專利名稱：液晶顯示裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有由薄膜晶體管(以下，稱為TFT)構(gòu)成的電路的半導(dǎo)體裝置及 其制造方法。例如，涉及一種將以液晶顯示面板為代表的電光裝置用作部件而安裝的電子 設(shè)備。另外，本說(shuō)明書中的半導(dǎo)體裝置是指能夠通過(guò)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。近年來(lái)，一種利用在具有絕緣表面的襯底上形成的半導(dǎo)體薄膜(厚度約為數(shù)納米 到數(shù)百納米)來(lái)制造薄膜晶體管(TFT)的技術(shù)備受矚目。薄膜晶體管被廣泛應(yīng)用于諸如IC 和電光裝置之類的電子器件，而且尤其被迅速開(kāi)發(fā)為圖像顯示裝置的開(kāi)關(guān)元件。作為比較有代表性的圖像顯示裝置可以舉出液晶顯示裝置。作為液晶顯示裝置， 除了比較有代表性的TN顯示模式之外，還提案有IPS(平面開(kāi)關(guān))模式或FFS(邊緣場(chǎng)開(kāi) 關(guān))模式等的方式。此外，在液晶顯示裝置中呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶受到矚目。Kikuchi (菊池)等人公開(kāi)了 可以通過(guò)聚合物穩(wěn)定化處理擴(kuò)大藍(lán)相的溫度范圍的方案，從而打開(kāi)了呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶的實(shí) 用化的道路(參照專利文獻(xiàn)1)。
背景技術(shù)：
[專利文獻(xiàn) l]W02005/090520呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料在無(wú)電壓施加狀態(tài)到電壓施加狀態(tài)的響應(yīng)時(shí)間極短，為 Imsec以下，從而能實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)。當(dāng)使用呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶時(shí)，使用平行于襯底的電場(chǎng)來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。這是一種通過(guò)利 用形成在一個(gè)襯底上的一對(duì)電極形成與襯底平行的電場(chǎng)來(lái)獲得液晶的光學(xué)調(diào)制的方式，但 是由于通常呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶的粘性高，所以有可能當(dāng)對(duì)一對(duì)電極間施加電壓時(shí)產(chǎn)生不容易 對(duì)其施加有效電壓的區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方式提供一種使用呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶的具有新穎結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝 置及其制造方法。液晶顯示裝置包括一對(duì)襯底；密封在該一對(duì)襯底之間的呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶層；以 及對(duì)液晶層施加電壓的一對(duì)電極。一對(duì)電極中的一個(gè)也稱作像素電極。一對(duì)襯底中的至少 一個(gè)采用可透過(guò)可見(jiàn)光的襯底，典型的是玻璃襯底。另外，在顯示區(qū)域中，將互相平行地配 置的多個(gè)柵極布線以與多個(gè)源極信號(hào)線交叉的方式設(shè)置。在由多個(gè)柵極布線及多個(gè)源極信 號(hào)線區(qū)劃的區(qū)域中設(shè)置含有像素電極的一對(duì)電極。通過(guò)使像素電極傾斜，并使對(duì)應(yīng)于該像 素電極的電極(固定電位的共同電極)也傾斜，可以形成對(duì)呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶層施加電場(chǎng)的 結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用有源矩陣型的液晶顯示裝置時(shí)，將與像素電極電連接的開(kāi)關(guān)元件，典型的是薄膜晶體管(也稱作TFT)配置在顯示區(qū)域中。通過(guò)驅(qū)動(dòng)配置為矩陣狀的像素電極，可以 在屏面上形成顯示圖案。具體來(lái)說(shuō)是通過(guò)對(duì)被選擇的像素電極與對(duì)應(yīng)于該像素電極的另一 個(gè)電極之間施加電壓，來(lái)進(jìn)行對(duì)配置在像素電極與另一個(gè)電極之間的液晶層的光學(xué)調(diào)制， 該光學(xué)調(diào)制被觀察者識(shí)別為顯示圖案。本說(shuō)明書所公開(kāi)的本發(fā)明的一個(gè)方式的液晶顯示裝置包括夾有包括呈現(xiàn)藍(lán)相的 液晶材料的液晶層的第一襯底和第二襯底；第一襯底上的多個(gè)結(jié)構(gòu)體；所述多個(gè)結(jié)構(gòu)體上 的第一電極層；第一電極層上的絕緣層；以及絕緣層上的隔著絕緣層重疊于所述第一電極 層的第二電極層，其中多個(gè)結(jié)構(gòu)體分別以等間隔配置，多個(gè)結(jié)構(gòu)體的各個(gè)側(cè)面與第一襯底 的平面之間所成的角小于90°，第二電極層隔著第一電極層和絕緣層與結(jié)構(gòu)體的側(cè)面重 疊，第二電極層具有多個(gè)開(kāi)口。在上述結(jié)構(gòu)中，多個(gè)結(jié)構(gòu)體(也稱作肋拱、突起、凹部)的截面形狀采用梯形、半 橢圓形、半圓形、三角形，或者截面形狀是在上端部或下端部中有具有曲率半徑的曲面的形 狀。另外，當(dāng)多個(gè)結(jié)構(gòu)體的各個(gè)側(cè)面具有傾斜面(小于90° )且結(jié)構(gòu)體的高度小于單元間 隙時(shí)，可以減少形成在結(jié)構(gòu)體上方的絕緣層以及第二電極層的覆蓋不良。另外，單元間隙是 指夾在一對(duì)襯底之間的液晶層的厚度的最大值。當(dāng)結(jié)構(gòu)體的側(cè)面與第一襯底平面所成的傾 斜角度(也稱作錐形角)較大，即成90°C以上的角時(shí)，絕緣層不形成在結(jié)構(gòu)體的側(cè)面，因而 有可能使第一電極和第二電極短路。另外，當(dāng)結(jié)構(gòu)體的傾斜角度較小，即成小于10°C的角 時(shí)，很難將相鄰的結(jié)構(gòu)體之間的間隔設(shè)定得較小，其結(jié)果，使形成在相對(duì)的斜面上的電極間 的距離拉開(kāi)而很難得到充分的效果。另外，優(yōu)選相鄰結(jié)構(gòu)體的中心位置的間隔為20μπι以 下，更優(yōu)選其為IOym以下。通過(guò)使相鄰結(jié)構(gòu)體的間隔較小，能夠?qū)σ壕邮┘虞^強(qiáng)的電 場(chǎng)，從而可以降低用來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶的耗電量。當(dāng)結(jié)構(gòu)體的傾斜角度小而使相鄰結(jié)構(gòu)體的間隔 過(guò)寬時(shí)，很難對(duì)液晶層施加較強(qiáng)的電場(chǎng)。另外，對(duì)結(jié)構(gòu)體的頂面形狀沒(méi)有特定的限制，可以采用矩形、橢圓形、圓形、波浪 形、鋸齒形等。結(jié)構(gòu)體的高度優(yōu)選根據(jù)所使用的液晶的電壓-透過(guò)率特性來(lái)決定，但是由于 通常通過(guò)藍(lán)相而得到的電光效果(相位差)較小，為了得到充分的電光效果需要將結(jié)構(gòu)體 的高度設(shè)定在IOOnm以上單元間隙以下的范圍內(nèi)，并且當(dāng)考慮到藍(lán)相的電光效果時(shí)，需要 將結(jié)構(gòu)體的高度形成在IOym以下的范圍內(nèi)，所以作為結(jié)構(gòu)體的材料優(yōu)選使用能夠利用涂 敷法等得到的有機(jī)樹(shù)脂材料。另外，在上述結(jié)構(gòu)中，存儲(chǔ)電容可以將絕緣層用作電介質(zhì)并由夾著該絕緣層的一 對(duì)電極形成。夾著絕緣層的一對(duì)電極(第一電極層以及第二電極層)不電連接。存儲(chǔ)電容 需要具有根據(jù)保持時(shí)間和配置在像素部中的薄膜晶體管的泄漏電流等而決定的適當(dāng)?shù)拇?小。另外，還需要適當(dāng)?shù)匦∮谛盘?hào)線容量。在上述結(jié)構(gòu)中，一對(duì)電極中的一個(gè)是像素電極，并且當(dāng)是有源矩陣型液晶顯示裝 置時(shí)該像素電極與薄膜晶體管電連接，而另一個(gè)為固定電位(例如，接地電位)的共同電 極。將共同電極和像素電極中的一個(gè)的頂面形狀設(shè)定為具有多個(gè)開(kāi)口(也稱作槽縫)。另外，通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，形成在像素電極和共同電極之間的存儲(chǔ)電容變大，所以可以 獲得更為穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)特性。另外，存儲(chǔ)電容由像素電極、共同電極以及用作電介質(zhì)的絕緣層 的重疊部分形成。當(dāng)要將存儲(chǔ)電容形成得較大時(shí)，優(yōu)選絕緣層的厚度為較薄，優(yōu)選使用利用 PCVD法或?yàn)R射法而得到的無(wú)機(jī)絕緣材料作為絕緣層。絕緣層的厚度優(yōu)選為IOnm以上600nm以下，更優(yōu)選為50nm以上300nm以下。另外，上述液晶顯示裝置在至少排列三個(gè)結(jié)構(gòu)體的配置以及第一電極層與第二電 極層的位置關(guān)系上具有特點(diǎn)，所述液晶顯示裝置包括夾有包含呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料的液 晶層的第一襯底和第二襯底；第一襯底上的第一結(jié)構(gòu)體、第二結(jié)構(gòu)體以及第三結(jié)構(gòu)體；第 一結(jié)構(gòu)體、第二結(jié)構(gòu)體以及第三結(jié)構(gòu)體上的第一電極層；第一電極層上的絕緣層；以及隔 著絕緣層與第一結(jié)構(gòu)體的側(cè)面以及第三結(jié)構(gòu)體的側(cè)面重疊的第二電極層，其中第二電極層 具有開(kāi)口，第一結(jié)構(gòu)體、第二結(jié)構(gòu)體、第三結(jié)構(gòu)體分別以等間隔配置，第一結(jié)構(gòu)體與第三結(jié) 構(gòu)體之間配置有第二結(jié)構(gòu)體，并且第二電極層的開(kāi)口與第二結(jié)構(gòu)體重疊。通過(guò)至少在一個(gè)結(jié)構(gòu)體的側(cè)面上設(shè)置由第一電極層、絕緣層以及第二電極層構(gòu)成 的疊層，來(lái)使設(shè)置在一個(gè)結(jié)構(gòu)體的側(cè)面上的第二電極層和設(shè)置在與該結(jié)構(gòu)體相鄰的結(jié)構(gòu)體 的側(cè)面上的第一電極層之間產(chǎn)生包括與第一襯底面(第一襯底平面)平行的方向的電場(chǎng)， 以使液晶分子在平行于第一襯底面的平面中移動(dòng)，來(lái)控制灰度。上述各結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生包括大致與第一襯底平行(即水平方向)的方向的電場(chǎng)，并 實(shí)現(xiàn)廣視角。另外，在上述各結(jié)構(gòu)中，當(dāng)將第一電極層設(shè)定為用作固定電位的共同電極時(shí)，將第 二電極層用作與薄膜晶體管電連接的像素電極。另外，在此情況下，液晶顯示裝置在制造工 序上也具有特點(diǎn)，其包括如下步驟在第一襯底上形成柵電極和多個(gè)結(jié)構(gòu)體；在結(jié)構(gòu)體上 形成第一電極層；形成覆蓋柵電極及所述第一電極層的絕緣層；在絕緣層上形成與柵電極 重疊的半導(dǎo)體層；在半導(dǎo)體層上形成導(dǎo)電層；在導(dǎo)電層上形成與半導(dǎo)體層電連接的第二電 極層；將液晶層夾在第二襯底與第一襯底之間并進(jìn)行固定，其中第二電極層與結(jié)構(gòu)體、第一 電極層以及絕緣層的一部分重疊。并且，在第二襯底上設(shè)置第三電極層，第三電極層與第一電極層的電位(固定電 位)相同，并且第三電極層隔著液晶層與第一電極層重疊。通過(guò)設(shè)置第三電極層，可以擴(kuò)大 對(duì)液晶層施加電場(chǎng)的區(qū)域。并且，通過(guò)設(shè)置第三電極層，可以對(duì)液晶層施加較強(qiáng)的電場(chǎng)，從 而可以降低用來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶的耗電量。此外，第三電極層配置在隔著液晶層不與第二電極層 重疊的位置上?；蛘撸谏鲜龈鹘Y(jié)構(gòu)中，當(dāng)將第一電極層用作與薄膜晶體管電連接的像素電極時(shí)， 將第二電極層設(shè)定為用作固定電位的共同電極。當(dāng)將第二電極層設(shè)定為固定電位時(shí)，并且， 在第二襯底上設(shè)置有第三電極層的結(jié)構(gòu)中，使第三電極層與第二電極層的電位(固定點(diǎn) 位)相同。另外，通過(guò)設(shè)置第三電極層，可以對(duì)液晶層施加較強(qiáng)的電場(chǎng)，從而可以降低用來(lái) 驅(qū)動(dòng)液晶的耗電量。此外，將第三電極層配置在隔著液晶層與第二電極層重疊的位置上。在上述各結(jié)構(gòu)中，由于將呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料用于液晶層，所以可以在1/180秒 以下，即約5. 6ms以下執(zhí)行色彩切換，該色彩切換使一個(gè)場(chǎng)顯示一種顏色。呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶 材料的響應(yīng)時(shí)間極短，為Imsec以下，從而能實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)，藉此能使液晶顯示裝置實(shí)現(xiàn)高 性能化。呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料包括液晶和手性劑。采用手性劑以使液晶以螺旋結(jié)構(gòu)取向， 從而使液晶呈現(xiàn)藍(lán)相。例如，可將其中混合了 5%重量百分比以上的手性劑的液晶材料用于 該液晶層。作為液晶，使用熱致液晶、低分子液晶、高分子液晶、鐵電液晶、反鐵電液晶等。這 些液晶材料根據(jù)條件呈現(xiàn)出膽留相、膽留藍(lán)相、近晶相、近晶藍(lán)相、立方相、手向列相、各向 同性相等。作為手性劑，使用對(duì)液晶有高相容性和強(qiáng)扭轉(zhuǎn)力的材料。另外，優(yōu)選使用R體和S體中的任一方的材料，而不使用R體和S體的比例為50 50的外消旋混合物(racemic mixture)。藍(lán)相的膽留藍(lán)相及近晶藍(lán)相呈現(xiàn)于具有螺距(helical pitch)為500nm以下的相 對(duì)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扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。由于具有可 見(jiàn)光的波長(zhǎng)以下的序列，因此液晶材料是透明的，通過(guò)施加電壓而使取向序列(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(méi)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，由于藍(lán)相僅呈現(xiàn)于較窄的溫度范圍內(nèi)，為了改善并擴(kuò)大溫度范圍，優(yōu)選對(duì)液 晶材料添加光固化樹(shù)脂及光聚合引發(fā)劑并進(jìn)行聚合物穩(wěn)定化處理。聚合物穩(wěn)定化處理通過(guò) 對(duì)包含液晶、手性試劑、光固化樹(shù)脂、以及光聚合引發(fā)劑的液晶材料照射能使光固化樹(shù)脂及 光聚合引發(fā)劑發(fā)生反應(yīng)的波長(zhǎng)的光來(lái)進(jìn)行?？稍谕ㄟ^(guò)進(jìn)行溫度控制而使液晶材料呈現(xiàn)出各 向同性相的狀態(tài)下照射光，或者可在液晶材料呈現(xiàn)藍(lán)相的狀態(tài)下照射光來(lái)執(zhí)行該聚合物穩(wěn) 定化處理。例如，通過(guò)控制液晶層的溫度，在呈現(xiàn)有藍(lán)相的狀態(tài)下對(duì)液晶層照射光來(lái)進(jìn)行聚 合物穩(wěn)定化處理。但不局限于此，還可以通過(guò)在藍(lán)相與各向同性相間的相轉(zhuǎn)變溫度的+10°c 以內(nèi)，優(yōu)選為+5°c以內(nèi)的呈現(xiàn)各向同性相的狀態(tài)下，通過(guò)對(duì)液晶層照射光來(lái)進(jìn)行聚合物穩(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)從各向同性相相轉(zhuǎn)變到藍(lán)相的溫度。作為聚合物穩(wěn)定化處理的一個(gè)例 子，可以對(duì)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(duì)其照射光。此外，還可以逐漸對(duì)液晶層進(jìn)行加熱使其相轉(zhuǎn)變 為各向同性相，然后在藍(lán)相與各向同性相間的相轉(zhuǎn)變溫度的+10°C以內(nèi)，優(yōu)選為+5°C以內(nèi) 的狀態(tài)(呈現(xiàn)各向同性相的狀態(tài))下對(duì)其照射光。另外，當(dāng)將紫外線固化樹(shù)脂(UV固化樹(shù) 脂)用作液晶材料所包含的光固化樹(shù)脂時(shí)，對(duì)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(guò)在藍(lán)相與各向同性相間的相轉(zhuǎn)變溫度的+10°C以內(nèi)，優(yōu)選為+5°C以內(nèi) 的狀態(tài)(呈現(xiàn)各向同性相的狀態(tài))下對(duì)液晶層照射光來(lái)進(jìn)行聚合物穩(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。另外，在本說(shuō)明書中，柵電極層是指與半導(dǎo)體層隔著柵極絕緣膜重疊并與形成薄 膜晶體管的溝道的部分重疊的部分，而柵極布線層是指上述以外的部分。另外，由相同導(dǎo)電 材料構(gòu)成的一個(gè)圖案的一部分為柵電極層，其他的部分為柵極布線層。另外，在本說(shuō)明書中，作為薄膜晶體管的半導(dǎo)體層，可以使用以硅為主要成分的半 導(dǎo)體膜或以金屬氧化物為主要成分的半導(dǎo)體膜。作為以硅為主要成分的半導(dǎo)體膜可以使用 非晶半導(dǎo)體膜、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜或具有非晶結(jié)構(gòu)的化合物半導(dǎo)體膜等，具體而言 可以使用非晶硅、微晶硅、多晶硅或單晶硅等。另外，作為以金屬氧化物為主要成分的半導(dǎo) 體膜，可以使用氧化鋅(ZnO)或鋅和鎵和銦的氧化物(In-Ga-Zn-O)等。另外，在本說(shuō)明書中，薄膜晶體管可以使用各種各樣的TFT結(jié)構(gòu)，例如，頂柵型 TFT、底柵型TFT、底接觸型TFT或正交錯(cuò)型TFT。另外，不局限于單柵結(jié)構(gòu)的晶體管，還可以 使用具有多個(gè)溝道形成區(qū)的多柵型晶體管，例如雙柵型(double gate)晶體管。另外，還可 以采用在半導(dǎo)體層的上下設(shè)置有柵電極的雙柵極型(dual gate)晶體管。在本說(shuō)明書中，如“上”、“下”、“側(cè)”、“水平”、“垂直”等的表示方向的詞是指以在第 一襯底表面上配置有裝置的情況為標(biāo)準(zhǔn)的方向。
7
通過(guò)使像素電極傾斜，并使對(duì)應(yīng)于該像素電極的電極(固定電位的共同電極)也 傾斜而可以實(shí)現(xiàn)響應(yīng)速度快、透過(guò)率高或具有廣視角的液晶顯示裝置。


圖IA至IC是示出本發(fā)明的一個(gè)方式的截面圖；圖2A和2B是示出本發(fā)明的一個(gè)方式的俯視圖和截面圖；圖3是示出本發(fā)明的一個(gè)方式的俯視圖；圖4是示出本發(fā)明的一個(gè)方式的截面圖；圖5A和5B是示出本發(fā)明的一個(gè)方式的截面圖；圖6A和6B是說(shuō)明液晶顯示裝置的電場(chǎng)模式的計(jì)算結(jié)果的圖；圖7A和7B是說(shuō)明液晶顯示裝置的電場(chǎng)模式的計(jì)算結(jié)果的圖；圖8A和8B是說(shuō)明液晶顯示裝置的電場(chǎng)模式的計(jì)算結(jié)果的圖；圖9A和9B是說(shuō)明液晶顯示裝置的電場(chǎng)模式的計(jì)算結(jié)果的圖；圖IOA和IOB是說(shuō)明液晶顯示裝置的電場(chǎng)模式的計(jì)算結(jié)果的圖；圖IlA和IlB是說(shuō)明液晶顯示裝置的電場(chǎng)模式的計(jì)算結(jié)果的圖；圖12A和12B是示出顯示裝置的框圖的結(jié)構(gòu)的圖；圖13是示出時(shí)序的圖；圖14是薄膜晶體管的截面圖；圖15A和15B是示出半導(dǎo)體層的截面圖；圖16A1、16A2和16B示出液晶模塊的俯視圖和截面圖；圖17是液晶顯示裝置的截面圖；圖18A和18B是示出電子設(shè)備的透視圖；圖19A和19B是示出電子設(shè)備的透視圖；圖20A和20B是說(shuō)明液晶顯示裝置的電場(chǎng)模式的計(jì)算結(jié)果的圖。
具體實(shí)施例方式以下使用附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。但是，本發(fā)明不局限于以下的 說(shuō)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 可以被變換為各種各樣的形式。另外，本發(fā)明不應(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。實(shí)施方式1在本實(shí)施方式中，使用圖IA示出液晶顯示裝置中的第一電極層和第二電極層的 位置關(guān)系的一個(gè)例子。圖IA是液晶元件的截面模式圖的一個(gè)例子。圖IA是第一襯底200與第二襯底201以?shī)A著使用呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料的液晶層 208的方式彼此相對(duì)地配置的液晶顯示裝置。第一襯底200與液晶層208之間設(shè)置有結(jié)構(gòu) 體233a、233b、233c、作為共同電極的第一電極層232、絕緣層234以及作為像素電極的第二 電極層230a、230b、230c。另外，作為像素電極的第二電極230a、230b及230c彼此電連接并 具有設(shè)置有與結(jié)構(gòu)體233a、233c重合的開(kāi)口(槽縫)的頂面形狀。結(jié)構(gòu)體233a、233b、233c被設(shè)置為從第一襯底200的液晶層208 —側(cè)的面向液晶層208中突出的形狀。作為共同電極的第一電極層232形成在設(shè)置在第一襯底200上的結(jié)構(gòu)體233a、 233b、233c上。另外，絕緣層234以覆蓋作為共同電極的第一電極層232的方式形成。另 外，作為像素電極的第二電極層230b與結(jié)構(gòu)體233b重疊并形成在絕緣層234上。在圖1所示的液晶顯示裝置中，通過(guò)對(duì)具有開(kāi)口圖案并以?shī)A著液晶的方式設(shè)置的 作為像素電極的第二電極層230a、230b、230c和作為共同電極的第一電極層232之間施加 電場(chǎng)，可以對(duì)液晶層208施加水平方向(相對(duì)于第一襯底的水平方向)的電場(chǎng)，從而可以使 用該電場(chǎng)來(lái)控制液晶分子。例如，當(dāng)以使像素電極與共同電極之間產(chǎn)生電位差的方式施加電壓時(shí)，在圖IA中 作為像素電極的第二電極層230a與作為共同電極的第一電極層232之間施加有箭頭202a 所示的水平方向的電場(chǎng)。另外，第二電極層230b與第一電極層232之間施加有箭頭202b 所示的水平方向的電場(chǎng)。另外，與結(jié)構(gòu)體233b重疊地設(shè)置的第一電極層232的區(qū)域與第二 電極層230b隔著絕緣層234重疊而形成存儲(chǔ)電容。箭頭202b所示的水平方向的電場(chǎng)產(chǎn)生 在設(shè)置在結(jié)構(gòu)體233a的一方的斜面上的第一電極層232的一部分與設(shè)置在與結(jié)構(gòu)體233a 相鄰的結(jié)構(gòu)體233b的一方的斜面上的第二電極層230b的一部分之間?？梢圆捎檬褂媒^緣材料(有機(jī)絕緣材料和無(wú)機(jī)絕緣材料)的絕緣體以及使用導(dǎo)電 材料(有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料)的導(dǎo)電體來(lái)形成結(jié)構(gòu)體233a、233b、233c。典型地優(yōu)選使用可 見(jiàn)光固化樹(shù)脂、紫外線固化樹(shù)脂、或熱固化樹(shù)脂。例如，可以使用丙烯酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、氨 基樹(shù)脂等。另外，還可以使用導(dǎo)電樹(shù)脂或金屬材料形成。另外，結(jié)構(gòu)體也可以采用多個(gè)薄膜 的疊層結(jié)構(gòu)。作為結(jié)構(gòu)體的形狀，可以采用錐形的尖端為平面的其截面為梯形的形狀、錐形 的尖端為圓形的圓頂形狀等。另外，結(jié)構(gòu)體233a、233b、233c還可以在截面形狀的側(cè)面上具 有斜面。另外，結(jié)構(gòu)體233a、233b、233c還可以將截面形狀形成為一方的側(cè)面上具有2個(gè)以 上的階梯的階梯狀。在圖IA中，將結(jié)構(gòu)體233a、233b、233c的截面形狀形成為梯形。通過(guò)將截面形狀 形成為梯形而不是長(zhǎng)方形，可以在結(jié)構(gòu)體233b的側(cè)面上形成傾斜的第二電極層230b。通過(guò) 使像素電極傾斜并使對(duì)應(yīng)于該像素電極的第一電極層232 (共同電極)也傾斜，可以實(shí)現(xiàn)響 應(yīng)速度快、透過(guò)率高或具有廣視角的液晶顯示裝置。另外，圖IB示出與圖IA不同的作為像素電極的第二電極層的配置的一個(gè)例子。作 為像素電極的第二電極層230d、230e、230f、230g至少不設(shè)置在與結(jié)構(gòu)體233b的上平面重 疊的絕緣層234上。在圖IB中作為像素電極的第二電極層230d與作為共同電極的第一電 極層232之間施加有箭頭202c所示的水平方向的電場(chǎng)，而在第二電極層230e與第一電極 層232之間施加有箭頭202d所示的水平方向的電場(chǎng)。由此，也可以在圖IB的結(jié)構(gòu)中獲得 與圖IA同樣的效果。但是，與圖IA相比，圖IB中的第一電極層232與像素電極隔著絕緣 層234重疊的面積小，所以當(dāng)想要將存儲(chǔ)容量形成得較大時(shí)，優(yōu)選采用圖IA的結(jié)構(gòu)。另外，圖IC示出像素電極面積比圖IB的像素電極面積還要小的一個(gè)例子。作為像 素電極的第二電極層230h、230i、230j、230k只設(shè)置在結(jié)構(gòu)體233b的斜面上。在圖IC中， 作為像素電極的第二電極層230h與作為共同電極的第一電極層232之間施加有箭頭202e 所示的水平方向的電場(chǎng)，而在第二電極層230i與第一電極層232之間施加有箭頭202f所 示的水平方向的電場(chǎng)。由此，也可以在圖IC的結(jié)構(gòu)中獲得與圖IB相同的效果。但是，與圖IB相比，圖IC的第一電極層232與像素電極隔著絕緣層234重疊的面積小，所以當(dāng)想要將 存儲(chǔ)電容形成得較大時(shí)，優(yōu)選采用圖IB的結(jié)構(gòu)。通過(guò)至少在結(jié)構(gòu)體的側(cè)面上設(shè)置像素電極和共同電極并使其分別傾斜，可以對(duì)液 晶層施加較強(qiáng)的電場(chǎng)，從而可以降低用來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶的耗電量。另外，在像素電極的構(gòu)圖中，即使在產(chǎn)生位置偏差的情況下，只要將像素電極以至 少與結(jié)構(gòu)體的側(cè)面重疊的方式設(shè)置，就也可以對(duì)液晶層施加基本相同的電場(chǎng)。即便位置有 偏差，由于像素電極和共同電極互相重疊的面積基本相同，所以也可以使存儲(chǔ)容量基本相 同。所以，在像素電極的構(gòu)圖中邊余地較大從而可以實(shí)現(xiàn)高成品率。圖6B、圖7B、圖8B以及圖20B示出液晶顯示裝置中的電場(chǎng)施加狀態(tài)的計(jì)算結(jié)果。 圖6A、圖7A、圖8A以及圖20A示出計(jì)算出的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)圖。使用日本Shintec公司制造的LCD Master、2s Bench進(jìn)行計(jì)算，并且作為結(jié)構(gòu)體 233a、233b、233c使用介電常數(shù)為4的絕緣體。另外，結(jié)構(gòu)體233a、233b、233c的厚度(高 度)為5μπι。另外，在截面中，作為像素電極的第二電極層230a、802、作為共同電極的第一 電極層232、803a、803b以及絕緣層234的厚度為0. 25 μ m, 802,803a,803b的寬度為4 μ m。 另外，圖6A和6B中的第二電極層呈高度為5 μ m、寬度為8 μ m的碗狀，圖7A和7B中的第二 電極層呈高度為4. 75 μ m、寬度為3. 4 μ m的一對(duì)V字形狀，圖8A和8B中的第二電極層呈高 度為4. 75 μ m、寬度為2 μ m的一對(duì)斜坡形狀。在圖20A和20B中，與襯底平行方向上的第二 電極層802與第一電極層803a和803b之間的距離分別為6 μ m，液晶層的厚度為10 μ m。另 外，將作為共同電極的第一電極層設(shè)定為0V，并將作為像素電極的第二電極層設(shè)定為IOV0圖6A和6B、圖7A和7B、圖8A和8B是分別對(duì)應(yīng)于圖1A、圖1B、圖IC的計(jì)算結(jié)果。另外，圖20A和20B是比較例，其示出在第一襯底800和液晶層808之間交錯(cuò)地設(shè) 置作為共同電極的第一電極層803a、803b和作為像素電極的第二電極層802，并使用第二 襯底801對(duì)其進(jìn)行密封的例子。在圖6B、圖7B、圖8B以及圖20B中，實(shí)線表示0. 5V間隔的等勢(shì)線，像素電極以及 共同電極的配置分別與圖6A、圖7A、圖8A、圖20A的位置一致。由于電場(chǎng)以垂直于等勢(shì)線的方式出現(xiàn)，所以如圖6B、圖7B以及圖8B所示那樣可以 確認(rèn)到在像素電極和共同電極之間分別施加有水平方向的電場(chǎng)。另外，如圖8A所示，即使 采用僅將像素電極設(shè)置在斜面上的結(jié)構(gòu)，等勢(shì)線在圖8B中以基本垂直的方式出現(xiàn)，所以在 液晶層的廣泛范圍內(nèi)形成有水平方向的電場(chǎng)。另一方面，在作為比較例的圖20B中，雖然在交錯(cuò)地形成有作為像素電極的第二 電極層802、作為共同電極的第一電極層803a、803b的第一襯底800附近的液晶層中能夠看 到等勢(shì)線且形成有電場(chǎng)，但是隨著接近第二襯底801，觀察不到電位線的分布并且也不產(chǎn)生 電位差。因此，可以確認(rèn)到在第二襯底801附近的液晶層808中沒(méi)有形成電場(chǎng)，并且當(dāng)采用 圖20A和20B的結(jié)構(gòu)時(shí)難以使液晶層中的所有的液晶分子響應(yīng)。實(shí)施方式2在本說(shuō)明書中公開(kāi)的發(fā)明的一個(gè)方式可以用于無(wú)源矩陣型的液晶顯示裝置和有 源矩陣型的液晶顯示裝置的雙方。參照?qǐng)D2A和圖2B說(shuō)明有源矩陣型的液晶顯示裝置的例 子。圖2A是液晶顯示裝置的俯視圖，其表示一個(gè)像素。圖2B是沿著圖2A的線X1-X2的截面圖。在圖2A中，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)且互相分離的狀態(tài)配置。多個(gè)柵極布線層(包括柵電極層401)配置為在與源 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。共同布線層配置在與多 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(共同電極層)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 及共同電極層。驅(qū)動(dòng)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。在圖2A和2B的液晶顯示裝置中，電連接到薄膜晶體管420的第二電極層446用作 像素電極層，與共同布線層電連接的第一電極層447用作共同電極層。另外，由像素電極層 和共同電極層形成存儲(chǔ)電容器。共同電極層雖然可以以浮動(dòng)狀態(tài)(電獨(dú)立的狀態(tài))工作， 但也可以設(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(hào)的中間電位)附近 的不發(fā)生閃爍(flicker)的電平。第一電極層447和第二電極層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。另外，第一電極層447和第二電極層446還可以使用包含導(dǎo)電高分子(也稱為 導(dǎo)電聚合物)的導(dǎo)電組成物來(lái)形成。優(yōu)選使用導(dǎo)電組成物形成的像素電極的薄膜電阻為 10000 Ω / 口以下，并且優(yōu)選其波長(zhǎng)550nm中的透光率為70%以上。另外，優(yōu)選導(dǎo)電組成物 所包含的導(dǎo)電高分子的電阻率為0.1 Ω · cm以下。作為導(dǎo)電高分子，可以使用所謂的π電子共軛系統(tǒng)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。如圖2Β所示，在液晶層444的下方設(shè)置有平板形狀的第一電極層447和具有開(kāi)口 圖案的第二電極層446。另外，至少平板形狀的第一電極層447與具有多個(gè)開(kāi)口圖案的第二 電極層446的一部分隔著絕緣層402重疊。另外，在第一電極層447的下方以基本相同的 間隔設(shè)置多個(gè)結(jié)構(gòu)體。在圖2Α中，將結(jié)構(gòu)體的頂面形狀形成為兩端劃弧的棒狀，并將結(jié)構(gòu) 體的頂面形狀的長(zhǎng)軸方向相對(duì)于柵極布線層傾斜地配置。另外，設(shè)置于第二電極層446的 開(kāi)口(也稱為槽縫)也與結(jié)構(gòu)體的方向相同，即開(kāi)口的頂面形狀的長(zhǎng)軸方向相對(duì)于柵極布 線層傾斜地配置。下面對(duì)多個(gè)結(jié)構(gòu)體的各個(gè)截面形狀進(jìn)行描述，結(jié)構(gòu)體的下端部具有橢圓或圓形的 側(cè)面，該橢圓或圓形在結(jié)構(gòu)體的側(cè)面的外側(cè)具有中心，結(jié)構(gòu)體的上端部具有橢圓或圓形的 側(cè)面，該橢圓或圓形在結(jié)構(gòu)體的側(cè)面的內(nèi)側(cè)具有中心。另外，結(jié)構(gòu)體的下端部具有根據(jù)下端 部的切線的上方的曲率中心以及第一曲率半徑而決定的曲面狀的側(cè)面，結(jié)構(gòu)體的上端部具 有根據(jù)上端部的切線的下方的曲率中心以及第二曲率半徑而決定的曲面狀的側(cè)面。上述多 個(gè)結(jié)構(gòu)體的各個(gè)截面形狀可以通過(guò)使用光敏性的樹(shù)脂來(lái)形成，這種形狀可以降低設(shè)置在結(jié) 構(gòu)體上的第一電極層447、絕緣層402以及第二電極層446的覆蓋不良。在圖2Α和2Β中，第一結(jié)構(gòu)433a、第二結(jié)構(gòu)體433b、第三結(jié)構(gòu)體433c、第四結(jié)構(gòu)體
11433d以及第五結(jié)構(gòu)體433e以基本相等的間隔設(shè)置在第一襯底441上，并在其上設(shè)置第一 電極層447 (例如，向所有像素提供共同電壓的共同電極)。另外，還可以將第一電極層447 設(shè)置在各個(gè)結(jié)構(gòu)體之間。在第一結(jié)構(gòu)體433a的側(cè)面以及頂面上層疊有第一電極層447和絕緣層402和第 二電極層446。第一結(jié)構(gòu)體433a以與第四結(jié)構(gòu)體433d相鄰的方式設(shè)置，并且第四結(jié)構(gòu)體 433d的頂面形狀小于第一結(jié)構(gòu)體433a的頂面形狀。另外，第四結(jié)構(gòu)體433d以與第五結(jié)構(gòu) 體433e相鄰的方式設(shè)置，并且第四結(jié)構(gòu)體433d的頂面形狀大于第五結(jié)構(gòu)體433e的頂面形 狀。另外，在與第一結(jié)構(gòu)體433a相鄰的第二結(jié)構(gòu)體433b的側(cè)面以及頂面上層疊有第 一電極層447和絕緣層402。另外，第二結(jié)構(gòu)體433b的頂面形狀與第一結(jié)構(gòu)體433a的頂 面形狀基本相同。此外，如圖2A所示第二結(jié)構(gòu)體433b與第二電極層446的開(kāi)口重疊。另 外，在圖2A中使用虛線表示各個(gè)結(jié)構(gòu)體的輪廓。第二電極層446的開(kāi)口面積比第二結(jié)構(gòu)體 433b的頂面的面積寬，并且第二結(jié)構(gòu)體433b不與第二電極層446重疊。另外，在與第二結(jié)構(gòu)體433b相鄰的第三結(jié)構(gòu)體433c的側(cè)面以及頂面上層疊第一 電極層447、絕緣層402以及第二電極層446。另外，第三結(jié)構(gòu)體433c的頂面形狀與第一結(jié) 構(gòu)體433a的頂面形狀基本相同。第一電極層447不與第二電極層446電連接，通過(guò)對(duì)第一電極層447與第二電極 層446之間施加電壓，可以在設(shè)置在第一結(jié)構(gòu)體的一個(gè)斜面上的第二電極層446的一部分 與設(shè)置在與第一個(gè)結(jié)構(gòu)的一個(gè)斜面相對(duì)的第二結(jié)構(gòu)體433b的一個(gè)斜面上的第一電極層 447的一部分之間形成如下電場(chǎng)，該電場(chǎng)至少包括平行于第一襯底441的平面的方向的電 場(chǎng)。與其同時(shí)，還可以在設(shè)置在第二結(jié)構(gòu)體433b的另一個(gè)斜面上的第一電極層447的一部 分與設(shè)置在與第二結(jié)構(gòu)體433b的另一個(gè)斜面相對(duì)的第三結(jié)構(gòu)體433c的一個(gè)斜面上的第二 電極層446的一部分之間形成如下電場(chǎng)，該電場(chǎng)至少包括平行于第一襯底441的平面的方 向的電場(chǎng)。另外，第二電極層446與薄膜晶體管電連接。薄膜晶體管420是底柵型薄膜晶體 管，并且在具有絕緣表面的第一襯底441上具有柵電極層401、用作柵極絕緣層的絕緣層 402、半導(dǎo)體層403、用作源區(qū)或漏區(qū)的η+層404a、404b、用作源電極層或漏電極層的布線層 405a、405b。第一電極層447在第一襯底441上與柵電極層401形成在同一層中，并且其在 像素中為平板形狀的電極層。在本實(shí)施方式中，絕緣層402的一部分用作柵極絕緣層，絕緣層402的其它部分用 作防止第一電極層和第二電極層之間的短路的絕緣層，以謀求減少工序數(shù)。作為絕緣層402，可以通過(guò)利用等離子體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(lái)形成。另外，還可以通過(guò)使用有機(jī)硅烷氣體 的CVD法形成氧化硅層來(lái)作為用作柵極絕緣層的絕緣層402。作為有機(jī)硅烷氣體，可以使 用如四乙氧基硅烷(TE0S 化學(xué)式Si (OC2H5)4)、四甲基硅烷(TMS 化學(xué)式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(OC2H5)3)、三(二甲基氨基)硅烷(SiH(N(CH3)2)3)等的含有硅的化合物。另外，覆蓋薄膜晶體管420并以接觸半導(dǎo)體層403的方式設(shè)置用作保護(hù)膜的絕緣 膜407。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(wú)機(jī)絕緣膜、有機(jī)絕緣膜。例如，可以使用利用CVD法或?yàn)R射法得到的氮化硅膜、氧化硅膜、氧氮化硅膜等 的無(wú)機(jī)絕緣材料。另外，液晶層444使用呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料。另外，液晶層444被作為對(duì)置襯底的 第二襯底442密封。另外，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置如偏振片、相位差板、抗反射膜、顏色濾光片、遮光膜 (也稱作黑矩陣)等的光學(xué)薄膜。例如，可以使用利用偏振片及相位差板的圓偏振。在圖 2B中示出以下例子由于是通過(guò)透過(guò)光源的光來(lái)進(jìn)行顯示的透過(guò)型液晶顯示裝置，所以第 一襯底441以及第二襯底442是透光襯底，其外側(cè)(與液晶層444相反的一側(cè))分別設(shè)置 有偏振片443a、443b。另外，還可以使用背光燈或側(cè)光燈等用作光源。作為背光燈或側(cè)光 燈，除了冷陰極管之外還可以使用多個(gè)發(fā)光二極管(以下稱為L(zhǎng)ED)。作為L(zhǎng)ED具有以下方 式使用白色LED的方式和使用紅色的LED、綠色的LED以及藍(lán)色的LED等而不使用顏色濾 光片的場(chǎng)序制方式。當(dāng)采用場(chǎng)序制方式時(shí)，要求至少以三倍以上的速度進(jìn)行高速驅(qū)動(dòng)。但 是，在本實(shí)施方式中，由于使用場(chǎng)序制方式并使用呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料，所以能在1/180秒 以下，即約5. 6ms以下執(zhí)行色彩切換，該色彩切換使一個(gè)場(chǎng)顯示一種顏色。另外，還可以將成為基底膜的絕緣膜設(shè)置在第一襯底441和柵電極層401及第一 電極層447之間?；啄ぞ哂蟹乐闺s質(zhì)元素從第一襯底441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(lái)形成。柵電極層 401可以通過(guò)使用鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹、鈧等的金屬材料或以這些金屬材料為主要成 分的合金材料的單層或疊層來(lái)形成。通過(guò)將具有遮光性的導(dǎo)電膜用于柵電極層401，可以防 止來(lái)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。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鉬層的兩層疊 層結(jié)構(gòu)；在銅層上層疊鉬層的兩層結(jié)構(gòu)；在銅層上層疊氮化鈦層或氮化鉭層的兩層結(jié)構(gòu)； 或者層疊氮化鈦層和鉬層的兩層結(jié)構(gòu)。作為三層疊層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選采用層疊鎢層或氮化鎢層、 鋁和硅的合金或鋁和鈦的合金層以及氮化鈦層或鈦層的疊層結(jié)構(gòu)。另外，在本實(shí)施方式中，使用氧化物半導(dǎo)體膜作為半導(dǎo)體層403。在本說(shuō)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420中，形成由InMO3(ZnO)m(m>0)表示的薄膜，并且該薄膜用作半導(dǎo)體層403。 另外，M表示選自鎵(Ga)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、猛(Mn)和鈷(Co)中的一種金屬元素或多種金 屬元素。除了只包括Ga作為M的情況外，還有作為M包含Ga和除Ga外的上述金屬元素的 情況，例如，Ga和Ni或Ga和Fe。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(guò)渡金屬或該過(guò)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。在InMO3(ZnO)mOii > 0)膜(層)中，當(dāng)M為鎵(Ga)時(shí)，在本說(shuō)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)。此外，可以制造具有如下電特性的薄膜 晶體管當(dāng)柵極電壓為-20V至+20V時(shí)，導(dǎo)通截止比為109以上且遷移率為10以上。此外， 使用In2O3 Ga2O3 ZnO = 1 1 1的靶通過(guò)濺射法形成的In-Ga-Zn-O類非單晶膜對(duì) 波長(zhǎng)為450nm以下的光具有光敏性。作為用作半導(dǎo)體層403以及源區(qū)或漏區(qū)的n+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. OleV以上且0. IeV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n+層404a、404b中的晶粒(納米晶體)的直徑為Inm至lOnm，典型 的為2nm至4nm左右。通過(guò)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(guò)低電阻化，即使在高 漏極電壓下也可以保持良好的遷移率。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)定為氧混合 氣氛下(氧氣體流量大于氬氣體流量)。例如，用作半導(dǎo)體層403的第一 In-Ga-Zn-O類非單晶膜通過(guò)在氬或氧氣氛下使用 直徑為8英尺的包含IruGa及Zn的氧化物半導(dǎo)體靶(In2O3 Ga2O3 ZnO = 1 1 1)，并 將襯底與靶之間的距離設(shè)定為170mm、將壓力設(shè)定為0. 4Pa、將直流(DC)電源設(shè)定為0. 5kff 而形成。另外，通過(guò)使用脈沖直流(DC)電源可以減少塵屑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200nm。另一方面，用作η+層404a、404b的第二氧化物半導(dǎo)體膜通過(guò)使用 In2O3 Ga2O3 ZnO = 1 1 1的靶，并在如下成膜條件下利用濺射法形成壓力為 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IOnm的晶粒的In-Ga-Zn-O類非單晶膜。另外，可以通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào) 整靶的成分比、成膜壓力(0. IPa至2. OPa)、電力(250W至3000W :8英寸Φ)、溫度(室溫至 100度)、反應(yīng)性濺射的成膜條件等，調(diào)整晶粒的有無(wú)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IOnm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(guò)膜的厚度。將第二 In-Ga-Zn-O類 非單晶膜的厚度設(shè)定為5nm。濺射法包括使用高頻電源作為濺射電源的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。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(duì)多種材料進(jìn)行放電而 進(jìn)行成膜。另外，也有使用磁控濺射法(magnetron sputtering)的濺射裝置和使用ECR濺射 法的濺射裝置。在使用磁控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
14ECR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。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)而形成它們的化合物薄膜，而在偏 壓濺射法中，當(dāng)進(jìn)行成膜時(shí)也對(duì)襯底施加電壓。在半導(dǎo)體層、η+層、布線層的制造工序中，采用蝕刻工序?qū)⒈∧ぜ庸こ伤Ｍ男?狀。作為蝕刻工序，可以使用干蝕刻或濕蝕刻。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(Cl2)、 氯化硼(BCl3)、氯化硅(SiCl4)、四氯化碳(CCl4)等)。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(O2)、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。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。另外，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(duì)應(yīng)例如使用第十代的超過(guò)3m的尺寸的襯底作為 襯底的情況。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。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(guò)氧化 氫氨水(過(guò)氧化氫氨水=5 2 2)等。另外，還可以使用ΙΤ0-07Ν(日本關(guān)東化學(xué) 公司制造)。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(guò)清洗被去除。還可以對(duì) 包含有被去除的材料的蝕刻液的廢液進(jìn)行純化而對(duì)所包含的材料進(jìn)行再利用。通過(guò)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(duì)資源進(jìn)行有 效活用而實(shí)現(xiàn)低成本化。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。作為布線層405a、405b的材料，可以舉出選自Al、Cr、Ta、Ti、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)電膜具有經(jīng)得起該熱處理的耐熱性。當(dāng)僅采用Al單質(zhì)時(shí)耐熱性很低并有 容易腐蝕等問(wèn)題，所以將Al與耐熱導(dǎo)電材料組合來(lái)形成用作布線層405a、405b的材料。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) M (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。可以在不接觸大氣的情況下連續(xù)地形成絕緣層402、半導(dǎo)體層403、n+層404a、 404b以及布線層405a、405b。通過(guò)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。另外，半導(dǎo)體層403僅被部分性地蝕刻，并具有槽部(凹部)。對(duì)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(guò)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(jí)的 重新排列。該熱處理(也包括光退火等)從可以將阻礙半導(dǎo)體層403、η+層404a、404b中 的載流子的遷移的應(yīng)變釋放的意義上講，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(méi)有特別的限定。另外，還可以對(duì)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(duì)第一襯底441 一側(cè)施加偏壓的情況下 進(jìn)行自由基處理。另外，對(duì)于形成在液晶顯示裝置中的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)沒(méi)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)域的單柵型結(jié)構(gòu)、形成有兩個(gè)溝道形成區(qū)域的雙柵型 (double gate)結(jié)構(gòu)或形成有三個(gè)溝道形成區(qū)域的三柵型結(jié)構(gòu)。另外，外圍驅(qū)動(dòng)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)。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)柵電極層的雙柵極(dual gate)型或其他結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，通過(guò)使用響應(yīng)時(shí)間充分短的呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶層并使用 In-Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管作為開(kāi)關(guān)元件，可以實(shí)現(xiàn)能夠以高圖像質(zhì)量顯示 運(yùn)動(dòng)圖像的場(chǎng)序制方式的液晶顯示裝置。另外，形成在結(jié)構(gòu)體上的像素電極層、共同電極層的形狀反映該結(jié)構(gòu)體的形狀并 受蝕刻加工方法影響。結(jié)構(gòu)體以及形成在該結(jié)構(gòu)體上的像素電極的頂面形狀可以使用各種 形狀，而不局限于圖2A所示的形狀。使用圖3示出液晶顯示裝置的俯視圖的另外一個(gè)例子。另外，對(duì)與圖2A相同的部 分使用相同的符號(hào)進(jìn)行說(shuō)明。在圖3中，第一結(jié)構(gòu)體433a、第二結(jié)構(gòu)體433b、第四結(jié)構(gòu)體433d、第五結(jié)構(gòu)體433e 的形狀以及配置與圖2A相同。與第二結(jié)構(gòu)體433b相鄰的第六結(jié)構(gòu)體433f的頂面形狀為 以V字狀折曲的形狀。另外，與第六結(jié)構(gòu)體433f相鄰的第七結(jié)構(gòu)體433g具有與第一結(jié)構(gòu) 體433a相同的頂面形狀，但是具有與第一結(jié)構(gòu)體433a不同的相對(duì)于柵極布線層的長(zhǎng)軸方 向。另外，第八結(jié)構(gòu)體433h與第七結(jié)構(gòu)體433g的頂面形狀的長(zhǎng)軸方向相同，但是長(zhǎng)軸方向 的長(zhǎng)度短。另外，對(duì)應(yīng)于這些結(jié)構(gòu)體，使第二電極層456的開(kāi)口形狀與圖2A的第二電極層 446的開(kāi)口形狀不同。如上所述，在圖3中，通過(guò)第六結(jié)構(gòu)體433f、第七結(jié)構(gòu)體433g、第八結(jié)構(gòu)體433h以 及第二電極層456，與圖2A相比，可以更進(jìn)一步地提高視角。另外，在圖3中，第一電極層457的頂面形狀也不同于圖2A的第一電極層447的 頂面形狀。第一電極層457具有不與布線層405a重疊的頂面形狀，并與相鄰像素的第一電 極層隔著電容布線410電連接。在具有大面積的顯示區(qū)域的液晶顯示裝置中，由于使用比第一電極層電阻低的金屬布線作為電容布線410可以降低布線電阻，所以是優(yōu)選的。另外，在圖3中，薄膜晶體管420與第二電極層456通過(guò)接觸孔455電連接。雖然 在這里沒(méi)有圖示，接觸孔設(shè)置在絕緣膜407中，并且絕緣膜407設(shè)置在結(jié)構(gòu)體以及第一電極 層457上。此時(shí)，第一電極層457與第二電極層456通過(guò)絕緣層402和絕緣膜407的疊層 被絕緣。如圖3所示，結(jié)構(gòu)體、第一電極層、以及第二電極層等的形狀可以應(yīng)用各種各樣的 形狀。實(shí)施方式3 在實(shí)施方式1中，在圖6A中假設(shè)第一電極層為0V，第二電極層為IOV而進(jìn)行計(jì)算， 但是在本實(shí)施方式中，在圖9A中，假設(shè)第一電極層為10V，第二電極層為OV來(lái)進(jìn)行計(jì)算，并 在圖9B中示出液晶顯示裝置中的電場(chǎng)的施加狀態(tài)的計(jì)算結(jié)果。在圖9B中，實(shí)線表示0. 5V間隔的等勢(shì)線，并且像素電極或共同電極的配置與圖9A
的位置一致。由于電場(chǎng)以垂直于等勢(shì)線的方式出現(xiàn)，所以如圖9B所示，可以確認(rèn)到第一電極層 和第二電極層之間分別施加有水平方向的電場(chǎng)。另外，由于圖9A與圖6A相同，所以這里省略說(shuō)明。另外，在有源矩陣型液晶顯示裝置中，當(dāng)其處于圖9B所示的電場(chǎng)的施加狀態(tài)時(shí)， 第二電極層與薄膜晶體管電連接。圖4示出該種情況下的截面結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。另外，在圖4中，對(duì)與圖2B相同的 部分使用相同的符號(hào)進(jìn)行說(shuō)明。薄膜晶體管420使用與圖2B相同的結(jié)構(gòu)。在與薄膜晶體管420的半導(dǎo)體層403接 觸的第二絕緣層465上形成第一結(jié)構(gòu)體433a、第二結(jié)構(gòu)體433b以及第三結(jié)構(gòu)體433c。另 外，在形成這些結(jié)構(gòu)體的同一工序中形成與薄膜晶體管420重疊的層間絕緣膜413。形成覆蓋第一結(jié)構(gòu)體433a、第二結(jié)構(gòu)體433b以及第三結(jié)構(gòu)體433c的第二電極層 466。第二電極層466通過(guò)設(shè)置在第二絕緣層465中的接觸孔與薄膜晶體管420的布線層 405b電連接。形成覆蓋第二電極層466的第三絕緣層468。該第三絕緣層468相當(dāng)于圖2B的絕 緣膜407。另外，以與第三絕緣層468上的第一結(jié)構(gòu)體433a以及第三結(jié)構(gòu)體433c重疊的方 式配置第一電極層467。另外，第一電極層467為固定電位并具有多個(gè)開(kāi)口(槽縫)。在本實(shí)施方式中，設(shè)置在層間絕緣膜413的斜面上的像素電極的一部分也可以在 液晶層444中形成與第一襯底441的平面呈水平方向的電場(chǎng)。電場(chǎng)形成在設(shè)置在層間絕緣 膜413的斜面上的像素電極的一部分與設(shè)置在第一結(jié)構(gòu)體433a的斜面上的第一電極層467 的一部分之間。在本實(shí)施方式中，為了縮減工序數(shù)，雖然示出在同一工序中形成層間絕緣膜413 和多個(gè)結(jié)構(gòu)體的例子，但是不局限于此，也可以在形成層間絕緣膜之后進(jìn)行形成多個(gè)結(jié)構(gòu) 體的工序。本實(shí)施方式可以與實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?自由組合。實(shí)施方式4
在本實(shí)施方式中，對(duì)在實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步在第二襯底上設(shè)置第三 電極層并對(duì)液晶層施加較強(qiáng)的電場(chǎng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖5A示出液晶顯示裝置中的第一電極層和第二電極層和第三電極層的位置關(guān)系 的一個(gè)例子。另外，對(duì)與圖IA相同的部分使用相同的符號(hào)進(jìn)行說(shuō)明。在圖5A中，形成在第一襯底200上的結(jié)構(gòu)體、第一電極層、第二電極層的位置與圖 IA相同。設(shè)置在第二襯底201上的第三電極235a設(shè)置在與結(jié)構(gòu)體233a重疊的位置上。另 外，第三電極235b設(shè)置在與結(jié)構(gòu)體233重疊的位置上。例如，當(dāng)以使像素電極與共同電極之間產(chǎn)生電位差的方式施加電壓時(shí)，在圖5A中 作為像素電極的第二電極層230a與作為共同電極的第一電極層232之間施加有箭頭202g 所示的水平方向的電場(chǎng)。另外，第二電極層230a與作為共同電極的第三電極層235a之間 施加有箭頭202i所示的傾斜方向的電場(chǎng)。另外，通過(guò)箭頭202i所示的傾斜方向的電場(chǎng)可 以使包括厚度方向上的整個(gè)液晶層中的液晶分子響應(yīng)。另外，第二電極層230b和第一電極層232之間施加有箭頭202h所示的水平方向 的電場(chǎng)。另外，第二電極層230b與作為共同電極的第三電極層235a之間施加有箭頭202j 所示的傾斜方向的電場(chǎng)。另外，通過(guò)箭頭202 j所示的傾斜方向的電場(chǎng)可以使包括厚度方向 上的整個(gè)液晶層中的液晶分子響應(yīng)。圖IOB示出設(shè)置有第三電極層235a的液晶顯示裝置中的電場(chǎng)的施加狀態(tài)的計(jì)算 結(jié)果。圖IOA示出算出的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。另外，截面中的作為共同電極的第三電極層235a的寬度為1. 60 μ m，厚度為 0. 25 μ m。另外，將作為共同電極的第一電極層232以及第三電極層235a設(shè)定為0V，并將作 為像素電極的第二電極層設(shè)定為IOV0另外，在圖5A中示出作為像素電極的第二電極層230a和作為共同電極的第一電 極層232的例子，但是，在圖5B中，示出作為共同電極的第二電極層230a和作為像素電極 的第一電極層232的例子。在圖5B所示的情況下，將設(shè)置在第二襯底201上的第三電極層235c設(shè)置在與作 為共同電極的第二電極層230a重疊的位置上。另外，將第三電極層235d設(shè)置在與作為共 同電極的第二電極層230b重疊的位置上。另外，將第三電極層235e設(shè)置在與作為共同電 極的第二電極層230c重疊的位置上。例如，當(dāng)以使像素電極與共同電極之間產(chǎn)生電位差的方式施加電壓時(shí)，在圖5B中 作為共同電極的第二電極層230a與作為像素電極的第一電極層232之間施加有箭頭202w 所示的水平方向的電場(chǎng)。另外，第一電極層232與作為共同電極的第三電極層235c之間施 加有箭頭202y所示的傾斜方向的電場(chǎng)。另外，通過(guò)箭頭202y所示的傾斜方向的電場(chǎng)可以 使包括厚度方向上的整個(gè)液晶層中的液晶分子響應(yīng)。另外，第二電極層230b和第一電極層232之間施加有箭頭202x所示的水平方向 的電場(chǎng)。另外，第一電極層232與作為共同電極的第三電極層235b之間施加有箭頭202z 所示的傾斜方向的電場(chǎng)。另外，通過(guò)箭頭202z所示的傾斜方向的電場(chǎng)可以使包括厚度方向 上的整個(gè)液晶層中的液晶分子響應(yīng)。圖IlB示出設(shè)置有第三電極層235c、235d的液晶顯示裝置中的電場(chǎng)的施加狀態(tài)的
18計(jì)算結(jié)果。圖IlA示出算出的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。另外，將作為共同電極的第二電極層 230a、230b以及第三電極層235c、235d設(shè)定為0V，并將作為像素電極的第一電極層232設(shè) 定為IOV。另外，截面中的作為像素電極的第三電極層235c、235d的寬度為2.40 μ m，厚度為 0. 25 μ m。本實(shí)施方式可以與實(shí)施方式1、實(shí)施方式2或?qū)嵤┓绞?自由組合。實(shí)施方式5這里，圖12A和12B示出液晶顯示裝置的框圖結(jié)構(gòu)。圖12A示出顯示部1301以及 驅(qū)動(dòng)部1302的結(jié)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)部1302由信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1303、掃描線驅(qū)動(dòng)電路1304等構(gòu)成。 在顯示部1301中，多個(gè)像素1305被配置為矩陣狀。在圖12A中，掃描線驅(qū)動(dòng)電路1304對(duì)掃描線1306提供掃描信號(hào)。另外，信號(hào)線驅(qū) 動(dòng)電路1303對(duì)信號(hào)線1308提供數(shù)據(jù)。通過(guò)由掃描線1306提供的掃描信號(hào)，像素1305按 從掃描線1306的第一行的順序被選擇。另外，在圖12A中，掃描線驅(qū)動(dòng)電路1304連接有G1至6 的η個(gè)掃描線1306。另 外，作為信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1303，當(dāng)圖像的最小單位由RGB(R 紅、G 綠、B 藍(lán))三個(gè)像素構(gòu)成 時(shí)，其與對(duì)應(yīng)于R的信號(hào)線Ski至Sftll的m個(gè)信號(hào)線、對(duì)應(yīng)于G的信號(hào)線Sei至Sem的m個(gè)信號(hào) 線以及對(duì)應(yīng)于B的Sbi至SBm的m個(gè)信號(hào)線合計(jì)3m個(gè)信號(hào)線連接。S卩，如圖12B所示，像素 1305通過(guò)在每個(gè)色彩單元中配置信號(hào)線，并利用信號(hào)線向?qū)?yīng)于各色彩單元的像素提供數(shù) 據(jù)可以對(duì)所希望的顏色進(jìn)行再現(xiàn)。另外，圖13所示的時(shí)序圖示出在對(duì)應(yīng)于1幀期間、行選擇期間(顯示裝置掃描一 行像素的時(shí)間)的期間中的用來(lái)選擇掃描線1306 (WGpGn為代表)的掃描信號(hào)以及信號(hào) 線1309 (以Ski為代表)的數(shù)據(jù)信號(hào)。另外，在圖12A和12B所示的電路圖中，假定各像素所具有的晶體管為η溝道型晶 體管。并且，圖13中的說(shuō)明也是對(duì)當(dāng)控制η溝道型晶體管的導(dǎo)通或截止時(shí)的像素的驅(qū)動(dòng)的 說(shuō)明。另外，當(dāng)使用P溝道型晶體管制造圖12Α和12Β中的電路圖時(shí)，可以適當(dāng)?shù)馗淖儝呙?信號(hào)的電位，以與使用η溝道型晶體管時(shí)相同的方式控制晶體管的導(dǎo)通或截止。在圖13的時(shí)序圖中，至少將1幀期間設(shè)定為1/120秒(N8.3ms )(更優(yōu)選為 1/240秒)，以使觀看圖像的人感覺(jué)不到顯示運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)的殘影感，其中1幀期間相當(dāng)于 顯示一個(gè)屏面圖像的期間，當(dāng)掃描線的個(gè)數(shù)為η個(gè)時(shí)，行選擇期間相當(dāng)于1/(120Χη)秒。 這里，假定顯示裝置是具有2000個(gè)掃描線的顯示裝置(4096X2160像素、3840X2160像 素等的所謂的4k2k影像)，當(dāng)不考慮起因于布線的信號(hào)的遲延等時(shí)，行選擇期間相當(dāng)于 1/230000 秒(—4.2μβ )。對(duì)應(yīng)于藍(lán)相的液晶元件的電壓施加的響應(yīng)時(shí)間(改變液晶分子的取向所需的時(shí) 間)為Ims以下。相對(duì)于此，作為對(duì)應(yīng)于VA方式的液晶元件的電壓施加的響應(yīng)時(shí)間，即便 使用過(guò)驅(qū)動(dòng)也需幾ms左右。所以，當(dāng)進(jìn)行VA方式的液晶元件的工作時(shí)，為了維持良好的顯 示，需要使1幀期間的長(zhǎng)度不短于響應(yīng)時(shí)間。另一方面，在通過(guò)使用藍(lán)相的液晶元件并使用 Cu布線等由低電阻材料形成的布線而可以減輕起因于布線的信號(hào)的遲延的本實(shí)施方式的 顯示裝置中，可以使液晶元件的響應(yīng)時(shí)間更充裕并且可以在行選擇期間中高效率地獲得對(duì) 應(yīng)于施加到液晶元件的電壓的所希望的液晶元件的取向。
本實(shí)施方式可以與實(shí)施方式1、實(shí)施方式2、實(shí)施方式3、實(shí)施方式4自由地組合。實(shí)施方式6示出實(shí)施方式1至4中的可以應(yīng)用于液晶顯示裝置的薄膜晶體管的其他的例子。 尤其示出薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)以及用于半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體材料的例子，至于其他的與實(shí)施方 式1至4相同的部分，由于可以使用同樣的材料以及同樣的制造方法，所以省略對(duì)相同部分 或具有同樣作用的部分的詳細(xì)說(shuō)明。在圖14中示出本實(shí)施方式所示的薄膜晶體管的一個(gè)方式的截面圖。圖14所示的 薄膜晶體管在襯底501上包括柵電極層503 ；柵極絕緣層505上的半導(dǎo)體層515 ；用作接 觸于半導(dǎo)體層515上的源區(qū)及漏區(qū)的雜質(zhì)半導(dǎo)體層527 ；以及接觸于雜質(zhì)半導(dǎo)體層527的 布線525。另外，作為半導(dǎo)體層515，從柵極絕緣層505 —側(cè)依次層疊微晶半導(dǎo)體層515a、混 合區(qū)域515c以及包含非晶半導(dǎo)體的層529c。接著，對(duì)半導(dǎo)體層515的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。這里，使用圖15A和15B示出圖14的柵 極絕緣層505與用作源區(qū)及漏區(qū)的雜質(zhì)半導(dǎo)體層527之間的放大圖。圖15A和15B示出半導(dǎo)體層515的一個(gè)方式。如圖15A所示，作為半導(dǎo)體層515， 層疊有微晶半導(dǎo)體層515a、混合區(qū)域515b以及含有非晶半導(dǎo)體的層529c。構(gòu)成微晶半導(dǎo)體層515a的微晶半導(dǎo)體是具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)(包括單晶、多晶)的半導(dǎo) 體。微晶半導(dǎo)體是具有自由能穩(wěn)定的第三狀態(tài)的半導(dǎo)體，并且是具有短程有序和晶格畸變 的結(jié)晶性的半導(dǎo)體，其中晶粒徑是2nm以上且200歷以下，優(yōu)選是IOnm以上且SOnm以下， 更優(yōu)選是20nm以上且50nm以下的柱狀晶體或針狀晶體在相對(duì)于襯底表面的法線方向上成 長(zhǎng)。因此，在柱狀晶體或針狀晶體的界面中有時(shí)形成有晶粒界面。作為微晶半導(dǎo)體的典型例子的微晶硅，其拉曼光譜峰值比表示單晶硅的520CHT1 更向低波數(shù)一側(cè)移動(dòng)。即，微晶硅的拉曼光譜峰值位于表示單晶硅的520CHT1和表示非晶硅 的480CHT1之間。另外，使其包含至少1原子％或1原子％以上的氫或鹵族元素，以終止不 飽和鍵(懸空鍵，dangling bond)。再者，可以添加稀有氣體元素比如氦、氬、氪或氖等，由 此進(jìn)一步促進(jìn)晶格畸變，而使微晶結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性增高，得到優(yōu)良微晶半導(dǎo)體。例如，在美國(guó) 專利4，409，134號(hào)中公開(kāi)了關(guān)于這種微晶半導(dǎo)體的記載。另外，通過(guò)將利用二次離子質(zhì)譜分析法測(cè)量的包含在微晶半導(dǎo)體層515a中的氧 及氮的濃度設(shè)定為低于lX1018atOmS/Cm3，可以提高微晶半導(dǎo)體層515a的結(jié)晶性，所以是 優(yōu)選的。微晶半導(dǎo)體層515a的厚度優(yōu)選為3nm至IOOnm或5nm至50nm。另外，在圖14以及圖15A和15B中，將微晶半導(dǎo)體層515a示為層狀，但是也可以 將微晶半導(dǎo)體粒子分散在柵極絕緣層505上以代替層狀。在這種情況下，混合區(qū)域515b接 觸微晶半導(dǎo)體粒子以及柵極絕緣層505。當(dāng)將微晶半導(dǎo)體粒子的大小設(shè)定為Inm至30nm，密度設(shè)定為1 X 1013/Cm2，優(yōu)選為 低于IXlOuVcm2時(shí)，可以形成被分散的微晶半導(dǎo)體粒子?；旌蠀^(qū)域515b以及含有非晶半導(dǎo)體的層529c含有氮?；旌蠀^(qū)域515b所含有 的氮濃度為 1 X 1020atoms/cm3 以上 1 X 1021atoms/cm3 以下，優(yōu)選為 2X 102Clatoms/cm3 以上 1 X 1021atoms/cm3 以下。如圖15A所示，混合區(qū)域515b包括微晶半導(dǎo)體區(qū)域508a以及充填在該微晶半導(dǎo)體區(qū)域508a之間的非晶半導(dǎo)體區(qū)域508b。具體地，混合區(qū)域515b由以凸?fàn)顝奈⒕О雽?dǎo)體 層515a的表面伸出的微晶半導(dǎo)體區(qū)域508a以及由與含有非晶半導(dǎo)體的層529c相同的半 導(dǎo)體形成的非晶半導(dǎo)體區(qū)域508b形成。微晶半導(dǎo)體區(qū)域508a是從柵極絕緣層505在朝向含有非晶半導(dǎo)體的層529c的方 向上前端變窄的凸形、針形或錐形的微晶半導(dǎo)體。另外，還可以是從柵極絕緣層505在朝向 含有非晶半導(dǎo)體的層529c的方向上寬度變寬的凸形或錐形的微晶半導(dǎo)體。另外，在包含于混合區(qū)域515b中的非晶半導(dǎo)體區(qū)域508b中，作為微晶半導(dǎo)體區(qū) 域，有時(shí)包含粒徑Inm以下IOnm以上，優(yōu)選是Inm以上5nm以下的半導(dǎo)體晶粒。另外，如圖15B所示，作為混合區(qū)域515b，有時(shí)在微晶半導(dǎo)體層515a上連續(xù)地形成 以一定厚度堆積的微晶半導(dǎo)體區(qū)域508c和從柵極絕緣層505在朝向含有非晶半導(dǎo)體的層 529c的方向上前端變窄的凸形、針形或錐形的微晶半導(dǎo)體區(qū)域508a。另外，圖15A和15B所示的包含于混合區(qū)域515b中的非晶半導(dǎo)體區(qū)域508b是與 含有非晶半導(dǎo)體的層529c大致同質(zhì)的半導(dǎo)體。由上所述可知由微晶半導(dǎo)體形成的區(qū)域與由非晶半導(dǎo)體形成的區(qū)域的界面也可 以看作是在混合區(qū)域中的微晶半導(dǎo)體區(qū)域508a與非晶半導(dǎo)體區(qū)域508b的界面，所以可以 說(shuō)微晶半導(dǎo)體區(qū)域和非晶半導(dǎo)體區(qū)域的截面中的邊界為凹凸形狀或鋸齒形狀。在混合區(qū)域515b中，當(dāng)微晶半導(dǎo)體區(qū)域508a為從柵極絕緣層505在朝向含有非 晶半導(dǎo)體的層529c的方向上前端變窄的凸形的半導(dǎo)體晶粒時(shí)，微晶半導(dǎo)體層515a —側(cè)的 微晶半導(dǎo)體區(qū)域的比例比含有非晶半導(dǎo)體的層529c —側(cè)的微晶半導(dǎo)體區(qū)域的比例高。這 是由于以下緣故雖然微晶半導(dǎo)體區(qū)域508a從微晶半導(dǎo)體層515a的表面沿膜厚度方向成 長(zhǎng)，但是當(dāng)對(duì)原料氣體中加入含有氮的氣體，或者邊對(duì)原料氣體加入含有氮的氣體邊根據(jù) 微晶半導(dǎo)體區(qū)域508a的堆積條件降低相對(duì)于硅烷的氫的流量時(shí)，微晶半導(dǎo)體區(qū)域508a的 半導(dǎo)體晶粒的成長(zhǎng)被抑制，而形成錐形的微晶半導(dǎo)體區(qū)域，并在其上逐漸堆積非晶半導(dǎo)體。 這是由于微晶半導(dǎo)體區(qū)域中的氮的固溶度與非晶半導(dǎo)體區(qū)域相比要低的緣故。通過(guò)將微晶半導(dǎo)體層515a及混合區(qū)域515b的厚度的和，即，將從柵極絕緣層505 的界面到混合區(qū)域515b的突起(凸部)的前端的距離設(shè)定為3nm以上410nm以下，優(yōu)選為 20nm以上IOOnm以下，可以減少薄膜晶體管的截止電流。含有非晶半導(dǎo)體的層529c是與混合區(qū)域515b所含有的非晶半導(dǎo)體區(qū)域508b大 致同質(zhì)的半導(dǎo)體并含有氮。并且，有時(shí)含有粒徑為Inm以上IOnm以下，優(yōu)選為Inm以上5nm 以下的半導(dǎo)體晶粒。這里，將與現(xiàn)有的非晶半導(dǎo)體相比利用CPM(Constant photocurrent method)、光致發(fā)光光譜而測(cè)定出的烏爾巴赫端(Urbach edge)的能量小且缺陷吸收光譜量 少的半導(dǎo)體層稱作含有非晶半導(dǎo)體的層529c。即，將與現(xiàn)有的非晶半導(dǎo)體相比缺陷少且在 價(jià)電子帶的帶端中的能級(jí)的尾部(下擺部)的傾斜率陡峭的秩序性高的半導(dǎo)體稱作含有非 晶半導(dǎo)體的層529c。作為非晶半導(dǎo)體層529c，由于在價(jià)電子帶的帶端中的能級(jí)的尾部(下 擺部)的傾斜率陡峭，所以帶隙變寬，而使隧道電流不容易流過(guò)。為此，通過(guò)將含有非晶半 導(dǎo)體的層529c設(shè)置在背溝道一側(cè)，可以減少薄膜晶體管的截止電流。另外，通過(guò)設(shè)置含有 非晶半導(dǎo)體的層529c，可以提高導(dǎo)通電流以及場(chǎng)效應(yīng)遷移率。再者，含有非晶半導(dǎo)體的層529c的通過(guò)低溫光致發(fā)光譜測(cè)量的光譜峰值區(qū)域?yàn)?1. 31eV以上且1. 39eV以下。另外，微晶半導(dǎo)體層，典型的是微晶硅層的通過(guò)低溫光致發(fā)光
21譜測(cè)量的峰值區(qū)域?yàn)?. 98eV以上且1. 02eV以下，并且含有非晶半導(dǎo)體的層529c與微晶半 導(dǎo)體層不同。另外，作為含有非晶半導(dǎo)體的層529c的非晶半導(dǎo)體，典型的有非晶硅。另外，混合區(qū)域515b以及含有非晶半導(dǎo)體的層529c的厚度為50nm至350nm，或優(yōu) 選為 120nm 至 250nm。在混合區(qū)域515b中，由于具有錐形的微晶半導(dǎo)體區(qū)域508a，所以可以降低當(dāng)對(duì)源 電極或漏電極上施加電壓時(shí)的縱方向(膜厚度方向)上的電阻，即，微晶半導(dǎo)體層515a、混 合區(qū)域515b以及含有非晶半導(dǎo)體的層529c的電阻。另外，混合區(qū)域515b有時(shí)包括NH基或NH2基。由于NH基或NH2基在微晶半導(dǎo)體 區(qū)域508a所包含的不同的微晶半導(dǎo)體區(qū)域的界面或微晶半導(dǎo)體區(qū)域508a與非晶半導(dǎo)體區(qū) 域508b的界面、微晶半導(dǎo)體層515a及混合區(qū)域515b的界面中與硅原子的懸空鍵結(jié)合，而 可以減少缺陷，所以是優(yōu)選的。另外，通過(guò)使混合區(qū)域515b的氧濃度低于氮濃度，可以減少微晶半導(dǎo)體區(qū)域508a 與非晶半導(dǎo)體區(qū)域508b的界面中以及半導(dǎo)體晶粒之間的界面中的阻礙載流子移動(dòng)的結(jié)合 的缺陷。為此，通過(guò)使用微晶半導(dǎo)體層515a形成溝道形成區(qū)域，并在溝道形成區(qū)域與用作 源區(qū)及漏區(qū)的雜質(zhì)半導(dǎo)體層527之間設(shè)置由缺陷少且在價(jià)電子帶的帶端中的能級(jí)的尾部 (下擺部)的傾斜率陡峭的秩序性高的半導(dǎo)體層形成的含有非晶半導(dǎo)體的層529c，可以降 低薄膜晶體管的截止電流。另外，通過(guò)在溝道形成區(qū)域與用作源區(qū)及漏區(qū)的雜質(zhì)半導(dǎo)體層 527之間設(shè)置具有錐形的微晶半導(dǎo)體區(qū)域508a的混合區(qū)域515b以及由缺陷少且在價(jià)電子 帶的帶端中的能級(jí)的尾部(下擺部)的傾斜率陡峭的秩序性高的半導(dǎo)體層形成的含有非晶 半導(dǎo)體的層529c，可以提高導(dǎo)通電流以及場(chǎng)效應(yīng)遷移率并降低截止電流。圖14所示的雜質(zhì)半導(dǎo)體層527由添加有磷的非晶硅、添加有磷的微晶硅等形成。 另外，作為薄膜晶體管，當(dāng)形成P溝道型的薄膜晶體管時(shí)，雜質(zhì)半導(dǎo)體層527由添加有硼的 微晶硅、添加有硼的非晶硅等形成。另外，當(dāng)混合區(qū)域515b或含有非晶半導(dǎo)體的層529c與 布線525歐姆連接時(shí)，也可以不形成雜質(zhì)半導(dǎo)體層527。圖14以及圖15A和15B所示的薄膜晶體管通過(guò)將微晶半導(dǎo)體層用作溝道形成區(qū) 域并將含有非晶半導(dǎo)體的層用作背溝道側(cè)，可以降低截止電流并提高導(dǎo)通電流及場(chǎng)效應(yīng)遷 移率。另外，由于使用微晶半導(dǎo)體層形成溝道形成區(qū)域，所以劣化少且電特性的可靠性高。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。實(shí)施方式7實(shí)施方式1至6中任一實(shí)施方式所示的液晶顯示裝置包括薄膜晶體管，并通過(guò)將 該薄膜晶體管用于像素部及驅(qū)動(dòng)電路而具有顯示功能。此外，可以通過(guò)將由薄膜晶體管 形成的驅(qū)動(dòng)電路的一部分或整體與像素部一體地形成在同一襯底上，來(lái)形成系統(tǒng)型面板 (system-on-panel)。液晶顯示裝置包括用作顯示元件的液晶元件(也稱為液晶顯示元件)。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(guò)程中的顯示元件完成之前的一種狀態(tài)，并且它在多個(gè)像素的每一個(gè)中分別具備用來(lái)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(guò)蝕刻形成像素電極之前的狀態(tài)， 可以采用所有狀態(tài)。另外，本說(shuō)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 (TapeAutomated Bonding ；載帶自動(dòng)鍵合)帶或 TCP (Tape Carrier Package ；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(guò)C0G(Chip On 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。參照?qǐng)D16A1、16A2和16B說(shuō)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16A1和16A2是使用密封劑4005將形成在第一襯底4001上的薄膜晶體管 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16B相當(dāng)于沿著圖16A1、16A2的線M-N的截面圖。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(dòng)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(dòng)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(dòng)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。此外，在圖16A1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(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003，該信號(hào)線驅(qū)動(dòng)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16A2是在第一襯底4001上由薄膜晶體管形成 信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的一部分的例子，其中在第一襯底4001上形成有信號(hào)線驅(qū)動(dòng)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(hào)線驅(qū)動(dòng)電路 4003a。另外，對(duì)于另外形成的驅(qū)動(dòng)電路的連接方法沒(méi)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16A1是通過(guò)COG方法安裝信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003的例 子，而圖16A2是通過(guò)TAB方法安裝信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003的例子。在圖16A1、16A2和16B中，連接端子電極4015與像素電極層4030由相同的導(dǎo)電 膜形成，端子電極4016與薄膜晶體管4010、4011的源電極層及漏電極層由相同的導(dǎo)電膜形 成。連接端子電極4015與FPC4018所具有的端子通過(guò)各向異性導(dǎo)電膜4019電連接。此外，設(shè)置在第一襯底4001上的像素部4002和掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004包括多個(gè)薄 膜晶體管。在圖16B中例示像素部4002所包括的薄膜晶體管4010和掃描線驅(qū)動(dòng)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、4021。薄膜晶體管4010、4011使用實(shí)施方式3所示的薄膜晶體管。另外，還可以使用將實(shí) 施方式6所示的微晶半導(dǎo)體層作為半導(dǎo)體層而包括的薄膜晶體管。薄膜晶體管4010、4011 為η溝道型薄膜晶體管。另外，第一襯底4001上設(shè)置有像素電極層4030以及共同電極層4031。另外，與實(shí)施方式3同樣，在與絕緣層4021相同的工序中形成多個(gè)結(jié)構(gòu)體。在第 一結(jié)構(gòu)體4022的斜面上形成有像素電極層4030，并且在其上層疊有絕緣層4023和共同電 極層4031。另外，在與第一結(jié)構(gòu)體4022相鄰的第二結(jié)構(gòu)體4024上層疊有像素電極層4030 和絕緣層4023。
像素電極層4030通過(guò)設(shè)置在絕緣層4020中的接觸孔電連接到薄膜晶體管4010。 液晶元件4013包括設(shè)置在第一結(jié)構(gòu)體4022的斜面上的共同電極層4031、設(shè)置在第二結(jié)構(gòu) 體4024的斜面上的像素電極層4030以及夾在它們之間的液晶層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。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(shù)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。另外，附圖標(biāo)記4035是通過(guò)選擇性地對(duì)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5 μ m 以上至20 μ m左右。另外，雖然圖16A1、16A2和16B示出透過(guò)型液晶顯示裝置的例子，但也可以使用半 透過(guò)型液晶顯示裝置。另外，在圖16A1、16A2和16B的液晶顯示裝置中，雖然示出在襯底的外側(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。絕緣層4021為樹(shù)脂層。在圖16A1、16A2和16B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(guò)設(shè)置遮光層4034可以進(jìn)一步地 提高對(duì)比度并提高薄膜晶體管的穩(wěn)定性。圖17是液晶顯示裝置的截面結(jié)構(gòu)的一例，利用密封材料2602固定元件襯底2600 和對(duì)置襯底2601，并在其間設(shè)置包括TFT等的元件層2603、液晶層2604。當(dāng)進(jìn)行彩色顯示時(shí)，在背光部配置發(fā)射多種發(fā)光顏色的發(fā)光二極管。當(dāng)采用RGB 方式時(shí)，將紅色的發(fā)光二極管2910R、綠色的發(fā)光二極管2910G、藍(lán)色的發(fā)光二極管2910B分 別配置在將液晶顯示裝置的顯示區(qū)分割為多個(gè)區(qū)的分割區(qū)。在對(duì)置襯底2601的外側(cè)設(shè)置有偏振片2606，在元件襯底2600的外側(cè)設(shè)置有偏振 片2607、光學(xué)片2613。光源由紅色的發(fā)光二極管2910R、綠色的發(fā)光二極管2910G、藍(lán)色的 發(fā)光二極管2910B以及反射板2611構(gòu)成，設(shè)置在電路襯底2612上的LED控制電路2912通 過(guò)柔性布線襯底2609與元件襯底2600的布線電路部2608連接，還在其中組裝有控制電路 及電源電路等的外部電路。在本實(shí)施方式中示出由該LED控制電路2912分別使LED發(fā)光的場(chǎng)序制方式的液 晶顯示裝置的例子，但是不局限于此，也可以作為背光燈的光源使用冷陰極管或白色LED， 并設(shè)置彩色濾光片。本實(shí)施方式可以與其他的實(shí)施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。實(shí)施方式8通過(guò)實(shí)施方式1至6中任一實(shí)施方式所示的工序制造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(dòng)電話機(jī)(也稱為 移動(dòng)電話、移動(dòng)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
24型游戲機(jī)等。圖18A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，在此示出通過(guò)將電視裝置9600固定在 墻上來(lái)支撐框體9601的內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)?？梢酝ㄟ^(guò)利用框體9601所具備的操作開(kāi)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(guò)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(duì)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)。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(guò)利用接收 機(jī)接收一般的電視廣播。再者，通過(guò)調(diào)制解調(diào)器連接到有線或無(wú)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。圖18B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(guò)連接部9893可以開(kāi)閉地連接?？蝮w9881安裝有顯示部9882，并且框體9891安裝有顯 示部9883。另外，圖18B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(cè)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(dòng)數(shù)、距離、光、液、磁、溫度、化學(xué)物質(zhì)、聲音、 時(shí)間、硬度、電場(chǎng)、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、傾斜度、振動(dòng)、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)，只要至少具備半導(dǎo)體裝置 即可，且可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置有其它附屬設(shè)備。圖18B所示的便攜式游戲機(jī)具有如下功能讀出 儲(chǔ)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(guò)與其他便攜式游戲機(jī)進(jìn) 行無(wú)線通信而實(shí)現(xiàn)信息共享。另外，圖18B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。圖19A示出移動(dòng)電話機(jī)1000的一個(gè)例子。移動(dòng)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寸。圖19A所示的移動(dòng)電話機(jī)1000可以用手指等觸摸顯示部1002來(lái)輸入信息。此夕卜， 可以用手指等觸摸顯示部1002來(lái)進(jìn)行打電話或制作電子郵件等的操作。顯示部1002的屏面主要有三種模式。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。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，來(lái)進(jìn)行在屏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的屏面的大部分中顯示鍵盤或號(hào)碼按鈕。此外，通過(guò)在移動(dòng)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(cè)傾斜 度的傳感器的檢測(cè)裝置，來(lái)判斷移動(dòng)電話機(jī)1000的方向(豎向還是橫向)，從而可以對(duì)顯示 部1002的屏面顯示進(jìn)行自動(dòng)切換。通過(guò)觸摸顯示部1002或利用框體1001的操作按鈕1003進(jìn)行操作，來(lái)切換屏面模 式。還可以根據(jù)顯示在顯示部1002上的圖像種類切換屏面模式。例如，當(dāng)顯示在顯示部上的圖像信號(hào)為動(dòng)態(tài)圖像的數(shù)據(jù)時(shí)，將屏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(hào)為文字?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)，將屏面模式切換成輸入模式。另外，在輸入模式中，當(dāng)通過(guò)檢測(cè)出顯示部1002的光傳感器所檢測(cè)的信號(hào)而得知 在一定期間中沒(méi)有顯示部1002的觸摸操作輸入時(shí)，也可以將屏面模式控制為從輸入模式 切換成顯示模式。還可以將顯示部1002用作圖像傳感器。例如，通過(guò)用手掌或手指觸摸顯示部 1002，來(lái)拍攝掌紋、指紋等，而可以進(jìn)行個(gè)人識(shí)別。此外，通過(guò)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(cè)光源，也可以拍攝手指靜脈、手掌靜脈等。圖19B是示出電子書的一個(gè)例子的透視圖。圖19B所示的電子書具有多個(gè)顯示面 板。第一顯示面板4311與第二顯示面板4312之間安裝有兩面顯示型的第三顯示面板，并 且電子書處于打開(kāi)的狀態(tài)。圖19B所示的電子書包括具有第一顯示部4301的第一顯示面板4311 ；具有操作 部4304以及第二顯示部4307的第二顯示面板4312 ；具有第三顯示部4302以及第四顯示 部4310的第三顯示面板4313 ；設(shè)置在第一顯示面板4311、第二顯示面板4312、第三顯示面 板4313的一個(gè)端部的裝訂部。第三顯示面板4313插入在第一顯示面板4311與第二顯示 面板4312之間。圖19B的電子書具有第一顯示部4301、第二顯示部4307、第三顯示部4302 以及第四顯示部4310四個(gè)顯示畫面。第一顯示面板4311、第二顯示面板4312以及第三顯示面板4313具有撓性且易彎 曲。另外，當(dāng)使用塑料襯底作為第一顯示面板4311、第二顯示面板4312并使用薄膜作為第 三顯示面板4313時(shí)，可以制造薄型的電子書。第三顯示面板4313是具有第三顯示部4302以及第四顯示部4310的兩面顯示型 面板。第三顯示面板4313使用中間夾有背光燈(優(yōu)選使用薄型的EL發(fā)光面板)的兩個(gè)液 晶顯示面板。另外，第一顯示面板4311、第二顯示面板4312以及第三顯示面板4313不局限 于其全部為液晶顯示面板，還可以使用EL發(fā)光顯示面板或電子紙等，三個(gè)顯示面板中只要 至少有一個(gè)顯示面板使用實(shí)施方式1至7的液晶顯示裝置即可。通過(guò)在一個(gè)電子書中使用 多個(gè)種類的顯示面板，在明亮的房間中通過(guò)使用電子紙的顯示面板而將其他的面板設(shè)定為 OFF的狀態(tài)來(lái)可以節(jié)制耗電量，而在光線暗的地方可以使用液晶的顯示面板進(jìn)行顯示。電子 紙雖然具有只要進(jìn)行過(guò)顯示即使變?yōu)镺FF狀態(tài)也能夠維持顯示的優(yōu)點(diǎn)，但是由于其為反射 型顯示裝置，所以在沒(méi)有光的地方很難進(jìn)行顯示。由此，通過(guò)在一個(gè)電子書中使用多個(gè)種類 的顯示面板，可以在任何地方使用電子書。另外，還可以將三個(gè)顯示面板中的至少一個(gè)顯示 面板設(shè)定為全彩色而將其他的顯示面板設(shè)定為單色顯示的顯示面板。另外，在圖19B所示電子書中，第二顯示面板4312具有操作部4304，如電源輸入開(kāi) 關(guān)或顯示切換開(kāi)關(guān)等而可以對(duì)應(yīng)各種功能。另外，至于圖19B所示的電子書的輸入操作，可以通過(guò)利用手指或輸入筆等觸摸 第一顯示部4301或第二顯示部4307，或者通過(guò)操作部4304的操作來(lái)進(jìn)行。另外，在圖19B 中示出顯示在第二顯示部4307上的顯示按鈕4309，可以通過(guò)用手指等觸摸顯示按鈕4309 來(lái)進(jìn)行輸入。本說(shuō)明書根據(jù)2009年5月29日在日本專利局受理的日本專利申請(qǐng)編號(hào) 2009-131384而制作，所述申請(qǐng)內(nèi)容包括在本說(shuō)明書中。
權(quán)利要求
一種液晶顯示裝置，包括第一襯底和第二襯底；所述第一襯底與所述第二襯底之間的包含呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料的液晶層；位于所述第一襯底上并位于所述第一襯底和所述第二襯底之間的多個(gè)結(jié)構(gòu)體；所述多個(gè)結(jié)構(gòu)體上的第一電極層；所述第一電極層上的絕緣層；以及隔著所述絕緣層與所述第一電極層重疊的第二電極層，其中，所述多個(gè)結(jié)構(gòu)體分別以等間隔配置，所述多個(gè)結(jié)構(gòu)體的各個(gè)側(cè)面與所述第一襯底的平面之間的角小于90°，所述第二電極層隔著所述第一電極層及所述絕緣層至少與所述多個(gè)結(jié)構(gòu)體的一個(gè)側(cè)面重疊，并且，所述第二電極層具有多個(gè)開(kāi)口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中所述多個(gè)結(jié)構(gòu)體包括有機(jī)樹(shù)脂材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中所述第一電極層是固定電位，并且所述 第二電極層與薄膜晶體管電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中第三電極層形成在所述第二襯底上，所 述第三電極層是固定電位，并且所述第三電極層隔著所述液晶層與所述第一電極層重疊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中所述第一電極層與薄膜晶體管電連接， 并且所述第二電極層是固定電位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中第三電極層形成在所述第二襯底上并在 所述第一襯底與所示第二襯底之間，所述第三電極層是固定電位，并且所述第三電極層隔 著所述液晶層與所述第二電極層重疊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中所述絕緣層包括無(wú)機(jī)絕緣材料。
8.一種液晶顯示裝置，包括 第一襯底和第二襯底；所述第一襯底與所述第二襯底之間的包含呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料的液晶層； 位于所述第一襯底上并位于所述第一襯底與所述第二襯底之間的第一結(jié)構(gòu)體、第二結(jié) 構(gòu)體以及第三結(jié)構(gòu)體；所述第一結(jié)構(gòu)體、所述第二結(jié)構(gòu)體以及所述第三結(jié)構(gòu)體上的第一電極層； 所述第一電極層上的絕緣層；以及隔著所述絕緣層與所述第一結(jié)構(gòu)體的側(cè)面以及所述第三結(jié)構(gòu)體的側(cè)面重疊的第二電 極層，其中，所述第二電極層具有開(kāi)口，所述第一結(jié)構(gòu)體、所述第二結(jié)構(gòu)體以及所述第三結(jié)構(gòu)體分別以等間隔配置， 所述第一結(jié)構(gòu)體與所述第三結(jié)構(gòu)體之間配置有所述第二結(jié)構(gòu)體； 并且，所述第二電極層的開(kāi)口與所述第二結(jié)構(gòu)體重疊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其中所述第一結(jié)構(gòu)體、所述第二結(jié)構(gòu)體以及 所述第三結(jié)構(gòu)體包括有機(jī)樹(shù)脂材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其中所述第一電極層是固定電位，并且所述第二電極層與薄膜晶體管電連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其中第三電極層形成在所述第二襯底上，所 述第三電極層是固定電位，并且所述第三電極層隔著所述液晶層與所述第一電極層重疊。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其中所述第一電極層與薄膜晶體管電連接， 所述第二電極層是固定電位。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其中第三電極層形成在所述第二襯底上的 所述第一襯底與所述第二襯底之間，所述第三電極層是固定電位，并且所述第三電極層隔 著所述液晶層與所述第二電極層重疊。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其中所述絕緣層包括無(wú)機(jī)絕緣材料。
15.一種液晶顯示裝置的制造方法，包括如下步驟 在第一襯底上形成柵電極；在所述第一襯底上形成多個(gè)結(jié)構(gòu)體； 在所述多個(gè)結(jié)構(gòu)體上形成第一電極層； 覆蓋所述柵電極層以及所述第一電極層地形成絕緣層； 在所述絕緣層上形成與所述柵電極層重疊的半導(dǎo)體層； 在所述半導(dǎo)體層上形成導(dǎo)電層；在所述導(dǎo)電層上形成第二電極層，所述第二電極層與所述半導(dǎo)體層電連接；將所述第二襯底中間夾著液晶層固定到所述第一襯底上，其中，所述第二電極層與所述多個(gè)結(jié)構(gòu)體、所述第一電極層以及絕緣層部分重疊。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的液晶顯示裝置的制造方法，其中所述液晶層使用呈現(xiàn)藍(lán)相 的液晶材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的液晶顯示裝置的制造方法，其中所述液晶層包括手性試劑。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的液晶顯示裝置的制造方法，其中所述液晶層包括光固化樹(shù) 脂和光聚合引發(fā)劑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種使用呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶的具有新穎結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置及其制造方法。在同一襯底上形成多個(gè)結(jié)構(gòu)體(也稱為肋拱、突起、凹部)，并在該多個(gè)結(jié)構(gòu)體上形成像素電極以及對(duì)應(yīng)于該像素電極的電極(固定電位的共同電極)。通過(guò)使像素電極傾斜并使對(duì)應(yīng)于像素電極的電極也傾斜，可以形成對(duì)呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶層施加電場(chǎng)的結(jié)構(gòu)。通過(guò)使相鄰的結(jié)構(gòu)體之間的間隔較窄，可以對(duì)液晶層施加較強(qiáng)的電場(chǎng)，從而可以減少用于驅(qū)動(dòng)液晶的耗電量。
文檔編號(hào)G02F1/1343GK101900913SQ201010196458
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月29日
發(fā)明者久保田大介, 山下晃央, 田村智宏, 石谷哲二 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所