JP4578430B2

JP4578430B2 - 半透過型ディスプレイパネル及びその製造方法

Info

Publication number: JP4578430B2
Application number: JP2006105209A
Authority: JP
Inventors: 坤憲楊; 安石; 徳興李; 曉波張
Original assignee: TPO Displays Corp
Current assignee: TPO Displays Corp
Priority date: 2005-04-21
Filing date: 2006-04-06
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2026-04-06
Also published as: TW200638110A; CN1854838A; CN100375918C; TWI320117B; JP2006301625A; US20060238676A1; US7248317B2

Description

本発明は、ディスプレイパネルに関し、特に、反射層構造を有する半透過型ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルに関するものである。

製造コストの低下と品質の向上に伴って、液晶ディスプレイは、例えば、ノート型パソコン、ＰＤＡ、携帯電話、時計など、異なる製品にますます用いられてきた。ＬＣＤは、受光素子（ｐａｓｓｉｖｅｌｕｍｉｎｏｕｓｄｅｖｉｃｅ）であり、ＬＣＤ装置のバックライトを含むことができる。

一般的にＬＣＤ装置は、それらの表示方法によっていくつかのタイプに分けられることができる。いくつかの例は、反射型ＬＣＤ装置、透過型ＬＣＤ装置と、半透過型ＬＣＤ装置である。反射型ＬＣＤ装置は、環境の中の光を反射して画像を表示することから、電力を節約し、製造コストを減少する。透過型ＬＣＤ装置は、ＬＣＤパネルと付加のバックライトユニットを含み、光源をＬＣＤパネルに提供し、より高い輝度とより少ない使用制限を生み出す。また、半透過型ＬＣＤ装置は、透過型ＬＣＤ装置と反射型ＬＣＤ装置の特徴を合わせており、それが環境光を反射して画像を表示できることから用いられる。透過型ＬＣＤ装置もバックライトユニットを用いて、例えば、室内または夜の低い環境光の中で、光源を発生することができる。

図１は、従来の半透過型ディスプレイパネル１０の概略図である。図１に示すように、半透過型ディスプレイパネル１０は、横方向に配列された複数のスキャンライン１２を有する基板、スキャンライン１２に垂直の縦方向に配列された複数のデータライン１４と、スキャンライン１２とデータライン１４の公差に対応した複数の画素を含む。各画素は、スイッチ領域１６と表示領域１８を含む。半透過型ディスプレイパネル１０では、スイッチ領域１６は、例えばポリシリコンＴＦＴの薄膜トランジスタを含む。表示領域１８は、透過領域１１４と反射領域１１５を形成する透過孔を有する反射層によって覆われることができる。よって、環境光は、反射層によって反射され、画像を表示することができる。バックライトユニットは、付加の光源を透過領域１１４に提供し、低い環境光の中で、画像の表示をする助けをする。

図２は、図１のラインＡ−Ａ’に沿った表示領域１８の断面図である。図２に示すように、半透過型ディスプレイパネル１０は、その上に透過領域１１４と反射領域１１５が定義された基板１１２を含む。ＴＦＴディスプレイパネルの従来の製造プロセスでは、層間絶縁膜（ＩＬＤ）または平坦層１１６は、基板１１２に配置されることができ、例えば、基板１１２のスイッチ領域１６に位置されたＴＦＴなどの電子装置を保護する。透過孔１１８は、基板１１２に形成され、透過領域１１４を露出する。

半透過型ディスプレイパネルの従来の製造プロセスによると、透明電極層と反射層は異なる順序で形成することができる。例えば、透明電極層が上に形成された構造、または反射層が上に形成された構造であることができる。反射層と透明電極層が異なる仕事関数を有することから、反射層が上にある構造は、ちらつきの問題を発生させる。よって、透明電極層が上にある構造が同一の仕事関数を提供できることから用いられ、ちらつきの問題を防ぐ。

図２に示すように、接着層１２０と反射層１２２は、平坦層１１６の上に順次に形成される。次に、透明電極層１２６が反射層１２２の上に形成される。上述のように、反射層１２２は、環境の中の光を反射し画像を表示する。接着層１２０は、平坦層１１６と反射層１２２の間の結合力を強める。

エッチングプロセスが行われ、透過孔１１８の底部の反射層１２２と接着層１２０のパターン化をし、透明電極層１２６の形成の前に、透過領域１１４を露出することができる。よって、バックライトユニットからの光源が透過領域１１４に透過できる。

一般的に、反射層１２２は、アルミ合金であり、接着層１２０は、モリブデン（Ｍｏ）を含む。上述のエッチングプロセスでは、接着層１２０は、材料の性質により、反射層１２２より大きなエッチング速度を有する。これは、図２の１２３のような例に示すように、透過領域１１４に隣接する接着層１２０の端に現れるアンダーカット（ｕｎｄｅｒｃｕｔ）現象を招く可能性がある。これは、透明電極層１２６の段差被覆（ｓｔｅｐ−ｃｏｖｅｒａｇｅ）を低下させ、透明電極層１２６がその上に形成される時、中断領域、または微弱接触領域の存在をもたらす。また、これは半透過型ディスプレイパネル１０の表示品質を低下させる可能性がある。

よって、新たな半透過型ディスプレイパネル構造とその製造方法が望まれる。

半透過型ディスプレイパネルの製造方法の実施例では、まず、その上に透過領域を有する基板が提供される。平坦層は、基板の上に配置され、続いて孔が平坦層に形成され、透過領域を露出する。第一反射層と第二反射層は、平坦層の上に順次に形成される。その次に、エッチングプロセスが行われ、第一反射層と第二反射層がパターン化され、透過領域を露出する。エッチングプロセスは、第一反射層の第一エッチング速度と、第一エッチング速度より大きい第二反射層の第二エッチング速度を有する。次に、透明電極層が第二反射層と透過領域の上に形成される。

半透過型ディスプレイパネルの実施例は、その上に定義された透過領域を有する基板と基板の上に配置された平坦層を含む。平坦層は、透過領域の上に位置された透過孔を有し、透過領域を露出する。半透過型ディスプレイパネルは、第一開口を有する平坦層の上に配置された第一反射層と、第二開口を有する第一反射層の上に配置された第二反射層を更に含む。第二開口は、第一開口の上に配置され、第一開口より大きい。第一反射層は第二反射層より、より良いアンチエッチング能力を有する。

従来の一つの反射層のみ有する半透過型ディスプレイパネルに比べ、本発明の半透過型ディスプレイパネルの実施例は、二つの反射層を提供する。また、二つの反射層は、異なるアンチエッチングの性質を有し、小さいテーパー角を有する円錐構造を形成する。よって、透明電極層の次の製造プロセスで生じる中断、または微弱接触の問題を解消することができる。よって、半透過型ディスプレイパネルの信頼性と安定性が改善されることができる。

本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。

各種の実施例に基づいた半透過型ディスプレイパネルが提供される。ここで説明されるように、いくつかの実施例の反射層構造は、半透過型ディスプレイパネルの平坦層の上に配置される。

図３〜５は、半透過型ディスプレイパネル２１０を製造するいくつかの実施例に基づいた概略図である。図３に示すように、半透過型ディスプレイパネルは、その上に透過領域２１４と反射領域２１５を有する基板２１２を含むことができる。平坦層２１６は、基板２１２に形成されることができ、続いて、パターン化され、透過孔２１８を形成し、透過領域２１４と反射領域２１５の一部を露出する。実施例では、基板２１２は、ガラス基板、シリコン基板、シリコンオンインシュレータ（ｓｉｌｉｃｏｎｏｎｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板、サファイア基板、高分子基板、またはその他の適当な材料を含むことができる。各種の実施例に基づいて、平坦層２１６は、約２.９〜３.９マイクロメータの厚さを有することができる。また、平坦層２１６は、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、高分子、またはその組み合わせからなる誘電物質を含むことができる。

図４に示すように、第一反射層２２０と第二反射層２２２は、透過領域２１４、反射領域２１５と、透過孔２１８の平坦層２１６の側壁上に形成されることができる。

各種の実施例に基づいて、第一反射層２２０は、第二反射層２２２と異なるエッチング速度を有することができる。各種の実施例に基づいて、第一反射層２２０と第二反射層２２２の構成は、同じ、または異なる材料を含むことができる。また、各種の実施例に基づいて、第一反射層２２０と第二反射層２２２は、同じ材料だが異なる密度から形成されることができる。半透過型ディスプレイパネル２１０の実施例では、第一反射層２２０と第二反射層２２２は、異なる動作電力のスパッタリングプロセスによって形成されることができる。例えば、大きな動作電力が第二反射層２２２を形成する過程で用いられると、第二反射層２２２は、比較的多孔質の構造と、より低いアンチエッチング能力（ａｎｔｉ−ｅｔｃｈｉｎｇａｂｉｌｉｔｙ）を有することができ、より速いエッチング速度を含むことができる。

その次に、エッチングプロセスが行われ、透過領域２１４の第一反射層２２０と第二反射層２２２がパターン化される。エッチングプロセスは、第一反射層２２０の第一開口２３０と、第一開口２３０の上に配置された第二反射層２２２の第二開口２３２を形成し、透過領域２１４を露出する。第一反射層２２０がより良いアンチエッチング能力とより高い密度を有することから、第一反射層２２０のエッチング速度は比較的遅い。例えば、薄膜の種類、エッチング薬剤と、エッチング上の環境など、多種の要因によって第二反射層２２２のエッチング速度の５０〜９０％ほど遅い。よって、第二開口２３２は、第一開口２３０より大きく形成されることができる。透過孔２１８の底部のパターン化された第一反射層２２０とパターン化された第二反射層２２２の辺縁はまた、７０度より小さいテーパー角（ｔａｐｅｒｅｄａｎｇｌｅ）を有する円錐構造（ｔａｐｅｒｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）２３４を形成し、次に続くプロセスの信頼性を改善する。各種の実施例に基づいて、円錐構造２３４は、６０度より小さいテーパー角を有する。

半透過型ディスプレイパネル２１０の実施例では、第一反射層２２０は、約１０００〜２０００オングストロームの厚さを有し、アルミニウム・ネオジウム（ＡｌＮｄ）、アルミニウム、銀、アルミ合金、またはその組み合わせを含む。第二反射層２２２は、約１００〜８００オングストロームの厚さを有し、アルミニウム・ネオジウム（ＡｌＮｄ）、アルミニウム、銀、アルミ合金、またはその組み合わせを含む。

各種の実施例に基づいて、エッチングプロセスは、約４０度の温度で行われることができる。また、エッチングプロセスは、１〜５％の硝酸、７０〜８０％の燐酸と、５〜１５％の酢酸を含むエッチング剤を用いて行われることができる。第一反射層２２０のエッチング速度は、毎分約４０００〜５０００オングストロームであることができ、第二反射層２２２のエッチング速度は、毎分約５０００〜６０００オングストロームであることができる。

図５に示すように、透明電極層２２６は、続いて第二反射層２２２と透過領域２１４の基板２１２の上に堆積される。半透過型ディスプレイパネル２１０の実施例では、透明電極層２２６は、インジウムスズ酸化物、酸化インジウム亜鉛、その他の適合する材料、またはその組み合わせを含むことができる。

図６は、半透過型ディスプレイパネル３１０の実施例の概略図である。半透過型ディスプレイパネル２１０と比較すると、半透過型ディスプレイパネル３１０は、似たような構造と製造プロセスを有し、更に追加の接着層３２８を含む。図６に示すように、ディスプレイパネル３１０は、反射領域３１５と透過領域３１４を有する基板３１２と、基板３１２の上に配置された平坦層３１６を含む。平坦層３１６は、基板３１２の表面上の透過領域３１４を露出する透過孔を有する。接着層３２８、第一反射層３２０と、第二反射層３２２は、基板３１２と平坦層３１６の上に形成されることができる。続いてエッチングプロセスが行われ、接着層３２８、第一反射層３２０と、第二反射層３２２がパターン化される。上述のように、第一反射層３２０が第二反射層３２２より、より良いアンチエッチング能力を有することができることから、第二開口３３４は、第一開口３３２より大きいことができ、円錐構造が形成されることができる。これは、続くプロセスの透明電極層３２６形成の品質改善につながる。半透過型ディスプレイパネル３１０の実施例では、接着層２２８は、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、その他の適合する材料、またはその組み合わせを含むことができ、約５０〜３００オングストロームの厚さを有することができる。

各種の実施例に基づいて、ＬＣＤ装置は、上述の半透過型ディスプレイパネル２１０、または３１０を含むことができる。図７は、上述の半透過型ディスプレイパネル２１０、または３１０のＬＣＤパネル１を含むＬＣＤ装置３を表している概略図である。ＬＣＤ装置３は、表示パネル１に接続した制御器２を更に含むことができる。制御器２は、駆動回路（未図示）を含み、表示パネル１を制御し、入力に応じて画像を表示する。

図８は、図７に示すＬＣＤ装置３を組み合わせた電子装置５を表している概略図である。入力装置４は、図５または図６に示すＬＣＤ装置３の制御器２に接続され、電子装置５を形成することができる。入力装置４は、処理機または同様のものを含み、制御器２にデータを入力して画像を表示することができる。電子装置５は、ＰＤＡ、ノート型パソコン、タブレット型パソコン、携帯電話、または表示モニター装置などの携帯装置、またはデスクトップ型コンピュータのような非携帯用装置であることができる。

以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。

従来の半透過型ディスプレイパネルの概略図である。図１のラインＡ−Ａ’に沿った表示領域の断面図である。半透過型ディスプレイパネルの製造方法の実施例の概略図である。半透過型ディスプレイパネルの製造方法の実施例の概略図である。半透過型ディスプレイパネルの製造方法の実施例の概略図である。半透過型ディスプレイパネルの実施例の概略図である。ＬＣＤ装置の実施例の概略図である。電子装置の実施例の概略図である。

符号の説明

１液晶ディスプレイパネル
２制御器
３液晶ディスプレイ装置
４入力装置
５電子装置
１０半透過型ディスプレイパネル
１２スキャンライン
１４データライン
１６スイッチ領域
１８表示領域
１１２基板
１１４透過領域
１１５反射領域
１１６平坦層
１１８透過孔
１２０接着層
１２２反射層
１２３領域
１２４辺縁
１２６透明領域
２１０半透過型ディスプレイパネル
２１２基板
２１４透過領域
２１５反射領域
２１６平坦層
２１８透過孔
２２０第一反射層
２２２第二反射層
２３０第一開口
２３２第二開口
２３４円錐構造
３１２基板
３１５反射領域
３１６平坦層
３１８透過孔
３２０第一反射層
３２２第ニ反射層
３３０第一開口
３３２第二開口
３２８接着層

Claims

その上に配置された透過領域を有する基板を提供するステップ、
前記基板の上に平坦層を堆積するステップ、
前記平坦層に前記透過領域を露出する孔を形成するステップ、
前記平坦層と前記孔の前記露出した透過領域の上に第一反射層を形成するステップ、
前記第一反射層の上に第二反射層を形成するステップ、
前記透過領域を露出する前記孔に前記第一反射層と前記第二反射層をパターン化するエッチングプロセスを行うステップ、および
前記第二反射層と前記透過領域の上に透明電極層を形成するステップを含み、
前記エッチングプロセスにおいて、前記第一反射層及び前記第二の反射層は、それぞれ第一エッチング速度及び第二エッチング速度でエッチングされ、前記第一エッチング速度は、前記第二エッチング速度より遅く、
前記第一反射層と前記第二反射層は、前記孔の底部に７０度より小さいテーパー角を有する円錐台形を形成する半透過型ディスプレイパネルの製造方法。
前記第一反射層と前記第二反射層は、同じ材料から形成される請求項１に記載の製造方法。
前記第一反射層と前記第二反射層は、異なる密度を有する請求項２に記載の製造方法。
前記材料は、アルミニウム・ネオジウム（ＡｌＮｄ）、アルミニウム、銀、アルミ合金の少なくとも一つを含む請求項２に記載の製造方法。
前記第一反射層と前記第二反射層は、スパッタリングプロセスによって形成される請求項１に記載の製造方法。
前記第一エッチング速度は、前記第二エッチング速度の約５０〜９０％である請求項１に記載の製造方法。
前記透明電極層は、インジウムスズ酸化物、酸化インジウム亜鉛の少なくとも一つを含む請求項１に記載の製造方法。
前記第一反射層の形成の前に、前記平坦層の上に接着層を形成し、続いて前記第一反射層が前記接着層に形成されるステップを更に含む請求項１に記載の製造方法。
前記接着層は、約５０〜３００オングストロームの厚さを有する請求項８に記載の製造方法。
前記接着層は、モリブデン（Ｍｏ）とチタン（Ｔｉ）の少なくとも一つを含む請求項８に記載の製造方法。
その上に定義された透過領域と反射領域を有する基板、
前記基板の上に配置され、透過領域と前記透過領域を囲む前記反射領域の一部を露出する孔を有する平坦層、
前記平坦層に配置され、前記孔の底部に第一開口を有し、前記透過領域を露出する第一反射層、
前記第一反射層の上に配置され、前記第一開口の上に第二開口を有する第二反射層、および
前記第二反射層と前記透過領域の上に配置された透明電極層を含み、
前記第一開口及び前記第二開口を形成するエッチングプロセスで、前記第一反射層は、前記第二反射層よりも遅いエッチング速度を有し、
前記第一反射層と前記第二反射層は、前記孔の底部に７０度より小さいテーパー角を有する円錐台形を形成する半透過型ディスプレイパネル。
前記第一反射層と前記第二反射層は、同じ材料から形成され、かつ、異なる密度を有する請求項１１に記載の半透過型ディスプレイパネル。
前記第一開口と前記第二開口を形成するエッチングプロセスで、前記第一反射層は、前記第二反射層の約５０〜９０％のエッチング速度を有する請求項１１に記載の半透過型ディスプレイパネル。
前記材料は、アルミニウム・ネオジウム（ＡｌＮｄ）、アルミニウム、銀、アルミ合金の少なくとも一つを含む請求項１２に記載の半透過型ディスプレイパネル。
前記透明電極層は、インジウムスズ酸化物、酸化インジウム亜鉛の少なくとも一つを含む請求項１１に記載の半透過型ディスプレイパネル。
前記平坦層と前記第一反射層の間に配置した接着層を更に含み、前記接着層は前記第一開口と前記第二開口の下に第三開口を有する請求項１１に記載の半透過型ディスプレイパネル。
前記接着層は、モリブデン（Ｍｏ）とチタン（Ｔｉ）の少なくとも一つを含む請求項１６に記載の半透過型ディスプレイパネル。
前記接着層は、約５０〜３００オングストロームの厚さを有する請求項１７に記載の半透過型ディスプレイパネル。
請求項１１に記載の半透過型ディスプレイパネル、および
前記ディスプレイパネルに接続され、入力に応じて画像を表示する制御器を含むディスプレイ装置。
請求項１９に記載のディスプレイ装置、および
前記ディスプレイ装置の前記制御器に接続され、前記ディスプレイ装置を制御して画像を表示する入力装置を含む電子装置。