[发明专利]有源矩阵液晶显示装置及制造方法和材料

说明书

技术领域：

本发明涉及一种有源矩阵液晶显示装置。

本发明又涉及一种上述有源矩阵液晶显示装置的制造方法，具体地说涉及有源矩阵液晶显示装置中有机薄膜晶体管的制备方法。

本发明还涉及一种用于制备有机薄膜晶体管的材料。

背景技术：

目前，氢化非晶硅薄膜晶体管有源矩阵液晶显示器(以下简称a-Si：H TFT AMLCD)以其高品质的视频显示画面，被广泛地作为显示设备应用于如便携式电脑和节省空间型的台式电脑的监视器。随着其市场份额的逐渐增大，人们对其性价比的要求也越来越高。也就是说，a-Si：H TFT AMLCD的高制作成本已经成为其发展的瓶颈。传统有源距阵液晶显示器是用a-Si：H TFT驱动的。氢化非晶硅薄膜的制备普遍采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)的方法。为了获得良好的界面特性栅绝缘膜(一般采用氮化硅、SiO2等)也必须同样的成膜方法。PECVD设备结构复杂、价格昂贵，并且对反应气体的纯度、本底真空度、基板温度都有很高的要求，而且需要复杂且昂贵的高频电源，这就导致设备和材料成本的提高。例如它需要99.9999％纯度的硅烷、磷烷和氢气等气体，以及具有低导热系数耐高温的玻璃等。由于等离子体区的均匀性极难控制，不容易得到大面积均匀的薄膜。另外，所用的气体具有相当的毒性和易燃性，所以气路系统必须具有极高的密闭性。优质的氢化非晶硅薄膜需要在300摄氏度或更高的基板温度下得到，所以使柔性显示成为不可能。由此可以看出，a-Si：H TFT AMLCD的成本高(尤其在大尺寸情况下)受限于非晶硅半导体层的制备。虽然许多发明者已经提出了一些改进办法以降低a-Si：H TFT AMLCD的成本或简化其制造工序，但效果并不明显。

有机薄膜晶体管(OTFT)是采用有机或高分子材料为活性工作物质(以下称为有机半导体)的薄膜晶体管，有机半导体的优点是易于成膜(例如旋涂、蒸镀等)且成膜温度低于200℃。用OTFT取代a-Si：HTFT可以大降低液晶显示器的成本还可以实现柔性显示。H.E.A.Huitema等人(Applied Physics Letters第80卷，第1088页2002年2月)已提出并制造了柔性有源矩阵PDLC液晶显示，C.D.Sheraw等人(Nature 414卷，第599页2001年12月)也已提出并制造了工艺简单的有源矩阵PDLC液晶显示。PDLC液晶显示的缺点是需要的驱动电压比扭曲向列液晶显示(TNLC)高，不利于便携式显示。另外，由于PDLC的暗态是靠对光的散射实现的导致图像的对比度不高，尤其不利于彩色显示。H.E.A.Huitema等人采用的聚合物半导体材料的迁移率比较低，需要增大器件的宽长比来提高开态电流，这样会限制显示分辨率的提高。而C.D.Sheraw等人采用并五苯(Pentacene)作为半导体层。它的迁移率虽然比较高，但它的本征电导也比较高，所以必须增大栅脉冲的正负电压幅度才能达到高的电流开关比。这就增加了驱动的难度。而且Pentacene的化学稳定性较差加工难度大，只能采取源漏电极位于有机层之下的底电极结构。

发明内容：

本发明的目的之一在于提供一种有源矩阵液晶显示装置，具有驱动电压低和采用柔性基板的优点。

本发明的又一目的在于提供一种有源矩阵液晶显示装置的制备方法，具体地说是有源矩阵液晶显示器中的有机薄膜晶体管的制备方法，该方法对有机半导体的损害很小。

本发明的还一目的在于提供一种用于制备有机薄膜晶体管的材料。

为实现上述目的，本发明提供的有源矩阵液晶显示装置，为有机薄膜晶体管驱动控制液晶显示单元，该显示单元为扭曲向列液晶；该装置的具体结构为：

在有源矩阵液晶显示器的下基板上具有多条栅线和与该栅线垂直交叉的多条信号线形成矩阵象素显示，其中，每个象素具有一个OTFT、象素电容和象素电极，每个OTFT栅极与栅线相联，每个OTFT源极与信号线相联，每个OTFT漏极与象素电极相联，液晶层被夹在上下极板之间，上极板上镀有公共透明电极。

本发明提供的制备上述液晶显示装置中的有机薄膜晶体管的方法，其主要步骤为：

1)、溅射蒸镀栅线和栅电极，并光刻成型；用于制备栅线和栅电极的材料为Ta、W、Ti、Mo中的一种或任意二种的合金金属；