt wurde, eine Halbleiterschicht 16 mit einer aktiven Schicht 16a aus amorphem Silicium (a-Si) und eine Ohmsche Kontaktschicht 16b aus mit einem Fremdstoff dotiertem amorphem Silicium (n⁺-a-Si) mittels eines zweiten Maskenprozesses auf der Gateisolierschicht 14 über der Gateelektrode 10 hergestellt.
In den 2C und 3C werden Source- und Drainelektroden 18 und 22 aus einem zweiten metallischen Material durch einen dritten Maskenprozess auf der Halbleiterschicht 16 hergestellt. Die Source- und die Drainelektroden 18 und 22 sind voneinander beabstandet. Gleichzeitig wird auf der Gateisolierschicht 14 eine mit der Sourceelektrode 18 verbundene Datenleitung 20 hergestellt, und auf der Gateisolierschicht 14 wird über der ersten Ausrichtmarkierung 12 eine zweite Ausrichtmarkierung 24 hergestellt. Die Gateelektrode 10, die Halbleiterschicht 16 sowie die Source- und Drainelektroden 18 und 22 bilden einen Dünnschichttransistor (TFT) T.
In den 2D und 3D wird, nachdem eine erste, eine zweite und eine dritte Passivierungsschicht 25, 26 und 28 sequenziell auf dem TFT T und der zweiten Ausrichtmarkierung 24 hergestellt wurden, ein erster offener Abschnitt 30, der die zweite Ausrichtmarkierung 24 frei legt, durch einen vierten Maskenprozess in der ersten, zweiten und dritten Passivierungsschicht 25, 26 und 28 ausgebildet. Der erste offene Abschnitt 30 dient dazu, zu verhindern, dass die zweite Ausrichtmarkierung 24 durch die relativ dicke zweite Passivierungsschicht 26 ausgeblendet wird. Demgemäß kann eine Maske für den vierten Maskenprozess eine einfachere Struktur als die für den vorigen ersten bis dritten Maskenprozess aufweisen.
In den 2E und 3E wird eine Reflexionsschicht 32 aus einem dritten metallischen Material mit hohem Reflexionsvermögen mittels eines fünften Maskenprozesses auf der dritten Passivierungsschicht 28 über dem TFT T hergestellt. Die Reflexionsschicht 32 verfügt über einen zweiten offenen Abschnitt 34, der die dritte Passivierungsschicht 28 frei legt. In diesem Schritt des Herstellens der Reflexionsschicht 32 wird die zweite Ausrichtmarkierung 24 für den fünften Maskenprozess genutzt. Die erste und die dritte Passivierungsschicht 25 und 28 bestehen aus Siliciumnitrid (SiNx), und die zweite Passivierungsschicht 26 besteht aus Benzocyclobuten (BCB). Die erste Passivierungsschicht 25 wird zum Verbessern einer elektrischen Eigenschaft des TFT T hergestellt. Die zweite Passivierungsschicht 26 wird zum Verringern elektrischer Wechselwirkungen zwischen der Reflexionsschicht 32 und einer transmissiven Elektrode (nicht dargestellt) hergestellt. Die dritte Passivierungsschicht 28 wird zum Verbessern einer Kontakteigenschaft zwischen der zweiten Passivierungsschicht 26 und der Reflexionsschicht 32 hergestellt.
In den 2F und 3F wird, nachdem auf der Reflexionsschicht 32 und der zweiten Ausrichtmarkierung 24 eine vierte Passivierungsschicht 36 hergestellt wurde, in der ersten bis vierten Passivierungsschicht 25, 26, 28 und 36 entsprechend dem zweiten offenen Abschnitt 34 mittels eines sechsten Maskenprozesses ein Drainkontaktloch 38 hergestellt, das die Drainelektrode 22 frei legt. Die vierte Passivierungsschicht 36 besteht aus demselben Material wie die erste und die zweite Passivierungsschicht 25 und 28. Die vierte Passivierungsschicht 36 wird hergestellt, um den Galvanoeffekt (Korrosionseffekt) zwischen der Reflexionsschicht 32 und der transmissiven Elektrode (nicht dargestellt) zu verhindern.
In den 2G und 3G wird eine transmissive Elektrode 40 aus transparentem, leitendem Material mittels eines siebten Maskenprozesses auf der vierten Passivierungsschicht 36 in einem Pixelbereich P hergestellt. Die transmissive Elektrode 40 ist über das Drainkontaktloch 38 mit der Drainelektrode 32 verbunden. Der Pixelbereich P verfügt über einen der Reflexionsschicht 32 entsprechenden Reflexionsabschnitt und einen transmissiven Abschnitt. Bilder werden unter Verwendung von Umgebungslicht im Reflexionsabschnitt angezeigt, während Bilder unter Verwendung von Licht von der Hintergrundbeleuchtungseinheit (nicht dargestellt) im transmissiven Abschnitt dargestellt werden.
Wie es in den 2A bis 2G sowie den 3A bis 3G dargestellt ist, wird ein Arraysubstrat für ein transflektives LCD durch sieben Maskenprozesse mit einem Gateprozess, einem Halbleiterschicht-Prozess, einem Datenprozess, einem Reflexionsschicht-Prozess, einem Ausrichtmarkierung-Öffnungsprozess, einem Kontaktlochprozess und einem Prozess für eine transmissive Elektrode hergestellt. So verfügt der Prozess für ein Arraysubstrat für ein transflektives LCD über mehr Herstellschritte als der für ein transmissives LCD, und im Maskenprozess werden chemische und/oder physikalische Prozesse wiederholt. Daher, da nämlich die Anzahl der Herstellschritte erhöht ist, sind auch die Herstellkosten und die Möglichkeit von Schäden an der Vorrichtung erhöht.
US 6,317,185 B1 beschreibt eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung.
US 6,195,140 B1 beschreibt eine Flüssigkirstallanzeigevorrichtung, mit einem transmissiven und reflektiven Bereich.
JP 2000-258787 A beschreibt eine reflektive Flüssigkkristallanzeigevorrichtung.
KR 10 2002 034449 A beschreibt ein Array-Substrat für eine transflektive Flüssigkristallanzeigevorrichtung.
KR 10 2002 034822 A beschreibt ein Array-Substrat für eine transflektive Flüssigkristallanzeigevorrichtung.
US 2002/0105604 A1 beschreibt ein Array-Substrat für ein transflektives LCD.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demgemäß ist die Erfindung auf ein Flüssigkristalldisplay gerichtet.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein transflektives Flüssigkristalldisplay zu schaffen, dessen Herstellausbeute durch Verringern der Anzahl von Maskenprozessen verbessert ist.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, ein Arraysubstrat für ein transflektives Flüssigkristalldisplay zu schaffen, bei dem Source- und Drainelektroden über mehrere Schichten aus metallischem Material verfügen und eine zusätzliche Reflexionsschicht weggelassen ist.
Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargelegt, und sie werden teilweise aus der Beschreibung ersichtlich oder. sie ergeben sich beim, Ausüben der Erfindung. Diese und andere Vorteile der Erfindung werden durch die Struktur realisiert und erzielt, wie sie speziell in der schriftlichen Beschreibung und den hier angegebenen Ansprüchen sowie den beigeügten Zeichnungen dargelegt ist.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Es ist zu beachten, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung beispielhaft und erläuternd sind und dazu vorgesehen sind, für eine weitere Erläuterung der beanspruchten Erfindung zu sorgen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen, die enthalten sind, um für ein weiteres Verständnis der Erfindung zu sorgen, und die in die Beschreibung eingeschlossen sind und einen Teil derselben bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
In den Zeichnungen ist Folgendes dargestellt.
1 ist eine schematische Schnittansicht eines Flüssigkristalldisplays gemäß der einschlägigen Technik;
2A bis 2G sind schematische Schnittansichten zum Veranschaulichen eines Herstellprozesses für einen Anzeigebereich eines Arraysubstrats für ein transflektives Flüssigkristalldisplay mit einer mehrschichtigen Isolierschicht gemäß der einschlägigen Technik;
3A bis 3G sind schematische Schnittansichten zum Veranschaulichen eines Herstellprozesses für einen Nicht-Anzeigebereich eines Arraysubstrats für ein transflektives Flüssigkristalldisplay mit einer mehrschichtigen Isolierschicht gemäß der einschlägigen Technik;
4 ist eine schematische Draufsicht eines Flüssigkristalldisplay gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
5A bis 5E sind schematische Schnittansichten zum Veranschaulichen eines Herstellprozesses für einen Anzeigebereich eines Arraysubstrats für ein transflektives Flüssigkristalldisplay gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
6A bis 6E sind schematische Schnittansichten zum Veranschaulichen eines Herstellprozesses für einen Nicht-Anzeigebereich eines Arraysubstrats für ein transflektives Flüssigkristalldisplay gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER VERANSCHAULICHTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nun wird detailliert auf Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, zu denen in den beigefügten Zeichnungen ein Beispiel veranschaulicht ist. Wo immer möglich, sind in allen Zeichnungen ähnliche Bezugszahlen dazu verwendet, dieselben oder ähnliche Teile zu kennzeichnen.
Die 4 ist eine schematische Draufsicht eines Flüssigkristalldisplays gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
In der 4 sind eine Gateleitung 111 und eine Datenleitung 120 so ausgebildet, dass sie einander schneiden und einen Pixelbereich P bilden. Eine Gateelektrode 110 erstreckt sich ausgehend von der Gateleitung 111. Über der Gateelektrode 110 ist eine Halbleiterschicht 116 ausgebildet. Source- und Drainelektroden 118 und 122 sind voneinander beabstandet, und sie überlappen die Gateelektrode 110 und die Halbleiterschicht 116. Die Sourceelektrode 118 erstreckt sich ausgehend von der Datenleitung 120. Die Gateelektrode 110, die Halbleiterschicht 116 sowie die Source- und Drainelektroden 118 und 122 bilden einen Dünnschichttransistor (TFT) T. Im Pixelbereich P ist mit derselben Schicht wie der der Datenleitung 120 ein transmissives Loch 123 ausgebildet. Im Pixelbereich P ist eine Pixelelektrode 136 ausgebildet, die über ein Drainkontaktloch 132 mit der Drainelektrode 122 verbunden ist. Der Pixelbereich P verfügt über einen dem transmissiven Loch 123 entsprechenden transmissiven Abschnitt und einen der Reflexionsschicht 124 entsprechenden reflektiven Abschnitt. Die Datenleitung 120 sowie die Source- und Drainelektroden 118 und 122 verfügen über mehrere Schichten, wobei die oberste Schicht aus einem metallischen Material mit hohem Reflexionsvermögen besteht. Demgemäß kann die Reflexionsschicht 124 gleichzeitig mit der Datenleitung 120 sowie den Source- und Drainleitungen 118 und 122 hergestellt werden, was zu einer verringerten Anzahl der Maskenprozesse führt.
Da die Datenleitung 120 über dieselbe Schicht wie die Reflexionsschicht 124 verfügt, sind die Datenleitung 120 und die Reflexionsschicht 124 mit einem Abstand von ungefähr 5 μm bis ungefähr 7 μm voneinander beabstandet, um einen elektrischen Kurzschluss zwischen ihnen zu vermeiden. Darüber hinaus erstreckt sich ausgehend von der Gateleitung 111 eine erste Kondensatorelektrode 113, und über dieser ist eine zweite Kondensatorelektrode 121 ausgebildet. Die zweite Kondensatorelektrode 121 kann in derselben Schicht wie die Datenleitung 120 ausgebildet sein, und zwischen der ersten und der zweiten Kondensatorelektrode 113 und 121 ist eine erste Isolierschicht (nicht dargestellt) eingefügt. Die Pixelelektrode 136 ist über ein Kondensatorkontaktloch 125 in einer zweiten Isolierschicht (nicht dargestellt) mit der zweiten Kondensatorelektrode verbunden. Demgemäß bilden die erste und die zweite Kondensatorelektrode 113 und 121 sowie die erste Isolierschicht einen mit dem TFT T verbundenen Speicherkondensator C_ST.
Die 5A bis 5G sind schematische Schnittansichten zum Veranschaulichen eines Herstellprozesses für einen Anzeigebereich eines Arraysubstrats für ein transflektives Flüssigkristalldisplay gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, und die 6A bis 6G sind schematische Schnittansichten zum Veranschaulichen eines Herstellprozesses für einen Nicht-Anzeigebereich eines Arraysubstrats für ein transflektives Flüssigkristalldisplay gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
In den 5A und 6A werden mittels eines ersten Maskenprozesses eine Gateelektrode 110 und eine erste Ausrichtmarkierung 112 aus einem ersten metallischen Material hergestellt.
In den 5B und 6B wird, nachdem eine Gateisolierschicht 114 aus einem ersten isolierenden Material auf der Gateelektrode 110 und der ersten Ausrichtmarkierung 112 hergestellt wurde, eine Halbleiterschicht 116 mit einer aktiven Schicht 116a aus amorphem Silicium (a-Si) und einer Ohmschen Kontaktschicht 116b aus mit einem Fremdstoff dotiertem amorphem Silicium (n⁺a-Si) mittels eines zweiten Maskenprozesses auf der Gateisolierschicht 114 über der Gateelektrode 110 hergestellt. Das erste isolierende Material kann ein Silicium-Isoliermaterial wie Siliciumnitrid (SiNx) sein.
In den 5C und 6C werden Source- und Drainelektroden 118 und 122 aus einem zweiten metallischen Material mittels eines dritten Maskenprozesses auf der Halbleiterschicht 116 hergestellt. Die Source- und Drainelektroden 118 und 122 sind voneinander beabstandet. Gleichzeitig werden auf der Gateisolierschicht 114 eine mit der Sourceelektrode 118 verbundene Datenleitung 120, eine Reflexionsschicht 124 und eine zweite Ausrichtmarkierung 126 hergestellt. So verfügen die Datenleitung 120, die Reflexionsschicht 124 und die zweite Ausrichtmarkierung 126 über dieselbe Schicht wie die Source- und Drainelektroden 118 und 122. Die Reflexionsschicht 124 ist im Pixelbereich P angeordnet, und die zweite Ausrichtmarkierung 126 entspricht der ersten Ausrichtmarkierung 112. Die Gateelektrode 110, die Halbleiterschicht 116 sowie die Source- und Drainelektroden 118 und 122 bilden einen Dünnschichttransistor (TFT) T.
Die Datenleitung 120 kann über mehrere Schichten verfügen, wobei die oberste Schicht ein metallisches Material mit hohem Reflexionsvermögen aufweist und eine unterste Schicht ein metallisches Material mit hoher chemischer Korrosionsbeständigkeit aufweist. Zum Beispiel kann die oberste Schicht aus Aluminium (Al) oder einer Aluminium(Al)legierung wie Aluminiumneodym (AlNd) bestehen, und die unterste Schicht kann aus Molybdän (Mo), Wolfram (W), Nickel (Ni) oder Titan (Ti) bestehen. Daher verfügt die Sourceelektrode 118 über eine erste und eine zweite Unter-Sourceelektrode 118a und 118b. In ähnlicher Weise verfügt die Drainelektrode 122 über eine erste und eine zweite Unter-Drainelektrode 122a und 122b, die Datenleitung 120 verfügt über eine erste und eine zweite Unter-Datenleitung 120a und 120b, die Reflexionsschicht 124 verfügt über eine erste und eine zweite Unter-Reflexionsschicht 124a und 124b, und die zweite Ausrichtmarkierung 126 verfügt über eine erste und eine zweite Unter-Zweit-Ausrichtmarkierung 126a und 126b. Da die zweite Unter-Reflexionsschicht 124b aus einem metallischen Material mit hohem Reflexionsvermögen besteht, kann die Reflexionsschicht 124 mittels des dritten Maskenprozesses gleichzeitig mit der Source- und Drainelektrode 118 und 122 und der Datenleitung 120 hergestellt werden.
In den 5D und 6D werden, nachdem auf dem TFT T und der zweiten Ausrichtmarkierung 126 sequenziell eine erste und eine zweite Passivierungsschicht 128 und 130 hergestellt wurden, ein die Drainelektrode 122 frei legendes Drainkontaktloch 132 und ein die zweite Ausrichtmarkierung 126 frei legender offener Abschnitt 134 mittels eines vierten Maskenprozesses in der ersten und der zweiten Passivierungsschicht 128 und 130 ausgebildet. Die erste Passivierungsschicht 128 enthält ein Material aus der Gruppe anorganischer, isolierender Materialien, und die zweite Passivierungsschicht 130 enthält ein Material aus der Gruppe organischer, isolierender Materialien mit niedriger Dielektrizitätskonstante. Zum Beispiel können die erste und die zweite Passivierungsschicht 128 und 130 aus einem Silicium-Isoliermaterial bzw. Benzocyclobuten (BCB) bestehen. Der offene Abschnitt wird bei der einschlägigen Technik mittels eines zusätzlichen Maskenprozesses hergestellt. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann jedoch, da die Reflexionsschicht 124 gleichzeitig mit der Source- und der Drainelektrode 118 und 122 mittels des dritten Maskenprozesses hergestellt wird, der offene Abschnitt 134 durch den vierten Maskenprozess zum Ausbilden des Drainkontaktlochs 132 ausgebildet werden. Demgemäß kann ein zusätzlicher Maskenprozess zum Ausbilden des offenen Abschnitts weggelassen werden.
In den 5E und 6E wird eine Pixelelektrode 136 aus transparentem, leitendem Material mittels eines fünften Maskenprozesses in einem Pixelbereich P auf der zweiten Passivierungsschicht 130 hergestellt. Die Pixelelektrode 136 wird über das Drainkontaktloch 132 mit der Drainelektrode 122 verbunden. Der Pixelbereich P verfügt über einen der Reflexionsschicht 124 entsprechenden reflektierenden Abschnitt und einen dem transmissiven Loch 123 entsprechenden transmissiven Abschnitt. Bilder werden unter Verwendung von Umgebungslicht im reflektiven Abschnitt angezeigt, während Bilder unter Verwendung von Licht von der Hintergrundbeleuchtungseinheit (nicht dargestellt) im transmissiven Abschnitt angezeigt werden.
Demgemäß, da nämlich eine Reflexionsschicht, eine Datenleitung, Source- und Drainelektroden sowie eine Ausrichtmarkierung gleichzeitig mit mehreren Schichten hergestellt werden, deren oberste Schicht ein metallisches Material mit hohem Reflexionsvermögen enthält, kann ein zusätzlicher Maskenprozess für die Ausrichtmarkierung weggelassen werden. Daher können hohe Herstellausbeute und niedrige Herstellkosten erzielt werden.
Der Fachmann erkennt, dass an der Erfindung verschiedene Modifizierungen und Variationen vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken oder Schutzumfang derselben abzuweichen. So soll die Erfindung die Modifizierungen und Variationen derselben abdecken, vorausgesetzt, dass sie in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente gelangen.

Claims

Arraysubstrat für ein transflektives Flüssigkristalldisplay, mit: – einer Gateleitung (111) auf einem Substrat (100); – einer die Gateleitung (111) schneidenden Datenleitung (120), wobei die Gateleitung (111) und die Datenleitung (120) einen Pixelbereich (P) mit einem transmissiven Abschnitt und einem reflektiven Abschnitt definieren; – einer mit der Gateleitung (111) verbundenen Gateelektrode (110); – einer Source-(118) und einer Drainelektrode (122), die über die Gateelektrode (110) hinweg voneinander beabstandet sind, wobei die Sourceelektrode (118) mit der Datenleitung (120) verbunden ist; – einer Reflexionsschicht (124) in derselben Schicht wie die Source-(118) und die Drainelektrode (120), und die im Pixelbereich (P) angeordnet ist und über ein transmissives Loch (123) entsprechend dem transmissiven Abschnitt verfügt; und – einer mit der Drainelektrode (122) verbundenen Pixelelektrode (136), die im Pixelbereich (P) angeordnet ist; – wobei die Source-(118) und die Drainelektrode (122) sowie die Reflexionsschicht (124) über mehrere Lagen (118a, 118b; 122a, 122b; 124a, 124b) aus Metall verfügen; – wobei die oberste Lage (118b, 122b, 124b) der mehreren Lagen (118a, 118b; 122a, 122b; 124a, 124b) ein reflexives metallisches Material enthält und die unterste Lage (124a) der Reflexionsschicht (124) ein korrosionsbeständiges Material enthält.
Arraysubstrat nach Anspruch 1, bei dem das reflektierende metallische Material ein Aluminium (Al) enthaltendes Metall ist.
Arraysubstrat nach Anspruch 2, bei dem das reflektierende metallische Material Aluminiumneodym (AlNd) ist.
Arraysubstrat nach Anspruch 1, bei dem die Datenleitung (120) und die Reflexionsschicht (124) um einen Abstand 5 μm bis 7 μm voneinander beabstandet sind.
Arraysubstrat nach Anspruch 1, ferner mit einer ersten bis dritten Isolierschicht (114, 128, 130) und einer Halbleiterschicht (116), wobei die erste Isolierschicht (114) auf der Gateelektrode (110) und der Gateleitung (111) hergestellt ist, die Halbleiterschicht (116) auf der ersten Isolierschicht (114) hergestellt ist, die zweite und dritte Isolierschicht (128, 130) sequenziell auf der Source-(118) und der Drainelektrode (122) sowie der Reflexionsschicht (124) hergestellt sind und die zweite und die dritte Isolierschicht (128, 130) über ein Drainkontaktloch (132) verfügen, das die Drainelektrode (122) frei legt.
Arraysubstrat nach Anspruch 5, ferner mit einer ersten und einer zweiten Kondensatorelektrode (113, 121), wobei die erste Kondensatorelektrode (113) in derselben Schicht liegt wie die Gateleitung (111), die zweite Kondensatorelektrode (121) in derselben Schicht liegt, wie die Datenleitung (120) und die zweite Kondensatorelektrode (121) die erste Kondensatorelektrode (113) überlappt.
Arraysubstrat nach Anspruch 6, bei dem die erste Isolierschicht (114) zwischen die erste und die zweite Kondensatorelektrode (113, 121) eingefügt ist und die zweite Kondensatorelektrode (121) über ein Kondensatorkontaktloch (125) in der zweiten und der dritten Isolierschicht (128, 130) mit der Pixelelektrode (136) verbunden ist.
Verfahren zum Herstellen eines Arraysubstrats für ein transflektives Flüssigkristalldisplay, umfassend: – Herstellen einer Gateelektrode (110) und einer Gateleitung (111) auf einem Substrat (100); – Herstellen einer ersten Isolierschicht (114) auf der Gateelektrode (110) und der Gateleitung (111); – Herstellen einer Halbleiterschicht (116) auf der ersten Isolierschicht (114), wobei die Halbleiterschicht (116) über eine aktive Schicht (116a) und eine Ohmsche Kontaktschicht (116b) verfügt; – Herstellen einer Source-(118) und einer Drainelektrode (122), einer Datenleitung (120) und einer Reflexionsschicht (124) mit mehreren Lagen (118a, 118b, 120a, 120b, 122a, 122b, 124a, 124b) auf der ersten Isolierschicht (114) im gleichen Maskenprozess, wobei die oberste Lage (118b, 122b, 124b) der mehreren Lagen ein reflektives metallisches Material enthält und die unterste Lage (124a) der Reflexionsschicht (124) ein korrosionsbeständiges Material enthält und die Gateleitung (110) und die Datenleitung (120) einen Pixelbereich (P) mit einem transmissiven Abschnitt und einem reflektiven Abschnitt definieren; und – Herstellen einer zweiten Isolierschicht (128) auf der Source-(118) und der Drainelektrode (122), der Datenleitung (120) und der Reflexionsschicht (124); – Herstellen einer Pixelelektrode (136) aus einem transparenten, leitenden Material, das elektrisch mit der Drainelektrode (122) verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend das Herstellen einer ersten Ausrichtmarkierung (112) gleichzeitig mit der Source- und der Drainelektrode, der Datenleitung und der Reflexionsschicht auf der ersten Isolierschicht.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend das Herstellen einer zweiten Ausrichtmarkierung (126) gleichzeitig mit der Gateelektrode und der Gateleitung, wobei die zweite Ausrichtmarkierung (126) über der ersten Ausrichtmarkierung (112) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die zweite Isolierschicht (128) über ein die Drainelektrode (122) frei legendes Drainkontaktloch (132) verfügt.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Pixelelektrode (136) durch das Drainkontaktloch (132) elektrisch mit der Drainelektrode (122) verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Datenleitung (120) und die Reflexionsschicht (124) so voneinander beabstandet sind, dass sie elektrisch isoliert sind.
Verfahren nach Anspruch 8, umfassend: – Herstellen der Gateelektrode (110) und der Gateleitung (111) auf dem Substrat (100) mittels eines ersten Maskenprozesses; – Herstellen der ersten Isolierschicht (114) auf der Gateelektrode (110) und der Gateleitung (120); – Herstellen der Halbleiterschicht (116) auf der ersten Isolierschicht (114) über der Gateelektrode mittels eines zweiten Maskenprozesses; – Herstellen der Source-(118) und Drainelektroden (122) auf der Halbleiterschicht (116), der die Gateleitung (111) schneidenden Datenleitung (120) und der Reflexionsschicht (124) auf der ersten Isolierschicht (114) mittels eines dritten Maskenprozesses, wobei die Source- und die Drainelektrode (118, 120) voneinander beabstandet sind, die Sourceelektrode (118) mit der Datenleitung (120) verbunden ist, die Gateleitung (111) und die Datenleitung (120) den Pixelbereich (P) mit dem transmissiven Abschnitt und dem reflektiven Abschnitt definieren, die Reflexionsschicht (124) im Pixelbereich (P) angeordnet ist und sie über ein dem transmissiven Abschnitt entsprechendes transmissives Loch (123) verfügt, die Source-(118) und die Drainelektrode (122), die Datenleitung (120) und die Reflexionsschicht (124) über mehrere Lagen (118a, 118b, 122a, 122b, 124a, 124b) aus Metall verfügen, wobei die oberste Lage (118b, 122b, 124b) der mehreren Lagen ein reflektives metallisches Material enthält und die unterste Lage (124a) der Reflexionsschicht (124) ein korrosionsbeständiges Material enthält; – Herstellen der zweiten Isolierschicht (128) auf der Source-(118) und der Drainelektrode (122), der Datenleitung (120) und der Reflexionsschicht (124) mittels eines vierten Maskenprozesses, wobei die zweite Isolierschicht (128) über das die Drainelektrode (122) frei legende Drainkontaktloch (132) verfügt; und – Herstellen der Pixelelektrode (136) auf der dritten Isolierschicht (130) mittels eines fünften Maskenprozesses, wobei die Pixelelektrode (136) über ein transparentes, leitendes Material verfügt und sie durch das Drainkontaktloch (132) mit der Drainelektrode (122) verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend: – Herstellen der ersten Ausrichtmarkierung (112) in einem Nicht-Anzeigebereich des Substrats (100) durch den dritten Maskenprozess und – Herstellen der zweiten Isolierschicht (128) auf der ersten Ausrichtmarkierung (112) durch den vierten Maskenprozess, wobei die zweite Isolierschicht (128) über einen offenen Abschnitt verfügt, der die erste Ausrichtmarkierung (112) frei legt.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend das Herstellen der zweiten Ausrichtmarkierung (126) auf dem Substrat (100) durch den vierten Maskenprozess, wobei die zweite Ausrichtmarkierung (126) über der ersten Ausrichtmarkierung (112) liegt.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Datenleitung (120) und die Reflexionsschicht (124) um einen Abstand von 5 μm bis 7 μm voneinander beabstandet werden.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend das Herstellen einer ersten und einer zweiten Kondensatorelektrode (113, 121), wobei die erste Kondensatorelektrode (113) durch den ersten Maskenprozess auf dem Substrat (100) hergestellt wird und die zweite Kondensatorelektrode (121) durch den dritten Maskenprozess auf der ersten Isolierschicht (114) hergestellt wird und sie die erste Kondensatorelektrode (113) überlappt.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend das Herstellen eines Kondensatorkontaktlochs (125) in der zweiten Isolierschicht (128) durch den vierten Maskenprozess, wobei das Kondensatorkontaktloch (125) die zweite Kondensatorelektrode (121) frei legt, und wobei die Pixelelektrode (136) durch das Kondensatorkontaktloch (125) mit der zweiten Kondensatorelektrode (121) verbunden ist.