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CN1162745C - 有源矩阵基底、显示器件和图象传感器件 - Google Patents

有源矩阵基底、显示器件和图象传感器件 Download PDF

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CN1162745C CNB011211520A CN01121152A CN1162745C CN 1162745 C CN1162745 C CN 1162745C CN B011211520 A CNB011211520 A CN B011211520A CN 01121152 A CN01121152 A CN 01121152A CN 1162745 C CN1162745 C CN 1162745C
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Abstract

提供了一种有源矩阵基底，能缩短象素电极的制造工艺、通过自对准改善曝光精度和防止象素电极之间的泄漏故障。该有源矩阵基底具有以矩阵形状放置的TFT。在透光基底上形成有栅极信号线和源极信号线。在上述线条上的栅极绝缘膜上按顺序形成半导体层、由沟道保护层左右分开的源极电极和漏极电极。由此制造TFT。然后整个基底上覆盖层间绝缘膜。在层间绝缘膜的顶上形成象素电极，它通过穿过层间绝缘膜的接触孔连接到TFT。通过在层间绝缘膜上施加包含ITO、ATO或ZnO作为透明导电颗粒的一层光敏透明树脂例如负性的聚丙烯树脂，从基底的背侧进行曝光和显影，形成象素电极。

Description

有源矩阵基底、显示器件和图象传感器件
技术领域
本发明涉及有源矩阵基底、使用它的平板显示器件和图象传感器件。
背景技术
通常知道，液晶显示器将液晶分子保持在两个其上形成有电极的基底之间，施加到两个基底上的电极之间的电信号改变了来自背光的光的透射率，由此显示信息。与阴极射线管显示器相比，液晶显示器较薄，重量轻，和安装在诸如桌面个人信息终端和娱乐设备上。
随着对高精细度和高图象质量的需求的增加，流行的液晶显示器是带有例如薄膜晶体管(下文称为TFT)的有源元件的有源矩阵型显示器。在有源矩阵型液晶显示器领域，已作了很多努力以提高象素的孔径比。这是由于孔径比的增加改善了来自背光的光的透射率，使得可以用较小的功耗获得相同的照度，或者用相同的功耗获得较高的照度。
关于具有增大的孔径比的有源矩阵型液晶显示器，在例如属于本申请人的日本专利No.2933879中提出了一种将象素电极延伸到整个孔径部分上的液晶显示器。以矩阵形状形成在基底上的象素中的一个显示在图7和8中。图7是有源矩阵基底的平面图，图8是沿图7的8-8线的剖面图。
液晶显示器的有源矩阵基底主要具有如下结构。在透明的基底21上，形成有用作开关元件的TFT14、用于控制TFT14的栅极信号线12、连接到TFT14并与栅极信号线12垂直地形成的源极信号线13、形成在TFT14、栅极信号线12和源极信号线13上的层间绝缘膜28、和将会通过穿过层间绝缘膜28的接触孔16连接到TFT14的象素电极11。
液晶显示器的有源矩阵基底通过如下工艺制造。首先，在透明的基底21上形成栅极信号线12和电容线17，和形成至少覆盖线12和17的栅极绝缘膜23。之后，在将形成TFT14的位置，生成半导体层24、需要的沟道保护层25、源极电极26a和漏极电极26b。然后形成将被连接到源极电极26a的源极信号线13和将被连接到漏极电极26b的连接电极15，之后在基底的整个表面上形成层间绝缘膜28。此外为了在形成于层间绝缘膜28上的象素电极11和连接电极15之间建立接触，在层间绝缘膜28中形成接触孔16。因此，形成液晶显示器。应注意的是，如图8所示，连接电极15和源极信号线13的一部分通过层叠透明导电线条27a和金属线条27b形成。
象素电极11由以下步骤形成。首先形成层间绝缘膜28和接触孔16，然后，通过溅射技术等形成ITO(铟锡氧化物)的透明导电膜。在透明氧化膜上通过旋涂方法施加正性光刻胶。之后在对准栅极信号线12和源极信号线13时，通过例如分档器(srepper)等曝光设备设置曝光掩膜，从上面进行曝光。然后根据曝光的图案腐蚀透明导电膜以完成象素电极11。
另一方面，本申请人的延迟公开的专利说明书平10-20321公开了一种方法，其中没有使用溅射技术的ITO产生象素电极，但使用了通过涂覆方法的ITO材料促进该膜的形成以在接触孔16的位置处加厚象素电极11，使得通过平面化防止了拓印误差和显示误差。然而，尽管有一点不同，即，将用作象素电极11的ITO膜是通过涂覆方法形成的，但该方法和上述制造方法是相同的：ITO膜的构图工艺使用了光刻技术和腐蚀技术。
应注意的是形成在层间绝缘膜上具有象素电极的上述有源矩阵基底不仅可用在例如液晶显示器的平板显示器中，也可以用在平板图象传感器件中，例如在Denny L.Lee等的“一种用于投射射线照相的新的数字探测器”，Proc.SPIE，Vol.2432，pp237-249，1995中公开的。
然而，上述的常规有源矩阵基底具有以下问题：
1、在通过上述方法在基底的整个表面产生ITO膜之后，象素电极11的产生需要一系列步骤，包括：施加光刻胶、掩膜曝光和显影光刻胶腐蚀ITO膜、去除光刻胶，导致象素电极11的制造工艺时间长。
2、在ITO膜的构图工艺中，当施加到ITO膜上的光刻胶是掩膜曝光的时候，在基底上曝光精度(光刻胶的构图精度)的发散导致在象素电极11和栅极信号线12的叠加部分或象素电极11和源极信号线13的叠加部分中产生的寄生电容中产生对应的发散。寄生电容的发散影响显示器的显示均匀度。尤其在使用分档器曝光装置对光刻胶进行曝光时，寄生电容在分档器的每个光斑上具有小的变化，导致了制造产生的每光斑上不规则的显示器。
3、在构图ITO膜的工艺中，当施加到ITO膜上的正性光刻胶被掩膜曝光时，粘附在例如基底或掩膜上的灰尘的杂质会阻止被粘附区域的光刻胶曝光，结果在被粘附区域流下了不需要的光刻胶图案。如果在相邻象素电极之间的间隔部分出现了不需要的光刻胶图案，则在其后的腐蚀步骤中，该部分的ITO膜不会被腐蚀，保留下来，可能会在象素电极之间产生电连接，导致泄漏故障。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种有源矩阵基底，通过改变象素电极的材料能缩短象素电极的制造工艺，通过自对准改进曝光精度，和防止象素电极之间的泄漏故障，和提供使用它的一种显示器和一种图象传感器件。
为了达到上述目的，本发明提供了一种有源矩阵基底，包括：以矩阵形状放置的开关元件；控制开关元件的栅极信号线；连接到开关元件、与栅极信号线垂直形成的源极信号线；形成在开关元件、栅极信号线和源极信号线上的层间绝缘膜；和至少形成在层间绝缘膜上、通过穿过层间绝缘膜的接触孔连接开关元件的象素电极；其中所述象素电极由包含至少一种颜料的光敏导电材料形成，使得至少一些象素电极除了作为象素电极之外还被用作滤色片。
在上述结构的有源矩阵基底中，象素电极由光敏导电材料形成，使得在象素电极的构图工艺中，不需要使用光刻胶的腐蚀步骤。即，象素电极能用简单的工艺制造：在基底上施加光敏导电材料和执行曝光与显影。因此可以缩短象素电极的制造工艺。另外不需要例如溅射机的真空膜生长装置和用于ITO的腐蚀单元，能够降低设备投资、减少设备所需的空间和增加工作效率。此外在该有源矩阵基底中，象素电极形成在层间绝缘膜上，层间绝缘膜形成在开关元件、栅极信号线和源极信号线上，因此，象素电极形成在有源矩阵基底的最后制造工艺中。因此，象素电极的材料不会影响其它部件的膜生长工艺，使得加大了象素电极材料的选择范围。例如，可以广泛使用有机或无机物理特性的材料，例如含有机成分(树脂成分)的涂覆型导电材料。
在一个实施例中该光敏导电材料是透明的。
这时象素电极是透明的，使得根据该实施例的有源矩阵基底可用作用于透射型显示器的有源矩阵基底。
在一个实施例中，光敏导电材料是负性光敏的。
这时，使用形成在基底上的源极信号线作为曝光掩膜和从基底的背侧进行曝光，使得在前侧上自对准形成用于象素电极等的膜，不需要进行对准。结果，在象素电极和栅极信号线的层叠部分或象素电极和源极信号线和层叠部分上产生的寄生电容的发散在整个象素区域上是均匀的，由此改善了显示的均匀性。另外，在每个信号线上施加的光敏导电材料不被曝光，除非在信号线上有例如开口等缺陷。因此与常规的正性光刻胶的掩膜曝光的情况不同，在象素电极之间的间隔区域不会由于曝光工艺中出现的灰尘而产生残余的导电膜。因此不会产生象素电极之间的短路，保证了象素电极之间的绝缘。
在一个实施例中，由光敏树脂和散布在光敏树脂中的导电颗粒制造光敏导电材料。
这时，容易制造光敏导电材料。有利的是可以分别优化决定构图条件例如预焙温度和曝光的光敏树脂和决定电导率的导电颗粒。
使用铟锡氧化物、铟锑氧化物和氧化锌作为导电颗粒提供了象素电极所需的透明度和电特性。
光敏导电材料可以包括颜料例如色素。这使得象素电极具有作为由于彩色显示的滤色片的额外功能。通常，为形成用于能够彩色显示的显示器的有源矩阵基底，除了象素电极的形成工艺之外还需要滤色片形成工艺。然而在本发明的有源矩阵基底的情况下，可以省去滤色片的形成工艺。
采用了一种方法，其中用于彩色显示的滤色片形成在与有源矩阵基底相反的另一个基底的侧面上，然后该另一个基底和有源矩阵基底粘结在一起。在该方法中，如果在粘结两个基底的过程中发生偏移，尤其是在有源矩阵基底和所述另一个基底是由在热和潮湿时会发生皱缩的材料(例如塑料)制造的情况下，基底的粘结精度退化，象素的实际孔径比降低。随象素尺寸的缩小，孔径比的降低是增加的，即，有源矩阵基底的精细度更高或者有源矩阵基底的面积更大。
与此相反，用含有颜料例如色素的光敏导电材料形成象素电极，允许象素电极被用作滤色片。这消除了现有技术中对在另一个基底表面上形成的滤色片的需要。因此，任何偏移，如果在将基底粘结在一起的过程中会在基底之间产生的话，不会降低象素的孔径比。
并且在本发明中，提供了使用上述任何一种结构的有源矩阵基底的一种平板显示器和一种图象传感器件。该平板显示器和图象传感器件同样具有上述的功能和效果。
本发明还提供了一种液晶显示器，包括：一个用于支持与一个开关元件相连接的多个地址线的基底；与所述开关元件相连接的象素电极，所述象素电极用于在一个液晶层上施加电压；其中所述象素电极包括光敏导电材料和至少一种颜料，使得所述象素电极除了作为象素电极之外还被用作滤色片，且所述象素电极由于具有光敏特性而是可用光构图的。
本发明还提供了一种含有液晶显示单元的透明液晶显示器，包括：一个用于支持与一个开关元件相连接的多个地址线的基底；与所述开关元件相连接的透明象素电极，所述透明象素电极用于在一个液晶层上施加电压；其中所述透明象素电极包括负性光敏导电材料由于具有光敏特性而是可用光构图的；和其中在液晶单元中在象素电极下没有反射片，使所述液晶显示器是透明型的。
其中所述光敏导电材料具有负性光敏性。
本发明又提供了一种制造有源矩阵基底的方法，包括：在一个透明基底上形成以矩阵形式排列的开关元件、控制所述开关元件且在第一方向延伸的栅极信号线、连接到所述开关元件且在与第一方向垂直的第二方向延伸的的源极信号线；在所述开关元件、栅极信号线和源极信号线上形成层间绝缘膜；在所述层间绝缘膜上形成负性光敏透明导电材料，所述负性光敏透明导电材料的被曝光的部分被留在一个图案中；从所述透明基底的背面侧继续曝光，以使用栅极信号线和源极信号线作为掩膜通过自对准的方式曝光所述负性光敏透明导电材料；显影所述负性光敏透明导电材料，以通过去除所述负性光敏透明导电材料的未曝光的部分获得象素电极。
本发明还提供了利用上述的用于制造平板显示器的有源矩阵基底的方法的制造平板显示器的方法。
本发明还提供了利用上述的用于制造平板显示器的有源矩阵基底的方法的制造平板图象传感器件的方法。
从下面的详细说明和附图可以更全面地理解本发明，下面的描述和附图这时用于解释本发明，并不对本发明构成限制。
附图说明
图1是表示在根据本发明的一个实施例的有源矩阵基底上的一个象素的平面图；
图2是沿图1的2-2线的剖面图；
图3A、3B、3C是表示图1和2所示的象素电极的制造工艺的简略视图；
图4是表示根据本发明的另一个实施例的有源矩阵基底剖面图；
图5A和5B分别是表示作为根据本发明的平板显示器的一个例子的液晶显示器的结构的简略的透视图和电路图；
图6是简略表示根据本发明的平板图象传感器件的一个例子的结构的透视图；
图7是表示在常规有源矩阵基底上的一个象素的平面图；
图8是沿图7的线8-8的剖面图；
图9是表示没有层间绝缘膜的常规有源矩阵基底的剖面图。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的优选实施例。
图1是表示在根据本发明的一个实施例的有源矩阵基底上的矩阵形象素中取出的一个象素的平面图，图2是沿图1的2-2线的剖面图。除了象素电极的材料和制造方法不同之外，该有源矩阵基底与图7和8所示的现有技术具有相同的结构，因此相同或相似的部件以相同的标号表示。
该有源矩阵基底包括：沿平面图中所示的长方形的下侧放置在的透明的基底21上用于将信号送到TFT14的栅极的栅极信号线12；放置在透明的基底21上、与平面图的长方形的中心交叉放置的电容线17；覆盖线条12和17和透明的基底21的栅绝缘膜23；放置在栅绝缘膜23上、位于平面图的长方形的左下角、用作开关元件的TFT14；沿平面图的长方形的左侧放置在栅绝缘膜23上用于将数据信号送到TFT的源极的源极信号线13；用于覆盖上述部件的层间绝缘膜28；下面将描述的通过常穿过层间绝缘膜28的接触孔16和通过连接电极15连接到TFT14的象素电极1。
TFT14由形成在栅极信号线12上的非晶硅Si产生的半导体层24制成，包括栅绝缘膜23、由形成在半导体层24两侧上的n+非晶硅制造的漏极电极26b和源极电极26a和位于它们之间的沟道保护层25。源极信号线13和部分连接电极15通过层叠透明导电线条27a和金属线条27b形成。层间绝缘膜28由无机绝缘体例如SiO2和SiNx或有机绝缘体例如丙烯酸树脂和聚酰亚胺树脂形成。
作为本发明的特征的象素电极1通过在层间绝缘膜28上施加例如含有50-90wt％的由铟锡氧化物(ITO)、铟锑氧化物(ATO)制造的颗粒(颗粒的尺寸为0.001-0.05μm)的负性聚丙烯酸树脂的光敏透明树脂作为光敏导电材料而形成。因此，与图8所示的现有技术的象素电极11不同，在穿过层间绝缘膜28的接触孔16的部分不会产生凸起，因此通过填充接触孔16，象素电极具有基本平坦的表面。
上述结构的有源矩阵基底由下述工艺制造。
首先，在透明基底21上形成施加信号线12和电容线17，并形成至少覆盖线条12和17的栅绝缘膜23。之后，在用于形成TFT14的位置，形成半导体层23、沟道保护层25(如果需要的话)、源极电极26a和漏极电极26b。然后形成将被连接到源极电极26a的源极信号线13和将被连接到漏极电极26b的连接电极15，之后形成覆盖透明基底21的整个表面的层间绝缘膜28。此外，为了建立形成在层间绝缘膜28的象素电极1和连接电极15之间的接触，在层间绝缘膜16中形成有接触孔16。到此为止的制造工艺与图7和8所示的现有技术的相同。
其次，是用作象素电极1的透明导电膜，通过旋涂方法在基底的整个表面上均匀地施加涂覆型透明导电材料(例如，由透明导电树脂和散布在透明导电树脂中的ITO或ATO超细颗粒形成的材料，或如日本延迟公开的专利申请平10-255556所述的由透明导电树脂和散布在透明导电树脂中的ZnO超细颗粒形成的材料)并在80-100℃的温度干燥5-15分钟。
接下来，掩膜曝光干燥后的光敏透明导电膜，并使用TMAH(4-甲基-氢氧化铵)基有机碱性显影液显影。然后，将膜在200-250℃的温度焙烧15-30分钟，由此完成象素电极1的构图和形成有源矩阵基底。
在如此制造的有源矩阵基底中，象素电极1由光敏导电材料形成，使得在象素电极1的构图过程中，不需要使用光刻胶的腐蚀步骤。因此，可以使用简单的工艺制造象素电极1，包括：在基底上施加光敏导电材料、执行掩膜曝光和显影。因此，能缩短象素电极的制造工艺。
而且不再需要例如溅射系统的真空膜生长设备和用于ITO的腐蚀单元，这降低了设备投资和设备所需的空间，增加了工作效率。
此外在有源矩阵基底中，象素电极1形成在位于栅极信号线12、源极信号线13和TFT14上的层间绝缘膜28上，使得象素电极形成于有源矩阵基底的最后制造工艺中。因此象素电极的材料不会影响其它部件的膜形成工艺，使得可以广泛地选择象素电极的材料。例如，可以广泛使用象上述日本专利的延迟公开申请平-10-255556中所揭示的含有机成分(树脂成分)的涂覆型透明导电材料的材料。
图9是没有层间绝缘膜28的常规有源矩阵基底的剖视图。示出图9是为了区分图1和2的结构，其中将层间绝缘膜28放在象素电极1下面对于涂覆型透明导电材料是很关键的。
在图9的有源矩阵基底中，在形成象素电极之后，形成SiNx或SiO2制作的绝缘再涂层29以防止TFT14和源极信号线13的曝光。通常通过等离子体CVD方法在300℃或更高的温度形成再涂层29。因此，如果使用根据本发明的包含有机成分(树脂成分)的涂覆型透明导电材料作为在再涂层29之前被层叠的象素电极11，则在形成再涂层29的工艺中，涂覆型透明导电材料将会分解。
因此为了使用根据本发明的包含有机成分(树脂成分)的涂覆型透明导电材料作为象素电极，有源矩阵基底需要如图1和2所示的在象素电极1下面具有层间绝缘膜28的结构。
可以理解，用作本发明的象素电极的光敏导电材料不限于上述实施例所述的由透明光敏树脂和散布其中的ITO、ATO或ZnO的超细颗粒所制作的材料。然而，使用上述材料有利于将光敏性赋予ITO、ATO或ZnO，并具有可以分别优化决定构图条件例如预焙温度、曝光的光敏树脂和决定电导率的透明导电颗粒的优点。另外，使用ITO、ATO或ZnO作为透明导电超细颗粒具有利于实现象素电极所需的透射率(可见光透射率：90％或以上)和电特性(方块电阻值：1E5Ω/□或更小)。
应当知道，光敏透明导电材料不限于涂覆型的，层叠型的干性膜材料也是可用的。
图3A-3C是表示制造图1和2所示的象素电极1的工艺的示意图。象素电极1通过如下工艺制造。应当知道，在图3A-3C中略去了一些层以简化视图。
首先如图3A所示，在形成于透明基底21上的层间绝缘膜28的表面上，施加负型透明导电材料2，其中曝光的部分留下来作为构图。
其次如图3B所示，透明基底21的背侧对紫外线R曝光。这一点很重要。形成在透明基底21上的金属栅极信号线12和源极信号线13(图3中未示出，尽管将参考标号12改为13即示出带有源极信号线的状态)用作曝光掩膜，使得紫外线不会反射到放置线条12的地方。如果存在待曝光的光敏透明导电材料2的一部分由于位于TFT14的电容线17的上面而不能从透明基底21的背侧的光线曝光，可以与背侧曝光一起执行常规的从透明基底21的前侧曝光。
曝光之后的显影工艺完成了图3C所示的象素电极1的构图。在图3B所示的曝光步骤中，使用信号线12、13作为掩膜执行背侧曝光，使得恰位于信号线12、13上的光敏导电材料的未曝光部分被除去，这样以信号线12和13上被除去的部分作为边界形成象素电极1的构图。
用负型光敏透明导电材料进行背侧曝光具有如下优点。
使用形成在基底21上的栅极信号线12和源极信号线13作为曝光掩膜从基底21的背侧进行曝光，能够在长方形的象素电极1上自对准地完成构图，而不需要执行对准。结果，在象素电极1和栅极信号线12或源极信号线13的重叠部分W(见图3C)中产生的寄生电容Cw的发散，在整个象素区域会很均匀。因此，如果本发明的有源矩阵基底用于平板显示器，通过寄生电容Cw的象素电极1的潜在涨落在所有象素中是均匀的，改善了显示的均匀性。而且，如果该有源矩阵基底用于平板图象传感器件，通过寄生电容Cw的象素电极1的潜在涨落在所有象素中是均匀的，改善了所传感的图象的均匀性。
另外，由于从基底21的背侧执行曝光，施加在每个信号线上的光敏透明导电材料2不会曝光，除非在信号线上存在任何缺陷，例如开口。因此，与常规负性光刻胶的掩膜曝光不同，不会由于在曝光工艺中在象素电极之间出现灰尘而在未曝光的部分中产生剩余的导电膜。因此，不会产生象素电极之间的短路，保证了象素电极之间的绝缘。
通常在有源矩阵基底用于液晶显示器的情况下，液晶分子的取向在象素电极1的边缘附近中是扰乱的。因此，为了覆盖扰乱的取向，优选地在栅极信号线12和液晶信号线13上叠加象素电极1的边缘。这时，如果象素电极由背侧曝光形成，设置曝光条件为过曝光模式能够适当调节象素电极1和栅极信号线12或源极信号线13的叠加部分W的宽度在0-2μm的范围内，这是很大的优点。
为了解决现有技术的问题1、2和3，上述简述的实施例首先负型光敏导电材料作为象素电极。然而，如果只需要解决问题1，可以使用正型光敏导电材料。
此外，在有源矩阵基底用于显示器的情况下，下述结构允许有源矩阵基底的象素电极用作滤色片。
图4是根据本发明的另一个实施例的有源矩阵基底的剖面图。其基本结构与图2所示的结构相同，除了用具有滤色片功能的象素电极30替换象素电极1以外。
涂覆型光敏彩色导电材料用作彩色导电层作为彩色象素电极30。更具体地，使用由透明光敏树脂、例如ITO、ATO和ZnO的导电超细颗粒以及由有机或无机材料组成的颜料(例如色素的颗粒尺寸为10nm或更小)制造的材料。透明光敏树脂、导电超细颗粒和颜料以适当比例(例如重量比为1∶1∶1)混合和散布。象上述象素电极1的情况一样通过旋涂方法在基底的整个表面上平整地施加彩色象素电极30。然后，将基底在80-100℃的温度干燥5-10分钟，并经过掩膜曝光和显影工艺处理。因此完成象素电极30的构图。应注意的是，可以周染料代替色素作为颜料。
至于将被包含在象素电极30中的色素，准备了三种色素：红色素(R)、蓝色素(B)和绿色素(G)。对应于每个象素，上述光刻工艺重复三次，由此制造RGB彩色象素电极30。
彩色象素电极具有作为滤色片的额外功能，使得在制造能用于彩色显示的显示器的有源矩阵基底时，不需要在象素电极的制造工艺中单独所需的滤色片形成工艺。
此外，在有源矩阵基底和相对的基底被粘结在一起以制造显示器的情况下，具有用作滤色片的额外功能的象素电极30不需要在相对的基底上形成滤色片。因此，任何偏移，如果在将基底粘结在一起的过程中会在基底之间产生的话，就不会降低象素的孔径比。
图5A和5B分别是表示作为使用本发明的有源矩阵基底的平板显示器的例子的液晶显示器的简略结构的透视图和电路图。液晶显示器构造为在有源矩阵基底40和相对的基底50之间保持有用作显示媒质的液晶(未示出)图5中示出了有源矩阵基底40的玻璃基底41、用作开关元件的TFT 42、用与象素电极1相同的材料形成的象素电极43、栅极信号线44、源极信号线45、取向膜46和偏振器47。此外，在图中还示出了相对基底50的玻璃基底51、滤色片52、取向膜53、ITO制造的相对电极54和偏振器55。在该例子中，象素电极43的材料不包括颜料，因此滤色片52形成在相对基底50的侧面上。然而，如果使用例如包含颜料的象素电极30的象素电极，象素电极用作滤色片，则不需要形成在相对基底50的侧面上的滤色片52。
应当知道，本发明的有源矩阵基底不仅适用于液晶显示器，而且适用于使用有源矩阵基底的各种平板显示器(例如EL显示器、电泳显示器等等)。
图6是作为使用本发明的有源矩阵基底的平板图象传感器件的一个例子的X射线(或X光)图象传感器的结构。在有源矩阵基底60上，形成有光介质膜71，它响应X射线(X光)产生电荷。使用有源矩阵基底可以读出X射线(X光)中的信息。图6中示出了有源矩阵基底60的玻璃基底61、用作开关元件的TFT62、用与象素电极1相同的材料形成的象素电极63、栅极信号线64、源极信号线65、电荷存储电容66和连接到源极信号线65的放大器67。还示出了形成在光介质膜71上的上电极72和连接到上电极72的高压电源线73。
应注意的是，在有源矩阵基底施加于不透明型显示器(例如自发光型或反射型显示器)或图象传感器的情况下，有源矩阵基底的象素电极不需要是透明的。因此尽管上述实施例是周通过在光敏树脂中散布透明导电颗粒形成象素电极的情况来解释的，本发明并不局限于上述的实施例。根据使用情况，可以通过在光敏树脂中散布不透明导电颗粒(金属颗粒或碳色素)来形成象素电极，或用具有光敏性质的导电树脂例如聚乙炔制造的光敏导电材料形成。
从上面的描述清楚知道，本发明的有源矩阵基底具有用光敏导电材料制造的象素电极，因此通过在基底上施加光敏导电材料并进行掩膜曝光和显影能够用简单的步骤构图象素电极，没有腐蚀光刻胶的步骤。因此，可以缩短象素电极的制造工艺，不需要例如溅射设备的真空膜生长设备和用于ITO的腐蚀单元，这降低了设备投资，增加了工作效率。此外在该有源矩阵基底中，象素电极形成在位于开关元件、栅极信号线和源极信号线上的层间绝缘膜之上，使得象素电极在有源矩阵基底的最后制造工艺中形成。因此，象素电极的材料不会影响其它部件的膜形成工艺，这使象素电极的材料的选择更广泛，包括含有有机成分(树脂成分)的涂覆型材料。
在一个实施例中的有源矩阵基底能够被合适地用作透明型显示器的有源矩阵基底，因为光敏导电材料是透明的。
根据一个实施例中的有源矩阵基底，光敏导电材料具有负性光敏性。因此，使用形成在基底上的栅极信号线和源极信号线作为掩膜和从基底的背侧进行曝光，能够在前侧对用于象素电极的膜进行自对准构图，而不需要进行对准。结果，在象素电极和栅极信号线的重叠部分中或在象素电极和源极信号线的重叠部分中产生的寄生电容的发散，在整个象素区域上是均匀的，由此改善了显示的均匀性。另外，施加在每个信号线上的光敏导电材料不被曝光，除非在信号线中存在任何取向，例如开口。因此，与常规正性光刻胶的掩膜曝光的情况不同，不会由于在曝光工艺中出现灰尘而在象素电极之间的间隔区产生剩余的导电膜。因此不会产生象素电极之间的短路，保证了象素电极之间的绝缘。
根据一个实施例，由光敏树脂和散布在光敏树脂中的导电颗粒制造光敏导电材料。这时可以容易地制造光敏导电材料。另一个优点是可以分别优化决定构图条件例如预焙温度和曝光的光敏树脂和决定电导率的导电颗粒。
在一个实施例中导电颗粒由铟锡氧化物、铟锑氧化物或氧化锌制造。因此为象素电极提供了透射率和电特性。
在根据一个实施例的有源矩阵基底中，光敏导电材料包括颜料，它使象素电极具有用于彩色显示的滤色片的功能。这消除了对单独制造滤色片的需要。此外，用作滤色片的象素电极消除了象素电极和滤色片之间的偏移的问题，在滤色片是单独制造的时候，尤其是在相对的上制造时，会产生这个问题。结果，避免了由于象素电极和滤色片之间的偏移产生的象素孔径比降低的问题。
根据一个实施例，提供了具有上述功能和效果的平板显示器和图象传感器件，因为它们使用了上述的有源矩阵基底。
以上描述了本发明，显然可以用很多方法实现它。这些方法没有离开本发明的范围和精神，所有这些对本领域技术人员可实现的修改将被包括在后面的权利要求的范围内。

Claims (17)

1.一种有源矩阵基底，包括：
以矩阵形状放置的开关元件；
控制开关元件的栅极信号线；
连接到开关元件、与栅极信号线垂直形成的源极信号线；
形成在开关元件、栅极信号线和源极信号线上的层间绝缘膜；和
至少形成在层间绝缘膜上、通过穿过层间绝缘膜的接触孔连接开关元件的象素电极；其中
所述象素电极由包含至少一种颜料的光敏导电材料形成，使得至少一些象素电极除了作为象素电极之外还被用作滤色片。
2.权利要求1所述的有源矩阵基底，其中所述光敏导电材料是透明的。
3.权利要求1所述的有源矩阵基底，其中所述光敏导电材料具有负性光敏性。
4.权利要求1所述的有源矩阵基底，其中所述光敏导电材料由光敏树脂和散布在光敏树脂中的导电颗粒制造。
5.权利要求4的有源矩阵基底，其中所述导电颗粒是铟锡氧化物、铟锑氧化物或氧化锌。
6.一种平板显示器，具有权利要求1所述的有源矩阵基底。
7.一种平板图象传感器件，具有权利要求1所述的有源矩阵基底。
8.一种液晶显示器，包括：
一个用于支持与一个开关元件相连接的多个地址线的基底；
与所述开关元件相连接的象素电极，所述象素电极用于在一个液晶层上施加电压；
其中所述象素电极包括光敏导电材料和至少一种颜料，使得所述象素电极除了作为象素电极之外还被用作滤色片，且所述象素电极由于具有光敏特性而是可用光构图的。
9.权利要求8所述的有源矩阵基底，其中所述光敏导电材料具有负性光敏性。
10.一种含有液晶显示单元的透明液晶显示器，包括：
一个用于支持与一个开关元件相连接的多个地址线的基底；
与所述开关元件相连接的透明象素电极，所述透明象素电极用于在一个液晶层上施加电压；
其中所述透明象素电极包括负性光敏导电材料由于具有光敏特性而是可用光构图的；和
其中在液晶单元中在象素电极下没有反射片，使所述液晶显示器是透明型的。
11.权利要求10所述的有源矩阵基底，其中所述光敏导电材料具有负性光敏性。
12.一种制造有源矩阵基底的方法，包括：
在一个透明基底上形成以矩阵形式排列的开关元件、控制所述开关元件且在第一方向延伸的栅极信号线、连接到所述开关元件且在与第一方向垂直的第二方向延伸的的源极信号线；
在所述开关元件、栅极信号线和源极信号线上形成层间绝缘膜；
在所述层间绝缘膜上形成负性光敏透明导电材料，所述负性光敏透明导电材料的被曝光的部分被留在一个图案中；
从所述透明基底的背面侧继续曝光，以使用栅极信号线和源极信号线作为掩膜通过自对准的方式曝光所述负性光敏透明导电材料；
显影所述负性光敏透明导电材料，以通过去除所述负性光敏透明导电材料的未曝光的部分获得象素电极。
13.权利要求12所述的有源矩阵基底，其中所述光敏导电材料由光敏树脂和散布在光敏树脂中的导电颗粒制造。
14.权利要求13的有源矩阵基底，其中所述导电颗粒是铟锡氧化物、铟锑氧化物或氧化锌。
15.权利要求12的有源矩阵基底，其中所述负性光敏导电材料包含至少一种颜料。
16.一种制造平板显示器的方法，具有权利要求12所述的用于制造平板显示器的有源矩阵基底的方法。
17.一种制造平板图象传感器件的方法，具有权利要求12所述的制造有源矩阵基底的方法。
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