DE102016125755B4 - Flüssigkristallanzeige des Streufeld-Schaltungs-Typs - Google Patents

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Abstract

Eine Flüssigkristallanzeige, aufweisend:
ein Substrat (SUB);
ein Gate-Pad (GP), welches auf dem Substrat (SUB) angeordnet ist;
eine Gate-Isolier-Schicht (GI), welche das Gate-Pad (GP) einschließlich des Substrats (SUB) bedeckt;
ein Daten-Pad (DP), welches auf der Gate-Isolier-Schicht (GI) angeordnet ist;
eine erste Passivierungsschicht (PA1), welche das Daten-Pad (DP) bedeckt;
ein gemeinsames Pad (CP), welches auf der ersten Passivierungsschicht (PA1) angeordnet ist;
eine Schutz-Metallschicht (M3), welche das gemeinsame Pad (CP) vor einem Ätzmittel schützt und auf dem gemeinsamen Pad (CP) angeordnet ist;
eine zweite Passivierungsschicht (PA2) auf dem gemeinsamen Pad (CP);
ein Gate-Pad-Kontaktloch (GPH), welches das Gate-Pad (GP) freilegt;
ein Daten-Pad-Kontaktloch (DPH), welches das Daten-Pad (DP) freilegt; und
ein Gemeinsames-Pad-Kontaktloch (CPH), welches die Schutz-Metallschicht (M3) freilegt,
wobei die Schutz-Metallschicht (M3) eine Mehrzahl von Einheit-Schutz-Metallschichten aufweist, welche auf dem gemeinsamen Pad (CP) in einer Matrix-Form angeordnet sind, und
wobei das Gemeinsames-Pad-Kontaktloch (CPH) eine Mehrzahl von Einheit-Gemeinsames-Pad-Kontaktlöchern aufweist, die jede der Einheit-Schutz-Metallschichten freilegen.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristallanzeige, und vorzugsweise auf eine Flüssigkristallanzeige des Streufeld-Schaltungs-Typs, auch bezeichnet als FFS-Typ oder Fringe-Field-Switching-Typ. Obwohl die vorliegende Erfindung für einen weiten Anwendungsbereich geeignet ist, eignet sie sich insbesondere zum Verhindern von Schäden an einer transparenten leitfähigen Schicht, wenn die transparente leitfähige Schicht zum Verbinden mit Metallschichten mittels Ätzprozessen freigelegt wird.
  • Diskussion der verwandten Technik
  • Bei einer heutzutage entwickelten Informationsgesellschaft steigen die Anforderungen an Anzeigen (auch als Displays bezeichnet) zum Darstellen von Informationen. Entsprechend werden verschiedene Flach-Panel-Anzeigen, auch als Flachbildschirme bezeichnet (oder als FPD, Flat Panel Displays), entwickelt um viele Nachteile der Kathodenstrahlröhre (oder CRT) zu überwinden, wie beispielsweise das schwere Gewicht und das große Volumen. Die Flach-Panel- Anzeigevorrichtungen weisen eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung (oder ‚LCD‘, engl.: Liquid Crystal Display), eine Feldemission-Anzeige (oder ‚FED‘, engl.: Field Emission Display), ein Plasma-Anzeige-Panel (oder ‚PDP‘, engl.: Plasma Display Panel), eine Organische-Leuchtdioden-Anzeigevorrichtung (oder ‚OLED‘-Display, engl.: Organic Light Emitting Diode - Display) und eine elektrophoretische Anzeigevorrichtung (oder ‚ED‘, engl.: Electrophoresis Display Device) auf.
  • Ein Anzeige-Panel der Flach-Panel-Anzeige weist ein Dünnschichttransistorsubstrat auf mit einem Dünnschichttransistor, der matrixartig in jedem Pixelbereich angeordnet ist. Beispielsweise zeigt die Flüssigkristallanzeigevorrichtung Videodaten an mittels Steuerns einer Lichtdurchlässigkeit einer Flüssigkristallschicht mittels eines elektrischen Feldes. Das Flüssigkristalldisplay (hierin als LCD abgekürzt) kann abhängig von einer Richtung des elektrischen Feldes in zwei Haupttypen klassifiziert werden, einer ist ein Vertikales-Elektrisches-Feld-Typ und der andere ist ein Horizontales-Elektrisches-Feld-Typ.
  • Bei dem Vertikales-Elektrisches-Feld-Typ LCD sind eine gemeinsame Elektrode auf einem oberen Substrat und eine Pixel-Elektrode auf einem unteren Substrat einander zugewandt zum Formen eines elektrischen Feldes mit einer Richtung senkrecht zu den Substraten. Eine so genannte twisted nematic (TN, oder gedreht Nematisch) Flüssigkristallschicht, welche zwischen dem oberen Substrat und dem unteren Substrat angeordnet ist, wird mittels des vertikalen elektrischen Feldes angesteuert. Das Vertikales-Elektrisches-Feld-Typ LCD hat einen Vorteil eines höheren Aperturverhältnisses (beispielsweise auch als Öffnungsverhältnis bezeichnet), während es den Nachteil eines engeren Betrachtungswinkels von ungefähr 90° hat.
  • Bei dem Horizontales-Elektrisches-Feld-Typ LCD sind eine gemeinsame Elektrode und eine Pixel-Elektrode auf demselben Substrat parallel zueinander gebildet. Eine Flüssigkristallschicht, welche zwischen einem oberen Substrat und einem unteren Substrat angeordnet ist, wird im In-Plane-Switching-(oder ‚IPS‘, in einer Ebene Schaltungs)-Modus mittels eines parallel zu den Substraten gerichteten elektrischen Feldes angesteuert. Das Horizontales-Elektrisches-Feld-Typ LCD hat einen Vorteil eines weiteren Betrachtungswinkels von mehr als 160° und einer schnelleren Reaktionsgeschwindigkeit als die des Vertikales-Elektrisches-Feld-Typ LCD. Allerdings kann das Horizontales-Elektrisches-Feld-Typ LCD Nachteile haben wie beispielsweise ein geringes Aperturverhältnis und ein geringes Transitivitäts-Verhältnis des Rücklichts (anders ausgedrückt, geringe Durchlässigkeit für Licht einer Hinterleuchtungseinheit bzw. Hintergrundbeleuchtungseinheit).
  • Bei einem IPS-Modus-LCD beispielsweise kann ein Spalt zwischen der gemeinsamen Elektrode und der Pixel-Elektrode größer sein als der Spalt (oder der Zellen-Spalt) zwischen dem oberen und dem unteren Substrat, um ein in-plane (z.B. in der Ebene ausgerichtetes) elektrisches Feld zu erzeugen, und die gemeinsame Elektrode und die Pixel-Elektrode müssen in einem Streifenmuster gebildet werden mit einer gewissen Breite, um eine ausreichend hohe Stärke des elektrischen Feldes zu erreichen. Zwischen der Pixel-Elektrode und der gemeinsamen Elektrode des IPS-Modus-LCD ist das elektrische Feld bezogen auf das Substrat horizontal gebildet. Allerdings ist genau über der Pixel-Elektrode und der gemeinsamen Elektrode kein elektrisches Feld. Das heißt, die Flüssigkristallmoleküle, die genau über den Pixel-Elektroden und den gemeinsamen Elektroden angeordnet sind, können nicht angesteuert werden, sondern behalten die Anfangsbedingungen (d.h., die anfängliche Ausrichtungsrichtung) bei. Da die Flüssigkristallmoleküle in der Anfangsbedingung nicht ordnungsgemäß die Licht-Transitivität steuern können, können das Aperturverhältnis und die Lumineszenz herabgesetzt sein.
  • Zur Lösung dieser Nachteile des IPS-Modus-LCD wurde das so genannte Fringe-Field-Switching-(oder ‚FFS‘)-Typ-LCD vorgeschlagen, das mittels des elektrischen Streufeldes (engl.: fringe elektric field) gesteuert ist. Das FFS-Typ-LCD weist die gemeinsame Elektrode und die Pixel-Elektrode mit der Isolierschicht dazwischen auf. Die Pixel-Elektrode und die gemeinsame Elektrode überlappen in vertikaler Richtung. Davon abgesehen überlappen die Pixel-Elektrode und die gemeinsame Elektrode einander nicht, sondern sind voneinander mittels einer SpaltEinstellung separiert, welche enger ist als der Spalt zwischen dem oberen Substrat und dem unteren Substrat. Damit wird ein elektrisches Streufeld mit einer Parabel-Form in dem Raum zwischen der gemeinsamen Elektrode und der Pixel-Elektrode sowie über diesen Elektroden gebildet. Daher können die meisten der Flüssigkristallmoleküle, die zwischen dem oberen Substrat und dem unteren Substrat angeordnet sind, mittels des Streufelds gesteuert werden. Infolgedessen können das Aperturverhältnis und die Vorderseiten-Lumineszenz (anders ausgedrückt, Helligkeit an der Vorderseite des Displays) verbessert sein.
  • Bei dem Flüssigkristalldisplay des Elektrischen-Streufeld-Typs sind die gemeinsame Elektrode und die Pixel-Elektrode nahe beieinander oder in überlappender Weise angeordnet, so dass ein Speicher zwischen der gemeinsamen Elektrode und der Pixel-Elektrode gebildet ist. Daher hat die Flüssigkristallanzeige des Streufeld-Schaltungs-Typs einen Vorteil darin, dass dort kein zusätzlicher Raum benötigt wird zum Bilden des Speichers in dem Pixelbereich. Allerdings wird der Pixelbereich größer, wenn eine Großflächen-Anzeige des Streufeld-Typs gebildet wird, wobei auch der Speicher größer wird. In diesem Fall sollte der Dünnschichttransistor (TFT) ebenfalls eine größere Abmessung aufweisen zum Steuern und/oder Laden des vergrößerten Speichers in einem kurzen Zeitabschnitt.
  • Um dieses Problem zu lösen, wird ein Dünnschichttransistor aufweisend ein Metalloxidhalbleitermaterial verwendet, weil dieser Hochstromregeleigenschaften aufweist, ohne die Abmessung des Dünnschichttransistors zu vergrößern. 1 ist eine Draufsicht, welche eine Flüssigkristallanzeige des Streufeld-Schaltungs-Typs veranschaulicht, aufweisend ein Dünnschichttransistorsubstrat mit einer Oxidhalbleiterschicht, gemäß der verwandten Technik. 2 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Struktur des Dünnschichttransistorsubstrats von 1 entlang der Querschnittslinie I-I' veranschaulicht, gemäß der verwandten Technik.
  • Das in 1 und 2 dargestellte Dünnschichttransistorsubstrat mit einer Metalloxidhalbleiterschicht weist eine Gate-Leitung GL und eine Daten-Leitung DL auf, die einander kreuzen, mit einer Gate-Isolier-Schicht GI dazwischen auf einem unteren Substrat SUB, sowie einen Dünnschichttransistor T gebildet an jedem Kreuzungsbereich. Von der Kreuzungsstruktur der Gate-Leitung GL und der Daten-Leitung DL wird ein Pixelbereich definiert.
  • Der Dünnschichttransistor T weist eine Gate-Elektrode G auf, welche von der Gate-Leitung GL abgezweigt (oder ‚extrudiert‘) ist, eine Source-Elektrode S, welche von der Daten-Leitung DL abgezweigt ist, eine Drain-Elektrode D, welche der Source-Elektrode S zugewandt ist und mit der Pixel-Elektrode PXL verbunden ist, und eine Halbleiterschicht A, welche die Gate-Elektrode G auf der Gate-Isolierschicht GI überlappt zum Bilden eines Kanals (eines so genannten Channels) zwischen der Source-Elektrode S und der Drain-Elektrode D.
  • Die aus einem Oxidhalbleitermaterial gebildete Halbleiterschicht A hat den Vorteil für ein großflächiges Dünnschichttransistorsubstrat, dass dieses eine große Aufladekapazität aufweist aufgrund einer hohen Elektronenmobilität der Oxidhalbleiterschicht. Allerdings kann der Dünnschichttransistor, der das Oxidhalbleitermaterial aufweist, einen Ätzstopper ES benötigen zum Schützen der oberen Oberfläche der Halbleiterschicht vor dem Ätzmaterial zum Sicherstellen einer Stabilität und von Charakteristiken des Dünnschichttransistors. Genauer gesagt wird ein Ätzstopper ES benötigt zum Schützen der Halbleiterschicht A vor einem Ätzmittel, wenn die Source-Elektrode S und die Drain-Elektrode D dazwischen gebildet werden.
  • An einem Ende der Gate-Leitung GL ist ein Gate-Pad GP gebildet zum Empfangen eines Gate-Signals. Das Gate-Pad GP ist mit einem Gate-Pad-Terminal GPT (Terminal kann auch als Anschluss verstanden werden) durch das Gate-Pad-Kontaktloch GPH hindurch verbunden, wobei das Gate-Pad-Kontaktloch GPH die erste Passivierungsschicht PA1 und die zweite Passivierungsschicht PA2 durchdringt. Ferner ist ein Daten-Pad DP an einem Ende der Daten-Leitung DL gebildet zum Empfangen eines Pixel-Signals. Das Daten-Pad DP ist mit einem Daten-Pad-Terminal DPT durch das Daten-Pad-Kontaktloch DPH hindurch verbunden, wobei das Daten-Pad-Kontaktloch DPH die erste Passivierungsschicht PA1 und die zweite Passivierungsschicht PA2 durchdringt.
  • In dem Pixelbereich sind eine Pixel-Elektrode PXL und eine gemeinsame Elektrode COM gebildet mit der zweiten Passivierungsschicht PA2 dazwischen zum Erzeugen eines elektrischen Streufelds. Die gemeinsame Elektrode COM ist mit der gemeinsamen Leitung CL verbunden, welche parallel zu der Gate-Leitung GL angeordnet ist. Die gemeinsame Elektrode COM ist mit einer Referenzspannung (oder „gemeinsamen Spannung“) mittels der gemeinsamen Leitung CL versorgt.
  • Die gemeinsame Elektrode COM und die Pixel-Elektrode PXL können verschiedene Formen und Positionen aufweisen abhängig von dem Designzweck und der Umgebung. Während die gemeinsame Elektrode COM mit einer Referenzspannung versorgt wird, die einen konstanten Wert hat, wird die Pixel-Elektrode PXL mit einer Daten-Spannung versorgt, die zeitlich gemäß den Videodaten variiert. Daher kann zwischen der Daten-Leitung DL und der Pixel-Elektrode PXL eine parasitäre Kapazität gebildet sein. Aufgrund der parasitären Kapazität kann eine Videoqualität von dem Display herabgesetzt sein. Daher wird zuerst die gemeinsame Elektrode COM gebildet und dann wird die Pixel-Elektrode PXL auf der obersten Schicht gebildet.
  • Mit anderen Worten wird auf der ersten Passivierungsschicht PA1, welche die Daten-Leitung DL und den Dünnschichttransistor T bedeckt, eine Planarisierungsschicht PAC gebildet mittels Deponierens eines dicken organischen Materials aufweisend eine geringe Permittivität. Dann wird die gemeinsame Elektrode COM gebildet. Und dann, nach dem Deponieren (anders ausgedrückt, Abscheiden) der zweiten Passivierungsschicht PA2 zum Abdecken der gemeinsamen Elektrode COM, wird die Pixel-Elektrode PXL, welche die gemeinsame Elektrode überlappt, auf der zweiten Passivierungsschicht PA2 gebildet. In dieser Struktur ist die Pixel-Elektrode PXL von der Daten-Leitung DL beabstandet mittels der ersten Passivierungsschicht PA1, der Planarisierungsschicht PAC und der zweiten Passivierungsschicht PA2, so dass die parasitäre Kapazität zwischen der Daten-Leitung DL und der Pixel-Elektrode PXL reduziert sein kann.
  • Die gemeinsame Elektrode COM ist in einer rechteckigen Form gebildet entsprechend dem Pixelbereich. Die Pixel-Elektrode PXL ist als seine Mehrzahl von Segmenten gebildet. Vorzugsweise überlappt die Pixel-Elektrode PXL die gemeinsame Elektrode COM vertikal mit der zweiten Passivierungsschicht PA2 dazwischen. Zwischen der Pixel-Elektrode PXL und der gemeinsamen Elektrode COM wird das elektrische Streufeld gebildet. Durch dieses elektrische Streufeld können die Flüssigkristallmoleküle, die zwischen dem Dünnschichttransistorsubstrat und dem Farbfiltersubstrat in in-plane Richtung geordnet sind, gemäß der dielektrischen Anisotropie der Flüssigkristallmoleküle rotiert werden. Gemäß dem Rotationsgrad der Flüssigkristallmoleküle kann das Licht-Transmissionsverhältnis des Pixelbereichs geändert werden, um eine gewünschte Grauskala darzustellen.
  • Die Pads GP und DP sind freigelegt mittels Strukturierens (auch als Patterning bezeichnet) isolierender Schichten, welche diese bedecken. Die freigelegten Pads GP und DP sind mittels der Pad-Terminals GPT und DPT bedeckt, die von dem transparenten leitfähigen Material gebildet sind, dass für die Pixel-Elektrode PXL verwendet wird. Ferner ist das Pad für die gemeinsame Elektrode COM auch freigelegt mittels Strukturierens der zweiten Passivierungsschicht PA2.
  • An dem Pad-Bereich (engl.: Pad area) sind die isolierenden Schichten zum Freilegen der Pads strukturiert zum Empfangen von Signalen von dem externen Kontroller (mit anderen Worten beispielsweise von einer externen Steuerung). Wie vorangehend beschrieben ist, sind allerdings die Anzahl und Arten der isolierenden Schichten, die das Pad bedecken, unterschiedlich. Demzufolge können die freigelegten Pads Schäden haben. Nachfolgend werden die Schäden, die an den Pads auftreten, mit Bezug auf die 3 und 4 erläutert, wie folgt. 3 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Prozess zum Bilden eines Kontaktlochs, das Pads einer Flüssigkristallanzeige des Streufeld-Schaltungs-Typs freilegt, veranschaulicht, gemäß der verwandten Technik. 4 ist eine Querschnittsansicht, die Schäden veranschaulicht, die an den Pads nach einem Ätzen der isolierenden Schichten aufgetreten sind, unter Verwendung des in 3 dargestellten Verfahrens.
  • Wie in 3 dargestellt, sind an dem Pad-Bereich der Flüssigkristallanzeige des Streufeld-Schaltungs-Typs ein Gate-Pad GP, ein Daten-Pad DP und gemeinsames Pad CP angeordnet. Das Gate-Pad GP ist ein Endbereich der Gate-Leitung GL. Das Daten-Pad DP ist ein Endbereich der Daten-Leitung DL. Das gemeinsame Pad CP ist ein Ende oder ein Endbereich der gemeinsamen Leitung CL.
  • Auf dem Gate-Pad GP sind eine Gate-Isolier-Schicht GI, eine erste Passivierungsschicht PA1 und eine zweite Passivierungsschicht PA2 sequentiell (z.B. nacheinander) gebildet. Auf dem Daten-Pad DP sind die erste Passivierungsschicht PA1 und die zweite Passivierungsschicht PA2 gestapelt (z.B. übereinander angeordnet). Im Gegensatz dazu ist auf dem gemeinsamen Pad CP nur die zweite Passivierungsschicht PA2 angeordnet. Um Bereiche des Gate-Pads GP, des Daten-Pads DP und des gemeinsamen Pads CP gleichzeitig unter Verwendung (z.B. nur) eines Maskierungsprozesses freizulegen, müssen die Gate-Isolier-Schicht GI, die erste Passivierungsschicht PA1 und die zweite Passivierungsschicht PA2 in (z.B. nur) einem Ätzschritt strukturiert werden.
  • An dem Gate-Pad GP müssen drei isolierende Schichten mit der Sequenz ① → ② → ③ zum Bilden eines Gate-Pad-Kontaktlochs GPH geätzt werden. Folglich müssen an dem Daten-Pad DP zwei isolierende Schichten mit der Sequenz ① → ② zum Bilden eines Daten-Pad-Kontaktlochs DPH geätzt werden. Gleichzeitig muss an dem gemeinsamen Pad CP eine isolierende Schicht ① zum Bilden eines Gemeinsames-Pad-Kontaktlochs CPH geätzt werden.
  • Wenn Bereiche des Gate-Pads GP, des gemeinsamen Pads CP und des Daten-Pads DP geätzt werden, sind diese Pads dem Ätzmittel andauernd ausgesetzt. Da das Daten-Pad DP ein Metallmaterial, wie beispielsweise Kupfer, aufweist, kann dieses vom dem Ätzmittel zum Strukturieren der isolierenden Schichten nicht beschädigt werden, obwohl es von dem Ätzmittel beeinflusst wird, während das Gate-Pad GP freigelegt wird. Andererseits ist das gemeinsame Pad CP aus einem transparenten leitfähigen Material, wie beispielsweise Indium-Zinn-Oxid und/oder Indium-Zink-Oxid, gebildet. Daher können diese transparenten leitfähigen Materialien leicht von dem Ätzmittel beschädigt werden, wenn das Gate-Pad GP freigelegt wird.
  • Dadurch, dass das transparente leitfähige Material einem Ätzmittel ausgesetzt wird, kann dieses teilweise kristallisieren (z.B. rekristallisieren), so dass Körner gebildet werden können. Indem Korngrenzen der Körner leicht von dem Ätzmittel, das in dem Trocken-Ätzprozess zum Strukturieren der isolierenden Schichten verwendet wird, beschädigt werden, kann die zweite Passivierungsschicht PA2, die unter dem beschädigten transparenten leitfähigen Material angeordnet ist, weggeätzt werden. Beispielsweise können Muster in Grabenform an der zweiten Passivierungsschicht PA2 gebildet werden, wie in 4 dargestellt ist. Solche Muster können die leitfähige Schicht darunter nicht ausreichend schützen. Wenn elektrische Signale durch derartig defekte Muster eingespeist werden, kann eine elektrische Isolation an diesen Mustern nicht gewährleistet werden, so dass die Signale nicht ordnungsgemäß an die Pixel-Elektrode angelegt werden können. Somit können Videobilder der LCD-Anzeige defekt (z.B. gestört) werden.
  • Die US 2012 / 0 280 237 A1 offenbart ein Dünnschichttransistorsubstrat, das eine Gateleitung, eine Datenleitung, die die Gateleitung kreuzt, einen Dünnschichttransistor, der eine Gate-Elektrode, die mit den Gate-Leitungen verbunden ist, eine Source-Elektrode, die mit den Datenleitungen verbunden ist, eine Drain-Elektrode, die so ausgebildet ist, dass sie der Source-Elektrode zugewandt ist, und ein Halbleitermuster, das so ausgebildet ist, dass es mit der Gate-Elektrode überlappt, aufweist, wobei der Gate-Isolierfilm dazwischen angeordnet ist, erste und zweite Schutzfilme, die den Dünnfilmtransistor bedecken, wobei jeder der Schutzfilme Pixelkontaktlöcher aufweist, die die Drainelektrode des Dünnfilmtransistors freilegen, eine Pixelelektrode auf dem zweiten Schutzfilm, die mit der Drainelektrode verbunden ist, und eine gemeinsame Elektrode aufweist, die ein Randfeld mit der Pixelelektrode bildet, wobei die gemeinsame Elektrode von der Pixelelektrode durch einen Raum beabstandet ist, der durch eine Hinterschneidung in Bezug auf den zweiten Schutzfilm bereitgestellt wird.
  • Die US 2014/ 0 299 881 A1 offenbart ein TFT-Array-Substrat, welches einen organischen Isolierfilm aufweist, der aus einem lichtempfindlichen organischen Harzmaterial gebildet ist, eine gemeinsame Elektrode und eine herausgeführte Verdrahtung, die auf dem organischen Isolierfilm gebildet sind, und eine Pixelelektrode, die über der gemeinsamen Elektrode gebildet ist, wobei ein Zwischenschicht-Isolierfilm dazwischen vorgesehen ist. Die Pixelelektrode ist mit der herausgeführten Verdrahtung durch ein Kontaktloch verbunden, das in dem Zwischenschicht-Isolierfilm ausgebildet ist. Die herausgeführte Verdrahtung und die gemeinsame Elektrode sind mit einer Drain-Elektrode bzw. einer gemeinsamen Verdrahtung durch in dem organischen Isolierfilm ausgebildete Kontaktlöcher verbunden. In den Kontaktlöchern, die in dem organischen Isolierfilm ausgebildet sind, ist jeweils ein Metallkappenfilm auf der herausgeführten Verdrahtung und der gemeinsamen Elektrode vorgesehen.
  • ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
  • Flüssigkristallanzeigen gemäß den Ansprüchen 1 und 10 werden bereitgestellt. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung auf eine Flüssigkristallanzeige des Streufeld-Schaltungs-Typs gerichtet, die im Wesentlichen ein oder mehrere Probleme aufgrund von Beschränkungen und Nachteilen der verwandten Technik vermeidet.
  • Um die oben erwähnten Nachteile zu überwinden, ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Flüssigkristallanzeige bereitzustellen, welche eine Struktur zum Schützen der Pads, die von den Ätzmitteln während eines Trockenätzprozesses zum Strukturieren der isolierenden Schichten freigelegt werden, aufweist. Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine Flüssigkristallanzeige bereitzustellen, die eine Struktur zum Erhalten der Interface-Eigenschaften zwischen den Pad-Terminals (aufweisend ein transparentes leitfähiges Material) und der Schutz-Metallschicht (aufweisend ein Niedrig-Widerstand-Metallmaterial, d.h. ein Metallmaterial mit einem niedrigen elektrischen Widerstand, wie beispielsweise Kupfer) in bestem Zustand aufweist.
  • Um den obigen Zweck zu erreichen, stellt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Flüssigkristallanzeige bereit, z.B. eine Flüssigkristallanzeige des Streufeld-Schaltungs-Typs, aufweisend: ein Substrat; ein Gate-Pad angeordnet auf dem Substrat; eine Gate-Isolier-Schicht bedeckend das Gate-Pad; ein Daten-Pad angeordnet auf der Gate-Isolier-Schicht; eine erste Passivierungsschicht bedeckend das Daten-Pad; ein gemeinsames Pad angeordnet auf der ersten Passivierungsschicht; eine Schutz-Metallschicht angeordnet auf dem gemeinsamen Pad; eine zweite Passivierungsschicht auf (z.B. bedeckend) dem gemeinsamen Pad; ein Gate-Pad-Kontaktloch freilegend das Gate-Pad; ein Daten-Pad-Kontaktloch freilegend das Daten-Pad; und ein Gemeinsames-Pad-Kontaktloch freilegend die Schutz-Metallschicht. Die Schutz-Metallschicht kann das gemeinsame Pad vor einem Ätzmittel schützen.
  • Erfindungsgemäß weist die Schutz-Metallschicht eine Mehrzahl von Einheit-Schutz-Metallschichten (engl.: unit protective metal layers) auf, welche auf dem gemeinsamen Pad in einem Abstand voneinander (z.B. in einer Matrix-Form) angeordnet sind, und das Gemeinsames-Pad-Kontaktloch weist eine Mehrzahl von Einheit-Gemeinsames-Pad-Kontaktlöchern (engl.: unit common pad contact holes) auf, welche jede der Einheit-Schutz-Metallschichten freilegen. Anschaulich werden mehrere Einheiten gebildet mit je einem Bereich der Schutz-Metallschicht und einem zugeordneten Gemeinsames-Pad-Kontaktloch.
  • In einer oder mehreren Ausführungsformen hat jede Einheit-Schutz-Metallschicht eine größere Fläche als das zugehörige Einheit-Gemeinsames-Pad-Kontaktloch.
  • In einer oder mehreren Ausführungsformen hat jede Einheit-Schutz-Metallschicht eine Abmessung (angegeben in der Einheit MikrometerxMikrometer) von (a+10)µm(b+10)µm, wobei jedes Einheit-Gemeinsames-Pad-Kontaktloch eine Abmessung (angegeben in der Einheit MikrometerxMikrometer) von aµm×bµm hat, und a und b jeweils irgendeine Zahl größer als 0 ist.
  • In einer oder mehreren Ausführungsformen ist das Gate-Pad an einem Ende von einer Gate-Leitung angeordnet, ist das Daten-Pad an einem Ende von einer Daten-Leitung angeordnet, und ist das gemeinsame Pad an einem Ende von einer gemeinsamen Leitung angeordnet.
  • In einer oder mehreren Ausführungsformen weist das gemeinsame Pad ein transparentes leitfähiges Material auf oder ist daraus gebildet. In anderen Ausführungsformen weist das transparente leitfähige Material mindestens eines von Indium-Zinn-Oxid und Indium-Zink-Oxid auf oder ist mindestens eines von Indium-Zinn-Oxid und Indium-Zink-Oxid. Mit anderen Worten kann das transparente leitfähige Material Indium-Zinn-Oxid und/oder Indium-Zink-Oxid aufweisen oder daraus bestehen. In anderen Ausführungsformen weist die Schutz-Metallschicht ein leitfähiges Material auf, welches einen geringeren (elektrischen) Widerstand als das transparente leitfähige Material hat. In einer oder mehreren Ausführungsformen weist das leitfähige Material eines von Kupfer, Titan, Nickel, Molybdän und irgendwelchen Verbindungen (z.B. Legierungen, etc.) von diesen auf.
  • In einer oder mehreren Ausführungsformen weist die Schutz-Metallschicht mindestens eines von Kupfer und einer Kupferverbindung (z.B. eine Kupferlegierung, etc.) auf. Mit anderen Worten weist die Schutz-Metallschicht Kupfer und/oder eine Kupferverbindung (z.B. eine Kupferlegierung, etc.) auf.
  • In einer oder mehreren Ausführungsformen weist die Flüssigkristallanzeige ferner auf: ein Gate-Pad-Terminal, welches das Gate-Pad durch das Gate-Pad-Kontaktloch hindurch kontaktiert; ein Daten-Pad-Terminal, welches das Daten-Pad durch das Daten-Pad-Kontaktloch hindurch kontaktiert; und ein Gemeinsames-Pad-Terminal, welches das gemeinsame Pad durch das Gemeinsames-Pad-Kontaktloch hindurch kontaktiert.
  • In einer oder mehreren Ausführungsformen, weist die Flüssigkristallanzeige ferner auf: eine gemeinsame Elektrode, welche mit dem gemeinsamen Pad verbunden ist, auf der ersten Passivierungsschicht; und eine Pixel-Elektrode (z.B. aufweisend eine Mehrzahl von Segmenten), welche die gemeinsame Elektrode überlappt, auf der zweiten Passivierungsschicht.
  • Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Flüssigkristallanzeige bereit, z.B. eine Flüssigkristallanzeige des Streufeld-Schaltungs-Typs, aufweisend: ein Substrat; eine Planarisierungsschicht über dem Substrat; ein gemeinsames Pad auf der Planarisierungsschicht; eine Schutz-Metallschicht schützend das gemeinsame Pad vor einem Ätzmittel und angeordnet auf dem gemeinsamen Pad; und ein Gemeinsames-Pad-Terminal kontaktierend das gemeinsame Pad durch ein Gemeinsames-Pad-Kontaktloch, wobei die Schutz-Metallschicht eine größere Fläche hat als das Gemeinsames-Pad-Kontaktloch. In einer oder mehreren Ausführungsformen hat die Schutz-Metallschicht eine Abmessung von (a+10)µm×(b+10)µm, und das Gemeinsames-Pad-Kontaktloch hat eine Abmessung von aµm×bµm, wobei a und b jeweils irgendeine Zahl größer als 0 ist. In einer oder mehreren Ausführungsformen ist das gemeinsame Pad an einem Ende einer gemeinsamen Leitung angeordnet. In einer oder mehreren Ausführungsformen ist das gemeinsame Pad aus dem gleichen Material wie die gemeinsame Leitung gebildet. In einer oder mehreren Ausführungsformen ist das gemeinsame Pad aus einem transparenten leitfähigen Material gebildet. In einer oder mehreren Ausführungsformen ist die Schutz-Metallschicht aus einem leitfähigen Material gebildet, welches einen geringeren (elektrischen) Widerstand als der des transparenten leitfähigen Materials aufweist. In einer oder mehreren Ausführungsformen, weist das leitfähige Material eines von Kupfer, Titan, Nickel, Molybdän und irgendwelchen Verbindungen (z.B. Legierungen) von diesen auf. In einer oder mehreren Ausführungsformen weist das transparente leitfähige Material Indium-Zinn-Oxid und/oder Indium-Zink-Oxid auf. In einer oder mehreren Ausführungsformen weist die Flüssigkristallanzeige ferner eine gemeinsame Elektrode auf, welche zu dem gemeinsamen Pad auf der Planarisierungsschicht verbunden ist. In einer oder mehreren Ausführungsformen weist die Schutz-Metallschicht eine Mehrzahl von Einheit-Schutz-Metallschichten auf, welche auf dem gemeinsamen Pad in einer Matrix-Form angeordnet sind, und das Gemeinsames-Pad-Kontaktloch (CPH) weist eine Mehrzahl von Einheit-Gemeinsames-Pad-Kontaktlöchern auf, welche jede der Einheit-Schutz-Metallschichten freilegen.
  • In der vorliegenden Erfindung weist die Flüssigkristallanzeige des Streufeld-Schaltungs-Typs eine Schutz-Metallschicht auf, welche auf dem Pad gestapelt bzw. angeordnet ist, wobei das Pad ein transparentes leitfähiges Material aufweist. Mittels der Schutz-Metallschicht kann das Pad vor den Ätzmitteln geschützt sein oder werden, welche in dem Strukturier-Prozess zum Freilegen des Pads mittels Ätzens der isolierenden Schichten verwendet werden. Ferner weist die Schutz-Metallschicht eine Mehrzahl von Einheit-Schutz-Metallschichten auf, wobei die Mehrzahl von Einheit-Schutz-Metallschichten eine Abmessung entsprechend der Abmessung des Kontaktlochs haben. Das Kontaktloch hat die Mindest-Öffnungsabmessung, welche die Bedingung, den Kontaktwiderstand nicht zu erhöhen, erfüllt. Demzufolge können die besten Interface-Eigenschaften (auch als Grenzflächen-Eigenschaften bezeichnet) zwischen der Schutz-Metallschicht, welche das Niedrig-Widerstand-Metall (d.h. ein Metall mit geringem elektrischen Widerstand) aufweist, wie beispielsweise Kupfer, und dem Pad, welches das transparente leitfähige Material aufweist, sichergestellt sein oder werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Problem verhindert werden, dass die Interface-Eigenschaften vermindert werden, weil die Kontaktfläche vergrößert wird, wenn zwei verschiedene leitfähige Materialien gestapelt werden.
  • Es versteht sich, dass sowohl die vorangehende allgemeine Beschreibung als auch die nachfolgende detaillierte Beschreibung beispielhaft und erklärend sind und der weiteren Erläuterung der beanspruchten Erfindung dienen.
  • Figurenliste
  • Die beigefügten Zeichnungen, welche enthalten sind, um ein weitergehendes Verständnis der Erfindung zu liefern und enthalten sind in und einen Teil bilden dieser Anmeldung, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, das Prinzip der Erfindung zu erläutern.
  • In den Zeichnungen gilt:
    • 1 ist eine Draufsicht, die ein Dünnschichttransistorsubstrat enthalten in einer Flüssigkristallanzeige des Streufeld-Schaltungs-Typs darstellt, gemäß der verwandten Technik;
    • 2 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur des Dünnschichttransistorsubstrats der 1 entlang der Linie I-I' darstellt, gemäß der verwandten Technik;
    • 3 ist eine Querschnittsansicht, die einen Prozess zum Bilden eines Kontaktlochs, welches Pads der Flüssigkristallanzeige des Streufeld-Schaltungs-Typs freilegt, darstellt, gemäß der verwandten Technik;
    • 4 ist eine Querschnittsansicht, die Schäden an Pads, die nach dem Ätzen von isolierenden Schichten mittels des in 3 gezeigten Prozesses auftreten, darstellt;
    • 5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Prozess zum Bilden eines Kontaktlochs, welches einen Pad-Bereich in einer Flüssigkristallanzeige des Streufeld-Schaltungs-Typs freilegt, darstellt;
    • 6 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur des Pad-Bereichs, welche keine Schäden nach einem Strukturieren der isolierenden Schichten mittels des in 5 gezeigten Prozesses aufweist, darstellt;
    • 7 ist eine Querschnittsansicht, die einen Prozess zum Bilden eines Kontaktlochs, welches einen Pad-Bereich in einer Flüssigkristallanzeige des Streufeld-Schaltungs-Typs freilegt, darstellt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
    • 8 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur des Pad-Bereichs in der Flüssigkristallanzeige des Streufeld-Schaltungs-Typs darstellt, gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in der gesamten Beschreibung gleiche Elemente. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht durch diese Ausführungsformen beschränkt, sondern kann auf verschiedene Änderungen oder Modifikationen angewandt werden, ohne den technischen Grundgedanken zu verändern. In den folgenden Ausführungsformen werden die Namen der Elemente zur leichteren Erläuterung ausgewählt und können von den tatsächlichen Namen abweichen.
  • Im Folgenden werden Erklärungen zu dem Pad-Teil, den Hauptelementen der vorliegenden Erfindung vollständiger bereitgestellt. Jedoch können irgendwelche Erklärungen zur Anzeigefläche und Figuren der verwandten Technik gegeben werden, wann immer es notwendig ist.
  • 5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Prozess zum Bilden eines Kontaktlochs, welches einen Pad-Bereich in einer Flüssigkristallanzeige des Streufeld-Schaltungs-Typs freilegt, darstellt. 6 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur des Pad-Bereichs darstellt, welche keine Schäden nach einem Strukturieren der isolierenden Schichten mittels des in 5 gezeigten Prozesses aufweist.
  • Wie in 5 dargestellt, weist der Pad-Bereich bei der Flüssigkristallanzeige des Streufeld-Schaltungs-Typs ein Gate-Pad GP, ein Daten-Pad DP und ein gemeinsames Pad CP auf. Das Gate-Pad GP ist ein Endbereich einer Gate-Leitung GL. Das Gate-Pad GP kann aus dem gleichen Metallmaterial gebildet sein wie die Gate-Leitung GL. Das Daten-Pad DP ist ein Endbereich einer Daten-Leitung DL. Das Daten-Pad DP kann aus dem gleichen Metallmaterial gebildet sein wie die Daten-Leitung DL.
  • Das gemeinsame Pad CP ist ein Endbereich einer gemeinsamen Leitung CL. Das gemeinsame Pad CP kann aus dem gleichen Material gebildet sein wie die gemeinsame Leitung CL. Beispielsweise kann das gemeinsame Pad CP aus einem transparenten leitfähigen Material wie beispielsweise Indium-Zinn-Oxid (ITO) und/oder Indium-Zink-Oxid (IZO), gebildet sein oder werden. Auf der oberen Oberfläche des gemeinsamen Pads CP ist eine Schutz-Metallschicht M3 angeordnet. Die Schutz-Metallschicht M3 ist aus einem Metallmaterial gebildet zum Verhindern, dass das transparente leitfähige Material des gemeinsamen Pads CP von Trocken-Ätzmitteln beschädigt wird. Beispielsweise kann die Schutz-Metallschicht M3 aus einem von Kupfer (Cu), Titan (Ti), Nickel (Ni), Molybdän (Mo) und irgendwelchen Verbindungen von diesen gebildet sein.
  • Das gemeinsame Pad CP hat die gleiche Struktur wie die gemeinsame Elektrode COM und/oder die gemeinsame Leitung CL, die in dem Anzeigegebiet (engl.: Display area) angeordnet sind. Die gemeinsame Leitung CL hat eine Struktur, um mit allen Pixelbereichen über das gesamte Anzeige-Panel verbunden zu werden. Da die gemeinsame Leitung CL mit einer Masse-Level-Spannung (engl.: ground level voltage) beaufschlagt ist, ist diese aus einem Material gebildet, das einen geringeren elektrischen Widerstand hat als das transparente leitfähige Material, wie beispielsweise Indium-Zinn-Oxid (ITO) und/oder Indium-Zink-Oxid (IZO). Beispielsweise kann die gemeinsame Leitung CL eine Niedrig-Widerstand-Metall-Schicht aufweisen, wie beispielsweise Kupfer, gestapelt auf das transparente leitfähige Material. Daher kann die Schutz-Metallschicht M3 das gleiche Material sein (z.B. aufweisen oder daraus bestehen), wie das Niedrig-Widerstand-Metall-Material, welches auf die gemeinsame Leitung CL gestapelt ist.
  • Auf das Gate-Pad GP sind eine Gate-Isolier-Schicht GI, eine erste Passivierungsschicht PA1 und eine zweite Passivierungsschicht PA2 sequentiell gestapelt (mit anderen Worten beispielsweise übereinander angeordnet). Auf dem Daten-Pad DP sind die erste Passivierungsschicht PA1 und die zweite Passivierungsschicht PA2 sequentiell gestapelt. Ferner ist auf dem gemeinsamen Pad CP und der Schutz-Metallschicht M3 nur die zweite Passivierungsschicht PA2 darauf gestapelt. Um Bereiche des Gate-Pads GP, des Daten-Pads DP und des gemeinsamen Pads CP unter Verwendung des gleichen (nur einen) Maskierungsprozesses freizulegen, müssen die Gate-Isolier-Schicht GI, die erste Passivierungsschicht PA1 und die zweite Passivierungsschicht PA2 gleichzeitig strukturiert werden.
  • Mit dem gleichen (nur einen) Maskierungsprozesses wird ein Gate-Pad-Kontaktloch GPH gebildet mittels Ätzens der drei isolierenden Schichten auf dem Gate-Pad GP mit der Sequenz ① → ② → ③. Ein Daten-Pad-Kontaktloch DPH wird mittels Ätzens der zwei isolierenden Schichten auf dem Daten-Pad DP gebildet mit der Sequenz ① → ②. Ferner wird ein Gemeinsames-Pad-Kontaktloch CPH mittels Ätzens der einen isolierenden Schicht ① gebildet.
  • Da diese isolierenden Schichten mittels eines Trocken-Ätzprozesses strukturiert werden, sind das gemeinsame Pad CP und das Daten-Pad DP ebenfalls konstant dem Ätzmittel ausgesetzt, wenn das Gate-Pad GP freigelegt wird. Das Daten-Pad DP wird weniger von dem Ätzmittel beschädigt während das Gate-Pad GP freigelegt wird. Das ist so, weil das Daten-Pad DP aus einem Metallmaterial gebildet ist, wie beispielsweise Kupfer. Bei dem gemeinsamen Pad CP bedeckt Kupfer (Cu) das transparente leitfähige Material, wie beispielsweise Indium-Zinn-Oxid und/oder Indium-Zink-Oxid. Daher, obwohl es dem Ätzmittel ausgesetzt ist, wenn das Gate-Pad GP freigelegt wird, kann das gemeinsame Pad CP vor dem Ätzmittel geschützt werden mittels einer Schutz-Metallschicht M3, wie in 6 gezeigt ist.
  • Auf der zweiten Passivierungsschicht PA2, welche Kontaktlöcher hat, können Pad-Terminals gebildet werden mittels Deponierens und/oder Strukturierens eines transparenten leitfähigen Materials, z.B. das gleiche wie die Pixel-Elektrode PXL. Beispielsweise kontaktiert ein Gate-Pad-Terminal GPT das Gate-Pad GP durch das Gate-Pad-Kontaktloch GPH. Ein Daten-Pad-Terminal DPT kontaktiert das Daten-Pad DP durch das Daten-Pad-Kontaktloch DPH. Ferner kontaktiert ein Gemeinsames-Pad-Terminal CPT das gemeinsame Pad CP durch das Gemeinsames-Pad-Kontaktloch CPH. Ferner kontaktiert das Gemeinsames-Pad-Terminal CPT die Schutz-Metallschicht M3, welche mittels des Gemeinsames-Pad-Kontaktlochs CPH freigelegt ist, wie in 6 gezeigt ist.
  • Wie vorangehend zum Zweck der Einfachheit beschrieben ist, werden Erläuterungen zum Pad-Bereich vollständiger bereitgestellt. Jedoch kann die gleiche Struktur wie der Pad-Bereich auch für andere Bereiche in dem Nicht-Anzeige-Gebiet (engl.: non-display area) angewendet werden. Beispielsweise können Signal-Verbindungs-Leitungen und/oder Elektroden unter Verwendung des gleichen Materials wie die Daten-Leitung und die gemeinsame Leitung gebildet werden. Diese Leitungen und/oder Elektroden können mit der Pixel-Elektrode verbunden werden unter Verwendung des gleichen Materials, nachdem Bereiche der Leitungen und/oder Elektroden freigelegt wurden.
  • Beim Verwenden der Schutz-Metallschicht M3 an diesen freigelegten Bereichen, kann das transparente leitfähige Material davor geschützt werden, dem Trocken-Ätzmittel ausgesetzt zu werden. Diese Elektroden und/oder Leitungen, welche in dem Nicht-Anzeige-Gebiet angeordnet sind, können eine relativ große Fläche aufweisen. Wenn eine relativ große Fläche freigelegt ist, kann auch die Schutz-Metallschicht M3 auf dem transparenten leitfähigen Material eine relativ große Fläche haben.
  • Die Schutz-Metallschicht M3 kann aus einem Niedrig-Widerstand-Metallmaterial gebildet sein, wie beispielsweise Kupfer (Cu) und/oder Aluminium (AI). Im Fall von Kupfer kann das Interface (z.B. Grenzfläche) zwischen Kupfer und dem transparenten leitfähigen Material Kontaktdefekte aufweisen. Dies kann von einem Unterschied in Oberflächenspannungen der Kupferschicht und der transparenten leitfähigen Schicht verursacht werden. Besonders die Interface-Kontaktdefekte werden schlimmer, wenn die Kontaktoberflächen größer werden. Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Struktur bereit zum Eleminieren und/oder Reduzieren des Interface-Spannungs-Unterschieds zwischen der Schutz-Metallschicht M3 aufweisend Kupfer und dem transparenten leitfähigen Material, wenn die Schutzschicht M3 auf das transparente leitfähige Material gestapelt ist.
  • 7 ist eine Querschnittsansicht, die einen Prozess zum Bilden eines Kontaktlochs, welches einen Pad-Bereich in einer Flüssigkristallanzeige des Streufeld-Schaltungs-Typs freilegt, darstellt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 8 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur des Pad-Bereichs in der Flüssigkristallanzeige des Streufeld-Schaltungs-Typs darstellt, gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Mit Bezug auf 7 weist der Pad-Bereich bei der Flüssigkristallanzeige des Streufeld-Schaltungs-Typs ein Gate-Pad GP, ein Daten-Pad DP und ein gemeinsames Pad CP auf. Das Gate-Pad GP ist ein Endbereich einer Gate-Leitung GL. Das Gate-Pad GP kann aus dem gleichen Metallmaterial gebildet sein wie die Gate-Leitung GL. Das Daten-Pad DP ist ein Endbereich einer Daten-Leitung DL. Das Daten-Pad DP kann aus dem gleichen Metallmaterial gebildet sein wie die Daten-Leitung DL.
  • Das gemeinsame Pad CP ist ein Endbereich einer gemeinsamen Leitung CL. Das gemeinsame Pad CP kann aus dem gleichen Material gebildet sein wie die gemeinsame Leitung CL. Beispielsweise kann das Gemeinsame Pad CP aus einem transparenten leitfähigen Material wie beispielsweise Indium-Zinn-Oxid (ITO) und/oder Indium-Zink-Oxid (IZO), gebildet sein oder werden. Auf der oberen Oberfläche des gemeinsamen Pads CP kann eine Schutz-Metallschicht M3 gestapelt sein oder werden. Die Schutz-Metallschicht M3 kann aus einem Metallmaterial gebildet sein zum Verhindern, dass das transparente leitfähige Material des gemeinsamen Pads CP von Trocken-Ätzmitteln beschädigt wird. Beispielsweise kann die Schutz-Metallschicht M3 aus einem von Kupfer (Cu), Titan (Ti), Nickel (Ni), Molybdän (Mo) und irgendwelchen Verbindungen von diesen gebildet sein.
  • Das gemeinsame Pad CP hat die gleiche Struktur wie die gemeinsame Elektrode COM und/oder die gemeinsame Leitung CL, die in dem Anzeigegebiet (engl.: Display area) angeordnet sind. Die gemeinsame Leitung CL hat eine ausgedehnte Struktur, um mit allen Pixelbereichen über das gesamte Anzeige-Panel verbunden zu werden. Da die gemeinsame Leitung CL mit einer Masse-Level-Spannung (engl.: ground level voltage) beaufschlagt ist, kann diese aus einem Material gebildet sein, das einen geringeren elektrischen Widerstand hat als das transparente leitfähige Material, wie beispielsweise Indium-Zinn-Oxid und/oder Indium-Zink-Oxid. Beispielsweise kann die gemeinsame Leitung CL von einer Niedrig-Widerstand-Metall-Schicht gebildet sein, wie beispielsweise Kupfer, gestapelt auf das transparente leitfähige Material. Daher kann die Schutz-Metallschicht M3 das gleiche Material sein (z.B. aufweisen oder daraus bestehen), wie das Niedrig-Widerstand-Metall-Material, welches auf die gemeinsame Leitung CL gestapelt ist.
  • Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es, eine Struktur bereitzustellen zum Verbessern der Interface-Eigenschaften zwischen dem gemeinsamen Pad CP und der Schutz-Metallschicht M3, die auf das gemeinsame Pad CP gestapelt ist. Beispielsweise kann mit der Schutz-Metallschicht M3, die eine Mindest-Oberflächenkontaktfläche (mit anderen Worten eine Mindest-Fläche des Oberflächenkontakts) aufweist, eine Mehrzahl von den Schutz-Metallschichten M3 auf dem gemeinsamen Pad CP angeordnet werden, z.B. in einer Matrix-Form (z.B. einem so genannten Array. Im Ergebnis kann eine Mindest-Kontaktfläche (zwischen der einzelnen Schutz-Metallschicht M3 und dem gemeinsamen Pad CP beibehalten werden, damit kann ein Aufquellen oder ein Abblättern der Schutz-Metallschicht M3 von dem gemeinsamen Pad CP verhindert werden.
  • Jedoch kann eine Mindest-Kontaktfläche zwischen der Schutz-Metallschicht M3 und dem gemeinsamen Pad CP nicht ohne Limitierungen beibehalten werden. Die Schutz-Metallschicht M3 ist ein Bereich (oder weist beispielsweise einen Bereich auf), der durch das Gemeinsames-Pad-Kontaktloch CPH freigelegt ist. Der durch das Gemeinsames-Pad-Kontaktloch CPH freigelegte Bereich der Schutz-Metallschicht M3 kann ein Bereich sein, der mit der Verbindungs-Metallschicht, die in einem späteren Prozess darauf deponiert (mit anderen Worten abgeschieden) wird, elektrisch kontaktiert wird. Daher braucht das Kontaktloch eine Mindestabmessung. Ferner erfüllt die Mindestfläche des Kontaktlochs die Bedingung, in welcher der Kontaktwiderstand zwischen zwei leitfähigen Schichten, die sich durch das Kontaktloch kontaktieren, nicht vergrößert wird. Eine einzelne Schutz-Metallschicht M3 hat eine Abmessung, welche mit der Mindestabmessung des Kontaktlochs korrespondiert.
  • Beispielsweise, wenn die Mindestabmessung des Gemeinsames-Pad-Kontaktlochs CPH aµm×bµm ist, kann die Abmessung der einzelnen Schutz-Metallschicht M3 5µm größer als die Mindestabmessung des Gemeinsames-Pad-Kontaktlochs CPH sein, an jeder Seite. Das heißt, die Abmessung einer einzelnen Schutz-Metallschicht M3 kann (a+10)µm×(b+10)µm sein, wobei a und b jeweils irgendeine Zahl größer als 0 sind. Hierbei bedeutet die Mindestabmessung des Gemeinsames-Pad-Kontaktlochs CPH die Mindestabmessung des Kontaktlochs, bei der der Kontaktwiderstand mit dem gemeinsamen Pad CP nicht vergrößert wird.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Mehrzahl der Schutz-Metallschichten M3 auf dem gemeinsamen Pad CP in einer Matrix-Form angeordnet. Die Abmessung einer einzelnen Schutz-Metallschicht M3 korrespondiert mit der Mindestabmessung des Kontaktlochs. Im Ergebnis können die Interface-Eigenschaften zwischen dem gemeinsamen Pad CP, welches das transparente leitfähige Material aufweist, und der Schutz-Metallschicht M3, welche das Kupfermaterial aufweist, stark beibehalten werden ohne irgendein Abblätter-Problem.
  • Auf das Gate-Pad GP sind eine Gate-Isolier-Schicht GI, eine erste Passivierungsschicht PA1 und eine zweite Passivierungsschicht PA2 sequentiell gestapelt (mit anderen Worten beispielsweise übereinander angeordnet). Auf dem Daten-Pad DP sind die erste Passivierungsschicht PA1 und die zweite Passivierungsschicht PA2 sequentiell gestapelt. Ferner ist auf das gemeinsame Pad CP und die Schutz-Metallschicht M3 nur die zweite Passivierungsschicht PA2 darauf gestapelt. Um Bereiche des Gate-Pads GP, des Daten-Pads DP und des gemeinsamen Pads CP unter Verwendung des gleichen (nur einen) Maskierungsprozesses freizulegen, müssen die Gate-Isolier-Schicht GI, die erste Passivierungsschicht PA1 und die zweite Passivierungsschicht PA2 gleichzeitig strukturiert werden.
  • Mit dem gleichen (nur einen) Maskierungsprozesses wird ein Gate-Pad-Kontaktloch GPH gebildet mittels Ätzens der drei isolierenden Schichten auf dem Gate-Pad GP mit der Sequenz ① → ② → ③. Ein Daten-Pad-Kontaktloch DPH wird mittels Ätzens der zwei isolierenden Schichten auf dem Daten-Pad DP gebildet mit der Sequenz ① → ②. Ferner wird ein Gemeinsames-Pad-Kontaktloch CPH mittels Ätzens der einen isolierenden Schicht ① gebildet.
  • Da diese isolierenden Schichten mittels eines Trocken-Ätzprozesses strukturiert werden, können das gemeinsame Pad CP und das Daten-Pad DP auch freigelegt sein, wenn das Gate-Pad GP einem Ätzmittel ausgesetzt ist oder wird. Das Daten-Pad DP wird nicht so sehr von dem Ätzmittel beschädigt, während das Gate-Pad GP freigelegt wird. Das ist so, weil das Daten-Pad DP aus einem Metallmaterial gebildet ist, wie beispielsweise Kupfer. Bei dem gemeinsamen Pad CP bedeckt Kupfer (Cu) das transparente leitfähige Material, wie beispielsweise Indium-Zinn-Oxid und/oder Indium-Zink-Oxid. Daher, obwohl es dem Ätzmittel ebenfalls ausgesetzt ist, wenn das Gate-Pad GP freigelegt wird, kann das gemeinsame Pad CP mittels der Schutz-Metallschicht M3 vor dem Ätzmittel geschützt werden.
  • Auf der zweiten Passivierungsschicht PA2, welche Kontaktlöcher aufweist, können Pad-Terminals gebildet werden mittels Deponierens und/oder Strukturierens eines transparenten leitfähigen Materials, z.B. das gleiche wie die Pixel-Elektrode PXL. Beispielsweise kontaktiert ein Gate-Pad-Terminal GPT das Gate-Pad GP durch das Gate-Pad-Kontaktloch GPH. Ein Daten-Pad-Terminal DPT kontaktiert das Daten-Pad DP durch das Daten-Pad-Kontaktloch DPH. Ferner kontaktiert ein Gemeinsames-Pad-Terminal CPT das gemeinsame Pad CP durch das gemeinsames-Pad-Kontaktloch CPH. Vorzugsweise kontaktiert das Gemeinsames-Pad-Terminal CPT eine Mehrzahl von den Schutz-Metallschichten M3, welche mittels einer Mehrzahl von Gemeinsames-Pad-Kontaktlöchern CPH freigelegt ist.
  • Für die Flüssigkristallanzeige des Streufeld-Schaltungs-Typs gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die obere Oberfläche des gemeinsamen Pads CP vor jedem Einfluss geschützt mittels der Schutz-Metallschicht M3, die auf das gemeinsame Pad CP gestapelt ist (z.B. die auf dem gemeinsamen Pad CP angeordnet ist). Ferner ist eine Mehrzahl von Schutz-Metallschichten M3, die eine Mindest-Kontaktfläche haben, auf dem gemeinsamen Pad CP angeordnet, so dass diese nicht leicht abblättern oder dass diese keine Kontaktdefekte haben.
  • Während die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben worden sind, versteht es sich für den Fachmann, dass die Ausführungsform in anderen spezifischen Formen implementiert werden kann, ohne den technischen Grundgedanken oder wesentliche Merkmale der Erfindung zu ändern. Daher ist anzumerken, dass die vorstehenden Ausführungsformen lediglich veranschaulichend in allen Aspekten sind und nicht als Beschränkung der Erfindung ausgelegt werden sollen. Der Umfang der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche und nicht durch die detaillierte Beschreibung der Erfindung definiert. Alle Änderungen oder Modifikationen oder deren Äquivalente, die innerhalb der Bedeutungen und des Umfangs der Ansprüche vorgenommen werden, sollten als in den Geltungsbereich der Erfindung fallend angesehen werden.

Claims (18)

  1. Eine Flüssigkristallanzeige, aufweisend: ein Substrat (SUB); ein Gate-Pad (GP), welches auf dem Substrat (SUB) angeordnet ist; eine Gate-Isolier-Schicht (GI), welche das Gate-Pad (GP) einschließlich des Substrats (SUB) bedeckt; ein Daten-Pad (DP), welches auf der Gate-Isolier-Schicht (GI) angeordnet ist; eine erste Passivierungsschicht (PA1), welche das Daten-Pad (DP) bedeckt; ein gemeinsames Pad (CP), welches auf der ersten Passivierungsschicht (PA1) angeordnet ist; eine Schutz-Metallschicht (M3), welche das gemeinsame Pad (CP) vor einem Ätzmittel schützt und auf dem gemeinsamen Pad (CP) angeordnet ist; eine zweite Passivierungsschicht (PA2) auf dem gemeinsamen Pad (CP); ein Gate-Pad-Kontaktloch (GPH), welches das Gate-Pad (GP) freilegt; ein Daten-Pad-Kontaktloch (DPH), welches das Daten-Pad (DP) freilegt; und ein Gemeinsames-Pad-Kontaktloch (CPH), welches die Schutz-Metallschicht (M3) freilegt, wobei die Schutz-Metallschicht (M3) eine Mehrzahl von Einheit-Schutz-Metallschichten aufweist, welche auf dem gemeinsamen Pad (CP) in einer Matrix-Form angeordnet sind, und wobei das Gemeinsames-Pad-Kontaktloch (CPH) eine Mehrzahl von Einheit-Gemeinsames-Pad-Kontaktlöchern aufweist, die jede der Einheit-Schutz-Metallschichten freilegen.
  2. Die Flüssigkristallanzeige gemäß Anspruch 1, wobei jede Einheit-Schutz-Metallschicht eine größere Fläche aufweist als das zugehörige Einheit-Gemeinsames-Pad-Kontaktloch.
  3. Die Flüssigkristallanzeige gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei jede Einheit-Schutz-Metallschicht eine Abmessung von (a+10)µm×(b+10)µm aufweist, wobei jedes Einheit-Gemeinsames-Pad-Kontaktloch eine Abmessung von aµm×bµm aufweist und a und b jeweils irgendeine Zahl größer als 0 ist.
  4. Die Flüssigkristallanzeige gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Gate-Pad (GP) an einem Ende einer Gate-Leitung (GL) angeordnet ist, wobei das Daten-Pad (DP) an einem Ende einer Daten-Leitung (DL) angeordnet ist, und wobei das gemeinsame Pad (CP) an einem Ende einer gemeinsamen Leitung (CL) angeordnet ist.
  5. Die Flüssigkristallanzeige gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das gemeinsame Pad (CP) aus einem transparenten leitfähigen Material gebildet ist.
  6. Die Flüssigkristallanzeige gemäß Anspruch 5, wobei die Schutz-Metallschicht (M3) aus einem leitfähigen Material gebildet ist, welches einen geringeren Widerstand als der des transparenten leitfähigen Materials aufweist.
  7. Die Flüssigkristallanzeige gemäß Anspruch 6, wobei das leitfähige Material eines von Kupfer, Titan, Nickel, Molybdän und irgendwelchen Verbindungen von diesen aufweist.
  8. Die Flüssigkristallanzeige gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend: ein Gate-Pad-Terminal (GPT), welches das Gate-Pad (GP) durch das Gate-Pad-Kontaktloch (GPH) hindurch kontaktiert; ein Daten-Pad-Terminal (DPT), welches das Daten-Pad (DP) durch das Daten-Pad-Kontaktloch (DPH) hindurch kontaktiert; und ein Gemeinsames-Pad-Terminal (CPT), welches das gemeinsame Pad (CP) durch das Gemeinsames-Pad-Kontaktloch (CPH) hindurch kontaktiert.
  9. Die Flüssigkristallanzeige gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner aufweisend: eine gemeinsame Elektrode (COM), welche mit dem gemeinsamen Pad (CP) auf der ersten Passivierungsschicht (PA1) verbunden ist; und eine Pixel-Elektrode (PXL) auf der zweiten Passivierungsschicht (PA2), welche die gemeinsame Elektrode (COM) überlappt.
  10. Eine Flüssigkristallanzeige, aufweisend: ein Substrat (SUB); eine Planarisierungsschicht (PAC) über dem Substrat (SUB); ein gemeinsames Pad (CP) auf der Planarisierungsschicht (PAC); eine Schutz-Metallschicht (M3), welche das gemeinsame Pad (CP) vor einem Ätzmittel schützt und auf dem gemeinsamen Pad (CP) angeordnet ist; und ein Gemeinsames-Pad-Terminal (CPT), welches das gemeinsame Pad (CP) durch ein Gemeinsames-Pad-Kontaktloch (CPH) hindurch kontaktiert, wobei die Schutz-Metallschicht (M3) eine größere Fläche als das Gemeinsames-Pad-Kontaktloch (CPH) aufweist, wobei die Schutz-Metallschicht (M3) eine Mehrzahl von Einheit-Schutz-Metallschichten aufweist, welche auf dem gemeinsamen Pad (CP) in einer Matrix-Form angeordnet sind, und wobei das Gemeinsames-Pad-Kontaktloch (CPH) eine Mehrzahl von Einheit-Gemeinsames-Pad-Kontaktlöchern aufweist, welche jede der Einheit-Schutz-Metallschichten freilegen.
  11. Die Flüssigkristallanzeige gemäß Anspruch 10, wobei die Schutz-Metallschicht (M3) eine Abmessung von (a+10)µm×(b+10)µm aufweist, und wobei das Gemeinsames-Pad-Kontaktloch (CPH) eine Abmessung von aµm×bµm aufweist und a und b jeweils irgendeine Zahl größer als 0 ist.
  12. Die Flüssigkristallanzeige gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei das gemeinsame Pad (CP) an einem Ende einer gemeinsamen Leitung (CL) angeordnet ist.
  13. Die Flüssigkristallanzeige gemäß Anspruch 12, wobei das gemeinsame Pad (CP) aus dem gleichen Material wie die gemeinsame Leitung (CL) gebildet ist.
  14. Die Flüssigkristallanzeige gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das gemeinsame Pad (CP) aus einem transparenten leitfähigen Material gebildet ist.
  15. Die Flüssigkristallanzeige gemäß Anspruch 14, wobei die Schutz-Metallschicht (M3) aus einem leitfähigen Material gebildet ist, welches einen geringeren Widerstand als der des transparenten leitfähigen Materials aufweist.
  16. Die Flüssigkristallanzeige gemäß Anspruch 15, wobei das leitfähige Material eines von Kupfer, Titan, Nickel, Molybdän und irgendwelchen Verbindungen von diesen aufweist.
  17. Die Flüssigkristallanzeige gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei das transparente leitfähige Material mindestens eines von Indium-Zinn-Oxid und Indium-Zink-Oxid aufweist.
  18. Die Flüssigkristallanzeige gemäß einem der Ansprüche 10 bis 17, ferner aufweisend: eine gemeinsame Elektrode (COM) auf der Planarisierungsschicht (PAC), die mit dem gemeinsamen Pad (CP) verbunden ist.
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