[发明专利]用于液晶显示装置的阵列基板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示(LCD)装置，更具体地说，涉及一种用于具有由有机半导体材料制成的半导体层的LCD装置的阵列基板。

背景技术

由于LCD装置具有重量轻、厚度薄且功耗低的特性，因此LCD装置已广泛用作阴极射线管型显示装置的替代品。

LCD装置利用液晶分子的光学各向异性和偏振特性来显示图像。液晶分子细且长的形状导致它们的排列具有方向性。因此，可以通过向液晶分子施加电场来控制它们的排列方向。特别的是，包括薄膜晶体管(TFT)作为开关元件的LCD装置(称作有源矩阵LCD(AM-LCD)装置)具有分辨率高和显示运动图像的优异特性。由于该LCD装置包括作为开关元件的TFT，因此可以将其称作TFT-LCD装置。

图1是传统LCD装置的分解立体图。如图1所示，LCD装置包括第一基板12、第二基板22及液晶层30。第一基板12和第二基板22彼此面对，液晶层30插入在它们之间。

第一基板12包括选通线14、数据线16、TFT“Tr”和像素电极18等。选通线14和数据线16彼此交叉，以将形成在选通线14与数据线16之间的区域限定为像素区“P”。TFT“Tr”形成在选通线14与数据线16之间的交叉部分处，像素电极18形成在像素区“P”中并连接到TFT“Tr”。

第二基板22包括黑底(black matrix)25、滤色器层26及公共电极28。黑底25具有网格形状，以覆盖第一基板12的例如选通线14、数据线16、TFT“Tr”等的非显示区域。滤色器层26包括第一子滤色器26a、第二子滤色器26b和第三子滤色器26c。各子滤色器26a、26b和26c都具有红色“R”、绿色“G”和蓝色“B”中的一个，并且都与各像素区“P”相对应。公共电极28形成在黑底25和滤色器层26上，并覆盖第二基板22的整个表面。如上所述，通过像素电极18与公共电极28之间的电场控制液晶分子的排列，以改变透射的光量。结果，LCD装置显示图像。

尽管图1中未示出，但是为了防止液晶层30泄漏，可以沿第一基板12和第二基板22的边缘形成密封图案。可以在第一基板12与液晶层30之间形成第一配向层，并在第二基板22与液晶层30之间形成第二配向层。可以在至少第一基板12和第二基板22的外表面上形成偏振器。

此外，LCD装置包括第一基板12的外表面上的背光组件，用于向液晶层30提供光。当向选通线14施加扫描信号以控制TFT“Tr”时，通过数据线16向像素电极18施加数据信号，使得在像素电极18与公共电极28之间感生出电场。结果，LCD装置利用来自背光组件的光而产生图像。

通常，将玻璃板用于第一基板12和第二基板22。然而，近来，将诸如塑料板的柔性板用于第一基板12和第二基板22，这是由于柔性板比玻璃板更轻且更柔韧。

令人遗憾的是，由于制造阵列基板的工艺是在高于约200℃的温度下执行的，因此用柔性板来替代玻璃板是非常困难的。当在低于约200℃的温度下由非晶硅和多晶硅中的一种形成半导体层时，TFT的特性劣化。因此，由玻璃基板制成阵列基板，而由柔性基板制成滤色器基板。

为了解决这些问题，提出了一种通过在柔性基板上形成由有机半导体材料制成的TFT而在低于约200℃的温度下制造阵列基板的方法。由于有机半导体材料可以通过涂覆(而不是通过真空淀积)形成而降低制造成本，因此将有机半导体材料不仅用于塑料板而且用于玻璃板。

可以通过低温淀积和涂覆中的一种方法在柔性基板上形成电极用金属材料、绝缘材料及钝化层。这些方法不影响TFT的特性。然而，当在低于约200℃的温度下由非晶硅形成半导体层时，在导电性等方面存在问题。为了克服这些问题，由有机半导体材料替代非晶硅来形成半导体层。

有机半导体材料分为高分子量有机半导体材料和低分子量有机半导体材料。高分子量有机半导体材料可以是液相型的，而低分子量有机半导体材料可以是粉末型的。通过涂覆由高分子量有机半导体材料形成有机半导体层，通过蒸发由低分子量有机半导体材料形成有机半导体层。

由于低分子量有机半导体材料具有更好的特性，因此将其作为非晶硅的替代品用于半导体层。然而，低分子量有机半导体材料是通过使用非常昂贵的真空机来蒸发的。这导致生产成本提高。而且，由于粉末型的低分子量有机半导体材料不应通过掩模工艺而应通过遮蔽掩模工艺(shadow mask process)来构图，因此要形成精密的图案是非常困难的。因此，为了克服这些问题，提出将液相型低分子量有机半导体材料用于LCD装置。