(57)【要約】【課題】カラーフィルタを薄膜トランジスタの基板側ではなく上層、もしくは薄膜トランジスタ内部にカラーフィルタを形成する薄膜トランジスタ及びその製造方法並びに画像表示装置を提供する。【解決方法】実質的に透明な基板と、基板上に形成された実質的に透明なゲート電極と、ゲート電極の同一層に隔離して形成された実質的に透明なキャパシタ電極と、ゲート電極及びキャパシタ電極を覆うように形成された実質的に透明なゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に形成された実質的に透明な半導体層と、半導体層に跨って形成された実質的に透明なソース電極及び実質的に透明なドレイン電極と、ソース電極またはドレイン電極上に貫通孔を設けて形成された実質的に透明な層間絶縁層と、ソース電極またはドレイン電極のいずれかにより延在された電極領域に電気的に接続され、導電性着色材料により形成された画素電極と、を備えることを特徴とする薄膜トランジスタ。【選択図】図１
2010152298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に透明な基板と、
前記基板上に形成された実質的に透明なゲート電極と、
前記ゲート電極の同一層に隔離して形成された実質的に透明なキャパシタ電極と、
前記ゲート電極及び前記キャパシタ電極を覆うように形成された実質的に透明なゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成された実質的に透明な半導体層と、
前記半導体層に跨って形成された実質的に透明なソース電極及び実質的に透明なドレイン電極と、
前記ソース電極または前記ドレイン電極上に貫通孔を設けて形成された実質的に透明な層間絶縁層と、
前記ソース電極または前記ドレイン電極のいずれかにより延在された電極領域に電気的に接続され、導電性着色材料により形成された画素電極と、
を備えることを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項２】
実質的に透明な基板と、
前記基板上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極の同一層に隔離して形成されたキャパシタ電極と、
前記ゲート電極及び前記キャパシタ電極を覆うように形成された実質的に透明なゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成された実質的に透明な半導体層と、
前記半導体層に跨って形成されたソース電極及びドレイン電極と、
前記ソース電極または前記ドレイン電極上に貫通孔を設けて形成された実質的に透明な層間絶縁層と、
前記ソース電極または前記ドレイン電極のいずれかにより延在された電極領域に電気的に接続された画素電極と、を備え、
前記ゲート電極、前記キャパシタ電極、前記ソース電極、前記ドレイン電極のいずれか一つの電極が導電性着色材料により形成され、前記導電性着色材料で形成されている電極以外の電極は全て実質的に透明な材料により形成されていることを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項３】
実質的に透明な基板と、
前記基板上に形成された実質的に透明なゲート電極と、
前記ゲート電極の同一層に隔離して形成された実質的に透明なキャパシタ電極と、
前記ゲート電極及び前記キャパシタ電極を覆うように形成された実質的に透明なゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成された実質的に透明な半導体層と、
前記半導体層に跨って形成された実質的に透明なソース電極及び実質的に透明なドレイン電極と、
前記ソース電極または前記ドレイン電極上に貫通孔を設けて形成された実質的に透明な層間絶縁層と、
前記ソース電極または前記ドレイン電極のいずれかにより延在された電極領域に電気的に接続された実質的に透明な画素電極と、
前記画素電極の上部または下部が導電性着色材料により形成された第１の導電性着色層と、を備えることを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項４】
実質的に透明な基板と、
前記基板上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極の同一層に隔離して形成されたキャパシタ電極と、
前記ゲート電極及び前記キャパシタ電極を覆うように形成された実質的に透明なゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成された実質的に透明な半導体層と、
前記半導体層に跨って形成されたソース電極及びドレイン電極と、
前記ソース電極または前記ドレイン電極上に貫通孔を設けて形成された実質的に透明な層間絶縁層と、
前記ソース電極または前記ドレイン電極のいずれかにより延在された電極領域に電気的に接続された画素電極と、を備え、
前記ゲート電極、前記キャパシタ電極、前記ソース電極、前記ドレイン電極のいずれか一つの電極の上部または下部が導電性着色材料により形成され、前記導電性着色材料で形成されている電極以外の電極は全て実質的に透明な材料により形成されていることを特徴とする薄膜トランジタ。
【請求項５】
前記半導体層が金属酸化物を主成分とする材料からなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の薄膜トランジスタ。
【請求項６】
前記半導体層が有機物を主成分とする材料からなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の薄膜トランジスタ。
【請求項７】
前記半導体層上を覆うように実質的に透明な材料で形成された保護膜を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の薄膜トランジスタ。
【請求項８】
実質的に透明な基板を準備し、
前記基板上に実質的に透明なゲート電極を形成し、
前記ゲート電極の同一層に隔離して実質的に透明なキャパシタ電極を形成し、
前記ゲート電極及び前記キャパシタ電極を覆うように実質的に透明なゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に実質的に透明な半導体層を形成し、
前記半導体層に跨って、実質的に透明なソース電極及び実質的に透明なドレイン電極を形成し、
前記ソース電極または前記ドレイン電極上に実質的に透明な層間絶縁層を貫通孔を設けて形成し、
前記ソース電極または前記ドレイン電極のいずれかにより延在された電極領域に電気的に接続された画素電極を導電性着色材料により形成することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項９】
実質的に透明な基板を準備し、
前記基板上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極の同一層に隔離してキャパシタ電極を形成し、
前記ゲート電極及び前記キャパシタ電極を覆うように実質的に透明なゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に実質的に透明な半導体層を形成し、
前記半導体層に跨って形成されたソース電極及びドレイン電極を形成し、
前記ソース電極または前記ドレイン電極上に実質的に透明な層間絶縁層を貫通孔を設けて形成し、
前記ソース電極または前記ドレイン電極のいずれかにより延在された電極領域に電気的に接続された画素電極を形成し、
前記ゲート電極、前記キャパシタ電極、前記ソース電極、前記ドレイン電極のいずれか一つの電極を導電性着色材料により形成して、前記導電性着色材料で形成する電極以外の電極は全て実質的に透明な材料により形成することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１０】
実質的に透明な基板を準備し、
前記基板上に実質的に透明なゲート電極を形成し、
前記ゲート電極の同一層に隔離して実質的に透明なキャパシタ電極を形成し、
前記ゲート電極及び前記キャパシタ電極を覆うように実質的に透明なゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に実質的に透明な半導体層を形成し、
前記半導体層に跨って、実質的に透明なソース電極及び実質的に透明なドレイン電極を形成し、
前記ソース電極または前記ドレイン電極上に実質的に透明な層間絶縁層を貫通孔を設けて形成し、
前記ソース電極または前記ドレイン電極のいずれかにより延在され、電極領域に電気的に接続された画素電極を形成し、
前記画素電極の上部または下部が導電性着色材料により形成することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１１】
実質的に透明な基板を準備し、
前記基板上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極の同一層に隔離してキャパシタ電極を形成し、
前記ゲート電極及び前記キャパシタ電極を覆うように実質的に透明なゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に実質的に透明な半導体層を形成し、
前記半導体層に跨って形成されたソース電極及びドレイン電極を形成し、
前記ソース電極または前記ドレイン電極上に実質的に透明な層間絶縁層を貫通孔を設けて形成し、
前記ソース電極または前記ドレイン電極のいずれかにより延在された電極領域に電気的に接続された画素電極を形成し、
前記ゲート電極、前記キャパシタ電極、前記ソース電極、前記ドレイン電極のいずれか一つの電極の上部または下部を導電性着色材料により形成して、前記導電性着色材料で形成する電極以外の電極は全て実質的に透明な材料により形成することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１２】
前記半導体層が金属酸化物を主成分とする材料からなることを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれかに記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１３】
前記半導体層が有機物を主成分とする材料からなることを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれかに記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１４】
前記半導体層上を覆うように実質的に透明な材料で形成された保護膜を備えることを特徴とする請求項８乃至請求項１３のいずれかに記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタアレイを備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１６】
前記画像表示装置が電子ペーパ、液晶ディスプレイまたは有機エレクトロルミネッセンスのいずれかであることを特徴とする請求項１５に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタ及びその製造方法並びに画像表示装置に関し、特に、各種画像表示装置の駆動素子等に用いることができる薄膜トランジスタ及びその製造方法並びに画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に電子デバイスの駆動用トランジスタとして、アモルファスシリコンや多結晶シリコン等を用いた薄膜トランジスタが用いられてきた。しかしながら、アモルファスシリコンや多結晶シリコンは不透明であり、また可視光領域において光感度を持つため、遮光膜が必要となる。そのため薄膜トランジスタを形成した基板が画像表示装置の観察者側からみて画像表示装置の表示要素の表側に存在する場合には、画像表示装置の視認性に影響を与えるため、薄膜トランジスタをディスプレイ表示要素の裏側に設置させてきた。
【０００３】
反射型液晶表示装置や電気泳動表示装置等の反射型の画像表示装置のカラー化においては、一般的にはカラーフィルタが用いられるが、上記の理由により、画像表示装置の構造はカラーフィルタと薄膜トランジスタを形成した基板との間に液晶封入層や電気泳動粒子層が形成される構造となる。しかしながら、この位置にカラーフィルタ及び薄膜トランジスタが形成されると、例えば液晶の場合は、液晶を封入した後、薄膜トランジスタを形成した基板とカラーフィルタとを位置合わせする必要があり、高い精度を得るためには困難が伴い、コスト上昇や歩留まり低下の原因となっている。
【０００４】
そこで、カラーフィルタを形成した基板上に透明な薄膜トランジスタを形成することで、カラーフィルタと薄膜トランジスタとの位置合わせを容易にする試みがなされている。この場合、薄膜トランジスタが透明であるため、画像表示装置の観察者側からみて画像表示装置の表示要素の表側に薄膜トランジスタを設置することができ、作製した画像表示装置は透明な薄膜トランジスタを通して視認する構造となる。
【０００５】
しかし、このようにカラーフィルタを形成した基板上の薄膜トランジスタは、カラーフィルタの表面凹凸性のため、カラーフィルタを形成していない基板上の薄膜トランジスタと比較して、薄膜トランジスタがカラーフィルタを形成した基板から剥離しやすい、または断線が生じやすいという問題があった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】応用物理、第７７巻、第７号、Ｐ８０９−Ｐ８１２（２００８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、カラーフィルタを薄膜トランジスタの基板側ではなく上層、もしくは薄膜トランジスタ内部に形成する薄膜トランジスタ及びその製造方法並びに画像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に係る発明は、実質的に透明な基板と、基板上に形成された実質的に透明なゲート電極と、ゲート電極の同一層に隔離して形成された実質的に透明なキャパシタ電極と、ゲート電極及びキャパシタ電極を覆うように形成された実質的に透明なゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に形成された実質的に透明な半導体層と、半導体層に跨って形成された実質的に透明なソース電極及び実質的に透明なドレイン電極と、ソース電極またはドレイン電極上に貫通孔を設けて形成された実質的に透明な層間絶縁層と、ソース電極またはドレイン電極のいずれかにより延在された電極領域に電気的に接続され、導電性着色材料により形成された画素電極と、を備えることを特徴とする薄膜トランジスタとしたものである。
【０００９】
本発明の請求項２に係る発明は、実質的に透明な基板と、基板上に形成されたゲート電極と、ゲート電極の同一層に隔離して形成されたキャパシタ電極と、ゲート電極及びキャパシタ電極を覆うように形成された実質的に透明なゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に形成された実質的に透明な半導体層と、半導体層に跨って形成されたソース電極及びドレイン電極と、ソース電極またはドレイン電極上に貫通孔を設けて形成された実質的に透明な層間絶縁層と、ソース電極またはドレイン電極のいずれかにより延在された電極領域に電気的に接続された画素電極と、を備え、ゲート電極、キャパシタ電極、ソース電極、ドレイン電極のいずれか一つの電極が導電性着色材料により形成され、導電性着色材料で形成されている電極以外の電極は全て実質的に透明な材料により形成されていることを特徴とする薄膜トランジスタとしたものである。
【００１０】
本発明の請求項３に係る発明は、実質的に透明な基板と、基板上に形成された実質的に透明なゲート電極と、ゲート電極の同一層に隔離して形成された実質的に透明なキャパシタ電極と、ゲート電極及びキャパシタ電極を覆うように形成された実質的に透明なゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に形成された実質的に透明な半導体層と、半導体層に跨って形成された実質的に透明なソース電極及び実質的に透明なドレイン電極と、ソース電極またはドレイン電極上に貫通孔を設けて形成された実質的に透明な層間絶縁層と、ソース電極またはドレイン電極のいずれかにより延在された電極領域に電気的に接続された実質的に透明な画素電極と、画素電極の上部または下部が導電性着色材料により形成された第１の導電性着色層と、を備えることを特徴とする薄膜トランジスタとしたものである。
【００１１】
本発明の請求項４に係る発明は、実質的に透明な基板と、基板上に形成されたゲート電極と、ゲート電極の同一層に隔離して形成されたキャパシタ電極と、ゲート電極及びキャパシタ電極を覆うように形成された実質的に透明なゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に形成された実質的に透明な半導体層と、半導体層に跨って形成されたソース電極及びドレイン電極と、ソース電極またはドレイン電極上に貫通孔を設けて形成された実質的に透明な層間絶縁層と、ソース電極またはドレイン電極のいずれかにより延在された電極領域に電気的に接続された画素電極と、を備え、ゲート電極、キャパシタ電極、ソース電極、ドレイン電極のいずれか一つの電極の上部または下部が導電性着色材料により形成され、導電性着色材料で形成されている電極以外の電極は全て実質的に透明な材料により形成されていることを特徴とする薄膜トランジスタとしたものである。
【００１２】
本発明の請求項５に係る発明は、半導体層が金属酸化物を主成分とする材料からなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の薄膜トランジスタとしたものである。
【００１３】
本発明の請求項６に係る発明は、半導体層が有機物を主成分とする材料からなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の薄膜トランジスタとしたものである。
【００１４】
本発明の請求項７に係る発明は、半導体層上を覆うように実質的に透明な材料で形成された保護膜を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の薄膜トランジスタとしたものである。
【００１５】
本発明の請求項８に係る発明は、実質的に透明な基板を準備し、基板上に実質的に透明なゲート電極を形成し、ゲート電極の同一層に隔離して実質的に透明なキャパシタ電極を形成し、ゲート電極及びキャパシタ電極を覆うように実質的に透明なゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜上に実質的に透明な半導体層を形成し、半導体層に跨って、実質的に透明なソース電極及び実質的に透明なドレイン電極を形成し、ソース電極またはドレイン電極上に実質的に透明な層間絶縁層を貫通孔を設けて形成し、ソース電極またはドレイン電極のいずれかにより延在された電極領域に電気的に接続された画素電極を導電性着色材料により形成することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法としたものである。
【００１６】
本発明の請求項９に係る発明は、実質的に透明な基板を準備し、基板上にゲート電極を形成し、ゲート電極の同一層に隔離してキャパシタ電極を形成し、ゲート電極及びキャパシタ電極を覆うように実質的に透明なゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜上に実質的に透明な半導体層を形成し、半導体層に跨って形成されたソース電極及びドレイン電極を形成し、ソース電極またはドレイン電極上に実質的に透明な層間絶縁層を貫通孔を設けて形成し、ソース電極またはドレイン電極のいずれかにより延在された電極領域に電気的に接続された画素電極を形成し、ゲート電極、キャパシタ電極、ソース電極、ドレイン電極のいずれか一つの電極を導電性着色材料により形成して、導電性着色材料で形成する電極以外の電極は全て実質的に透明な材料により形成することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法としたものである。
【００１７】
本発明の請求項１０に係る発明は、実質的に透明な基板を準備し、基板上に実質的に透明なゲート電極を形成し、ゲート電極の同一層に隔離して実質的に透明なキャパシタ電極を形成し、ゲート電極及びキャパシタ電極を覆うように実質的に透明なゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜上に実質的に透明な半導体層を形成し、半導体層に跨って、実質的に透明なソース電極及び実質的に透明なドレイン電極を形成し、ソース電極またはドレイン電極上に実質的に透明な層間絶縁層を貫通孔を設けて形成し、ソース電極またはドレイン電極のいずれかにより延在された電極領域に電気的に接続された画素電極を形成し、画素電極の上部または下部が導電性着色材料により形成することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法としたものである。
【００１８】
本発明の請求項１１に係る発明は、実質的に透明な基板を準備し、基板上にゲート電極を形成し、ゲート電極の同一層に隔離してキャパシタ電極を形成し、ゲート電極及びキャパシタ電極を覆うように実質的に透明なゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜上に実質的に透明な半導体層を形成し、半導体層に跨って形成されたソース電極及びドレイン電極を形成し、ソース電極またはドレイン電極上に実質的に透明な層間絶縁層を貫通孔を設けて形成し、ソース電極またはドレイン電極のいずれかにより延在された電極領域に電気的に接続された画素電極を形成し、ゲート電極、キャパシタ電極、ソース電極、ドレイン電極のいずれか一つの電極の上部または下部を導電性着色材料により形成して、導電性着色材料で形成する電極以外の電極は全て実質的に透明な材料により形成することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法としたものである。
【００１９】
本発明の請求項１２に係る発明は、半導体層が金属酸化物を主成分とする材料からなることを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれかに記載の薄膜トランジスタの製造方法としたものである。
【００２０】
本発明の請求項１３に係る発明は、半導体層が有機物を主成分とする材料からなることを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれかに記載の薄膜トランジスタの製造方法としたものである。
【００２１】
本発明の請求項１４に係る発明は、半導体層上を覆うように実質的に透明な材料で形成された保護膜を備えることを特徴とする請求項８乃至請求項１３のいずれかに記載の薄膜トランジスタの製造方法としたものである。
【００２２】
本発明の請求項１５に係る発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタアレイを備えたことを特徴とする画像表示装置としたものである。
【００２３】
本発明の請求項１６に係る発明は、画像表示装置が電子ペーパ、液晶ディスプレイまたは有機エレクトロルミネッセンスのいずれかであることを特徴とする請求項１５に記載の画像表示装置としたものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、カラーフィルタを薄膜トランジスタの基板側ではなく、薄膜トランジスタの画素電極上、もしくは薄膜トランジスタ内部に形成する薄膜トランジスタ及びその製造方法並びに画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタを示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタを示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタを示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタを示す概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタの半導体層上に保護膜を設けた場合を示す概略断面図である。
【図６】実施例１に係る薄膜トランジスタを用いた画像表示装置の一画素を示す概略断面図である。
【図７】実施例１に係る導電性着色材料の構成を示す図である。
【図８】実施例１に係るスパッタリング法を用いて形成した各層の成膜条件を示す図である。
【図９】実施例２に係る薄膜トランジスタを用いた画像表示装置の一画素を示す概略断面図である。
【図１０】実施例２に係る導電性着色材料の構成を示す図である。
【図１１】実施例２に係るスパッタリング法を用いて形成した各層の成膜条件を示す図である。
【図１２】実施例３に係る薄膜トランジスタを用いた画像表示装置の一画素を示す概略断面図である。
【図１３】実施例３に係る導電性着色材料の構成を示す図である。
【図１４】実施例３に係るスパッタリング法を用いて形成した各層の成膜条件を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ、説明する。実施の形態において、同一構成要素には同一符号を付け、実施の形態の間において重複する説明は省略する。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタの構造を示す概略断面図である。図１に示すように、本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタは、実質的に透明な基板１１、実質的に透明なゲート電極１２、実質的に透明なキャパシタ電極１３、実質的に透明なゲート絶縁層１４、実質的に透明なソース電極１６、実質的に透明なドレイン電極１７、実質的に透明な半導体層１５及び層間絶縁層１８を備えている。さらに、ドレイン電極１７と電気的に接続されたカラー表示のためのカラーフィルタとして導電性着色材料により形成された画素電極２３を備えている。
【００２８】
ここで、実質的に透明とは、可視光である波長領域４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲内で透過率が７０％以上であることをいう。
【００２９】
本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタの画素電極２３が、カラーフィルタの役割を兼ねることにより、薄膜トランジスタの基板側ではなく薄膜トランジスタの上部にカラーフィルタを形成することができる。また、薄膜トランジスタを配列させた基板を用いて、反射型表示装置を駆動させる場合、薄膜トランジスタを作製する際に、画素電極２３を形成する位置合わせが薄膜トランジスタとカラーフィルタとの位置合わせに該当するため、従来反射型画像表示装置で必要となる薄膜トランジスタとカラーフィルタとの位置合わせという工程を省くことができる。
【００３０】
本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタの構造は、ボトムゲート・ボトムコンタク型であるがこれに限定されるものではなく、例えば、ボトムゲート・トップコンタク型、トップゲート・ボトムコンタク型及びトップゲート・トップコンタク型などの構造であってもよい。
【００３１】
図２は、本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタを示す概略断面図である。図２に示すように、本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタは、実質的に透明な基板１１、実質的に透明なゲート電極１２、導電性着色材料により形成されたキャパシタ電極２１、実質的に透明なゲート絶縁層１４、実質的に透明なソース電極１６、実質的に透明なドレイン電極１７、実質的に透明な半導体層１５及び実質的に透明な層間絶縁層１８を備えている。なお、導電性着色材料により形成されたキャパシタ電極２１は、カラー表示のためのカラーフィルタとして機能を有している。
【００３２】
本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタのゲート電極１２、キャパシタ電極２１、ソース電極１６、ドレイン電極１７の内のいずれか一つの電極がカラーフィルタの役割を兼ねることにより、薄膜トランジスタの基板側ではなく薄膜トランジスタの上部または内部にカラーフィルタを形成することができる。薄膜トランジスタを配列させた基板を用いて、反射型画像表示装置を駆動させる場合、薄膜トランジスタを作製する際に、ゲート電極１２、ソース電極１６、ドレイン電極１７の内のいずれか一つかそれ以上を作製する位置合わせが薄膜トランジスタとカラーフィルタとの位置合わせに該当するため、従来反射型画像表示装置で必要となる薄膜トランジスタとカラーフィルタとの位置合わせという工程を省くことができる。
【００３３】
図３は、本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタを示す概略断面図である。図３に示すように、本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタは、実質的に透明な基板１１、実質的に透明なゲート電極１２、実質的に透明なキャパシタ電極１３、実質的に透明なゲート絶縁層１４、実質的に透明なソース電極１６、実質的に透明なドレイン電極１７、実質的に透明な半導体層１５及び実質的に透明な層間絶縁層１８を備えている。さらに、実質的に透明なドレイン電極１７に電気的に接続された実質的に透明な画素電極８を備え、画素電極８の上部に第１の導電性着色層２４を備えている。なお、画素電極８の上部に第１の導電性着色層２４を形成することにより、薄膜トランジスタの基板側でなく薄膜トランジスタの上部にカラーフィルタを形成することができ、薄膜トランジスタとカラーフィルタとの位置合わせという工程を省くことができる。
【００３４】
図４は、本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタを示す概略断面図である。図４に示すように、本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタは、実質的に透明な基板１１、実質的に透明なゲート電極１２、実質的に透明なキャパシタ電極１３、実質的に透明なゲート絶縁層１４、実質的に透明なソース電極１６、実質的に透明なドレイン電極１７及び実質的に透明な半導体層１５を備えている。さらに、実質的に透明なキャパシタ電極１３の上部にカラー表示のためのカラーフィルタとして第２の導電性着色層２２が形成されている。なお、キャパシタ電極１３の上部に第２の導電性着色層２２を形成することにより、薄膜トランジスタの基板側ではなく薄膜トランジスタの上部にカラーフィルタを形成することができ、薄膜トランジスタとカラーフィルタとの位置合わせという工程を省くことができる。
【００３５】
次に、本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタを構成する材料について説明する。本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタの基板１１の材料は、実質的に透明でなければならない。具体的にはポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、シクロオレフィンポリマー、ポリエーテルサルフェン、トリアセチルセルロース、ポリビニルフルオライドフィルム、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合樹脂、耐候性ポリエチレンテレフタレート、耐候性ポリプロピレン、ガラス繊維強化アクリル樹脂フィルム、ガラス繊維強化ポリカーボネート、透明性ポリイミド、フッ素系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ガラス、石英等を使用することができる。これらは単独の基板１１として使用してもよいが、二種以上を積層した複合基板１１として使用することもできる。
【００３６】
基板１１が有機物フィルムである場合は、素子（薄膜トランジスタ）の耐久性を上げるために透明なガスバリア層（図示せず）を形成することが好ましい。ガスバリア層としてはＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）などを用いることができるがこれらに限定されるものではない。またこれのガスバリア層は二層以上積層して使用することもできる。またガスバリア層は有機物フィルム基板の片面だけに付与してもよいし、両面に付与しても構わない。ガスバリア層は真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、レーザアブレーション法、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ホットワイヤＣＶＤ法、ゾルゲル法などを用いて形成されるが、これらに限定されるものではない。
【００３７】
本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタの実質的に透明な材料で構成されたゲート電極１２、キャパシタ電極１３、ソース電極１６、ドレイン電極１７、画素電極８には、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化インジウムカドミウム（ＣｄＩｎ２Ｏ４）、酸化カドミウムスズ（Ｃｄ２ＳｎＯ４）、酸化亜鉛スズ（Ｚｎ２ＳｎＯ４）、酸化インジウム亜鉛（Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ）等の酸化物材料が好適に用いられる。またこの酸化物材料に不純物をドープすることも導電率を上げるために好ましい。例えば、酸化インジウムにスズ（Ｓｎ）やモリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）をドープしたもの、酸化スズにアンチモン（Ｓｂ）やフッ素（Ｆ）をドープしたもの、酸化亜鉛にインジウム、アルミニウム、ガリウム（Ｇａ）をドープしたものなどである。この中では特に酸化インジウムにスズ（Ｓｎ）をドープした酸化インジウムスズ（通称「ＩＴＯ」）が高い透明性と低い抵抗率のために特に好適に用いられる。また上記導電性酸化物材料とＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉなどの金属を複数積層したものも使用できる。この場合、金属材料の酸化や経時劣化を防ぐために導電性酸化物薄膜／金属薄膜／導電性酸化物薄膜の順に積層した３層構造が特に好適に用いられる。また金属薄膜層での光反射や光吸収が画像表示装置の視認性を妨げないために金属薄膜層はできる限り薄くすることが好ましい。具体的には１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが望ましい。またＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）等の有機導電性材料も好適に用いることができる。ゲート電極１２、キャパシタ電極１３、ソース電極１６、ドレイン電極１７、画素電極８は全て同じ材料であっても構わないし、また全て違う材料であっても構わない。しかし、工程数を減らすためにソース電極１６とドレイン電極１７は同一の材料であることがより望ましい。
【００３８】
実質的に透明な材料で構成されたゲート電極１２、キャパシタ電極１３、ソース電極１６、ドレイン電極１７、画素電極８は、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、レーザアブレーション法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、ホットワイヤＣＶＤ法またはスクリーン印刷法、凸版印刷法、インクジェット法等を用いて形成することができるが、これらに限定されるものではない。
【００３９】
本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタのゲート絶縁層１４に用いる材料は、酸化シリコン、窒化シリコン、シリコンオキシナイトライド（ＳｉＮｘＯｙ）、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化イットリウム、酸化ハフニウム、ハフニウムアルミネート、酸化ジルコニア、酸化チタン等の無機材料、または、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）等のポリアクリレート、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＳ（ポリスチレン）、透明性ポリイミド、ポリエステル、エポキシ、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。ゲートリーク電流を抑えるためには、絶縁材料の抵抗率は１０１１Ωｃｍ以上、望ましくは１０１４Ωｃｍ以上であることが好ましい。
【００４０】
ゲート絶縁層１４は、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、レーザアブレーション法、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、光ＣＶＤ法、ホットワイヤＣＶＤ法、スピンコート法、ディップコート法、スクリーン印刷法などの方法を用いて形成することができる。ゲート絶縁層３の厚さは５０ｎｍ〜２μｍであることが望ましい。ゲート絶縁層１４は単層として用いてもわないし、複数の層を積層したものを用いても構わない。また膜の成長方向に向けて組成を傾斜したものもまた好適に用いられる。
【００４１】
本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタの実質的に透明な半導体層１５としては酸化物半導体材料、もしくは有機物半導体材料が好適に使用できる。本発明の実施の形態に係る半導体層１５で用いられる実質的に透明な酸化物半導体材料は亜鉛、インジウム、スズ、タングステン、マグネシウム、ガリウムのうち一種類以上の元素を含む酸化物である、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム亜鉛、酸化スズ、酸化タングステン（ＷＯ）、酸化亜鉛ガリウムインジウム（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ）等の材料が挙げられるがこれらに限定されるものではない。これらの材料は実質的に透明であり、バンドギャップが２．８ｅＶ以上、好ましくはバンドギャップが３．２ｅＶ以上であることが望ましい。これらの材料の構造は単結晶、多結晶、微結晶、結晶／アモルファスの混晶、ナノ結晶散在アモルファス、アモルファスのいずれであってもかまわない。半導体層１５の膜厚は少なくとも２０ｎｍ以上が望ましい。
【００４２】
酸化物からなる半導体層１５は、スパッタリング法、パルスレーザ堆積法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法、ゾルゲル法などの方法を用いて形成されるが、好ましくはスパッタリング法、パルスレーザ堆積法、真空蒸着法、ＣＶＤ法である。スパッタリング法ではＲＦマグネトロンスパッタリング法、ＤＣスパッタリング法、真空蒸着法では加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法ではホットワイヤＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。半導体層１５に金属酸化物半導体層を使用することで透明でかつ優れた特性を持つ薄膜トランジスタを形成することができる。
【００４３】
本発明の実施の形態に係る実質的に透明な有機物半導体材料としては、ペンタセンやテトラセンなどのアセン類、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物（ＮＴＣＤＡ）やナフタレンテトラカルボン酸ジイミド（ＮＴＣＤＩ）、あるいはポリチオフェンやポリアニリン、ポリ−ｐ−フェニレンビニレン、ポリアセチレン、ポリジアセチレン、ポリチエニレンビニレンといった共役高分子を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらの材料は実質的に透明であり、バンドギャップが２．８ｅＶ以上、好ましくはバンドギャップが３．２ｅＶ以上であることが望ましい。
【００４４】
上述した有機半導体材料は、スクリーン印刷法、反転印刷法、インクジェット法、スピンコート法、ディプコート法、真空蒸着法等で形成されるが、これらに限定されるものではない。半導体層１５に有機物を主成分とする材料を用いることで透明でかつ優れた特性を持つ薄膜トランジスタを形成することができる。
【００４５】
本発明の実施の形態に係る導電性着色材料により形成された画素電極２３、導電性着色材料により形成されたキャパシタ電極２１、第１の導電性着色層２４及び第２の導電性着色層２２は、レジストに顔料及び導電性物質を分散することで形成される感光性の導電性着色材料を用いて形成してもよいし、導電性物質を分散させた染色媒体を露光、パターニングした後に、所定の染色液で染色することで形成してもよいが、特にこれらに限定されるものではない。
【００４６】
本発明の実施の形態に係る導電性着色材料により形成された電極は、カラーフィルタ層としての機能を有することから、別途カラーフィルタを形成する必要がなくなり、画像表示装置の製造工程を簡略化することができる。なお、導電性着色材料の色としては、一般的なカラーフィルタの配色、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）などを採用することができる。この各色の導電性着色材料により形成された電極を有する薄膜トランジスタをそれぞれ配列することによって、カラーフィルタ機能を備えた薄膜トランジスタアレイが実現される。
【００４７】
またさらに透明あるいは光の分散性の少ない材料で形成された電極、つまりカラーフィルタの配色におけるＷ（白）を有する薄膜トランジスタを加えた薄膜トランジスタアレイとすることで、光の利用効率が高い画像表示装置を製造することができる。Ｗ（白）は前述の導電性着色材料において色素の添加や染色をしないで形成するか、あるいは他の実質上透明な電極と同様の材料及び製造方法で形成してもよい。
【００４８】
上述した導電性着色材料の着色層中に含ませる導電性物質は透明性を有し、かつ微粒子状であることが望ましい。これは導電性物質を含ませることに起因する着色材料の透過率の低下を最小限に抑えるためである。導電性材料としては、酸化インジウムスズ（通称ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ５）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）等の金属酸化物の微粒子を挙げることができる。
【００４９】
着色材料（顔料）をレジスト組成物に混合して感光性材料とする場合は、例えば赤色系顔料としてはペリレン系、アントラキノン系、ジアントラキノン系、アゾ系、ジアゾ系、キナクリドン系、アントラセン系等の顔料が挙げられる。また緑色系顔料としてはハロゲン化フタロシアニン系等の顔料が挙げられる。また青色系顔料としては、金属フタロシアニン系、インダンスロン系、インドフェノール系等の顔料が挙げられる。また、紫色系、黄色系、シアニン系及びマゼンタ系の顔料等を併用することもできる。
【００５０】
レジスト組成物はモノマー、光開始剤、増感剤、有機溶剤から構成されるが、主成分となるモノマーとしては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。
【００５１】
レジスト組成物中の光開始剤としては、特に制限はなく、例えば、ベンゾフェノン、Ｎ、Ｎ’−テトラエチル−４、４’−ジアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４’−ジメチルアミノベンゾフェノン、ベンジル、２、２’−ジエトキシアセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モノホリノ−１−プロパノン、ｔ−ブチルアントラキノン、１−クロロアントラキノン、２−エチルアントラキノン、１、４−ナフトキノン、９、１０−フェナントラキノン、１、２−ベンゾアントラキノン、１、４−ジメチルアントラキノン、２−フェニルアントラキノン、２−（ｏ−クロロフェニル）−４、５−ジフェニルイミダゾール二量体等が挙げられる。これらの光開始剤は単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。
【００５２】
レジスト組成物中の増感剤としては、具体的には２−［２’−ヒドロキシ−５’−アクリロイルオキシエチルフェニル］ベンゾトリアゾール、２−［２’−ヒドロキシ−５’−メタクリロイルオキシエチルフェニル］ベンゾトリアゾール、２−［２’−ヒドロキシ−５’−メタクリロイルオキシプロピルフェニル］ベンゾトリアゾール、２−［２’−ヒドロキシ−５’−メタクリロイルオキシヘキシルフェニル］ベンゾトリアゾール、２−［２’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチル−５’−メタクリロイルオキシエチルフェニル］ベンゾトリアゾール、２−［２’−ヒドロキシ−５’−ｔ−ブチル−３’−メタクリロイルオキシエチルフェニル］ベンゾトリアゾール、２−［２’−ヒドロキシ−５’−メタクリロイルオキシエチルフェニル］−５−クロロベンゾトリアゾール、２−［２’−ヒドロキシ−５’−メタクリロイルオキシエチルフェニル］−５−メトキシベンゾトリアゾール、２−ヒドロキシ−４−メタクリロイルオキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−アクリロイルオキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−（２−メタクリロイルオキシ）エトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−（２−メチル−２−メタクリロイルオキシ）エトキシベンゾフェノン、２、２’−ジヒドロキシ−４−（２−メタクリロイルオキシ）エトキシ−４’−メトキシベンゾフェノン、４’−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシ−４−（２−メタクリロイルオキシ）エトキシベンゾフェノン等がある。これらの成分は単独で用いても、２種類以上を併用しても良い。
【００５３】
レジスト組成物中の有機溶剤としては、特に制限はないが、例えば、ケトン化合物、アルキレングリコールエーテル化合物、アルコール化合物、芳香族化合物等が挙げられる。具体的には、ケトン化合物として、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等があり、アルキレングリコールエーテル化合物としては、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールイソプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールブチルエーテルアセテート、、トリエチレングリコールメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールエチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールプロピルエーテルアセテート、トリエチレングリコールイソプロピルエーテルアセテート、トリエチレングリコールブチルエーテルアセテート等があり、アルコール化合物として、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、３−メチル−３−メトキシブタノール等があり、芳香族化合物として、ベンゼン、トルエン、キシレン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシメチル−２−ピロリドン等があり、その他として、３−メチル−３−メトキシブチルアセテート、酢酸エチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等の有機溶剤が挙げられる。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
【００５４】
導電性物質を分散させたゼラチン等の染色媒体を所定の染色液で染色することで、導電性着色材料を形成する場合は、染色媒体（被染色体）としては、ゼラチン以外に、カゼイン、フィッシュグリュー、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアミド、ポリ尿素、ポリウレタン、ポリケイヒ酸、アクリル樹脂及びそれらの誘導体等を使用できる。
【００５５】
また染色液としては酸性染料、反応性染料等を用いることができ、例えば赤色の染色液としてはカヤノールミーリングレッドＲＳ（日本化薬製）と酢酸と水、緑色の染色液としてはブリリアントインドブルー（ヘキスト製）とスミノールイエローＭＲ（住友化学製）と酢酸と水、青色の染料液としてはカヤノールサヤニン６Ｂ（日本化薬製）と酢酸と水等を用いることができる。但し染料液はこれらに限られるものではない。
【００５６】
画像表示装置のカラー表示を良好に行うためには、前述の導電性着色材料を用いて形成されたカラーフィルタは、画像表示装置の一画素の面積の６０％以上を占めることが好ましい。
【００５７】
また、図１に示すように、開口率を高くするために薄膜トランジスタ上に層間絶縁層１８を設けて、さらに層間絶縁層１８上にドレイン電極１７と接続されている画素電極８を設ける場合、層間絶縁層８の材料としては例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、シリコンオキシナイトライド（ＳｉＮｘＯｙ）、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化イットリウム、酸化ハフニウム、ハフニウムアルミネート、酸化ジルコニア、酸化チタン等の無機材料、または、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）等のポリアクリレート、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＳ（ポリスチレン）、透明性ポリイミド、ポリエステル、エポキシ、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール等が挙げられる。ただし、絶縁性で実質的に透明であれば特にこれらに限定されるものではない。層間絶縁層１８はゲート絶縁層１４と同じ材料であっても構わないし、異なる材料であっても構わない。また層間絶縁層１８は単層として用いても構わないし、複数の層を積層したものを用いても構わない。
【００５８】
図５は、本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタの構造を示す概略断面図である。図５に示すように、本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタの構造は、ボトムゲート・ボトムコンタクト型であり、ボトムゲート・ボトムコンタクト型の場合は半導体層１５の上を覆うような実質的に透明な材料で形成された保護膜２０を設けることが好ましい。保護膜２０を用いることで、半導体層１５が湿度などで経時変化を受けたり、層間絶縁層（図示せず）から影響を受けたりすることを防ぐことができる。実質的に透明な保護膜２０の材料としては、酸化シリコン、窒化シリコン、シリコンオキシナイトライド（ＳｉＮｘＯｙ）、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化イットリウム、酸化ハフニウム、ハフニウムアルミネート、酸化ジルコニア、酸化チタン等の無機材料、または、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）等のポリアクリレート、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＳ（ポリスチレン）、透明性ポリイミド、ポリエステル、エポキシ、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、フッ素系樹脂等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。保護膜２０は単層としても構わないし、複数の層を積層しても構わない。
【００５９】
本発明の実施の形態に係る薄膜トランジスタアレイと画像表示媒体からなる画像表示装置は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、電気泳動方式ディスプレイ（電子ペーパディスプレイ）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。本発明による薄膜トランジスタアレイを用いることで、従来必要である薄膜トランジスタを形成した基板とカラーフィルタを形成した基板との位置合わせの工程が不要な画像表示装置を形成できる。
【実施例１】
【００６０】
以下、本発明を実施例１〜３を用いて説明する。
【００６１】
図６は、実施例１に係る薄膜トランジスタを用いた画像表示装置の一画素を示す概略断面図である。以下、図６を参照して説明する。
【００６２】
まず、実質的に透明な基板１１には、コーニング社製の無アルカリガラス１７３７（厚さ０．７ｍｍ）を用いた。次に、基板１１上に、ＩＴＯをＤＣマグネトロンスパッタリング法で膜厚５０ｎｍに形成し、形成したＩＴＯを所望の形状にパターニングし、ゲート電極１２及びキャパシタ電極１３とした。
【００６３】
次に、ゲート電極１２及びキャパシタ電極１３を覆うように窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）のターゲットを用いてＲＦスパッタリング法でＳｉＯＮを膜厚３５０ｎｍに形成し、ゲート絶縁層１４とした。
【００６４】
次に、ゲート絶縁層１４上に半導体層１５として、ＩｎＧａＺｎＯ４のターゲットを用いて、アモルファスＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−ＯをＲＦスパッタリング法で膜厚１５ｎｍに形成し、所望の形状にパターニングし半導体層１５を形成した。
【００６５】
次に、半導体層１５上に、レジストを塗布し、乾燥、現像を行った後、ＩＴＯ膜をＤＣマグネトロンスパッタリング法で膜厚５０ｎｍに形成し、リフトオフを行い半導体層１５を跨いでソース電極１６及びドレイン電極１７とした。
【００６６】
次に、半導体層１５、ソース電極１６及びドレイン電極１７上にエポキシ系樹脂を厚さ３μｍとしてスピンコート法で塗布し、フォトリソグラフィ法でドレイン電極１７上に貫通孔を開け、層間絶縁層１８とした。
【００６７】
次に、層間絶縁層１８上にカラーフィルタとしての機能を有する感光性の導電性着色材料により形成された画素電極２３として、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）を所定の厚さでスピンコート法を用いて塗布し、フォトリソグラフィ法でパターニングを行い、２００℃で1時間、大気中で焼成し、画素電極２３とした。
【００６８】
感光性の導電性着色材料は、Ｒ、Ｇ、Ｂにそれぞれ対応する着色材料を二種類の顔料とアクリルワニスを用いて調整し、導電性物質をレジスト組成物に加えることで作製した。用いた材料を図７に示す。
【００６９】
ここで、図８は、スパッタリング法を用いて形成した各膜の作製条件を示す図である。各膜の成膜は全て室温で行った。なお、作製した薄膜トランジスタは、画素数１６０×１２０の薄膜トランジスタが配列したアレイである。また、薄膜トランジスタのチャネル長は２０μｍ、チャネル幅は５μｍである。
【００７０】
図６に示すように、作製した薄膜トランジスタアレイ上に第１の配向膜３１を塗布して形成した。一方、画像表示用基板３３にはコーニング社製無アルカリガラス１７３７（厚さ０．７ｍｍ）を用いて、画像表示用基板３３上に共通電極３４となるＩＴＯを膜厚７０ｎｍに成膜し、共通電極３４上に第２の配向膜３２を塗布して形成して、薄膜トランジスタを形成した基板に対向する基板を形成した。次に、形成した対向する基板をスペーサを介して薄膜トランジスタアレイの基板の対極に配置し、そのスペーサ間に液晶３５を封入した。
【００７１】
最後に、薄膜トランジスタアレイのカラーフィルタ層が形成されていない面（薄膜トランジスタの基板１１の面）に位相差板３７と偏光板３８とを配置して実施例１に係る画像表示装置を作製し駆動を行った結果、良好なカラー表示を行うことができた。
【実施例２】
【００７２】
図９は、実施例２に係る薄膜トランジスタを用いた画像表示装置の一画素を示す概略断面図である。以下、図９を参照して説明する。
【００７３】
まず、実質的に透明な基板１１には、コーニング社製無アルカリガラス１７３７（厚さ０．７ｍｍ）を用いた。次に、基板１１上に、ＩＴＯをＤＣマグネトロンスパッタリング法で膜厚５０ｎｍに形成し、形成したＩＴＯを所望の形状にパターニングし、ゲート電極１２及びキャパシタ電極１３とした。
【００７４】
次に、第１のキャパシタ電極１３上に、カラーフィルタとしての機能を有する導電性着色材料によりＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｗ（白）を所定の厚さでスピンコート法を用いて塗布し、フォトリソグラフィ法でパターニングを行い、２００℃で1時間、大気中で焼成して、導電性着色材料により形成されたキャパシタ電極２１とした。
【００７５】
感光性の導電性着色材料は、Ｒ、Ｇに対応する材料についてはそれぞれ対応する着色材料を二種類の顔料とアクリルワニスを用いて調整し、調整した着色材料と導電性物質をレジスト組成物に加えることで作製した。Ｂに対応する材料については一種類の顔料を導電性物質とレジスト組成物に加えることで作製した。またＷはレジスト組成物と導電性物質を混合することによって作製した。用いた材料を図１０に示す。
【００７６】
次に、ゲート電極１２、導電性着色材料により形成されたキャパシタ電極２１及びキャパシタ電極１３を覆うように、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）のターゲットを用いてＲＦスパッタリング法を用いてＳｉＯＮを膜厚３５０ｎｍに形成し、ゲート絶縁膜１４とした。
【００７７】
次に、ゲート絶縁膜１４上に半導体層１５として、ＩｎＧａＺｎＯ４のターゲットを用いて、アモルファスＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−ＯをＲＦスパッタリング法で膜厚１５ｎｍに形成し、所望の形状にパターニングし半導体層１５とした。
【００７８】
次に、半導体層１５上に、レジストを塗布し、乾燥、現像を行った後、ＩＴＯ膜をＤＣマグネトロンスパッタ法で膜厚５０ｎｍに形成し、リフトオフを行い半導体層１５を跨いでソース電極１６及びドレイン電極１７とした。
【００７９】
次に、半導体層１５、ソース電極１６及びドレイン電極１７上にエポキシ系樹脂を厚さ３μｍとしてスピンコート法を用いて塗布し、フォトリソグラフィ法でドレイン電極１７上に貫通孔を開け、層間絶縁層１８とした。
【００８０】
次に、層間絶縁層１８上にＩＴＯ膜をＤＣマグネトロンスパッタリング法で膜厚５０ｎｍに形成し、フォトリソグラフィ法でパターニングを行い、画素電極８とした。
【００８１】
ここで、図１１は、スパッタリング法を用いて形成した各層の作製条件を示す図である。各膜の成膜は全て室温で行った。なお、作製した薄膜トランジスタは画素数１６０×１２０の薄膜トランジスタが配列したアレイである。また、薄膜トランジスタのチャネル長は２０μｍ、チャネル幅は５μｍである。
【００８２】
図９に示すように、画像表示用基板３３にはコーニング社製無アルカリガラス１７３７（厚さ０．７ｍｍ）を用いて、画像表示用基板３３上に共通電極３４となるＩＴＯを膜厚７０ｎｍに成膜し、薄膜トランジスタを形成した基板に対向する基板を作製した。次に、作製した薄膜トランジスタアレイを形成した基板と共通電極３４を形成した基板との間に電気泳動媒体３６を挟んで駆動したところ、良好なカラー表示を行うことができた。
【実施例３】
【００８３】
図１２は、実施例３に係る薄膜トランジスタを用いた画像表示装置の一画素を示す概略断面図である。以下、図１２を参照して説明する。
【００８４】
まず、実質的に透明な基板１１には、コーニング社製の無アルカリガラス１７３７（厚さ０．７ｍｍ）を用いた。次に、基板１１上に、ＩＴＯをＤＣマグネトロンスパッタリング法で膜厚５０ｎｍに形成し、形成したＩＴＯを所望の形状にパターニングし、ゲート電極１２及びキャパシタ電極１３とした。
【００８５】
次に、ゲート電極１２及びキャパシタ電極１３の全面を覆うように窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）のターゲットを用いてＲＦスパッタリング法でＳｉＯＮを膜厚３５０ｎｍに形成し、ゲート絶縁層１４とした。
【００８６】
次に、ゲート絶縁層１４上に半導体層１５として、ＩｎＧａＺｎＯ４のターゲットを用いて、アモルファスＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−ＯをＲＦスパッタリング法で膜厚１５ｎｍに形成し、所望の形状にパターニングし半導体層１５を形成した。
【００８７】
次に、半導体層１５上に、レジストを塗布し、乾燥、現像を行った後、ＩＴＯ膜をＤＣマグネトロンスパッタリング法で膜厚５０ｎｍに形成し、リフトオフを行い半導体層１５を跨いでソース電極１６及びドレイン電極１７とした。
【００８８】
次に、半導体層１５、ソース電極１６及びドレイン電極１７上にエポキシ系樹脂を厚さ３μｍとしてスピンコート法で塗布し、フォトリソグラフィ法でドレイン電極１７上に貫通孔を開け、層間絶縁層１８とした。
【００８９】
次に、層間絶縁層１８上に、ＩＴＯをＤＣマグネトロンスパッタリング法で膜厚５０ｎｍとして形成し、所望の形状にパターニングし画素電極１９を得た。
【００９０】
次に、画素電極１９上に、カラーフィルタとしての機能を有する感光性の導電性着色材料によりＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）を所定の厚さでスピンコート法を用いて塗布し、フォトリソグラフィ法でパターニングを行い、２００℃で1時間、大気中で焼成し、導電性着色材料により形成された画素電極２３とした。
【００９１】
感光性の導電性着色材料は、Ｒ、Ｇ、Ｂにそれぞれ対応する着色材料を二種類の顔料とアクリルワニスを用いて調整し、導電性物質をレジスト組成物に加えることで作製した。用いた材料を図１３に示す。
【００９２】
ここで、図１４は、スパッタリング法を用いて形成した各膜の作製条件を示す図である。各膜の成膜は全て室温で行った。なお、作製した薄膜トランジスタは、画素数１６０×１２０の薄膜トランジスタが配列したアレイである。また、薄膜トランジスタのチャネル長は２０μｍ、チャネル幅は５μｍである。
【００９３】
図１２に示すように、作製した薄膜トランジスタアレイ上に第１の配向膜３１を塗布して形成した。一方、画像表示用基板３３にはコーニング社製無アルカリガラス１７３７（厚さ０．７ｍｍ）を用いて、画像表示用基板３３上に共通電極３４となるＩＴＯを膜厚７０ｎｍに成膜し、共通電極３４上に第２の配向膜３２を塗布して形成して、薄膜トランジスタを形成した基板に対向する基板を形成した。次に、形成した対向する基板をスペーサを介して薄膜トランジスタアレイの基板の対極に配置し、そのスペーサ間に液晶３５を封入した。
【００９４】
最後に、薄膜トランジスタアレイのカラーフィルタ層が形成されていない面（薄膜トランジスタの基板１１の面）に位相差板３７と偏光板３８とを配置して実施例３に係る画像表示装置を作製し駆動を行った結果、良好なカラー表示を行うことができた。
【００９５】
本発明の薄膜トランジスタを用いた画像表示装置は、薄膜トランジスタの基板側ではなく上層にカラーフィルタを形成すること、もしくは薄膜トランジスタ内部にカラーフィルタを形成することで、薄膜トランジスタを形成した基板と薄膜トランジスタに対向する基板との密着性のよい、カラーフィルタ一体型薄膜トランジスタを形成することができ、液晶ディスプレイ等の従来の反射型画像表示装置では必須であった薄膜トランジスタとカラーフィルタとの位置合わせ工程が不要な画像表示装置を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、薄膜トランジスタを用いた画像表示装置に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００９７】
１１…基板、１２…ゲート電極、１３…キャパシタ電極、１４…ゲート絶縁層、１５  半導体層、１６…ソース電極、１７…ドレイン電極、１８…層間絶縁層、１９…画素電極、２０…保護膜、２１…導電性着色材料により形成されたキャパシタ電極、２２…第２の導電性着色層、２３…導電性着色材料により形成された画素電極、２４…第１の導電性着色層、３１…第１の配向膜、３２…第２の配向膜、３３…画像表示用基板、３４…共通電極、３５…液晶、３６…電気泳動媒体、３７…位相差板、３８…偏光板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図９】
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【図１２】
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