液晶顯示裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的之一在于提供一種具有包括氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管的液晶顯示裝置。在具有包括氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管的液晶顯示裝置中，至少對覆蓋該氧化物半導(dǎo)體層的層間膜使用可以減弱透過的可見光的光強(qiáng)度的膜。作為可以減弱透過的可見光的強(qiáng)度的膜，可以使用著色層，優(yōu)選使用彩色的透光樹脂層。采用包括彩色透光樹脂層和遮光層的層間膜，并且作為能夠減弱透過的可見光的光強(qiáng)度的膜也可以使用遮光層。
【專利說明】液晶顯示裝置
[0001 ] 本申請是申請日為2009年11月27日、申請?zhí)枮椤?00910247186.乂”、發(fā)明名稱為“液晶顯示裝置”的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種使用氧化物半導(dǎo)體的液晶顯示裝置及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0003]以液晶顯示裝置為代表的形成在玻璃襯底等的平板上的薄膜晶體管使用非晶硅、多晶硅制造。使用非晶硅的薄膜晶體管具有如下特性:雖然其場效應(yīng)迀移率低，但是可以對應(yīng)于玻璃襯底的大面積化。另一方面，使用結(jié)晶硅的薄膜晶體管具有如下特性:雖然其場效應(yīng)迀移率高，但是需要進(jìn)行激光退火等的晶化工序，因此其不一定適合于玻璃襯底的大面積化。
[0004]另一方面，使用氧化物半導(dǎo)體制造薄膜晶體管，并將其應(yīng)用于電子裝置和光裝置的技術(shù)受到注目。例如，專利文獻(xiàn)I及專利文獻(xiàn)2公開作為氧化物半導(dǎo)體膜使用氧化鋅、In-Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體來制造薄膜晶體管，并將其用于圖像顯示裝置的開關(guān)元件等的技術(shù)。
[0005]在氧化物半導(dǎo)體中設(shè)置有溝道形成區(qū)的薄膜晶體管可以實(shí)現(xiàn)比使用非晶硅的薄膜晶體管更高的場效應(yīng)迀移率。可以利用濺射法等在300度以下的溫度下形成氧化物半導(dǎo)體膜，其制造工序比使用多晶硅的薄膜晶體管的制造工序簡單。
[0006]由于氧化物半導(dǎo)體為透過可見光區(qū)的波長的光的透明半導(dǎo)體，所以通過將其用于顯示裝置的像素可以實(shí)現(xiàn)高開口化。
[0007]可以期待使用這種氧化物半導(dǎo)體在玻璃襯底、塑料襯底等上形成薄膜晶體管，并將其應(yīng)用于顯示裝置。
[0008][專利文獻(xiàn)I]日本專利申請公開2007-123861號公報(bào)
[0009][專利文獻(xiàn)2]日本專利申請公開2007-96055號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]由此，本發(fā)明的目的在于提供一種適合于應(yīng)用有氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管的液晶顯示裝置。
[0011]在具有包括氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管的液晶顯示裝置中，至少對覆蓋該氧化物半導(dǎo)體層的層間膜使用能過減弱透過的可見光的光強(qiáng)度的膜。能夠減弱透過的可見光的光強(qiáng)度的膜比氧化物半導(dǎo)體層的可見光的透光率低。作為能夠減弱透過的可見光的光強(qiáng)度的膜，可以使用著色層，優(yōu)選使用彩色的透光樹脂層。另外，采用包括彩色透光樹脂層和遮光層的層間膜，并且作為能夠減弱透過的可見光的光強(qiáng)度的膜也可以使用遮光層。
[0012]當(dāng)將彩色透光樹脂層的著色層用作設(shè)置在薄膜晶體管上的層間膜時(shí)，可以在不降低像素的開口率的情況下，減弱入射到薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的光的強(qiáng)度，從而可以起到防止由于氧化物半導(dǎo)體的光感度而引起的薄膜晶體管的電特性的變動而使其穩(wěn)定的作用。另外，彩色透光樹脂層還可以用作彩色濾光層。當(dāng)在對置襯底一側(cè)設(shè)置彩色濾光層時(shí)，雖然存在難以與形成有薄膜晶體管的元件襯底進(jìn)行準(zhǔn)確的像素區(qū)的對準(zhǔn)而導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降的憂慮，但通過將層間膜作為彩色濾光層直接形成在元件襯底一側(cè)可以更精確地控制形成區(qū)，并能夠?qū)?yīng)微細(xì)的圖形的像素。此外，由于使用同一絕緣層兼作層間膜和彩色濾光層，所以工序簡化而可以以更低的成本制造液晶顯示裝置。
[0013]彩色是指除了黑、灰、白等的無彩色之外的顏色，因?yàn)閷⒉噬耐腹鈽渲瑢佑米鞑噬珵V光片，所以使用只透過被著色的彩色的光的材料來形成。至于彩色，可以使用紅色、綠色、藍(lán)色等。另外，還可以使用藍(lán)綠色、紫紅色、黃色等。只透過被著色的彩色的光意味著:在彩色透光樹脂層中透過的光在其彩色光的波長中具有峰值。
[0014]作為彩色透光樹脂層，因?yàn)閷⑵溆米鞑噬珵V光層，所以可以考慮所包含的著色材料的濃度與光的透過率的關(guān)系以適當(dāng)?shù)乜刂谱钸m合的厚度。當(dāng)使用多個(gè)薄膜的疊層作為層間膜時(shí)，只要至少有一個(gè)層為彩色的透光樹脂層，就可以起到作為彩色濾光片的功能。
[0015]當(dāng)根據(jù)彩色的顏色而厚度不同或者具有起因于薄膜晶體管的凹凸時(shí)，可以層疊能夠透過可見光區(qū)的波長的光的(即所謂的無色透明)絕緣層，而使層間膜表面平坦化。通過提高層間膜的平坦性，在其上形成的像素電極層、共同電極層的覆蓋性提高，并可以使液晶層的間隙(厚度)均勻，由此可以進(jìn)一步地提高液晶顯示裝置的可見度而實(shí)現(xiàn)高圖像質(zhì)量化。
[0016]當(dāng)將遮光層(黑矩陣)用作設(shè)置在薄膜晶體管上的層間膜時(shí)，遮光層可以遮斷向薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的光的入射，因此具有可以防止由于氧化物半導(dǎo)體的光感度而引起的薄膜晶體管的電特性的變動而使其穩(wěn)定的作用。另外，由于遮光層還可以防止向相鄰的像素的漏光，所以可以進(jìn)行更高對比度以及高清晰的顯示。由此，可以實(shí)現(xiàn)液晶顯示裝置的高清晰、高可靠性。
[0017]在本說明書中，將形成有薄膜晶體管、像素電極層、共同電極層以及層間膜的襯底稱作元件襯底(第一襯底)，并將隔著液晶層與該元件襯底相對的襯底稱作對置襯底(第二襯底)。
[0018]遮光層可以形成在液晶顯示裝置的對置襯底一側(cè)或元件襯底一側(cè)。可以進(jìn)一步地提高對比度或提高薄膜晶體管的穩(wěn)定性的作用。通過將遮光層形成在對應(yīng)于薄膜晶體管的區(qū)域(至少與薄膜晶體管的半導(dǎo)體層重疊的區(qū)域)上，可以防止由從對置襯底入射的光引起的薄膜晶體管的電特性的變動。當(dāng)將遮光層形成在對置襯底一側(cè)時(shí)，可以將其形成在隔著液晶層對應(yīng)于薄膜晶體管的區(qū)域(至少與薄膜晶體管的半導(dǎo)體層重疊的區(qū)域)上。當(dāng)將遮光層形成在元件襯底一側(cè)時(shí)，可以將其直接形成在薄膜晶體管上(至少覆蓋薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的區(qū)域)，或者隔著絕緣層而形成。
[0019]當(dāng)在對置襯底一側(cè)也設(shè)置遮光層時(shí)，有時(shí)薄膜晶體管的半導(dǎo)體層通過遮光性的布線層或電極層等可以遮斷來自元件襯底的光和來自對置襯底的光，所以不需要一定覆蓋薄膜晶體管地形成遮光層。
[0020]本說明書所公開的發(fā)明的結(jié)構(gòu)的一個(gè)方式，包括:將與柵電極層重疊的氧化物半導(dǎo)體層用作溝道形成區(qū)的薄膜晶體管；電連接到薄膜晶體管的像素電極層;設(shè)置在薄膜晶體管與像素電極層之間的層間膜；以及，設(shè)置在薄膜晶體管、像素電極層以及層間膜上的液晶層，其中，層間膜是透光率比氧化物半導(dǎo)體層低的彩色透光樹脂層，并且，彩色透光樹脂層在與像素電極層重疊的同時(shí)以覆蓋氧化物半導(dǎo)體層的方式設(shè)置。
[0021]本說明書所公開的發(fā)明的結(jié)構(gòu)的另一方式，包括:將與柵電極層重疊的氧化物半導(dǎo)體層用作溝道形成區(qū)的薄膜晶體管；電連接到薄膜晶體管的像素電極層;設(shè)置在薄膜晶體管與像素電極層之間的層間膜；以及，設(shè)置在薄膜晶體管、像素電極層以及層間膜上的液晶層，其中，層間膜包括透光率比氧化物半導(dǎo)體層低的彩色透光樹脂層以及遮光層，并且，遮光層以覆蓋氧化物半導(dǎo)體層的方式設(shè)置，而彩色透光樹脂層以與像素電極層重疊的方式設(shè)置。
[0022]另外，在本說明書中為方便起見附加第一、第二等序數(shù)詞。因此，它們不表示發(fā)明的工序順序或?qū)盈B順序。另外，其在本說明書中不表示特定發(fā)明的事項(xiàng)的固有名稱。
[0023]另外，在本說明書中半導(dǎo)體裝置是指能夠通過利用半導(dǎo)體特性而工作的所有裝置，因此電光裝置、半導(dǎo)體電路以及電子設(shè)備都是半導(dǎo)體裝置。
[0024]在具有將氧化物半導(dǎo)體層用作溝道的薄膜晶體管的液晶顯示裝置中，通過至少對覆蓋該氧化物半導(dǎo)體層的層間膜使用能夠減弱透過的可見光的光強(qiáng)度的材料形成，可以在不影響開口率的情況下使該薄膜晶體管的工作特性穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0025]圖1是說明液晶顯不裝置的圖；
[0026]圖2是說明液晶顯不裝置的圖；
[0027]圖3A和3B是說明液晶顯不裝置的圖；
[0028]圖4A和4B是說明液晶顯不裝置的圖；
[0029]圖5A和5B是說明液晶顯示裝置的圖；
[0030]圖6A和6B是說明液晶顯示裝置的圖；
[0031 ]圖7A和7B是說明液晶顯示裝置的圖；
[0032]圖8A至8D是說明液晶顯示裝置的電極層的圖；
[0033]圖9A和9B是說明液晶顯不裝置的圖；
[0034]圖1OA和1B是說明液晶顯示裝置的圖；
[0035]圖1lA和IlB是說明液晶顯示裝置的圖；
[0036]圖12A1、12A2和12B是說明液晶顯示裝置的圖；
[0037]圖13A和13B是示出電視裝置以及數(shù)碼相框的例子的外觀圖；
[0038]圖14A和14B是示出游戲機(jī)的例子的外觀圖；
[0039]圖15A和15B是示出移動電話機(jī)的一個(gè)例子的外觀圖；
[0040]圖16是說明液晶顯不I旲塊的圖；
[0041 ]圖17A和17B是說明液晶顯示裝置的圖；
[0042]圖18A和18B是說明液晶顯不裝置的圖；
[0043]圖19A至19D是說明液晶顯示裝置的制造方法的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]參照附圖對實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。但是，本發(fā)明不局限于以下說明，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以很容易地理解一個(gè)事實(shí)就是其方式和詳細(xì)內(nèi)容可以在不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍的情況下被變換為各種形式。因此，不應(yīng)該被解釋為僅限于以下所示的實(shí)施方式的記載內(nèi)容。注意，在以下說明的結(jié)構(gòu)中，在不同的附圖中對于相同部分或具有相同功能的部分使用相同的附圖標(biāo)記表示，而省略重復(fù)說明。
[0045]實(shí)施方式I
[0046I 參照圖1、圖2以及圖17A和17B對液晶顯示裝置以及液晶顯示裝置的制造方法進(jìn)行說明。
[0047]圖1、圖2以及圖17A和17B是液晶顯示裝置的截面圖。
[0048]在圖1和圖2中，在元件襯底的第一襯底200上形成有元件層203(參照圖17A和17B)，在元件層203上形成有層間膜209，在層間膜209上設(shè)置有像素電極層230。像素電極層230與形成在對置襯底的第二襯底201上的對置電極層231以夾著液晶層208的方式被密封。
[0049]在圖1的液晶顯示裝置的方式中，多個(gè)像素以矩陣狀設(shè)置，在像素中包括:包括氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管;薄膜晶體管上的層間膜;層間膜上的像素電極層；以及像素電極層上的液晶層，其中層間膜為彩色透光樹脂層。
[0050]元件層203(參照圖17A和17B)設(shè)置有多個(gè)設(shè)置為矩陣狀的像素，并且在該像素中具有包括氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管220。薄膜晶體管220是反交錯(cuò)型薄膜晶體管，在具有絕緣表面的襯底的第一襯底200上包括:柵電極層221、柵極絕緣層222、半導(dǎo)體層223、用作源區(qū)或漏區(qū)的η+層224a、224b以及用作源電極層或漏電極層的布線層225a、225b。另外，薄膜晶體管220被絕緣膜227覆蓋。
[0051]在圖1的液晶顯示裝置中，作為層間膜209，使用能夠減弱透過的可見光的光強(qiáng)度的膜的彩色透光樹脂層204。彩色透光樹脂層204的可見光的透光率低于氧化物半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體層223的可見光的透光率。
[0052]當(dāng)將彩色透光樹脂層的著色層用作設(shè)置在薄膜晶體管220上的層間膜209時(shí)，可以在不降低像素的開口率的情況下，減弱入射到薄膜晶體管220的半導(dǎo)體層223的光的強(qiáng)度，從而可以起到防止由于氧化物半導(dǎo)體的光感度而引起的薄膜晶體管220的電特性的變動而使其穩(wěn)定的作用。另外，彩色透光樹脂層還可以用作彩色濾光層。當(dāng)在對置襯底一側(cè)設(shè)置彩色濾光層時(shí)，雖然存在難以與形成有薄膜晶體管的元件襯底進(jìn)行準(zhǔn)確的像素區(qū)的對準(zhǔn)而導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降的憂慮，但通過將層間膜作為彩色濾光層直接形成在元件襯底一側(cè)可以更精確地控制形成區(qū)，并能夠?qū)?yīng)微細(xì)的圖形的像素。此外，由于使用同一絕緣層兼作層間膜和彩色濾光層，所以工序簡化而可以以更低的成本制造液晶顯示裝置。
[0053]彩色是指除了黑、灰、白等的無彩色之外的顏色，因?yàn)閷⒅珜佑米鞑噬珵V光片，所以使用只透過被著色的彩色的光的材料來形成。至于彩色，可以使用紅色、綠色、藍(lán)色等。另外，還可以使用藍(lán)綠色、紫紅色、黃色等。只透過被著色的彩色的光意味著:在著色層中透過的光在其彩色光的波長中具有峰值。
[0054]作為彩色透光樹脂層204，因?yàn)閷⑵溆米髦珜?彩色濾光片)，所以可以考慮所包含的著色材料的濃度與光的透過率的關(guān)系以適當(dāng)?shù)乜刂谱钸m合的厚度。當(dāng)使用多個(gè)薄膜的疊層作為層間膜209時(shí)，只要至少有一個(gè)層為彩色的透光樹脂層，就可以起到作為彩色濾光片的功能。
[0055]當(dāng)根據(jù)彩色的顏色而彩色透光樹脂層的厚度不同或者具有起因于遮光層、薄膜晶體管的凹凸時(shí)，可以層疊能夠透過可見光區(qū)的波長的光的(即所謂的無色透明)絕緣層，而使層間膜表面平坦化。通過提高層間膜的平坦性，在其上形成的像素電極層、共同電極層的覆蓋性提高，并可以使液晶層的間隙(厚度)均勻，由此可以進(jìn)一步地提高液晶顯示裝置的可見度而實(shí)現(xiàn)高圖像質(zhì)量化。
[0056]作為能夠減弱透過的可見光的光強(qiáng)度的膜，可以使用用作遮光層的著色層。在圖2的液晶顯示裝置中，在層間膜209中包含彩色透光樹脂層204和遮光層205，并且作為設(shè)置在半導(dǎo)體層223上的能夠減弱透過的可見光的光強(qiáng)度的膜使用遮光層205。遮光層205的可見光的透光率低于氧化物半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體層223的可見光的透光率。
[0057]在圖2的液晶顯示裝置的方式中，多個(gè)像素以矩陣狀設(shè)置，在像素中包括:包括氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管;包括遮光層和彩色透光樹脂層的層間膜;像素電極層；以及像素電極層上的液晶層，其中在層間膜中，在薄膜晶體管上設(shè)置遮光層，并在彩色透光樹脂層上設(shè)置像素電極層。
[0058]作為彩色透光樹脂層204，可以使用透光有機(jī)樹脂、彩色顏料、染料，還可以將顏料或染料等混合在有機(jī)樹脂中而使用。至于透光有機(jī)樹脂，可以使用感光性或非感光性的樹脂。
[0059]對于彩色透光樹脂層204的形成方法沒有特別的限制，可以根據(jù)其材料使用如旋轉(zhuǎn)涂敷、浸漬、噴涂、液滴噴射法(噴墨法、絲網(wǎng)印刷、膠版印刷等)等的濕式法，并根據(jù)需要通過蝕刻法(干蝕刻或濕蝕刻)加工成所希望的形狀。
[0060]當(dāng)使用遮光層205(黑矩陣)作為設(shè)置在薄膜晶體管220上的層間膜209時(shí)，遮光層205可以遮斷向薄膜晶體管220的半導(dǎo)體層223的光的入射，因此具有防止由于氧化物半導(dǎo)體的光感度而引起的薄膜晶體管220的電特性的變動而使其穩(wěn)定的作用。另外，由于遮光層205還可以防止向相鄰的像素的漏光，所以可以進(jìn)行更高對比度以及高清晰的顯示。由此，可以實(shí)現(xiàn)液晶顯示裝置的高清晰、高可靠性。
[0061]還可以在液晶顯示裝置的對置襯底一側(cè)也形成遮光層。可以進(jìn)一步地提高對比度或提高薄膜晶體管的穩(wěn)定性的作用。當(dāng)將遮光層形成在對置襯底一側(cè)時(shí)，通過隔著液晶層地形成在對應(yīng)于薄膜晶體管的區(qū)域(至少與薄膜晶體管的半導(dǎo)體層重疊的區(qū)域)上，可以進(jìn)一步防止由從對置襯底入射的光引起的薄膜晶體管的電特性的變動。
[0062]當(dāng)在對置襯底一側(cè)形成遮光層的情況下，有時(shí)薄膜晶體管的半導(dǎo)體層通過遮光性的布線層或電極層等可以遮斷來自元件襯底的光和來自對置襯底的光，所以不需要一定覆蓋薄膜晶體管地形成遮光層。
[0063]遮光層205使用對光進(jìn)行反射或吸收而具有遮光性的材料。例如，可以使用黑色的有機(jī)樹脂，將顏料類的黑色樹脂、碳黑、鈦黑等混合到感光性或非感光性的聚酰亞胺等的樹脂材料中形成即可。另外，還可以使用遮光性的金屬膜，例如可以使用如鉻、鉬、鎳、鈦、鈷、銅、媽或招等。
[0064]對于遮光層205的形成方法沒有特別的限制，可以根據(jù)其材料使用如蒸鍍法、濺射法、CVD法等的干式法，或如旋轉(zhuǎn)涂敷、浸漬、噴涂、液滴噴射法(噴墨法、絲網(wǎng)印刷、膠版印刷等)等的濕式法，并根據(jù)需要通過蝕刻法(干蝕刻或濕蝕刻)加工成所希望的形狀。
[0065]在本說明書中作為氧化物半導(dǎo)體優(yōu)選使用以InM03(Zn0)m(m>0)表示的薄膜。在薄膜晶體管220中，形成以InM03(Zn0)m(m>0)表示的薄膜作為半導(dǎo)體層223。另外，M表示選自鎵(Ga)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、錳(Mn)、鋁(Al)及鈷(Co)中的一種金屬元素或多種金屬元素。例如，除了有作為M而包含Ga的情況以外，還有作為M而包含Ga和Ni或Ga和Fe等包含Ga以外的上述金屬元素的情況。另外，在上述氧化物半導(dǎo)體中，除了包含作為M的金屬元素之外，有時(shí)還包含作為雜質(zhì)元素的Fe、Ni以及其他過渡金屬或該過渡金屬的氧化物。例如，可以使用In-Ga-Zn-O類非單晶膜作為氧化物半導(dǎo)體層。但是，半導(dǎo)體層223不局限于以InM03(Zn0)m(m>0)表示的結(jié)構(gòu)的氧化物半導(dǎo)體層，只要其包含銦、鎵、鋅和錫中的至少一種即可。例如，可以使用由氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦錫(ITO)、包含氧化硅的氧化銦錫(ITSO)、包含氧化硅的氧化銦鋅、添加有鎵的氧化鋅(GZO)等構(gòu)成的氧化物半導(dǎo)體層。
[0066]在InM03(Zn0)m(m>0)膜(層)中，當(dāng)M為鎵(Ga)時(shí)，在本說明書中將該薄膜也稱為In-Ga-Zn-O類非單晶膜。作為In-Ga-Zn-O類非單晶膜的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，即使在利用濺射法進(jìn)行成膜后，以200度至500度，典型的是300度至400度進(jìn)行10分至100分的加熱處理，在XRD(X線衍射)的分析中也觀察到非晶結(jié)構(gòu)。另外，可以制造具有如下電特性得薄膜晶體管:柵極電壓為±20V，導(dǎo)通截止比為109以上，且迀移率為10以上。此外，使用In203:Ga203:Zn0=l:l:1的靶通過濺射法形成的In-Ga-Zn-O類非單晶膜對波長為450nm以下的光具有光感度。
[0067]另外，對于形成在液晶顯示裝置中的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)沒有特別的限制。薄膜晶體管可以使用形成有一個(gè)溝道形成區(qū)域的單柵極結(jié)構(gòu)、形成有兩個(gè)溝道形成區(qū)域的雙柵極結(jié)構(gòu)或形成有三個(gè)溝道形成區(qū)域的三柵極結(jié)構(gòu)。另外，外圍驅(qū)動電路區(qū)域中的晶體管也可為單柵極結(jié)構(gòu)、雙柵極結(jié)構(gòu)或三柵極結(jié)構(gòu)。
[0068]薄膜晶體管可以應(yīng)用于頂柵型(例如正交錯(cuò)型、共面型)、底柵型(例如，反交錯(cuò)型、反共面型)、具有夾著柵極絕緣膜配置在溝道區(qū)域上下的兩個(gè)柵電極層的雙柵型或其他結(jié)構(gòu)。
[0069]另外，雖然在圖1和圖2中未圖示，但是適當(dāng)?shù)卦O(shè)置取向膜、偏振片、相位差板、抗反射膜等的光學(xué)薄膜等。例如，也可以使用利用偏振片以及相位差板的圓偏振。此外，也可以使用背光燈或側(cè)光燈等作為光源。
[0070]另外，可以在彩色透光樹脂層的上面或下面層疊遮光層。圖17A和17B示出遮光層與彩色透光樹脂層的疊層結(jié)構(gòu)。在圖17A和17B中，在元件襯底的第一襯底200上形成有元件層203，并且在元件層203上形成有層間膜209。層間膜209包括彩色透光樹脂層204a、204b、204c以及遮光層205a、205b、205c、205d，其中在彩色透光樹脂層204a、204b、204c之間分別形成有遮光層205a、205b、205c以及205d。另外，在圖17A和17B中省略所包括的像素電極層和共同電極層。
[0071]彩色可以使用多種顏色，例如在圖17A和17B的液晶顯示裝置中，將彩色透光樹脂層204a設(shè)定為紅色，將彩色透光樹脂層204b設(shè)定為綠色，將彩色透光樹脂層204c設(shè)定為藍(lán)色的著色層，使用多種顏色的彩色透光樹脂層。
[0072]在圖17A和17B中，使用比彩色透光樹脂層的厚度薄的薄膜作為遮光層，并且在彩色透光樹脂層的上方或下方層疊遮光層。作為這種遮光層，優(yōu)選使用遮光性無機(jī)膜的薄膜(例如金屬膜)。
[0073]在圖17A中，元件層203上形成有薄膜的遮光層205a、205b、205c、205d，并且在遮光層205a、205b、205c、205d上層疊有彩色透光樹脂層204a、204b、204c。另外，在圖17B中，在元件層203上形成有彩色透光樹脂層204a、204b、204c，在彩色透光樹脂層204a、204b、204c上層疊有薄膜的遮光層205a、205b、205c、205d，并且在遮光層205a、205b、205c、205d上形成有用作外敷膜的絕緣膜211。作為其結(jié)構(gòu)，既可以如圖17B所示地將元件層、遮光層、彩色透光樹脂層直接層疊，也可以分別在這些層的上面、下面或它們之間分別設(shè)置絕緣膜。
[0074]作為液晶層208的液晶材料，可以使用各種液晶，而適當(dāng)?shù)剡x擇溶致液晶、熱致液晶、低分子液晶、高分子液晶、盤狀液晶、鐵電性液晶、反鐵電性液晶等來使用即可。
[0075]作為密封劑202a、202b，通常優(yōu)選使用可見光固化樹酯、紫外線固化樹酯或者熱固化樹酯。典型地，可以使用丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂或氨基樹脂(amine resin)等。另外，還可以含有光(典型的是紫外線)聚合引發(fā)劑(photopolymerizat1n initiator)、熱固化劑、填充物、耦合劑。
[0076]在本說明書中，當(dāng)液晶顯示裝置為通過透過光源的光來進(jìn)行顯示的透過型的液晶顯示裝置(或半透過型的液晶顯示裝置)時(shí)，至少需要在像素區(qū)中使光透過。因此，存在于光透過的像素區(qū)中的第一襯底、第二襯底以及元件層所包括的像素電極層、共同電極層、其他絕緣膜、導(dǎo)電膜等的薄膜全部對可見光的波長區(qū)的光具有透光性。
[0077]可以使用如硼硅酸鋇玻璃或硼硅酸鋁玻璃等的玻璃襯底、或石英襯底、塑料襯底等作為第一襯底200以及第二襯底201。在具有將氧化物半導(dǎo)體層用作溝道的薄膜晶體管的液晶顯示裝置中，通過至少對覆蓋該氧化物半導(dǎo)體層的層間膜使用能夠減弱透過的可見光的光強(qiáng)度的材料形成，可以在不影響開口率的情況下使該薄膜晶體管的工作特性穩(wěn)定。由此，可以提高具有該薄膜晶體管的液晶顯示裝置的可靠性。
[0078]實(shí)施方式2
[0079]參照圖18A和18B對液晶顯示裝置進(jìn)行說明。
[0080]圖18A示出液晶顯示裝置的平面圖，其表示一個(gè)像素。圖18B是沿著圖18A的線Xl-X2的截面圖。
[0081 ] 在圖18A中，多個(gè)源布線層(包括布線層405a)以互相平行(在圖中，在上下方向上延伸)且互相分離的狀態(tài)配置。多個(gè)柵布線層(包括柵電極層401)在與源極布線層大致正交的方向(圖中，左右方向)上延伸且彼此分離地配置。共同布線層408配置在與多個(gè)柵極布線層的每一個(gè)相鄰的位置，并在大致平行于柵極布線層的方向，即，與源極布線層大致正交的方向(圖中，左右方向)上延伸。由源極布線層、共同布線層408及柵極布線層圍繞為大致矩形的空間，并且在該空間中配置有液晶顯示裝置的像素電極層以及共同布線層。驅(qū)動像素電極層的薄膜晶體管420配置在圖中的左上角。多個(gè)像素電極層及薄膜晶體管配置為矩陣狀。
[0082]在圖18A和18B的液晶顯示裝置中，電連接到薄膜晶體管420的第一電極層447用作像素電極層，電連接到共同布線層408的第二電極層446用作共同電極層。另外，由第一電極層和共同布線層形成電容器。雖然共同電極層可以以浮動狀態(tài)(電獨(dú)立的狀態(tài))工作，但也可以將其設(shè)定為固定電位，優(yōu)選為共同電位(作為數(shù)據(jù)發(fā)送的圖像信號的中間電位)附近的不發(fā)生閃爍(flicker)的水平。
[0083]可以采用通過產(chǎn)生大致平行于襯底(S卩，水平方向)的電場來在平行于襯底的面內(nèi)移動液晶分子以控制灰度的方式。作為這種方式，可以應(yīng)用圖18A和18B所示的使用IPS模式的電極結(jié)構(gòu)。
[0084]作為如示出的IPS模式等的橫向電場模式，在液晶層的下方配置具有開口圖案的第一電極層(例如，電壓根據(jù)每個(gè)像素被控制的像素電極層)以及第二電極層(例如，共同電壓被提供給所有像素的共同電極層)。由此，在第一襯底441上形成一方為像素電極層而另一方為共同電極層的第一電極層447以及第二電極層446，并且至少第一電極層和第二電極層之一形成在層間膜上。第一電極層447及第二電極層446不是平面形狀，而具有各種開口圖案，包括彎曲部分或分叉的梳齒狀。由于第一電極層447以及第二電極層446在其電極層間產(chǎn)生電場，所以將它們配置為相同形狀且不互相重疊。
[0085]通過對像素電極層與共同電極層之間施加電場來控制液晶。由于對液晶施加水平方向的電場，因此可以使用該電場控制液晶分子。也就是說，由于可以在平行于襯底的方向上控制被取向?yàn)榕c襯底平行的液晶分子，因此能夠擴(kuò)大視角。
[0086]圖8A至8D示出第一電極層447以及第二電極層446的其他例子。如圖8A至8D的俯視圖所示，第一電極層447a至447d以及第二電極層446a至446d交替地形成，在圖8A中第一電極層447a及第二電極層446a為具有起伏的波浪形狀，在圖8B中第一電極層447b以及第二電極層446b為具有同心圓狀的開口部的形狀，在圖8C中第一電極層447c以及第二電極層446c為梳齒狀且一部分為彼此層疊的形狀，在圖8D中第一電極層447d及第二電極層446d為梳齒狀且電極為彼此嚙合的形狀。另外，如圖8A至8C所示，當(dāng)?shù)谝浑姌O層447a、447b、447c與第二電極層446a、446b、446c重疊時(shí)，在第一電極層447與第二電極層446之間形成絕緣膜，并在不同的膜上形成第一電極層447以及第二電極層446。
[0087]薄膜晶體管420為反交錯(cuò)型薄膜晶體管，并且在具有絕緣表面的襯底的第一襯底441上包括:柵電極層401、柵極絕緣層402、半導(dǎo)體層403、用作源區(qū)或漏區(qū)的η+層404a、404b以及用作源電極層或漏電極層的布線層405a、405b。
[0088]覆蓋薄膜晶體管420地設(shè)置有與半導(dǎo)體層403接觸的絕緣膜407。在絕緣膜407上設(shè)置有層間膜413，并且在層間膜413上形成有第一電極層447以及第二電極層446。
[0089]在圖18A和18B的液晶顯示裝置中，使用能夠減弱透過的可見光的光強(qiáng)度的膜的彩色透光樹脂層417作為層間膜413。
[0090]當(dāng)將彩色透光樹脂層417的著色層用作設(shè)置在薄膜晶體管420上的層間膜413時(shí)，可以在不降低像素的開口率的情況下，減弱入射到薄膜晶體管420的半導(dǎo)體層403的光的強(qiáng)度，從而可以起到防止由于氧化物半導(dǎo)體的光感度而引起的薄膜晶體管420的電特性的變動而使其穩(wěn)定的作用。另外，彩色透光樹脂層417還可以用作彩色濾光層。當(dāng)在對置襯底一側(cè)設(shè)置彩色濾光層時(shí)，雖然存在難以與形成有薄膜晶體管的元件襯底進(jìn)行準(zhǔn)確的像素區(qū)的對準(zhǔn)而導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降的憂慮，但通過將層間膜作為彩色濾光層直接形成在元件襯底一側(cè)可以更精確地控制形成區(qū)，并能夠?qū)?yīng)微細(xì)的圖形的像素。此外，由于使用同一絕緣層兼作層間膜和彩色濾光層，所以工序簡化而可以以更低的成本制造液晶顯示裝置。
[0091]作為彩色透光樹脂，可以使用感光性或非感光性有機(jī)樹脂。當(dāng)使用感光性有機(jī)樹脂層時(shí)，可以縮減抗蝕劑掩模數(shù)，從而簡化工序，所以是優(yōu)選的。另外，由于形成在層間膜中的接觸孔也成為具有曲率的開口形狀，所以也可以提高形成在接觸孔中的電極層等的膜的覆蓋性。
[0092]對層間膜413(彩色透光樹脂層417)的形成法沒有特別的限制，可以根據(jù)其材料使用旋轉(zhuǎn)涂敷、浸漬、噴涂、液滴噴射法(噴墨法、絲網(wǎng)印刷、膠版印刷等)、刮刀、棍涂機(jī)、幕涂機(jī)、刮刀涂布機(jī)等來形成。
[0093]在第一電極層447以及第二電極層446上設(shè)置有液晶層444，且該液晶層444由對置襯底的第二襯底442密封。
[0094]第一襯底441以及第二襯底442是透光襯底，并且在它們的外側(cè)(與液晶層444相反一側(cè))分別設(shè)置有偏振片443a、443b。
[0095]作為第一電極層447以及第二電極層446，可以使用具有透光性的導(dǎo)電材料諸如包含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鎢的氧化銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化銦錫、氧化銦錫(下面表示為ΙΤ0)、氧化銦鋅、添加有氧化硅的氧化銦錫等。
[0096]此外，可以使用包含導(dǎo)電高分子(也稱為導(dǎo)電聚合物)的導(dǎo)電組成物形成第一電極層447以及第二電極層446。使用導(dǎo)電組成物形成的像素電極的薄層電阻優(yōu)選為10000 Ω/口以下，并且其波長為550nm時(shí)的透光率優(yōu)選為70%以上。另外，導(dǎo)電組成物所包含的導(dǎo)電高分子的電阻率優(yōu)選為0.1Ω.cm以下。
[0097]作為導(dǎo)電高分子，可以使用所謂的電子共軛類導(dǎo)電高分子。例如，可以舉出聚苯胺或其衍生物、聚吡咯或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、或者上述材料中的兩種以上的共聚物等。
[0098]還可以將成為基底膜的絕緣膜設(shè)置在第一襯底441與柵電極層401之間。基底膜具有防止從第一襯底441的雜質(zhì)的擴(kuò)散的作用，可以由選自氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、或氧氮化硅膜中的一種或多種膜的疊層結(jié)構(gòu)來形成。柵電極層401可以通過使用鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹、鈧等的金屬材料或以這些為主要成分的合金材料的單層或疊層來形成。當(dāng)將具有遮光性的導(dǎo)電膜用作柵電極層401時(shí)，可以防止來自背光燈的光(從第一襯底441入射的光)入射到半導(dǎo)體層403。
[0099]例如，作為柵電極層401的兩層疊層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選采用:在鋁層上層疊有鉬層的兩層疊層結(jié)構(gòu)；在銅層上層疊鉬層的兩層疊層結(jié)構(gòu)；在銅層上層疊有氮化鈦層或氮化鉭層的兩層疊層結(jié)構(gòu);或者層疊有氮化鈦層和鉬層的兩層疊層結(jié)構(gòu)。作為三層疊層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選采用以下疊層:鎢層或氮化鎢層、鋁和硅的合金或鋁和鈦的合金、以及氮化鈦層或鈦層。
[0100]可以通過利用CVD法或?yàn)R射法等并使用氧化硅層、氮化硅層、氧氮化硅層或氮氧化硅層的單層或疊層，來形成柵極絕緣層402。另外，作為柵極絕緣層402，還可以通過使用有機(jī)硅烷氣體的CVD法來形成氧化硅層。作為有機(jī)硅烷氣體，可以使用含有硅的化合物，如四乙氧基硅烷(TE0S:化學(xué)式為Si(0C2H5)4)、四甲基硅烷(TMS:化學(xué)式為Si(CH3)4)、四甲基環(huán)四硅氧烷(TMCTS)、八甲基環(huán)四硅氧烷(OMCTS)、六甲基二硅氮烷(HMDS)、三乙氧基硅烷(SiH(0C2H5)3)、三(二甲氨基)硅烷(SiH(N(CH3)2)3)等。
[0101]優(yōu)選的是，在形成用作半導(dǎo)體層403的氧化物半導(dǎo)體膜之前進(jìn)行引入氬氣體生成等離子體的反派射(reverse sputter)，來去除附著在柵極絕緣層的表面上的塵肩。另外，還可以使用氮、氦等來代替氬氣氛。此外，還可以在氬氣氛中添加了氧、氫、N20等的氣氛下進(jìn)行。另外，還可以在氬氣氛中添加C12、CF4等的氣氛下進(jìn)行。
[0102]作為用作半導(dǎo)體層403以及源區(qū)或漏區(qū)的η+層404a、404b，可以使用In-Ga-Zn-O類非單晶膜。η+層404a、404b是電阻比半導(dǎo)體層403低的氧化物半導(dǎo)體層。例如，η+層404a、404b具有η型導(dǎo)電型，且活化能(ΔΕ)為0.0leV以上且0.1eV以下。η+層404a、404b為In-Ga-Zn-O類非單晶膜，其至少含有非晶成分。η+層404a、404b有時(shí)在非晶結(jié)構(gòu)中含有晶粒(納米晶體)。該η+層404a、404b中的晶粒(納米晶體)的直徑為Inm至1nm，典型的為2nm至4nm左右。
[0103]通過設(shè)置η+層404a、404b，使金屬層的布線層405a、405b與氧化物半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體層403之間良好地接合，與肖特基接合相比在熱方面上也可以具有穩(wěn)定工作。另外，為了供給溝道的載流子(源極一側(cè))，穩(wěn)定地吸收溝道的載流子(漏極一側(cè))，或者不在與布線層之間的界面產(chǎn)生電阻成分，積極地設(shè)置η+層是有效的。另外，通過低電阻化，即使在高漏極電壓下也可以保持良好的迀移率。
[0104]用作半導(dǎo)體層403的第一In-Ga-Zn-O類非單晶膜的成膜條件與用作η+層404a、404b的第二In-Ga-Zn-O類非單晶膜的成膜條件不同。例如，采用以下條件:與第二In-Ga-Zn-O類非單晶膜的成膜條件中的氧氣體流量和氬氣體流量的比相比，第一In-Ga-Zn-O類非單晶膜的成膜條件中的氧氣體流量所占的比率更多。具體地，將第二 In-Ga-Zn-O類非單晶膜的成膜條件設(shè)定為稀有氣體(氬或氦等)氣氛下(或氧氣體為10%以下、氬氣體為90%以上)，并且將第一 In-Ga-Zn-O類非單晶膜的成膜條件設(shè)定為氧氣氛下(或氧氣體流量與氬氣體流量相等或大于氬氣體流量)。
[0105]例如，用作半導(dǎo)體層403的第一In-Ga-Zn-O類非單晶膜通過使用直徑為8英尺的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體靶(In203:Ga203:ZnO= 1:1:1)，并將襯底與靶之間的距離設(shè)定為170mm、壓力0.4Pa、直流(DC)電源0.5kW、并在氬或氧氣氛下形成。另外，通過使用脈沖直流(DC)電源可以減少塵肩而使膜的厚度分布均勻，所以是優(yōu)選的。將第一 In-Ga-Zn-O類非單晶膜的厚度設(shè)定為5nm至200nmo
[0106]另一方面，用作η+層404a、404b的第二氧化物半導(dǎo)體膜通過使用In203:Ga203:Zn0= 1:1:1的靶，并在如下成膜條件下利用濺射法形成:壓力0.4Pa;電力為500W;成膜溫度為室溫;所引入的氬氣體流量為40sCCm。有時(shí)在剛成膜后形成有包含尺寸為Inm至1nm的晶粒的In-Ga-Zn-O類非單晶膜。另外，可以通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整靶的成分比、成膜壓力(0.1Pa至2.0?&)、電力(250￥至3000胃:8英寸(}))、溫度(室溫至100度)、反應(yīng)性濺射的成膜條件等，可以調(diào)整晶粒的有無及晶粒的密度，并且還可以將晶粒的直徑尺寸調(diào)整為Inm至1nm的范圍內(nèi)。第二In-Ga-Zn-O類非單晶膜的厚度為5nm至20nm。當(dāng)然，當(dāng)在膜中包括晶粒時(shí)，所包括的晶粒的尺寸不超過膜的厚度。將第二 In-Ga-Zn-O類非單晶膜的厚度設(shè)定為5nm。
[0107]濺射法包括作為濺射電源使用高頻電源的RF濺射法、DC濺射法以及以脈沖方式施加偏壓的脈沖DC濺射法。RF濺射法主要用于形成絕緣膜，而DC濺射法主要用于形成金屬膜。
[0108]另外，也有可以設(shè)置材料不同的多個(gè)靶的多元濺射裝置。多元濺射裝置既可以在同一反應(yīng)室中層疊形成不同的材料膜，又可以在同一反應(yīng)室中同時(shí)對多種材料進(jìn)行放電而進(jìn)行成膜。
[0109]另外，也有使用磁控管濺射法的濺射裝置和使用ECR濺射法的濺射裝置。在使用磁控管濺射法的濺射裝置中，在反應(yīng)室內(nèi)部具備磁鐵機(jī)構(gòu)，而在使用ECR濺射法的濺射裝置中，不使用輝光放電而利用使用微波產(chǎn)生的等離子體。
[0110]另外，作為使用濺射法的成膜方法，還有反應(yīng)濺射法、偏壓濺射法。在反應(yīng)濺射法中，當(dāng)進(jìn)行成膜時(shí)使靶物質(zhì)和濺射氣體成分起化學(xué)反應(yīng)而形成這些化合物的薄膜，而在偏壓濺射法中，當(dāng)進(jìn)行成膜時(shí)也對襯底施加電壓。
[0111]在半導(dǎo)體層、η+層、布線層的制造工序中，采用蝕刻工序以將薄膜加工成所希望的形狀。作為蝕刻工序，可以使用干蝕刻或濕蝕刻。
[0112]作為干蝕刻所使用的蝕刻氣體，優(yōu)選采用含有氯的氣體(氯類氣體，例如氯(C12)、氯化硼(BC13)、氯化硅(SiC14)、四氯化碳(CC14)等)。
[0113]另外，還可以使用含有氟的氣體(氟類氣體，例如四氟化碳(CF4)、六氟化硫(SF6)、三氟化氮(NF3)、三氟甲烷(CHF3)等)、溴化氫(HBr)、氧(02)、或?qū)ι鲜鰵怏w添加了氦(He)或氬(Ar)等的稀有氣體的氣體等。
[0114]作為用于干蝕刻的蝕刻裝置，可以采用使用反應(yīng)離子刻蝕法(RIE法)的蝕刻裝置、使用ECR(電子回旋共振)或ICP(感應(yīng)耦合等離子體)等高密度等離子體源的干蝕刻裝置。另夕卜，作為與ICP裝置相比，容易獲得在較廣的面積上的均勻的放電的干蝕刻裝置，可以舉出ECCP(增大電容耦合等離子體)模式的蝕刻裝置，在該蝕刻裝置中，使上部電極接地，將13.56MHz的高頻電源連接到下部電極，并將3.2MHz的低頻電源連接到下部電極。若是采用該ECCP模式的蝕刻裝置，就可以對應(yīng)例如使用第十代的超過3m的尺寸的襯底作為襯底的情況。
[0115]適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)蝕刻條件(施加到線圈型電極的電力量、施加到襯底一側(cè)的電極的電力量、襯底一側(cè)的電極溫度等)，以蝕刻成所希望的加工形狀。
[0116]作為濕蝕刻所使用的蝕刻液，可以使用混合有磷酸、醋酸以及硝酸的溶液、過氧化氫氨水(過氧化氫:氨:水= 5:2:2)等。另外，還可以使用IT0-07N(日本關(guān)東化學(xué)株式會社制造)O
[0117]另外，進(jìn)行完濕蝕刻后的蝕刻液與被蝕刻的材料一起通過清洗被去除。還可以對包含有被去除的材料的蝕刻液的廢液進(jìn)行純化而對包含的材料進(jìn)行再利用。通過從該蝕刻后的廢液中回收氧化物半導(dǎo)體層所包含的銦等的材料而進(jìn)行再利用，可以對資源進(jìn)行有效活用而實(shí)現(xiàn)低成本化。
[0118]根據(jù)材料而適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)蝕刻條件(蝕刻液、蝕刻時(shí)間、溫度等)，以蝕刻成所希望的加工形狀。
[0119]作為布線層405a、405b的材料，可以舉出選自Al、Cr、Ta、T1、Mo、W中的元素、以上述元素為成分的合金、組合上述元素的合金膜等。另外，在進(jìn)行200度至600度的熱處理的情況下，優(yōu)選使導(dǎo)電膜具有承受該熱處理的耐熱性。當(dāng)僅采用Al單質(zhì)時(shí)耐熱性很低并有容易腐蝕等問題，所以將Al與耐熱導(dǎo)電材料組合來形成。作為與Al組合的耐熱導(dǎo)電材料，使用選自鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釹(Nd)、鈧(Sc)中的元素、以上述元素為成分的合金、組合上述元素的合金膜或者以上述元素為成分的氮化物。
[0120]可以在不接觸大氣的情況下連續(xù)地形成柵極絕緣層402、半導(dǎo)體層403、n+層404a、404b以及布線層405a、405b。通過不接觸于大氣地連續(xù)進(jìn)行成膜，可以不被大氣成分或浮游在大氣中的污染雜質(zhì)元素污染地形成各疊層界面。因此，可以降低薄膜晶體管的特性的不均勻性。
[0121]另外，半導(dǎo)體層403僅被部分性地蝕刻，并具有槽部(凹部)。
[0122]對半導(dǎo)體層403、n+層404a、404b，在200度至600度，典型的是300度至500度的溫度下進(jìn)行熱處理，即可。例如，在氮?dú)夥障乱?50度進(jìn)行一個(gè)小時(shí)的熱處理。通過該熱處理，進(jìn)行構(gòu)成半導(dǎo)體層403以及η+層404a、404b的In-Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體的原子級的重新排列。該熱處理(也包括光退火等)在可以將阻礙半導(dǎo)體層403、n+層404a、404b中的載流子的迀移的應(yīng)變釋放這一點(diǎn)上，十分重要。此外，至于進(jìn)行上述熱處理的時(shí)序，只要是在形成半導(dǎo)體層403以及η+層404a、404b之后，就沒有特別的限定。
[0123]另外，還可以對露出的半導(dǎo)體層403的凹部進(jìn)行氧自由基處理。自由基處理優(yōu)選在
02、N20、包含氧的N2、包含氧的He、包含氧的Ar等的氣氛下進(jìn)行。另外，還可以在上述氣氛中添加了C12、CF4的氣氛下進(jìn)行。另外，優(yōu)選在不對第一襯底441 一側(cè)施加偏壓的情況下進(jìn)行自由基處理。
[0124]覆蓋薄膜晶體管420的絕緣膜407可以使用利用干法或濕法形成的無機(jī)絕緣膜或有機(jī)絕緣膜。例如，可以使用利用CVD法或?yàn)R射法等形成的氮化硅膜、氧化硅膜、氧氮化硅膜、氧化鋁膜、氧化鉭膜等。另外，可以使用如丙烯酸樹脂、聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯、聚酰胺或環(huán)氧樹脂等有機(jī)材料。另外，除了上述有機(jī)材料之外，還可以使用低介電常數(shù)材料(low-k材料)、硅氧烷類樹脂、PSG (磷硅玻璃)、BPSG (硼磷硅玻璃)等。
[0125]另外，硅氧烷類樹脂相當(dāng)于以硅氧烷類材料為起始材料而形成的包含S1-O-Si鍵的樹脂。硅氧烷類樹脂還可以使用有機(jī)基(例如烷基或芳基)或氟基作為取代基。此外，有機(jī)基也可以包括氟基團(tuán)。利用涂敷法形成硅氧烷類樹脂的膜，并通過對其進(jìn)行焙燒來將其用作絕緣膜407。
[0126]另外，還可以通過層疊多個(gè)由這些材料形成的絕緣膜來形成絕緣膜407。例如，還可以采用在無機(jī)絕緣膜上層疊有機(jī)樹脂膜的結(jié)構(gòu)。
[0127]另外，通過采用使用多級灰度掩模形成的具有多種(典型的是兩種)厚度的區(qū)域的抗蝕劑掩模，可以縮減抗蝕劑掩模數(shù)，而可以謀求工序的簡化以及低成本化。
[0128]通過改善對比度或視角特性，可以提供圖像質(zhì)量更高的液晶顯示裝置。此外，可以以更低成本且高生產(chǎn)率地制造該液晶顯示裝置。
[0129]另外，可以使薄膜晶體管的特性穩(wěn)定，而使液晶顯示裝置的可靠性提高。
[0130]實(shí)施方式3
[0131]在實(shí)施方式3中，圖3A和3B、圖4A和4B以及圖7A和7B示出像素電極層與共同電極層形成在不同的面上的例子。另外，與實(shí)施方式I以及實(shí)施方式2相同的部分可以使用相同的材料以及制造方法，而省略對同一部分或具有同樣的功能的部分的詳細(xì)說明。
[0132]圖3A、圖4A、圖7A為液晶顯示裝置的平面圖并表示一個(gè)像素。圖3B、圖4B、圖7B是沿著圖3A、圖4A、圖7A的線X1-X2的截面圖。
[0133]在圖3A、圖4A、圖7A的平面圖中，與實(shí)施方式2同樣地，多個(gè)源極布線層(包括布線層405a)以互相平行(在圖中，在上下方向上延伸)且互相離開的狀態(tài)配置。多個(gè)柵布線層(包括柵電極層401)在與源極布線層大致正交的方向(圖中，左右方向)上延伸且彼此分離地配置。共同布線層408配置在與多個(gè)柵極布線層的每一個(gè)相鄰的位置，并在大致平行于柵極布線層的方向，即，與源極布線層大致正交的方向(圖中，左右方向)上延伸。由源極布線層、共同布線層408及柵極布線層圍繞為大致矩形的空間，并且在該空間中配置有液晶顯示裝置的像素電極層以及共同布線層。驅(qū)動像素電極層的薄膜晶體管420配置在圖中的左上角。多個(gè)像素電極層及薄膜晶體管配置為矩陣狀。
[0134]在圖3A和3B、圖4A和4B以及圖7A和7B的液晶顯示裝置中，如圖3B、圖4B、圖7B的截面圖所示，像素電極層的第一電極層447與共同電極層的第二電極層446分別設(shè)置在不同的膜上(不同的層上)。雖然在圖3B、圖4B、圖7B中示出像素電極層的第一電極層447隔著絕緣膜形成在共同電極層的第二電極層446下方的例子，但還可以采用共同電極層的第二電極層446隔著絕緣膜形成在像素電極層的第一電極層447下方的結(jié)構(gòu)。
[0135]在圖3A、圖4A、圖7A的液晶顯示裝置中，與薄膜晶體管420電連接的第一電極層447用作像素電極層，并且與共同布線層408電連接的第二電極層446用作共同電極層。
[0136]在圖3A和3B中，在第一襯底441上形成有第一電極層447，并在第一電極層447上層疊有柵極絕緣層402、布線層405b、絕緣膜407以及層間膜413，且在層間膜413上形成有第二電極層446。另外，在圖3A和3B中，由與布線層405a、405b同一工序形成的布線層410和第一電極層447形成電容器。
[0137]在圖4A和4B中，在絕緣膜407上形成有第一電極層447，并在第一電極層447上層疊有層間膜413，且在層間膜413上形成有第二電極層446。另外，在圖4A和4B中，由第一電極層和共同布線層形成電容器。
[0138]在圖7A和7B中，在層間膜413上形成有第一電極層447，并在第一電極層447上層疊有絕緣膜416，且在絕緣膜416上形成有第二電極層446。另外，在圖7A和7B中，由第一電極層和共同布線層形成電容器。另外，在圖7A和7B中第一電極層447以及第二電極層446為梳齒狀的形狀，其彎曲部的角度為90度。如此當(dāng)?shù)谝浑姌O層447以及第二電極層446的彎曲部的角度為90度時(shí)，可以使偏振片的偏振軸與液晶分子的取向角度的差成為45度，而使白色顯示時(shí)的透過率最大。
[0139]當(dāng)將彩色透光樹脂層的著色層用作設(shè)置在薄膜晶體管上的層間膜時(shí)，可以在不降低像素的開口率的情況下，減弱入射到薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的光的強(qiáng)度，從而可以起到防止由于氧化物半導(dǎo)體的光感度而引起的薄膜晶體管的電特性的變動而使其穩(wěn)定的作用。另外，彩色透光樹脂層還可以用作彩色濾光層。當(dāng)在對置襯底一側(cè)設(shè)置彩色濾光層時(shí)，雖然存在難以與形成有薄膜晶體管的元件襯底進(jìn)行準(zhǔn)確的像素區(qū)的對準(zhǔn)而導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降的憂慮，但通過將層間膜作為彩色濾光層直接形成在元件襯底一側(cè)可以更精確地控制形成區(qū)，并能夠?qū)?yīng)微細(xì)的圖形的像素。此外，由于使用同一絕緣層兼作層間膜和彩色濾光層，所以工序簡化而可以以更低的成本制造液晶顯示裝置。
[0140]通過改善對比度或視角特性，可以提供圖像質(zhì)量更高的液晶顯示裝置。此外，可以以更低成本且高生產(chǎn)率地制造該液晶顯示裝置。
[0141]另外，可以使薄膜晶體管的特性穩(wěn)定，而使液晶顯示裝置的可靠性提高。
[0142]實(shí)施方式4
[0143]參照圖5A和5B對具有遮光層(黑矩陣)的液晶顯示裝置進(jìn)行說明。
[OH4]圖5A和5B所示的液晶顯示裝置是在實(shí)施方式2的圖18A和18B所示的液晶顯示裝置中，在對置襯底的第二襯底442—側(cè)還形成遮光層414的例子。所以，與實(shí)施方式2相同的部分可以使用相同的材料以及制造方法，而省略對同一部分或具有同樣的功能的部分的詳細(xì)說明。
[0145]圖5A是液晶顯示裝置的平面圖，圖5B是沿著圖5A的線X1-X2的截面圖。另外，在圖5A的平面圖中僅對元件襯底一側(cè)進(jìn)行圖示，而省略了對置襯底一側(cè)的記載。
[0146]在第二襯底442的液晶層444一側(cè)形成有遮光層414以及作為平坦化膜的絕緣層415。遮光層414優(yōu)選隔著液晶層444形成在對應(yīng)于薄膜晶體管420的區(qū)域(與薄膜晶體管的半導(dǎo)體層重疊的區(qū)域)上。以夾著液晶層444的方式固定第一襯底441以及第二襯底442，以便以至少覆蓋薄膜晶體管420的半導(dǎo)體層403的上方的方式配置遮光層414。
[0147]遮光層414使用對光進(jìn)行反射或吸收而具有遮光性的材料。例如，可以使用黑色的有機(jī)樹脂，將顏料類的黑色樹脂、碳黑、鈦黑等混合到感光性或非感光性的聚酰亞胺等的樹脂材料中形成即可。另外，還可以使用遮光性的金屬膜，例如可以使用如鉻、鉬、鎳、鈦、鈷、銅、媽或招等。
[0148]對遮光層414的形成方法沒有特別的限制，可以根據(jù)其材料使用如蒸鍍法、濺射法、CVD法等的干式法，或如旋轉(zhuǎn)涂敷、浸漬、噴涂、液滴噴射法(噴墨法、絲網(wǎng)印刷、膠版印刷等)的濕式法，并根據(jù)需要通過蝕刻法(干蝕刻或濕蝕刻)加工成所希望的形狀。
[0149]絕緣層415也可以通過使用丙烯酸樹脂或聚酰亞胺等的有機(jī)樹脂等并利用旋涂或各種印刷法等的涂敷法來形成。
[0150]如此，通過在對置襯底一側(cè)還設(shè)置遮光層414，可以進(jìn)一步提高對比度以及提高薄膜晶體管的穩(wěn)定性。由于遮光層414可以遮斷向薄膜晶體管420的半導(dǎo)體層403的光的入射，從而防止由于氧化物半導(dǎo)體的光感度而引起的薄膜晶體管420的電特性的變動而使其更穩(wěn)定。另外，由于遮光層414還可以防止向相鄰的像素的漏光，所以可以進(jìn)行更高對比度以及尚清晰的顯不。由此，可以實(shí)現(xiàn)液晶顯不裝置的尚清晰、尚可靠性。
[0151]通過改善對比度或視角特性，可以提供圖像質(zhì)量更高的液晶顯示裝置。此外，可以以更低成本且高生產(chǎn)率地制造該液晶顯示裝置。
[0152]另外，可以使薄膜晶體管的特性穩(wěn)定，而使液晶顯示裝置的可靠性提高。
[0153]本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。
[0154]實(shí)施方式5
[0155]參照圖6A和6B對具有遮光層(黑矩陣)的液晶顯示裝置進(jìn)行說明。
[0156]圖6A和6B所示的液晶顯示裝置是在實(shí)施方式2的圖18A和18B所示的液晶顯示裝置中在元件襯底的第一襯底441 一側(cè)形成遮光層414作為層間膜413的一部分的例子。所以，與實(shí)施方式2相同的部分可以使用相同的材料以及制造方法，而省略對同一部分或具有同樣的功能的部分的詳細(xì)說明。
[0157]圖6A是液晶顯示裝置的平面圖，圖6B是沿著圖6A的線X1-X2的截面圖。另外，在圖6A的平面圖中僅對元件襯底一側(cè)進(jìn)行圖示，而省略了對置襯底一側(cè)的記載。
[0158]層間膜413包括遮光層414以及彩色透光樹脂層417。遮光層414設(shè)置在元件襯底的第一襯底441 一側(cè)，并以隔著絕緣膜407的方式形成在薄膜晶體管420上(至少覆蓋薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的區(qū)域)，而用作半導(dǎo)體層的遮光層。另一方面，彩色透光樹脂層417形成在與第一電極層447和第二電極層446重疊的區(qū)域中，而用作彩色濾光層。在圖6B的液晶顯示裝置中，第二電極層446的一部分形成在遮光層414上，并在其上設(shè)置有液晶層444。
[0159]由于遮光層414用作層間膜，所以優(yōu)選使用黑色的有機(jī)樹脂。例如，將顏料類的黑色樹脂、碳黑、鈦黑等混合到感光性或非感光性的聚酰亞胺等的樹脂材料中形成即可。至于遮光層414的形成方法，可以根據(jù)其材料使用如旋轉(zhuǎn)涂敷、浸漬、噴涂、液滴噴射法(噴墨法、絲網(wǎng)印刷、膠版印刷等)等的濕式法，并根據(jù)需要通過蝕刻法(干蝕刻或濕蝕刻)加工成所希望的形狀。
[0160]如此，通過設(shè)置遮光層414，遮光層414可以在不降低像素的開口率的情況下遮斷向薄膜晶體管420的半導(dǎo)體層403的光的入射，從而可以起到防止由于氧化物半導(dǎo)體的光感度而引起的薄膜晶體管420的電特性的變動而使其更穩(wěn)定。另外，由于遮光層414還可以防止向相鄰的像素的漏光，所以可以進(jìn)行更高對比度以及高清晰的顯示。由此，可以實(shí)現(xiàn)液晶顯不裝置的尚清晰、尚可靠性。
[0161 ]另外，彩色透光樹脂層417還可以用作彩色濾光層。當(dāng)在對置襯底一側(cè)設(shè)置彩色濾光層時(shí)，雖然存在難以與形成有薄膜晶體管的元件襯底進(jìn)行準(zhǔn)確的像素區(qū)的對準(zhǔn)而導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降的憂慮，但通過將包括在層間膜中的彩色透光樹脂層417作為彩色濾光層而直接形成在元件襯底一側(cè)可以更精確地控制形成區(qū)，并能夠?qū)?yīng)微細(xì)的圖形的像素。此外，由于使用同一絕緣層兼作層間膜和彩色濾光層，所以工序簡化而可以以更低的成本制造液晶顯示裝置。
[0162]通過改善對比度或視角特性，可以提供圖像質(zhì)量更高的液晶顯示裝置。此外，可以以更低成本且高生產(chǎn)率地制造該液晶顯示裝置。
[0163]另外，可以使薄膜晶體管的特性穩(wěn)定，而使液晶顯示裝置的可靠性提高。
[0164]本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。
[0165]實(shí)施方式6
[0166]示出實(shí)施方式I至實(shí)施方式5中的可以用于液晶顯示裝置的薄膜晶體管的其他的例子。另外，與實(shí)施方式2至實(shí)施方式5相同的部分可以使用相同的材料以及制造方法，而省略對同一部分或具有同樣的功能的部分的詳細(xì)說明。
[0167]圖1OA和1B示出具有源電極層以及漏電極層與半導(dǎo)體層以不隔著η+層的方式接觸的結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管的液晶顯示裝置的例子。
[0168]圖1OA是液晶顯示裝置的平面圖且表示一個(gè)像素。圖1OB是沿著圖1OA的線V1-V2的截面圖。
[0169]在圖1OA的平面圖中，與實(shí)施方式2同樣地，多個(gè)源極布線層(包括布線層405a)以互相平行(在圖中，在上下方向上延伸)且互相離開的狀態(tài)配置。多個(gè)柵布線層(包括柵電極層401)在與源極布線層大致正交的方向(圖中，左右方向)上延伸且彼此分離地配置。共同布線層408配置在與多個(gè)柵極布線層的每一個(gè)相鄰的位置，并在大致平行于柵極布線層的方向，即，與源極布線層大致正交的方向(圖中，左右方向)上延伸。由源極布線層、共同布線層408及柵極布線層圍繞為大致矩形的空間，并且在該空間中配置有液晶顯示裝置的像素電極層以及共同布線層。驅(qū)動像素電極層的薄膜晶體管422配置在圖中的左上角。多個(gè)像素電極層及薄膜晶體管配置為矩陣狀。
[0170]設(shè)置有薄膜晶體管422、彩色透光樹脂層的層間膜413、第一電極層447以及第二電極層446的第一襯底441與第二襯底442以中間夾著液晶層444的方式固定。
[0171]薄膜晶體管422具有以下結(jié)構(gòu):用作源電極層以及漏電極層的布線層405a、405b與半導(dǎo)體層403不隔著η+層地接觸。
[0172]當(dāng)將彩色透光樹脂層的著色層用作設(shè)置在薄膜晶體管上的層間膜時(shí)，可以在不降低像素的開口率的情況下，減弱入射到薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的光的強(qiáng)度，從而可以起到防止由于氧化物半導(dǎo)體的光感度而引起的薄膜晶體管的電特性的變動而使其穩(wěn)定的作用。另外，彩色透光樹脂層還可以用作彩色濾光層。當(dāng)在對置襯底一側(cè)設(shè)置彩色濾光層時(shí)，雖然存在難以與形成有薄膜晶體管的元件襯底進(jìn)行準(zhǔn)確的像素區(qū)的對準(zhǔn)而導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降的憂慮，但通過將層間膜作為彩色濾光層直接形成在元件襯底一側(cè)可以更精確地控制形成區(qū)，并能夠?qū)?yīng)微細(xì)的圖形的像素。此外，由于使用同一絕緣層兼作層間膜和彩色濾光層，所以工序簡化而可以以更低的成本制造液晶顯示裝置。
[0173]通過改善對比度及視角特性而實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)，可以提供圖像質(zhì)量更高以及高性能的液晶顯示裝置。此外，可以以更低成本且高生產(chǎn)率地制造該液晶顯示裝置。
[0174]另外，可以使薄膜晶體管的特性穩(wěn)定，而使液晶顯示裝置的可靠性提高。
[0175]本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。
[0176]實(shí)施方式7
[0177]參照圖9A和9B對實(shí)施方式I至實(shí)施方式5中的可以用于液晶顯示裝置的薄膜晶體管的其他的例子進(jìn)行說明。
[0178]圖9A是液晶顯示裝置的平面圖且表示一個(gè)像素。圖9B是沿著圖9A的線Z1-Z2的截面圖。
[0179]在圖9A的平面圖中，與實(shí)施方式2同樣地，多個(gè)源極布線層(包括布線層405a)以互相平行(在圖中，在上下方向上延伸)且互相離開的狀態(tài)配置。多個(gè)柵布線層(包括柵電極層401)在與源極布線層大致正交的方向(圖中，左右方向)上延伸且彼此分離地配置。共同布線層408配置在與多個(gè)柵極布線層的每一個(gè)相鄰的位置，并在大致平行于柵極布線層的方向，即，與源極布線層大致正交的方向(圖中，左右方向)上延伸。由源極布線層、共同布線層408及柵極布線層圍繞為大致矩形的空間，并且在該空間中配置有液晶顯示裝置的像素電極層以及共同布線層。驅(qū)動像素電極層的薄膜晶體管421配置在圖中的左上角。多個(gè)像素電極層及薄膜晶體管配置為矩陣狀。
[0180]設(shè)置有薄膜晶體管421、彩色透光樹脂層的層間膜413、第一電極層447以及第二電極層446的第一襯底441與第二襯底442以中間夾著液晶層444的方式固定。
[0181]薄膜晶體管421為底柵型的薄膜晶體管，并且其在具有絕緣表面的襯底的第一襯底441上包括:柵電極層401、柵極絕緣層402、用作源電極層或漏電極層的布線層405a、405b、用作源區(qū)或漏區(qū)的η+層404a、404b以及半導(dǎo)體層403。另外，覆蓋薄膜晶體管421地設(shè)置有與半導(dǎo)體層403接觸的絕緣膜407。半導(dǎo)體層403以及η+層404a、404b使用In-Ga-Zn-O類非單晶膜。這種結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管421具有以下特性:迀移率為20cm2/Vs以上，S值為0.4V/dec以下。由此，可以進(jìn)行高速工作，并可以將移位寄存器等的驅(qū)動電路(源極驅(qū)動器或柵極驅(qū)動器)與像素部形成在同一襯底上。
[0182]另外，優(yōu)選在利用濺射法形成半導(dǎo)體層403之前，進(jìn)行對柵極絕緣層402、布線層405a、405b引入氬氣體來產(chǎn)生等離子體的反濺射，去除附著在表面上的塵肩。
[0183]對半導(dǎo)體層403以及η+層404a、404b進(jìn)行200度至600度，典型的是300度至500度的熱處理即可。例如，在氮?dú)夥障乱?50度進(jìn)行一個(gè)小時(shí)的熱處理。至于該熱處理的時(shí)序，只要在形成用于半導(dǎo)體層403以及η+層404a、404b的氧化物半導(dǎo)體膜之后，就沒有特別的限制。
[0184]另外，還可以對半導(dǎo)體層403進(jìn)行氧自由基處理。
[0185]在薄膜晶體管421中，在包括薄膜晶體管421的所有區(qū)域中都存在柵極絕緣層402，并且在柵極絕緣層402與具有絕緣表面的襯底的第一襯底441之間設(shè)置有柵電極層401。在柵極絕緣層402上設(shè)置有布線層405a、405b以及η+層404a、404b。并且，在柵極絕緣層402、布線層405a、405b以及η+層404a、404b上設(shè)置有半導(dǎo)體層403。另外，雖然未圖示，但是在柵極絕緣層402上，除了布線層405a、405b之外還具有布線層，并且該布線層延伸到半導(dǎo)體層403的外圍部的外側(cè)。
[0186]當(dāng)將彩色透光樹脂層的著色層用作設(shè)置在薄膜晶體管上的層間膜時(shí)，可以在不降低像素的開口率的情況下，減弱入射到薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的光的強(qiáng)度，從而可以起到防止由于氧化物半導(dǎo)體的光感度而引起的薄膜晶體管的電特性的變動而使其穩(wěn)定的作用。另外，彩色透光樹脂層還可以用作彩色濾光層。當(dāng)在對置襯底一側(cè)設(shè)置彩色濾光層時(shí)，雖然存在難以與形成有薄膜晶體管的元件襯底進(jìn)行準(zhǔn)確的像素區(qū)的對準(zhǔn)而導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降的憂慮，但通過將層間膜作為彩色濾光層直接形成在元件襯底一側(cè)可以更精確地控制形成區(qū)，并能夠?qū)?yīng)微細(xì)的圖形的像素。此外，由于使用同一絕緣層兼作層間膜和彩色濾光層，所以工序簡化而可以以更低的成本制造液晶顯示裝置。
[0187]通過改善對比度或視角特性，可以提供圖像質(zhì)量更高的液晶顯示裝置。此外，可以以更低成本且高生產(chǎn)率地制造該液晶顯示裝置。
[0188]另外，可以使薄膜晶體管的特性穩(wěn)定，而使液晶顯示裝置的可靠性提高。
[0189]本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。
[0190]實(shí)施方式8
[0191]示出實(shí)施方式I至實(shí)施方式5中的可以用于液晶顯示裝置的薄膜晶體管的其他的例子。另外，與實(shí)施方式2至實(shí)施方式5相同的部分可以使用相同的材料以及制造方法，而省略對同一部分或具有同樣的功能的部分的詳細(xì)說明。
[0192]圖1lA和IlB示出具有源電極層以及漏電極層與半導(dǎo)體層以不隔著η+層的方式接觸的結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管的液晶顯示裝置的例子。
[0193]圖1lA是液晶顯示裝置的平面圖且表示一個(gè)像素。圖1lB是沿著圖1lA的線Υ1-Υ2的截面圖。
[0194]在圖1lA的平面圖中，與實(shí)施方式2同樣地，多個(gè)源極布線層(包括布線層405a)以互相平行(在圖中，在上下方向上延伸)且互相離開的狀態(tài)配置。多個(gè)柵布線層(包括柵電極層401)在與源極布線大致正交的方向(圖中，左右方向)上延伸且彼此分離地配置。共同布線層408配置在與多個(gè)柵極布線層的每一個(gè)相鄰的位置，并在大致平行于柵極布線層的方向，即，與源極布線層大致正交的方向(圖中，左右方向)上延伸。由源極布線層、共同布線層408及柵極布線層圍繞為大致矩形的空間，并且在該空間中配置有液晶顯示裝置的像素電極層以及共同布線層。驅(qū)動像素電極層的薄膜晶體管423配置在圖中的左上角。多個(gè)像素電極層及薄膜晶體管配置為矩陣狀。
[0195]設(shè)置有薄膜晶體管423、彩色透光樹脂層的層間膜413、第一電極層447以及第二電極層446的第一襯底441與第二襯底442以中間夾著液晶層444的方式固定。
[0196]在作為薄膜晶體管423中，在包括薄膜晶體管423的所有區(qū)域中都存在柵極絕緣層402，并且在柵極絕緣層402與具有絕緣表面的襯底的第一襯底441之間設(shè)置有柵電極層401。在柵極絕緣層402上設(shè)置有布線層405a、405b。并且，在柵極絕緣層402、布線層405a、405b上設(shè)置有半導(dǎo)體層403。另外，雖然未圖示，但是在柵極絕緣層402上，除了布線層405a、405b之外還具有布線層，并且該布線層延伸到半導(dǎo)體層403的外圍部的外側(cè)。
[0197]當(dāng)將彩色透光樹脂層的著色層用作設(shè)置在薄膜晶體管上的層間膜時(shí)，可以在不降低像素的開口率的情況下，減弱入射到薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的光的強(qiáng)度，從而可以起到防止由于氧化物半導(dǎo)體的光感度而引起的薄膜晶體管的電特性的變動而使其穩(wěn)定的作用。另外，彩色透光樹脂層還可以用作彩色濾光層。當(dāng)在對置襯底一側(cè)設(shè)置彩色濾光層時(shí)，雖然存在難以與形成有薄膜晶體管的元件襯底進(jìn)行準(zhǔn)確的像素區(qū)的對準(zhǔn)而導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降的憂慮，但通過將層間膜作為彩色濾光層直接形成在元件襯底一側(cè)可以更精確地控制形成區(qū)，并能夠?qū)?yīng)微細(xì)的圖形的像素。此外，由于使用同一絕緣層兼作層間膜和彩色濾光層，所以工序簡化而可以以更低的成本制造液晶顯示裝置。
[0198]通過改善對比度或視角特性，可以提供圖像質(zhì)量更高的液晶顯示裝置。此外，可以以更低成本且高生產(chǎn)率地制造該液晶顯示裝置。
[0199]另外，可以使薄膜晶體管的特性穩(wěn)定，而使液晶顯示裝置的可靠性提高。
[0200]本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。
[0201]實(shí)施方式9
[0202]在上述實(shí)施方式中，作為液晶層可以使用呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料。參照圖19A至19D對使用呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶層的液晶顯示裝置進(jìn)行說明。
[0203]圖19A至19D是液晶顯示裝置及其制造工序的截面圖。
[0204]在圖19A中，在元件襯底的第一襯底200上形成有元件層203，并且元件層203上形成有層間膜209。
[0205]層間膜209包括彩色透光樹脂層204a、204b、204c以及遮光層205a、205b、205c、205d，其中在彩色透光樹脂層204a、204b、204c之間分別形成有遮光層205a、205b、205c以及205d。另外，在圖19A和19D中省略所包括的像素電極層和共同電極層。例如，像素電極層以及共同電極層可以采用實(shí)施方式2至實(shí)施方式8的結(jié)構(gòu)，可以應(yīng)用橫向電場模式。
[0206]如圖19B所示，將第一襯底200與對置襯底的第二襯底201以夾著液晶層206的方式用密封劑202a、202b固定。作為形成液晶層206的方法，可以使用分配器法(滴落法)或在將第一襯底200與第二襯底201貼合之后利用毛細(xì)現(xiàn)象來注入液晶的注入法。
[0207]液晶層206可以使用呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料。由于呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料的響應(yīng)速度快，為Imsec以下可以實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)，因此可以實(shí)現(xiàn)液晶顯示裝置的高性能化。
[0208]作為呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料包括液晶和手性試劑。手性試劑用于使液晶取向?yàn)槁菪Y(jié)構(gòu)以呈現(xiàn)藍(lán)相。例如，可以將混合有5重量以上的手性試劑的液晶材料用作液晶層。
[0209]液晶使用熱致液晶、低分子液晶、高分子液晶、鐵電性液晶、反鐵電性液晶等。
[0210]手性試劑使用與液晶的相溶性良好并且扭曲力(twistingpower)強(qiáng)的材料。另夕卜，優(yōu)選使用R體或S體中的一方，而不使用R體與S體的比例為5 O: 5 O的外消旋混合物(racemic mixture)。
[0211]上述液晶材料根據(jù)條件呈現(xiàn)膽留相、膽留藍(lán)相、近晶相、近晶藍(lán)相、立方相、手性向列相、各向同性相等。
[0212]藍(lán)相的膽留藍(lán)相以及近晶藍(lán)相呈現(xiàn)于具有螺距(helical pitch)為500nm以下的相對較短的膽留相或近晶相的液晶材料中。液晶材料的取向具有雙重扭曲(double twist)結(jié)構(gòu)。由于具有可見光的波長以下的秩序，因此液晶材料透明，通過施加電壓而取向序列(alignment order)變化而產(chǎn)生光學(xué)調(diào)制作用。因?yàn)樗{(lán)相在光學(xué)上具有各向同性，所以沒有視角依賴性，不需要形成取向膜，因此可以實(shí)現(xiàn)顯示圖像質(zhì)量的提高及成本的縮減。另外，由于不需要對取向膜進(jìn)行摩擦處理，因此可以防止由于摩擦處理而引起的靜電放電(electrostatic discharge)，并可以降低制造工序中的液晶顯示裝置的不良及破損。從而，可以提高液晶顯示裝置的生產(chǎn)率。尤其是使用氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管具有以下憂慮:由于靜電的影響導(dǎo)致薄膜晶體管的電特性大幅變動而超過設(shè)計(jì)范圍。由此，將藍(lán)相的液晶材料用于具有使用氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管的液晶顯示裝置中更為有效。
[0213]另外，由于藍(lán)相僅呈現(xiàn)于較窄的溫度范圍內(nèi)，為了使溫度范圍改善而變得更寬，優(yōu)選對液晶材料添加光固化樹脂以及光聚合引發(fā)劑并進(jìn)行高分子穩(wěn)定化處理。高分子穩(wěn)定化處理通過對包含液晶、手性試劑、光固化樹脂以及光聚合引發(fā)劑的液晶材料照射光固化樹脂以及光聚合引發(fā)劑能夠發(fā)生反應(yīng)的波長的光來進(jìn)行。該高分子穩(wěn)定化處理既可以通過對呈現(xiàn)各向同性相的液晶材料照射光而進(jìn)行，也可以通過進(jìn)行溫度控制對呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料照射光而進(jìn)行。例如，通過控制液晶層的溫度，在呈現(xiàn)有藍(lán)相的狀態(tài)下對液晶層照射光來進(jìn)行高分子穩(wěn)定化處理。但不局限于此，還可以通過在藍(lán)相與各向同性相間的相轉(zhuǎn)變溫度的+10度以內(nèi)，優(yōu)選為+5度以內(nèi)的呈現(xiàn)各向同性相的狀態(tài)下，通過對液晶層照射光來進(jìn)行高分子穩(wěn)定化處理。藍(lán)相與各向同性相間的相轉(zhuǎn)變溫度是指當(dāng)升溫時(shí)從藍(lán)相轉(zhuǎn)變到各向同性相的溫度、或者當(dāng)降溫時(shí)從各向同性相轉(zhuǎn)變到藍(lán)相的溫度。作為高分子穩(wěn)定化處理的一個(gè)例子，可以對液晶層進(jìn)行加熱直至其呈現(xiàn)各向同性相，然后逐漸降溫直至其轉(zhuǎn)變?yōu)樗{(lán)相，在保持呈現(xiàn)藍(lán)相的溫度的狀態(tài)下對其照射光。此外，還可以逐漸對液晶層進(jìn)行加熱使其轉(zhuǎn)變?yōu)楦飨蛲韵啵缓笤谒{(lán)相與各向同性相間的相轉(zhuǎn)變溫度的+10度以內(nèi)，優(yōu)選為+5度以內(nèi)的狀態(tài)(呈現(xiàn)各向同性相的狀態(tài))下對其照射光。另外，當(dāng)將紫外線固化樹脂(UV固化樹脂)用作液晶材料所包含的光固化樹脂時(shí)，對液晶層照射紫外線即可。另外，即使在不呈現(xiàn)藍(lán)相的情況下，通過在藍(lán)相與各向同性相間的相轉(zhuǎn)變溫度的+ 10度以內(nèi)，優(yōu)選為+5度以內(nèi)的狀態(tài)(呈現(xiàn)各向同性相的狀態(tài))下對其照射光來進(jìn)行高分子穩(wěn)定化處理，可以縮短響應(yīng)速度而實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)，即，響應(yīng)速度為Imsec以下。
[0214]光固化樹脂既可以使用如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等的單官能團(tuán)單體(monofunct1nal monomer)，又可以使用如二丙稀酸酯、三丙稀酸酯、二甲基丙稀酸酯、三甲基丙稀酸酯等的多官能團(tuán)單體(polyfunct1nal monomer)，還可以使用上述物質(zhì)的混合。另外，光固化樹脂也可以具有液晶性或非液晶性，或者兩者兼具。光固化樹脂只要選擇能夠根據(jù)使用的光聚合引發(fā)劑的反應(yīng)波長的光進(jìn)行固化的樹脂即可，典型地可以使用紫外線固化樹脂。
[0215]作為光聚合引發(fā)劑，可以使用:根據(jù)光的照射產(chǎn)生自由基的自由基聚合引發(fā)劑;產(chǎn)生氧的氧產(chǎn)生劑;產(chǎn)生堿的堿產(chǎn)生劑。
?02^6] 具體地，作為液晶材料可以使用JC_1041XX(日本智索公司(Chisso Corporat1n)制造)與4-氰基-4’-戊基聯(lián)苯的混合物，而作為手性試劑可以使用ZL1-4572(日本默克公司制造)，作為光固化樹脂可以使用丙稀酸-2-乙基己酯(2-EHA)(2_ethylhexyl acrylate)、RM257(默克公司制造)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，作為光聚合引發(fā)劑可以使用2，2_ 二甲氧基-2-苯基苯乙酮。
[0217]液晶層206使用包含液晶、手性試劑、光固化樹脂以及光聚合引發(fā)劑的液晶材料形成。
[0218]如圖19C所示，對液晶層206照射光207來進(jìn)行高分子穩(wěn)定化處理來形成液晶層208。光207采用液晶層206所包含的光固化樹脂以及光聚合引發(fā)劑對其發(fā)生反應(yīng)的波長的光。通過利用該光照射進(jìn)行高分子穩(wěn)定化處理，可以改善液晶層208呈現(xiàn)藍(lán)相的溫度范圍而使其更寬。
[0219]當(dāng)使用如紫外線固化樹脂等的光固化樹脂作為密封劑并利用滴落法來形成液晶層時(shí)，還可以通過高分子穩(wěn)定化處理的光照射工序進(jìn)行密封劑的固化。
[0220]如圖19A至19D那樣，當(dāng)液晶顯示裝置采用將彩色濾光層和遮光層形成在元件襯底上的結(jié)構(gòu)時(shí)，由于不存在因?yàn)椴噬珵V光層和遮光層而使由對置襯底一側(cè)射入的光被吸收或被遮斷的問題，所以可以對液晶層的整體進(jìn)行均勻的照射。由此，可以防止因?yàn)楣饩酆系牟痪鶆蚨鸬囊壕У娜∠蚧靵y及因此而引起的顯示不均勻等。此外，由于薄膜晶體管被遮光層遮光，所以其電特性保持穩(wěn)定。
[0221 ]如圖19D所不，將偏振片210a設(shè)置在第一襯底200的外側(cè)(與液晶層208相反一側(cè))上，而將偏振片210b設(shè)置在第二襯底201的外側(cè)(與液晶層208相反一側(cè))上。另外，除了偏振片之外還可以設(shè)置相位差板、抗反射膜等的光學(xué)薄膜等。例如，可以使用利用偏振片以及相位差板的圓偏振。根據(jù)上述工序可以完成液晶顯示裝置。
[0222]另外，當(dāng)使用大型的襯底制造多個(gè)液晶顯示裝置時(shí)(S卩，將一個(gè)襯底分割成多個(gè)面板)，可以在進(jìn)行高分子穩(wěn)定化處理之前或者在設(shè)置偏振片之前進(jìn)行分割工序。考慮到分割工序?qū)σ壕拥挠绊?由于進(jìn)行分割工序時(shí)的施力等而引起的取向混亂等)，優(yōu)選在第一襯底與第二襯底的貼合后且在進(jìn)行高分子穩(wěn)定化處理之前進(jìn)行分割工序。
[0223]雖然未圖示，但是可以使用背光燈、側(cè)光燈等作為光源。光源以從元件襯底的第一襯底200—側(cè)向可視側(cè)的第二襯底201透過的方式進(jìn)行照射。
[0224]通過改善對比度及視角特性而實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)，可以提供圖像質(zhì)量更高以及高性能的液晶顯示裝置。此外，可以以更低成本且高生產(chǎn)率地制造該液晶顯示裝置。
[0225]另外，可以使薄膜晶體管的特性穩(wěn)定，而使液晶顯示裝置的可靠性提高。
[0226]本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。
[0227]實(shí)施方式10
[0228]通過制造薄膜晶體管并將該薄膜晶體管用于像素部及驅(qū)動電路，可以制造具有顯示功能的液晶顯示裝置。此外，可以通過將薄膜晶體管的驅(qū)動電路的一部分或整體一體形成在與像素部同一襯底上來形成系統(tǒng)型面板(878〖6!11-011-?31161)。
?0229] 液晶顯示裝置包括作為顯示元件的液晶元件(也稱為液晶顯示元件)。
[0230]另外，液晶顯示裝置包括密封有顯示元件的面板和在該面板中安裝有包括控制器的IC等的模塊。再者，本發(fā)明涉及一種元件襯底，該元件襯底相當(dāng)于制造該液晶顯示裝置的過程中的顯示元件完成之前的一個(gè)方式，并且它在多個(gè)像素的每一個(gè)中分別具備用來將電流供給到顯示元件的手段。具體而言，元件襯底既可以是只形成有顯示元件的像素電極的狀態(tài)，又可以是形成成為像素電極的導(dǎo)電膜之后且通過蝕刻形成像素電極之前的狀態(tài)，可以采用所有方式。
[0231]注意，本說明書中的液晶顯示裝置是指圖像顯示器件、顯示器件、或光源(包括照明裝置)。另外，液晶顯示裝置還包括安裝有連接器諸如FPC(Flexible Printed Circuit；柔性印刷電路)、TAB(Tape Automated Bonding;載帶自動鍵合)帶或TCP(Tape CarrierPackage;載帶封裝)的模塊;將印刷線路板設(shè)置于TAB帶或TCP端部的模塊;通過⑶G(ChipOn Glass;玻璃上芯片)方式將IC(集成電路)直接安裝到顯示元件上的模塊。
[0232]參照圖12A1、12A2和12B說明相當(dāng)于液晶顯示裝置的一個(gè)方式的液晶顯示面板的外觀及截面。圖12A1和12A2是使用密封劑4005將形成在第一襯底4001上的包括用作半導(dǎo)體層的氧化物半導(dǎo)體膜的可靠性高的薄膜晶體管4010、4011、以及液晶元件4013密封在第二襯底4006與第一襯底4001之間的面板的俯視圖，圖12B相當(dāng)于沿著圖12A1、12A2的線M-N的截面圖。
[0233]以圍繞設(shè)置在第一襯底4001上的像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004的方式設(shè)置有密封劑4005。此外，在像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004上設(shè)置有第二襯底4006。因此，像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004與液晶層4008—起由第一襯底4001、密封材料4005和第二襯底4006密封。
[0234]此外，在圖12A1中，在第一襯底4001上的與由密封材料4005圍繞的區(qū)域不同的區(qū)域中安裝有信號線驅(qū)動電路4003，該信號線驅(qū)動電路4003使用單晶半導(dǎo)體膜或多晶半導(dǎo)體膜形成在另外準(zhǔn)備的襯底上。另外，圖12A2是在第一襯底4001上由使用氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管形成信號線驅(qū)動電路的一部分的例子，其中在第一襯底4001上形成有信號線驅(qū)動電路4003b，并且在另外準(zhǔn)備的襯底上安裝有由單晶半導(dǎo)體膜或多晶半導(dǎo)體膜形成的信號線驅(qū)動電路4003a。
[0235]另外，對于另外形成的驅(qū)動電路的連接方法沒有特別的限制，而可以采用COG方法、引線鍵合方法或TAB方法等。圖12A1是通過COG方法安裝信號線驅(qū)動電路4003的例子，而圖12A2是通過TAB方法安裝信號線驅(qū)動電路4003的例子。
[0236]此外，設(shè)置在第一襯底4001上的像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004包括多個(gè)薄膜晶體管。在圖12B中例示像素部4002所包括的薄膜晶體管4010和掃描線驅(qū)動電路4004所包括的薄膜晶體管4011。在薄膜晶體管4010、4011上設(shè)置有絕緣層4020以及層間膜4021。
[0237]薄膜晶體管4010、4011可以使用作為半導(dǎo)體層包括實(shí)施方式I至實(shí)施方式8所示的氧化物半導(dǎo)體膜的可靠性高的薄膜晶體管。薄膜晶體管4010、4011為η溝道型薄膜晶體管。
[0238]另外，在第一襯底4001上設(shè)置有像素電極層4030以及共同電極層4031，并且像素電極層4030與薄膜晶體管4010電連接。液晶元件4013包括像素電極層4030、共同電極層4031以及液晶層4008。另外，第一襯底4001、第二襯底4006的外側(cè)分別設(shè)置有偏振片4032、4033。像素電極層4030以及共同電極層4031的結(jié)構(gòu)可以使用實(shí)施方式I的結(jié)構(gòu)，此時(shí)，可以采用以下結(jié)構(gòu)，即:將共同電極層4031設(shè)置在第二襯底4006—側(cè)，并隔著液晶層4008層疊像素電極層4030和共同電極層4031。
[0239]另外，可以使用具有透光性的玻璃、塑料等作為第一襯底4001、第二襯底4006。作為塑料，可以使用FRP(Fiberglass_Reinforced Plastics;纖維增強(qiáng)塑料)板、PVF(聚氟乙烯)薄膜、聚酯薄膜或丙烯酸樹脂薄膜。另外，也可以采用由PVF薄膜或聚酯薄膜夾有鋁箔的薄片。
[0240]另外，附圖標(biāo)記4035是通過選擇性地對絕緣膜進(jìn)行蝕刻而得到的柱狀間隔物，其是為控制液晶層4008的厚度(單元間隙)而設(shè)置的。另外，還可以使用球狀的間隔物。此外，使用液晶層4008的液晶顯示裝置優(yōu)選將液晶層4008的厚度(單元間隔)設(shè)定為5μπι以上至20
Wn左右ο
[0241]另外，雖然圖12Α1、12Α2和12Β示出透過型液晶顯示裝置的例子，但也可以使用半透過型液晶顯示裝置。
[0242]另外，在圖12Α1、12Α2和12Β的液晶顯示裝置中，雖然示出在一對的襯底的外側(cè)(可視側(cè))設(shè)置偏振片的例子，但也可以將偏振片設(shè)置在一對的襯底的內(nèi)側(cè)。根據(jù)偏振片的材料及制造工序的條件適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行設(shè)定即可。另外，還可以設(shè)置用作黑矩陣的遮光層。
[0243]層間膜4021為彩色透光樹脂層并用作顏色濾光層。此外，還可以將層間膜4021的一部分用作遮光層。在圖12AU12A2和12B中，遮光層4034以覆蓋薄膜晶體管4010、4011上方的方式設(shè)置在第二襯底4006—側(cè)。通過設(shè)置遮光層4034可以進(jìn)一步地提高對比度及提高薄膜晶體管的穩(wěn)定性。
[0244]當(dāng)將彩色透光樹脂層的著色層用作設(shè)置在薄膜晶體管上的層間膜4021時(shí)，可以在不降低像素的開口率的情況下，減弱入射到薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的光的強(qiáng)度，從而可以起到防止由于氧化物半導(dǎo)體的光感度而引起的薄膜晶體管的電特性的變動而使其穩(wěn)定的作用。另外，彩色透光樹脂層還可以用作彩色濾光層。當(dāng)在對置襯底一側(cè)設(shè)置彩色濾光層時(shí)，雖然存在難以與形成有薄膜晶體管的元件襯底進(jìn)行準(zhǔn)確的像素區(qū)的對準(zhǔn)而導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降的憂慮，但通過將層間膜作為彩色濾光層直接形成在元件襯底一側(cè)可以更精確地控制形成區(qū)，并能夠?qū)?yīng)微細(xì)的圖形的像素。此外，由于使用同一絕緣層兼作層間膜和彩色濾光層，所以工序簡化而可以以更低的成本制造液晶顯示裝置。
[0245]此外，還可以采用由用作薄膜晶體管的保護(hù)膜的絕緣層4020覆蓋的結(jié)構(gòu)，但并不限定于此。
[0246]另外，因?yàn)楸Ｗo(hù)膜用于防止浮游在大氣中的有機(jī)物、金屬物、水蒸氣等的污染雜質(zhì)的侵入，所以優(yōu)選采用致密的膜。使用濺射法等并利用氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜、氧氮化鋁膜或氮氧化鋁膜的單層或疊層而形成保護(hù)膜，即可。
[0247]另外，也可以在形成保護(hù)膜之后進(jìn)行半導(dǎo)體層的退火(300度至400度)。
[0248]另外，當(dāng)形成具有透光性的絕緣層作為平坦化絕緣膜時(shí)，可以使用具有耐熱性的有機(jī)材料如聚酰亞胺、丙烯酸樹脂、苯并環(huán)丁烯、聚酰胺或環(huán)氧樹脂等。另外，除了上述有機(jī)材料之外，還可以使用低介電常數(shù)材料(1w-k材料)、硅氧烷基樹脂、PSG(磷硅玻璃)、BPSG(硼磷硅玻璃)等。另外，也可以通過層疊多個(gè)由這些材料形成的絕緣膜，來形成絕緣層。
[0249]對層疊的絕緣膜的形成方法沒有特別的限制，而可以根據(jù)其材料利用濺射法、SOG法、旋涂、浸漬、噴涂、液滴噴射法(噴墨法、絲網(wǎng)印刷、膠版印刷等)、刮刀、輥涂機(jī)、簾涂機(jī)、刮刀涂布機(jī)等。在使用材料液形成絕緣層的情況下，也可以在進(jìn)行焙燒的工序中同時(shí)進(jìn)行半導(dǎo)體層的退火(200度至400度)。通過兼作絕緣層的焙燒工序和半導(dǎo)體層的退火，可以高效地制造液晶顯示裝置。
[0250]作為像素電極層4030、共同電極層4031，可以使用具有透光性的導(dǎo)電材料諸如包含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鎢的氧化銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化銦錫、氧化銦錫(下面表示為ΙΤ0)、氧化銦鋅、添加有氧化硅的氧化銦錫等。
[0251]此外，可以使用包含導(dǎo)電高分子(也稱為導(dǎo)電聚合物)的導(dǎo)電組成物形成像素電極層4030、共同電極層4031。
[0252]另外，供給到另外形成的信號線驅(qū)動電路4003、掃描線驅(qū)動電路4004或像素部4002的各種信號及電位是從FPC4018供給的。
[0253]另外，因?yàn)楸∧ぞw管容易由于靜電等發(fā)生損壞，所以優(yōu)選將柵極線或源極線與驅(qū)動電路保護(hù)用的保護(hù)電路設(shè)置在同一襯底上。保護(hù)電路優(yōu)選由使用氧化物半導(dǎo)體的非線性元件構(gòu)成。
[0254]在圖12A1、12A2和12B中，連接端子電極4015由與像素電極層4030相同的導(dǎo)電膜形成，且端子電極4016由與薄膜晶體管4010、4011的源電極層和漏電極層相同的導(dǎo)電膜形成。
[0255]連接端子電極4015通過各向異性導(dǎo)電膜4019電連接到FPC4018所具有的端子。
[0256]此外，雖然在圖12A1、12A2以及12B中示出另外形成信號線驅(qū)動電路4003并將其安裝在第一襯底4001的例子，但是不局限于該結(jié)構(gòu)。既可以另外形成掃描線驅(qū)動電路而安裝，又可以另外僅形成信號線驅(qū)動電路的一部分或掃描線驅(qū)動電路的一部分而安裝。
[0257]圖16示出作為本說明書所公開的液晶顯示裝置而構(gòu)成液晶顯示模塊的一個(gè)例子。
[0258]圖16是液晶顯示模塊的一個(gè)例子，利用密封材料2602固定元件襯底2600和對置襯底2601，并在其間設(shè)置包括TFT等的元件層2603、包括液晶層的顯示元件2604、包括用作彩色濾光層的彩色透光樹脂層的層間膜2605來形成顯示區(qū)。在進(jìn)行彩色顯示時(shí)需要包括彩透光樹脂層的層間膜2605，并且當(dāng)采用RGB方式時(shí)，對應(yīng)于各像素設(shè)置有分別對應(yīng)于紅色、綠色、藍(lán)色的彩色透光樹脂層。在元件襯底2600和對置襯底2601的外側(cè)配置有偏振片2606、偏振片2607、漫射片2613。光源由冷陰極管2610和反射板2611構(gòu)成，電路襯底2612利用柔性線路板2609與元件襯底2600的布線電路部2608連接，并組裝有控制電路及電源電路等的外部電路。作為光源還可以使用白色的二極管。此外，還可以在偏振片和液晶層之間夾有相位差板的狀態(tài)下進(jìn)行層疊。
[0259]另外，根據(jù)實(shí)施方式I的液晶顯示模塊可以采用MVA(多疇垂直取向；Mult1-domainVertical Alignment)模式、PVA(垂直取向構(gòu)型；Patterned Vertical Alignment)模式、ASM(軸對稱排列微單元;Axially Symmetric aligned Micro-cell)模式、OCB(光學(xué)補(bǔ)償彎曲；OpticalIy Compensated Birefringence)模式、FLC(鐵電性液晶！FerroelectricLiquid Crystal)模式、AFLC(反鐵電性液晶;Anti Ferroelectric Liquid Crystal)模式等。
[0260]通過上述工序，可以制造可靠性高的液晶顯示面板作為液晶顯示裝置。
[0261]本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。
[0262]實(shí)施方式11
[0263]本說明書所公開的液晶顯示裝置可以應(yīng)用于各種電子設(shè)備(包括游戲機(jī))。作為電子設(shè)備，例如可以舉出電視裝置(也稱為電視或電視接收機(jī))、用于計(jì)算機(jī)等的監(jiān)視器、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、數(shù)碼相框、移動電話機(jī)(也稱為移動電話、移動電話裝置)、便攜式游戲機(jī)、便攜式信息終端、聲音再現(xiàn)裝置、彈珠機(jī)等的大型游戲機(jī)等。
[0264]圖13A示出電視裝置9600的一個(gè)例子。在電視裝置9600中，框體9601組裝有顯示部9603。利用顯示部9603可以顯示映像。此外，在此示出利用支架9605支撐框體9601的結(jié)構(gòu)。
[0265]可以通過利用框體9601所具備的操作開關(guān)、另外提供的遙控操作機(jī)9610進(jìn)行電視裝置9600的操作。通過利用遙控操作機(jī)9610所具備的操作鍵9609，可以進(jìn)行頻道及音量的操作，并可以對在顯示部9603上顯示的映像進(jìn)行操作。此外，也可以采用在遙控操作機(jī)9610中設(shè)置顯示從該遙控操作機(jī)9610輸出的信息的顯示部9607的結(jié)構(gòu)。
[0266]另外，電視裝置9600采用具備接收機(jī)及調(diào)制解調(diào)器等的結(jié)構(gòu)。可以通過利用接收機(jī)接收一般的電視廣播。再者，通過調(diào)制解調(diào)器連接到有線或無線方式的通信網(wǎng)絡(luò)，從而也可以進(jìn)行單向(從發(fā)送者到接收者)或雙向(在發(fā)送者和接收者之間或在接收者之間等)的信息通信。
[0267]圖13B示出數(shù)碼相框9700的一個(gè)例子。例如，在數(shù)碼相框9700中，框體9701組裝有顯示部9703。顯示部9703可以顯示各種圖像，例如通過顯示使用數(shù)碼相機(jī)等拍攝的圖像數(shù)據(jù)，可以發(fā)揮與一般的相框同樣的功能。
[0268]另外，數(shù)碼相框9700采用具備操作部、外部連接用端子(USB端子、可以與USB電纜等的各種電纜連接的端子等)、記錄介質(zhì)插入部等的結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)也可以組裝到與顯示部同一個(gè)面，但是通過將其設(shè)置在側(cè)面或背面上來提高設(shè)計(jì)性，所以是優(yōu)選的。例如，可以對數(shù)碼相框的記錄介質(zhì)插入部插入儲存有使用數(shù)碼相機(jī)拍攝的圖像數(shù)據(jù)的存儲器并提取圖像數(shù)據(jù)，然后將所提取的圖像數(shù)據(jù)顯示于顯示部9703。
[0269]此外，數(shù)碼相框9700也可以采用以無線的方式收發(fā)信息的結(jié)構(gòu)。還可以采用以無線的方式提取所希望的圖像數(shù)據(jù)并進(jìn)行顯示的結(jié)構(gòu)。
[0270]圖14A示出一種便攜式游戲機(jī)，其由框體9881和框體9891的兩個(gè)框體構(gòu)成，并且通過連接部9893可以開閉地連接。框體9881安裝有顯示部9882，并且框體9891安裝有顯示部9883。另外，圖14A所示的便攜式游戲機(jī)還具備揚(yáng)聲器部9884、記錄介質(zhì)插入部9886、LED燈9890、輸入單元(操作鍵9885、連接端子9887、傳感器9888(包括測定如下因素的功能:力量、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉(zhuǎn)動數(shù)、距離、光、液、磁、溫度、化學(xué)物質(zhì)、聲音、時(shí)間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、傾斜度、振動、氣味或紅外線)以及麥克風(fēng)9889)等。當(dāng)然，便攜式游戲機(jī)的結(jié)構(gòu)不局限于上述結(jié)構(gòu)，只要采用至少具備本說明書所公開的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)即可，且可以采用適當(dāng)?shù)卦O(shè)置有其它附屬設(shè)備的結(jié)構(gòu)。圖14A所示的便攜式游戲機(jī)具有如下功能:讀出儲存在記錄介質(zhì)中的程序或數(shù)據(jù)并將其顯示在顯示部上；以及通過與其他便攜式游戲機(jī)進(jìn)行無線通信而實(shí)現(xiàn)信息共享。另外，圖14A所示的便攜式游戲機(jī)所具有的功能不局限于此，而可以具有各種各樣的功能。
[0271]圖14B示出大型游戲機(jī)的一種的自動賭博機(jī)9900的一個(gè)例子。在自動賭博機(jī)9900的框體9901中安裝有顯示部9903。另外，自動賭博機(jī)9900還具備如起動桿或停止開關(guān)等的操作手段、投幣口、揚(yáng)聲器等。當(dāng)然，自動賭博機(jī)9900的結(jié)構(gòu)不局限于此，只要采用至少具備本說明書所公開的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)即可，且可以采用適當(dāng)?shù)卦O(shè)置有其它附屬設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
[0272]圖15A示出移動電話機(jī)1000的一個(gè)例子。移動電話機(jī)1000除了安裝在框體1001的顯示部1002之外還具備操作按鈕1003、外部連接端口 1004、揚(yáng)聲器1005、麥克風(fēng)1006等。
[0273]圖15A所示的移動電話機(jī)1000可以用手指等觸摸顯示部1002來輸入信息。此外，可以用手指等觸摸顯示部1002來打電話或制作電子郵件等的操作。
[0274]顯示部1002的畫面主要有三種模式。第一是以圖像的顯示為主的顯示模式，第二是以文字等的信息的輸入為主的輸入模式，第三是顯示模式和輸入模式的兩種模式混合的顯示+輸入模式。
[0275]例如，在打電話或制作電子郵件的情況下，將顯示部1002設(shè)定為以文字輸入為主的文字輸入模式，并進(jìn)行在畫面上顯示的文字的輸入操作，即可。在此情況下，優(yōu)選的是，在顯示部1002的畫面的大部分中顯示鍵盤或號碼按鈕。
[0276]此外，通過在移動電話機(jī)1000的內(nèi)部設(shè)置具有陀螺儀、加速度傳感器等檢測傾斜度的傳感器的檢測裝置，來判斷移動電話機(jī)1000的方向(豎向還是橫向)，從而可以對顯示部1002的畫面顯示進(jìn)行自動切換。
[0277]通過觸摸顯示部1002或利用框體1001的操作按鈕1003進(jìn)行操作，切換畫面模式。還可以根據(jù)顯示在顯示部1002上的圖像種類切換畫面模式。例如，當(dāng)顯示在顯示部上的圖像信號為動態(tài)圖像的數(shù)據(jù)時(shí)，將畫面模式切換成顯示模式，而當(dāng)顯示在顯示部上的圖像信號為文字?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)，將畫面模式切換成輸入模式。
[0278]另外，當(dāng)在輸入模式中通過檢測出顯示部1002的光傳感器所檢測的信號得知在一定期間中沒有顯示部1002的觸摸操作輸入時(shí)，也可以以將畫面模式從輸入模式切換成顯示模式的方式來進(jìn)行控制。
[0279]還可以將顯示部1002用作圖像傳感器。例如，通過用手掌或手指觸摸顯示部1002，來拍攝掌紋、指紋等，而可以進(jìn)行個(gè)人識別。此外，通過在顯示部中使用發(fā)射近紅外光的背光燈或發(fā)射近紅外光的感測光源，也可以拍攝手指靜脈、手掌靜脈等。
[0280]圖15B也是移動電話機(jī)的一個(gè)例子。圖15B的移動電話機(jī)包括:在框體9411中具有顯示部9412以及操作按鈕9413的顯示裝置9410，以及在框體9401中具有操作按鈕9402、夕卜部輸入端子9403、麥克9404、揚(yáng)聲器9405以及來電話時(shí)發(fā)光的發(fā)光部9406的通信裝置9400，并且具有顯示功能的顯示裝置9410與具有電話功能的通信裝置9400可以沿著箭頭所指的兩個(gè)方向分離。所以，可以將顯示裝置9410和通信裝置9400的短軸互相連接，或?qū)@示裝置9410和通信裝置9400的長軸互相連接。另外，當(dāng)僅需要顯示功能時(shí)，也可以將通信裝置9400和顯示裝置9410分開而單獨(dú)使用顯示裝置9410。通信裝置9400和顯示裝置9410可以通過無線通信或有線通信來進(jìn)行圖像或輸入信息的收發(fā)，并分別具有可進(jìn)行充電的電池。
[0281 ] 本說明書根據(jù)2008年11月28日在日本專利局受理的日本專利申請編號2008-304243而制作，所述申請內(nèi)容包括在本說明書中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種液晶顯示裝置，包括: 多個(gè)薄膜晶體管，在每個(gè)薄膜晶體管中，與各個(gè)柵電極重疊的各個(gè)氧化物半導(dǎo)體層用作溝道形成區(qū)，其中所述薄膜晶體管設(shè)置在襯底上； 每個(gè)薄膜晶體管電連接至各個(gè)像素電極； 設(shè)置在所述薄膜晶體管和所述像素電極之間的層間膜；以及 設(shè)置在所述薄膜晶體管、所述像素電極和所述層間膜上的液晶層， 其中，所述層間膜包括多個(gè)遮光元件和多個(gè)彩色濾光元件，每個(gè)彩色濾光元件由彩色透光樹脂層形成且具有低于所述氧化物半導(dǎo)體層的透光率， 其中，所述遮光元件形成在所述彩色濾光元件的邊界， 其中，所述彩色濾光元件中的每一個(gè)設(shè)置為與各個(gè)像素電極重疊，且其中設(shè)置所述彩色濾光元件或所述遮光元件中的每一個(gè)以覆蓋各個(gè)氧化物半導(dǎo)體層， 其中，所述遮光元件被設(shè)置為相對于所述襯底在所述彩色濾光元件下方層疊，且 其中，所述遮光元件中的每一個(gè)由遮光金屬膜形成。2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述多個(gè)彩色濾光元件具有多種顏色，且其中每個(gè)像素包括具有所述多種顏色中的一種顏色的彩色濾光元件。3.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述氧化物半導(dǎo)體層包括銦、鎵和鋅中的至少一種。4.一種顯示裝置，包括: 薄膜晶體管，包括: 柵電極層； 在所述柵電極層上的第一絕緣層；包含氧化物半導(dǎo)體的溝道形成區(qū)，該溝道形成區(qū)在所述第一絕緣層上并與所述柵電極層重疊； 包括源區(qū)和漏區(qū)之一的η型區(qū)；和 在所述溝道形成區(qū)上的第二絕緣層； 電連接至所述薄膜晶體管的像素電極層； 在所述薄膜晶體管和所述像素電極層之間的彩色透光樹脂層； 在所述薄膜晶體管、所述像素電極層和所述彩色透光樹脂層上的顯示層；以及 在所述第二絕緣層上且與所述柵電極層和所述溝道形成區(qū)重疊的電極層， 其中，所述溝道形成區(qū)包括在半導(dǎo)體層中， 其中，所述η型區(qū)包括各自具有Inm到1nm直徑的晶體， 其中，所述彩色透光樹脂層具有比所述半導(dǎo)體層低的透光性， 其中，所述彩色透光樹脂層覆蓋所述溝道形成區(qū)和所述η型區(qū)， 其中，所述柵電極層包含銅， 其中，所述第一絕緣層是包括第一層和第二層的疊層， 其中，所述第一層是不同于所述第二層的層， 其中，所述第一層包含硅和氮， 其中，所述第二層包含硅和氧， 其中，所述氧化物半導(dǎo)體包含銦、鎵和鋅， 其中，所述第二絕緣層包含硅和氧，且 其中，在平行于所述薄膜晶體管的溝道長度方向的方向上，所述柵電極層的長度大于所述半導(dǎo)體層的長度。5.如權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其特征在于， 所述彩色透光樹脂層具有多種顏色，且 其中，所述顯示裝置中的每個(gè)像素包括具有所述多種顏色中的一種顏色的所述彩色透光樹脂層。6.如權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其特征在于，遮光層隔著所述顯示層在所述薄膜晶體管上。7.如權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其特征在于， 所述電極層是公共電極層，且 其中，所述公共電極層包括在所述彩色透光樹脂層和所述顯示層之間。8.如權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其特征在于， 所述電極層是公共電極層， 其中，所述公共電極層包括在所述彩色透光樹脂層和所述顯示層之間，且 其中，所述像素電極層和所述公共電極層具有開口圖案。9.如權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其特征在于， 所述電極層是公共電極層， 其中，所述公共電極層包括在所述彩色透光樹脂層和所述顯示層之間，且 其中，所述像素電極層和所述公共電極層具有梳齒狀。10.如權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其特征在于，所述顯示層是液晶層。11.如權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其特征在于，所述液晶層包括呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料。12.如權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其特征在于，所述液晶層包括手性試劑。13.如權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其特征在于，所述液晶層包括光固化樹脂和光聚合引發(fā)劑。14.如權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其特征在于，所述彩色透光樹脂層與所述像素電極層重疊。15.如權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其特征在于，該顯示裝置還包括在所述彩色透光樹脂層上的透明絕緣層。16.如權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其特征在于，所述η型區(qū)包括在所述半導(dǎo)體層上的η型層中。17.—種顯示裝置，包括: 薄膜晶體管，包括: 柵電極層； 在所述柵電極層上的第一絕緣層； 溝道形成區(qū)，該溝道形成區(qū)在所述第一絕緣層上并與所述柵電極層重疊； 包括源極和漏極之一的η型區(qū)； 在包括氧化物半導(dǎo)體的所述溝道形成區(qū)上的源電極和漏電極；以及 在所述溝道形成區(qū)上的第二絕緣層； 在所述第二絕緣層上的彩色透光樹脂層； 在所述彩色透光樹脂層上且與該彩色透光樹脂層直接接觸的第三絕緣層； 電連接至所述薄膜晶體管的所述源電極和所述漏電極之一的像素電極層；以及 在所述第二絕緣層上且與所述柵電極層和所述溝道形成區(qū)重疊的電極層， 其中，所述溝道形成區(qū)包括在半導(dǎo)體層中， 其中，所述η型區(qū)包括各自具有Inm到1nm直徑的晶體， 其中，所述彩色透光樹脂層具有比所述半導(dǎo)體層低的透光性， 其中，所述彩色透光樹脂層覆蓋所述溝道形成區(qū)和所述η型區(qū)， 其中，所述第一絕緣層是包括第一層和第二層的疊層， 其中，所述第一層是不同于所述第二層的層， 其中，所述第一層包含硅和氮， 其中，所述第二層包含硅和氧， 其中，所述氧化物半導(dǎo)體包含銦、鎵和鋅， 其中，所述第二絕緣層包含硅和氧， 其中，所述像素電極層包含氧化銦錫， 其中，在平行于所述薄膜晶體管的溝道長度方向的方向上，所述柵電極層的長度大于所述半導(dǎo)體層的長度。18.如權(quán)利要求17所述的顯示裝置，其特征在于，該顯示裝置還包括在所述第三絕緣層上的顯示層。19.如權(quán)利要求18所述的顯示裝置，其特征在于，所述顯示層是液晶層。20.如權(quán)利要求17所述的顯示裝置，其特征在于，所述柵電極層包含銅。21.如權(quán)利要求17所述的顯示裝置，其特征在于，所述源電極和所述漏電極包含鉬和鈦。22.如權(quán)利要求17所述的顯示裝置，其特征在于， 所述彩色透光樹脂層具有多種顏色，且 其中，所述顯示裝置中的每個(gè)像素包括具有所述多種顏色中的一種顏色的所述彩色透光樹脂層。23.如權(quán)利要求17所述的顯示裝置，其特征在于， 所述電極層是公共電極層，且 其中，所述公共電極層在所述第三絕緣層上。24.如權(quán)利要求17所述的顯示裝置，其特征在于，所述η型區(qū)包括在所述半導(dǎo)體層上的η型層中。
【文檔編號】H01L27/12GK106066552SQ201610603055
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2009年11月27日
【發(fā)明人】石谷哲二, 久保田大介
【申請人】株式會社半導(dǎo)體能源研究所