專利名稱：電光裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電光裝置及其制造方法。尤其涉及一種適合在便攜式計算機(jī)、移動電話等中使用的電光裝置及其制造方法，其中施加給液晶的有效電壓很高，可以獲得較高的顯示對比度，并且避免了反射電極和反射板退化。
在TFT陣列基板的表面上形成一個反射板，從而將從反基板側(cè)入射的外部光向反基板反射，并且從反基板入射的光被TFT陣列基板的反射板反射，由反基板發(fā)出的光顯示圖像(反射模式)。反射板有一個透射光的開口，透明電極形成在反射板之下以覆蓋開口，并且由透過開口的背光源的光顯示圖像(透射模式)。
如

圖15所示，用在這種液晶顯示裝置中的TFT陣列基板120例如通過在基板101上疊置一個由氧化硅膜(SiO2膜)等制成的保護(hù)墊層102、由薄膜晶體管(TFT)103等制成的開關(guān)元件、柵極絕緣膜103a、源極線104、層間絕緣膜105、由氮化硅膜制成的保護(hù)膜105a(有時不形成保護(hù)膜105a)、由有機(jī)光敏樹脂如丙烯酸樹脂制成的兩層、由ITO(氧化銦錫)膜制成的透明電極108和由單層鋁膜、銀膜、或它們的合金膜，或所述金屬或合金與鈦、氮化鈦、鉬或鉭的復(fù)合膜制成的反射板109，其中有機(jī)光敏樹脂制成的兩層用于在透明電極108之下形成用于反射的表面不規(guī)則性，即不規(guī)則表面形成層106和不均勻?qū)?07，在后面將對其進(jìn)行描述。源極線104和透明電極108通過穿過不均勻?qū)?07而形成的接觸孔110電連接。另一方面，在反基板130中，在基板131上形成由ITO(氧化銦錫)膜制成的透明電極132。在TFT陣列基板120和反基板130的面對液晶50的表面上形成校準(zhǔn)膜111和133。
但是，在具有此種結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置中，因?yàn)橥ㄟ^透明電極108施加到透明電極132和反射板109之間的液晶50上的電壓在反射板109處下降，所以有效電壓也下降，因此，顯示對比度下降。而且，因?yàn)榉瓷浒?09在與液晶相對的一側(cè)處于裸露狀態(tài)地暴露，所以用于形成反射板109的金屬膜易于退化。
考慮到上述問題提出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的在于提供一種適合在便攜式計算機(jī)、移動電話等中使用的電光裝置及其制造方法，其中電光裝置中對液晶施加的有效電壓較高，可以進(jìn)行高對比度地顯示，并且避免了反射電極退化。
這種結(jié)構(gòu)使得能夠增大施加到液晶上的有效電壓，以便產(chǎn)生較高對比度的顯示，并且避免反射板退化。
本發(fā)明的電光裝置可以包括一對彼此相對的基板，基板之間密封并保持電光物質(zhì)；和一個反射板，該反射板形成在一對基板中的一個基板的靠近電光物質(zhì)側(cè)面上，并具有一個或多個開口，每個開口處于預(yù)定的位置，用于反射從另一基板入射的光，并且用于透射來自背光源的光，其中還具有形成在反射板上的透明電極并且所述反射板是與漏電極或半導(dǎo)體層電連接的反射電極。
這種結(jié)構(gòu)可以避免反射板退化。
在此情況下，最好反射板由單層的鋁膜、銀膜或至少包含鋁和銀之一的合金膜，或由該金屬或合金與鈦、氮化鈦、鉬或鉭的復(fù)合膜等制成。另外，最好透明電極由ITO(氧化銦錫)膜制成。
這樣可以增大光的反射效率。
最好透明電極由ITO(氧化銦錫)膜制成。
這樣可以增大透射模式中的顯示對比度。
最好形成透明電極的區(qū)域比形成反射板的區(qū)域?qū)挕?br> 這樣可以避免反射板退化。
最好電光裝置還包括一個形成在反射板和透明電極之下的不均勻?qū)?，該層具有表面不?guī)則性，并且反射板具有與不均勻?qū)拥牟灰?guī)則性一致的不均勻表面，從而散射反射光。
這可以改善反射特性。
本發(fā)明制造電光裝置的方法包括下列步驟在彼此相對的一對基板中一個基板的側(cè)面上形成一個反射板從而在其間密封并保持一種電光物質(zhì)，該側(cè)面靠近電光物質(zhì)；在反射板上的每個預(yù)定位置形成一個或多個開口，用于反射從一對基板中另一基板入射的光并透射來自背光源的光；在反射板上形成一個透明電極，從而覆蓋反射板上對應(yīng)于開口的區(qū)域；和把透明電極電連接到漏電極或半導(dǎo)體層。
這樣能夠有效且價廉地制造一種電光裝置，其中施加到液晶的有效電壓較高，可以高對比度地顯示，并且避免了反射板退化。
本發(fā)明的電光裝置的制造方法包括下列步驟在彼此相對的一對基板中一個基板的側(cè)面上形成一個反射板從而在其間密封并保持一種電光物質(zhì)，該側(cè)面靠近電光物質(zhì)；在反射板上的每個預(yù)定位置形成一個或多個開口，用于反射從一對基板中另一基板入射的光并透射來自背光源的光；把反射板電連接到漏電極或半導(dǎo)體層，從而形成一個反射電極；在反射電極上形成一個透明電極，從而覆蓋反射電極上對應(yīng)于開口的區(qū)域。
這樣能夠有效且價廉地制造一種電光裝置，其中避免了反射電極退化。
在此情況下，最好將單層鋁膜、銀膜或至少包含鋁和銀之一的合金膜，或由該金屬或合金與鈦、氮化鈦、鉬或鉭的復(fù)合膜等用作反射電極。
這使得能夠有效且價廉地制造一種具有增強(qiáng)的光反射效率的電光裝置。
最好將ITO(氧化銦錫)膜用作透明電極。
這使得能夠有效且價廉地制造一種在透射模式中具有提高的顯示對比度的電光裝置。
最好在形成透明電極的步驟中，形成透明電極的區(qū)域比形成反射電極的區(qū)域?qū)挕?br> 這樣能夠有效且價廉地制造一種電光裝置，其中避免了反射電極退化。
最好，本發(fā)明的制造方法還包括在形成反射電極的步驟之前，在一個基板上形成一個具有表面不規(guī)則性的不均勻?qū)拥牟襟E。
這使得能夠有效且價廉地制造一種具有改善的反射特性的電光裝置。
圖8(A)～8(D)是連續(xù)表示圖7(A)～7(D)過程之后制造TFT陣列基板的過程的截面圖；圖9(A)～9(B)是連續(xù)表示圖8(A)～8(D)過程之后制造TFT陣列基板的過程的截面圖；圖10(A)～10(D)是連續(xù)表示圖9(A)～9(B)過程之后制造TFT陣列基板的過程的截面圖；圖11(A)～11(D)是連續(xù)表示圖10(A)～10(D)過程之后制造TFT陣列基板的過程的截面圖；圖12表示利用本發(fā)明的電光裝置作為顯示裝置的電子裝置的電路結(jié)構(gòu)框圖；圖13是作為利用本發(fā)明電光裝置的電子裝置一個實(shí)例的便攜式計算機(jī)的示意圖；圖14是作為利用本發(fā)明電光裝置的電子裝置一個實(shí)例的移動電話的示意圖；圖15是常規(guī)電光裝置中部分象素的截面圖。
1半導(dǎo)體膜1a重?fù)诫s源極區(qū)1a’通道形成區(qū)1b輕摻雜區(qū)1c重?fù)诫s區(qū)1d重?fù)诫s漏極區(qū)1f從重?fù)诫s漏極區(qū)延伸的延伸部分2柵極絕緣膜3a掃描線3b電容線4第一層間絕緣膜5第二層間絕緣膜(表面保護(hù)膜)6導(dǎo)體膜6a數(shù)據(jù)線6b漏電極7不均勻?qū)?a用于形成不均勻?qū)拥墓饷魳渲?反射板8’反射電極8a金屬膜9透明電極9aITO膜8g不均勻圖案(不均勻表面)10TFT陣列基板10’基板11保護(hù)性墊層12校準(zhǔn)膜13不規(guī)則表面形成層13a用于形成不規(guī)則形成層的光敏樹脂14開口15接觸孔20反基板20’基板21反電極22校準(zhǔn)膜23遮光膜30用于象素開關(guān)的TFT50液晶52密封材料53用于圍合圖像顯示區(qū)域的遮光層60存儲電容100電光裝置100a象素101基板102保護(hù)性墊層103薄膜晶體管(TFT)103a柵極絕緣膜104源極線105層間絕緣膜105a保護(hù)膜106不規(guī)則表面形成層107不均勻?qū)?08透明電極109反射板109’反射電極110接觸孔111校準(zhǔn)膜120TFT陣列基板130反電極131基板132透明電極133校準(zhǔn)膜201數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路202引線204掃描線驅(qū)動電路205布線206導(dǎo)體材料具體實(shí)施方式

下面將參考附圖對根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電光裝置及其制造方法進(jìn)行具體地的說明。(電光裝置的基本結(jié)構(gòu))圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的作為電光裝置的帶有各種組成部件的液晶顯示裝置的平面圖，該圖是從反基板的一側(cè)觀察，圖2是沿圖1中H-H’線的截面圖。圖3是在電光裝置(液晶顯示裝置)的圖像顯示區(qū)域中形成為一個矩陣的多個象素的元件、導(dǎo)線等的等效電路圖。在用于描述本實(shí)施例的附圖中，以不同的比例顯示各層和組件以便可以在附圖中看到它們。
在圖1和圖2所示的本實(shí)施例的電光裝置(液晶顯示裝置)100中，TFT陣列基板10(第一基板)和反基板20(第二基板)用密封材料52粘結(jié)在一起，并且在密封材料52限定的區(qū)域(液晶密封區(qū))中密封并保持充當(dāng)電光物質(zhì)的液晶50。在形成密封材料52的區(qū)域內(nèi)由遮光材料制成一個遮光層53，用于圍合圖像顯示區(qū)。在密封材料52外沿TFT陣列基板10的一側(cè)形成一個數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路201和導(dǎo)線202，并且沿挨著該側(cè)的兩側(cè)形成掃描線驅(qū)動電路。在TFT陣列基板10的其余側(cè)上形成多條導(dǎo)線205，用于連接設(shè)置在圖像顯示區(qū)兩側(cè)上的掃描線驅(qū)動電路204，并且有時例如在遮光層53之下形成預(yù)充電電路和檢測電路。導(dǎo)體材料206放置在反基板20的至少一個角上，從而電連接TFT陣列基板10和反基板20。
替代在TFT陣列基板10上形成數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路201和掃描線驅(qū)動電路204，例如可以通過各向異性導(dǎo)體膜對安置了驅(qū)動LSI的TAB(自動粘結(jié)帶)基板和一組形成在TFT陣列基板10周圍的端子進(jìn)行電和機(jī)械連接。而根據(jù)采用的液晶50的類型，即依據(jù)驅(qū)動模式，如TN(扭曲向列相)模式或STN(超TN)模式以及沒有示出的常白模式/常黑模式，在電光裝置100中以預(yù)定的取向放置偏振膜、延遲膜、偏振器等。
當(dāng)利用電光裝置100進(jìn)行彩色顯示時，例如，在反基片20與TFT陣列基板10的象素電極相對的區(qū)域中形成紅(R)、綠(G)和蘭(B)濾色片及保護(hù)膜，這在后面將要描述。
在具有這種結(jié)構(gòu)的電光裝置100的圖像顯示區(qū)域中，如圖3所示，多個象素100a分布成矩陣，象素100a分別配置有用于象素切換的TFT 30，并且用于供給象素信號S1、S2...Sn的數(shù)據(jù)線6a電連接到相應(yīng)的TFT 30的源極。寫入到數(shù)據(jù)線6a中的象素信號S1、S2、...、Sn以行順序的方式(按行號順序)供給，并且每組象素信號可以提供給多條相鄰的數(shù)據(jù)線6a。掃描線3a電連接到相應(yīng)TFT 30的柵極，使得掃描信號G1、G2、...、和Gm按預(yù)定的時序以脈沖的形式按行順序的方式施加到掃描線3a。反射電極8和透明電極9電連接到相應(yīng)TFT 30的漏極，由數(shù)據(jù)線6a提供的象素信號S1、S2、...、Sn按預(yù)定時序通過激勵充當(dāng)開關(guān)元件的TFT 30預(yù)定的時間而被寫入到相應(yīng)的象素中。由此通過反射電極8和透明電極9寫入到液晶中的預(yù)定水平的象素信號S1、S2...、Sn在反射電極8和透明電極9以及反基板20的反電極21之間保持預(yù)定的時間，如圖2所示。
在液晶50中，分子的取向和聚合順序依據(jù)施加其上的電壓水平而改變，由此調(diào)制光并使得能夠進(jìn)行灰度顯示。通過液晶50的入射光量依據(jù)常白模式中施加的電壓而減少，并且通過液晶50的入射光量依據(jù)常黑模式中施加的電壓而增多。結(jié)果，具有與象素信號S1、S2、...和Sn一致的對比度的光全部從電光裝置100中發(fā)出。
為了避免保持的象素信號S1、S2、...和Sn泄漏，有時加入存儲電容60(見圖3)，與形成在透明電極(象素電極)9和反電極21之間的液晶電容并聯(lián)。例如，將透明電極9的電壓在存儲電容60中保持一定的時間，該時間比施加源電壓的時間長三個量級。這樣改進(jìn)了電荷滯留特性，并且使得電光裝置100能夠?qū)崿F(xiàn)高對比度。存儲電容60可以形成在數(shù)據(jù)線6a和充當(dāng)形成存儲電容60的導(dǎo)線的電容線3b之間，如圖3所示，或形成在數(shù)據(jù)線6a和上述掃描線3a之間。(TFT陣列基板的結(jié)構(gòu))圖4是用在此實(shí)施例中的TFT陣列基板10中一個象素的平面圖。圖5是圖4所示的電光裝置沿圖4中A-A’線截取的象素的截面圖。
在圖4中，在每個反射板8上形成一個透明電極9，反射板8以矩陣形式分布在TFT陣列基板10上并由單層鋁膜、銀膜或至少包含鋁和銀之一的合金膜，或由該金屬或合金與鈦、氮化鈦、鉬或鉭的復(fù)合膜等制成。透明電極9電連接到用于象素開關(guān)的TFT 30的漏電極6b。數(shù)據(jù)線6a、掃描線3a和電容線3b沿形成反射板8的區(qū)域之間的縱向和橫向邊界形成，并且TFT 30連接到數(shù)據(jù)線6a和掃描線3a。即，數(shù)據(jù)線6a經(jīng)接觸孔電連接到TFT 30的半導(dǎo)體膜1的重?fù)诫s源極區(qū)1a，并且透明電極9電連接到TFT30的半導(dǎo)體膜1的重?fù)诫s漏極區(qū)1d。
如圖4所示，在具有這種結(jié)構(gòu)的每個象素100a中，形成反射板8的區(qū)域中形成開口14的區(qū)域充當(dāng)被透明電極9覆蓋的透射區(qū)并用于執(zhí)行透射模式的圖像顯示，其它區(qū)域充當(dāng)具有反射板8的反射區(qū)并用于執(zhí)行反射模式的圖像顯示。
在沿圖4中A-A’線截取的反射區(qū)的截面中，如圖5所示，由300nm～500nm厚的氧化硅膜(絕緣膜)制成的保護(hù)性墊層11形成在充當(dāng)TFT陣列基板10基礎(chǔ)的透明基板10’的表面，并且在保護(hù)性墊層11的表面上形成30nm～100nm厚的島狀半導(dǎo)體膜1。在半導(dǎo)體膜1的表面上形成厚度約為50nm～150nm的氧化硅膜制成的柵極絕緣膜2，并且300nm～800nm厚的掃描線3a延伸為柵極絕緣膜2表面上的柵電極。半導(dǎo)體膜1上相對的掃描線3a和柵極絕緣膜2之間的區(qū)域充當(dāng)通道形成區(qū)1a’。包括輕摻雜區(qū)1b和重?fù)诫s源極區(qū)1a的源極區(qū)形成在通道形成區(qū)1a’的一側(cè)，包括輕摻雜區(qū)1b和重?fù)诫s漏極區(qū)1d的漏極區(qū)形成在另一側(cè)。附圖中的標(biāo)號1c表示重?fù)诫s區(qū)。
在用于象素開關(guān)的TFT30的前側(cè)上形成厚度為300nm～800nm的氧化硅膜制成的第一層間絕緣膜4。在第一層間絕緣膜4的表面上形成厚度為300nm～800nm的數(shù)據(jù)線6a，并且通過形成在第一層間絕緣膜4上的接觸孔將數(shù)據(jù)線6a與重?fù)诫s的源極區(qū)1a電連接。漏電極6b與數(shù)據(jù)線6a在第一層間絕緣膜4的表面上同步形成，并且經(jīng)過形成在第一層間絕緣膜4中的接觸孔與重?fù)诫s的漏極區(qū)1d電連接。
在第一層間絕緣膜4上形成，例如由單層氮化硅膜或氧化硅膜、或者氮化硅膜和氧化硅膜組成的雙層膜制成的第二層間絕緣膜(表面保護(hù)膜)5(可以省去第二層間絕緣膜(表面保護(hù)膜)5)。由光敏樹脂、如有機(jī)樹脂制成的不規(guī)則表面形成層13和不均勻?qū)?以該順序形成在第二層間絕緣膜(表面保護(hù)膜)5上，并且在不均勻?qū)?的表面上形成由具有透射開口14的鋁膜等制成的反射板8。在反射板8的表面上形成一個與不均勻?qū)?的不均勻表面相符的不均勻圖案。
在反射板8上形成由ITO膜疊置而成的厚度約為50nm～200nm的透明電極9，并且經(jīng)接觸孔15將透明電極9電連接到漏電極6b。
在透明電極9的前側(cè)上形成由聚酰亞胺膜制成的校準(zhǔn)膜12。對校準(zhǔn)膜12進(jìn)行摩擦。
與掃描線3a形成在同一層中的電容線3b作為上電極，與從重?fù)诫s的漏極區(qū)1d延伸而來的延伸部分1f(下電極)相對，由此構(gòu)成一個存儲電容60，其中重?fù)诫s漏極區(qū)帶有一個絕緣膜(介質(zhì)膜)，它與柵極絕緣膜2同步地形成。
雖然優(yōu)選TFT 30具有上述的LDD結(jié)構(gòu)，但也可以有一種偏置結(jié)構(gòu)，其中雜質(zhì)離子不注入對應(yīng)于輕摻雜源極區(qū)1b和輕摻雜漏極區(qū)1c的區(qū)域中?；蛘?，TFT 30可以是自校準(zhǔn)型，高濃度的雜質(zhì)離子通過利用柵電極(部分掃描線3a)作為掩膜而注入，重?fù)诫s的源極和漏極區(qū)以自校準(zhǔn)的方式形成。
雖然本實(shí)施例采取了兩柵(雙柵)結(jié)構(gòu)，其中將TFT 30的兩個柵電極(掃描線3a)設(shè)置在源漏區(qū)，但也可以采取有一個柵電極的單柵結(jié)構(gòu)、三柵極結(jié)構(gòu)或設(shè)置有三個以上柵電極的結(jié)構(gòu)。當(dāng)設(shè)置多個柵電極時，給每個柵電極施加相同的信號。通過提供具有兩柵(雙柵)結(jié)構(gòu)、三柵極結(jié)構(gòu)或具有多柵結(jié)構(gòu)的TFT 30，可以避免在通道和源漏區(qū)之間結(jié)合點(diǎn)處的漏電流，并且可以減少OFF狀態(tài)的電流。通過至少提供具有LDD結(jié)構(gòu)或偏置結(jié)構(gòu)的柵電極，可以進(jìn)一步減小OFF電流，并且這樣可以實(shí)現(xiàn)一種穩(wěn)定的在圖4和5中，在TFT陣列基板10的每個象素100a的反射區(qū)(反射電極形成區(qū))中形成TFT 30和開口14的區(qū)域之外，在反射板8的表面上的一個區(qū)域中形成不均勻圖案8g。
為了形成本實(shí)施例的TFT陣列基板10中的不均勻圖案8g，通過例如旋轉(zhuǎn)涂覆在第二層間絕緣膜5的表面上與反射板8下側(cè)上的反射板8二維重疊的區(qū)域中形成由有機(jī)光敏樹脂、如丙烯酸樹脂制成的厚度約為1μm～3μm的不規(guī)則表面形成層13，并且在不規(guī)則表面形成層13上例如通過旋轉(zhuǎn)涂覆由流體，如有機(jī)光敏樹脂、如丙烯酸樹脂制成的絕緣膜形成厚度為1μm～2μm的不均勻?qū)?。
不規(guī)則表面形成層13具有多重不規(guī)則性。為此，如圖5所示，在反射板8的表面上形成不均勻圖案8g，從而與不均勻?qū)?的不均勻表面相符，并且通過不均勻?qū)?避免不規(guī)則表面形成層13的邊緣以不均勻的圖案8g曝光。不規(guī)則表面形成層13的不規(guī)則的邊緣可以通過形成不規(guī)則表面形成層13并再烘烤而平滑化，不形成不均勻?qū)?。(反基板的結(jié)構(gòu))在圖5中，在反基板20上與形成于TFT陣列基板10中的透明電極的縱橫邊界相對的區(qū)域中形成一個遮光膜23，該膜也稱作黑色矩陣或黑色帶，并且由ITO膜在其上形成反電極21。在反電極21上由聚酰亞胺膜形成一個校準(zhǔn)膜22。在TFT陣列基板10和反基板20之間密封并保持液晶50。(實(shí)施例的電光裝置的操作)因?yàn)樵诰哂写朔N結(jié)構(gòu)(見圖1)的電光裝置100中由鋁膜等形成反射電極8，所以從反基板20的一側(cè)入射的光可以被TFT陣列基板10反射，并且可以從反基板20射出。因此，可以通過在此過程中由每個象素100a中的液晶50進(jìn)行光調(diào)制而利用外部光顯示預(yù)定的圖像(反射模式)。
因?yàn)樾纬傻姆瓷潆姌O8不接觸圖4所示的開口14，所以電光裝置100還可以用作透射型液晶顯示裝置。
即，從放置在TFT陣列基板10側(cè)面上的背光裝置(未示出)發(fā)出的光進(jìn)入TFT陣列基板10，并且在穿過每個象素100a的形成反射板8的區(qū)域(見圖3)中沒有反射電極8的透射區(qū)(被透明電極9覆蓋的開口14)之后向反基板20傳播。為此，可以通過每個象素100a中液晶50的光調(diào)制而由背光裝置發(fā)出的光顯示預(yù)定的圖像(透射模式)。
在本實(shí)施例中，不規(guī)則表面形成層13形成在反射板8的下側(cè)，從而與反射板8二維重疊，并且在反射板8的表面上通過利用不規(guī)則表面形成層13的不規(guī)則性而形成用于光散射的不均勻圖案8g。通過不均勻?qū)?避免了不規(guī)則表面形成層13的邊緣等以不均勻的圖案8g曝光。因此，當(dāng)以反射模式由散射及反射的光顯示圖像時，對視角的依賴性降低。
因?yàn)榉瓷浒?的表面被透明電極9覆蓋，所以可以防止反射板8退化。
雖然在本實(shí)施例中透明電極和漏電極(源極線)電連接，但透明電極也可以與半導(dǎo)體層電連接。
圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的作為電光裝置的液晶顯示裝置的截面圖。圖6所示的液晶顯示裝置與圖5所示的液晶顯示裝置的不同之處在于漏電極6b不與透明電極9電連接，而與反射電極8’電連接。因?yàn)樵诖饲樾蜗路瓷潆姌O8’的表面也被透明電極9覆蓋，所以可以避免反射電極8’退化。
雖然在本實(shí)施例中反射電極和漏電極(源極線)也電連接，但反射電極可以和半導(dǎo)體層電連接。TFT的制造方法下面將參考圖7～11具體說明具有此種結(jié)構(gòu)的TFT陣列基板10的制造方法。
圖7～11是表示本實(shí)施例制造TFT陣列基板的方法過程的截面圖。
首先，如圖7(A)所示，制備由通過例如超聲清洗而清潔的玻璃等制成的基板10’，并且在基板溫度為150℃～450℃的條件下通過等離子體CVD而在基板10’的整個表面上形成由氧化硅制成的厚度為100nm～500nm的保護(hù)性墊層11。用在此情形中的材料氣體例如是甲硅烷和笑氣(氧化亞氮)的混合物、TEOS(四乙氧基硅烷Si(OC2H5)4)和氧氣的混合物或乙硅烷和銨的混合物。
接下來，在基板10’的整個表面上在基板溫度為150℃～450℃的條件下通過等離子體CVD形成由非晶硅膜制成的厚度為30nm～100nm的半導(dǎo)體膜1。在此情況下，例如可以把乙硅烷和甲硅烷用作材料氣體。隨后，通過輻射激光而對半導(dǎo)體膜1進(jìn)行激光退火。結(jié)果，非晶半導(dǎo)體膜1被熔化，并通過冷卻和固化過程而結(jié)晶。因?yàn)樵诖饲闆r下用激光對該區(qū)域的輻射時間很短，并且被輻射的區(qū)域相對于整個基板是局部的，所以基板的整個區(qū)域不會同時被加熱到高溫。為此，甚至把玻璃基板等用作基板10’，基板也不會因受熱而變形、裂紋等。
接下來，通過利用抗蝕掩膜551的光刻蝕刻半導(dǎo)體膜1的表面而分別形成島狀半導(dǎo)體膜(有源層)和用于形成存儲電容區(qū)的半導(dǎo)體膜，如圖7(B)所示。
接下來，在等于或低于350℃的溫度下通過例如CVD而在基板10’的整個表面和半導(dǎo)體膜1的表面上形成由氧化硅膜制成的厚度為50nm～150nm的柵極絕緣膜2。在此情況下，可以把TEOS和氧氣的混合物用作材料氣體。用在此情形中的柵極絕緣膜2可以是氮化硅膜，以此代替氧化硅膜。
雖然圖中未示出，但然后通過經(jīng)預(yù)定的抗蝕掩膜將雜質(zhì)離子注入半導(dǎo)體膜1的延伸部分1f而形成下電極部分，用于在半導(dǎo)體膜1和電容線3b之間形成存儲電容60(見圖4和5)。
通過例如濺射而在基板10’的整個表面上形成厚度為300nm～800nm的由鋁、鉭、鉬等金屬膜或主要包含這些金屬中任一的合金膜制成的導(dǎo)體膜3、從而形成掃描線3a等之后，通過光刻形成抗蝕掩膜552，如圖7(C)所示。
隨后，通過利用抗蝕掩膜552對導(dǎo)體膜進(jìn)行干蝕刻而形成掃描線3a(柵電極)、電容線3b等，如圖7(D)所示。
接下來，通過以大約0.1×1013/cm2～10×1013/cm2的劑量注入雜質(zhì)離子(磷離子)而關(guān)于驅(qū)動電路的象素TFT部分和N通道TFT部分(未示出)中的掃描線3a以自校準(zhǔn)的形式形成輕摻雜區(qū)1b，掃描線3a和柵電極用作掩膜。此處，由于位置處于掃描線的正下方而未被注入雜質(zhì)離子的區(qū)域充當(dāng)通道形成區(qū)1a’，而半導(dǎo)體膜1保持不變。
接下來，如圖8(A)所示，在象素TFT部分形成比掃描線3a(柵電極)寬的抗蝕掩膜553，并且在其中以大約0.1×1015/cm2～10×1015/cm2的劑量注入高濃度的雜質(zhì)離子(磷離子)，由此形成重?fù)诫s源極區(qū)1a和重?fù)诫s漏極區(qū)1d。
代替這些雜質(zhì)注入過程，可以通過注入高濃度雜質(zhì)(磷離子))并同時形成比柵電極寬的抗蝕掩膜而形成偏置結(jié)構(gòu)的源極區(qū)和漏極區(qū)，其中不注入低濃度的雜質(zhì)?；蛘?，可以通過嵌入高濃度的雜質(zhì)并以掃描線3a作為掩膜而形成自校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的源極區(qū)和漏極區(qū)。
雖然沒有示出，但通過這些過程形成外圍驅(qū)動電路的N通道TFT部分，并且在此情況下用掩膜覆蓋P通道TFT部分。為了形成外圍驅(qū)動電路的P通道TFT部分，象素部分和N通道TFT部分用抗蝕劑覆蓋以求保護(hù)，并且以大約0.1×1015/cm2～10×1015/cm2的劑量注入硼離子，柵電極用作掩膜，由此以自校準(zhǔn)的形式形成P通道源漏區(qū)。
在此情況下，可以通過以大約0.1×1013/cm2～10×1013/cm2的劑量注入低濃度雜質(zhì)離子(硼離子)而在多晶硅膜中形成輕摻雜區(qū)來采用LDD結(jié)構(gòu)(輕摻雜的漏極結(jié)構(gòu))的源極區(qū)和漏極區(qū)，以柵電極作為掩膜，其方式類似于N通道TFT部分的形成，并且再利用寬于柵電極的掩膜以約0.1×1015/cm2～10×1015/cm2的劑量注入高濃度的雜質(zhì)(硼離子)。通過利用寬于形成的柵電極的掩膜注入高濃度的雜質(zhì)(硼離子)而形成偏置結(jié)構(gòu)的源極區(qū)和漏極區(qū)，其中不注入低濃度的雜質(zhì)。這些離子注入過程使得能夠制得CMOS(互補(bǔ)型MOS)，并且允許外圍驅(qū)動電路結(jié)合到同一基板上。
如圖8(B)所示，在掃描線3a的前側(cè)上通過例如CVD形成由氧化硅膜制成的厚度為300nm～800nm的第一層間絕緣膜4。在此情況下，例如TEOS和氧氣的混合物可以用作材料氣體。
接下來，通過光刻形成抗蝕掩膜554。
隨后，通過抗蝕掩膜554對第一層間絕緣膜4進(jìn)行干蝕刻，并且由此在第一層間絕緣膜4的對應(yīng)于源極區(qū)和漏極區(qū)的部分中形成接觸孔，如圖8(C)所示。
接下來，如圖8(D)所示，在第一層間絕緣膜4的前側(cè)上通過例如濺射形成由鋁膜、鈦膜、氮化鈦膜、鉭膜、鉬膜等金屬膜或主要包含這些金屬中任一的合金膜制成的導(dǎo)體膜3，從而形成數(shù)據(jù)線6a(源電極)等，并再通過光刻形成抗蝕掩膜555。
接下來，如圖9(A)所示，通過經(jīng)預(yù)定的抗蝕掩膜555對導(dǎo)體膜6進(jìn)行干蝕刻而形成數(shù)據(jù)線6a和漏電極6b。
如圖9(B)所示，通過CVD在第一層間絕緣膜4上形成厚度約為100nm～300nm的第二層間絕緣膜(表面保護(hù)膜)5(可以省去第二層間絕緣膜5)，該膜由單一氮化硅膜或氧化硅膜，或兩個膜、即氮化硅膜和氧化硅膜制成。
如圖10(A)和10(B)所示，在通過旋轉(zhuǎn)涂覆將厚度為1μm～3μm的有機(jī)光敏樹脂13a、如丙烯酸樹脂施加到第二層間絕緣膜(表面保護(hù)膜)5的表面上之后，可以通過光刻形成圖案，由此在反射電極8之下形成厚度為1μm～3μm的不規(guī)則表面形成層13，這在后面將有描述。隨后，可以執(zhí)行為了平滑化的烘烤過程。
雖然用于通過光刻形成不規(guī)則表面形成層13的光敏樹脂13a可以是正型或負(fù)型，但圖10(A)所示的光敏樹脂13a為正型，用紫外線經(jīng)預(yù)定曝光掩膜的透光部分輻射光敏樹脂13a要除去的部分。
如圖10(C)所示，通過旋轉(zhuǎn)涂覆在第二層間絕緣膜5(表面保護(hù)膜)和不規(guī)則表面形成層13的前側(cè)形成厚度為1μm～2μm的有機(jī)光敏樹脂7a，如丙烯酸樹脂。
如圖10(D)所示，通過光刻形成1μm～2μm厚的不均勻?qū)?，使得其中的一個部分被打開，到達(dá)第二層間絕緣膜(表面保護(hù)膜)5的表面(此部分最終形成接觸孔15)。
因?yàn)橥ㄟ^施加流體材料而形成不均勻?qū)?，所以在不均勻?qū)?的表面上形成無邊的平滑的不均勻圖案，從而適中地消除了不規(guī)則表面形成層13的不規(guī)則性。
當(dāng)不形成不均勻?qū)?地形成一個平滑的不均勻圖案時，可以通過執(zhí)行圖10(B)所示狀態(tài)中的烘烤過程而使不規(guī)則表面形成層13的邊緣平滑。
接下來，如圖11(A)所示，通過利用不均勻?qū)?作為掩膜的干蝕刻而去除第二層間絕緣膜(表面保護(hù)膜)5來形成一個接觸孔15，這在后面將有說明，并且可以使透明電極9和漏電極6b電連接。
如圖11(B)所示，通過例如濺射形成厚度為50nm～200nm的反射率與上述鋁膜等一樣的金屬膜8a。
如圖11(C)所示，通過微加工而選擇性地去除挨著開口14的象素部分之間的一部分來形成具有開口14的反射板8。
如圖11(D)所示，例如通過濺射形成厚度約為50nm～200nm的ITO膜9a。
接下來，如圖11(E)所示，通過光刻和蝕刻形成具有預(yù)定圖案的透明電極9。在此情況下，最好在一個比形成反射板8的區(qū)域?qū)挼膮^(qū)域上形成透明電極9。通過這種方式，透明電極9和漏電極6b電連接。通過不規(guī)則表面形成層13和不均勻?qū)?產(chǎn)生的不規(guī)則性在由此形成的反射板8和透明電極9的表面上形成厚度為500nm以上或800nm以上的不均勻圖案8g，并且通過不均勻?qū)?使得不均勻圖案8g無邊且平滑。
之后，在透明基板9的前側(cè)上形成一個校準(zhǔn)膜(聚酰亞胺膜)12。為此目的，對丁基溶纖劑或N-甲基吡咯烷酮這樣的溶劑中熔解了重量百分比為5～10的聚酰亞胺或聚酰亞胺酸的聚酰亞胺清漆進(jìn)行苯胺印刷，并且通過加熱固化(烘烤)。然后，對其上帶有聚酰亞胺膜的基板用人造絲纖維制成的纖維布在一個固定的方向摩擦?xí)r聚酰亞胺分子在一個固定方向上與表面相鄰地排列(經(jīng)過摩擦)。結(jié)果，之后將被注入的液晶分子通過液晶分子和聚酰亞胺分子之間的相互作用而在固定的方向上排列。
通過上述過程完成TFT陣列基板10。
雖然上述實(shí)施例的液晶顯示裝置是利用TFT作為象素開關(guān)元件的有源矩陣型，但本發(fā)明可以應(yīng)用到利用TFD作為象素開關(guān)元件的有源矩陣液晶顯示裝置、無源矩陣液晶顯示裝置或利用液晶以外的電光物質(zhì)(例如，EL發(fā)光元件)的電光裝置。電光裝置在電子裝置中的應(yīng)用可以把具有此種結(jié)構(gòu)的半反半透電光裝置100用作各種電子裝置的顯示部分，下面參考圖12～14具體地說明一個例子。
圖12是利用本發(fā)明的電光裝置作為顯示裝置的電子裝置的電路結(jié)構(gòu)框圖。
在圖12中，電子裝置包括一個顯示信息輸出源70，顯示信息處理電路71，電源電路72，時序發(fā)生器73和液晶顯示裝置74。液晶顯示裝置74有一個液晶顯示板75和一個驅(qū)動電路76。上述電光裝置100可以用作液晶裝置74。
顯示信息輸出源70包括一個存儲器，如ROM(只讀存儲器)或RAM(隨機(jī)存取存儲器)，一個存儲單元，如各種盤，和一個以調(diào)諧的方式輸出數(shù)字圖像信號的調(diào)諧電路等，并且根據(jù)時序發(fā)生器73產(chǎn)生的各種時鐘信號給顯示信息處理電路71提供顯示信息，如預(yù)定格式的圖像信號。
顯示信息處理電路71包括各種已知的電路，如串聯(lián)-并聯(lián)轉(zhuǎn)換電路，放大和反相電路，旋轉(zhuǎn)電路，伽馬校正電路和鉗位電路，處理輸入的顯示信息，并將與其對應(yīng)的圖像信號和一個時鐘信號CLK提供給驅(qū)動電路76。電源電路72給每個組件提供預(yù)定的電壓。
圖13表示作為本發(fā)明電子裝置一個實(shí)例的便攜式個人計算機(jī)。個人計算機(jī)80此處包括一個具有鍵盤81的主體部分82和一個液晶顯示單元83。液晶顯示單元83包括上述電光裝置100。
圖14表示作為另一種電子裝置的移動電話。移動電話90此處包括多個控制鈕91和由上述電光裝置100形成的顯示部分。如上所述，本發(fā)明可以提供一種適合在移動電話、便攜式計算機(jī)等中使用的電光裝置，并且其中施加給液晶的有效電壓較高，可以進(jìn)行高對比度的顯示，并且避免了反射電極退化，還可以提供一種制造該電光裝置的方法。
權(quán)利要求
1.一種電光裝置，包括一對彼此相對的基板，以便在其間密封并保持一種電光物質(zhì)；和一個反射板，該反射板形成在所述一對基板中的一個基板的靠近電光物質(zhì)的側(cè)面上，并具有一個或多個開口，每個開口處于預(yù)定的位置，用于反射從另一基板入射的光，并且用于透射來自背光源的光，其中一個透明電極形成在所述反射板上并且與漏電極或半導(dǎo)體層電連接。
2.一種電光裝置包括一對彼此相對的基板，以便在其間密封并保持一種電光物質(zhì)；和一個反射電極，該反射電極形成所述一對基板中的一個基板的靠近電光物質(zhì)的側(cè)面上，并具有一個或多個開口，每個開口處于預(yù)定的位置，用于反射從另一基板入射的光，并且用于透射來自背光源的光，其中還具有一個形成在所述反射電極上的透明電極，并且所述反射電極與漏電極或半導(dǎo)體層電連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電光裝置，其中所述反射板或所述反射電極包括單層的鋁膜、銀膜或至少包含鋁和銀之一的合金膜，或由該金屬或合金與鈦、氮化鈦、鉬或鉭制成的復(fù)合膜。
4.如權(quán)利要求1所述的電光裝置，其中所述透明電極包括氧化銦錫膜。
5.如權(quán)利要求1所述的電光裝置，其中形成所述透明電極的區(qū)域比形成所述反射板的區(qū)域?qū)挕?br> 6.如權(quán)利要求1所述的電光裝置，還包括一個形成在所述反射板和所述透明電極之下的不均勻?qū)?，該層具有表面不?guī)則性，其中所述反射板具有與所述不均勻?qū)拥乃霾灰?guī)則性一致的不均勻表面，從而散射反射光。
7.一種制造電光裝置的方法，包括下列步驟在彼此相對的一對基板中一個基板的側(cè)面上形成一個反射板從而在其間密封并保持一種電光物質(zhì)，其中該側(cè)面靠近電光物質(zhì)；形成一個或多個開口，每個在所述反射板上的一個預(yù)定位置上，用于反射從所述一對基板中另一基板入射的光并透射來自背光源的光；在所述反射板上形成一個透明電極，從而覆蓋所述反射板上對應(yīng)于所述開口的區(qū)域；和把所述透明電極電連接到漏電極或半導(dǎo)體層。
8.一種制造電光裝置的方法，包括步驟在彼此相對的一對基板中一個基板的側(cè)面上形成一個反射電極從而在其間密封并保持一種電光物質(zhì)，其中該側(cè)面靠近電光物質(zhì)；形成一個或多個開口，每個在所述反射電極上的一個預(yù)定位置上，用于反射從所述一對基板中另一基板入射的光并透射來自背光源的光；把所述反射電極電連接到漏電極或半導(dǎo)體層；和在所述反射電極上形成一個透明電極，從而覆蓋所述反射電極上對應(yīng)于所述開口的區(qū)域。
9.如權(quán)利要求7或8所述的制造電光裝置的方法，其中將單層鋁膜、銀膜或至少包含鋁和銀之一的合金膜，或由該金屬或合金與鈦、氮化鈦、鉬或鉭制成的復(fù)合膜用作所述反射板或所述反射電極。
10.如權(quán)利要求7所述的制造電光裝置的方法，其中將氧化銦錫膜用作所述透明電極。
11.如權(quán)利要求7所述的制造電光裝置的方法，其中在形成所述透明電極的步驟中，形成所述透明電極的區(qū)域比形成所述反射板的區(qū)域?qū)挕?br> 12.如權(quán)利要求7所述的制造電光裝置的方法，還包括步驟在形成所述反射板的步驟之前，在所述一個基板上形成一個具有表面不規(guī)則性的不均勻?qū)印?br> 全文摘要
本發(fā)明提供一種適合在移動電話、便攜式計算機(jī)中使用的電光裝置，其中施加到液晶上的有效電壓較高，能夠進(jìn)行較高對比度的顯示，并且避免了反射電極退化，并且提供了一種制造電光裝置的方法。本發(fā)明的電光裝置100包括一對透明基板10和20，彼此相對設(shè)置，其間密封并保持著液晶50；和一個反射板8，該反射板形成在一對基板中的一個基板10的靠近液晶50的側(cè)面上，并具有一個或多個開口14，每個開口處于預(yù)定的位置，用于反射從另一基板20入射的光，并且用于透射來自背光源的光。透明電極9形成在反射板8上并且與漏電極6b或半導(dǎo)體層1電連接。
文檔編號G09F9/00GK1405610SQ021427
公開日2003年3月26日 申請日期2002年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月20日
發(fā)明者吉田俊明 申請人:精工愛普生株式會社