[发明专利]形成高分辨率有源矩阵液晶显示器（LCD）的阴影掩模沉积系统和方法以及由此形成的像素结构

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示器(LCD)，并且更加具体地讲，涉及通过阴影掩模沉积工艺形成高分辨率有源矩阵LCD。

背景技术

有源矩阵背板广泛用在平板显示器当中，比如用在LCD当中，用来将信号引送到显示器的像素上，以便产生可观看的画面。目前，这样的有源矩阵背板是利用光刻蚀法制造工艺来形成的，采用这种工艺是受市场上对越来越高分辨率的显示器的需求驱使的结果，而这种需求是无法借助其它的制造工艺来满足的。光刻蚀法是一种图案定义技术，这种技术使用电磁辐射(比如紫外线(UV)辐射)来对沉积在基片表面上的抗蚀剂层进行曝光。示范性的用来生产有源矩阵背板的光刻蚀法处理步骤包括涂敷光致抗蚀剂、预烘焙、浸泡、烘焙、对齐/曝光、显影、冲洗、烘焙、沉积层、清除光致抗蚀剂、刷洗/冲洗和烘干。可以看出，有源矩阵背板制作工艺包括多个沉积和蚀刻步骤，以便定义适当的背板图案。由于采用光刻蚀法制造工艺需要多个步骤来形成有源矩阵背板，因此有足够能力批量生产背板的生产车间需要投入很大的资金。

阴影掩模沉积工艺是大家所熟知的并且已经在微电子制造中应用了多年。与光刻蚀法工艺相比，阴影掩模沉积工艺是一种成本和复杂程度都明显低得多的制造工艺。不过，借助阴影掩模沉积工艺能够达到的分辨率是有限的。今天的阴影掩模制造技术局限于形成例如最高80个像素每英寸(ppi)，这代表例如典型的膝上型计算机显示器的分辨率。不过，对于较小的显示器，比如移动电话和PDA中使用的那些显示器，希望有更高的分辨率，要达到200到300ppi左右。由于这一对更高分辨率的需求，有源矩阵背板制造商已经抛弃了成本和复杂程度都较低的阴影掩模沉积工艺，而采取了光刻蚀法工艺，但是以成本和复杂程度为代价。

此外，阴影掩模沉积工艺具有其它一些产业中公认的局限性。例如，能够在阴影掩模内精确制造的最小孔隙大小和孔隙间隔取决于多种因素，比如阴影掩模的厚度和阴影掩模的总面积，这是本领域技术人员公知的。孔隙大小和孔隙间隔也影响阴影掩模的总强度和结构完整性。

因此，所需要的是一种通过使用成本效率比较高的阴影掩模沉积工艺而不是通过使用复杂且昂贵的光刻蚀法工艺来提供高分辨率显示器(尤其是高分辨率LCD)的方式。还需要一种通过使用阴影掩模沉积工艺在保持实际尺寸下的阴影掩模内的孔隙的最小大小和间隔的同时来形成高分辨率LCD的方式。

发明内容

本发明是由LCD子像素阵列构成的LCD像素。各个LCD子像素包括由一对通过第一绝缘体彼此电绝缘的第一导体的叠层形成的电容器。各个LCD子像素还包括晶体管，该晶体管是由一对间隔开的第二导体、在这对第二导体之间延伸而与它们接触的半导体材料、处于所述半导体材料顶部的第二绝缘体和处于所述第二绝缘体顶部的第三导体来构成的，其中所述第二导体之一与所述第一导体中的一个相接触。在所述一个第一导体顶部设置有液晶材料并且在所述液晶材料顶部设置有第四导体。

所述LCD像素可以包括由绝缘体形成的基片。(i)所述第一导体中的另一个、(ii)所述第二导体和(iii)所述半导体材料中的每一个的至少一部分可被设置在所述基片上。合乎期望地，该基片是透明的。

各个绝缘体可以是由透明的、不导电的材料形成的并且各个第一导体可以是由透明的、导电的材料形成的。更加具体地讲，各个绝缘体可以是由氧化铝(Al₂O₃)或二氧化硅(SiO₂)形成的，各个第一导体可以是由氧化铟锡(IT0)形成的，而各个导体，除了各个第一导体之外，可以是由铜(Cu)、镍(Ni)、铬(Cr)或铝(Al)形成的。

所述LCD像素此外还可以包括一对间隔开的第一导电总线。所述第三导体可以与所述一对第一总线之一连接，并且所述另一个第一导体可以与所述一对第一总线中的另一个连接。

所述LCD像素此外还可以包括与所述一对第一总线垂直设置并且由第二绝缘体与之电绝缘的第二导电总线。所述第二导体的另一个可以与该第二导电总线连接。