CN1913155B - 液晶显示器件和其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于通过不增加新的步骤而形成遮光膜，以提供一种可见度高的液晶显示器件。本发明的液晶显示器件具有在有源矩阵衬底和相对衬底之间封入液晶的结构。在所述有源矩阵衬底上形成有由多个TFT、布线、以及第一电极(像素电极)等构成的像素部分等，并且在所述相对衬底上形成有第二电极(相对电极)以及着色膜等。本发明的液晶显示器件还具有这样的结构，即将形成TFT的电极和布线等的导电膜的一部分用作像素部分中的遮光膜，所述TFT的电极和布线等形成在有源矩阵衬底上。

Description

液晶显示器件和其制造方法

技术领域

本发明涉及一种有源矩阵型液晶显示器件以及其制造方法。

背景技术

现在，对于使用薄膜晶体管(TFT)等主动元件的有源矩阵型的液晶显示器件已经是众所周知。由于有源矩阵型的液晶显示器件可以提高像素密度，并且其体积小重量轻且耗电低，因而作为代替CRT的平面显示器中的一种，正在对个人电脑的监视器、液晶电视机、以及汽车导航系统的监视器等的产品进行开发。

在液晶显示器件中，将包括形成有除了多个TFT和布线以外的第一电极(像素电极)等的像素部分等的衬底(有源矩阵衬底)与形成有第二电极(相对电极)、遮光膜(黑阵)、以及着色膜(彩色滤光片)等的衬底(相对衬底)贴合在一起，并将液晶封入它们之间，且利用施加到像素电极和相对电极之间的电场使液晶分子定向，以控制来自光源的光量而进行显示。

注意，由于在有源矩阵衬底上，多个像素以矩阵排列而形成，并且构成像素的第一电极(像素电极)在每像素中独立形成，因此发生一个问题，就是，由于从第一电极(像素电极)之间等的无效显示的部分漏光，使对比度下降，因而显示可见度欠佳。为了防止这样的漏光，在相对衬底一侧或有源矩阵衬底一侧上设置遮光膜(黑阵)(例如，参见专利文件1)。

[专利文件1]日本专利申请公开2003-21829号

然而，在包括复杂步骤的液晶显示器件的制造过程中，通过淀积、涂敷抗蚀剂、焙烧、曝光、蚀刻等的步骤来形成的遮光膜(黑阵)成为导致进一步降低成品率的一个要因。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于通过不增加另外的步骤地形成遮光膜，来提供一种可见度高的液晶显示器件。

本发明的液晶显示器件具有在有源矩阵衬底和相对衬底之间封入液晶的结构，所述有源矩阵衬底在衬底上形成有由多个TFT、布线、以及第一电极(像素电极)等构成的像素部分等，所述相对衬底在衬底上形成有第二电极(相对电极)以及着色膜等。形成TFT的电极和布线等的导电膜的一部分用作像素部分中的遮光膜，所述TFT的电极和布线等形成在有源矩阵衬底上。本发明的具体结构是一种液晶显示器件，包括：中间夹着栅极绝缘膜形成在栅极和栅极线上的半导体膜；形成在所述半导体膜上的绝缘体；形成在所述半导体膜上的与所述绝缘体不重叠且彼此不接触的源极区域和漏极区域；形成在所述源极区域和漏极区域上的源极和漏极；形成在所述绝缘体上的遮光膜；以及形成在所述遮光膜、所述源极、以及所述漏极上的保护膜，其中所述绝缘体被形成在所述源极区域和所述漏极区域之间，并且所述保护膜与所述绝缘体的两个侧面接触。

此外，本发明的另一结构是一种液晶显示器件，包括：中间夹着栅极绝缘膜形成在由第一导电膜形成的栅极和栅极线上的第一半导体膜；形成在所述第一半导体膜上的第一绝缘体和第二绝缘体；通过从形成在所述第一半导体膜、所述第一绝缘体、以及所述第二绝缘体上的由第二半导体膜得到的彼此不接触的源极区域和漏极区域；以及由形成在所述第二半导体膜上的遮光性的第二导电膜得到的彼此不接触的源极、漏极、源极线、第一遮光膜、以及第二遮光膜，其中在所述第一绝缘体上形成所述第一遮光膜，在所述第二绝缘体上形成所述源极线，所述第一遮光膜被形成在与所述栅极重叠的位置上，并且所述源极线电连接到所述源极。

此外，本发明的另一结构是一种液晶显示器件，包括：中间夹着栅极绝缘膜形成在由第一导电膜形成的栅极和栅极线上的第一半导体膜；形成在所述第一半导体膜上的第一绝缘体和第二绝缘体；由形成在所述第一半导体膜、所述第一绝缘体、以及所述第二绝缘体上的第二半导体膜得到的彼此不接触的源极区域和漏极区域；以及由形成在所述第二半导体膜上的遮光性的第二导电膜得到的彼此不接触的源极、漏极、源极线、第一遮光膜、以及第二遮光膜，其中所述源极线形成在所述第二绝缘体上而且其一部分与所述栅极线重叠。

此外，本发明的另一结构是一种液晶显示器件，包括：中间夹着栅极绝缘膜形成在由第一导电膜形成的栅极和栅极线上的第一半导体膜；形成在所述第一半导体膜上的第一绝缘体和第二绝缘体，由形成在所述第一半导体膜、所述第一绝缘体、以及所述第二绝缘体上的第二半导体膜得到的彼此不接触的源极区域和漏极区域；以及由形成在所述第二半导体膜上的遮光性的第二导电膜得到的彼此不接触的源极、漏极、源极线、第一遮光膜、以及第二遮光膜，其中电连接到所述漏极的第一电极(像素电极)以及将所述源极线和所述源极电连接的辅助布线由相同的导电膜形成。

此外，本发明的另一结构是一种液晶显示器件，包括：中间夹着栅极绝缘膜形成在由第一导电膜形成的栅极和栅极线上的第一半导体膜；形成在所述第一半导体膜上的第一绝缘体和第二绝缘体；由形成在所述第一半导体膜、所述第一绝缘体、以及所述第二绝缘体上的第二半导体膜得到的彼此不接触的源极区域和漏极区域；以及由形成在所述第二半导体膜上的遮光性的第二导电膜得到的彼此不接触的源极、漏极、源极线、第一遮光膜、以及第二遮光膜，其中所述第二遮光膜被形成在与所述第一绝缘体和所述第二绝缘体不重叠的位置上，并且电连接到所述漏极的第一电极重叠于所述第二遮光膜的一部分。

再者，本发明为一种液晶显示器件的制造方法，具体包括如下步骤：在由第一导电膜形成的栅极和栅极线上形成栅极绝缘膜；在所述栅极绝缘膜上形成第一半导体膜；在所述第一半导体膜的一部分上形成第一绝缘体和第二绝缘体；在所述第一半导体膜、所述第一绝缘体、以及所述第二绝缘体上形成第二半导体膜，并且在与第一绝缘体以及第二绝缘体不重叠的位置上不接触地分别形成源极区域和漏极区域；在所述第二半导体膜上形成遮光性的第二导电膜，并且分别在所述源极区域上、所述漏极区域上、所述第一绝缘体上、所述第二绝缘体上、以及与所述第一绝缘体和所述第二绝缘体不重叠的位置上不接触地形成源极、漏极、第一遮光膜、源极线、以及第二遮光膜。

此外，本发明的的另一结构是一种液晶显示器件的制造方法，包括如下步骤：在由第一导电膜形成的栅极和栅极线上形成栅极绝缘膜；在所述栅极绝缘膜上形成第一半导体膜；在所述第一半导体膜的一部分上形成第一绝缘体和第二绝缘体；在所述第一半导体膜、所述第一绝缘体、以及所述第二绝缘体上形成第二半导体膜，并且在与第一绝缘体和第二绝缘体不重叠的位置上不接触地分别形成源极区域和漏极区域；在所述第二半导体膜上形成遮光性的第二导电膜，并且分别在所述源极区域上、所述漏极区域上、所述第一绝缘体上、所述第二绝缘体上、以及与所述第一绝缘体和所述第二绝缘体不重叠的位置上不接触地形成源极、漏极、第一遮光膜、源极线、以及第二遮光膜；并且由相同的导电膜同时形成电连接到所述漏极的第一电极与将所述源极线和所述源极电连接的连接布线。

此外，本发明的另一结构是一种液晶显示器件的制造方法，包括如下步骤：在由第一导电膜形成的栅极和栅极线上形成栅极绝缘膜；在所述栅极绝缘膜上形成第一半导体膜；在所述第一半导体膜的一部分上形成第一绝缘体和第二绝缘体；在所述第一半导体膜、所述第一绝缘体、以及所述第二绝缘体上形成第二半导体膜，并且在与第一绝缘体和第二绝缘体不重叠的位置上不接触地分别形成源极区域和漏极区域；在所述第二半导体膜上形成遮光性的第二导电膜，并且分别在所述源极区域上、所述漏极区域上、所述第一绝缘体上、所述第二绝缘体上、以及与所述第一绝缘体和所述第二绝缘体不重叠的位置上不接触地形成源极、漏极、第一遮光膜、源极线、以及第二遮光膜；并且与所述第二遮光膜的一部分重叠地形成电连接到所述漏极的第一电极。

注意，在上述各种结构中，所述第二半导体膜由以硅或硅-锗为主要成分的非晶半导体或半晶半导体中的一种构成。

此外，在上述各种结构中，所述第一绝缘体和所述第二绝缘体的厚度比所述第二半导体膜和所述第二导电膜的叠层膜的厚度厚。

在本发明的液晶显示器件中，不仅由多个TFT和布线等构成的驱动电路、多个TFT、布线、以及像素电极等，而且遮光膜也不增加另外步骤地形成在有源矩阵衬底上，所述有源矩阵衬底为液晶被封入其中的一对衬底中的一个。根据本发明，不需要如常规的技术那样通过另外的步骤形成遮光膜，从而可以谋求提高当制造液晶显示器件时的成品率，同时提供可见度高的液晶显示器件。

此外，在本发明的液晶显示器件中，当形成在有源矩阵衬底上的TFT为具有由非晶半导体或半晶半导体构成的激活层的底栅型TFT并且在相对衬底一侧设置有光源时，具有将遮光膜提供在与TFT的激活层重叠的位置上的结构。由此，除了上述效果之外，当驱动TFT时还可以防止在源极区域和漏极区域之间发生漏泄电流。在这种情况下，通过将底栅型TFT形成为沟道停止(保护)型，就可以不增加制造步骤地提供遮光膜。

附图说明

图1为描述有源矩阵衬底的结构的图；

图2A和2B分别为有源矩阵衬底的平面图以及截面图；

图3A和3B分别为有源矩阵衬底的平面图以及截面图；

图4A和4B分别为有源矩阵衬底的平面图以及截面图；

图5A和5B为描述本发明的液晶显示面板的图；

图6A至6C为描述本发明的液晶显示面板的驱动电路的图；

图7为描述液晶显示器件的图；

图8A至8F为描述电子设备的图。

本发明的选择图为图1

实施方式

下面，关于本发明的实施方式将参照附图给予说明。但是，本发明可能通过多种不同的方式来实施，所属领域的普通人员可以很容易地理解一个事实就是其方式和详细内容可以被变换为各种各样的形式，而不脱离本发明的宗旨及其范围。因此，本发明不应该被解释为仅限定在实施方式所记载的内容中。

实施方式1

在实施方式1中，将使用图1对可以适用于本发明的液晶显示器件的有源矩阵衬底的结构进行说明。

在图1中，在衬底101上形成底栅型薄膜晶体管(TFT)120。作为衬底101，可以使用玻璃衬底、石英衬底、由诸如氧化铝的陶瓷等绝缘物质形成的衬底、塑料衬底、硅片或金属板等。

此外，虽然没有示出于图1中，然而，可以在衬底101上还形成有氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、或它们的叠层膜等作为阻挡膜，以便防止杂质从衬底101混入到半导体膜等。

在衬底101上形成有栅极线102和其一部分的栅极103。作为栅极线102和栅极103，可以使用由Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cr、Cd、Zn、Fe、Ti、Zr、Ba、Nd等金属元素构成的膜、由以上述元素为主要成分的合金材料构成的膜、Mo、Al和Mo按顺序层叠的叠层膜、Ti、Al和Ti的叠层膜、MoN、Al-Nd和MoN的叠层膜、Mo、Al-Nd和Mo的叠层膜、Cr和Al的叠层膜、由金属氮化物等的化合物材料构成的膜、由含有受主(acceptor)元素或施主(donor)元素的Si、SiGe构成的膜、用作透明导电膜的铟锡氧化物(ITO：氧化铟锡)膜、将2至20wt％的氧化锌(ZnO)混合到氧化铟的IZO(氧化铟锌)膜、或具有氧化硅的ITO等。栅极线102和栅极103的厚度优选为200nm或更厚，更优选为300至500nm。

在栅极线102和栅极103上形成有绝缘膜104，其一部分为TFT120的栅极绝缘膜。绝缘膜104(包括栅极绝缘膜)由氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、或其他含硅的绝缘膜等以单层或叠层结构形成。绝缘膜104的厚度优选为10至150nm，更优选为30至70nm。

在其一部分包括栅极绝缘膜的绝缘膜104上形成有第一半导体膜105。作为第一半导体膜105，可以使用这样的膜，即具有选自以硅或硅-锗(SiGe)等为主要成分的非晶半导体、以及具有非晶状态和结晶状态之间的结构的半晶半导体(以下示为SAS)中的任何状态。具有微晶状态的半晶半导体被称作微晶(以下示为μc)，其中可以观察到0.5至20nm的晶粒。除了上述主要成分之外，还可以包含磷、砷、以及硼等受主元素或施主元素。第一半导体膜105的厚度优选为10至150nm，更优选为30至70nm。

在第一半导体膜105上形成有第一绝缘体106、第二绝缘体107、以及第三绝缘体(未图示)。注意，对于第三绝缘体将在实施方式2中进行说明。

第一绝缘体106、第二绝缘体107、以及第三绝缘体由氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、以及其他含硅的绝缘膜以单层或叠层结构形成。第一绝缘体106、第二绝缘体107、以及第三绝缘体的厚度被形成得比之后要形成的源极区域108和源极110的叠层膜的厚度以及漏极区域109和漏极111的叠层膜的厚度厚。具体而言，其厚度优选为500nm或更厚。通过以该厚度形成第一绝缘体106、第二绝缘体107、以及第三绝缘体，在之后的步骤中可以由相同的导电膜不接触地分别形成源极110、漏极111、第一遮光膜112、源极线113、第二遮光膜114、以及第三遮光膜(未图示)。此外，这些绝缘体优选形成为大致垂直的形状或倒锥形。在此所说的锥角度是绝缘体的侧面和底面构成的倾斜角度，也就是说，倒锥形就是锥角度为大于90°的形状，而大致垂直就是90°(±1°)。

在第一半导体膜105、第一绝缘体106、第二绝缘体107、以及第三绝缘体上形成有由第二半导体膜构成的源极区域108和漏极区域109。第二半导体膜由以硅或硅-锗(SiGe)等为主要成分的非晶半导体膜、SAS膜和μc膜等的半导体膜形成。在此使用的第二半导体膜除了上述主要成分之外还包含磷、砷、硼等的受主元素或施主元素。第二半导体膜的厚度优选为10至150nm，更优选为30至70nm。

在源极区域108上形成源极110，在漏极区域109上形成漏极111，与第一绝缘体106重叠地形成第一遮光膜112，与第二绝缘体107重叠地形成源极线113，与第一绝缘体106和第二绝缘体107不重叠地形成第二遮光膜114，并且与第三绝缘体重叠地形成第三遮光膜(未图示)。

源极110、漏极111、第一遮光膜112、源极线113、以及第二遮光膜114通过使用遮光性导电材料而形成，其厚度优选为200nm或更厚，更优选为300至500nm。作为在此使用的导电材料，可以举出由Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cr、Cd、Zn、Fe、Ti、Zr、以及Ba等的金属元素构成的膜、由以上述元素为主要成分的合金材料构成的膜、或者由金属氮化物等的化合物材料构成的膜等。此外，还可以使用由含有受主元素或施主元素的Si、SiGe构成的膜。

上述薄膜中，第一遮光膜112、第二遮光膜114、以及第三遮光膜(未图示)以覆盖在有源矩阵衬底上的像素部分的像素周围的方式被形成，所以具有作为遮光膜的功能，所述遮光膜当进行图像显示时防止漏光。

栅极103和第一遮光膜112彼此部分地重叠，并且栅极线102和源极线113彼此部分地重叠。然而，根据本发明，在栅极103和第一遮光膜112之间夹有第一绝缘体106，而在栅极线102和源极线113之间夹有第二绝缘体107，从而可以降低形成在各个重叠部分的寄生电容。

再者，如图1所示那样在形成于衬底上的TFT120的结构为底栅型的情况下，通过与第一半导体膜105的一部分(TFT120的沟道形成区)重叠地提供第一遮光膜112，即使在从衬底101的形成有TFT120的一面照射光的情况下，也可以防止光照射到TFT120的激活层(沟道形成区)。由于防止了光照射到TFT120的激活层(沟道形成区)，所以当驱动TFT120时可以防止诸如在源极区域和漏极区域之间发生漏泄电流等的对于电特性的影响。

在源极110、漏极111、第一遮光膜112、源极线113、第二遮光膜114、以及绝缘膜104上形成覆盖它们的保护膜115。保护膜115由氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、或其他含硅的绝缘膜等以单层或叠层结构形成。保护膜115的厚度优选为100至500nm，更优选为200至300nm。

还形成像素电极116和辅助布线117，所述像素电极116通过形成在漏极111上的保护膜115的一部分中的开口部分电连接到漏极111，所述辅助布线117通过形成在源极线113以及源极110上的保护膜115的一部分中的开口部分电连接到源极线113和源极110。注意，像素电极116和辅助布线117通过使用相同的导电材料同时形成，其厚度优选为10至150nm，更优选为40至100nm。

作为在此使用的导电材料，可以举出用作透明导电膜的铟锡氧化物(ITO：氧化铟锡)、将2至20wt％的氧化锌(ZnO)混合到氧化铟中的IZO(氧化铟锌)、或具有氧化硅的ITO等。

通过在上述的本发明的有源矩阵衬底上形成定向膜，并且在相对衬底上形成相对电极、着色层(也称作彩色滤光器)、以及定向膜等。然后，中间夹着液晶层将有源矩阵衬底附上相对衬底，以形成液晶显示面板。

在本发明中，与第一绝缘体106同时形成第二绝缘体和第三绝缘体，所述第一绝缘体106为了形成底栅型TFT120的源极110和漏极111而被形成在有源矩阵衬底上。此外，可以由与形成源极110和漏极111相同的导电膜同时不接触地形成第一遮光膜112、第二遮光膜114、第三遮光膜(在此未图示)、以及源极线113。

被不接触地形成了的源极线113和源极110通过辅助布线117彼此电连接，该辅助布线117与电连接到TFT120的像素电极116同时形成。

因此，具有本发明的结构的有源矩阵衬底，可以具备防止在像素部分中的漏光的遮光膜(第一遮光膜112、第二遮光膜114、第三遮光膜)和底栅型TFT的激活层(沟道形成区)的遮光膜(第一遮光膜112)，而不增加另外的制造步骤。

实施方式2

在实施方式2中，将使用图2A至图4B对在实施方式1说明了的有源矩阵衬底的制造方法进行说明。注意，图2A、3A、以及4A为有源矩阵衬底的像素部分的平面图，而图2B、3B、以及4B分别为沿图2A、3A、以及4A中的线A-A’的截面图。在图2A至4B中使用共同符号来说明。

如图2A和2B所示，在衬底201上形成第一导电膜203。第一导电膜203通过溅射法、PVD法、CVD法、液滴喷射法、印刷法、电镀法等淀积方法由Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Zr、Ba、Nd等的金属元素、以上述元素为主要成分的合金材料、金属氮化物等的化合物材料、含有受主元素或施主元素的Si和SiGe、用作透明导电膜的铟锡氧化物(ITO：氧化铟锡)、将2至20wt％的氧化锌(ZnO)混合到氧化铟的IZO(氧化铟锌)、或具有氧化硅的ITO等形成。

通过对第一导电膜203进行构图，形成栅极线204和保持电容线205，并且将栅极207与之后要形成的第一绝缘体206重叠地形成在栅极线204的一部分中。在使用溅射法和CVD法等淀积方法来形成第一导电膜203的情况下，通过液滴喷射法、光刻、以及使用激光束直接描述装置对感光材料进行曝光且显影的方法等在导电膜上形成掩模。然后，使用该掩模对导电膜进行构图以使它具有所要求的形状。

在使用液滴喷射法的情况下，由于可以直接形成图形，所以从排放口(下文中示为喷嘴)喷射并加热在有机树脂中溶解或分散有上述金属颗粒的液状物质，以形成栅极线204、保持电容线205、以及栅极207。有机树脂可以使用选自用作金属颗粒的粘合剂(binder)、溶剂、分散剂、以及涂料的有机树脂中的一种或多种。典型的是，可以使用聚酰亚胺、丙烯酸、酚醛清漆树脂、蜜胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂、硅树脂、呋喃树脂、苯二酸二烯丙酯树脂等、以及已知的有机树脂。

注意，液状物质的粘度优选为5至20mPa·s。这是因为为了防止干燥并且从排放口平滑喷射金属颗粒的缘故。此外，液状物质的表面张力优选为40m/N或更小。注意，可以根据使用的溶剂和用途适当地控制液状物质的粘度等。

包含在液状物质中的金属颗粒的直径可以为几nm至10μm，然而为了防止喷嘴的阻塞并且制造高精密的图形，其直径优选尽量小。更优选的是使用粒径为0.1μm或更小的金属颗粒。

接着，形成在其一部分包括栅极绝缘膜的绝缘膜208。绝缘膜208通过CVD法和溅射法等淀积方法由氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、以及其他含硅的绝缘膜等以单层或叠层结构形成。绝缘膜208的厚度优选为10至150nm，更优选为30至70nm。

接着，形成第一半导体膜209。第一半导体膜209通过CVD法和溅射法等淀积方法由以硅、硅-锗(SiGe)等为主要成分的非晶半导体膜、SAS膜和μc膜等的膜形成。在第一半导体膜209中除了上述主要成分之外还可以包含磷、砷、硼等的受主元素或施主元素。第一半导体膜209的厚度优选为10至150nm，更优选为30至70nm。

在第一半导体膜209上形成第一绝缘体206、第二绝缘体210、以及第三绝缘体211。第一绝缘体206、第二绝缘体210、以及第三绝缘体211通过如下步骤而形成：通过等离子体CVD法和溅射法等淀积方法形成氧化硅模、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、以及其他含硅的绝缘膜(单层结构和叠层结构都行)等的绝缘膜，通过液滴喷射法、光刻步骤、以及使用激光束直接描述装置曝光并且显影感光材料的方法等在绝缘膜上形成掩模，并且使用该掩模对所述绝缘膜进行构图并使它形成为所要求的形状。

第一绝缘体206、第二绝缘体210、以及第三绝缘体211的厚度被形成得比之后要形成的源极区域212和源极214的叠层膜的厚度以及漏极区域213和漏极215的叠层膜的厚度厚。具体而言，第一绝缘体206、第二绝缘体210、以及第三绝缘体211的厚度优选为500nm或更厚。

注意，因为与第一半导体膜209接触的面需要具有致密的膜质量，所以第一绝缘体206、第二绝缘体210、以及第三绝缘体211优选通过等离子体CVD法形成。然而，该淀积步骤需要长时间。由此，尤其在厚度厚的情况下，可以通过调整淀积条件等在第一半导体膜209上以200nm或更薄的厚度形成致密的绝缘膜，随后连续形成粗糙(多孔)的膜质量的绝缘膜，以形成500nm或更厚的膜。

接着，如图3A和3B所示那样形成呈现一个导电类型的第二半导体膜。第二半导体膜通过CVD法和溅射法等的淀积方法来形成。在此形成的以硅、硅-锗(SiGe)等为主要成分的非晶半导体膜、SAS膜、μc膜等的膜中，除了上述主要成分之外还包含磷、砷、硼等受主元素或施主元素。注意，第二半导体膜的形成在第一绝缘体206、第二绝缘体210、以及第三绝缘体211上的部分与形成在第一半导体膜209上的部分彼此不接触。形成在第一半导体膜209上的第二半导体膜的一部分为TFT225的源极区域212和漏极区域213(参照图3B)。

再者，在第二半导体膜上形成第二导电膜。第二导电膜的厚度优选为200nm或更厚，更优选为300至700nm。作为用于第二导电膜的遮光性导电材料，可以举出由Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Zr、以及Ba等的金属元素构成的膜、由以上述元素为主要成分的合金材料构成的膜、或由金属氮化物等化合物材料构成的膜等。此外，还可以使用由包含受主元素或施主元素的Si、SiGe构成的膜。注意，第二导电膜与第二半导体膜相同，被第一绝缘体206、第二绝缘体210、以及第三绝缘体211分离而形成。

再者，将第二导电膜形成为所要求的形状，以形成源极214、漏极215、源极线216、第一遮光膜217、第二遮光膜218、以及第三遮光膜219。此外，以源极214、漏极215、源极线216、第一遮光膜217、第二遮光膜218、以及第三遮光膜219为掩模蚀刻第一半导体膜209和第二半导体膜，以得到所要求的形状。通过上述步骤，形成源极区域212、漏极区域213、以及沟道形成区220(图3B)。注意，为了将第二导电膜形成为所要求的形状，可以采用以下方法，即通过液滴喷射法、光刻步骤、以及使用激光束直接描述装置曝光并且显影感光材料的方法等在第二导电膜上形成掩模，并且使用该掩模将第二导电膜蚀刻成所要求的形状。

上述薄膜中，第一遮光膜217、第二遮光膜218、以及第三遮光膜219以覆盖在有源矩阵衬底上的像素部分的像素周围的方式而被形成，所以具有作为遮光膜的功能，所述遮光膜当显示图像时防止漏光。

栅极207和第一遮光膜217彼此部分地重叠，并且栅极线204和源极线216彼此部分地重叠。然而，根据本发明，在栅极207和第一遮光膜217之间夹有第一绝缘体206，而在栅极线204和源极线216之间夹有第二绝缘体210，从而可以降低形成在各个重叠部分的寄生电容。

再者，如图3A和3B所示那样在形成于衬底上的TFT225的结构为底栅型的情况下，通过与第一半导体膜209的一部分(TFT225的沟道形成区)重叠地提供第一遮光膜217，即使在从衬底201的形成有TFT225的一面照射光的情况下，也可以防止光照射到TFT225的激活层(沟道形成区)。由于防止了光照射到TFT225的激活层(沟道形成区)，所以，当驱动TFT225时可以防止诸如在源极区域和漏极区域之间发生漏泄电流等的对于电特性的影响。

接着，形成保护膜221。保护膜221通过等离子体CVD法、溅射法等淀积方法由氧化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜、以及氧氮化硅膜等的绝缘膜以单层或叠层结构形成。保护膜221的厚度优选为100至500nm，更优选为200至300nm。

与漏极215重叠地在保护膜221的一部分中形成开口部，并且在该开口部形成电连接到漏极215的像素电极222(图3A至4B)。此时，也与源极线216和源极214重叠地在保护膜221的一部分中形成开口部，并且在该开口部形成将源极线216和源极214电连接的辅助布线223。

像素电极222和辅助布线223通过对透明导电膜形成构图而被形

成，所述透明导电膜为通过溅射法、气相淀积法、CVD法、或涂敷法等形成的铟锡氧化物(ITO：氧化铟锡)、将2至20wt％的氧化锌(ZnO)混合到氧化铟的IZO(氧化铟锌)、以及具有氧化硅作为其组成物的ITO等。像素电极222和辅助布线223的厚度优选为10至150nm，更优选为40至100nm。

此外，如图4A和4B所示那样，在保持电容线205和像素电极222的一部分重叠的部分中形成保持电容224。

通过上述步骤，可以形成如图4A和4B所示的有源矩阵衬底。

在得到如图4A和4B所示的有源矩阵衬底之后，在有源矩阵衬底和相对衬底的衬底表面上形成定向膜，并粘结这两个衬底。然后，在有源矩阵衬底和相对衬底之间注入液晶材料，并由密封剂完全密封，以形成液晶显示面板。在此虽然描述单栅结构的TFT，然而TFT的结构不局限于此。还可以为具有多个沟道形成区的多栅型TFT，例如还可以为在平面上并列设置有两个栅极而具有两个沟道形成区的双栅型TFT。注意，对于液晶显示面板的结构，将在实施方式3详细地说明。

实施方式3

在本实施方式中，将参照图5A和5B对本发明的液晶显示面板的结构进行说明。图5A为由第一密封剂503和第二密封剂504密封作为有源矩阵衬底的第一衬底501和作为相对衬底的第二衬底502之间而得到的面板的俯视图。图5B相当于沿图5A中的线A-A’的截面图。将在实施方式1或实施方式2中所说明的有源矩阵衬底用作第一衬底501。

在图5A中，由虚线围绕的505为像素部分，并且506为驱动电路部分。在本实施方式中，像素部分505形成在由第一密封剂503和第二密封剂504密封的区域中，而驱动电路部分506安装在该区域之外。

用于密封第一衬底501和第二衬底502之间的空间的第一密封剂503和第二密封剂504含有用于保持密封空间的间隔的间隙材料(gapmaterial)。在由第一和第二衬底以及第一和第二密封剂围绕的空间中填充有液晶材料。

接着，将使用图5B说明截面结构。在第一衬底501上形成有像素部分505，该像素部分505包括以TFT为典型的多个半导体元件。在本实施方式中，安装在衬底上的驱动电路部分506包括源极信号线驱动电路和栅极信号线驱动电路。

像素部分505包括多个像素，并且在各个多个像素中的作为像素电极的第一电极511通过布线电连接到驱动TFT513。另一方面，在第二衬底502上形成有着色层(彩色滤光器)514和作为相对电极的第二电极515。在第一电极511和第二电极515上分别形成有定向膜516和517，并且具有在这些定向膜516和517之间夹有液晶层512的结构。由第一电极511和第二电极515夹液晶层512而构成的部分为液晶元件510。

符号518为柱状间隔物，该间隔物是为了控制第一衬底501和第二衬底502之间的距离(单元间隙)而提供的。将绝缘膜蚀刻成所要求的形状来形成间隔物518。注意，还可以使用球状间隔物。

供给到像素部分505和驱动电路部分506的各种信号和电位通过连接布线519从FPC520供给。连接布线519和FPC520通过各向异性导电膜或各向异性导电树脂521彼此电连接。注意，可以使用焊接剂等的导电膏而代替各向异性导电膜或各向异性导电树脂。

虽然没有示出于图上，然而在第一衬底501和第二衬底502的一方或双方的表面上由接合剂固定有偏振片。注意，除了偏振片之外还可以提供相位差板。

实施方式4

在本实施方式中，将使用图6A至6C说明在本发明的液晶显示面板上安装驱动电路的方法。

在图6A的情况下，源极信号线驱动电路602以及栅极信号线驱动电路603a、603b安装在像素部分601的外围。即，通过用众所周知的各向异性导电粘合剂以及各向异性导电薄膜的安装方法、COG方式、引线键合方法、以及用焊接凸块的回流处理等在衬底600上安装IC芯片605，而可以安装源极信号线驱动电路602以及栅极信号线驱动电路603a、603b等。注意，IC芯片605通过FPC(柔性印刷电路)606与外部电路连接。

注意，可以将源极信号线驱动电路602的一部分，例如模拟开关集成地形成在衬底上，并且使用IC芯片另外安装其它部分。

此外，在图6B的情况下，将像素部分601、栅极信号线驱动电路603a、603b等集成地形成在衬底上，并且使用IC芯片另外安装源极信号线驱动电路602等。也就是说，通过COG方式等安装方法，在集成地形成有像素部分601和栅信号线驱动电路603a、603b等的衬底600上安装IC芯片605，由此安装源极信号线驱动电路602等。注意，IC芯片605通过FPC606与外部电路连接。

注意，可以将源极信号线驱动电路602的一部分，例如模拟开关集成地形成在衬底上，并且使用IC芯片另外安装其他部分。

而且，在图6C的情况下，通过TAB方式安装源极信号线驱动电路602等。注意，IC芯片605通过FPC606与外部电路连接。在图6C中，通过TAB方式安装源极信号线驱动电路602等，然而，也可以通过TAB方式安装栅极信号线驱动电路等。

当通过TAB方式安装IC芯片605时，相对于衬底可以提供较大的像素部分，因而，可以实现窄框化。

此外，还可以安装形成在玻璃衬底上的IC(以下写为驱动IC)以代替IC芯片605。由于IC芯片605从圆形的硅片中取出IC芯片，所以对母体衬底的形状有限制。另一方面，驱动IC的母体衬底为玻璃，对其形状没有限制，所以可以提高生产率。因此，可以任意设定驱动IC的形状和尺寸。例如，当形成长边具有15至80mm的长度的驱动IC时，与安装IC芯片的情况相比可以减少所必需的数量。结果，可以减少连接端子的数量，从而提高制造时的成品率。

驱动IC可以使用形成在衬底上的结晶半导体而形成，结晶半导体优选通过辐照连续振荡型的激光束来形成。通过辐照连续振荡型的激光束而获得的半导体膜，结晶缺陷少，并具有大颗粒的晶粒。结果，具有这种半导体膜的晶体管的迁移率和响应速度良好，能够执行高速驱动，因此适合于驱动IC。

实施方式5

在本实施方式中，将使用图7的截面图，对组合在本发明的液晶显示器件中并且用白色灯进行彩色显示的液晶模块进行说明。注意，在实施方式5中说明的液晶模块，可以使用通过执行实施方式1至4而形成的液晶显示面板。

如图7所示，有源矩阵衬底701和相对衬底702由密封剂703固定，并且在其之间提供液晶层705以形成液晶显示面板。

另外，形成在有源矩阵衬底701上的着色膜706是当进行彩色显示时所必需的。在RGB方式的情况下，向每个像素提供对应于红、绿和蓝每种颜色的着色膜。在有源矩阵衬底701和相对衬底702的内侧形成定向膜718和719。在有源矩阵衬底701和相对衬底702的外侧设置偏振片707和708。另外，在偏振片707的表面上形成保护膜709，以减轻来自外部的冲撞。

提供在有源矩阵衬底701的连接端子710通过FPC711与布线衬底712连接。在布线衬底712中组合有像素驱动电路(IC芯片、驱动IC等)以及外部电路713诸如控制电路或电源电路等。

冷阴极管714、反射板715、光学薄膜716、以及反相器(未图示)为背景光单元，通过使用它们作为光源，将光投射到液晶显示面板上。由挡板(bezel)717保持和保护液晶显示面板、光源、布线衬底712、FPC711等。

实施方式6

作为具备本发明的液晶显示器件的电子设备，可以举出电视装置(有时只称之为电视或电视接收机)、数码相机、数码摄像机、便携式电话机(有时只称之为移动电话或手机)、PDA等便携式信息终端、便携式游戏机、用于计算机的监视器、计算机、汽车音响等声音再现装置、和家用游戏机等的具有记录介质的图像再现装置等。将参照图8A至8F说明其优选的形态。

图8A中所示的电视装置包括主体8001、显示部分8002等。对于该显示部分8002可以适用本发明的液晶显示器件。注意，在本发明的液晶显示器件中，因为遮光膜形成在有源矩阵衬底上，所以可防止从像素电极之间等部分漏光。由此，可以提供一种能够实现可见度高的图像显示的电视装置。

图8B中所示的便携式信息终端设备包括主体8101、显示部分8102等。对于该显示部分8102可以适用本发明的液晶显示器件。注意，在本发明的液晶显示器件中，因为遮光膜形成在有源矩阵衬底上，所以可防止从像素电极之间等部分漏光。由此，可以提供一种能够实现可见度高的图像显示的便携式信息终端设备。

图8C中所示的数码摄像机包括主体8201、显示部分8202等。对于该显示部分8202可以适用本发明的液晶显示器件。注意，在本发明的液晶显示器件中，因为遮光膜形成在有源矩阵衬底上，所以可防止从像素电极之间等部分漏光。由此，可以提供一种能够实现可见度高的图像显示的数码摄像机。

图8D中所示的手机包括主体8301、显示部分8302等。对于该显示部分8302可以适用本发明的液晶显示器件。注意，在本发明的液晶显示器件中，因为遮光膜形成在有源矩阵衬底上，所以可防止从像素电极之间等部分漏光。由此，可以提供一种能够实现可见度高的图像显示的手机。

图8E中所示的便携式电视装置包括主体8401、显示部分8402等。对于该显示部分8402可以适用本发明的液晶显示器件。注意，在本发明的液晶显示器件中，因为遮光膜形成在有源矩阵衬底上，所以可防止从像素电极之间等部分漏光。由此，可以提供一种能够实现可见度高的图像显示的便携式电视装置。另外，作为这种电视装置，可以将本发明的液晶显示器件广泛地适用于如便携式电话等的搭载在便携式信息终端中的小型结构、能搬运的中型结构、或者大型结构(例如40英寸或更大)。

图8F中所示的液晶监视器包括主体8501、显示部分8502等。对于该显示部分8502可以适用本发明的液晶显示器件。注意，在本发明的液晶显示器件中，因为遮光膜形成在有源矩阵衬底上，所以可防止从像素电极之间等部分漏光。由此，可以提供一种能够实现可见度高的图像显示的液晶监视器。

如上所述，通过将可防止从像素电极之间等部分漏光的本发明的液晶显示器件使用于其显示部分，而可以提供可实现可见度高的图像显示的电子设备。

本发明根据2005年8月12日在日本专利局受理的日本专利申请编号2005-234160而制作，所述申请内容包括在本说明书中。

Claims (27)

1.一种液晶显示器件，包括：

中间夹着栅极绝缘膜形成在栅极和栅极线上的第一半导体膜；

形成在所述第一半导体膜上的第一绝缘体和第二绝缘体；

形成在所述第一半导体膜上的与所述第一绝缘体和所述第二绝缘体不重叠且彼此不接触的源极区域和漏极区域；

形成在所述第一半导体膜上的第二半导体膜；

形成在所述第一绝缘体和所述第二绝缘体上的第三半导体膜；

形成在所述源极区域和漏极区域上的源极和漏极；

中间夹着所述第三半导体膜形成在所述第一绝缘体上的第一遮光膜；

中间夹着所述第三半导体膜形成在所述第二绝缘体上的源极线；以及

形成在所述第二半导体膜上的第二遮光膜，

其中，所述第一绝缘体形成在所述源极区域和所述漏极区域之间，

与所述第二绝缘体的一部分接触地形成所述第二半导体膜，

所述源极区域、所述漏极区域、所述第二半导体膜、以及所述第三半导体膜由相同的导电材料形成，并且

所述源极、所述漏极、所述源极线、所述第一遮光膜、以及所述第二遮光膜由相同的遮光性导电膜形成。

2.根据权利要求1的液晶显示器件，其中所述源极区域、所述漏极区域、所述第二半导体膜、以及所述第三半导体膜具有相同的厚度，并且所述源极、所述漏极、所述源极线、所述第一遮光膜、以及所述第二遮光膜具有相同的厚度。

3.根据权利要求1的液晶显示器件，其中与所述栅极重叠地形成所述第一遮光膜，并且所述源极线电连接到所述源极。

4.根据权利要求1的液晶显示器件，其中所述源极线的一部分与所述栅极线重叠。

5.根据权利要求1的液晶显示器件，所述液晶显示器件还包括电连接到所述漏极的电极；以及将所述源极线和所述源极电连接的辅助布线，其中所述电极和所述辅助布线由相同的导电膜形成。

6.根据权利要求1的液晶显示器件，其中与所述第一绝缘体和所述第二绝缘体不重叠地形成所述第二遮光膜，并且电连接到所述漏极的电极与所述第二遮光膜的一部分重叠。

7.根据权利要求1的液晶显示器件，其中所述第一半导体膜由以硅或硅-锗为主要成分的非晶半导体构成。

8.根据权利要求1的液晶显示器件，其中所述第二半导体膜和所述第三半导体膜由以硅或硅-锗为主成分的非晶半导体构成，所述非晶半导体包含受主元素或施主元素。

9.根据权利要求1的液晶显示器件，其中所述第一绝缘体和所述第二绝缘体的厚度比所述源极区域和所述源极的叠层膜的厚度厚。

10.一种液晶显示器件的制造方法，包括如下步骤：

在由第一导电膜形成的栅极和栅极线上形成栅极绝缘膜；

在所述栅极绝缘膜上形成第一半导体膜；

在所述第一半导体膜的一部分上形成第一绝缘体和第二绝缘体；

在所述第一半导体膜、所述第一绝缘体、以及所述第二绝缘体上形成第二半导体膜，以与所述第一绝缘体和所述第二绝缘体不重叠地分别形成源极区域和漏极区域；

在所述第二半导体膜上形成具有遮光性的第二导电膜，以分别在所述源极区域上形成源极、在所述漏极区域上形成漏极、在所述第一绝缘体上形成第一遮光膜、在所述第二绝缘体上形成源极线、以及在与所述第一绝缘体和所述第二绝缘体不重叠的位置上形成第二遮光膜。

11.根据权利要求10的液晶显示器件的制造方法，其中所述第一半导体膜由以硅或硅-锗为主要成分的非晶半导体构成。

12.根据权利要求10的液晶显示器件的制造方法，其中所述第一绝缘体和所述第二绝缘体的厚度比所述第二半导体膜和所述第二导电膜的叠层膜的厚度厚。

13.一种液晶显示器件的制造方法，包括如下步骤：

在由第一导电膜形成的栅极和栅极线上形成栅极绝缘膜；

在所述栅极绝缘膜上形成第一半导体膜；

在所述第一半导体膜的一部分上形成第一绝缘体和第二绝缘体；

在所述第一半导体膜、所述第一绝缘体、以及所述第二绝缘体上形成第二半导体膜，以与所述第一绝缘体和所述第二绝缘体不重叠地分别形成源极区域和漏极区域；

在所述第二半导体膜上形成具有遮光性的第二导电膜，以分别在所述源极区域上形成源极、在所述漏极区域上形成漏极、在所述第一绝缘体上形成第一遮光膜、在所述第二绝缘体上形成源极线、以及在与所述第一绝缘体和所述第二绝缘体不重叠的位置上形成第二遮光膜；

其中，由相同的导电膜同时形成电连接到所述漏极的电极以及将所述源极线和所述源极电连接的连接布线。

14.根据权利要求13的液晶显示器件的制造方法，其中所述第一半导体膜由以硅或硅-锗为主要成分的非晶半导体构成。

15.根据权利要求13的液晶显示器件的制造方法，其中所述第一绝缘体和所述第二绝缘体的厚度比所述第二半导体膜和所述第二导电膜的叠层膜的厚度厚。

16.一种液晶显示器件的制造方法，包括如下步骤：

在由第一导电膜形成的栅极和栅极线上形成栅极绝缘膜；

在所述栅极绝缘膜上形成第一半导体膜；

在所述第一半导体膜的一部分上形成第一绝缘体和第二绝缘体；

在所述第一半导体膜、所述第一绝缘体、以及所述第二绝缘体上形成第二半导体膜，以与所述第一绝缘体和所述第二绝缘体不重叠地分别形成源极区域和漏极区域；

在所述第二半导体膜上形成具有遮光性的第二导电膜，以分别在所述源极区域上形成源极、在所述漏极区域上形成漏极、在所述第一绝缘体上形成第一遮光膜、在所述第二绝缘体上形成源极线、以及在与所述第一绝缘体和所述第二绝缘体不重叠的位置上形成第二遮光膜；

其中，与所述第二遮光膜的一部分重叠地形成电连接到所述漏极的电极。

17.根据权利要求16的液晶显示器件的制造方法，其中所述第一半导体膜由以硅或硅-锗为主要成分的非晶半导体形成。

18.根据权利要求16的液晶显示器件的制造方法，其中所述第一绝缘体和所述第二绝缘体的厚度比所述第二半导体膜和所述第二导电膜的叠层膜的厚度厚。

19.一种液晶显示器件，包括：

中间夹着栅极绝缘膜形成在栅极和栅极线上的半导体膜；

形成在所述半导体膜上的第一绝缘体和第二绝缘体；

形成在所述半导体膜上的与所述第一绝缘体不重叠且彼此分开的源极区域和漏极区域；

形成在所述源极区域和所述漏极区域上的源极和漏极；

形成在所述第一绝缘体上的遮光膜；

形成在所述第二绝缘体上的源极线；以及

形成在所述遮光膜、所述源极、以及所述漏极上的保护膜，

其中，所述源极线和所述遮光膜是由相同的遮光性导电膜形成的，

所述绝缘体形成在所述源极区域和所述漏极区域之间，

并且，所述保护膜被形成为与所述绝缘体的两个侧面接触。

20.根据权利要求19的液晶显示器件，其中所述源极、所述漏极、以及所述遮光膜由相同的遮光性导电膜形成。

21.根据权利要求19的液晶显示器件，其中所述绝缘体的厚度比所述源极区域和所述源极的叠层膜的厚度厚。

22.根据权利要求19的液晶显示器件，其中所述液晶显示器件还包括形成在所述保护膜上的电极，并且所述保护膜上的电极电连接到所述漏极。

23.一种液晶显示器件，包括：

中间夹着栅极绝缘膜形成在栅极和栅极线上的半导体膜；

形成在所述半导体膜上的第一绝缘体和第二绝缘体；

形成在所述半导体膜上的与所述第一绝缘体和第二绝缘体不重叠且彼此不接触的源极区域和漏极区域；

形成在所述源极区域和所述漏极区域上的源极和漏极；

形成在所述第一绝缘体上的遮光膜；

形成在所述第二绝缘体上的源极线；以及

形成在所述遮光膜、所述源极、以及所述漏极上的保护膜，

其中，所述第一绝缘体形成在所述源极区域和所述漏极区域之间，

并且，所述保护膜被形成为与所述第一绝缘体的两个侧面接触。

24.根据权利要求23的液晶显示器件，其中所述保护膜与所述第二绝缘体的两个侧面接触。

25.根据权利要求23的液晶显示器件，其中所述源极、所述漏极、所述源极线、以及所述遮光膜由相同的遮光性导电膜形成。

26.根据权利要求23的液晶显示器件，其中所述第一绝缘体和所述第二绝缘体的厚度比所述源极区域和所述源极的叠层膜的厚度厚。

27.根据权利要求23的液晶显示器件，其中所述液晶显示器件还包括形成在所述保护膜上的电极以及形成在所述保护膜上的辅助布线，并且所述保护膜上的电极电连接到所述漏极，而且所述辅助布线将所述源极线电连接到所述源极。

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