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CN85108619A - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

液晶显示装置包括由密封于一对对立电极间的液晶材料构成的显示单元和用来控制对立电极间电压的薄膜驱动晶体管组成。其中,薄膜驱动晶体管的漏极区和对立电极之一通常用多晶硅膜构成。本发明的液晶显示装置具有构造简单的特点,而且免去了从前的制造工艺所需的一些衬层而使制造容易。

Description

本发明述及的液晶显示装置,由密封于一对对立电极间的液晶材料构成的显示单元和控制向对立电极输送电压的薄膜驱动晶体管组成。
从前的液晶显示装置的制造工艺系按图1A到1i所表示的方法。这种生产格式如图1A所示,系用LPCVD方法在石英基体上形成一个予先规定形状的多晶硅膜2。然后,如图1B所示,使多晶硅膜2上表面加温氧化,以在硅膜2表面上形成二氧化硅(SiO2)膜3,同时使多晶硅膜2薄到予期的厚度。接着,如图所示,多晶硅膜4在整个表面上形成。
然后,用蚀刻法相继将多晶硅膜4以及二氧化硅(SiO2)膜3的予定部分除掉,以形成一个予定形状的二氧化硅(SiO2)膜的闸门绝缘膜6和一个予定形状的多晶硅膜的闸门电极7,如图1C所示。
如图1D所示,在整个结构表面上形成一个脉冲信号发生器(PSG)膜8,并以约1000℃的温度将其热处理,以扩散磷(P)原子,将含在脉冲信号发生器(PSG)膜8内的磷原子扩散到多晶硅膜2以形成n+-型的源极和漏极区10和11,在这里,磷(P)原子被高度浓缩。
如图1E所示,用蚀刻法将脉冲信号发生器(PSG)膜的予定部分选除以形成开口8a和8b。然后,以此开口8a和8b形成铝电极12和13。
如图1F所示,用等离子CBD方法在最后结构的整个表面上形成一个绝缘内衬层式的Si3N4膜14,并用蚀刻法形成一个开口14a
如图1G所示,在大约300℃温度下用飞溅喷涂方式使一个临时技术指令(ITO)膜呈现在结构的全部表面上。随后,用蚀刻法选除掉不用的部分而使形成的临时技术指令(ITO)膜成为有予定的形状的透明电极16。接着,如图1H所示,一个Si3N4膜17作为钝化的衬层形成在结构的整个表面上。然后,如图1i所示,由液晶材料20形成的液晶单元被密封于Si3N4膜17和一个对立电极18之间,此电极18予先在玻璃板19的表面上形成。这样,液晶显示装置全部完成。
如上所述,系从前的液晶显示装置的制造方法。系用一个由闸门绝缘膜6、闸门电极7以及源极10和漏极区11构成的薄膜晶体管(TFT)作为驱动晶体管,在其迴路接通运行期间,在透明电极临时技术指令(ITO)膜16和对立电极18之间建立电压,在人们熟悉的状况下用来控制液晶材料20的传输性。
从前的液晶显示装置制造工艺,如图1i所示,具有下述缺点:由于透明电极在驱动晶体管一边以在液晶材料20和临时技术指令(ITO)膜16之间建立电压,由于需要形成薄膜晶体管(TFT)的步骤以便按上述各项制造液晶显示装置。因此,不但需要形成临时技术指令(ITO)膜16的步骤和在其膜上形成所需模式的步骤,而且也随之需要Si3N4膜14作为绝缘内衬层的步骤和形成开口14a的步骤。薄膜晶体管(TFT)形成之后由于用飞溅喷涂法形成临时技术指令(ITO)膜16的过程和用等离子CVD过程形成Si3N4膜17时,或因有效可动性μlff的减低,或因入口V+h的增加,薄膜晶体管(TFT)可能被损伤。这样,将使得驱动晶体管特性不良。
用于上述方法制造的液晶显示装置中的薄膜晶体管(TFT)曾刊载于“日本应用物理学会”的第45届学术讨论会论文(1984年版)第407页和408页14段-A4至14段-A6中。该文章论述了上述的多晶硅薄膜晶体管的特性可用形成极薄的多晶硅膜;微片尺寸增长效应;和多晶硅膜传导特性作了改善。这种极薄的多晶硅膜借热氧化作用和用等离子CVD法在极薄的多晶硅薄膜晶体管上形成Si3N4膜后用400℃温度的氢化退火方法形成。
本发明的目的是为了制造一种没有上面所述的从前的制造工艺缺点的改进了的液晶显示装置。
按照本发明,液晶显装置包括一个由密封于一对对立电极之间的液晶材料构成的显示单元和一个用来控制两个对立电极间电压的薄膜驱动晶体管组成。在薄膜驱动晶体管的漏极区和连接到漏极区的对立电极之一用一个单体的多晶硅膜联成一体。
本发明使液晶显示装置比从前的工艺装置的结构和制造程序简化。
虽然可能会有不违背所发表新概念的精神和意图的变更和修改,本发明的其余目的、特征和优点将会从下面的优先实施方案的介绍连同附带的图纸容易地看到。
图1A和1i系表示从前传统的液晶显示装置的制造方法的断面图。
图2A到2G系表示按照本发明的一个实施方案的液晶显示装置制造方法的断面图。
图3是图2G所示的液晶显示装置的平面图。
优先实施方案介绍
按本发明实施方案的液晶显示装置将参照图2A到2G和图3介绍。用于图2A到2G和图3中的参考数字也同样出现在图1A到1i的相同部位。
如图2A所示,多晶硅膜2具有适合于一个开口比(PiXel)的尺度和用LPCVD法在石英基体上形成700
Figure 85108619_IMG3
的厚度。如图3所示,多晶硅膜2大体上是矩形,而且在膜2的角上形成矩形的缺口部分2b,并由该处垂直延展到边上。薄膜晶体管(TFT)在浅的矩形部分并邻近缺口部分2b处形成。这些将继续介绍。
如图2B所示,将结构加热氧化以形成二氧化硅(SiO2)膜3并将多晶硅膜2减薄使其厚度达到200
Figure 85108619_IMG4
。于是,如图所示,在结构上形成一个多晶硅4的衬层。
然后,如图1B和1D所示,闸门绝缘膜6和闸门电极7如图2c所示形成。其后,如图2D所示,在结构表面上形成脉冲信号发生器(PSG)膜8,同时,如图2A至2D所示,形成n+-型的源极10和漏极区11。必须注意如图2c所示的闸门电极7和闸门绝缘膜6与在多晶硅膜2角上形成的矩形部分2a以交叉的形式形成。
如图2E所示,在PSG膜8上形成的开口8a和经过开口8a形成的铝电极12系连接到源极10。
如图2F所示,具有Si3N4膜17的被动膜在如图2E所示的结构表面上形成。如图2G所示,液晶显示材料20被密封在Si3N4膜17和一个形成在如图1i所示的玻璃板19上的对立电极18之间。于是,如图2G所示,液晶显示装置全部完成。
图3是液晶显示装置的平面图。图2G是沿A-A线切取图3的断面图。必须注意,在图3中未表示出Si3N4膜17,玻璃板19和液晶材料20。
图2G所示的液晶显示装置中,n+-型硅膜2的厚度为200
Figure 85108619_IMG5
,由其构成漏极区11,同时也作为透明电极。这种极薄的多晶硅膜2除了波长短的蓝色光线被吸收外,对于几乎所有波长的光都是充分透明的。
按照本发明,由于具有共同n+-型多晶硅膜2的漏极区11和透明电极而得到下述的优点。在本发明中,从前的制造工艺如图1G中表示的ITO膜不需形成透明电极。因此,在本发明中,从前的制造工艺图1F所示的Si3N4膜边不需形成作为绝缘内衬层。因此,本发明所体现出来的液晶显示装置的结构比从前的制造工艺简化。作为成果,为了形成ITO膜和形成Si3N4膜14的开口15a而进行的光敏蚀刻成型步骤可以免去。因此,本发明简化了通常方法的制造步骤。同时,由于不须形成ITO膜16和Si3N4膜14,所以因用飞溅喷涂或等离子CVD法招致损伤薄膜晶体管的现象得以避免,从而使得薄膜晶体管(TFT)具有极好的特性。
除了上述优点外,因本发明不须形成ITO膜,因而耐热性比从前的工艺改善,而且透光部分的面积对于一个开口比(PiXel)的比值可比从前的制造工艺增加。
本发明的实施方案已作如上介绍。然而,本发明并不仅限于此,还可运用本发明的精神和意图进行不同的变更和修改。例如,氧(O),氮(N)是碳(C)的离子,可被游离移植到多晶硅膜2中,可形成一些开口以根据需要增进光的传输。同时,多晶硅膜2的厚度可按需要自由选择。然而,为了使得薄膜晶体管(TFT)具有高效的可动性μeff,最好将厚度限定在20~1000
Figure 85108619_IMG6
范围内。多晶硅膜2的厚度在透明电极部分和在TFT部分可按需要有所不同。
石英基体亦可用玻璃之类的绝缘透明基体代替之。当用玻璃基体时,由于玻璃通常具有低的熔点,多晶硅膜2的厚度不能用加热氧化的方法减薄。而且最好用LPCVD法在低温时使多晶硅膜直接形成至予期的厚度。同样,源极10和漏极区11最好用离子移植法代替用PSG膜8的方法。
虽然将本发明以优先实施方案作了介绍,但不局限于此。因为还可按本发明的附加要求规定的全部意向予以变化和修改。

Claims (12)

1、其特征是液晶显示装置由一个密封于一对对立电极之间的液晶材料构成的显示单元和一个薄膜驱晶体管组成,后者用来控制所述的对立的两电极间的电压。在该处,薄膜驱动晶体管的漏极区和连接到漏极区的电极之一系用同样的多晶硅膜构成。
2、根据权利要求1中所述,显示装置的多晶硅膜系在绝缘透明基体上形成。
3、根据权利要求2中所述,显示装置的绝缘透明基体系石英基体。
4、根据权利要求2中所述,显示装置的绝缘透明基体系玻璃基体。
5、根据权利要求1,或2,或3,或4中所述,添加到薄膜晶体管漏极区的不纯物是和添加到所述的一对电极之一中的不纯物属于相同的导电类型。
6、根据权利要求1,或2,或3,或4中所述,显示装置的硅膜系n+-型多晶硅膜,其中的n-型不纯物被添加到高的浓度。
7、根据权利要求1,或2,或3,或4中所述,显示装置的多晶硅膜的一部分构成对立电极中的一个电极最包含氧、氢和碳族中的元素之一。
8、根据权利要求1,或2,或3,或4中所述,显示装置的复数开口在多晶硅膜的一部分上形成,且成为对立电极之一。
9、根据权利要求1,或2,或3,或4中所述,显示装置的多晶硅膜的厚度限定在20~1000 范围内。
10、其特征是液晶显示装置包括:第一和第二平面对立电极;密封于第一和第二电极之间的液晶材料;一个薄膜驱动晶体管以在带有源极和漏极区的第一和第二电极之间建立电压,而且漏极和源极之一系用多晶硅膜的单体衬层联成一体,此单体衬层亦即第一电极。
11、根据权利要求10中所述,液晶显示装置的多晶膜系联接到透明的绝缘基体上。
12、其特征是液晶显示装置制造方法的步骤,包括:在一个平的绝缘透明基体上形成多晶硅膜衬层;在多晶硅膜上形成二氧化硅膜;在平的绝缘基体上形成薄膜晶体管的闸门电极;在平的绝缘基体上形成薄膜晶体管用的源电极;在平的绝缘基体上形成多晶硅的导电衬层,并用其构成薄膜晶体管的一个漏电极和第一平电极;在透明板上形成第二平电极;将透明板和平的绝缘基体之间用液晶材料密封在一起。
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