CN1187642C - 具有凸状结构的薄膜晶体管液晶显示器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种具凸状结构的薄膜晶体管液晶显示器及其制造方法，制造方法包括下列步骤：提供一绝缘基板；于绝缘基板上形成一第一导体层；去除部份第一导体层，以形成一第一导体结构及一第一凸状结构，第一凸状结构位于一像素区域；于第一导体结构及具有第一导体层的绝缘基板上依序形成一绝缘层及一半导体层；去除部份半导体层，以形成一半导体结构；于半导体结构上形成一第二导体层；以及去除部份第二导体层，以形成一第二导体结构。第一凸状结构的倾斜角度范围介于3～20°之间；形成第一导体结构时还形成一第二凸状结构，第二凸状结构的凸起部份与第一凸状结构的凸起部份相对应，第二凸状结构的凸起部份的表面积小于第一凸状结构的凸起部份的表面积。
Description
技术领域
本发明有关一种具凸状结构的薄膜晶体管液晶显示器及其制造方法，尤指一种反射式或半穿透式式薄膜晶体管液晶显示器。
背景技术
随着制造技术的日益进展，液晶显示器(LiquidCrystalDisplay，LCD)已经是一种被广泛应用的显示元件，而其工作原理主要利用电场来控制液晶分子的排列状态，借助光线可通过液晶分子与否以实现屏幕上明暗的显示效果。因此，对于液晶显示器来说，如何有效获得较明亮的显示效果，实为一重要的研究目标。
对于反射式或穿透反射式薄膜晶体管液晶显示器而言，由于其亮度是由光源的入射光及其反射光所决定，因此若要获得较明亮的显示效果，则必须增加光在垂直于屏幕方向的光散射强度。为达到上述目的，势必加强反射特性，于是便有在一第一透明电极板111上形成包含有数个具穿透性的树脂珠粒113之一树脂层114，如图1(a)所示，以使一光线透过该彩色滤光片112及该第一透明电极板111后而进入该树脂层114时，借助该数个具穿透性的树脂珠粒113而使该光线因碰撞而产生偏移，且经由薄膜晶体管的阵列基板115上的第二透明电极板116及第一透明电极板间的电场效应使的液晶分子产生光的散射，并透过反射板117将散射光反射出去。此法的优点是可以增加光散射角度，以间接控制光反射方向，但缺点是很难借助调整数个具穿透性的小球114位置以达到准确控制散射方向的目的。
针对以上的缺失，后来还有直接在薄膜晶体管的阵列基板125的第二透明电极板126上成长一树脂层124的工艺步骤，如图1(b)所示，当一光线透过该彩色滤光片122时，经由第二透明电极板126及第一透明电极板121间的电场效应使的液晶分子产生光的散射，再由该树脂层124将该散射光反射出来，因该树脂层124为一曲状结构，其不平整的表面可用以控制反射角度的大小，因此可有效控制光反射方向。
虽然现有技术以形成一树脂层来增加光在垂直于屏幕方向的光散射强度，但其制作成本相对提高，而工艺也较为繁复(多一道光罩)。因此，如何能更节省成本及使用更简单的工艺而能同样达到上述的目的，实为本发明的首要目标。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种成本节省、工艺简单的具有凸状结构的薄膜晶体管液晶显示器及其制造方法。
根据本发明一方面的制造方法包括下列步骤：提供一绝缘基板；于该绝缘基板上形成一第一导体层；去除部份该第一导体层，借以形成一第一导体结构及一第一凸状结构，且该第一凸状结构位于一像素区域；于该第一导体结构及具有该第一导体层的该绝缘基板上依序形成一绝缘层及一半导体层；去除部份该半导体层，借以形成一半导体结构；于该半导体结构上形成一第二导体层；以及去除部份该第二导体层，借以形成一第二导体结构；其特点是：该第一凸状结构的倾斜角度范围介于3～20°之间；还包括在形成第一导体结构时，同时形成一第二凸状结构，且该第二凸状结构的凸起部份与该第一凸状结构的凸起部份相对应，又该第二凸状结构的凸起部份的表面积小于该第一凸状结构的凸起部份的表面积。
根据上述构想，该薄膜晶体管液晶显示器为一反射式薄膜晶体管液晶显示器。
根据上述构想，该薄膜晶体管液晶显示器为一半穿透式薄膜晶体管液晶显示器。
根据上述构想，该第一导体层为一金属层。
根据上述构想，该第二导体层为一金属层。
根据上述构想，该步骤(g)中又包含一步骤(g1)，即定义该第二导体结构时，同时定义一第三凸状结构，且该第三凸状结构的凸起部份与该第二凸状结构的凸起部份相对应，又第三凸状结构的凸起部份的表面积小于该第二凸状结构的凸起部份的表面积。
根据上述构想，该第二凸状结构的倾斜角度范围介于3～20°之间。
根据上述构想，该第三凸状结构的倾斜角度范围介于3～20°之间。
根据本发明另一方面的具有凸状结构的薄膜晶体管液晶显示器，其包括：一绝缘基板；一第一导体结构及一第一凸状结构，形成于该绝缘基板上，且该第一凸状结构位于一像素区域；一绝缘层，形成于该第一导体结构及该第一凸状结构上；一半导体结构，形成于该绝缘层上；以及一第二导体结构，形成于该半导体结构；其特点是：该第一凸状结构的倾斜角度范围介于3～20°之间；还包括在形成第一导体结构时，同时形成一第二凸状结构，且该第二凸状结构的凸起部份与该第一凸状结构的凸起部份相对应，又该第二凸状结构的凸起部份的表面积小于该第一凸状结构的凸起部份的表面积。
根据上述构想，该薄膜晶体管液晶显示器为一反射式薄膜晶体管液晶显示器。
根据上述构想，该薄膜晶体管液晶显示器为一半穿透式薄膜晶体管液晶显示器。
根据上述构想，该第一导体结构为一金属结构。
根据上述构想，该第二导体结构为一金属结构。
根据上述构想，于形成该第二导体结构时，同时形成一第三凸状结构，且该第三凸状结构的凸起部份与该第二凸状结构的凸起部份相对应，又第三凸状结构的凸起部份的表面积小于该第二凸状结构的凸起部份的表面积。
根据上述构想，该第二凸状结构的倾斜角度范围介于3～20°之间。
根据上述构想，该第三凸状结构的倾斜角度范围介于3～20°之间。
根据本发明又一方面的具有凸状结构的薄膜晶体管液晶显示器的制造方法，该制造方法包括下列步骤：提供一绝缘基板；于该绝缘基板上形成一半导体层；去除部份该半导体层，借以形成一半导体结构及一第一凸状结构，且该第一凸状结构位于一像素区域；于该半导体结构及具有该半导体结构的该绝缘基板上依序形成一第一绝缘层及一第一导体层；去除部份该第一导体层，借以形成一第一导体结构；于该第一导体结构上形成一第二绝缘层；去除部份该第一绝缘层及该第二绝缘层，借以形成一第一通道及一第二通道；于该第二绝缘层上形成一第二导体层；以及去除部份该第二导体层，借以形成一第二导体结构；其特点是：该第一凸状结构的倾斜角度范围介于3～20°之间；还包括在形成第一导体结构时，同时形成一第二凸状结构，且该第二凸状结构的凸起部份与该第一凸状结构的凸起部份相对应，又该第二凸状结构的凸起部份的表面积小于该第一凸状结构的凸起部份的表面积。
根据上述构想，该薄膜晶体管液晶显示器为一低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器(LTPSTFT-LCD)。
根据上述构想，该薄膜晶体管液晶显示器为一反射式薄膜晶体管液晶显示器。
根据上述构想，该薄膜晶体管液晶显示器为一半穿透式薄膜晶体管液晶显示器。
根据上述构想，该半导体层为一多晶硅层(P-Si)。
根据上述构想，该第一导体层为一金属层。
根据上述构想，该第二导体层为一金属层。
根据上述构想，该步骤(h)中又包含一步骤(h1)，即定义该第二导体结构时，同时定义一第三凸状结构，且该第三凸状结构的凸起部份与该第二凸状结构的凸起部份相对应，又第三凸状结构的凸起部份的表面积小于该第二凸状结构的凸起部份的表面积。
根据上述构想，该第二凸状结构的倾斜角度范围介于3～20°之间。
根据上述构想，该第三凸状结构的倾斜角度范围介于3～20°之间。
根据本发明再一方面的具有凸状结构的薄膜晶体管液晶显示器，其包括：一绝缘基板；一半导体结构及一第一凸状结构，形成于该绝缘基板上，且该第一凸状结构位于一像素区域；一第一绝缘层，形成于该半导体结构及该第一凸状结构上；一第一导体结构及一第二凸状结构，形成于该第一绝缘层上；一第二绝缘层，形成于该第一导体层及该第二凸状结构上；一第一通道及第二通道，皆穿透该第一绝缘层及该第二绝缘层；以及一第二导体结构及一第三凸状结构，形成于该第二绝缘层上；其特点是：该第一凸状结构的倾斜角度范围介于3～20°之间；还包括在形成第一导体结构时，同时形成一第二凸状结构，且该第二凸状结构的凸起部份与该第一凸状结构的凸起部份相对应，又该第二凸状结构的凸起部份的表面积小于该第一凸状结构的凸起部份的表面积。
根据上述构想，该薄膜晶体管液晶显示器为一低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器(LTPSTFT-LCD)。
根据上述构想，该薄膜晶体管液晶显示器为一反射式薄膜晶体管液晶显示器。
根据上述构想，该薄膜晶体管液晶显示器为一半穿透式薄膜晶体管液晶显示器。
根据上述构想，该半导体层为一多晶硅层(P-Si)。
根据上述构想，该第一导体结构为一金属结构。
根据上述构想，该第二导体结构为一金属结构。
根据上述构想，于形成该第二导体结构时，同时形成一第三凸状结构，且该第三凸状结构的凸起部份与该第二凸状结构的凸起部份相对应，又第三凸状结构的凸起部份的表面积小于该第二凸状结构的凸起部份的表面积。
根据上述构想，该第二凸状结构的倾斜角度范围介于3～20°之间。
根据上述构想，该第三凸状结构的倾斜角度范围介于3～20°之间。
根据本发明又一方面的具有凸状结构的薄膜晶体管液晶显示器的制造方法，该制造方法包括下列步骤：(a)提供一绝缘基板；以及
(b)于该绝缘基板上形成一多层堆叠凸状结构、一薄膜晶体管结构及一透明电极结构，且该透明电极层连接该薄膜晶体管结构的源/汲极端：其特点是：该第一凸状结构的倾斜角度范围介于3～20°之间；还包括在形成第一导体结构时，同时形成一第二凸状结构，且该第二凸状结构的凸起部份与该第一凸状结构的凸起部份相对应，又该第二凸状结构的凸起部份的表面积小于该第一凸状结构的凸起部份的表面积。
根据上述构想，该薄膜晶体管液晶显示器为一反射式薄膜晶体管液晶显示器。
根据上述构想，该薄膜晶体管液晶显示器为一半穿透式薄膜晶体管液晶显示器。
根据上述构想，该薄膜晶体管液晶显示器为一低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器(LTPSTFT-LCD)。
根据本发明另一方面的具有凸状结构的薄膜晶体管液晶显示器，其包括：一绝缘基板；一多层堆叠凸状结构，形成于该绝缘基板上；一薄膜晶体管结构，形成于该绝缘基板上；以及一透明电极结构，形成于该绝缘基板上，且该透明电极结构连接该薄膜晶体管结构的源/汲极端；其特点是：该第一凸状结构的倾斜角度范围介于3～20°之间；还包括在形成该半导体结构时，同时形成一第二凸状结构，且该第二凸状结构的凸起部份与该第一凸状结构的凸起部份相对应，又该第二凸状结构的凸起部份的表面积小于该第一凸状结构的凸起部份的表面积。
根据上述构想，该薄膜晶体管液晶显示器为一反射式薄膜晶体管液晶显示器。
根据上述构想，该薄膜晶体管液晶显示器为一半穿透式薄膜晶体管液晶显示器。
根据上述构想，该薄膜晶体管液晶显示器为一低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器(LTPSTFT-LCD)。
为更清楚理解本发明的目的、特点和优点，下面将结合附图对本发明的较佳
实施例进行详细说明。
附图说明
图1(a)(b)是现有的于透明电极板上成长一树脂层的薄膜晶体管液晶显示器的示意图。
图2(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)是本发明较佳实施例的薄膜晶体管液晶显示器制造方法步骤示意图。
图3(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)是本发明又一较佳实施例的低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器制造方法步骤示意图。
图4(a1)(b1)(c1)(d1)是本发明较佳实施例的薄膜晶体管液晶显示器的凸状结构的直径/厚度列表。
图4(a2)(b2)(c2)(d2)是本发明较佳实施例的薄膜晶体管液晶显示器的凸状结构的俯视图。
图4(a3)(b3)(c3)(d3)是本发明较佳实施例的薄膜晶体管液晶显示器的凸状结构的侧视图。
具体实施方式
请参阅图2，其是本发明为改善现有技术手段而发展出来的薄膜晶体管液晶显示器制造方法的较佳实施例步骤示意图，其中图2(a)表示出在一绝缘基板211上形成一第一导体层(可用铬、钼化钨、钽、铝或铜来完成，可作为薄膜晶体管液晶的闸导电层)后以第一道光罩微影蚀刻步骤来形成一第一导体结构212及一第一凸状结构2121，且该第一凸状结构2121位于一像素区域；接着如图2(b)所示，由下而上依序形成一绝缘层213、一半导体层214(通常为非晶硅层(A-Si))、一高掺杂半导体层215(通常为N+非晶硅层(n+-A-Si))，然后如图2(c)所示，接着连续利用第二道光罩微影蚀刻步骤来形成半导体结构216、一高掺杂半导体结构217及一第二凸状结构2161、2171，且该第二凸状结构2161、2171的凸起部份与该第一凸状结构2121的凸起部份相对应，又第二凸状结构2161、2171的凸起部份的表面积小于该第一凸状结构2121的凸起部份的表面积。如图2(d)所示再沉积一第二导体层218，然后如图2(e)所示，以第三道光罩微影蚀刻制程来形成一第二导体结构220及一第三凸状结构2201，且该第三凸状结构2201的凸起部份与该第二凸状结构2161、2171的凸起部份相对应，又第三凸状结构2201的凸起部份的表面积小于该第二凸状结构2161、2171的凸起部份的表面积，并于该高掺杂半导体结构217与该第二导体结构220形成一通道结构219以使该第二导体结构形成有一源/汲极结构。图2(f)表示出于该源/汲极结构上形成一保护层(通常为氮化硅层)221后，再以第四道光罩微影蚀刻制程形成一接触窗结构222。图2(g)是表示出进行一透明电极层(通常为氧化铟锡(ITO))的沉积后，再以第五道光罩微影蚀刻步骤形成所需的一透明电极像素区域223。
请参阅图3，其是本发明为改善上述习用手段而发展出来的低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器制造方法的另一较佳实施例步骤示意图，其中图3(a)表示出在一绝缘基板311上形成一半导体层(通常为多晶硅层(P-Si))后以第一道光罩微影蚀刻制程来形成一半导体结构316及一第一凸状结构3161，且该第一凸状结构3161位于一像素区域，接着如图3(b)所示，由下而上依序形成一第一绝缘层3131及第一导体层31(可用铬、钼化钨、钽、铝或铜来完成，可作为薄膜晶体管液晶的闸导电层)，然后如图3(c)所示，接着利用第二道光罩微影蚀刻步骤来形成第一导体结构312及一第二凸状结构3121，且该第二凸状结构3121的凸起部份与该第一凸状结构3161的凸起部份相对应，又第二凸状结构3121的凸起部份的表面积小于该第一凸状结构3161的凸起部份的表面积。如图3(d)所示再沉积一第二绝缘层3132，然后如图3(e)所示，以第三道光罩微影蚀刻步骤去除部份该第一绝缘层3131及该第二绝缘层3132，借以形成一第一通道321及一第二通道322，如图3(f)所示，于该第二绝缘层3132上形成一第二导体层318，然后图3(g)所示，并以第四道光罩微影蚀刻步骤来形成一第二导体结构3181及一第三凸状结构3201，且该第三凸状结构3201的凸起部份与该第二凸状结构3121的凸起部份相对应，又第三凸状结构3201的凸起部份的表面积小于该第二凸状结构3121的凸起部份的表面积。图3(g)表示出于该第二导体结构3181及该第三凸状结构3201上形成一保护层(通常为氮化硅层)321后，再以第五道光罩微影蚀刻制程形成一接触窗结构322。图3(h)是表示出进行一透明电极层(通常为氧化铟锡(ITO))的沉积后，再以第六道光罩微影蚀刻步骤形成所需的一透明电极像素区域323。
本发明另一较佳处为该第一导体层及第二导体层皆可为一金属层，又该第一凸状结构、该第二凸状结构及该第三凸状结构皆具有数个凸起部份，并会随蚀刻剂浓度、时间、温度…控制而改变其倾斜角度但范围介于3～20之间为最佳，由图4(a1)(b1)(c1)(d1)的列表可显示由各种不同沉积厚度及图案直径所形成的凸状结构，且如图4(a2)(b2)(c2)(d2)的俯视图可见该凸状结构更可有多种不同的形状，其中再由图4(a3)(b3)(c3)(d3)的侧视图可见因沉积厚度及图案直径的不同所形成的倾斜角度变化。
综上所述，本发明相较于现有技术的薄膜晶体管液晶显示器，是具有多层堆叠凸状结构，且该凸状结构所具有的特定倾斜角度可用以控制反射角度的大小，因此可有效控制光反射方向。多层堆叠结构是于成长薄膜晶体管结构时同时形成于像素区，因此，工艺步骤简单，特别是利用本发明的制造方法比现有技术少一道光罩及不需使用昂贵的树脂材料，因而更节省制造成本，是以本发明实具产业发展的价值。
Claims (16)
1.一种具有凸状结构的薄膜晶体管液晶显示器的制造方法，包括下列步骤：
(a)提供一绝缘基板；
(b)于该绝缘基板上形成一第一导体层；
(c)去除部份该第一导体层，借以形成一第一导体结构及一第一凸状结构，且该第一凸状结构位于一像素区域；
(d)于该第一导体结构及具有该第一导体层的该绝缘基板上依序形成一绝缘层及一半导体层；
(e)去除部份该半导体层，借以形成一半导体结构；
(f)于该半导体结构上形成一第二导体层；以及
(g)去除部份该第二导体层，借以形成一第二导体结构；其特征在于：
该第一凸状结构的倾斜角度范围介于3～20°之间；还包括在形成该半导体结构时，同时形成一第二凸状结构，且该第二凸状结构的凸起部份与该第一凸状结构的凸起部份相对应，又该第二凸状结构的凸起部份的表面积小于该第一凸状结构的凸起部份的表面积。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，该薄膜晶体管液晶显示器为一反射式薄膜晶体管液晶显示器或一半穿透式薄膜晶体管液晶显示器。
3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，该第一导体层是为一金属层。
4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，该第二导体层是为一金属层。
5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，该步骤(g)中又包含一步骤(g1)，即形成该第二导体结构时，同时形成一第三凸状结构，且该第三凸状结构的凸起部份与该第二凸状结构的凸起部份相对应，又第三凸状结构的凸起部份的表面积小于该第二凸状结构的凸起部份的表面积。
6.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，该第二凸状结构或该第三凸状结构的倾斜角度范围介于3～20°之间。
7.一种具凸状结构的薄膜晶体管液晶显示器，包括：
一绝缘基板；
一第一导体结构及一第一凸状结构，形成于该绝缘基板上，且该第一凸状结构位于一像素区域；
一绝缘层，形成于该第一导体结构及该第一凸状结构上；
一半导体结构，形成于该绝缘层上；以及
一第二导体结构，形成于该半导体结构；其特征在于：
该第一凸状结构的倾斜角度范围介于3～20°之间；还包括在形成该半导体结构时，同时形成一第二凸状结构，且该第二凸状结构的凸起部份与该第一凸状结构的凸起部份相对应，又该第二凸状结构的凸起部份的表面积小于该第一凸状结构的凸起部份的表面积。
8.如权利要求7所述的薄膜晶体管液晶显示器，其特征在于，该第一导体结构或该第二导体结构为一金属结构。
9.如权利要求7所述的薄膜晶体管液晶显示器，其特征在于，于形成该第二导体结构时，同时形成一第三凸状结构，且该第三凸状结构的凸起部份与该第二凸状结构的凸起部份相对应，又第三凸状结构的凸起部份的表面积小于该第二凸状结构的凸起部份的表面积。
10.一种具凸状结构的薄膜晶体管液晶显示器的制造方法，包括下列步骤：
(a)提供一绝缘基板；
(b)于该绝缘基板上形成一半导体层；
去除部份该半导体层，借以形成一半导体结构及一第一凸状结构，且该第一凸状结构位于一像素区域；
(c)于该半导体结构及具有该半导体结构的该绝缘基板上依序形成一第一绝缘层及一第一导体层；
(d)去除部份该第一导体层，借以形成一第一导体结构；
(e)于该第一导体结构上形成一第二绝缘层；
(f)去除部份该第一绝缘层及该第二绝缘层，借以形成一第一通道及一第二通道；
(g)于该第二绝缘层上形成一第二导体层；以及
(h)去除部份该第二导体层，借以形成一第二导体结构；其特征在于：
该第一凸状结构的倾斜角度范围介于3～20°之间；还包括在形成第一导体结构时，同时形成一第二凸状结构，且该第二凸状结构的凸起部份与该第一凸状结构的凸起部份相对应，又该第二凸状结构的凸起部份的表面积小于该第一凸状结构的凸起部份的表面积。
11.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于，该薄膜晶体管液晶显示器为一低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器(LTPSTFT-LCD)。
12.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于，该半导体层为一多晶硅层(P-Si)。
13.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于，该第一导体层或该第二导体层为一金属层。
14.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于，该步骤(h)中又包含一步骤(h1)，即形成该第二导体结构时，同时形成一第三凸状结构，且该第三凸状结构的凸起部份与该第二凸状结构的凸起部份相对应，又第三凸状结构的凸起部份的表面积小于该第二凸状结构的凸起部份的表面积。
15.一种具凸状结构的薄膜晶体管液晶显示器，包括：
一绝缘基板；
一半导体结构及一第一凸状结构，形成于该绝缘基板上，且该第一凸状结构位于一像素区域；
一第一绝缘层，形成于该半导体结构及该第一凸状结构上；
一第一导体结构及一第二凸状结构，形成于该第一绝缘层上；
一第二绝缘层，形成于该第一导体层及该第二凸状结构上；
一第一通道及第二通道，皆穿透该第一绝缘层及该第二绝缘层；以及
一第二导体结构及一第三凸状结构，形成于该第二绝缘层上；其特征在于：
该第一凸状结构的倾斜角度范围介于3～20°之间；还包括在形成第一导体结构时，同时形成一第二凸状结构，且该第二凸状结构的凸起部份与该第一凸状结构的凸起部份相对应，又该第二凸状结构的凸起部份的表面积小于该第一凸状结构的凸起部份的表面积。
16.如权利要求15所述的薄膜晶体管液晶显示器，其特征在于，于形成该第二导体结构时，同时形成一第三凸状结构，且该第三凸状结构的凸起部份与该第二凸状结构的凸起部份相对应，又第三凸状结构的凸起部份的表面积小于该第二凸状结构的凸起部份的表面积。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20050202 |