液晶显示装置的制作方法

专利名称：液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示装置及其制造方法。
背景技术：
作为薄型及轻量化的显示装置(所谓的平板显示器)，已竞相开发出具有液晶元 件的液晶显示装置、具有自发光元件的发光装置、场致发射显示器(FED)等。
液晶显示装置需要液晶分子的响应速度的高速化。液晶的显示模式多种多样，其 中作为能够进行高速响应的液晶模式，可以举出FLC(Ferroelectric Liquid Crystal ;铁 电液晶)模式、OCB(OpticalCompensated Birefringence ;光学补偿弯曲)模式、以及使用 呈现蓝相(blue phase)的液晶的模式。 尤其是，使用呈现蓝相的液晶的模式由于不需要使用取向膜，并且可以获得广视 角化，因此进一步展开迈向实用化的研究(例如，参照专利文件l)。专利文件l是为了扩大 出现蓝相的温度范围而对液晶进行高分子稳定化处理的报告。
[专利文件1]国际专利申请公开05/090520号公报

发明内容
作为液晶显示装置的课题，为了实现高对比度而需要高白透过率(白显示时的光 透过率)。 因此，为了实现更高的对比度化，本发明的目的在于提供一种适合使用呈现蓝相 的液晶的液晶显示模式的液晶显示装置。 在包括呈现蓝相的液晶层的液晶显示装置中，通过具有开口图案的像素电极层 (第一电极层)和具有开口图案(槽缝)的一对共同电极层(第一共同电极层(第二电极 层)及第二共同电极层(第三电极层))夹持呈现蓝相的液晶层。共同电极层分别形成在 第一衬底上及第二衬底上，并且配置为隔着液晶层对置。 像素电极层形成在设置为从第一衬底的液晶层一侧的面(向着液晶层的面)突出 到液晶层中的结构体上，并且在液晶层的膜厚度方向上配置在第一共同电极层和第二共同 电极层之间。只要像素电极层配置在第一共同电极层和第二共同电极层之间，就也可以在 结构体上形成第一共同电极层和第二共同电极层。在此情况下，像素电极层及第二共同电 极层形成在同一第一衬底上，并且形成在像素电极层下的结构体(第一结构体)高于(厚 于)形成在第二共同电极层下的结构体(第三结构体)。 形成在第一衬底(也称为元件衬底)上的像素电极层及第二共同电极层与形成在 第二衬底(也称为对置衬底)上的第一共同电极层以它们之间夹有液晶层的方式通过密封 剂固定。像素电极层、第一共同电极层、以及第二共同电极层具有各种开口图案而不是平板 形状，并且是包括弯曲部分或分叉的梳齿状的形状。另外，第一共同电极层及第二共同电极 层至少在像素区域中具有相同的形状且配置为隔着液晶层重叠。 通过对像素电极层与第一共同电极层及第二共同电极层之间施加电场，倾斜方向
5(对衬底倾斜的方向)的电场施加到液晶上，所述像素电极层与第一共同电极层及第二共 同电极层设置为夹着液晶且分别具有开口图案，由此，可以使用该电场控制液晶分子。另 外，由于像素电极层在液晶层的膜厚度方向上配置在第一共同电极层和第二共同电极层之 间，所以可以对液晶施加像素电极层和第一共同电极层之间的电场、以及像素电极层和第 二共同电极层之间的电场，而可以在整个液晶层中形成电场。 因此，可以使包括膜厚度方向在内的整个液晶层中的液晶分子响应，从而白透过 率得到提高。由此，还可以提高白透过率和黑透过率(黑显示时的光透过率)的比例，即对 比度。 结构体可以由使用绝缘材料(有机材料及无机材料)的绝缘体、以及使用导电材 料(有机材料及无机材料)的导电体形成。典型地，优选使用可见光固化树脂、紫外线固化 树脂、或热固化树脂。例如，可以使用丙烯酸树脂、环氧树脂、氨基树脂(amine resin)等。 另外，还可以使用导电树脂或金属材料形成。另外，结构体也可以采用多个薄膜的叠层结 构。作为结构体的形状，可以采用柱状、锥形的尖端为平面且其截面为梯形的形状、锥形的 尖端为圆形的圆顶形状等。此外，由于结构体只要是从衬底的液晶层一侧的面突出到液晶 层中的部分即可，因此，也可以将层间膜加工为其液晶层一侧的表面具有凹凸形状来形成 突出的结构体。所以，结构体也可以采用具有多个突出的凸部的连续膜。
在本说明书中，像素电极层、第一共同电极层、以及第二共同电极层具有的开口图 案(槽缝)不但是指在密封空间中开口的图案，还包括一部分开放的梳齿状那样的图案。
在本说明书中，将形成有薄膜晶体管、像素电极层、第二共同电极层、以及层间膜 的衬底称为元件衬底(第一衬底)，并且将隔着液晶层与所述元件衬底对置的形成有第一 共同电极层的衬底称为对置衬底(第二衬底)。 液晶层可以使用呈现蓝相的液晶材料。由于呈现蓝相的液晶材料的响应速度快， 为lmsec以下，可以进行高速响应，因此可以实现液晶显示装置的高性能化。
作为呈现蓝相的液晶材料包括液晶和手性试剂。手性试剂用来使液晶取向为螺旋 结构以呈现蓝相。例如，可以将混合有5重量％以上的手性试剂的液晶材料用于液晶层。
液晶使用热致液晶、低分子液晶、高分子液晶、铁电性液晶、反铁电性液晶等。
作为手性试剂，使用与液晶的相溶性良好并且扭曲力(twistingpower)强的材 料。另外，优选使用R体和S体中的一方，而不使用R体和S体的比例为50 : 50的外消旋 体(racemic body)。 上述液晶材料根据条件呈现胆甾相、胆甾蓝相、近晶相、近晶蓝相、立方相、手性向 列相、各向同性相等。 蓝相的胆甾蓝相及近晶蓝相呈现于具有螺距(helical pitch)为500nm以下的相 对较短的胆甾相或近晶相的液晶材料中。液晶材料的取向具有双重扭曲(double twist) 结构。由于具有可见光的波长以下的序列，因此液晶材料透明，通过施加电压改变取向序列 (alignment order)变化，从而产生光学调制作用。因为蓝相在光学上具有各向同性，所以 没有视角依赖性，不需要形成取向膜，因此可以实现显示图像质量的提高及成本的縮减。
另外，由于蓝相仅呈现于较窄的温度范围内，为了改善并扩大温度范围，优选对液 晶材料添加光固化树脂及光聚合引发剂并进行高分子稳定化处理。高分子稳定化处理通过 对包含液晶、手性试剂、光固化树脂、以及光聚合引发剂的液晶材料照射能使光固化树脂及光聚合引发剂发生反应的波长的光来进行。该高分子稳定化处理既可以通过对呈现各向同 性相的液晶材料照射光而进行，又可以通过对由温度控制而呈现蓝相的液晶材料照射光而 进行。例如，在通过控制液晶层的温度并呈现蓝相的状态下，对液晶层照射光来进行高分子 稳定化处理。但不局限于此，还可以通过在蓝相和各向同性相之间的相转变温度的+l(TC以 内，优选在+5°C以内的呈现各向同性相的状态下，对液晶层照射光来进行高分子稳定化处 理。蓝相和各向同性相之间的相转变温度是指当升温时从蓝相转变到各向同性相的温度、 或者当降温时从各向同性相转变到蓝相的温度。作为高分子稳定化处理的一个例子，可以 将液晶层加热到其呈现各向同性相，然后逐渐降温到转变为蓝相，在保持呈现蓝相的温度 的状态下对其照射光。此外，还可以逐渐将液晶层加热到转变为各向同性相，然后在蓝相和 各向同性相之间的相转变温度的+10°C以内，优选在+5°C以内的状态(呈现各向同性相的 状态)下对其照射光。另外，当将紫外线固化树脂(UV固化树脂)用作液晶材料所包含的 光固化树脂时，对液晶层照射紫外线即可。另外，即使在不呈现蓝相的情况下，通过在蓝相 和各向同性相之间的相转变温度的+10°C以内，优选在+5°C以内的状态(呈现各向同性相 的状态)下照射光来进行高分子稳定化处理，可以获得lmsec以下的较短的响应速度而实 现高速响应。 本说明书所公开的发明结构的一个方式是一种液晶显示装置，其包括夹持包含 呈现蓝相的液晶材料的液晶层的第一衬底及第二衬底；从第一衬底的液晶层一侧的面突出 到液晶层中的结构体；设置在结构体上并具有开口图案的第一电极层；设置在第二衬底和 液晶层之间的具有开口图案的第二电极层；以及与第二电极层重叠并设置在第一衬底和 液晶层之间的具有开口图案的第三电极层，其中所述结构体设置在第三电极层的开口图案 内，其中第一电极层在液晶层中配置在第二电极层和第三电极层之间。 本说明书所公开的发明结构的另一个方式是一种液晶显示装置，其包括夹持包 含呈现蓝相的液晶材料的液晶层的第一衬底及第二衬底；从第一衬底的液晶层一侧的面突 出到液晶层中的第一结构体；设置在第一结构体上并具有开口图案的第一电极层；从第二 衬底的液晶层一侧的面突出到液晶层中的第二结构体；设置在第二结构体上的具有开口图 案的第二电极层；以及与第二电极层重叠并设置在第一衬底和液晶层之间的具有开口图案 的第三电极层，其中第一结构体设置在第三电极层的开口图案内，其中第一电极层在液晶 层中配置在第二电极层和第三电极层之间。 本说明书所公开的发明结构的另一个方式是一种液晶显示装置，其包括夹持包 含呈现蓝相的液晶材料的液晶层的第一衬底及第二衬底；从第一衬底的液晶层一侧的面突 出到液晶层中的第一结构体；设置在第一结构体上并具有开口图案的第一电极层；从第二 衬底的液晶层一侧的面突出到液晶层中的第二结构体；设置在第二结构体上的具有开口图 案的第二电极层；从第一衬底的液晶层一侧的面突出到液晶层中的第三结构体；以及与第 二电极层重叠并设置在第三结构体上的具有开口图案的第三电极层，其中第一结构体设置 在第三电极层的开口图案内，其中所述第一电极层在液晶层中配置在第二电极层和第三电 极层之间。 由于通过使用呈现蓝相的液晶层而不需要形成取向膜，因此像素电极层(第一电 极层)和液晶层接触，并且第二电极层(第一共同电极层)及第三电极层(第二共同电极 层)与液晶层也接触。
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另外，为方便起见附加第一、第二等序数词，因此，它们不表示工序顺序或层叠顺 序。此外，它们在本说明书中不表示用来特定发明的事项的固有名称。 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。 在使用呈现蓝相的液晶层的液晶显示装置中，可以提高对比度。


图1A至图1C是说明液晶显示装置的电场模式的图；图2A和图2B是说明液晶显示装置的图；图3A和图3B是说明液晶显示装置的图；图4A和图4B是说明液晶显示装置的图；图5A和图5B是说明液晶显示装置的图；图6A和图6B是说明液晶显示装置的图；图7A至图7D是说明液晶显示装置的制造方法的图；图8A至图8D是说明液晶显示装置的电极层的图；图9A和图9B是说明液晶显示装置的图；图IOA和图10B是说明液晶显示装置的图；图IIA和图11B是说明液晶显示装置的图；图12Al、图12A2、图12B是说明液晶显示装置的图；图13A和图13B是示出电视装置及数码相框的例子的外观图；图14A和图14B是示出游戏机的例子的外观图；图15A和图15B是示出移动电话机的一个例子的外观图；图16是说明液晶显示模块的图；图17A至图17D是说明液晶显示装置的制造方法的图；图18A和图18B是说明液晶显示装置的图；图19A和图19B是说明液晶显示装置的电场模式的计算结果的图；图20A和图20B是说明液晶显示装置的电场模式的计算结果的图；图21A和图21B是说明液晶显示装置的电场模式的计算结果的图；图22A和图22B是说明液晶显示装置的电场模式的计算结果的图；图23A和图23B是说明液晶显示装置的电场模式的计算结果的图；图24A和图24B是说明液晶显示装置的图。
具体实施例方式
参照附图对实施方式进行详细说明。但是，本发明不局限于以下说明，所属技术领 域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式和详细内容可以在不脱离本发 明的宗旨及其范围的情况下被变换为各种形式。因此，不应该被解释为仅限于以下所示的 实施方式的记载内容。注意，在以下说明的结构中，在不同的附图中对于相同部分或具有相 同功能的部分使用相同的附图标记表示，而省略重复说明。另外，当一个层在截面图中表示 为多个层时，有可能对多个层的每一个或几个使用不同的附图标记。
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实施方式1 参照图1A至图1C、图19A和图19B至图23A和图23B，说明液晶显示装置。
图1A至图1C是液晶显示装置的截面图。 图1A示出第一衬底200和第二衬底201以中间夹持使用呈现蓝相的液晶材料的 液晶层208的方式而对置地配置的液晶显示装置。在第一衬底200和液晶层208之间设 置有第一结构体233a及233b、像素电极层230a及230b、以及第二共同电极层232a、232b、 232c，并且在第二衬底201和液晶层208之间形成有第一共同电极层231a、231b、231c。第 一结构体233a、233b设置为从第一衬底200的液晶层208 —侧的面突出到液晶层208中。
第二共同电极层232a、232b、232c设置在第一衬底200上，并且第一共同电极层 231a、231b、231c设置在第二衬底201上，并且配置为隔着液晶层208对置。当第一共同电 极层231a、231b、231c及第二共同电极层232a、232b、232c至少在像素区域中具有相同的形 状且配置为隔着液晶层重叠时，不会使像素的开口率降低，所以这是优选的。
像素电极层230a、230b形成在设置于第一衬底200上的第一结构体233a、233b 上，并且在液晶层208的膜厚度方向上配置在第一共同电极层231a、231b、231c与第二共同 电极层232a、232b、232c之间。另外，在图1A至图1C的截面图中，第一共同电极层231a、 231b、231c及第二共同电极层232a、232b、232c与像素电极层设置为互相交错而不重叠。
像素电极层(包括230a、230b)、第一共同电极层(包括231a、231b、231c)、以及第 二共同电极层(包括232a、232b、232c)由于是具有开口图案的形状而不是平板形状，所以 在截面图中表示为被分断的多个电极层。 只要像素电极层配置在第一共同电极层和第二共同电极层之间，就也可以在结构 体上形成第一共同电极层和第二共同电极层。图1B是在第一共同电极层231a、231b、231c 下方设置第二结构体234a、234b、234c的例子。第二结构体234a、234b、234c设置为从第二 衬底201的液晶层208 —侧的面突出到液晶层208中。 另外，图1C是还在第二共同电极层232a、232b、232c下方设置第三结构体235a、 235b、235c的例子。第三结构体235a、235b、235c设置为从第一衬底200的液晶层208 —侧 的面突出到液晶层208中。在此情况下，像素电极层230a、230b及第二共同电极层232a、 232b、232c形成在同一第一衬底200上，并且形成在像素电极层230a、230b下方的第一结构 体233a、233b高于形成在第二共同电极层下方的第三结构体235a、235b、235c。像这样，通 过控制结构体的厚度(高度)或数目，可以设定第一共同电极层、第二共同电极层、以及像 素电极层在液晶层中的配置位置。 在图1A、图1B、图1C的液晶显示装置中，通过对像素电极层(包括230a、230b)与 第一共同电极层(包括231a、231b、231c)及第二共同电极层(包括232a、232b、232c)之间 施加电场，倾斜方向(对衬底倾斜的方向)的电场施加到液晶层208上，所述像素电极层与 第一共同电极层及第二共同电极层设置为夹着液晶且分别具有开口图案，由此，可以使用 该电场控制液晶分子。另外，由于像素电极层230a、230b在液晶层208的膜厚度方向上配 置在第一共同电极层231a、231b、231c与第二共同电极层232a、232b、232c之间，所以可以 对液晶施加像素电极层230a、230b与第一共同电极层231a、231b、231c之间的电场、以及像 素电极层230a、230b与第二共同电极层232a、232b、232c之间的电场，而可以在整个液晶层 中形成电场。
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例如，在图1A、图1B、图1C中，由箭头202a表示的倾斜方向的电场施加到像素电 极层230a和第一共同电极层231a之间，由箭头202b表示的倾斜方向的电场施加到像素电 极层230a和第一共同电极层23lb之间，由箭头202c表示的倾斜方向的电场施加到像素电 极层230a和第二共同电极层232a之间，并且由箭头202d表示的倾斜方向的电场施加到像 素电极层230a和第二共同电极层232b之间。 图19B、图20B、图21B、图22B和图23B示出液晶显示装置中的电场的施加状态的 计算结果。图19A、图20A、图21A、图22A和图23A是示出所计算的液晶显示装置的结构的 图。使用日本Shintec株式会社制造的LCD Master、2s Bench进行计算，并且作为结构体 (第一结构体233a、第二结构体234a、234b、第三结构体)使用介电常数为4的绝缘体。另 外，在截面上，像素电极层230a、像素电极层802、第一共同电极层231a和231b、第二共同电 极层232a和232b、以及共同电极层803a和803b的每个宽度都为4 y m、厚度都为0. 5 y m， 并且在与衬底水平方向上像素电极层230a与第一共同电极层231a、231b及第二共同电极 层232a、232b之间的距离以及在与衬底水平方向上像素电极层802与共同电极层803a、 803b之间的距离都为6iim，并且液晶层的厚度为10iim。另外，将施加到共同电极层、第一 共同电极层、以及第二共同电极层的电压设定为OV，并且将施加到像素电极层的电压设定 为IOV。 图19A和图19B、图20A和图20B、以及图21A和图21B及图22A和图22B是分别对 应于图1A、图1B、以及图1C的计算结果。第一结构体233a、第二结构体234a、234b的每一 个的厚度(高度)都为3.75ym。图21A和图21B是第三结构体235a、235b与第二结构体 234a、234b的厚度同为3. 75 y m的例子，而图22A和图22B是在图1C中第三结构体235a、 235b的厚度为1. 75 ii m，即比第二结构体234a、234b的厚度(3. 75 y m)薄的例子。另外，图 23A和图23B是比较例子，具体来说是在第一衬底800和液晶层808之间交错设置共同电极 层803a、803b和像素电极层802且由第二衬底801密封的例子。在图19B至图23B中，实 线表示等势线(equipotential line)，并且在以圆形扩展的等势线的中心配置有像素电极 层或共同电极层(第一共同电极层、第二共同电极层)。 由于电场以垂直于等势线的方式出现，所以如图19B至图22B所示那样可以确认 在像素电极层和第一共同电极层之间、以及像素电极层和第二共同电极层之间施加有倾斜 方向的电场。另外，如图21B、图22B那样，即使当采用在第一共同电极层231a、231b、以及 第二共同电极层232a、232b下方设置第二结构体234a、234b、以及第三结构体235a、235b的 结构时，电位线也绕成圆形，因此电场形成在整个液晶层。 另一方面，在图23B中，在交错形成有像素电极层802、共同电极层803a、803b的 第一衬底800附近的液晶层上可以看到等势线且形成有电场，但是随着逐渐接近第二衬底 801，观察不到电位线的分布并且也不产生电位差。因此，可以确认电场不形成在第二衬底 801附近的液晶层808，并且当采用图23A、图23B的结构时难以使液晶层中的所有的液晶分 子响应。 通过使设置在结构体上且在液晶层中配置于第一共同电极层和第二共同电极层
之间的像素电极层与设置于第二衬底上的第一共同电极层及设置于第一衬底上的第二共
同电极层之间分别形成倾斜电场，可以在整个液晶层中形成倾斜电场。 在液晶显示装置中，由于白透过率由施加电压时产生的液晶的双折射和液晶层的
10厚度的乘积而决定，因此，即使在将液晶层的厚度形成得较厚的情况下，也可以使整个液晶 层中的液晶分子响应。 因此，可以使包括膜厚度方向在内的整个液晶层中的液晶分子响应，从而白透过 率得到提高。由此，还可以提高白透过率和黑透过率(黑显示时的光透过率)的比例，即对 比度。 结构体可以由使用绝缘材料(有机材料及无机材料)的绝缘体、以及使用导电材 料(有机材料及无机材料)的导电体形成。典型地，优选使用可见光固化树脂、紫外线固 化树脂、或热固化树脂。例如，可以使用丙烯酸树脂、环氧树脂、氨基树脂等。另外，还可以 使用导电树脂或金属材料形成。另外，结构体也可以采用多个薄膜的叠层结构。作为结构 体的形状，可以采用柱状、锥形的尖端为平面且其截面为梯形的形状、以及锥形的尖端为圆 形的圆顶形状等。此外，由于结构体只要是从衬底的液晶层一侧的面突出到液晶层中的部 分即可，因此也可以将层间膜加工为其液晶层一侧的表面具有凹凸形状来形成突出的结构 体。因此，结构体也可以采用具有多个突出的凸部的连续膜。 另外，形成在结构体上的像素电极层、第一共同电极层、以及第二共同电极层的形 状反映所述结构体的形状，此外还受蚀刻加工方法的影响。图24A和图24B示出结构体及 形成在该结构体上的像素电极层的形状的例子。注意，虽然图24A和图24B示出第一结构 体和像素电极层作为例子，但是第二结构体和第一共同电极层、以及第三结构体和第二共 同电极层也可以同样地采用各种各样的形状。 图24A是在第一结构体241a、241b上分别形成像素电极层240a、240b的例子，并 且图24B是在第一结构体243a、243b上分别形成像素电极层242a、242b的例子。第一结构 体241a、241b、243a、243b是锥形的尖端为圆形的圆顶形状的结构体。设置在第一结构体 241a、241b上的像素电极层240a、240b是以覆盖第一结构体241a、241b侧面的方式形成并 且一部分与第一衬底200接触的例子。另一方面，设置在第一结构体243a、243b上的像素 电极层242a、242b是只形成在第一结构体243a、243b的侧面上方部分的例子。像这样，像 素电极层既可以为覆盖结构体侧面(整体或一部分)的形状，又可以具有不均匀的厚度以 及厚度分布。在此情况下，由于液晶层中像素电极层具有存在于第一共同电极层和第二共 同电极层之间的区域，所以可以在整个液晶层中形成像素电极层与第一共同电极层及第二 共同电极层的倾斜电场。因此，像素电极层至少在液晶的厚度方向上的该像素电极层的最 高的位置(像素电极层的上面)上配置于第一共同电极层和第二共同电极层之间。
作为形成液晶层208的方法，可以使用分配器法(滴落法)或在将第一衬底200 和第二衬底201贴合之后利用毛细现象来注入液晶的注入法。 液晶层208可以使用呈现蓝相的液晶材料。由于呈现蓝相的液晶材料的响应速度 快，为lmsec以下，可以进行高速响应，因此可以实现液晶显示装置的高性能化。
作为呈现蓝相的液晶材料包括液晶和手性试剂。手性试剂用来使液晶取向为螺旋 结构以呈现蓝相。例如，可以将混合有5重量％以上的手性试剂的液晶材料用于液晶层。
液晶使用热致液晶、低分子液晶、高分子液晶、铁电性液晶、反铁电性液晶等。
手性试剂使用与液晶的相溶性良好并且扭曲力(twisting power)强的材料。另 外，优选使用R体和S体中的一方，而不使用R体和S体的比例为50 : 50的外消旋体 (racemic body)。
上述液晶材料根据条件呈现胆甾相、胆甾蓝相、近晶相、近晶蓝相、立方相、手性向 列相、各向同性相等。 蓝相的胆甾蓝相及近晶蓝相呈现于具有螺距(helical pitch)为500nm以下的相 对较短的胆甾相或近晶相的液晶材料中。液晶材料的取向具有双重扭曲(double twist) 结构。由于具有可见光的波长以下的序列，因此液晶材料透明，通过施加电压改变取向序列 (alignmentorder)，从而产生光学调制作用。因为蓝相在光学上具有各向同性，所以没有视 角依赖性，不需要形成取向膜，因此可以实现显示图像质量的提高及成本的縮减。
另外，由于蓝相仅呈现于较窄的温度范围内，所以为了改善并扩大温度范围，优选 对液晶材料添加光固化树脂及光聚合引发剂并进行高分子稳定化处理。高分子稳定化处理 通过对包含液晶、手性试剂、光固化树脂、以及光聚合引发剂的液晶材料照射能使光固化树 脂及光聚合引发剂发生反应的波长的光来进行。该高分子稳定化处理既可以通过对呈现各 向同性相的液晶材料照射光而进行，又可以通过对由温度控制而呈现蓝相的液晶材料照射 光而进行。例如，在通过控制液晶层的温度并呈现有蓝相的状态下，对液晶层照射光来进行 高分子稳定化处理。但不局限于此，还可以通过在蓝相和各向同性相之间的相转变温度的 +10°C以内，优选在+5°C以内的呈现各向同性相的状态下，对液晶层照射光来进行高分子稳 定化处理。蓝相和各向同性相之间的相转变温度是指当升温时从蓝相转变到各向同性相的 温度、或者当降温时从各向同性相转变到蓝相的温度。作为高分子稳定化处理的一个例子， 可以将液晶层加热到其呈现各向同性相，然后逐渐降温到转变为蓝相，在保持呈现蓝相的 温度的状态下对其照射光。此外，还可以逐渐将液晶层加热到转变为各向同性相，然后在蓝 相和各向同性相之间的相转变温度的+10°C以内，优选在+5°C以内的状态(呈现各向同性 相的状态)下对其照射光。另外，当将紫外线固化树脂(UV固化树脂)用作液晶材料所包 含的光固化树脂时，对液晶层照射紫外线即可。另外，即使在不呈现蓝相的情况下，通过在 蓝相和各向同性相之间的相转变温度的+10°C以内，优选在+5°C以内的状态(呈现各向同 性相的状态)下照射光来进行高分子稳定化处理，可以获得1msec以下的较短的响应速度 而实现高速响应。 光固化树脂既可以使用如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯(methacrylate)等的单官能 团单体(monofunctional monomer)，又可以使用如二丙烯酸酯、三丙烯酸酯、二甲基丙烯酸 酯、三甲基丙烯酸酯等的多官能团单体(multifunctional monomer)，还可以使用上述物质 的混合。另外，光固化树脂也可以具有液晶性或非液晶性，或者两者兼具。光固化树脂只要 选择能够根据使用的光聚合引发剂的反应波长的光进行固化的树脂即可，典型地可以使用 紫外线固化树脂。 作为光聚合引发剂，可以使用由光的照射产生自由基的自由基聚合引发齐U、产生 酸的酸产生剂、以及产生碱的碱产生剂。 具体地，作为液晶材料可以使用JC-1041XX(日本智索公司(ChissoCorporation) 制造)与4-氰基-4'-戊基联苯的混合物，而作为手性试剂可以使用21^1-4572(默克 公司制造)，作为光固化树脂可以使用丙烯酸-2-乙基己酯(2-ethylhexyl acrylate)、 RM257(默克公司制造)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，作为光聚合引发剂可以使用2，2-二甲 氧基-2-苯基苯乙酮。 另外，虽然在图1A至图1C中未图示，但是适当地设置偏振片、相位差板、抗反射膜等的光学薄膜等。例如，也可以使用利用偏振片及相位差板的圆偏振。此外，也可以使用背 光灯等作为光源。 在本说明书中，当液晶显示装置是通过透过光源的光来进行显示的透过型的液晶 显示装置(或半透过型的液晶显示装置)时，需要至少在像素区中使光透过。因此，存在于 光透过的像素区中的第一衬底、第二衬底、绝缘膜、导电膜等的薄膜全部对可见光的波长区 的光具有透光性。 像素电极层、第一共同电极层、以及第二共同电极层优选具有透光性，但是由于具 有开口图案，所以也可以使用金属膜等的非透光性材料。 像素电极层、第一共同电极层、以及第二共同电极层可以使用铟锡氧化物(IT0)、 将氧化锌(Zn0)混合到氧化铟中的IZO(铟锌氧化物)、将氧化硅(Si02)混合到氧化铟中的 导电材料、有机铟、有机锡、含有氧化钨的铟氧化物、含有氧化钨的铟锌氧化物、含有氧化钛 的铟氧化物、含有氧化钛的铟锡氧化物、或者选自鸨(W)、钼(Mo)、锆(Zr)、铪(Hf)、钒(V)、 铌(Nb)、钽(Ta)、铬(Cr)、钴(Co)、镍(Ni)、钛(Ti)、钼(Pt)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)等的 金属、上述金属的合金、或上述金属的氮化物中的一种或多种来形成。 作为第一衬底200及第二衬底201可以使用如硼硅酸钡玻璃或硼硅酸铝玻璃等的 玻璃衬底、石英衬底或者塑料衬底等。 如上所述，可以提高使用呈现蓝相的液晶层的液晶显示装置的对比度。
实施方式2 在本说明书中公开的发明可以用于无源矩阵型的液晶显示装置和有源矩阵型的 液晶显示装置的双方。参照图2A和图2B、图8A至图8D、以及图18A和图18B说明有源矩 阵型的液晶显示装置的例子。 图2A是液晶显示装置的平面图，并且表示一个像素。图2B是沿着图2A的线X1-X2 的截面图。 在图2A中，多个源极布线层(包括布线层405a)以互相平行(在图中，在上下方 向上延伸)且互相分离的状态配置。多个栅极布线层(包括栅电极层401)配置为在与源 极布线层大致正交的方向(图中，左右方向)上延伸且彼此分离。电容布线层408配置在 与多个栅极布线层的每一个相邻的位置，并在大致平行于栅极布线层的方向，即，与源极布 线层大致正交的方向(图中，左右方向)上延伸。由源极布线层、电容布线层408及栅极布 线层围绕为大致矩形的空间，并且在该空间中隔着液晶层444配置有液晶显示装置的像素 电极层、第一共同布线层、以及第二共同电极层。驱动像素电极层的薄膜晶体管420配置在 图中的左上角。多个像素电极层及薄膜晶体管配置为矩阵状。 在图2A和图2B的液晶显示装置中，电连接到薄膜晶体管420的第一电极层447 用作像素电极层，第二电极层446用作第一共同电极层，并且第三电极层448用作第二共同 电极层。另外，由第一电极层447和电容布线层408形成电容器。第一共同电极层和第二 共同电极层虽然可以以浮动状态(电独立的状态)工作，但也可以设定为固定电位，优选为 共同电位(作为数据发送的图像信号的中间电位)附近的不发生闪烁(flicker)的电平。 另外，第一共同电极层和第二共同电极层优选为相同的电位。 像素电极层的第一电极层447形成在设置为从第一衬底441 (也称为元件衬底) 上的层间膜413的液晶层444 一侧的面突出到液晶层444中的第一结构体449上，并且像素电极层的第一 电极层447在液晶层444的膜厚度方向上配置在第一共同电极层的第二电 极层446和第二共同电极层的第三电极层448之间。此外，在图2A和图2B的截面图中，第 一电极层447与第二电极层446及第三电极层448设置为互相交错而不重叠。当第二电极 层446及第三电极层448至少在像素区域中具有相同的形状且配置为隔着液晶层444重叠 时，不会使像素的开口率降低，所以这是优选的。 第一电极层447、第二电极层446、以及第三电极层448不是平板形状，而具有各种 开口图案，包括弯曲部分或分叉的梳齿状。 只要第一电极层447配置在第二电极层446和第三电极层448之间，就也可以如 实施方式1所示那样在设置为突出到液晶层中的结构体上形成第二电极层446和第三电极 层448。 通过对具有开口图案且以夹着液晶的方式设置的第一电极层447与第二电极层 446及第三电极层448之间施加电场，倾斜方向(对衬底倾斜的方向)的电场施加到液晶层 444上，由此可以使用该电场控制液晶分子。另外，由于第一电极层447在液晶层444的膜 厚度方向上配置在第二电极层446和第三电极层448之间，所以可以对液晶施加第一电极 层447和第二电极层446之间的电场、以及第一电极层447和第三电极层448之间的电场， 而可以在整个液晶层444中形成电场。 因此，通过形成在整个液晶层444中的倾斜电场，可以使包括膜厚度方向在内的 整个液晶层中的液晶分子响应，从而白透过率得到提高。由此，还可以提高白透过率和黑透 过率(黑显示时的光透过率)的比例，即对比度。 结构体可以由使用绝缘材料(有机材料及无机材料)的绝缘体、以及使用导电材 料(有机材料及无机材料)的导电体形成。典型地，优选使用可见光固化树脂、紫外线固化 树脂、或热固化树脂。例如，可以使用丙烯酸树脂、环氧树脂、氨基树脂等。另外，还可以使 用导电树脂或金属材料形成。另外，结构体也可以采用多个薄膜的叠层结构。作为结构体 的形状，可以采用柱状、锥形的尖端为平面且其截面为梯形的形状、锥形的尖端为圆形的圆 顶形状等。此外，由于结构体只要是从衬底的液晶层一侧的面突出到液晶层中的部分即可， 因此，也可以将层间膜加工为其液晶层一侧的表面具有凹凸形状来形成突出的结构体。因 此，结构体也可以采用具有多个突出的凸部的连续膜。 结构体的形成方法没有特别的限制，可以根据其材料使用如蒸镀法、溅射法、CVD 法等的干式法，或如旋转涂敷、浸渍、喷涂、液滴喷射法(喷墨法)、纳米压印、各种印刷法 (丝网印刷、胶版印刷)等的湿式法，并根据需要通过蚀刻法(干蚀刻或湿蚀刻)加工成所 希望的图案。 如图2B那样，当形成有第一电极层447的结构体449是其端部具有曲率的锥形形 状时，第一电极层447的覆盖性得到提高，所以这是优选的。虽然在本实施方式中的第一电 极层447是与薄膜晶体管420的布线层405b接触且连续形成到结构体449上的例子，但是 也可以形成与布线层405b接触的电极层且隔着该电极层形成第一电极层447。
另外，在以覆盖薄膜晶体管的方式形成层间膜且在该层间膜上形成结构体的情况 下，也可以在通过蚀刻加工形成结构体之后，在层间膜中形成用来接触薄膜晶体管的接触 孔。另外，图2A和图2B示出在层间膜及成为结构体的绝缘膜中形成接触孔之后，对绝缘膜 进行蚀刻加工来形成结构体的例子。
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图8A至图8D示出第一电极层447、第二电极层446、以及第三电极层448的其他 例子。虽然在图中省略，但是在第一电极层447和第二电极层446之间夹持液晶层444，并 且第二共同电极层的第三电极层448配置为与第一共同电极层的第二电极层446对置。如 图8A至图8D的俯视图所示，第一电极层447a至447d和第二电极层446a至446d互相交 替地形成，在图8A中第一电极层447a及第二电极层446a为具有起伏的波浪形状，在图8B 中第一电极层447b及第二电极层446b为具有同心圆状的开口部的形状，在图8C中第一电 极层447c及第二电极层446c为梳齿状且一部分为彼此层叠的形状，在图8D中第一电极层 447d及第二电极层446d为梳齿状且电极为彼此啮合的形状。 另外，如图8A至图8C所示，当第一电极层447a、447b、447c与第三电极层448a、 448b、448c重叠时，在第一电极层447和第三电极层448之间形成绝缘膜，并在不同的膜上 形成第一电极层447和第三电极层448。 在图18A和图18B中的液晶显示装置中，如图18B的截面图所示，像素电极层的第 一电极层447和第二共同电极层的第三电极层448设置在不同的膜上(不同的层上)。
在图18A和图18B中，第二共同电极层的第三电极层448形成在层间膜413上，在 第三电极层448上层叠有绝缘膜416，并且在绝缘膜416上形成有像素电极层的第一 电极层 447。另外，在图18A和图18B中，由第一电极层和共同布线层形成电容。
薄膜晶体管420是反交错型薄膜晶体管，在具有绝缘表面的衬底的第一衬底441 上包括栅极电极层401、栅极绝缘层402、半导体层403、用作源区或漏区的n+层404a、404b 以及用作源电极层或漏电极层的布线层405a、405b。 n+层404a、404b是其电阻比半导体层 403低的半导体层。 以覆盖薄膜晶体管420的方式设置与半导体层403接触的绝缘膜407。在绝缘膜 407上设置层间膜413，在层间膜413上形成第一电极层447，并且隔着液晶层444形成第二 电极层446。 可以在液晶显示装置中设置用作彩色滤光层的着色层。彩色滤光层既可以设置在 第一衬底441和第二衬底442的外侧(与液晶层444相反一侧)，又可以设置在第一衬底 441和第二衬底442的内侧。 彩色滤光片在液晶显示装置进行全彩色显示的情况下使用呈现红色(R)、绿色 (G)、蓝色(B)的材料形成即可，在进行单色显示的情况下不设置着色层或者使用至少呈现 一种颜色的材料形成即可。另外，当在背光灯装置中配置RGB的发光二极管(LED)等，并且 采用通过时间分割进行彩色显示的继时加法混色法(field sequentialmethod :场序制方 法)时，有时不设置彩色滤光片。 图2A和图2B中的液晶显示装置是作为层间膜413使用用作彩色滤光层的彩色的 透光树脂层417的例子。 虽然当在对置衬底一侧设置彩色滤光层时，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有可能导致图像质量下降，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案的像素。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。 作为彩色的透光树脂，可以使用感光性或非感光性有机树脂。当使用感光性有机树脂层时，可以縮减抗蚀剂掩模数，从而简化工序，所以是优选的。另外由于形成在层间膜 中的接触孔也成为具有曲率的开口形状，所以也可以提高形成在接触孔中的电极层等的膜 的覆盖性。 彩色是指除了黑、灰、白等的无彩色之外的颜色，为了将着色层用作彩色滤光片， 使用只透过被着色的彩色的光的材料来形成着色层。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着色层 中透过的光在其彩色的光的波长中具有峰值。 因为使彩色的透光树脂层417用作着色层(彩色滤光片)，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膜厚度。当使用多个薄膜的叠 层形成层间膜413时，只要至少有一个层是彩色的透光树脂层，就可以起到作为彩色滤光 片的功能。 当根据彩色的颜色而彩色的透光树脂层的厚度不同或者具有起因于遮光层、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(即所谓的无色透明)的绝缘层， 以使层间膜表面平坦化。通过提高层间膜的平坦性，形成在其上的像素电极层或第二共同 电极层的覆盖性得到提高，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 晶显示装置的清晰度而实现高图像质量化。 对层间膜413(彩色的透光树脂层417)的形成方法没有特别的限制，可以根据其 材料使用旋转涂敷、浸渍、喷涂、液滴喷射法(喷墨法、丝网印刷、胶版印刷等)、刮刀、辊涂 机、幕涂机、刮刀涂布机等来形成。 在第一 电极层447及第三电极层448上设置有液晶层444，并且由形成有第二电极 层446的对置衬底的第二衬底442密封。 第一衬底441及第二衬底442是透光衬底，并且在它们的外侧(与液晶层444相 反一侧)分别设置有偏振片443a及443b。 使用图7A至图7D说明图2A和图2B所示的液晶显示装置的制造工序。图7A至 图7D是液晶显示装置的制造工序的截面图。另外，在图7A至图7D中省略所包括的像素电 极层、第一共同电极层、以及第二共同电极层。作为像素电极层、第一共同电极层、以及第二 共同电极层，可以使用图2A和图2B所示的结构，并且可以采用通过在液晶层中将结构体上 的像素电极层配置在第一共同电极层和第二共同电极层之间而产生的倾斜电场模式。
在图7A中，在元件衬底的第一衬底441上形成有元件层451，并且在元件层451上 形成有层间膜413。 层间膜413包括彩色的透光树脂层454a、454b、454c及遮光层455a、455b、455c、 455d，其中彩色的透光树脂层454a、454b、454c分别形成在遮光层455a与455b之间、455b 与455c之间、455c与455d之间。另外，在图7A至图7D中省略所包括的像素电极层、第一 共同电极层、以及第二电极层。 如图7B所示，将第一衬底441与对置衬底的第二衬底442以其之间夹着液晶层 458的方式用密封剂456a、456b固定。作为形成液晶层458的方法，可以使用分配器法(滴 落法)或在将第一衬底441和第二衬底442贴合之后利用毛细现象来注入液晶的注入法。
液晶层458可以使用呈现蓝相的液晶材料。液晶层458通过使用包含液晶、手性 试剂、光固化树脂以及光聚合引发剂的液晶材料形成。
作为密封剂456a、456b，通常优选使用可见光固化树脂、紫外线固化树脂或者热固 化树脂。典型地，可以使用丙烯酸树脂、环氧树脂或氨基树脂等。另外，密封剂456a、456b 还可以含有光(典型的是紫外线)聚合引发剂、热固化剂、填充物、耦合剂。
如图7C所示，对液晶层458照射光457进行高分子稳定化处理来形成液晶层444。 作为光457采用液晶层458所包含的光固化树脂及光聚合引发剂起反应的波长的光。通过 利用该光照射的高分子稳定化处理，可以改善并扩大液晶层444呈现蓝相的温度范围。
当使用如紫外线固化树脂等的光固化树脂作为密封剂并利用滴落法形成液晶层 时，还可以通过高分子稳定化处理的光照射工序进行密封剂的固化。 如图7A至图7D那样，当液晶显示装置采用将彩色滤光层和遮光层形成在元件衬 底上的结构时，由于由对置衬底一侧射入的光不会被彩色滤光层和遮光层吸收或遮断，所 以可以对整个液晶层进行均匀的照射。由此，可以防止因为光聚合的不均匀而引起的液晶 的取向混乱及由此带来的显示不均匀等。此外，也可以由遮光层进行薄膜晶体管的遮光，所 以可以防止在光照射中的电特性的缺陷。 如图7D所示，在第一衬底441的外侧(与液晶层444相反一侧)上设置偏振片 443a，而在第二衬底442的外侧(与液晶层444相反一侧)上设置偏振片443b。另外，除了 设置偏振片之外还可以设置相位差板、抗反射膜等的光学薄膜等。例如，可以使用利用偏振 片及相位差板的圆偏振。根据上述工序可以完成液晶显示装置。 另外，当使用大型的衬底制造多个液晶显示装置(即，将一个衬底分割成多个面 板)时，可以在进行高分子稳定化处理之前或者在设置偏振片之前进行分割步骤。考虑到 分割步骤对液晶层的影响(由于进行分割步骤时的施力等而引起的取向混乱等)，优选在 进行完第一衬底和第二衬底的贴合之后且在进行高分子稳定化处理之前进行分割步骤。
虽然未图示，但是可以使用背光灯、侧光灯等作为光源。光源以从元件衬底的第一 衬底441 一侧向可视侧的第二衬底442透过的方式进行照射。 作为第一电极层447、第二电极层446、以及第三电极层448，可以使用具有透光性 的导电材料诸如包含氧化钨的铟氧化物、包含氧化钨的铟锌氧化物、包含氧化钛的铟氧化 物、包含氧化钛的铟锡氧化物、铟锡氧化物(下面表示为ITO)、铟锌氧化物、添加有氧化硅 的铟锡氧化物等。 此外，第一电极层447、第二电极层446、以及第三电极层448可以使用选自钨(W)、 钼(Mo)、锆(Zr)、铪(Hf)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、铬(Cr)、钴(Co)、镍(Ni)、钛(Ti)、铂 (Pt)、铝(Al)、铜(Cu)、以及银(Ag)等的金属、或上述金属的合金、或上述金属的氮化物中 的一种或多种来形成。 此外，第一电极层447、第二电极层446、以及第三电极层448可以使用包含导电高 分子(也称为导电聚合物)的导电混合物形成。使用导电混合物形成的像素电极的表面电 阻优选为10000 Q / 口以下，并且其波长为550nm时的透光率优选为70%以上。另外，导电 混合物所包含的导电高分子的电阻率优选为0. 1 Q cm以下。 作为导电高分子，可以使用所谓的Ji电子共轭类导电高分子。例如，可以举出聚 苯胺或其衍生物、聚吡咯或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、或者上述材料中的两种以上的共 聚物等。 还可以将成为基底膜的绝缘膜设置在第一衬底441和栅电极层401之间。基底膜具有防止杂质元素从第一衬底441扩散的作用，可以由选自氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅 膜、或氧氮化硅膜中的一种或多种膜的叠层结构来形成。栅电极层401可以通过使用钼、 钛、铬、钽、钨、铝、铜、钕、钪等的金属材料或以这些金属材料为主要成分的合金材料的单层 或叠层来形成。通过将具有遮光性的导电膜用于栅电极层401，可以防止来自背光灯的光 (从第一衬底441入射的光)入射到半导体层403。 例如，作为栅电极层401的两层叠层结构，优选采用在铝层上层叠钼层的两层叠 层结构；在铜层上层叠钼层的两层结构；在铜层上层叠氮化钛层或氮化钽层的两层结构； 或者层叠氮化钛层和钼层的两层结构。作为三层叠层结构，优选采用层叠钨层或氮化钨层、 铝和硅的合金或铝和钛的合金层、以及氮化钛层或钛层的叠层结构。 可以通过利用等离子体CVD法或溅射法等并使用氧化硅层、氮化硅层、氧氮化硅 层或氮氧化硅层的单层或叠层来形成栅极绝缘层402。另外，作为栅极绝缘层402，还可以 通过使用有机硅烷气体的CVD法形成氧化硅层。作为有机硅烷气体，可以使用含有硅的化 合物，如四乙氧基硅烷(TEOS :化学式为Si(0CA)4)、四甲基硅烷(TMS :化学式为Si (CH3) 4)、 四甲基环四硅氧烷(TMCTS)、八甲基环四硅氧烷(OMCTS)、六甲基二硅氮烷(HMDS)、三乙氧 基硅烷(SiH(0C2H丄)、三(二甲氨基)硅烷(SiH(N(CH3)2)3)等。 在半导体层、n+层、布线层的制造工序中，采用蚀刻工序以将薄膜加工成所希望的 形状。作为蚀刻工序，可以使用干蚀刻或湿蚀刻。 作为用于干蚀刻的蚀刻装置，可以采用使用反应离子刻蚀法(RIE法)的蚀刻装 置、使用ECR(电子回旋共振)或ICP(感应耦合等离子体)等高密度等离子体源的干蚀刻 装置。另外，作为与ICP蚀刻装置相比，容易获得在较广的面积上的均匀的放电的干蚀刻装 置，可以举出ECCP(增大电容耦合等离子体)模式的蚀刻装置，在该蚀刻装置中，使上部电 极接地，将13. 56MHz的高频电源连接到下部电极，并将3. 2MHz的低频电源连接到下部电 极。若采用该ECCP模式的蚀刻装置，就也可以对应例如使用第十代的超过3m尺寸的衬底 作为衬底的情况。 适当地调节蚀刻条件(施加到线圈型电极的电量、施加到衬底一侧的电极的电 量、衬底一侧的电极温度等)，以蚀刻成所希望的加工形状。 根据材料而适当地调节蚀刻条件(蚀刻液、蚀刻时间、温度等)，以蚀刻成所希望 的加工形状。 作为布线层405a、405b的材料，可以举出选自Al、Cr、Ta、Ti、Mo、W中的元素、或以 上述元素为成分的合金、或组合上述元素的合金等。另外，在进行热处理的情况下，优选使 导电膜具有承受该热处理的耐热性。例如，当仅采用Al单质时有耐热性很低并容易腐蚀等 问题，所以将A1与耐热导电材料组合来形成。作为与Al组合的耐热导电材料，使用选自钛 (Ti)、钽(Ta)、钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钕(Nd)、钪(Sc)中的元素、或以上述元素为成分的 合金、或组合上述元素的合金或者以上述元素为成分的氮化物。 可以在不接触于大气的情况下连续地形成栅极绝缘层402、半导体层403、 n+层 404a、404b以及布线层405a、405b。通过不接触于大气地连续进行成膜，可以在不被大气成 分或浮游在大气中的污染杂质元素污染的状态下形成各叠层界面，因此，可以降低薄膜晶 体管的特性的不均匀性。 另外，半导体层403仅被部分性地蚀刻，并具有槽部(凹部)。
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覆盖薄膜晶体管420的绝缘膜407可以使用利用干式法或湿式法形成的无机绝缘 膜或有机绝缘膜。例如，可以使用利用CVD法或溅射法等形成的氮化硅膜、氧化硅膜、氧氮 化硅膜、氧化铝膜、氧化钽膜等。另外，可以使用如聚酰亚胺、丙烯酸、苯并环丁烯、聚酰胺或 环氧等有机材料。另外，除了使用上述有机材料之外，还可以使用低介电常数材料(low-k 材料)、硅氧烷类树脂、PSG (磷硅玻璃)、BPSG (硼磷硅玻璃)等。 另外，硅氧烷类树脂相当于以硅氧烷类材料为起始材料而形成的包含Si-O-Si键 的树脂。硅氧烷类树脂还可以使用有机基(例如烷基或芳基)或氟基作为取代基。此外， 有机基也可以包括氟基团。硅氧烷类树脂通过涂敷法形成膜并通过焙烧而可以用作绝缘膜 407。 另外，还可以通过层叠多个由这些材料形成的绝缘膜来形成绝缘膜407。例如，还 可以采用在无机绝缘膜上层叠有机树脂膜的结构。 另外，通过使用由多级灰度掩模形成的具有多种(典型的是两种)厚度的区域的 抗蚀剂掩模，可以縮减抗蚀剂掩模数，因而可以谋求工序的简化及低成本化。
如上所述，可以提高使用呈现蓝相的液晶层的液晶显示装置的对比度。
实施方式3 图4A和图4B示出在实施方式2中将彩色滤光片设置在夹持液晶层的衬底的外侧 的例子。另外，与实施方式1及实施方式2相同的部分可以使用相同的材料及制造方法，而 省略对同一部分或具有同样的功能的部分的详细说明。 图4A为液晶显示装置的平面图并表示一个像素。图4B是沿着图4A的线X1-X2 的截面图。 在图4A的平面图中，与实施方式2同样，多个源极布线层(包括布线层405a)以 互相平行(在图中，在上下方向上延伸)且互相分离的状态配置。多个栅极布线层(包括 栅电极层401)配置为在与源极布线层大致正交的方向(图中，左右方向)上延伸且彼此分 离。电容布线层408配置在与多个栅极布线层的每一个相邻的位置，并在大致平行于栅极 布线层的方向，即，与源极布线层大致正交的方向(图中，左右方向)上延伸。由源极布线 层、电容布线层408及栅极布线层围绕为大致矩形的空间，并且在该空间中隔着液晶层444 配置有液晶显示装置的像素电极层、第一共同电极层以及第二共同电极层。驱动像素电极 层的薄膜晶体管420配置在图中的左上角。多个像素电极层及薄膜晶体管配置为矩阵状。
图4A和图4B示出如下例子以覆盖薄膜晶体管420的方式形成层间膜413，当在 层间膜413上形成结构体449时通过蚀刻加工形成结构体449，然后在层间膜413中以开口 方式形成用来将在之后形成的第一电极447连接薄膜晶体管420的接触孔。像素电极层的 第一电极层447以覆盖形成在层间膜413的接触孔及结构体449的方式连续形成。
在图4A和图4B的液晶显示装置中，彩色滤光片450设置在第二衬底442和偏振 片443b之间。像这样，也可以在夹持液晶层444的第一衬底441和第二衬底442的外侧设 置彩色滤光片450。 图17A至图17D示出图4A和图4B的液晶显示装置的制造工序。 另外，在图17A至图17D中省略所包括的像素电极层、第一共同电极层、以及第二
共同电极层。作为像素电极层、第一共同电极层、以及第二共同电极层，可以使用实施方式1
及实施方式2所示的结构，并且可以采用通过在液晶层中将以突出的方式设置的结构体上的像素电极层配置在第一共同电极层和第二共同电极层之间而产生的倾斜电场模式。
如图17A所示，将第一衬底441与对置衬底的第二衬底442以其之间夹着液晶层458的方式用密封剂456a、456b固定。作为形成液晶层458的方法，可以使用分配器法(滴落法)或在将第一衬底441与第二衬底442贴合之后利用毛细现象来注入液晶的注入法。
液晶层458可以使用呈现蓝相的液晶材料。液晶层458通过使用包含液晶、手性试剂、光固化树脂以及光聚合引发剂的液晶材料形成。 如图17B所示，对液晶层458照射光457进行高分子稳定化处理来形成液晶层444。作为光457采用液晶层458所包含的光固化树脂以及光聚合引发剂起反应的波长的光。通过利用该光照射的高分子稳定化处理，可以改善并扩大液晶层458呈现蓝相的温度范围。 当使用如紫外线固化树脂等的光固化树脂作为密封剂并利用滴落法形成液晶层时，还可以通过高分子稳定化处理的光照射工序进行密封剂的固化。 如图17C所示那样，在可视侧的第二衬底442—侧设置彩色滤光片450。彩色滤光片450具有如下结构在一对衬底459a和衬底459b之间包括用作彩色滤光层的彩色的透光树脂层454a、454b、454c及用作黑矩阵层的遮光层455a、455b、455c、455d，并且彩色的透光树脂层454a、454b、454c分别形成在遮光层455a与455b之间、455b与455c之间、455c与455d之间。 如图17D所示，在第一衬底441的外侧(与液晶层444相反一侧)上设置偏振片443a，而在彩色滤光片450的外侧(与液晶层444相反一侧)上设置偏振片443b。另外，除了设置偏振片之外还可以设置相位差板、抗反射膜等的光学薄膜等。例如，可以使用利用偏振片及相位差板的圆偏振。根据上述工序可以完成液晶显示装置。 另外，当使用大型的衬底制造多个液晶显示装置(即，将一个衬底分割成多个面板)时，可以在进行高分子稳定化处理之前或者在设置偏振片之前进行分割步骤。考虑到分割步骤对液晶层的影响(由于进行分割步骤时的施力等而引起的取向混乱等)，优选在进行完第一衬底与第二衬底的贴合之后且在进行高分子稳定化处理之前进行分割步骤。
虽然未图示，但是可以使用背光灯、侧光灯等作为光源。光源以从元件衬底的第一衬底441 一侧向可视侧的第二衬底442透过的方式进行照射。 通过使设置在形成为突出到液晶层中的结构体上且在液晶层中配置于第一共同电极层和第二共同电极层之间的像素电极层与设置于第二衬底上的第一共同电极层及设置于第一衬底上的第二共同电极层之间分别形成倾斜电场，可以在整个液晶层中形成倾斜电场。 因此，可以使包括膜厚度方向在内的整个液晶层中的液晶分子响应，从而白透过
率得到提高。由此，还可以提高白透过率和黑透过率的比例，即对比度。 如上所述，可以提高使用呈现蓝相的液晶层的液晶显示装置的对比度。 实施方式4 参照图5A和图5B对具有遮光层(黑矩阵)的液晶显示装置进行说明。 图5A和图5B所示的液晶显示装置是在实施方式2的图2A和图2B所示的液晶显
示装置中，在对置衬底的第二衬底442 —侧还形成遮光层414的例子。所以，与实施方式2
相同的部分可以使用相同的材料以及制造方法，而省略对同一部分或具有同样的功能的部分的详细说明。 图5A是液晶显示装置的平面图，图5B是沿着图5A的线Xl-X2的截面图。另夕卜，
在图5A的平面图中仅对元件衬底一侧进行图示，而省略了对置衬底一侧的记载。 在第二衬底442的液晶层444 一侧形成有遮光层414及作为平坦化膜的绝缘层
415。遮光层414优选形成在隔着液晶层444对应于薄膜晶体管420的区域(与薄膜晶体
管的半导体层重叠的区域)上。以遮光层414配置为覆盖薄膜晶体管420的至少半导体层
403上方的方式，将第一衬底441和第二衬底442以夹着液晶层444的方式固定。 遮光层414使用对光进行反射或吸收的具有遮光性的材料。例如，可以使用黑色
的有机树脂，将颜料类的黑色树脂、碳黑、钛黑等混合到感光性或非感光性的聚酰亚胺等的
树脂材料中形成即可。另外，还可以使用遮光性的金属膜，例如可以使用如铬、钼、镍、钛、
钴、铜、钨或铝等。 对遮光层414的形成方法没有特别的限制，可以根据其材料使用如蒸镀法、溅射法、CVD法等的干式法、或如旋转涂敷、浸渍、喷涂、液滴喷射法(喷墨法、丝网印刷、胶版印刷等)等的湿式法，并根据需要通过蚀刻法(干蚀刻或湿蚀刻)加工成所希望的图案。
绝缘层415也可以通过使用丙烯酸或聚酰亚胺等的有机树脂等并利用旋涂或各种印刷法等的涂敷法来形成。 如此，通过在对置衬底一侧还设置遮光层414，可以进一步提高对比度以及提高薄
膜晶体管的稳定性。由于遮光层414可以遮断向薄膜晶体管420的半导体层403的光的入
射，从而防止由于半导体的光感度而引起的薄膜晶体管420的电特性的变动而使其电特性
更稳定。另外，由于遮光层414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。 通过使设置在形成为突出到液晶层中的结构体上且在液晶层中配置于第一共同
电极层和第二共同电极层之间的像素电极层与设置于第二衬底上的第一共同电极层及设
置于第一衬底上的第二共同电极层之间分别形成倾斜电场，可以在整个液晶层中形成倾斜电场。 因此，可以使包括膜厚度方向在内的整个液晶层中的液晶分子响应，从而白透过
率得到提高。由此，还可以提高白透过率和黑透过率的比例，即对比度。 如上所述，可以提高使用呈现蓝相的液晶层的液晶显示装置的对比度。 本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。 实施方式5 参照图6A和图6B对具有遮光层(黑矩阵)的液晶显示装置进行说明。 图6A和图6B所示的液晶显示装置是在实施方式2的图2A和图2B所示的液晶显
示装置中在元件衬底的第一衬底441 一侧形成遮光层414作为层间膜413的一部分的例
子。所以，与实施方式2相同的部分可以使用相同的材料以及制造方法，而省略对同一部分
或具有同样的功能的部分的详细说明。 图6A是液晶显示装置的平面图，图6B是沿着图6A的线Xl-X2的截面图。
层间膜413包括遮光层414以及彩色的透光树脂层417。遮光层414设置在元件衬底的第一衬底441 一侧，并隔着绝缘膜407形成在薄膜晶体管420上(至少在覆盖薄膜晶体管的半导体层的区域)，而用作半导体层的遮光层。另一方面，彩色的透光树脂层417
21形成在与第一电极层447、第二电极层446、以及第三电极层448重叠的区域中，而用作彩色滤光层。在图6B的液晶显示装置中，第三电极层448的一部分形成在遮光层414上，并在其上设置有液晶层444。 由于遮光层414用作层间膜，所以优选使用黑色的有机树脂。例如，将颜料类的黑色树脂、碳黑、钛黑等混合到感光性或非感光性的聚酰亚胺等的树脂材料中形成即可。至于遮光层414的形成方法，可以根据其材料使用如旋转涂敷、浸渍、喷涂、液滴喷射法(喷墨法、丝网印刷、胶版印刷等)等的湿式法，并根据需要通过蚀刻法(干蚀刻或湿蚀刻)加工成所希望的图案。 如此，通过设置遮光层414，遮光层414可以遮断向薄膜晶体管420的半导体层
403的光的入射而不降低像素的开口率，从而可以防止薄膜晶体管420的电特性的变动而
使其电特性更稳定。另外，由于遮光层414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。 另外，彩色的透光树脂层417还可以用作彩色滤光层。虽然当在对置衬底一侧设
置彩色滤光层时，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，但是通过将包括在层间膜中的彩色的透光树脂层417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案的像素。
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。 通过使设置在形成为突出到液晶层中的结构体上且在液晶层中配置于第一共同电极层和第二共同电极层之间的像素电极层与设置于第二衬底上的第一共同电极层及设置于第一衬底上的第二共同电极层之间分别形成倾斜电场，可以在整个液晶层中形成倾斜电场。 因此，可以使包括膜厚度方向在内的整个液晶层中的液晶分子响应，从而白透过
率得到提高。由此，还可以提高白透过率和黑透过率的比例，即对比度。 如上所述，可以提高使用呈现蓝相的液晶层的液晶显示装置的对比度。 本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。 实施方式6 本实施方式示出实施方式1至实施方式5中可以用于液晶显示装置的薄膜晶体管的其他的例子。另外，与实施方式2至实施方式5相同的部分可以使用相同的材料以及制造方法，而省略对同一部分或具有同样的功能的部分的详细说明。 图IOA和图10B示出具有源电极层及漏电极层与半导体层不隔着n+层地接触的结构的薄膜晶体管的液晶显示装置的例子。 图IOA是液晶显示装置的平面图且表示一个像素。图IOB是沿着图10A的线V1-V2的截面图。 在图10A的平面图中，与实施方式2同样，多个源极布线层(包括布线层405a)以互相平行(在图中，在上下方向上延伸)且互相分离的状态配置。多个栅极布线层(包括栅电极层401)配置为在与源极布线层大致正交的方向(图中，左右方向)上延伸且彼此分离。电容布线层408配置在与多个栅极布线层的每一个相邻的位置，并在大致平行于栅极布线层的方向，即，与源极布线层大致正交的方向(图中，左右方向)上延伸。由源极布线
22层、电容布线层408及栅极布线层围绕为大致矩形的空间，并且在该空间中配置有液晶显 示装置的像素电极层、第一共同布线层以及第二共同电极层。驱动像素电极层的薄膜晶体 管422配置在图中的左上角。多个像素电极层及薄膜晶体管配置为矩阵状。
设置有薄膜晶体管422、彩色的透光树脂层的层间膜413、以及第一电极层447的 第一衬底441与设置有第二电极层446的第二衬底442以中间夹着液晶层444的方式固定。
薄膜晶体管422具有以下结构用作源电极层及漏电极层的布线层405a、405b与 半导体层403不隔着n+层地接触。 通过使设置在形成为突出到液晶层中的结构体上且在液晶层中配置于第一共同 电极层和第二共同电极层之间的像素电极层与设置于第二衬底上的第一共同电极层及设 置于第一衬底上的第二共同电极层之间分别形成倾斜电场，可以在整个液晶层中形成倾斜 电场。 因此，可以使包括膜厚度方向在内的整个液晶层中的液晶分子响应，从而白透过
率得到提高。因此，还可以提高白透过率和黑透过率的比例，即对比度。 如上所述，可以提高使用呈现蓝相的液晶层的液晶显示装置的对比度。 本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。 实施方式7 参照图9A和图9B对实施方式1至实施方式5中可以用于液晶显示装置的薄膜晶 体管的其他例子进行说明。 图9A是液晶显示装置的平面图且表示一个像素。图9B是沿着图9A的线Z1-Z2 的截面图。 在图9A的平面图中，与实施方式2同样，多个源极布线层(包括布线层405a)以 互相平行(在图中，在上下方向上延伸)且互相分离的状态配置。多个栅极布线层(包括 栅电极层401)配置为在与源极布线层大致正交的方向(图中，左右方向)上延伸且彼此分 离。电容布线层408配置在与多个栅极布线层的每一个相邻的位置，并在大致平行于栅极 布线层的方向，即，与源极布线层大致正交的方向(图中，左右方向)上延伸。由源极布线 层、电容布线层408及栅极布线层围绕为大致矩形的空间，并且在该空间中配置有液晶显 示装置的像素电极层、第一共同布线层以及第二共同电极层。驱动像素电极层的薄膜晶体 管421配置在图中的左上角。多个像素电极层及薄膜晶体管配置为矩阵状。
设置有薄膜晶体管421、彩色的透光树脂层的层间膜413、以及第一电极层447的 第一衬底441与设置有第二电极层446的第二衬底442以中间夹着液晶层444的方式固定。
薄膜晶体管421为底栅型的薄膜晶体管，并且在具有绝缘表面的衬底的第一衬底 441上包括栅电极层401、栅极绝缘层402、用作源电极层或漏电极层的布线层405a、405b、 用作源区或漏区的n+层404a、404b、以及半导体层403。另外，覆盖薄膜晶体管421地设置 有与半导体层403接触的绝缘膜407。 另外，也可以采用将n+层404a、404b设置在栅极绝缘层402与布线层405a、405b 之间的结构。此外，也可以采用将n+层404a、404b设置在栅极绝缘层和布线层之间以及在 布线层和半导体层之间的双方的结构。 在薄膜晶体管421中，在包括薄膜晶体管421的所有区域中都存在栅极绝缘层 402，并且在栅极绝缘层402和具有绝缘表面的衬底的第一衬底441之间设置有栅电极层401。在栅极绝缘层402上设置有布线层405a、405b及n+层404a、404b。并且，在栅极绝缘 层402、布线层405a、405b、以及n+层404a、404b上设置有半导体层403。另外，虽然未图示， 但是在栅极绝缘层402上，除了布线层405a、405b之外还具有布线层，并且该布线层延伸到 半导体层403的外围部的外侧。 通过使设置在形成为突出到液晶层中的结构体上且在液晶层中配置于第一共同 电极层和第二共同电极层之间的像素电极层与设置于第二衬底上的第一共同电极层及设 置于第一衬底上的第二共同电极层之间分别形成倾斜电场，可以在整个液晶层中形成倾斜 电场。 因此，可以使包括膜厚度方向在内的整个液晶层中的液晶分子响应，从而白透过
率得到提高。因此，还可以提高白透过率和黑透过率的比例，即对比度。 如上所述，可以提高使用呈现蓝相的液晶层的液晶显示装置的对比度。 本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。 实施方式8 本实施方式示出实施方式2至实施方式5中可以用于液晶显示装置的薄膜晶体管 的其他例子。另外，与实施方式2至实施方式5相同的部分可以使用相同的材料以及制造 方法，而省略对同一部分或具有同样的功能的部分的详细说明。 图IIA和图11B示出具有源电极层及漏电极层与半导体层不隔着n+层地接触的 结构的薄膜晶体管的液晶显示装置的例子。 图IIA是液晶显示装置的平面图且表示一个像素。图IIB是沿着图11A的线Y1-Y2 的截面图。 在图11A的平面图中，与实施方式2同样，多个源极布线层(包括布线层405a)以 互相平行(在图中，在上下方向上延伸)且互相分离的状态配置。多个栅极布线层(包括 栅电极层401)配置为在与源极布线层大致正交的方向(图中，左右方向)上延伸且彼此分 离。电容布线层408配置在与多个栅极布线层的每一个相邻的位置，并在大致平行于栅极 布线层的方向，即，与源极布线层大致正交的方向(图中，左右方向)上延伸。由源极布线 层、电容布线层408及栅极布线层围绕为大致矩形的空间，并且在该空间中配置有液晶显 示装置的像素电极层、第一共同布线层以及第二共同电极层。驱动像素电极层的薄膜晶体 管423配置在图中的左上角。多个像素电极层及薄膜晶体管配置为矩阵状。
设置有薄膜晶体管423、彩色的透光树脂层的层间膜413、以及第一电极层447的 第一衬底441与设置有第二电极层446的第二衬底442以中间夹着液晶层444的方式固定。
至于薄膜晶体管423，在包括薄膜晶体管423的所有区域中都存在栅极绝缘层 402，并且在栅极绝缘层402和具有绝缘表面的衬底的第一衬底441之间设置有栅电极层 401。在栅极绝缘层402上设置有布线层405a、405b。并且，在栅极绝缘层402、布线层405a、 405b上设置有半导体层403。另外，虽然未图示，但是在栅极绝缘层402上，除了布线层 405a、405b之外还具有布线层，并且该布线层延伸到半导体层403的外围部的外侧。
通过使设置在形成为突出到液晶层中的结构体上且在液晶层中配置于第一共同 电极层和第二共同电极层之间的像素电极层与设置于第二衬底上的第一共同电极层及设 置于第一衬底上的第二共同电极层之间分别形成倾斜电场，可以在整个液晶层中形成倾斜 电场。
因此，可以使包括膜厚度方向在内的整个液晶层中的液晶分子响应，从而白透过
率得到提高。由此，还可以提高白透过率和黑透过率的比例，即对比度。 如上所述，可以提高使用呈现蓝相的液晶层的液晶显示装置的对比度。 本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。 实施方式9 本实施方式示出在上述实施方式1至实施方式8中可以用于薄膜晶体管的半导体 层的材料的例子。用于本说明书公开的液晶显示装置所具有的薄膜晶体管的半导体层的半 导体材料没有特别的限制。 作为形成半导体元件所具有的半导体层的材料，可以使用如下半导体通过气相 成长法或溅射法使用以硅烷及锗烷为代表的半导体材料气体来制造的非晶(下面，也称为 "AS")半导体；利用光能或热能来使该非晶半导体晶化的多晶半导体；或者微晶(也称为 半非晶或微结晶。下面，也称为"SAS")半导体等。可以通过溅射法、LPCVD法或等离子体 CVD法等形成半导体层。 在考虑到吉布斯自由能时，微晶半导体膜属于位于非晶和单晶的中间的准稳定状 态。就是说，微晶半导体膜是具有自由能方面稳定的第三状态的半导体并具有短程序列及 晶格应变。柱状或针状结晶在相对于衬底表面的法线方向上成长。微晶半导体的典型例子 的微晶硅的拉曼光谱转移到比表示单晶硅的520cm—H氏的波数一侧。S卩，微晶硅的拉曼光谱 的峰值位于表示单晶硅的520cm—1和表示非晶硅的480cm—1之间。此外，包含至少1原子％ 或其以上的氢或卤素，以饱和悬空键(dangling bond)。再者，通过使微晶半导体膜包含氦、 氩、氪、氖等的稀有气体元素而进一步促进晶格应变，可以获得稳定性提高的优质的微晶半 导体膜。 该微晶半导体膜可以使用频率为几十MHz至几百MHz的高频等离子体CVD装置或 频率为lGHz以上的微波等离子体CVD装置形成。例如，可以使用氢稀释SiH4、SiA、S叫C^、 SiHCl3、SiCl4、SiF4等的氢化硅来形成微晶半导体膜。在氢化硅及氢的基础上，还可以使用 选自氦、氩、氪、氖中的一种或多种稀有气体元素来稀释，以形成微晶半导体膜。将氢的流量 比设定为此时的氢化硅的流量的5倍以上200倍以下，优选设定为50倍以上150倍以下， 更优选设定为100倍。 作为非晶半导体，例如可举出氢化非晶硅等。作为结晶半导体，例如可举出多晶硅 等。多晶硅包括如下多晶硅以通过80(TC以上的工艺温度形成的多晶硅为主要材料的所 谓的高温多晶硅；以通过60(TC以下的工艺温度形成的多晶硅为主要材料的所谓的低温多 晶硅；以及使用促进晶化的元素等使非晶硅晶化的多晶硅等。当然，如上所述，也可以使用 微晶半导体或在半导体层的一部分中包括结晶相的半导体。 另外，作为半导体层的材料，除了硅(Si)、锗(Ge)等的单体之外，还可以使用化合 物半导体如GaAs、 InP、 SiC、 ZnSe、 GaN、 SiGe等。 在将结晶半导体膜用作半导体层的情况下，作为该结晶半导体膜的制造方法可以 采用各种方法(激光晶化法、热晶化法、或使用促进晶化的元素如镍等的热晶化法等)。此 外，也可以对作为SAS的微晶半导体进行激光照射来晶化，以提高其晶性。当不引入促进晶 化的元素时，在将激光照射到非晶硅膜之前，该非晶硅膜在氮气氛下以50(TC被加热一个小 时，以使非晶硅膜中所包含的氢浓度被释放变成lX10,toms/cm3以下。这是因为如下缘故当对包含大量氢的非晶硅膜进行激光照射时，非晶硅膜会被破坏。 对于将金属元素引入到非晶半导体膜的方法没有特别的限制，只要能在非晶半导 体膜的表面或其内部提供该金属元素即可，例如，可以使用溅射法、CVD法、等离子体处理法 (也包括等离子体CVD法)、吸收法、涂敷金属盐溶液的方法等。在上述方法中，使用溶液的 方法较为简便并有易于调节金属元素浓度的优点。此外，为了改善非晶半导体膜表面的润 湿性并使水溶液扩散到非晶半导体膜的整个表面上，优选通过在氧气氛中的UV光照射、热
氧化法、使用包含羟自由基的臭氧水或过氧化氢溶液的处理等而形成氧化膜。
此外，在使非晶半导体膜晶化来形成结晶半导体膜的晶化工序中，也可以向非晶 半导体膜添加促进晶化的元素(也表示为催化剂元素或金属元素)并进行热处理(以 55(TC至75(TC进行3分钟至24小时)，以进行晶化。作为促进晶化的元素，可以使用选自 铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(0s)、铱(Ir)、钼(Pt)、铜(Cu)、以 及金(Au)中的一种或多种。 为了去除或减轻结晶半导体膜中的促进晶化的元素，以与结晶半导体膜接触的方 式形成包含杂质元素的半导体膜，并且将该半导体膜用作吸杂部分(gettering sink)。作 为杂质元素，可使用赋予n型的杂质元素、赋予p型的杂质元素、稀有气体元素等，例如，可 以使用选自磷(P)、氮(N)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、硼(B)、氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪 (Kr)、氙(Xe)中的一种或多种。在包含促进晶化的元素的结晶半导体膜上形成包含稀有气 体元素的半导体膜，并进行热处理(以55(TC至75(TC进行3分钟至24小时)。包含在结晶 半导体膜中的促进晶化的元素移动到包含稀有气体元素的半导体膜中，以去除或减轻结晶 半导体膜中的促进晶化的元素。然后，去除成为吸杂装置的包含稀有气体元素的半导体膜。
作为非晶半导体膜的晶化，既可以组合利用热处理和激光照射的晶化，又可以分 别进行多次的热处理或激光照射。 此外，可以通过等离子体法直接在衬底上形成结晶半导体膜。另外，也可以通过等 离子体法在衬底上选择性地形成结晶半导体膜。 另外，可以将氧化物半导体用于半导体层。例如，可以使用氧化锌(Zn0)、氧化锡 (Sn02)等。在将ZnO用于半导体层的情况下，优选使用L03、A1^3、Ti(^、这些的叠层等作为 栅极绝缘层，并且，优选使用ITO、Au、Ti等作为栅电极层、源电极层、漏电极层。此外，也可 以对ZnO添加In、Ga等。 作为氧化物半导体，可以使用以InM03(ZnO)m(m > 0)表示的薄膜。另外，M表示选 自镓(Ga)、铁(Fe)、镍(Ni)、锰(Mn)及钴(Co)中的一种金属元素或多种金属元素。例如，除 了有M是Ga的情况以外，还有M包含Ga和Ni或者Ga和Fe等包含Ga以外的上述金属元素 的情况。另外，在上述氧化物半导体中，除了包含作为M的金属元素之外，有时还包含作为 杂质元素的Fe、Ni以及其他过渡金属或该过渡金属的氧化物。例如，可以使用In-Ga-Zn-0 类非单晶膜作为氧化物半导体层。 作为氧化物半导体层(InM03(ZnO)m(m > 0)膜)，也可以使用M是其他金属元素的 InM03(ZnO)m(m > 0)膜而代替In-Ga-Zn-O类非单晶膜。 当使用蓝相的液晶材料时，由于不需要对取向膜进行摩擦处理，因此可以防止由 于摩擦处理而引起的静电放电(electrostatic dischargedamage)，并可以降低制造工序 中的液晶显示装置的不良及破损。从而，可以提高液晶显示装置的生产率。尤其是使用氧
26化物半导体层的薄膜晶体管具有以下忧虑由于静电的影响导致薄膜晶体管的电特性大幅
变动而超过设计范围。由此，将蓝相的液晶材料用于具有使用氧化物半导体层的薄膜晶体 管的液晶显示装置中更为有效。 本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。
实施方式IO 在本说明书中公开的发明可以用于无源矩阵型的液晶显示装置和有源矩阵型的 液晶显示装置的双方。参照图3A和图3B说明无源矩阵型的液晶显示装置的例子。图3A 示出液晶显示装置的俯视图，并且图3B示出沿着图3A的线A-B的截面图。另外，虽然在图 3A中省略液晶层1703、对置衬底的衬底1710、偏振片1714a及1714b等而未对其进行图示， 但是如图3B所示分别对其进行了设置。 图3A和图3B示出设置有偏振片1714a的衬底1700和设置有偏振片1714b的衬 底1710以夹持使用呈现蓝相的液晶材料的液晶层1703的方式而对置地配置的液晶显示装 置。在衬底1700和液晶层1703之间设置有结构体1707a、 1707b、 1707c、像素电极层1701a、 1701b、 1701c、以及第二共同电极层1706a、 1706b、 1706c，并且在衬底1710和液晶层1703之 间形成有第一共同电极层1705a、1705b、1705c。结构体1707a、 1707b、 1707c设置为从衬底 1700的液晶层1703 —侧的面突出到液晶层1703中。 像素电极层1701a、1701b、1701c、第一共同电极层1705a、 1705b、 1705c、以及第二 共同电极层1706a、 1706b、 1706c是具有开口图案的形状，并且在液晶元件1713的像素区域 中具有长方形的开口 (槽缝)。 第二共同电极层1706a、 1706b、 1706c形成在衬底1700上，第一共同电极层1705a、 1705b、1705c形成在衬底1710上，并且配置为隔着液晶层1703对置。当第一共同电极层 1705a、 1705b、 1705c及第二共同电极层1706a、 1706b、 1706c至少在像素区域中具有相同的 形状且配置为隔着液晶层1703重叠时，不会使像素的开口率降低，所以这是优选的。
像素电极层1701a、1701b、1701c形成在设置于衬底1700的液晶层1703 —侧的面 突出到液晶层1703中的结构体1707a、1707b、1707c上，并且在液晶层1703的膜厚度方向 上配置在第一共同电极层1705a、1705b、1705c与第二共同电极层1706a、 1706b、 1706c之 间。 只要像素电极层配置在第一共同电极层和第二共同电极层之间，就也可以如实施 方式1所示那样向液晶层中突出地设置的结构体上形成第一共同电极层和第二共同电极 层。 像素电极层1701a、1701b、1701c设置在形成为突出到液晶层1703中的结构体 1707a、 1707b、 1707c上且在液晶层1703中配置于第一共同电极层1705a、 1705b、 1705c与第 二共同电极层1706a、1706b、1706c之间。因此，通过在像素电极层1701a、 1701b、 1701c与 设置于衬底1710上的第一共同电极层1705a、1705b、1705c之间以及在像素电极层1701a、 1701b、 1701c与设置于衬底1700上的第二共同电极层1706a、 1706b、 1706c之间分别形成倾 斜电场，可以在整个液晶层1703中形成倾斜电场。 因此，可以使包括膜厚度方向在内的整个液晶层中的液晶分子响应，从而白透过
率得到提高。由此，还可以提高白透过率和黑透过率的比例，即对比度。 另外，可以设置用作彩色滤光片的着色层。彩色滤光片既可以设置在衬底1700和衬底1710的相对于液晶层1703为内侧，又可以设置在衬底1710和偏振片1714b之间、或 者在衬底1700和偏振片1714a之间。 彩色滤光片在液晶显示装置进行全彩色显示的情况下使用呈现红色(R)、绿色 (G)、蓝色(B)的材料形成即可，在进行单色显示的情况下不设置着色层或者使用至少呈现 一种颜色的材料形成即可。另外，当在背光灯装置中配置RGB的发光二极管(LED)等，并且 采用通过时间分割进行彩色显示的继时加法混色法(field sequentialmethod :场序制方 法)时，有时不设置彩色滤光片。 像素电极层1701a、1701b、1701c、第一共同电极层1705a、 1705b、 1705c、以及第二 共同电极层1706a、1706b、1706c可以使用铟锡氧化物(ITO)、将氧化锌(ZnO)混合到氧化 铟中的IZO(铟锌氧化物)、将氧化硅(Si02)混合到氧化铟中的导电材料、有机铟、有机锡、 含有氧化钨的铟氧化物、含有氧化钨的铟锌氧化物、含有氧化钛的铟氧化物、含有氧化钛的 铟锡氧化物、或者选自钨(W)、钼(Mo)、锆(Zr)、铪(Hf)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、铬(Cr)、 钴(Co)、镍(Ni)、钛(Ti)、钼(Pt)、铝(Al)、铜(Cu)、以及银(Ag)等的金属、或上述金属的 合金、或上述金属的氮化物中的一种或多种来形成。 如上所述，可以提高使用呈现蓝相的液晶层的无源矩阵型的液晶显示装置的对比 度。 本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。
实施方式ll 通过制造薄膜晶体管并将该薄膜晶体管用于像素部及驱动电路，可以制造具有显
示功能的液晶显示装置。此外，可以通过将使用薄膜晶体管的驱动电路的一部分或整体一
体形成在与像素部相同的衬底上来形成面板上系统(system-on-panel)。 液晶显示装置包括作为显示元件的液晶元件(也称为液晶显示元件)。 另外，液晶显示装置包括密封有显示元件的面板和在该面板中安装有包括控制器
的IC等的模块。再者，在相当于制造该液晶显示装置的过程中的显示元件完成之前的一个
方式的元件衬底中，多个像素的每一个分别具备用来将电流供给到显示元件的手段。具体
而言，元件衬底既可以是只形成有显示元件的像素电极的状态，又可以是形成成为像素电
极的导电膜之后且通过蚀刻形成像素电极之前的状态，可以采用所有方式。 注意，本说明书中的液晶显示装置是指图像显示器件、显示器件、或光源(包括照
明装置)。另外，液晶显示装置还包括安装有连接器诸如FPC(Flexible Printed Circuit;
柔性印刷电路)、TAB(T即eAutomated Bonding ;载带自动键合)带或TCP(T即e Carrier
Package ;载带封装)的模块；将印刷线路板设置于TAB带或TCP端部的模块；通过COG(Chip
On Glass ;玻璃上芯片)方式将IC(集成电路)直接安装到显示元件上的模块。 参照图12Al、图12A2和图12B，说明相当于液晶显示装置的一个方式的液晶显示
面板的外观及截面。图12A1和图12A2是使用密封剂4005将形成在第一衬底4001上的薄
膜晶体管4010、4011、以及液晶元件4013密封在第二衬底4006与第一衬底4001之间的面
板的俯视图，图12B相当于沿着图12Al、图12A2的线M-N的截面图。 以围绕设置在第一衬底4001上的像素部4002和扫描线驱动电路4004的方式设 置有密封剂4005。此外，在像素部4002和扫描线驱动电路4004上设置有第二衬底4006。 因此，像素部4002和扫描线驱动电路4004与液晶层4008 —起由第一衬底4001、密封材料
284005、以及第二衬底4006密封。 此外，在图12A1中，在第一衬底4001上的与由密封材料4005围绕的区域不同的 区域中安装有信号线驱动电路4003，该信号线驱动电路4003使用单晶半导体膜或多晶半 导体膜形成在另行准备的衬底上。另外，图12A2是使用形成在第一衬底4001上的薄膜晶 体管形成信号线驱动电路的一部分的例子，其中在第一衬底4001上形成有信号线驱动电 路4003b，并且在另行准备的衬底上安装有由单晶半导体膜或多晶半导体膜形成的信号线 驱动电路4003a。 另外，对于另行形成的驱动电路的连接方法没有特别的限制，而可以采用COG方 法、引线键合方法或TAB方法等。图12A1是通过COG方法安装信号线驱动电路4003的例 子，而图12A2是通过TAB方法安装信号线驱动电路4003a的例子。 此外，设置在第一衬底4001上的像素部4002和扫描线驱动电路4004包括多个 薄膜晶体管。在图12B中例示像素部4002所包括的薄膜晶体管4010和扫描线驱动电路 4004所包括的薄膜晶体管4011。在薄膜晶体管4010、4011上设置有绝缘层4020以及层间 膜4021。 薄膜晶体管4010、4011可以使用实施方式2至实施方式9所示的薄膜晶体管。薄 膜晶体管4010、4011为n沟道型薄膜晶体管。 另外，在第一衬底4001上且在层间膜4021上设置为突出到液晶层4008中的第一 结构体4037上形成有像素电极层4030，并且像素电极层4030与薄膜晶体管4010电连接。 在层间膜4021上还形成有第二共同电极层4036。液晶元件4013包括像素电极层4030、第 一共同电极层4031、第二共同电极层4036、以及液晶层4008。另外，第一衬底4001 、第二衬 底4006的外侧分别设置有偏振片4032、4033。第一共同电极层4031形成在第二衬底4006 一侧且设置为突出到液晶层4008中的第二结构体4038上，并且像素电极层4030及第二共 同电极层4036与第一共同电极层4031隔着液晶层4008层叠。 另外，作为第一衬底4001、第二衬底4006可以使用具有透光性的玻璃、塑料等。作 为塑料，可以使用FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics ;纤维增强塑料)板、PVF(聚氟乙 烯)薄膜、聚酯薄膜或丙烯酸树脂薄膜。另外，也可以采用由PVF薄膜或聚酯薄膜夹有铝箔 的薄片。 另夕卜，附图标记4035是通过选择性地蚀刻绝缘膜而得到的柱状间隔物，并且是为 控制液晶层4008的厚度(单元间隙)而设置的。另外，还可以使用球状的间隔物。此外， 使用液晶层4008的液晶显示装置优选将液晶层4008的厚度(单元间隔)设定为5 ii m以 上至20iim左右。 另外，虽然图12A1、图12A2和图12B示出透过型液晶显示装置的例子，但也可以使 用半透过型液晶显示装置。 另外，在图12A1 、图12A2和图12B的液晶显示装置中，虽然示出在一对的衬底的外 侧(可视侧)设置偏振片的例子，但也可以将偏振片设置在衬底的内侧。根据偏振片的材 料或制造工序的条件适当地进行设定即可。另外，还可以设置用作黑矩阵的遮光层。
层间膜4021为彩色的透光树脂层并用作颜色滤光片层。此外，还可以将层间膜 4021的一部分用作遮光层。在图12Al、图12A2和图12B中，遮光层4034以覆盖薄膜晶体 管4010、4011上方的方式设置在第二衬底4006 —侧。通过设置遮光层4034可以进一步地提高对比度及提高薄膜晶体管的稳定性。 薄膜晶体管还可以采用由用作其保护膜的绝缘层4020覆盖的结构，但并不限定 于此。 另外，因为保护膜用来防止浮游在大气中的有机物、金属物、水蒸气等的污染杂质 的侵入，所以优选采用致密的膜。使用溅射法并利用氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧 化硅膜、氧化铝膜、氮化铝膜、氧氮化铝膜或氮氧化铝膜的单层或叠层而形成保护膜，即可。
另外，也可以在形成保护膜之后进行半导体层的退火(30(TC至400°C )。
另外，当形成具有透光性的绝缘层作为平坦化绝缘膜时，可以使用具有耐热性的 有机材料如聚酰亚胺、丙烯酸树脂、苯并环丁烯、聚酰胺或环氧树脂等。另外，除了上述有 机材料之外，还可以使用低介电常数材料(low-k材料)、硅氧烷基树脂、PSG(磷硅玻璃)、 BPSG(硼磷硅玻璃)等。另外，也可以通过层叠多个由这些材料形成的绝缘膜，来形成绝缘 层。 对层叠的绝缘膜的形成方法没有特别的限制，而可以根据其材料利用溅射法、SOG 法、旋涂、浸渍、喷涂、液滴喷射法(喷墨法、丝网印刷、胶版印刷等)、刮刀、辊涂机、幕涂机、 刮刀涂布机等。在使用材料液形成绝缘层的情况下，也可以在进行焙烧的工序中同时进行 半导体层的退火(20(TC至40(TC )。通过兼作绝缘层的焙烧工序和半导体层的退火，可以高 效地制造液晶显示装置。 作为像素电极层4030、第一共同电极层4031、以及第二共同电极层4036，可以使 用具有透光性的导电材料诸如包含氧化钨的铟氧化物、包含氧化钨的铟锌氧化物、包含氧 化钛的铟氧化物、包含氧化钛的铟锡氧化物、铟锡氧化物(下面表示为ITO)、铟锌氧化物、 添加有氧化硅的铟锡氧化物等。 此外，像素电极层4030、第一共同电极层4031、以及第二共同电极层4036可以使 用选自钨(W)、钼(Mo)、锆(Zr)、铪(Hf)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、铬(Cr)、钴(Co)、镍(Ni)、 钛(Ti)、钼(Pt)、铝(Al)、铜(Cu)、以及银(Ag)等的金属、或上述金属的合金、或上述金属 的氮化物中的一种或多种来形成。 此外，像素电极层4030、第一共同电极层4031、以及第二共同电极层4036可以使 用包含导电高分子(也称为导电聚合物)的导电混合物形成。 此外，供给到另行形成的信号线驱动电路4003、扫描线驱动电路4004或像素部 4002的各种信号及电位是从FPC4018供给的。 此外，因为薄膜晶体管容易由于静电等发生损坏，所以优选将栅极线或源极线与 驱动电路保护用的保护电路设置在同一衬底上。保护电路优选使用非线性元件构成。
在图12Al、图12A2和图12B中，连接端子电极4015由与像素电极层4030相同的 导电膜形成，且端子电极4016由与薄膜晶体管4010、4011的源电极层和漏电极层相同的导 电膜形成。 连接端子电极4015通过各向异性导电膜4019电连接到FPC4018所具有的端子。
此外，虽然在图12Al、图12A2以及图12B中示出另行形成信号线驱动电路4003并 将它安装在第一衬底4001的例子，但是不局限于该结构。既可以另行形成扫描线驱动电路 而安装，又可以另行仅形成信号线驱动电路的一部分或扫描线驱动电路的一部分而安装。
图16示出作为本说明书所公开的液晶显示装置而构成液晶显示模块的一个例
30子。 图16是液晶显示模块的一个例子，利用密封材料2602固定元件衬底2600和对置 衬底2601，并在它们之间设置包括TFT等的元件层2603、包括液晶层的显示元件2604、包 括用作彩色滤光片的彩色的透光树脂层的层间膜2605来形成显示区。在进行彩色显示时 需要包括彩色的透光树脂层的层间膜2605，并且当采用RGB方式时，对应于各像素设置有 分别对应于红色、绿色、蓝色的彩色的透光树脂层。在元件衬底2600和对置衬底2601的外 侧配置有偏振片2606、偏振片2607、漫射片2613。光源由冷阴极管2610和反射板2611构 成，电路衬底2612利用柔性线路板2609与元件衬底2600的布线电路部2608连接，并组装 有控制电路或电源电路等的外部电路。作为光源还可以使用白色的二极管。此外，还可以 在偏振片和液晶层之间夹有相位差板的状态下进行层叠。 通过上述工序，可以制造可靠性高的液晶显示面板作为液晶显示装置。
本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。
实施方式12 本说明书所公开的液晶显示装置可以应用于各种电子设备(包括游戏机)。作为 电子设备，例如可以举出电视装置(也称为电视或电视接收机)、用于计算机等的监视器、 数码相机、数码摄像机、数码相框、移动电话机(也称为移动电话、移动电话装置)、便携式 游戏机、便携式信息终端、声音再现装置、弹珠机等的大型游戏机等。 图13A示出电视装置9600的一个例子。在电视装置9600中，框体9601组装有显 示部9603。利用显示部9603可以显示映像。此外，在此示出利用支架9605支撑框体9601 的结构。 可以通过利用框体9601所具备的操作开关、或另行提供的遥控操作机9610进行 电视装置9600的操作。通过利用遥控操作机9610所具备的操作键9609可以进行频道及 音量的操作，并可以对在显示部9603上显示的映像进行操作。此外，也可以采用在遥控操 作机9610中设置显示从该遥控操作机9610输出的信息的显示部9607的结构。
另外，电视装置9600采用具备接收机或调制解调器等的结构。可以通过利用接收 机接收一般的电视广播。再者通过调制解调器连接到有线或无线方式的通信网络，从而也 可以进行单向(从发送者到接收者)或双向(在发送者和接收者之间或在接收者之间等) 的信息通信。 图13B示出数码相框9700的一个例子。例如，在数码相框9700中，框体9701组 装有显示部9703。显示部9703可以显示各种图像，例如通过显示使用数码相机等拍摄的图 像数据，可以发挥与一般的相框同样的功能。 另外，数码相框9700采用具备操作部、外部连接用端子(USB端子、可以与USB电 缆等的各种电缆连接的端子等)、记录介质插入部等的结构。这些结构也可以组装到与显示 部同一个面，但是通过设置在侧面或背面上来提高设计性，所以是优选的。例如，可以对数 码相框的记录介质插入部插入储存有使用数码相机拍摄的图像数据的存储器并提取图像 数据，然后将所提取的图像数据显示在显示部9703上。 此外，数码相框9700也可以采用以无线的方式收发信息的结构。还可以采用以无 线的方式提取所希望的图像数据并进行显示的结构。 图14A示出一种便携式游戏机，该便携式游戏机由框体9881和框体9891的两个框体构成，并且通过连接部9893可以开闭地连接。框体9881安装有显示部9882，并且框体 9891安装有显示部9883。另外，图14A所示的便携式游戏机还具备扬声器部9884、记录介质 插入部9886、LED灯9890、输入单元(操作键9885、连接端子9887、传感器9888 (包括测定 如下因素的功能力量、位移、位置、速度、加速度、角速度、转动数、距离、光、液、磁性、温度、 化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味 或红外线)、以及麦克风9889)等。当然，便携式游戏机的结构不局限于上述结构，只要采 用至少具备本说明书所公开的液晶显示装置的结构即可，且可以采用适当地设置有其它附 属设备的结构。图14A所示的便携式游戏机具有如下功能读出储存在记录介质中的程序 或数据并将此显示在显示部上；或者通过与其他便携式游戏机进行无线通信而实现信息共 享。另外，图14A所示的便携式游戏机所具有的功能不局限于此，而可以具有各种各样的功 能。 图14B示出大型游戏机的一种的自动投币机9900的一个例子。在自动投币机9900 中，框体9901组装有显示部9903。另外，自动投币机9900还具备如起动杆或停止开关等的 操作单元、投币口、扬声器等。当然，自动投币机9900的结构不局限于此，只要采用至少具 备本说明书所公开的液晶显示装置的结构即可，且可以采用适当地设置有其它附属设备的 结构。 图15A示出移动电话机1000的一个例子。移动电话机1000除了具备安装在框体 1001中的显示部1002之外还具备操作按钮1003、外部连接端口 1004、扬声器1005、以及麦 克风1006等。 图15A所示的移动电话机IOOO可以用手指等触摸显示部1002来输入信息。此外， 可以用手指等触摸显示部1002来打电话或制作电子邮件等的操作。 显示部1002的画面主要有三种模式。第一是以图像的显示为主的显示模式，第二 是以文字等的信息的输入为主的输入模式，第三是显示模式和输入模式的两种模式混合的 显示+输入模式。 例如，当打电话或制作电子邮件时，将显示部1002设定为以文字输入为主的文字 输入模式，并进行在画面上显示的文字的输入操作，即可。在此情况下，优选的是，在显示部 1002的大部分画面中显示键盘或号码按钮。 此外，通过在移动电话机1000的内部设置具有陀螺仪、加速度传感器等检测倾斜 度的传感器的检测装置，来判断移动电话机1000的方向(竖向还是横向)，从而可对显示部 1002的画面显示进行自动切换。 通过触摸显示部1002或利用框体1001的操作按钮1003进行操作，切换画面模 式。还可以根据显示在显示部1002上的图像种类切换画面模式。例如，当显示在显示部上 的图像信号为动态图像的数据时，将画面模式切换成显示模式，而当显示在显示部上的图 像信号为文字数据时，将画面模式切换成输入模式。 另外，在输入模式中，通过检测出显示部1002的光传感器所检测的信号，当得知 在一定期间中没有显示部1002的触摸操作输入时，也可以对画面模式进行控制，以便从输 入模式切换成显示模式。 还可以将显示部1002用作图像传感器。例如，通过用手掌或手指触摸显示部 1002，来拍摄掌纹、指纹等，而可以进行个人识别。此外，通过在显示部中使用发射近红外光的背光灯或发射近红外光的感测光源，也可以拍摄手指静脉、手掌静脉等。
图15B也是移动电话机的一个例子。图15B的移动电话机包括在框体9411中 具有显示部9412以及操作按钮9413的显示装置9410 ;以及在框体9401中具有操作按钮 9402、外部输入端子9403、麦克9404、扬声器9405以及来电时发光的发光部9406的通信装 置9400，并且具有显示功能的显示装置9410与具有电话功能的通信装置9400可以沿着箭 头所指的两个方向分离并连接。所以，可以将显示装置9410和通信装置9400的短轴互相 连接，或将显示装置9410和通信装置9400的长轴互相连接。另外，当仅需要显示功能时， 也可以将通信装置9400和显示装置9410分开而单独使用显示装置9410。通信装置9400 和显示装置9410可以通过无线通信或有线通信来进行图像或输入信息的收发，并分别具 有可进行充电的电池。
权利要求
一种液晶显示装置，包括第一衬底及第二衬底；在所述第一衬底和所述第二衬底之间的包含蓝相液晶材料的液晶层；设置在所述第一衬底和所述液晶层之间的薄膜晶体管；在所述液晶层和所述薄膜晶体管之间的绝缘膜；与所述薄膜晶体管重叠的遮光层；设置在所述绝缘膜和所述液晶层之间的结构体，该结构体突出到所述液晶层中；设置在所述液晶层和所述结构体之间的第一电极层，该第一电极层具有第一开口图案并电连接到所述薄膜晶体管；设置在所述第二衬底和所述液晶层之间的第二电极层，该第二电极层具有第二开口图案；以及设置在所述第一衬底和所述液晶层之间并与所述第二电极层重叠的第三电极层，该第三电极层具有第三开口图案，其中所述结构体至少部分地设置在所述第三开口图案中，并且在所述液晶层的厚度方向上所述第一电极层和所述第三电极层之间的距离小于所述第二电极层和所述第三电极层之间的距离。
2. 根据权利要求l所述的液晶显示装置，其中所述第一电极层和所述第二电极层之间的距离与所述第一电极层和所述第三电极层之间的距离基本上相等。
3. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述第一电极层、所述第二电极层以及所述第三电极层与所述液晶层接触。
4. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述第一电极层、所述第二电极层以及所述第三电极层都具有梳齿状。
5. 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。
6. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述液晶层具有光固化树脂及光聚合引发剂。
7. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述绝缘膜具有彩色的透光性树脂层。
8. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述绝缘膜具有所述遮光层。
9. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述遮光层设置在所述第二衬底和所述第二电极层之间。
10. —种液晶显示装置，包括第一衬底及第二衬底；在所述第一衬底和所述第二衬底之间的包含蓝相液晶材料的液晶层；设置在所述第一衬底和所述液晶层之间的第一结构体，该第一结构体突出到所述液晶层中；设置在所述液晶层和所述第一结构体之间的第一电极层，该第一电极层具有第一开口图案；设置在所述第二衬底和所述液晶层之间的第二结构体，该第二结构体突出到所述液晶层中；设置在所述第二结构体和所述液晶层之间的第二电极层，该第二电极层具有第二开口图案；以及设置在所述第一衬底和所述液晶层之间并与所述第二电极层重叠的第三电极层，该第三电极层具有第三开口图案，其中所述第一结构体至少部分地设置在所述第三开口图案中，并且在所述液晶层的厚度方向上所述第一电极层和所述第三电极层之间的距离小于所述第二电极层和所述第三电极层之间的距离。
11. 根据权利要求10所述的液晶显示装置，其中所述第一电极层和所述第二电极层之间的距离与所述第一 电极层和所述第三电极层之间的距离基本上相等。
12. 根据权利要求10所述的液晶显示装置，其中所述第一电极层、所述第二电极层以及所述第三电极层与所述液晶层接触。
13. 根据权利要求10所述的液晶显示装置，其中所述第一电极层、所述第二电极层以及所述第三电极层都具有梳齿状。
14. 根据权利要求10所述的液晶显示装置，其中所述液晶层包含手性试剂。
15. 根据权利要求10所述的液晶显示装置，其中所述液晶层具有光固化树脂及光聚合引发剂。
16. 根据权利要求IO所述的液晶显示装置，其中薄膜晶体管设置在所述第一衬底和所述第一结构体之间，并且所述第一电极层电连接到所述薄膜晶体管。
17. 根据权利要求IO所述的液晶显示装置，其中彩色的透光性树脂层设置在所述薄膜晶体管和所述第一结构体之间。
18. 根据权利要求10所述的液晶显示装置，还包括遮光层。
19. 根据权利要求16所述的液晶显示装置，还包括遮光层，其中所述遮光层设置在所述薄膜晶体管和所述液晶层之间。
20. 根据权利要求16所述的液晶显示装置，还包括遮光层，其中所述遮光层设置在所述第二衬底和所述第二电极层之间。
21. —种液晶显示装置，包括第一衬底及第二衬底；在所述第一衬底和所述第二衬底之间的包含蓝相液晶材料的液晶层；设置在所述第一衬底和所述液晶层之间的第一结构体，该第一结构体突出到所述液晶层中；设置在所述液晶层和所述第一结构体之间的第一电极层，该第一电极层具有第一开口图案；设置在所述第二衬底和所述液晶层之间的第二结构体，该第二结构体突出到所述液晶层中；设置在所述第二结构体和所述液晶层之间的第二电极层，该第二电极层具有第二开口图案；设置在所述第一衬底和所述液晶层之间的第三结构体，该第三结构体突出到所述液晶层中；以及设置在所述液晶层和所述第三结构体之间并与所述第二电极层重叠的第三电极层，该第三电极层具有第三开口图案，其中所述第一结构体至少部分地设置在所述第三开口图案中，并且在所述液晶层的厚度方向上所述第一电极层和所述第三电极层之间的距离小于所述第二电极层和所述第三电极层之间的距离。
22. 根据权利要求21所述的液晶显示装置，其中所述第一电极层和所述第二电极层之间的距离与所述第一 电极层和所述第三电极层之间的距离基本上相等。
23. 根据权利要求21所述的液晶显示装置，其中所述第一电极层、所述第二电极层以及所述第三电极层与所述液晶层接触。
24. 根据权利要求21所述的液晶显示装置，其中所述第一电极层、所述第二电极层以及所述第三电极层都具有梳齿状。
25. 根据权利要求21所述的液晶显示装置，其中所述液晶层包含手性试剂。
26. 根据权利要求21所述的液晶显示装置，其中所述液晶层具有光固化树脂及光聚合引发剂。
27. 根据权利要求21所述的液晶显示装置，其中薄膜晶体管设置在所述第一衬底和所述第一结构体之间，并且所述第一电极层电连接到所述薄膜晶体管。
28. 根据权利要求27所述的液晶显示装置，其中彩色的透光性树脂层设置在所述薄膜晶体管和所述第一结构体之间。
29. 根据权利要求21所述的液晶显示装置，还包括遮光层。
30. 根据权利要求27所述的液晶显示装置，还包括遮光层，其中所述遮光层设置在所述薄膜晶体管和所述液晶层之间。
31. 根据权利要求27所述的液晶显示装置，还包括遮光层，其中所述遮光层设置在所述第二衬底和所述第二电极层之间。
全文摘要
本发明的目的之一在于提供一种能够实现进一步高的对比度化的使用呈现蓝相的液晶材料的液晶显示装置。在包括呈现蓝相的液晶层的液晶显示装置中，使用具有对置的开口图案(槽缝)的第一共同电极层及第二共同电极层与具有开口图案的像素电极层夹持呈现蓝相的液晶层。像素电极层形成在设置为从第一衬底的液晶层一侧的面突出到液晶层中的结构体上，并且在液晶层中配置在第一共同电极层和第二共同电极层之间。通过对形成在结构体上的像素电极层与第一共同电极层及第二共同电极层之间施加电场，在整个液晶层中形成电场，使用该电场控制液晶分子。
文档编号G02F1/1343GK101794047SQ20101011500
公开日2010年8月4日 申请日期2010年1月29日 优先权日2009年1月30日
发明者久保田大介, 山下晃央, 石谷哲二 申请人:株式会社半导体能源研究所