[发明专利]液晶显示器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器件(LCD)及其制造方法，更具体地，涉及具有简化的制造工序、提高的产率及增强的亮度的一种液晶显示器件及其制造方法。

背景技术

在现在的信息社会，显示器作为虚拟的信息传播媒介已变得越来越重要。为了满足这种需求，显示器应当具有功耗低、外形薄、重量轻并且图像质量高。液晶显示(LCD)器件，其在平板显示器件(FPD)市场中为主要的产品类型，不仅满足这些需要而且可以大规模生产从而每种利用LCD器件的新产品变得快速商业化。因此，LCD器件取代显像管(CRT)作为主要的显示技术。

液晶显示(LCD)器件通过根据图像信息分别向呈矩阵排列的液晶单元提供数据信号以及通过控制该液晶单元的光学的各向异性显示图像。LCD技术中使用的主驱动方法，即有源矩阵(AM)，利用非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)作为开关器件驱动像素区域的液晶。非晶硅薄膜晶体管技术是在1979年由英国LeComber创立，并在1986年以3英寸液晶便携式电视得到商业化。近来，研发了大于50英寸的LCD。

然而，非晶硅薄膜晶体管的场效应迁移率(～1cm²/Vsec)在用于需要超过1MHz快速运行的外围电路中具有局限性。因此，需要研发利用具有比非晶硅场效应迁移率更大的多晶硅(poly-Si)在玻璃基板上同时形成像素区域和驱动电路区域的技术。

从1982年研发液晶彩色电视后，多晶硅薄膜晶体管技术已应用于诸如可携式摄像机的小型模块中。另外，由于该技术具有低的感光性和高的场效应迁移率从而可直接将驱动电路制造在基板上。

迁移率的增加可提高决定驱动像素数量的驱动电路区的工作频率，从而有助于显示器件的高的精细度。另外，像素区域的信号电压具有减少的充电时间其降低传输信号的失真并提高图像质量。当与高驱动电压(～25V)的非晶硅薄膜晶体管相比，多晶硅薄膜晶体管可在低于10V下驱动，从而降低了功耗。

以下将参照图1说明相关技术LCD器件的结构。图1示出了其中驱动电路区集成在阵列基板上的集成有驱动电路的LCD器件的平面图。

如图所示，该LCD器件包括滤色片基板5、阵列基板10、形成在该滤色片基板5和阵列基板10之间的液晶层(未示出)。该阵列基板10包括单位像素以矩阵形式排列形成的像素区域35；和在排列在像素区域35外围具有数据驱动电路区域31和栅驱动电路区域32的驱动电路区域30。虽未示出，阵列基板10的像素区域35包括多根栅线和数据线，用于通过在阵列基板10上垂直和水平排列限定多个像素区域；作为开关器件形成在栅线和数据线之间的每个交叉处的薄膜晶体管(TFT)；以及形成在像素区域的像素电极。此处，该TFT为利用场效应晶体管(FET)将电压施加到像素电极的开关器件从而通过电场控制电流。

阵列基板10的驱动电路区域30设置在比滤色片基板5突出的像素区域35的外围。数据驱动电路区域31设置在阵列基板10的长边，而栅驱动电路区域31设置在阵列基板10的宽边。数据驱动区域31和栅驱动电路区域32利用具有互补金属氧化物半导体(CMOS)结构的薄膜晶体管，其为反相器从而正确地输出输入信号。CMOS为具有MOS结构的集成电路，其用在需要快速信号处理的驱动电路区域TFT中。CMOS需要n沟道TFT和p沟道TFT，并具有对应NMOS和PMOS的中间水平的速度和密度特征。

栅驱动电路区域32和数据驱动电路区域31通过栅线和数据线分别将扫描信号和数据信号提供给像素电极，并与外部信号输入端口(未示出)连接。栅驱动电路区域32和数据驱动电路区域31控制从外部信号输入端口输入的外部信号发送给每个像素电极。

在滤色片基板5的像素区域35上形成有用于实现颜色的滤色片(未示出)和面向形成在阵列基板10上的像素电极的公共电极(未示出)。滤色片基板5和阵列基板10提供盒间隙以通过衬垫料(未示出)彼此分开，并通过形成在像素区域35的外围的密封图案(未示出)彼此粘接以构成单位LC面板。滤色片基板5和阵列基板10通过形成在滤色片基板5或阵列基板10上的结合键彼此粘接。

由于集成有驱动电路的LCD器件利用多晶硅TFT，所以获得优异的器件性能和高的图像质量。相应地，实现高的精细度并降低功耗。

然而，在同一基板上具有n沟道TFT和p沟道TFT的集成有驱动电路的LCD器件需要比只具有单类型沟道的非晶硅TFT LCD更复杂的制造工序。即为了制造包括多晶硅TFT的阵列基板，需要大量的光刻工序。