[发明专利]液晶显示装置及其制造方法和驱动方法

说明书

本申请为申请日为1998年12月30日、申请号为200410062132.3、发 明名称为“液晶显示装置及其制造方法和驱动方法”的申请案的分案申请。

技术领域

本发明涉及含存储电容器的液晶显示装置及其制造方法和驱动方法。

背景技术

通常，薄膜晶体管液晶显示装置(TFT-LCD)包括传输显示信号的数据 线、传输扫描信号的选通线、作为开关器件的薄膜晶体管(TFT)、液晶电容 器和存储电容器。根据存储电容器的结构可将TFT-LCD分为两种模式。一 种模式有一接至存储电极的隔离存储线，而另一种模式将存储电容器接至 前一条选通线。

以下将描述在前一模式下驱动LCD的原理和一种传统结构。

图1是一传统LCD的等效电路图。

多条选通线G1和G2与多条数据线D1、D2和D3分别沿水平方向和 垂直方向延伸。选通线G1和G2与数据线D1、D2和D3相交以限定多个 像素。存储线COM1和COM2穿过各像素，每个像素中形成一个TFT。TFT 的栅电极(g)接至选通线G1和G2，该TFT的源电极和漏电极(s和d)分别接 至数据线和液晶电容器(LC)。漏电极(d)接至存储线COM1或COM2以形成 存储电容器(STG)。

若通过选通线G1将选通电压加到TFT的栅电极(g)上，则经TFT把来 自数据线的显示信号电压传输给像素并在液晶电容器(LC)和存储电容器 (STG)中充电。保持该充电电压，直到将下一帧中下一个选通电压加到像素 中为止。通常，当栅极电压从开电平转到关电平时，充电电压稍有下降。 存储电容器减小这一压降。

TFT具有作为有源层的非晶硅层或多晶硅层，根据栅电极和有源层之 间的相对位置，将它们分为上栅极模式和下栅极模式。在TFT具有多晶硅 层的情况下，主要采用上栅模式。

传统多晶硅TFT-LCD的一种存储电容器包括硅层中的掺杂存储区、与 该存储区相交叠的存储电极和夹在二者之间的栅极绝缘膜。另外，用存储 电极、与存储电极相交叠的像素电极和含夹在像素电极与存储电极之间的 层间绝缘膜和钝化膜的电介质形成另一种存储电容器。但是，像素电极和 存储电极之间的电容较小，可忽略不计，原因在于层间绝缘膜和钝化膜各 自约为5000的厚度远大于栅极绝缘膜500～3000的厚度。

在该传统结构中，要求增加离子注入步骤以形成存储区。换句话说， 要求有以下步骤，即：淀积感光膜；利用掩模对感光膜制作图案以形成开 口；通过开口将离子注入硅层和对注入的离子进行热处理。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于，通过在形成TFT和存储电容器的步骤 中去掉光刻和离子注入的步骤来减少制造步骤。

本发明的另一个目的在于得到一个足够大的存储电容。

本发明还一目的在于减少像素间的存储电容差。

本发明的再一目的在于减小存储区中的有效电阻，存储区用作存储电 容器的一个电极。

为实现这些目的，根据本发明的一种LCD的硅层包括：掺杂的源极区， 掺杂的漏极区，未掺杂的沟道区和未掺杂的存储电容器区。沟道区位于源 极区和漏极区之间，存储电容器区邻接漏极区。在硅层上形成栅极绝缘膜， 在沟道区对面的栅极绝缘膜上形成栅电极，在存储电容器区对面形成一存 储电极。换句话说，一存储电容器包括存储电容器区、存储电极和夹在其 间的栅极绝缘膜。由于存储电容器区未掺杂，所以通过向存储电极施加等 于或大于TFT阈值电压与显示信号电压最大值之和的电压，可以使用该存 储电容器。

通过形成一硅层和一栅极绝缘膜、形成一栅电极和一存储电极以及用 栅电极和存储电极作为掩模将离子注入硅层来制造LCD。

为实现上述目的，在根据本发明的另一种LCD中，形成一源电极的金 属图案和存储电极的金属图案，在两图案上形成一硅层。掺杂接触这些图 案的硅层各区，使它们变成源极区和漏极区。在硅层和存储电极的金属图 案上形成一栅极绝缘膜，在存储电极金属图案对面的栅极绝缘膜上形成一 存储电极。换句话说，一存储电容器包括存储电极的金属图案、存储电极 和夹在其间的栅极绝缘膜。

由于在存储电极上形成一钝化膜，并且在存储电极对面的钝化膜上形 成一像素电极，所以可以形成包括像素电极、存储电极和钝化膜的另一存 储电容器。

像素电极可以接触硅层的漏极区和存储电极的金属图案。