專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
具有液晶元件的液晶顯示裝置、具有自發(fā)光元件的發(fā)光裝置、場致發(fā)射顯示器(FED)等已經(jīng)在薄且輕重量的顯示裝置(所謂的平板顯示器)市場中被競相開發(fā)。對于液晶顯示裝置需要增加液晶分子的響應(yīng)速度。液晶的顯示模式具有多種類型，并且其中，能給出鐵電液晶(FLC)模式，光學(xué)補償雙折射(OCB)模式，以及使用呈現(xiàn)藍(lán)相模式的液晶作為能夠高速響應(yīng)的液晶模式。具體地，借助于使用呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶模式，無需取向膜并且視角能加寬；因此，促進(jìn)了針對實際使用的研究(例如，參見專利文獻(xiàn)I)。專利文獻(xiàn)I公布了液晶須經(jīng)受聚合物穩(wěn)定化處理，從而加寬了其中呈現(xiàn)藍(lán)相的溫度范圍。[專利文獻(xiàn)I]PCT國際公開號No.05/090520。

發(fā)明內(nèi)容
液晶顯示裝置存在的問題是，為了獲得高對比度必需高的白透射率(白色顯示中的透光率)。因此，為了獲得更高對比度，一個目的是提供液晶顯示裝置，其適于用液晶呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶顯示模式。另一個目的是獲得包括呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶的液晶顯示裝置的功率消耗的減少。在液晶顯示裝置中，在第一襯底與第二襯底之間插入呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶層，對在第一襯底與液晶層之間設(shè)置的具有開口圖案(狹縫)的像素電極層(第一電極層)和具有開口圖案(狹縫)的公共電極層(第二電極層)進(jìn)行定位，以免互相重疊。像素電極層形成為覆蓋拱形的(rib-shaped)第一結(jié)構(gòu)體(stucture body)的頂面和側(cè)面,該第一結(jié)構(gòu)體設(shè)置成從第一襯底的液晶層側(cè)的表面(面對液晶層的表面)突出至液晶層中。公共電極層形成為覆蓋在拱形的第二結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面，該第二結(jié)構(gòu)體設(shè)置成從第一襯底的液晶層側(cè)的表面突出至液晶層中。另一個公共電極層可在對置襯底(counter substrate)(第二襯底)側(cè)設(shè)置,從而一對公共電極層互相面對。在此情況下，第一襯底側(cè)的第一公共電極層和第二襯底側(cè)的第二公共電極層(第三電極層)定位成互相重疊，其間插入有的液晶層。形成于第一襯底之上的像素電極層和第一公共電極層以及形成于第二襯底上的第二公共電極層，被用密封材料與插入其間的液晶層互相固定。像素電極層、第一公共電極 層以及第二公共電極層具有多種開口圖案并且各具有包括彎曲部分或分支的類梳形的形狀(branching com-like shape),而不是平板形狀。此外,在形成第二公共電極層的情況下，第一公共電極層和第二公共電極層至少在平面圖中的像素區(qū)域中具有大體相同的圖案并且被定位成互相重疊，液晶層插入其間。第一公共電極層第二公共電極層至少部分地互相重疊。第一結(jié)構(gòu)體和第二結(jié)構(gòu)體是拱形的。該拱形的第一結(jié)構(gòu)體和拱形的第二結(jié)構(gòu)體形成于其頂面和側(cè)面之上，反映了像素電極層和公共電極層的形狀，并且各具有開口圖案和包括彎曲部分或分支的類梳形的形狀。設(shè)置像素電極層以覆蓋第一結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面，以及設(shè)置公共電極層以覆蓋第二結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面，由此像素電極層和公共電極層的形成區(qū)能在液晶層的厚度方向(三維地)增加。因此，在像素電極層與公共電極層之間施加電壓時，能在像素電極層與公共電極層之間廣泛地形成電場。此外，在第二襯底側(cè)設(shè)置第二公共電極層時，能在像素電極層與第二公共電極層之間的傾斜方向(相對襯底傾斜的方向)施加電場至液晶；因此，能更高效率地控制液晶分
子。 因此，能使厚度方向的整個液晶層的液晶分子響應(yīng)并且能改進(jìn)白透射率。因此，也能增加對比率，其為白透射率與黑透射率(黑色顯示中的透光率)之比。另外，甚至能有效地施加電場至具有高粘度的呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料(液晶混合物)；因此，也能獲得功率消耗的減少。能使用包括絕緣材料(有機材料或無機材料)的絕緣體和/或包括導(dǎo)電材料(有機材料或無機材料)的導(dǎo)體來形成結(jié)構(gòu)體。典型地，優(yōu)選使用可見光固化樹脂、紫外線固化樹脂或熱固樹脂。例如，能使用丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂等。此外，能使用導(dǎo)電樹脂或金屬材料來形成結(jié)構(gòu)體。注意結(jié)構(gòu)體可各具有多個薄膜的疊層結(jié)構(gòu)。各結(jié)構(gòu)體能具有柱形形狀，具有平坦頂面和梯形截面的截頂?shù)膱A錐形或棱錐形形狀，具有球狀圓頂?shù)膱A錐形或棱錐形形狀等。在本說明書中，因為形成了像素電極層和公共電極層(第一公共電極層)以覆蓋結(jié)構(gòu)體的表面(頂面和側(cè)面)，所以優(yōu)選結(jié)構(gòu)體各具有粗糙度很小的曲面，以便被像素電極層和公共電極層(第一公共電極層)順利地覆蓋。另外，優(yōu)選將具有對于可見光的透光性質(zhì)的材料用作結(jié)構(gòu)體，因為可防止開口率和白透射率的減少。此外，每個結(jié)構(gòu)體可以是從第一襯底的液晶層側(cè)的表面突出至液晶層中的部分；因此，可通過處理層間膜形成突出的結(jié)構(gòu)體，從而液晶層側(cè)的表面是不平的。因此，每個結(jié)構(gòu)體能使用設(shè)置有多個突出物的連續(xù)膜來形成，或第一結(jié)構(gòu)體和第二結(jié)構(gòu)體可作為連續(xù)膜而形成。在本說明書中，第一電極層(像素電極層)和第二電極層(公共電極層)或第三電極層(第二公共電極層)各具有類梳形的圖案，該圖案不形成封閉的空間而是開放的。第一電極層和第二電極層是不互相接觸的，并且它們設(shè)置在相同的絕緣表面上(例如，相同的襯底或相同的絕緣膜)，這樣它們的類梳形圖案互相嚙合。在本說明書中，設(shè)置有半導(dǎo)體元件(例如，晶體管)、像素電極層、第一公共電極層以及層間膜的襯底稱為元件襯底(第一襯底)，而以其間插入有液晶層的方式面對元件襯底的襯底稱為對置襯底(第二襯底)。與第一公共電極層重疊的第二公共電極層可在對置襯底(第二襯底)與液晶層之間形成。呈現(xiàn)監(jiān)相的液晶材料用于液晶層。注意液晶材料涉及包括液晶和用于液晶層的混合物。呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料具有I毫秒或更少的短響應(yīng)時間并且有高速響應(yīng)能力。因此，可獲得高性能的液晶顯示裝置。
呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料包括液晶和手性劑(chiral agent)。手性劑用于排列液晶，這樣液晶形成螺旋結(jié)構(gòu)并且呈現(xiàn)藍(lán)相。例如，可將混合了 5 wt%或者更多的手性劑的液晶材料用于液晶層作為液晶，使用熱致液晶、低分子液晶、聞分子液晶、鐵電液晶、反鐵電液晶等。對于手性劑，使用具有與液晶的高相容性和強扭曲力的材料。此外，作為材料，R-對映體(enantiomer)或S-對映體的任何一個都是有利的，并且不使用其中R-對映體和
S-對映體以50:50比例混合的外消旋體(racemic body)。取決于條件，上述液晶材料呈現(xiàn)膽甾型相、膽甾型藍(lán)相、近晶相(smectic phase)、近晶藍(lán)相、立方相、手性向列相、各向同性相等。在帶有500納米或更小的相對較短螺距的具有膽留型相或近晶相的液晶材料中觀察到作為藍(lán)相的膽留型藍(lán)相和近晶藍(lán)相。液晶材料的排列具有雙扭曲結(jié)構(gòu)。由于具有小于或等于可見光波長的量級，液晶材料是透明的，并且通過利用電壓施加改變排列次序來生成光學(xué)調(diào)制動作。藍(lán)相是光學(xué)各向同性的并且因此沒有視角依賴。因此，不需要形成取向膜；因此，可改進(jìn)顯示圖像質(zhì)量并且可減少成本。藍(lán)相僅僅在狹窄的溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)；因此，優(yōu)選將光固化樹脂(photocurableresin)和光聚合作用引發(fā)劑(photopolymerization initiator)加入液晶材料中并且執(zhí)行聚合物穩(wěn)定化處理，以加寬溫度范圍。以這樣的方式執(zhí)行聚合物穩(wěn)定化處理，即用光照射包括液晶、手性劑、光固化樹脂以及光聚合作用引發(fā)劑的液晶材料，該光具有使光固化樹脂和光聚合作用引發(fā)劑起反應(yīng)的波長。可在受控的溫度下，通過用光照射在呈現(xiàn)各向同性相的狀態(tài)下的液晶材料或通過用光照射在呈現(xiàn)藍(lán)相的狀態(tài)下的液晶材料來執(zhí)行該聚合物穩(wěn)定化處理。例如，以這樣的方式執(zhí)行聚合物穩(wěn)定化處理，即控制液晶層的溫度，并且以呈現(xiàn)藍(lán)相的狀態(tài)用光照射液晶層。注意聚合物穩(wěn)定化處理不限于這一方式并且可以以這樣的方式執(zhí)行，即以在從藍(lán)相與各向同性相之間的相變溫度的+10°c (優(yōu)選+5°C)內(nèi)的溫度下呈現(xiàn)的各向同性相的狀態(tài)下用光照射液晶層。藍(lán)相與各向同性相之間的相變溫度是當(dāng)溫度升高時相從藍(lán)相變化到各向同性相的溫度，或是當(dāng)溫度降低時相從各向同性相變化到藍(lán)相的溫度。作為聚合物穩(wěn)定化處理的示例，可采用下述方法在加熱液晶層至呈現(xiàn)各向同性相之后，溫度逐漸降低，從而相變化至藍(lán)相，并且然后在保持呈現(xiàn)藍(lán)相的溫度的同時執(zhí)行用光照射。備選地，在通過逐漸加熱液晶層使相變化至各向同性相之后，在從藍(lán)相與各向同性相(呈現(xiàn)各向同性相)之間的相變溫度的+10°C (優(yōu)選+5°C)內(nèi)的溫度下，可用光照射液晶層。此外，在紫外線固化樹脂(UV固化樹脂)用作包括在液晶材料中的光固化樹脂的情況下，可用紫外線照射液晶層。甚至在未呈現(xiàn)藍(lán)相的情況下，如果在從藍(lán)相與各向同性相(呈現(xiàn)各向同性相)之間的相變溫度的+10°C內(nèi)(優(yōu)選+5°C )的溫度下，通過用光照射來執(zhí)行聚合物穩(wěn)定化處理，可使響應(yīng)時間短至I毫秒或更少，并且因此可高速響應(yīng)。在本說明書中公開的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的實施例為液晶顯示裝置，包括在其間插入包括呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料的液晶層的第一襯底和第二襯底；從第一襯底的液晶層側(cè)的表面突出至液晶層中的拱形的第一結(jié)構(gòu)體；在拱形的第一結(jié)構(gòu)體之間設(shè)置的并且從第一襯底的液晶層側(cè)的表面突出至液晶層中的拱形的第二結(jié)構(gòu)體；覆蓋拱形的第一結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面的第一電極層；以及覆蓋拱形的第二結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面的第二電極層。
在本說明書中公開的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的另一個實施例為液晶顯示裝置，包括在其間插入包括呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料的液晶層的第一襯底和第二襯底；從第一襯底的液晶層側(cè)的表面突出至液晶層中的拱形的第一結(jié)構(gòu)體；在拱形的第一結(jié)構(gòu)體之間設(shè)置的并且從第一襯底的液晶層側(cè)的表面突出至液晶層中的拱形的第二結(jié)構(gòu)體；覆蓋拱形的第一結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面的第一電極層；覆蓋拱形的第二結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面的第二電極層；以及具有開口圖案的第三電極層，其與第二電極層重疊并且在第二襯底與液晶層之間設(shè)置。因為使用呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶層，所以無需形成取向膜。因此，獲得一結(jié)構(gòu)，其中像素電極層(第一電極層)與液晶層接觸的，并且第二電極層(第一公共電極層)與液晶層接觸。注意在提供第三電極層(第二公共電極層)的情況下，第三電極層(第二公共電極層)也與液晶層接觸。注意為了方便而使用諸如“第一”和“第二”的序數(shù)，并不表示步驟次序和層的層 疊次序。此外，在本說明書中的序數(shù)不表示指定本發(fā)明的具體名稱。注意在本說明書中，半導(dǎo)體裝置涉及所有裝置及通過利用半導(dǎo)體特性可起作用的所有裝置，并且電光裝置、半導(dǎo)體電路以及電子裝置全部包括在半導(dǎo)體裝置的類別中。設(shè)置像素電極層，以覆蓋拱形的第一結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面，并且設(shè)置公共電極層，以覆蓋拱形的第二結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面，由此能在液晶層的厚度方向(三維地)增加像素電極層和公共電極層的形成區(qū)。因此，在像素電極層與公共電極層之間施加電壓時，能在像素電極層與公共電極層之間廣泛地形成電場。因此，能使用電場控制液晶分子。因此，能使厚度方向上的整個液晶層的液晶分子響應(yīng)并且能改進(jìn)白透射率。在包括呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶層的液晶顯示裝置中，能增加對比率。另外，甚至可有效地施加電場至具有高粘度的呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶層；因此，也可獲得液晶顯示裝置的功率消耗的減少。


在附圖中
圖I示出液晶顯示裝置的電場模式；
圖2示出液晶顯示裝置的電場模式；
圖3A和3B示出液晶顯示裝置；
圖4A和4B示出液晶顯示裝置；
圖5A和5B示出液晶顯示裝置；
圖6A和6B示出液晶顯示裝置；
圖7A至7D示出用于制造液晶顯示裝置的方法；
圖8A和8B示出液晶顯示裝置的電極層；
圖9A和9B示出液晶顯示裝置；
圖IOA和IOB示出液晶顯示裝置；
圖IIA和IlB不出可應(yīng)用于液晶顯不裝置的晶體管；
圖12A1U2A2和12B示出液晶顯示裝置；
圖13A和13B是分別示出電視機的示例和數(shù)字相框的示例的外觀 圖14A和14B是示出游戲機的示例的外觀圖；圖15A和15B是示出移動電話的示例的外觀 圖16示出液晶顯示模塊；
圖17A至17D示出用于制造液晶顯示裝置的方法；
圖18A至18E示出用于制造液晶顯示裝置的方法；
圖19A至19C示出液晶顯示裝置；
圖20A和20B分別示出示例I中樣本I和樣本2的結(jié)構(gòu)；
圖21A和21B是樣本I的SEM圖像；
圖22示出比較樣本的結(jié)構(gòu)；
圖23展示應(yīng)用的電壓與透射光的強度之間的關(guān)系；
圖24是液晶顯不裝置的時間 圖25A至25E示出能應(yīng)用于液晶顯示裝置的晶體管和用于制造晶體管的方法；
圖26A至26E示出能應(yīng)用于液晶顯示裝置的晶體管和用于制造晶體管的方法；
圖27示出能應(yīng)用于液晶顯示裝置的晶體管和用于制造晶體管的方法；
圖28A和28B示出計算液晶顯示裝置的電場模式的結(jié)果；
圖29A和29B示出計算液晶顯示裝置的電場模式的結(jié)果；
圖30A和30B示出計算液晶顯示裝置的電場模式的結(jié)果；
圖31A和31B示出計算液晶顯示裝置的電場模式的結(jié)果；
圖32A和32B示出計算液晶顯示裝置的電場模式的結(jié)果；以及 圖33A和33B是示出液晶顯示裝置的框圖。
具體實施例方式將參照附圖詳細(xì)地描述實施例。注意本發(fā)明不限制于下文的描述，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，在沒有背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，能用多種方式修改本發(fā)明的模式和細(xì)節(jié)。因此，本發(fā)明不應(yīng)該被理解為限制于下文實施例的描述。在下文描述的結(jié)構(gòu)中，將在不同的圖中用相同的參考標(biāo)號來表示相同的部分或具有類似功能的部分，并且將省略其重復(fù)的描述。(實施例I)
將參照圖I來描述液晶顯示裝置，其為本說明書中公開的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的實施例。圖I是液晶顯示裝置的截面圖。在包括呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶層的液晶顯示裝置中，能使用如下的方法，即通過生成大體平行于(即，橫向上)襯底的電場來移動平行于襯底的平面內(nèi)的液晶分子而控制灰度。在這種方法中，能采用在面內(nèi)開關(guān)(IPS in-plane switch)模式中使用的電極結(jié)構(gòu)。在諸如IPS模式的橫向電場模式中，具有開口圖案的第一電極層(例如,其中逐個像素控制電壓的像素電極層)和具有開口圖案的第二電極層(例如，其中供給公共電壓至所有像素的公共電極層)定位在液晶層之下。第一電極層和第二電極層具有多種開口圖案并且各具有包括彎曲部分或分支的類梳形的形狀 ，而不是平板形狀。將第一電極層和第二電極層定位使得它們不互相重疊，以在其間生成電場。通過在像素電極層與公共電極層之間施加電場來控制液晶。施加橫向上的電場至液晶，從而能使用電場控制液晶分子。即，能在平行于襯底的方向控制平行于襯底而排列的液晶分子；因此能加寬視角。圖I示出液晶顯示裝置，其中第一襯底200和第二襯底201定位成相互面對，其間插入有包括呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料的液晶層208。在第一襯底200與液晶層208之間設(shè)置第一結(jié)構(gòu)體233、像素電極層230、第二結(jié)構(gòu)體235a和235b以及公共電極層232a和232b。第一結(jié)構(gòu)體233以及第二結(jié)構(gòu)體235a和235b設(shè)置成從液晶層208側(cè)的第一襯底200的表面突出至液晶層208。形成像素電極層230以覆蓋第一結(jié)構(gòu)體233的頂面和側(cè)面，該第一結(jié)構(gòu)體233設(shè)置成從液晶層208側(cè)的第一襯底200的表面(面對液晶層208的表面)突出至液晶層208。形成公共電極層232a和232b以覆蓋第二結(jié)構(gòu)體235a和235b的頂面和側(cè)面，該第二結(jié)構(gòu)體235a和235b設(shè)置成從液晶層208側(cè)的第一襯底200的表面突出至液晶層208。第一結(jié)構(gòu)體和第二結(jié)構(gòu)體是拱形的。拱形的第一結(jié)構(gòu)體和拱形的第二結(jié)構(gòu)體反映形成于其頂面和側(cè)面之上的像素電極層和公共電極層的形狀，并且各具有開口圖案和包括 彎曲部分或分支的類梳形的形狀。第一結(jié)構(gòu)體233和第二結(jié)構(gòu)體235a和235b是各具有圓頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)體，該圓頂具有圓形頂部和大體為半圓形的截面。在結(jié)構(gòu)體具有這樣曲面時，層疊于其上的像素電極層或公共電極層可形成為具有有利覆蓋性的有利形狀。像素電極層230以及公共電極層232a和232b各具有包括開口圖案的形狀，而不是平板形狀；因此，在截面圖中將它們作為多個分開的電極層示出。優(yōu)選在像素區(qū)域中像素電極層230以及公共電極層232a和232b各具有不形成封閉的空間而是開放的類梳形圖案。像素電極層230以及公共電極層232a和232b不互相接觸，并且它們設(shè)置在相同的絕緣表面上，即，這樣它們的類梳形圖案在第一襯底200之上互相( 合。在圖I的液晶顯示裝置中，設(shè)置像素電極層230，以覆蓋第一結(jié)構(gòu)體233的頂面和側(cè)面，并且設(shè)置公共電極層232a和232b，以覆蓋第二結(jié)構(gòu)體235a和235b的頂面和側(cè)面，由此可在液晶層208的厚度方向(三維地)增加像素電極層230以及公共電極層232a和232b的形成區(qū)。因此，如圖I所示，分別地在像素電極層230與公共電極層232a之間以及像素電極層230與公共電極層232b之間，在液晶層的厚度方向廣泛地施加由箭頭202a指示的電場和由箭頭202b指示的電場。注意如由箭頭202a和202b所指示，像素電極層230以及公共電極層232a和232b的頂面之上(其上部區(qū)域之間)的等勢線是彎曲的。圖28B、圖29B和圖32B示出計算在液晶顯示裝置中施加的電場的結(jié)果。圖28A、圖29A和圖32A示出用于計算的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。用由SHINTECH公司制造的“LCD-Master, 2s-Bench”來執(zhí)行計算。使用介電常數(shù)為4的絕緣體作為結(jié)構(gòu)體(第一結(jié)構(gòu)體233以及第二結(jié)構(gòu)體235a和235b)，并且其截面寬度各設(shè)為2. 5 y m。在圖28A和28B中，第一結(jié)構(gòu)體233以及第二結(jié)構(gòu)體235a和235b的厚度(高度)各為I U m。圖29A和圖29B中，第一結(jié)構(gòu)體233以及第二結(jié)構(gòu)體235a和235b的厚度(高度)各為2 u m。這里，第一結(jié)構(gòu)體233以及第二結(jié)構(gòu)體235a和235b的厚度(高度)各為從下表面開始的最大厚度(高度)。在圖28A和圖28B以及圖29A和圖29B中，形成像素電極層230，以覆蓋第一結(jié)構(gòu)體233的頂面和側(cè)面，并且以類似的方式，形成公共電極層232a和232b，以分別覆蓋第二結(jié)構(gòu)體235a和235b的頂面和側(cè)面。像素電極層230以及公共電極層232a和232b的厚度各為0. I i! m，并且第一結(jié)構(gòu)體233與第二結(jié)構(gòu)體235a和235b之間的距離是2. 5 y m。與單元間隙(液晶層的最大厚度)對應(yīng)的第一襯底200與第二襯底201之間的距離為m。此外，圖32A和圖32B示出比較例，其中公共電極層832a和832b以及像素電極層830交替地設(shè)置在第一襯底800與液晶層808之間，并且用第二襯底801密封。在比較例的截面中，像素電極層830以及公共電極層832a和832b的寬度各為2. 5 ym，其厚度各為0. Ium,并且與單元間隙(液晶層的最大厚度)對應(yīng)的第一襯底800與第二襯底801之間的距離為4 u m。圖28B、圖29B和圖32B示 出在公共電極層被設(shè)為OV以及像素電極層被設(shè)為IOV的條件下在圖28A、圖29A和圖32A的結(jié)構(gòu)上執(zhí)行計算的結(jié)果。在圖28B、圖29B和圖32B中，實線代表等勢線，并且將像素電極層或公共電極層定位在等勢線的環(huán)形圖案的中心。因為生成的電場垂直于等勢線，能確認(rèn)的是，電場施加在設(shè)置成覆蓋第一結(jié)構(gòu)體233的表面的像素電極層230與設(shè)置成覆蓋第二結(jié)構(gòu)體235a和235b的表面的公共電極層232a和232b之間的橫向上，如圖28B和圖29B所示。特別地在圖29A和圖29B中，其中設(shè)置了具有大厚度的第一結(jié)構(gòu)體233以及第二結(jié)構(gòu)體235a和235b，在液晶層中廣泛地形成了電場。因此，能在整個液晶層中廣泛地形成電場。另一方面，在圖32B中，出現(xiàn)等位線并且電場形成在第一襯底800附近的液晶層808中，在該襯底800上交替地形成了像素電極層830以及公共電極層832a和832b ;然而，在靠近第二襯底801的區(qū)域沒有分布等勢線并且沒有生成電勢差。因此，在第二襯底801附近的液晶層808中沒有形成電場，并且能確認(rèn)的是，在采用圖32A和圖32B中的結(jié)構(gòu)時使液晶層中的所有液晶分子響應(yīng)是困難的。設(shè)置像素電極層以覆蓋第一結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面，并且設(shè)置公共電極層以覆蓋第二結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面，由此可在液晶層的厚度方向(三維地)增加像素電極層和公共電極層的形成區(qū)。因此，在像素電極層與公共電極層之間施加電壓時，能在像素電極層與公共電極層之間廣泛地形成電場。因此，在像素電極層230與公共電極層232a和232b之間施加電壓時，能在液晶層208中的像素電極層230與公共電極層232a和232b之間廣泛地形成電場。因此，能使用電場控制液晶分子。因此，能使厚度方向上的整個液晶層208中的液晶分子響應(yīng)并且能改進(jìn)白透射率。因此，也能增加對比率，其為白透射率與黑透射率(黑色顯示中的透光率)之比。另外，甚至能有效地施加電場至具有高粘度的呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料(液晶混合物)；因此，也能獲得功率消耗的減少。 能用包括絕緣材料(有機材料或無機材料)的絕緣體和/或包括導(dǎo)電材料(有機材料或無機材料)的導(dǎo)體來形成結(jié)構(gòu)體(第一結(jié)構(gòu)體和第二結(jié)構(gòu)體)。典型地，優(yōu)選使用可見光固化樹脂、紫外線固化樹脂或熱固樹脂。例如，能使用丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂等。此外，能使用導(dǎo)電樹脂或金屬材料來形成結(jié)構(gòu)體。注意結(jié)構(gòu)體可各具有多個薄膜的疊層結(jié)構(gòu)。每一個結(jié)構(gòu)體能具有柱形形狀，具有平坦頂面和梯形截面的截頂?shù)膱A錐形或棱錐形形狀，具有球狀圓頂?shù)膱A錐形或棱錐形形狀等。在本說明書中，因為形成了像素電極層和公共電極層(第一公共電極層)以覆蓋結(jié)構(gòu)體的表面(頂面和側(cè)面)，所以優(yōu)選結(jié)構(gòu)體各具有粗糙度很小的曲面，以便被像素電極層和公共電極層(第一公共電極層)順利地覆蓋。另外，優(yōu)選將具有對于可見光的透光性質(zhì)的材料用作結(jié)構(gòu)體，因為可防止開口率和白透射率的減少。此外，每個結(jié)構(gòu)體可以是從第一襯底的液晶層側(cè)的表面突出至液晶層中的部分；因此，可通過處理層間膜形成突出的結(jié)構(gòu)體，從而液晶層側(cè)的表面是不平的。因此，每個結(jié)構(gòu)體可使用設(shè)置有多個突出部的連續(xù)膜來形成，或第一結(jié)構(gòu)體和第二結(jié)構(gòu)體可作為連續(xù)膜而形成。注意形成于結(jié)構(gòu)體之上的像素電極層和公共電極層的形狀反映結(jié)構(gòu)體的形狀，而且也受蝕刻工序方法影響。圖19A至圖19C示出結(jié)構(gòu)體以及形成于結(jié)構(gòu)體之上的像素電極層和公共電極層的形狀的示例。圖19A示出一示例，其中像素電極層240以及公共電極層242a和242b分別形成于第一結(jié)構(gòu)體243以及第二結(jié)構(gòu)體245a和245b之上。第一結(jié)構(gòu)體243以及第二結(jié)構(gòu)體245a和245b各具備具有平坦頂面和梯形截面的截頂?shù)膱A錐形或棱錐形形狀，并且形成為覆蓋結(jié)構(gòu)體的像素電極層240以及公共電極層242a和242b的形狀反映結(jié)構(gòu)體的形狀。另夕卜，盡管形成像素電極層240以及公共電極層242a和242b以便與第一襯底200接觸，但能適當(dāng)?shù)卦O(shè)置它們與第一襯底200接觸而形成的部分的面積，只要像素電極層240以及公共電極層242a和242b不互相接觸。圖19B示出一示例，其中像素電極層246以及公共電極層247a和247b分別形成于第一結(jié)構(gòu)體248以及第二結(jié)構(gòu)體249a和249b之上。第一結(jié)構(gòu)體248以及第二結(jié)構(gòu)體249a和24%各具備具有圓形頂部的圓錐形或棱錐形形狀，并且形成為覆蓋結(jié)構(gòu)體的像素電極層246以及公共電極層247a和247b的形狀反映結(jié)構(gòu)體的形狀。在這種圓錐形或棱錐形形狀的情況下，可能在圓錐形或棱錐形形狀(例如，在膜中形成開口(孔))的頂點附近部分地喪失像素電極層246以及公共電極層247a和247b的連續(xù)性；然而，只要像素電極層246以及公共電極層247a和247b可用于施加電壓，就沒有問題。圖19C示出一示例，其中像素電極層230以及公共電極層232a和232b形成于具有不平的表面的結(jié)構(gòu)體260的突出部之上。具有不平的表面的結(jié)構(gòu)體260是結(jié)構(gòu)體的示例，該結(jié)構(gòu)體如下地形成，即將液晶層側(cè)的絕緣層的表面處理成不平的形狀，從而形成具有多個突出部的連續(xù)膜。因此，在與第一結(jié)構(gòu)體和第二結(jié)構(gòu)體對應(yīng)的突出部之上分別形成像素電極層230以及公共電極層232a和232b。在本說明書的附圖中，為了可區(qū)別，如圖I那樣，用不同于公共電極層232a和232b的陰影圖案的陰影圖案來示出像素電極層230。這樣的目的是清楚地表示電極層具有不同的功能，并且能使用與公共電極層232a和232b相同的工序和類似的材料形成像素電極層230。圖18A至圖18E示出用于制造本實施例的液晶顯示裝置的方法的示例。之后要處理成結(jié)構(gòu)體的膜261形成于第一襯底200之上(參見圖18A)。在本實施例中，形成樹脂絕緣層作為膜261。通過使用光刻工序的蝕刻來處理膜261，從而形成第一結(jié)構(gòu)體233以及第二結(jié)構(gòu)體235a和235b (參見圖18B)。注意可通過諸如噴墨法的印刷方法形成第一結(jié)構(gòu)體233以、及第二結(jié)構(gòu)體235a和235b。通過諸如噴墨法的印刷方法的形成不需要光刻工序；因此，簡化了工序而且可減少制造成本。接下來，在第一結(jié)構(gòu)體233以及第二結(jié)構(gòu)體235a和235b之上形成導(dǎo)電膜262 (參見圖18C)。通過使用光刻工序的蝕刻來處理導(dǎo)電膜261，從而形成像素電極層230以及公共電極層232a和232b (參見圖18D)。用作對置襯底的第二襯底201牢固地貼附于設(shè)置有第一結(jié)構(gòu)體233、第二結(jié)構(gòu)體235a和235b、像素電極層230以及公共電極層232a和232b的第一襯底200，在第一襯底與第~■襯底之間插入有液晶層208。因此，制造了液晶顯不裝置(參見圖18E)。用上述方式，能使用相同的工序和類似的材料形成第一結(jié)構(gòu)體233以及第二結(jié)構(gòu)體235a和235b，并且可使用相同的工序和類似的材料形成像素電極層230以及公共電極層232a和232b。在圖18E中，用相同的陰影圖案示出像素電極層230以及公共電極層232a和232b，以清楚地表示它們是使用相同的工序和類似的材料形成。不用說，可使用不同的工藝或不同的材料形成第一結(jié)構(gòu)體233以及第二結(jié)構(gòu)體235a和235b，并且能使用不同的工藝或不同的材料形成像素電極層230以及公共電極層232a和232b ;能通過適當(dāng)?shù)亟M合這些示例的若干來制造液晶顯示裝置。圖8A和圖8B示出可適用于像素電極層230和公共電極層232 (232a和232b)的示例。圖8A和圖8B是像素電極層230和公共電極層232的平面圖。像素電極層230和公共電極層232各為具有類梳形的形狀的電極層，并且設(shè)置成使得它們的類梳形圖案互相嚙合。在圖8A中，像素電極層230和公共電極層232各具有波浪形的形狀?？煞謩e在像素電極層和公共電極層的下面選擇性地設(shè)置第一結(jié)構(gòu)體和第二結(jié)構(gòu)體。在像素電極層230和公共電極層232具有復(fù)雜的形狀的情況下，選擇性地設(shè)置第一結(jié)構(gòu)體233以及第二結(jié)構(gòu)體235a和235b，由此便于液晶材料的注入和填充液晶材料，并且縮短了處理時間。能用劑量器(dispenser)法(滴下法)或在第一襯底200貼附于第二襯底201之后通過利用毛細(xì)現(xiàn)象等注入液晶的注入法形成液晶層208。呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料用于液晶層208。呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料具有I毫秒或更少的短響應(yīng)時間并且有高速響應(yīng)能力。因此，能獲得高性能的液晶顯示裝置。例如，有高速響應(yīng)能力的呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料，能順利地用于連續(xù)加色混合方法(場序制方法)，其中RGB等的發(fā)光二極管(LED)排列在背光源單元中并且時分地執(zhí)行顏色顯示，或用于使用快門眼鏡系統(tǒng)的三維顯示方法，其中時分地交替觀看右眼的圖像和左眼的圖像。呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料包括液晶和手性劑。手性劑用于使得液晶取向，以形成螺旋結(jié)構(gòu)并且呈現(xiàn)藍(lán)相。例如，可將其中混合了 5 wt%或者更多的手性劑的液晶材料用于液晶層。作為液晶，使用熱致液晶、低分子液晶、聞分子液晶、鐵電液晶、反鐵電液晶等。對于手性劑，使用具有與液晶的高相容性和具有強扭力的材料。此外，作為材料，R-對映體或S-對映體是有利的，并且不使用其中R-對映體和S-對映體以50:50的比例混合的外消旋體。 取決于條件，上述液晶材料呈現(xiàn)膽留型相、膽留型藍(lán)相、近晶相、近晶藍(lán)相、立方相、手性向列相、各向同性相等。在帶有500納米或更小的相對較短螺距的具有膽留型相或近晶相的液晶材料中觀察到作為藍(lán)相的膽留型藍(lán)相和近晶藍(lán)相。液晶材料的排列具有雙扭曲結(jié)構(gòu)。由于具有小于或等于可見光波長的量級，液晶材料是透明的，并且通過利用電壓施加改變排列次序來生成光學(xué)調(diào)制動作。藍(lán)相是光學(xué)各向同性的并且因此沒有視角依賴。因此，不需要形成取向膜；因此，能改進(jìn)顯示圖像質(zhì)量并且能減少成本。藍(lán)相僅僅在狹窄的溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)；因此，優(yōu)選將光固化樹脂和光聚合作用引發(fā)劑加入液晶材料中并且執(zhí)行聚合物穩(wěn)定化處理，以加寬溫度范圍。以這樣的方式執(zhí)行聚合物穩(wěn)定化處理，即用光照射包括液晶、手性劑、光固化樹脂以及光聚合作用引發(fā)劑的液晶材料，該光具有使光固化樹脂和光聚合作用引發(fā)劑起反應(yīng)的波長?？稍谑芸氐臏囟认?，通過用光照射在呈現(xiàn)各向同性相的狀態(tài)下的液晶材料或通過用光照射在呈現(xiàn)藍(lán)相的狀態(tài)下的液晶材料來執(zhí)行該聚合物穩(wěn)定化處理。例如，以這樣的方式執(zhí)行聚合物穩(wěn)定化處理，即控制液晶層的溫度，并且以呈現(xiàn)藍(lán) 相的狀態(tài)用光照射液晶層。注意聚合物穩(wěn)定化處理不限于這一方式并且可以以這樣的方式執(zhí)行，即以在從藍(lán)相與各向同性相之間的相變溫度的+10°c (優(yōu)選+5°C)內(nèi)的溫度下呈現(xiàn)各向同性相的狀態(tài)用光照射液晶層。藍(lán)相與各向同性相之間的相變溫度是當(dāng)溫度升高時相從藍(lán)相變化到各向同性相的溫度，或是當(dāng)溫度降低時相從各向同性相變化到藍(lán)相的溫度。作為聚合物穩(wěn)定化處理的示例，可采用下述方法在加熱液晶層至呈現(xiàn)各向同性相之后，溫度逐漸降低，從而相變化至藍(lán)相，并且然后在保持呈現(xiàn)藍(lán)相的溫度的同時執(zhí)行用光照射。備選地，在通過逐漸加熱液晶層使相變化至各向同性相之后，在從藍(lán)相與各向同性相(呈現(xiàn)各向同性相)之間的相變溫度的+10°C (優(yōu)選+5°C)內(nèi)的溫度下，能用光照射液晶層。此外，在紫外線固化樹脂(UV固化樹脂)用作包括在液晶材料中的光固化樹脂的情況下，可用紫外線照射液晶層。甚至在未呈現(xiàn)藍(lán)相的情況下，如果在從藍(lán)相與各向同性相(呈現(xiàn)各向同性相)之間的相變溫度的+10°C內(nèi)(優(yōu)選+5°C)的溫度下，通過用光照射來執(zhí)行聚合物穩(wěn)定化處理，能使響應(yīng)時間短至I毫秒或更少，并且因此可高速響應(yīng)。光固化樹脂可為單官能的單體(諸如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯)、多官能的單體(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)或其混合物。另外，光固化樹脂可具有結(jié)晶性、非結(jié)晶性或其兩者?？蛇x擇用光來固化的樹脂作為光固化樹脂，該光具有使要使用的光聚合作用引發(fā)劑起反應(yīng)的波長，并且典型地，能使用紫外線固化樹脂。光聚合作用引發(fā)劑可為通過光照射生成自由基的自由基聚合引發(fā)劑、通過光照射生成酸的酸生成劑或通過光照射生成堿的堿生成劑。特別地，能使用JC-1041XX (由“ChissoCorporation”公司生產(chǎn))的混合物和4_氰基-40 -戊基聯(lián)苯作為液晶材料。能使用ZLI-4572 (由日本Merck有限公司生產(chǎn))作為手性劑。作為光固化樹脂，能使用2-乙基己基丙烯酸酯、RM257 (由日本Merck有限責(zé)任公司生產(chǎn)，日本)或三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。作為光聚合作用引發(fā)劑，能使用2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮。另外，盡管在圖I中沒有示出，可適當(dāng)設(shè)置諸如偏振片、延遲片或抗反射膜的光學(xué)膜等。例如，可采用使用偏振片和延遲片的圓偏振。此外，能使用背光源等作為光源。在本說明書中，在液晶顯示裝置是透射液晶顯示裝置(或半透射式液晶顯示裝置)的情況下，其中通過來自光源的光的透射來執(zhí)行顯示，這需要至少在像素區(qū)域透射光。因此，存在于光透射的像素區(qū)中的第一襯底、第二襯底以及薄膜(諸如絕緣膜和導(dǎo)電膜)都具有對于可見波長范圍內(nèi)的光的透光性質(zhì)。優(yōu)選像素電極層和公共電極層各具有透光性質(zhì)；然而，因為設(shè)置了開口圖案，所以取決于形狀，可使用諸如金屬膜的非透光材料?？墒褂孟旅娴娜我环N或多種來形成像素電極層和公共電極層氧化銦錫(IT0)、將氧化鋅(ZnO)混合至氧化銦的氧化銦鋅(IZ0)、將氧化硅(SiO2)混合至氧化銦的導(dǎo)電材料、有機銦、有機錫、包括氧化鎢的氧化銦、包括氧化鎢的氧化銦鋅、包括氧化鈦的氧化銦以及包括氧化鈦的氧化銦錫；諸如鎢(W)、鑰(Mo)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉬(Pt)、鋁(Al)、銅(Cu)以及銀(Ag)的金屬；其合金；及其氮化物。作為第一襯底200和第二襯底201，能使用利用硼硅酸鋇玻璃、硼硅酸鋁玻璃等形 成的玻璃襯底、石英襯底、塑料襯底等。用上述方式，能增加包括呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶層的液晶顯示裝置的對比率。此外，因為能用較低的電壓獲得高的白透射率，所以也能獲得液晶顯示裝置的功率消耗的減少。(實施例2)
將參照圖2來描述液晶顯示裝置，其為本說明書中公開的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的另一個實施例。圖2是液晶顯示裝置的截面圖，在該液晶顯示裝置中，在實施例I中描述的液晶顯示裝置中的對置襯底(第二襯底)側(cè)還設(shè)置了公共電極層。注意能使用類似的材料和制造方法來形成與實施例I中的組件一樣的組件，并且將省略對相同的部分和具有類似功能的部分的詳細(xì)描述。圖2示出液晶顯示裝置，其中第一襯底200和第二襯底201定位成相互面對，在第一襯底200與第二襯底201之間插入有包括呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料的液晶層208。在第一襯底200與液晶層208之間設(shè)置第一結(jié)構(gòu)體233、像素電極層230、第二結(jié)構(gòu)體235a和235b以及公共電極層232a和232b。第一結(jié)構(gòu)體233以及第二結(jié)構(gòu)體235a和235b設(shè)置成從第一襯底200的液晶層208側(cè)的表面突出至液晶層208。另一個公共電極層可設(shè)置在對置襯底(第二襯底)側(cè)，從而一對公共電極層互相面對。如圖2所示，第一襯底200側(cè)的公共電極層(也稱為第一公共電極層)232a和232b和第二襯底側(cè)的公共電極層(也稱為第三電極層或第二公共電極層)231a和231b定位成互相重疊，在公共電極層232a和232b與公共電極層231a和231b之間插入有液晶層208。像素電極層230、公共電極層232a和232b以及公共電極層231a和231b具有多種開口圖案并且各具有包括彎曲部分或分支的類梳形的形狀，而不是平板形狀。此外，在形成公共電極層231a和231b的情況下，公共電極層232a和232b以及公共電極層231a和231b至少在平面圖中的像素區(qū)域中具有大體相同的圖案并且被定位成互相重疊，其間插入有液晶層。盡管圖2的截面圖示出示例，其中公共電極層232a和232b的端部是與公共電極層231a和231b的端部是對準(zhǔn)的，但端部不需要對準(zhǔn)，只要公共電極層的至少一部分互相重疊(例如，公共電極層232a和232b的端部可定位在公共電極層231a和231b的端部的外側(cè)或內(nèi)側(cè))。
像素電極層230形成為覆蓋第一結(jié)構(gòu)體233的頂面和側(cè)面，該第一結(jié)構(gòu)體233設(shè)置成從第一襯底200的液晶層208側(cè)的表面(面對液晶層208的表面)突出至液晶層208。公共電極層232a和232b形成為覆蓋第二結(jié)構(gòu)體235a和235b的頂面和側(cè)面，該第二結(jié)構(gòu)體235a和235b設(shè)置成從第一襯底200的液晶層208側(cè)的表面突出至液晶層208。
優(yōu)選像素電極層230以及公共電極層232a和232b各具有不形成封閉的空間而是開放的類梳形圖案。像素電極層230以及公共電極層232a和232b不互相接觸，并且它們設(shè)置在相同的絕緣表面上，即第一襯底200之上，這樣它們的類梳形圖案互相嚙合。在圖2的液晶顯示裝置中，設(shè)置像素電極層230，以覆蓋第一結(jié)構(gòu)體233的頂面和側(cè)面，并且設(shè)置公共電極層232a和232b，以覆蓋第二結(jié)構(gòu)體235a和235b的頂面和側(cè)面，由此能在液晶層208的厚度方向(三維地)增加像素電極層230以及公共電極層232a和232b的形成區(qū)。因此，如圖2中所示，分別地在像素電極層230與公共電極層232a之間以及像素電極層230與公共電極層232b之間，在液晶層的厚度方向廣泛地施加由箭頭202a指示的電場和由箭頭202b指示的電場。此外，如在本實施例中的那樣，當(dāng)在第二襯底201側(cè)設(shè)置公共電極層231a和231b作為第二公共電極層時，能在像素電極層230與公共電極層231a和231b之間的傾斜方向(相對襯底傾斜的方向)施加電場至液晶；因此，能更高效率地控制液晶分子。圖30B、圖31B以及圖32B示出計算在液晶顯示裝置中施加的電場的結(jié)果。圖30A、圖31A以及圖32A示出用于計算的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。用由SHINTECH公司制造的“LCDMaster,2sBench”來執(zhí)行計算。使用介電常數(shù)為4的絕緣體作為結(jié)構(gòu)體(第一結(jié)構(gòu)體233以及第二結(jié)構(gòu)體235a和235b)，并且其截面寬度各設(shè)為2. 5 y m。在圖30A和30B中，第一結(jié)構(gòu)體233以及第二結(jié)構(gòu)體235a和235b的厚度(高度)各為I U m。在圖31A和圖31B中，第一結(jié)構(gòu)體233以及第二結(jié)構(gòu)體235a和235b的厚度(高度)各為2 u m。這里，第一結(jié)構(gòu)體233以及第二結(jié)構(gòu)體235a和235b的厚度(高度)各為從下表面開始的最大厚度(高度)。另外，在圖30A和圖30B以及圖3IA和圖3IB中，公共電極層231a和231b設(shè)置在第二襯底201與液晶層208之間，以便與公共電極層232a和232b重疊。在圖30A和圖30B以及圖31A和圖31B中，形成像素電極層230以覆蓋第一結(jié)構(gòu)體233的頂面和側(cè)面，并且以類似的方式分別形成公共電極層232a和232b以覆蓋第二結(jié)構(gòu)體235a和235b的頂面和側(cè)面。像素電極層230、公共電極層232a和232b以及公共電極層231a和231b的厚度各為0. I ii m，并且第一結(jié)構(gòu)體233與第二結(jié)構(gòu)體235a和235b之間的距離為2. 5 y m。與單元間隙(液晶層的最大厚度)相對應(yīng)的第一襯底200與第二襯底201之間的距離為4iim。注意，公共電極層231a與公共電極層231b之間的距離為8 y m，并且公共電極層231a和231b的寬度各為I U m。此外，圖32A和圖32B示出比較例，其中公共電極層832a和832b以及像素電極層830交替地設(shè)置在第一襯底800與液晶層808之間，并且用第二襯底801密封。在比較例的截面中，像素電極層830以及公共電極層832a和832b的寬度各為2. 5 ym，其厚度各為0. Ium,并且與單元間隙(液晶層的最大厚度)對應(yīng)的第一襯底800與第二襯底801之間的距離為4 u m。圖30B、圖31B以及圖32B示出在公共電極層被設(shè)為OV以及像素電極層被設(shè)為IOV的條件下在圖30A、圖31A以及圖32A的結(jié)構(gòu)上執(zhí)行計算的結(jié)果。
在圖30B、圖3IB以及圖32B中，實線代表等勢線，并且將像素電極層或公共電極層定位在等勢線的環(huán)形圖案的中心。因為生成的電場垂直于等勢線，能確認(rèn)的是，電場施加在設(shè)置成覆蓋第一結(jié)構(gòu)體233的表面的像素電極層230與設(shè)置成覆蓋第二結(jié)構(gòu)體235a和235b的表面的公共電極層232a和232b之間的橫向上，如圖30B和圖31B中所示。此外，能在像素電極層230與公共電極層231a和231b之間的傾斜方向形成電場。因此，能在整個液晶層208中廣泛地形成電場。特別地，在圖31A和31B中，其中設(shè)置了具有大厚度的第一結(jié)構(gòu)體233以及第二結(jié)構(gòu)體235a和235b，在液晶層中廣泛地形成了電場。因此，能在整個液晶層中廣泛地形成電場。
另一方面，在圖32B中，出現(xiàn)等位線并且電場形成在第一襯底800附近的液晶層808中，在該襯底800上交替地形成了像素電極層830以及公共電極層832a和832b ;然而，在靠近第二襯底801的區(qū)域沒有分布等勢線并且沒有生成電勢差。因此，在第二襯底801附近的液晶層808中沒有形成電場，并且能確認(rèn)的是，在采用圖32A和圖32B中的結(jié)構(gòu)時使液晶層中的所有液晶分子響應(yīng)是困難的。設(shè)置像素電極層以覆蓋第一結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面，并且設(shè)置第一公共電極層以覆蓋第二結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面，由此可在液晶層的厚度方向(三維地)增加像素電極層和第一公共電極層的形成區(qū)。另外，在第二襯底側(cè)在不與像素電極層重疊的位置設(shè)置第二公共電極層，由此能在像素電極層與第二公共電極層之間形成傾斜的電場。因此，在像素電極層與第一公共電極層、像素電極層與第二公共電極層之間施加電壓時，能在像素電極層與第一公共電極層、像素電極層與第二公共電極層之間廣泛地形成電場。因此，在像素電極層230與公共電極層232a和232b、像素電極層230與公共電極層231a和231b之間施加電壓時，電場能在液晶層208中廣泛地形成。因此，能使用電場控制液晶分子。因此，能使厚度方向上的整個液晶層208中的液晶分子響應(yīng)并且能改進(jìn)白透射率。因此，也能增加對比率，其為白透射率與黑透射率(黑色顯示中的透光率)之比。另外，甚至能有效地施加電場至具有高粘度的呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料(液晶混合物)；因此，也能獲得功率消耗的減少。作為第二公共電極層的公共電極層231a和231b，能使用和實施例I中描述的公共電極層232a和232b的類似的材料和方法來形成。用上述方式，能增加包括呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶層的液晶顯示裝置的對比率。此外，因為能用較低的電壓獲得高的白透射率，所以也能獲得液晶顯示裝置的功率消耗的減少。(實施例3)
將參照圖3A和圖3B來描述應(yīng)用了本說明書中公開的本發(fā)明的有源矩陣液晶顯示裝置的示例。圖3A是液晶顯示裝置的平面圖并且示出一個像素。圖3B是沿著圖3A中的線X1-X2取得的截面圖。在圖3A中，互相平行(在附圖中的垂直方向上延伸)并且互相離開地設(shè)置多個源極布線層(包括布線層405a)。多個柵極布線層(包括柵電極層401)在大體垂直于源極布線層的方向(附圖中的水平方向)延伸并且設(shè)置成互相離開。電容器布線層408與多個柵極布線層鄰接并且在大體平行于柵極布線層的方向延伸，該方向即大體垂直于源極布線層的方向(附圖中的水平方向)。具有大體矩形形狀的空間，其被源極布線層、電容器布線層408以及柵極布線層圍繞，設(shè)置有液晶顯示裝置的像素電極層和公共電極層，其間插入有液晶層444。在附圖的左上角設(shè)置用于驅(qū)動像素電極層的晶體管420。多個像素電極層和多個晶體管排列成矩陣。在圖3A和圖3B所示的液晶顯示裝置中，電連接至晶體管420的第一電極層447作為像素電極層起作用，第二電極層448作為公共電極層起作用。注意由第一電極層447和電容器布線層408形成電容器。盡管公共電極層能在浮動狀態(tài)(電隔離狀態(tài))下工作，但其電勢可設(shè)為固定的電勢，優(yōu)選設(shè)為不至于產(chǎn) 生閃爍的級別的公共電勢(作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱D像信號的中間電勢)附近的電勢。注意在如實施例2中那樣設(shè)置兩種公共電極層的情況下，優(yōu)選第一公共電極層和第二公共電極層具有相同的電勢。作為像素電極層的第一電極層447形成為覆蓋第一結(jié)構(gòu)體449的頂面和側(cè)面，該第一結(jié)構(gòu)體449設(shè)置成從在第一襯底441 (也稱為元件襯底)之上的液晶層444側(cè)的層間膜413的表面突出至液晶層444。形成第二電極層448以覆蓋第二結(jié)構(gòu)體445的頂面和側(cè)面，該第二結(jié)構(gòu)體445設(shè)置成從在第一襯底441之上的液晶層444側(cè)的層間膜413的表面突出至液晶層444。此外，在圖3B的截面圖中，不互相重疊地交替地設(shè)置第一電極層447和第二電極層 448。第一電極層447和第二電極層448具有多種開口圖案并且各具有包括彎曲部分或分支的類梳形的形狀，而不是平板形狀。第一結(jié)構(gòu)體449和第二結(jié)構(gòu)體445是拱形的。該拱形的第一結(jié)構(gòu)體449和拱形的第二結(jié)構(gòu)體445反映形成于其頂面和側(cè)面之上的第一電極層447和第二電極層448的形狀，并且各具有開口圖案和包括彎曲部分或分支的類梳形的形狀。設(shè)置第一電極層447以覆蓋第一結(jié)構(gòu)體449的頂面和側(cè)面，以及設(shè)置第二電極層448以覆蓋第二結(jié)構(gòu)體445的頂面和側(cè)面，由此能在液晶層444的厚度方向(三維地)增加第一電極層447和第二電極層448的形成區(qū)。因此，在第一電極層447與第二電極層448之間施加電壓時，能在第一電極層447與第二電極層448之間廣泛地形成電場。注意如實施例2中那樣，可在對置襯底(第二襯底)側(cè)設(shè)置另一個公共電極層，使得一對公共電極層互相面對。在這種情況下，第一襯底側(cè)的第一公共電極層和在第二襯底側(cè)的第二公共電極層(第三電極層)定位成互相重疊，其間插入有液晶層。此外，在第二襯底側(cè)設(shè)置第二公共電極層時，能在像素電極層與第二公共電極層之間的傾斜方向(相對襯底傾斜的方向)施加電場至液晶；因此，能更高效率地控制液晶分子。因此，能使厚度方向的整個液晶層的液晶分子響應(yīng)并且能改進(jìn)白透射率。因此，也能增加對比率，其為白透射率與黑透射率(黑色顯示中的透光率)之比。能使用包括絕緣材料(有機材料或無機材料)的絕緣體和/或包括導(dǎo)電材料(有機材料或無機材料)的導(dǎo)體來形成結(jié)構(gòu)體。典型地，優(yōu)選使用可見光固化樹脂、紫外線固化樹脂或熱固樹脂。例如，能使用丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂等。此外，能使用導(dǎo)電樹脂或金屬材料來形成結(jié)構(gòu)體。注意結(jié)構(gòu)體可各具有多個薄膜的疊層結(jié)構(gòu)。
各結(jié)構(gòu)體能具有柱形形狀，具有平坦頂面和梯形截面的截頂?shù)膱A錐形或棱錐形形狀，具有球狀圓頂?shù)膱A錐形或棱錐形形狀等。在本說明書中，因為形成了像素電極層和公共電極層(第一公共電極層)以覆蓋結(jié)構(gòu)體的表面(頂面和側(cè)面)，所以優(yōu)選結(jié)構(gòu)體各具有粗糙度很小的曲面，以便被像素電極層和公共電極層(第一公共電極層)順利地覆蓋。另外，優(yōu)選將具有對于可見光的透光性質(zhì)的材料用作結(jié)構(gòu)體，因為能防止開口率和白透射率的減少。此外，每個結(jié)構(gòu)體可以是從第一襯底的液晶層側(cè)的表面突出至液晶層中的部分；因此，可通過處理層間膜形成突出的結(jié)構(gòu)體，從而液晶層側(cè)的表面是不平的。因此，每個結(jié)構(gòu)體可以使用設(shè)置有多個突出物的連續(xù)膜來形成，或第一結(jié)構(gòu)體和第二結(jié)構(gòu)體可形成為連續(xù)膜。在用于形成結(jié)構(gòu)體的方法上沒有具體限制，并且根據(jù)材料可使用干法(諸如蒸鍍法、濺射法或CVD法)，或濕法(諸如旋涂、浸潰涂布、噴涂、液滴排放法(噴墨法)、毫微壓印或多種印刷方法(絲網(wǎng)印刷或平版印刷))。可根據(jù)需要采用蝕刻方法(干法蝕刻或濕法蝕刻)以形成期望的圖案。優(yōu)選其上形成了第一電極層447的第一結(jié)構(gòu)體449和第二結(jié)構(gòu)體445各具有漸窄的形狀(tapered shape)，其中端部具有如圖3B所示的曲率，因為第一電極層447和第二電極層448的覆蓋性得到改進(jìn)。在本實施例中描述了一示例，其中第一電極層447與晶體管420的布線層405b接觸并且連續(xù)地形成于第一結(jié)構(gòu)體449之上；然而，可通過形成與布線層405b接觸的電極層形成第一電極層447，從而第一電極層447經(jīng)過電極層電連接至布線層 405bo此外，在形成層間膜以覆蓋晶體管以及在層間膜之上形成結(jié)構(gòu)體的情況下，在通過蝕刻工序形成結(jié)構(gòu)體之后，可在層間膜中打開用于晶體管的連接的接觸孔。注意在圖3A和圖3B示出一示例，其中在層間膜和將成為結(jié)構(gòu)體的絕緣膜中形成接觸孔，并且然后通過蝕刻來處理絕緣膜從而形成結(jié)構(gòu)體。晶體管420為反交錯(inverted staggered)的薄膜晶體管,其中在具有絕緣表面的襯底的第一襯底441之上設(shè)置柵電極層401、柵極絕緣層402、半導(dǎo)體層403、以及作為源電極層和漏電極層起作用的布線層405a和405b。設(shè)置覆蓋晶體管420并且與半導(dǎo)體層403接觸的絕緣膜407以及絕緣層409。層間膜413層疊在絕緣層409之上。液晶顯示裝置能設(shè)置有著色層，該著色層作為濾色器層起作用。濾色器層可設(shè)置在第一襯底441和第二襯底442的外側(cè)(與液晶層444相反的一側(cè))或第一襯底441和第二襯底442的內(nèi)側(cè)。濾色器可在液晶顯示裝置執(zhí)行全色顯示的情況下使用呈現(xiàn)紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)的材料形成，并且在液晶顯示裝置執(zhí)行單色顯示的情況下可省略著色層或可使用呈現(xiàn)至少一種顏色的材料形成著色層。注意在RGB的發(fā)光二極管(LED)等排列在背光源單元以及采用通過時分執(zhí)行顏色顯示的連續(xù)加色混合方法(場序制方法)的情況下不總是設(shè)置濾色器。圖3A和圖3B示出液晶顯示裝置的示例，其中被用作層間膜413的有彩色透光樹脂層417作為濾色器層起作用。
在將濾色器層設(shè)置于對置襯底側(cè)的情況下，具有其上形成有晶體管的元件襯底的像素區(qū)域的精確的位置對準(zhǔn)是困難的，并且因此有可能使圖像質(zhì)量降級。這里，因為在元件襯底側(cè)直接將層間膜形成為濾色器層，所以能更加精確地控制形成區(qū)并且該結(jié)構(gòu)可適應(yīng)于具有微小圖案的像素。此外，一個絕緣層作為層間膜和濾色器層兩者起作用，由此能簡化工序并且能以較低的成本制造液晶顯示裝置。作為有彩色(chromatic-color)透光樹脂,能使用光敏有機樹脂或非光敏有機樹月旨。因為能減少抗蝕劑掩模的數(shù)目，所以優(yōu)選使用光敏有機樹脂層；因此，能簡化工序。此夕卜，在層間膜中形成的接觸孔的形狀也為具有曲率的開口形狀；因此，也能改進(jìn)諸如在接觸孔中形成的電極層的膜的覆蓋性。有彩色是除了諸如黑色、灰色和白色的非彩色之外的顏色。為了作為濾色器起作用，使用僅僅透射有彩色光的材料形成著色層。作為有彩色，能使用紅色、綠色、藍(lán)色等。備選地，可使用青色、品紅、黃色等?！皟H僅透射有彩色光”意味著透射過著色層的光在有彩色光的波長處具有峰值。為了使有彩色透光樹脂層417作為著色層(濾色器)起作用，優(yōu)選考慮要包括的著色材料的濃度與光的透射率之間的關(guān)系，適當(dāng)?shù)乜刂朴胁噬腹鈽渲瑢?17的厚度。在通過層疊多個薄膜形成層間膜413并且它們的至少一個層是有彩色透光樹脂層的情況下，層間膜413能作為濾色器起作用。在有彩色透光樹脂層的厚度根據(jù)有彩色的顏色而變化的情況下，或在由于遮光層或晶體管而產(chǎn)生粗糙度的情況下，可層疊透射可見波長范圍內(nèi)的光的絕緣層(所謂的無色和透明的絕緣層)，以用于層間膜的表面的平坦化(planarization)。層間膜的平坦化使得要在其上形成的像素電極層或第一公共電極層的有利覆蓋，以及液晶層的均勻間隙(厚度)成為可能，由此增加了液晶顯示裝置的能見度并且能獲得更高的圖像質(zhì)量。對用于形成層間膜413(有彩色透光樹脂層417)的方法沒有具體的限制，并且根據(jù)材料能采用下述任一種諸如旋涂、浸潰涂布、噴涂以及液滴排放法(諸如噴墨法、絲網(wǎng)印刷或平版印刷)的方法；諸如刮刀、輥式涂布機、簾式涂布機以及刮刀式涂布機的工具(設(shè)備);
坐坐寸寸o液晶層444設(shè)置在第一電極層447和第二電極層448之上，并且用作為對置襯底的第二襯底442密封。第一襯底441和第二襯底442是透光襯底并且在外側(cè)(相相對液晶層444的相反偵1D分別設(shè)置有偏振片443a和443b。參照圖7A至圖7D描述在圖3A和圖3B中示出的液晶顯示裝置的制造工序。圖7A至圖7D是示出液晶顯示裝置的制造工序的截面圖。注意在圖7A至圖7D中省略了所包括的像素電極層、第一公共電極層以及第二公共電極層。像素電極層和公共電極層能具有圖3A和圖3B中示出的結(jié)構(gòu)，并且設(shè)置像素電極層和公共電極層，以覆蓋液晶層中的結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面，由此能形成較寬的電場。在圖7A中，元件層451形成于第一襯底441之上，第一襯底441為元件襯底，并且層間膜413形成于元件層451之上。層間膜413包括有彩色透光樹脂層454a、454b和454c以及遮光層455a、455b、455c和455d，并且具有一結(jié)構(gòu)，其中在遮光層455a與455b之間、在遮光層455b與455c之間以及在遮光層455c與455d之間分別形成有彩色透光樹脂層454a、454b、和454c。注意在圖7A至圖7D中，省略了所包括的像素電極層和公共電極層。如圖7B所示，第一襯底441和作為對置襯底的第二襯底442被用密封材料456a和456b牢固地互相貼附，在第一襯底441與第二襯底442之間插入有液晶層458。能通過劑量器法(滴下法)或在第一襯底441貼附于第二襯底442之后通過利用毛細(xì)現(xiàn)象等注入液晶的注入法形成液晶層458。呈現(xiàn)監(jiān)相的液晶材料能用于液晶層458。使用包括液晶、手性劑、光固化樹脂以及光聚合作用引發(fā)劑的液晶材料形成液晶層458。作為密封材料456a和456b，典型地，優(yōu)選使用可見光固化樹脂、紫外線固化樹脂、或熱固樹脂。能典型地使用丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂等。此外，密封材料456a和456b可包括光聚合作用引發(fā)劑(典型地，紫外線聚合作用引發(fā)劑)、熱固劑、填充劑或偶聯(lián)劑。如圖7C所不,通過用光457照射液晶層458執(zhí)行聚合物穩(wěn)定化處理，由此形成液晶層444。光457是具有使包括在液晶層458中的光固化樹脂和光聚合作用引發(fā)劑起反應(yīng)的波長的光。通過使用光照射的聚合物穩(wěn)定化處理，能加寬液晶層444呈現(xiàn)藍(lán)相的溫度范圍。在例如將諸如紫外線固化樹脂的光固化樹脂用作密封材料并且通過滴下法形成液晶層的情況下，可在聚合物穩(wěn)定化處理的光照射步驟中固化密封材料。如圖7A至圖7D所示，在液晶顯示裝置具有濾色器層和遮光層形成于元件襯底之上的結(jié)構(gòu)時，來自對置襯底側(cè)的光沒有被濾色器層和遮光層吸收或阻擋；因此，整個液晶層能用光均勻地照射。因此，可防止由于不均勻的光聚合作用產(chǎn)生的液晶的取向無序，由于取向無序產(chǎn)生的顯示不均勻等。此外，也能通過遮光層對晶體管遮光，由此能防止由于光照射產(chǎn)生的電特性的缺陷。如圖7D所示，偏振片443a設(shè)置在第一襯底441的外側(cè)(相對液晶層444的相反側(cè))，并且偏振片443b設(shè)置在第二襯底442的外側(cè)(相對液晶層444的相反側(cè))。除了偏振片以外，可設(shè)置諸如延遲片或抗反射膜的光學(xué)膜。例如，可采用使用偏振片和延遲片(retardation plate)的圓偏光。經(jīng)過上述工序,能完成液晶顯示裝置。此外，在借助于大尺寸的襯底制造多個液晶顯示裝置的情況下(所謂的多面板方法)，能在聚合物穩(wěn)定化處理之前或提供偏振片之前執(zhí)行分割步驟。考慮到分割步驟對液晶層的影響(諸如由于在分割步驟中施加力而產(chǎn)生的取向無序)，優(yōu)選在第一襯底貼附于第二襯底之后以及在執(zhí)行聚合物穩(wěn)定化處理之前執(zhí)行分割步驟。盡管沒有示出，可使用背光源、側(cè)光源等作為光源。來自光源的光從作為元件襯底的第一襯底441側(cè)發(fā)射，從而穿過在觀察側(cè)的第二襯底442。能使用透光導(dǎo)電材料形成第一電極層447和第二電極層448，諸如包括氧化鎢的氧化銦、包括氧化鶴的氧化銦鋅、包括氧化鈦的氧化銦、包括氧化鈦的氧化銦錫、氧化銦錫(ITO )、氧化銦鋅或添加了氧化硅的氧化銦錫。能使用下面的一種或者多種形成第一電極層447和第二電極層448 :諸如鶴(W)、鑰(Mo)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉬、(Pt)、鋁(Al)、銅(Cu)以及銀(Ag)的金屬；其合金；及其氮化物。能使用包括導(dǎo)電高分子(也稱為導(dǎo)電聚合物)的導(dǎo)電合成物形成第一電極層447和第二電極層448。優(yōu)選用導(dǎo)電合成物形成的像素電極具有10000 Q/方塊(Q/square)或更小的表面電阻(sheet resistance)和在550nm波長處的70%或更高的透光率。同樣優(yōu)選包括在導(dǎo)電合成物中的導(dǎo)電高分子具有0. IQ cm或更小的電阻率。作為導(dǎo)電高分子，能使用所謂的電子共軛導(dǎo)電高分子。例如，能給出聚苯胺或其衍生物、聚吡咯或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、它們的兩種或者更多種的共聚物等?？稍诘谝灰r底441與柵電極層401之間設(shè)置用作基底膜的絕緣膜?；啄ぞ哂蟹乐箒碜缘谝灰r底441的雜質(zhì)元素擴散的功能，并且能使用氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜和氧氮化硅膜的一種或多種形成為具有單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。能使用諸如鑰、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹或鈧或包括任意這些作為主要成分的合金材料的金屬材料，將柵電極層401形成為具有單個層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。通過使用遮光導(dǎo)電膜作為柵電極層401，可防止來自背光源(經(jīng)過第一襯底441而發(fā)射的光)的光進(jìn)入半導(dǎo)體層403。例如，作為柵電極層401的兩層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選鑰層層疊于鋁層之上的兩層結(jié)構(gòu)、鑰層層疊于銅層之上的兩層結(jié)構(gòu)、氮化鈦層或氮化鉭層層疊于銅層之上的兩層結(jié)構(gòu)或?qū)盈B了氮化鈦層和鑰層的兩層結(jié)構(gòu)。作為于三層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選層疊了鎢層或氮化鎢層、鋁和硅的合金層或鋁和鈦的合金層以及氮化鈦層或鈦層的疊層結(jié)構(gòu)。通過等離子體CVD法、濺射法等，使用氧化硅層、氮化硅層、氧氮化硅層或氮氧化硅層能將柵極絕緣層402形成為具有單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。備選地，通過其中使用有機硅烷氣體的CVD法，能使用氧化硅層形成柵極絕緣層402。對于有機硅烷氣體，能使用任意下面的包括硅的化合物四乙氧基硅烷(TEOS)(化學(xué)式Si (OC2H5)4),四甲基硅烷(TMS)(化學(xué)式Si (CH3) 4)，四甲基環(huán)四硅氧烷(TMCTS)，八甲基環(huán)四硅氧烷(OMCTS)，六甲基二硅氮烷(HMDS )，三乙基氧基硅烷(SiH (OC2H5) 3)，三甲基二氨基硅烷(SiH (N (CH3) 2) 3)等。在形成半導(dǎo)體層和布線層的工序中，使用蝕刻步驟來處理薄膜至期望的形狀。干法蝕刻或濕法蝕刻能用于蝕刻步驟。作為用于干法蝕刻的蝕刻設(shè)備，能使用利用反應(yīng)離子蝕刻方法(RIE方法)的蝕刻設(shè)備，或利用高密度等離子體源(諸如電子回旋加速器諧振(ECR)或感應(yīng)耦合等離子體(ICP))的干法蝕刻設(shè)備。作為干法蝕刻設(shè)備，其與ICP蝕刻設(shè)備相比在較大的區(qū)域之上能容易地獲得均勻放電，存在增強型電容耦合等離子體(ECCP)模式的蝕刻設(shè)備，其中上部電極是接地的，13. 56MHz的第一高頻電源連接至下部電極，并且另外3. 2MHz (其為比第一高頻電源的頻率更低的頻率)的第二高頻電源與下部電極連接。例如，即使在使用第十代的具有超過3米的尺寸的襯底作為襯底時，也能采用該ECCP模式蝕刻設(shè)備。在使用ICP干法蝕刻設(shè)備作為蝕刻設(shè)備時，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整蝕刻條件(諸如施加至線圈形狀電極的電功率的量、施加至襯底側(cè)的電極的電功率的量以及襯底側(cè)的電極的溫度)，使得膜能蝕刻成具有期望的形狀。依照材料適當(dāng)調(diào)整蝕刻條件(諸如蝕刻劑，蝕刻時間，以及溫度)，從而膜能蝕刻成 具有所期望的形狀。作為布線層405a和405b的材料，能給出從Al、Cr、Ta、Ti、Mo和W選出的元素，包含任意這些元素作為成分的合金、包括任意這些元素的組合的合金膜等的元件。在執(zhí)行熱處理的情況下，優(yōu)選導(dǎo)電膜具有足以耐受熱處理的耐熱性。例如，因為單獨使用Al帶來諸如低耐熱性和腐蝕傾向的缺點，所以結(jié)合具有耐熱性的導(dǎo)電材料來使用鋁。作為與Al結(jié)合的具有耐熱性的導(dǎo)電材料，使用從鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、鑰(Mo)、鉻(Cr)、釹(Nd)、和鈧(Sc)中選擇的元素,包括任意這些元素作為成分的合金,包括任意這些元素的組合的合金膜，或包括任意這些元素作為成分的氮化物。可不暴露至空氣而相繼形成柵極絕緣層402、半導(dǎo)體層403以及布線層405a和405b。通過不暴露至空氣的相繼形成，能形成疊層之間的每個界面而不被大氣成分或空氣中的污染物雜質(zhì)元素污染；因此，能減少晶體管的特性的變化。注意半導(dǎo)體層403被部分地蝕刻并且具有凹槽(凹陷部)。作為覆蓋晶體管420的絕緣膜407和絕緣層409，能使用通過干法或濕法形成的無機絕緣膜或有機絕緣膜。例如，能使用通過CVD法、濺射法等形成的氮化硅膜、氧化硅膜、氧氮化硅膜、氧化鋁膜、氧化鉭膜等。此外，能使用諸如聚酰亞胺、丙烯酸、苯并環(huán)丁烯、聚酰胺或環(huán)氧樹脂的有機材料。除了這些有機材料，也可能使用低介電常數(shù)材料(低k材料)、硅氧 烷基樹脂、磷硅酸鹽玻璃(PSG )、硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG )等。注意硅氧烷基樹脂是包括Si-O-Si鍵的樹脂，其使用硅氧烷基材料作為起始材料而形成。硅氧烷基樹脂作為取代基可包括有機基(例如，烷基或芳基)或氟代基。有機基可包括氟代基。通過涂布方法涂敷硅氧烷基樹脂并烘焙；因此，能形成絕緣膜407。備選地，可通過層疊使用任意這些材料形成的多個絕緣膜形成絕緣膜407和絕緣層409。例如，絕緣膜407和絕緣層409可各具有有機樹脂膜層疊于無機絕緣膜之上的結(jié)構(gòu)。另外，借助于具有不同厚度(典型地，兩種厚度)的多個區(qū)域的抗蝕劑掩模，其使用多階(multi-tone)掩模形成，能減少抗蝕劑掩模的數(shù)量，結(jié)果簡化了工序和降低了成本。用上述方式，能增加包括呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶層的液晶顯示裝置的對比率。此外，因為能用較低的電壓獲得高的白透射率，所以也能獲得液晶顯示裝置的功率消耗的減少。(實施例4)
圖4A和圖4B示出一示例，其中在實施例3中將濾色器設(shè)置于其間插入有液晶層的襯底的外側(cè)。注意能使用類似的材料和制造方法來形成和實施例I至實施例3中的組件一樣的組件，并且將省略對相同的部分和具有類似功能的部分的詳細(xì)描述。圖4A是液晶顯示裝置的平面圖并且示出一個像素。圖4B是沿著圖4A中的線X1-X2取得的截面圖。在圖4A的平面圖中，用與實施例2類似的方式，互相平行(在附圖中的垂直方向上延伸)并且互相離開地設(shè)置多個源極布線層(包括布線層405a)。多個柵極布線層(包括柵電極層401)在大體垂直于源極布線層的方向(在附圖中的水平方向)延伸，并且設(shè)置成互相離開。電容器布線層408鄰接多個柵極布線層并且在大體平行于柵極布線層的方向，即在大體垂直于源極布線層的方向(附圖中的水平方向)延伸。具有大體為矩形形狀的空間，其被源極布線層、電容器布線層408以及柵極布線層圍繞，設(shè)置有液晶顯示裝置的像素電極層(第一電極層447)、第一公共電極層(第二電極層448)以及第二公共電極層(第三電極層446)，其間插入有液晶層444。在附圖的左上角設(shè)置用于驅(qū)動像素電極層的晶體管420。多個像素電極層和多個晶體管排列成矩陣。在圖4A和圖4B示出一示例，其中形成層間膜413以覆蓋晶體管420，第一結(jié)構(gòu)體449通過蝕刻工序形成于層間膜413之上，并且然后在層間膜413中打開用于晶體管420的連接的接觸孔。連續(xù)地形成作為像素電極層的第一電極層447以覆蓋第一結(jié)構(gòu)體449和形成在層間膜413中的接觸孔。作為像素電極層的第一電極層447形成為覆蓋第一結(jié)構(gòu)體449的頂面和側(cè)面，第一結(jié)構(gòu)體449設(shè)置成從第一襯底441之上的液晶層444側(cè)的層間膜413的表面突出至液晶層444。第二電極層448形成為覆蓋第二結(jié)構(gòu)體445的頂面和側(cè)面，第二結(jié)構(gòu)體445設(shè)置成從第一襯底441之上的液晶層444側(cè)的層間膜413的表面突出至液晶層444。在本實施例中，如實施例2那樣，作為第一襯底441側(cè)的第一公共電極層的第二電極層448，和作為第二襯底442側(cè)的第二公共電極層的第三電極層446定位成互相重疊，其間插入有液晶層444。此外,在圖4B的截面圖中，交替地設(shè)置第一電極層447和第二電極層 448以及第三電極層446而不互相重疊。設(shè)置第一電極層447以覆蓋第一結(jié)構(gòu)體449的頂面和側(cè)面，并且設(shè)置第二電極層448以覆蓋第二結(jié)構(gòu)體445的頂面和側(cè)面，由此能在液晶層444的厚度方向(三維地)增加第一電極層447和第二電極層448的形成區(qū)。因此，在第一電極層447與第二電極層448之間施加電壓時，能在第一電極層447與第二電極層448之間廣泛地形成電場。此外，在將第三電極層446設(shè)置于第二襯底442側(cè)作為第二公共電極層時，能在作為像素電極層的第一電極層447與第三電極層446之間的傾斜方向(相對襯底傾斜的方向)施加電場至液晶；因此，能更高效率地控制液晶分子。因此，能使厚度方向上的整個液晶層的液晶分子響應(yīng)并且能改進(jìn)白透射率。因此，也能增加對比率，其為白透射率與黑透射率(黑色顯示中的透光率)之比。能用與第一電極447或第二電極層448的形成類似的方式形成第三電極層446，并且能使用類似的材料和類似的方法。在圖4A和圖4B示出的液晶顯示裝置中，濾色器450設(shè)置在第二襯底442與偏振片443b之間。以這種方式，濾色器450可設(shè)置在其間插入有液晶層444的第一襯底441和第二襯底442的外側(cè)。圖17A至圖17D示出圖4A和圖4B中液晶顯示裝置的制造工序。注意在圖17A至圖17D中省略了所包括的像素電極層、第一公共電極層、第二公共電極層、第一結(jié)構(gòu)體以及第二結(jié)構(gòu)體。例如，像素電極層、第一公共電極層、第二公共電極層、第一結(jié)構(gòu)體以及第二結(jié)構(gòu)體能具有在實施例I或2中描述的結(jié)構(gòu)。如圖17A所示，第一襯底441和作為對置襯底的第二襯底442被用密封材料456a和456b牢固地互相貼附，在第一襯底441與第二襯底442之間插入有液晶層458。能通過劑量器法(滴下法)或在第一襯底441貼附于第二襯底442之后通過利用毛細(xì)現(xiàn)象等注入液晶的注入法形成液晶層458。呈現(xiàn)監(jiān)相的液晶材料用于液晶層458。使用包括液晶、手性劑、光固化樹脂以及光聚合作用引發(fā)劑的液晶材料形成液晶層458。如圖17B所示，通過用光457照射液晶層458執(zhí)行聚合物穩(wěn)定化處理，由此形成液晶層444。光457是具有使包括在液晶層中458的光固化樹脂和光聚合作用引發(fā)劑起反應(yīng)的波長的光。通過使用光照射的聚合物穩(wěn)定化處理，能加寬液晶層458呈現(xiàn)藍(lán)相的溫度范圍。在例如使用諸如紫外線固化樹脂的光固化樹脂作為密封材料并且通過滴下法形成液晶層的情況下，密封材料可固化在聚合物穩(wěn)定化處理的光照射步驟。接下來，如圖17C所示，濾色器450設(shè)置在第二襯底442側(cè)(其為觀察側(cè))。濾色器450包括作為濾色器層起作用的有彩色透光樹脂層454a、454b和454c，和作為一對襯底459a與459b之間的黑底層起作用的遮光層455a、455b、455c和455d。有彩色透光樹脂層454a、454b和454c分別形成在遮光層455a與455b之間、在遮光層455b與455c之間以及在遮光層455c與455d之間。如圖17D所示，偏振片443a設(shè)置在第一襯底441的外側(cè)(相對液晶層444的相反側(cè))，而偏振片443b設(shè)置在濾色器450的外側(cè)(相對液晶層444的相反側(cè))。除了偏振片之外可提供光學(xué)膜，諸如延遲片或抗反射膜。例如，可采用使用偏振片和延遲片的圓偏振。經(jīng)過上述工序，能完成液晶顯示裝置。此外，在借助于大尺寸的襯底(所謂的多面板方法)制造多個液晶顯示裝置的情況下，能在聚合物穩(wěn)定化處理之前或提供偏振片之前執(zhí)行分割步驟?？紤]到分割步驟對液晶層的影響(諸如由于在分割步驟中施加的力而產(chǎn)生的取向無序)，優(yōu)選在第一襯底貼附于第二襯底之后以及在執(zhí)行聚合物穩(wěn)定化處理之前執(zhí)行分割步驟。盡管沒有示出，可使用背光源、側(cè)光源等作為光源。來自光源的光從作為元件襯底的第一襯底441側(cè)發(fā)射，以便穿過在觀察側(cè)的第二襯底442。用上述方式，能增加包括呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶層的液晶顯示裝置的對比率。此外，因為能用較低的電壓獲得高的白透射率，所以也能獲得液晶顯示裝置的功率消耗的減少。(實施例5)
將參照圖5A和圖5B來描述包括遮光層(黑底)的液晶顯示裝置。在圖5A和圖5B中示出一示例，其中在實施例3的圖3A和圖3B所示的液晶顯示裝置中，在作為對置襯底的第二襯底442側(cè)進(jìn)一步形成遮光層414。因此，能使用類似的材料和制造方法形成和實施例3中的組件一樣的組件，并且將省略相同的部分以及具有類似的功能的部分的詳細(xì)描述。圖5A是液晶顯示裝置的平面圖。圖5B是沿著圖5A中的線X1-X2取得的截面圖。注意圖5A的平面圖僅僅示出元件襯底側(cè)，而沒有示出對置襯底側(cè)。
遮光層414形成于第二襯底442的液晶層444側(cè)，而絕緣層415形成為平坦化膜。優(yōu)選在與晶體管420對應(yīng)的區(qū)域(與晶體管的半導(dǎo)體層重疊的區(qū)域)中形成遮光層414，其間插入有液晶層444。第一襯底441和第二襯底442牢固地互相貼附，其間插入有液晶層444，從而遮光層414定位成至少覆蓋晶體管420的半導(dǎo)體層403。在圖5A和圖5B中，形成遮光層414以覆蓋接觸孔，第一電極層447和布線層405b通過該接觸孔互相連接。因此，能避免因由于液晶的取向缺陷(容易發(fā)生在接觸孔之上)產(chǎn)生的漏光等引起的顯示不均勻；因此，能抑制對比度的下降。使用反射或吸收光的遮光材料形成遮光層414。例如，能使用黑色有機樹脂，并且可通過混合顏料材料的黑色樹脂、碳黑、鈦黑等至樹脂材料(諸如光敏或非光敏聚酰亞胺)形成遮光層414。備選地，例如，能使用遮光金屬膜，并且可使用鉻、鉬、鎳、鈦、鈷、銅、鎢、鋁
坐寸O對用于形成遮光層414的方法沒有具體的限制，并且根據(jù)材料可使用干法(諸如蒸鍍法、濺射法或CVD法)，或濕法(諸如旋涂，浸潰涂布，噴涂，以及諸如噴墨法、絲網(wǎng)印刷、或平版印刷的液滴排放法)。可根據(jù)需要采用蝕刻方法(干法蝕刻或濕法蝕刻)以形成期望的圖案?？墒褂弥T如丙烯酸或聚酰亞胺的有機樹脂等通過涂布的方法(諸如旋涂或多種印刷方法)形成絕緣層415。在以該方式將遮光層414進(jìn)一步設(shè)置在對置襯底側(cè)時，能增加對比度并且晶體管能更穩(wěn)定。遮光層414能遮擋光入射在晶體管420的半導(dǎo)體層403上；因此，能防止晶體管420的電特性由于半導(dǎo)體的光敏性而變化，并且能進(jìn)一步地穩(wěn)定晶體管420的電特性。另夕卜，遮光層414能防止漏光至鄰接的像素，其使更高的對比度和更高清晰度顯示成為可能。因此，能獲得液晶顯示裝置的高清晰度和高可靠性。設(shè)置第一電極層447以覆蓋第一結(jié)構(gòu)體449的頂面和側(cè)面，并且設(shè)置第二電極層448以覆蓋第二結(jié)構(gòu)體445的頂面和側(cè)面，由此能在液晶層444的厚度方向(三維地)增加第一電極層447和第二電極層448的形成區(qū)。因此，在第一電極層447與第二電極層448之間施加電壓時，能在第一電極層447與第二電極層448之間廣泛地形成電場。因此，能使厚度方向的整個液晶層的液晶分子響應(yīng)并且能改進(jìn)白透射率。因此，也能增加對比率，其為白透射率與黑透射率之比。用上述方式，可增加包括呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶層的液晶顯示裝置的對比率。此外，因為能用較低的電壓獲得高的白透射率，所以也能獲得液晶顯示裝置的功率消耗的減少。本實施例能與在其它實施例中描述的任何結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合。(實施例6)
將參照圖6A和圖6B描述包括遮光層(黑底)的液晶顯示裝置。在圖6A和圖6B示出的液晶顯示裝置是一示例，其中在實施例3的圖3A和圖3B所示的液晶顯示裝置中，在作為元件襯底的第一襯底441側(cè)形成遮光層414作為層間膜413的一部分。因此，能使用類似的材料和制造方法形成和實施例3中的組件一樣的組件，并且將省略對相同的部分以及具有類似的功能的部分的詳細(xì)描述。圖6A是液晶顯示裝置的平面圖。圖6B是沿著圖6A的線X1-X2取得的截面圖。層間膜413包括遮光層414和有彩色透光樹脂層417。遮光層414設(shè)置在作為元件襯底的第一襯底441側(cè)，并且形成于晶體管420之上(至少在覆蓋晶體管的半導(dǎo)體層的區(qū)域中)，其間插入有絕緣膜407和絕緣層409，以便作為用于半導(dǎo)體層的遮光層起作用。另一方面，形成有彩色透光樹脂層417以便與第一電極層447、第二電極層448以及第三電極層446重疊并且作為濾色器層起作用。在圖6B的液晶顯示裝置中，第二電極層448的一部分 形成于遮光層414之上，并且液晶層444設(shè)置在遮光層414之上。因為使用遮光層414作為層間膜，優(yōu)選黑色有機樹脂用于遮光層414。例如，可將顏料材料的黑色樹脂、碳黑、鈦黑等混合至諸如光敏或非光敏聚酰亞胺的樹脂材料。對于形成遮光層414的方法，根據(jù)材料可使用濕法(諸如旋涂、浸潰涂布、噴涂、或諸如噴墨法、絲網(wǎng)印刷、或平版印刷的液滴排放法)?？筛鶕?jù)需要采用蝕刻方法(干法蝕刻或濕法蝕刻)以形成期望的圖案。在以這種方式設(shè)置遮光層414時，遮光層414能遮擋光入射在晶體管420的半導(dǎo)體層403上而不降低像素的開口率；因此，能防止晶體管420的電特性的變化，并且能穩(wěn)定晶體管420的電特性。另外，遮光層414能防止漏光至鄰接的像素，其使更高的對比度和更高清晰顯示成為可能。因此，能獲得高清晰度和高可靠性液晶顯示裝置。另外，有彩色透光樹脂層417能作為濾色器層起作用。在將濾色器層設(shè)置在對置襯底側(cè)的情況下，與其上形成有晶體管的元件襯底的、像素區(qū)域的精確位置對準(zhǔn)是困難的，并且因此有可能使圖像質(zhì)量降級。這里，因為包 括在層間膜中的有彩色透光樹脂層417在元件襯底側(cè)直接地形成為濾色器層，所以能更加精確地控制形成區(qū)并且該結(jié)構(gòu)可適應(yīng)于具有微小圖案的像素。此外，一個絕緣層作為層間膜和濾色器層兩者起作用，由此能簡化工序并且能以較低的成本制造液晶顯示裝置。設(shè)置第一電極層447，以覆蓋第一結(jié)構(gòu)體449的頂面和側(cè)面，并且設(shè)置第二電極層448，以覆蓋第二結(jié)構(gòu)體445的頂面和側(cè)面，由此能在液晶層444的厚度方向(三維地)增加第一電極層447和第二電極層448的形成區(qū)。因此，在第一電極層447與第二電極層448之間施加電壓時，能在第一電極層447與第二電極層448之間廣泛地形成電場。此外，在將第三電極層446作為第二公共電極層設(shè)置在第二襯底442側(cè)時，能在作為像素電極的第一電極層447與第三電極層446之間的傾斜方向(相對襯底傾斜的方向)施加電場至液晶；因此，能更高效率地控制液晶分子。因此，能使厚度方向的整個液晶層的液晶分子響應(yīng)并且能改進(jìn)白透射率。因此，也能增加對比率，其為白透射率與黑透射率(黑色顯示中的透光率)之比。此外，因為能用較低的電壓獲得高的白透射率，所以也能獲得液晶顯示裝置的功率消耗的減少。本實施例能與在其它實施例中描述的任何結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合。(實施例7)
將描述晶體管的另一示例，其能應(yīng)用于實施例I至實施例6中的液晶顯示裝置。注意能使用類似的材料和制造方法形成和實施例I至實施例6中的組件一樣的組件，并且將省略對相同的部分以及具有類似的功能的部分的詳細(xì)描述。圖IOA是液晶顯示裝置的平面圖并且示出一個像素。圖IOB是沿著圖IOA的線V1-V2取得的截面圖。在圖IOA的平面圖中，以類似于實施例2的方式，互相平行(在附圖中的垂直方向上延伸)并且互相離開地設(shè)置多個源極布線層(包括布線層405a)。多個柵極布線層(包括柵電極層401)在大體垂直于源極布線層(附圖中的水平方向)的方向延伸，并且設(shè)置成互相離開。電容器布線層408鄰接多個柵極布線層并且在大體平行于柵極布線層的方向，即，在大體垂直于源極布線層的方向(附圖中的水平方向)延伸。具有大體為矩形形狀的空間，其被源極布線層、電容器布線層408以及柵極布線層圍繞，設(shè)置有液晶顯示裝置的像素電極層和公共電極層。在附圖的左上角設(shè)置用于驅(qū)動像素電極層的晶體管422。多個像素電極層和多個晶體管排列成矩陣。第二襯底442和第一襯底441牢固地互相貼附，其間插入有液晶層444，該第一襯底441設(shè)置有晶體管422、作為有彩色透光樹脂層的層間膜413、第一結(jié)構(gòu)體449、第一電極層447、第二結(jié)構(gòu)體445以及第二電極層448。圖IOA和圖IOB示出一結(jié)構(gòu)的示例，在該結(jié)構(gòu)中，源極區(qū)域(也稱為具有一個導(dǎo)電型或緩沖層的半導(dǎo)體層)設(shè)置在半導(dǎo)體層403與源電極層之間，并且漏極區(qū)域(也稱為具有一個導(dǎo)電型或緩沖層的半導(dǎo)體層)設(shè)置在半導(dǎo)體層403與漏電極層之間。例如，對于源極區(qū)域和漏極區(qū)域，使用具有η型導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層。另外，在半導(dǎo)體層用于晶體管422的源極和漏極區(qū)域404a和404b時，優(yōu)選半導(dǎo)體層比用作溝道形成區(qū)域的半導(dǎo)體層403更薄，并且優(yōu)選具有比半導(dǎo)體層403更高的導(dǎo)電率(電傳導(dǎo)率)。設(shè)置第一電極層447，以覆蓋第一結(jié)構(gòu)體449的頂面和側(cè)面，并且設(shè)置第二電極層448，以覆蓋第二結(jié)構(gòu)體445的頂面和側(cè)面，由此能在液晶層444的厚度方向(三維地)增加第一電極層447和第二電極層448的形成區(qū)。因此，在第一電極層447與第二電極層448 之間施加電壓時，能在第一電極層447與第二電極層448之間廣泛地形成電場。因此，能使厚度方向的整個液晶層的液晶分子響應(yīng)并且能改進(jìn)白透射率。因此，也能增加對比率，其為白透射率與黑透射率(黑色顯示中的透射率)之比。用上述方式，能增加包括呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶層的液晶顯示裝置的對比率。此外，因為能用較低的電壓獲得高的白透射率，所以也能獲得液晶顯示裝置的功率消耗的減少。本實施例能與在其它實施例中描述的任何結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合。(實施例8)
將參照圖9A和圖9B描述晶體管的另一個不例,其能用于實施例I至實施例6中的液
晶顯示裝置。圖9A是液晶顯示裝置的平面圖并且示出一個像素。圖9B是沿著圖9A中的線Z1-Z2取得的截面圖。在圖9A的平面圖中，用與實施例2類似的方式，互相平行(在附圖中的垂直方向上延伸)并且互相離開地設(shè)置多個源極布線層(包括布線層405a)。多個柵極布線層(包括柵電極層401)在大體垂直于源極布線層的方向(在附圖中的水平方向)延伸，并且設(shè)置成互相離開。電容器布線層408鄰接多個柵極布線層并且在大體平行于柵極布線層的方向，即在大體垂直于源極布線層的方向(附圖中的水平方向)延伸。具有大體為矩形形狀的空間，其被源極布線層、電容器布線層408以及柵極布線層圍繞，設(shè)置有液晶顯示裝置的像素電極層和公共電極層。在附圖的左上角設(shè)置用于驅(qū)動像素電極層的晶體管421。多個像素電極層和多個晶體管排列成矩陣。第二襯底442和第一襯底441設(shè)置有晶體管421，作為有彩色透光樹脂層的層間膜413，第一結(jié)構(gòu)體449，第一電極層447，第二結(jié)構(gòu)體445以及第二電極層448牢固地互相貼附，其間插入有液晶層444。晶體管421為底柵極薄膜晶體管，并且在作為具有絕緣表面的襯底的第一襯底441之上，包括柵電極層401，柵極絕緣層402，作為源電極層和漏電極層起作用的布線層405a和405b，以及半導(dǎo)體層403。此外，設(shè)置了覆蓋晶體管421并且與半導(dǎo)體層403接觸的絕緣膜407。
注意如實施例7中那樣，緩沖層可設(shè)置在半導(dǎo)體層403與布線層405a與405b之間。備選地，緩沖層可在柵極絕緣層與布線層之間以及在布線層與半導(dǎo)體層之間都設(shè)置。柵極絕緣層402存在于包括晶體管421的整個區(qū)域，并且在柵極絕緣層402與作為具有絕緣表面的襯底的第一襯底441之間設(shè)置柵電極層401。布線層405a和405b設(shè)置在柵極絕緣層402之上。此外，半導(dǎo)體層403設(shè)置在柵極絕緣層402以及布線層405a和405b之上。注意在柵極絕緣層402之上的布線層405a和405b超過半導(dǎo)體層403的周邊而延伸至外側(cè)。設(shè)置第一電極層447以覆蓋第一結(jié)構(gòu)體449的頂面和側(cè)面，并且設(shè)置第二電極層448以覆蓋第二結(jié)構(gòu)體445的頂面和側(cè)面，由此能在液晶層444的厚度方向(三維地)增加第一電極層447和第二電極層448的形成區(qū)。因此，在第一電極層447與第二電極層448之間施加電壓時，能在第一電極層447與第二電極層448之間廣泛地形成電場。因此，能使厚度方向上的整個液晶層的液晶分子響應(yīng)并且能改進(jìn)白透射率。因此，也能增加對比率，其為白透射率與黑透射率之比。用上述方式，能增加包括呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶層的液晶顯示裝置的對比率。此外，因為能用較低的電壓獲得高的白透射率，所以也能獲得液晶顯示裝置的功率消耗的減少。本實施例能與在其它實施例中描述的任何結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合。(實施例9)
作為能用于實施例3至實施例8中的晶體管420、421以及422的半導(dǎo)體層的材料，將描述氧化物半導(dǎo)體。特別地，將描述其中使用氧化物半導(dǎo)體層作為半導(dǎo)體層的晶體管1420和 1450。圖IlA所示的晶體管1450為底柵極薄膜晶體管，并且在具有絕緣表面的襯底1400之上，包括柵電極層1401、柵極絕緣層1402、氧化物半導(dǎo)體層1403、源電極層1405a以及漏電極層1405b。另外，設(shè)置了覆蓋晶體管1450并且層疊在氧化物半導(dǎo)體層1403之上的氧化物絕緣層1407。進(jìn)一步在氧化物絕緣層1407之上設(shè)置使用氮化物絕緣層形成的保護(hù)絕緣層 1409。為了防止包括氧化物半導(dǎo)體層的晶體管的電特性的變化，有意地從氧化物半導(dǎo)體層去除引起變化的諸如氫、水分、羥基或氫化物(也稱為氫化合物)的雜質(zhì)。此外，通過供應(yīng)作為氧化物半導(dǎo)體主要成分的之一并在去除雜質(zhì)的步驟中同時被減少的氧，氧化物半導(dǎo)體層被純化成為電學(xué)上的i型(本征的)。因此，優(yōu)選氧化物半導(dǎo)體包括盡可能少的氫。優(yōu)選包括在氧化物半導(dǎo)體中的氫設(shè)為小于I X IOlfVcm3，并且盡可能多地將包括在氧化物半導(dǎo)體中的氫去除至接近于零。此外，純化的氧化物半導(dǎo)體包括極其少的載流子(接近于零)，并且其載流子濃度低于！※！(^/(^，優(yōu)選低于^^^/^^更加優(yōu)選低于 ^川11/。!!!3。因為氧化物半導(dǎo)體包括極其少的載流子，所以能減少晶體管的截止態(tài)電流。優(yōu)選截止態(tài)電流為盡可能小。截止態(tài)電流(也稱為漏電流)為在施加了一 IV至一 IOV之間的給定柵極電壓的情況下，在晶體管的源極與漏極之間流動的電流。包括本說明書中公開的氧化物半導(dǎo)體的晶體管的溝道寬度(W)的每I μ m的電流值小于或等于IOOaA/ μ m，優(yōu)選小于或等于IOaA/ μ m，更優(yōu)選小于或等于IaA/ μ m。另外，因為沒有pn結(jié)并且沒有熱載流子降級，所以對晶體管的電特性沒有不利的影響。能通過二級離子質(zhì)譜分析(SMS)或基于SMS的數(shù)據(jù)獲得上述氫濃度范圍。此外，能通過霍耳效應(yīng)測量法來測量載流子濃度。作為用于霍耳效應(yīng)測量法的設(shè)備的示例，能給出比電阻/霍爾測量系統(tǒng)ResiTest8310(由TOYO公司制造)。使用比電阻/霍耳測量系統(tǒng)ResiTest8310,以某一周期并且與其同步地改變磁場的方向和強度，僅僅檢測在樣本中引起的霍耳電動勢，從而能執(zhí)行AC (交流)霍耳測量。甚至在具有低遷移率和高電阻率的材料的情況下，能檢測到霍耳電動勢。另外，減少諸如不僅在氧化物半導(dǎo)體膜中而且也在柵極絕緣層中存在的水分的雜質(zhì)，并且同樣減少諸如存在于氧化物半導(dǎo)體膜與設(shè)置在氧化物半導(dǎo)體膜之上和之下的且與其接觸的膜之間的界面的水分的雜質(zhì)。在純化氧化物半導(dǎo)體使得盡可能少地包括除了氧化物半導(dǎo)體的主要成分之外的雜質(zhì)時，能有利于晶體管的工作。 作為氧化物半導(dǎo)體膜，能使用諸如In-Sn-Ga-Zn-O膜的四元金屬氧化物，諸如 In-Ga-Zn-O U旲、In-Sn-Zn-O U旲、In-Al-Zn-O U旲、Sn-Ga-Zn-O U旲、Al-Ga-Zn-O U旲或Sn-Al-Zn-O膜的三元金屬氧化物，諸如In-Zn-O膜、Sn-Zn-O膜、Al-Zn-O膜、Zn-Mg-O膜、Sn-Mg-O膜或In-Mg-O膜的二元金屬氧化物，In-O膜，Sn-O膜，Zn-O膜等。另外,在上述氧化物半導(dǎo)體膜中可包括Si02。注意作為氧化物半導(dǎo)體膜，能使用由InM03 (ZnO) m (m>0)表達(dá)的薄膜。這里，M代表從Ga、Al、Mn和Co中選擇的一種或多種金屬兀素。例如，M可為Ga、Ga和Al、Ga和Mn、Ga和Co等。組成分子式表達(dá)為InMO3 (ZnO) m (m>0)并包括Ga作為M的氧化物半導(dǎo)體膜稱為上述的In-Ga-Zn-O氧化物半導(dǎo)體，并且In-Ga-Zn-O氧化物半導(dǎo)體的薄膜也稱為In-Ga-Zn-O非單晶膜。盡管晶體管1450為具有底柵極結(jié)構(gòu)的反交錯的薄膜晶體管的示例，包括能應(yīng)用于在本說明書中公開的液晶顯示裝置的氧化物半導(dǎo)體層的晶體管可為溝道保護(hù)晶體管，其中溝道保護(hù)層設(shè)置在氧化物半導(dǎo)體層或具有頂柵極結(jié)構(gòu)的晶體管之上。盡管使用單柵極晶體管作為晶體管1450給出了描述，但可根據(jù)需要形成包括多個溝道形成區(qū)的多柵極晶體管。圖IlB示出在從其截面觀察時氧化物半導(dǎo)體層被氮化物絕緣層圍繞的示例。圖IlB所示的晶體管1420為底柵極薄膜晶體管，并且在具有絕緣表面的襯底1400之上，包括柵電極層1401，使用氮化物絕緣層形成的柵極絕緣層1432a、使用氧化物絕緣層形成的柵極絕緣層1432b，氧化物半導(dǎo)體層1403，源電極層1405a以及漏電極層1405b。另夕卜，設(shè)置了覆蓋晶體管1420并且層疊于氧化物半導(dǎo)體層1403之上的氧化物絕緣層1437。使用氮化物絕緣層形成的保護(hù)絕緣層1439設(shè)置在氧化物絕緣層1437之上。保護(hù)絕緣層1439與使用氮化物絕緣層形成的柵極絕緣層1432a接觸。在本實施例的晶體管1420中，柵極絕緣層具有疊層結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中氮化物絕緣層和氧化物絕緣層以此次序?qū)盈B于柵電極層之上。另外，在形成使用氮化物絕緣層形成的保護(hù)絕緣層1439之前，有選擇地去除氧化物絕緣層1437和柵極絕緣層1432b，從而露出使用氮化物絕緣層形成的柵極絕緣層1432a。至少氧化物絕緣層1437和柵極絕緣層1432b的頂面形狀大于氧化物半導(dǎo)體層1403的頂面形狀，并且優(yōu)選氧化物絕緣層1437和柵極絕緣層1432b的頂面覆蓋晶體管1420。另外，形成 使用氮化物絕緣層形成的保護(hù)絕緣層1439，以覆蓋氧化物絕緣層1437的頂面以及氧化物絕緣層1437和柵極絕緣層1432b的側(cè)面，并且與使用氮化物絕緣層形成的柵極絕緣層1432a接觸。對于保護(hù)絕緣層1439和柵極絕緣層1432a，其各使用氮化物絕緣層形成，使用不包括諸如水分、氫離子以及0H —的雜質(zhì)并且阻止這些從外側(cè)進(jìn)入的無機絕緣膜；使用通過濺射法或等離子體CVD法獲得氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮化鋁膜、氧氮化鋁膜等。在本實施例中，通過RF濺射法設(shè)置具有IOOnm厚度的氮化硅層作為使用氮化物絕緣層形成的保護(hù)絕緣層1439，以覆蓋氧化物半導(dǎo)體層1403的下表面、頂面和側(cè)面。用如圖IlB所示的結(jié)構(gòu)，由于設(shè)置成圍繞并且與氧化物半導(dǎo)體層接觸的柵極絕緣層1432b和氧化物絕緣層1437，所以減少了氧化物半導(dǎo)體層中的諸如氫、水分、羥基或氫化物的雜質(zhì)，并且因為氧化物半導(dǎo)體層進(jìn)一步被各使用氮化物絕緣層形成的柵極絕緣層1432a和保護(hù)絕緣層1439圍繞，所以能防止在保護(hù)絕緣層1439形成之后的制造工序中水分從外側(cè)進(jìn)入。另外，甚至在裝置完成為液晶顯示裝置之后，也能長期防止水分從外側(cè)進(jìn)入；因此，能改進(jìn)裝置的長期可靠性。在本實施例中，一個晶體管被氮化物絕緣層圍繞；然而，本發(fā)明的實施例不限于該結(jié)構(gòu)。備選地，多個晶體管可被氮化物絕緣層圍繞，或在像素部分的多個晶體管可被氮化物絕緣層共同地圍繞。可形成保護(hù)絕緣層1439和柵極絕緣層1432a互相接觸的區(qū)域，以圍繞有源矩陣襯底的至少像素部?？扇鐚嵤├?中那樣以下面的方式執(zhí)行接下來的工序形成連接至晶體管1420或晶體管1450的像素電極層，以覆蓋在絕緣表面(絕緣層)之上突出至液晶層中的第一結(jié)構(gòu)體的表面，形成公共電極層，以覆蓋設(shè)置成在相同的絕緣表面(絕緣層)之上突出至液晶層中的第二結(jié)構(gòu)體的表面，并且第一襯底和第二襯底牢固地互相貼附，其間插入有液晶層。利用設(shè)置成覆蓋第一結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面的像素電極層，以及設(shè)置成覆蓋第二結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面的公共電極層，能在液晶層的像素電極層與公共電極層之間中廣泛地形成電場。此外，當(dāng)如實施例2中那樣第二公共電極層設(shè)置在第二襯底側(cè)時，能在像素電極層與第二公共電極層之間的傾斜方向(相對襯底傾斜的方向)施加電場至液晶；因此，能更高效率地控制液晶分子。因此，能使厚度方向上的整個液晶層的液晶分子響應(yīng)并且能改進(jìn)白透射率。因此，也能增加對比率，其為白透射率與黑透射率之比。用上述方式，能增加包括呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶層的液晶顯示裝置的對比率。此外，因為能用較低的電壓獲得高的白透射率，所以也能獲得液晶顯示裝置的功率消耗的減少。當(dāng)使用藍(lán)相液晶材料時，不需要在取向膜上進(jìn)行研磨處理；因此，能防止由研磨處理引起的靜電放電損傷，并且能減少在制造工序中的液晶顯示裝置的缺陷和損傷。因此，能增加液晶顯示裝置的生產(chǎn)率。包括氧化物半導(dǎo)體層的晶體管特別地具有以下的可能性，即晶體管的電特性由于靜電的影響可能顯著地波動并且偏離設(shè)計的范圍。
監(jiān)相液晶材料的響應(yīng)速度大于或等于傳統(tǒng)液晶材料的響應(yīng)速度的聞達(dá)十倍；因此，通過將藍(lán)相液晶材料與諸如包括氧化物半導(dǎo)體層的晶體管的具有雙倍幀速(double-frame rate)(高速)驅(qū)動能力的裝置組合,能實現(xiàn)具有更高功能和更高響應(yīng)速度的液晶顯示裝置。因為包括氧化物半導(dǎo)體層的晶體管的截止態(tài)電流極其小，所以儲能電容器可極其小或無需設(shè)置儲能電容器；因此，能增加開口率。此外，甚至在由于藍(lán)相液晶材料的使用而電容增加時，也能減小儲能電容器并且因此能抑制功率消耗。因此，對于包括晶體管的液晶顯示裝置使用藍(lán)相液晶材料是更有效的，該晶體管包括如本實施例中的氧化物半導(dǎo)體層。本實施例能與在其它實施例中描述的任何結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合。(實施例10)
在本實施例中，將參照圖25A至圖25E詳細(xì)描述在實施例9中描述的包括氧化物半導(dǎo)體層的晶體管的示例，以及其制造方法的示例。在本實施例中描述的晶體管390能用作包括上述實施例中的包含溝道形成區(qū)域的氧化物半導(dǎo)體層的晶體管1420和1450。能以類似于上述實施例的方式形成與上述實施例的部分相同的部分，或具有與上述實施例的部分類似的功能的部分，并且同樣能以類似于上述實施例的方式執(zhí)行與上述實施例的步驟類似的步驟；因此，將省略重復(fù)的描述。此外，將省略相同的部分的詳細(xì)描述。圖25A至圖25E示出晶體管的截面結(jié)構(gòu)的示例。在圖25A至圖25E中示出的晶體管390是底柵極晶體管之一，并且也稱為反交錯的薄膜晶體管。盡管給出了使用單柵極晶體管作為晶體管390的的描述，但可根據(jù)需要形成包括多個溝道形成區(qū)域的多柵極晶體管。下面參照圖25A至圖25E描述在襯底394之上的晶體管390的制造工序。
首先，導(dǎo)電膜形成于具有絕緣表面的襯底394之上，并且然后在第一光刻工序中形成柵電極層391。優(yōu)選柵電極層具有漸窄的形狀，因為能改進(jìn)其上層疊的柵極絕緣層的覆蓋性。注意可通過噴墨法形成抗蝕劑掩模。在通過噴墨法形成抗蝕劑掩模時，不使用光掩模；因此，能減少制造成本。對于能用作具有絕緣表面的襯底394的襯底沒有具體的限制，只要它至少具有足以耐受隨后執(zhí)行的熱處理的耐熱性。能使用利用硼硅酸鋇玻璃、硼硅酸鋁玻璃等形成的玻璃襯底。當(dāng)隨后執(zhí)行的熱處理的溫度較高時，優(yōu)選將具有730°C或更高的應(yīng)變點的襯底用作玻璃襯底。作為玻璃襯底的材料，例如，使用諸如鋁硅酸玻璃、硼硅酸鋁玻璃或硼硅酸鋇玻璃的玻璃材料。優(yōu)選使用包含BaO的量比B2O3的量更大的玻璃襯底，因為獲得了實用的耐熱性玻璃襯底。注意，代替上面描述的玻璃襯底，可使用利用諸如陶瓷襯底、石英襯底或藍(lán)寶石襯底的絕緣體形成的襯底。備選地，能使用結(jié)晶玻璃襯底等。又備選地，能適當(dāng)?shù)厥褂盟芰弦r底等。用作基底膜的絕緣膜可設(shè)置在襯底394與柵電極層391之間?；啄ぞ哂蟹乐箒碜砸r底394的雜質(zhì)元素的擴散的功能，并且能使用氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、以及氧氮化硅膜中的任意來形成為具有單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。
另外，柵電極層391能使用諸如鑰、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹和鈧的任意金屬材料以及包括其中的任意作為主要成分的合金材料形成為具有單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。
作為柵電極層391的兩層結(jié)構(gòu)，例如，優(yōu)選鑰層層疊于鋁層之上的兩層結(jié)構(gòu)，鑰層層疊于銅層之上的兩層結(jié)構(gòu)，氮化鈦層或氮化鉭層層疊于銅層之上的兩層結(jié)構(gòu)，層疊了氮化鈦層和鑰層的兩層結(jié)構(gòu)，或者層疊了氮化鎢層和鎢層的兩層結(jié)構(gòu)。作為于三層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選鎢層或氮化鎢層，鋁和硅的合金層或鋁和鈦的合金層，以及氮化鈦層或鈦層的層疊。注意可使用透光導(dǎo)電膜形成柵電極層。能給出透光導(dǎo)電氧化物作為透光導(dǎo)電膜的示例。然后，柵極絕緣層397形成于柵電極層391之上。使用氧化硅層、氮化硅層、氧氮化硅層、氮氧化硅層、氧化鋁層、氮化鋁層、氧氮化鋁層、氮氧化鋁層以及氧化鉿層的任意，通過等離子體CVD法、濺射法等能將柵極絕緣層397形成為具有單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。在通過濺射法形成氧化硅膜的情況下，使用硅靶或石英靶作為靶，并且使用氧或氧和氬的混合氣體作為濺射氣體。這里，通過雜質(zhì)的去除被制成為i型或基本i型的氧化物半導(dǎo)體(純化的氧化物半導(dǎo)體)對界面電平和界面電荷是極其靈敏的；因此，氧化物半導(dǎo)體與柵極絕緣層之間的界面是重要的。因此，與純化的氧化物半導(dǎo)體接觸的柵極絕緣層(GI)需要具有高的質(zhì)量。例如，優(yōu)選采用使用微波(2. 45GHz)的高密度等離子體CVD，因為可形成致密和高質(zhì)量的、具有高耐壓的絕緣層。當(dāng)純化的氧化物半導(dǎo)體和高質(zhì)量的柵極絕緣層互相緊密接觸時，能減小界面的電平并且界面特性能是有利的。不用說，能采用諸如濺射法或等離子體CVD法的另一沉積法，只要能形成高質(zhì)量的絕緣層作為柵極絕緣層。此外，作為柵極絕緣層，可能使用如下的絕緣層，即其質(zhì)量以及其與氧化物半導(dǎo)體的界面特性通過在絕緣層的形成之后執(zhí)行的熱處理而得到改進(jìn)的絕緣層。在任何情況下，柵極絕緣層可為能減小與氧化物半導(dǎo)體的界面電平密度以形成有利的界面的絕緣層，以及具有如柵極絕緣層那樣的有利的膜質(zhì)量的絕緣層。在85°C下以2X 106V/cm進(jìn)行12小時的柵極偏壓溫度應(yīng)力測試(BT測試)中，如果添加雜質(zhì)至氧化物半導(dǎo)體，由于高電場(B :偏壓)和高溫(T :溫度)，在雜質(zhì)與氧化物半導(dǎo)體的主要成分之間的鍵被破壞，并且生成的懸空鍵引起閾值電壓(Vth)的偏移。相比之下，根據(jù)本說明書中公開的本發(fā)明的實施例，盡可能多地去除氧化物半導(dǎo)體的雜質(zhì)(尤其氫和水)，并且如上所述地使在氧化物半導(dǎo)體與柵極絕緣層之間的界面特性有利，由此能獲得在BT測試中穩(wěn)定的晶體管。柵極絕緣層397可具有一結(jié)構(gòu)，其中氮化物絕緣層和氧化物絕緣層以此次序?qū)盈B于柵電極層391之上。例如，通過濺射法將具有大于或等于50nm并且小于或等于200nm的厚度的氮化硅層(SiN, Cf>0))形成為第一柵極絕緣層，并且將具有大于或等于5nm并且小于或等于300nm的厚度的氧化硅層(SiOr Cr>0))在第一柵極絕緣層之上層疊為第二柵極絕緣層；因此，形成柵極絕緣層。可根據(jù)晶體管所需的特性適當(dāng)?shù)卦O(shè)置柵極絕緣層的厚度，并且可為大約IOOnm,或大約350nm至400nm。另外，為了使包括在柵極絕緣層397和氧化物半導(dǎo)體膜393中的氫、羥基以及水分盡可能的少，優(yōu)選在濺射設(shè)備的預(yù)熱室中，對其上形成有柵電極層391的襯底394或其上形成有直到柵極絕緣層397的層的襯底394進(jìn)行預(yù)熱，作為針對膜形成的預(yù)處理，從而消除吸附于襯底394的諸如氫和水分的雜質(zhì)。用于預(yù)熱的溫度高于或等于100°C并且低于或等于400°C，優(yōu)選高于或等于150°C并且低于或等于300°C。注意優(yōu)選將設(shè)置在預(yù)熱室中的低溫泵作為排氣單元(evacuation unit)。注意可省略該預(yù)熱處理。另外，在氧化物絕緣層396的形成之前，可對其上形成有直到源電極層395a和漏電極層395b的層的襯底394類似地執(zhí)行該預(yù)熱。然后，在柵極絕緣層397之上將氧化物半導(dǎo)體膜393形成為大于或等于2nm并且小于或等于200nm的厚度(參見圖25A)。注意在通過濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜393之前，優(yōu)選通過導(dǎo)入氬氣并且生成等離子體的反濺射去除貼附于柵極絕緣層397的表面的灰塵。反濺射指的是以下的方法，其中使用RF電源以施加電壓至氬氛圍中的襯底側(cè)而不施加電壓至靶側(cè)，從而在襯底的附近生成等離子體以修整襯底的表面。注意可使用氮氛圍、 氦氛圍、氧氛圍等代替氬氛圍。通過濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜393。作為氧化物半導(dǎo)體膜393，能使用諸如In-Sn-Ga-Zn-O 膜的四元金屬氧化物，諸如 In-Ga-Zn-O 膜、In-Sn-Zn-O 膜、In-Al-Zn-O月旲、Sn-Ga-Zn-O I旲、Al-Ga-Zn-O I旲或Sn-Al-Zn-O I旲的二兀金屬氧化物，諸如In-Zn-O月旲、Sn-Zn-O 膜、Al-Zn-O 膜、Zn-Mg-O 膜、Sn-Mg-O 膜或 In-Mg-O 膜的二元金屬氧化物，In-O 膜、Sn-O膜、Zn-O膜等。另外，在上述氧化物半導(dǎo)體膜中可包括Si02。在本實施例中，借助于In-Ga-Zn-O基的氧化物半導(dǎo)體靶，通過濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜393。另外，在稀有氣體(典型地，氬)氛圍、氧氛圍或包括稀有氣體(典型地，氬)和氧的氛圍中通過濺射法能形成氧化物半導(dǎo)體膜393。作為用于通過濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜393的靶，能使用包括氧化鋅作為主要成分的金屬氧化物靶。作為金屬氧化物靶的另一個示例，能使用包括In、Ga和Zn的氧化物半導(dǎo)體革巴(按組成比，In203:Ga203:ZnO=I: I: I [摩爾比]，In:Ga:Zn=I: 1:0. 5[原子比])。備選地，能使用包括In、Ga和Zn的氧化物半導(dǎo)體祀(In: Ga: Zn=I: 1:1或1:1:2[原子比]的組成比)。氧化物半導(dǎo)體靶的填充率高于或等于90%并且低于或等于100%，優(yōu)選高于或等于95%并且低于或等于99. 9%。借助于具有高填充率的氧化物半導(dǎo)體靶，形成致密的氧化物半導(dǎo)體膜。在保持在降低的壓力之下的處理室中支撐襯底，并且加熱襯底至室溫或低于400°C的溫度。然后，在處理室中剩余的水分被去除時，向處理室導(dǎo)入去除了氫和水分的濺射氣體，并且，借助于金屬氧化物作為靶將氧化物半導(dǎo)體膜393形成于襯底394之上。為了去除在處理室中剩余的水分，優(yōu)選使用捕集真空泵(entrapment vacuum pump)。例如,優(yōu)選使用低溫泵、離子泵或鈦升華泵。另外，排氣單元可為設(shè)置有冷阱的渦輪泵。在使用低溫泵抽空的沉積室中，去除了氫原子、諸如水(H2O)等的包括氫原子的化合物，(更優(yōu)選地，還有包括碳原子的化合物)，由此能降低在沉積室中形成的氧化物半導(dǎo)體膜中的雜質(zhì)的濃度。沉積條件的示例如下襯底與靶之間的距離為100mm，壓力為O. 6Pa，DC功率為O. 5kW，并且氛圍為氧氛圍(氧流率(flow rate)為100%)。因為能減少灰塵并且膜厚能為均勻的，所以優(yōu)選使用脈沖DC電源。優(yōu)選氧化物半導(dǎo)體膜具有大于或等于5nm并且小于或等于30nm的厚度。注意適當(dāng)?shù)暮穸热Q于要使用的氧化物半導(dǎo)體材料，并且可根據(jù)材料設(shè)置厚度。濺射法的示例包括使用高頻電源作為濺射電源的RF濺射法、DC濺射法和以脈沖的方式施加偏壓的脈沖DC濺射法。在通過使用絕緣靶形成膜的情況下主要使用RF濺射法，而在通過使用諸如金屬靶的導(dǎo)電靶形成膜的情況下主要使用DC濺射法。此外，還有多源濺射設(shè)備，在其中能設(shè)置多個不同材料的靶。用多源濺射設(shè)備，能形成在相同的腔中要層疊的不同材料的膜，或能在相同的腔中同時對膜形成物放電的多種材料。此外，有在腔內(nèi)部設(shè)置有磁體系統(tǒng)的用于磁控濺射法的濺射設(shè)備，以及用于不使用輝光放電而使用借助于微波生成等離子體的ECR濺射法的濺射設(shè)備。此外，作為使用濺射法的沉積法，還有在沉積期間靶物質(zhì)和濺射氣體成分互相起化學(xué)反應(yīng)以形成其薄化合物膜的反應(yīng)濺射法，以及在沉積期間電壓也施加至襯底的偏壓濺射法。 然后，在第二光刻工序中，氧化物半導(dǎo)體膜被處理成島形氧化物半導(dǎo)體層399 (參見圖25B)?？赏ㄟ^噴墨法形成用于形成島形氧化物半導(dǎo)體層399的抗蝕劑掩模。在通過噴墨法形成抗蝕劑掩模時，不使用光掩模；因此，能減少制造成本。在形成氧化物半導(dǎo)體層399時，能在柵極絕緣層397中形成接觸孔。注意氧化物半導(dǎo)體膜393的蝕刻可為干法蝕刻、濕法蝕刻，或它們兩者。作為用于干法蝕刻的蝕刻氣體，優(yōu)選使用包含氯的氣體(諸如氯(C12 )、氯化硼(BC13)、氯化硅(SiCl4)或四氯化碳(CCl4)的氯基氣體)。備選地，能使用包含氟的氣體(諸如四氟化碳(CF4)、六氟化硫(SF6)、三氟化氮(NF3)或三氟甲烷(CHF3)的氟基氣體);溴化氫(HBr );氧(O2);添加有諸如氦(He )或氬(Ar )的稀有氣體的任意這些氣體；等等。作為干法蝕刻法，能使用平行板反應(yīng)離子蝕刻(RIE)法或電感耦合等離子體(ICP)蝕刻法。為了蝕刻膜至期望的形狀，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整蝕刻條件(諸如施加至線圈形電極的電功率的量、施加至襯底側(cè)的電極的電功率的量以及襯底側(cè)電極的溫度)。作為用于濕法蝕刻的蝕刻劑，能使用磷酸、醋酸、以及硝酸的混合溶液，過氧化氨混合物(31 七％的過氧化氫溶液28 wt%的氨水水=5:2:2)等。備選地，可使用IT007N(由 KANTO CHEMICAL 公司生產(chǎn))。通過連同蝕刻掉的材料一起清除來去除在濕法蝕刻中使用的蝕刻劑?？杉兓ㄎg刻劑和蝕刻掉的材料的廢液并且可重復(fù)利用該材料。當(dāng)蝕刻之后從廢液中收集包括在氧化物半導(dǎo)體層中諸如銦的材料并且重復(fù)利用時，能有效地使用資源并且能減少成本。根據(jù)材料適當(dāng)?shù)卣{(diào)整蝕刻條件(諸如蝕刻劑、蝕刻時間和溫度)，從而膜能蝕刻至具有期望的形狀。注意優(yōu)選在下文步驟中的導(dǎo)電膜的形成之前執(zhí)行反濺射，從而能去除貼附于氧化物半導(dǎo)體層399以及柵極絕緣層397的表面的抗蝕劑殘余等。接下來，導(dǎo)電膜形成于柵極絕緣層397和氧化物半導(dǎo)體層399之上?？赏ㄟ^濺射法或真空蒸鍍法形成導(dǎo)電膜。作為要成為源電極層和漏電極層(包括在與源電極層和漏電極層相同的層中形成的布線)的導(dǎo)電膜的材料，有從Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo和W中選擇的元素，包括任意這些元素作為成分的合金，包括任意這些元素的組合的合金，等等。備選地，可采用將Cr、Ta、Ti、Mo、W等的高熔點金屬層層疊于Al、Cu等的金屬層之上和/或金屬層之下的結(jié)構(gòu)。又備選地，在使用添加了諸如31、1^&、1、10、0、制、5(或￥的、防止在41膜中生成小丘(hillock)和須(whisker)的元素的Al材料時，能增加耐熱性。
導(dǎo)電膜可具有單層結(jié)構(gòu)或兩個或更多個層的疊層結(jié)構(gòu)。例如，能給出包括硅的鋁膜的單層結(jié)構(gòu)，鈦膜層疊于鋁膜之上的兩層結(jié)構(gòu)，Ti膜、鋁膜和Ti膜以此次序?qū)盈B的三層結(jié)構(gòu)，等等。備選地，可使用導(dǎo)電金屬氧化物形成要成為源電極層和漏電極層(包括在與源電極層和漏電極層相同的層中形成的布線)的導(dǎo)電膜。作為導(dǎo)電金屬氧化物，能使用氧化銦(Ιη203)、氧化錫(SnO2)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦和氧化錫的合金(In2O3-SnO2,縮寫為ΙΤ0)、氧化銦和氧化鋅(In2O3-ZnO)的合金或包括硅或氧化硅的任意金屬氧化物材料。執(zhí)行第三光刻工序?？刮g劑掩模形成于導(dǎo)電膜之上并且執(zhí)行選擇性的蝕刻，由此形成源電極層395a和漏電極層395b。然后，去除抗蝕劑掩模(參見圖25C)。為了在第三光刻工序中形成抗蝕劑掩模，將紫外線、KrF激光束或ArF激光束被用 于曝光。隨后要形成的晶體管的溝道長度L取決于在氧化物半導(dǎo)體層399之上互相鄰接的源電極層的底部與漏電極層的底部之間的間隔的寬度。注意在溝道長度L短于25nm的情況下執(zhí)行曝光時，將具有幾納米至幾十納米的極短波長的超紫外線用于曝光以在第三光刻工序中形成抗蝕劑掩模。用超紫外線曝光產(chǎn)生較高的分辨率和較大的聚焦深度。因此，隨后要形成的晶體管的溝道長度Z能設(shè)為大于或等于IOnm并且小于或等于lOOOnm。因此，能增加電路的工作速度，并且進(jìn)一步，截止態(tài)電流顯著地小，從而能獲得低的功率消耗。注意適當(dāng)?shù)卣{(diào)整材料和蝕刻條件，以便在蝕刻導(dǎo)電膜時不去除氧化物半導(dǎo)體層399。在本實施例中，使用Ti膜作為導(dǎo)電膜，并且將In-Ga-Zn-O基的氧化物半導(dǎo)體用于氧化物半導(dǎo)體層399。作為蝕刻劑，使用過氧化氫氨混合物(氨、水和過氧化氫溶液的混合溶液)。注意在第三光刻工序中，僅僅蝕刻氧化物半導(dǎo)體層399的一部分，由此可形成具有溝槽(凹陷部)的氧化物半導(dǎo)體層?？赏ㄟ^噴墨法形成用于形成源電極層395a和漏電極層395b的抗蝕劑掩模。在通過噴墨法形成抗蝕劑掩模時，不使用光掩模；因此，能減少制造成本。為了減少在光刻工序中的光掩模和步驟的數(shù)目，可借助于使用多階掩模形成的抗蝕劑掩模執(zhí)行蝕刻步驟，該多階掩模為使所透射過的光具有多個強度的曝光掩模。因為使用多階掩模形成的抗蝕劑掩模具有多個厚度并且通過執(zhí)行蝕刻能進(jìn)一步改變形狀，能在多個蝕刻步驟中使用抗蝕劑掩模以提供不同的圖案。因此，能通過使用一種多階掩模形成對應(yīng)于至少兩種不同的圖案的抗蝕劑掩模。因此，能減少曝光掩模的數(shù)目，并且也能減少相應(yīng)的光刻工序的數(shù)目，由此能實現(xiàn)工藝的簡化?？赏ㄟ^使用諸如N20、N2或Ar的等離子體處理去除吸附于氧化物半導(dǎo)體層露出部分的表面的水等。備選地，可使用氧和氬的混合氣體執(zhí)行等離子體處理。在執(zhí)行等離子體處理的情況下，不用暴露至空氣而將氧化物絕緣層396形成為用作保護(hù)性絕緣膜和與氧化物半導(dǎo)體層的一部分接觸的氧化物絕緣層(參見圖25D)。在本實施例中，在氧化物半導(dǎo)體層399不與源電極層395a和漏電極層395b重疊的區(qū)域中與氧化物半導(dǎo)體層399接觸地形成氧化物絕緣層396。在本實施例中，將其上形成有直到島形氧化物半導(dǎo)體層399、源電極層395a以及漏電極層395b的層的襯底394加熱至室溫或低于100°C的溫度，并且導(dǎo)入去除了氫和水分并且包括高純度氧的濺射氣體，并且使用硅半導(dǎo)體靶，由此具有缺陷的氧化硅層形為氧化物絕緣層396。
例如，通過脈沖DC濺射法形成氧化硅膜，其中，濺射氣體的純度為6N，使用摻硼的硅靶(電阻率為O. 01 Ω Cm)，襯底與靶(τ-s距離)之間的距離為89mm，壓力為O. 4Pa，DC功率為6kW，并且氛圍為氧氛圍(氧流率為100%)。氧化硅膜的厚度為300nm。注意除了硅靶以夕卜，能使用石英(優(yōu)選合成石英)作為在氧化硅膜形成時使用的靶。作為濺射氣體，使用氧或氧和氬的混合氣體。在該情況下，優(yōu)選在去除處理室中剩余的水分的同時形成氧化物絕緣層396。這是為了防止在氧化物半導(dǎo)體層399和氧化物絕緣層396中包括氫、羥基以及水分。為了去除在處理室中剩余的水分，優(yōu)選使用捕集真空泵。例如，優(yōu)選使用低溫泵、離子泵或鈦升華泵。另外，排氣單元可為設(shè)置有冷阱的渦輪泵。在使用低溫泵抽空的沉積室中去除氫原子、諸如水(H2O)等的包括氫原子的化合物，從而能降低在沉積室中形成的氧化物絕緣層396中的雜質(zhì)的濃度。注意作為氧化物絕緣層396，可使用氧氮化硅層、氧化鋁層、氧氮化鋁層等代替氧化娃層。另外，當(dāng)氧化物絕緣層396和氧化物半導(dǎo)體層399互相接觸時，可以在100°C至400°C執(zhí)行熱處理。因為本實施例中的氧化物絕緣層396具有許多缺陷，通過該熱處理，包括在氧化物半導(dǎo)體層399的諸如氫、水分、羥基或氫化物的雜質(zhì)能擴散至氧化物絕緣層396，從而能進(jìn)一步減少在氧化物半導(dǎo)體層399中的雜質(zhì)。經(jīng)過上述工序，能形成包括降低了氫、水分、羥基或氫化物的濃度的氧化物半導(dǎo)體層392的晶體管390 (參見圖25E)。在氧化物半導(dǎo)體膜的形成中以上面的方式去除了在反應(yīng)氛圍中剩余的水分，由此能降低氧化物半導(dǎo)體膜中的氫和氫化物的濃度。因此，能使氧化物半導(dǎo)體膜穩(wěn)定。保護(hù)絕緣層可設(shè)置在氧化物絕緣層之上。在本實施例中，保護(hù)絕緣層398形成于氧化物絕緣層396之上。作為保護(hù)絕緣層398，使用氮化硅膜、氮氧化硅膜、氮化鋁膜、氮氧化鋁膜等。將其上形成有直到氧化物絕緣層396的層的襯底394加熱到100°C至400°C的溫度，并且導(dǎo)入去除了氫和水分并且包括高純度氮的濺射氣體，并且使用硅半導(dǎo)體靶，由此形成具有缺陷的氮化硅層作為保護(hù)絕緣層398。在這種情況下，類似于氧化物絕緣層396的情況，優(yōu)選在去除處理室中剩余的水分的同時形成保護(hù)絕緣層398。在形成保護(hù)絕緣層398的情況下，在保護(hù)絕緣層398的形成期間加熱襯底394到100°C至400°C，由此包括在氧化物半導(dǎo)體層中的氫或水分能擴散至氧化物絕緣層。在這種情況下，在氧化物絕緣層396的形成之后無需執(zhí)行熱處理。在氧化硅層形成為氧化物絕緣層396并且氮化硅層作為保護(hù)絕緣層398層疊于其上的情況下，能在相同的處理室中借助于公共硅靶形成氧化硅層和氮化硅層。在首先導(dǎo)入包括氧的蝕刻氣體之后，使用設(shè)置在處理室中的硅靶形成氧化硅層，并且然后該蝕刻氣體切換成包括氮的蝕刻氣體，并且使用相同的硅靶以形成氮化硅層。因為能不用暴露至空氣而相繼地形成氧化硅層和氮化硅層，所以能防止雜質(zhì)(諸如氫和水分)吸附至氧化硅層的表面之上。在這種情況下，在氧化硅層形成為氧化物絕緣層396并且氮化硅層作為保護(hù)絕緣層398層疊于其上之后，優(yōu)選執(zhí)行使包括在氧化物半導(dǎo)體層中的氫或水分?jǐn)U散至氧化物絕緣層的熱處理(在100°C至400°C的溫度下)。在形成保護(hù)絕緣層之后，可在空氣中持續(xù)長于或等于I小時并且短于或等于30小時、以高于或等于100°c并且低于或等于200°C進(jìn)一步執(zhí)行熱處理?？梢怨潭ǖ募訜釡囟葓?zhí)行該熱處理。備選地，可重復(fù)多次進(jìn)行下面的加熱溫度的變化加熱溫度從室溫升高至高于或等于100°C并且低于或等于200°C的溫度并且然后降低至室溫。另外，可在氧化物絕緣層的形成之前在降低的壓力之下執(zhí)行該熱處 理。在降低的壓力之下執(zhí)行熱處理時，能縮短加熱時間。通過該熱處理，晶體管能處于常截止。因此，能改進(jìn)顯示面板的可靠性。在將包括溝道形成區(qū)的氧化物半導(dǎo)體層形成于柵極絕緣層之上時去除反應(yīng)氛圍中剩余的水分，由此能減少在氧化物半導(dǎo)體層中的氫和氫化物的濃度。上述工序能用于制造液晶顯示裝置的底板(其上形成有晶體管的襯底)等。上述工序也能應(yīng)用于具有1_或更小的厚度和長于Im的邊的玻璃襯底的制造工藝?？扇鐚嵤├?那樣以下面的方式執(zhí)行接下來的工序形成連接至晶體管390的像素電極層，以覆蓋向絕緣表面(絕緣層)之上的液晶層突出的第一結(jié)構(gòu)體的表面，形成公共電極層以覆蓋設(shè)置成在相同的絕緣表面(絕緣層)之上突出至液晶層中的第二結(jié)構(gòu)體的表面，并且第一襯底和第二襯底牢固地互相貼附，其間插入有液晶層。利用設(shè)置成覆蓋第一結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面的像素電極層，以及設(shè)置成覆蓋第二結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面的公共電極層，能在液晶層中的像素電極層與公共電極層之間廣泛地形成電場。此外，在像實施例2中的那樣在第二襯底側(cè)設(shè)置第二公共電極層時，能在像素電極層與第二公共電極層之間的傾斜方向(相對襯底傾斜的方向)施加電場至液晶；因此，能更高效率地控制液晶分子。因此，能使厚度方向的整個液晶層的液晶分子響應(yīng)并且能改進(jìn)白透射率。因此，也能增加對比率，其為白透射率與黑透射率之比。用上述方式，能增加包括呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶層的液晶顯示裝置的對比率。此外，因為能用較低的電壓獲得高的白透射率，所以也能獲得液晶顯示裝置的功率消耗的減少。本實施例能適當(dāng)?shù)嘏c其它任何實施例組合。(實施例11)
在本實施例中，將參照圖26A至圖26E詳細(xì)描述在實施例9中描述的包括氧化物半導(dǎo)體層的晶體管的示例，以及其制造方法的示例。在本實施例中描述的晶體管310能用作晶體管1420和1450，晶體管1420和1450包括上述實施例中的包含溝道形成區(qū)的氧化物半導(dǎo)體層。能以類似于上述實施例的方式形成與上述實施例的部分相同的部分或具有類似于上述實施例的部分的功能的部分，并且也能以類似于上述實施例的方式執(zhí)行與上述實施例的步驟類似的步驟；因此，將省略重復(fù)的描述。此外，將省略相同的部分的詳細(xì)描述。圖26A至圖26E示出晶體管的截面結(jié)構(gòu)的示例。示出在圖26A至圖26E中的晶體管310是底柵極晶體管之一，并且也稱為反交錯的薄膜晶體管。盡管給出了使用單柵極晶體管作為晶體管310的描述，但可根據(jù)需要形成包括多個溝道形成區(qū)的多柵極晶體管。
下面參照圖26A至圖26E描述在襯底305之上的晶體管310的制造工序。首先,導(dǎo)電膜形成于具有絕緣表面的襯底305之上,并且然后在第一光刻工序中形成柵電極層311。注意可通過噴墨法形成抗蝕劑掩模。在通過噴墨法形成抗蝕劑掩模時，不使用光掩模；因此，能減少制造成本。在能用作具有絕緣表面的襯底305的襯底上沒有具體的限制，只要它至少具有足以耐受隨后執(zhí)行的熱處理的耐熱性。能使用利用硼硅酸鋇玻璃、硼硅酸鋁玻璃等形成的玻璃襯底。在隨后執(zhí)行的熱處理的溫度較高時，優(yōu)選用具有730°C或更高的應(yīng)變點的襯底作為玻璃襯底。作為玻璃襯底的材料，例如，使用諸如鋁硅酸玻璃、硼硅酸鋁玻璃或硼硅酸鋇 玻璃的玻璃材料。通過包含氧化鋇(BaO)的量比氧化硼(B2O3)的量更大的玻璃襯底，獲得更實用的耐熱性玻璃襯底。因此，優(yōu)選使用包含BaO的量比B2O3的量更大的玻璃襯底。注意，可使用諸如陶瓷襯底、石英襯底或藍(lán)寶石襯底的利用絕緣體形成的襯底來代替上述的玻璃襯底。備選地，能使用結(jié)晶玻璃襯底等?？稍谝r底305與柵電極層311之間設(shè)置用作基底膜的絕緣膜?；啄ぞ哂蟹乐箒碜砸r底305的雜質(zhì)元素擴散的功能，并且能使用氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜以及氧氮化硅膜的任意形成為具有單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。另外，使用任意諸如鑰、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹和鈧的金屬材料，以及包括任意這些的作為主要成分的合金材料，能將柵電極層311形成為具有單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。作為柵電極層311的兩層結(jié)構(gòu)，例如，優(yōu)選鑰層層疊于鋁層之上的兩層結(jié)構(gòu)、鑰層層疊于銅層之上的兩層結(jié)構(gòu)、氮化鈦層或氮化鉭層層疊于銅層之上的兩層結(jié)構(gòu)、層疊有氮化鈦層和鑰層的兩層結(jié)構(gòu)或?qū)盈B有氮化鎢層和鎢層的兩層結(jié)構(gòu)。作為于三層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選鎢層或氮化鎢層，鋁和硅的合金層或鋁和鈦的合金層，以及氮化鈦層或鈦層的層疊。然后，在柵電極層311之上形成柵極絕緣層307。柵極絕緣層307能通過等離子體CVD法、濺射法等使用氧化硅層、氮化硅層、氮氧化硅層、氮氧化硅層、氧化鋁層、氮化鋁層、氧氮化鋁層、氮氧化鋁層以及氧化鉿層的任意形成為具有單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。此外，可采用使用微波(2. 45GHz)的高密度等離子體CVD法。在本實施例中，通過等離子體CVD法形成IOOnm厚的氧氮化硅層作為柵極絕緣層307。然后，在柵極絕緣層307之上，氧化物半導(dǎo)體膜330形成為大于或等于2nm并且小于或等于200nm的厚度。注意在通過派射法形成氧化物半導(dǎo)體膜330之前，優(yōu)選通過反派射(reversesputtering)去除貼附在柵極絕緣層307的表面的灰塵，在反濺射中采用氬氣并且生成等離子體。注意可使用氮氛圍、氦氛圍、氧氛圍等代替氬氛圍。作為氧化物半導(dǎo)體膜330，能使用諸如In-Sn-Ga-Zn-O膜的四元金屬氧化物，諸如 In-Ga-Zn-O U旲、In-Sn-Zn-O U旲、In-Al-Zn-O U旲、Sn-Ga-Zn-O U旲、Al-Ga-Zn-O U旲或Sn-Al-Zn-O膜的三元金屬氧化物，諸如In-Zn-O膜、Sn-Zn-O膜、Al-Zn-O膜、Zn-Mg-O膜、Sn-Mg-O膜或In-Mg-O膜的二元金屬氧化物，In-O膜，Sn-O膜，Zn-O膜等。另外,在上述氧化物半導(dǎo)體膜中可包括Si02。在本實施例中，借助于In-Ga-Zn-O基的氧化物半導(dǎo)體靶，通過濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜330。本階段的截面圖對應(yīng)于圖26A。另外，在稀有氣體(典型地，氬)氛圍、氧氛圍或包括稀有氣體(典型地，氬)和氧的氛圍中通過濺射法能形成氧化物半導(dǎo)體膜330。作為用于通過濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜330的靶，能使用包括氧化鋅作為主要成分的金屬氧化物靶。作為金屬氧化物靶的另一示例，能使用包括In、Ga和Zn的氧化物半導(dǎo)體革巴(按組成比，In2O3: Ga2O3: ZnO=I: I: I [摩爾比],In: Ga: Zn=I: I: O. 5 [原子比])。備選地，可使用包括In、Ga和Zn的氧化物半導(dǎo)體靶(In:Ga:Zn=l: I: I或1:1:2[原子比]的組成比)。氧化物半導(dǎo)體靶的填充率高于或等于90%并且低于或等于100% (優(yōu)選高于或等于95%并且低于或等于99. 9%)0借助于有高填充率的氧化物半導(dǎo)體靶，形成致密的氧化物半導(dǎo)體膜。在形成氧化物半導(dǎo)體膜330時，優(yōu)選使用諸如氫、水、羥基或氫化物的雜質(zhì)被去除至由ppm級別或ppb級別所表示的濃度的高純度氣體作為所使用的派射氣體。在保持降低的壓力之下的處理室中支撐襯底，并且襯底溫度設(shè)為高于或等于100°C并且低于或等于60(TC (優(yōu)選高于或等于20(TC并且低于或等于400°0。當(dāng)加熱襯底 時執(zhí)行膜形成，由此能減少包含在形成的氧化物半導(dǎo)體膜中的雜質(zhì)的濃度。另外，減少由于濺射產(chǎn)生的損傷。然后，在處理室中剩余的水分被去除的同時，向處理室導(dǎo)入去除了氫和水分的濺射氣體，并且，氧化物半導(dǎo)體膜330借助于將金屬氧化物作為靶而形成于襯底305之上。為了去除在處理室中剩余的水分，優(yōu)選使用捕集真空泵。例如，優(yōu)選使用低溫泵、離子泵或鈦升華泵。另外，排氣單元可為設(shè)置有冷阱的渦輪泵。在使用低溫泵抽空的沉積室中去除氫原子、諸如水(H2O)的包括氫原子的化合物，(更優(yōu)選，還有包括碳原子的化合物)，等等，從而能降低在沉積室中形成的氧化物半導(dǎo)體膜中的雜質(zhì)的濃度。沉積條件的示例如下襯底與靶之間的距離為100mm，壓力為O. 6Pa，DC功率為O. 5kW,并且氛圍為氧氛圍(氧流率為100%)。因為能減少灰塵并且膜厚能為均勻的,所以優(yōu)選使用脈沖DC電源。優(yōu)選具有大于或等于5nm并且小于或等于30nm的厚度的氧化物半導(dǎo)體膜。注意適當(dāng)?shù)暮穸热Q于要使用的氧化物半導(dǎo)體材料，并且可根據(jù)材料設(shè)置厚度。然后，在第二光刻工序中，氧化物半導(dǎo)體膜330被處理成島形氧化物半導(dǎo)體層?？赏ㄟ^噴墨法形成用于形成島形氧化物半導(dǎo)體層的抗蝕劑掩模。在通過噴墨法形成抗蝕劑掩模時，不使用光掩模；因此，能減少制造成本。接下來，氧化物半導(dǎo)體層經(jīng)受第一熱處理。通過第一熱處理，能執(zhí)行氧化物半導(dǎo)體層的脫水或脫氫作用。第一熱處理的溫度高于或等于400°C并且低于或等于750°C，優(yōu)選高于或等于400°C并且低于襯底的應(yīng)變點。這里，把襯底引入作為熱處理設(shè)備之一的電爐，以450°C在氮氛圍中對氧化物半導(dǎo)體層執(zhí)行熱處理I小時，并且然后氧化物半導(dǎo)體層不暴露至空氣，以防止水和氫進(jìn)入至氧化物半導(dǎo)體層；因此，獲得氧化物半導(dǎo)體層331 (參見圖26B)。熱處理設(shè)備不限于電爐，并且可為設(shè)置有通過來自加熱器(諸如電阻加熱器)的熱傳導(dǎo)或熱輻射來加熱要處理的物體的裝置的一種設(shè)備。例如，能使用快速熱退火(RTA)設(shè)備，諸如氣體快速熱退火(GRTA)設(shè)備或燈快速熱退火(LRTA)設(shè)備。LRTA設(shè)備是通過從燈發(fā)射出的光輻射(電磁波)來加熱要處理的對象的設(shè)備，該燈諸如鹵素?zé)簟⒔饘冫u化物燈、氙弧燈、碳弧燈、高壓鈉燈或高壓鎂燈。GRTA設(shè)備是使用高溫氣體進(jìn)行熱處理的設(shè)備。作為氣體，使用不能由于熱處理而與要處理的對象產(chǎn)生反應(yīng)的惰性氣體，諸如氮或諸如氬的稀有氣體。例如，作為第一熱處理，可以用下面的方式執(zhí)行GRTA。移動襯底并且放入已經(jīng)被加熱至650°C至700°C的高溫的惰性氣體中，加熱幾分鐘，然后移動并且從已經(jīng)被加熱至高溫的惰性氣體中取出。GRTA使得在短時間內(nèi)的高溫?zé)崽幚沓蔀榭赡堋Ｗ⒁庠诘谝粺崽幚碇?，?yōu)選在氮或諸如氦、氖或氬的稀有氣體中不包括水、氫等。備選地，優(yōu)選將氮或諸如氦、氖或氬的稀有氣體導(dǎo)入熱處理設(shè)備中，該熱處理設(shè)備具有6N(99. 9999%)或更高的純度，優(yōu)選具有7N (99. 99999%)或更高的純度(即，雜質(zhì)濃度為Ippm或更低，優(yōu)選O. Ippm或更低)。備選地，可在還沒有被處理成島形氧化物半導(dǎo)體層的氧化物半導(dǎo)體膜330上執(zhí)行氧化物半導(dǎo)體層的第一熱處理。在那種情況下，在第一熱處理之后，從加熱設(shè)備中取出襯底并且執(zhí)行光刻工序。 可在下面的任何一個定時對氧化物半導(dǎo)體層執(zhí)行具有脫水或脫氫效果的熱處理在形成氧化物半導(dǎo)體層之后；在將源電極和漏電極形成于氧化物半導(dǎo)體層之上后；以及在將保護(hù)性絕緣膜形成于源電極和漏電極之上后。在將接觸孔形成于柵極絕緣層307中的情況下，可在氧化物半導(dǎo)體膜330的脫水或脫氫處理之前或之后執(zhí)行該步驟。注意氧化物半導(dǎo)體膜的蝕刻不限于濕法蝕刻并且可為干法蝕刻。根據(jù)材料適當(dāng)?shù)卣{(diào)整蝕刻條件(諸如蝕刻劑、蝕刻時間和溫度)，由此膜能蝕刻成具有期望的形狀。接下來，要成為源電極層和漏電極層(包括在與源電極層和漏電極層相同的層中形成的布線)的導(dǎo)電膜形成于柵極絕緣層307和氧化物半導(dǎo)體層331之上。可通過濺射法或真空蒸鍍法形成導(dǎo)電膜。作為要成為源電極層和漏電極層(包括在與源電極層和漏電極層相同的層中形成的布線)的導(dǎo)電膜的材料，存在從Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo和W中選擇的元素，包括任意這些元素作為成分的合金，包括任意這些元素的組合的合金，等等。備選地，可采用其中Cr、Ta、Ti、Mo、W等的高熔點金屬層層疊于Al、Cu等的金屬層之上和/或之下的結(jié)構(gòu)。又備選地，在使用添加了諸如Si、Ti、Ta、W、Mo、Cr、Nd、Sc或Y的、防止在Al膜中生成小丘和須的元素的Al材料時，能增加耐熱性。導(dǎo)電膜可具有單層結(jié)構(gòu)或兩個或更多層的疊層結(jié)構(gòu)。例如，能給出包括硅的鋁膜的單層結(jié)構(gòu)，鈦膜層疊于鋁膜之上的兩層結(jié)構(gòu)，Ti膜、鋁膜以及Ti膜以此次序?qū)盈B的三層結(jié)構(gòu)等。備選地，可使用導(dǎo)電金屬氧化物形成要成為源電極層和漏電極層(包括在與源電極層和漏電極層相同的層中形成的布線)的導(dǎo)電膜。作為導(dǎo)電金屬氧化物，能使用氧化銦(Ιη203)、氧化錫(SnO2)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦和氧化錫的合金(In2O3-SnO2,縮寫為ΙΤ0)、氧化銦和氧化鋅(In2O3-ZnO)的合金或包括硅或氧化硅的任意金屬氧化物材料。如果在導(dǎo)電膜的形成之后執(zhí)行熱處理，優(yōu)選導(dǎo)電膜具有足以耐受熱處理的耐熱性。執(zhí)行第三光刻工序。抗蝕劑掩模形成導(dǎo)電膜之上并且執(zhí)行選擇性的蝕刻，以便形成源電極層315a和漏電極層315b。然后去除抗蝕劑掩模(參見圖26C)。
在第三光刻工序中，紫外線、KrF激光束或ArF激光束用于曝光，以形成抗蝕劑掩模。隨后要形成的晶體管的溝道長度L取決于在氧化物半導(dǎo)體層331之上互相鄰接的源電極層的底部與漏電極層的底部之間間隔的寬度。注意當(dāng)在溝道長度L短于25nm的情況下執(zhí)行曝光時，將具有幾納米至幾十納米的極短波長的超紫外線用于曝光以在第三光刻工序中形成抗蝕劑掩模。用超紫外線曝光產(chǎn)生較高的分辨率和較大的焦點深度。因此，隨后要形成的晶體管的溝道長度Z能設(shè)為大于或等于IOnm并且小于或等于lOOOnm。因此，能增加電路的工作速度，并且進(jìn)一步，截止態(tài)電流顯著地小，從而能獲得低的功率消耗。注意適當(dāng)?shù)卣{(diào)整材料和蝕刻條件，由此在蝕刻導(dǎo)電膜時氧化物半導(dǎo)體層331不被去除。在本實施例中，使用Ti膜作為導(dǎo)電膜，并且In-Ga-Zn-O基的氧化物半導(dǎo)體用于氧化物半導(dǎo)體層331。作為蝕刻劑，使用過氧化氫氨混合物(氨、水以及過氧化氫溶液的混合溶液)。注意在第三光刻工序中，僅僅蝕刻氧化物半導(dǎo)體層331的一部分，由此可形成具有溝槽(凹陷部)的氧化物半導(dǎo)體層。可通過噴墨法形成用于形成源電極層315a和漏電極層315b的抗蝕劑掩模。在通過噴墨法形成抗蝕劑掩模時，不使用光掩模；因此，能減少制造成本。另外，可在氧化物半導(dǎo)體層與源電極層以及漏電極層之間形成氧化物導(dǎo)電層。能相繼地形成氧化物導(dǎo)電層和用于形成源電極層和漏電極層的金屬層。氧化物導(dǎo)電層能作為源極區(qū)域和漏極區(qū)起作用。當(dāng)在氧化物半導(dǎo)體層與源電極層以及漏電極層之間將氧化物半導(dǎo)體層設(shè)置為源極區(qū)和漏極區(qū)時，源極區(qū)和漏極區(qū)能具有較低的電阻并且晶體管能高速工作。為了減少在光刻工序中的光掩模和步驟的數(shù)目，可借助于使用多階掩模形成的抗蝕劑掩模執(zhí)行蝕刻步驟，該多階掩模為使所透射過的光具有多個強度的曝光掩模。因為使用多階掩模形成的抗蝕劑掩模具有多個厚度并且通過執(zhí)行蝕刻能進(jìn)一步改變形狀，能在多個蝕刻步驟中使用抗蝕劑掩模以提供不同的圖案。因此，能通過使用一種多階掩模形成對應(yīng)于至少兩種不同的圖案的抗蝕劑掩模。因此，能減少曝光掩模的數(shù)目，并且也能減少相應(yīng)的光刻工序的數(shù)目，由此能實現(xiàn)工藝的簡化。接下來，可通過使用諸如N20、N2或Ar的氣體的等離子體處理去除吸附于氧化物半導(dǎo)體層的露出部分的表面的水等。在執(zhí)行等離子體處理之后，不用暴露至空氣而形成用作保護(hù)絕緣膜并且與氧化物半導(dǎo)體層的一部分接觸的氧化物絕緣層316。能適當(dāng)?shù)赝ㄟ^濺射法等將氧化物絕緣層316形成為大于或等于Inm的厚度，該濺射法是諸如水或氫的雜質(zhì)不進(jìn)入氧化物絕緣層316的方法。在氧化物絕緣層316中包含氫時，發(fā)生氫進(jìn)入氧化物半導(dǎo)體層或氫在氧化物半導(dǎo)體層中抽出氧的情況，由此引起氧化物半導(dǎo)體層的背溝道(back channel)具有較低的電阻(η型導(dǎo)電性)，從而可形成寄生溝道。因此，采用不使用氫的形成方法是重要的，從而形成包括盡可能少的氫的氧化物絕緣層316。
在本實施例中，通過濺射法，氧化硅膜作為氧化物絕緣層316形成為200nm的厚度。在膜形成中的襯底溫度可高于或等于室溫并且低于或等于300°C，并且在本實施例中為100°C。可在稀有氣體(典型地，氬)氛圍、氧氛圍或包括稀有氣體(典型地，氬)和氧的氛圍中通過濺射法形成氧化硅膜。另外，能使用氧化硅靶或硅靶作為靶。例如，能在包括氧和氮的氛圍中通過濺射法用硅靶形成氧化硅膜。形成為與減少了電阻的氧化物半導(dǎo)體層接觸的氧化物絕緣層316用無機絕緣膜形成，該無機絕緣膜不包括諸如水分、氫離子以及0H —的雜質(zhì)并且阻止這些從外側(cè)進(jìn)入，典型地，為氧化硅膜、氧氮化硅膜、氧化鋁膜或氧氮化鋁膜。在該情況下，優(yōu)選在處理室去除中剩余的水分的同時形成氧化物絕緣層316。這是為了防止在氧化物半導(dǎo)體層331和氧化物絕緣層316中包括氫、羥基以及水分。為了去除在處理室中剩余的水分，優(yōu)選使用捕集真空泵。例如，優(yōu)選使用低溫泵、離子泵或鈦升華泵。另外，排氣單元可為設(shè)置有冷阱的渦輪泵。在使用低溫泵抽空的沉積室中去除氫原子、諸如水(H2O)等的包括氫原子的化合物，從而能降低在沉積室中形成的氧化物絕緣層316中的雜質(zhì)的濃度。 在形成氧化物半導(dǎo)體膜316時，優(yōu)選使用諸如氫、水、羥基或氫化物的雜質(zhì)被去除至由ppm級別或ppb級別所表示的濃度的高純度氣體作為所使用的派射氣體。接下來，在惰性氣體氛圍中或氧氣氛圍中執(zhí)行第二熱處理(優(yōu)選高于或等于200°C并且低于或等于400°C，例如，高于或等于250°C并且低于或等于350°C)。例如，以250°C持續(xù)I小時在氮氛圍執(zhí)行第二熱處理。在第二熱處理中，在氧化物半導(dǎo)體層的一部分(溝道形成區(qū))與氧化物絕緣層316接觸的同時執(zhí)行加熱。經(jīng)過上述工序，在沉積之后對氧化物半導(dǎo)體膜執(zhí)行用于脫水或脫氫的熱處理，從而有意地從氧化物半導(dǎo)體層去除諸如氫、水分、羥基或氫化物(也稱為氫化合物)的雜質(zhì)。此夕卜，通過供應(yīng)作為氧化物半導(dǎo)體主要成分并在去除雜質(zhì)的步驟中同時被減少的氧，氧化物半導(dǎo)體層被純化成為電學(xué)上的i型(本征的)。特別的，在諸如氮或稀有氣體的惰性氣體氛圍中執(zhí)行用于脫水或脫氫的熱處理時，在熱處理之后的氧化物半導(dǎo)體層的電阻減少。因此，如本實施例中的那樣在與氧化物半導(dǎo)體層接觸而設(shè)置氧化物絕緣層316以向那里提供氧時，能使與氧化物絕緣層316接觸的氧化物半導(dǎo)體層的一部分選擇性地進(jìn)入過氧狀態(tài)并且用作i型溝道形成區(qū)域。在這種情況下，不與氧化物絕緣層316直接接觸并且與源電極層315a或漏電極層315b重疊的氧化物半導(dǎo)體層312的區(qū)域，能以自調(diào)整的方式作為高電阻源極區(qū)域或高電阻漏極區(qū)域起作用。利用這樣的結(jié)構(gòu)，即使在柵電極層311與漏電極層315b之間施加高電場，高電阻漏極區(qū)域用作緩沖區(qū)并且也未局部地施加高電場，從而能改進(jìn)晶體管的耐壓。經(jīng)過上述工序，形成晶體管310 (參見圖26D)。在使用具有許多缺陷的氧化硅層作為氧化物絕緣層時，通過氧化硅層的形成之后的熱處理，包括在氧化物半導(dǎo)體層中的諸如氫、水分、羥基或氫化物的雜質(zhì)擴散至氧化物絕緣層，從而能進(jìn)一步減少氧化物半導(dǎo)體層中的雜質(zhì)。保護(hù)絕緣層可形成于氧化物絕緣層316之上。例如，通過RF濺射法形成氮化硅膜。因為RF濺射法具有高生產(chǎn)率，所以優(yōu)選用作保護(hù)絕緣層的形成方法。作為保護(hù)絕緣層，使用不包括諸如水分、氫離子以及0H —的雜質(zhì)并且阻止這些從外側(cè)進(jìn)入的無機絕緣膜；使用氮化硅膜、氮化鋁膜、氮氧化硅膜、氮氧化鋁膜等。在本實施例中，使用氮化硅膜形成保護(hù)絕緣層306作為保護(hù)絕緣層(參見圖26E)。在本實施例中，將其上形成有直到氧化物絕緣層316的層的襯底305加熱到100°C至400°C溫度，導(dǎo)入去除了氫和水分并且包括高純度氮的濺射氣體，并且使用硅半導(dǎo)體靶，從而氮化硅膜形成為保護(hù)絕緣層306。在這種情況下，優(yōu)選在去除處理室中剩余的水分的同時形成保護(hù)絕緣層306，類似于氧化物絕緣層316的情況。在形成保護(hù)絕緣層之后，可在空氣中持續(xù)長于或等于I小時并且短于或等于30小時、以高于或等于100°c并且低于或等于200°C執(zhí)行熱處理?？梢栽诠潭ǖ募訜釡囟葓?zhí)行該熱處理。備選地，可重復(fù)多次進(jìn)行下面的加熱溫度的變化加熱溫度從室溫升高至高于或等于100°C并且低于或等于200°C的溫度并且然后降低至室溫。另外，可在氧化物絕緣層的形成之前在降低的壓力之下執(zhí)行該熱處理。當(dāng)在降低的壓力之下執(zhí)行熱處理時，能縮短加熱時間。用于平坦化的平坦化絕緣層可設(shè)置在保護(hù)絕緣層306之上?？扇鐚嵤├?中那樣以下面的方式執(zhí)行接下來的工序形成連接至晶體管310的像素電極層，以覆蓋向絕緣表面(絕緣層)之上的液晶層突出的第一結(jié)構(gòu)體的表面，形成公共電極層，以覆蓋設(shè)置在相同的絕緣表面(絕緣層)之上而突出至液晶層中的第二結(jié)構(gòu)體的表面，并且第一襯底和第二襯底牢固地互相貼附，其間插入有液晶層。利用設(shè)置成覆蓋第一結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面的像素電極層，以及設(shè)置成覆蓋第二結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面的公共電極層，能在液晶層中的像素電極層與公共電極層之間廣泛地形成電場。此外，當(dāng)如實施例2那樣在第二襯底側(cè)設(shè)置第二公共電極層時，能在像素電極層與第二公共電極層之間的傾斜方向(相對襯底傾斜的方向)施加電場至液晶；因此，能更高效率地控制液晶分子。本實施例能適當(dāng)?shù)嘏c其它任何實施例組合。(實施例12)
在本實施例中，將參照圖27詳細(xì)描述在實施例9中描述的包括氧化物半導(dǎo)體層的晶體管的示例，以及其制造方法的示例。在本實施例中描述的晶體管380能用作晶體管1420和1450，晶體管1420和1450包括上述實施例中的包含溝道形成區(qū)的氧化物半導(dǎo)體層。在本實施例中，參照圖27描述在晶體管的制造工序中部分不同于實施例9的示例。因為除了一部分工序外，圖27與圖26A至圖26E是相同的，所以省略相同的部分的詳細(xì)描述。根據(jù)實施例9，柵電極層381形成于襯底370之上，并且將第一柵極絕緣層372a和第二柵極絕緣層372b層疊于其上。在本實施例中，柵極絕緣層具有兩層結(jié)構(gòu)，其中使用氮化物絕緣層和氧化物絕緣層分別作為第一柵極絕緣層372a和第二柵極絕緣層372b的。作為氧化物絕緣層，能使用氧化硅層、氧氮化硅層、氧化鋁層、氧氮化鋁層、氧化鉿層等。作為氮化物絕緣層，能使用氮化硅層、氮氧化硅層、氮化鋁層、氮氧化鋁層等。柵極絕緣層具有氮化硅層和氧化硅層以此次序?qū)盈B于柵電極層381之上的結(jié)構(gòu)。例如，通過派射法形成具有大于或等于50nm并且小于或等于200nm (在本實施例中，50nm)的厚度的氮化硅層(SiN, Cf>0))作為第一柵極絕緣層，并且層疊具有大于或等于5nm并且小于或等于300nm (在本實施例中，IOOnm)的厚度的氧化硅層(SiOr Cr>0))作為在第一柵極絕緣層372a之上的第二柵極絕緣層372b ;因此，形成具有150nm厚度的柵極絕緣層。接下來，在光刻工序中形成氧化物半導(dǎo)體膜并且然后處理成島形氧化物半導(dǎo)體層。在本實施例中，借助于In-Ga-Zn-O基的氧化物半導(dǎo)體靶通過濺射法形成氧化物半導(dǎo)體、膜。在這種情況下，優(yōu)選在去除處理室中剩余的水分的同時形成氧化物半導(dǎo)體膜。這是為了防止在氧化物半導(dǎo)體膜中包括氫、羥基以及水分。為了去除在處理室中剩余的水分，優(yōu)選使用捕集真空泵。例如，優(yōu)選使用低溫泵、離子泵或鈦升華泵。另外，排氣單元可為設(shè)置有冷阱的渦輪泵。在使用低溫泵抽空的沉積室中去除氫原子、諸如水(H2O)等的包括氫原子的化合物，從而能降低在沉積室中形成的氧化物絕緣層中的雜質(zhì)的濃度。在形成氧化物半導(dǎo)體膜時，優(yōu)選使用諸如氫、水、羥基或氫化物的雜質(zhì)被去除至由ppm級別或ppb級別所表示的濃度的高純度氣體作為所使用的派射氣體。接下來，氧化物半導(dǎo)體層經(jīng)受脫水或脫氫。用于脫水或脫氫的第一熱處理的溫度高于或等于400°C并且低于或等于750°C，優(yōu)選高于或等于425°C。注意在溫度為425°C或更高的情況下，熱處理的時間可為I小時或更短。在溫度低于425°C的情況下，熱處理的時間長于I小時。這里，把襯底引入作為熱處理設(shè)備之一的電爐，在氮氛圍中對氧化物半導(dǎo)體層執(zhí)行熱處理，并且然后氧化物半導(dǎo)體層不暴露至空氣，以防止水和氫進(jìn)入至氧化物半導(dǎo)體層。因此，獲得氧化物半導(dǎo)體層。在此之后，高純度的氧氣、高純度的N2O氣或超干空氣(具有_40°C或更低，優(yōu)選_60°C或更低的露點)導(dǎo)入至同樣的爐子并且執(zhí)行冷卻。優(yōu)選水、氫等不包括在氧氣或N2O氣中。備選地，優(yōu)選導(dǎo)入至熱處理設(shè)備的氧氣或N2O氣的純度為6N (99. 9999%)或更高，更加優(yōu)選7N (99. 99999%)或更高(即，氧氣或N2O氣的雜質(zhì)的濃度為Ippm或更低,優(yōu)選O. Ippm或更低)。執(zhí)行脫水或脫氫處理，從而有意地從氧化物半導(dǎo)體層去除諸如氫、水分、羥基或氫化物(也稱為氫化合物)的雜質(zhì)。此外，通過供應(yīng)作為氧化物半導(dǎo)體主要成分并在去除雜質(zhì)的步驟中同時被減少的氧，氧化物半導(dǎo)體層被純化成為電學(xué)上的i型(本征的)。注意熱處理設(shè)備不限于電爐，并且例如，可為諸如氣體快速熱退火(GRTA)設(shè)備或燈快速熱退火(LRTA)設(shè)備的快速熱退火(RTA)設(shè)備。LRTA設(shè)備是通過從諸如鹵素?zé)?、金屬鹵化物燈、氙弧燈、碳弧燈、高壓鈉燈或高壓鎂燈的燈發(fā)射出的光輻射(電磁波)來加熱要處理的對象的設(shè)備。LRTA設(shè)備可不僅設(shè)置有燈而且有用于通過來自加熱器(諸如電阻加熱器)的熱傳導(dǎo)或熱輻射來加熱要處理的對象的裝置。作為氣體，使用不會由于熱處理而與要處理的對象產(chǎn)生反應(yīng)的惰性氣體，諸如氮或諸如氬的稀有氣體?？赏ㄟ^RTA法以600°C至750°C持續(xù)幾分鐘執(zhí)行熱處理。此外，在用于脫水或脫氫的第一熱處理之后，可在氧氣氛圍或N2O氣氛圍中以高于或等于20(TC并且低于或等于40(TC，優(yōu)選高于或等于200°C并且低于或等于300°C來執(zhí)行熱處理。可對還沒有被處理成島形氧化物半導(dǎo)體層的氧化物半導(dǎo)體膜執(zhí)行氧化物半導(dǎo)體層的第一熱處理。在此情況下，在第一熱處理之后，從加熱設(shè)備中取出襯底并且執(zhí)行光刻工序。經(jīng)過上述工序，氧化物半導(dǎo)體膜的整個區(qū)域進(jìn)入過氧狀態(tài)；因此，氧化物半導(dǎo)體膜具有更高的電阻，即，氧化物半導(dǎo)體膜變成i型。因此，氧化物半導(dǎo)體層382被純化并且得到電學(xué)上的i型(本征的)。 接下來，在光刻工序中抗蝕劑掩模形成于氧化物半導(dǎo)體層382之上，并且執(zhí)行選擇性蝕刻，由此形成源電極層385a和漏電極層385b。然后，通過濺射法形成氧化物絕緣層386。在這種情況下，優(yōu)選在去除處理室中剩余的水分的同時形成氧化物絕緣層386。這是為了防止在氧化物半導(dǎo)體層382和氧化物絕緣層386中包括氫、羥基以及水分。為了去除在處理室中剩余的水分，優(yōu)選使用捕集真空泵。例如，優(yōu)選使用低溫泵、離子泵或鈦升華泵。另外，排氣單元可為設(shè)置有冷阱的渦輪泵。在使用低溫泵抽空的沉積室中去除氫原子、諸如水(H2O)等的包括氫原子的化合物，從而能降低在沉積室中形成的氧化物絕緣層386中的雜質(zhì)的濃度。在形成氧化物絕緣層386時，優(yōu)選使用諸如氫、水、羥基或氫化物的雜質(zhì)被去除至由ppm級別或ppb級別所表示的濃度的高純度氣體 作為所使用的派射氣體。經(jīng)過上述工序，可形成晶體管380。接下來，為了減少晶體管的電特性變化，可在惰性氣體氛圍或氮氣氛圍中執(zhí)行熱處理(優(yōu)選在高于或等于150°C并且低于350°C)。例如，在250°C持續(xù)I小時在氮氛圍中執(zhí)行熱處理。保護(hù)絕緣層373形成于氧化物絕緣層386之上。在本實施例中，通過濺射法借助于氮化硅膜將保護(hù)絕緣層373形成為IOOnm的厚度。各自用氮化物絕緣層形成的保護(hù)絕緣層373和第一柵極絕緣層372a不包括諸如水分、氫、氫化物以及氫氧化物的雜質(zhì)并且具有阻止這些從外側(cè)進(jìn)入的效果。因此，在保護(hù)絕緣層373形成之后的制造工序中，能防止來自外側(cè)的諸如水分的雜質(zhì)的進(jìn)入。另外，甚至在將裝置完成為包括顯示面板的半導(dǎo)體裝置(諸如液晶顯示裝置)之后，能長期防止來自外側(cè)的諸如水分的雜質(zhì)的進(jìn)入；因此，能改進(jìn)裝置的長期可靠性。另外，可去除在各使用氮化物絕緣層形成的保護(hù)絕緣層373與第一柵極絕緣層372a之間的絕緣層，從而保護(hù)絕緣層373和第一柵極絕緣層372a互相接觸。因此，減少盡可能多地減少在氧化物半導(dǎo)體層中的諸如水分、氫、氫化物以及氫氧化物的雜質(zhì)并且防止這種雜質(zhì)的進(jìn)入，從而能將氧化物半導(dǎo)體層中的雜質(zhì)的濃度維持為較低。注意用于平坦化的平坦化絕緣層可設(shè)置在保護(hù)絕緣層373之上。可如實施例3那樣以下面的方式執(zhí)行接下來的工序形成連接至晶體管380的像素電極層，以覆蓋向絕緣表面(絕緣層)之上的液晶層突出的第一結(jié)構(gòu)體的表面，形成公共電極層，以覆蓋設(shè)置在相同的絕緣表面(絕緣層)之上而突出至液晶層中的第二結(jié)構(gòu)體的表面，并且第一襯底和第二襯底牢固地互相貼附，其間插入有液晶層。利用設(shè)置成覆蓋第一結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面的像素電極層，以及設(shè)置成覆蓋第二結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面的公共電極層，能在液晶層中的像素電極層與公共電極層之間廣泛地形成電場。此外，如實施例2那樣在第二襯底側(cè)設(shè)置第二公共電極層時，能在像素電極層與第二公共電極層之間的傾斜方向(相對襯底傾斜的方向)施加電場至液晶；因此，能更高效率地控制液晶分子。本實施例能適當(dāng)?shù)嘏c其它任何實施例組合。(實施例13)將描述能用于實施例3至實施例12中的晶體管的半導(dǎo)體層的另一種材料的示例。作為用于包括在半導(dǎo)體元件中的半導(dǎo)體層的材料，有可能使用非晶形半導(dǎo)體(下文中也稱為AS)，其利用以硅烷或鍺烷為代表的半導(dǎo)體材料氣體通過濺射法或氣相生長法形成；多晶半導(dǎo)體，其通過利用光能或熱能使非晶形半導(dǎo)體結(jié)晶化而獲得；微晶半導(dǎo)體(也稱為半非晶半導(dǎo)體或微晶體半導(dǎo)體，并且在下文中也稱為SAS)等。能通過濺射法、LPCVD法、等離子體CVD法等形成半導(dǎo)體層。考慮吉布斯自由能(Gibbs free energy),微晶半導(dǎo)體膜是作為非晶狀態(tài)與單晶狀態(tài)之間的中間態(tài)的亞穩(wěn)狀態(tài)。即，微晶半導(dǎo)體是自由能上穩(wěn)定的第三狀態(tài)，并且具有短程有序和晶格扭曲。柱狀的或針狀的晶體關(guān)于襯底表面垂直的方向上生長。作為微晶半導(dǎo)體的典型示例的微晶硅的拉曼頻譜偏移至低于表示單晶硅的520cm — 1的波數(shù)側(cè)。換句話說，微晶娃的拉曼頻譜具有在表不非晶娃的480cm 1與表不單晶娃的520cm 1之間的峰值。此夕卜，微晶半導(dǎo)體膜包括至少I原子百分比的氫或鹵素以消除懸空鍵。微晶半導(dǎo)體膜可包括諸如氦、氬、氪或氖的稀有氣體元素以進(jìn)一步提高晶格扭曲，由此能獲得具有改進(jìn)的穩(wěn)定性的有利的微晶半導(dǎo)體膜。

能使用頻率為幾十兆赫至幾百兆赫的高頻等離子體CVD法或頻率為IGHz或者更高的微波等離子體CVD設(shè)備形成該微晶半導(dǎo)體膜。典型地，能使用用氫稀釋的諸如SiH4、Si2H6, SiH2Cl2, SiHCl3、SiCl4或SiF4的硅烷形成微晶半導(dǎo)體膜。備選地，除了硅烷和氫之夕卜，能使用從氦、氬、氪和氖中選擇的一種或多種稀有氣體元素用于稀釋來形成微晶半導(dǎo)體膜。在這種情況下，氫的流率比硅烷的流率更高，大于或等于5倍并且小于或等于200倍，優(yōu)選大于或等于50倍并且小于或等于150倍，更加優(yōu)選100倍。非晶形半導(dǎo)體以氫化的非晶硅為代表，并且結(jié)晶半導(dǎo)體以多晶硅等為代表。多晶硅(多晶體硅)包括所謂的高溫多晶硅，其包括以800°C或更高的處理溫度形成的多晶硅作為主要成分；所謂的低溫多晶硅，其包括以600°C或更低的處理溫度形成的多晶硅作為主要成分；通過借助于例如促進(jìn)結(jié)晶化的元素使非晶硅結(jié)晶化來形成的多晶硅，等等。不用說，如上所述，也能使用在半導(dǎo)體層中部分包括結(jié)晶相的微晶半導(dǎo)體或半導(dǎo)體。此外，作為用于半導(dǎo)體的材料，能使用諸如GaAs、InP、SiC、ZnSe、GaN或SiGe的化合物半導(dǎo)體，以及諸如娃(Si)或鍺(Ge)的元素。在使用結(jié)晶半導(dǎo)體膜作為半導(dǎo)體層的情況下，可通過多種方法(例如，激光結(jié)晶化法、熱結(jié)晶化法或使用促進(jìn)結(jié)晶化的諸如鎳的元素的熱結(jié)晶化法)形成結(jié)晶半導(dǎo)體膜。備選地，可使作為SAS的微晶半導(dǎo)體通過激光照射結(jié)晶以增加結(jié)晶度。在不導(dǎo)入促進(jìn)結(jié)晶化的元素的情況下，在用激光照射之前，在氮氛圍中以500°C持續(xù)I小時加熱非晶硅膜，由此包括在非晶硅膜中的氫釋放至I XlO2tl原子/cm3或更低的濃度。這是因為，如果非晶硅膜包括許多氫，非晶娃膜由于激光照射而被破壞。在導(dǎo)入金屬元素至非晶半導(dǎo)體膜的方法上沒有具體的限制，只要金屬元素能存在于非晶半導(dǎo)體膜的表面或內(nèi)部。例如，能采用濺射法、CVD法、等離子體處理法(包括等離子體CVD法)、吸附法或應(yīng)用金屬鹽溶液的方法。在它們之中，使用溶液的方法簡單而且容易，并且在易于進(jìn)行金屬元素的濃度調(diào)節(jié)方面是有用的。此時，為了改進(jìn)非晶半導(dǎo)體膜的表面的浸潤性并且為了在非晶半導(dǎo)體膜的整個表面之上涂水狀溶液，優(yōu)選通過在氧氛圍中的UV光照射、熱氧化、利用臭氧水或包括羥基的過氧化氫的處理等來形成氧化膜。
在使非晶半導(dǎo)體膜結(jié)晶化的結(jié)晶化步驟中，可向非晶半導(dǎo)體膜添加促進(jìn)結(jié)晶化的元素(也稱為催化元素或金屬元素)，并且可通過熱處理(以550°C至750°C持續(xù)3分鐘至24小時)執(zhí)行結(jié)晶化。作為促進(jìn)(加速)結(jié)晶化的元素，有可能使用從鐵(Fe )、鎳(Ni )、鈷(Co )、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、鉬(Pt)、銅(Cu)和金(Au)中選擇的一種或多種元素。
為了從結(jié)晶半導(dǎo)體膜去除或減少促進(jìn)結(jié)晶化的元素，形成與結(jié)晶半導(dǎo)體膜接觸的包括雜質(zhì)元素的半導(dǎo)體膜以作為吸除槽(gettering sink)起作用。作為雜質(zhì)元素,能使用賦予η型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素、賦予P型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元件、稀有氣體元素等。例如，有可能使用從磷(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。包括稀有氣體元素的半導(dǎo)體膜形成在包括促進(jìn)結(jié)晶化的元素的結(jié)晶半導(dǎo)體膜上，并且然后執(zhí)行熱處理(以550°C至750°C持續(xù)3分鐘至24小時)。包括在結(jié)晶半導(dǎo)體膜中的促進(jìn)結(jié)晶化的元素移動至包括稀有氣體元素的半導(dǎo)體膜，并且因此去除或減少在結(jié)晶半導(dǎo)體膜中的促進(jìn)結(jié)晶化的元素，在那之后，去除具有作為吸除槽的功能的包括稀有氣體元素的半導(dǎo)體膜?？赏ㄟ^組合熱處理和激光照射來使非晶半導(dǎo)體膜結(jié)晶。備選地，可多次執(zhí)行熱處理或激光照射。也可通過等離子體法在襯底之上直接形成結(jié)晶半導(dǎo)體膜。備選地，可通過等離子體法在襯底之上選擇性地形成結(jié)晶半導(dǎo)體膜。本實施例能與在其它實施例中描述的任何結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合。(實施例14)
在本實施例中，將參照圖33A和圖33B的框圖和圖24的時間圖描述液晶顯示裝置的一個實施例。圖33A和圖33B是示出液晶顯示裝置結(jié)構(gòu)的框圖，圖33A示出顯示部1301和驅(qū)動部1302的結(jié)構(gòu)。驅(qū)動部1302包括信號線驅(qū)動電路1303、掃描線驅(qū)動電路1304等。在顯示部1301中，多個像素1305設(shè)置成矩陣。在圖33A中，從掃描線驅(qū)動電路1304提供掃描信號至掃描線1306。此外，從信號線驅(qū)動電路1303提供數(shù)據(jù)至信號線1308。從掃描線1306提供信號，以便從掃描線1306的第一行順序地選擇像素1305。注意在圖33A中，/ 條(從G1至匕)掃描線1306連接至掃描線驅(qū)動電路1304?？紤]到圖像的最小單元用三個像素R、G和B (R :紅，G :綠以及B :藍(lán))形成的情況，，信號線驅(qū)動電路1303連接至總共Zm條信號線條(從Ski至SeJ信號線對應(yīng)R， 條(從Sgi至ScJ信號線對應(yīng)G，以及《條(從Sbi至Sta)信號線對應(yīng)B。S卩，如圖33B所示，對每個顏色要素設(shè)置信號線，并且從信號線提供數(shù)據(jù)至對應(yīng)于顏色要素的像素，由此像素1305可表示期望的顏色。圖24的時間圖示出掃描信號，其用于在一個幀期間中的各行選擇期間(液晶顯示裝置的像素的一行的掃描期間)中選擇掃描線1306 (典型地，Gl和Gn)，并且示出信號線1308的數(shù)據(jù)信號(典型地，SK1)。注意在圖33A和圖33B中的電路圖示出使用η溝道晶體管作為對每一個像素設(shè)置的晶體管的情況。圖24示出在η溝道晶體管的開和關(guān)受控制的情況下的像素的驅(qū)動。注意在圖33A和圖33B的電路圖中使用P溝道晶體管時，可適當(dāng)?shù)馗淖儝呙栊盘柕碾妱?，從而能以相同的方式打開或關(guān)閉晶體管。在圖24的時間圖中，對應(yīng)于其中顯示一個屏幕圖像的期間的一個幀期間設(shè)為至少8.3ms)(優(yōu)選1/240秒),從而在顯示活動的圖像時觀看者不會感知余像。在掃描線的數(shù)目為/ ，行選擇期間對應(yīng)于I/ (120X/7)秒。例如，在液晶顯示裝置包括2000掃描線(假設(shè)所謂的諸如4096X2160像素或3840X2160像素的4k2k圖像)并且不考慮由于布線等產(chǎn)生的信號延遲的情況下，行選擇期間對應(yīng)于1/240000秒( 4. 2 μ S)。藍(lán)相液晶元件在施加電壓時具有I毫秒或更少的響應(yīng)時間(改變液晶分子的取向的時間)。另一方面，VA模式液晶元件在施加電壓時具有大約 幾毫秒的響應(yīng)時間，即使采用過驅(qū)動法。因此，在VA模式液晶元件的工作中，使一個幀期間的長度不短于響應(yīng)時間以維持有利的顯示。另一方面，在本實施例的液晶顯示裝置中，使用藍(lán)相液晶元件并且使用諸如Cu布線的低阻材料形成布線，從而能減少由于布線等產(chǎn)生的信號延遲；因此，能獲得液晶元件的響應(yīng)時間的足夠余裕，并且能高效地獲得基于在行選擇期間中施加至液晶元件的電壓的液晶元件的期望的取向。類似地，在參照圖33Α和33Β以及圖24描述的在液晶顯示裝置中，具有設(shè)置成覆蓋第一結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面的像素電極層，以及設(shè)置成覆蓋第二結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面的公共電極層，可在液晶層中的像素電極層與公共電極層之間廣泛地形成電場。此外，如實施例2那樣在第二襯底側(cè)設(shè)置第二公共電極層時，能在像素電極層與第二公共電極層之間的傾斜方向(相對襯底傾斜的方向)施加電場至液晶；因此，能更高效率地控制液晶分子。因此，能使厚度方向的整個液晶層的液晶分子響應(yīng)并且能改進(jìn)白透射率。因此，也能增加對比率，其為白透射率與黑透射率之比。用上述方式，可增加包括呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶層的液晶顯示裝置的對比率。此外，因為能用較低的電壓獲得高的白透射率，所以也能獲得液晶顯示裝置的功率消耗的減少。本實施例能與在其它實施例中描述的任何結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合。(實施例15)
制造晶體管，并且能在像素部以及進(jìn)一步在驅(qū)動電路中使用晶體管制造具有顯示功能的液晶顯示裝置。另外，驅(qū)動電路的一部分或整個能借助于晶體管作為像素部形成于相同的襯底之上，由此能獲得面板上系統(tǒng)(system-on-panel)。液晶顯示裝置包括液晶元件(也稱為液晶顯示元件)作為顯示元件。另外，液晶顯示裝置包括其中顯示元件被密封的面板、以及其中包括控制器的IC等被安裝在面板上的模塊。本發(fā)明的實施例涉及在制造液晶顯示裝置的工序中的、完成顯示元件之前的元件襯底的一種模式，并且元件襯底設(shè)置有提供電流至多個像素的每一個中的顯示元件的手段。特別地，元件襯底可為僅僅形成顯示元件的像素電極之后的狀態(tài)、形成要成為像素電極的導(dǎo)電膜之后以及蝕刻導(dǎo)電膜來形成像素電極之前的狀態(tài)，或任意其它狀態(tài)。注意在本說明書中的液晶顯示裝置意味著圖像顯示裝置、顯示裝置或光源(包括照明裝置)。另外，液晶顯示裝置包括在它的類別內(nèi)的任意以下模塊諸如柔性印刷電路(FPC)、帶式自動接合(TAB)帶或帶載封裝(TCP)的連接器所附屬的模塊，具有TAB帶或在其尖端設(shè)置了印刷布線板的TCP的模塊，以及通過玻璃板上芯片(COG)法在顯示元件上直接安裝集成電路( IC)的模塊。參照圖12A1、圖12A2以及圖12B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12A1和圖12A2是在第一襯底4001與第二襯底4006之間用密封材料4005密封了形成于第一襯底4001之上的晶體管4010和4011以及液晶元件4013的面板的頂視圖。圖12B是在圖12A1和圖12A2中沿著線M-N取得的截面圖。設(shè)置密封材料4005，以圍繞設(shè)置在第一襯底4001之上的像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004。第二襯底4006設(shè)置在像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004之上。因此，像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004連同液晶層4008 —起由第一襯底4001、密封材料4005以及第二襯底4006密封。在圖12A1中，使用單晶半導(dǎo)體膜或多晶半導(dǎo)體膜形成于單獨準(zhǔn)備的襯底之上的信號線驅(qū)動電路4003安裝在第一襯底4001之上的與被密封材料4005圍繞的區(qū)域不同的區(qū)域中。圖12A2示出其中借助于設(shè)置在第一襯底4001之上的晶體管形成了信號線驅(qū)動電路的一部分的示例。信號線驅(qū)動電路4003b形成于第一襯底4001之上，并且使用單晶半導(dǎo)體膜或多晶半導(dǎo)體膜形成的信號線驅(qū)動電路4003a安裝在單獨準(zhǔn)備的襯底之上。注意對于單獨形成的驅(qū)動電路的連接方法沒有具體的限制，并且能使用COG法、引線接合法、TAB法等。圖12A1示出通過COG法安裝信號線驅(qū)動電路4003的示例，并且圖12A2示出通過TAB法安裝信號線驅(qū)動電路4003a的示例。設(shè)置在第一襯底4001之上的像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004包括多個晶體管。圖12B示出包括在像素部4002中的晶體管4010和包括在掃描線驅(qū)動電路4004中的晶體管4011作為示例。絕緣層4020和層間膜4021設(shè)置在晶體管4010和4011之上。能使用實施例3至實施例12中描述的任意的晶體管作為晶體管4010和4011。晶體管4010和4011是η溝道薄膜晶體管。另外，導(dǎo)電層可設(shè)置在層間膜4021或絕緣層4020之上，以便與用于驅(qū)動電路的晶體管4011的半導(dǎo)體層的溝道形成區(qū)域重疊。導(dǎo)電層可具有與晶體管4011的柵電極層相同的電勢或與其不同的電勢，并且能作為第二柵電極層起作用。另外，導(dǎo)電層的電勢可為GND或0V，或?qū)щ妼涌蔀楦訝顟B(tài)。此外，在第一襯底4001之上，像素電極層4030形成于在設(shè)置于層間膜4021上的突出至液晶層4008的第一結(jié)構(gòu)體4037之上，并且像素電極層4030電連接至晶體管4010。在層間膜4021之上，第一公共電極層4036設(shè)置在設(shè)置成突出至液晶層4008的第二結(jié)構(gòu)體4038之上。液晶元件4013包括像素電極層4030、第二公共電極層4031、第一公共電極層4036以及液晶層4008。注意偏振片4032和偏振片4033分別設(shè)置在第一襯底4001和第二襯底4006的外側(cè)。在本實施例中，描述了在第二襯底4006側(cè)進(jìn)一步設(shè)置第二公共電極層4031的示例，并且第二公共電極層4031層疊于像素電極層4030和第一公共電極層4036之上，其間插入有液晶層4008?？刹捎萌鐚嵤├齀那樣不設(shè)置第二公共電極層4031的結(jié)構(gòu)。利用設(shè)置成覆蓋第一結(jié)構(gòu)體4037的頂面和側(cè)面的像素電極層4030，并且設(shè)置成覆蓋第二結(jié)構(gòu)體4038的頂面和側(cè)面的第一公共電極層4036，可在液晶層4008中的像素電極層4030與第一公共電極層4036之間廣泛地形成電場。
此外，在第二公共電極層4031設(shè)置在第二襯底4006側(cè)時，能在像素電極層4030與第二公共電極層4031之間的傾斜方向(相對襯底傾斜的方向)施加電場至液晶；因此，能更高效率地控制液晶分子。因此，能使厚度方向的整個液晶層的液晶分子響應(yīng)并且能改進(jìn)白透射率。因此，也能增加對比率，其為白透射率與黑透射率之比。作為第一襯底4001和第二襯底4006，能使用具有透光性質(zhì)的玻璃襯底、塑料襯底 等。作為塑料襯底，能使用玻璃纖維增強塑料(FRP)板、聚氟乙烯(PVF)膜、聚酯膜或丙烯酸樹脂膜。另外，也能使用在PVF膜之間或聚酯膜之間夾有鋁箔的片材。通過絕緣膜的選擇性蝕刻獲得由參考標(biāo)號4035表示的柱狀隔離件，并且設(shè)置成控制液晶層4008的厚度(單元間隙)設(shè)置。注意也可使用球形的隔離件。在包括液晶層4008的液晶顯示裝置中，優(yōu)選作為液晶層的厚度的單元間隙大于或等于Iym并且小于或等于20μπι。在本說明書中，單元間隙的厚度指的是液晶層的最厚一部分(膜厚度)的長度。盡管圖12Α1、圖12Α2和圖12Β示出透射式液晶顯示裝置的示例，但本發(fā)明的實施例也能應(yīng)用于半透射式液晶顯示裝置。另外，圖12Α1、圖12Α2和圖12Β示出偏振片設(shè)置于襯底的外側(cè)(觀察側(cè))的液晶顯示裝置的示例；然而，偏振片可設(shè)置在襯底的內(nèi)側(cè)。偏振片設(shè)置在內(nèi)側(cè)還是外側(cè)可取決于偏振片的材料和制造工序的條件而適當(dāng)?shù)貨Q定。此外，可設(shè)置作為黑底層起作用的遮光層。層間膜4021是有彩色透光樹脂層并且作為濾色器層起作用。另外，層間膜4021的一部分可作為遮光層起作用。在圖12Α1、圖12Α2和圖12Β中，遮光層4034設(shè)置在第二襯底4006側(cè)，以覆蓋晶體管4010和4011。由于遮光層4034的提供，能增加對比度并且能使晶體管穩(wěn)定化。晶體管可用作為晶體管的保護(hù)膜起作用的絕緣層4020覆蓋；然而，沒有具體的限制。注意設(shè)置保護(hù)膜以防止在空氣中漂浮的諸如有機物質(zhì)、金屬物質(zhì)或水分的污染物雜質(zhì)的進(jìn)入，并且優(yōu)選為致密膜。保護(hù)膜可通過濺射法形成為具有包括氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜、氧氮化鋁膜以及氮氧化鋁膜中的任意的單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。在形成保護(hù)膜之后，半導(dǎo)體層可經(jīng)受退火(以300°C至400°C)。另外，在進(jìn)一步形成透光絕緣層作為平坦化絕緣膜的情況下，能使用諸如聚酰亞胺、丙烯酸、苯并環(huán)丁烯、聚酰胺或環(huán)氧樹脂的具有耐熱性的有機材料形成透光絕緣層。除了這些有機材料之外，也可能使用低介電常數(shù)材料(低k材料)、硅氧烷基樹脂、磷硅酸鹽玻璃(PSG)、硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)等?？赏ㄟ^層疊使用任意這些材料形成的多個絕緣膜而形成絕緣層。對于形成要層疊的絕緣層的方法沒有具體的限制，并且能根據(jù)材料采用以下任意方法諸如濺射法、SOG法、旋涂、浸潰涂布、噴涂以及液滴排放法(諸如噴墨法、絲網(wǎng)印刷或平版印刷)的方法；諸如刮刀、輥式涂布機、簾式涂布機以及刮刀式涂布機的工具(設(shè)備);等等。在使用材料溶液形成絕緣層的情況下，可與烘焙步驟同時對半導(dǎo)體層退火(以200°C至400°C)。絕緣層的烘焙步驟也用作半導(dǎo)體層的退火步驟，由此可高效地制造液晶顯示裝置。能使用透光導(dǎo)電材料形成像素電極層4030、第二公共電極層4031以及第一公共電極層4036，該透光導(dǎo)電材料諸如包括氧化鎢的氧化銦、包括氧化鎢的氧化銦鋅、包括氧化鈦的氧化銦、包括氧化鈦的氧化銦錫、氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅或添加了氧化娃的氧化銦錫。備選地，能使用以下的任意一種或多種形成像素電極層4030、第二公共電極層4031以及第一公共電極層4036 :諸如鎢(W)、鑰(Mo)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉬(Pt)、鋁(Al)、銅(Cu)以及銀(Ag)的金屬；其合金；以及其氮化物。能使用包括導(dǎo)電高分子(也稱為導(dǎo)電聚合物)的導(dǎo)電合成物作為像素電極層4030、第二公共電極層4031以及第一公共電極層4036。此外，從FPC 4018提供多種信號和電勢至單獨形成的信號線驅(qū)動電路4003、以及掃描線驅(qū)動電路4004或像素部4002。另外，因為晶體管容易由于靜電等而損壞，所以優(yōu)選在柵極線或源極線的相同襯底之上設(shè)置用于保護(hù)驅(qū)動電路的保護(hù)電路。優(yōu)選使用非線性元件形成保護(hù)電路。在圖12A1、圖12A2和圖12B中，使用與像素電極層4030相同的導(dǎo)電膜形成連接端子電極4015，并且使用與晶體管4010和4011的源電極層和漏電極層相同的導(dǎo)電膜形成端子電極4016。連接端子電極4015經(jīng)過各向異性的導(dǎo)電膜4019電連接至包括在FPC 4018中的端子。盡管圖12A1、圖12A2和圖12B示出其中信號線驅(qū)動電路4003單獨形成并且安裝在第一襯底4001上的示例，但本發(fā)明的實施例不限于該結(jié)構(gòu)?？蓡为毿纬扇缓蟀惭b掃描線驅(qū)動電路，或可僅單獨形成然后安裝信號線驅(qū)動電路的一部分或掃描線驅(qū)動電路的一部分。圖16示出作為在本說明書中公開的液晶顯示裝置的液晶顯示模塊的示例。圖16示出其中元件襯底2600和對置襯底2601用密封材料2602和包括TFT等的元件層2603牢固地互相貼附的液晶顯示模塊的示例,包括液晶層的顯示元件2604、以及包括作為濾色器起作用的有彩色透光樹脂層的層間膜2605設(shè)置在襯底之間以形成顯示區(qū)域。包括有彩色透光樹脂層的層間膜2605需要執(zhí)行彩色顯示。在RGB系統(tǒng)的情況下，對相應(yīng)的像素設(shè)置對應(yīng)于紅、綠和藍(lán)的顏色的相應(yīng)有彩色透光樹脂層。偏振片2606、偏振片2607以及擴散片2613設(shè)置在元件襯底2600和對置襯底2601的外側(cè)。光源包括冷陰極管2610和反射片2611。電路板2612經(jīng)過柔性布線板2609連接至元件襯底2600的布線電路部2608并且包括諸如控制電路或電源電路的外部電路。作為光源，可使用白色二極管。可層疊偏振片和液晶層，其間插入有延遲片。用上述方式，可增加包括呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶層的液晶顯示裝置的對比率。此外，因為能用較低的電壓獲得高的白透射率，所以也能獲得液晶顯示裝置的功率消耗的減少。
本實施例能與在其它實施例中描述的任何結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合。(實施例16)
在本說明書中公開的液晶顯示裝置能應(yīng)用于多種電子裝置(包括游戲機)。電子裝置的示例包括電視機(也稱為電視或電視接收器)、計算機的監(jiān)視器等，諸如數(shù)碼相機或數(shù)字視頻攝像機的攝像機、數(shù)碼相框、移動電話(也稱為便攜電話或移動電話機)、便攜式游戲機、便攜式信息終端機、錄音裝置、諸如彈球盤機的大尺寸游戲機等。圖13A示出電視機的示例。在電視機9600中，顯示部9603嵌在外殼9601中。能在顯示部9603上顯示圖像。這里，外殼9601由機座9605支撐。能用外殼9601的操作開關(guān)或單獨的遙控器9610操作電視機9600。能用遙控器9610的操作鍵9609控制頻道和音量，由此能控制顯示在顯示部9603上的圖像。此外，遙控器9610可設(shè)置有用于顯示從遙控器9610輸出的數(shù)據(jù)的顯示部9607。注意電視機9600設(shè)置有接收器、調(diào)制解調(diào)器等。利用接收器，能接收一般的電視廣播。此外，在電視機9600通過經(jīng)由調(diào)制解調(diào)器的有線或無線連接而連接至通信網(wǎng)絡(luò)時，能執(zhí)行單向的(從發(fā)送器至接收器)或雙向的(發(fā)送器和接收器之間、接收器之間，等等)數(shù)據(jù)通信。
圖13B示出數(shù)碼相框的示例。例如,在數(shù)碼相框9700中，顯示部9703并入在外殼9701中。能在顯示部9703上顯示多種圖像。例如,顯示部9703能顯示通過數(shù)碼相機等拍攝的圖像數(shù)據(jù)以作為普通相框起作用。注意數(shù)碼相框9700設(shè)置有操作部、外部連接端子(USB端子、能連接至諸如USB線纜的多種線纜的端子等)、記錄介質(zhì)插入部等。盡管可將其設(shè)置于與顯示部相同的表面上，但對于數(shù)碼相框9700的設(shè)計，優(yōu)選將其設(shè)置于側(cè)面或后面。例如，將儲存通過數(shù)碼相機拍攝的圖像數(shù)據(jù)的存儲器插入在數(shù)碼相框的記錄介質(zhì)插入部中，由此能在顯示部9703下載和顯示圖像數(shù)據(jù)。數(shù)碼相框9700可具有能無線地發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的配置。通過無線通信，能下載并顯示期望的圖像數(shù)據(jù)。圖14A示出包括用連接器9893可開閉地連結(jié)的外殼9881和外殼9891的便攜式游戲機。顯示部9882和顯示部9883分別并入在外殼9881和外殼9891中。圖14A中示出的便攜式游戲機還包括揚聲器部9884、記錄介質(zhì)插入部9886、LED燈9890、輸入手段(操作鍵9885、連接端子9887、傳感器9888 (具有測量以下量的功能的傳感器力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉(zhuǎn)數(shù)、距離、光、液體、磁、溫度、化學(xué)物質(zhì)、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電功率、輻射、流率、濕度、傾角、振動、氣味或紅外線)以及麥克風(fēng)9889)等。不用說，便攜式游戲機的結(jié)構(gòu)不限于上述內(nèi)容，并且可采用至少設(shè)置有在本說明書中公開的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。便攜式游戲機可適當(dāng)?shù)匕ㄆ渌綄僭O(shè)備。圖14A中示出的便攜式游戲機具有讀出儲存在記錄介質(zhì)中的程序或數(shù)據(jù)以將其在顯示部上顯示的功能，以及通過無線通信與另一個便攜式游戲機共享信息的功能。在圖14A中的便攜式游戲機能具有不限于上述的多種功能。圖14B示出作為大尺寸的游戲機的投幣式游戲機的示例。在投幣式游戲機9900中，顯示部9903并入外殼9901中。此外,投幣式游戲機9900包括諸如啟動桿或停止開關(guān)、投幣口、揚聲器等的操作手段。不用說，投幣式游戲機9900的結(jié)構(gòu)不限于上述內(nèi)容并且可采用至少設(shè)置有在本說明書中公開的液晶顯示裝置的其它結(jié)構(gòu)。投幣式游戲機可適當(dāng)?shù)匕ㄆ渌綄僭O(shè)備。圖15A示出移動電話的示例。移動電話1000設(shè)置有并入外殼1001中的顯示部1002、操作按鈕1003a和1003b、外部連接端口 1004、揚聲器1005、麥克風(fēng)1006等。
在用手指等觸摸圖15A中示出的移動電話1000的顯示部1002時，數(shù)據(jù)能輸入至移動電話1000。此外，能通過用手指等觸摸顯示部1002來執(zhí)行諸如打電話和寫郵件的操作。顯示部1002主要有三種屏幕模式。第一模式為主要用于顯示圖像的顯示模式。第二模式為主要用于輸入諸如文本的信息的輸入模式。第三模式為混合顯不模式和輸入模式兩種模式的顯示及輸入模式。例如，在打電話或?qū)戉]件的情況下，對顯示部1002選擇主要用于輸入文本的文本輸入模式，從而能輸入在屏幕上顯示的文本。在這種情況下，優(yōu)選在顯示部1002的屏幕的幾乎整個區(qū)域顯示鍵盤或數(shù)字按鈕。當(dāng)在移動電話1000的內(nèi)部設(shè)置有包括用于檢測傾斜的傳感器(諸如陀螺儀或加速度傳感器)的檢測裝置時，能通過確定移動電話1000的方向來自動地切換在顯示部1002的屏幕上的顯示(對于橫向模式或肖像模式移動電話1000是水平放置還是垂直放置)。通過觸摸顯示部1002或操作外殼1001的操作按鈕1003a和1003b來切換屏幕模式。另外，能取決于在顯示部1002上顯示的圖像的種類切換屏幕模式。例如，當(dāng)在顯示部上顯示的圖像的信號為運動圖像的數(shù)據(jù)信號時，屏幕模式切換成顯示模式。當(dāng)信號為文本數(shù)據(jù)的信號時，屏幕模式切換至輸入模式。此外，在輸入模式中，當(dāng)通過觸摸顯示部1002的輸入未執(zhí)行某一期間而通過光學(xué)傳感器在顯示部1002中檢測到信號時，可控制屏幕模式以從輸入模式切換成顯示模式。顯示部1002也能作為圖像傳感器起作用。例如，通過用手掌或手指觸摸顯示部1002取得掌紋、指紋等的圖像，由此能執(zhí)行個人認(rèn)證。此外，通過為顯示部提供背光源或發(fā)射近紅外光的感測光源，也能獲得手指靜脈、手掌靜脈的圖像等。圖15B示出移動電話的另一個示例。在圖15B中示出的移動電話包括在外殼9411中具有顯示部9412和操作按鈕9413的顯示裝置9410，以及在外殼9401中具有操作按鈕9402、外部輸入端子9403、麥克風(fēng)9404、揚聲器9405以及在接到電話時發(fā)光的發(fā)光部9406的通信裝置9400。具有顯示功能的顯示裝置9410能在由箭頭指示的兩個方向上從具有電話功能的通信裝置9400卸下和連結(jié)到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可沿著它們的短側(cè)或長側(cè)相互連結(jié)。此外，當(dāng)僅需要顯示器功能時，顯示裝置9410可從通信裝置9400卸下并且單獨使用。能通過無線或有線通信在通信裝置9400與顯示裝置9410之間發(fā)送或接收圖像或輸入信息，通信裝置9400和顯示裝置9410的每一個具有可充電的電池。[示例I]
在本示例中，制造具有在本說明書中公開的、圖20A和圖20B所示的結(jié)構(gòu)的樣本I和樣本2，并且示出對施加電壓與透射光強度之間的關(guān)系的評估結(jié)果。圖20A為樣本I的示意圖，圖20B是樣本2的示意圖。各示出其中第一襯底10和第二襯底11定位成相互面對的液晶顯示裝置，其間插入有包括呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料的液晶層24。在第一襯底10與液晶層24之間設(shè)置第一結(jié)構(gòu)體23、像素電極層20、第二結(jié)構(gòu)體 25a和25b、以及公共電極層22a和22b。第一結(jié)構(gòu)體23以及第二結(jié)構(gòu)體25a和25b設(shè)置成從液晶層24側(cè)的第一基板10的表面突出至液晶層24。像素電極層20形成為覆蓋第一結(jié)構(gòu)體23的頂面和側(cè)面，該第一結(jié)構(gòu)體23設(shè)置成從液晶層24側(cè)的第一襯底10的表面突出至液晶層24。公共電極層22a和22b形成為覆蓋第二結(jié)構(gòu)體25a和25b的頂面和側(cè)面，第二結(jié)構(gòu)體25a和25b設(shè)置成液晶層24側(cè)的第一襯底10的表面突出至液晶層24。在圖20B中，在圖20A的結(jié)構(gòu)中進(jìn)一步在第二基板11側(cè)設(shè)置公共電極層21a和21b作為第二公共電極層，以與第一襯底10側(cè)的公共電極層22a和22b重疊，其間插入有液晶層24。第一結(jié)構(gòu)體23和第二結(jié)構(gòu)體25a和25b的厚度(高度)(Tr)各為O. 9 μ m，并且在其襯底表面方向(WLl)的寬度各為2. 6 μ m。第一結(jié)構(gòu)體23與第二結(jié)構(gòu)體25a之間的在襯底表面方向(Wsl)的寬度為2. 4 μ m，公共電 極層21a和21b在襯底表面方向(WL2)的寬度各為2. O μ m，并且公共電極層21a與公共電極層21b之間在襯底表面方向(Ws2)上的寬度為 8. O μ m。在每個樣本I和2中，單元間隙(Dcg)為4. Ομπι。為了比較，也制造未設(shè)置結(jié)構(gòu)體23和公共電極層21a和21b的比較樣本，將像素電極層20和公共電極層22a和22b設(shè)置成與第一襯底10接觸，并且單元間隙(Dcg)為4. O μ m，如圖22所示。單兀間隙(Dcg)是如圖20A和20B所不的液晶層24的最大厚度(I旲厚度)，并且是圖20A和圖20B中的第一襯底10與第二襯底11之間的距離。單元間隙的這種間隔可由間隔物或密封材料控制。在本示例中，單元間隙由密封材料控制。玻璃襯底用作第一襯底10和第二襯底11，并且通過在光刻工序中處理光敏丙烯酸樹脂而獲得的樹脂層被用作第一結(jié)構(gòu)體23以及第二結(jié)構(gòu)體25a和25b。作為像素電極層20、公共電極層21a和21b以及公共電極層22a和22b，使用由以下的方式獲得的IlOnm厚的導(dǎo)電層通過濺射法形成包括氧化硅的氧化銦錫(ITSO)的膜，然后在光刻工序中進(jìn)行處理。另外，用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察樣本I。圖21A和圖21B是觀察樣本I的第一襯底10側(cè)的SEM圖像。圖21A和圖21B是從上方傾斜地觀察樣本I的SEM圖像，以及圖21B是包括圖21A中的第一結(jié)構(gòu)體23和像素電極層20的部分的放大圖。注意圖21A是放大10000倍的圖像，以及圖21B是放大30000倍的圖像。如圖21A所示，交替地設(shè)置覆蓋第一結(jié)構(gòu)體23的頂面和側(cè)面的像素電極層20，以及覆蓋第二結(jié)構(gòu)體25a和25b的頂面和側(cè)面的公共電極層22a。從圖21B可確認(rèn)，形成了像素電極層20以覆蓋第一結(jié)構(gòu)體23的頂面和側(cè)面并與第一襯底10部分接觸。圖23示出比較樣本以及樣本I和2中的施加電壓(V)與透射光強度之間的關(guān)系。注意施加電壓指的是像素電極層20與公共電極層21a和21b和/或公共電極層22a和22b之間的電勢差。在本示例中，公共電極層21a和21b和/或公共電極層22a和22b連接到GND線(接地線)，并且對像素電極層20施加電壓。此外，透射光的強度指的是已從光源透射過每個樣本并被測量的光強度。在圖23中，每個樣本的結(jié)果展示如下黑圈代表比較樣本；白方形代表樣本I ;以及白菱形代表樣本2。從圖23可確認(rèn)以下的結(jié)果在第一結(jié)構(gòu)體23的頂面和側(cè)面設(shè)置有像素電極層20并且在第二結(jié)構(gòu)體25a和25b的頂面和側(cè)面之上設(shè)置有公共電極層22a和22b的樣本1，以及在作為對置襯底的第二襯底11側(cè)進(jìn)一步設(shè)置有公共電極層21a和21b的樣本2，即使在低電壓下也具有更高的透射光強度，并且因此具有與比較樣本相比更高的白透射率。
因此，設(shè)置像素電極層20以覆蓋第一結(jié)構(gòu)體23的頂面和側(cè)面，并且設(shè)置公共電極層22a和22b以覆蓋第二結(jié)構(gòu)體25a和25b的頂面和側(cè)面，由此能在液晶層24的厚度方向(三維地)增加像素電極層20以及公共電極層22a和22b的形成區(qū)。因此，當(dāng)電壓施加到像素電極層20與公共電極層22a和22b之間時，可在像素電極層20與公共電極層22a和22b之間廣泛地形成電場。
此外，當(dāng)如樣本2的情況那樣在第二襯底11側(cè)設(shè)置第二公共電極層21a和21b時，電場可在像素電極層20與第二公共電極層21a和21b的之間的傾斜方向(相對于襯底傾斜的方向)施加到液晶；因此，可更加有效地控制液晶分子。因此，使厚度方向的整個液晶層24的液晶分子有效地響應(yīng)并且改進(jìn)了白透射率。因此，也能增加對比率，其為白透射率與黑透射率(黑色顯示中的透光率)之比。此外，因為能用較低的電壓獲得較高的白透射率(透射光的強度)，可確認(rèn)的是能獲得液晶顯示裝置的功率消耗的減少。本應(yīng)用基于在2009年11月27日在日本專利局提出的序號為2009-270055日本專利申請，在此通過引用并入其全部內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，包括 第一襯底； 第二襯底； 液晶層，在所述第一襯底與所述第二襯底之間，包含呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料； 第一結(jié)構(gòu)體，在所述第一襯底與所述液晶層之間，具有拱形截面； 第二結(jié)構(gòu)體，在所述第一襯底與所述液晶層之間，具有拱形截面，其中所述第二結(jié)構(gòu)體的一部分設(shè)置在所述第一結(jié)構(gòu)體的部分之間； 第一電極層，覆蓋所述第一結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面，其中第一電勢施加到所述第一電極層；以及 第二電極層，覆蓋所述第二結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面，其中第二電勢施加到所述第二電極層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液晶顯示裝置，其中所述第一電極層和所述第二電極層與所述液晶層接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液晶顯示裝置，其中所述第一電極層和所述第二電極層各具有類梳形形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液晶顯示裝置，其中所述液晶層包括手性劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液晶顯示裝置，其中所述液晶層包括光固化樹脂和光聚合作用引發(fā)劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液晶顯示裝置，在所述第一襯底與所述第一電極層和所述第二電極層之間還包括薄膜晶體管， 其中所述第一電極層電連接到所述薄膜晶體管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其中所述薄膜晶體管包括氧化物半導(dǎo)體層。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液晶顯示裝置，其中所述第一結(jié)構(gòu)體和所述第二結(jié)構(gòu)體由相同的材料形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液晶顯示裝置，其中所述第一結(jié)構(gòu)體和所述第二結(jié)構(gòu)體包括樹脂。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液晶顯示裝置，其中所述第一電極層和所述第二電極層由相同的材料形成。
11.一種液晶顯示裝置,包括 第一襯底； 第二襯底； 液晶層，在所述第一襯底與所述第二襯底之間，包含呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料； 第一結(jié)構(gòu)體，在所述第一襯底與所述液晶層之間，具有拱形截面； 第二結(jié)構(gòu)體，在所述第一襯底與所述液晶層之間，具有拱形截面，其中第二結(jié)構(gòu)體的一部分設(shè)置在第一結(jié)構(gòu)體的部分之間； 第一電極層，覆蓋第一結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面，其中第一電勢施加到所述第一電極層； 第二電極層，覆蓋第二結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面，其中第二電勢施加到所述第二電極層；以及 第三電極層，具有開口圖案，其中所述第三電極層與所述第二電極層重疊并設(shè)置在所述第二襯底與所述液晶層之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶顯示裝置，其中所述第一電極層、所述第二電極層以及所述第三電極層與所述液晶層接觸。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶顯示裝置，其中所述第一電極層、所述第二電極層以及所述第三電極層各具有類梳形形狀。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶顯示裝置，其中所述液晶層包括手性劑。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶顯示裝置，其中所述液晶層包括光固化樹脂和光聚合作用引發(fā)劑。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶顯示裝置，在所述第一襯底與所述第一電極層和所述第二電極層之間還包括薄膜晶體管， 其中所述第一電極層電連接到所述薄膜晶體管。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的液晶顯示裝置，其中所述薄膜晶體管包括氧化物半導(dǎo)體層。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶顯示裝置，其中所述第一結(jié)構(gòu)體和所述第二結(jié)構(gòu)體由相同的材料形成。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶顯示裝置，其中所述第一結(jié)構(gòu)體和所述第二結(jié)構(gòu)體包括樹脂。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶顯示裝置，其中所述第一電極層和所述第二電極層由相同的材料形成。
21.—種液晶顯示裝置,包括 第一襯底； 第二襯底； 液晶層，在所述第一襯底與所述第二襯底之間，包含呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料； 第一結(jié)構(gòu)體，在所述第一襯底與所述液晶層之間，具有拱形截面； 第二結(jié)構(gòu)體，在所述第一襯底與所述液晶層之間，具有拱形截面； 第一電極層，覆蓋第一結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面，其中第一電勢施加到所述第一電極層；以及 第二電極層，覆蓋第二結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面，其中第二電勢施加到所述第二電極層。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的液晶顯示裝置，其中所述第一電極層和所述第二電極層與所述液晶層接觸。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的液晶顯示裝置，其中所述第一電極層和所述第二電極層各具有類梳形形狀。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的液晶顯示裝置，其中所述液晶層包括手性劑。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的液晶顯示裝置，其中所述液晶層包括光固化樹脂和光聚合作用引發(fā)劑。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的液晶顯示裝置，在所述第一襯底與所述第一電極層和所述第二電極層之間還包括薄膜晶體管， 其中所述第一電極層電連接到所述薄膜晶體管。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的液晶顯示裝置，其中所述薄膜晶體管包括氧化物半導(dǎo)體層。
28.根據(jù)權(quán)利要求21所述的液晶顯示裝置，其中所述第一結(jié)構(gòu)體和所述第二結(jié)構(gòu)體由相同的材料形成。
29.根據(jù)權(quán)利要求21所述的液晶顯示裝置，其中所述第一結(jié)構(gòu)體和所述第二結(jié)構(gòu)體包括樹脂。
30.根據(jù)權(quán)利要求21所述的液晶顯示裝置，其中所述第一電極層和所述第二電極層由相同的材料形成。
全文摘要
在呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶層被插入第一襯底與第二襯底之間的液晶顯示裝置中，設(shè)置在第一襯底與液晶層之間的像素電極層(第一電極層)和公共電極層(第二電極層)定位成互相不重疊。像素電極層形成為覆蓋拱形的第一結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面，該第一結(jié)構(gòu)體從第一襯底的液晶層側(cè)的表面突出至液晶層中。公共電極層形成為覆蓋拱形的第二結(jié)構(gòu)體的頂面和側(cè)面，該第二結(jié)構(gòu)體從第一襯底的液晶層側(cè)的表面突出至液晶層中。
文檔編號G02F1/1368GK102640041SQ20108005326
公開日2012年8月15日 申請日期2010年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者久保田大介, 山下晃央, 田村智宏, 石谷哲二 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所