液晶显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的之一在于提供一种具有包括氧化物半导体层的薄膜晶体管的液晶显示装置。在具有包括氧化物半导体层的薄膜晶体管的液晶显示装置中，至少对覆盖该氧化物半导体层的层间膜使用可以减弱透过的可见光的光强度的膜。作为可以减弱透过的可见光的强度的膜，可以使用着色层，优选使用彩色的透光树脂层。采用包括彩色透光树脂层和遮光层的层间膜，并且作为能够减弱透过的可见光的光强度的膜也可以使用遮光层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使用氧化物半导体的液晶显示装置及其制造方法。
技术介绍
以液晶显示装置为代表的形成在玻璃衬底等的平板上的薄膜晶体管使用非晶硅、 多晶硅制造。使用非晶硅的薄膜晶体管具有如下特性虽然其场效应迁移率低，但是可以对 应于玻璃衬底的大面积化。另一方面，使用结晶硅的薄膜晶体管具有如下特性虽然其场效 应迁移率高，但是需要进行激光退火等的晶化工序，因此其不一定适合于玻璃衬底的大面 积化。 另一方面，使用氧化物半导体制造薄膜晶体管，并将其应用于电子装置和光装置 的技术受到注目。例如，专利文献1及专利文献2公开作为氧化物半导体膜使用氧化锌、 In-Ga-Zn-0类氧化物半导体来制造薄膜晶体管，并将其用于图像显示装置的开关元件等的 技术。 在氧化物半导体中设置有沟道形成区的薄膜晶体管可以实现比使用非晶硅的薄 膜晶体管更高的场效应迁移率。可以利用溅射法等在300度以下的温度下形成氧化物半导 体膜，其制造工序比使用多晶硅的薄膜晶体管的制造工序简单。 由于氧化物半导体为透过可见光区的波长的光的透明半导体，所以通过将其用于 显示装置的像素可以实现高开口化。 可以期待使用这种氧化物半导体在玻璃衬底、塑料衬底等上形成薄膜晶体管，并 将其应用于显示装置。[专利文献1]日本专利申请公开2007-123861号公报 [专利文献2]日本专利申请公开2007-96055号公报
技术实现思路
由此，本专利技术的目的在于提供一种适合于应用有氧化物半导体的薄膜晶体管的液 晶显示装置。 在具有包括氧化物半导体层的薄膜晶体管的液晶显示装置中，至少对覆盖该氧化物半导体层的层间膜使用能过减弱透过的可见光的光强度的膜。能够减弱透过的可见光的 光强度的膜比氧化物半导体层的可见光的透光率低。作为能够减弱透过的可见光的光强度 的膜，可以使用着色层，优选使用彩色的透光树脂层。另外，采用包括彩色透光树脂层和遮 光层的层间膜，并且作为能够减弱透过的可见光的光强度的膜也可以使用遮光层。 当将彩色透光树脂层的着色层用作设置在薄膜晶体管上的层间膜时，可以在不降低像素的开口率的情况下，减弱入射到薄膜晶体管的半导体层的光的强度，从而可以起到 防止由于氧化物半导体的光感度而引起的薄膜晶体管的电特性的变动而使其稳定的作用。 另外，彩色透光树脂层还可以用作彩色滤光层。当在对置衬底一侧设置彩色滤光层时，虽然 存在难以与形成有薄膜晶体管的元件衬底进行准确的像素区的对准而导致图像质量下降的忧虑，但通过将层间膜作为彩色滤光层直接形成在元件衬底一侧可以更精确地控制形成 区，并能够对应微细的图形的像素。此外，由于使用同一绝缘层兼作层间膜和彩色滤光层， 所以工序简化而可以以更低的成本制造液晶显示装置。 彩色是指除了黑、灰、白等的无彩色之外的颜色，因为将彩色的透光树脂层用作彩 色滤光片，所以使用只透过被着色的彩色的光的材料来形成。至于彩色，可以使用红色、绿 色、蓝色等。另外，还可以使用蓝绿色、紫红色、黄色等。只透过被着色的彩色的光意味着 在彩色透光树脂层中透过的光在其彩色光的波长中具有峰值。 作为彩色透光树脂层，因为将其用作彩色滤光层，所以可以考虑所包含的着色材 料的浓度与光的透过率的关系以适当地控制最适合的厚度。当使用多个薄膜的叠层作为层 间膜时，只要至少有一个层为彩色的透光树脂层，就可以起到作为彩色滤光片的功能。 当根据彩色的颜色而厚度不同或者具有起因于薄膜晶体管的凹凸时，可以层叠能 够透过可见光区的波长的光的(即所谓的无色透明)绝缘层，而使层间膜表面平坦化。通 过提高层间膜的平坦性，在其上形成的像素电极层、共同电极层的覆盖性提高，并可以使液 晶层的间隙(厚度)均匀，由此可以进一步地提高液晶显示装置的可见度而实现高图像质 量化。 当将遮光层(黑矩阵)用作设置在薄膜晶体管上的层间膜时，遮光层可以遮断向 薄膜晶体管的半导体层的光的入射，因此具有可以防止由于氧化物半导体的光感度而引起 的薄膜晶体管的电特性的变动而使其稳定的作用。另外，由于遮光层还可以防止向相邻的 像素的漏光，所以可以进行更高对比度以及高清晰的显示。由此，可以实现液晶显示装置的 高清晰、高可靠性。 在本说明书中，将形成有薄膜晶体管、像素电极层、共同电极层以及层间膜的衬底 称作元件衬底(第一衬底)，并将隔着液晶层与该元件衬底相对的衬底称作对置衬底(第二 衬底)。 遮光层可以形成在液晶显示装置的对置衬底一侧或元件衬底一侧。可以进一步地 提高对比度或提高薄膜晶体管的稳定性的作用。通过将遮光层形成在对应于薄膜晶体管的 区域(至少与薄膜晶体管的半导体层重叠的区域)上，可以防止由从对置衬底入射的光引 起的薄膜晶体管的电特性的变动。当将遮光层形成在对置衬底一侧时，可以将其形成在隔 着液晶层对应于薄膜晶体管的区域(至少与薄膜晶体管的半导体层重叠的区域)上。当将 遮光层形成在元件衬底一侧时，可以将其直接形成在薄膜晶体管上(至少覆盖薄膜晶体管 的半导体层的区域)，或者隔着绝缘层而形成。 当在对置衬底一侧也设置遮光层时，有时薄膜晶体管的半导体层通过遮光性的布 线层或电极层等可以遮断来自元件衬底的光和来自对置衬底的光，所以不需要一定覆盖薄 膜晶体管地形成遮光层。 本说明书所公开的专利技术的结构的一个方式，包括将与栅电极层重叠的氧化物半 导体层用作沟道形成区的薄膜晶体管；电连接到薄膜晶体管的像素电极层；设置在薄膜晶 体管与像素电极层之间的层间膜；以及，设置在薄膜晶体管、像素电极层以及层间膜上的液 晶层，其中，层间膜是透光率比氧化物半导体层低的彩色透光树脂层，并且，彩色透光树脂 层在与像素电极层重叠的同时以覆盖氧化物半导体层的方式设置。 本说明书所公开的专利技术的结构的另一方式，包括将与栅电极层重叠的氧化物半导体层用作沟道形成区的薄膜晶体管；电连接到薄膜晶体管的像素电极层；设置在薄膜晶 体管与像素电极层之间的层间膜；以及，设置在薄膜晶体管、像素电极层以及层间膜上的液 晶层，其中，层间膜包括透光率比氧化物半导体层低的彩色透光树脂层以及遮光层，并且， 遮光层以覆盖氧化物半导体层的方式设置，而彩色透光树脂层以与像素电极层重叠的方式 设置。 另外，在本说明书中为方便起见附加第一、第二等序数词。因此，它们不表示专利技术 的工序顺序或层叠顺序。另外，其在本说明书中不表示特定专利技术的事项的固有名称。 另外，在本说明书中半导体装置是指能够通过利用半导体特性而工作的所有装 置，因此电光装置、半导体电路以及电子设备都是半导体装置。 在具有将氧化物半导体层用作沟道的薄膜晶体管的液晶显示装置中，通过至少对覆盖该氧化物半导体层的层间膜使用能够减弱透过的可见光的光强度的材料形成，可以在 不影响开口率的情况下使该薄膜晶体管的工作特性稳定。附图说明图l是说明液晶显示装置的图；图2是说明液晶显示装置的图；图3A和3B是说明液晶显示装置的图；图4A和4B是说明液晶显示装置的图；图5A和5B是说明液晶显示装置的图；图6A和6B是说明液晶显示装置的图；图7A和7B是说明液晶显示装置的图；图8A至8D是说明液晶显示装置的电极层的图；图9A和9B是说明液晶显示装置的图；图10A和10B是说明液晶显示装置的图；图IIA和11B是说明液晶显示装置的图；图12A1、12A2和12B是说明液晶显示装置的图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶显示装置，包括：将与栅电极层重叠的氧化物半导体层用作沟道形成区的薄膜晶体管；与所述薄膜晶体管电连接的像素电极层；设置在所述薄膜晶体管与所述像素电极层之间的层间膜；以及设置在所述薄膜晶体管、所述像素电极层以及所述层间膜上的液晶层，其中，所述层间膜是透光率低于所述氧化物半导体层的彩色透光树脂层，并且，所述彩色透光树脂层以与所述像素电极层重叠并覆盖所述氧化物半导体层的方式设置。

【技术特征摘要】
JP 2008-11-28 2008-304243一种液晶显示装置，包括将与栅电极层重叠的氧化物半导体层用作沟道形成区的薄膜晶体管；与所述薄膜晶体管电连接的像素电极层；设置在所述薄膜晶体管与所述像素电极层之间的层间膜；以及设置在所述薄膜晶体管、所述像素电极层以及所述层间膜上的液晶层，其中，所述层间膜是透光率低于所述氧化物半导体层的彩色透光树脂层，并且，所述彩色透光树脂层以与所述像素电极层重叠并覆盖所述氧化物半导体层的方式设置。2. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述彩色透光树脂层具有多种颜色，并且各像素分别包括具有所述多种颜色中的一种颜色的所述彩色透光树脂层。3. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中在所述薄膜晶体管上隔着所述液晶层设置有遮光层。4. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中在所述层间膜与所述液晶层之间包括共同电极层。5. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中在所述层间膜的下方包括共同电极层。6. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中在所述层间膜与所述液晶层之间包括共同电极层，并且所述像素电极层和所述共同电极层具有开口图案。7. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中在所述层间膜与所述液晶层之间包括共同电极层，并且所述像素电极层和所述共同电极层具有梳齿状。8. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述氧化物半导体层至少包含铟、镓及锌中的一种。9. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述液晶层包含呈现蓝相的液晶材料。10. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述液晶层包含手性试剂。11. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述液晶层包含光固化树脂和光聚合引发剂。12. —种液晶显示装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：石谷哲二，久保田大介，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]