顯示裝置及電子設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種物品、方法或者制造方法。另外,本發(fā)明涉及一種工序(process)、機器(machine)、產(chǎn)品(manufacture)或者組合物(composit1n of matter)。本發(fā)明的一個方式涉及一種半導(dǎo)體裝置、顯示裝置、電子設(shè)備、它們的制造方法或它們的驅(qū)動方法。尤其是，本發(fā)明的一個方式例如涉及一種反射型液晶顯示裝置。
[0002]注意，顯示裝置是指包括顯示元件的裝置。顯示裝置包括驅(qū)動多個像素的驅(qū)動電路等。有時顯示裝置還包括形成在其他襯底上的控制電路、電源電路、信號發(fā)生電路等。
【背景技術(shù)】
[0003]近年來，隨著智能手機等便攜式信息終端的迅速普及，終端自身的高性能化也迅速進展。畫面日趨大型化及高清晰化，最近還出現(xiàn)了畫面的清晰度超過300ppi的終端。
[0004]例如，作為液晶顯示裝置，一般使用在顯示區(qū)域設(shè)置RGB的亞像素并在各亞像素中設(shè)置濾色片的結(jié)構(gòu)。該濾色片設(shè)置在與有源矩陣襯底(形成有用來驅(qū)動像素的晶體管等的元件的襯底)對置的襯底(對置襯底)上。
[0005]另外，隨著液晶顯示裝置的高清晰化，有源矩陣襯底及形成有濾色片的對置襯底的對準精度被視為問題。為了解決該問題，在有源矩陣襯底一側(cè)形成濾色片的所謂的ColorFilter on Array(COA)結(jié)構(gòu)受到注目。
[0006]作為具有COA結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置，已公開了一種在有源矩陣襯底一側(cè)具備濾色片、像素電極以及反射層的反射型或半透射型液晶顯示裝置，其中從對置襯底一側(cè)入射的光穿過像素電極及濾色片，在配置于像素電極和濾色片的下層的反射層反射而被察覺(參照專利文獻1、專利文獻2)。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0008][專利文獻I]日本專利申請公開2000-187209號公報
[0009][專利文獻2]國際公開第2011/045953號公報
[0010]當反射型顯示裝置在對置襯底上具有濾色片時，外光等光穿過濾色片，由反射膜等反射，并且穿過濾色片。
[0011]此外，當反射型顯示裝置具有COA結(jié)構(gòu)時，外光等光穿過濾色片，由反射膜等反射，并且穿過濾色片。也就是說，外光等光穿過濾色片兩次，而被觀察者觀測到。因此，有時反射光的色純度變高。當反射光的色純度高時，在室內(nèi)等外光較弱的情況下，反射光弱，而顯示變暗。
[0012]例如可以通過使濾色片的厚度變厚或薄來調(diào)整反射型顯示裝置的反射光的色純度。此外，還可以通過改變顏料等用于濾色片的著色材料來調(diào)整反射型顯示裝置的反射光的色純度。然而，在濾色片的厚度較厚或較薄時，難以使襯底面內(nèi)的膜的厚度相同。此外，當改變用于濾色片的著色材料時，因為需要改變材料，所以開發(fā)期間變長而成本增加。
[0013]另外，作為另一個課題，有濾色片與被形成面之間的緊密性低等問題。例如，作為濾色片，使用分散有著色材料的光敏樹脂溶液，涂敷光敏樹脂溶液且使其干燥來形成光敏樹脂膜。在光敏樹脂膜曝光時，由于分散有著色材料，因此曝光時的光強度隨著深度方向降低，有時在光敏樹脂膜與被形成面之間的界面附近光固化不充分而緊密性下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]鑒于上述問題，本發(fā)明的一個方式的目的之一是提供一種實現(xiàn)色純度的調(diào)整的新穎的顯示裝置。本發(fā)明的一個方式的目的之一是提供一種濾色片的緊密性提高的新穎的顯示裝置。本發(fā)明的一個方式的目的之一是提供一種生產(chǎn)率提高的新穎的顯示裝置。本發(fā)明的一個方式的目的之一是提供一種實現(xiàn)良好的反射顯示的新穎的顯示裝置。本發(fā)明的一個方式的目的之一是提供一種實現(xiàn)良好的反射顯示并應(yīng)用COA結(jié)構(gòu)的新穎的顯示裝置。本發(fā)明的一個方式的目的之一是提供一種新穎的顯示裝置等。
[0015]注意，這些目的的描述不妨礙其他目的存在。此外，本發(fā)明的一個方式并不需要解決所有上述目的。根據(jù)說明書、附圖、權(quán)利要求書等的描述，除上述目的外的目的將會顯而易見，并且可以從所述描述中抽出。
[0016]本發(fā)明的一個方式是一種顯示裝置，包括:像素區(qū)域；形成在像素區(qū)域的晶體管；晶體管的源電極層或漏電極層；源電極層或漏電極層上的絕緣層；絕緣層上的像素電極層；以及與像素電極層及漏電極層重疊的著色層，其中，像素電極層與晶體管電連接，著色層至少具有第一開口部及第二開口部。
[0017]此外，在上述結(jié)構(gòu)中，所述著色層形成在對置襯底上，形成有像素電極層的襯底與對置襯底貼合，著色層被配置在與像素電極層重疊的位置。在上述結(jié)構(gòu)中，像素電極層被用作反射電極層。
[0018]此外，在上述結(jié)構(gòu)中，著色層使用使紅色的波長區(qū)域的光透射的材料層、使綠色的波長區(qū)域的光透射的材料層、使藍色的波長區(qū)域的光透射的材料層。此外，作為著色層的其他顏色，也可以使用青色(cyan)、品紅色(magenta)、黃色(yellow)等。當為了實現(xiàn)全色顯示而使用三種以上的著色層時，也可以使著色層的頂面形狀互不相同，例如，使著色層的開口形狀互不相同。形成有多個著色層的襯底也不限于一個，例如，可以在對置襯底上設(shè)置第一著色層，在設(shè)置有晶體管的襯底上設(shè)置第二著色層及第三著色層。
[0019]此外，在上述結(jié)構(gòu)中，還包括第二著色層及第三著色層，其中，第二著色層至少具有第三開口部及第四開口部，第三開口部及第四開口部的頂面形狀與第一開口部及第二開口部的頂面形狀不同。通過使藍色的著色層的開口部的面積大于紅色的著色層的開口部的面積，可以維持NTSC比并改善反射率。
[0020]另外，本發(fā)明的其他一個方式是一種顯示裝置包括:像素區(qū)域；形成在像素區(qū)域的晶體管；與晶體管的源電極層或漏電極層形成在同一平面上的反射電極層；反射電極層上的第一絕緣層；與反射電極層重疊并在第一絕緣層上的著色層；著色層上的第二絕緣層；以及第二絕緣層上的像素電極層，其中，著色層至少具有第一開口部及第二開口部，像素電極層通過第一開口部與晶體管電連接，第二絕緣層通過第二開口部與第一絕緣層接觸。
[0021]另外，本發(fā)明的其他一個方式包括:像素區(qū)域；形成在像素區(qū)域的晶體管；與晶體管的源電極層或漏電極層形成在同一平面上的反射電極層；反射電極層上的由無機絕緣材料形成的第一絕緣層；與反射電極層重疊并在第一絕緣層上的著色層；著色層上的由有機絕緣材料形成的第二絕緣層；以及第二絕緣層上的像素電極層，其中，著色層至少具有第一開口部及第二開口部，像素電極層通過第一開口部與晶體管電連接，第二絕緣層通過第二開口部與第一絕緣層接觸。
[0022]此外，在上述各結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的是，晶體管包括:柵電極層；柵電極層上的柵極絕緣層；柵極絕緣層上的半導(dǎo)體層；與柵極絕緣層及半導(dǎo)體層接觸的源電極層及漏電極層。
[0023]此外，在上述各結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的是，第一絕緣層在與第一開口部重疊的位置上具有第三開口部，并且像素電極層通過第一開口部及第三開口部與晶體管的漏電極層電連接。
[0024]此外，在上述各結(jié)構(gòu)中，半導(dǎo)體層優(yōu)選為氧化物半導(dǎo)體層。該氧化物半導(dǎo)體層優(yōu)選包括至少包含銦(In)、鋅(Zn)及 M(M 表示 Al、Ga、Ge、Y、Zr、Sn、La、Ce 或 Hf)的以 In-M-Zn氧化物表示的氧化物。
[0025]此外，在上述各結(jié)構(gòu)中，既可以使觸控面板重疊于像素區(qū)域上，又可以將具有觸摸輸入功能的電路設(shè)置在對置襯底上。
[0026]此外，本發(fā)明的一個方式還包括一種使用上述各結(jié)構(gòu)的顯示裝置的電子設(shè)備。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一個方式，可以提供一種實現(xiàn)色純度的調(diào)整的新穎的顯示裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個方式，可以提供一種濾色片的緊密性提高的新穎的顯示裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個方式，可以提供一種生產(chǎn)率提高的新穎的顯示裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個方式，可以提供一種實現(xiàn)良好的反射顯示的新穎的顯示裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個方式，可以提供一種新穎的顯示裝置等。
[0028]注意，這些效果的記載不妨礙其他效果的存在。此外，本發(fā)明的一個方式并不需要具有所有上述效果。從說明書、附圖、權(quán)利要求書等的記載看來除這些效果外的效果是顯然的，從而可以從說明書、附圖、權(quán)利要求書等的記載中抽出除這些效果外的效果。
【附圖說明】
[0029]圖1是說明顯示裝置的頂面的圖；
[0030]圖2A至圖2C是說明顯示裝置的著色層的頂面的圖；
[0031]圖3A和圖3B是說明顯示裝置的截面的圖；
[0032]圖4A至圖4D是說明顯示裝置的制造方法的截面圖；
[0033]圖5A至圖是說明顯示裝置的制造方法的截面圖；
[0034]圖6A至圖6C是說明顯示裝置的制造方法的截面圖；
[0035]圖7A和圖7B是說明顯示裝置的截面及顯示裝置的制造方法的圖；
[0036]圖8A和圖8B是顯示裝置的框圖及像素的電路圖；
[0037]圖9是說明顯示模塊的圖；
[0038]圖1OA至圖1OH是說明電子設(shè)備的圖；
[0039]圖1lA至圖1lC是實施例中的光學(xué)顯微鏡的觀察圖像；
[0040]圖12是實施例中的截面TEM圖像；
[0041]圖13A和圖13B是實施例中的截面TEM圖像；
[0042]圖14A至圖14C是說明顯示裝置的著色層的頂面的圖；
[0043]圖15是說明顯示裝置的制造方法的截面圖；
[0044]圖16A和圖16B是說明顯示裝置的截面的圖；
[0045]圖17A和圖17B是說明顯示裝置的截面的圖；
[0046]圖18A和圖18B是說明顯示裝置的截面的圖；
[0047]圖19A和圖19B是說明顯示裝置的截面的圖；
[0048]圖20A和圖20B是說明顯示裝置的截面的圖；
[0049]圖21是說明顯示裝置的頂面的圖；
[0050]圖22A和圖22B是說明顯示裝置的著色層的頂面的圖；
[0051]圖23A和圖23B是說明顯示裝置的截面的圖；
[0052]圖24A是示出反射率的測定方法的圖；圖24B是示出反射率的圖表；
[0053]圖25A是顯示裝置的觀察照片；圖25B是示出顯示裝置的特性的圖；
[0054]圖26是顯示裝置的截面示意圖；
[0055]圖27A和圖27B是示出顯示裝置的驅(qū)動方法的一個例子的示意圖；
[0056]圖28是示出刷新工作前后產(chǎn)生的圖像的變化的圖表。
【具體實施方式】
[0057]下面，參照附圖對實施方式進行說明。但是，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事實，就是實施方式可以以多個不同形式來實施，其方式和詳細內(nèi)容可以在不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍的條件下被變換為各種各樣的形式。因此，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為僅限定在下面的實施方式所記載的內(nèi)容中。
[0058]此外，在附圖中，大小、層的厚度或區(qū)域有時為了明確起見而被夸大。因此，本發(fā)明并不局限于附圖中的尺寸。此外，在附圖中，示意性地示出理想的例子，而不局限于附圖所示的形狀或數(shù)值等。
[0059]注意，在本說明書中，為了在構(gòu)件當中避免混淆而使用諸如“第一”、“第二”和“第三”之類的序數(shù)，但是這些術(shù)語并沒有在數(shù)字上限制這些構(gòu)件。
[0060]注意，在本說明書中，為了方便起見，使用“上”、“下”等表示配置的詞句以參照【附圖說明】構(gòu)成要素的位置關(guān)系。另外，構(gòu)成要素的位置關(guān)系根據(jù)描述各構(gòu)成要素的方向適當?shù)馗淖儭Ｒ虼?，不局限于本說明書中所說明的詞句，根據(jù)情況可以適當?shù)負Q詞句。
[0061]注意，在本說明書等中，晶體管是指具有至少包括柵極、漏極以及源極的三個端子的元件。另外，晶體管具有在漏極(漏極端子、漏極區(qū)或漏電極層)與源極(源極端子、源極區(qū)或源電極層)之間的溝道區(qū)，并且電流能夠流過漏極區(qū)、溝道區(qū)和源極區(qū)。
[0062]另外，在使用極性不同的晶體管的情況或在電路工作中在電流方向變化的情況等下，源極及漏極的功能有時被互相調(diào)換。因此，在本說明書等中，源極和漏極可以互相調(diào)換而使用。
[0063]另外，在本說明書等中，“電連接”包括通過“具有某種電作用的元件”連接的情況。這里，“具有某種電作用的元件”只要可以進行連接對象間的電信號的發(fā)送和接收，就對其沒有特別的限制。例如，“具有某種電作用的元件”不僅包括電極和布線，而且還包括晶體管等的開關(guān)元件，電阻元件，電感器，電容器，其他具有各種功能的元件等。
[0064]注意，在本說明書等中，像素區(qū)域是指至少包括像素(相當于能夠控制一個色彩要素(例如，R(紅色)、G(綠色)、B (藍色)中任一種)的亮度的顯示單位)的結(jié)構(gòu)。因此，在彩色顯示裝置中，彩色圖像的最小顯示單元包括R像素、G像素和B像素的三個像素。注意，用于顯示彩色圖像的顏色要素并不限制于這三種顏色，也可以使用四種顏色以上的顏色要素或者可以使用RGB以外的顏色。例如，也可以由R像素、G像素、B像素及W(白色)像素的四個像素構(gòu)成顯示單元?；蛘?，如PenTile排列，也可以由RGB中的多個顏色要素構(gòu)成一個顯示單元。
[0065]實施方式I
[0066]在本實施方式中，參照圖1至圖6C說明本發(fā)明的一個方式的顯示裝置。
[0067]圖1示出本發(fā)明的一個方式的顯示裝置的一個例子的俯視圖。作為圖1所示的俯視圖，表示顯示裝置的像素區(qū)域的一部分(3個像素)，為了避免繁雜而省略柵極絕緣層等一部分的構(gòu)成要素。
[0068]在圖1中，晶體管150包括:用作柵電極層的導(dǎo)電層104a ;柵極絕緣層(圖1中未圖示)；形成有溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層108 ;用作源電極層的導(dǎo)電層110b_l ;以及用作漏電極層的導(dǎo)電層110b_2。另外，包括用作晶體管150的柵電極層的導(dǎo)電層104a的柵極線104延伸在左右方向，包括用作晶體管150的源電極層的導(dǎo)電層110b_l的源極線110延伸在上下方向。另外，用相鄰的兩個柵極線104和相鄰的兩個源極線110劃分的區(qū)域中形成有像素區(qū)域120。如此，晶體管150形成在像素區(qū)域120中。
[0069]另外，隔著與柵極絕緣層在同一工序中形成的絕緣層，設(shè)置如下兩個層的疊層:與用作柵電極層的導(dǎo)電層104a在同一工序中形成的導(dǎo)電層104b ;以及用作漏電極層的導(dǎo)電層110b_2。電容元件152由導(dǎo)電層104b、與柵極絕緣層在同一工序中形成的絕緣層及導(dǎo)電層110b_2形成。
[0070]另外，像素電極層118電連接于晶體管150。具體而言，像素電極層118通過開口部134及開口部138與用作晶體管150的漏電極層的導(dǎo)電層110b_2電連接。
[0071]另外，如圖1所示，優(yōu)選減小包括導(dǎo)電層110b_l的源極線110與包括導(dǎo)電層104a的柵極線104交叉的區(qū)域的面積。通過減小源極線110及柵極線104各個的面積，可以減少源極線110與柵極線104之間可能產(chǎn)生的寄生電容。
[0072]另外，像素區(qū)域120包括與用作晶體管150的源電極層的導(dǎo)電層110b_l及用作晶體管150的漏電極層的導(dǎo)電層110b_2在同一工序中形成的導(dǎo)電層110b_3。注意，導(dǎo)電層110b_3具有反射電極層的功能。另外，著色層114形成在與導(dǎo)電層110b_3重疊的位置。另夕卜，像素電極層118形成在與著色層114重疊的位置。
[0073]在圖1所示的結(jié)構(gòu)中，入射到導(dǎo)電層110b_3的光(主要為外光)至少穿過像素電極層118及著色層114,由導(dǎo)電層110b_3反射。也就是說，作為本實施方式的一個方式的顯示裝置，使用由用作反射電極層的導(dǎo)電層110b_3反射的光進行色顯示。另外，導(dǎo)電層110b_3具有容量線的功能。導(dǎo)電層110b_3在相鄰的像素之間連接。
[0074]另外，著色層114包括用作第一開口部的開口部134及用作第二開口部的開口部136。在圖1中例示出一個像素中設(shè)置有16個的開口部136的結(jié)構(gòu)。但是，開口部136的形狀或個數(shù)不局限于此。
[0075]開口部134被用作用來連接晶體管150與像素電極層118的開口部。另外，開口部136具有調(diào)整著色層114的色純度的功能。也就是說，可以通過開口部136的形狀或開口部的個數(shù)調(diào)整著色層114的色純度。
[0076]如此，通過采用著色層114具有開口部136的結(jié)構(gòu)，可以簡單地調(diào)整著色層114的色純度。
[0077]在此，具體說明圖1所示的顯示裝置的著色層114的頂面形狀。圖2A示出著色層114的俯視圖。注意，在圖2A中，省略了著色層114以外的其他結(jié)構(gòu)要素。另外，圖2A示出相當于一個像素的俯視圖。
[0078]圖2A所示的著色層114具有開口部134及開口部136。另外，在圖2A中，示出相鄰的像素，在此，將相鄰于上方的像素的著色層114所重疊的區(qū)域表示為區(qū)域141，將相鄰于下方的像素的著色層114所重疊的區(qū)域表示為區(qū)域142。如此，通過對一個像素重疊相鄰的像素的著色層114的一部分而配置，可以抑制可能由柵極線104或源極線110反射的反射光。也就是說，通過層疊相鄰的像素的著色層114而設(shè)置，可以將著色層114的一部分用作所謂的黑矩陣(BM)。
[0079]在圖2A中，示出了相鄰的像素雙方的著色層114分別獨立地與著色層114重疊的結(jié)構(gòu)，但不局限于此。例如，也可以采用相鄰的像素雙方的著色層114 一起與著色層114重疊的結(jié)構(gòu)。但是，當采用相鄰的像素雙方的著色層114 一起與著色層114重疊的結(jié)構(gòu)時，有時像素區(qū)域120或像素區(qū)域120周圍的凹凸變大。因此，考慮到像素區(qū)域120或像素區(qū)域120周圍的平坦性，優(yōu)選如圖2A所示采用相鄰的像素的雙方的著色層114分別獨立地與著色層114重疊的結(jié)構(gòu)?；蛘?，也可以采用在像素區(qū)域120周圍配置用作黑矩陣(BM)的黑色的著色層的結(jié)構(gòu)。
[0080]另外，圖2B及圖2C示出圖2A所示的著色層114的變形例子。
[0081]圖2B所示的著色層114與圖2A所示的著色層114的不同之處在于開口部134的形狀、開口部136的形狀及開口部136的配置。另外，圖2C所示的著色層114與圖2A所示的著色層114的不同之處在于開口部134的形狀、開口部136的形狀及開口部136的配置。如此，著色層114所具有的開口部134及開口部136的形狀或個數(shù)可以是各種各樣的形狀或配置以調(diào)整著色層114的色純度。另外，在圖1及圖2