有源矩阵装置、光电显示装置以及电子设备的制作方法

专利名称：有源矩阵装置、光电显示装置以及电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及有源矩阵装置、光电显示装置以及电子i殳备。
背景技术：
液晶显示器)面板中包括有源矩阵装置，该有源矩阵装置包括多个 像素电极、与所述各像素电极对应设置的开关元件、以及连接于各 开关元件的配线(例如，参照专利文件l)。
一般情况下，在有源矩阵装置中采用TFT作为开关元件。在 TFT的半导体层中采用了 a—Si薄膜或p—Si薄膜，但是，这些薄 膜具有光导电性，因此，在光入射的情况下，会产生光泄漏，存在 TFT的截止电阻降低、或TFT的阀值漂移的问题。
为了解决如上所述的光泄漏导致的问题，一4史采用设置用于遮 挡射向TFT的光的黑色矩阵这样的遮光层的方法，但是，如果设置 这样的遮光层，则会导致面板的开口率降〗氐，通过面4反的光量减少。
于是，在专利文件1所涉及的有源矩阵装置(光电显示装置用 背板)中，采用才几械开关元件来代替如上所述的TFT。这样的才几械 开关元件不会产生光泄漏。因此，无需i殳置遮光层，并且可以增大 开口率。此外，机械开关元件不会像TFT—样产生由温度导致的特 性变动，因此，具有优良的开关特性。在专利文件1所涉及的开关元件中，驱动电极与悬臂相对设置， 通过对驱动电极通电，使驱动电极和悬臂之间产生静电引力，使悬 臂位移并与像素电极接触。由此，可以使^象素电才及和配线呈导通状 态。
但是，在上述有源矩阵装置中，悬臂是由金属构成，因此，如 果长期使用则会在悬臂中产生金属疲劳(疲劳破坏)，存在开关元 件的开关特性劣化的问题。上述有源矩阵装置会成为可靠性低的装置。
专利文件1:日本特开2004-6782号^>才艮

发明内容
本发明的目的在于4是供一种具有优良的可靠性、并且可以^是高 开口率的有源矩阵装置、光电显示装置以及电子i殳备。
基于下述的本发明来实现上述目的。
本发明的有源矩阵装置包括多个像素电极，设置于基板的一 个面上；多个开关元件，与各^f象素电才及对应地i殳置，开关元件包括 固定电极，与像素电极连接；可动电极，设置成以可以接触/离开固 定电极的方式进行位移；以及驱动电极，设置成隔着静电间隙与可 动电才及对置；第一配线，与各可动电才及连4妄；第二配线，与各驱动 电才及连4妄，其中，通过在可动电才及和驱动电才及之间施加电压，在可 动电极和驱动电极之间产生静电引力，由此，使可动电极位移，使 可动电极和固定电极接触，从而使第一配线和像素电极呈导通状 态，其中，可动电极以硅为主要材料构成。由此，可以提供一种具有优良的可靠性、且可以提高开口率的 有源矩阵装置。
在本发明的有源矩阵装置中，优选可动电极包括由单晶硅构成 的硅层。
由此，可动电极具有优良的机械特性。
在本发明的有源矩阵装置中，优选硅层是在使非结晶型硅材料 成膜之后进行退火而形成的层。
由此，可以沣奇确地形成可动电才及的尺寸。此夕卜，可以实现开关 元件的小型化。
在本发明的有源矩阵装置中，优选方式是，可动电极是由石灰化 ;圭构成的。
由此，可以4吏第一配线的导电性良好。其结果是，可以l是高有 源矩阵装置的可靠性。
在本发明的有源矩阵装置中，优选方式是，在可动电极中掺入 用于提高其导电性的杂质。
由此，在l是高可动电才及的导电性、实现开关元件的驱动电压的 低电压化的同时，可以^是高开关元件的开关特性。
在本发明的有源矩阵装置中，优选方式是，在可动电才及上形成 由导电性优于硅的材料构成的薄膜。
由此，在^是高可动电4及的导电性、实现开关元件的驱动电压的 低电压化的同时，可以提高开关元件的开关特性。在本发明的有源矩阵装置中，优选方式是，固定电极、可动电 才及以及驱动电极配置成在可动电才及和驱动电才及分开的状态下，可动 电才及与固定电极4妄触。
由此，可以防止可动电才及和驱动电才及的粘合。其结果是，可以 提高有源矩阵装置的可靠性。
在本发明的有源矩阵装置中，优选方式是，可动电极被支承为 悬臂，其自由端侧进行位移，固定电极被i殳置为与可动电才及的自由 端侧的端部对置，驱动电极被设置为与固定电极相比、与所述可动 电才及的固定端侧的部分相对。
由此，可以简4b开关元件的结构。此外，由于驱动电才及和可动 电才及的固定端侧只于置，所以，在可动电核J立移(弯曲变形)到驱动 电才及侧时，可动电才及要复原到原来一犬态时的反作用力大。因此，可 以可靠地防止驱动电才及和可动电才及的粘合。
在本发明的有源矩阵装置中，优选方式是，多个像素电极被设 置于在所述基板的厚度方向上与多个开关元件不同的位置上，在进 行平面观察时，各^f象素电极被设置为覆盖对应的开关元件。
由it匕，可以纟是高开口率。
在本发明的有源矩阵装置中，优选方式是，沿基板相互平行地
i殳置多条第一配线，与各第一配线交叉、且沿基才反相互平4于i也i殳置 有多条所述第二配线，各开关元件纟皮i殳置在各第一配线和各第二配 线的交叉点附近。
由此，可以与排列为矩阵状的多个像素电极对应地排列多个开 关元件。本发明的光电显示装置包括本发明的有源矩阵装置。 由此，在具有优良的可靠性的同时，可以显示高品质的图^f象。 本发明的电子设备包括本发明的光电显示装置。 由此，在具有优良的可靠性的同时，可以显示高品质的图4象。


图1是表示本发明的实施方式所涉及的有源矩阵装置的平面图2是表示沿图1中的A-A线的截面图3是用于i^L明图2所示的开关元件的立体图4是用于说明图2所示的开关元件的动作的说明图5是用于说明图1所示的有源矩阵装置的制造方法的说明
图6是用于说明图1所示的有源矩阵装置的制造方法的"i兌明
图7是表示作为本发明的光电显示装置的一个例子的液晶面一反 的结构的纟从截面图8是表示作为本发明的电子仪器的第一例的移动型(或者笔 记本型)的个人计算4几的结构的立体图9是表示作为本发明的电子仪器的第二例的便携式电话机 (也包括PHS)的结构的立体图；图10是表示作为本发明的第三例的数码相才几的结构的立体图，
以及
图11模式地示出了作为本发明的电子仪器的第四例的投射型 显示装置的光学系统。
具体实施例方式
下面，参照附图对本发明的有源矩阵装置、光电显示装置以及 电子仪器的优选实施方式进4亍i兑明。
图1是表示本发明的第 一实施方式所涉及的有源矩阵装置的平
面图；图2是表示沿图1中的A-A线的截面图；图3是用于说明图 2所示的开关元件的立体图；图4是用于说明图2所示的开关元件 的动作的"i兌明图。此外，在以下的i兌明中，为了方《更i兌明， 一夸图1 中的纸面前侧称为"上"、纸面里侧称为"下"，纸面右侧称为"右"、 纸面左侧称为"左"，将图2以及图4中的上侧称为"上"、下侧称 为"下"、右侧称为"右"、左侧称为"左"。
(有源矩阵装置)
图1所示的有源矩阵装置10包括多条第一配线ll;以与该 多条第一配线11交叉的方式而设置的多条第二配线12;设置于各 第一配线11和各第二配线12的交叉点附近的多个开关元件1,以 及与各开关元件i对应设置的多个〗象素电才及8，上述部件i殳置在基 板50上。
基板50是用于支承构成有源矩阵装置10的各部分(各层)的 物体(支承体)。基板50可以采用例如玻璃基板、塑料基板(树脂基板)、石英 基板、硅基板、砷化镓基板等，其中，该塑料基板包括聚酰亚胺、 聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚甲基 丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚醚石风(PES)、芳香族 聚酯(液晶聚合物)等。
此外，基板50的平均厚度根据其构成材料等而有一些不同， 并没有特别的限定，4旦是，优选10~2000nm的程度，更优选30~ 300nm的程度。如果基板50的厚度过薄，则基板50的强度降低， 存在损害作为支承体的功能的问题。另一方面，如果基板50的厚 度过厚，则基于轻量化的观点，并不优选这种方式。
多条第一配线11沿基板50相互平行地设置，多条第二配线12 在与各第一配线ll交叉，而且，沿基板50相互平行地设置。
在本实施方式中，多条第一配线11和多条第二配线12以相互 垂直的方式排列。此外，多条第一配线11用于进行行选择，多条 第二配线12用于进行列选择。即、第一配线11和第二配线12中， 一种是#1据线，另一种是扫描线。通过采用上述多条第一配线11 和多条第二配线12进行行选冲奪以及列选择，可以选4奪性地-使期望 的开关元件1进行动作(在可动电极5和驱动电极2之间施加电压)。
通过在这样排列的各第一配线11和各第二配线12的交叉点附 近设置各开关元件1,可以与排列为矩阵状的多个像素电极8对应 排列多个开关元件1。
如果上述各第一配线11以及各第二配线12的构成才才津牛分别是 具有导电性的物质，则没有特别的限定，例如，可以列举出例如， Pd、 Pt、 Au、 W、 Ta、 Mo、 Al、 Cr、 Ti、 Cu、或者包4舌这些物质 的合金等导电性材冲牛；ITO、 FTO、 ATO、 Sn02等导电性氧4匕物；碳黑、碳纳米管、球碳(富勒烯)等碳类材料；聚乙炔、聚吡咯、 PEDOT ( poly画ethylenedioxythiophene:聚乙4掌二氧p塞"分)这才羊的聚 噻吩、聚苯胺、聚对苯(poly (p-phenylene ))、聚芴、聚咔唑、聚 硅烷、或者这些物质的衍生物等导电性高分子材料，等等，并且， 可以组合这些物质中的一种或两种以上进4亍^f吏用。此夕卜，上述导电 性高分子材料通常在掺入氧化铁、碘、无机酸、有机酸、聚苯乙烯 磺酸等的高分子、赋予了导电性的状态下进行使用。
在这些物质当中，4乍为各第一配线11以及各第二配线12的构 成材料，分别优选采用以Al、 Au、 Cr、 Ni、 Cu、 Pt、或者以含有 这些物质的合金为主的物质。如果采用这些金属材料，则可以釆用 电镀或者化学镀，容易且廉价地形成各第一配线11以及各第二配 线12。此外，可以才是高有源矩阵装置10的特性。
在本实施方式中，在基板50的一侧的面(上面)上，i殳置有 多条第一配线ll，并且，以覆盖上述多条第一配线11的方式设置 有第 一绝缘层4。此外，在第 一绝缘层4的与基板50相反一侧的面 (上面)上，i殳置有上述多条第二配线12以及导电层6，并且，以 覆盖多条第二配线12以及导电层6的方式"i殳置有第二绝纟彖层7。
该第一绝缘层4以及第二绝缘层7分别一皮去除一部分，从而形 成了用于收容后述的开关元件1的驱动部分的收容部(去除部)13。
此外，在第一绝纟彖层4上形成有用于和后述的导电层6连4妾的 贯通孔(接触孔)41。此外，在第二绝缘层7上，形成有用于和后 述的1象素电才及8连4娄的贯通孔"娄触孔)71。
作为上述第一绝缘层4以及第二绝缘层7的构成材料，只要分 别是具有绝缘性的物质，则没有特别的限定，可以采用各种有才几材 料(特别是有机高分子材料)、或各种无机材料。作为具有绝缘性的有机材料，可以列举出例如，聚苯乙烯、 聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、聚乙烯苯(polyvinylphenylene)、聚碳 酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)上述丙烯酸类树脂；聚 四氟乙烯(PTFE)上述氟系树脂；聚乙歸酚(poly vinylphenol)或 酚醛环氧树脂这样的酚系树脂；聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯或聚丁 烯等的烯系树脂等，可以组合这些物质中的 一种或两种以上进4亍4吏 用。
另一方面，作为具有绝纟彖性的无才几材^K可以列举出例3口， 二氧化硅(Si02)、氮化^圭、氧化铝、氧化钽等金属氧化物；钛酸锶 钡、锆钛酸铅等金属复合氧化物，可以组合这些物质中的一种或两 种以上进4亍使用。
导电层6用于电气连接上述的固定电极3和像素电极8。
上述导电层6具有插通上述第一绝缘层4的贯通孔41的贯通 电才及部61。由此，导电层6和后述的固定电才及3电气连4妄。
作为该导电层6的构成材料，只要具有导电性，则没有特别的 限定，例如，可以采用和上述各第一配线11以及各第二配线12的 构成材料相同的材料。
各像素电极8设置于上述基板50的一个侧面，在采用有源矩 阵装置10构成后述的液晶面板100时，构成用于施加用于驱动各 4象素的电压的一个电才及。
在本实施方式中，乂人平面X!i察，在由4皮j]:匕邻4妄的两条第一配线 11和彼此邻接的两条第二配线12所包围的区域内，设置有像素电 极8。尤其是，多个像素电极8设置于在基板50的厚度方向上不同 于多个开关元件1的位置上(上方)，在进行平面观察时，各像素 电极8以包含对应的开关元件1的方式进行设置。由此，可以最大 限度地增大各像素电极8的面积，可以提高开口率。
作为^f象素电才及8的构成材泮牛，可以列举出例如，Ni、 Pd、 Pt、 Li、 Mg、 Ca、 Sr、 La、 Ce、 Er、 Eu、 Sc、 Y、 Yb、 Ag、 Cu、 Co、 Al、 Cs、 Rb等金属；包括这些金属的MgAg、 AlLi、 CuLi等合金； ITO (Indium Tin Oxide:铟锡氧化物)、Sn02、含有Sb的Sn02、含 有Al的ZnO等氧化物，等等，并且，可以组合这些物质中的一种 或者两种以上进行使用。尤其是，在将有源矩阵装置10安装入后 述的透过型液晶面板100中时，作为〗象素电极8的构成材料，即4吏 是上述物质中的材料，也要选择透明材料。
此外，各l象素电才及8包4舌插通上述第二绝纟彖层7的贯通孔71 的贯通电才及部81。由此，〗象素电才及8和导电层6电气连4妄。
此外，各像素电极8的下面(基板50侧的面)的一部分构成 上述收容部13的壁面的一部分，在各像素电才及8上形成有贯通孔 82,该贯通孔82用于在后述的制造工序中形成收容部13时提供蚀 刻液。该贯通孔82被密封层9密封。
密封层9的构成材料只要是具有密封贯通孔82的功能的材料 即可，没有特别的限定，可以使用各种有机材料、各种无机材料， 但是，优选4吏用聚酰亚胺树脂、聚酰胺-酰亚胺杉于脂、聚乙烯醇、聚 四氟乙烯等高分子材料。由此，可以兼做后述的液晶面板100的定 向膜。在上述各^f象素电极8上，通过上述导电层6连4妄有与各^f象素电 才及8对应i殳置的开关元件1。通过控制该开关元件1的动作，在后 述的液晶面板100中，控制各像素的驱动。
如图2以及图3所示，各开关元件1包括与对应的第二配线12 电气连接的驱动电极2、与对应的^f象素电极8电气连接的固定电极 3、与对应的第一配线ll电气连4妾的可动电极(开关片)5。
下面，依次对构成开关元件1的各部分进4亍详细说明。
马区动电极2形成为从上述各第二配线12向其侧方突出，并"i殳 置在上述基板50的一侧的面(上表面)上。此外，驱动电极2隔 着静电间隙与可动电极5相对设置。
通过在驱动电极2与可动电极5之间施加电压(产生电位差)， 从而，在该驱动电极2与可动电极5之间(静电间隙)产生静电引 力。
上述驱动电极2与上述第二配线12电气连接。在本实施方式 中，第二配线12也形成在基板50的上表面上(即、与驱动电极2 相同的面上)，驱动电极2和第二配线12—体i也形成。
上述驱动电极2的构成材料，只要是具有导电性的物质即可， 没有特别的限定，例如，可以采用和上述各第一配线11以及各第 二配线12的构成材并+相同的材泮+。
此外，驱动电极2的厚度均没有特别的限定，但是，优选10~ 1000nm的禾呈度，更优选50 500nm的程度。
固定电极3和上述驱动电极2隔开间隔设置在上述基板50的 一个面(上表面)上。该固定电才及3通过与可动电才及5 4妄触而与第一配线11电气才妄触。
上述固定电极3通过上述导电层6与像素电极8电气连接。
上述固定电极3的构成材料只要是具有导电性的材料即可，并 没有特别的限定，例如，可以采用和上述各第一配线11以及各第 二配线12的构成材料相同的材料。
此外，固定电极3的厚度并没有特别的限定，但是，优选10~ 1000nm的禾呈度，更4尤选50 ~ 500nm的禾呈度。
可动电极5形成为从上述各第一配线11向其侧方突出，并设 置为与上述驱动电才及2以及固定电极3对置。
该可动电才及5形成为带状，其长边方向的第 一绝纟彖层4侧的端 部(在图2中为左侧的端部)51#1固定，并^皮支7 c为悬臂式。由此， 可动电才及5其自由端52侧可以向驱动电4及2以及固定电才及3侧(下 侧)位移。
这样，将可动电极5设置为能够以与固定电极3接触/离开的方 式进行位移。
上述可动电极5以单晶石圭、多晶娃、非晶石圭、碳化硅这样的硅 材料为主要材料。上述可动电极5具有导电性，并且可以弹性变形。
硅材料不会产生金属这样的疲劳。因此，通过以硅主要材料构 成可动电极5,开关元件1可以长期地发挥稳定的开关特性。此夕卜，优选可动电才及5其主体由单晶硅构成。换言之，优选可
动电极5包括由单晶硅构成的硅层。由此，可动电极5可具有优良 的机械特性。
如后所述，由单晶硅构成的硅层可以通过在使4夂晶硅材料成膜 之后进行退火而形成。如果是这样形成由单晶硅构成的硅层，则可 以尺寸精确地形成可动电极5。此外，可以实现开关元件l的小型 化。
此夕卜，可以在上述以硅为主要材料构成的可动电极5中，摻入 硼或磷等的杂质。在这种情况下，可以提高可动电极5的导电性， 实现开关元件1的驱动电压的低电压化，并且，可以才是高开关元件 1的开关特性。
此外，即^f吏是在可动电才及5的面上(石圭层上)，由上述第一配 线11的构成材料这样的导电性良好的材料(导电性优于硅的材料) 形成薄膜，也可以提高可动电极5的导电性，实现开关元件l的驱 动电压的低电压化，并且，可以提高开关元件1的开关特性。在这 种情况下，作为构成薄膜的材料，即使是在上述第一配线11的构 成材料这样的材料之中，也是优选采用与第一配线11相同种类的 材料。由此，可以比较简单地/使该薄膜和第一配线11之间的边界 部的机械强度。
在本实施方式中，上述的驱动电才及2、固定电才及3以及可动电 极5收容在像素电极8和基板50之间形成的收容部13内。
收容部13内可以是减压状态，也可以填充非氧化性的气体， 还可以i真充绝纟彖性的液体。在上述各开关元4牛1中，在可动电才及5和驱动电才及2之间没有 施力口电压时，如图2以及图3所示，可动电极5和固定电极3分开， 从第一配线11向像素电极8进行的通电呈截止状态。
ot匕夕卜，通过在可动电才及5和马区动电才及2之间施力。电压，4吏可动 电极5和驱动电极2之间产生静电引力，如图4所示，使可动电极 5与固定电才及3相4娄触，,人而4吏/人第一配线11向{象素电才及8进4亍的 通电呈导通状态。
上述机械开关元件1与TFT相比具有优良的耐光性。此外，该 开关元件1不会产生如TFT这样的光泄漏。因此，无需设置用于对 开关元件1进4于遮光的黑矩阵这样的遮光层，乂人而，可以增大有源 矩阵装置10中的开口率。此外，该开关元件1没有基于温度导致 的特性变动，因此，可以〗吏有源矩阵装置10的冷却才几构简化。此 外，与TFT相比，该开关元4牛1可以高速;也进4亍开关动作。
并且，通过如上所述地以石圭为主要材料构成可动电4及5，开关 元件1可以长期地发挥稳定的开关特性。
其结果是，有源矩阵装置10具有优良的可靠性，并且，可以 提高开口率。
这里，如上所述，可动电极5被支承为悬臂式，其自由端52 侧进行位移，固定电极2被设置为与可动电极5的自由端52侧的 端部对置，与固定电极2相比，驱动电极3被设置为与可动电极5 的固定端51侧的部分对置。此外，固定电才及2和驱动电才及3和可 动电极5如图4所示，在可动电极5和驱动电极2分开的状态下， 可动电4及5和固定电才及3相4妄触。由此，可以防止可动电才及5和驱 动电极2的粘合。特别是，根据如上所述的被支承为悬臂式的可动电极5的结构， 可以使开关元件1的结构简单。此夕卜，驱动电极2与可动电极5的 固定端侧对置，因此，在可动电极5位移(弯曲变形)到驱动电极 2侧时，可动电极5要复原到原来状态时的反作用力大。因此，可 以可靠地防止驱动电才及2和可动电才及5的连4妄。
(有源矩阵装置的制造方法)
下面，参照图5、图6对第一实施方式的有源矩阵装置10的制 造方法的一个例子进^S兌明。
图5和图6是分别用于说明图1以及图2所示的有源矩阵装置 的制造方法(各开关元件的制造方法)的i兌明图。此外，在下面的 说明中，为了方便说明，将图5以及图6中的上侧称为"上"、下 侧称为"下"，左侧称为"左"，右侧称为"右"。
有源矩阵装置10的制造方法包括[A]在基板50上形成驱动 电极2以及固定电极3的工序；[B]形成应当成为第一绝缘层4的第 一绝缘膜的工序；[C]在第一绝缘膜上形成可动电极5以及导电层6 的工序；[D]形成应当成为第二绝缘层7的第二绝缘膜的工序；[E] 在第二绝缘膜上形成像素电极8的工序；[F]去除第一绝缘膜以及第 二绝缘膜的一部分(形成收容部13),形成第一绝缘层4以及第二 绝缘层7的工序；[G]形成密封层9的工序。
下面，依次对各工序进行说明。
首先，如图5 (a)所示，准备基板50。然后，如图5 (b)所 示，在该基板50上形成驱动电才及2以及固定电极3。此夕卜，虽然没 有图示，但是，在形成驱动电极2以及固定电极3的同时，也形成第二配线12。此夕卜，下面将驱动电才及2和固定电才及3以及第二配线 12称为"驱动电极2以及固定电极3等"。
例如，在形成驱动电极2以及固定电极3等时，首先，在基板 50上形成金属膜(金属层)。
作为该金属膜的构成材料并没有特别的限定，可以采用上述驱 动电极2以及固定电极3的构成材料。
此外，该金属月莫可以通过以下方法形成例如，等离子CVD、 热CVD、激光CVD这样的化学蒸镀法(CVD),真空蒸镀、溅镀 (低温减镀)、离子镀等干式镀膜法，电解电镀、浸镀、化学镀等 湿式镀膜法，以及喷镀法、溶胶-凝胶法、MOD法、金属箔的接合 等。
在该金属月莫上，通过光刻(photolithography)法，形成形一犬与 驱动电极2以及固定电极3等形状对应的抗蚀层。将该抗蚀层作为 掩模，以去除金属膜的不需要部分。
该金属"莫的去除可以组合4吏用以下方法中的一种或两种以上， 即、等离子蚀刻、反应性离子蚀刻、光束蚀刻(beam etching )、光 辅助蚀刻等物理蚀刻法，湿式蚀刻等化学蚀刻法等。
之后，通过去除抗蚀层，可以如图5(b)所示获得驱动电极2 以及固定电极3等。
此夕卜，驱动电极2以及固定电极3等可以分别通过以下方式形 成，即、将含有导电性微粒的胶质液(分散液)、含有导电性聚合 物的液体(溶液或分散液)等液体状材辨々是供到基纟反50上，形成覆膜之后，根据需要，对该覆膜实施后处理(例如，加热、照射红 外线、付与超声波等)。
下面，如图5(c)所示，形成具有贯通孔41的第一绝缘膜4A, 以覆盖驱动电极2以及固定电极3等。
该第一绝纟彖力莫4A通过后述的工序[F]而成为第一绝纟彖层4。
例如，由有机绝缘材料构成第一绝缘膜4A时，第一绝缘膜4A 可以通过如下方式形成，即、以覆盖驱动电极2以及固定电极3等 方式涂敷(提供)包含有机绝缘材料或其前体的溶液之后，根据需 要，对该涂膜实施后处理(例如，加热、照射红外线、付与超声波 等)，然后，和上述的工序[B]同样地采用光刻法来形成在与贯通孔 41对应的部分上具有开口的掩才莫，通过该掩才莫进行蚀刻，从而形成 第一绝缘膜4A。
作为将包含有机绝缘材料或其前驱体的溶液向有机半导体层5 涂敷(提供)的方法，可以采用例如涂敷法、印刷法等。
此夕卜，在由无才几才才详+构成第一绝纟彖月莫4A时，可以通过例如热 氧化法、CVD法、SOG法等形成第一绝缘膜4A。此外，由于采用 聚硅氮烷作为原材料，所以，作为第一绝缘膜4A，还可以通过湿 式工序使二氧化硅膜、氮化硅膜成膜。
下面，如图5 (d)所示，形成第一配线11、可动电才及5以及 导电层6。这时，在贯通孔41内形成导电层6的贯通电才及部61, 固定电极3和导电层6电气连接。此外，下面将第一配线ll、可动 电极5以及导电层6称为"可动电极5以及导电层6等"。可动电极5以及导电层6等可以釆用和上述工序[A]相同的方 法形成，但是，在形成以硅为主要材料构成的可动电极5时，例如、 賊镀Al隱Si ( 2% )材料，在'减镀了 a-Si (非晶硅)材料之后，在300 。C左右进行退火，通过上述Al-Si在其下层推进硅单晶膜的结晶化， 之后通过蚀刻去除移动至上层的Al-Si，形成石圭单晶膜，通过采用 和上述的工序[A]相同的方法对该石圭单晶膜进4亍蚀刻，/人而可以形成 可动电极5。
下面，如图6(a)所示，形成具有贯通孔71的第二绝缘膜7A， 以覆盖可动电才及5以及导电层6等。
该第二绝纟彖膜7A通过后述的工序"F"成为第二绝缘层7。
可以采用和上述的工序[B]相同的办法形成上述第二绝纟彖膜7A。
下面，如图6(b)所示，形成具有贯通孔82的像素电极8。 可以采用和上述的工序[A]相同的方法形成像素电才及8。
然后，如图6(c)所示，形成具有开口 141以露出^f象素电才及8 的贯通孔82的掩模14,通过该掩模14进行湿式蚀刻，从而去除第 一绝纟彖膜4A以及第二绝纟彖膜7A的一部分，形成第一绝纟彖层4以 及第二绝缘层7。由此，形成收容驱动电极2、固定电极3以及可 动电才及5的4欠容部13。然后，在去除掩冲莫14之后，如图6(d)所示，形成密封层9， 以覆盖多个像素电极8。由此，获得有源矩阵装置IO(开关元件I)。
如上述"i兌明，可以制造有源矩阵装置10。
(光电显示装置)
下面，作为本发明的光电显示装置的一个例子，对包括上述有 源矩阵装置10的液晶面板进行说明。
图7是表示将本发明的光电显示装置适应于液晶面板时的实施 方式的纟从截面图。
如图7所示，作为光电显示装置的液晶面板100包括上述有 源矩阵装置10;接合于有源矩阵装置10的定向膜60;液晶面板用 对置基板20;接合于液晶面板用对置基板20的定向膜40;由封入 定向膜60和定向膜40之间空隙的液晶形成的液晶层90;接合于有 源矩阵装置(液晶驱动装置)10的外表面(上表面)侧的偏纟展膜 70,以及接合于液晶面板用对置基板20的外表面(下表面)侧的 偏振膜80。
液晶面板用对置基板20包括微透镜基板201;黑矩阵204， 设置在该微透镜基板201的表层202上，形成有开口 203;透明导 电膜(公共电极)209,在表层202上以覆盖黑矩阵204的方式进 行设置。
微透镜基板201包括微透镜用带凹部基板(第一基板)206， 设置有具有凹曲面的多个(许多)凹部U鼓透4竟用凹部)205;表 层202,通过树脂层(粘接剂层)207接合于微透镜用带凹部基板206的设置有凹部205的面上，此外，在树脂层207上，由填充在 凹部205内的树脂形成微透镜208。
这里，有源矩阵装置10是用于驱动液晶层卯的液晶的装置。
该有源矩阵装置10的开关元件1与未图示的控制电路连接， 用于控制向像素电极8提供的电流。由此，来控制^f象素电极8的充 电、；改电。
定向膜60连接于有源矩阵装置10的像素电才及8，定向膜40 接合于液晶面板用对置基板20的液晶层卯。这里，定向膜60兼做 上述有源矩阵装置10的密封层9。
定向膜40、 60分別具有控制构成液晶层90的液晶分子的(未 施加电压时)的定向状态的功能。
定向膜40、 60虽然没有特别的限定，但是，通常主要是由聚 酰亚胺树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、聚乙烯醇、聚四氟乙烯等高分子 材料构成。在上述高分子材料中也是特别优选聚酰亚胺树脂、聚酰 胺-酰亚胺树脂。如果定向膜40、 60主要是由聚酰亚胺树脂、聚酰 胺-酰亚胺树脂构成，则在制造工序中可以简单地形成高分子膜，并 且具有耐热性、耐药品性等优良的特性。
此外，作为定向膜40、 60，通常使用对由上述才才冲+构成的力莫实 施了用于付与定向功能的处理而形成的定向力莫，该定向功能用于控 制构成液晶层90的液晶分子的定向。作为用于付与定向功能的处 理方法，可以列举出摩4察法、光定向法等。
上述定向膜优选其平均厚度为20 ~ 120nm，更优选30 ~ 80nm。液晶层90含有液晶分子，与^象素电极8的充电、；故电相只t应， 相应的液晶分子即、、液晶的定向发生变4匕。
作为相应的液晶分子，只要是向列型液晶、碟状液晶等可以定 向的液晶分子，可以使用任何液晶分子。但是，在TN型液晶面板 的情况下，优选形成向列型液晶。例如，可以列举出环已基苯衍生 物液晶、联苯书f生物液晶、联苯基环己烷(biphenyl cyclohexane ) 衍生物液晶、三联苯衍生物液晶、苯基醚衍生物液晶、苯酯衍生物 液晶、双环己烷(bicyclohexane )书f生物液晶、偶氮曱石iM汙生物液 晶、氧化偶氮衍生物液晶、嗜啶衍生物液晶、二氧杂环乙烷衍生物 液晶、立方烷衍生物液晶等。而且，这些向列型液晶分子中还包括 导入了 一氟(monofluoro )基、二氟(difluoro )基、三氟(trifluoro ) 基、三氟曱(trifluoromethyl)基、三氟曱氧(trifluoromethoxy )基、 二氟曱氧(difluoromethoxy )基等氟系置换基的液晶分子。
在上述液晶面板100中，通常， 一个樣i透4竟208、与相应的樣丈 透4竟208的光轴Q^"应的黑矩阵204的一个开口 203、 一个l象素电 极8、以及连接于相应的像素电极8的一个开关元件1与一个4象素 对应。
从液晶面板用对置基板20侧射入的射入光L穿过微透镜用带 凹部基板206，在通过微透镜208时被聚光，并穿过树脂层207、 表层202、黑矩阵204的开口 203、透明导电膜209、液晶层90、 像素电极8、基板50。这时，在微透镜基板201的入射侧设置有偏 才展月莫80,因此，在射入光L穿过液晶层卯时，射入光L为直线偏 振光。这时，与液晶层90的液晶分子的定向状态对应来控制该射 入光L的偏振光方向。因此，通过使穿过了液晶面4反100的射入光 L透过偏振膜70,可以控制射出光的亮度。上述液晶面板100包括如上所述的微透镜208，而且，穿过微 透镜208的射入光L被聚光，并通过黑矩阵204的开口 203。另一 方面，在未形成有黑矩阵204的开口 203的部分，射入光L一皮遮挡。 因此，在液晶面板100中，防止了从像素以外的部分泄漏不需要的 光，并且，控制了在〗象素部分上的射入光L的衰减。因此，液晶面 板100在^f象素部具有较高的光透过率。
才艮据包括上面所i兌明的有源矩阵装置10的液晶面才反100，在具 有优良的可靠性的同时，可以显示高品质的图4象。
此外，本发明的光电显示装置并不^J艮于适用于上述液晶面 才反，也可以适用于电泳显示装置、有才几或无才几EL显示装置等。
(电子4义器)
下面，作为本发明的电子4义器，基于图8至图11所示的第一~ 第四例，对包括上述液晶面板100的电子仪器进行说明。
(第 一例)
图8是表示作为本发明的电子仪器的第一例的移动型(或笔记 本型)个人计算机的结构的立体图。
在该图中，个人计算机1100包括主体部1104，包括键盘1102, 以及显示单元1106，显示单元1106净皮支岸义为通过合页构造部可以 相对于主体部1104自如转动。
在该个人计算机1100中，显示单元1106包括上述液晶面板100 以及未图示的背光源。通过使来自于背光源的光透过液晶面板100 ， 可以显示图像(信息)。(第二例)
图9是表示作为本发明的电子仪器的第二例的便携式电话机
(也包括PHS)的结构的立体图。
在该图中，便携式电话才几1200包括多个才喿作4要钮1202、听话 口 1204、送话口 1206，以及上述液晶面板100、未图示的背光源。
(第三例)
图10是表示作为本发明的电子仪器的第三例的数码相机的结 构的立体图。此外，在该图中，也简单地示出了与外部i殳备的连4妄。
这里，相对于通过被拍摄体的光学图像使囟化银胶片曝光的普 通的照相才几而言，凄t码相才几1300是通过CCD (Charge Coupled Device:电荷耦合器件)等摄影元件来光电转换被拍摄体的光学图 像，生成拍摄信号(图像信号)。
在数码相机1300的壳体(机体)1302的背面，i殳置有上述液 晶面板100以及未图示的背光源，基于CCD的拍4聂信号来进行显 示，液晶面板100作为将被拍摄体作为电子图像进行显示的取景器 发挥功能。
在壳体的内部，设置有电路基板1308。该电路基板1308设置 有可以存储(记录)拍摄信号的存储器。
此外，在壳体1302的正面侧(在图示的结构中，为背面侧)， 设置有包括光学透镜(拍摄光学系统)和CCD等的受光单元1304。在拍摄者确认液晶面板100上显示的被拍摄体图像，按下快门 按钮1306之后，此时的CCD的拍摄信号被传送 存储在电路基板 1308的存储器中。
此夕卜，在该数码相才几1300中，在壳体1302的侧面，设置有视 频信号IIT出端子1312、翁:据通信用的输入输出端子1314。此外， 如图所示，分别根据需要在视频信号输出端子1312上连接电视监 控器1430，在数据通信用的输入输出端子1314上连4妄个人计算枳j 1440。而且，构成为通过规定的操作，将存储在电路基板1308的 存储器中的拍摄信号输出至电视监控器1430或个人计算机1440。
(第四例)
图11模式地示出了作为本发明的电子仪器的第四例的投射型 显示装置(液晶投影仪)的光学系统。
如该图所示，才殳射型显示装置300包括光源301;包括多个 积分透4竟的照明光学系统；包括多个分色4竟等颜色分离光学系统 (导光光学系统)；与红色对应的(红色用的)液晶光阀(液晶光 阀阵列)240;与绿色对应的(绿色用的)液晶光岡(液晶光阀阵 列)250;与蓝色对应的(蓝色用的)液晶光阀(液晶光阀阵列) 260; 二向棱镜(颜色合成光学系统)210,由^f又反射红色光的分色 镜面211以及仅反射蓝色光的分色镜面212形成，以及投射透镜(投 射光学系统)220。
此外，照明光学系统包括积分透镜302以及303。色分离光学 系统包括反射镜304、 306、 309;反射蓝色光以及绿色光(仅透 过红色光)的分色镜305;仅反射绿色光的分色镜307;仅反射蓝 色光的分色镜(或者反射蓝色光的反射镜)308，以及聚光透镜310、 311、 312、 313以及314。液晶光阀250包括上述液晶面4反100。液晶光阀240以及260 也和液晶光阀250是同样的结构。包括这些液晶光阀240、 250以 及260的液晶面板100分别与未图示的驱动电路连接。
此外，在4殳射型显示装置300中，由二向片菱4竟210和才殳射透4竟 220构成光学块200。此夕卜，由该光学块200和相对于二向棱4竟210 固定i殳置的液晶光阀240、 250以及260构成显示单元230。
下面，对冲殳射型显示装置300的作用进4亍i兌明。
从光源301射出的白色光(白色光束)透过积分透镜302以及 303。通过积分透镜302以及303使该白色光的光强度(亮度分布) 均匀。从光源301射出的白色光优选其光强度比较大的白色光。由 此，可以使屏幕320上形成的图^f象更加鲜明。此外，在4殳射型显示 装置300中，采用了耐光性优良的液晶面板100,因此，即使在从 光源301射出的光的强度大的情况下，也可以获得优良的长期稳定 性。
透过了积分透镜302以及303的白色光由镜304反射向图11 中的左侧，该反射光中的蓝色光(B)以及绿色光(G)分别由分色 镜305反射向图11中的下侧，红色光(R)透过分色镜305。
透过了分色镜305的红色光由镜306反射向图11中的下侧， 该反射光由聚光透4竟310整形，并射入红色用的液晶光阀240。
由分色镜305所反射的蓝色光以及绿色光中的绿色光由分色镜 307反射向图11中的左侧，蓝色光透过分色镜307。
由分色镜307反射的绿色光由聚光透镜311整形，并射入绿色 用的液晶光阀250。此外，透过分色镜307的蓝色光由分色镜(或者反射镜)308 反射向图11中的左侧，该反射光由4竟309反射向图11中的上侧。 上述蓝色光由聚光透4竟312、 313以及314整形，并射入蓝色用的 液晶光阀260。
这样，乂人光源301射出的白色光通过色分离光学系统^皮分离为 红色、绿色以及蓝色，即三原色，并分别引导至对应的液晶光阀， 并射入液晶光阀。
这时，通过基于红色用的图〗象信号进行动作的驱动电^各(驱动 单元)，对液晶光阀240所包括的液晶面板100的各像素(开关元 件1以及与该开关元件1连接的像素电才及8 )进行开关控制(导通/ 截止)，即进行调制。
同样地，绿色光以及蓝色光分别射入液晶光阀250以及260, 并被各自的液晶面板100调制，由此，形成绿色用的图像以及蓝色 用的图像。这时，通过基于绿色用的图像信号进行动作的驱动电路， 对液B曰日光阀250所包括的液晶面板100的各像素进行开关控制，通 过基于蓝色用的图像信号进行动作的驱动电路，对液晶光阀260所 包括的液晶面才反100的各^f象素进4亍开关控制。
由此，红色光、绿色光以及蓝色光分别^皮液晶光阀240、 250 以及260调制，并分别形成红色用的图4象、绿色用的图像以及蓝色 用的图1象。
由上述液晶光阀240形成的红色用的图像，即来自于液晶光阀 240的红色光乂人面213射入二向棱4免210，由分色镜面211反射向 图11中的左侧，并透过分色镜面212，从射出面216射出。此外，由上述液晶光阀250形成的绿色用的图像，即来自于液 晶光阀250的绿色光从面214射入二向棱镜210，并分别透过分色 4竟面211以及212， 乂人射出面216射出。
此外，由上述液晶光阀260形成的蓝色用的图像，即来自于液 晶光阀260的蓝色光/人面215射入二向棱镜210，由分色镜面212 反射向图11中的左侧，并透过分色镜面211，从射出面216射出。
这样，来自于上述液晶光阀240、 250以及260的各种颜色的 光、即由液晶光阀240、 250以及260形成的各图傳_被二向棱4竟210 合成，由此，形成彩色的图像。该图像通过投射透镜220被投影(放 大投射)到设置在规定位置的屏幕320上。
根据包括如上所述的液晶面板100的电子仪器，在具有优良的 可靠性的同时，还可以显示高品质的图4象。
此外，本发明的电子4义器除了图8的个人计算4几(移动型个人 计算机)、图9的便携式电话机、图10的数码相机、图11的投射 型显示装置之外，还可以列举出例如电视、摄像机、电子取景型、 监控直视型的磁带录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子手簿(也 包括带通信功能的)、电子字典、计算器、电子游戏^L、文字处理 才几、工作站(work station )、可一见电话、防盗用电一见监控器、电子 双筒望远镜、POS终端、包括触摸面板的设备(例如金融机关的自 动提款机、自动售票机)、医疗设备(例如电子体温计、血压计、 血糖计、心电显示装置、超声波-^断装置、内视^竟用显示装置)、 鱼群探测机、各种测定设备、计量仪器(例如、车辆、航空机、船 舶的计量仪器)、飞行模拟器等。此外，作为这些各种电子仪器的 显示部、监控部，毋庸置疑地可以适用上述的本发明的光电显示装 置。这样，包括有源矩阵装置10的电子设备或电子仪器具有优良 的可靠性。
以上，基于图示的实施方式对本发明的有源矩阵装置、光电显 示装置以及电子仪器进行了说明，但是，本发明并不仅限于此。
例如，在本发明的有源矩阵装置、光电显示装置以及电子仪器 中，各部分的结构可以置换为发挥同样功能的任意的结构，此外， 也可以增加^f壬意的结构。
此外，在上述实施方式中，对投射型显示装置(电子仪器)包 括三个液晶面板，并且将本发明的光电显示装置适用于这些所有面 板的情况进行了说明，但是，只要至少其中的一个是本发明所涉及 的光电显示装置(液晶面板)即可。这时，优选至少将本发明适用 于蓝色用的液晶光阀所采用的液晶面才反。
此外，在上述实施方式中，对将本发明适用于透过型的光电显 示装置的例子进行了说明，但是，本发明并不仅限于此，也可以适
用于LCOS(Liquid crystal on silicon:硅上液晶)上述反射型的光电显 示装置。符号说明
1开关元件
3固定电才及
4A第一绝缘膜
5可动电^L
51 固定端
6导电层
7第二绝缘层
71 贯通孔
81 贯通电才及部
9密封层
11 第一配线
13 收容部
100 '液晶面;f反
60 无才几定向月莫
209透明导电月莫
2马区动电才及
4第一绝纟彖层
41贯通孔
50基板
52自由端
61贯通电极部
7A 第二绝缘膜
8 ^象素电相^
82贯通孔
IO有源矩阵装置
12第二配线
14掩模
90液晶层
40无才几定向月莫
70偏振膜80 偏振膜
201 微透镜基板
206微透镜用带凹部基板
205凹部 208微透镜 207树脂层
202表层
20液晶面纟反用7t置基^反
204黑矩阵
141开口
1102键盘
1106显示单元
1202操作按钮
1206送话口
203开口
1100 个人计算才几
1104 主体部
1200〗更携式电i舌才几
1204 听话口
1300 #:码相才几
1302壳体(机体)1304 受光单元
1306快门按钮
1308 电路基板
1312^L频信号llr出端子
1314数据通信用的输入输出端子
1430电视监控器
1440个人计算枳j
300 4殳射型显示装置 301 光源302、 303 积分透镜
304、 306、 309 反射镜
305、 307、 308 分色镜
310 — 314 聚光透镜
320屏幕
200 光学块
210 二向棱镜
211、 212 分色4竟面
213~215 面
216射出面
220投射透镜
230 显示单元
240 ~ 260 液晶光阀 L射入光
Q 光轴
权利要求
1. 一种有源矩阵装置，其特征在于，包括多个像素电极，设置于基板的一个面上；多个开关元件，与所述各像素电极对应地设置，所述开关元件包括固定电极，与所述像素电极连接；可动电极，设置成以可以接触/离开所述固定电极的方式进行位移；以及驱动电极，设置成隔着静电间隙与所述可动电极对置；第一配线，与所述各可动电极连接；第二配线，与所述各驱动电极连接，其中，通过在所述可动电极和驱动电极之间施加电压，在所述可动电极和驱动电极之间产生静电引力，由此，使所述可动电极位移，使所述可动电极和所述固定电极接触，从而使所述第一配线和所述像素电极呈导通状态，其中，所述可动电极以硅为主要材料构成。
2. 根据权利要求1所述的有源矩阵装置，其特征在于，所述可动电极包括由单晶硅构成的硅层。
3. 根据权利要求2所述的有源矩阵装置，其特征在于，所述硅层是在使非结晶型硅材料成膜之后进行退火而形 成的层。
4. 根据权利要求1所述的有源矩阵装置，其特征在于，所述可动电极是由碳化硅构成的。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的有源矩阵装置，其特征在 于，在所述可动电极中掺入用于提高其导电性的杂质。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的有源矩阵装置，其特征在 于，在所述可动电才及上形成由导电性优于石圭的材料构成的薄膜。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的有源矩阵装置，其特征在 于，所述固定电极、所述可动电极以及所述驱动电极配置成 在所述可动电才及和所述驱动电才及分开的状态下，所述可动电极 与所述固定电极接触。
8. 根据权利要求7所述的有源矩阵装置，其特征在于，所述可动电极被支承为悬臂，其自由端侧进行位移，所 述固定电极被设置为与所述可动电极的自由端侧的端部对置， 所述驱动电招j皮:没置为与所述固定电才及相比、与所述可动电极 的固定端侧的部分相对。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的有源矩阵装置，其特征在 于，所述多个像素电极被设置于在所述基板的厚度方向上与 所述多个开关元件不同的位置上，在进行平面观察时，所述各 <象素电招^皮*没置为包含对应的所述开关元件。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的有源矩阵装置，其特征在 于，沿所述基板相互平行地设置多条所述第一配线，与所述 各第一配线交叉、且沿所述基板相互平行地设置有多条所述第 二配线，所述各开关元件^皮i殳置在所述各第一配线和所述各第 二配线的交叉点附近。
11. 一种光电显示装置，其特征在于，包括4又利要求1至10中任一项所述的有源矩阵装置。
12. —种电子设备，其特征在于，包括权利要求11所述的光电显示装置。
全文摘要
本发明提供了一种具有优良的可靠性、并且可以提高开口率的有源矩阵装置、光电显示装置以及电子设备。其中，本发明的有源矩阵装置(10)包括多个像素电极(8)，设置于基板(50)的一个面上；与所述各像素电极(8)对应地设置的多个开关元件(1)，其包括与所述像素电极(8)连接的固定电极(3)、面对固定电极(3)设置且可以向固定电极(3)进行位移的可动电极(5)、以及设置成隔着静电间隙面对可动电极(5)设置的驱动电极(2)；以及第一配线(11)，与各可动电极(5)连接；第二配线(12)，与驱动电极(2)连接，其中，可动电极(5)以硅为主要材料构成。
文档编号H01L21/84GK101430469SQ20081017554
公开日2009年5月13日 申请日期2008年11月7日 优先权日2007年11月9日
发明者南百濑勇 申请人:精工爱普生株式会社