DE19623069B4

DE19623069B4 - Flüssigkristallanzeigevorrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben

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Publication number: DE19623069B4
Application number: DE19623069A
Authority: DE
Inventors: Jeong Hyun Anyang Kim; Chan Hee Uewang Hong
Original assignee: LG Philips LCD Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 1995-08-29
Filing date: 1996-06-10
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2016-06-11
Also published as: KR970011970A; GB9617493D0; US5781254A; DE19623069A1; DE19623069B9; GB2304963B; KR0171102B1; GB2304963A; FR2738359A1; JPH09146122A; US5784133A; FR2738359B1

Abstract

Bodenplatte für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, mit
einem Substrat (31);
einer Mehrzahl von Gate-Busleitungen (37) und einer Mehrzahl von Daten-Busleitungen (43), die auf dem Substrat (31) in Matrixform angeordnet sind;
einer Mehrzahl von auf dem Substrat (31) ausgebildeten Dünnschichttransistoren (110), die jeweils eine Gate-Elektrode (38), eine Source-Elektrode (42-2) und eine Drain-Elektrode (42-1) aufweisen und an je einer Kreuzungsstelle der Gate-Busleitungen (37) und der Daten-Busleitungen (43) derart angeordnet sind, daß die Gate-Elektrode (38) mit der entsprechenden Gate-Busleitung (37) und die Source-Elektrode (42-2) mit der entsprechenden Daten-Busleitung (43) elektrisch verbunden sind;
einer im wesentlichen undurchsichtigen Schicht (45), die wenigstens über den Gate-Busleitungen (37) und den Daten-Busleitungen (43) ausgebildet ist und die Gate-Busleitungen (37) und die Daten-Busleitungen (43) gegen Licht abschirmt;
einer auf dem Substrat (31) die im wesentlichen undurchsichtige Schicht (45) abdeckend ausgebildeten Schutzschicht (46) mit einer Mehrzahl von Kontaktausnehmungen (47), die jeweils über den Drain-Elektroden (42-1) der...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung und ein zugehöriges Herstellungsverfahren.

Im allgemeinen weist eine Dünnschichttransistor-Flüssigkristallanzeigevorrichtung (TFT LCD: Thin Film Transistor Liquid Crystal Display) folgende Merkmale auf: eine Bodenplatte mit darauf angeordneten Dünnschichttransistoren und Pixelelektroden; eine Deckplatte mit darauf angeordneten Farbfiltern und gemeinsamen Elektroden zum Anzeigen von Farben; ein zwischen der Bodenplatte und der Deckplatte eingespritztes Flüssigkristallmaterial; und jeweils eine auf der äußeren Seite der zwei Platten befestigte Polarisationsscheibe zum linearen Polarisieren von sichtbarem Licht.

Ein Teil des Lichts dringt durch die Pixelelektroden und die Farbfilter, während ein anderer Teil des Lichts durch ein schwarzes Matrixmuster oder -layout (matrix pattern), das auf der die Farbfilter aufweisenden Deckplatte ausgebildet ist, abgeschirmt wird.

In jüngerer Zeit wurde jedoch vorgeschlagen, die schwarze Matrix nicht auf der Deckplatte, sondern auf der Bodenplatte anzuordnen. In diesem Fall wird ein schwarzes Matrixmuster gebildet, indem ein pigmentdispergierendes schwarzes Harz verwendet wird, wie in den 5A bis 5B gezeigt (5A ist eine Draufsicht auf einen Teil der schwarzen Matrix, während 5B einen Schnitt entlang der Linie I-I in 5A zeigt).

Nachstehend wird ein herkömmliches Verfahren zum Ausbilden des schwarzen Matrixmusters auf der Bodenplatte beschrieben.

Zuerst werden auf einer Glasplatte 5 Gate-Elektrodenstrukturen (gate electrode patterns) 6 und eine Gate-Busleitung 7 ausgebildet. Gleichzeitig wird eine Hilfskondensatorelektrode 20, die aus demselben Material wie die Gate-Elektrode 6 besteht, an den Rändern einer Zone ausgebildet, in der eine Pixelelektrode ausgebildet wird. Diese Hilfskondensatorelektrode wird nicht nur als Elektrode eines Hilfskondensators verwendet, sondern dient auch als metallische Leitungsstreifen (Verdrahtung) zur Abschirmung von Lichtstrahlen.

Dann wird auf der gesamten Oberfläche eine Gate-Isolierschicht 9 ausgebildet, wonach eine Halbleiterschicht aufgebracht wird. Dann wird die Halbleiterschicht partiell entfernt, wobei ein Bereich zurückgelassen wird, in welchem ein Dünnschichttransistor ausgebildet werden soll. Auf diese Weise wird eine Halbleiterstruktur 10 ausgebildet.

Als nächstes wird ein leitfähiges Material aufgetragen, und dann werden ein Source-Anschluß 12, ein Drain-Anschluß 12' und eine Datenleitung 13 ausgebildet. Dann wird eine transparente leitfähige Schicht aufgebracht und so strukturiert, daß in der Pixelzone eine Pixelelektrode 18 ausgebildet wird. Beim Ausbilden der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode wird unter der Pixelelektrodenzone und in Nachbarschaft zum Dünnschichttransistorbereich eine mit der Drain-Elektrode 12' verbundene Hilfskondensatorelektrode 21 ausgebildet. Dementsprechend dient letztere nicht nur als Hilfskondensatorelektrode, sondern bewirkt auch eine Strahlenabschirmung.

Selektiv wird dann auf der Glasplatte 5 eine Schutzschicht 16 aufgebracht, und danach wird unter Verwendung eines schwarzen organischen Materials, d.h. eines schwarzen Harzes, in einem Bereich, in dem Lichtstrahlen ansonsten nicht durch die lichtabschirmende Metallverdrahtung abgeschirmt werden können, ein schwarzes Matrixmuster 15 ausgebildet. Auf diese Weise wird eine Hybridstruktur ausgebildet.

Lichtstrahlen, die von einer hinter der Glasplatte 5 angeordneten Beleuchtungseinrichtung ausgesandt werden, werden durch die lichtabschirmenden metallischen Verdrahtungen 20 und 21 und durch die zu einer Matrixangeordneten Streifen aus dem schwarzen organischen Material abgeschirmt. Infolgedessen treten die Lichtstrahlen nur durch die Pixelelektrodenzone hindurch.

Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren wird auf einer Dünnschichttransistor-Anordnung ein aus einem schwarzen Harz bestehendes schwarzes Matrixmuster gebildet, dessen Reflexionsrate niedriger als die eines schwarzen Matrixmusters aus Chrom ist. Ferner ist es nicht leitfähig, und deshalb ist es sehr wünschenswert. Um jedoch den Abschirmgrad zu erhöhen, muß die Harzschicht mindestens 1,5 Mikrometer dick sein.

In diesem Fall wird am Rand der Harzschicht eine hohe Stufe erzeugt, von der die Ausrichtung des Flüssigkristalls gestört ist.

Außerdem wird das schwarze Harz über der Schutzschicht angeordnet und grenzt deshalb nur in einem Teilbereich, der über einer Orientierungsschicht liegt, welche als letzte Schicht ausgebildet wird, an den Flüssigkristall. Ferner enthält das Harz Verunreinigungen, wie z.B. Alkalimetalle, die den Flüssigkristall verunreinigen und dadurch die Bildqualität verschlechtern können.

Die Erfindung verfolgt den Zweck, die vorgenannten Nachteile des herkömmlichen Verfahrens zu überwinden.

Aus JP 5-20398 (A) und JP 5-119350 (A) ist jeweils eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung bekannt, bei denen eine lichtabschirmende Schicht auf einer Passivierungsschicht angeordnet ist. Die lichtabschirmende Schicht steht hierbei in direktem Kontakt mit dem Flüssigkristallmaterial, wodurch dieses aufgrund von Ionen oder Teilchen aus der lichtabschirmenden Schicht verunreinigt werden kann.

Aus JP 5-203987 (A) ist eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung bekannt, bei der eine Schutzschicht unter Verwendung lichtundurchlässiger Elemente wie z.B. Elektroden oder Schaltelemente, als Photomaske strukturiert wird, um einen Photolack von der Rückseite der Bodenplatte her im Rahmen eines Photolithographieverfahrens zu belichten.

Aus JP 5-158068 (A) ist eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung bekannt mit einer lichtabschirmenden Schicht, die auf einem die Gegenelektrode tragenden Substrat ausgebildet ist, und einer lichtabschirmenden Schicht aus einem schwarzen Harz, die zwischen einer Passivierungsschicht und einer Orientierungsschicht auf den TFT-Substrat angeordnet ist. Zwar besteht hier keine Gefahr einer Verunreinigung des Flüssigkristallmaterials durch Ionen oder Teilchen aus der Lichtabschirmschicht, da es für die abschirmende Wirkung der lichtabschirmenden Schicht erforderlich ist, dass sie über den Schichten angeordnet ist, von denen sie bestimmte Bereiche abdecken soll, so dass sie vom Flüssigkristallmaterial weit entfernt ist. Die zwischen der Passivierungsschicht und der Orientierungsschicht angeordnete Lichtabschirmschicht kann jedoch zu einer Verunreinigung des Flüssigkristallmaterials führen, da Ionen und Teilchen aus dieser durch die Orientierungsschicht hindurch in das Flüssigkristallmaterial gelangen können.

Aus JP 5-281575 (A) ist eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer lichtabschirmenden Schicht bekannt, die direkt auf einem Substrat aufgebracht ist. Somit wird das durch das Flüssigkristallmaterial hindurch auf die Elektroden auftreffende Licht in das Flüssigkristallmaterial zurückreflektiert, wodurch die Bildqualität der LCD erheblich verschlechtert wird.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Angabe einer eine hohe Bildqualität liefernden Flüssigkristallanzeigevorrichtung und eines zugehörigen Herstellungsverfahrens, bei denen bei kleinstmöglicher Einwirkung auf den Flüssigkristall das Öffnungsverhältnis erhöht und Totalreflexion erzielt wird.

Bei der Erfindung wird auf einer Dünnschichttransistor-Anordnung unter Verwendung eines nicht-leitfähigen schwarzen Harzes ein schwarzes Matrixmuster ausgebildet, um die Durchlaßöffnung für Lichtstrahlen zu verbessern. Folglich wird Energieverbrauch eingespart, und es wird Totalreflexion erzielt, was das Kontrastverhältnis verbessert. Ferner wird beim Zusammenfügen der Bodenplatte mit der Deckplatte ein verschobener Zusammenbau verhindert und somit die Ausbeute des Herstellungsprozesses erhöht.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit aktiver Matrix wird ein schwarzes Matrixmuster auf einer Dünnschichttransistor-Anordnung unter Verwendung eines schwarzen Harzes in einem anderen Bereich als den zum Durchlassen von Lichtstrahlen dienenden Pixelzonen ausgebildet. Als nächstes werden eine oder mehrere Zwischenschichten ausgebildet, und darauf wird dann eine flüssige Orientierungsschicht ausgebildet. Die Zwischenschicht verbessert die Stufenbedeckung und verhindert eine Diffusion von Verunreinigungen aus dem schwarzen Harz in das Flüssigkristallmaterial. Ferner wird dank dieser Zwischenschicht der Einfluß der Dicke der schwarzen Matrix auf die Orientierung des Flüssigkristalls gemildert, mit dem Ergebnis, daß die Bildqualität der Anzeigevorrichtung verbessert wird.

Die Bodenplatte der erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigevorrichtung weist ein Substrat mit einer Hauptoberfläche; eine Mehrzahl von Gate-Busleitungen und eine Mehrzahl von Daten-Busleitungen, die auf der Hauptoberfläche des Substrats in Matrixform angeordnet sind; eine Mehrzahl von Kreuzungspunkten an den Stellen, wo sich die Gate-Busleitungen und die Daten-Busleitungen kreuzen; eine Mehrzahl von auf der Hauptoberfläche des Substrats ausgebildeten Dünnschichttransistoren, die jeweils eine Gate-Elektrode, eine Source-Elektrode und eine Drain-Elektrode aufweisen und jeweils an einem individuell zugeordneten Kreuzungspunkt angeordnet sind; eine im wesentlichen undurchsichtige Schicht, die auf den Gate-Busleitungen, den Daten-Busleitungen und den Dünnschichttransistoren ausgebildet ist und die Gate- Busleitungen, die Daten-Busleitungen und die Dünnschichttransistoren gegen Licht abschirmt; eine auf der im wesentlichen undurchsichtigen Schicht ausgebildete Schutzschicht mit einer Mehrzahl von Kontaktausnehmungen, die entsprechend der jeweiligen Drain-Elektrode der Dünnschichttransistoren angeordnet sind; und eine Mehrzahl von auf der Hauptoberfläche des Substrats ausgebildeten Pixelelektroden auf, die jeweils über eine Kontaktausnehmung mit der zugeordneten Drain-Elektrode verbunden sind.

Das Layout der schwarzen Matrix ist vorzugsweise derart gestaltet, daß außerhalb der Pixelelektroden gelegene Bereiche der Anordnung gegen Licht abgeschirmt werden. Alternativ kann sich die Matrix mit der Pixelelektrodenzone überlappen. Darüber hinaus kann die Matrix so angeordnet werden, daß sie Bereiche abschirmt, die außerhalb der Pixelelektrodenzone, der Dünnschichttransistorzone oder der Dünnschichttransistorkanalzone liegen.

Ferner wird auf der Schutzschicht und den Pixelelektroden eine Orientierungsschicht ausgebildet.

Die schwarze Matrixstruktur wird zu einer Dicke von 1,5 Mikrometern oder weniger aufgebaut und soll Temperaturen bis zu 260°C widerstehen, während die Lichtdurchlässigkeit 50% oder weniger beträgt.

Ferner schafft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit folgenden Schritten: auf einer Hauptoberfläche eines Substrats wird eine Mehrzahl von Gate-Busleitungen ausgebildet; auf der Hauptoberfläche des Substrats wird eine Mehrzahl von Daten-Busleitungen ausgebildet, die sich jeweils an einer Mehrzahl von Kreuzungspunkten mit den Gate-Busleitungen kreuzen, so daß die Daten-Busleitungen und die Gate-Busleitungen in Matrixform angeordnet sind; an den Kreuzungspunkten wird jeweils ein Dünnschichttransistor mit einer Source-Elektrode, einer Drain-Elektrode und einer Gate-Elektrode ausgebildet; auf den Gate- Busleitungen, den Daten-Busleitungen und den Dünnschichttransistoren wird eine im wesentlichen undurchsichtige Schicht ausgebildet; auf der im wesentlichen undurchsichtigen Schicht wird eine Schutzschicht ausgebildet; in den Bereichen der Schutzschicht, die über den Drain-Elektrodenzonen der Dünnschichttransistoren liegen, werden Kontaktausnehmungen ausgebildet; auf der Oberfläche des auf dem Substrat derart ausgebildeten Schichtenpakets wird eine Mehrzahl von Pixelelektroden ausgebildet; und die Pixelelektroden werden über je eine Kontaktausnehmung mit der Drain-Elektrode je eines Dünnschichttransistors elektrisch verbunden.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden in der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen
1 ein Pixelelement(Bildelemet)-Layout nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
2A bis 2H Schnittansichten entlang einer Linie II-II in 1;
3A bis 3H Schnittansichten entlang der Linie III-III in 1;
4A und 4B Schnittansichten entlang der Linie II-II bzw. III-III in 1 zur Veranschaulichung einer Orientierungsschicht 300;
5A ein Pixelelement-Layout mit einem herkömmlichen Aufbau der Abschirmschicht unter Verwendung eines schwarzen Harzes; und
5B eine Schnittansicht entlang der Linie I-I in 5A.
1 zeigt das Layout eines Pixelelements 100 mit einer Gate-Busleitung 37, die an einer Seite einer Pixelelektrode 48 senkrecht zu einer Datenleitung 43 verläuft, welche ihrerseits zu einer angrenzenden Seite der Pixelelektrode 48 benachbart ist. Ein Dünnschichttransistor 110 befindet sich in enger Nachbarschaft zu der Stelle, wo die Datenleitung 43 die Gate-Busleitung 37 kreuzt. Der Dünnschichttransistor 110 weist eine Gate-Elektrode 38, die mit der Gate-Busleitung 37 verbunden ist, eine Source-Elektrode, die mit der Datenleitung 43 verbunden ist, eine aktive Schicht 40 und eine Drain-Elektrode auf, die mit der Pixelelektrode 48 über eine Kontaktausnehmung 47 verbunden ist.
Ein Verfahren zum Herstellen des in 1 gezeigten Pixelelements wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben, wobei die 2A bis 2H und die 3A bis 3H Herstellungsschritte anhand von Querschnitten entlang der Linie II-II bzw. III-III veranschaulichen.
Zunächst wird, wie aus den 2A und 3A ersichtlich, eine vorzugsweise Chrom, Aluminium oder Molybdän aufweisende erste Metallschicht auf einem transparenten Substrat 31 abgeschieden, und unter Verwendung eines Photoätzverfahrens wird das Layout dieser Metallschicht so gestaltet, daß eine Gate-Elektrode 38 (3A) und eine Gate-Busleitung ausgebildet werden.
Dann wird, wie aus den 2B und 3B ersichtlich, ein anodischer Oxidationsvorgang auf die Oberfläche der Gate-Elektrode 38 angewandt, um eine anodisch oxidierte Schicht auszubilden. Wenn die erste Metallschicht Aluminium, eine Aluminiumlegierung, Molybdän oder eine Molybdänlegierung enthält, dann bildet der anodische Oxidationsvorgang eine isolierende Oxidschicht 38' (3B), die ein Oxid dieser Metalle ist. Die Anodisierung verhindert die Ausbildung von kleinen Hügeln auf der Oberfläche der Gate-Elektrode 38.
Als nächstes wird, wie aus den 2C und 3C ersichtlich, auf der gesamten Oberfläche des Substrats eine Siliziumoxidschicht (SiOx) oder eine Siliziumnitridschicht (SiNx) ausgebildet, dergestalt, daß eine einschichtige erste Isolierschicht 39 ausgebildet wird. Alternativ kann stattdessen eine Doppelisolierschicht aufgetragen werden. Dann werden auf der ersten Isolierschicht 39 nacheinander eine Schicht 40 aus hydriertem nicht-kristallinen Halbleitermaterial (hydriertem amorphen Silizium; a-Si:H) und eine Schicht 41 aus dotiertem nicht-kristallinen Halbleitermaterial übereinander aufgebracht. Danach werden Photo- und Trockenätzschritte durchgeführt, um das Layout der nicht-kristallinen Halbleiterschicht 40 und der dotierten nicht-kristallinen Halbleiterschicht 41 auf der Gate-Elektrode 38 und auf demjenigen Teilbereich des Substrats, wo sich die Gate-Busleitung und die Daten-Busleitung kreuzen werden, auszugestalten. Die dotierte nicht-kristalline Halbleiterschicht 41 dient in der fertigen Vorrichtung als ohmsche Kontaktschicht zu der Source- und der Drain-Elektrode.
Als nächstes wird eine (nicht dargestellte) Sputtervorrichtung verwendet, um eine zweite Metallschicht (vorzugsweise aus der Gruppe Al, Cr, Cr/Al und Cr/Al/Au gewählt) abzulagern, und dann werden, wie aus den 2D und 3D ersichtlich, Photo- und Naßätzschritte durchgeführt, um eine Source-Elektrode 42-2, eine Drain-Elektrode 42-1 und eine Datenleitung 43 aus dem gleichen Material auszubilden. Dann werden die Source-Elektrode 42-2 und die Drain-Elektrode 42-1 als Masken bei einem Trockenätzvorgang verwendet, bei dem die nicht-kristalline Halbleiterschicht entfernt wird, die zwischen der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode und über einem Teil der Halbleiterschicht 40 liegt, der eine Kanalzone 44 des fertigen Dünnschichttransistors 110 werden wird. Auf diese Weise werden die Source-Elektrode, die Drain-Elektrode und die Gate-Elektrode unter Fertigstellung des Dünnschichttransistors ausgebildet.
Dann wird, wie aus den 2E und 3E ersichtlich, auf der gesamten Oberfläche des Substrats, auf der die Dünnschichttransistoren und die Datenleitungen ausgebildet wurden, eine im wesentlichen undurchsichtige Schicht, vorzugsweise aus schwarzem Harz, aufgetragen. Als nächstes werden Belichtungs- und Entwicklungsschritte ausgeführt, um ein schwarzes Matrixmuster 45 auszubilden, welches verhindert, daß Lichtstrahlen zwischen den Dünnschichttransistoren, den Datenleitungen und den Gate-Leitungen einerseits und den Pixelelektroden andererseits hindurchtreten. Das schwarze Harz wird vorzugsweise durch Dispersion eines organischen Pigments in einem hochempfindlichen negativen lichtbeständigen Harz hergestellt. Zum Beispiel kann das schwarze Harz ein nichtleitfähiger, pigmentdispergierter, schwarzer organischer Stoff sein, der bis zu 260°C hitzebeständig ist. Ferner beträgt die Lichtdurchlässigkeit des schwarzen Harzes vorzugsweise 50% oder weniger, und die Schichtdicke des schwarzen Harzes beträgt vorzugsweise ungefähr 1,5 Mikrometer oder weniger. Das schwarze Harz wird dazu verwendet, verschiedene Bauteile gegen Hintergrundbeleuchtung der Flüssigkristallanzeigevorrichtung abzuschirmen.
Dann wird, wie aus den 2F und 3F ersichtlich, eine (nicht dargestellte) Sputtervorrichtung benutzt, um eine Schutzschicht 46 (aus SiO₂ oder Siliziumnitrid) zum Schutz der Dünnschichttransistor-Anordnung abzuscheiden. Die Schutzschicht 46 wird dann strukturiert, und eine Kontaktausnehmung 47 wird entweder durch trocknes oder naßes Ätzen der Schutzschicht 46 geöffnet, wobei durch die Kontaktausnehmung 47 die Drain-Elektrode an eine später aufzutragende Pixelelektrode angeschlossen werden kann.
Dann wird, wie aus den 2G und 3G ersichtlich, auf der gesamten Oberfläche eine transparente leitfähige Schicht ausgebildet und strukturiert, um eine Pixelelektrode 48 auszubilden. Somit überlappt, wie aus 1 ersichtlich, ein Teil (Randbereich) (a) des schwarzen Matrixmusters die Pixelelektrode.
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung wird dann unter Anwendung herkömmlicher Herstellungsschritte fertiggestellt. Das heißt, eine Orientierungsschicht 300 wird ausgebildet (siehe 4A und 4B), und der Flüssigkristall wird zwischen der gemäß dem oben beschriebenen Verfahren hergestellten Bodenplatte und einer Deckplatte der Flüssigkristallanzeigevorrichtung dicht eingeschlossen.
Die 2H und 3H veranschaulichen eine zweite Ausführungsform der Erfindung.
Bei dieser zweiten Ausführungsform werden die bis zu den 2D und 3D führenden Herstellungsschritte in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform durchgeführt.
Dann wird eine anorganische Isolierschicht aufgetragen und derart partiell abgeätzt, daß davon nur ein die Kanalzone überlagernder Teilbereich 50 stehenbleibt. Danach werden die weiteren Herstellungsschritte in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform durchgeführt.
Mit Hilfe dieser anorganischen Isolierschicht wird erreicht, daß das schwarze Harz nicht unmittelbar über die Kanalzone des Transistors ausgebildet wird, wodurch verhindert wird, daß die Kanalzone mit Verunreinigungen aus dem schwarzen Harz verschmutzt wird.
Alternativ können Teilbereiche des schwarzen Harzes, die über den Dünnschichttransistoren und den Pixelelektroden liegen, entfernt werden und dadurch das schwarze Harz in ein gewünschtes Layout gebracht werden.
Ferner wird, wie aus den 2G und 2H ersichtlich, beim Strukturieren der Pixelelektrode 48 dafür gesorgt, daß deren Randbereich und das schwarze Matrixmuster 45 einander überlappen.
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der Erfindung weist auf: eine Mehrzahl von Gate-Busleitungen und Daten-Busleitungen, die in Matrixform auf dem Substrat 31 ausgebildet sind; eine Mehrzahl von Dünnschichttransistoren, die jeweils eine Gate-Elektrode 38, eine Source-Elektrode 42-2 und eine Drain-Elektrode 42-1 aufweisen und an den Kreuzungsstellen der Gate- und Daten-Busleitungen ausgebildet sind; eine schwarze Schicht 45 in Form eines Matrixmusters, die auf den Gate-Busleitungen, den Daten-Busleitungen und den Dünnschichttransistoren zum Abschirmen von Licht ausgebildet ist; eine Schutzschicht 46, die auf dem schwarzen Matrixmuster ausgebildet ist, um es zu bedecken; und eine Mehrzahl von Pixelelektroden 48, die über Kontaktausnehmungen mit je einer zugeordneten Drain-Elektrode verbunden sind.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Erfindung kann das schwarze Matrixmuster außerhalb der Pixelelektrodenzone gelegene Bereiche abschirmen. Ferner kann die Schutzschicht auf der gesamten Oberfläche angeordnet sein, und daher kann eine Verunreinigung des Flüssigkristalls durch Verschmutzungen aus dem schwarzen Matrixmuster (das aus einem organischen schwarzen Harz besteht) verhindert werden.
Da ferner die schwarze Matrix auf der Dünnschichttransistor-Anordnung ausgebildet ist, kann verhindert werden, daß sich die Bildqualität infolge Lichtstrahlreflexion von der Oberfläche der Anzeigevorrichtung verschlechtert. Darüber hinaus wird der Kontrast verbessert, und ein falsches Zusammenfügen beim Verbinden mit der Deckplatte kann verhindert werden. Dementsprechend können die Herstellungsschritte leicht durchgeführt und die Produktionsausbeute erhöht werden.
Da die schwarze Matrix auf der Dünnschichttransistor-Anordnung ausgebildet ist, wird außerdem das Öfnungsverhältnis der Dünnschichttransistor-Anordnung verbessert, so daß der Energieverbrauch verringert und die Bildqualität verbessert werden kann.

Claims

Bodenplatte für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, mit einem Substrat (31); einer Mehrzahl von Gate-Busleitungen (37) und einer Mehrzahl von Daten-Busleitungen (43), die auf dem Substrat (31) in Matrixform angeordnet sind; einer Mehrzahl von auf dem Substrat (31) ausgebildeten Dünnschichttransistoren (110), die jeweils eine Gate-Elektrode (38), eine Source-Elektrode (42-2) und eine Drain-Elektrode (42-1) aufweisen und an je einer Kreuzungsstelle der Gate-Busleitungen (37) und der Daten-Busleitungen (43) derart angeordnet sind, daß die Gate-Elektrode (38) mit der entsprechenden Gate-Busleitung (37) und die Source-Elektrode (42-2) mit der entsprechenden Daten-Busleitung (43) elektrisch verbunden sind; einer im wesentlichen undurchsichtigen Schicht (45), die wenigstens über den Gate-Busleitungen (37) und den Daten-Busleitungen (43) ausgebildet ist und die Gate-Busleitungen (37) und die Daten-Busleitungen (43) gegen Licht abschirmt; einer auf dem Substrat (31) die im wesentlichen undurchsichtige Schicht (45) abdeckend ausgebildeten Schutzschicht (46) mit einer Mehrzahl von Kontaktausnehmungen (47), die jeweils über den Drain-Elektroden (42-1) der Dünnschichttransistoren (110) ausgebildet sind; und einer Mehrzahl von auf dem Substrat (31) als eine obere Schicht ausgebildeten Pixelelektroden (48), die über jeweils eine Kontaktausnehmung (47) mit je einer Drain-Elektrode (42-1) der Dünnschichttransistoren (110) verbunden sind.
Bodenplatte für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die im wesentlichen undurchsichtige Schicht (45) Flächenbereiche des Substrats (31) bedeckt, die außerhalb von Teilflächenbereichen des Substrats (31) liegen, die den Pixelelektroden (48) und den Dünnschichttransistoren (110) entsprechen.
Bodenplatte für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die im wesentlichen undurchsichtige Schicht (45) die gesamte Fläche des Substrats (31) bedeckt, mit Ausnahme von Teilflächenbereichen des Substrats (31), die den Pixelelektroden (48) entsprechen.
Bodenplatte für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die im wesentlichen undurchsichtige Schicht (45) Flächenbereiche des Substrats (31) bedeckt, die ersten Teilbereichen der Pixelelektroden (48) entsprechen, und Flächenbereiche des Substrats (31) freiliegen 1äßt, die zweiten Teilbereichen der Pixelelektroden (48) entsprechen.
Bodenplatte für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 4, wobei die im wesentlichen undurchsichtige Schicht (45) unter Randbereiche (a) der Pixelelektroden (48) ragt.
Bodenplatte für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die im wesentlichen undurchsichtige Schicht (45) ein schwarzes Matrixmuster darstellt.
Bodenplatte für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die im wesentlichen undurchsichtige Schicht (45) ein schwarzes Harz enthält.
Bodenplatte für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Breite der im wesentlichen undurchsichtigen Schicht (45) größer als die Breite jeder Daten-Busleitung (43) ist.
Bodenplatte für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Dicke der im wesentlichen undurchsichtigen Schicht (45) 1,5 Mikrometer beträgt, welche bis zu einer Temperatur von 260°C hitzebeständig ist.
Bodenplatte für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einer anorganischen Isolierschicht (50), welche über der Kanalzone zwischen der Source-Elektrode (42-2) und der Drain-Elektrode (42-1) eines jeden Dünnschichttransistors (110) unterhalb der undurchsichtigen Schicht (45) angeordnet ist.
Bodenplatte für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schutzschicht (46) wenigstens eine anorganische Isolierschicht aufweist.
Bodenplatte für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit einer die Pixelelektroden (48) abdeckend ausgebildeten Orientierungsschicht (300).
Bodenplatte für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Gate-Elektrode (38) jedes Dünnschichttransistors (110) auf dem Substrat (31) ausgebildet ist und jeder Dünnschichttransistor (110) ferner folgende Merkmale aufweist: eine auf dem Substrat (31) die Gate-Elektrode (38) abdeckend ausgebildete Isolierschicht (39); eine auf der Isolierschicht (39) im Bereich des Dünnschichttransistors (110) ausgebildete Halbleiterschicht (40); und eine auf der Halbleiterschicht (40) mit Ausnahme eines über der Kanalzone des Dünnschichttransistors (110) liegenden Bereichs ausgebildete ohmsche Kontaktschicht (41), wobei die Source-Elektrode (42-2) und die Drain-Elektrode (42-1) jedes Dünnschichttransistors (110) auf der ohmschen Kontaktschicht (41) ausgebildet sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei eine ein Farbfilter und eine gemeinsame Elektrode aufweisende Deckplatter einer Bodenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 13, flächig gegenüberliegend angeordnet ist, und ein zwischen der Bodenplatte und der Deckplatte eingeschlossenes Flüssigkristallmaterial vorgesehen ist.
Verfahren zum Herstellen einer Bodenplatte für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, bei dem auf einer Hauptoberfläche eines Substrats (31) Gate-Busleitungen (37) und Daten-Busleitungen (43) zu einer Matrix ausgebildet werden; an den Kreuzungspunkten der Gate- und der Daten-Busleitungen (37; 43) jeweils ein Dünnschichttransistor mit einer Source-Elektrode (42-2), einer Drain-Elektrode (42-1) und einer Gate-Elektrode (38) derart ausgebildet wird, daß die Gate-Elektrode (38) mit der entsprechenden Gate-Busleitung (37) und die Source-Elektrode (42-2) mit der entsprechenden Daten-Busleitung (37) elektrisch verbunden werden; wenigstens auf den Gate-Busleitungen (37) und den Daten-Busleitungen (43) eine im wesentlichen undurchsichtige Schicht (45) ausgebildet wird; wenigstens auf der im wesentlichen undurchsichtigen Schicht (45) eine Schutzschicht (46) ausgebildet wird; in der Schutzschicht (46) über den Drain-Elektroden (42-1) der Dünnschichttransistoren (110) Kontaktausnehmungen (47) geöffnet werden; auf der Oberfläche des auf dem Substrat (31) danach erhaltenen Schichtenpakets eine Mehrzahl von Pixelelektroden (48) ausgebildet werden, die über jeweils eine Kontaktausnehmung (47) mit der Drain-Elektrode (42-1) je eines der Dünnschichttransistoren (110) elektrisch verbunden werden.
Verfahren zum Herstellen einer Bodenplatte für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 15, bei dem die im wesentlichen undurchsichtige Schicht (45) derart aufgetragen wird, daß Flächenbereiche des Substrats (31) bedeckt werden, die außerhalb von Teilflächenbereichen des Substrats (31) liegen, auf denen die Pixelelektroden (48) und die Dünnschichttransistoren (110) ausgebildet werden.
Verfahren zum Herstellen einer Bodenplatte für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 15, bei dem die im wesentlichen undurchsichtige Schicht (45) auf die gesamte Fläche des Substrats (31) mit Ausnahme von Teilflächenbereichen desselben aufgetragen wird, die den Pixelelektroden (48) entsprechen.
Verfahren zum Herstellen einer Bodenplatte für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 15, bei dem die im wesentlichen undurchsichtige Schicht (45) auf das Substrat (31) derart aufgetragen wird, daß sie in Randbereiche des jeweiligen Pixelelektrodenbereichs hineinragt, auf dem die jeweilige Pixelelektrode (48) ausgebildet wird.
Verfahren zum Herstellen einer Bodenplatte für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, bei dem die im wesentlichen undurchsichtige Schicht (45) aus einem ein schwarzes Harz enthaltenden Material hergestellt wird.
Verfahren zum Herstellen einer Bodenplatte für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, bei dem die im wesentlichen undurchsichtigen Schicht (45) breiter als die Daten-Busleitungen (43) ausgebildet wird.
Verfahren zum Herstellen einer Bodenplatte für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, bei dem die im wesentlichen undurchsichtige Schicht (45) in einer Dicke von 1,5 Mikrometern aufgetragen und aus einem Material hergestellt wird, das bis zu einer Temperatur von 260°C hitzebeständig ist und bei der aufgetragenen Dicke eine Lichtdurchlässigkeit von 50% oder weniger besitzt.
Verfahren zum Herstellen einer Bodenplatte für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, bei dem vor dem Auftragen der undurchsichtigen Schicht (45) eine anorganische Isolierschicht (50) über die Kanalzone zwischen der Source-Elektrode (42-2) und der Drain-Elektrode (42-1) eines jeden Dünnschichttransistors (110) ausgebildet wird.
Verfahren zum Herstellen einer Bodenplatte für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 22, bei dem nach der Ausbildung der Pixelelektroden (48) auf der Oberfläche des dadurch erhaltenen Schichtenpakets eine Orientierungsschicht (300) ausgebildet wird.
Verfahren zum Herstellen einer Bodenplatte für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 23, bei dem der Schritt, in welchem die Dünnschichttransistoren (110) ausgebildet werden, folgende Teilschritte umfaßt: auf dem Substrat (31) werden Gate-Elektroden (38) ausgebildet; auf dem Substrat (31) wird eine die Gate-Elektroden (38) abdeckende Isolierschicht (39) ausgebildet; auf der Isolierschicht (39) wird eine Halbleiterschicht (40) ausgebildet; auf der Halbleiterschicht (40) wird eine ohmsche Kontaktschicht (41) ausgebildet; das Layout der Halbleiterschicht (40) und der ohmschen Kontaktschicht (41) wird so gestaltet, daß die Halbleiterschicht (40) und die Kontaktschicht (41) solche Teilbereiche der Isolierschicht (39) überlagern, die den Dünnschichttransistoren (110) entsprechen; die Source-Elektroden (42-2) und die Drain-Elektroden (42-1) werden auf der ohmschen Kontaktschicht (41) ausgebildet; und die ohmsche Kontaktschicht (41) wird unter Fertigstellung der jeweiligen Kanalzone der Dünnschichttransistoren (110) aus dem Bereich zwischen der Source- und der Drain-Elektrode (42-2; 42-1) eines jeden Dünnschichttransistors (110) entfernt.