DE10352404B4

DE10352404B4 - Matrixsubstrat für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE10352404B4
Application number: DE10352404A
Authority: DE
Inventors: Youn-Gyoung Uigwang Chang; Heung-Lyul Suwon Cho; Soon-Sung Gunpo Yoo
Original assignee: LG Philips LCD Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2002-11-11
Filing date: 2003-11-10
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2023-11-11
Also published as: TW200424611A; KR20040041491A; KR100971955B1; DE10352404A1; JP3967709B2; JP2004163933A; TWI293139B

Abstract

Matrixsubstrat für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, das aufweist:
eine Gateleitung (102) und einen Gateanschluss (106) auf einem transparenten isolierenden Substrat (100);
eine Datenleitung (132) und einen Datenanschluss (142) auf dem Substrat (100), das die Gateleitung (102) und den Gateanschluss (106) aufweist, wobei die Datenleitung (132) die Gateleitung (102) derart kreuzt, dass ein Pixelbereich (P) definiert wird;
einen Dünnschichttransistor (T) am Schnittpunkt der Gate- und Datenleitung, der eine Gateelektrode (104), eine aktive Schicht (126), eine Sourceelektrode (136) und eine Drainelektrode (138) aufweist;
eine Passivierungsschicht (160), die auf der gesamten Oberfläche des Substrats (100) bereitgestellt wird, das den Dünnschichttransistor (T) aufweist, wobei die Passivierungsschicht (160) geätzt ist, um das Substrat (100) im Pixelbereich (P), einen Teil der Drainelektrode (138), den Gateanschluss (106) und den Datenanschluss (142) zu exponieren; und
eine transparente leitfähige Struktur auf der gesamten Oberfläche des Substrat, woraus eine Pixelelektrode (162), eine Gateanschlussstelle (164) und eine Datenanschlussstelle...

Description

Diese Anmeldung beansprucht den Prioritätsvorteil der Koreanischen Patentanmeldungen 2002-069578, eingereicht am 11. November 2002, und 2003-065240, eingereicht am 19. September 2003.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeige(LCD, Liquid Crystal Display)-Vorrichtung, und insbesondere ein Matrixsubstrat (array substrate) für die Flüssigkristallanzeigevorrichtung und ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Im allgemeinen weist eine Flüssigkristallanzeige (LCD)-Vorrichtung zwei Substrate, die im Abstand voneinander und einander gegenüberliegend angeordnet sind, sowie eine Flüssigkristallschicht auf, die zwischen den beiden Substraten angeordnet ist. Jedes der Substrate weist eine Elektrode auf, und die Elektroden eines jeden Substrats sind ebenfalls einander gegenüberliegend angeordnet. An jede Elektrode wird eine Spannung angelegt, und somit zwischen den Elektroden ein elektrisches Feld induziert. Die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle wird geändert, indem die Intensität oder die Richtung des angelegten elektrischen Feldes variiert wird. Die LCD-Vorrichtung zeigt ein Bild an, indem die Lichtdurchlässigkeit gemäß der Anordnung der Flüssigkristallmoleküle variiert wird.

Eine Flüssigkristallanzeige (LCD)-Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik wird nachfolgend mit Bezug auf die Figuren detailliert beschrieben.

1 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht einer Flüssigkristallanzeige (LCD)-Vorrichtung 11 gemäß dem Stand der Technik. Diese weist ein oberes Substrat 5 und ein unteres Substrat 22 auf, die im Abstand voneinander und einander gegenüberliegend angeordnet sind, sowie eine Flüssigkristallschicht 15, die zwischen dem oberen Substrat 5 und dem unteren Substrat 22 angeordnet ist.

Das obere Substrat 5 weist auf der Innenseite (d.h. die dem unteren Substrat 22 gegenüberliegende Seite) nacheinander eine schwarze Matrix 6, eine Farbfilterschicht 7 und eine gemeinsame Elektrode 9 auf. Die schwarze Matrix 6 besitzt Öffnungen. Die Farbfilterschicht 7 entspricht den Öffnungen in der schwarzen Matrix 6 und weist drei Sub-Farbfilter roter (R), grüner (G) und blauer (B) Farbe auf. Die gemeinsame Elektrode 9 ist auf dem Farbfilter 7 ausgebildet und transparent.

Zumindest eine Gateleitung 12 und zumindest eine Datenleitung 34 sind auf der Innenseite (d.h. die dem oberen Substrat 5 gegenüberliegende Seite) des unteren Substrats 22 ausgebildet. Die Gateleitung 12 und die Datenleitung 34 kreuzen einander derart, dass sie einen Pixelbereich P definieren. Ein Dünnschichttransistor T ist als ein Schaltelement am Schnittpunkt der Gateleitung 12 und der Datenleitung 34 ausgebildet. Der Dünnschichttransistor T weist eine Gateelektrode, eine Sourceelektrode und eine Drainelektrode auf. Eine Vielzahl solcher Dünnschichttransistoren ist in Matrixform derart angeordnet, dass sie anderen Schnittpunkten von Gate- und Datenleitungen entsprechen, Eine Pixelelektrode 56, die an den Dünnschichttransistor T angeschlossen ist, ist innerhalb des Pixelbereichs P ausgebildet. Die Pixelelektrode 56 entspricht den Sub-Farbfiltern und ist aus einem transparenten leitfähigen Material wie beispielsweise Indium-Zinn-Oxid (ITO) hergestellt, das Licht relativ gut durchlässt. Das untere Substrat 22, das die Dünnschichttransistoren T und Pixelelektroden 56 in Matrixform angeordnet aufweist, wird im allgemeinen als Matrixsubstrat (array substrate) bezeichnet.

Bei Betrieb wird ein Abtastimpuls an die Gateelektrode des Dünnschichttransistors T durch die Gateleitung 12 angelegt, und ein Datensignal wird an die Sourceelektrode des Dünnschichttransistors T durch die Datenleitung 34 angelegt.

Die Flüssigkristallanzeige (LCD)-Vorrichtung 11 wird gemäß der elektrischen und optischen Eigenschaften des Flüssigkristalls 15 betrieben. Der Flüssigkristall 15 besteht aus dielektrischem anisotropen Material, das die Fähigkeit zu spontaner Polarisation aufweist. Wenn eine Spannung angelegt wird, bildet der Flüssigkristall 15 durch spontane Polarisation einen Dipol aus, und damit werden die Flüssigkristallmoleküle durch ein elektrisches Feld angeordnet. Zusätzlich erfolgt die optische Modulation ausgehend von den optischen Eigenschaften des Flüssigkristalls, welche entsprechend der Anordnung des Flüssigkristalls variieren. Bilder der Flüssigkristallanzeige (LCD)-Vorrichtung werden erzeugt, indem die Lichtdurchlässigkeit gemäß der optischen Modulation gesteuert wird.

Da die Flüssigkristallanzeige (LCD)-Vorrichtung mit Hilfe eines komplizierten Verfahrens hergestellt wird, wurden Versuche unternommen, Herstellungszeit und Kosten durch Vereinfachung des Verfahrens zu reduzieren.

Dazu wurde in einem Verfahren das Matrixsubstrat für die Flüssigkristallanzeige (LCD)-Vorrichtung mit Hilfe eines Prozesses hergestellt, das vier Masken benützt, und das als Vier-Masken-Prozess bezeichnet wird, um es von Verfahren, die fünf bis sieben Masken verwenden, zu unterscheiden.

2 zeigt eine Aufsicht eines Matrixsubstrats für eine Flüssigkristallanzeige (LCD)-Vorrichtung, die mit Hilfe eines Vier-Masken-Prozesses gemäß dem Stand der Technik hergestellt wurde. Eine Gateleitung 12 und eine Datenleitung 34 kreuzen einander dabei derart, dass sie einen Pixelbereich P definieren. Ein Dünnschichttransistor T ist als ein Schaltelement am Schnittpunkt der Gateleitung 12 und der Datenleitung 34 ausgebildet. An einem Ende der Gateleitung 12 ist ein Gateanschluss 10 ausgebildet und an einem Ende der Datenleitung 34 ein Datenanschluss 36. Eine Gateanschlussstelle 58 und eine Datenanschlussstelle 60, die eine inselförmige Gestalt aufweisen und aus transparentem leitfähigen Material bestehen, überlappen den Gateanschluss 10 bzw. den Datenanschluss 36.

Der Dünnschichttransistor T weist eine Gateelektrode 14, die mit der Gateleitung 12 verbunden ist und Abtastsignale empfängt, eine Sourceelektrode 40, die mit der Datenleitung 34 verbunden ist und Datensignale empfängt, und eine Drainelektrode 42 auf, die im Abstand von der Sourceelektrode 40 angeordnet ist. Zusätzlich weist der Dünnschichttransistor T eine aktive Schicht 32 zwischen der Gateelektrode 14 und den Source- und Drainelektroden 40 bzw. 42 auf. Eine Metallstruktur 38 in Inselform überlappt die Gateleitung 12.

Eine Pixelelektrode 56 ist innerhalb des Pixelbereichs P ausgebildet und mit der Drainelektrode 42 verbunden. Die Pixelelektrode 56 erstreckt sich oberhalb der Gateleitung 12 und ist somit auch mit der Metallstruktur 38 verbunden. Die Gateleitung 12 und die Metallstruktur 38 fungieren als erste bzw. zweite Speicherkonsensatorelektrode und bilden einen Speicherkondensator Cst mit einer Gateisolationsschicht (nicht gezeigt) aus, die zwischen der Gateleitung 12 und der Metallstruktur 38 angeordnet ist.

Obwohl in der Figur nicht gezeigt, ist zwischen der aktiven Schicht 32 und den Source- und Drainelektroden 40 bzw. 42 eine ohmsche Kontaktschicht ausgebildet. Die aktive Schicht 32 besteht aus amorphem Silizium und die ohmsche Kontaktschicht aus dotiertem amorphen Silizium. Eine erste Struktur 35 und eine zweite Struktur 29, die das amorphe Silizium bzw. das dotierte amorphe Silizium aufweisen, sind unterhalb der Datenleitung 34 bzw. der Metallstruktur 38 ausgebildet.

Wie bereits erwähnt, wird das Matrixsubstrat nach 2 unter Verwendung von vier Masken hergestellt, und Herstellungsverfahren für ein Matrixsubstrats werden nachfolgend mit Bezug auf die Figuren beschrieben.

Die 3A–3G, 4A–4G und 5A–5G zeigen Querschnittsansichten entlang der Linien III-III', IV-IV' bzw. V-V' in 2, die ein Herstellungsverfahren für ein Matrixsubstrat gemäß dem Stand der Technik zeigen.

Wie in den 3A, 4A und 5A dargestellt, werden eine Gateleitung 12, eine Gateelektrode 14 und ein Gateanschluss 10 auf einem transparenten isolierenden Substrat 22 ausgebildet, indem eine erste metallische Schicht abgeschieden und mit Hilfe eines ersten Photolithographieprozesses unter Verwendung einer ersten Maske, i.e. einem ersten Maskierungsprozess, strukturiert wird. Die Gateleitung 12, die Gateelektrode 14 und der Gateanschluss 10 bestehen aus einem metallischem Material wie zum Beispiel Aluminium (Al), einer Aluminiumlegierung, Molybdän (Mo), Wolfram (W) und Chrom (Cr). Die Gateleitung 12, die Gateelektrode 14 und der Gateanschluss 10, die aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt werden, können aus einer Doppelschicht gebildet werden, die Molybdän oder Chrom aufweist.

Als nächstes werden eine Gateisolationsschicht 16, eine Schicht 18 aus amorphem Silizium, eine Schicht 20 aus dotiertem amorphen Silizium und eine zweite metallische Schicht 24 nacheinander auf dem Substrat 22 abgeschieden, das die Gateleitung 12, die Gateelektrode 14 und den Gateanschluss 10 aufweist. Die Gateisolationsschicht 16 fungiert als eine erste isolierende Schicht und besteht aus einem anorganischen Isolationsmaterial wie zum Beispiel Siliziumnitrid (SiNx) oder Siliziumdioxid (SiO₂). Die zweite metallische Schicht 24 wird aus Chrom, Molybdän, Wolfram oder Tantal (Ta) ausgebildet.

Wie in 3B, 4B und 5B dargestellt, wird eine Fotolackschicht 26 auf der zweiten metallischen Schicht 24 ausgebildet, indem ein Fotolack aufgebracht wird. Die Fotolackschicht 26 kann von positivem Typ sein, wobei ein belichteter Abschnitt entwickelt und entfernt wird.

Anschließend wird die Fotolackschicht 26 belichtet. Eine zweite Maske 70, die einen durchlässigen Abschnitt A, einen undurchlässigen Abschnitt B und einen halbdurchlässigen Abschnitt C (der als Schlitzabschnitt bezeichnet werden kann) besitzt, wird im Abstand oberhalb der Fotolackschicht 26 angeordnet. Der halbdurchlässige Abschnitt C entspricht der Gateelektrode 14. Der dem halbdurchlässigen Abschnitt C entsprechende Abschnitt der Fotolackschicht 26 ist weniger stark exponiert als der dem durchlässigen Abschnitt A entsprechende Abschnitt der Fotolackschicht 26.

Wie in 3C, 4C und 5C gezeigt, wird die exponierte Fotolackschicht 26 (in 3B, 4B und 5B) entwickelt, wobei eine Fotolackstruktur 26a ausgebildet wird. Aufgrund der unterschiedlichen Durchlässigkeitsgrade der Abschnitte der zweiten Maske 70 besitzt die Fotolackstruktur 26a unterschiedliche Dicken. Eine Fotolackstruktur 26a mit einer ersten Dicke entspricht dem undurchlässigen Abschnitt B in 3B, 4B und 5B, und eine Fotolackstruktur 26a mit einer zweiten Dicke, welche geringer als die erste Dicke ist, entspricht dem halbdurchlässigen Abschnitt C in 3B, 4B und 5B.

Wie in 3D, 4D und 5D gezeigt, werden die zweite metallische Schicht 24, die Schicht 20 aus dotiertem amorphen Silizium und die Schicht 18 aus amorphem Silizium aus 3C, 4C und 5C, die durch die Fotolackstruktur 26a exponiert wurden, entfernt. Folglich werden eine Source- und Drainstruktur 28, die Datenleitung 34 aus 2, ein Datenanschluss 36, eine Struktur 32a aus dotiertem amorphen Silizium und eine aktive Schicht 30 ausgebildet. Die zweite metallische Schicht 24 aus 3C, 4C und 5C wird mittels eines Nassätzverfahrens geätzt, und die Schicht 20 aus dotiertem amorphen Silizium und die Schicht 18 aus amorphem Silizium aus 3C, 4C und 5C werden mittels eines Trockenätzverfahrens strukturiert. Die Source- und Drainstruktur 28 wird oberhalb der Gateelektrode 14 ausgebildet und ist mit der Datenleitung 34 aus 2 verbunden, die sich im Kontext der Figur vertikal erstreckt. Die Struktur 32a aus dotiertem amorphen Silizium und die aktive Schicht 30 haben die gleiche Form wie die Source- und Drainstruktur 28 und die Datenleitung 34.

Zu diesem Zeitpunkt wird auch eine inselförmige Metallstruktur 38 oberhalb der Gateleitung 12 ausgebildet. Eine erste Struktur 35 und eine zweite Struktur 29, die eine Schicht aus amorphem Silizium und eine Schicht aus dotiertem amorphen Silizium aufweisen, werden ausgebildet. Die erste Struktur 35 liegt unterhab der Datenleitung 34 und des Datenanschlusses 36, die zweite Struktur 29 liegt unterhalb der Metallstruktur 38.

Als nächstes wird, wie in 3E, 4E und 5E dargestellt, die Fotolackstruktur 26a mit der zweiten Dicke mit Hilfe eines Veraschungsprozesses entfernt, wodurch die Source- und Drainstruktur exponiert wird. Hierbei wird die Fotolackstruktur 26a mit der ersten Dicke ebenfalls partiell entfernt, wodurch die Dicke der Fotolackstruktur 26a mit der ersten Dicke reduziert wird. Zusätzlich werden die Kanten der Fotolackstruktur 26a entfernt und die Metallstrukturen 28, 36 und 38 exponiert.

Wie in 3F, 4F und 5F gezeigt, werden die Source- und Drainstruktur 28 und die Struktur 32a aus dotiertem amorphen Silizium (in 3E) geätzt, die durch die Fotolackstruktur 26a (in 3E) exponiert wurden. Damit werden die Source- und Drainelektroden 40 bzw. 42 und eine ohmsche Kontaktschicht 32 ausgebildet und die aktive Schicht 30 wird exponiert. Die exponierte aktive Schicht 30 zwischen den Source- und Drainelektroden 40 bzw. 42 wird zu einem Kanal CH eines Dünnschichttransistors. Die Source- und Drainelektroden 40 bzw. 42 sind im Abstand voneinander angeordnet. Ein Bereich zwischen den Source- und Drainelektroden 40 bzw. 42 entspricht dem halbdurchlässigen Abschnitt C der zweiten Maske 70 aus 3B.

Falls die Source- und Drainstruktur 28 (in 3E) aus Molybdän (Mo) besteht, können die Source- und Drainstruktur 28 und die Struktur 32a aus dotiertem amorphen Silizium (in 3E) zugleich mittels eines Trockenätzverfahrens entfernt werden. Falls jedoch die Source- und Drainstruktur 28 aus Chrom (Cr) besteht, wird die Source- und Drainstruktur 28 mittels eines Nassätzverfahrens geätzt und im Anschluss die Struktur 32a aus dotiertem amorphen Silizium (in 3E) mittels eines Trockenätzverfahrens entfernt.

Wie bereits erwähnt, werden die Source- und Drainelektroden 40 bzw. 42, die Datenleitung 34, der Datenanschluss 36, die Metallstruktur 38, die ohmsche Kontaktschicht 32 und die aktive Schicht 30 mit Hilfe eines zweiten Photolithographieprozesses unter Verwendung der zweiten Maske 70 (in 3B, 4B und 5B) ausgebildet.

Als nächstes wird die Fotolackstruktur 26a entfernt, und eine Passivierungsschicht 46 wird als zweite isolierende Schicht auf der Datenleitung 34, der Source- und Drainelektrode 40 bzw. 42, dem Datenanschluss 36 und der Metallstruktur 38 durch Aufbringen eines transparenten organischen Materials wie beispielsweise Benzcyclobuten (BCB) oder Acrylharz oder durch Abscheiden eines anorganischen Materials wie zum Beispiel Siliziumnitrid (SiNx) oder Siliziumdioxid (SiO2) ausgebildet. Die Passivierungsschicht 46 wird zusammen mit der Gateisolationsschicht 16 mit Hilfe eines dritten Photolithographieprozesses unter Verwendung einer dritten Maske strukturiert, und eine Drainkontaktöffnung 48, eine Speicherkontaktöffnung 50, eine Gateanschlusskontaktöffnung 52 und eine Datenanschlusskontaktöffnung 54 werden ausgebildet. Die Drainkontaktöffnung 48, die Speicherkontaktöffnung 50, die Gateanschlusskontaktöffnung 52 und die Datenanschlusskontaktöffnung 54 exponieren die Drainelektrode 42, die Metallstruktur 38, den Gateanschluss 10 bzw. den Datenanschluss 36.

Wie in den 3G, 4G und 5G gezeigt, werden eine Pixelelektrode 56, eine Gateanschlussstelle 58 und eine Datenanschlussstelle 60 auf der Passivierungsschicht 46 ausgebildet, indem ein transparentes leitfähiges Material wie beispielsweise Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Indium-Zink-Oxid (IZO) abgeschieden und mit Hilfe eines vierten Photolithographieprozesses unter Verwendung einer vierten Maske strukturiert wird. Die Pixelelektrode 56 ist nicht über die Drainkontaktöffnung 48 mit der Drainelektrode 42 verbunden, sondern auch über die Speicherkontaktöffnung 50 mit der Metallstruktur 38. Die Gateanschlussstelle 58 ist über die Gateanschlusskontaktöffnung 52 mit dem Gateanschluss 10 verbunden und die Datenanschlussstelle 60 über die Datenanschlusskontaktöffnung 54 mit dem Datenanschluss 36.

Wie bereits erwähnt, wird das Matrixsubstrat mit Hilfe von Photolithographieprozessen unter Verwendung einer Maske, d.h. eines Maskierungsverfahrens, hergestellt. Der Photolithographieprozess weist mehrere Schritte auf: Reinigung, Aufbringen einer Fotolackschicht, Exposition mit Hilfe einer Maske, Entwicklung der Fotolackschicht und Ätzung. Daher könnten die Herstellungszeit, Kosten und Fehlschläge durch Verminderung der Zahl der Photolithographieprozesse gesenkt werden.

DE 197 21 451 C2 offenbart eine Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige, bei der eine Passivierungsschicht auf der Oberfläche des Substrats vorgesehen ist, wobei das Substrat in einem Pixelbereich freigelegt ist.

DE 199 06 815 A1 offenbart eine Flüssigkristallanzeige mit einem Gateanschluss und einem Datenanschluss, sowie jeweiligen Verbindungselektroden.

EP 0 649 804 A2 und US 2002/0 054 247 A1 offenbaren weitere Beispiele eines Verfahrens zum Herstellen einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung bekannt, das vier Maskierungsprozesse benötigt.

Dementsprechend ist die Erfindung auf ein Matrixsubstrat für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung und ein Verfahren zu dessen Herstellung gerichtet, das ein oder mehrere Probleme aufgrund der Beschränkungen und Nachteile des Standes der Technik im wesentlichen vermeidet.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, ein Matrixsubstrat für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung und ein Verfahren zu dessen Herstellung bereitzustellen, das die Produktivität aufgrund kürzerer Verfahren und geringerer Kosten erhöht.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung dargelegt und teilweise aus der Beschreibung oder durch Ausübung der Erfindung deutlich. Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden mittels des Aufbaus realisiert und erreicht, wie er in der Beschreibung und den Patentansprüchen sowie in den beigefügten Abbildungen dargelegt ist.

Um diese und weitere Vorteile zu erreichen und gemäß der Zielsetzung der Erfindung, wie sie beispielhaft ausgeführt und allgemein beschrieben ist, weist ein Matrixsubstrat für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung auf: eine Gateleitung und einen Gateanschluss auf einem transparenten isolierenden Substrat, eine Datenleitung und einen Datenanschluss auf dem Substrat, das die Gateleitung und den Gateanschluss aufweist, wobei die Datenleitung die Gateleitung derart kreuzt, dass ein Pixelbereich definiert wird, einen Dünnschichttransistor am Schnittpunkt der Gate- und Datenleitung, der eine Gateelektrode, eine aktive Schicht, eine Sourceelektrode und eine Drainelektrode aufweist, eine Passivierungsschicht, die auf der gesamten Oberfläche des Substrats bereitgestellt wird, welches den Dünnschichttransistor aufweist, wobei die Passivierungsschicht geätzt ist, um das Substrat im Pixelbereich, einen Teil der Drainelektrode, den Gateanschluss und den Datenanschluss zu exponieren, und eine transparente leitfähige Struktur auf der gesamten Oberfläche des Substrats, woraus eine Pixelelektrode, eine Gateanschlussstelle und eine Datenanschlussstelle gebildet sind, wobei die Pixelelektrode in direktem Kontakt mit dem exponierten Teil der Drainelektrode steht, die Gateanschlussstelle in Kontakt mit dem Gateanschluss steht und die Datenanschlussstelle in Kontakt mit dem Datenanschluss steht.

In einem anderen Aspekt der Erfindung weist ein Verfahren zur Herstellung eines Matrixsubstrats für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung auf: Ausbilden einer Gateleitung, eines Gateanschlusses und einer Gateelektrode auf einem transparenten isolierenden Substrat mit Hilfe eines ersten Maskierungsprozesses, Ausbilden einer Datenleitung, eines Datenanschlusses, einer Sourceelektrode, einer Drainelektrode und einer aktiven Schicht auf dem Substrat, das die Gateleitung, den Gateanschluss und die Gateelektrode aufweist, mit Hilfe eines zweiten Maskierungsprozesses, wobei die Datenleitung die Gateleitung derart kreuzt, dass ein Pixelbereich definiert wird, sich die Sourceelektrode von der Datenleitung erstreckt, die Drainelektrode im Abstand von der Sourceelektrode angeordnet ist, und die aktive Schicht zwischen der Gateelektrode und den Source- und Drainelektroden angeordnet ist, Ausbilden einer Passivierungsschicht auf der gesamten Oberfläche des Substrats, das die Datenleitung, die Sourceelektrode und die Drainelektrode aufweist, mit Hilfe eines dritten Maskierungsprozesses, wobei die Passivierungsschicht geätzt wird, um das Substrat im Pixelbereich, einen Teil der Drainelektrode, den Gateanschluss und den Datenanschluss zu exponieren und um die Datenleitung und Kanten einer Schicht aus amorphem Silizium und einer Schicht aus dotiertem amorphem Silizium mit der Passivierungsschicht zu bedecken, die unter der Datenleitung liegen, und Ausbilden einer Pixelelektrode, einer Gateanschlussstelle und einer Datenanschlussstelle durch Abscheiden eines transparenten leitfähigen Materials auf der gesamten Oberfläche des Substrats, wobei die Pixelelektrode in direktem Kontakt mit dem exponierten Teil der Drainelektrode, die Gateanschlussstelle in direktem Kontakt mit dem Gateanschluss und die Datenanschlussstelle in direktem Kontakt mit dem Datenanschluss steht.

Es versteht sich von selbst, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die nachfolgende detaillierte Beschreibung beispielhaft und erläuternd sind und dem tieferen Verständnis der beanspruchten Erfindung dienen sollen.

Die beigefügten Abbildungen, die ein tieferes Verständnis der Erfindung geben sollen und einen Teil der Beschreibung darstellen, zeigen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung. Es zeigen:

1 eine perspektivische Explosionsansicht einer Flüssigkristallanzeige (LCD)-Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik;

2 eine Aufsicht eines Matrixsubstrats für eine Flüssigkristallanzeige (LCD)-Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik;

3A–3G, 4A–4G und 5A–5G Querschnittsansichten des Matrixsubstrats aus 2 während eines Herstellungsverfahrens gemäß dem Stand der Technik;

6 eine Aufsicht eines Matrixsubstrats für eine Flüssigkristallanzeige (LCD)-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

7A–7H, 8A–8H und 9A–9H Querschnittsansichten des Matrixsubstrats aus 6 während eines Herstellungsverfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und

10, 11 und 12 Querschnittsansichten eines Matrixsubstrats gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Nachfolgend wird im Detail auf die Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, welche in den beigefügten Abbildungen dargestellt sind.
6 zeigt eine Aufsicht eines Matrixsubstrats für eine Flüssigkristallanzeige (LCD)-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Wie in 6 gezeigt, wird eine Vielzahl von Gateleitungen 102 und eine Mehrzahl von Datenleitungen 132 auf einem transparenten isolierenden Substrat 100 ausgebildet. Die Gateleitungen 102 und die Datenleitungen 132 kreuzen einander derart, dass ein Pixelbereich P definiert wird. Ein Dünnschichttransistor T ist als Schaltelement an jedem Schnittpunkt der Gateleitungen 102 und der Datenleitungen 132 ausgebildet. An einem Ende der Gateleitung 102 ist ein Gateanschluss 106 ausgebildet und an einem Ende der Datenleitung 132 ein Datenanschluss 142. Eine Gateanschlussstelle 164 und eine Datenanschlussstelle 166, die eine inselförmige Gestalt aufweisen und aus transparentem leitfähigen Material bestehen, überlappen den Gateanschluss 106 bzw. den Datenanschluss 142.
Der Dünnschichttransistor T besteht aus einer Gateelektrode 104, die zum Empfang von Abtastsignalen mit der Gateleitung 102 verbunden ist, einer Sourceelektrode 136, die zum Empfang von Datensignalen mit der Datenleitung 34 verbunden ist, und einer Drainelektrode 138, die im Abstand von der Sourceelektrode 136 angeordnet ist. Zusätzlich weist der Dünnschichttransistor T eine aktive Schicht 126 zwischen der Gateelektrode 104 und der Source- und Drainelektrode 136 bzw. 138 auf. Eine Metallstruktur 134 in Inselform überlappt die Gateleitung 102. Die Metallstruktur 134 kann aus dem selben Material bestehen wie die Datenleitung 132.
Eine Pixelelektrode 162 ist innerhalb eines jeden Pixelbereichs P ausgebildet und direkt ohne Kontaktöffnungen an die Drainelektrode 138 und an die Metallstruktur 134 angeschlossen. Die Gateleitung 102 und die Metallstruktur 134 38 fungieren als erste bzw. zweite Speicherkonsensatorelektrode und bilden einen Speicherkondensator Cst mit einer Gateisolationsschicht (nicht gezeigt) aus, die zwischen der Gateleitung 102 und der Metallstruktur 134 angeordnet ist.
Obwohl in der Figur nicht gezeigt, ist zwischen der aktiven Schicht 126 und den Source- und Drainelektroden 136 bzw. 138 eine ohmsche Kontaktschicht ausgebildet. Die aktive Schicht 126 besteht aus amorphem Silizium und die ohmsche Kontaktschicht aus dotiertem amorphen Silizium. Eine erste Struktur 130 und eine zweite Struktur 131, die das amorphe Silizium bzw. das dotierte amorphe Silizium aufweisen, werden ausgebildet. Die erste Struktur 130 liegt unterhalb der Datenleitung 132 und des Datenanschlusses 142, und die zweite Struktur 131 liegt unterhalb der Metallstruktur 134. Kanten der aktiven Schicht 126 und der ersten bzw. zweiten Struktur 130 bzw. 131 (d.h. die Schichten aus amorphem Silizium der ersten Struktur 130 bzw. der zweiten Struktur 131) werden exponiert.
Eine Passivierungsschicht 160 wird auf der gesamten Oberfläche des Substrats 100 ausgebildet, wobei die Pixelelektrode 162, die Gateanschlussstelle 164 und die Datenanschlussstelle 166 exponiert werden.
7A–7H, 8A–8H und 9A–9H veranschaulichen ein Verfahren zur Herstellung eines Matrixsubstrats gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung und zeigen Querschnitte entlang der Linien VII-VII', VIII-VIII' bzw. IX-IX' in 6.
Zunächst werden, wie in den 7A, 8A und 9A gezeigt, eine Gateleitung 102, eine Gateelektrode 104 und ein Gateanschluss 106 auf einem transparenten isolierenden Substrat 100 ausgebildet, indem eine erste metallische Schicht abgeschieden und mit Hilfe eines ersten Photolithographieprozesses unter Verwendung einer ersten Maske, d.h. einem ersten Maskierungsprozess, strukturiert wird. Wie oben erwähnt, erstreckt sich die Gateelektrode 104 von der Gateleitung 102, und der Gateanschluss 106 liegt an einem Ende der Gateleitung 102. Die Gateleitung 102, die Gateelektrode 104 und der Gateanschluss 106 werden aus metallischem Material wie zum Beispiel Aluminium (Al), Molybdän (Mo), Wolfram (W) und Chrom (Cr) oder Kombinationen davon gebildet. Um eine Verzögerung der Widerstandskapazität zu verhindern, wird verbreitet Aluminium (Al) als Material für die Gateelektrode verwendet, das einen relativ geringen spezifischen Widerstand besitzt. Reines Aluminium wird jedoch durch Säuren leicht korrodiert und kann im weiteren Verfahren unter hohen Temperaturen Leitungsdefekte aufgrund von Hügelbildung verursachen. Daher kann eine Aluminiumlegierung oder eine Doppelschicht, die Aluminium und ein anderes Metall wie beispielsweise Molybdän aufweist, verwendet werden.
Wie in 7B, 8B und 9B dargestellt, werden Gateisolationsschicht 108, eine Schicht 110 aus amorphem Silizium, eine Schicht 112 aus dotiertem amorphen Silizium und eine zweite metallische Schicht 114 nacheinander auf dem Substrat 100 abgeschieden, das die Gateleitung 102, die Gateelektrode 104 und den Gateanschluss 106 aufweist. Die Gateisolationsschicht 108 besteht aus einem anorganischen Isolationsmaterial wie zum Beispiel Siliziumnitrid (SiNx) oder Siliziumdioxid (SiO₂). Die Gateisolationsschicht 108 kann auch aus einem organischen Isolationsmaterial wie beispielsweise Benzcyclobuten (BCB) oder Acrylharz bestehen. Die zweite metallische Schicht 114 wird entweder aus Chrom, Molybdän, Wolfram oder Tantal (Ta) oder Kombinationen davon gebildet.
Als nächstes wird eine Fotolackschicht 116 auf der zweiten metallischen Schicht 114 ausgebildet, indem ein Fotolack aufgebracht wird. Eine zweite Maske 170, die einen durchlässigen Abschnitt E, einen undurchlässigen Abschnitt F und einen halbdurchlässigen Abschnitt G besitzt, wird im Abstand oberhalb der Fotolackschicht 116 angeordnet. Der halbdurchlässige Abschnitt G kann Schlitze enthalten und entspricht einem Kanal des Dünnschichttransistors. Die Fotolackschicht 116 kann von positivem Typ sein, wobei ein belichteter Abschnitt entwickelt und entfernt wird. Anschließend wird die Fotolackschicht 116 belichtet. Der dem halbdurchlässigen Abschnitt G entsprechende Abschnitt der Fotolackschicht 116 wird weniger stark exponiert als der dem durchlässigen Abschnitt E entsprechende Abschnitt der Fotolackschicht 116.
Wie in 7C, 8C und 9C gezeigt, wird die Fotolackschicht 116 aus 7B, 8B und 9B entwickelt, wobei eine Fotolackstruktur 120a ausgebildet wird, welche unterschiedliche Dicken besitzt. Der Bereich der Fotolackstruktur 120a mit der ersten Dicke entspricht dem undurchlässigen Abschnitt F (in 7B, 8B und 9B) und der Bereich der Fotolackstruktur 120a mit einer zweiten Dicke, welche geringer als die erste Dicke ist, entspricht dem halbdurchlässigen Abschnitt G (in 7B, 8B und 9B).
Wie in 7D, 8D und 9D gezeigt, werden die zweite metallische Schicht 114, die Schicht 112 aus dotiertem amorphen Silizium und die Schicht 110 aus amorphem Silizium (in 7C, 8C und 9C), die durch die Fotolackstruktur 120a exponiert wurden, entfernt. Folglich werden eine Source- und Drainstruktur 124, eine Datenleitung 132, ein Datenanschluss 142, eine Struktur 128a aus dotiertem amorphen Silizium und eine aktive Schicht 126 ausgebildet. Zugleich wird eine inselförmige Metallstruktur 134 oberhalb der Gateleitung 102 ausgebildet. Als nächstes wird die Fotolackstruktur 120a mit einer zweiten Dicke mit Hilfe eines Veraschungsverfahrens entfernt, wodurch der mittlere Abschnitt der Source- und Drainstruktur 124 exponiert wird. Dabei wird die Fotolackstruktur 120a mit der ersten Dicke ebenfalls partiell entfernt, wodurch die Dicke der Fotolackstruktur 120a mit der ersten Dicke reduziert wird. Zusätzlich werden Kanten der Fotolackstruktur 120a entfernt und die Metallstrukturen 124, 130, 134 und 142 exponiert.
Zusätzlich werden eine erste Struktur 130 und eine zweite Struktur 131 ausgebildet, welche die Schichten 130a und 131a aus amorphem Silizium bzw. die Schichten 130b und 131b aus dotiertem amorphen Silizium aufweisen. Die erste Struktur 130 liegt unterhab der Datenleitung 132 und des Datenanschlusses 142, und die zweite Struktur 131 liegt unterhalb der Metallstruktur 134.
Die zweite metallische Schicht 114 (in 7C, 8C und 9C) kann durch ein Nassätzverfahren geätzt werden, und die Schicht 112 aus dotiertem amorphen Silizium und die Schicht 110 aus amorphem Silizium (in 7C, 8C und 9C) kann durch ein Trockenätzverfahren strukturiert werden. Die Source- und Drainstruktur 124 wird oberhalb der Gateelektrode 104 ausgebildet und ist mit der Datenleitung 132 verbunden, die sich im Kontext der Figur vertikal erstreckt. Der Datenanschluss 142 ist, wie vorher erwähnt, an einem Ende der Datenleitung 132 angeordnet. Die Struktur 128a aus dotiertem amorphen Silizium und die aktive Schicht 126 haben die gleiche Form wie die Source- und Drainstruktur 124 und die Datenleitung 132.
Als nächstes werden, wie in 7E, 8E und 9E gezeigt, die Source- und Drainstruktur 124 und die Struktur 128a aus dotiertem amorphen Silizium (in 7D) geätzt, die durch die Fotolackstruktur 120a (in 7D) exponiert wurden. Folglich werden Source- und Drainelektroden 136 bzw. 138 und eine ohmsche Kontaktschicht 128 ausgebildet, und die aktive Schicht 126 wird exponiert. Die exponierte aktive Schicht 126 zwischen der Source- und Drainelektrode 136 bzw. 138 wird zu einem Kanal eines Dünnschichttransistors T und entspricht dem halbdurchlässigen Abschnitt G der zweiten Maske 170 aus 3B. Die Gateelektrode 104, die aktive Schicht 126, die Sourceelektrode 136 und die Drainelektrode 138 bilden den Dünnschichttransistor T. Die Source- und Drainelektrode 136 bzw. 138 sind im Abstand voneinander angeordnet. Die aktive Schicht 126 hat die gleiche Form wie die Source- und Drainelektroden 136 bzw. 138 und weist ferner einen zusätzlichen Abschnitt zwischen der Sourceelektrode 136 und der Drainelektrode 138 auf. Zu diesem Zeitpunkt werden auch Kanten der Schichten 126, 130a und 131a aus amorphem Silizium exponiert, die unterhalb der Source- und Drainelektroden 136 und 138, der Datenleitung 132, des Datenanschlusses 142 und der Metallstruktur 134 angeordnet sind.
Falls die Source- und Drainstruktur 124 (in 7D) aus Molybdän (Mo) besteht, können die Source- und Drainstruktur 124 und die Struktur 128a aus dotiertem amorphen Silizium (in 7D) zugleich mittels eines Trockenätzverfahrens entfernt werden. Falls jedoch die Source- und Drainstruktur 124 aus Chrom (Cr) besteht, kann die Source- und Drainstruktur 124 mittels eines Nassätzverfahrens geätzt und im Anschluss die Struktur 128a aus dotiertem amorphen Silizium mittels eines Trockenätzverfahrens entfernt werden.
Wie bereits erwähnt, werden die Source- bzw. Drainelektroden 136 und 138, die Datenleitung 132, der Datenanschluss 142, die Metallstruktur 134, die ohmsche Kontaktschicht 128 und die aktive Schicht 126 mit Hilfe eines zweiten Maskierungsvprozesses unter Verwendung der zweiten Maske 170 aus 7B, 8B und 9B ausgebildet.
Als nächstes wird die Fotolackstruktur 120a (in 7D, 8D und 9D) entfernt, und eine Passivierungsschicht 160 wird auf der gesamten Oberfläche des Substrats 100 ausgebildet, auf welchem die Source- und Drainelektroden 136 bzw. 138, die Datenleitung 132, der Datenanschluss 142 und die Metallstruktur 134 ausgebildet worden sind, indem ein photosensitives organisches Material wie beispielsweise Benzcyclobuten (BCB) oder Acrylharz aufgebracht wird.
Wie in 7E, 8E und 9E gezeigt, wird die Passivierungsschicht 160 belichtet und mit Hilfe eines dritten Photolithographieprozesses unter Verwendung einer dritten Maske entwickelt. Im Anschluss verbleibt die Passivierungsschicht 160 oberhalb der Datenleitung 132, der Source- und Drainelektroden 136 bzw. 138, der Metallstruktur 134 und den Anschlussabschnitten, an denen der Gateanschluss 106 und der Datenanschluss 142 ausgebildet sind, wobei der Pixelbereich, der Gateanschluss 106 und der Datenanschluss 142 exponiert werden. Dabei werden Teile der Drainelektrode 138 und der Metallstruktur 134 ebenfalls exponiert. Der Gatanschluss 106 ist immer noch mit der Gateisolationsschicht 108 bedeckt.
Die verbleibende Passivierungsschicht 160 wird bei festgelegten Temperaturen ausgehärtet, wodurch die Passivierungsschicht 160 eine gebogene (kreisbogenförmige) Oberfläche erhält. Die Seiten der Passivierungsschicht 160 sollten dabei unterschnitten sein (reversely tapered) und einen Winkel kleiner als 90 Grad aufweisen. Dies ist zu erreichen, wenn man die Passivierungsschicht 160 nicht nur einmal, sondern mehrmals aushärtet.
Wie in den 7G, 8G und 9G gezeigt, wird die durch die Passivierungsschicht 160 exponierte Gateisolationsschicht 108 entfernt, wobei der Gateanschluss 106 exponiert wird. Gleichzeitig wird auch das Substrat 100 im Pixelbereich exponiert.
Wie in den 7H, 8H und 9H dargestellt, werden eine Pixelelektrode 162, eine Gateanschlussstelle 164 und eine Datenanschlussstelle 166 auf dem Substrat 100 ausgebildet, das die Passivierungsschicht 160 aufweist, indem ein transparentes leitfähiges Material wie beispielsweise Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Indium-Zink-Oxid (IZO) abgeschieden wird. Die Pixelelektrode 162 ist im Pixelbereich angeordnet und nicht nur direkt mit der Drainelektrode 138, sondern auch ohne Kontaktöffnungen mit der Metallstruktur 134 verbunden. Die Metallstruktur 134 bildet mit der Gateleitung 102 und der Gateisolationsschicht 108 zwischen der Gateleitung 102 und der Metallstruktur 134 einen Speicherkondensator. Die Pixelelektrode 162 kontaktiert das Substrat 100 im Pixelbereich. Die Gateanschlussstelle 164 bzw. die Datenanschlussstelle 166 bedecken und sind in Kontakt mit dem Gateanschluss 106 bzw. dem Datenanschlus 142. Da die Passivierungsschicht 160 strukturiert ist, werden die Pixelelektrode 162, die Gateanschlussstelle 164 und die Datenanschlussstelle 166 zwischen Strukturen der Passivierungsschicht 160 angeordnet.
Die Pixelelektrode 162, die Gateanschlussstelle 164 und die Datenanschlussstelle 166 können in entsprechenden Strukturen ohne Photolithographieprozess ausgebildet werden, da die Passivierungsschicht hinterschnittene Seiten aufweist. Dabei können auch transparente leitfähige Strukturen 163 auf der Passivierungsschicht 160 ausgebildet werden.
In der oben genannten Ausführungsform ist die Passivierungsschicht 160 aus organischem Material direkt auf dem Dünnschichttransistor T ausgebildet, und die Passivierungsschicht 160 kontaktiert. die aktive Schicht 126 des Dünnschichttransistors T. Um das Kontaktverhalten zwischen der aktiven Schicht 126 und der Passivierungsschicht 160 zu verbessern, kann eine anorganische isolierende Struktur zwischen der Passivierungsschicht 160 und dem Dünnschichttransistor T ausgebildet sein.
Nachfolgend wird eine andere Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten 10, 11 und 12 beschrieben.
10, 11 und 12 veranschaulichen ein Matrixsubstrat gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigen Querschnittsansichten entlang der Linien VII-VII', VIII-VIII' bzw. IX-IX' in 6.
Wie in den Figuren gezeigt, wird mit Hilfe eines Strukturierungsprozesses unter Verwendung der organischen Passivierungsschicht 160 als Ätzmaske eine anorganische isolierende Struktur 143 zwischen dem Dünnfilmtransistor T und der organischen Passivierungsschicht 160 ausgebildet.
Genauer gesagt, nachdem die Source- und Drainelektroden 136 bzw. 138 des Dünnschichttransistors T und die Datenleitung 132 ausgebildet wurden, wird eine anorganische isolierende Schicht durch Abscheiden eines anorganischen isolierenden Materials wie beispielsweise Siliziumnitrid (SiNx) oder Siliziumdioxid (SiO₂) ausgebildet.
Als nächstes wird die strukturierte organische Passivierungsschicht 160 auf der anorganischen isolierenden Schicht mittels des im Rahmen der obigen Ausführungsform beschriebenen Verfahrens ausgebildet. Die anorganische isolierende Schicht und die Gateisolationsschicht, die durch die Passivierungsschicht 160 exponiert wurden, werden unter Verwendung der strukturierten organischen Passivierungsschicht 160 als Ätzmaske entfernt, wobei die anorganische isolierende Struktur 143 ausgebildet wird. Dementsprechend besitzt die anorganische isolierende Struktur 143 die gleiche Form wie die strukturierte organische Passivierungsschicht 160.
Anschließend werden die Pixelelektrode 162, die Gateanschlussstelle 164 und die Datenanschlussstelle 166 auf dem Substrat 100 ausgebildet, das die Passivierungsschicht 160 aufweist, indem ein transparentes leitfähiges Material wie beispielsweise Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Indium-Zink-Oxid (IZO) auf der gesamten Oberfläche des Substrats 100 abgeschieden wird. Die Pixelelektrode 162 ist im Pixelbereich angeordnet und nicht nur direkt an die Drainelektrode 138, sondern auch ohne Kontaktöffnungen an die Metallstruktur 134 angeschlossen. Die Pixelelektrode 162 kontaktiert das Substrat 100 im Pixelbereich. Die Gateanschlussstelle 164 bzw. die Datenanschlussstelle 166 bedecken und sind in Kontakt mit dem Gateanschluss 106 bzw. dem Datenanschluss 142.
In der Ausführungsform, die eine anorganische isolierende Struktur 143 zwischen der Passivierungsschicht 160 und dem Dünnschichttransistor T, der Datenleitung 132 und der Gateleitung 102 aufweist, kann der Dünnschichttransistor T in seinen Betriebseigenschaften verbessert werden, da die anorganische isolierende Struktur 143 bessere Kontakteigenschaften mit der aktiven Schicht 126 des Dünnschichttransistors T besitzt als die organische Passivierungsschicht 160. Zusätzlich verhindert die anorganische isolierende Struktur 143, dass sich die organische Passivierungsschicht 160 von der Gateleitung 102 bzw. der Datenleitung 132 ablöst.
Aufgrund der Höhe der organischen Passivierungsschicht 160 können zwischen angrenzenden Anschlüssen Kurzschlüsse erfolgen, wenn Treiber-integrierte Schaltkreise an die Anschlüsse des Matrixsubstrats angefügt werden. Daher ist es vorteilhaft, die organische Passivierungsschicht 160 zu entfernen. Die organische Passivierungsschicht 160 kann mit Hilfe eines Abhebeverfahrens entfernt werden, wobei das Matrixsubstrat in einen Abstreifer getaucht und die organische Passivierungsschicht 160 abgezogen wird, wobei die transparente leitfähige Struktur 163 ebenfalls vom Matrixsubstrat abgelöst wird.
Das Matrixsubstrat der Erfindung wird unter Verwendung von drei Masken hergestellt. Demzufolge senkt das Herstellungsverfahren des Matrixsubstrats gemäß der Erfindung die Kosten und steigert die Produktivität.

Claims

Matrixsubstrat für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, das aufweist: eine Gateleitung (102) und einen Gateanschluss (106) auf einem transparenten isolierenden Substrat (100); eine Datenleitung (132) und einen Datenanschluss (142) auf dem Substrat (100), das die Gateleitung (102) und den Gateanschluss (106) aufweist, wobei die Datenleitung (132) die Gateleitung (102) derart kreuzt, dass ein Pixelbereich (P) definiert wird; einen Dünnschichttransistor (T) am Schnittpunkt der Gate- und Datenleitung, der eine Gateelektrode (104), eine aktive Schicht (126), eine Sourceelektrode (136) und eine Drainelektrode (138) aufweist; eine Passivierungsschicht (160), die auf der gesamten Oberfläche des Substrats (100) bereitgestellt wird, das den Dünnschichttransistor (T) aufweist, wobei die Passivierungsschicht (160) geätzt ist, um das Substrat (100) im Pixelbereich (P), einen Teil der Drainelektrode (138), den Gateanschluss (106) und den Datenanschluss (142) zu exponieren; und eine transparente leitfähige Struktur auf der gesamten Oberfläche des Substrat, woraus eine Pixelelektrode (162), eine Gateanschlussstelle (164) und eine Datenanschlussstelle (166) gebildet sind, wobei die Pixelelektrode (162) in direktem Kontakt mit dem exponierten Teil der Drainelektrode (138) steht, die Gateanschlussstelle (164) in Kontakt mit dem exponierten Gateanschluss (106) steht und die Datenanschlussstelle (166) in Kontakt mit dem Datenanschluss (142) steht.
Matrixsubstrat gemäß Anspruch 1, wobei die Passivierungsschicht (160) hinterschnittene Seiten besitzt.
Matrixsubstrat gemäß Anspruch 1, wobei die Passivierungsschicht (160) eine gebogene Oberfläche besitzt.
Matrixsubstrat gemäß Anspruch 1, wobei die Passivierungsschicht (160) strukturiert ist, und die Pixelelektrode (162), die Gateanschlussstelle (164) und die Datenanschlussstelle (166) zwischen Strukturen der Passivierungsschicht (160) angeordnet sind.
Matrixsubstrat gemäß Anspruch 1, wobei die Pixelelektrode (162) das exponierte Substrat im Pixelbereich kontaktiert.
Matrixsubstrat gemäß Anspruch 1, wobei sich eine Schicht aus amorphem Silizium und eine Schicht aus dotiertem amorphen Silizium unterhalb der Datenleitung (132) und des Datenanschlusses (142) befinden.
Matrixsubstrat gemäß Anspruch 6, wobei Kanten der Schicht aus amorphem Silizium exponiert werden.
Matrixsubstrat gemäß Anspruch 1, das ferner eine Metallstruktur in Inselform oberhalb der Gateleitung (102) aufweist.
Matrixsubstrat gemäß Anspruch 8, wobei die Passivierungsschicht (160) ferner einen Teil der Metallstruktur exponiert.
Matrixsubstrat gemäß Anspruch 9, wobei die Pixelelektrode (162) den exponierten Teil der Metallstruktur direkt kontaktiert, wobei die Metallstruktur mit der Gateleitung (102) einen Speicherkondensator bildet.
Matrixsubstrat gemäß Anspruch 1, das ferner eine leitfähige Struktur auf der Passivierungsschicht (160) aufweist, wobei die leitfähige Struktur aus dem gleichen Material besteht wie die Pixelelektrode (162).
Matrixsubstrat gemäß Anspruch 1, wobei die aktive Schicht (126) die gleiche Form besitzt wie die Source- und Drainelektroden (136, 138) und ferner einen zusätzlichen Abschnitt zwischen den Source- und der Drainelektroden (136, 138) aufweist.
Matrixsubstrat gemäß Anspruch 1, das ferner eine anorganische isolierende Struktur zwischen der Passivierungsschicht (160) und dem Dünnschichttransistor (T), der Gateleitung (102) und der Datenleitung (132) aufweist, wobei die anorganische isolierende Struktur die gleiche Form besitzt wie die Passivierungsschicht (160).
Verfahren zur Herstellung eines Matrixsubstrats für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, das die Schritte aufweist: Ausbilden einer Gateleitung (102), eines Gateanschlusses (106) und einer Gateelektrode (104) auf einem transparenten isolierenden Substrat (100) mit Hilfe eines ersten Maskierungsprozesses; Ausbilden einer Datenleitung (132), eines Datenanschlusses (142), einer Sourceelektrode (136), einer Drainelektrode (138) und einer aktiven Schicht (126) auf dem Substrat, das die Gateleitung (102), den Gateanschluss (106) und die Gateelektrode (104) aufweist, mit Hilfe eines zweiten Maskierungsprozesses, wobei die Datenleitung (132) die Gateleitung (102) derart kreuzt, dass ein Pixelbereich (P) definiert wird, sich die Sourceelektrode (136) von der Datenleitung (132) erstreckt, die Drainelektrode (138) im Abstand von der Sourceelektrode (136) angeordnet ist, und die aktive Schicht (126) zwischen der Gateelektrode (104) und den Source- und Drainelektroden (136, 138) angeordnet ist; Ausbilden einer Passivierungsschicht (160) auf der gesamten Oberfläche des Substrats (100), das die Datenleitung (132), die Sourceelektrode (136) und die Drainelektrode (138) aufweist, mit Hilfe eines dritten Maskierungsprozesses, wobei die Passivierungsschicht (160) geätzt wird, um das Substrat (100) im Pixelbereich (P), einen Teil der Drainelektrode (138), den Gateanschluss (106) und den Datenanschluss (142) zu exponieren und um die Datenleitung (132) und Kanten einer Schicht aus amorphem Silizium und einer Schicht aus dotiertem amorphem Silizium mit der Passivierungsschicht (160) zu bedecken, die unter der Datenleitung (132) liegen; und Ausbilden einer Pixelelektrode (162), einer Gateanschlussstelle (164) und einer Datenanschlussstelle (166) durch Abscheiden eines transparenten leitfähigen Materials (163) auf der gesamten Oberfläche des Substrats, wobei die Pixelelektrode (162) in direktem Kontakt mit dem exponierten Teil der Drainelektrode (138) steht, die Gateanschlussstelle (164) in direktem Kontakt mit dem Gateanschluss (106) steht und die Datenanschlussstelle (166) in direktem Kontakt mit dem Datenanschluss (142) steht.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der zweite Maskierungsprozess die Schritte aufweist: Ausbilden einer Gateisolationsschicht (108) oberhalb des Substrats, das die Gateleitung (102) und die Gateelektrode (104) aufweist; Abscheiden einer Schicht aus amorphem Silizium, einer Schicht aus dotiertem amorphen Silizium und einer metallischen Schicht oberhalb der Gateisolationsschicht (108); Bereitstellen einer Fotolackstruktur (120a), die einen Abschnitt mit einer ersten und einen Abschnitt mit einer zweiten Dicke besitzt, oberhalb der metallischen Schicht; selektives Entfernen von Abschnitten der metallischen Schicht entsprechend der Fotolackstruktur (120a) und selektives Entfernen von Abschnitten der Schicht aus amorphem Silizium entsprechend der Fotolackstruktur (120a); Entfernen eines Abschnitts der Fotolackstruktur (120a), der die zweite Dicke besitzt; selektives Ätzen der exponierten metallischen Schicht durch Entfernen des Abschnitts der Fotolackstruktur (120a), der die zweite Dicke besitzt; selektives Ätzen der dotierten amorphen Siliuziumschicht, die durch selektives Ätzen der exponierten metallischen Schicht exponiert worden ist, durch Entfernen des Abschnitts der Fotolackstruktur (120a), der die zweite Dicke besitzt; und Entfernen der verbleibenden Fotolackstruktur (120a).
Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei die Fotolackstruktur (120a) von positivem Typ ist, sodass der lichtexponierte Abschnitt entwickelt und entfernt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 14, das ferner das Aushärten der Passivierungsschicht (160) vor Ausbilden der Pixelelektrode (162) aufweist, wobei die Passivierungsschicht (160) unterschnittene Seiten mit einem Winkel kleiner als 90 Grad besitzt.
Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei die Passivierungsschicht (160) eine gebogene Oberfläche besitzt.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei eine Schicht aus amorphem Silizium und eine Schicht aus dotiertem amorphen Silizium unterhalb der Datenleitung (132) und des Datenanschlusses (142) ausgebildet sind.
Verfahren gemäß Anspruch 19, wobei Kanten der Schicht aus amorphem Silizium exponiert werden.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei mit Hilfe des zweiten Maskierungsprozesses eine Metallstruktur (134) mit Inselform oberhalb der Gateleitung (102) ausgebildet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei die Passivierungsschicht (160) ferner einen Teil der Metallstruktur (134) exponiert.
Verfahren gemäß Anspruch 22, wobei die Pixelelektrode (162) den exponierten Teil der Metallstruktur (134) direkt kontaktiert, wobei die Metallstruktur (134) mit der Gateleitung (102) und der Gateisolationsschicht (108) einen Speicherkondensator bildet.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei eine Maske (170) des zweiten Maskierungsprozesses einen durchlässigen Abschnitt (E), einen undurchlässigen Abschnitt (F) und einen halbdurchlässigen Abschnitt (G) aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 24, wobei der halbdurchlässige Abschnitt (G) Schlitze aufweist.
verfahren gemäß Anspruch 14, wobei die aktive Schicht (126) die gleiche Form besitzt wie die Sourceelektrode (136) und die Drainelektrode (138) und ferner einen zusätzlichen Abschnitt zwischen den Source- und der Drainelektroden aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 14, das ferner aufweist: Ausbilden einer anorganischen isolierenden Schicht auf der gesamten Oberfläche des Substrats, das die Datenleitung (132), die Sourceelektrode (136) und die Drainelektrode (138) aufweist, wobei die anorganische isolierende Schicht durch Verwendung der Passivierungsschicht (160) als Ätzmaske strukturiert wird, wodurch eine anorganische isolierende Struktur ausgebildet wird, welche die gleiche Struktur wie die Passivierungsschicht (160) besitzt.
Verfahren gemäß Anspruch 27, das ferner aufweist: Entfernen der Passivierungsschicht (160) nach den Ausbilden der Pixelelektrode (162), der Gateanschlussstelle (164) und der Datenanschlussstelle (166).
Verfahren gemäß Anspruch 28, wobei die Passivierungsschicht (160) mit Hilfe eines Abhebeverfahrens entfernt wird.