TWI471659B

TWI471659B - 液晶顯示裝置和其製造方法

Info

Publication number: TWI471659B
Application number: TW97141353A
Authority: TW
Inventors: Erika Takahashi; Gen Fujii; Shuji Fukai; Takeshi Nishi
Original assignee: Semiconductor Energy Lab
Priority date: 2007-10-30
Filing date: 2008-10-28
Publication date: 2015-02-01
Also published as: CN101424829B; CN102681235A; JP2009134274A; KR101488520B1; TW200925745A; CN102681235B; US8351012B2; US20120113378A1; CN101424829A; KR20090045014A; US20090109388A1; US8098361B2

Description

液晶顯示裝置和其製造方法

本發明係關於用於製造包括隔離件的液晶顯示裝置的方法。

在液晶顯示裝置中，為了保持基板之間的空間(間隙)並且控制液晶層的厚度(單元間隙)，使用柱狀或球形(珠形)隔離件。

一般，柱狀隔離件以如下方式來形成：感光樹脂透過旋塗等被塗敷，並且透過光微影製程被處理成柱狀形狀。在那種情況下，能夠控制在液晶顯示裝置中形成柱狀隔離件的位置，但是難以均勻地控制確定液晶層的厚度的柱狀隔離件的厚度。此外，光微影製程的使用導致低材料使用效率、增加的成本和降低的生產率。

一般由分配器(例如參見專利文獻1：日本公開專利申請No.H11-352495)將球形隔離件(又稱作珠形隔離件)散佈在液晶顯示裝置中。如圖4的流程圖所示，在用於提供隔離件的習知方法中，形成充當對準膜的絕緣層，執行摩擦處理，透過散佈方法來散佈球形隔離件，使基板相互接附，以及執行熱處理以便用黏合劑固定球形隔離件。但是，在圖4所示的習知方法中，難以控制設置球形隔離件的位置，因而在顯示區域中還提供球形隔離件。因此，可能發生顯示缺陷，例如因球形隔離件的移動、漏光以及球形隔離件周邊的對準失調而引起的損壞。為了控制設置球形隔離件的位置，已經報導透過噴墨方法來定位珠形隔離件(例如參見專利文獻2：日本公開專利申請第No.2002-372717號)。

但是，在上述噴墨方法中，在排放到基板上的微滴中無法控制球形隔離件的位置，因而在隔離件被排放的位置中存在變化，這使得難以準確控制定位。

因此，本發明的一個目的是更準確地控制液晶顯示裝置中的隔離件的定位，以便防止因顯示區域中的不正確定位而引起的顯示缺陷。本發明的另一個目的是提供具有更高圖像品質和可靠性的液晶顯示裝置，以及提供用於以高產量製造液晶顯示裝置的方法。

在液晶顯示裝置中，為了保持基板之間的空間(間隙)並且控制液晶層的厚度，透過微滴排放方法(又稱作噴墨方法)來定位球形(珠形)隔離件。球形隔離件被排放到的區域經過拒液處理，以便降低相對於其中散佈了球形隔離件的液體(又稱作分散介質)的可濕性。由於拒液處理，其中散佈了球形隔離件的液體(微滴)落在拒液處理區域上，同時相對於拒液處理區域保持大接觸角。液體沒有遍佈於拒液區域，並且在將球形隔離件朝液體的中心移動時被乾燥。因此，球形隔離件可定位在液體的中心，這是控制液體被排放的位置。因此，可透過在乾燥微滴時移動球形隔離件，來校正微滴中的失控所引起的排放之後不久的不正確定位。

可透過在定位了球形隔離件的區域(基板或導電層)之上形成具有水解基的有機矽烷膜，來執行拒液處理。在拒液處理之前，可在包含氧的氣氛中執行紫外線照射處理，以便去除有機雜質。

在本發明中，透過使用附有黏合劑的球形隔離件，其中在球形隔離件周邊提供與基板的黏合，可在液體被乾燥之後執行熱處理，並且可採用黏合劑將球形隔離件固定到基板(導電層)。在本說明書中，詞語“將球形隔離件固定到基板”意味著，將隔離件固定在基板之上，並且包括在基板與隔離件之間提供用於拒液處理的有機矽烷膜等的情況。

由於球形隔離件易於移動，所以往往定位在充當對準膜的絕緣層之上。但是，在本發明中，充當對準膜的絕緣層在定位於基板之上並固定到其中的球形隔離件之上形成，然後經過摩擦處理；因此，能夠以高定位精度在液晶顯示裝置中定位球形隔離件。

注意，在形成充當對準膜的絕緣層之前，去除用於拒液處理的、具有水解基的有機矽烷膜。可透過在氧氣氛中的紫外線照射或者使用氧的灰化處理，來執行去除。

可在非顯示區域、如黑矩陣(光遮罩膜)或佈線中準確定位球形隔離件；因此，能夠防止顯示缺陷，例如因顯示區域中球形隔離件的移動、漏光以及球形隔離件周邊的對準失調而引起的損壞。另外，與形成時難以控制其厚度的使用柱狀隔離件的情況相比，可以更均勻地保持基板之間的空間。

此外，微滴排放方法的使用使得能夠減少例如大真空設備的昂貴設備，因而可實現高材料使用效率、降低的成本以及增加的生產率。

因此，在液晶顯示裝置中，可以更準確地控制球形隔離件的定位，可防止因顯示區域中的不正確定位而引起的顯示缺陷，並且可以更均勻地保持基板之間的空間。另外，能夠以高產量來製造具有優良可視性以及較高圖像品質和可靠性的液晶顯示裝置。

根據一種用於製造本發明的顯示裝置的方法的一個觀點，在基板之上形成具有水解基的有機矽烷膜。將其中散佈了附有黏合劑的球形隔離件的液體排放到具有水解基的有機矽烷膜上。對作為分散介質的液體進行乾燥，以便移動球形隔離件。附有黏合劑的球形隔離件經過熱處理，使得採用黏合劑將球形隔離件固定到基板。使用固定到基板的球形隔離件作為掩模，有選擇地去除具有水解基的有機矽烷膜。在其上有選擇地去除了具有水解基的有機矽烷膜並且將球形隔離件固定到其中的基板之上形成充當對準膜的絕緣層。

根據一種用於製造本發明的顯示裝置的方法的另一個觀點，在基板之上形成導電層。在導電層之上形成具有水解基的有機矽烷膜。將其中散佈了附有黏合劑的球形隔離件的液體排放到具有水解基的有機矽烷膜上。對作為分散介質的液體進行乾燥，以便移動球形隔離件。附有黏合劑的球形隔離件經過熱處理，使得採用黏合劑將球形隔離件固定到基板。使用固定到基板的球形隔離件作為掩模，有選擇地去除具有水解基的有機矽烷膜。在其上有選擇地去除了具有水解基的有機矽烷膜並且將球形隔離件固定到其中的基板之上形成充當對準膜的絕緣層。

在上述結構中，在使用光源(例如背光)的透射液晶顯示裝置的情況下，一對基板可具有透光屬性，以便使來自光源的光線透射到查看側。另一方面，在反射液晶顯示裝置的情況下，設置在該對基板之上的電極之一可具有反光屬性，例如像素電極層可由反射材料來形成。

球形隔離件被排放到的基板可以是相對基板或者帶有半導體元件等的元件基板。可透過注入方法或點滴方法來形成液晶層。

在定位球形隔離件的步驟中，透過微滴排放方法來排放球形隔離件，以及可透過在乾燥微滴時移動球形隔離件，來校正微滴中的失控所引起的排放球形隔離件之後不久的不正確定位。

此外，微滴排放方法的使用使得能夠減少諸如大真空設備的昂貴設備，因而可實現高材料使用效率、降低的成本以及增加的生產率。

雖然下面將參照附圖來描述本發明的實施例模式，但是要理解，各種變更和修改對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，除非這類變更和修改背離了本發明的精神和範圍，否則，它們應當被理解為包含在其中。在用於描述實施例模式的所有附圖中，相同部分或者具有相似功能的部分由相同參考標號來表示，並且省略對其進行的描述。

(實施例模式1)

這個實施例模式中所述的是在圖像品質和可靠性方面得到改進並且能夠以高產量來製造的液晶顯示裝置的示例。

圖3示出本發明的液晶顯示裝置的製造過程。如圖3所示，在液晶顯示裝置的製造方法中，透過微滴排放方法在基板(或者導電層)之上定位球形隔離件，在其上形成充當對準膜的絕緣層，執行摩擦處理，然後將基板相互接附。在定位球形隔離件的步驟中，首先，以拒液處理形成具有水解基的有機矽烷膜，並透過微滴排放方法來排放包含附有黏合劑的球形隔離件的液體。當液體被乾燥時，球形隔離件朝液體的中心移動，並且校正其定位。隨後，加熱黏合劑以便固定球形隔離件，去除具有水解基的有機矽烷膜，並執行親液處理。

圖1A1至圖1C2以及圖2A1至圖2C2詳細示出了用於在使用本發明的液晶顯示裝置的製造過程中定位隔離件的方法。圖1A1、圖1B1和圖1C1以及圖2A1、圖2B1和圖2C1是平面圖，而圖1A2、圖1B2和圖1C2以及圖2A2、圖2B2和圖2C2是分別沿圖1A1、圖1B1和圖1C1以及圖2A1、圖2B1和圖2C1的線Y-Z的截面圖。圖1A1、圖1B1和圖1C1以及圖2A1、圖2B1和圖2C1的線Y-X是將要設置隔離件的位置，並且按照線V-X來控制透過微滴排放方法來排放隔離件的位置。

在這個實施例模式中，為了保持基板之間的空間(間隙)並且控制液晶層的厚度，透過微滴排放方法(又稱作噴墨方法)在液晶顯示裝置中定位球形(珠形)隔離件。圖1A1至圖1C2以及圖2A1至圖2C2示出在基板800之上定位球形隔離件的示例。

首先，球形隔離件被排放到的基板800經過拒液處理，以便降低相對於其中散佈了球形隔離件的液體的可濕性。

透過下列方式來執行拒液處理：在隔離件被排放到的基板800上形成具有水解基的有機矽烷膜802(參見圖1A1和圖1A2)。

在形成具有水解基的有機矽烷膜802前，可在包含氧的氣氛中執行紫外線照射處理，以便去除基板800上的有機雜質。

將包括附有黏合劑805的球形隔離件804的液體806從微滴排放設備803排放到具有水解基的有機矽烷膜802上，它具有拒液性(參見圖1B1和圖1B2)。

透過使用其中在球形隔離件周邊提供與基板的黏合的附有黏合劑的球形隔離件，可在微滴被乾燥之後執行熱處理，並且可採用黏合劑將球形隔離件固定到基板(導電層)。

由於拒液處理，其中散佈了附有黏合劑805的球形隔離件804的液體806落在具有水解基、作為拒絕處理區域的有機矽烷膜802上，同時保持相對於具有水解基的有機矽烷膜802的大接觸角。拒液處理使得能夠減小可濕性，而增加相對於包括球形隔離件的液體的接觸角。包括球形隔離件的液體沒有遍佈於具有低可濕性的區域的表面而是被排斥；因而表面未被濕潤。具有低可濕性的區域具有低表面能量，而具有小接觸角和高可濕性的區域具有高表面能量。

另外，在乾燥步驟中，液體807沒有遍佈於拒液區域，而是在將附有黏合劑805的球形隔離件804朝液體807的中心移動(圖1C1的箭頭方向)時被乾燥(參見圖1C1和圖1C2)。因此，球形隔離件804可定位在液體的中心，這是控制液體被排放的位置。因此，可透過在乾燥液體時移動球形隔離件，來校正液體中的失控所引起的排放之後不久的不正確定位。

在乾燥步驟之後，執行熱處理以便烘烤附有黏合劑805的球形隔離件804。透過熱處理，採用黏合劑808將球形隔離件804固定到基板800(參見圖2A1和圖2A2)。

可保留具有水解基、用於拒液處理的有機矽烷膜802，或者在固定球形隔離件之後可去除不必要的部分。可透過使用氧等的灰化、蝕刻、電漿處理、紫外線照射等，使用球形隔離件作為掩模來執行去除。在這個實施例模式中，在包含氧的氣氛中施加UV光809，使得使用球形隔離件804作為掩模有選擇地去除具有水解基、用於拒液處理的有機矽烷膜802，由此形成具有水解基的有機矽烷膜810(參見圖2B1和圖2B2)。

在採用黏合劑808固定到基板800的球形隔離件804之上形成充當對準膜的絕緣層811。在這個實施例模式中，透過微滴排放方法來形成絕緣層811。

充當對準膜的絕緣層811經過摩擦處理，並且與相對基板接附。液晶層可在接附相對基板之前透過點滴方法來形成，或者可在將該對基板相互接附之後透過注入方法來形成。

經證實，可在非顯示區域、如黑矩陣(光遮罩膜)或佈線中準確地定位球形隔離件。因此，能夠防止顯示缺陷，例如因顯示區域中的球形隔離件的移動、漏光以及球形隔離件周邊的對準失調而引起的損壞。另外，與形成時難以控制其厚度的使用柱狀隔離件的情況相比，可以更均勻地保持基板之間的空間。

雖然圖1A1至圖1C2以及圖2A1至圖2C2示出在基板之上定位球形隔離件的一個示例，但是，可在充當液晶元件的電極層的導電層或者在充當顯示裝置中形成的保護膜的絕緣層之上提供球形隔離件。同樣，在導電層或絕緣層之上定位球形隔離件的情況下，可透過向將要定位球形隔離件的區域應用拒液處理，更準確地控制球形隔離件的定位。

作為其中散佈了球形隔離件的分散介質，可使用有機溶劑、有機溶劑和水的混合物等。分散介質需要具有使得用於微滴排放方法的黏度，並且較佳地具有3mPaS或更大的黏度。

黏合劑可以是可透過加熱來將球形隔離件固定到基板(導電層或絕緣膜)的那些黏合劑的任意種黏合劑，以及可使用透過加熱等所固化的熱固樹脂。

可使用具有水解基的有機矽烷來形成具有水解基的有機矽烷膜。具有水解基的有機矽烷由以下化學式來表示：R_n -Si-X_(4-n) (其中n=1,2,3)或者R₃ -Si-NR-Si-R₃ 。式中，R表示具有相對非活化基(inactive group)、如烷基的物質，以及X包括可透過在基礎材料表面上吸附的水或者羥基的冷凝來接合的水解基，例如鹵素、甲氧基、乙氧基或乙醯氧基。

作為具有水解基的有機矽烷的典型示例，可使用具有基於粉糠劑的水解基的有機矽烷，它對於R具有氟烷基(氟烷基矽烷(以下又稱作FAS))。FAS中的R具有由(CF₃ )(CF₂ )_x (CH₂ )_y 所表示的結構(其中x是0或更大以及10或更小的整數，y是0或更大以及4或更小的整數)，並且當多個R_s 或X_s 與Si接合時，R_s 或X_s 可以相同或者不同。可給出作為典型FAS的以下各項：氟烷基矽烷，例如十七氟四氫癸基三乙氧基矽烷(heptadecafluorotetrahydrodecyltriethoxysilane)，十七氟四氫癸基三氯矽烷(heptadecafluorotetrahydrodecyltrichlorosilane)，十三氟四氫辛基三氯矽烷(tridecafluorotetrahydrooctyltrichlorosilane)，或三氟丙烷基三甲氧基矽烷(trifluoropropyltrimethoxysilane)。

不用說，備選地可使用沒有碳氟化合物鏈但在R中具有烷基、乙烯基或氨基的具有水解基的有機矽烷的物質。例如，可使用十八烷基三甲氧基矽(octadecyltrimethoxysilane:ODS)、六甲基二矽氮烷(hexamethyldisilazane:HMDS)、乙烯基三甲氧基矽烷(vinyltrimethoxysilane)、γ-氨基丙烷基乙氧基矽烷(γ-aminopropylethoxysilane)等。

作為具有水解基的有機矽烷的溶劑，可使用基於碳氫化合物的溶劑，例如n-戊烷、n-己烷、n-庚烷、n-辛烷、n-癸烷、二環戊烷、苯、甲苯、二甲苯、四甲苯、茚、四氫萘、十氫萘或鯊稀(squalene)、四氫呋喃等。

在使用上述材料的任意種材料來形成具有水解基的有機矽烷膜的情況下，這些材料可透過氣相方法以化學方式吸附於氧化層表面。可透過化學吸附來形成單分子層。備選地，可透過微滴排放方法、塗敷方法等，使用上述材料的任意種材料來形成具有水解基的有機矽烷膜。

為了得到單分子層，將基板放置在包含有機矽烷的密封容器中，使得有機矽烷以化學方式吸附於氧化層表面，然後採用酒精沖洗為單分子膜。因此，得到作為單分子層的具有水解基的有機矽烷。備選地，可將基板浸入包含有機矽烷的溶液，使得有機矽烷以化學方式吸附於氧化層表面，成為單分子膜。因此，得到作為單分子層的具有水解基的有機矽烷。

根據其形成條件，具有水解基的有機矽烷膜可以非常薄，並且該膜不一定保持膜的形式。

可透過能夠排放合成物以形成預期圖案的微滴排放方法或者能夠將合成物傳輸或吸入預期圖案的印刷方法等，有選擇地形成薄膜。因此，消耗較少材料，並且可有效地使用材料，這引起生產成本的降低。另外，這類方法不需要透過光微影製程來處理薄膜的形狀，因此簡化了過程並且提高生產率。此外，由於具有流動性的液體合成物被用來形成薄膜，因此，材料易於混合，並且還可獲得相對於形成該合成物的薄膜的區域的良好覆蓋。

參照圖17來描述微滴排放機構。微滴排放機構是配備了排放微滴的機構、例如包括合成物的排放開口的噴嘴以及包括一個或多個噴嘴的噴頭的設備的一般術語。

圖17示出用於微滴排放方法的微滴排放設備的模式。微滴排放機構1403的噴頭1405和噴頭1412的每個與控制機構1407連接，並且這個控制機構1407由電腦1410來控制，由此可繪製預先編程的圖案。例如透過使用成像機構1404、圖像處理機構1409和電腦1410檢測基板1400上的標記1411來確定參考點，可確定用於繪製圖案的位置。備選地，可參考基板1400的邊緣來確定參考點。

作為成像機構1404，可使用採用電荷耦合器件(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)的圖像感測器等。自然地，與要在基板1400之上形成的圖案有關的資料儲存在儲存媒體1408中，並且根據該資料將控制信號傳送給控制機構1407，由此可單獨控制微滴排放機構1403的噴頭1405和1412中的每個。透過管道分別從材料源1413和材料源1414向噴頭1405、1412提供排放材料。

在噴頭1405內部，存在如虛線1406所示的採用液體材料填充的空間以及充當排放開口的噴嘴。雖然未示出，但是噴頭1412具有與噴頭1405相似的內部結構。當噴頭1405和噴頭1412具有不同尺寸的噴嘴時，可同時採用不同的材料來繪製具有不同寬度的圖案。因此，可從一個噴頭排放多種材料等，以便繪製圖案，而在大面積中繪製圖案時，可同時從多個噴嘴排放相同的材料，以便增加吞吐量。在大基板上形成圖案的情況下，以箭頭方向相對掃描噴頭1405、1412以及提供有基板的台架，並且可自由設置圖案的面積。因此，例如可在一個基板之上繪製多個相同圖案。

另外，可在減小的壓力下執行排放合成物的步驟。當排放合成物時，可加熱基板。在排放合成物之後，執行乾燥和烘烤步驟中的任一或兩個步驟。乾燥和烘烤兩個步驟透過加熱處理來執行，但是它們具有不同目的、溫度和時間段：例如，在80℃至100℃的溫度下執行乾燥三分鐘，而在200℃至550℃的溫度下執行烘烤15分鐘至60分鐘。在習知壓力或者在減小的壓力下，透過雷射照射、快速熱退火、使用加熱爐的加熱等來執行乾燥和烘烤的步驟。注意，熱處理的定時和熱處理的數量沒有特別限制。順利執行乾燥和烘烤步驟的條件、例如溫度和時間段取決於基板的材料和合成物的屬性。

另外，在透過微滴排放方法排放合成物來形成導電層、絕緣層等之後，可用壓力壓制其表面，以便提高平面性。作為壓制方法，可透過在基板之上移動滾筒形狀物體來減小不勻性，或者可採用平坦的平板形狀物體來壓制表面。還可在壓制時執行加熱步驟。備選地，可在採用溶劑等軟化或熔化表面之後，採用氣刀來消除表面的不勻性。還可透過CMP來拋光表面。在透過微滴排放方法引起不勻性時，這個製程可應用於使表面平面化。

因此，在液晶顯示裝置中，可以更準確地控制球形隔離件的定位，可防止因顯示區域中的不正確定位而引起的顯示缺陷，並且可以均勻地保持基板之間的空間。另外，能夠以高產量來製造具有優良可視性以及較高圖像品質和可靠性的液晶顯示裝置。

本發明可適用於包括作為顯示元件的液晶元件並且具有顯示功能的液晶顯示裝置。液晶顯示裝置還可指在基板之上形成的包括顯示元件、如液晶元件的多個像素以及用於驅動像素的週邊驅動器電路的顯示面板。液晶顯示裝置還可包括撓性印刷電路(FPC)、印刷線路板(PWB)、IC、電阻器、電容器、電感器或電晶體。另外，液晶顯示裝置可包括：光學片，例如偏光板或延遲板；以及背光(可包括導光板、稜鏡片、擴散片、反射片和光源(例如LED或冷陰極管))。

注意，使用液晶元件的液晶顯示裝置指的是透射液晶顯示裝置(透射液晶顯示器)、透反射液晶顯示裝置(透反射液晶顯示器)和反射液晶顯示裝置(反射液晶顯示器)。

(實施例模式2)

這個實施例模式中所述的是在圖像品質和可靠性方面得到改進並且能夠以高產量來製造的液晶顯示裝置的一個示例。更具體來說，描述一種被動矩陣液晶顯示裝置。

對於應用本發明的這個實施例模式的被動矩陣液晶顯示裝置來進行描述。圖5A是液晶顯示裝置的頂視圖，而圖5B是沿圖5A的線A-B的截面圖。圖5A包括如圖5B所示的充當對準膜的絕緣層1704、彩色層、作為對基板的基板1710、偏光板1714等，但是它們被省略，並且在圖5A中未示出。

在圖5A和圖5B中，基板1700提供有：在第一方向上延伸的像素電極層1701a、1701b、1701c，以及充當對準膜的絕緣層1712。基板1710提供有：充當對準膜的絕緣層1704，在與第一方向垂直的第二方向上延伸的相對電極層1705a、1705b、1705c，充當濾色器的彩色層1706，以及偏光板1714。基板1700面向基板1710，它們之間插入了液晶層1703(參見圖5A和圖5B)。要注意，本發明的液晶顯示裝置包括作為顯示元件的液晶元件1713。對準膜指的是透過摩擦處理等來對準其表面的分子的絕緣層。相對電極層1705a、1705b和1705c提供有分別附有黏合劑1721a、1721b的球形隔離件1720a、1720b，它們之間分別插入了有機矽烷膜1722a、1722b。

另外，在用於製造這個實施例模式的液晶顯示裝置的方法中，當透過微滴排放方法在相對電極層1705a、1705b、1705c之上定位分別附有黏合劑1721a和1721b的球形隔離件1720a和1720b之後，形成充當對準膜的絕緣層1704，執行摩擦處理，然後將基板相互附連。在定位球形隔離件的步驟中，首先，以拒液處理形成具有水解基的有機矽烷膜，然後透過微滴排放方法來排放包含附有黏合劑的球形隔離件的液體。當液體被乾燥時，球形隔離件朝液體的中心移動，並且校正其定位。隨後，加熱黏合劑以便固定球形隔離件，有選擇地去除具有水解基的有機矽烷膜，同時保留具有水解基的有機矽烷膜1722a、1722b，並執行親液處理。

在這個實施例模式中，為了保持基板之間的空間並且控制液晶層的厚度，透過微滴排放方法在液晶顯示裝置中定位球形隔離件。球形隔離件被排放到的區域經過拒液處理，以便降低相對於其中散佈了球形隔離件的液體的可濕性。由於拒液處理，其中散佈了球形隔離件的液體(微滴)落在拒液處理區域上，同時相對於拒液處理區域保持大接觸角。液體沒有遍佈於拒液區域，並且在將球形隔離件朝液體中的每一液體的中心移動時被乾燥。因此，球形隔離件可定位在液體中的每一液體的中心，這是控制液體被排放的位置。因此，可透過在乾燥微滴時移動球形隔離件，來校正微滴中的失控所引起的排放之後不久的不正確定位。

在這個實施例模式中，透過使用其中在球形隔離件中的每個球形隔離件的周邊提供與基板的黏合的、各附有黏合劑的球形隔離件，可在微滴被乾燥之後執行熱處理，並且可採用黏合劑將球形隔離件固定到基板(導電層)。

可使用聚醯亞胺、聚醯胺等來形成充當對準膜的絕緣層。絕緣層可透過經過摩擦處理來充當對準膜，並且用於形成絕緣層的方法沒有限制。可使用絕緣層中的任意絕緣層，只要它們可充當用於在一個方向上對準液晶分子的對準膜。可對絕緣層執行光照射或熱處理，以便形成對準膜。

作為密封劑，通常可使用可見光固化樹脂、紫外線固化樹脂或者熱固樹脂。例如，可使用環氧樹脂，例如雙酚A液態樹脂、雙酚A固態樹脂、含溴環氧樹脂、雙酚F樹脂、雙酚AD樹脂、苯酚樹脂、甲酚樹脂、酚醛清漆樹脂、環脂烴類環氧樹脂(cycloaliphatic epoxy resin)、Epi-Bis環氧樹脂、縮水甘油醚樹脂、縮水甘油胺基樹脂(glycidyl amine-based resin)、雜環環氧樹脂(heterocyclic epoxy resin)或者改性環氧樹脂(modified epoxy resin)。

在使用提供有半導體元件、如薄膜電晶體的元件基板的情況下，可在元件基板之上定位(排放和固定)球形隔離件，或者可在提供有濾色器、黑矩陣等的對基板之上定位(排放和固定)球形隔離件。因此，可在作為元件基板的基板1700之上或者在作為相對基板的基板1710之上定位(排放和固定)球形隔離件。

在透過點滴方法來形成液晶層的情況下，可將液晶滴落到提供有元件的元件基板上，或者可將液晶滴落到在提供有濾色器、黑矩陣等的相對基板之上形成的密封劑上。

作為基板1700和1710，可使用玻璃基板、石英基板等。備選地，可使用撓性基板。撓性基板是可彎曲的基板。例如，除了由聚碳酸酯、多芳基化合物、聚醚碸等製成的塑膠基板之外，還可給出在室溫下呈現類似橡膠的彈性體的特性、而在高溫下可塑化成像塑膠那樣被處理的高分子材料合成橡膠等。還備選地，可使用膜(例如由聚丙烯、聚酯、乙烯基、聚氟乙烯、氯乙烯等製成的膜)或者無機蒸鍍膜。

可使用下列材料的任意種來形成像素電極層1701a、1701b和1701c中的每個以及相對電極層1705a、1705b和1705c中的每個：氧化銦錫(ITO)、將氧化鋅(ZnO)混合到氧化銦中的氧化銦鋅(IZO)、將氧化矽(SiO₂ )混合到氧化銦中的傳導材料、有機銦、有機錫、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以及包含氧化鈦的氧化銦錫；金屬，例如鎢(W)、鉬(Mo)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉑(Pt)、鋁(Al)、銅(Cu)或銀(Ag)；以及那些金屬的合金或氮化物。

在透射液晶顯示裝置的情況下，透光導電材料可適用於像素電極層1701a、1701b、1701c以及相對電極層1705a、1705b、1705c。在反射液晶顯示裝置的情況下，還可提供反射層。備選地，反射導電材料用於像素電極層1701a、1701b、1701c，而透光導電材料用於相對電極層1705a、1705b、1705c，使得像素電極層1701a、1701b、1701c所反射的光經過相對電極層1705a、1705b、1705c，並且從查看側發出。

在透射液晶顯示裝置的情況下，背光、側光等可用作光源。此外，在透射液晶顯示裝置的情況下，在基板1700的外側還提供偏光板。

可透過濕處理來形成上述電極層和絕緣層。在濕處理中，在溶劑中溶解(散佈)用於形成薄膜的材料，在將要形成薄膜的區域上沈積所得液體合成物，然後去除溶劑(液體)以執行固化，由此形成薄膜。在本說明書中，固化指的是消除流動性以保持某種形狀。

對於濕處理，可使用下列方法的任意種：旋塗方法，輥塗方法，噴霧方法，澆鑄方法，浸漬方法，微滴排放(噴射)方法(噴墨方法)，分送器方法，各種印刷方法(用於以預期圖案形成薄膜的方法，例如絲網(模版)印刷、膠版(平版)印刷、凸版印刷或照相凹版(凹雕)印刷)等。注意，本發明並不局限於那些方法，而是還可使用採用液體合成物的任何其他方法。

在濕處理中，材料沒有散落在腔室中；因此，材料使用效率比乾處理、如蒸發方法或濺射方法更高。另外，由於濕處理可在大氣壓下執行，所以可減少例如真空設備的設備。此外，待處理的基板的尺寸不受真空室限制，因而能夠使用較大基板，由此可實現低成本以及生產率的提高。濕處理僅需要在去除合成物中的溶劑(液體)的溫度下的熱處理；因此，濕處理是所謂的低溫過程。因此，還能夠使用在高溫下透過熱處理可能降級或惡化的基板和材料。

此外，由於具有流動性的液體合成物用來形成薄膜，因此，可易於混合材料，並且還可獲得相對於形成該合成物的薄膜的區域的良好覆蓋。

可透過能夠排放合成物以形成預期圖案的微滴排放方法或者能夠將合成物傳輸或吸入預期圖案的印刷方法等，有選擇地形成薄膜。因此，消耗較少材料，並且可有效地使用材料，這引起生產成本的降低。另外，這類方法不需要透過光微影製程來處理薄膜的形狀，因此簡化了過程並且提高生產率。

另外，在透過微滴排放方法排放合成物來形成導電層、絕緣層等之後，可以壓力壓制其表面，以便提高平面性。作為壓制方法，可透過在基板之上移動滾筒形狀物體來減小不勻性，或者可採用平坦的平板形狀物體來壓制表面。還可在壓制時執行加熱步驟。備選地，可在採用溶劑等軟化或熔化表面之後，採用氣刀來消除表面的不勻性。還可透過CMP來拋光表面。在透過微滴排放方法引起不勻性時，這個過程可應用於使表面平面化。

這個實施例模式可適當地與實施例模式1進行結合。

(實施例模式3)

這個實施例模式中所述的是在圖像品質和可靠性方面得到改進並且能夠以高產量來製造的液晶顯示裝置的一個示例。在這個實施例模式中，描述具有與實施例模式2不同結構的液晶顯示裝置。更具體來說，描述一種主動矩陣液晶顯示裝置。

圖6A是液晶顯示裝置的頂視圖，而圖6B是沿圖6A的線E-F的截面圖。圖6A包括如圖6B所示的設置在相對基板側的液晶層和對準膜、相對電極層、彩色層等，但是它們被省略，並且在圖6A中未示出。

在提供有作為底膜的絕緣層523的基板520之上以矩陣提供在第一方向上延伸的第一佈線以及在與第一方向垂直的第二方向上延伸的第二佈線。第一佈線與電晶體521的源極電極或汲極電極連接(充當電晶體521的源極電極或汲極電極)，而第二佈線與電晶體521的閘極電極連接(充當電晶體521的閘極電極)。像素電極層531與作為沒有與第一佈線連接的電晶體521的源極電極或汲極電極的佈線層525b連接。

基板520提供有作為倒置交錯薄膜電晶體的電晶體521、絕緣層557、絕緣層527、像素電極層531以及充當對準膜的絕緣層561。基板568提供有充當對準膜的絕緣層563、相對電極層564、充當濾色器的彩色層565以及偏光板(包括偏光板的層，又簡單地稱作偏光板)556。基板520面向基板568，它們之間插入了液晶層562。相對電極層564提供有附有黏合劑的球形隔離件566，它們之間插入了有機矽烷膜。

另外，在用於製造這個實施例模式的液晶顯示裝置的方法中，當透過微滴排放方法在相對電極層564之上定位附有黏合劑的球形隔離件566之後，形成充當對準膜的絕緣層，執行摩擦處理，然後將基板相互附連。在定位球形隔離件的步驟中，首先，以拒液處理來形成具有水解基的有機矽烷膜，並透過微滴排放方法來排放包含附有黏合劑的球形隔離件的液體。當液體被乾燥時，球形隔離件朝液體的中心移動，並且校正其定位。隨後，加熱黏合劑以便固定球形隔離件，有選擇地去除具有水解基的有機矽烷膜，並執行親液處理。

在這個實施例模式中，為了保持基板之間的空間並且控制液晶層的厚度，透過微滴排放方法在液晶顯示裝置中定位球形隔離件。球形隔離件被排放到的區域經過拒液處理，以便降低相對於其中散佈了球形隔離件的液體的可濕性。由於拒液處理，其中散佈了球形隔離件的液體(微滴)落在拒液處理區域上，同時相對於拒液處理區域保持大接觸角。液體沒有遍佈於拒液區域，並且在將球形隔離件朝液體的中心移動時被乾燥。因此，球形隔離件可定位在液體的中心，這是控制液體被排放的位置。因此，可透過在乾燥微滴時移動球形隔離件，來校正微滴中的失控所引起的排放之後不久的不正確定位。

在這個實施例模式中，透過使用其中在球形隔離件周邊提供與基板的黏合的附有黏合劑的球形隔離件，可在微滴被乾燥之後執行熱處理，並且可採用黏合劑將球形隔離件固定到基板(導電層)。

這個實施例模式的圖6A和圖6B示出電晶體521是通道蝕刻倒置交錯電晶體的一個示例。在圖6A和圖6B中，電晶體521包括閘極電極層502、閘極絕緣層526、半導體層504、各具有一種導電類型的半導體層503a和503b、充當源極電極層或汲極電極層的佈線層525a和525b。

偏光板、濾色器等可設置在基板之間或者基板的外部。可根據偏光板和彩色層的材料或製造製程條件適當地設置偏光板和彩色層的疊層結構。另外，在反射液晶顯示裝置的情況下，在作為查看側的對基板上提供一個偏光板。在透射液晶顯示裝置的情況下，元件基板和相對基板分別提供有偏光板，使得液晶層插入在偏光板之間。此外，延遲板等可設置在偏光板與對準膜之間，光學膜、如抗反射膜可設置在液晶顯示裝置的最外部的查看側表面。

可使用下列材料來形成半導體層：使用矽烷或鍺烷所代表的半導體材料氣體、透過濺射方法或汽相生長方法所製造的非晶半導體(以下又稱作AS)；透過利用光能或熱能晶化非晶半導體所形成的多晶半導體；單晶半導體等。

非晶半導體由氫化非晶矽代表，而多晶半導體由多晶矽等代表。多晶矽包括：所謂的高溫多晶矽，包含在800℃或更高的處理溫度下形成的多晶矽作為其主要成分；所謂的低溫多晶矽，包含在600℃或更低的處理溫度下形成的多晶矽作為其主要成分；以及透過使用促進晶化的元素等來晶化非晶矽所形成的多晶矽。代替這種薄膜製程，可使用具有提供有單晶半導體層的絕緣表面的SOI基板。可透過注入氧(SIMOX)方法或Smart-Cut(註冊商標)方法進行分離，來形成SOI基板。在SIMOX方法中，在將氧離子注入單晶矽基板以便在預定深度形成含氧層之後，執行熱處理，在距離單晶矽基板表面的預定深度形成嵌入絕緣層，然後在嵌入絕緣層之上形成單晶矽層。在Smart-Cut方法中，將氫離子注入氧化單晶矽基板以便在預定深度形成含氫層，將氧化單晶矽基板與另一支撐基板(例如具有提供有用於接合的氧化矽膜的表面的單晶矽基板)附連，並執行熱處理，由此，在含氫層分離單晶矽基板，以便在支撐基板之上形成氧化矽膜和單晶矽層的疊層。

在晶體半導體膜用作半導體膜的情況下，可透過使用各種方法(例如雷射晶化方法、熱晶化方法或者使用促進晶化的元素、如鎳的熱晶化方法)來製造晶體半導體膜。可透過雷射照射來晶化微晶半導體，以便改進結晶度。在沒有加入促進晶化的元素的情況下，在採用雷射照射非晶半導體層之前，在500℃的溫度下將非晶半導體層在氮氣氛中加熱一個小時，由此將非晶半導體層中包含的氫釋放到1×10²⁰ 原子/立方釐米或更小的濃度。這是因為包含大量氫的非晶半導體層被雷射照射破壞。可使用加熱爐、雷射照射、採用從燈泡發出的光進行照射(又稱作燈退火)等，來執行晶化的熱處理。加熱方法的一個示例是RTA，例如氣體快速熱退火(GRTA)或燈快速熱退火(LRTA)。GRTA是使用高溫氣體來執行熱處理的方法，而LRTA是透過使用燈泡來執行熱處理的方法。

在晶化非晶半導體層以形成晶體半導體層的晶化步驟中，可透過將促進晶化的元素(又稱作催化元素或金屬元素)加入非晶半導體層，並執行熱處理(550℃至750℃，3分鐘至24小時)，來執行晶化。作為促進晶化的元素，可使用從鐵(Fe)、鎳(Ni)、鈷(Co)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、鉑(Pt)、銅(Cu)和金(Au)中選擇的一種或多種元素。

任何方法可用於將金屬元素加入非晶半導體層，只要該方法能夠使金屬元素存在於非晶半導體層的表面或內部。例如，能夠使用濺射方法、CVD方法、電漿處理方法(包括電漿CVD方法)、吸附方法或者應用金屬鹽溶液的方法。其中，使用溶液的方法簡單容易並且是有利的，因為易於控制金屬元素的濃度。在那種情況下，較佳地透過採用氧氣氛中的UV光的照射、熱氧化方法、採用臭氧水或者包含羥基的過氧化氫的處理等，來沈積氧化膜，以便改進非晶半導體層表面的可濕性，從而在非晶半導體層的整個表面敷設水溶液。

為了從晶體半導體層去除促進晶化的元素或者減少該元素，形成與充當吸氣槽的晶體半導體層接觸的包含雜質元素的半導體層。雜質元素可以是賦予n型導電的雜質元素、賦予p型導電的雜質元素、稀有氣體元素等。例如，能夠使用從磷(P)、氮(N)、砷(As)、銻(Sb)、鉍(Bi)、硼(B)、氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)和氙(Xe)中選擇的一種或多種元素。在包含促進晶化的元素的晶體半導體層之上形成包含稀有氣體元素的半導體層，並執行加熱(550℃至750℃，3分鐘至24小時)。晶體半導體層中促進晶化的元素移動到包含稀有氣體元素的半導體層中，由此去除或減少晶體半導體層中促進晶化的元素。此後，去除充當吸氣槽的包含稀有氣體元素的半導體層。

可透過相對掃描雷射光束和半導體層，來執行雷射照射。在雷射照射中，可形成標記，以便以高精度來重疊射束或者控制雷射照射的開始位置或結束位置。可在非晶半導體層的形成的同時在基板之上形成標記。

在使用雷射照射的情況下，可使用連續波雷射光束(CW雷射光束)或脈衝雷射光束。可適用雷射光束是從下列雷射器的一種或多種發出的射束：氣體雷射器，例如Ar雷射器、Kr雷射器或準分子雷射器；使用單晶YAG、YVO₄ 、鎂橄欖石(Mg₂ SiO₄ )、YAlO₃ 或GdVO₄ 、或者添加了Nd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm和Ta中的一個或多個作為摻雜劑的GdVO₄ 或者多晶(陶瓷)YAG、Y₂ O₃ 、YVO₄ 、YAlO₃ 或GdVO₄ 作為介質的雷射器；玻璃雷射器；紅寶石雷射器；翠綠寶石雷射器；鈦：藍寶石雷射器；銅蒸汽雷射器；以及金蒸汽雷射器。可透過採用上述雷射光束中的任意種的基波或者其基波的第二諧波至第四諧波進行照射，來獲得具有大粒徑的晶體。例如，可使用Nd:YVO₄ 雷射器(基波：1064nm)的第二諧波(532nm)或第三諧波(355nm)。這個雷射器可發出CW雷射光束或者脈衝雷射光束。當雷射器發出CW雷射光束時，雷射器的功率密度需要大約為0.01MW/cm² 至100MW/cm² (優選0.1MW/cm² 至10MW/cm² )。照射的掃描速率大約為10cm/sec至2000cm/sec。

注意，使用單晶YAG、YVO₄ 、鎂橄欖石(Mg₂ SiO₄ )、YAlO₃ 或GdVO₄ 、或者添加了Nd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm和Ta的一個或多個作為摻雜劑的多晶(陶瓷)YAG、Y₂ O₃ 、YVO₄ 、YAlO₃ 或GdVO₄ 作為介質的雷射器；Ar離子雷射器；或者鈦：藍寶石雷射器可用作CW雷射器，並且它們透過與Q開關(Q-switch)操作、模式鎖定等進行結合，還可用作重複率為10MHz或更高的脈衝雷射器。當雷射光束以10MHz或更高的重複率振盪時，半導體膜在透過先前雷射光束進行熔化之後以及在進行固化之前可採用脈衝雷射光束來照射。因此，與使用具有低重複率的脈衝雷射器的情況不同，固態-液態介面可在半導體膜中連續移動，使得可獲得在掃描方向連續生長的晶粒。

當陶瓷(多晶)用作介質時，可在短時間以低成本將該介質形成預期形狀。在使用單晶的情況下，一般使用直徑為數毫米、長度為數十毫米的柱狀介質。在使用陶瓷的情況下，可形成較大介質。

直接有助於發光的介質中的例如Nd或Yb的摻雜劑的濃度在單晶或者多晶中無法極大地改變。因此，對於透過增加濃度進行雷射器輸出的改進存在限制。但是，在使用陶瓷的情況下，與使用單晶的情況相比，介質的尺寸可顯著增加，因而可取得輸出的顯著改進。

另外，在使用陶瓷的情況下，可易於形成具有平行六面體形狀或者矩形固體形狀的介質。在使用具有這樣的形狀的介質並且發出的光在介質內部以Z形傳播時，可擴大光路。因此，光線可以極大地放大，並且能夠以高輸出來發出。此外，由於從具有這樣的形狀的介質所發出的雷射光束在發射時具有四邊形形狀的橫截面，所以它在整形成線性射束方面具有優於圓形射束的優點。透過使用光學系統對這樣發出的雷射光束進行整形，可易於獲得短邊上的長度為1mm或更小並且長邊上的長度為數毫米至數米的線性射束。另外，透過採用激發光均勻照射介質，線性射束在長邊方向上具有均勻能量分佈。另外，較佳地採用雷射光束以入射角θ(0°<θ<90°)來照射半導體膜，以便防止雷射干擾。

透過採用這種線性射束來照射半導體膜，可以更均勻地對半導體膜的整個表面進行退火。在需要線性射束的均勻退火時，有必要施展獨創性(ingenuity)、例如提供縫隙以便在能量衰減的部分阻擋光線。

當這樣得到的具有均勻強度的線性射束用於對半導體膜進行退火並且使用這種半導體膜來製造液晶顯示裝置時，液晶顯示裝置具有有利且均勻的特性。

可在惰性氣體氣氛、如稀有氣體或氮中執行雷射照射。這可抑制半導體膜的表面粗糙度，並且還可抑制介面狀態密度的變化所引起的臨界值的變化。

為了晶化非晶半導體膜，可結合執行熱處理和雷射照射，或者可執行熱處理或者雷射照射若干次。

可透過濺射方法、汽化方法、CVD方法等，來形成閘極電極層。可使用從鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、銅(Cu)、鉻(Cr)和釹(Nd)中選取的元素或者包含那些元素的任意種作為其主要成分的合金或化合材料來形成閘極電極層。備選地，可使用AgPdCu合金或者由採用例如磷等雜質元素進行摻雜的多晶矽膜所代表的半導體膜來形成閘極電極層。閘極電極層可以是單層或疊層。

雖然在這個實施例模式中以錐形形狀來形成閘極電極層，但是本發明並不局限於此。閘極電極層可具有疊層結構，其中只有一個層可具有錐形形狀，而另一個(其他)可具有透過各向異性蝕刻所形成的垂直側表面。閘極電極層中包含的層可具有不同的錐角或者相同的錐角。當閘極電極層具有錐形形狀時，採用待堆疊到它之上的薄膜對它的覆蓋得到改進並且可減少缺陷，這引起可靠性的改進。

可按照以下方式來形成源極電極層或汲極電極層：導電膜透過濺射方法、PVD方法、CVD方法、汽化方法等來形成，然後被蝕刻成預期形狀。備選地，可透過微滴排放方法、印刷方法、分送器方法、電鍍方法等，在預定位置有選擇地形成導電層。又備選地，可使用回流方法或鑲嵌方法。源極電極層或汲極電極層的材料可以是導電材料、如金屬，具體來說是Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Zr、Ba、Si或Ge或者那些元素中的任意元素的合金或氮化物。也可使用其疊層結構。

可使用無機絕緣材料來形成絕緣層523、557和527，例如氧化矽、氮化矽、氧氮化矽、氧化鋁、氮化鋁或氧氮化鋁；丙烯酸、甲基丙烯酸或者其衍生物；耐熱高分子化合物，如聚醯亞胺、芬芳聚醯胺或聚苯並咪唑；或者矽氧烷樹脂。備選地，可使用例如像聚乙烯醇或聚乙烯醇縮丁醛的乙烯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、酚醛清漆樹脂、丙烯酸樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、或聚氨酯樹脂之類的樹脂材料。又備選地，可使用例如苯並環丁烯、氟化亞芳香基醚(fluorinated arylene ether)或聚醯亞胺等有機材料、包含水溶均聚物和水溶共聚物的合成材料等。可透過如電漿CVD方法或熱CVD方法的汽相生長方法或者濺射方法，來形成絕緣層523、557和527。備選地，它們可透過微滴排放方法或印刷方法(以形成圖案的絲網印刷或膠版印刷)來形成。可使用透過塗層方法得到的膜、SOG膜等。

薄膜電晶體的結構不限於這個實施例模式中所述，並且薄膜電晶體可具有包括單通道形成區的單閘結構、包括兩個通道形成區的雙閘結構或者包括三通道形成區的三閘結構。另外，週邊驅動器電路區域中的薄膜電晶體也可具有單閘結構、雙閘結構或三閘結構。

注意，沒有局限於用於製造本實施例模式中所述的薄膜電晶體的方法，本發明可適用於：頂閘結構(例如交錯結構或共面結構)，底閘結構(例如倒置共面結構)，包括設置在通道區之上和之下的兩個閘極電極層、它們之間分別插入了閘極絕緣膜的雙閘結構或者其他結構。

電晶體可具有任何結構，只要它可充當開關元件。可使用各種半導體來形成半導體層，例如非晶半導體、晶體半導體、多晶半導體和微晶半導體。可使用有機化合物來形成有機電晶體。

這個實施例模式可適當地與實施例模式1進行結合。作為液晶顯示裝置中包含的電極層、絕緣層等的材料和製造方法，可適當地參考和應用實施例模式2的描述。

(實施例模式4)

這個實施例模式中所述的是在圖像品質和可靠性方面得到改進並且能夠以高產量來製造的液晶顯示裝置的示例。更具體來說，對於使用具有晶體半導體膜的薄膜電晶體的本發明的液晶顯示裝置進行描述。

圖11A是示出使用本發明的顯示面板的結構的頂視圖。在具有絕緣表面的基板2700之上形成包括以矩陣設置的像素2702的像素部分2701、掃描線側輸入端子2703和信號線側輸入端子2704。可按照各種標準來確定像素的數量。在使用RGB的全色顯示器和XGA的情況下，像素的數量可以是1024×768×3(RGB)。在使用RGB的全色顯示器和UXGA的情況下，像素的數量可以是1600×1200×3(RGB)。在使用RGB的全規格高清晰度顯示器的情況下，像素的數量可以是1920×1080×3(RGB)。

透過設置在自掃描線輸入端子2703延伸的掃描線以及自信號線輸入端子2704延伸的信號線的相交處以矩陣設置像素2702。像素部分2701中的各像素包括開關元件以及與其連接的像素電極層。開關元件的典型示例是TFT。TFT的閘極電極層側與掃描線連接，而其源極或汲極側與信號線連接，由此，透過從外部輸入的信號單獨控制各像素。

雖然圖11A示出輸入到掃描線和信號線的信號由外部驅動器電路來控制的顯示面板的結構，但是，驅動器IC 2751可透過玻璃上晶片(COG)安裝到基板2700上，如圖12A所示。備選地，可使用如圖12B所示的帶式自動接合(TAB)。驅動器IC可在單晶半導體基板之上形成，或者可以是使用TFT在玻璃基板之上形成的電路。在圖12A和圖12B中，驅動器IC 2751與撓性印刷電路(FPC)2750連接。

在使用晶體半導體來形成像素中所包含的TFT的情況下，還可在基板3700之上形成掃描線驅動器電路3702，如圖11B所示。在圖11B中，由連接到信號線側輸入端子3704的外部驅動器電路來控制像素部分3701，與圖11A相似。在使用具有高遷移率的多晶(微晶)半導體、單晶半導體等形成像素中所包含的TFT的情況下，像素部分4701、掃描線驅動器電路4702和信號線驅動器電路4704均可在基板4700之上形成，如圖11C所示。

圖7A是使用本發明的這個實施例模式的液晶顯示裝置的頂視圖，而圖7B是沿圖7A的線C-D所作的截面圖。

如圖7A和圖7B所示，採用密封劑692將像素區域606、作為掃描線驅動器電路的驅動器電路區域608a、以及作為掃描線驅動器區域的驅動器電路區域608b密封在作為元件基板的基板600與作為相對基板的基板695之間。作為使用驅動器IC所形成的信號線驅動器電路的驅動器電路部分607設置在基板600之上。在像素區域606中設置了電晶體622和電容器623，以及在驅動器電路區域608b中設置了包括電晶體620和電晶體621的驅動器電路。

基板600和基板695是具有透光屬性的絕緣基板(以下又稱作透光基板)。基板具體透射可見光的波長區域中的光。例如，可使用諸如硼矽酸鋇玻璃或硼矽酸鋁玻璃的玻璃基板、或者石英基板。備選地，可使用由聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate:PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate:PEN)、聚醚碸(polyethersulfone:PES)和聚碳酸酯(ploycarbonate:PC)代表的塑膠所形成的基板或者由如丙烯酸的撓性合成樹脂所形成的基板。還備選地，可使用膜(例如由聚丙烯、聚酯、乙烯基、聚氟乙烯、氯乙烯等形成)、底膜(由聚酯、聚醯胺、無機蒸鍍膜等形成)等。雖然存在關於由合成樹脂所形成的基板與其他種類的基板相比一般具有低耐熱溫度的憂慮，但是，在使用具有高耐熱性的基板來製造元件、然後將該元件轉移到由合成樹脂所形成的基板時，可使用由合成樹脂所形成的基板。

在像素區域606，充當開關元件的電晶體622設置在基板600之上，它們之間插入了底膜604a和底膜604b。

用於底膜604a和604b的材料可以是丙烯酸、甲基丙烯酸或者它們的衍生物；耐熱高分子化合物，例如聚醯亞胺、芬芳聚醯胺或聚苯並咪唑；或者矽氧烷樹脂。備選地，可使用例如像聚乙烯醇或聚乙烯醇縮丁醛的乙烯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、酚醛清漆樹脂、丙烯酸樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、或聚氨酯樹脂之類的樹脂材料。又備選地，可使用例如苯並環丁烯、聚對二甲苯基、氟化亞芳香基醚或聚醯亞胺等有機材料、包含水溶均聚物和水溶共聚物的合成材料等。另外還可使用惡唑樹脂(oxazole resin)、例如光固化聚苯並惡唑等。

可透過濺射方法、物理汽相沈積(PVD)方法、例如低壓CVD(LPCVD)方法或電漿CVD方法等化學汽相沈積(CVD)方法等，來形成底膜604a和604b。備選地，可透過微滴排放方法、印刷方法(例如用以形成圖案的絲網印刷或膠版印刷)、例如旋塗方法的塗層方法、浸漬方法、分送器方法等，來形成底膜604a和604b。

在這個實施例模式中，電晶體622是多閘極薄膜電晶體(TFT)，它包括：半導體層，其中包括充當源區和汲區的雜質區域；閘極絕緣層；具有兩個疊層的閘極電極層；以及源極電極層和汲極電極層。源極電極層或汲極電極層與半導體層中的雜質區域以及像素電極層630接觸並且進行電連接。可透過各種方法來製造薄膜電晶體。例如，晶體半導體膜用作活性層，在晶體半導體膜之上形成閘極電極，它們之間插入了閘極絕緣膜，以及使用閘極電極將雜質元素加入活性層。在使用閘極電極添加雜質元素時，不需要對於雜質元素的添加而形成掩模。閘極電極可具有單層結構或疊層結構。雜質區域可透過控制其濃度被形成為高濃度雜質區域或低濃度雜質區域。具有低濃度雜質區域的這種薄膜電晶體的結構稱作輕摻雜汲(LDD)結構。低濃度雜質區域可與閘極電極重疊，並且這種薄膜電晶體的結構稱作閘極重疊LDD(GOLD)結構。可透過在雜質區域中使用磷(P)來形成n型薄膜電晶體。在形成p型薄膜電晶體的情況下，可添加硼(B)等。此後，形成絕緣膜611和絕緣膜612以覆蓋閘極電極等。可透過混合到絕緣膜611(和絕緣膜612)中的氫元素來端接晶體半導體膜的懸空鍵。

為了進一步改進平面性，絕緣膜615和絕緣膜616可形成為層間絕緣膜。可使用有機材料、無機材料或者其疊層來形成絕緣薄膜615和616。例如，可使用從包含例如氧化矽、氮化矽、氧氮化矽、氧化氮化矽、氮化鋁、氧氮化鋁、具有比氧更高的氮含量的氧化氮化鋁、氧化鋁、類金剛石碳(DLC)、聚矽氮烷、含氮碳(CN)、磷矽酸玻璃(PSG)、硼磷矽酸玻璃(BPSG)或氧化鋁等無機絕緣材料的物質中選取的材料來形成絕緣膜615和616。備選地，還可使用有機絕緣材料。作為有機材料，可使用感光或非感光有機絕緣材料，例如聚醯亞胺、丙烯酸、聚醯胺、聚醯亞胺氨基化合物、抗蝕劑、苯並環丁烯或矽氧烷樹脂。注意，矽氧烷樹脂對應於具有Si-O-Si鍵的樹脂。矽氧烷具有透過接合矽(Si)和氧(O)所形成的骨架結構。作為取代基，使用至少包含氫的有機基(例如烷基或芳基)。氟基可包含在有機基中。

透過使用晶體半導體膜，可在同一基板之上形成像素區域和驅動器電路區域。在那種情況下，同時形成像素區域中的電晶體和驅動器電路區域608b中的電晶體。用於驅動器電路區域608b的電晶體構成CMOS電路的一部分。雖然CMOS電路中包含的薄膜電晶體在這個實施例模式中具有GOLD結構，但是它可具有與電晶體622相似的LDD結構。

注意，沒有局限於用於製造這個實施例模式中所述的薄膜電晶體的方法，本發明可適用於：頂閘結構(例如交錯結構)，底閘結構(例如倒置交錯結構)，包括設置在通道區之上和之下的兩個閘極電極層、它們之間分別插入了閘極絕緣膜的雙閘結構，或者其他結構。

在這個實施例模式中，在絕緣膜616之上定位附有黏合劑的球形隔離件637，它們之間插入了有機矽烷膜。

另外，在用於製造這個實施例模式的液晶顯示裝置的方法中，當透過微滴排放方法在絕緣膜616之上定位附有黏合劑的球形隔離件637之後，形成充當對準膜的絕緣層631，執行摩擦處理，然後將基板相互附連。在定位球形隔離件的步驟中，首先，作為拒液處理來形成具有水解基的有機矽烷膜，並透過微滴排放方法來排放包含附有黏合劑的球形隔離件的液體。當液體被乾燥時，球形隔離件朝液體的中心移動，並且校正其定位。隨後，加熱黏合劑以便固定球形隔離件，有選擇地去除具有水解基的有機矽烷膜，並執行親液處理。

其次，透過印刷方法或微滴排放方法來形成充當對準膜的絕緣層631，以便覆蓋像素電極層630、絕緣膜616和球形隔離件637。注意，可使用絲網印刷方法或膠版印刷方法有選擇地形成絕緣層631。此後，執行摩擦處理。與絕緣層631相似地形成充當對準膜的絕緣層633。然後，透過微滴排放方法在像素區域的周圍區域中形成密封劑692。

可透過點滴方法或注入方法來形成液晶層。可將液晶滴落到作為元件基板的基板600上，或者可將液晶滴落到作為提供有充當濾色器的彩色層635的對基板的基板695之上所形成的密封劑692上。

作為密封劑692，通常較佳地使用可見光固化樹脂、紫外線固化樹脂或者熱固樹脂。例如，可使用環氧樹脂，例如雙酚A液態樹脂、雙酚A固態樹脂、含溴環氧樹脂、雙酚F樹脂、雙酚AD樹脂、酚醛樹脂，甲酚樹脂、酚醛清漆樹脂、環脂烴類環氧樹脂、Epi-Bis環氧樹脂、縮水甘油酯樹脂、縮水甘油胺基樹脂、雜環環氧樹脂或者改性環氧樹脂。

然後，在作為相對基板的基板695的外側設置偏光板641，在基板600的與包括元件的一側相對的一側設置偏光板643。透過使用黏合劑層，可將偏光板與基板附連。延遲板可設置在偏光板與基板之間。可將填充劑混合到密封劑中，並且可在作為相對基板的基板695之上形成遮罩膜(黑矩陣)等。注意，在液晶顯示裝置是全色顯示器的情況下，濾色器等可由呈現紅(R)、綠(G)和藍(B)的材料來形成；而在液晶顯示裝置是單色顯示器的情況下，彩色層可被省略，或者可由呈現至少一種顏色的材料來形成。

注意，在RGB等的發光二極體(LED)設置在背光單元中、並且使用透過分時來執行彩色顯示的連續加性顏色混合方法(場序法)的情況下，不一定提供濾色器。為了減少電晶體和CMOS電路的佈線對外部光的反射，較佳地提供黑矩陣，以便與電晶體和CMOS電路重疊。注意，可提供黑矩陣，以便與電容器重疊。這是因為可防止電容器中包含的金屬膜的反射。

然後，與像素區域進行電連接的末端電極層678透過各向異性導電層696與作為用於連接的佈線板的FPC 694附連。FPC 694傳送外部信號或電位。透過上述步驟，可製造具有顯示功能的液晶顯示裝置。

使用下列的一個或多個來形成電晶體中包含的佈線和閘極電極層、像素電極層630以及相對電極層634：氧化銦錫(ITO)、將氧化鋅(ZnO)混合到氧化銦中的氧化銦鋅(IZO)、將氧化矽(SiO₂ )混合到氧化銦中的導電材料、有機銦、有機錫、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以及包含氧化鈦的氧化銦錫；金屬，例如鎢(W)、鉬(Mo)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉑(Pt)、鋁(Al)、銅(Cu)或銀(Ag)；以及那些金屬中任意金屬的合金或氮化物。

在透射液晶顯示裝置的情況下，透光導電材料適可用於像素電極層630和相對電極層634。在反射液晶顯示裝置的情況下，還可提供反射層。備選地，反射導電材料用於像素電極層630，而透光導電材料用於相對電極層634，使得像素電極層630所反射的光經過相對電極層634，並且從查看側發出。

源極電極層或汲極電極層不一定直接與像素電極層連接，並且可透過佈線層與像素電極層連接，以便進行電連接。備選地，在源極電極層或汲極電極層之上部分堆疊像素電極層。還備選地，可首先形成像素電極層，然後可在它之上形成源極電極層或汲極電極層，以便與像素電極層接觸。

雖然在這個實施例模式中使用上述電路，但是，本發明並不局限於此，而是可透過上述COG或TAB來安裝作為週邊驅動器電路的IC晶片。另外，閘極線路驅動器電路和源極線路驅動器電路的數量沒有特別限制。

在本發明的液晶顯示裝置中，用於顯示圖像的驅動方法沒有具體限制，例如，可使用點序驅動方法、線序驅動方法、面序驅動方法等。通常使用線序驅動方法，並且可適當地使用分時灰度級驅動方法或面灰度級驅動方法。另外，輸入到液晶顯示裝置的源線路的圖像信號可以是類比信號或者數位信號。可根據圖像信號適當地設計驅動器電路等。

(實施例模式5)

這個實施例模式中所述的是在圖像品質和可靠性方面得到改進並且能夠以高產量來製造的液晶顯示裝置的示例。更具體來說，對於使用具有非晶半導體膜的薄膜電晶體的本發明的液晶顯示裝置進行描述。

在圖8所示的液晶顯示裝置中，在作為元件基板的基板200之上設置像素區域和密封區域。像素區域包括作為倒置交錯薄膜電晶體的電晶體220、像素電極層201、絕緣膜202、充當對準膜的絕緣層203、液晶層204、球形隔離件281、充當對準膜的絕緣層205、相對電極層206、濾色器208、黑矩陣207、作為相對基板的基板210、偏光板231以及偏光板233。密封區域包括密封劑282、末端電極層287、各向異性導電層285以及FPC 286。

在這個實施例模式中，在絕緣膜202之上定位附有黏合劑的球形隔離件281，它們之間插入了有機矽烷膜。

另外，在用於製造這個實施例模式的液晶顯示裝置的方法中，當透過微滴排放方法在絕緣膜202之上定位附有黏合劑的球形隔離件281之後，形成充當對準膜的絕緣層203，執行摩擦處理，然後將基板相互附連。在定位球形隔離件的步驟中，首先，以拒液處理來形成具有水解基的有機矽烷膜，然後透過微滴排放方法來排放包含附有黏合劑的球形隔離件的液體。當液體被乾燥時，球形隔離件朝液體的中心移動，並且校正其定位。隨後，加熱黏合劑以便固定球形隔離件，有選擇地去除具有水解基的有機矽烷膜，並執行親液處理。

透過微滴排放方法來形成作為在這個實施例模式中製造的倒置交錯薄膜電晶體的電晶體220的閘極電極層、源極電極層和汲極電極層。微滴排放方法是透過乾燥、烘烤來排放和固化包含液體導電材料的合成物以形成導電層和電極層的方法。如果透過乾燥、烘烤來排放和固化包含絕緣材料的合成物，則還可形成絕緣層。在使用微滴排放方法時，可有選擇地形成液晶顯示裝置的構成部分、如導電層和絕緣層，這可簡化過程並減少材料的耗費；因此，能夠以低成本和高生產率來製造液晶顯示裝置。

在這個實施例模式中，非晶半導體用作半導體層，並且可根據需要來形成具有一種導電類型的半導體層。在這個實施例模式中，可堆疊半導體層和作為具有一種導電類型的半導體層的n型非晶半導體層。另外，可製造包括提供有n型半導體層的n通道薄膜電晶體的NMOS結構、包括提供有p型半導體層的p通道薄膜電晶體的PMOS結構、或者包括n通道薄膜電晶體和p通道薄膜電晶體的CMOS結構。在這個實施例模式中，電晶體220是n通道倒置交錯薄膜電晶體。電晶體220可以是通道保護類型倒置交錯薄膜電晶體，其中在半導體層的通道區之上設置保護層。

此外，還可透過採用賦予導電的元素對半導體層進行摻雜以形成雜質區域，來形成n通道薄膜電晶體或p通道薄膜電晶體。代替形成n型半導體層，可採用PH₃ 氣體來執行電漿處理，以便賦予半導體層導電性。

備選地，可使用有機半導體材料作為半導體，透過印刷方法、噴霧方法、旋塗方法、微滴排放方法、分送器方法等，來形成半導體層。在那種情況下，由於不需要蝕刻步驟，所以可減少步驟的數量。作為有機半導體，可使用例如並五苯的低分子材料或高分子材料，或者可使用例如有機顏料的材料或導電高分子有機材料。作為本發明中使用的有機半導體材料，較佳地使用具有由共軛雙鍵所構成的骨架的π共軛高分子材料。通常可使用可溶高分子材料，例如聚噻吩、聚芴、聚(3-烷基噻吩)或者聚噻吩衍生物。

接下來描述背光單元352的結構。背光單元352包括：發光的光源331，例如冷陰極管、熱陰極管、發光二極體、無機EL或有機EL；燈光反射器332，用於有效地將光線導向導光板335；導光板335，用於完全反射光線，使得將光線導向液晶顯示裝置的整個表面；擴散板336，用於減少亮度的變化；以及反射器板334，用於再使用在導光板335之下洩漏的光線。

背光單元352與控制電路連接，用於調整光源331的亮度。可透過從控制電路所提供的信號來控制光源331的亮度。

(實施例模式6)

這個實施例模式中所述的是本發明的液晶顯示裝置中包含的各電路的操作。

圖13A至圖13C是液晶顯示裝置中的像素部分705和驅動器電路部分708的系統方塊圖。

像素部分705包括各透過信號線712和掃描線710的相交所形成的多個像素。開關元件設置在各相交區域中。開關元件使得能夠控制用於控制液晶分子的傾斜的施加電壓。開關元件設置在相交區域中的這種結構稱作主動矩陣類型。本發明的像素部分並不局限於這種主動矩陣類型，而是可具有被動矩陣結構。透過簡單過程來製造被動矩陣類型，因為開關元件沒有包含在各像素中。

驅動器電路部分708包括控制電路702、信號線驅動器電路703和掃描線驅動器電路704。控制電路702具有按照將在像素部分705中顯示的內容來控制灰度級的功能。因此，控制電路702將所產生信號輸入到信號線驅動器電路703和掃描線驅動器電路704。在由掃描線驅動器電路704透過掃描線710選擇開關元件時，將電壓施加到所選相交區域中的像素電極。根據透過信號線從信號線驅動器電路703輸入的信號來確定這個電壓的值。

另外，在控制電路702中，產生用於控制提供給照明機構706的電力的信號。將該信號輸入到照明機構706的電源707。作為照明機構，可使用上述實施例模式中描述的背光單元。注意，照明機構可以是代替背光單元的正面光。正面光是板狀照明單元，它與像素部分的正表面側附連，並且包括用於照亮整個液晶顯示裝置的發光體和導光體。透過這種照明單元，能夠以低功耗均勻地照亮像素部分。

如圖13B所示，掃描線驅動器電路704包括移位暫存器741、位準轉換器742以及充當緩衝器743的電路。將例如閘啟動脈衝(GSP)和閘時鐘信號(GCK)等信號輸入到移位暫存器741。注意，本發明的掃描線驅動器電路的結構並不局限於圖13B所示。

如圖13C所示，信號線驅動器電路703包括移位暫存器731、第一鎖存器732、第二鎖存器733、位準移動器734以及充當緩衝器735的電路。充當緩衝器735的電路是用於放大弱信號的電路，並且包括運算放大器等。將例如啟動脈衝(SSP)和時鐘信號(SCK)等信號輸入到移位暫存器731，並且將例如視頻信號的資料(DATA)輸入到第一鎖存器732。鎖存(LAT)信號可暫時保存在第二鎖存器733中，並且將它們在某一時刻輸入到像素部分705。這種操作稱作線序驅動。如果像素執行點序驅動來代替線序驅動，則不需要第二鎖存器。因此，本發明的信號線驅動器電路的結構並不局限於圖13C所示。

可使用一個基板之上所設置的半導體元件來形成以上所述的信號線驅動器電路703、掃描線驅動器電路704和像素部分705。可使用在玻璃基板之上所形成的薄膜電晶體來形成半導體元件。在那種情況下，可將晶體半導體膜應用到半導體元件(參見實施例模式4)。由於它的高電氣特性、特別是高遷移率，晶體半導體膜可構成驅動器電路部分中包含的電路。另外，可透過使用積體電路(IC)晶片，在基板上安裝信號線驅動器電路703和掃描線驅動器電路704。在那種情況下，可將非晶半導體膜應用到像素部分中的半導體元件上(參見實施例模式5)。

因此，在這個實施例模式中，能夠以高產量來製造具有改進性能和圖像品質的液晶顯示裝置。

這個實施例模式可適當地與實施例模式1至5中的任意實施例模式進行結合。

(實施例模式7)

這個實施例模式中所述的是作為能夠用於本發明的液晶顯示裝置的照明機構的背光的結構。背光作為具有光源的背光單元設置在液晶顯示裝置中。在背光單元中，光源由反射器板圍繞，使得有效地散射光線。

如圖10A所示，冷陰極管401可用作背光單元352中的光源。為了有效地反射來自冷陰極管401的光線，可提供燈光反射器332。冷陰極管401由於來自冷陰極管的高亮度而往往用於大尺寸液晶顯示裝置。因此，具有冷陰極管的背光單元可用於個人電腦的顯示器。

如圖10B所示，發光二極體402可用作背光單元352中的光源。例如，以預定間隔來設置發出白光的發光二極體402。為了有效地反射來自發光二極體402的光線，可提供燈光反射器332。

如圖10C所示，發出RGB顏色的光線的發光二極體403、404和405可用作背光單元352中的光源。透過使用發出RGB顏色的光線的發光二極體403、404和405，與使用發出白光的發光二極體402的情況相比，可增強顏色再現性。為了有效地反射來自發光二極體的光線，可提供燈光反射器332。

如圖10D所示，當發出RGB顏色的光線的發光二極體403、404和405用作光源時，其數量和佈置不需要相同。例如，發出具有低發射強度的顏色的光線的發光二極體的數量可以大於發出其他顏色的光線的發光二極體的數量。

另外，可結合發出白光的發光二極體402以及發出RGB顏色的光線的發光二極體403、404和405。

當在使用RGB的發光二極體的情況下應用場序模式時，可透過按照時間依次照亮RGB的發光二極體，來執行彩色顯示。

發光二極體由於它的高亮度而適合於大尺寸液晶顯示裝置。此外，發光二極體的顏色再現性優於冷陰極管，因為RGB的各顏色的顏色純度是有利的，並且可減小佔用面積。因此，當發光二極體應用於小尺寸液晶顯示裝置時，可實現較窄的畫面。

光源不一定設置在圖10A至圖10D所示的背光單元中。例如，當具有發光二極體的背光安裝在大尺寸液晶顯示裝置時，發光二極體可設置在基板的背面。在那種情況下，能夠以預定間隔來設置發光二極體。發光二極體的佈置改進顏色再現性。

在本發明中，透過使用這種背光，能夠以高產量來製造具有改進圖像品質和性能的液晶顯示裝置。具有發光二極體的背光特別適合於大尺寸液晶顯示裝置，以及透過增強大尺寸液晶顯示裝置的對比度，甚至在黑暗位置也可顯示高品質圖像。

這個實施例模式可適當地與實施例模式1至6中任意實施例模式進行結合。

(實施例模式8)

這個實施例模式中所述的是在圖像品質和可靠性方面得到改進並且能夠以高產量來製造的液晶顯示裝置的示例。具體來說，描述使用本發明的液晶顯示模組。

參照圖9A和圖9B來描述這個實施例模式。圖9A和圖9B分別示出使用採用本發明製造的元件基板所構造的液晶顯示裝置(液晶顯示模組)的示例。

圖9A示出液晶顯示模組的示例，其中，採用密封劑2602將元件基板2600和相對基板2601相互附連，並且包括TFT等的像素部分2603、液晶層2604和彩色層2605設置在基板之間以便形成顯示區域。彩色層2605是執行彩色顯示所必要的。在RGB系統的情況下，對於各像素提供與紅、綠和藍的各自顏色對應的彩色層。偏光板2606設置在對基板2601的外側，並且偏光板2607和擴散板2613設置在元件基板2600的外側。光源包括冷陰極管2610和反射器板2611。通過撓性佈線板2609與元件基板2600連接的電路板2612包括外部電路、例如控制電路和電源電路。參考標號2608表示驅動器電路。可堆疊偏光板和液晶層，它們之間插入了延遲板。

圖9A和圖9B示出液晶顯示裝置的示例，其中，偏光板2606和彩色層2605分別設置在相對基板2601的外側(查看側)和內側；但是，偏光板2606和彩色層2605可分別設置在相對基板2601的內側(液晶側)和外側。另外，偏光板2606和彩色層2605的堆疊結構並不局限於圖9A所示，而是可根據偏光板2606和彩色層2605的材料或者製造過程的條件適當地確定。

液晶顯示模組可使用TN(扭轉向列)模式、IPS(共面轉換)模式、FFS(邊緣場轉換)模式、MVA(多域垂直對準)模式、PVA(圖案垂直對準)模式、ASM(軸向對稱對準微單元)模式、OCB(光學補償雙折射)模式、FLC(鐵電液晶)模式、AFLC(反鐵電液晶)模式等。

圖9B示出將FS模式應用於圖9A的液晶顯示模組的示例，也就是說，圖9B示出FS-LCD(場序LCD)。FS-LCD在一個框期間中發出紅光、綠光和藍光，並且可透過使用分時方法組合圖像來執行彩色顯示。此外，由於使用發光二極體、冷陰極管等來執行各顏色的光發射，所以不需要濾色器。因此，不需要設置三原色的濾色器並限制各顏色的顯示區域，因而可在任何區域中執行全部三種顏色的彩色顯示。另一方面，在一個框期間中執行三種顏色的光發射；因此需要液晶的高速回應。透過將FS模式應用於本發明的液晶顯示裝置，可完成具有高性能和高圖像品質的液晶顯示裝置或液晶電視裝置。

透過使液晶顯示裝置的單元間隙變窄，來增加液晶顯示模組的光學回應速度。備選地，可透過降低液晶材料的黏度來增加光學回應速度。還可透過僅在片刻增加(或減小)施加電壓的過驅動方法，進一步增加光學回應速度。

圖9B示出透射液晶顯示模組，其中提供紅光源2910a、綠光源2910b和藍光源2910c作為光源。控制器2912提供用於接通或斷開紅光源2910a、綠光源2910b和藍光源2910c的每個。控制器2912控制各顏色的光發射，使得光線進入液晶，並且透過使用分時方法組合圖像，來執行彩色顯示。

另外，在這個實施例模式中，如實施例模式1中所述，在定位球形隔離件的步驟中，透過微滴排放方法將球形隔離件排放到拒液處理區域，以及可透過在乾燥微滴時移動球形隔離件，來校正微滴中的失控所引起的排放球形隔離件之後不久的不正確定位。

這個實施例模式可適當地與實施例模式1至7中的任意實施例模式進行結合。

(實施例模式9)

可使用透過本發明所形成的液晶顯示裝置來完成電視裝置(又簡單地稱作電視或電視接收器)。圖14是示出電視裝置的主要元件的方塊圖。

對於圖14中的顯示面板，存在下列情況：僅按照圖11A所示來形成像素部分901、並且透過如圖12B所示的TAB方法或者透過如圖12A所示的COG方法來安裝掃描線驅動器電路903和信號線驅動器電路902的情況；按照圖11B所示來形成TFT、在基板之上形成像素部分901和掃描線驅動器電路903、並且作為驅動器IC單獨安裝信號線驅動器電路902的情況；按照圖11C所示在同一基板之上形成像素部分901、信號線驅動器電路902和掃描線驅動器電路903的情況；等等。顯示面板可具有這些結構的任意種。

作為圖14中的另一個外部電路，放大調諧器904所接收的信號中包含的圖像信號的圖像信號放大器電路905、把從圖像信號放大器電路905輸出的信號轉換成與紅、綠和藍顏色對應的色度信號的圖像信號處理電路906、將圖像信號轉換成驅動器IC的輸入規格的控制電路907等設置在圖像信號的輸入側。控制電路907向掃描線側以及信號線側輸出信號。在數位驅動的情況下，信號分割電路908可設置在信號線側，而輸入數位信號可分為待提供的m段。

將調諧器904所接收的信號之中的音頻信號傳送給音頻信號放大器電路909，並且把來自其中的輸出透過音頻信號處理電路910提供給揚聲器913。控制電路911從輸入部分912接收控制資訊、如接收台(接收頻率)或音量，並將信號傳送給調諧器904和音頻信號處理電路910。

可透過將顯示模組結合到殼體中，來完成電視裝置，如圖15A和圖15B所示。當液晶顯示模組用作顯示模組時，可製造液晶電視裝置。在圖15A中，使用顯示模組來形成主螢幕2003，並且提供例如揚聲器部分2009等配件和操作開關。這樣，可透過本發明來完成電視裝置。

將顯示面板2002結合到殼體2001中。電視裝置可採用接收器2005來接收一般TV廣播。當電視裝置透過有線或無線連接經由數據機2004與通信網路連接時，可執行單向(從發送方到接收方)或雙向(在發送方與接收方之間或者在接收方之間)資訊通信。可透過殼體內置的開關或者單獨提供的遙控單元2006來操作電視裝置。遙控單元2006還可具有用於顯示待輸出的資訊的顯示部分2007。

除了主螢幕2003之外，電視裝置還可包括使用顯示頻道、音量等的第二顯示面板所形成的子螢幕2008。在這個結構中，可使用本發明的液晶顯示裝置來形成主螢幕2003以及子螢幕2008。透過使用本發明，甚至在使用大基板以及多個TFT和電子機構時，也可製造具有較高圖像品質和可靠性的液晶顯示裝置。

圖15B示出具有大尺寸顯示部分、例如20英寸至80英寸顯示部分的電視裝置。電視裝置包括殼體2010、顯示部分2011、作為操作部分的遙控單元2012、揚聲器部分2013等。本發明適用於顯示部分2011。圖15B中的電視裝置是壁掛式的，並且不需要大安裝空間。

不用說，本發明並不局限於電視裝置。本發明適用於各種應用，特別適用於大尺寸顯示媒體，例如火車站、機場等的資訊板或者大街上的廣告顯示螢幕以及個人電腦的監視器。

這個實施例模式可適當地與實施例模式1至8中任意實施例模式進行結合。

(實施例模式10)

使用本發明的電子設備的示例如下：電視裝置(又簡單地稱作電視或電視接收器)、例如數位相機或數位攝像機的相機、行動電話裝置(又簡單地稱作行動電話)、例如PDA的便攜資訊終端、便攜遊戲機、電腦監視器、電腦、例如汽車音響系統的聲音再現裝置、例如家用遊戲機的包括記錄媒體的圖像再現裝置等。另外，本發明可適用於具有液晶顯示裝置的任何遊戲機，例如彈球盤、自動販實機(slot machine)、彈球機、大型遊戲機等。參照圖16A至圖16F來描述具體示例。

圖16A所示的便攜資訊終端裝置包括主體9201、顯示部分9202等。本發明的液晶顯示裝置可應用於顯示部分9202。因此，可提供能夠以高可見度來顯示高品質圖像的高性能便攜資訊終端裝置。

圖16B所示的數位攝像機包括顯示部分9701、顯示部分9702等。本發明的液晶顯示裝置可應用於顯示部分9701。因此，可提供能夠以高可見度來顯示高品質圖像的高性能數位攝像機。

圖16C所示的行動電話包括主體9101、顯示部分9102等。本發明的液晶顯示裝置可應用於顯示部分9102。因此，可提供能夠以高可見度來顯示高品質圖像的高性能行動電話。

圖16D所示的便攜電視裝置包括主體9301、顯示部分9302等。本發明的液晶顯示裝置可應用於顯示部分9302。因此，可提供能夠以高可見度來顯示高品質圖像的高性能便攜電視裝置。另外，對於電視裝置，本發明的液晶顯示裝置可適用於大範圍的電視裝置：便攜終端、如行動電話中安裝的小裝置；可揀選並攜帶的中等尺寸裝置；以及大尺寸裝置(例如40英寸或更大的顯示器)。

圖16E所示的便攜電腦包括主體9401、顯示部分9402等。本發明的液晶顯示裝置可應用於顯示部分9402。因此，可提供能夠以高可見度來顯示高品質圖像的高性能便攜電腦。

圖16F所示的自動販實機包括主體9501、顯示部分9502等。本發明的液晶顯示裝置可應用於顯示部分9502。因此，可提供能夠以高可見度來顯示高品質圖像的自動販賣機。

如上所述，透過本發明的液晶顯示裝置，可提供能夠以高可見度來顯示高品質圖像的高性能電子設備。這個實施例模式可適當地與實施例模式1至9中任意實施例模式進行結合。

[實施例1]

這個實施例中所示的是實驗結果，其中透過微滴排放方法、使用本發明來定位球形隔離件。

在玻璃基板之上形成光遮罩膜(黑矩陣)，在光遮罩膜之上形成絕緣層，以及在絕緣層之上形成導電層。作為光遮罩膜，鉬膜(厚度為100nm)透過濺射方法來形成，並且使用待處理成圖案的掩模來蝕刻。作為平面化的絕緣層，透過旋塗方法來形成丙烯酸樹脂膜(厚度為3μm)。作為導電層，透過濺射方法形成添加了氧化矽的氧化銦錫膜(ITSO膜)(厚度為110nm)來形成透光導電層。

採用紫外光在臭氧氣氛中照射導電層10分鐘，以便去除導電層表面上的有機雜質，然後執行拒液處理。作為拒液處理，沈積FAS膜(沈積條件：透過汽相方法，120℃的溫度，在氮氣氛中，30分鐘)，並將FAS膜浸入氫氟醚、然後浸入乙醇中。

透過微滴排放方法將其中以0.1wt%散佈了附有黏合劑(Natoko. Co.,Ltd.製造的KSE-400)的球形隔離件的液體排放到經過拒液處理的導電層上。作為液體中的分散介質，使用三乙烯乙二醇(triethylene glycol)，並且在排放之前通過超音波散佈球形隔離件，來獲得包括球形隔離件的液體。

將液體排放到導電層之上的區域，它與非顯示區域中的光遮罩膜重疊。然後，以100℃執行乾燥5分鐘，並且以150℃執行烘烤1小時。在臭氧氣氛中執行紫外線照射，以便去除作為拒液劑的FAS膜。

圖18是在反射照明(episcopic illumination)下觀測的、在上述步驟中製造的樣本的光學顯微圖。如圖18所示，光遮罩膜850具有圍繞像素顯示區域的圖案。球形隔離件851沒有定位在像素顯示區域中，而是規則地定位在與光遮罩膜850重疊的導電層852之上。已證實，可透過對拒液區域之上的液體進行乾燥，來校正微滴中的球形隔離件的不正確定位。在這個實施例中，在單排放步驟中定位的球形隔離件的數量為5或更少。

從上述結果已經證實，透過使用本發明，可在非顯示區域、如黑矩陣(光遮罩膜)或佈線中準確地定位球形隔離件。因此，能夠防止顯示缺陷，例如因顯示區域中的球形隔離件的移動、漏光以及球形隔離件周邊的對準失調而引起的損壞。另外，與形成時難以控制其厚度的使用柱狀隔離件的情況相比，可以更均勻地保持基板之間的空間。

800．．．基板

802．．．有機矽烷膜

803．．．微滴排放設備

804．．．球形隔離件

805．．．黏合劑

806．．．液體

807．．．液體

808．．．黏合劑

809．．．UV光

810．．．有機矽烷膜

811．．．絕緣層

1405．．．噴頭

1412．．．噴頭

1403．．．微滴排放機構

1407．．．控制機構

1410．．．電腦

1411．．．標記

1400．．．基板

1404．．．成像機構

1409．．．圖像處理機構

1408．．．儲存媒體

1413．．．材料源

1414．．．材料源

1406．．．虛線

1700．．．基板

1701a，1701b，1701c．．．像素電極層

1712．．．絕緣層

1710．．．基板

1704．．．絕緣層

1705a，1705b，1705c．．．相對電極層

1706．．．彩色層

1714．．．偏光板

1703．．．液晶層

1713．．．液晶元件

1720a，1720b．．．球形隔離件

1721a，1721b．．．黏合劑

1722a，1722b．．．有機矽烷膜

520．．．基板

521．．．電晶體

523．．．絕緣層

531．．．像素電極層

557．．．絕緣層

527．．．絕緣層

561．．．絕緣層

568．．．基板

563．．．絕緣層

564．．．相對電極層

565．．．彩色層

556．．．偏光板

562．．．液晶層

566．．．球形隔離件

502．．．閘極電極層

526．．．閘極絕緣層

504．．．半導體層

503a，503b．．．半導體層

525a，525b．．．佈線層

2700．．．基板

2701．．．像素部分

2702．．．像素

2703．．．掃描線側輸入端子

2704．．．信號線側輸入端子

2751．．．驅動器IC

2750．．．FPC

3700．．．基板

3701．．．像素部分

3702．．．掃描線驅動器電路

3704．．．信號線側輸入端子

4700．．．基板

4701．．．像素部分

4702．．．掃描線驅動器電路

4704．．．信號線驅動器電路

606．．．像素區域

608a．．．驅動器電路區域

608b．．．驅動器電路區域

695．．．基板

692．．．密封劑

607．．．驅動器電路部分

622．．．電晶體

623．．．電容器

620．．．電晶體

621．．．電晶體

604a，604b．．．底膜

630．．．像素電極層

611．．．絕緣膜

612．．．絕緣膜

615．．．絕緣膜

616．．．絕緣膜

637．．．球形隔離件

631．．．絕緣層

633．．．絕緣層

635．．．彩色層

641．．．偏光板

643．．．偏光板

678．．．末端電極層

694．．．FPC

696．．．各向異性導電層

634．．．相對電極層

200．．．基板

220．．．電晶體

201．．．像素電極層

202．．．絕緣膜

203．．．絕緣層

204．．．液晶層

281．．．球形隔離件

205．．．絕緣層

206．．．相對電極層

207．．．黑矩陣

208．．．濾色器

210．．．基板

231．．．偏光板

233．．．偏光板

282．．．密封劑

287．．．末端電極層

286．．．FPC

285．．．各向異性導電層

352．．．背光單元

331．．．光源

332．．．燈光反射器

335．．．導光板

336．．．據散板

334．．．反射器板

705．．．像素部分

712．．．信號線

710．．．掃描線

702．．．控制電路

708．．．驅動器電路部分

703．．．信號線驅動器電路

704．．．掃描線驅動器電路

706．．．照明機構

707．．．電源

741．．．移位暫存器

742．．．位準轉換器

743．．．緩衝器

731．．．移位暫存器

732．．．第一鎖存器

733．．．第二鎖存器

734．．．位準移動器

735．．．緩衝器

401．．．冷陰極管

402．．．發光二極體

403．．．發光二極體

404．．．發光二極體

405．．．發光二極體

2600．．．元件基板

2601．．．相對基板

2602．．．密封劑

2603．．．像素部分

2604．．．液晶層

2605．．．彩色層

2606．．．偏光板

2607．．．偏光板

2613．．．擴散板

2610．．．冷陰極管

2611．．．反射器板

2612．．．電路板

2608．．．驅動器電路

2609．．．撓性佈線板

2910a．．．紅光源

2910b．．．綠光源

2910c．．．藍光源

2912．．．控制器

901．．．像素部分

902．．．信號線驅動器電路

903．．．掃描線驅動器電路

904．．．調諧器

905．．．圖像信號放大器電路

906．．．圖像信號處理電路

907．．．控制電路

908．．．信號分割電路

909．．．音頻信號放大器電路

910．．．音頻信號處理電路

911．．．控制電路

912．．．輸入部分

913．．．揚聲器

2001．．．殼體

2002．．．顯示面板

2003．．．主螢幕

2004．．．數據機

2005．．．接收器

2006．．．遙控單元

2007．．．顯示部分

2008．．．子螢幕

2009．．．揚聲器部分

2010．．．殼體

2011．．．顯示部分

2012．．．遙控單元

2013．．．揚聲器部分

9201．．．主體

9202．．．顯示部分

9701．．．顯示部分

9702．．．顯示部分

9301．．．主體

9302．．．顯示部分

9401．．．主體

9402．．．顯示部分

9501．．．主體

9502．．．顯示部分

851．．．球形隔離件

852．．．導電層

850．．．光遮罩膜

在附圖中：

圖1A1至圖1C2是示出本發明的一個觀點的概念圖；

圖2A1至圖2C2是示出本發明的一個觀點的概念圖；

圖3是示出根據本發明的一個觀點的用於定位球形隔離件的方法的簡圖；

圖4是示出用於定位球形隔離件的習知方法的簡圖；

圖5A和圖5B分別是示出根據本發明的一個觀點的液晶顯示裝置的頂視圖和截面圖；

圖6A和圖6B分別是示出根據本發明的一個觀點的液晶顯示裝置的頂視圖和截面圖；

圖7A和圖7B分別是示出根據本發明的一個觀點的液晶顯示裝置的頂視圖和截面圖；

圖8是示出根據本發明的一個觀點的液晶顯示裝置的截面圖；

圖9A和圖9B是分別示出根據本發明的一個觀點的液晶顯示模組的截面圖；

圖10A至圖10D是分別示出可用於本發明的液晶顯示裝置的背光的視圖；

圖11A至圖11C是分別示出根據本發明的一個觀點的液晶顯示裝置的頂視圖；

圖12A和圖12B是分別示出根據本發明的一個觀點的液晶顯示裝置的頂視圖；

圖13A至圖13C是分別示出根據本發明的一個觀點的液晶顯示裝置的方塊圖；

圖14是示出應用本發明的電子設備的主要結構的方塊圖；

圖15A和圖15B是分別示出根據本發明的一個觀點的電子設備的簡圖；

圖16A至圖16F是分別示出根據本發明的一個觀點的電子設備的簡圖；

圖17是示出可用於本發明的顯示裝置的製造過程的微滴排放設備的簡圖；以及

圖18是示出實施例1中所述的球形隔離件的定位的光學顯微圖。