电光器件制造技术

在诸如有源矩阵液晶显示器之类的电光器件中，用铝选通接线或与其等效的接线作辅助电容的一个电极，用像素电极作另一个电极，用通过对选通接线或与其等效的接线进行阳极氧化处理得到的高电介质常数的氧化薄膜作为该电容器的电介质材料，由此即得到了高击穿电压和大电容值的辅助电容（附加电容），用于稳定像素电极的电位。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种诸如液晶显示器件的电光器件，特别涉及一种有源矩阵的显示器件。近来，驱动液晶显示器的有源矩阵已经得到了深入的研究和实际的使用。在常规的有源矩阵电路中，在液晶的像素电极和计数电极之间形成了一个电容器，流入和流出该电容器的电荷由薄膜晶体管(TFT)进行控制。为了得到稳定的显示，要求加在该电容器的这两个电极之间的电压保持恒定，但有些因素使这种要求难以达到。最主要的因素是来源于电容器的电荷泄漏，即使TFE处于截止状态也有这种电荷泄漏。另一个因素是在电容器内部也要发生电荷泄漏，但一般而言来源于TFT的泄漏电荷约为电容器内部的泄漏电荷的10倍。当泄漏严重时，图像的亮度就要随和帧频相同的频率变化，称这种现象为“闪烁”。还有一个因素是电压扰动(△V)，这种电压扰动是由于在TFT选通信号和像素电压之间存在的分布电容引起的电容耦合而产生的。为了解决这些问题，使用了一个与像素电容器并联的辅助电容器(或附加电容器)。在附图说明图1(A)电路图中说明了这种情况。设置一个电压控制装置以便控制辅助电容器100的一个电极上的电压，使其基本上等于计数电极的电压，从而即可得到图1(A)这一等效电路。因而，这一辅助电容器即增加了像素电容器放电的时间常数。△V由下式表示△V＝C′VG/(CLC+C′+C)其中VG、CLC、C和C′分别表示选通脉冲(信号电压)、像素电容、辅加电容、和选通电极与像素电极之间的分布电容。如果C大于C′或CLC，则可减少△V。按常规方式，可使用由CVD方法形成的氧化硅或氮化硅薄膜作为辅助电容器的电介质材料。但在由CVD方法制成的薄膜中，如果薄膜的基底层是粗糙的，该基底层上的粗糙性(不均匀性)有增大的趋势，并且不均匀性的这种增大使诸如微孔之类的缺陷数目增多。特别是为了提高显示器件的孔隙率，难以给大面积显示区域设置如上所述的辅助电容。因此要求减少电介质材料的厚度或利用高介电常数的材料。但氧化硅的介电常数小(约为4)。另一方面，氮化硅的介电常数大(约为9)，但氮化硅的薄膜质量不佳。本专利技术的一个目的是提供一种均匀的薄膜，即使通过改进介电材料的薄膜质量使薄膜很薄，这种薄膜的击穿电压也是很高的，另一个目的是用高介电常数的薄膜作为辅助电容的电介质材料。为达到上述目的，按照本专利技术，用可阳极氧化的材料(如铝、钛、钽、等)构成选通接线或与其等效的接线，并且使接线阳极氧化以获得氧化膜，并将其用作辅助电容的介电材料。因此，通过阳极氧化构成的薄膜与用气相反应法(如CVD方法等)构成的薄膜、以及与用物理方法(如溅射方法)构成的薄膜的不同点在于，薄膜紧紧地粘结到一个粗糙的基底层上。因此，这种薄膜的均匀性、密度、以及击穿电压都很高。通过让铝、钛、钽、等阳极氧化制得的氧化物材料的介电常数很大。例如，氧化铝的介电常数约为9，氧化钽的介电常数约为50，氧化钛的介电常数超过80。当然，当大介电常数的这些材料覆盖了接线时，由位于上、下两侧的接线之间产生的静态电容会引起信号延迟或信号衰减，但通过在接线之间放置适当厚度的内层绝缘体，就可明显缓解这一问题。倒如，在上述材料上形成一个厚度为600nm的内层绝缘体，其介电常数为4，然后形成上部接线，从而给出厚度为200nm、介电常数为100的材料。即使在这种情况下，也能将电容减少到不使用内层绝缘体情况下的电容的1%左右。这一数值仅比只提供厚度为800nm、介电常数为4的内层绝缘体材料得到的数值大30%。一种按照本专利技术的有源矩阵电光显示器件包括一个基片;一个设在所说基片上的接线;一个设置在所说接线上、并且由所说接线的材料的氧化物形成的阳极氧化薄膜;以及一个设置在所说基片上并且与所说阳极氧化薄膜接触的像素电极。该电光器件进一步还包括设有一个计数电极的另一个基片以及设置在两个基片之间的一个电光调制层。可以给接线加上电位。例如，可为电光器件提供控制接线的电位使其基本上等于计数电极电位的装置。另外，该接线还可用作有源矩阵的晶体管的选通接线。在这种情况下，选通接线与设在该基片上(不是另外一个基片上)的一个晶体管的选通电极相连，并且像素电极设置在阳极氧化薄膜上并且与设在该基片上(但不是另一个基片上)的另一个晶体管的源极和漏极中的一个极相连。在这种情况下，像素电极可进而与所说的这一个晶体管的源极和漏极中的一个极相连。按照本专利技术的另一方面的一种电光器件包括一个基片;一个设在所说基片上的一个晶体管的选通电极;一个设在所说选通电极上并且由所说选通电极的材料的氧化物形成的阻极氧化薄膜;一个设在所说基片上的接线;另一个设在所说接线上并且由所说接线的材料的氧化物形成的阳极氧化薄膜;一个设在所说另一个阳极氧化薄膜上并且与所说晶体管的源极和漏极中的一个极相连的像素电极;一个设在另一个基片上的计数电极;一个设在两个基片之间的电光调制层;以及用于控制所说接线的电位使其基本上等于所说计数电极电位的装置。晶体管可以包括一个沟道区和至少一个补偿区，补偿区设在沟道区和至少源极和漏极中的一个极之间。按照本专利技术的另一方面的一种电光器件包括一个基片;一个设在所说基片上并且用作为一对电容器电极中的一个电极的接线;一个设在所说接线上、且包括组成所说接线的材料的氧化物、并且用作为所说电容器的电介质的阳极氧化薄膜;以及一个设在所说阳极氧化薄膜上并且用作为一个像素电极和所说电极对中的另一电极的透明导电薄膜。该电光器件可进一步包括一个晶体管，该晶体管设在该基片上，并且在该晶体管的源极和漏极中的一个极处与透明导电薄膜相连。该接线可用作为设置在该基片上的另一个晶体管的选通接线。为了得到辅助电容器，一种方法是使用另一根选通接线作为它的电极，还有一种方法是使用辅助电容器的专用接线作为它的电极，这两种方法都是已知的。对于这两种方法，都可应用本专利技术。特别是在后一种情况下，可使制成的阳极氧化薄膜的厚度适宜于辅助电容器。在前一种情况下，除非使用特殊的方法，否则覆盖选通接线的阳极氧化薄膜的厚度变得和辅助电容器电介质材料的厚度相同。例如，按日本专利申请平4-30220和平4-38637(它们是本专利技术的专利技术人的专利技术)所述，在补偿区设在TFT的沟道区的情况下，必须将阳极氧化薄膜的厚度制成符合TFT需要的适当数值(用于驱动器或矩阵，NMOS或PMOS)。当然，电介质材料的厚度和辅助电容器一样有其最适当的数值。因此要求电介质材料要有足够大的击穿电压并且要求很薄(20-200nm)。另一方面，在使用阳极氧化薄膜来形成TFT的补偿区的情况下，一般要求电介质材料比较厚(150-400nm)。因此，这些要求之间不必彼此一致。因此最理想的情况是，为辅助电容器形成一个专用的接线，在最佳的时间内给该接线通以电流，从而即可形成具有最合适厚度的阳极氧化薄膜，而和选通接线无关。但不能说设置了辅助电容的专用接线会使孔隙率降低。因此，被认为最佳的方法应当由所期望得到的显示器件的特性、成本、或应用场合确定。另外，例如通过形成铝的选通电极和选通接线以及钛的辅助电容器接线，则只能提高辅助电容。在这种情况下，虽然辅助电容器接线的宽度很窄，但因为氧化钛的介电常数大，所以电容足够大，因此这就改进了孔隙率。再有，例如在辅助电容接线和数据线交叉处减少辅助电容接线的宽度，也可以减少辅助电容接线和数据线之间的分布本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源矩阵电光器件，包括：一个基片；一个设在所说基片上的接线；一个设在所说接线上、并由所说接线的材料的氧化物形成的阳极氧化薄膜；以及一个设在所说基片上并与所说阳极氧化薄膜接触的像素电极。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山崎舜平，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]