TWI491961B - 半導體裝置及其製造方法 - Google Patents

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Description

半導體裝置及其製造方法
本發明關於具有一種利用薄膜電晶體(下文稱為TFT)形成的電路的半導體裝置及其製造方法。例如，本發明關於其上安裝了以液晶顯示面板為代表的光電裝置作為組件的電子裝置。
在本說明書中，半導體裝置指的是透過利用半導體特性起作用的所有類型的裝置。光電裝置、半導體電路以及電子裝置都包含在半導體裝置的類別中。
近年來，一種利用在具有絕緣表面的基板上形成的半導體薄膜(厚度約為數奈米到數百奈米)來製造薄膜電晶體(TFT)的技術已經引起注意。薄膜電晶體被廣泛應用於諸如IC和光電裝置之類的電子裝置，而且尤其被迅速開發為影像顯示裝置的開關元件。
如通常在液晶顯示裝置中所見到的那樣，在諸如玻璃基板之類的平板上形成的薄膜電晶體是使用非晶矽或多晶矽製造的。
此外，已經注意到使用氧化物半導體製造薄膜電晶體的技術，而且這樣的電晶體被應用於電子裝置或光學裝置。例如，專利文獻1和專利文獻2公開了使用氧化鋅或In-Ga-Zn-O基氧化物半導體作為氧化物半導體膜來製造薄膜電晶體的技術，而且用這樣的電晶體作為影像顯示裝置的開關元件等。
此外，液晶顯示裝置中的呈現藍相的液晶已經引起注意。Kikuchi等人公開了透過聚合物穩定化處理展寬了藍相的溫度範圍(參見專利文獻3)，這引領了實際應用呈現藍相的液晶的方式。
[參考文獻]
[專利文獻1]日本公開專利申請No. 2007-123861
[專利文獻2]日本公開專利申請No. 2007-096055
[參考文獻3]PCT國際公開No. WO2005/090520
在將呈現藍相的液晶材料用於液晶層的情況下，在透過施加電壓將顯示器從未施加電壓狀態下的黑色顯示設置成透過施加電壓的白色顯示之後，當再次停止施加電壓時，顯示器可能不會完全返回黑色，而且會產生漏光；因此，會引起影像品質和對比度降低的問題。一個目的是提供漏光減少的液晶顯示裝置。
為了在液晶顯示裝置中的移動影像顯示的情況下提高子框頻率，較佳地，用於讀取和擦除數據的薄膜電晶體的開關速度更高。
此外，在使用冷陰極螢光燈作為背光的液晶顯示裝置中，即使在整個螢幕上執行黑色顯示，也使冷陰極螢光燈處於發光狀態；因此，難以實現低功耗。此外，因為冷陰極螢光燈的背光具有恆定的光量，所以峰值照度不會改變，從而難以在移動影像顯示中實現高影像品質。此外，在使用冷陰極螢光燈作為背光的情況下，從背光發出的光為白色；因此，設置了用於全彩顯示的濾色器。一個像素被分成三個子像素：用於紅色的子像素、用於藍色的子像素以及用於綠色的子像素；因此，實現了全彩顯示。液晶顯示裝置的這種方法稱為空間混色，其中藉由改變透過用於紅色的子像素、用於藍色的子像素以及用於綠色的子像素的光的強度並混合這些光來獲得期望色彩的光。
有鑑於上述情況，一個目的是提供能利用多個發光二極體(以下稱為LED)作為背光透過採用分時顯示系統(也稱為場序式系統)顯示具有高影像品質的移動影像的液晶顯示器。此外，一個目的是提供其中透過調節峰值照度實現高影像品質、全彩顯示或低功耗的液晶顯示裝置。
呈現出藍相的液晶材料具有從未施加電壓的狀態到施加電壓的狀態的1毫秒或更短的回應時間，從而短時間回應成為可能。然而，當液晶從施加電壓的狀態返回未施加電壓的狀態時，液晶的取向變得部分未完成。
這種現象稱為剩餘雙折射。透過施加電壓，使液晶分子沿電壓施加方向取向並引起光學雙折射，而當停止施加電壓時，液晶的一部分的取向未完全返回施加電壓之前的狀態的取向；因此，雙折射剩餘。
剩餘雙折射的原因之一在於一對基板之間的液晶層中包括的聚合物的不均勻分佈。
有鑑於上述原因，在將液晶層密封在一對基板之間之後，利用從該對基板上方和下方同時的UV照射執行聚合物穩定化處理，藉此使夾在該對基板之間的液晶層中包括的聚合物均勻分佈。注意，聚合物穩定化處理是其中執行利用紫外光的照射、而且透過紫外光的能量促進液晶層中包括的未反應組分(低分子量組分或自由基)的反應的處理，或其中在加熱下執行利用紫外光的照射、而且透過紫外光的能量和熱能促進液晶層中所包括的未反應組分(低分子量組分或自由基)的反應的處理。
因為同時從該對基板的上方和下方執行UV照射，所以較佳未在該對基板之間設置濾色器，而且將透射紫外光的材料用於層間絕緣膜和這些基板。
注意，用於該UV照射的紫外光的波長是450 nm或更短，而且在透過濺射法形成的In-Ga-Zn-O基非單晶膜具有光敏性的波長範圍內；然而，因為設置了擋光層，所以薄膜電晶體的電特性不會受影響。因此，根據該程序，透過將成為薄膜電晶體的通道形成區的氧化物半導體層夾在閘極電極與擋光層之間從而保護薄膜電晶體的氧化物半導體層免受光照的結構是有效的。
此外，雖然用於UV照射的紫外光在非晶矽具有光敏性的波長範圍內，但因為設置了擋光層，所以薄膜電晶體的電特性不受影響。
在本說明書中，將在400 nm到450 nm的波長下透射率至少少於約50%、較佳小於20%的材料用於該擋光層。例如，可將鉻金屬膜或氮化鈦或黑色樹脂用作擋光層的材料。在將黑色樹脂用於擋光的情況下，隨著光強越高，黑色樹脂的膜需要越厚。因此，在黑色樹脂膜需要較薄的情況下，較佳使用具有高擋光性質、能經受精細蝕刻程序且能被減薄的金屬膜。
以此方式，能實現包括呈現藍相的液晶層和適用於場序式系統的液晶顯示裝置。
本說明書中所公開的本發明的實施例的結構是半導體裝置的製造方法，該方法包括以下步驟：在第一透光基板上形成閘極電極、擋光層以及薄膜電晶體，該薄膜電晶體包括在閘極電極與擋光層之間的氧化物半導體層；形成包括電連接至薄膜電晶體的像素電極的像素部分；將第一透光基板與第二透光基板彼此固定，並在它們之間插入包括光可固化樹脂和光聚合引發劑的液晶層；用紫外光從第一透光基板和第二透光基板的上方和下方照射液晶層；在用紫外光照射液晶層之後將第一偏極板固定至第一透光基板，並將第二偏極板固定至第二透光基板；以及固定包括多種類型的發光二極體的背光部分，以使其與第一透光基板的像素部分交疊。
除上述結構之外，可在與薄膜電晶體交疊的位置為第二透光基板設置第二擋光層。該第二擋光層較佳與氧化物半導體層交疊，而且具有比氧化物半導體層更大的上表面形狀。
透過上述結構，可解決上述問題中的至少一個。
此外，也可為第二透光基板設置擋光層，該擋光層用於阻擋諸如外部光或製造程序中用於照射的紫外光之類的光，以使光不會進入設置在第一透光基板上的氧化物半導體層。本發明的實施例的另一結構是半導體裝置的製造方法，該方法包括以下步驟：在第一透光基板上形成閘極電極和薄膜電晶體，該薄膜電晶體包括與閘極電極交疊的氧化物半導體層；形成包括電連接至薄膜電晶體的像素電極的像素部分；將設置有擋光層的第二透光基板與第一透光基板彼此固定，並在它們之間插入包括光可固化樹脂和光聚合引發劑的液晶層；用紫外光從第一透光基板和第二透光基板的上方和下方照射液晶層；在用紫外光照射液晶層之後將第一偏極板固定至第一透光基板，並將第二偏極板固定至第二透光基板；以及固定包括多種類型的發光二極體的背光部分，以使其與第一透光基板的像素部分交疊。
在上述結構中，擋光層較佳與氧化物半導體層交疊、至少覆蓋氧化物半導體層、且具有比氧化物半導體層更大的上表面形狀。除上述結構之外，可在與薄膜電晶體交疊的位置為第一透光基板設置第二擋光層。為第一透光基板設置的該第二擋光層較佳與氧化物半導體層交疊，而且具有比氧化物半導體層更大的上表面形狀。
透過上述結構，可解決上述問題中的至少一個。
在採用其中未使用濾色器的場序式系統的情況下，將紅色LED、綠色LED、藍色LED等用作背光，而且必須採用高速驅動(至少三倍速驅動)。
因為子框頻率在移動影像顯示中被提高，所以較佳將呈現藍相的液晶材料用作用於液晶層的材料。如果使用了呈現藍相的液晶材料，則能在1/180秒或更短時間內，即約5.6毫秒或更短時間內執行色彩切換以每個場顯示一種顔色。呈現藍相的液晶材料具有1毫秒或更短的回應時間，從而能實現高速回應，藉此液晶顯示裝置能表現出更高性能。呈現藍相的液晶材料包括液晶和手性劑。採用手性劑以使液晶以螺旋結構取向，從而使液晶呈現藍相。例如，可將其中混合了5%重量百分比或更多手性劑的液晶材料用於該液晶層。作為液晶，使用了熱致液晶、低分子液晶、高分子液晶、鐵電液晶、反鐵電液晶等。
該液晶材料不限於呈現藍相的液晶材料，只要短時間回應是可能的，而且能採用場序式驅動系統既可。例如，可採用其中液晶以彎曲狀態取向的光學補償彎曲(OCB)模式。
作為用於實現廣視角的技術，使用了透過產生與基板平行或基本平行(即沿橫向)的電場以使液晶分子在平行於基板的平面中移動來控制灰階的方法。在這樣的方法中，可採用用於共面切換(IPS)模式的電極結構或用於邊緣場切換(FFS)模式的電極結構。
當子框頻率在移動影像顯示中被提高時，透過在某個框或子框周期中使所有LED處於不發光狀態以實現整個螢幕上的黑色顯示(所謂的黑色插入)，能減少由於移動影像中的移動模糊引起的影像品質降低。
一個場由在所選周期中向相應像素寫入影像信號的周期和在未選周期中儲存寫入影像信號的周期組成。在每個像素中安排有具有完成所選周期內的寫入所必需的導通電流的TFT。此外，為了在一個場周期中保持顯示狀態，較佳地，未選周期或儲存周期中的漏電流盡可能小。作為滿足這些要求的TFT，較佳地，使用利用以In-Ga-Zn-O基氧化物半導體為代表的氧化物半導體作為包括通道形成區的半導體層。
此外，設置在薄膜電晶體上的擋光層(也稱為黑矩陣)具有防止薄膜電晶體的電特性因為氧化物半導體的光敏性而變化從而使該電特性穩定的效果。例如，透過濺射法利用靶(按照摩爾比In2 O3 ：Ga2 O3 ：ZnO=1：1：1)形成的In-Ga-Zn-O基非單晶膜對450 nm或更短波長的光敏性；因此，設置阻擋波長為450 nm或更短的光的擋光層是有效的。此外，擋光層能防止光向毗鄰像素的洩漏，這樣能實現更高對比度和更高清晰度的顯示。因此，透過設置擋光層，能實現液晶顯示裝置的更高清晰度和更高可靠性。
此外，LED不限於紅色LED、綠色LED以及藍色LED，而且可使用藍色LED、品紅色LED、黃色LED或白色LED。注意LED具有數十奈秒到數百奈秒的短回應時間，該回應時間比液晶材料的回應時間短。
而且，背光不限於LED，而且如果它是點光源(point light source)，則可使用無機EL元件或有機EL元件。
當將多種類型的發光二極體用作背光時，能調節相應LED的發光時間或照度。作為對LED的發光時間或照度的調節，設置了用於LED的驅動器電路。
此外，較佳地，在液晶顯示裝置的顯示區所劃分成的多個區域的每一個中設置至少一個LED，而且設置根據相應視頻信號按區域驅動的LED的LED控制電路。透過按區域驅動LED，能局部調節顯示區域中的照度。例如，按照使需要LED發光的第一區域處於發光狀態而不需要LED發光的第二區域處於不發光狀態的方式，有可能實現LED的選擇性發光。因此，雖然取決於顯示影像，但也能實現液晶顯示裝置的較低功耗。
透過按發光顔色獨立控制LED，可根據外部照明環境調節顯示螢幕的色溫；因此，可提供具有高可視性的液晶顯示裝置。此外，如果為液晶顯示裝置設置了檢測外部光的光感測器，則能根據外部照明環境自動調節相應顔色的LED的照度。
此外，為使用場序式系統的液晶顯示裝置設置常黑模式。工作於常黑模式(normally black mode)的液晶顯示裝置在未對液晶層施加電壓的狀態下在其螢幕上顯示黑色。當對液晶層施加電壓時，來自背光的光(從LED發出的光)透過，而且螢幕上顯示所發出光的顔色。
此外，可在背光與其間夾有液晶層的該對基板之間設置諸如棱鏡或光散射板之類的光學薄板。
在本說明書中，透光基板指的是具有80%到100%的可見光透射率的基板。
本說明書中指示諸如“在......之上”、“在......上方”、“在......之下”、“在......下方”、“側面”、“水平”、或“垂直”之類的方向的術語是基於裝置設置在基板表面之上的假定。
能提供能顯示更高影像品質的移動影像的場序式液晶顯示裝置。
以下描述本發明的實施例。
[實施例1]
這裏，以下將參照圖1A到1C描述使用場序式系統的液晶顯示裝置的製造示例。
首先，在第一透光基板441上形成作為開關元件的薄膜電晶體(TFT)420。將玻璃基板用作第一透光基板441。注意，可在第一透光基板441上設置作為阻擋膜的基絕緣膜。此外，這裏將描述在薄膜電晶體420中使用半導體層403用於形成通道形成區的示例。
在第一透光基板441上形成閘極電極層401，形成覆蓋閘極電極層401的閘極絕緣層402，然後在閘極絕緣膜402上形成與閘極電極交疊的半導體層403。閘極電極層401的材料不受限制，只要它能形成擋光導電膜，而且可以是從鋁(Al)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釹(Nd)以及鈧(Sc)中選擇的元素或包括上述元素的合金。閘極電極層401不限於包含上述元素的單層，而且可具有兩層或多層。作為閘極絕緣層402的材料，可使用透光無機材料(氧化矽、氮化矽、氧氮化矽、氮氧化矽等)，而且閘極絕緣層402可具有包括這些材料的任一種的單層結構或層疊結構。可透過濺射法或諸如等離子體CVD法或熱CVD法之類的汽相沈積法形成閘極電極和閘極絕緣膜。
透過將由InMO3 (ZnO)m (m>0，m不是自然數)表示的薄膜形成圖案可形成半導體層403。注意M代表從Ga、Fe、Ni、Mn以及Co中選擇的一種或多種金屬元素。除其中僅包含Ga作為M的情況之外，存在包含Ga和除Ga之外的任一種上述金屬元素作為M的情況，例如Ga和Ni或Ga和Fe。而且，在該氧化物半導體中，在某些情況下，除包含金屬元素作為M之外，還包含諸如Fe或Ni之類的過渡金屬元素或過渡金屬的氧化物作為雜質元素。在本說明書中，此薄膜也稱為In-Ga-Zn-O基非單晶膜。如下地形成氧化物半導體層：使用包括In、Ga以及Zn(In2 O3 ：Ga2 O3 ：ZnO=1：1：1)的氧化物半導體靶，在基板與靶之間的距離為170 mm、壓力為0.4 Pa以及直流(DC)電源為0.5 kW、包含氧氣的氬氣氣氛下的條件下進行膜沈積，並形成抗蝕劑掩模，而且所沈積的膜被選擇性蝕刻以去除其不必要的部分。注意，較佳地，使用脈衝直流(DC)電源，這樣可減少灰塵並使厚度分佈均勻。該氧化物半導體膜的厚度被設置為5 nm到200 nm。在本實施例中，氧化物半導體膜的厚度為100 nm。
接著，在形成覆蓋該氧化物半導體層的導電膜之後，將該導電膜形成圖案以形成源極電極層和汲極電極層。作為導電膜的材料，可以是從Al、Cr、Ta、Ti、Mo以及W中選擇的元素、包含上述元素中的任一種作為其組分的合金、包含上述元素中的任一種的組合的合金等。如果稍後執行200℃到600℃下的熱處理，則較佳地，該導電膜包括鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釹(Nd)、鈧(Sc)等，以使其具有承受熱處理的耐熱性。
在蝕刻以形成源極電極層和汲極電極層時，可根據導電膜的材料部分蝕刻氧化物半導體膜的暴露區域；在這樣的情況下，該氧化物半導體膜中不與源極電極層或汲極電極層交疊的區域比與源極電極層或汲極電極層交疊的區域更薄。
然後，較佳地，在200℃至600℃下、通常在300℃至500℃下執行熱處理。在這種情況下，在爐中在350℃下在空氣氣氛中執行熱處理一小時。透過此熱處理，在In-Ga-Zn-O基非單晶膜中發生原子級重排。因為該熱處理減少了中斷載流子轉移的畸變，所以該熱處理(包括光退火)是重要的。注意，對熱處理的定時不存在特殊限制，只要在In-Ga-Zn-O基非單晶膜形成之後進行即可，而且例如，可在像素電極形成之後執行熱處理。
接著，形成層間絕緣膜413。作為層間絕緣膜413的材料，可使用透光無機材料(氧化矽、氮化矽、氧氮化矽、氮氧化矽等)或透光樹脂材料(聚酰亞胺、丙烯酸、苯並環丁烯、聚酰胺、環氧樹脂、矽氧烷基樹脂等)，而且層間絕緣膜413可具有包括這些材料的任一種的單層結構或層疊結構。注意，矽氧烷基樹脂是使用矽氧烷基材料作為起始材料形成且具有Si-O-Si鍵的樹脂。矽氧烷基樹脂可包括有機基(例如烷基或芳香基)或氟基作為取代基。該有機基可包括氟基。
接著，在層間絕緣膜413中形成達到源極電極層或汲極電極層的接觸孔，然後在層間絕緣膜413上形成第一電極層447和第二電極層446分別作為像素電極層和共同電極層。較佳地，利用透明導電膜形成第一電極層447和第二電極層446。第二電極層446也稱為共同電極，而且被固定於諸如例如GND或0 V之類的預定電位。這裏，以IPS模式液晶顯示裝置為例。利用薄膜電晶體驅動排列成矩陣的像素電極，從而在螢幕上形成顯示圖案。具體而言，當在選定的像素電極與對應於該選定像素電極的共同電極之間施加電壓時，執行對設置在像素電極與共同電極之間的液晶層的光調製，而且此光調製被觀看者識別為顯示圖案。
透過上述程序，將第一電極層447和第二電極層446排列成矩陣以對應於相應的像素，從而形成像素部分。因此，能獲得用於製造有源矩陣顯示裝置的基板之一。為簡便起見，在本說明書中將這樣的基板稱為有源矩陣基板。
接著，製備用於製造有源矩陣顯示裝置的另一基板，即作為對基板的第二透光基板442。作為第二透光基板442，使用了玻璃基板。在第二透光基板442上設置了用作黑矩陣的擋光層414。將第一透光基板441和第二透光基板442固定成這樣的狀態：設置有擋光層414的第二透光基板442的表面與設置有薄膜電晶體420的第一透光基板441的表面彼此正對，而且在這兩個基板之間設置了第一液晶層450。此狀態下的截面圖對應於圖1A。
透過使用用於固定基板的密封劑中包括的填充物或距離保持工具(例如柱狀隔離件或球狀隔離件)，較佳地，將第一透光基板441與第二透光基板442之間的距離保持恆定。透過注入法或分配器法(滴落法)在這兩個基板之間設置第一液晶層450，在注入法中，透過第一透光基板441與第二透光基板442之間的附連之後的毛細現象注入液晶。
第一液晶層450是包括介電常數各向異性為正的液晶、手性劑、光可固化樹脂以及聚合引發劑的混合物。在本實施例中，可將JC-1041XX(Chisso公司生產)和4-氰基-4'-戊基聯苯的混合物用作該液晶材料。可將ZLI-4572(Merck有限公司生產)用作手性劑。作為光可固化樹脂，使用了丙烯酸2-乙基己酯、RM257(日本Merck有限公司生產)。作為光聚合引發劑，使用了2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮。
採用手性劑以使液晶以螺旋結構取向，從而使液晶呈現藍相。作為手性劑，使用了具有與液晶的高相容性和強扭轉力的材料。使用了兩種對映體R和S中的任一種，而且未使用其中R和S以50：50混合的外消旋混合物。例如，可將其中混合了5%重量百分比或更多手性劑的液晶材料用於該液晶層。
作為介電常數各向異性為正的液晶，使用了熱致液晶、低分子液晶、高分子液晶、鐵電液晶、反鐵電液晶等。這些液晶材料根據條件呈現出膽固醇相、膽固醇藍相、近晶相、近晶藍相、立方相、手向列相、各向同性相等。
作為藍相的膽固醇藍相和近晶藍相在具有膽固醇相或近晶相且具有小於或等於500 nm的相對短螺旋間距的液晶材料中出現。液晶材料的取向具有雙扭轉結構。由於具有小於或等於光波長的量級，所以液晶材料是透明的，而且透過施加電壓改變取向次序可產生光調製動作。藍相是光學各向同性的，因此沒有視角依賴性。因此，沒有必要形成取向膜；從而能提高顯示影像品質並降低成本。此外，因為不需要對取向膜進行摩擦處理，所以能防止摩擦處理引起的靜電放電損傷，而且能減少製造過程中液晶顯示裝置的缺陷和損傷。因此，能提高液晶顯示裝置的生產率。使用氧化物半導體層的薄膜電晶體尤其可能出現薄膜電晶體的電特性受靜電影響而顯著波動從而偏離設計範圍的情況。因此，將藍相液晶材料用於包括使用氧化物半導體層的薄膜電晶體的液晶顯示裝置是更有效的。
藍相僅呈現於窄溫度範圍中；因此，對液晶材料添加光可固化樹脂和光聚合引發劑，並執行聚合物穩定化處理以展寬該溫度範圍。光可固化樹脂可以是；諸如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯之類的單官能單體；諸如二丙烯酸酯、三丙烯酸酯、二甲基丙烯酸酯或三甲基丙烯酸酯之類的多官能單體；以及它們的混合物。例如，可給出丙烯酸2-乙基己酯、RM257(日本Merck有限公司生產)或三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。此外，該光可固化樹脂可具有液態結晶性、非液態結晶性，或這兩種結晶性兼而有之。可選擇用具有與光聚合引發劑起反應的波長的光可固化的樹脂作為該光可固化樹脂，而且在本實施例中使用了紫外可固化樹脂(UV可固化樹脂)。
作為光聚合引發劑，可使用透過光照產生自由基的自由基聚合引發劑、透過光照產生酸的酸生成劑、或透過光照產生堿的堿生成劑。
以這樣的方式進行聚合物穩定化處理：用具有能與光可固化樹脂和光聚合引發劑反應的波長的光照射包含液晶、手性劑、光可固化樹脂以及光聚合引發劑的液晶材料。可透過用光照射呈現出各向同性相的液晶材料、或在溫度控制下用光照射呈現藍相的液晶材料來執行該聚合物穩定化處理。
這裏，在將第一液晶層450加熱成各向同性相之後，降低液晶層450的溫度以使該相變成藍相，從而當將溫度保持與呈現藍相的溫度時，如圖1B所示，從該對基板的上方和下方同時執行UV照射以減少剩餘雙折射的產生。如果僅從一個基板側執行UV照射，則聚合物會不均勻地分佈到UV照射方向附近的區域，而且可能引起剩餘雙折射。較佳地，透過第一透光基板441的第一紫外光451的量和透過第二透光基板442的第二紫外光452的量幾乎相同。透過第一透光基板441的第一紫外光451被其中形成了薄膜電晶體420的區域阻擋，而透過第二透光基板442的第二紫外光452被其中形成了擋光層414的區域阻擋。因此，能使在像素部分中與像素開口部分交疊的對顯示有貢獻的第二液晶層444暴露給來自上方和下方幾乎相同量的紫外光。為了使液晶層444暴露給來自上方和下方幾乎相同量的紫外光，第一透光基板441中的第一透光區(除設置了金屬引線和金屬電極的區域之外的區域)和第二透光基板442中的第二透光區(除設置了擋光層414的區域之外的區域)幾乎相同是有效的。
因為設置了閘極絕緣層402和層間絕緣膜413的第一透光基板441與第二透光基板442不同，所以根據閘極絕緣層402和層間絕緣膜413的材料--即使這些材料具有透光性質，紫外光量的差別可能因為光吸收、膜介面處的折射、膜介面處的反射等而存在差別。因此，在光量可能出現差別的情況下，可調節來自第一紫外光451的光源和第二紫外光452的光源的光量，或第二透光基板442可設置有與閘極絕緣層402和層間絕緣膜413等價的膜以調節光量。
透過如上所述的其中從該對基板的上方和下方同時執行UV照射的聚合物穩定化處理，能使載入該對基板之間的第二液晶層444中包括的聚合物均勻地分佈。透過該聚合物穩定化處理，在施加電壓之後未引起剩餘雙折射；因此，能獲得與施加電壓之前相同的黑色顯示，而且能減少光洩漏。因此，能製造具有高品質的聚合物穩定的藍相顯示元件。
此外，因為閘極電極層401阻擋第一紫外光451而擋光層414阻擋第二紫外光452，所以半導體層403未暴露給UV照射，而且能防止薄膜電晶體的電特性的差別。
接著，在第一透光基板(設置有像素電極的基板)的外表面側上設置不與液晶層毗鄰的第一偏極板443a。在第二透光基板(對基板)的外表面側上設置不與液晶層毗鄰的第二偏極板443b。此狀態下的截面圖對應於圖1C。包括設置有兩個偏極板的一對基板的處於圖1C中所示狀態的物體稱為液晶面板。
在使用大尺寸基板製造多個液晶顯示裝置的情況下(所謂的多面板法)，可在聚合物穩定化處理之前或提供偏極板之前執行分割步驟。考慮到分割步驟對液晶層的影響(諸如由分割步驟中施加的力的引起的取向無序)，較佳地，在第一基板與第二基板結合之後和聚合物穩定化處理之前執行分割步驟。
最後，將背光部分固定至該液晶面板。
圖2是其中在背光部分中使用了LED的液晶模組的分解立體圖。在液晶面板302中，在元件基板上設置了多個驅動器IC 305，而且還設置了電連接至元件基板上設置的端子的FPC 307。
在液晶面板302下設置了背光部分303。
設置第一外殼301和第二外殼304以將液晶面板302和背光部分303夾在第一外殼301和第二外殼304之間，而且在外殼的周邊部分處使它們結合到一起。這裏，第一外殼301的視窗將成為液晶模組的顯示表面。
在背光部分303中使用了多種類型的LED(發光二極體)，而且利用LED控制電路308可調節各個LED的照度。透過連接線306提供電流。透過LED控制電路308使LED單獨地發光；因此，能實現場序式液晶顯示裝置。
此外，在液晶顯示裝置的顯示區域所分成的多個區域中的每一個中設置了至少一個LED，而且LED控制電路根據相應的視頻信號按區域驅動LED。透過按區域驅動LED，能局部調節顯示區域中的照度。例如，按照使需要LED發光的第一區域處於發光狀態而不需要LED發光的第二區域處於不發光狀態的方式，可能實現LED的選擇性發光。因此，雖然取決於顯示影像，但也能實現液晶顯示裝置的較低功耗。
此外，可將無機材料或有機材料用作LED的發光材料。
在場序式液晶顯示裝置中，高速驅動(至少三倍速度驅動)是必需的。在本實施方式中，透過使用回應時間充分短的呈現藍相的液晶層和使用In-Ga-Zn-O基氧化物半導體的薄膜電晶體作為開關元件，實現了移動影像顯示的高影像品質。
[實施例2]
將參照圖3A和3B描述液晶顯示裝置。
圖3A是示出一個像素的液晶顯示裝置的平面圖。圖3B是沿圖3A的線X1-X2所取的截面圖。
在圖3A中，將多個源極引線層(包括引線層405a)設置成相互平行(按照附圖中的垂直方向延伸)且彼此分開。設置了沿大致垂直於源極引線層(附圖中的水平方向)的方向延伸而且相互分開的多個閘極極引線層(包括閘極電極層401)。毗鄰多個閘極極引線層設置了沿大致平行於閘極極引線層的方向延伸，即沿大致垂直於源極引線層的方向(附圖中的水平方向)延伸的共同引線層408。源極引線層、共同引線層408以及閘極極引線層包圍了大致矩形的空間，而且在這些空間中設置了液晶顯示裝置的像素電極層和共同引線層。在附圖的左上角設置了用於驅動像素電極層的薄膜電晶體420。按照矩陣設置了多個像素電極層和薄膜電晶體。
在圖3A和3B的液晶顯示裝置中，電連接至薄膜電晶體420的第一電極層447作為像素電極層，而電連接至共同引線層408的第二電極層446作為共同電極層。注意，電容器由第一電極層和共同引線層形成。
可使用透過產生大致平行於基板(即沿橫向方向)的電場以使面板中的液晶分子平行於基板移動從而控制灰階的方法。對於這樣的方法，可採用如圖3A和3B所示的用於IPS模式的電極結構。
在諸如IPS模式之類的橫向電場中，具有開口圖案的第一電極層(例如像素電極層，其每個像素的電壓均受控制)和第二電極層(例如共同電極層，其中對所有像素施加共同電壓)位於液晶層下方。因此，在第一透光基板441上形成了第一電極層447和第二電極層446，其中之一為像素電極層而另一個為共同電極層，而且在層間膜上形成第一電極層和第二電極層中的至少一個。第一電極層447和第二電極層446不具有平面形狀，而是包括彎曲部分或分支梳狀部分的多種開口圖案。第一電極層447和第二電極層446被設置成不具有相同形狀，而且彼此交疊以在它們之間產生電場。
第一電極層447和第二電極層446的上表面形狀不限於圖3A和3B中所示的結構，而且可以是帶有彎曲的波浪形、具有同心圓形開口的形狀、或其中電極相互咬合的梳狀。
透過在像素電極層與共同電極層之間施加電場，可控制液晶。對液晶施加橫向方向的電場，從而可利用該電場控制液晶分子。即，能沿平行於基板的方向控制平行於基板取向的液晶分子；因此，能展寬視角。
第二電極層446的一部分在層間絕緣膜413上形成，而且作為與薄膜電晶體420至少部分交疊的擋光層417。與薄膜電晶體420交疊的擋光層417可具有與第二電極層446相同的電位，或可以處於不與第二電極層446電連接的浮置狀態。
薄膜電晶體420是倒交錯薄膜電晶體，且包括在具有絕緣表面的基板441上的閘極電極層401、閘極絕緣層402、半導體層403、分別作為源極區或汲極區的n+ 層404a和404b以及作為源極電極層或汲極電極層的引線層405a和405b。
絕緣膜407被設置成與半導體層403接觸，以覆蓋薄膜電晶體420。在絕緣膜407上設置了層間絕緣膜413，而且在層間絕緣膜413上形成了第二電極層446。
在圖3A和3B的液晶顯示裝置的層間絕緣膜413中，透光樹脂層被用作透射可見光的絕緣膜。
層間絕緣膜413(透光樹脂層)的形成方法不是特別受限的，而且可根據材料採用以下方法：旋塗法、浸塗法、噴塗法、液滴排出法(例如噴墨法、絲網印刷法或膠版印刷法)、刮片法、輥塗法、幕塗法、刀塗法等。
液晶層444被設置在第一電極層447和第二電極層446上，並被作為對基板的第二透光基板442密封。
在第二透光基板442側上還設置了擋光層414。
在第二透光基板442的液晶層444側上形成了擋光層414，而且形成了絕緣層415作為平坦化膜。較佳地，在對應於薄膜電晶體420的區域(與薄膜電晶體的半導體層交疊的區域)中形成擋光層414，而且在該擋光層414與該區域之間插入液晶層444。將第一透光基板441和第二透光基板442牢固地相互附連，且在它們之間插入了液晶層444，從而將擋光層414定位成至少覆蓋薄膜電晶體420的半導體層403。
使用反射或吸收光的擋光材料形成擋光層414。例如，可使用透過將色素材料、炭黑、鈦黑等黑色樹脂混入諸如光敏或非光敏聚酰亞胺之類的樹脂材料中形成的黑色有機樹脂。在使用黑色樹脂的情況下，擋光層414的厚度被設置為0.5 μm到2 μm。或者，可使用例如使用鉻、鉬、鎳、鈦、鈷、銅、鎢、鋁等形成的擋光金屬膜。
擋光層414的形成方法不受特別限制，而且可根據材料使用諸如汽相沈積、濺射、CVD等等之類的乾或諸如旋塗、浸塗、噴塗、液滴排出(例如噴墨、絲網印刷或膠版印刷)等等之類的濕法。如果需要，可採用蝕刻法(乾蝕刻或濕蝕刻)形成期望圖案。
還可透過諸如旋塗法之類的塗敷法或多種印刷法使用諸如丙烯酸或聚酰亞胺之類的有機樹脂等形成絕緣層415。
當按照這種方式在對基板側上進一步設置擋光層414時，能進一步提高對比度，並能使薄膜電晶體進一步穩定化。擋光層414能阻擋入射到薄膜電晶體420的半導體層403上的光；因此，能防止薄膜電晶體420的電特性因為半導體的光敏性而變化，從而使其更穩定。此外，擋光層414能防止光向毗鄰像素的洩漏，這樣能實現更高對比度和更高的清晰度顯示。因此，能實現液晶顯示裝置的高清晰度和高可靠性。
第一透光基板441和第二透光基板442是透光基板，而且在它們的外側(與液晶層444相反的側)分別設置有偏極板443a和偏極板443b。
可使用諸如包含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鎢的氧化鋅銦、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化錫銦、氧化錫銦(下文稱為ITO)、氧化鋅銦或添加了氧化矽的氧化錫銦之類的透光導電材料形成第一電極層447和第二電極層446。
可使用包含導電高分子的導電組合物(也稱為導電聚合物)來形成第一電極層447和第二電極層446。使用該導電組合物形成的像素電極較佳地具有10000歐姆每方塊或更低的薄膜電阻和在550 nm波長下的70%或更高的透射率。此外，導電組合物中包含的導電高分子的電阻率較佳地為0.1 Ω‧cm或更低。
作為該導電高分子，可使用所謂的π電子共軛導電聚合物。例如，有可能使用聚苯胺及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、或它們中的兩種或多種的共聚物。
可在第一透光基板441與閘極電極層401之間設置用作基膜的絕緣膜。基膜用於防止雜質元素從第一透光基板441擴散，而且可使用從氮化矽膜、氧化矽膜、氮氧化矽膜以及氧氮化矽膜中選擇的一層膜或層疊膜形成該基膜。可使用諸如鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹、或鈧之類的金屬材料或包括這些材料中的任一種作為其主要組分的任何合金材料來形成具有單層或層疊結構的閘極電極層401。透過將擋光導電膜用作閘極電極層401，能防止來自背光的發光二極體的光(從第一透光基板441側進入而且透過第二透光基板442出射的光)進入半導體層403。
例如，作為閘極電極層401的兩層結構，以下結構是較佳的：鋁層和層疊在鋁層之上的鉬層的兩層結構、銅層和層疊在銅層之上的鉬層的兩層結構、銅層和層疊在銅層之上的氮化鈦層或氮化鉭層的兩層結構、以及氮化鈦層和鉬層的兩層結構。作為三層結構，較佳鎢層或氮化鎢層的疊層、鋁和矽的合金層或鋁和鈦的合金層、以及氮化鈦層或鈦層。
可透過等離子體CVD法、濺射法等使用氧化矽層、氮化矽層、氧氮化矽層、或氮氧化矽層來形成具有單層結構或疊層結構的閘極絕緣層402。或者，可透過CVD法使用有機矽烷氣體用氧化矽層形成閘極絕緣層402。作為有機矽烷氣體，可使用諸如四乙氧基矽烷(TEOS：分子式Si(OC2 H5 )4 )、四甲基矽烷(TMS：化學分子式Si(CH3 )4 )、四甲基環四矽氧烷(TMCTS)、八甲基環四矽氧烷(OMCTS)、六甲基二矽氮烷(HMDS)、三乙氧基矽烷(SiH(OC2 H5 )3 )或三二甲基氨基矽烷(SiH(N(CH3 )2 )3 )之類的含矽化合物。
在形成作為半導體層403的氧化物半導體膜之前，較佳執行其中引入了氬氣以產生等離子體的反濺射，以去除附連至閘極絕緣層的表面的灰塵。注意可使用氮氣氣氛、氦氣氣氛等代替氬氣氣氛。或者，可使用其中添加了氧氣、N2 O等的氬氣氣氛。再或者，可使用其中添加了Cl2 、CF4 等的氬氣氣氛。
可使用In-Ga-Zn-O基非單晶膜形成半導體層403和作為源極區和汲極區的n+ 層404a和404b。n+ 層404a和404b是具有比半導體層403更低電阻的氧化物半導體層。例如，n+ 層404a和404b具有n型導電性和0.01 eV到0.1 eV(含0.01 eV和0.1 eV)的啟動能(ΔE)。n+ 層404a和404b是In-Ga-Zn-O基非單晶膜，而且包括至少非晶組分。n+ 層404a和404b在非晶結構中可包括晶粒(奈米晶體)。n+ 層404a和404b中的這些晶粒(奈米晶體)分別具有1 nm到10 nm的直徑，通常為約2 nm到4 nm的直徑。
透過設置n+ 層404a和404b，作為金屬層的引線層405a和405b可具有與作為氧化物半導體層的半導體層403的良好的結，因此根據與肖特基結相比的熱方面，能實現穩定工作。此外，主動設置n+ 層在向通道提供載流子(在源極側)、穩定地吸收來自通道的載流子(在汲極側)、或防止在與引線層與半導體層的介面處形成電阻分量方面是有效的。而且，因為減小了電阻，所以即使在高汲極電壓的情況下也能確保良好的遷移率。
在與用作n+ 層404a和404b的第二In-Ga-Zn-O基非單晶膜的沈積條件不同的沈積條件下形成用作半導體層403的第一In-Ga-Zn-O基非單晶膜。例如，在氧氣流速與氫氣流速比高於第二In-Ga-Zn-O基非單晶膜的沈積條件下的氧氣流速與氬氣流速比的條件下形成第一In-Ga-Zn-O基非單晶膜。具體而言，在稀有氣體(例如氬氣或氦氣)氣氛(或氧氣少於或等於10%且氬氣多於或等於90%的氣氛)中形成第二In-Ga-Zn-O基非單晶膜，而在氧氣氣氛(或氧氣流速等於或大於氬氣流速的氣氛)中形成第一In-Ga-Zn-O基非單晶膜。
例如，在氬氣或氧氣氣氛中使用具有8英寸直徑且包含In、Ga以及Zn(以摩爾比In2 O3 ：Ga2 O3 ：ZnO=1：1：1)的氧化物半導體靶、在基板與靶的距離被設置成170 mm、0.4 Pa的氣壓下、以及直流(DC)功率源為0.5 kW的情況下形成作為半導體層403的第一In-Ga-Zn-O基非單晶膜。注意，較佳使用脈衝直流(DC)電源，這樣可減少灰塵並使厚度分佈均勻。第一In-Ga-Zn-O基非單晶膜具有5 nm到200 nm的厚度。
相反，利用靶(In2 O3 ：Ga2 O3 ：ZnO=1：1：1)在壓力為0.4 Pa、功率為500 W、沈積溫度為室溫以及引入氬氣的流速為40 sccm的沈積條件下透過濺射法形成作為n+ 層404a和404b的第二氧化物半導體膜。在某些情況下，在形成膜之後立刻形成包括尺寸為1 nm到10 nm的晶粒的In-Ga-Zn-O基非單晶膜。注意，可以認為透過適當調節諸如靶中的組分比、膜沈積壓力(0.1 Pa到2.0 Pa)、功率(250 W到3000 W：8英寸)、溫度(室溫到100℃)等等之類的反應濺射沈積條件，可調節晶粒的存在與否或晶粒的密度，並可將其直徑大小調節在1 nm到10 nm範圍內。第二In-Ga-Zn-O基非單晶膜具有5 nm到20 nm的厚度。不言而喻，當膜包括晶粒時，晶粒的大小不會超過膜的厚度。第二In-Ga-Zn-O基非單晶膜具有5 nm的厚度。
濺射法的示例包括其中將高頻功率源用作濺射功率源的RF濺射法、直流濺射法以及以脈衝方式施加偏置的脈衝直流濺射法。在形成絕緣膜的情況下主要使用射頻濺射方法，而在形成金屬膜的情況下主要使用直流濺射方法。
此外，還存在可設置不同材料的多個靶的多源濺射裝置。利用該多源濺射裝置，可在同一室中形成層疊的不同材料膜，或可在同一室中透過放電同時形成多種材料的膜。
此外，存在室內設置有磁鐵系統且用於磁控管濺射的濺射裝置，且在不使用輝光放電的情況下使用微波產生等離子體的用於ECR濺射的濺射裝置。
此外，作為透過濺射的沈積方法，還存在靶物質和濺射氣體組分在沈積期間相互化學反應以形成它們的化合物薄膜的反應濺射方法，以及在沈積期間也對基板施加電壓的偏置濺射方法。
在半導體層、n+ 層以及引線層的製造步驟中，使用了蝕刻步驟以將薄膜加工成期望形狀。可將乾蝕刻或濕蝕刻用於該蝕刻步驟。
作為用於乾蝕刻的蝕刻氣體，含氯的氣體(諸如氯氣(Cl2 )、氯化硼(BCl3 )、氯化矽(SiCl4 )或四氯化碳(CCl4 )之類的氯基氣體)是較佳的。
或者，可使用含氟氣體(諸如四氟化碳(CF4 )、氟化硫(SF6 )、氟化氮(NF3 )或三氟甲烷(CHF3 )之類的氟基氣體)、溴化氫(HBr)、氧氣(O2 )、添加了諸如氦氣(He)或氬氣(Ar)之類的稀有氣體的這些氣體中的任一種等。
作為用於乾蝕刻的蝕刻裝置，可使用利用反應離子蝕刻(RIE)的蝕刻裝置、利用諸如電子迴旋共振(ECR)源或感應耦合等離子體(ICP)源之類的高密度等離子體源的乾蝕刻裝置。作為相比於ICP蝕刻裝置容易在更大面積上獲得均勻放電的這樣的乾蝕刻裝置，存在增強電容性耦合等離子體(ECCP)模式蝕刻裝置，在該裝置中，上電極接地，13.56 MHz的高頻功率源連接至下電極、而且3.2 MHz的低頻功率源連接至下電極。如果使用了該ECCP模式蝕刻裝置，則即使使用具有超過第十代的3米的尺寸的基板作為基板，也能應用該ECCP蝕刻裝置。
為蝕刻成期望形狀，適當地控制蝕刻條件(例如施加給環形電極的電功率量、施加給基板側上的電極的功率量、或基板側上的電極溫度)。
作為用於濕蝕刻的蝕刻劑，可使用磷酸、醋酸以及硝酸的混合溶液、氨雙氧水混合物(雙氧水：氨：水=5：2：2)等。或者，可使用ITO-07N(由KANTO化學公司(KANTO CHEMICAL CO.,INC.)製造)。
透過清洗去除濕蝕刻之後的蝕刻劑以及被蝕刻掉的材料。可淨化包括被蝕刻材料的蝕刻劑的廢液，從而再利用其中包括的材料。如果在蝕刻之後收集來自廢液的氧化物半導體層中包括的諸如銦之類的材料並且再利用時，可高效地使用資源且可降低成本。
為執行蝕刻成期望形狀，根據材料適當地控制蝕刻條件(例如蝕刻劑、蝕刻時間、溫度等)。
作為引線層405a和405b的材料，可以給出從Al、Cr、Ta、Ti、Mo以及W中選擇的元素、包含這些元素中的任一種作為其組分的合金、包含這些元素中的任一種的組合的合金膜等。此外，在200℃到600℃下執行熱處理的情況下，則該導電膜較佳具有對抗這樣的熱處理的耐熱性。因為單獨使用Al帶來了諸如耐熱性低和容易被腐蝕之類的缺點，所以與具有耐熱性的導電材料組合使用鋁。作為與Al組合使用的具有耐熱性的導電材料，可使用以下材料中的任一種：從鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釹(Nd)以及鈧(Sc)中選擇的元素、包含以上元素中的任一種作為組分的合金、包含以上元素中的任一種的組合的合金、以及包括以上元素中的任一種作為組分的氮化物。
可在不暴露給空氣的情況下連續形成閘極絕緣層402、半導體層403、n+ 層404a和404b以及引線層405a和405b。透過在不暴露給空氣的情況下連續形成這些層，可以在不受空氣中包含的大氣組分或污染雜質污染的情況下形成疊層之間的各個介面；因此，能減少薄膜電晶體的特性變化。
注意，半導體層403被部分蝕刻且具有通槽(凹陷部分)。
較佳地，使半導體層403和n+ 層404a和404b在200℃到600℃下、通常在300℃到500℃下經受熱處理。例如，在氮氣氣氛下、在350℃下執行熱處理一小時。透過該熱處理，在形成半導體層403和n+ 層404a和404b的In-Ga-Zn-O基氧化物半導體中引起原子級重排。該熱處理(也包括光退火等)是重要的，因為能減少使半導體層403和n+ 層404a和404b中的載流子轉移中斷的畸變。注意，對何時執行熱處理並無特殊限制，只要在形成半導體層403和n+ 層404a和404b之後執行該熱處理即可。
此外，可對半導體層403的暴露凹陷部分執行氧自由基處理。較佳地，在O2 或N2 O的氣氛、或包括氧氣的N2 、He、Ar等氣氛下執行自由基處理。或者，可使用透過向上述氣氛添加Cl2 或CF4 而獲得的氣氛。注意，較佳地，在不對第一透光基板441側施加偏置電壓的情況下執行自由基處理。
可使用透過濕法或乾形成的無機絕緣膜或有機絕緣膜形成覆蓋薄膜電晶體420的絕緣膜407。例如，可透過CVD法、濺射法等使用氮化矽膜、氧化矽膜、氧氮化矽膜、氧化鋁膜、氧化鉭膜等形成絕緣膜407。或者，可使用諸如聚酰亞胺、丙烯酸、苯並環丁烯、聚酰胺、或環氧樹脂之類的有機材料。除這些有機材料之外，還有可能使用低介電常數材料(低k材料)、矽氧烷基樹脂、PSG(磷矽玻璃)、BPSG(硼磷矽玻璃)等。
或者，透過層疊使用這些材料中的任一種形成的多層絕緣膜形成絕緣膜407。例如，絕緣膜407可具有有機樹脂膜層疊在無機絕緣膜上的結構。
此外，透過使用利用多色調掩模形成從而具有多種厚度(通常兩種不同厚度)的區域的抗蝕劑掩模，能減少抗蝕劑掩模的數量，從而導致工藝簡化和成本更低。
對比度和視角特性的提高能提供影像品質更高的液晶顯示裝置。此外，能以低成本和高生產率製造這樣的液晶顯示裝置。
薄膜電晶體的特性得到穩定，而且液晶顯示裝置能具有更高的可靠性。
雖然在本實施例中描述了作為倒交錯型結構的通道蝕刻(channel-etch)型作為示例，但該薄膜電晶體的結構不受特殊限制，而且可以是通道截斷(channel-stop)型。或者，該薄膜電晶體的結構可以是底接觸結構(也稱為倒共面型)。
[實施例3]
在圖4A和4B中示出了液晶顯示裝置的另一模式。具體而言，將描述其中在層間絕緣膜之下形成的具有平坦形狀的第一電極層被用作共同電極層、而在層間絕緣膜上形成的具有開口圖案的第二電極層被用作像素電極層的液晶顯示裝置的示例。
圖4A是示出一個像素的液晶顯示裝置的平面圖。圖4B是沿圖4A中的線Y1-Y2所取的截面圖。
作為示例，在圖4A和4B中所示的液晶顯示裝置中，在作為元件基板的第一透光基板541的一側上形成了擋光層517作為層間絕緣膜513的一部分。電連接至薄膜電晶體520的第二電極層546作為像素電極層，而電連接至共同引線層的第一電極層547作為共同電極層。圖4A和4B中所示的電極結構是用於FFS模式的電極結構。
在諸如FFS模式之類的橫向電場中，具有開口圖案的第二電極層(例如像素電極層，其每個像素的電壓均受控制)和具有平坦形狀的第一電極層(例如共同電極層，其中對所有像素施加共同電壓)位於該開口圖案下方。因此，在第一透光基板541上形成了第一電極層和第二電極層，其中之一為像素電極層而另一個為共同電極層，而且像素電極層和共同電極層被設置成層疊，且在它們之間插入了絕緣膜(或層間絕緣層)。像素電極層和共同電極層中的一個在另一個下方形成且具有平坦形狀，而另一個在一個上形成，且具有包括彎曲部或分支梳狀部的多種開口圖案。第一電極層547和第二電極層546被設置成不具有相同形狀而且彼此交疊，以在它們之間產生電場。
注意，電容器由像素電極層和共同電極層形成。雖然共同電極層能工作於浮置狀態(電絕緣狀態)，但可將共同電極層的電位設置成固定電位，較佳設置成處於不產生閃爍的位準的共同電位附近的電位(作為資料傳輸的影像信號的中間電位)。
層間絕緣膜513包括擋光層517和透光樹脂層。擋光層517被設置在第一透光基板541(元件基板)側而且在薄膜電晶體520上(至少在覆蓋薄膜電晶體的半導體層的區域中)形成，其在擋光層517與絕緣膜507之間插入了絕緣膜507，因此擋光層517作為半導體層的擋光層。反之，形成透光樹脂層以與第一電極層547和第二電極層546交疊，且該透光樹脂層作為顯示區。
擋光層517的可見光透射率低於作為氧化物半導體層的半導體層503的可見光透射率。
因為在層間膜中使用了擋光層517，所以較佳地將黑色有機樹脂用於該擋光層517。例如，可將色素材料、炭黑、鈦黑等的黑色樹脂混入諸如光敏或非光敏的聚酰亞胺之類的樹脂材料中。作為擋光層517的形成方法，可根據材料使用諸如旋塗、浸塗、噴塗、液滴排出(例如噴墨、絲網印刷或膠版印刷)等等之類的濕法。如果需要，可採用蝕刻法(乾蝕刻或濕蝕刻)形成期望圖案。擋光層517的厚度為0.5 μm到2 μm。如果注重層間絕緣膜513的平面度，則擋光層517的厚度優選為1 μm或更小，因為設置了擋光層517的區域與薄膜電晶體交疊從而可能厚。
在本實施例中，還在液晶顯示裝置的第二透光基板542(對基板)側上形成擋光層514。因為發光二極體具有比冷陰極管更高的零度，所以在背光部分使用發光二極體的情況下，優選將擋光層形成得厚。雖然透過一次成膜獲得的擋光層的厚度有限，但當在每個基板上形成擋光層時，擋光層的厚度能變成擋光層514和擋光層517的厚度之和，這種做法是優選的。例如，擋光層514的厚度被設置為1.8 μm，而擋光層517的厚度被設置為1 μm；在這種情況下，總厚度為2.8 μm。透過使擋光層的總厚度大，能提高對比度，且能使薄膜電晶體更加穩定。在對基板側上形成擋光層514的情況下，如果在對應於薄膜電晶體的區域中形成擋光層且在它們之間插入了液晶層(至少在與薄膜電晶體的半導體層交疊的區域中)，能防止薄膜電晶體的電特性由於來自對基板側的入射光而變化。
在對基板側上形成擋光層514的情況下，存在從元件基板側透射的光和從對基板側透射至薄膜電晶體的半導體層的光被擋光引線層、電極層等阻擋的情況。因此，不一定需要形成擋光層514以覆蓋薄膜電晶體。
當以此方式設置擋光層時，入射到薄膜電晶體的半導體層上的光能被擋光層阻擋，而不會減小像素的孔徑比。因此，能防止薄膜電晶體的電特性因為氧化物半導體的光敏性而變化從而穩定。此外，擋光層能防止光向毗鄰像素的洩漏，這樣能實現更高對比度和更高的清晰度顯示。因此，能實現液晶顯示裝置的高清晰度和高可靠性。
薄膜電晶體520是底閘極型(也稱為倒共面型)薄膜電晶體，且包括在具有絕緣表面的第一透光基板541上的閘極電極層501、閘極絕緣層502、作為源極電極層或汲極電極層的引線層505a和503b、作為源極區或汲極區的n+ 層504a和504b以及半導體層503。此外，設置了覆蓋薄膜電晶體520並與半導體層503接觸的絕緣膜507。第一電極層547在第一透光基板541上與閘極電極層501相同的層上形成，而且是像素中的平坦電極層。
在透過濺射法形成半導體層503之前，優選對閘極絕緣層502和引線層505a和505b執行其中引入氬氣以產生等離子體的反濺射，以去除附連至表面的灰塵。
優選使半導體層503和n+ 層504a和504b在200℃到600℃下、通常在300℃到500℃下經受熱處理。例如，在空氣氣氛或氮氣氣氛下、在350℃下執行熱處理一小時。注意，對何時執行該熱處理並無特殊限制，只要在形成用於半導體層503和n+ 層504a和504b的氧化物半導體膜之後執行該熱處理既可。
將In-Ga-Zn-O基非單晶膜用於半導體層503和n+ 層504a和504b。具有這樣的結構的薄膜電晶體520表現出20 cm2 /Vs或更高的遷移率和0.4 V/dec或更小的亞閾值擺動(S值)。因此，該薄膜電晶體能高速地工作，而且能在與像素部分相同的基板上形成諸如移位暫存器之類的驅動器電路(源極驅動器或閘極驅動器)。
可與其他實施例中公開的任一結構適當地組合而實現本實施例。
[實施例4]
製造了薄膜電晶體，而且在像素部分中並進一步在驅動器電路中利用該薄膜電晶體能製造具有顯示功能的液晶顯示裝置。此外，利用薄膜電晶體能在與像素部分相同的基板上形成驅動器電路的一部分或全部，藉此獲得板上系統。
該液晶顯示裝置包括作為顯示元件的液晶元件(也稱為液晶顯示元件)。
此外，液晶顯示裝置包括封裝有顯示元件的面板和其中將包括控制器的IC等安裝至面板的模組。本發明還關於在液晶顯示裝置的製造程序中在完成顯示元件之前的元件基板的一種模式，而且該元件基板設置有用於向多個像素中的每一個中的顯示元件提供電流的裝置。具體而言，該元件基板可以處於僅形成顯示元件的一個像素電極之後的狀態、在形成作為像素電極的導電膜之後的狀態、在該導電膜被蝕刻以形成像素電極之前的狀態或任一其他狀態。
注意，本說明書中的顯示裝置表示影像顯示裝置、顯示裝置或光源(包括發光裝置)。此外，該液晶顯示裝置在其類別中還可包括以下模組：附連有諸如FPC(柔性印刷電路)、TAB(帶式自動接合)帶或TCP(帶式載體封裝)之類的連接器的模組；具有在其端部設置有印刷線路板的TAB帶或TCP的模組；以及其中積體電路(IC)透過玻璃上晶片(COG)方法直接安裝在顯示元件上的模組。
將參照圖5A1、5A2以及5B描述作為液晶顯示裝置的一個實施例的液晶顯示面板的外觀和截面。圖5A1和5A2是其中用密封劑4005在第一基板4001與第二基板4006之間密封了分別包括氧化物半導體膜作為半導體層的高可靠性薄膜電晶體4010和4011和液晶元件4013的面板的俯視圖。圖5B是沿圖5A1和圖5A2的線M-N所取的截面圖。
密封劑4005被設置成包圍設置在第一基板4001上的像素部分4002和掃描線驅動器電路4004。在像素部分4002和掃描線驅動器電路4004之上設置了第二基板4006。因此，透過第一基板4001、密封劑4005以及第二基板4006將像素部分4002和掃描線驅動器電路4004以及液晶層4008密封到一起。
在圖5A1中，將使用單晶半導體膜或多晶半導體膜在單獨製備的基板上形成的信號線驅動器電路4003安裝在第一基板4001上與被密封劑4005包圍的區域不同的區域中。相反，圖5A2示出了其中使用薄膜電晶體在第一基板4001上形成信號線驅動器電路的一部分的示例，該薄膜電晶體使用氧化物半導體。在第一基板4001上形成了信號線驅動器電路4003b，而將使用單晶半導體膜或多晶半導體膜形成的信號線驅動器電路4003a安裝在單獨製備的基板上。
要注意，對於單獨形成的驅動器電路的連接方法無特殊限制，而且可使用COG方法、引線接合方法、TAB方法等。圖5A1示出透過COG方法安裝信號線驅動器電路4003的示例，而圖5A2示出透過TAB方法安裝信號線驅動器電路4003的示例。
在第一基板4001上設置的像素部分4002和掃描線驅動器電路4004包括多個薄膜電晶體。圖5B示出像素部分4002中包括的薄膜電晶體4010和掃描線驅動器電路4004中包括的薄膜電晶體4011。在薄膜電晶體4010和4011上設置了絕緣層4020和層間膜4021。
可將在實施例1到8中描述的包括氧化物半導體膜作為半導體層的高可靠薄膜電晶體中的任一個用作薄膜電晶體4010和4011。薄膜電晶體4010和4011是n通道薄膜電晶體。
在第一基板4001上設置了像素電極層4030和共同電極層4031，而像素電極層4030電連接至薄膜電晶體4010。液晶元件4013包括像素電極層4030、共同電極層4031以及液晶層4008。注意，分別在第一基板4001和第二基板4006的外側上設置了偏極板4032和偏極板4033。像素電極層4030和共同電極層4031可具有實施例2中描述的結構；在這樣的情況下，可在第二基板4006側上設置共同電極層，而且可層疊像素電極層4030和共同電極層4031，並在它們之間插入液晶層4008。
作為第一基板4001和第二基板4006，能使用具有透光性質的玻璃、塑膠等。作為塑膠，能使用玻璃纖維增強的塑膠(FRP)板、聚氟乙烯(PVF)膜、聚酯膜、或丙烯酸樹脂膜。此外，還可使用PVF膜或聚酯膜之間夾有鋁箔的薄板。
透過對絕緣膜選擇性蝕刻獲得附圖標記4035表示的柱狀隔離件，而且設置該柱狀隔離件用於控制液晶層4008的厚度(單元間隙)。注意，可使用球狀隔離件。
圖5A1、5A2以及5B示出了在一對基板的外側(觀看側)上設置偏極板的液晶顯示裝置的示例；然而，也可在該對基板的內側上設置該偏極板。可根據偏極板的材料和製造程序的條件適當地確定在內側還是外側上設置偏極板。此外，可設置作為黑矩陣的擋光層。
層間膜4021是透光樹脂層，而且在層間膜4021的部分中形成了擋光層4012。擋光層4012覆蓋薄膜電晶體4010和4011。在圖5A1、5A2以及5B中，在第二基板4006側上設置了擋光層4034以覆蓋薄膜電晶體4010和4011。透過擋光層4012和擋光層4034，能提高對比度，而且能使薄膜電晶體更穩定。
當設置了擋光層4034時，能衰減入射到薄膜電晶體的半導體層上的光的強度；因此，能防止薄膜電晶體的電特性因為氧化物半導體的光敏性而變化，從而使其穩定。
可用作為薄膜電晶體的保護膜的絕緣層4020覆蓋薄膜電晶體；然而，對這樣的結構沒有特殊限制。
注意，設置該保護膜用於防止漂浮在空氣中的諸如有機物質、金屬物質或水汽之類的雜質進入，而且優選地該保護膜是緻密膜。可透過濺射法將該保護膜形成為具有包括氧化矽膜、氮化矽膜、氧氮化矽膜、氮氧化矽膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜、氧氮化鋁膜和/或氮氧化鋁膜的單層結構或層疊結構。
在形成保護膜之後，可使半導體層經受退火(300 ℃到400 ℃)。
此外，在進一步形成透光絕緣層作為平坦化絕緣膜的情況下，可使用諸如聚酰亞胺、丙烯酸、苯並環丁烯、聚酰胺或環氧樹脂之類的具有耐熱性的有機材料形成該透光絕緣層。除這些有機材料之外，還有可能使用低介電常數材料(低k材料)、矽氧烷基樹脂、PSG(磷矽玻璃)、BPSG(硼磷矽玻璃)等。可透過層疊使用這些材料形成的多層絕緣膜來形成該絕緣層。
用於形成絕緣層的方法不受特別限制，而且可根據材料採用以下方法：濺射法、SOG法、旋塗法、浸塗法、噴塗法、液滴排出法(例如噴墨法、絲網印刷法或膠版印刷法)、刮片法、輥塗法、幕塗法、刀塗法等。在使用材料溶液形成該絕緣層的情況下，可在烘焙步驟同時對半導體層退火(在200℃到400℃下)。該絕緣層的烘焙步驟也用作半導體層的退火步驟，藉此能高效地製造液晶顯示裝置。
可使用諸如包含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鎢的氧化鋅銦、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化錫銦、氧化錫銦(下文稱為ITO)、氧化鋅銦或添加了氧化矽的氧化錫銦之類的透光導電材料製成像素電極層4030和共同電極層4031。
可將包含導電高分子(也稱為導電聚合物)的導電組合物用於像素電極層4030和共同電極層4031。
此外，從FPC 4018對單獨形成的信號線驅動器電路4003以及掃描線驅動器電路4004或像素部分4002提供多個信號和電位。
此外，因為薄膜電晶體容易被靜電等損壞，所以優選在與閘極線或源極線相同的基板上設置用於保護驅動器電路的保護電路。優選使用其中使用了氧化物半導體的非線性元件形成保護電路。
在圖5A1、5A2以及5B中，使用與像素電極層4030相同的導電膜形成連接端子電極4015，且使用與薄膜電晶體4010和4011的源極電極層和汲極電極層相同的導電膜形成端子電極4016。
連接端子電極4015透過各向異性導電膜4019電連接至FPC 4018中包括的端子。
雖然圖5A1、5A2以及5B示出了單獨形成信號線驅動器電路4003且將其安裝在第一基板4001上的示例，但本發明不限於此結構。可單獨形成掃描線驅動器電路然後安裝，或僅單獨形成信號線驅動器電路的一部分或掃描線驅動器電路的一部分然後安裝。
圖6示出液晶顯示裝置的截面結構的示例，在該液晶顯示裝置中，利用密封劑2602將元件基板2600和對基板2601附運到一起，而且在這些基板之間設置了包括TFT等的元件層2603和液晶層2604。
在執行彩色顯示的情況下，將發射多色光的發光二極體設置在背光部分中。在RGB模式的情況下，將紅光二極體2910R、綠光二極體2910G以及藍光二極體2910B設置在液晶顯示裝置的顯示區所分成的相應區域中。
在對基板2601的外側上設置了偏極板2606，而在元件基板2600的外側上設置了偏極板2607和光薄板2613。使用紅光二極體2910R、綠光二極體2910G和藍光二極體2910B以及反射板2611形成光源。為電路基板2612而設置的LED控制電路2912透過柔性線路板2609連接至元件基板2600的引線電路部分2608，且進一步包括諸如控制電路或電源電路之類的外部電路。
透過該LED控制電路2912使LED單獨地發光；因此形成了場序式液晶顯示裝置。
可與其他實施例中公開的任一結構適當地組合而實現本實施例。
[實施例5]
可將本說明書中公開的液晶顯示裝置應用於多種電子設備(包括遊戲機)。電子設備的示例包括電視機(也稱為電視或電視接收器)、電腦顯示器等、諸如數碼相機或數碼攝像機之類的相機、數碼相框、移動電話(也稱為蜂窩電話或移動電話機)、攜帶型遊戲控制臺、攜帶型資訊終端、音頻再現設備、諸如彈球盤機之類的大尺寸遊戲機等。
圖7示出電視機9600的示例。在電視機9600中，顯示部分9603被包括在外殼9601中。可在顯示部分9603上顯示影像。這裏，外殼9601由支架9605支承。
可利用外殼9601的操作開關或獨立的遙控器9610操作電視機9600。可利用遙控器9610的操作鍵9609控制頻道和音量，從而控制顯示部分9603上顯示的影像。此外，遙控器9610可設置有用於顯示從遙控器9610輸出的資料的顯示部分9607。
注意，電視機9600設置有接收器、數據機等。利用該接收器，可接收一般的電視廣播。此外，當電視機9600經由數據機透過有線或無線連接連接至透信網路時，可執行單向(從發射器到接收器)或雙向(發射器與接收器之間、接收器之間等)資料通信。
圖8A示出包括外殼9881和外殼9891的攜帶型遊戲機，其中外殼9881和外殼9891透過連接器9893接合到一起以便打開和閉合。顯示部分9882和顯示部分9883分別被包括在外殼9881和外殼9891中。圖8A中所示的攜帶型遊戲機還包括揚聲器部分9884、儲存介質插入部分9886、LED燈9890、輸入裝置(操作鍵9885、連接端子9887、感測器9888(具有測量力、位移、位置、速度、加速度、角速度、旋轉次數、距離、光、液體、磁性、溫度、化學物質、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電功率、射線、流速、濕度、傾角、振動、氣味或紅外線的功能的感測器)話筒9889)等。不言而喻，該攜帶型遊戲機的結構不限於上述結構，而且可採用設置有本說明書中公開的至少一個液晶顯示裝置的其他結構。該攜帶型遊戲機可適當地包括其他附加設備。圖8A中所示的攜帶型遊戲機具有讀出儲存在記錄介質中的程式或資料以將其顯示在顯示部分上的功能，以及透過無線通信與另一攜帶型遊戲機共用資訊的功能。圖8A中的攜帶型遊戲機可具有不限於上述功能的多種功能。
圖8B示出作為大尺寸遊戲機的自動售貨機9900的示例。在自動售貨機9900中，顯示部分9903被包括在外殼9901中。此外，自動售貨機9900包括諸如起始杆或停止開關之類的操作裝置、硬幣槽、揚聲器等。不言而喻，該自動售貨機9900的結構不限於上述結構，而且可採用設置有本說明書中公開的至少一個液晶顯示裝置的其他結構。該自動售貨機可適當包括其他附加設備。
圖9A示出行動電話1000的示例。行動電話1000設置有包括在外殼1001中的顯示部分1002、操作按鈕1003、外部連接埠1004、揚聲器1005、話筒1006等。
當用手指等觸摸圖9A中所示的行動電話1000的顯示部分1002時，資料可被輸入行動電話1000。此外，可透過手指等觸摸顯示部分1002來執行諸如打電話和編輯郵件之類的操作。
顯示部分1002主要有三種螢幕模式。第一種模式是主要用於顯示影像的顯示模式。第二種模式是主要用於輸入諸如文字之類的資訊的輸入模式。第三種模式是其中組合了顯示模式和輸入模式這兩種模式的顯示-輸入模式。
例如，在打電話或編輯郵件的情況下，為顯示部分1002選擇主要用於輸入文字的文字輸入模式，從而可輸入顯示在螢幕上的文字。在該情況下，較佳在顯示部分1002的螢幕的幾乎全部區域上顯示鍵盤或數位按鈕。
當諸如陀螺儀或加速度感測器之類的包括用於檢測傾斜的感測器的檢測設備被設置在行動電話1000內部時，可透過確定行動電話1000的方向(無論行動電話1000被放置成水平還是垂直以用於景色模式或肖像模式)自動切換顯示部分1002的螢幕上的顯示內容。
透過觸摸顯示部分1002或操作外殼1001的操作按鈕1003可切換螢幕模式。或者，可根據顯示部分1002上顯示的影像類型切換螢幕模式。例如，當顯示在顯示部分上的影像信號是移動影像資料時，螢幕模式被切換成顯示模式。當該信號是文字資料時，螢幕模式被切換成輸入模式。
此外，在輸入模式中，當未進行透過觸摸顯示部分1002的輸入達一定時間，同時顯示部分1002中的光感測器檢測到信號時，可控制螢幕模式從輸入模式切換至顯示模式。
顯示部分1002還能起影像感測器的作用。例如，透過用手掌或手指觸摸顯示部分1002採集掌紋、指紋等影像，藉此執行個人認證。此外，透過為顯示部分提供背光或發射近紅外光的感測光源，也能採集指紋、掌紋等影像。
圖9B示出行動電話的示例。圖9B中的行動電話包括：顯示裝置9410，其具有顯示部分9412和外殼9411中的操作按鈕9413；以及通信裝置9400，其具有在外殼9401中的掃描按鈕9402、外部輸入端子9403、話筒9404、揚聲器9405以及在接收到電話時發射光的發光部分9406。具有顯示功能的顯示裝置9410可按照箭頭表示的兩個方向脫離或附連至具有電話功能的通信裝置9400。因此，顯示裝置9410和通信裝置9400可沿它們的短邊或長邊彼此附連。此外，當僅需要顯示功能時，顯示裝置9410可從通信裝置9400脫離並單獨使用。可透過無線或有線通信在分別具有充電電池的通信裝置9400和顯示裝置9410之間發送或接收影像或輸入資訊。
將在以下示例中更詳細地描述包括上述結構的本發明。
[示例1]
在示例1中，將描述透過液晶注入方法製造場序式液晶顯示裝置的示例。
在第一透光基板上形成了TFT，然後形成了黑矩陣(BM)和保護膜。在開接觸孔之後，形成像素電極。此外，以相似的方式在第一透光基板上形成共同電極，從而像素電極和共同電極形成梳狀。然後，在其中未形成開口的像素部分的區域中設置柱狀隔離件。
然後，以與第一透光基板相似的方式在第二透光基板上形成透明導電膜，並形成柱狀隔離件。確定隔離件的位置，以使當第一透光基板和第二透光基板彼此附連時，在第一透光基板上形成的柱狀隔離件和在第二透光基板上形成的柱狀隔離件彼此交疊。
這裏，未形成用於控制液晶的取向的取向膜，且未對第一透光基板和第二透光基板執行諸如摩擦之類的取向處理。在該示例中，設置了RGB二極體(LED)作為背光而且採用了場序式系統；因此，未在第一透光基板和第二透光基板上設置濾色器。
接著，在第二透光基板上塗敷熱可固化密封劑，並使第一透光基板和第二透光基板彼此附連。附連的準確性在+1 μm到-1 μm的範圍內。透過諸如柱狀隔離件或球狀隔離件之類的距離保持工具保持第一透光基板與第二透光基板之間的距離。然後，當施加壓力(2.94 N/cm2 )時，將密封劑在烤箱中在160℃下烘焙3小時。
接著，利用劃片器分割附連的第一和第二透光基板，並附連FPC。
用於此示例的液晶混合物是包括介電常數各向異性為正的液晶、手性劑、光可固化樹脂以及聚合引發劑的混合物。UV可固化樹脂和聚合引發劑在UV照射之前可能經受自聚合。因此，首先混合液晶和手性劑以使其相成為膽固醇相，然後加熱至各向同性相以使間距變成400 nm或更小。在充分攪拌之後，在室溫下混合UV可固化樹脂和聚合引發劑。然後，在比UV可固化樹脂和聚合引發劑的熔點高2℃的溫度下執行攪拌。
接著，在被加熱的情況下真空注入該液晶混合物。在注入之後，密封注入孔，並執行聚合物穩定處理。例如，按照以下方式執行聚合物穩定化處理：將之間夾有液晶層的該對基板置於烤箱中，並加熱至各向同性相。然後，使溫度以-0.5 ℃/分下降，從而使該相變成藍相。接著，在溫度下降停止於藍相而且該溫度被保持於某度的狀態下，透過用UV光源(主波長為365 nm，2 mW/cm2 )從該對基板的上方和下方照射20分鐘而執行聚合物穩定化。對該步驟採用了烤箱，因為不能在作為不透過可見光和紫外光的金屬板的熱板的情況下執行該步驟。此外，因為第二透光基板未設置有BM，所以能用紫外光照射整個液晶層。另一方面，因為第一透光基板設置有具有擋光性質等的BM，所以僅用紫外光照射液晶層與像素開口部分交疊的那部分。然而，因為採用了不需要設置濾色器的場序式系統，所以用幾乎相同量的紫外光從第一透光基板和第二透光基板照射像素開口部分。因此，使聚合物均勻分佈，而不會不均勻地分佈到一個基板側，即第一透光基板側或第二透光基板側。此外，將兩個偏極板附運至第一透光基板和第二透光基板的外側，以使這兩個偏極板被設置成與梳狀電極形成45°。因此，製造了液晶面板。
在本示例中描述了在注入之後密封注入孔然後執行聚合物穩定化處理的示例。然而，在使用UV可固化樹脂用於密封的情況下，優選在注入之後執行聚合物穩定化處理，然後執行密封，因為液晶混合物中所包括的UV可固化樹脂可能會被用於密封的UV照射固化。
按照上述方式，透過同時從第一透光基板和第二透光基板執行聚合物穩定化處理的UV照射步驟，在停止施加電壓之後不會引起剩餘雙折射；因此，能獲得與施加電壓之前相同的黑色顯示，而且能減少光洩漏。因此，能製造具有高品質的聚合物穩定的藍相顯示元件。
本申請基於2008年12月25向日本專利局提出申請的日本專利申請S/N. 2008-330915，該申請的全部內容透過引用結合於此。
301．．．第一外殼
302．．．液晶面板
303．．．背光部分
304．．．第二外殼
305．．．驅動器IC
306．．．連接線
307．．．FPC
308．．．LED控制電路
401．．．閘極電極層
402．．．閘極絕緣層
403．．．半導體層
404a．．．n+ 層
404b．．．n+ 層
405a．．．引線層
405b．．．引線層
407．．．絕緣膜
408．．．共同引線層
413．．．絕緣膜
414．．．擋光層
415．．．絕緣層
417．．．擋光層
420．．．薄膜電晶體
441．．．基板
442．．．第二透光基板
443a．．．偏極板
443b．．．偏極板
444．．．液晶層
446．．．第二電極層
447．．．第一電極層
450．．．第一液晶層
451．．．第一紫外光
452．．．第二紫外光
501．．．閘極電極層
502．．．閘極絕緣層
503．．．半導體層
504a．．．n+ 層
504b．．．n+ 層
505a．．．引線層
505b．．．引線層
507．．．絕緣膜
513．．．層間絕緣膜
514．．．擋光層
517．．．擋光層
541．．．擋光層
520．．．薄膜電晶體
542．．．第二透光基板
546．．．第二電極層
547．．．第一電極層
1000．．．行動電話
1001．．．外殼
1002．．．顯示部分
1003．．．操作按鈕
1004．．．外部連接埠
1005．．．揚聲器
1006．．．話筒
2600．．．基板
2601．．．基板
2602．．．密封劑
2603．．．元件層
2604．．．液晶層
2606．．．偏極板
2607．．．偏極板
2608．．．引線電路部分
2609．．．柔性線路板
2611．．．反射板
2612．．．LED控制電路
2613．．．光薄板
2910R．．．紅光二極體
2910G．．．綠光二極體
2910B．．．藍光二極體
4001．．．第一基板
4003．．．信號線驅動器電路
4003a．．．信號線驅動器電路
4003b．．．信號線驅動器電路
4004．．．掃描線驅動器電路
4005．．．密封劑
4006．．．第二基板
4008．．．液晶層
4010．．．薄膜電晶體
4011．．．薄膜電晶體
4012．．．擋光層
4013．．．液晶元件
4015．．．端子電極
4016．．．端子電極
4018．．．FPC
4019．．．各向異性導電膜
4020．．．絕緣層
4021．．．層間膜
4030．．．像素電極層
4031．．．共同電極層
4032．．．偏極板
4033．．．偏極板
4034．．．擋光層
4035．．．附圖標記
9400．．．通信裝置
9401．．．外殼
9402．．．掃描按鈕
9403．．．外部輸入端子
9404．．．話筒
9405．．．揚聲器
9406．．．發光部分
9410．．．顯示裝置
9411．．．外殼
9412．．．顯示部分
9413．．．操作按鈕
9600．．．電視機
9601．．．外殼
9603．．．顯示部分
9605．．．支架
9607．．．顯示部分
9609．．．操作鍵
9610．．．遙控器
9881．．．外殼
9882．．．顯示部分
9883．．．連接器
9884．．．揚聲器部分
9885．．．操作鍵
9886．．．介質插入部分
9887．．．連接端子
9888．．．感測器
9889．．．話筒
9890．．．LED燈
9891．．．外殼
9893．．．連接器
9900．．．自動售貨機
9901．．．外殼
9903．．．顯示部分
在附圖中：
圖1A到1C是示出液晶顯示裝置的製造程序的示例的截面圖；
圖2是示出液晶顯示模組的示例的分解立體圖；
圖3A和3B分別是示出像素的示例的俯視圖和截面圖；
圖4A和4B分別是示出像素的示例的俯視圖和截面圖；
圖5A1、5A2以及5B示出液晶顯示裝置；
圖6示出液晶顯示模組；
圖7是示出電視機的示例的外部視圖；
圖8A和8B是示出遊戲機的示例的外部視圖；以及
圖9A和9B是示出移動電話的示例的外部視圖。
444．．．液晶層
451．．．第一紫外光
452．．．第二紫外光

Claims (17)

  1. 一種半導體裝置的製造方法，該方法包括以下步驟：在第一透光基板上形成閘極電極、擋光層以及薄膜電晶體，該薄膜電晶體包括在該閘極電極與該擋光層之間的氧化物半導體層；形成包括電連接至該薄膜電晶體的像素電極的像素部分；將該第一透光基板與第二透光基板彼此固定，並在該第一透光基板與該第二透光基板之間插入包括光可固化樹脂和光聚合引發劑的液晶層；用紫外光從該第一透光基板和該第二透光基板的上方和下方兩個方向照射該液晶層；在用該紫外光照射該液晶層之後將第一偏極板固定至該第一透光基板，並將第二偏極板固定至該第二透光基板；以及固定包括多種類型的發光二極體的背光部分，以使其與該第一透光基板的該像素部分交疊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的半導體裝置的製造方法，其中，該液晶層包括呈現藍相的液晶材料。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的半導體裝置的製造方法，其中，該液晶層包括手性劑。
  4. 一種半導體裝置的製造方法，該方法包括以下步驟： 在第一透光基板上形成閘極電極和薄膜電晶體，該薄膜電晶體包括與該閘極電極交疊的氧化物半導體層；形成包括電連接至該薄膜電晶體的像素電極的像素部分；將設置有擋光層的第二透光基板固定至該第一透光基板，並在該第二透光基板與該第一透光基板之間插入包括光可固化樹脂和光聚合引發劑的液晶層；用紫外光從該第一透光基板和該第二透光基板的上方和下方兩個方向照射該液晶層；在用該紫外光照射該液晶層之後將第一偏極板固定至該第一透光基板，並將第二偏極板固定至該第二透光基板；以及固定包括多種類型的發光二極體的背光部分，以使其與該第一透光基板的該像素部分交疊。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的半導體裝置的製造方法，其中，該擋光層與該氧化物半導體層交疊。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的半導體裝置的製造方法，其中，該液晶層包括呈現藍相的液晶材料。
  7. 如申請專利範圍第4項所述的半導體裝置的製造方法，其中，該液晶層包括手性劑。
  8. 一種半導體裝置，包括：背光部分；在該背光部分上的第一透光基板；在該第一透光基板上設置的閘極電極、第一擋光層以 及薄膜電晶體，該薄膜電晶體包括在該閘極電極與該第一擋光層之間的氧化物半導體層；在該第一透光基板上固定的第二透光基板；以及在該第一透光基板與該第二透光基板之間的液晶層，其中該背光部分包括多種類型的發光二極體，其中從該發光二極體發出的光透過該第一透光基板和該第二透光基板，以及其中該液晶層包括手性劑。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的半導體裝置，還包括發光二極體控制電路。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的半導體裝置，其中，該液晶層包括呈現藍相的液晶材料。
  11. 如申請專利範圍第8項所述的半導體裝置，其中，該液晶層包括光可固化樹脂和光聚合引發劑。
  12. 如申請專利範圍第8項所述的半導體裝置，還包括：在該液晶層與該第二透光基板之間的第二擋光層；電連接至該電晶體的第一電極層；與該第一擋光層及該第二擋光層交疊的柱狀隔離件；以及被供應固定電位的第二電極層，其中該第一擋光層及該第二擋光層與該第二電極層交疊，其中該柱狀隔離件與該第二電極層交疊。
  13. 一種半導體裝置，包括：背光部分；在該背光部分上的第一透光基板；在該第一透光基板上的包括氧化物半導體層的薄膜電晶體；在該第一透光基板上固定的第二透光基板；在該第二透光基板與該第一透光基板之間的與該氧化物半導體層交疊的第一擋光層；以及在該第一透光基板與該第二透光基板之間的液晶層，其中該背光部分包括多種類型的發光二極體，其中從該發光二極體發出的光透過該第一透光基板和該第二透光基板，以及其中該液晶層包括手性劑。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的半導體裝置，還包括發光二極體控制電路。
  15. 如申請專利範圍第13項所述的半導體裝置，其中，該液晶層包括呈現藍相的液晶材料。
  16. 如申請專利範圍第13項所述的半導體裝置，其中，該液晶層包括光可固化樹脂和光聚合引發劑。
  17. 如申請專利範圍第13項所述的半導體裝置，還包括：在該液晶層與該第二透光基板之間的第二擋光層；電連接至該電晶體的第一電極層；與該第一擋光層及該第二擋光層交疊的柱狀隔離件； 以及被供應固定電位的第二電極層，其中該第一擋光層及該第二擋光層與該第二電極層交疊，其中該柱狀隔離件與該第二電極層交疊。
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012108494A (ja) * 2010-10-25 2012-06-07 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 表示装置
TWI545546B (zh) * 2010-11-30 2016-08-11 半導體能源研究所股份有限公司 液晶顯示裝置以及液晶顯示裝置的驅動方法
US8730416B2 (en) * 2010-12-17 2014-05-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
US20130264568A1 (en) * 2010-12-22 2013-10-10 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor device, color filter substrate, display device provided with color filter substrate, and method for manufacturing semiconductor device
TWI526737B (zh) * 2011-10-04 2016-03-21 友達光電股份有限公司 藍相液晶顯示裝置
WO2013080817A1 (en) 2011-11-28 2013-06-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
JP5979627B2 (ja) 2011-12-12 2016-08-24 パナソニック液晶ディスプレイ株式会社 表示パネル、及び表示装置
JP5773859B2 (ja) * 2011-12-19 2015-09-02 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置及びその製造方法
WO2013171989A1 (ja) * 2012-05-16 2013-11-21 シャープ株式会社 アレイ基板及びそれを備えた液晶表示パネル
KR102099262B1 (ko) * 2012-07-11 2020-04-09 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 액정 표시 장치, 및 액정 표시 장치의 구동 방법
KR102644240B1 (ko) 2012-07-20 2024-03-07 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 표시 장치
KR102067669B1 (ko) * 2012-11-06 2020-01-20 삼성디스플레이 주식회사 박막 트랜지스터 표시판 및 그 제조 방법
CN104903949B (zh) * 2013-01-11 2018-02-13 夏普株式会社 显示面板
WO2014162798A1 (ja) * 2013-04-03 2014-10-09 シャープ株式会社 表示パネル及び表示装置
US10416504B2 (en) * 2013-05-21 2019-09-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
CN103489826B (zh) * 2013-09-26 2015-08-05 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板、制备方法以及显示装置
WO2015060203A1 (en) * 2013-10-22 2015-04-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device
JP2015179247A (ja) * 2013-10-22 2015-10-08 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置
CN104090443A (zh) * 2014-06-18 2014-10-08 京东方科技集团股份有限公司 显示面板及显示装置
CN104952881A (zh) * 2015-05-06 2015-09-30 合肥京东方光电科技有限公司 薄膜晶体管及制备方法、阵列基板及制备方法、显示装置
CN104991371A (zh) * 2015-07-16 2015-10-21 深圳市华星光电技术有限公司 显示面板及其制作方法
US9971921B2 (en) * 2015-08-07 2018-05-15 Shanghai Oxi Technology Co., Ltd Fingerprint image sensor and method for optical wireless communications using the same
CN105093765A (zh) * 2015-08-26 2015-11-25 上海交通大学 一种电控聚合物稳定蓝相液晶聚合过程的方法及其器件
CN105676531A (zh) * 2016-03-11 2016-06-15 深圳市华星光电技术有限公司 液晶显示装置
CN106292037B (zh) * 2016-10-10 2019-06-14 南京中电熊猫液晶显示科技有限公司 蓝相液晶阵列基板
CN107579104B (zh) * 2017-08-31 2020-05-05 京东方科技集团股份有限公司 一种具有指纹识别的柔性显示面板及制造方法
US11699778B2 (en) * 2018-03-16 2023-07-11 Sharp Kabushiki Kaisha Display device with a controlled thickness
CN112782893B (zh) * 2019-11-08 2022-08-26 京东方科技集团股份有限公司 一种显示面板及其驱动方法和制备方法、显示装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050275038A1 (en) * 2004-06-14 2005-12-15 Yi-Chi Shih Indium oxide-based thin film transistors and circuits
TW200703660A (en) * 2005-05-02 2007-01-16 Samsung Electronics Co Ltd TFT array panel, liquid crystal display including same, and method of manufacturing TFT array panel
JP2007123861A (ja) * 2005-09-29 2007-05-17 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置及びその作製方法
JP2007165861A (ja) * 2005-11-15 2007-06-28 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置およびその作製方法
US20070284627A1 (en) * 2006-05-16 2007-12-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device and semiconductor device
US20080007666A1 (en) * 2006-07-07 2008-01-10 Shintaro Takeda Optically isotropic liquid crystal materials and display apparatus using the same
JP2008130689A (ja) * 2006-11-17 2008-06-05 Sharp Corp 薄膜積層デバイスの製造方法及び液晶表示装置の製造方法

Family Cites Families (94)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05158067A (ja) * 1991-12-03 1993-06-25 Stanley Electric Co Ltd 液晶表示装置とその製造方法
JPH08101405A (ja) * 1994-08-05 1996-04-16 Toshiba Corp 液晶表示装置
NZ286884A (en) * 1995-06-29 1997-12-19 Mitsui Chemicals Inc Use of 20 kd human growth hormone in hrt, increasing serum igf-1 levels and stimulating lipolysis
JP3663741B2 (ja) * 1996-05-22 2005-06-22 セイコーエプソン株式会社 アクティブマトリックス型液晶表示装置及びその製造方法
US6452650B1 (en) * 1996-09-25 2002-09-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer dispersion type liquid crystal display element, producing method therefor and apparatus for use in the producing method
CN1179552A (zh) * 1996-09-25 1998-04-22 松下电器产业株式会社 高分子分散型液晶显示元件及其制造方法和使用该方法的装置
KR100262402B1 (ko) * 1997-04-18 2000-08-01 김영환 박막 트랜지스터 액정표시소자 및 그의 제조방법
JP2000150861A (ja) * 1998-11-16 2000-05-30 Tdk Corp 酸化物薄膜
JP3276930B2 (ja) * 1998-11-17 2002-04-22 科学技術振興事業団 トランジスタ及び半導体装置
JP3576871B2 (ja) * 1999-06-04 2004-10-13 日本電気株式会社 アクティブマトリクス型液晶表示装置
TW460731B (en) * 1999-09-03 2001-10-21 Ind Tech Res Inst Electrode structure and production method of wide viewing angle LCD
JP2001208906A (ja) * 2000-01-25 2001-08-03 Dainippon Printing Co Ltd カラーフィルタおよび液晶表示装置
JP4683688B2 (ja) * 2000-03-16 2011-05-18 株式会社半導体エネルギー研究所 液晶表示装置の作製方法
KR20020038482A (ko) * 2000-11-15 2002-05-23 모리시타 요이찌 박막 트랜지스터 어레이, 그 제조방법 및 그것을 이용한표시패널
KR100518051B1 (ko) * 2001-01-11 2005-09-28 엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디. 능동 매트릭스형 액정 디스플레이 장치와 그 제조 방법
JP3750055B2 (ja) * 2001-02-28 2006-03-01 株式会社日立製作所 液晶表示装置
JP3997731B2 (ja) * 2001-03-19 2007-10-24 富士ゼロックス株式会社 基材上に結晶性半導体薄膜を形成する方法
JP2002318393A (ja) * 2001-04-20 2002-10-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置および画像表示応用装置
US7061014B2 (en) * 2001-11-05 2006-06-13 Japan Science And Technology Agency Natural-superlattice homologous single crystal thin film, method for preparation thereof, and device using said single crystal thin film
JP4083486B2 (ja) * 2002-02-21 2008-04-30 独立行政法人科学技術振興機構 ＬｎＣｕＯ（Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅ）単結晶薄膜の製造方法
CN1445821A (zh) * 2002-03-15 2003-10-01 三洋电机株式会社 ZnO膜和ZnO半导体层的形成方法、半导体元件及其制造方法
JP3933591B2 (ja) * 2002-03-26 2007-06-20 淳二 城戸 有機エレクトロルミネッセント素子
US7105868B2 (en) * 2002-06-24 2006-09-12 Cermet, Inc. High-electron mobility transistor with zinc oxide
US7067843B2 (en) * 2002-10-11 2006-06-27 E. I. Du Pont De Nemours And Company Transparent oxide semiconductor thin film transistors
KR20060104994A (ko) * 2003-11-27 2006-10-09 아사히 가라스 가부시키가이샤 광학적 등방성을 갖는 액정을 사용한 광학 소자
KR101016740B1 (ko) * 2003-12-30 2011-02-25 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그 제조방법
KR100649039B1 (ko) * 2004-01-15 2006-11-27 샤프 가부시키가이샤 표시 소자 및 표시 장치, 및 표시 소자의 제조 방법
US7282782B2 (en) * 2004-03-12 2007-10-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Combined binary oxide semiconductor device
US7297977B2 (en) * 2004-03-12 2007-11-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Semiconductor device
US7145174B2 (en) * 2004-03-12 2006-12-05 Hewlett-Packard Development Company, Lp. Semiconductor device
CN102856390B (zh) * 2004-03-12 2015-11-25 独立行政法人科学技术振兴机构 包含薄膜晶体管的lcd或有机el显示器的转换组件
KR100781819B1 (ko) * 2004-03-19 2007-12-03 도꾸리쯔교세이호징 가가꾸 기쥬쯔 신꼬 기꼬 액정표시 소자
JP4314157B2 (ja) * 2004-06-07 2009-08-12 三菱電機株式会社 面状光源装置およびこれを用いた表示装置
US7285501B2 (en) * 2004-09-17 2007-10-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method of forming a solution processed device
US7298084B2 (en) * 2004-11-02 2007-11-20 3M Innovative Properties Company Methods and displays utilizing integrated zinc oxide row and column drivers in conjunction with organic light emitting diodes
EP1812969B1 (en) * 2004-11-10 2015-05-06 Canon Kabushiki Kaisha Field effect transistor comprising an amorphous oxide
US7791072B2 (en) * 2004-11-10 2010-09-07 Canon Kabushiki Kaisha Display
BRPI0517560B8 (pt) * 2004-11-10 2018-12-11 Canon Kk transistor de efeito de campo
US7829444B2 (en) * 2004-11-10 2010-11-09 Canon Kabushiki Kaisha Field effect transistor manufacturing method
US7453065B2 (en) * 2004-11-10 2008-11-18 Canon Kabushiki Kaisha Sensor and image pickup device
JP5126729B2 (ja) * 2004-11-10 2013-01-23 キヤノン株式会社 画像表示装置
US7863611B2 (en) * 2004-11-10 2011-01-04 Canon Kabushiki Kaisha Integrated circuits utilizing amorphous oxides
WO2006051994A2 (en) * 2004-11-10 2006-05-18 Canon Kabushiki Kaisha Light-emitting device
US7579224B2 (en) * 2005-01-21 2009-08-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing a thin film semiconductor device
TWI472037B (zh) * 2005-01-28 2015-02-01 Semiconductor Energy Lab 半導體裝置，電子裝置，和半導體裝置的製造方法
TWI569441B (zh) * 2005-01-28 2017-02-01 半導體能源研究所股份有限公司 半導體裝置，電子裝置，和半導體裝置的製造方法
US7858451B2 (en) * 2005-02-03 2010-12-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electronic device, semiconductor device and manufacturing method thereof
US7948171B2 (en) * 2005-02-18 2011-05-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device
JP4476137B2 (ja) * 2005-02-28 2010-06-09 セイコーエプソン株式会社 液晶装置および電子機器
US20060197092A1 (en) * 2005-03-03 2006-09-07 Randy Hoffman System and method for forming conductive material on a substrate
US8681077B2 (en) * 2005-03-18 2014-03-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, and display device, driving method and electronic apparatus thereof
US7544967B2 (en) * 2005-03-28 2009-06-09 Massachusetts Institute Of Technology Low voltage flexible organic/transparent transistor for selective gas sensing, photodetecting and CMOS device applications
US7645478B2 (en) * 2005-03-31 2010-01-12 3M Innovative Properties Company Methods of making displays
US8300031B2 (en) * 2005-04-20 2012-10-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device comprising transistor having gate and drain connected through a current-voltage conversion element
US7402506B2 (en) * 2005-06-16 2008-07-22 Eastman Kodak Company Methods of making thin film transistors comprising zinc-oxide-based semiconductor materials and transistors made thereby
KR100711890B1 (ko) * 2005-07-28 2007-04-25 삼성에스디아이 주식회사 유기 발광표시장치 및 그의 제조방법
JP2007059128A (ja) * 2005-08-23 2007-03-08 Canon Inc 有機ｅｌ表示装置およびその製造方法
JP4280736B2 (ja) * 2005-09-06 2009-06-17 キヤノン株式会社 半導体素子
JP2007073705A (ja) * 2005-09-06 2007-03-22 Canon Inc 酸化物半導体チャネル薄膜トランジスタおよびその製造方法
JP5116225B2 (ja) * 2005-09-06 2013-01-09 キヤノン株式会社 酸化物半導体デバイスの製造方法
EP1770788A3 (en) * 2005-09-29 2011-09-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device having oxide semiconductor layer and manufacturing method thereof
JP5037808B2 (ja) * 2005-10-20 2012-10-03 キヤノン株式会社 アモルファス酸化物を用いた電界効果型トランジスタ、及び該トランジスタを用いた表示装置
KR101112655B1 (ko) * 2005-11-15 2012-02-16 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 액티브 매트릭스 디스플레이 장치 및 텔레비전 수신기
US7867636B2 (en) * 2006-01-11 2011-01-11 Murata Manufacturing Co., Ltd. Transparent conductive film and method for manufacturing the same
JP4977478B2 (ja) * 2006-01-21 2012-07-18 三星電子株式会社 ＺｎＯフィルム及びこれを用いたＴＦＴの製造方法
US7576394B2 (en) * 2006-02-02 2009-08-18 Kochi Industrial Promotion Center Thin film transistor including low resistance conductive thin films and manufacturing method thereof
US7977169B2 (en) * 2006-02-15 2011-07-12 Kochi Industrial Promotion Center Semiconductor device including active layer made of zinc oxide with controlled orientations and manufacturing method thereof
KR20070101595A (ko) * 2006-04-11 2007-10-17 삼성전자주식회사 ＺｎＯ ＴＦＴ
US20070252928A1 (en) * 2006-04-28 2007-11-01 Toppan Printing Co., Ltd. Structure, transmission type liquid crystal display, reflection type display and manufacturing method thereof
JP4609797B2 (ja) * 2006-08-09 2011-01-12 Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 薄膜デバイス及びその製造方法
JP4999400B2 (ja) * 2006-08-09 2012-08-15 キヤノン株式会社 酸化物半導体膜のドライエッチング方法
JP4332545B2 (ja) * 2006-09-15 2009-09-16 キヤノン株式会社 電界効果型トランジスタ及びその製造方法
JP5164357B2 (ja) * 2006-09-27 2013-03-21 キヤノン株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP4274219B2 (ja) * 2006-09-27 2009-06-03 セイコーエプソン株式会社 電子デバイス、有機エレクトロルミネッセンス装置、有機薄膜半導体装置
US20080088759A1 (en) * 2006-10-02 2008-04-17 Yuka Utsumi Liquid Crystal Display Device
JP4948957B2 (ja) * 2006-10-02 2012-06-06 株式会社 日立ディスプレイズ 液晶表示装置
US7622371B2 (en) * 2006-10-10 2009-11-24 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fused nanocrystal thin film semiconductor and method
JP5216204B2 (ja) * 2006-10-31 2013-06-19 株式会社半導体エネルギー研究所 液晶表示装置及びその作製方法
US7772021B2 (en) * 2006-11-29 2010-08-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Flat panel displays comprising a thin-film transistor having a semiconductive oxide in its channel and methods of fabricating the same for use in flat panel displays
JP2008140684A (ja) * 2006-12-04 2008-06-19 Toppan Printing Co Ltd カラーｅｌディスプレイおよびその製造方法
KR101303578B1 (ko) * 2007-01-05 2013-09-09 삼성전자주식회사 박막 식각 방법
US8207063B2 (en) * 2007-01-26 2012-06-26 Eastman Kodak Company Process for atomic layer deposition
KR100851215B1 (ko) * 2007-03-14 2008-08-07 삼성에스디아이 주식회사 박막 트랜지스터 및 이를 이용한 유기 전계 발광표시장치
JP2008256854A (ja) * 2007-04-03 2008-10-23 Sharp Corp 薄膜トランジスタアレイ基板、その製造方法および液晶表示装置
JP2009031742A (ja) * 2007-04-10 2009-02-12 Fujifilm Corp 有機電界発光表示装置
US7795613B2 (en) * 2007-04-17 2010-09-14 Toppan Printing Co., Ltd. Structure with transistor
KR101325053B1 (ko) * 2007-04-18 2013-11-05 삼성디스플레이 주식회사 박막 트랜지스터 기판 및 이의 제조 방법
KR20080094300A (ko) * 2007-04-19 2008-10-23 삼성전자주식회사 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법과 박막 트랜지스터를포함하는 평판 디스플레이
KR101334181B1 (ko) * 2007-04-20 2013-11-28 삼성전자주식회사 선택적으로 결정화된 채널층을 갖는 박막 트랜지스터 및 그제조 방법
KR101358328B1 (ko) * 2007-04-25 2014-02-06 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법
KR101375831B1 (ko) * 2007-12-03 2014-04-02 삼성전자주식회사 산화물 반도체 박막 트랜지스터를 이용한 디스플레이 장치
US9082857B2 (en) * 2008-09-01 2015-07-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device comprising an oxide semiconductor layer
CN101714546B (zh) * 2008-10-03 2014-05-14 株式会社半导体能源研究所 显示装置及其制造方法
TWI616707B (zh) * 2008-11-28 2018-03-01 半導體能源研究所股份有限公司 液晶顯示裝置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050275038A1 (en) * 2004-06-14 2005-12-15 Yi-Chi Shih Indium oxide-based thin film transistors and circuits
TW200703660A (en) * 2005-05-02 2007-01-16 Samsung Electronics Co Ltd TFT array panel, liquid crystal display including same, and method of manufacturing TFT array panel
JP2007123861A (ja) * 2005-09-29 2007-05-17 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置及びその作製方法
JP2007165861A (ja) * 2005-11-15 2007-06-28 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置およびその作製方法
US20070284627A1 (en) * 2006-05-16 2007-12-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device and semiconductor device
US20080007666A1 (en) * 2006-07-07 2008-01-10 Shintaro Takeda Optically isotropic liquid crystal materials and display apparatus using the same
JP2008130689A (ja) * 2006-11-17 2008-06-05 Sharp Corp 薄膜積層デバイスの製造方法及び液晶表示装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20100165255A1 (en) 2010-07-01
TW201530232A (zh) 2015-08-01
JP5546236B2 (ja) 2014-07-09
US20140377893A1 (en) 2014-12-25
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JP2010170119A (ja) 2010-08-05
TW201040634A (en) 2010-11-16
KR101719350B1 (ko) 2017-03-23
JP2014187373A (ja) 2014-10-02
KR20100075739A (ko) 2010-07-05

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