專利名稱：液晶顯示器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到有源矩陣液晶顯示器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
采用諸如薄膜晶體管(TFT)之類的有源元件的有源矩陣液晶顯示器件，已經(jīng)為人們習(xí)知。有源矩陣液晶顯示器件能夠提高象素密度，體積小而重量輕，且消耗的功率少；因此，作為取代CRT的一種平板顯示器，已經(jīng)開發(fā)了諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、液晶電視、或車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的監(jiān)視器之類的產(chǎn)品。
至于液晶顯示器件，其上形成由多個(gè)TFT和布線構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路(例如源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路或柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路)、由多個(gè)TFT、布線、和象素電極(獨(dú)立電極)構(gòu)成的象素部分等的襯底(有源矩陣襯底)，與其上形成反電極(公共電極)、遮光膜、成色膜(濾色器)等的襯底(反襯底)，被彼此固定，液晶被注入其間，并利用施加在象素電極與反電極之間的電場，使各個(gè)液晶分子定向。
然而，當(dāng)有源矩陣襯底與反襯底被彼此固定時(shí)，必須精確地對(duì)準(zhǔn)位置。若不充分地進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，則存在著有源矩陣襯底上的象素電極與反襯底上的成色膜之間出現(xiàn)位移以及在顯示過程中出現(xiàn)顏色偏移或影象模糊的問題。
與之對(duì)應(yīng)地報(bào)道了一種液晶顯示器件，其中，借助于將已經(jīng)形成在反襯底上的成色膜形成在有源矩陣襯底的象素電極上，能夠得到?jīng)]有顏色流失的均勻而明亮的顯示器，從而無須在固定二個(gè)襯底時(shí)進(jìn)行精確的位置對(duì)準(zhǔn)(例如見專利文獻(xiàn)1)。
日本專利公開No.2001-175198

發(fā)明內(nèi)容
但當(dāng)采用上述文獻(xiàn)的液晶顯示器件那樣的成色膜形成在象素電極上的結(jié)構(gòu)時(shí)，得到了一種介質(zhì)被插入在象素電極與液晶之間的結(jié)構(gòu)；因此出現(xiàn)了從電極施加到液晶的電場受到干擾的問題。本發(fā)明的目的是提供一種在固定有源矩陣襯底和反襯底時(shí)無須精確的位置對(duì)準(zhǔn)且不影響從電極對(duì)液晶施加電場的液晶顯示器件及其制造方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)，利用有源矩陣襯底來形成本發(fā)明的液晶顯示器件，其中，多個(gè)TFT、布線、由象素電極等構(gòu)成的象素部分等，被集成在配備有遮光膜和成色膜的襯底上，且液晶顯示器件具有液晶被注入在這種有源矩陣襯底與反襯底之間的結(jié)構(gòu)。
而且，在本發(fā)明中可以采用一種結(jié)構(gòu)，其中，反電極(公共電極)被形成在反襯底側(cè)處；但采用反電極(公共電極)被包括在有源矩陣襯底的象素部分內(nèi)的結(jié)構(gòu)，即使在諸如平面轉(zhuǎn)換(IPS)模式或邊緣場轉(zhuǎn)換(FFS)模式之類的平面轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的情況下，本發(fā)明也能夠進(jìn)行。注意，雖然其上什么也沒有形成的絕緣襯底在此情況下被用作反襯底，但優(yōu)選是在反襯底中與液晶相接觸的表面上形成定向膜。
此外，至于本發(fā)明的有源矩陣襯底，TFT被形成在配備有遮光膜和成色膜的襯底上；因此，優(yōu)選在遮光膜和成色膜上形成勢壘膜，以便防止TFT被用來形成成色膜和遮光膜的有機(jī)材料等沾污。注意，氮化硅膜和氧氮化硅膜等能夠被用作此勢壘膜。
而且，至于本發(fā)明的有源矩陣襯底，TFT被形成在配備有遮光膜和成色膜的襯底上；因此，考慮到TFT制造工藝中溫度對(duì)有機(jī)材料形成的成色膜的影響，優(yōu)選在低溫工藝(制造工藝的溫度為200-400℃或以下)中來形成TFT。而且，由于能夠在低溫工藝中形成TFT，故能夠提供采用包含硅或硅鍺(SiGe)等的非晶半導(dǎo)體作為其有源層中主要成分以及在有源層中采用包括具有非晶半導(dǎo)體與結(jié)晶半導(dǎo)體(包括單晶和多晶)之間的中間結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜的半非晶半導(dǎo)體(以下稱為SAS)的TFT。注意，結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體(多晶半導(dǎo)體)可以被用作TFT。
在本發(fā)明的液晶顯示器件中，能夠得到透射型液晶顯示器件，其中，光源被提供在反襯底側(cè)，且光被透射到有源矩陣側(cè)；但不僅能夠得到光被透射到反襯底側(cè)的透射型液晶顯示器件，而且，在將光源提供在有源矩陣襯底側(cè)的情況下，還能夠得到光被透射到有源矩陣襯底側(cè)的反射型液晶顯示器件。注意，在反射型液晶顯示器件的情況下，必須在反襯底上提供反射性電極。
在形成于有源矩陣襯底上的TFT是具有包括如上所述的非晶半導(dǎo)體、半非晶半導(dǎo)體、或多晶半導(dǎo)體的有源層的底柵TFT的情況下，以及在光源被提供在反襯底側(cè)的情況下，優(yōu)選在與有源層重疊的位置處提供遮光體，以便防止TFT的有源層被來自光源的光輻照。在提供遮光體的情況下，借助于形成溝道停止(保護(hù))型的底柵TFT，遮光體被形成在與柵電極重疊的位置處同時(shí)作為TFT的源電極和漏電極。
而且，在本發(fā)明中，在象素電極(獨(dú)立電極)和反電極(公共電極)如上所述被形成在有源矩陣襯底的象素部分內(nèi)的情況下，象素電極(獨(dú)立電極)和反襯底(公共電極)之一或二者優(yōu)選由透明導(dǎo)電膜形成。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)，本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)是一種液晶顯示器件，此液晶顯示器件具有形成在襯底上的成色膜以及形成在成色膜上的電極，其間有絕緣膜，且電極被形成在與成色膜重疊的位置處，其間有絕緣膜。
薄膜晶體管被形成在絕緣膜上，且與電極(象素電極)彼此電連接的結(jié)構(gòu)，也包括在上述結(jié)構(gòu)中。
而且，根據(jù)本發(fā)明的另一特點(diǎn)，具有薄膜晶體管、電連接到薄膜晶體管的象素電極、以及絕緣膜上的公共電極的結(jié)構(gòu)，以及象素電極和公共電極被形成在與成色膜重疊的位置處的結(jié)構(gòu)，被包括在內(nèi)。而且，還包括象素電極和公共電極之一或二者由透明導(dǎo)電膜組成的結(jié)構(gòu)。
具有柵電極、柵絕緣膜、第一半導(dǎo)體膜、源區(qū)、漏區(qū)、源電極、以及漏電極的薄膜晶體管，能夠被用作可用于本發(fā)明的薄膜晶體管，其中，第一半導(dǎo)體膜可以由包含硅或硅鍺作為其主要成分的非晶半導(dǎo)體、非晶態(tài)和結(jié)晶態(tài)被混合的半非晶半導(dǎo)體、或具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體(多晶半導(dǎo)體)組成。
根據(jù)本發(fā)明的另一特點(diǎn)，在用于本發(fā)明的薄膜晶體管是底柵薄膜晶體管的情況下，構(gòu)成溝道形成區(qū)的第一半導(dǎo)體膜被形成在柵電極上，其間有柵絕緣膜，且與構(gòu)成源電極和漏電極的導(dǎo)電膜相同的導(dǎo)電膜(所謂遮光體)被形成在位于第一半導(dǎo)體膜上且重疊柵電極的位置處。而且，為了形成上述遮光體，絕緣體被形成在位于第一半導(dǎo)體膜上且重疊柵電極的位置處。
根據(jù)本發(fā)明的另一特點(diǎn)，在上述結(jié)構(gòu)中，絕緣體的厚度大于源電極和漏電極的厚度，而且，借助于使絕緣體的寬度窄于柵電極的寬度，提供在位于絕緣體上且重疊柵電極的位置處的導(dǎo)電膜(遮光體)的寬度能夠窄于柵電極的寬度。
此外，根據(jù)本發(fā)明的另一特點(diǎn)，在上述結(jié)構(gòu)中，遮光體通過輔助布線被電連接到柵電極，且用相同于象素電極的材料來形成此輔助布線。
而且，根據(jù)本發(fā)明的另一特點(diǎn)，本發(fā)明的另一情況是一種制造液晶顯示器件的方法，此方法具有下列步驟在襯底上形成成色膜；在成色膜上形成絕緣膜；在絕緣膜上形成包括柵電極、柵絕緣膜、溝道形成區(qū)、源區(qū)、漏區(qū)、源電極、以及漏電極的薄膜晶體管；以及在與成色膜重疊的位置處形成電連接到漏電極的電極。
在上述結(jié)構(gòu)中，可以用包含硅或硅鍺作為其主要成分的非晶半導(dǎo)體、非晶態(tài)和結(jié)晶態(tài)被混合的半非晶半導(dǎo)體、或具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體(多晶半導(dǎo)體)來組成溝道形成區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的另一特點(diǎn)，在上述結(jié)構(gòu)中，在形成底柵薄膜晶體管的情況下，由第一導(dǎo)電膜組成的柵電極被形成在絕緣膜上；柵絕緣膜被形成在柵電極上；第一半導(dǎo)體膜被形成在柵絕緣膜上；絕緣體被形成在第一半導(dǎo)體膜上與柵電極重疊的部分的位置處；由被待要形成的絕緣體分隔的第二半導(dǎo)體膜組成的源區(qū)和漏區(qū)，被形成在第一半導(dǎo)體膜上；由被待要形成的絕緣體分隔的第二半導(dǎo)體膜組成的源電極和漏電極，被形成在第二半導(dǎo)體膜上；而電連接到漏電極的電極(象素電極)，被形成在與成色膜重疊的位置處。
根據(jù)本發(fā)明的另一特點(diǎn)，在上述結(jié)構(gòu)中，由第二導(dǎo)電膜組成的遮光體，被形成在絕緣體上。
根據(jù)本發(fā)明的另一特點(diǎn)，在上述結(jié)構(gòu)中，在公共電極與柵電極同時(shí)被形成的情況下，公共電極和象素電極被形成在與成色膜重疊的位置處。而且，也包括象素電極和公共電極之一或二者由透明導(dǎo)電膜組成的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的另一特點(diǎn)，在上述結(jié)構(gòu)中，遮光體通過輔助布線被電連接到柵電極，且用相同于象素電極的材料來形成輔助電極。
在本發(fā)明的液晶顯示器件中，至于作為對(duì)其注入液晶的成對(duì)襯底之一的有源矩陣襯底，由多個(gè)TFT、布線等構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路以及由多個(gè)TFT、布線、象素電極等構(gòu)成的象素部分等，被集成在配備有遮光膜和成色膜的襯底上；因此，成色膜與象素部分之間的位置被對(duì)準(zhǔn)在有源矩陣襯底中。因此，無須在固定過程中常規(guī)要求的精確位置對(duì)準(zhǔn)。
有源矩陣襯底的成色膜被提供在相對(duì)于象素電極的液晶反側(cè)處；因此，成色膜能夠被形成在有源矩陣襯底內(nèi)，而不影響從二個(gè)電極對(duì)液晶施加電場。
在本發(fā)明中，在形成于有源矩陣襯底內(nèi)的TFT是有源層由非晶半導(dǎo)體、半非晶半導(dǎo)體、或多晶半導(dǎo)體組成的底柵TFT的情況下，以及在光源被提供在反襯底側(cè)的情況下，當(dāng)遮光體被提供在與有源層重疊的位置處時(shí)，在對(duì)TFT進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的情況下，能夠防止源區(qū)與漏區(qū)之間產(chǎn)生泄漏電流以及上述效應(yīng)。而且，在提供遮光體的情況下，借助于形成溝道停止(保護(hù))型的底柵TFT，能夠提供遮光體而不增加工藝數(shù)目。
此外，在本發(fā)明中，在象素電極(獨(dú)立電極)和反電極(公共電極)被形成在有源矩陣襯底的象素部分內(nèi)的情況下，借助于用透明導(dǎo)電膜形成這些電極之一或二者，能夠防止光圈比降低以及上述效應(yīng)。注意，雖然示出了底柵TFT，但頂柵TFT也可以被用作本發(fā)明的TFT。


在這些附圖中圖1解釋了本發(fā)明的一種液晶顯示屏；圖2A-2E解釋了制造有源矩陣襯底的一種方法；圖3A-3D解釋了制造有源矩陣襯底的一種方法；圖4是有源矩陣襯底的平面圖；圖5解釋了本發(fā)明的一種液晶顯示屏；圖6A和6B是有源矩陣襯底的平面圖和剖面圖；圖7A和7B是有源矩陣襯底的平面圖和剖面圖；圖8A-8C解釋了一種成色膜；圖9A和9B解釋了本發(fā)明的一種液晶顯示屏；圖10A-10C解釋了本發(fā)明液晶顯示屏的一種驅(qū)動(dòng)電路；圖11解釋了一種液晶顯示器件；而圖12A-12E解釋了一些電子裝置。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖等來詳細(xì)地解釋本發(fā)明的一種模式。但本發(fā)明能夠以許多不同的模式來實(shí)施，本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員可以容易地理解的是，能夠以各種方式修正模式及其細(xì)節(jié)而不偏離本發(fā)明的目的和范圍。因此，不要將本發(fā)明理解為局限于各實(shí)施方案模式的描述。
(實(shí)施方案模式1)在實(shí)施方案模式1中，在能夠用于本發(fā)明液晶顯示器件的各液晶屏中，將參照?qǐng)D1來解釋象素電極(獨(dú)立電極)和反電極(公共電極)被形成在有源矩陣襯底內(nèi)的由平面轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(諸如IPS模式或FFS模式)驅(qū)動(dòng)的液晶顯示屏。
在圖1中，遮光膜102被形成在襯底101上，且成色膜103被形成為與部分遮光膜102重疊。
玻璃襯底、石英襯底、由諸如氧化鋁之類的陶瓷絕緣物質(zhì)組成的襯底、塑料襯底、硅晶片、金屬片等，能夠被用于襯底101。
遮光膜102被圖形化成覆蓋象素部分中各象素的所有外圍或其一部分。具體地說，除了用包含顏色顏料或著色劑的絕緣膜(諸如聚酰亞胺或丙烯酸樹脂)、樹脂BM、碳黑、以及抗蝕劑之外，諸如鉻或氧化鉻之類的金屬材料也能夠被用作遮光膜102的材料。而且，遮光膜102的厚度優(yōu)選為1-3微米。
成色膜103被形成為其一部分與遮光膜重疊。注意，成色膜103可以由象素部分內(nèi)各象素列顯示不同顏色(例如紅色、綠色、以及藍(lán)色三種顏色)的材料組成?；蛘?，成色膜103可以由各象素顯示不同顏色(例如紅色、綠色、以及藍(lán)色三種顏色)的材料組成。而且，成色膜103可以由所有象素顯示相同顏色的材料組成。具體地說，除了包含顏色顏料的絕緣膜(諸如聚酰亞胺或丙烯酸樹脂)之外，光敏樹脂或抗蝕劑等也能夠被用作成色膜103的材料。而且成色膜103的厚度優(yōu)選為1-3微米。注意，本發(fā)明的成色膜103可以被形成為覆蓋遮光膜102的端部，因此，在制造液晶顯示器件時(shí)，能夠?qū)⒃６仍O(shè)定得大，從而能夠容易地制造液晶顯示器件。
用來減小形成遮光膜102和成色膜103所產(chǎn)生的凹凸不平的整平膜104，被形成在遮光膜102和成色膜103上?？梢岳媒^緣材料(諸如有機(jī)材料和無機(jī)材料)來形成此整平膜104，并可以將整平膜104形成為單層或疊層。注意，具體地說，可以用丙烯酸、甲基丙烯酸、及其衍生物；諸如聚酰亞胺、芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑、或環(huán)氧樹脂之類的抗熱高分子化合物；典型為氧化硅玻璃的由用硅氧烷聚合物基材料作為原材料所形成的包括含硅、氧、或氫的化合物的Si-O-Si鍵的無機(jī)硅氧烷聚合物基有機(jī)絕緣材料組成的膜；由典型為烷基硅氧烷聚合物、烷基倍半硅氧烷聚合物、氫化倍半硅氧烷聚合物、或氫化烷基倍半硅氧烷聚合物的其中鍵合到硅的氫被諸如甲基或苯基之類的有機(jī)原子團(tuán)取代的有機(jī)硅氧烷聚合物基的有機(jī)絕緣材料組成的膜；氧化硅膜；氮化硅膜；氮氧化硅膜；氧氮化硅膜；或由包含硅的無機(jī)絕緣材料組成的其它膜，來形成整平膜104。此外，整平膜104的厚度優(yōu)選為1-3微米。
雖然此處未示出，但諸如氮化硅膜或氧氮化硅膜之類的阻擋膜可以被形成在整平膜104上，以便防止雜質(zhì)從襯底101或整平膜104混合到半導(dǎo)體膜中。
TFT 105的柵電極106以及公共電極122被形成在整平膜104上。由諸如Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Zr、Ba、或Nd之類的金屬組成的膜；由包含上述元素作為其主要成分的合金材料組成的膜；由包含諸如Si或Ge之類元素的合金材料組成的膜；其中Mo、Al、和Mo被層疊的膜；其中Ti、Al、和Ti被層疊的膜；其中MoN、Al-Nd、和MoN被層疊的膜；其中Mo、Al-Nd、和Mo被層疊的膜；其中Al和Cr被層疊的膜；由諸如金屬氮化物之類的化合物材料組成的膜；用作透明電極膜的氧化銦錫(ITO)膜、其中2-20％的氧化鋅(ZnO)被混合到氧化銦中的IZO(氧化銦鋅)膜、具有氧化硅作為組分的ITO膜等，可以被用于柵電極106和公共電極122。此外，各柵電極106和公共電極122的厚度優(yōu)選為200nm或以上，更優(yōu)選為300-500nm。
絕緣膜被形成在柵電極106和公共電極122上，且其一部分是TFT 105的柵絕緣膜107。利用氧化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜、氧氮化硅膜、或包含硅的其它絕緣膜，將此絕緣膜(包括柵絕緣膜107)形成為單層或疊層。注意，柵絕緣膜107的厚度優(yōu)選為10-150nm，更優(yōu)選為30-70nm。
第一半導(dǎo)體膜108被形成在包括柵絕緣膜107作為其一部分的絕緣膜上。具有選自包含硅或硅鍺(SiGe)之類作為其主要成分的非晶半導(dǎo)體；其中非晶態(tài)和結(jié)晶態(tài)被混合的半非晶半導(dǎo)體(以下稱為SAS)；其中晶粒為0.5-20nm的微晶半導(dǎo)體；以及具有能夠在非晶半導(dǎo)體中觀察到的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體(多晶半導(dǎo)體)的任何一種狀態(tài)的膜，能夠被用于第一半導(dǎo)體膜108。注意，其中能夠觀察到0.5-20nm的晶粒的微晶態(tài)，被稱為所謂微晶(以下稱為μc)。除了上述主要成分之外，還可以包含諸如硼、磷和砷之類的受主元素或施主元素。第一半導(dǎo)體膜108的厚度為10-150nm，更優(yōu)選為30-70nm。
絕緣體109被形成在第一半導(dǎo)體膜108上與形成絕緣體109之前所形成的柵電極106重疊的位置處。利用氧化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜、氧氮化硅膜、或包含硅的其它絕緣膜，絕緣體109被形成為具有單層或疊層。絕緣體109的厚度被形成為大于源區(qū)110、漏區(qū)111、源電極112、以及漏電極113的厚度。具體地說，此厚度優(yōu)選為500nm或以上。而且，絕緣體109的寬度(圖1所示的L2)被形成為小于柵電極106的寬度(圖1所示的L1)。借助于控制絕緣體109的寬度(圖1所示的L2)，能夠控制遮光體114的寬度。換言之，借助于將遮光體114的寬度設(shè)定為小于柵電極106的寬度(圖1所示的L1)，能夠降低由于提供遮光體114而造成的寄生電容。
然后，分別形成源區(qū)110和漏區(qū)111、形成在源區(qū)110上的源電極112、形成在漏區(qū)111上的漏電極113、以及形成在絕緣體109上的遮光體114。
利用包含硅或硅鍺(SiGe)之類作為其主要成分的的非晶半導(dǎo)體；SAS；μc之類的半導(dǎo)體膜，來形成源區(qū)110和漏區(qū)111。除了上述主要成分之外，此處所用的半導(dǎo)體膜還包含諸如硼、磷和砷的受主元素或施主元素。而且，各源區(qū)110和漏區(qū)111的厚度優(yōu)選為10-150nm，更優(yōu)選為30-70nm。
由諸如Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Zr、Ba之類的金屬組成的膜；由包含上述元素作為其主要成分的合金材料組成的膜；由包含諸如Si或Ge之類元素的合金材料組成的膜；由諸如金屬氮化物之類的化合物材料組成的膜；用作透明電極膜的氧化銦錫(ITO)膜、其中2-20％的氧化鋅(ZnO)被混合到氧化銦中的IZO(氧化銦鋅)膜、具有氧化硅作為組分的ITO膜等，可以被用作源電極112、漏電極113、以及遮光體114的材料。此外，各源電極112、漏電極113、以及遮光體114的厚度優(yōu)選為200nm或以上，更優(yōu)選為300-500nm。
在實(shí)施方案模式1所示液晶顯示屏的情況下，光源可以被提供在液晶顯示屏二側(cè)中的任何一側(cè)處(圖1中的襯底101側(cè)或襯底118側(cè))。但由于TFT 105是底柵TFT，故在光源被提供在襯底118側(cè)且光從光源沿圖1中箭頭所示的方向被發(fā)射的情況下，部分第一半導(dǎo)體膜108(TFT 105的溝道形成區(qū))被光輻照。當(dāng)TFT 105的有源層(溝道形成區(qū))如上所述被光輻照時(shí)，在對(duì)TFT 105進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的情況下，對(duì)諸如出現(xiàn)在源區(qū)與漏區(qū)之間的泄漏電流之類的電學(xué)特性的影響就成了問題。然而，遮光體114的提供使得有可能防止部分第一半導(dǎo)體膜108(TFT 105的所謂溝道形成區(qū))被光輻照。
用作TFT 105的保護(hù)膜115的絕緣膜，被形成在第一半導(dǎo)體膜108、源區(qū)110、漏區(qū)111、源電極112、漏電極113、以及柵絕緣膜107上。注意，利用氧化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜、氧氮化硅膜、或包含硅的其它絕緣膜，此處的絕緣膜被形成為具有單層或疊層。而且，保護(hù)膜115的厚度為10-150nm，更優(yōu)選為30-70nm。
象素電極116被形成，通過形成在漏電極113上部分保護(hù)膜115處的窗口被電連接到漏電極113。用由氧化銦錫(ITO)膜、其中2-20％的氧化鋅(ZnO)被混合到氧化銦中的IZO(氧化銦鋅)膜、具有氧化硅作為組分的ITO膜等組成的透明導(dǎo)電膜，來形成象素電極116。
在實(shí)施方案模式1中，其上具有上述結(jié)構(gòu)的襯底被稱為有源矩陣襯底117。
本發(fā)明中的液晶顯示屏具有這樣一種結(jié)構(gòu)，其中，液晶層被插入在有源矩陣襯底與襯底之間。換言之，在實(shí)施方案模式1中，液晶顯示器件具有這樣一種結(jié)構(gòu)，其中，液晶層119被插入在有源矩陣襯底117與襯底118之間。一種已知的液晶材料能夠被用于液晶層119。
此外，定向膜120和121分別被形成在有源矩陣襯底117和襯底118的表面上。利用諸如聚酰亞胺或聚酰胺之類的材料來形成定向膜120和121。對(duì)定向膜120和121執(zhí)行定向處理來使液晶對(duì)準(zhǔn)。注意，能夠被用于襯底101的襯底，能夠以相同的方式被用于襯底118。
如上所述，實(shí)施方案模式1所解釋的液晶顯示屏具有這樣一種結(jié)構(gòu)，其中，遮光膜102、成色膜103、TFT 105、象素電極116、其它布線等都被形成在襯底101上的有源矩陣襯底以及其上僅僅形成定向膜的襯底，被彼此固定，且液晶層被形成在其間；因此，不同于在相反側(cè)處的襯底118上形成遮光膜或成色膜的情況，無須在固定襯底時(shí)所必須的位置對(duì)準(zhǔn)。
在用實(shí)施方案模式1所示的液晶顯示屏形成的液晶顯示器件中，考慮到其結(jié)構(gòu)特性而采用諸如IPS模式或FFS模式的平面轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)模式；因此，優(yōu)選不用導(dǎo)電材料而用樹脂材料來形成遮光膜102，以便防止形成干擾在有源矩陣襯底中象素電極116與公共電極112之間的共平面轉(zhuǎn)換的電場。
(實(shí)施方案模式2)在實(shí)施方案模式2中，參照?qǐng)D2A-2E、圖3A-3D、以及圖4，來解釋包括在實(shí)施方案模式1所解釋的液晶顯示屏中的有源矩陣襯底的制造方法。注意，圖4是有源矩陣襯底的平面圖，而圖2A-2E和圖3A-3D是沿圖4中A-A’的剖面圖。而且，相同的參考號(hào)被用于圖2A-2E、圖3A-3D、以及圖4中。
首先，如圖2A所示，遮光膜302被形成在襯底301上。
玻璃襯底、石英襯底、由諸如氧化鋁之類的陶瓷絕緣物質(zhì)組成的襯底、塑料襯底、硅晶片、金屬片等，能夠被用作襯底301。此外，可以采用尺寸為320×400mm、370×470mm、550×650mm、600×720mm、680×880mm、1000×1200mm、1100×1250mm、或1150×1300mm的大尺寸襯底。
注意，由PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二酯)、PES(聚硫醚乙二醇)、聚丙烯、聚丙烯硫、聚碳酸酯、聚醚亞胺、聚苯撐硫、聚苯撐氧、聚砜、聚鄰苯二酰胺組成的塑料襯底；由其中分散有直徑為幾個(gè)nm的無機(jī)顆粒的有機(jī)材料形成的襯底等，可以提供作為塑料襯底的代表性例子。而且，襯底的表面不一定要平坦，因而也可以使用凹凸不平的表面或弧形表面。
遮光膜302被圖形化成覆蓋象素部分中各象素的所有外圍或其一部分。除了用包含顏色顏料或著色劑的絕緣膜(諸如聚酰亞胺或丙烯酸樹脂)、樹脂BM、碳黑、以及抗蝕劑之外，還利用諸如鉻或氧化鉻之類的金屬材料來形成遮光膜302，并被形成為1-3微米厚。而且，遮光膜302用來防止液晶顯示屏的光泄漏。
成色膜303被形成。成色膜303被形成為其一部分與遮光膜重疊。除了用包含顏色顏料的絕緣膜(諸如聚酰亞胺或丙烯酸樹脂)之外，還利用諸如光敏樹脂或抗蝕劑之類的材料，來形成成色膜303。成色膜303可以被形成為象素部分內(nèi)各象素列顯示不同顏色(例如紅色、綠色、以及藍(lán)色三種顏色)。或者，成色膜303可以被形成為各象素顯示不同顏色(例如紅色、綠色、以及藍(lán)色三種顏色)。而且，成色膜303可以被形成為所有象素顯示相同顏色。而且，成色膜303被形成為1-3微米厚。
隨后，形成覆蓋遮光膜302和成色膜303的整平膜304。整平膜304具有減小由于形成遮光膜302和成色膜303所產(chǎn)生的凹凸不平的功能。
丙烯酸、甲基丙烯酸、及其衍生物；諸如聚酰亞胺、芳香族聚酰胺、或聚苯并咪唑之類的抗熱高分子化合物；典型為氧化硅玻璃的用硅氧烷聚合物基材料作為原材料所形成的包括含硅、氧、或氫的化合物的Si-O-Si鍵的無機(jī)硅氧烷聚合物基絕緣材料；或典型為烷基硅氧烷聚合物、烷基倍半硅氧烷聚合物、氫化倍半硅氧烷聚合物、或氫化烷基倍半硅氧烷聚合物的其中鍵合到硅的氫被諸如甲基或苯基之類的有機(jī)原子團(tuán)取代的有機(jī)硅氧烷聚合物基絕緣材料，能夠被用作整平膜304的材料。此外，諸如涂敷方法或印刷方法之類的已知方法，可以被用作成膜方法。
用CVD方法，勢壘膜305被形成在整平膜304上。用諸如等離子體CVD方法或?yàn)R射方法之類的成膜方法，利用諸如氮化硅膜、氧氮化硅膜、以及氮氧化硅膜之類的絕緣膜，勢壘膜305被形成為單層或疊層。借助于提供勢壘膜305，能夠防止雜質(zhì)從襯底301側(cè)被混合。
如圖2B所示，第一導(dǎo)電膜306被形成在勢壘膜305上。利用諸如濺射方法、PVD方法、CVD方法、滴珠噴射方法、印刷方法、或電鍍方法之類的成膜方法，第一導(dǎo)電膜306是由諸如Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Zr、Ba、或Nd之類的金屬元素組成的膜；由包含上述元素作為其主要成分的合金材料組成的膜；由包含諸如Si或Ge之類元素的合金材料組成的膜；由諸如金屬氮化物之類的化合物材料組成的膜；用作透明電極膜的氧化銦錫(ITO)膜、其中2-20％的氧化鋅(ZnO)被混合到氧化銦中的IZO(氧化銦鋅)膜、具有氧化硅作為組分的ITO膜等組成。
借助于圖形化第一導(dǎo)電膜306，柵電極306a和公共電極306b如圖2C所示被形成，且柵信號(hào)線306c和公共布線306d如圖4所示被形成。在用諸如濺射方法或CVD方法之類的成膜方法來形成第一導(dǎo)電膜306的情況下，用滴珠噴射方法、光刻工藝、以及激光束直接寫入系統(tǒng)，借助于對(duì)光敏材料的曝光、顯影等，來形成掩模，并利用此掩模，將導(dǎo)電膜圖形化成所需的形狀。
在采用滴珠噴射方法的情況下，能夠執(zhí)行圖形的形成而無須形成掩模；因此，借助于從噴射窗口(以下稱為噴嘴)噴射其中上述金屬的顆粒被溶解或彌散在有機(jī)樹脂中的液體物質(zhì)，并對(duì)此液體物質(zhì)進(jìn)行加熱，來形成柵電極306a、公共電極306b、柵信號(hào)線306c、公共布線306d等?？梢圆屎鸵环N或多種用作金屬顆粒膠合劑、溶劑、分散劑、以及涂敷劑的有機(jī)樹脂。典型地說，可以給出諸如聚酰亞胺、丙烯酸樹脂、酚醛樹脂、蜜胺樹脂、酚樹脂、環(huán)氧樹脂、硅樹脂、呋喃樹脂、或鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂之類的已知有機(jī)樹脂。
此液體物質(zhì)的粘度優(yōu)選為5-20mPa·s。這是因?yàn)檫@樣就防止了液體物質(zhì)干燥，并使金屬顆粒能夠從噴嘴順利地被噴射。此外，此液體物質(zhì)的表面張力優(yōu)選為40m/N或以下。而且，可以根據(jù)要使用的溶劑和預(yù)期的目的，來適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)此液體物質(zhì)的粘度等。
可以采用包含在液體物質(zhì)內(nèi)的晶粒直徑為幾個(gè)nm到10μm的金屬顆粒；但為了防止噴嘴堵塞以及為了制作高分辨率的圖形，金屬顆粒優(yōu)選具有盡可能小的晶粒直徑，因而優(yōu)選采用晶粒直徑為0.1微米或以下的金屬顆粒。
接著，柵絕緣膜307被形成(圖2D)。用諸如CVD方法或?yàn)R射方法之類的成膜方法，利用氧化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜、氧氮化硅膜、或包含硅的其它絕緣膜等，絕緣膜307被形成為單層或疊層。而且，柵絕緣膜307的厚度優(yōu)選為10-150nm，更優(yōu)選為30-70nm。
隨后，第一半導(dǎo)體膜308被淀積。用諸如CVD方法或?yàn)R射方法之類的成膜方法，利用包含硅或硅鍺(SiGe)之類作為其主要成分的非晶半導(dǎo)體；SAS；μc之類，來形成第一半導(dǎo)體膜308。除了上述主要成分之外，諸如硼、磷和砷之類的受主元素或施主元素可以被包含在第一半導(dǎo)體膜308中。而且，第一半導(dǎo)體膜308的厚度為10-150nm，更優(yōu)選為30-70nm。
然后，絕緣體309被形成在第一半導(dǎo)體膜308上與形成絕緣體309之前所形成的柵電極306a重疊的位置處(圖2E)。借助于形成絕緣體309，在下列工藝中形成的第二半導(dǎo)體膜310和第二導(dǎo)電膜311被分別形成，并能夠形成各包括在TFT中的各個(gè)源區(qū)310a、漏區(qū)310b、源電極311a、漏電極311b、以及遮光體311c(圖3B和圖4)。絕緣體309可以如下被形成用滴珠噴射方法、光刻工藝、或激光束直接寫入系統(tǒng)，借助于對(duì)光敏材料的曝光和顯影等，掩模被形成在絕緣膜上，并利用此掩模，將諸如氧化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜、氧氮化硅膜、包含硅的其它絕緣膜(此絕緣膜可以是單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)中的任何一種)圖形化成所需的形狀。絕緣體309被形成為厚度大于源電極311a和漏電極311b的厚度。具體地說，此厚度為200nm，更優(yōu)選為300-800nm。而且，絕緣體309被形成為寬度(圖2E所示的L2)小于柵電極306a的寬度(圖2E所示的L1)。
接著，表現(xiàn)一種導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體膜310被形成(圖3A)。用諸如CVD方法或?yàn)R射方法之類的成膜方法來形成第二半導(dǎo)體膜310。此處形成的包含硅或硅鍺(SiGe)之類作為其主要成分的的非晶半導(dǎo)體膜；SAS；μc之類，除了上述主要成分之外，還包含諸如硼、磷和砷之類的受主元素或施主元素。而且，第二半導(dǎo)體膜310被分隔成形成在絕緣體309上的部分和形成在第一半導(dǎo)體膜308上的部分。注意，此時(shí)在部分第二半導(dǎo)體膜310被形成在絕緣體309的側(cè)面處的情況下，可以執(zhí)行腐蝕處理之類。
而且，第二導(dǎo)電膜311被形成在第二半導(dǎo)體膜310上。注意，可以用相似于已經(jīng)在此實(shí)施方案模式中所述的第一導(dǎo)電膜306的方法和材料，來形成第二導(dǎo)電膜311。第二導(dǎo)電膜311的厚度優(yōu)選為200nm或以上，更優(yōu)選為300-700nm。第二導(dǎo)電膜311被待要以相同于第二半導(dǎo)體膜310的方式形成為被絕緣體309分隔。注意，此時(shí)在部分第二導(dǎo)電膜311被形成在絕緣體309的側(cè)面處的情況下，可以執(zhí)行腐蝕處理之類。
接著，第二導(dǎo)電膜311被圖形化，以便形成源電極311a和漏電極311b(圖3B和圖4)，而且，用源電極311a和漏電極311b作為掩模，第一半導(dǎo)體膜308和第二半導(dǎo)體膜310被腐蝕，以便得到圖3B所示的形狀。換言之，各個(gè)源區(qū)310a、漏區(qū)310b、源電極311a、漏電極311b、以及溝道形成區(qū)308a(圖3B和圖4)被形成。此外，如圖4所示，源電極311a由從源信號(hào)線311d連續(xù)的膜組成。利用形成在第二導(dǎo)電膜311上的掩模，用滴珠噴射方法、光刻工藝、或激光束直接寫入系統(tǒng)，借助于對(duì)光敏材料的曝光、顯影等，腐蝕方法能夠被用來圖形化成所需的形狀。
然后，保護(hù)膜312被形成(圖3C)。利用諸如等離子體CVD方法或?yàn)R射方法之類的成膜方法，用諸如氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、以及氮氧化硅膜之類的絕緣膜，保護(hù)膜312被形成為具有單層或疊層。注意，保護(hù)膜312還被形成在絕緣體309的側(cè)面處；因此，優(yōu)選選擇具有有利覆蓋性的材料。
隨后，在作為部分保護(hù)膜312的與漏電極311b重疊的位置處形成窗口，并形成電連接到窗口中漏電極311b的象素電極313(圖3D和圖4)。借助于對(duì)用濺射方法、蒸發(fā)方法、CVD方法、涂敷方法之類所形成的氧化銦錫(ITO)、其中2-20％的氧化鋅(ZnO)被混合到氧化銦中的IZO(氧化銦鋅)、具有氧化硅作為組分的ITO等的透明導(dǎo)電膜進(jìn)行圖形化，來形成象素電極313。注意，象素電極313的厚度優(yōu)選為100-150nm。
此外，借助于如圖4所示將部分象素電極313形成為與部分柵信號(hào)線306c重疊，來形成儲(chǔ)存電容器315。注意，參考號(hào)314表示TFT。
利用上述工藝，能夠形成圖3D和圖4所示的有源矩陣襯底。
在得到圖3D和圖4所示的有源矩陣襯底之后，定向膜被形成在有源矩陣襯底和待要成為反襯底的襯底上，且這些襯底被彼此固定。然后，液晶材料被注入在二個(gè)襯底之間，并用密封部件將這些襯底完全密封；因而能夠形成液晶顯示屏。注意，液晶顯示屏的結(jié)構(gòu)將在實(shí)施方案模式6中詳細(xì)地解釋。
(實(shí)施方案模式3)在實(shí)施方案模式3中，將解釋其中實(shí)施方案模式1的結(jié)構(gòu)部分得到了改進(jìn)的液晶顯示屏。注意，在圖5所示的液晶顯示屏中，至于表示相似于實(shí)施方案模式1中所解釋的圖1的名稱等，可以用相似的材料以相似的方式來形成液晶顯示屏，其細(xì)節(jié)可參見實(shí)施方案模式1的解釋。
圖5的遮光體519以相同于實(shí)施方案模式1的方式由形成源電極511a和漏電極511b的第二導(dǎo)電膜組成；因此，遮光體519由導(dǎo)電材料形成。因此，在絕緣體509未被形成為具有足夠厚度的情況下，存在著遮光體519成為TFT 514的寄生電容的情況。于是，在實(shí)施方案模式3中，為了防止遮光體519成為TFT 514的寄生電容，形成了被電連接到遮光體519的輔助布線520。
此處，圖6A和6B被用作包括在圖5的液晶顯示屏中的有源矩陣襯底的平面圖，并將進(jìn)行更詳細(xì)的解釋。而且，沿圖6A中B-B’線的剖面圖被示于圖6B。此外，在圖6A和6B中，至于表示相似于實(shí)施方案模式2中所解釋的圖4的名稱等，可以用相似的材料和相似的方式來形成有源矩陣襯底，其細(xì)節(jié)可參見實(shí)施方案模式1的解釋。
如圖6A所示，輔助布線520與象素電極513同時(shí)被形成。亦即，如圖6B所示，當(dāng)在形成象素電極513之前在部分保護(hù)膜512(圖6B所示的區(qū)域a)中形成窗口時(shí)，窗口也被形成在形成于遮光體519上的部分保護(hù)膜512(圖6B所示的區(qū)域b)中以及層疊在柵信號(hào)線506c上的部分柵絕緣膜507、第一半導(dǎo)體膜508、以及保護(hù)膜512中，且透明導(dǎo)電膜被圖形化，以便同時(shí)形成象素電極513和輔助布線520。因此，象素電極513和輔助布線520在同一個(gè)工藝中從相同的導(dǎo)電材料被形成。
因此，遮光體519和柵信號(hào)線506c被輔助布線520彼此電連接；因此，能夠防止遮光體519成為TFT 514中的寄生電容。此外，本實(shí)施方案模式中所形成的輔助布線520不需要新的材料或新的工藝；因此能夠形成輔助布線520而無須增加工藝數(shù)目。注意，參考號(hào)502表示遮光膜；參考號(hào)503表示成色膜；參考號(hào)506a表示TFT 514的柵電極；參考號(hào)506b表示公共電極；參考號(hào)506d表示公共布線。
(實(shí)施方案模式4)在二個(gè)電極(象素電極和公共電極)都如本發(fā)明中那樣被形成在有源矩陣襯底中的情況下，當(dāng)具有遮光性質(zhì)的導(dǎo)電膜被用作電極材料時(shí)，就出現(xiàn)光圈比被減小的問題。在實(shí)施方案模式4中，將解釋不僅象素電極，而且公共電極也由透明導(dǎo)電膜組成的情況。
在圖7A和7B中，圖7A示出了實(shí)施方案模式4所解釋的有源矩陣襯底的平面圖，而圖7B示出了沿圖7A中C-C’線的剖面圖。注意，在圖7A和7B中，至于表示相似于實(shí)施方案模式2中所解釋的圖4的名稱等，可以用相似的材料和相似的方式來形成有源矩陣襯底，其細(xì)節(jié)可參見實(shí)施方案模式2的解釋。但實(shí)施方案模式4所解釋的公共電極遵照下面的解釋。
如圖7A所示，公共電極706b由相同于象素電極713的材料組成。雖然公共電極706b被電連接到公共布線706c，但公共電極706b由不同的材料組成。亦即，如圖7B所示，當(dāng)在形成象素電極713之前在部分保護(hù)膜712(圖7B所示的區(qū)域a’)中形成窗口時(shí)，窗口也被形成在形成于公共布線706c(圖7B所示的區(qū)域b’)上的部分保護(hù)膜712中，且透明導(dǎo)電膜被圖形化，以便同時(shí)形成象素電極713和公共電極706b。因此，在實(shí)施方案模式4的情況下，象素電極713和公共電極706b在同一個(gè)工藝中用相同的導(dǎo)電材料被形成。
因此，借助于用同一個(gè)透明導(dǎo)電膜來形成公共電極706b和象素電極713，能夠防止象素部分中的光圈比減小。此外，公共電極706b不需要新的材料或新的工藝；因此能夠形成公共電極706b而無須增加工藝數(shù)目。注意，參考號(hào)701表示襯底；參考號(hào)702表示遮光膜；參考號(hào)703表示成色膜；參考號(hào)707表示柵絕緣膜；參考號(hào)708表示第一半導(dǎo)體膜，參考號(hào)711b表示漏電極。
(實(shí)施方案模式5)在實(shí)施方案模式5中，參照?qǐng)D8A-8C來解釋形成在要成為用于本發(fā)明液晶顯示器件的有源矩陣襯底的襯底上的成色膜。注意，本實(shí)施方案模式所示的有源矩陣襯底的結(jié)構(gòu)(驅(qū)動(dòng)電路、象素部分等)，是能夠用于本發(fā)明的有源矩陣襯底的一種模式。
圖8A示出了借助于在下列工藝中在各個(gè)形成區(qū)內(nèi)形成驅(qū)動(dòng)電路或象素部分來形成有源矩陣襯底。亦即，在圖8A中，象素電極被形成在襯底800上的象素部分形成區(qū)801中，源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路被形成在源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路形成區(qū)802中，而柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路被形成在柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路形成區(qū)803中；從而形成了有源矩陣襯底。
在本發(fā)明的情況下，在形成這些驅(qū)動(dòng)電路(源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路和柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路)和象素部分之前，遮光膜和成色膜被形成在襯底800上的象素部分形成區(qū)801中。
在圖8B中，示出了圖8A的區(qū)域a(804)被放大了的視圖。象素部分在下列工藝中被形成在圖8B中的區(qū)域a(804)的象素形成區(qū)806中。因此，遮光膜805和成色膜807被預(yù)先根據(jù)象素形成區(qū)806而形成在襯底800上。
遮光膜805被較早形成在襯底800上的各象素形成區(qū)806之間。然后，成色膜807被形成為覆蓋遮光膜805和象素形成區(qū)806。
此處描述了一種情況，其中，成色膜807由三種成色膜組成，亦即呈條形的由包含紅色顏料的絕緣材料組成的成色膜R(807a)、由包含綠色顏料的絕緣材料組成的成色膜G(807b)、以及由包含藍(lán)色顏料的絕緣材料組成的成色膜B(807c)。注意，成色膜可以是單一類型的(顏色和材料)或多種類型的。而且，成色膜可以被形成為單一類型組成的固態(tài)膜或不同地涂敷的多個(gè)膜。對(duì)用于不同地涂敷的材料和方法沒有特殊的限制，可以用已知的材料和已知的方法來形成成色膜。
在圖8C中，示出了沿圖8B中D-D’線的剖面圖。遮光膜805被形成在襯底800上的各象素形成區(qū)806之間，而成色膜807(807a、807b、807c)被形成在各遮光膜805之間。而且，如圖8C所示，成色膜807(807a、807b、807c)可以被形成為與遮光膜805重疊。
雖然此處未示出，但在遮光膜805以及成色膜807(807a、807b、807c)被形成在襯底800上之后，形成整平膜來減小襯底800上的凹凸不平。而且，此整平膜由絕緣材料形成。
如上所述，借助于在其上形成遮光膜805、成色膜807(807a、807b、807c)、以及整平膜的襯底上形成驅(qū)動(dòng)電路和象素部分，來形成有源矩陣襯底。注意，至于用下列工藝形成的有源矩陣襯底，可參見實(shí)施方案1-4中的解釋。
(實(shí)施方案模式6)在實(shí)施方案模式6中，參照?qǐng)D9A和9B來解釋本發(fā)明的液晶顯示屏的結(jié)構(gòu)。圖9A是俯視圖，示出了一種顯示屏，其中，要成為有源矩陣襯底的第一襯底901和要成為反襯底的第二襯底902被第一密封材料903和第二密封材料904密封。圖9B相當(dāng)于沿圖9A中A-A’線的剖面圖。此外，實(shí)施方案模式1-4所解釋的有源矩陣襯底能夠被用于第一襯底901。
在圖9A中，各由虛線示出的參考號(hào)905、906、907分別表示象素部分、源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路、柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路。在本實(shí)施方案模式中，象素部分905、源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路906、柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路907被形成在由第一密封材料903和第二密封材料904密封的區(qū)域中。
用來保持密封空間的間距的間隙材料被包含在對(duì)第一襯底901和第二襯底902進(jìn)行密封的第一密封材料903和第二密封材料904中，并用液晶材料填充這樣形成的空間。
接著，參照?qǐng)D9B來解釋剖面結(jié)構(gòu)。遮光膜920和成色膜921被形成在第一襯底901上。驅(qū)動(dòng)電路和象素部分被形成在整平膜922上，整平膜922被形成為覆蓋遮光膜920和成色膜921，且包括典型為TFT的多個(gè)半導(dǎo)體元件。注意，此處源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路906和象素部分905被示為驅(qū)動(dòng)電路。其中組合了n溝道TFT 908和p溝道TFT 909的CMOS電路，被形成在源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路906中。形成驅(qū)動(dòng)電路的TFT可以由已知的CMOS電路、PMOS電路、或NMOS電路組成。雖然本實(shí)施方案模式示出了其中驅(qū)動(dòng)電路被形成在襯底上的驅(qū)動(dòng)器集成類型，但驅(qū)動(dòng)電路不一定要被形成在襯底上，驅(qū)動(dòng)電路也可以被形成在外部而不在襯底上。
此外，多個(gè)象素被形成在象素部分905內(nèi)，且液晶元件910被形成在各個(gè)象素中。液晶元件910是其中形成作為象素電極的第一電極911、作為公共電極且此處未示出的第二電極、以及其間的由液晶材料組成的液晶層912的部分。包括在液晶元件910中的第一電極911通過布線被電連接到驅(qū)動(dòng)TFT 913。而且，定向膜914和915被形成在第一襯底901上各個(gè)象素電極的表面上以及第二襯底902的表面上。
參考號(hào)923表示提供來控制第一襯底901與第二襯底902之間的距離(液晶盒間隙)的柱狀間隔墊。借助于將絕緣膜腐蝕成所希望的形狀，來形成柱狀間隔墊923。而且，也可以采用球狀間隔墊。
通過連接布線916，從FPC 917來饋送提供給源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路906、柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路907、以及象素部分905的各種信號(hào)和電位。連接布線916和FPC 917被各向異性導(dǎo)電膜或各向異性導(dǎo)電樹脂918彼此電連接。也可以采用諸如焊料之類的導(dǎo)電膠來代替各向異性導(dǎo)電膜或各向異性導(dǎo)電樹脂。
雖然未示出，但用粘合劑將偏振片固定到第一襯底901和第二襯底902之一或二者的表面。而且，除了偏振片之外，還可以提供延遲膜。
(實(shí)施方案模式7)
在實(shí)施方案模式7中，參照?qǐng)D10A-10C來解釋將驅(qū)動(dòng)電路安裝在本發(fā)明的液晶顯示屏上的方法。
在圖10A的情況下，源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1002以及柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1003a和1003b被安裝在象素部分1001的外圍處。亦即，借助于用使用各向異性導(dǎo)電粘合劑和各向異性導(dǎo)電膜的已知方法、COG方法、金屬絲鍵合方法，使用焊料凸塊的回流處理等將IC芯片1005安裝在襯底1001上，來安裝源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1002以及柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1003a和1003b。而且，IC芯片1005通過FPC(柔性印刷電路)1006被連接到外部電路。
部分源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1002，例如模擬開關(guān)，可以被集成在襯底上，而其其它部分可以由IC芯片分別安裝。
此外，在圖10B的情況下，象素部分1001、柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1003a和1003b等被集成在襯底上，而源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1002等由IC芯片分別安裝。亦即，利用諸如COG方法之類的安裝方法，IC芯片1005被安裝在其上集成象素部分1001、柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1003a和1003b等的襯底上；源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1002等因而被安裝。而且，IC芯片1005通過FPC 1006被連接到外部電路。
部分源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1002，例如模擬開關(guān)，可以被集成在襯底上，而其其它部分可以由IC芯片分別安裝。
而且，在圖10C的情況下，用TAB方法來安裝源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1002等。IC芯片1005通過FPC 1006被連接到外部電路。雖然在圖10C的情況下用TAB方法來安裝源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1002等，但柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路等也可以用TAB方法來安裝。注意，參考號(hào)1000表示襯底。
當(dāng)用TAB方法安裝IC芯片1005時(shí)，可以相對(duì)于襯底廣泛地提供象素部分，從而能夠達(dá)到變窄的幀。
此外，可以提供形成在玻璃襯底上的IC(以下稱為驅(qū)動(dòng)器IC)來代替IC芯片1005。至于IC芯片1005，IC芯片取自硅晶圓；因此，母襯底的形狀受到限制。另一方面，驅(qū)動(dòng)器IC具有由玻璃組成的母襯底，形狀不受限制；從而能夠改善產(chǎn)率。因此，能夠自由地設(shè)定驅(qū)動(dòng)器IC的形狀和尺寸。例如，與安裝IC芯片的情況相比，在制作長邊長度為15-80mm的驅(qū)動(dòng)器IC的情況下，能夠減少所需的IC芯片數(shù)目。因而能夠減少連接端子的數(shù)目，從而能夠改善制造成品率。
可以用形成在襯底上的結(jié)晶半導(dǎo)體來形成驅(qū)動(dòng)器IC，并可以借助于用連續(xù)波激光進(jìn)行輻照來形成結(jié)晶半導(dǎo)體。借助于用連續(xù)波激光進(jìn)行輻照而得到的半導(dǎo)體膜具有晶體缺陷更少的大直徑的晶粒。具有這種半導(dǎo)體膜的晶體管因而具有有利的遷移率和響應(yīng)速度，從而能夠高速驅(qū)動(dòng)，這對(duì)于驅(qū)動(dòng)器IC是優(yōu)選的。
(實(shí)施方案模式8)在實(shí)施方案模式8中，參照?qǐng)D11的剖面圖來解釋利用諸如IPS(平面轉(zhuǎn)化)模式或邊緣場轉(zhuǎn)化(FFS)模式之類的驅(qū)動(dòng)模式的白色光來執(zhí)行彩色顯示的液晶模塊，這是一種組合到本發(fā)明液晶顯示器件中的液晶模塊。注意，借助于實(shí)行實(shí)施方案模式1-7而形成的液晶顯示屏，能夠被用于實(shí)施方案模式8所解釋的液晶模塊。
如圖11所示，有源矩陣襯底1101和反襯底1102被密封材料1103彼此固定，且液晶層1105被提供在其間；從而形成液晶顯示屏。
在執(zhí)行彩色顯示的情況下，形成在有源矩陣襯底1101中的成色膜1106是必須的，而在RGB系統(tǒng)的情況下，對(duì)應(yīng)于各個(gè)紅、綠、藍(lán)顏色的成色膜被形成在各個(gè)象素中。定向膜1118和1119被形成在有源矩陣襯底1101和反襯底1102內(nèi)側(cè)。偏振片1107和1108被置于有源矩陣襯底1101和反襯底1102的外側(cè)。此外，保護(hù)膜1109被形成在偏振片1107的表面上，從而緩解了外部沖擊。
布線襯底1112通過FPC 1111被連接到提供在有源矩陣襯底1101上的連接端子1110。諸如象素驅(qū)動(dòng)電路(諸如IC芯片或驅(qū)動(dòng)器IC)、控制電路、或電源電路之類的外部電路1113被組合到布線襯底1112中。
冷陰極管1114、反射片1115、光學(xué)膜1116、以及倒相器(未示出)構(gòu)成了后照光單元。以后照光單元作為光源，光被投向液晶顯示屏。液晶顯示屏、光源、布線襯底1112、FPC 1111等由帶槽框1117固定和保護(hù)。
(實(shí)施方案模式9)電視裝置(簡稱為TV或TV接收機(jī))、諸如數(shù)碼相機(jī)或數(shù)碼攝象機(jī)的相機(jī)、蜂窩電話裝置(簡稱為蜂窩電話手機(jī)或蜂窩電話)、諸如PDA之類的便攜式信息終端、便攜式游戲機(jī)、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)、諸如車輛音響之類的放聲裝置、諸如家庭游戲機(jī)之類的配備有記錄媒質(zhì)的放像裝置等，可以被給出作為配備有本發(fā)明液晶顯示器件的電子裝置。下面參照?qǐng)D12A-12E來解釋其優(yōu)選模式。
圖12A所示的電視裝置包括主體8001、顯示部分8002等。本發(fā)明的液晶顯示器件能夠被應(yīng)用于顯示部分8002。成色膜被形成在本發(fā)明液晶顯示器件中的有源矩陣襯底上；因此，能夠防止在固定有源矩陣襯底和反襯底時(shí)成為問題的位置不對(duì)準(zhǔn)，并能夠防止圖象偏移或模糊。從而能夠提供可實(shí)現(xiàn)優(yōu)異圖象顯示的電視裝置。
圖12B所示的便攜式信息終端包括主體8101、顯示部分8102等。本發(fā)明的液晶顯示器件能夠被應(yīng)用于顯示部分8102。成色膜被形成在本發(fā)明液晶顯示器件中的有源矩陣襯底上；因此，能夠防止在固定有源矩陣襯底和反襯底時(shí)成為問題的位置不對(duì)準(zhǔn)，并能夠防止圖象偏移或模糊。從而能夠提供可實(shí)現(xiàn)優(yōu)異圖象顯示的便攜式信息終端。
圖12C所示的數(shù)碼攝象機(jī)包括主體8201、顯示部分8202等。本發(fā)明的液晶顯示器件能夠被應(yīng)用于顯示部分8202。成色膜被形成在本發(fā)明液晶顯示器件中的有源矩陣襯底上；因此，能夠防止在固定有源矩陣襯底和反襯底時(shí)成為問題的位置不對(duì)準(zhǔn)，并能夠防止圖象偏移或模糊。從而能夠提供可實(shí)現(xiàn)優(yōu)異圖象顯示的數(shù)碼攝象機(jī)。
圖12D所示的蜂窩電話手機(jī)包括主體8301、顯示部分8302等。本發(fā)明的液晶顯示器件能夠被應(yīng)用于顯示部分8302。成色膜被形成在本發(fā)明液晶顯示器件中的有源矩陣襯底上；因此，能夠防止在固定有源矩陣襯底和反襯底時(shí)成為問題的位置不對(duì)準(zhǔn)，并能夠防止圖象偏移或模糊。從而能夠提供可實(shí)現(xiàn)優(yōu)異圖象顯示的蜂窩電話手機(jī)。
圖12E所示的便攜式電視裝置包括主體8401、顯示部分8402等。本發(fā)明的液晶顯示器件能夠被應(yīng)用于顯示部分8402。成色膜被形成在本發(fā)明液晶顯示器件中的有源矩陣襯底上；因此，能夠防止在固定有源矩陣襯底和反襯底時(shí)成為問題的位置不對(duì)準(zhǔn)，并能夠防止圖象偏移或模糊。從而能夠提供可實(shí)現(xiàn)優(yōu)異圖象顯示的便攜式電視裝置。此外，本發(fā)明的液晶顯示器件能夠被廣泛地應(yīng)用于諸如組合在便攜式終端的小尺寸電視裝置、便攜式的中等尺寸電視裝置、以及大尺寸電視裝置(例如尺寸為40英寸或以上)之類的各種電視裝置。
如上所述，利用本發(fā)明的能夠防止圖象偏移或模糊的液晶顯示器件，能夠提供可實(shí)現(xiàn)優(yōu)異圖象顯示的各種電子裝置。
本申請(qǐng)基于2005年6月30日在日本專利局提交的日本專利申請(qǐng)No.2005-191078，其整個(gè)內(nèi)容在此處被列為參考。
權(quán)利要求
1.一種顯示器件，它包含形成在襯底上的遮光膜和成色膜；形成在遮光膜和成色膜上的絕緣膜；形成在絕緣膜上的薄膜晶體管；以及電連接到薄膜晶體管的象素電極。
2.一種顯示器件，它包含形成在襯底上的遮光膜和成色膜；形成在遮光膜和成色膜上的絕緣膜；以及形成在絕緣膜上的薄膜晶體管、象素電極、以及公共電極，其中，薄膜晶體管被電連接到象素電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器件，其中，成色膜覆蓋遮光膜的端部。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的顯示器件，其中，成色膜覆蓋遮光膜的端部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器件，其中，遮光膜包含金屬材料、包含顏色顏料或著色劑的絕緣膜、樹脂BM、碳黑、或抗蝕劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的顯示器件，其中，遮光膜包含金屬材料、包含顏色顏料或著色劑的絕緣膜、樹脂BM、碳黑、或抗蝕劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器件，其中，成色膜包含光敏樹脂、抗蝕劑、或包含顏色顏料的絕緣膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的顯示器件，其中，成色膜包含光敏樹脂、抗蝕劑、或包含顏色顏料的絕緣膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器件，其中，顯示器件是液晶顯示器件。
10.根據(jù)權(quán)利要求2的顯示器件，其中，顯示器件是液晶顯示器件。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器件，其中，象素電極與成色膜重疊。
12.根據(jù)權(quán)利要求2的顯示器件，其中，象素電極和公共電極與成色膜重疊。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器件，其中，薄膜晶體管包含柵電極、柵絕緣膜、半導(dǎo)體膜、源電極、以及漏電極。
14.根據(jù)權(quán)利要求2的顯示器件，其中，薄膜晶體管包含柵電極、柵絕緣膜、半導(dǎo)體膜、源電極、以及漏電極。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的顯示器件，其中，半導(dǎo)體膜由選自包含硅或硅鍺作為其主要成分的非晶半導(dǎo)體、其中非晶態(tài)和結(jié)晶態(tài)被混合的半非晶半導(dǎo)體、以及具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體的半導(dǎo)體組成。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的顯示器件，其中，半導(dǎo)體膜由選自包含硅或硅鍺作為其主要成分的非晶半導(dǎo)體、其中非晶態(tài)和結(jié)晶態(tài)被混合的半非晶半導(dǎo)體、以及具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體的半導(dǎo)體組成。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的顯示器件，還包含形成在半導(dǎo)體膜上并與柵電極重疊的絕緣體。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的顯示器件，還包含形成在半導(dǎo)體膜上并與柵電極重疊的絕緣體。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的顯示器件，其中，絕緣體的厚度大于各源電極和漏電極的厚度。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的顯示器件，其中，絕緣體的厚度大于源電極和漏電極每個(gè)的厚度。
21.根據(jù)權(quán)利要求17的顯示器件，其中，遮光體被形成在絕緣體上。
22.根據(jù)權(quán)利要求18的顯示器件，其中，遮光體被形成在絕緣體上。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的顯示器件，其中，遮光體通過輔助布線被電連接到柵電極。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的顯示器件，其中，遮光體通過輔助布線被電連接到柵電極。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的顯示器件，其中，輔助布線由相同于象素電極的材料組成。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的顯示器件，其中，輔助布線由相同于象素電極的材料組成。
27.一種制造顯示器件的方法，它包含下列步驟在襯底上形成遮光膜和成色膜；在遮光膜和成色膜上形成絕緣膜；在絕緣膜上形成柵電極；在柵電極上形成柵絕緣膜；在柵絕緣膜上形成第一半導(dǎo)體膜；在第一半導(dǎo)體膜上形成絕緣體；在第一半導(dǎo)體膜上形成被絕緣體分隔的第二半導(dǎo)體膜；在第二半導(dǎo)體膜上形成被絕緣體分隔的源電極和漏電極；以及形成電連接到至少源電極和漏電極之一的象素電極。
28.一種制造顯示器件的方法，它包含下列步驟在襯底上形成遮光膜和成色膜；在遮光膜和成色膜上形成絕緣膜；在絕緣膜上形成柵電極和公共電極；在柵電極和公共電極上形成柵絕緣膜；在柵絕緣膜上形成第一半導(dǎo)體膜；在第一半導(dǎo)體膜上形成絕緣體；在第一半導(dǎo)體膜上形成被絕緣體分隔的第二半導(dǎo)體膜；在第二半導(dǎo)體膜上形成被絕緣體分隔的源電極、漏電極、和遮光體；以及形成電連接到至少源電極和漏電極之一的象素電極。
29.根據(jù)權(quán)利要求27的制造顯示器件的方法，其中，成色膜覆蓋遮光膜的端部。
30.根據(jù)權(quán)利要求28的制造顯示器件的方法，其中，成色膜覆蓋遮光膜的端部。
31.根據(jù)權(quán)利要求27的制造顯示器件的方法，其中，遮光膜包含金屬材料、包含顏色顏料或著色劑的絕緣膜、樹脂BM、碳黑、或抗蝕劑。
32.根據(jù)權(quán)利要求28的制造顯示器件的方法，其中，遮光膜包含金屬材料、包含顏色顏料或著色劑的絕緣膜、樹脂BM、碳黑、或抗蝕劑。
33.根據(jù)權(quán)利要求27的制造顯示器件的方法，其中，成色膜包含光敏樹脂、抗蝕劑、或包含顏色顏料的絕緣膜。
34.根據(jù)權(quán)利要求28的制造顯示器件的方法，其中，成色膜包含光敏樹脂、抗蝕劑、或包含顏色顏料的絕緣膜。
35.根據(jù)權(quán)利要求27的制造顯示器件的方法，其中，顯示器件是液晶顯示器件。
36.根據(jù)權(quán)利要求28的制造顯示器件的方法，其中，顯示器件是液晶顯示器件。
37.根據(jù)權(quán)利要求27的制造顯示器件的方法，其中，象素電極與成色膜重疊。
38.根據(jù)權(quán)利要求28的制造顯示器件的方法，其中，象素電極與成色膜重疊。
39.根據(jù)權(quán)利要求27的制造顯示器件的方法，其中，第一半導(dǎo)體膜由選自包含硅或硅鍺作為其主要成分的非晶半導(dǎo)體、其中非晶態(tài)和結(jié)晶態(tài)被混合的半非晶半導(dǎo)體、以及具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體的半導(dǎo)體組成。
40.根據(jù)權(quán)利要求28的制造顯示器件的方法，其中，第一半導(dǎo)體膜由選自包含硅或硅鍺作為其主要成分的非晶半導(dǎo)體、其中非晶態(tài)和結(jié)晶態(tài)被混合的半非晶半導(dǎo)體、以及具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體的半導(dǎo)體組成。
41.根據(jù)權(quán)利要求27的制造顯示器件的方法，其中，象素電極包含透明導(dǎo)電膜。
42.根據(jù)權(quán)利要求28的制造顯示器件的方法，其中，象素電極包含透明導(dǎo)電膜。
全文摘要
在本發(fā)明中，目的是提供一種液晶顯示器件及其制造方法，其中，在固定有源矩陣襯底和反襯底時(shí)無須精確的位置對(duì)準(zhǔn)，且不影響電場從電極施加到液晶。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)，用有源矩陣襯底來形成液晶顯示器件，其中，包括多個(gè)TFT、布線等的驅(qū)動(dòng)電路以及包括多個(gè)TFT、布線、象素電極等的象素部分，被形成在配備有遮光膜和成色膜的襯底上，且液晶顯示器件具有液晶被注入在有源矩陣襯底與反襯底之間的結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01L29/66GK1892387SQ20061009977
公開日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2006年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者藤川最史, 細(xì)谷邦雄 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所