(57)【要約】【課題】表示装置の作製工程で紫外線の照射を行っても、酸化物半導体層を用いた薄膜トランジスタのしきい値電圧のシフトを低減させることができる、表示装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。【解決手段】少なくとも一回以上の紫外線の照射を行い、且つ酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタをスイッチング素子として用いる、表示装置の作製方法において、全ての紫外線照射工程を終えた後で、紫外線照射による該酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理を行う表示装置の作製方法である。【選択図】図１
2011150324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタを含む画素部を第１の基板上に形成し、
前記第１の基板上に、少なくとも前記画素部を囲むように、紫外線硬化樹脂を含むシール材を形成し、
前記第１の基板上の前記シール材が囲む領域に、液晶を滴下して前記画素部と重なるように液晶層を形成し、
前記第１の基板と第２の基板とをシール材を間にして貼り合わせ、
前記シール材に紫外線を照射して前記シール材を硬化させ、
前記紫外線の照射による前記酸化物半導体層へのダメージを回復する熱処理を行う表示装置の作製方法。
【請求項２】
酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタを含む画素部を第１の基板上に形成し、
第２の基板上に、紫外線硬化樹脂を含むシール材を形成し、
前記第２の基板上の前記シール材が囲む領域に、液晶を滴下して液晶層を形成し、
前記画素部と前記液晶層が重なるように、前記第１の基板と前記第２の基板とをシール材を間にして貼り合わせ、
前記シール材に紫外線を照射して前記シール材を硬化させ、
前記紫外線の照射による前記酸化物半導体層へのダメージを回復する熱処理を行う表示装置の作製方法。
【請求項３】
酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタを含む画素部を、第１の基板上に形成し、
前記第１の基板上に少なくとも前記画素部を含む領域を囲むように、紫外線硬化樹脂を含むシール材を形成し、
前記第１の基板と第２の基板とをシール材を間にして貼り合わせ、
前記シール材に紫外線を照射して前記シール材を硬化させ、
前記第１の基板、前記第２の基板および前記シール材が囲む空間に、シール材の開口部から液晶を注入して、画素部と重なるように液晶層を形成し、
前記紫外線の照射による前記酸化物半導体層へのダメージを回復する熱処理を行う表示装置の作製方法。
【請求項４】
酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタを含む画素部を、第１の基板上に形成し、
第２の基板上に紫外線硬化樹脂を含むシール材を形成し、
前記画素部が第１の基板、第２の基板およびシール材で囲まれるように前記第１の基板と前記第２の基板とをシール材を間にして貼り合わせ、
前記シール材に紫外線を照射して前記シール材を硬化させ、
前記第１の基板、前記第２の基板および前記シール材が囲む空間にシール材の開口部から液晶を注入して、画素部と重なるように液晶層を形成し、
前記紫外線の照射による前記酸化物半導体層へのダメージを回復する熱処理を行う表示装置の作製方法。
【請求項５】
請求項１または２において、前記液晶は紫外線硬化樹脂を含み、
前記シール材を硬化させる前に液晶層に光を照射する表示装置の作製方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記液晶はブルー相を示す表示装置の作製方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記薄膜トランジスタに電気的に接続された画素電極に、紫外線を照射して表面処理を行う表示装置の作製方法。
【請求項８】
請求項１または請求項２において、
前記液晶層の形成前に、前記シール材に紫外線を照射して前記シール材を仮硬化させる表示装置の作製方法。
【請求項９】
請求項３または請求項４において、
前記第１の基板と前記第２の基板との貼り合わせ前に、前記シール材に紫外線を照射して前記シール材を仮硬化させる表示装置の作製方法。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、
前記シール材を硬化させた後、第１の基板を第２の基板と共に分断する表示装置の作製方法。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記表示装置の駆動回路部に酸化物半導体層を有する第２の薄膜トランジスタを形成し、
当該駆動回路部が前記シール材と重なっている表示装置の作製方法。
【請求項１２】
酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタを含む画素部を第１の基板上に形成し、
前記薄膜トランジスタと電気的に接続される発光素子を、前記薄膜トランジスタ上に形成し、
前記第１の基板または第２の基板上に、紫外線硬化樹脂を含むシール材を形成し、
前記画素部が第１の基板、第２の基板およびシール材で囲まれるように前記第１の基板と前記第２の基板とをシール材を間にして貼り合わせ、
前記シール材に紫外線を照射して前記シール材を硬化させ、
前記紫外線の照射による前記酸化物半導体層へのダメージを回復する熱処理を行う表示装置の作製方法。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記第１の基板、前記第２の基板および前記シール材が囲む領域に、紫外線硬化樹脂を含む充填材を充填し、紫外線を照射して、前記シール材と前記充填材を硬化させる表示装置の作製方法。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３のいずれか一項において、
前記熱処理を１時間以上１５時間以下行う表示装置の作製方法。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１４のいずれか一項において、
前記熱処理を１２５℃以上２５０℃以下で行う表示装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
酸化物半導体を用いた表示装置の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜（厚さ数〜数百ｎｍ程度）を用いて薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成する技術が注目されている。薄膜トランジスタはＩＣや電気光学装置のような電子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置のスイッチング素子として開発が急がれている。液晶ディスプレイなどの画像表示装置において必要とされる透明電極材料として、酸化インジウムに代表される金属酸化物が用いられている。
【０００３】
透明電極材料以外にも、金属酸化物は多様に存在しさまざまな用途に用いられている。金属酸化物の中には半導体特性を示すものがある。半導体特性を示す金属酸化物（酸化物半導体）としては、例えば、酸化タングステン、酸化錫、酸化インジウム、酸化亜鉛などがあり、このような酸化物半導体をチャネル形成領域とする薄膜トランジスタ、および該薄膜トランジスタを画素のスイッチング素子などに用いる表示装置が特許文献１および特許文献２で開示されている。
【０００４】
一方、酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタに紫外線を照射することにより、薄膜トランジスタのしきい値電圧がマイナス側にシフトすることが特許文献３で開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１２３８６１号公報
【特許文献２】特開２００７−９６０５５号公報
【特許文献３】特開２００９−１８２１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
アクティブマトリクス型の表示装置においては、回路を構成する薄膜トランジスタの電気特性が重要であり、この電気特性が表示装置の性能を左右する。特に、薄膜トランジスタの電気特性のうち、しきい値電圧（Ｖｔｈ）が重要である。電界効果移動度が高くともしきい値電圧が高い、或いはしきい値電圧がマイナスであると、回路として制御することが困難である。しきい値電圧が高い薄膜トランジスタの場合には、駆動電圧が低い状態ではＴＦＴとしてのスイッチング機能を果たすことができず、負荷となる恐れがある。一方、しきい値電圧がマイナスであると、ゲート電圧が０Ｖでもソース電極とドレイン電極の間に電流が流れる、所謂ノーマリーオンとなりやすい。
【０００７】
しかし、酸化物半導体層を用いた薄膜トランジスタは、紫外線が照射されると、しきい値電圧がマイナス側にシフトしてしまう。そして、酸化物半導体層をスイッチング素子に用いる表示装置の作製工程においては、紫外線硬化樹脂による基板の貼り合わせに代表されるように、多くの工程で紫外線照射が行われる。つまり、酸化物半導体層を用いた薄膜トランジスタをスイッチング素子とする表示装置を作製すると、その作製工程において、薄膜トランジスタのしきい値電圧がマイナス側にシフトしてしまうという問題が生じる。
【０００８】
上述の問題を鑑み、表示装置の作製工程で紫外線の照射を行っても、酸化物半導体層を用いた薄膜トランジスタのしきい値電圧のシフトを低減させることができる、表示装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、少なくとも一回以上の紫外線の照射を行い、且つ酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタをスイッチング素子として用いる、表示装置の作製方法において、全ての紫外線照射工程を終えた後で、紫外線照射による該酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理を行う表示装置の作製方法である。
【００１０】
本発明の一態様は、画素電極と電気的に接続され、且つ酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタを、第１の基板上の画素部に形成し、第１の基板または第２の基板上に、少なくとも画素部を含む領域を囲むように、紫外線硬化樹脂を含むシール材を形成し、第１の基板または第２の基板上のシール材が囲む領域に、液晶を滴下して液晶層を形成し、画素部を含む領域と液晶層が重なるように、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせ、シール材に紫外線を照射してシール材を硬化させ、紫外線の照射による酸化物半導体層へのダメージを回復する熱処理を行う表示装置の作製方法である。
【００１１】
本発明の一態様は、画素電極と電気的に接続され、且つ酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタを、第１の基板上の画素部に形成し、第１の基板または第２の基板上に一部開口部を有し、且つ少なくとも画素部を含む領域を囲むように、紫外線硬化樹脂を含むシール材を形成し、画素部を含む領域とシール材が囲む領域が重なるように、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせ、シール材に紫外線を照射してシール材を硬化させ、第１の基板、第２の基板およびシール材が囲む領域に、液晶を注入して液晶層を形成し、紫外線の照射による酸化物半導体層へのダメージを回復する熱処理を行う表示装置の作製方法である。
【００１２】
本発明の一態様は、画素電極と電気的に接続され、且つ酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタを、第１の基板上の画素部に形成し、第１の基板または第２の基板上に、少なくとも画素部を含む領域を囲むように、紫外線硬化樹脂を含むシール材を形成し、第１の基板または第２の基板上のシール材が囲む領域に、紫外線硬化樹脂を含む液晶を滴下して液晶層を形成し、画素部を含む領域と液晶層が重なるように、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせ、シール材および紫外線硬化樹脂を含む液晶に紫外線を照射してシール材および紫外線硬化樹脂を含む液晶を硬化させ、紫外線の照射による酸化物半導体層へのダメージを回復する熱処理を行う表示装置の作製方法である。
【００１３】
また、液晶はブルー相を示す物としてもよい。また、画素電極に、紫外線を照射して表面処理を行うことが好ましい。また、シール材の形成直後に、シール材に紫外線を照射してシール材を仮硬化させてもよい。また、シール材を硬化させた後、貼り合わせられた一対の基板を分断してもよい。また、酸化物半導体層を有する他の薄膜トランジスタが形成された駆動回路部上にシール材を形成してもよい。
【００１４】
本発明の一態様は、酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタを、第１の基板上の画素部に形成し、薄膜トランジスタと電気的に接続される発光素子を、薄膜トランジスタ上に形成し、第１の基板または第２の基板上に、少なくとも画素部を含む領域を囲むように、紫外線硬化樹脂を含むシール材を形成し、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせ、シール材に紫外線を照射してシール材を硬化させ、紫外線の照射による酸化物半導体層へのダメージを回復する熱処理を行う表示装置の作製方法である。
【００１５】
また、第１の基板、第２の基板およびシール材が囲む領域に、紫外線硬化樹脂を含む充填材を充填し、紫外線を照射して、シール材と充填材を硬化させてもよい。
【００１６】
また、熱処理を１時間以上１５時間以下行うのが好ましい。また、熱処理を１２５℃以上２５０℃以下で行うのが好ましい。
【００１７】
なお、本明細書中において、表示装置は表示素子を含む。表示素子としては液晶素子（液晶表示素子ともいう）、発光素子（発光表示素子ともいう）を用いることができる。発光素子は、電流または電圧によって輝度が制御される素子をその範疇に含んでおり、具体的には無機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、有機ＥＬ等が含まれる。また、電子インクなど、電気的作用によりコントラストが変化する表示媒体も表示装置に適用することができる。
【００１８】
また、表示装置は、表示素子が封止された状態にあるパネルと、該パネルにコントローラを含むＩＣ等を実装した状態にあるモジュールとを含む。さらに、該表示装置を作製する過程における、表示素子が完成する前の一形態に相当する素子基板に関し、該素子基板は、電流を表示素子に供給するための手段を複数の各画素に備える。素子基板は、具体的には、表示素子の画素電極のみが形成された状態であっても良いし、画素電極となる導電膜を成膜した後であって、エッチングにより画素電極を形成する前の状態であっても良いし、あらゆる形態があてはまる。
【００１９】
なお、本明細書中における表示装置とは、画像表示デバイス、表示デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）のようなコネクターが取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または表示素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て表示装置に含むものとする。
【００２０】
なお、本明細書中において、紫外線の照射に用いられる紫外線は、波長２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下（好ましくは、波長２５０ｎｍ以上４５０ｎｍ未満）、とする。一般的に、紫外線の波長は４００ｎｍ以下とされるが、本明細書中で紫外線の照射に用いられる紫外線は、４００ｎｍ以上の電磁波も含むものとする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の一態様に示す方法を用いて表示装置を作製することによって、紫外線照射による酸化物半導体層へのダメージを回復させることができる。これにより、表示装置の作製工程において、表示装置の有する薄膜トランジスタの酸化物半導体層が紫外線によるダメージを受けても、紫外線照射のダメージによる薄膜トランジスタのしきい値電圧のマイナス側へのシフトを低減させることができる。
【００２２】
さらに、表示装置においてスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタをノーマリーオフとすることができるので、低消費電力且つ高信頼性を有する表示装置を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一態様に示す表示装置の作製方法のフロー図である。
【図２】本発明の一態様に示す表示装置の断面図である。
【図３】本発明の一態様に示す表示装置の作製方法のフロー図である。
【図４】本発明の一態様に示す表示装置の作製方法のフロー図である。
【図５】本発明の一態様に示す表示装置の断面図である。
【図６】本発明の一態様に示す表示装置の作製方法のフロー図である。
【図７】本発明の一態様に示す表示装置の断面図である。
【図８】本発明の一態様に示す表示装置を用いた電子機器の図である。
【図９】本発明の一態様に示す表示装置を用いた電子機器の図である。
【図１０】本発明の実施例に用いた紫外線のスペクトル。
【図１１】本発明の実施例における各薄膜トランジスタのしきい値電圧。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、その形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。また、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２５】
なお、図面において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
【００２６】
なお、本明細書における「第１」、「第２」、「第３」などの序数は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではないことを付記する。
【００２７】
（実施の形態１）
本実施の形態では、図２に示す、酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタを用いる液晶表示装置の作製方法について、図１に示すフロー図を用いて説明する。図１のフロー図は、液晶滴下法（ＯＤＦ法：Ｏｎｅ  Ｄｒｏｐ  Ｆｉｌｌｉｎｇ）を用いて、図２に示す液晶表示装置を作製する工程を表している。
【００２８】
まず、図２に示す液晶表示装置の構成について説明する。該液晶表示装置は、第１の基板２０１からなるアクティブマトリクス基板と、第２の基板２０６からなる対向基板が、液晶層２０８を挟持している。また、第１の基板２０１と第２の基板２０６との間には、画素部２０２および駆動回路部２０４を囲むようにシール材２０５が形成され、スペーサ２３５と共に第１の基板２０１と第２の基板２０６との間の距離（セルギャップ）を保持している。
【００２９】
図２に示す液晶表示装置のアクティブマトリクス基板側は、以下のような構成となっている。第１の基板２０１上の画素部２０２に酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタ２１０が形成され、第１の基板２０１上の駆動回路部２０４に酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタ２１１が形成されている。画素部２０２の薄膜トランジスタ２１０上には、絶縁層２２０および絶縁層２２１が形成され、絶縁層２２１上には、薄膜トランジスタのソース電極層またはドレイン電極層の一方と電気的に接続される、画素電極層２３０が形成され、画素電極層２３０および絶縁層２２１上には、配向膜２３２が形成されている。また、駆動回路部２０４の薄膜トランジスタ２１１上には、導電層２４０が形成されている。
【００３０】
また、図２に示す液晶表示装置の対向基板側は、対向基板を基準として第２の基板２０６上に対向電極層２３１が形成され、対向電極層２３１上に配向膜２３３が形成されている。また、対向電極層２３１上には、スペーサ２３５が設けられている。
【００３１】
そして、第１の基板２０１上の画素電極層２３０と、第２の基板２０６上の対向電極層２３１と、液晶層２０８が重なっている部分が液晶素子２１３に相当する。
【００３２】
なお、本実施の形態では、駆動回路部２０４がシール材２０５の枠中に形成されているが、駆動回路部２０４は必ずしもこのように形成する必要はなく、駆動回路部２０４の一部または全部がシール材２０５の枠外に形成されるようにしても良い。シール材２０５の枠外に別途形成する駆動回路部は、ＣＯＧ方法、ワイヤボンディング方法、或いはＴＡＢ方法などを用いて、別の基板上に形成して実装することができる。例えば、走査線駆動回路部を画素部と共にシール材の枠内で同一基板上に形成し、信号線駆動回路部を別基板上に形成して、アクティブマトリクス基板に実装しても良い。
【００３３】
なお、本実施の形態に示す、液晶表示装置の表示方式としては、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｓｕｐｅｒ  Ｖｉｅｗ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＰＮＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ゲストホストモード、および、ブルー相（Ｂｌｕｅ  Ｐｈａｓｅ）モード等を用いることができる。
【００３４】
次に、図１に示すフロー図に沿って、図２の液晶表示装置を液晶滴下法（ＯＤＦ法：Ｏｎｅ  Ｄｒｏｐ  Ｆｉｌｌｉｎｇ）を用いて作製する作製方法について説明していく。
【００３５】
本実施の形態では、図１に示すフロー図に従って、酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタの形成（工程１０１）、シール材の形成（工程１０２）、液晶層の形成（工程１０３）、第１の基板と第２の基板の貼り合わせ（工程１０４）、紫外線照射によるシール材の硬化（工程１０５）、紫外線照射による酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理（工程１０６）の順番で説明する。
【００３６】
まず、酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタの形成（工程１０１）について説明する。
【００３７】
第１の基板２０１上において、画素部２０２に薄膜トランジスタ２１０を形成し、駆動回路部２０４に薄膜トランジスタ２１１を形成する。次に画素部２０２において、薄膜トランジスタ２１０上に絶縁層２２０および絶縁層２２１を形成する。それから、絶縁層２２０および絶縁層２２１に、薄膜トランジスタ２１０のソース電極またはドレイン電極の一方に達する開口部を形成し、該開口部を介して薄膜トランジスタ２１０のソース電極またはドレイン電極の一方と電気的に接続される画素電極層２３０を、絶縁層２２１上に形成することができる。最後に絶縁層２２１および画素電極層２３０上に配向膜２３２を形成する。ここで、駆動回路部２０４においては、絶縁層２２１を必ずしも形成する必要はない。これにより、画素電極層２３０を形成する際に同時に、薄膜トランジスタ２１１上に導電層２４０を形成することができる。
【００３８】
第１の基板２０１は、透光性基板を用いることができ、ガラス、セラミックス、プラスチックを用いることができる。プラスチックとしては、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリル樹脂フィルムを用いることができる。
【００３９】
薄膜トランジスタ２１０は、第１の基板２０１上にゲート電極層を形成し、ゲート電極層上にゲート絶縁層を形成し、ゲート絶縁層上に酸化物半導体層を形成し、酸化物半導体層上にソース電極層とドレイン電極層を形成することにより形成されるボトムゲート構造の薄膜トランジスタである。
【００４０】
薄膜トランジスタ２１０のゲート電極層は、ＰＶＤ法やＣＶＤ法などの成膜法を用いて、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウムなどの導電性材料や、これらの合金、化合物（例えば窒化物）などの単層または積層で形成する。なお、図２に示すように、ゲート電極層が酸化物半導体層を遮光するように形成することにより、液晶表示装置の完成後に紫外線などが酸化物半導体層に直接照射されるのを防ぐことができる。
【００４１】
薄膜トランジスタ２１０のゲート絶縁層は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等を用いて、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタルなどの単層または積層で形成する。ゲート絶縁層の厚さは特に限定されないが、例えば、１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下とすることができる。なお、薄膜トランジスタ２１０のゲート絶縁層は、薄膜トランジスタ２１１と共有されており、第１の基板２０１を覆うように形成されている。
【００４２】
薄膜トランジスタ２１０の酸化物半導体層は、スパッタリング法を用いて形成するのが好ましい。酸化物半導体層は、四元系の金属酸化物であるＩｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系や、三元系の金属酸化物であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系や、二元系の金属酸化物であるＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｚｎ−Ｍｇ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｍｇ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｍｇ−Ｏ系や、単元系金属酸化物であるＩｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｏ系、Ｚｎ−Ｏ系などを用いて成膜することができる。なお、金属酸化物中にシリコンを添加しても良い。例えば、ＳｉＯ２を２重量％以上１０重量％以下含むターゲットを用いて酸化物半導体層を形成しても良い。
【００４３】
中でも、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の金属酸化物を用いることにより、無電界時の抵抗が十分に高くオフ電流が十分に小さく、電界効果移動度が高い薄膜トランジスタを形成することができる。よって、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の金属酸化物は、薄膜トランジスタに用いる酸化物半導体層として好適である。
【００４４】
Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の金属酸化物の代表例としては、ＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ＞０）で表記されるものがある。また、Ｇａに代えてＭを用い、ＩｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ＞０）のように表記される金属酸化物がある。ここで、Ｍは、ガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）などから選ばれた一の金属元素または複数の金属元素を示す。例えば、Ｍとしては、Ｇａ、ＧａおよびＡｌ、ＧａおよびＦｅ、ＧａおよびＮｉ、ＧａおよびＭｎ、ＧａおよびＣｏなどを適用することができる。なお、上述の組成は結晶構造から導き出されるものであり、あくまでも一例に過ぎないことを付記する。
【００４５】
なお、酸化物半導体層の厚さは、１ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上３０ｎｍ以下となるように成膜する。なお、適用する酸化物半導体材料により適切な厚さは異なるから、その厚さは用いる材料に応じて適宜選択すればよい。
【００４６】
なお、酸化物半導体層に熱処理を行うことが望ましい。この熱処理によって酸化物半導体層の脱水化または脱水素化を行うことができる。熱処理の温度は、３００℃以上７５０℃以下、好ましくは４００℃以上７００℃以下とする。例えば、抵抗発熱体などを用いた電気炉に基板を導入し、酸化物半導体層に対して窒素雰囲気下４５０℃において１時間の熱処理を行う。この間、酸化物半導体層は、大気に触れないようにし、水素（水などを含む）の再混入が行われないようにする。なお、上記熱処理は、酸化物半導体層に対する脱水素化（脱水化）の効果があるから、脱水素化処理（脱水化処理）などと呼ぶこともできる。
【００４７】
なお、熱処理装置は電気炉に限られず、加熱されたガスなどの媒体からの熱伝導、または熱輻射によって、被処理物を加熱する装置であっても良い。例えば、ＧＲＴＡ（Ｇａｓ  Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ）装置、ＬＲＴＡ（Ｌａｍｐ  Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ）装置等のＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ）装置を用いることができる。
【００４８】
また、薄膜トランジスタ２１０のソース電極層またはドレイン電極層は、スパッタ法をはじめとするＰＶＤ法や、プラズマＣＶＤ法などのＣＶＤ法を用いて形成することができる。また、ソース電極層またはドレイン電極層の材料としては、アルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンから選ばれた元素や、上述した元素を成分とする合金等を用いることができる。マンガン、マグネシウム、ジルコニウム、ベリリウム、トリウムのいずれか一または複数から選択された材料を用いてもよい。また、アルミニウムに、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカンジウムから選ばれた元素を単数、または複数組み合わせた材料を用いてもよい。ソース電極層またはドレイン電極層は、単層構造であっても良いし、２層以上の積層構造としてもよい。
【００４９】
なお、駆動回路部２０４に形成する薄膜トランジスタ２１１も、上記の薄膜トランジスタ２１０と同様の構成および同様の材料で形成することができる。ただし、上述のように、薄膜トランジスタ２１１は、絶縁層２２０を介して酸化物半導体層のチャネル形成領域と重なる位置に導電層２４０を形成するのが好ましい。導電層２４０を酸化物半導体層のチャネル形成領域と重なる位置に設けることによって、ＢＴ試験前後における薄膜トランジスタ２１１のしきい値電圧の変化量を低減することができる。また導電層２４０は、電位が薄膜トランジスタ２１１のゲート電極層と同じでもよいし、異なっていても良く、薄膜トランジスタ２１１の第２のゲート電極層として機能させることもできる。また、導電層２４０の電位がＧＮＤ、０Ｖ、或いはフローティング状態であってもよい。
【００５０】
なお、本実施の形態では、薄膜トランジスタ２１０および薄膜トランジスタ２１１として、ボトムゲート構造のトランジスタの一例を示したが、これに限られることなく、トップゲート構造のトランジスタや公知の他の構造のトランジスタを用いても構わない。
【００５１】
絶縁層２２０は、酸化物半導体層の保護絶縁層として機能する。絶縁層２２０は、スパッタ法などを用いて形成し、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコンなどの単層または積層で形成する。また、絶縁層２２０の形成後、不活性ガス雰囲気下、または酸素ガス雰囲気下で熱処理（好ましくは２００℃以上４００℃以下、例えば２５０℃以上３５０℃以下）を行うのが望ましい。該熱処理を行うと、トランジスタの電気的特性のばらつきを軽減することができる。また、該熱処理によって、酸素を含む絶縁層から酸化物半導体層に酸素を供給し、酸素欠乏に起因するエネルギーギャップ中の欠陥準位を低減することも可能である。
【００５２】
絶縁層２２１は、薄膜トランジスタ２１０の凹凸を低減するための平坦化膜として機能する。絶縁層２２１としては、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、エポキシ等の、耐熱性を有する有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁層を複数積層させることで、絶縁層２２１を形成してもよい。
【００５３】
なおシロキサン系樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は置換基としては有機基（例えばアルキル基やアリール基）やフルオロ基を用いても良い。また、有機基はフルオロ基を有していても良い。
【００５４】
絶縁層２２１の形成法は、特に限定されず、その材料に応じて、スパッタ法、ＳＯＧ法、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法、スクリーン印刷、オフセット印刷等）等を適用することができる。ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイフコーター等を用いて絶縁層２２１を形成することもできる。絶縁層２２１の焼成工程と酸化物半導体層の熱処理を兼ねることで効率よく液晶表示装置を作製することが可能となる。
【００５５】
透過型の液晶表示装置の場合、画素電極層２３０は、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す）、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物などの透光性を有する導電性材料を用いることができる。なお、画素電極層２３０と同時に形成される導電層２４０も画素電極層２３０と同様の透光性を有する導電性材料を用いることができる。
【００５６】
また、画素電極層２３０として、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。導電性組成物を用いて形成した画素電極は、シート抵抗が１００００Ω／□以下、波長５５０ｎｍにおける透光率が７０％以上であることが好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子を用いることができる。例えば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリチオフェンまたはその誘導体、若しくはこれらの２種以上の共重合体などがあげられる。
【００５７】
また、反射型の液晶表示装置の場合、画素電極層２３０は反射率の高い金属電極が用いられる。具体的には、アルミニウム、銀等が用いられる。また、画素電極層２３０の表面を凹凸状にすることで、反射率が高まる。このため、画素電極層２３０の下地膜を凹凸とすればよい。
【００５８】
また、半透過型の液晶表示装置の場合には、画素電極層２３０は透過型の材料と反射型の材料が用いられる。
【００５９】
なお、画素電極層２３０の形成後、紫外線照射を行って、画素電極層２３０に表面処理を施しても良い。画素電極層２３０に紫外線照射を行うことにより、薄膜トランジスタ２１０の酸化物半導体層はダメージを受けるが、後の工程で行う熱処理により紫外線照射による酸化物半導体層のダメージは回復させることができる。
【００６０】
配向膜２３２は、ポリイミド、ポリビニルアルコールなどの有機樹脂や、酸化珪素などの無機材料を用いることができる。また、配向膜２３２の形成後、後に形成する液晶分子がある一定のプレチルト角を持って配向するように、配向膜２３２にラビング処理を施す。ただし、配向膜２３２として、酸化珪素などの無機材料を用いた場合、配向処理を施すことなく、蒸着法で配向特性を有する配向膜２３２を形成することも可能である。
【００６１】
また、配向膜２３２として紫外線を照射することで液晶を配向させる配向膜を用いても良い。このような配向膜としては、感光性樹脂であるポリビニルシンナメート（ＰＶＣｉ）などを用いればよい。このような配向膜を設けることにより、ラビング処理が不要となるため、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶表示装置の不良や破損を軽減することができる。また、配向膜２３２に紫外線照射を行うことにより、薄膜トランジスタ２１０の酸化物半導体層はダメージを受けるが、後の工程で行う熱処理により紫外線照射による酸化物半導体層のダメージは回復させることができる。
【００６２】
また、ここで、第２の基板２０６からなる対向基板の作製方法について説明する。第２の基板２０６上に対向電極層２３１を形成し、対向電極層２３１上に配向膜２３３を形成する。第２の基板２０６は第１の基板２０１と、対向電極層２３１は画素電極層２３０と、配向膜２３３は配向膜２３２と同様の構成および材料で形成することができる。
【００６３】
ここで、対向電極層２３１は、第１の基板２０１上に設けられる共通電位線と電気的に接続される。共通接続部を用いて、一対の基板間に配置される導電性粒子を介して対向電極層２３１と共通電位線とを電気的に接続することができる。なお、導電性粒子はシール材２０５に含有させることができる。
【００６４】
また、図２では、対向基板を基準として対向電極層２３１上にスペーサ２３５が形成されているが、これは、配向膜２３３上に形成されていても良い。また、スペーサ２３５は、対向基板側でなく、アクティブマトリクス基板側の配向膜２３２上に形成されていても良い。スペーサ２３５は、絶縁膜を選択的にエッチングすることで得られる柱状のスペーサであり、画素電極層２３０と対向電極層２３１との間の距離（セルギャップ）を制御するために設けられている。なお、スペーサ２３５として球状のスペーサを用いてもよい。
【００６５】
次に、シール材の形成（工程１０２）について説明する。
【００６６】
シール材２０５は、スクリーン印刷法、インクジェット装置またはディスペンス装置等を用いて、画素部２０２および駆動回路部２０４を囲むよう（閉ループ状）に、第１の基板２０１上に形成する。シール材の形状は、矩形状、円形状、楕円形状、多角形状などに適宜形成すればよい。ここで、シール材２０５は、少なくとも画素部２０２を囲むように形成すれば良く、必ずしも駆動回路部２０４を、シール材２０５で囲むようにする必要はない。例えば、駆動回路部２０４の一部を囲むように、シール材２０５を形成しても良いし、駆動回路部２０４は、シール材２０５の枠内に形成しないようにしても良い。また、シール材２０５を駆動回路部２０４上に形成するようにしても良く、これにより、液晶表示装置の狭額縁化を図ることができる。
【００６７】
また、シール材２０５は、必ずしも第１の基板２０１上に形成する必要はなく、第２の基板２０６上に形成しても良い。第２の基板２０６上にシール材２０５を形成する場合、後の工程で第１の基板２０１と第２の基板２０６を貼り合わせるときに、第２の基板２０６上のシール材２０５が少なくとも画素部２０２を囲むことができるように、シール材２０５を形成する。
【００６８】
シール材２０５は、紫外線硬化樹脂を含む材料で形成するのが好ましい。紫外線硬化樹脂としては、アクリル系樹脂とエポキシ系樹脂を混ぜた樹脂を用いることができる。また、これらの樹脂に、ＵＶ開始剤、熱硬化剤、カップリング剤等を混ぜてもよい。また、フィラー（直径１μｍ〜２４μｍ）を含んでもよい。なお、シール材２０５としては、後に接する液晶に溶解しないシール材料を選択することが好ましい。
【００６９】
また、シール材２０５を形成した後、シール材２０５に紫外線を照射してシール材２０５を仮硬化してもよい。ここで、シール材２０５を仮硬化する紫外線照射は、後の工程でシール材を硬化する（本硬化）紫外線照射より、弱い強度、且つ短時間で行う。シール材２０５を仮硬化することにより、シール材２０５表面の紫外線硬化樹脂を固めることができるので、後に液晶層２０８がシール材２０５に接する際に、液晶層２０８中にシール材２０５から不純物が混入することを低減することができる。また、シール材２０５を紫外線照射して仮硬化を行うことにより、薄膜トランジスタ２１１および薄膜トランジスタ２１０の酸化物半導体層はダメージを受けるが、後の工程で行う熱処理により紫外線照射による酸化物半導体層のダメージは回復させることができる。
【００７０】
次に、液晶層の形成（工程１０３）について説明する。
【００７１】
液晶層２０８は、ディスペンス法またはインクジェット法などの液滴吐出法を用いて、第１の基板２０１または第２の基板２０６上に形成したシール材２０５が囲む領域に液晶を滴下することで形成する。ここで、ＯＤＦ法ではシール材２０５が囲む領域に１滴液晶を滴下するが、本実施の形態ではこれに限られることなく、シール材２０５が囲む領域の必要な箇所に必要な量だけ液晶を滴下すればよい。
【００７２】
また、液晶層２０８は、ネマチック液晶、コレステリック液晶、スメクチック液晶、ディスコチック液晶、サーモトロピック液晶、リオトロピック液晶、低分子液晶、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）、強誘電液晶、反強誘電液晶、主鎖型液晶、側鎖型高分子液晶、バナナ型液晶等を用いることができる。
【００７３】
また、紫外線硬化樹脂を含む液晶を用いて液晶層２０８を形成し、ＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＰＮＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モードまたはブルー相（Ｂｌｕｅ  Ｐｈａｓｅ）モードに代表される、表示方式の液晶表示装置を作製しても良い。
【００７４】
ここで、ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相を示す液晶材料は、液晶、カイラル剤、光硬化樹脂および光重合開始剤を含んでいる。カイラル剤は、液晶を螺旋構造に配向させ、ブルー相を発現させるために用いる。一例として、５重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶材料を用いることができる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶材料は、応答速度が１ｍｓｅｃ以下と短く、光学的等方性であるため配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。よって、配向膜２３２、配向膜２３３を設けなくてもよいのでラビング処理も不要となる。これにより、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶表示装置の不良や破損を軽減することができる。よって液晶表示装置の生産性を向上させることが可能となる。酸化物半導体層を用いる薄膜トランジスタは、静電気の影響によりトランジスタの電気的な特性が著しく変動して設計範囲を逸脱する恐れがある。よって酸化物半導体層を用いる薄膜トランジスタを有する液晶表示装置にブルー相の液晶材料を用いることはより効果的である。
【００７５】
次に、第１の基板と第２の基板の貼り合わせ（工程１０４）について説明する。
【００７６】
シール材２０５の囲む領域に液晶層２０８を形成した後、第１の基板２０１と第２の基板２０６を貼り合わせる。ここで、減圧雰囲気下で第１の基板２０１と第２の基板２０６を貼り合わせるのが好ましい。これにより、貼り合わせ後に大気中で開放した場合であっても、シール材２０５の内側を真空に保ち、最終的に液晶層２０８をシール材２０５の端部まで広げる（シール材２０５に接する領域まで形成する）ことができるからである。なお、第２の基板２０６にシール材２０５および液晶層２０８を形成した場合は、少なくとも第１の基板２０１の画素部２０２が、液晶層２０８に重なるように貼り合わせる必要がある。
【００７７】
なお、液晶層２０８として、ブルー相を示す液晶を用いた場合、次の紫外線照射によるシール材の硬化（工程１０５）の前に、液晶層２０８の等方相からブルー相への相転移と高分子安定化の処理を行っておくのが好ましい。等方相からブルー相への相転移は、液晶層２０８をブルー相と等方相間の相転移温度から＋１０℃以内、好ましくは＋５℃以内の温度で熱処理を行い、徐々に降温させることにより行われる。なお、ブルー相と等方相間の相転移温度とは、昇温時にブルー相から等方相に転移する温度または降温時に等方相からブルー相に相転移する温度をいう。
【００７８】
高分子安定化処理は、ブルー相を発現した状態で、液晶、カイラル剤、紫外線硬化樹脂および光重合開始剤を含む液晶材料に、紫外線硬化樹脂および光重合開始剤が反応する波長の光を照射して行うことができる。よって、ブルー相が発現する温度を保持した状態で、液晶層２０８に紫外線を照射することにより行うことができる。また、液晶層２０８を紫外線照射して高分子安定化処理を行うことにより、薄膜トランジスタ２１１および薄膜トランジスタ２１０の酸化物半導体層はダメージを受けるが、後の工程で行う熱処理により紫外線照射による酸化物半導体層のダメージは回復させることができる。
【００７９】
次に、紫外線照射によるシール材の硬化（工程１０５）について説明する。
【００８０】
第１の基板２０１と第２の基板２０６を貼り合わせた後、シール材２０５に紫外線照射を行うことにより、シール材２０５の硬化（本硬化）を行う。ここで、シール材２０５を本硬化する紫外線照射は、上述の工程でシール材を仮硬化した際の紫外線照射より、強い強度、且つ長時間で行う。これにより、シール材２０５内部の紫外線硬化樹脂まで硬化させることができるので、第１の基板２０１と第２の基板２０６の密着性をより向上させることができる。また、紫外線照射してシール材２０５を硬化することにより、薄膜トランジスタ２１１および薄膜トランジスタ２１０の酸化物半導体層はダメージを受けるが、後の工程で行う熱処理により紫外線照射による酸化物半導体層のダメージは回復させることができる。
【００８１】
また、シール材２０５の紫外線照射後、シール材２０５に熱処理を行うことが好ましい。これにより、より強固にシール材２０５を硬化させることができる。シール材２０５の硬化のための熱処理は、好ましくは、８０℃〜２００℃、０．５時間〜１０時間の条件で行う。特に、上述の紫外線照射において、陰になって紫外線が照射されていなかった箇所についても、熱処理を行うことで硬化させることができるので、紫外線照射後のシール材の熱処理は有用である。
【００８２】
また、ＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＰＮＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モードを用いた場合は、シール材２０５の紫外線照射と同時に、液晶層２０８の紫外線照射を行い、液晶層２０８を硬化させて該液晶層中にドロップレットを形成するのが好ましい。
【００８３】
また、一対の基板から複数枚のパネルを取り出す（多面取り）を行う場合には、シール材２０５を硬化させた後、貼り合わせられた一対の基板を分断する。貼り合わせられた一対の基板の分断はスクライバー装置、ブレイカー装置、ロールカッターなどの切断装置を用いて行うことができる。
【００８４】
なお、分断処理を行うと、配向膜２３２および配向膜２３３に沿って配列していた液晶層２０８の配向が乱れることがあるため、液晶層２０８の再配向のための熱処理を行うのが好ましい。液晶層２０８の再配向では、液晶層２０８が等方相を示す温度以上で熱処理を行い、降温の際に液晶層２０８を再配向させる。再配向のための熱処理は、好ましくは、８０℃〜２００℃、１０分〜６０分の条件で行い、より好ましくは１００℃〜１７０℃、１０分〜６０分の条件で行う。
【００８５】
最後に、紫外線照射による酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理（工程１０６）について説明する。
【００８６】
上述の液晶表示装置を作製する過程において、紫外線硬化樹脂を用いたシール材２０５の硬化をはじめとして、複数の工程で紫外線の照射が行われている。これらの紫外線は直射光として、或いは反射光として、薄膜トランジスタ２１０、薄膜トランジスタ２１１の有する酸化物半導体層に照射されるため、紫外線により該酸化物半導体層はダメージを受ける。これにより、紫外線によるダメージを受けた酸化物半導体層を用いた薄膜トランジスタは、電気特性が低下する。特に、該薄膜トランジスタのしきい値電圧はマイナス側に大きくシフトするので、ゲート電圧が０Ｖでもソース電極とドレイン電極の間に電流が流れる、所謂ノーマリーオンとなりやすくなる。
【００８７】
このような、薄膜トランジスタのしきい値電圧のマイナス側へのシフトを抑えるために、液晶表示装置の作製工程において紫外線照射の工程を全て終えた後で、紫外線の照射による酸化物半導体層へのダメージを回復させるための熱処理を行う。
【００８８】
酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理は、好ましくは、５０℃〜３００℃、０．５時間〜２４時間の条件で行い、より好ましくは１２５℃〜２５０℃、１時間〜１５時間の条件で行う。また、該熱処理は、大気雰囲気下、酸素雰囲気下、窒素雰囲気下または希ガス（ヘリウム、ネオン、アルゴン等）雰囲気下において行うのが好ましい。また、酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理は、上述した酸化物半導体層の脱水化または脱水素化のための熱処理より、低い温度で行うのが好ましい。また、酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理は、電気炉を用いた加熱方法などを用いることができる。
【００８９】
このような熱処理を行うことによって、酸化物半導体層やその近傍に存在する原子の再配列が少しずつ行われると考えられる。これにより、紫外線の照射によって酸化物半導体層内や、酸化物半導体層とゲート絶縁層との界面や、酸化物半導体層と絶縁層２２０との界面に形成されたダングリングボンドを修復することができると推測される。
【００９０】
よって、紫外線による酸化物半導体層のダメージを回復させることができるので、該酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタの電気特性の低下を防ぎ、しきい値電圧のマイナス側へのシフトを低減することができる。
【００９１】
また、紫外線照射によって、同一基板上の薄膜トランジスタ間のしきい値電圧にバラツキが生じても、上記熱処理によってしきい値電圧のバラツキの低減を図ることができる。
【００９２】
また、薄膜トランジスタのチャネル長を短くし、液晶表示装置の高速化および省電力化を図ることができる。
【００９３】
なお、この酸化物半導体層のダメージを回復させるための熱処理は、シール材２０５の紫外線照射後にシール材２０５の硬化のために行う熱処理を兼ねることもできる。
【００９４】
以上のように、本実施の形態に示す方法を用いて液晶表示装置を作製することによって、紫外線照射による酸化物半導体層へのダメージを回復させることができる。これにより、液晶表示装置の作製工程において、液晶表示装置の有する薄膜トランジスタの酸化物半導体層が紫外線によるダメージを受けても、紫外線照射のダメージによる薄膜トランジスタのしきい値電圧のマイナス側へのシフトを低減させることができる。
【００９５】
さらに、表示装置においてスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタをノーマリーオフとすることができるので、低消費電力且つ高信頼性を有する液晶表示装置を作製することができる。
【００９６】
（実施の形態２）
本実施の形態では、図２に示す、酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタを用いる液晶表示装置の作製方法について、図３に示すフロー図を用いて説明する。図３のフロー図は、液晶注入法を用いて、図２に示す液晶表示装置を作製する工程を表している。
【００９７】
本実施の形態では、図３に示すフロー図に従って、酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタの形成（工程１２１）、シール材の形成（工程１２２）、第１の基板と第２の基板の貼り合わせ（工程１２３）、紫外線照射によるシール材の硬化（工程１２４）、注入による液晶層の形成（工程１２５）、紫外線照射による酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理（工程１２６）の順番で説明する。なお、図２に示す液晶表示装置の構成については、実施の形態１で示した物と同様なので、そちらを参照されたい。
【００９８】
酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタの形成（工程１２１）については、実施の形態１で示した酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタの形成（工程１０１）と同様なので、そちらを参照されたい。
【００９９】
次に、シール材の形成（工程１２２）について説明する。
【０１００】
シール材２０５は、スクリーン印刷法、インクジェット装置またはディスペンス装置等を用いて、画素部２０２および駆動回路部２０４を囲むように、第１の基板２０１上に形成する。ただし、後の工程でシール材２０５に囲まれた領域に液晶を注入できるように、シール材２０５の一部に液晶注入のための開口部を形成する。シール材の形状は、矩形状、円形状、楕円形状、多角形状などに適宜形成すればよい。ここで、シール材２０５は、少なくとも画素部２０２を囲むように形成すれば良く、必ずしも駆動回路部２０４を、シール材２０５で囲むようにする必要はない。例えば、駆動回路部２０４の一部を囲むように、シール材２０５を形成しても良いし、駆動回路部２０４は、シール材２０５の枠内に形成しないようにしても良い。また、シール材２０５を駆動回路部２０４上に形成するようにしても良く、これにより、液晶表示装置の狭額縁化を図ることができる。
【０１０１】
また、シール材２０５は、必ずしも第１の基板２０１上に形成する必要はなく、第２の基板２０６上に形成しても良い。第２の基板２０６上にシール材２０５を形成する場合、後の工程で第１の基板２０１と第２の基板２０６を貼り合わせるときに、第２の基板２０６上のシール材２０５が少なくとも画素部２０２を囲むことができるように、シール材２０５を形成する。
【０１０２】
シール材２０５は、紫外線硬化樹脂を含む材料で形成するのが好ましく、実施の形態１で示したものと同様のものを用いることができる。
【０１０３】
また、シール材２０５を形成した後、シール材２０５に紫外線を照射してシール材２０５を仮硬化してもよい。ここで、シール材２０５を仮硬化する紫外線照射は、後の工程でシール材を硬化する（本硬化）紫外線照射より、弱い強度、且つ短時間で行う。また、シール材２０５を紫外線照射して仮硬化を行うことにより、薄膜トランジスタ２１１および薄膜トランジスタ２１０の酸化物半導体層はダメージを受けるが、後の工程で行う熱処理により紫外線照射による酸化物半導体層のダメージは回復させることができる。
【０１０４】
次に、第１の基板と第２の基板の貼り合わせ（工程１２３）について説明する。
【０１０５】
実施の形態１の、第１の基板と第２の基板の貼り合わせ（工程１０４）と同様に、減圧雰囲気下で第１の基板２０１と第２の基板２０６を貼り合わせる。
【０１０６】
次に、紫外線照射によるシール材の硬化（工程１２４）について説明する。
【０１０７】
実施の形態１に示す紫外線照射によるシール材の硬化（工程１０５）と同様に、第１の基板２０１と第２の基板２０６を貼り合わせた後、シール材２０５に紫外線照射を行うことにより、シール材２０５の硬化（本硬化）を行う。ここで、シール材２０５を本硬化する紫外線照射は、上述の工程でシール材を仮硬化した際の紫外線照射より、強い強度、且つ長時間で行う。これにより、シール材２０５内部の紫外線硬化樹脂まで硬化させることができるので、第１の基板２０１と第２の基板２０６の密着性をより向上させることができる。また、紫外線照射してシール材２０５を硬化することにより、薄膜トランジスタ２１１および薄膜トランジスタ２１０の酸化物半導体層はダメージを受けるが、後の工程で行う熱処理により紫外線照射による酸化物半導体層のダメージは回復させることができる。
【０１０８】
また、シール材２０５の紫外線照射後、シール材２０５に熱処理を行うことが好ましい。これにより、より強固にシール材２０５を硬化させることができる。シール材２０５の硬化のための熱処理は、好ましくは、８０℃〜２００℃、０．５時間〜１０時間の条件で行う。特に、上述の紫外線照射において、陰になって紫外線が照射されていなかった箇所についても、熱処理を行うことで硬化させることができるので、紫外線照射後のシール材の熱処理は有用である。
【０１０９】
また、一対の基板から複数枚のパネルを取り出す（多面取り）を行う場合には、シール材２０５を硬化させた後、貼り合わせられた一対の基板を分断する。このとき、シール材２０５に形成した開口部が露出するように、貼り合わせられた一対の基板を分断する。貼り合わせられた一対の基板の分断はスクライバー装置、ブレイカー装置、ロールカッターなどの切断装置を用いて行うことができる。
【０１１０】
次に、注入による液晶層の形成（工程１２５）について説明する。
【０１１１】
液晶層２０８は真空注入法などの液晶注入法を用いて、第１の基板２０１または第２の基板２０６上に形成したシール材２０５が囲む領域に液晶を注入することで形成する。例えば、真空注入法を用いる場合、貼り合わせられた一対の基板を真空室に置き、真空中において、液晶を貼り合わせられた一対の基板のシール材２０５に形成された開口部に接触させる。それから、真空室にガスを流入させて内圧を高めると、開口部からシール材２０５に囲まれた領域に液晶が注入される。なお、液晶を注入した後、シール材２０５の開口部は、紫外線硬化樹脂などを用いて封止する。
【０１１２】
また、液晶層２０８は、実施の形態１で示したものと同様のものを用いることができる。
【０１１３】
また、実施の形態１と同様に、紫外線硬化樹脂を含む液晶を用いて液晶層２０８を形成し、ＰＤＬＣモード、ＰＮＬＣモードまたはブルー相モードに代表される、表示方式の液晶表示装置を作製しても良い。
【０１１４】
酸化物半導体層を用いる薄膜トランジスタは、静電気の影響によりトランジスタの電気的な特性が著しく変動して設計範囲を逸脱する恐れがある。よって酸化物半導体層を用いる薄膜トランジスタを有する液晶表示装置にブルー相の液晶材料を用いることはより効果的である。
【０１１５】
なお、液晶層２０８として、ブルー相を示す液晶を用いた場合、液晶層２０８の等方相からブルー相への相転移と高分子安定化の処理を行う。等方相からブルー相への相転移は、液晶層２０８をブルー相と等方相間の相転移温度から＋１０℃以内、好ましくは＋５℃以内の温度で熱処理を行い、徐々に降温させることにより行われる。なお、ブルー相と等方相間の相転移温度とは、昇温時にブルー相から等方相に転移する温度または降温時に等方相からブルー相に相転移する温度をいう。
【０１１６】
高分子安定化処理は、ブルー相を発現した状態で、液晶、カイラル剤、紫外線硬化樹脂および光重合開始剤を含む液晶材料に、紫外線硬化樹脂および光重合開始剤が反応する波長の光を照射して行うことができる。よって、ブルー相が発現する温度を保持した状態で、液晶層２０８に紫外線を照射することにより行うことができる。また、液晶層２０８を紫外線照射して高分子安定化処理を行うことにより、薄膜トランジスタ２１１および薄膜トランジスタ２１０の酸化物半導体層はダメージを受けるが、後の工程で行う熱処理により紫外線照射による酸化物半導体層のダメージは回復させることができる。
【０１１７】
また、ＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＰＮＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モードを用いた場合は、紫外線照射を行い、液晶層２０８を硬化させて該液晶層中にドロップレットを形成する。
【０１１８】
なお、液晶注入法を用いて液晶層２０８を形成した後は、液晶の配向が乱れていることがあるため、液晶層２０８の再配向のための熱処理を行うのが好ましい。液晶層２０８の再配向では、液晶層２０８が等方相を示す温度以上で熱処理を行い、降温の際に液晶層２０８を再配向させる。再配向のための熱処理は、好ましくは、８０℃〜２００℃、１０分〜６０分の条件で行い、より好ましくは１００℃〜１７０℃、１０分〜６０分の条件で行う。
【０１１９】
最後に、紫外線照射による酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理（工程１２６）について説明する。
【０１２０】
実施の形態１と同様に、薄膜トランジスタのしきい値電圧のマイナス側へのシフトを抑えるために、液晶表示装置の作製工程において紫外線照射の工程を全て終えた後で、紫外線の照射による酸化物半導体層へのダメージを回復させるための熱処理を行う。
【０１２１】
酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理は、好ましくは、５０℃〜３００℃、０．５時間〜２４時間の条件で行い、より好ましくは１２５℃〜２５０℃、２時間〜１５時間の条件で行う。また、該熱処理は、大気雰囲気下、酸素雰囲気下、窒素雰囲気下または希ガス（ヘリウム、ネオン、アルゴン等）雰囲気下において行うのが好ましい。また、酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理は、上述した酸化物半導体層を形成する際の熱処理より、低い温度で長時間行うのが好ましい。また、酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理は、電気炉を用いた加熱方法などを用いることができる。
【０１２２】
このような熱処理を行うことによって、酸化物半導体層やその近傍に存在する原子の再配列が少しずつ行われると考えられる。これにより、紫外線の照射によって酸化物半導体層内や、酸化物半導体層とゲート絶縁層との界面や、酸化物半導体層と絶縁層２２０との界面に形成されたダングリングボンドを修復することができると推測される。
【０１２３】
よって、紫外線による酸化物半導体層のダメージを回復させることができるので、該酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタの電気特性の低下を防ぎ、しきい値電圧のマイナス側へのシフトを低減することができる。
【０１２４】
また、紫外線照射によって、同一基板上の薄膜トランジスタ間のしきい値電圧にバラツキが生じても、上記熱処理によって低減を図ることができる。
【０１２５】
また、薄膜トランジスタのチャネル長を短くし、液晶表示装置の高速化および省電力化を図ることができる。
【０１２６】
また、この酸化物半導体層のダメージを回復させるための熱処理は、上記の再配向のための熱処理を兼ねることもできる。
【０１２７】
以上のように、本実施の形態に示す方法を用いて液晶表示装置を作製することによって、紫外線照射による酸化物半導体層へのダメージを回復させることができる。これにより、液晶表示装置の作製工程において、液晶表示装置の有する薄膜トランジスタの酸化物半導体層が紫外線によるダメージを受けても、紫外線照射のダメージによる薄膜トランジスタのしきい値電圧のマイナス側へのシフトを低減させることができる。
【０１２８】
さらに、表示装置においてスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタをノーマリーオフとすることができるので、低消費電力且つ高信頼性を有する液晶表示装置を作製することができる。
【０１２９】
（実施の形態３）
本実施の形態では、図５に示す、酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタを用いる発光表示装置の作製方法について、図４に示すフロー図を用いて説明する。
【０１３０】
本実施の形態では、表示装置の有する表示素子としては、ここではエレクトロルミネッセンスを利用する発光素子を用いて示す。エレクトロルミネッセンスを利用する発光素子は、発光材料が有機化合物であるか、無機化合物であるかによって区別され、一般的に、前者は有機ＥＬ素子、後者は無機ＥＬ素子と呼ばれている。
【０１３１】
有機ＥＬ素子は、発光素子に電圧を印加することにより、一対の電極から電子および正孔がそれぞれ発光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる。そして、それらキャリア（電子および正孔）が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。このようなメカニズムから、このような発光素子は、電流励起型の発光素子と呼ばれる。
【０１３２】
無機ＥＬ素子は、その素子構成により、分散型無機ＥＬ素子と薄膜型無機ＥＬ素子とに分類される。分散型無機ＥＬ素子は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた発光層を有するものであり、発光メカニズムはドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー−アクセプター再結合型発光である。薄膜型無機ＥＬ素子は、発光層を誘電体層で挟み込み、さらにそれを電極で挟んだ構造であり、発光メカニズムは金属イオンの内殻電子遷移を利用する局在型発光である。なお、本実施の形態では、発光素子として有機ＥＬ素子を用いて説明する。
【０１３３】
図５に示す発光表示装置の構成について説明する。該発光表示装置は、第１の基板３０１上の薄膜トランジスタ３１０、３１１と発光素子３１３を、第２の基板３０６との間にシール材３０５によって封止している。また、薄膜トランジスタ３１０、３１１および発光素子３１３と、第２の基板３０６との間には、充填材が充填され、充填材料層３０８が形成されている。このように発光素子３１３が外気に曝されないように気密性が高く、脱ガスの少ない保護フィルム（貼り合わせフィルム、紫外線硬化樹脂フィルム等）やカバー材でパッケージング（封入）することが好ましい。
【０１３４】
図５に示す発光表示装置のアクティブマトリクス基板側は、以下のような構成となっている。第１の基板３０１上の画素部３０２に酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタ３１０が形成され、駆動回路部３０４に酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタ３１１が形成されている。画素部３０２の薄膜トランジスタ３１０上には、絶縁層３２０および絶縁層３２１が形成され、絶縁層３２１上には、薄膜トランジスタのソース電極層またはドレイン電極層の一方と電気的に接続される、第１の電極層３３０が形成され、第１の電極層３３０および絶縁層３２１上には、隔壁３３５が形成されている。隔壁３３５と第１の電極層３３０の上に電界発光層３３２が形成され、電界発光層３３２の上に第２の電極層３３４が形成される。発光素子３１３は、第１の電極層３３０、電界発光層３３２、第２の電極層３３４の積層により構成される。ただし、発光素子３１３の構成はこれに限定されない。発光素子３１３から取り出す光の方向などに合わせて、発光素子３１３の構成は適宜変えることができる。また、駆動回路部３０４の薄膜トランジスタ３１１上には、導電層３４０が形成されている。
【０１３５】
なお、本実施の形態では、駆動回路部３０４がシール材３０５の枠中に形成されているが、駆動回路部３０４は必ずしもこのように形成する必要はなく、駆動回路部３０４の一部または全部がシール材３０５の枠外に形成されるようにしても良い。シール材３０５の枠外に別途形成する駆動回路部は、ＣＯＧ方法、ワイヤボンディング方法、或いはＴＡＢ方法などを用いて、別の基板上に形成して実装することができる。例えば、走査線駆動回路部を画素部と共にシール材の枠内で同一基板上に形成し、信号線駆動回路部を別基板上に形成して、アクティブマトリクス基板に実装しても良い。
【０１３６】
次に、図４に示すフロー図に沿って、図５の発光表示装置を作製する作製方法について説明していく。
【０１３７】
本実施の形態では、図４に示すフロー図に従って、酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタの形成（工程１３１）、発光素子の形成（工程１３２）、シール材の形成（工程１３３）、第１の基板と第２の基板の貼り合わせ（工程１３４）、紫外線照射によるシール材の硬化（工程１３５）、紫外線照射による酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理（工程１３６）の順番で説明する。
【０１３８】
酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタの形成（工程１３１）については、実施の形態１で示した酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタの形成（工程１０１）と同様なので、そちらを参照されたい。第１の基板３０１、第２の基板３０６、薄膜トランジスタ３１０、薄膜トランジスタ３１１、導電層３４０、絶縁層３２０および絶縁層３２１は、第１の実施の形態に示す、第１の基板２０１、第２の基板２０６、薄膜トランジスタ２１０、薄膜トランジスタ２１１、導電層２４０、絶縁層２２０および絶縁層２２１と同様の材料、同様の方法で作製することができるので、そちらを参照されたい。
【０１３９】
次に、発光素子の形成（工程１３２）について説明する。絶縁層３２１をエッチングし、薄膜トランジスタ３１０のソース電極層またはドレイン電極層に達する開口を形成した後、第１の電極層３３０を形成し、第１の電極層３３０上に開口部を有するように隔壁３３５を形成し、隔壁３３５および第１の電極層３３０上に電界発光層３３２と第２の電極層３３４を形成する。これにより、第１の電極層３３０、電界発光層３３２、第２の電極層３３４の積層からなる発光素子３１３を形成することができる。以下に、発光素子３１３からの発光が第２の電極層３３４側に抜ける、上面発光の場合の、第１の電極層３３０を陰極、第２の電極層３３４を陽極とする材料の組み合わせについて示す。
【０１４０】
陰極として機能する第１の電極層３３０は、様々な材料を用いることができるが、仕事関数が小さい材料、例えば、具体的には、ＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉなど）の他、ＹｂやＥｒ等の希土類金属等の材料を用いることが好ましい。
【０１４１】
隣り合う画素の第１の電極層３３０を絶縁するために設けられる隔壁３３５は、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、エポキシ等の有機樹脂膜、無機絶縁膜または有機ポリシロキサンを用いて形成する。隔壁３３５は、特に感光性の樹脂材料を用い、第１の電極層３３０上に開口部を形成し、その開口部の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。隔壁３３５として感光性の樹脂材料を用いる場合、レジストマスクを形成する工程を省略することができる。また隔壁３３５に紫外線照射を行う場合、薄膜トランジスタ３１０の酸化物半導体層はダメージを受けるが、後の工程で行う熱処理により紫外線照射による酸化物半導体層のダメージは回復させることができる。
【０１４２】
電界発光層３３２は、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良い。電界発光層３３２が複数の層で構成されている場合、陰極として機能する第１の電極層３３０上に電子注入層、電子輸送層、発光層、ホール輸送層、ホール注入層の順に積層する。なおこれらの層を全て設ける必要はない。
【０１４３】
陽極として機能する第２の電極層３３４は光を透過する透光性を有する導電性材料を用いて形成し、例えば酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性を有する導電性導電膜を用いても良い。
【０１４４】
なお、発光素子３１３からの発光が第１の電極層３３０側に抜ける下面発光型や、両面に抜ける両面発光型とする場合には、反射性を有する導電性膜を設けたり、電極層の材料を適宜入れ替えて発光素子３１３の発光を妨げないような構成とすればよい。
【０１４５】
次に、シール材の形成（工程１３３）について説明する。
【０１４６】
シール材３０５は、スクリーン印刷法、インクジェット装置またはディスペンス装置等を用いて、画素部３０２および駆動回路部３０４を囲むよう（閉ループ状）に、第１の基板３０１上に形成する。シール材の形状は、矩形状、円形状、楕円形状、多角形状などに適宜形成すればよい。ここで、シール材３０５は、少なくとも画素部３０２を囲むように形成すれば良く、必ずしも駆動回路部３０４を、シール材３０５で囲むようにする必要はない。例えば、駆動回路部３０４の一部を囲むように、シール材３０５を形成しても良いし、駆動回路部３０４は、シール材３０５の枠内に形成しないようにしても良い。また、シール材３０５を駆動回路部３０４上に形成するようにしても良く、これにより、発光表示装置の狭額縁化を図ることができる。
【０１４７】
また、シール材３０５は、必ずしも第１の基板３０１上に形成する必要はなく、第２の基板３０６上に形成しても良い。第２の基板３０６上にシール材３０５を形成する場合、後の工程で第１の基板３０１と第２の基板３０６を貼り合わせるときに、第２の基板３０６上のシール材３０５が少なくとも画素部３０２を囲むことができるように、シール材３０５を形成する。
【０１４８】
シール材３０５は、紫外線硬化樹脂を含む材料で形成するのが好ましい。紫外線硬化樹脂としては、アクリル系樹脂とエポキシ系樹脂を混ぜた樹脂を用いることができる。また、これらの樹脂に、ＵＶ開始剤、熱硬化剤、カップリング剤等を混ぜてもよい。また、フィラー（直径１μｍ〜２４μｍ）を含んでもよい。
【０１４９】
また、シール材３０５を形成した後、シール材３０５に紫外線を照射してシール材３０５を仮硬化してもよい。ここで、シール材３０５を仮硬化する紫外線照射は、後の工程でシール材を硬化する（本硬化）紫外線照射より、弱い強度、且つ短時間で行う。また、シール材３０５を紫外線照射して仮硬化を行うことにより、薄膜トランジスタ３１１および薄膜トランジスタ３１０の酸化物半導体層はダメージを受けるが、後の工程で行う熱処理により紫外線照射による酸化物半導体層のダメージは回復させることができる。
【０１５０】
また、充填材でアクティブマトリクス基板と第２の基板３０６の間を充填する場合、シール材３０５の形成後に充填すればよい。充填材料層３０８は、ディスペンス法またはインクジェット法などの液滴吐出法を用いて、第１の基板３０１または第２の基板３０６上に形成したシール材３０５が囲む領域に滴下することで形成する。充填材としては、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、アクリル、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。また、充填材として、紫外線硬化樹脂を用いる場合、第１の基板３０１と第２の基板３０６とを充填材料層３０８で密着させることができるので、必ずしもシール材３０５を用いなくても良い。
【０１５１】
充填材として、紫外線硬化樹脂を用いる場合、硬化の際の紫外線照射により、薄膜トランジスタ３１１および薄膜トランジスタ３１０の酸化物半導体層はダメージを受けるが、後の工程で行う熱処理により紫外線照射による酸化物半導体層のダメージは回復させることができる。
【０１５２】
また、充填材として、窒素やアルゴンなどの不活性な気体を充填しても良い。
【０１５３】
次に、第１の基板と第２の基板の貼り合わせ（工程１３４）について説明する。
【０１５４】
シール材３０５を、画素部３０２および駆動回路部３０４を囲むよう（閉ループ状）に形成した後、第１の基板３０１と第２の基板３０６を貼り合わせる。なお、第２の基板３０６にシール材３０５および充填材料層３０８を形成した場合は、少なくとも第１の基板３０１の画素部３０２が、充填材料層３０８に重なるように貼り合わせる必要がある。
【０１５５】
また、第１の基板３０１と第２の基板３０６を貼り合わせた後で、充填材料層３０８を形成しても良い。その場合、シール材３０５を形成する際に一部開口部を設けておき、真空注入法などを用いて充填材を、アクティブマトリクス基板と第２の基板３０６の間に充填すればよい。
【０１５６】
次に、紫外線照射によるシール材の硬化（工程１３５）について説明する。
【０１５７】
第１の基板３０１と第２の基板３０６を貼り合わせた後、シール材３０５に紫外線照射を行うことにより、シール材３０５の硬化（本硬化）を行う。ここで、シール材３０５を本硬化する紫外線照射は、上述の工程でシール材を仮硬化した際の紫外線照射より、強い強度、且つ長時間で行う。これにより、シール材３０５内部の紫外線硬化樹脂まで硬化させることができるので、第１の基板３０１と第２の基板３０６の密着性をより向上させることができる。また、シール材３０５を紫外線照射して硬化することにより、薄膜トランジスタ３１１および薄膜トランジスタ３１０の酸化物半導体層はダメージを受けるが、後の工程で行う熱処理により紫外線照射による酸化物半導体層のダメージは回復させることができる。
【０１５８】
また、シール材３０５の紫外線照射後、シール材３０５に熱処理を行うことが好ましい。これにより、より強固にシール材３０５を硬化させることができる。シール材３０５の硬化のための熱処理は、好ましくは、８０℃〜２００℃、０．５時間〜１０時間の条件で行う。特に、上述の紫外線照射において、陰になって紫外線が照射されていなかった箇所についても、熱処理を行うことで硬化させることができるので、紫外線照射後のシール材の熱処理は有用である。
【０１５９】
また、充填材として紫外線硬化樹脂を用いた場合、シール材３０５と同時に硬化を行うことができる。
【０１６０】
また、一対の基板から複数枚のパネルを取り出す（多面取り）を行う場合には、シール材３０５を硬化させた後、貼り合わせられた一対の基板を分断する。貼り合わせられた一対の基板の分断はスクライバー装置、ブレイカー装置、ロールカッターなどの切断装置を用いて行うことができる。
【０１６１】
最後に、紫外線照射による酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理（工程１３６）について説明する。
【０１６２】
実施の形態１または実施の形態２と同様に、薄膜トランジスタのしきい値電圧のマイナス側へのシフトを抑えるために、発光表示装置の作製工程において紫外線照射の工程を全て終えた後で、紫外線の照射による酸化物半導体層へのダメージを回復させるための熱処理を行う。
【０１６３】
酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理は、好ましくは、５０℃〜３００℃、０．５時間〜２４時間の条件で行い、より好ましくは１２５℃〜２５０℃、１時間〜１５時間の条件で行う。また、該熱処理は、大気雰囲気下、酸素雰囲気下、窒素雰囲気下または希ガス（ヘリウム、ネオン、アルゴン等）雰囲気下において行うのが好ましい。また、酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理は、上述した酸化物半導体層の脱水化または脱水素化のための熱処理より低い温度で行うのが好ましい。また、酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理は、電気炉を用いた加熱方法などを用いることができる。
【０１６４】
このような熱処理を行うことによって、酸化物半導体層やその近傍に存在する原子の再配列が少しずつ行われると考えられる。これにより、紫外線の照射によって酸化物半導体層内や、酸化物半導体層とゲート絶縁層との界面や、酸化物半導体層と絶縁層３２０との界面に形成されたダングリングボンドを修復することができると推測される。
【０１６５】
よって、紫外線による酸化物半導体層のダメージを回復させることができるので、該酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタの電気特性の低下を防ぎ、しきい値電圧のマイナス側へのシフトを低減することができる。
【０１６６】
また、紫外線照射によって、同一基板上の薄膜トランジスタ間のしきい値電圧にバラツキが生じても、上記熱処理によって低減を図ることができる。
【０１６７】
また、薄膜トランジスタのチャネル長を短くし、発光表示装置の高速化および省電力化を図ることができる。
【０１６８】
なお、この酸化物半導体層のダメージを回復させるための熱処理は、シール材３０５の紫外線照射後にシール材３０５の硬化のために行う熱処理を兼ねることもできる。
【０１６９】
以上のように、本実施の形態に示す方法を用いて発光表示装置を作製することによって、紫外線照射による酸化物半導体層へのダメージを回復させることができる。これにより、発光表示装置の作製工程において、発光表示装置の有する薄膜トランジスタの酸化物半導体層が紫外線によるダメージを受けても、紫外線照射のダメージによる薄膜トランジスタのしきい値電圧のマイナス側へのシフトを低減させることができる。
【０１７０】
さらに、表示装置においてスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタをノーマリーオフとすることができるので、低消費電力且つ高信頼性を有する発光表示装置を作製することができる。
【０１７１】
（実施の形態４）
本実施の形態では、図７に示す、酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタを用いる電気泳動表示装置の作製方法について、図６に示すフロー図を用いて説明する。
【０１７２】
実施の形態１に示す表示装置の作製方法は、スイッチング素子と電気的に接続する素子を利用して電子インクを駆動させる電気泳動表示装置に用いてもよい。電気泳動表示装置は、電気泳動ディスプレイとも呼ばれており、紙と同じ読みやすさ、他の表示装置に比べ低消費電力、薄くて軽い形状とすることが可能という利点を有している。
【０１７３】
電気泳動ディスプレイは、様々な形態が考えられ得るが、プラスの電荷を有する第１の粒子と、マイナスの電荷を有する第２の粒子とを含むマイクロカプセルが溶媒または溶質に複数分散されたものであり、マイクロカプセルに電界を印加することによって、マイクロカプセル中の粒子を互いに反対方向に移動させて一方側に集合した粒子の色のみを表示するものである。なお、第１の粒子または第２の粒子は染料を含み、電界がない場合において移動しないものである。また、第１の粒子の色と第２の粒子の色は異なるもの（無色を含む）とする。
【０１７４】
このように、電気泳動ディスプレイは、誘電定数の高い物質が高い電界領域に移動する、いわゆる誘電泳動的効果を利用したディスプレイである。
【０１７５】
上記マイクロカプセルを溶媒中に分散させたものが電子インクと呼ばれるものであり、この電子インクはガラス、プラスチック、布、紙などの表面に印刷することができる。また、カラーフィルタや色素を有する粒子を用いることによってカラー表示も可能である。
【０１７６】
また、アクティブマトリクス基板上に適宜、二つの電極の間に挟まれるように上記マイクロカプセルを複数配置すればアクティブマトリクス型の表示装置が完成し、マイクロカプセルに電界を印加すれば表示を行うことができる。
【０１７７】
なお、マイクロカプセル中の第１の粒子および第２の粒子は、導電体材料、絶縁体材料、半導体材料、磁性材料、液晶材料、強誘電性材料、エレクトロルミネセント材料、エレクトロクロミック材料、磁気泳動材料から選ばれた一種の材料、またはこれらの複合材料を用いればよい。
【０１７８】
図７に示す電気泳動表示装置は、ツイストボール表示方式を用いた電気泳動表示装置の例である。ツイストボール表示方式とは、白と黒に塗り分けられた球形粒子を表示素子に用いる電極層である第１の電極層および第２の電極層の間に配置し、第１の電極層および第２の電極層に電位差を生じさせて球形粒子の向きを制御することにより、表示を行う方法である。
【０１７９】
なお、電気泳動表示装置の表示方式はこれに限られる物ではなく、マイクロカプセル型電気泳動方式、マイクロカップ型電気泳動（登録商標）方式、水平移動型電気泳動方式、垂直移動型電気泳動方式、粉体移動方式、電子粉流体（登録商標）方式、コレステリック液晶を用いた方式、カイラルネマチック液晶を用いた方式、反強誘電性液晶を用いた方式、高分子分散型液晶を用いた方式、帯電トナーを用いた方式、エレクトロウェッティング方式、エレクトロクロミズム方式、エレクトロデポジション方式などを用いても良い。
【０１８０】
図７に示す電気泳動表示装置の構成について説明する。該電気泳動表示装置は、第１の基板４０１からなるアクティブマトリクス基板と、第２の基板４０６が、電気泳動表示素子層４１３を挟持している。また、第１の基板４０１と第２の基板４０６との間には、画素部４０２および駆動回路部４０４を囲むようにシール材４０５が形成されている。
【０１８１】
図７に示す電気泳動表示装置のアクティブマトリクス基板側は、以下のような構成となっている。第１の基板４０１上の画素部４０２に酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタ４１０が形成され、駆動回路部４０４に酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタ４１１が形成されている。画素部４０２の薄膜トランジスタ４１０上には、絶縁層４２０および絶縁層４２１が形成され、絶縁層４２１上には、薄膜トランジスタのソース電極層またはドレイン電極層の一方と電気的に接続される、第１の電極層４３０が形成される。ここで、第１の電極層４３０は、画素電極に相当する。また、駆動回路部４０４の薄膜トランジスタ４１１上には、導電層４４０が形成されている。
【０１８２】
また、図７に示す電気泳動表示装置は、第２の基板４０６上に第２の電極層４３１が形成されている。
【０１８３】
また、第１の電極層４３０と第２の電極層４３１に挟まれる電気泳動表示素子層４１３は、充填材料層４０８と、ツイストボール４８９から成る。ツイストボール４８９は、液体で満たされたキャビティ４９４と、キャビティ４９４内の球形粒子４９０で構成される。球形粒子４９０は、電荷密度差の設けられた黒色領域４９０ａと白色領域４９０ｂとを有する。そのため、第１の電極層４３０と第２の電極層４３１の間に電位差を生じさせることにより、球形粒子４９０を電界方向に応じて回転させることができる。
【０１８４】
なお、本実施の形態では、駆動回路部４０４がシール材４０５の枠中に形成されているが、駆動回路部４０４は必ずしもこのように形成する必要はなく、駆動回路部４０４の一部または全部がシール材４０５の枠外に形成されるようにしても良い。シール材４０５の枠外に別途形成する駆動回路部は、ＣＯＧ方法、ワイヤボンディング方法、或いはＴＡＢ方法などを用いて、別の基板上に形成して実装することができる。例えば、走査線駆動回路部を画素部と共にシール材の枠内で同一基板上に形成し、信号線駆動回路部を別基板上に形成して、アクティブマトリクス基板に実装しても良い。
【０１８５】
次に、図６に示すフロー図に沿って、図７の電気泳動表示装置を作製する作製方法について説明していく。
【０１８６】
本実施の形態では、図６に示すフロー図に従って、酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタの形成（工程１４１）、シール材の形成（工程１４２）、電気泳動表示素子層の形成（工程１４３）、第１の基板と第２の基板の貼り合わせ（工程１４４）、紫外線照射によるシール材の硬化（工程１４５）、紫外線照射による酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理（工程１４６）の順番で説明する。
【０１８７】
酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタの形成（工程１４１）については、実施の形態１で示した酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタの形成（工程１０１）と同様なので、そちらを参照されたい。第１の基板４０１、薄膜トランジスタ４１０、薄膜トランジスタ４１１、絶縁層４２０、絶縁層４２１、第１の電極層４３０、導電層４４０、第２の基板４０６および第２の電極層４３１は、第１の実施の形態に示す、第１の基板２０１、薄膜トランジスタ２１０、薄膜トランジスタ２１１、絶縁層２２０および絶縁層２２１、画素電極層２３０、導電層２４０、第２の基板２０６および対向電極層２３１と同様の材料、同様の方法で作製することができるので、そちらを参照されたい。
【０１８８】
次に、シール材の形成（工程１４２）について説明する。
【０１８９】
シール材４０５は、スクリーン印刷法、インクジェット装置またはディスペンス装置等を用いて、画素部４０２および駆動回路部４０４を囲むよう（閉ループ状）に、第１の基板４０１上に形成する。シール材の形状は、矩形状、円形状、楕円形状、多角形状などに適宜形成すればよい。ここで、シール材４０５は、少なくとも画素部４０２を囲むように形成すれば良く、必ずしも駆動回路部４０４を、シール材４０５で囲むようにする必要はない。例えば、駆動回路部４０４の一部を囲むように、シール材４０５を形成しても良いし、駆動回路部４０４は、シール材４０５の枠内に形成しないようにしても良い。また、シール材４０５を駆動回路部４０４上に形成するようにしても良く、これにより、電気泳動表示装置の狭額縁化を図ることができる。
【０１９０】
また、シール材４０５は、必ずしも第１の基板４０１上に形成する必要はなく、第２の基板４０６上に形成しても良い。第２の基板４０６上にシール材４０５を形成する場合、後の工程で第１の基板４０１と第２の基板４０６を貼り合わせるときに、第２の基板４０６上のシール材４０５が少なくとも画素部４０２を囲むことができるように、シール材４０５を形成する。
【０１９１】
シール材４０５は、紫外線硬化樹脂を含む材料で形成するのが好ましい。紫外線硬化樹脂としては、アクリル系樹脂とエポキシ系樹脂を混ぜた樹脂を用いることができる。また、これらの樹脂に、ＵＶ開始剤、熱硬化剤、カップリング剤等を混ぜてもよい。また、フィラー（直径１μｍ〜２４μｍ）を含んでもよい。
【０１９２】
また、シール材４０５を形成した後、シール材４０５に紫外線を照射してシール材４０５を仮硬化してもよい。ここで、シール材４０５を仮硬化する紫外線照射は、後の工程でシール材を硬化する（本硬化）紫外線照射より、弱い強度、且つ短時間で行う。また、シール材４０５を紫外線照射して仮硬化を行うことにより、薄膜トランジスタ４１１および薄膜トランジスタ４１０の酸化物半導体層はダメージを受けるが、後の工程で行う熱処理により紫外線照射による酸化物半導体層のダメージは回復させることができる。
【０１９３】
次に、電気泳動表示素子層の形成（工程１４３）について説明する。
【０１９４】
電気泳動表示素子層４１３は、ツイストボール４８９を第１の電極層４３０上に配置し、
ディスペンス法またはインクジェット法などの液滴吐出法を用いて、第１の基板４０１または第２の基板４０６上に形成したシール材４０５が囲む領域に、充填材を滴下することで形成する。ここで、シール材４０５が囲む領域の必要な箇所に必要な量だけ液晶を滴下すればよい。
【０１９５】
また、ツイストボール４８９を予め充填材料層４０８中に含ませておき、ディスペンス法またはインクジェット法などの液滴吐出法を用いて、電気泳動表示素子層４１３を形成しても良い。
【０１９６】
充填材としては、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、アクリル、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。また、充填材として、紫外線硬化樹脂を用いる場合、第１の基板４０１と第２の基板４０６とを充填材料層４０８で密着させることができるので、必ずしもシール材４０５を用いなくても良い。
【０１９７】
充填材として、紫外線硬化樹脂を用いる場合、硬化の際の紫外線照射により、薄膜トランジスタ４１１および薄膜トランジスタ４１０の酸化物半導体層はダメージを受けるが、後の工程で行う熱処理により紫外線照射による酸化物半導体層のダメージは回復させることができる。
【０１９８】
次に、第１の基板と第２の基板の貼り合わせ（工程１４４）について説明する。
【０１９９】
シール材４０５を、画素部４０２および駆動回路部４０４を囲むよう（閉ループ状）に形成した後、第１の基板４０１と第２の基板４０６を貼り合わせる。なお、第２の基板４０６にシール材４０５および充填材料層４０８を形成した場合は、少なくとも第１の基板４０１の画素部４０２が、充填材料層４０８に重なるように貼り合わせる必要がある。
【０２００】
また、第１の基板４０１と第２の基板４０６とを貼り合わせた後で、充填材料層４０８を形成しても良い。その場合、シール材４０５を形成する際に一部開口部を設けておき、真空注入法などを用いて充填材を、アクティブマトリクス基板と第２の基板４０６の間に充填すればよい。
【０２０１】
次に、紫外線照射によるシール材の硬化（工程１４５）について説明する。
【０２０２】
第１の基板４０１と第２の基板４０６を貼り合わせた後、シール材４０５に紫外線照射を行うことにより、シール材４０５の硬化（本硬化）を行う。ここで、シール材４０５を本硬化する紫外線照射は、上述の工程でシール材を仮硬化した際の紫外線照射より、強い強度、且つ長時間で行う。これにより、シール材４０５内部の紫外線硬化樹脂まで硬化させることができるので、第１の基板４０１と第２の基板４０６の密着性をより向上させることができる。また、シール材４０５を紫外線照射して硬化することにより、薄膜トランジスタ４１１および薄膜トランジスタ４１０の酸化物半導体層はダメージを受けるが、後の工程で行う熱処理により紫外線照射による酸化物半導体層のダメージは回復させることができる。
【０２０３】
また、シール材４０５の紫外線照射後、シール材４０５に熱処理を行うことが好ましい。これにより、より強固にシール材４０５を硬化させることができる。シール材４０５の硬化のための熱処理は、好ましくは、８０℃〜２００℃、０．５時間〜１０時間の条件で行う。特に、上述の紫外線照射において、陰になって紫外線が照射されていなかった箇所についても、熱処理を行うことで硬化させることができるので、紫外線照射後のシール材の熱処理は有用である。
【０２０４】
また、充填材として紫外線硬化樹脂を用いた場合、シール材４０５と同時に硬化を行うことができる。
【０２０５】
また、一対の基板から複数枚のパネルを取り出す（多面取り）を行う場合には、シール材４０５を硬化させた後、貼り合わせられた一対の基板を分断する。貼り合わせられた一対の基板の分断はスクライバー装置、ブレイカー装置、ロールカッターなどの切断装置を用いて行うことができる。
【０２０６】
最後に、紫外線照射による酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理（工程１４６）について説明する。
【０２０７】
実施の形態１乃至実施の形態３と同様に、薄膜トランジスタのしきい値電圧のマイナス側へのシフトを抑えるために、電気泳動表示装置の作製工程において紫外線照射の工程を全て終えた後で、紫外線の照射による酸化物半導体層へのダメージを回復させるための熱処理を行う。
【０２０８】
酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理は、好ましくは、５０℃〜３００℃、０．５時間〜２４時間の条件で行い、より好ましくは１２５℃〜２５０℃、１時間〜１５時間の条件で行う。また、該熱処理は、大気雰囲気下、酸素雰囲気下、窒素雰囲気下または希ガス（ヘリウム、ネオン、アルゴン等）雰囲気下において行うのが好ましい。また、酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理は、上述した酸化物半導体層の脱水化または脱水素化のための熱処理より、低い温度で行うのが好ましい。また、酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理は、電気炉を用いた加熱方法などを用いることができる。
【０２０９】
このような熱処理を行うことによって、酸化物半導体層やその近傍に存在する原子の再配列が少しずつ行われると考えられる。これにより、紫外線の照射によって酸化物半導体層内や、酸化物半導体層とゲート絶縁層との界面や、酸化物半導体層と絶縁層４２０との界面に形成されたダングリングボンドを修復することができると推測される。
【０２１０】
よって、紫外線による酸化物半導体層のダメージを回復させることができるので、該酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタの電気特性の低下を防ぎ、しきい値電圧のマイナス側へのシフトを低減することができる。
【０２１１】
また、紫外線照射によって、同一基板上の薄膜トランジスタ間のしきい値電圧にバラツキが生じても、上記熱処理によって低減を図ることができる。
【０２１２】
また、薄膜トランジスタのチャネル長を短くし、電気泳動表示装置の高速化および省電力化を図ることができる。
【０２１３】
なお、この酸化物半導体層のダメージを回復させるための熱処理は、シール材４０５の紫外線照射後にシール材４０５の硬化のために行う熱処理を兼ねることもできる。
【０２１４】
以上のように、本実施の形態に示す方法を用いて電気泳動表示装置を作製することによって、紫外線照射による酸化物半導体層へのダメージを回復させることができる。これにより、電気泳動表示装置の作製工程において、電気泳動表示装置の有する薄膜トランジスタの酸化物半導体層が紫外線によるダメージを受けても、紫外線照射のダメージによる薄膜トランジスタのしきい値電圧のマイナス側へのシフトを低減させることができる。
【０２１５】
さらに、表示装置においてスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタをノーマリーオフとすることができるので、低消費電力且つ高信頼性を有する電気泳動表示装置を作製することができる。
【０２１６】
（実施の形態５）
実施の形態４に示す電気泳動表示装置は、情報を表示するものであればあらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。例えば、実施の形態４に示す電気泳動表示装置（電子ペーパー）を用いて、電子書籍（電子ブック）、ポスター、電車などの乗り物の車内広告、クレジットカード等の各種カードにおける表示等に適用することができる。電子機器の一例を図８に示す。
【０２１７】
図８（Ａ）は、電子ペーパーで作られたポスター２６３１を示している。広告媒体が紙の印刷物である場合には、広告の交換は人手によって行われるが、電子ペーパーを用いれば短時間で広告の表示を変えることができる。また、表示も崩れることなく安定した画像が得られる。なお、ポスターは無線で情報を送受信できる構成としてもよい。
【０２１８】
実施の形態４に示す電気泳動表示装置を用いてポスター２６３１を作製することにより、スイッチング素子として機能する薄膜トランジスタをノーマリーオフとすることができるので、低消費電力且つ高信頼性を有する、ポスター２６３１を提供することができる。
【０２１９】
また、図８（Ｂ）は、電車などの乗り物の車内広告２６３２を示している。広告媒体が紙の印刷物である場合には、広告の交換は人手によって行われるが、電子ペーパーを用いれば人手を多くかけることなく短時間で広告の表示を変えることができる。また表示も崩れることなく安定した画像が得られる。なお、車内広告は無線で情報を送受信できる構成としてもよい。
【０２２０】
実施の形態４に示す電気泳動表示装置を用いて車内広告２６３２を作製することにより、スイッチング素子として機能する薄膜トランジスタをノーマリーオフとすることができるので、低消費電力且つ高信頼性を有する、車内広告２６３２を提供することができる。
【０２２１】
図８（Ｃ）は、電子書籍の一例を示している。例えば、電子書籍２７００は、筐体２７０１および筐体２７０３の２つの筐体で構成されている。筐体２７０１および筐体２７０３は、軸部２７１１により一体とされており、該軸部２７１１を軸として開閉動作を行うことができる。このような構成により、紙の書籍のような動作を行うことが可能となる。
【０２２２】
筐体２７０１には表示部２７０５が組み込まれ、筐体２７０３には表示部２７０７が組み込まれている。表示部２７０５および表示部２７０７は、続き画面を表示する構成としてもよいし、異なる画面を表示する構成としてもよい。異なる画面を表示する構成とすることで、例えば右側の表示部（図８（Ｃ）では表示部２７０５）に文章を表示し、左側の表示部（図８（Ｃ）では表示部２７０７）に画像を表示することができる。
【０２２３】
実施の形態４に示す電気泳動表示装置を用いて表示部２７０５、表示部２７０７を作製することにより、スイッチング素子として機能する薄膜トランジスタをノーマリーオフとすることができるので、低消費電力且つ高信頼性を有する、電子書籍２７００を提供することができる。
【０２２４】
また、図８（Ｃ）では、筐体２７０１に操作部などを備えた例を示している。例えば、筐体２７０１において、電源２７２１、操作キー２７２３、スピーカー２７２５などを備えている。操作キー２７２３により、頁を送ることができる。なお、筐体の表示部と同一面にキーボードやポインティングデバイスなどを備える構成としてもよい。また、筐体の裏面や側面に、外部接続用端子（イヤホン端子、ＵＳＢ端子、またはＡＣアダプタおよびＵＳＢケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成としてもよい。さらに、電子書籍２７００は、電子辞書としての機能を持たせた構成としてもよい。
【０２２５】
また、電子書籍２７００は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、電子書籍サーバから、所望の書籍データなどを購入し、ダウンロードする構成とすることも可能である。
【０２２６】
（実施の形態６）
本明細書に開示する表示装置は、さまざまな電子機器（遊技機も含む）に適用することができる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
【０２２７】
図９（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置９６００は、筐体９６０１に表示部９６０３が組み込まれている。表示部９６０３により、映像を表示することが可能である。また、ここでは、スタンド９６０５により筐体９６０１を支持した構成を示している。
【０２２８】
テレビジョン装置９６００の操作は、筐体９６０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機９６１０により行うことができる。リモコン操作機９６１０が備える操作キー９６０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部９６０３に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機９６１０に、当該リモコン操作機９６１０から出力する情報を表示する表示部９６０７を設ける構成としてもよい。
【０２２９】
実施の形態１乃至実施の形態４に示す表示装置を用いて表示部９６０３、表示部９６０７を作製することにより、スイッチング素子として機能する薄膜トランジスタをノーマリーオフとすることができるので、低消費電力且つ高信頼性を有する、テレビジョン装置９６００を提供することができる。
【０２３０】
なお、テレビジョン装置９６００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０２３１】
図９（Ｂ）は、デジタルフォトフレームの一例を示している。例えば、デジタルフォトフレーム９７００は、筐体９７０１に表示部９７０３が組み込まれている。表示部９７０３は、各種画像を表示することが可能であり、例えばデジタルカメラなどで撮影した画像データを表示させることで、通常の写真立てと同様に機能させることができる。
【０２３２】
なお、デジタルフォトフレーム９７００は、操作部、外部接続用端子（ＵＳＢ端子、ＵＳＢケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成とする。これらの構成は、表示部と同一面に組み込まれていてもよいが、側面や裏面に備えるとデザイン性が向上するため好ましい。例えば、デジタルフォトフレームの記録媒体挿入部に、デジタルカメラで撮影した画像データを記憶したメモリを挿入して画像データを取り込み、取り込んだ画像データを表示部９７０３に表示させることができる。
【０２３３】
実施の形態１乃至実施の形態４に示す表示装置を用いて表示部９７０３を作製することにより、スイッチング素子として機能する薄膜トランジスタをノーマリーオフとすることができるので、低消費電力且つ高信頼性を有する、デジタルフォトフレーム９７００を提供することができる。
【０２３４】
また、デジタルフォトフレーム９７００は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、所望の画像データを取り込み、表示させる構成とすることもできる。
【０２３５】
図９（Ｃ）は携帯型遊技機であり、筐体９８８１と筐体９８９１の２つの筐体で構成されており、連結部９８９３により、開閉可能に連結されている。筐体９８８１には表示部９８８２が組み込まれ、筐体９８９１には表示部９８８３が組み込まれている。また、図９（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカー部９８８４、記録媒体挿入部９８８６、ＬＥＤランプ９８９０、入力手段（操作キー９８８５、接続端子９８８７、センサ９８８８（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９８８９）等を備えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも本明細書に開示する表示装置を備えた構成であればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。図９（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図９（Ｃ）に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０２３６】
実施の形態１乃至実施の形態４に示す表示装置を用いて表示部９８８２、表示部９８８３を作製することにより、スイッチング素子として機能する薄膜トランジスタをノーマリーオフとすることができるので、低消費電力且つ高信頼性を有する、携帯型遊技機を提供することができる。
【０２３７】
図９（Ｄ）は、携帯電話機であり、筐体９４４０と筐体９４４１の２つの筐体で構成されている。さらに、筐体９４４０と筐体９４４１は、スライドし、図９（Ｄ）のように展開している状態から重なり合った状態とすることができ、携帯に適した小型化が可能である。また、筐体９４４１は、表示パネル９４４２、スピーカー９４４３、マイクロフォン９４４４、ポインティングデバイス９４４６、カメラ用レンズ９４４７、外部接続端子９４４８などを備えている。また、筐体９４４０は、携帯電話機の充電を行う太陽電池セル９４４９、外部メモリスロット９４５０などを備えている。また、アンテナは、筐体９４４１に内蔵されている。
【０２３８】
実施の形態１乃至実施の形態４に示す表示装置を用いて表示パネル９４４２を作製することにより、スイッチング素子として機能する薄膜トランジスタをノーマリーオフとすることができるので、低消費電力且つ高信頼性を有する、携帯電話機を提供することができる。
【０２３９】
また、図９（Ｅ）は、腕時計のように使用者の腕に装着可能な形態を有している携帯電話機の一例を示す斜視図である。
【０２４０】
この携帯電話機は、少なくとも電話機能を有する通信装置およびバッテリーを有する本体、本体を腕に装着するためのバンド部、腕に対するバンド部の固定状態を調節する調節部９２０５、表示部９２０１、スピーカー９２０７、およびマイク９２０８から構成されている。
【０２４１】
また、本体は、操作スイッチ９２０３を有し、電源入力スイッチや、表示切り替えスイッチや、撮像開始指示スイッチの他、例えばボタンを押すとインタネット用のプログラムが起動されるなど、各ファンクションを対応づけることができる。
【０２４２】
この携帯電話機の入力操作は、表示部９２０１に指や入力ペンなどで触れること、または操作スイッチ９２０３の操作、またはマイク９２０８への音声入力により行われる。なお、図９（Ｅ）では、表示部９２０１に表示された表示ボタン９２０２を図示しており、指などで触れることにより入力を行うことができる。
【０２４３】
また、本体は、撮影レンズを通して結像される被写体像を電子画像信号に変換する撮像手段を有するカメラ部９２０６を有する。なお、特にカメラ部は設けなくともよい。
【０２４４】
また、図９（Ｅ）に示す携帯電話機は、テレビ放送の受信機などを備えた構成として、テレビ放送を受信して映像を表示部９２０１に表示することができ、さらにメモリなどの記憶装置などを備えた構成として、テレビ放送をメモリに録画できる。また、図９（Ｅ）に示す携帯電話は、ＧＰＳなどの位置情報を収集できる機能を有していてもよい。
【０２４５】
実施の形態１乃至実施の形態４に示す表示装置を用いて表示部９２０１を作製することにより、スイッチング素子として機能する薄膜トランジスタをノーマリーオフとすることができるので、低消費電力且つ高信頼性を有する、携帯電話機を提供することができる。
【０２４６】
図９（Ｆ）は携帯型のコンピュータの一例を示す斜視図である。
【０２４７】
図９（Ｆ）の携帯型のコンピュータは、上部筐体９３０１と下部筐体９３０２とを接続するヒンジユニットを閉状態として表示部９３０３を有する上部筐体９３０１と、キーボード９３０４を有する下部筐体９３０２とを重ねた状態とすることができ、持ち運ぶことが便利であるとともに、使用者がキーボード入力する場合には、ヒンジユニットを開状態として、表示部９３０３を見て入力操作を行うことができる。
【０２４８】
また、下部筐体９３０２はキーボード９３０４の他に入力操作を行うポインティングデバイス９３０６を有する。また、表示部９３０３をタッチ入力パネルとすれば、表示部の一部に触れることで入力操作を行うこともできる。また、下部筐体９３０２はＣＰＵやハードディスク等の演算機能部を有している。また、下部筐体９３０２は他の機器、例えばＵＳＢの通信規格に準拠した通信ケーブルが差し込まれる外部接続ポート９３０５を有している。
【０２４９】
上部筐体９３０１には更に上部筐体９３０１内部にスライドさせて収納可能な表示部９３０７を有しており、広い表示画面を実現することができる。また、収納可能な表示部９３０７の画面の向きを使用者は調節できる。また、収納可能な表示部９３０７をタッチ入力パネルとすれば、収納可能な表示部の一部に触れることで入力操作を行うこともできる。
【０２５０】
表示部９３０３または収納可能な表示部９３０７は、液晶表示パネル、有機発光素子または無機発光素子などの発光表示パネルなどの映像表示装置を用いる。
【０２５１】
実施の形態１乃至実施の形態４に示す表示装置を用いて表示部９３０３、収納可能な表示部９３０７を作製することにより、スイッチング素子として機能する薄膜トランジスタをノーマリーオフとすることができるので、低消費電力且つ高信頼性を有する、携帯型のコンピュータを提供することができる。
【０２５２】
また、図９（Ｆ）の携帯型のコンピュータは、受信機などを備えた構成として、テレビ放送を受信して映像を表示部に表示することができる。また、上部筐体９３０１と下部筐体９３０２とを接続するヒンジユニットを閉状態としたまま、表示部９３０７をスライドさせて画面全面を露出させ、画面角度を調節して使用者がテレビ放送を見ることもできる。この場合には、ヒンジユニットを開状態として表示部９３０３を表示させず、さらにテレビ放送を表示するだけの回路の起動のみを行うため、最小限の消費電力とすることができ、バッテリー容量の限られている携帯型のコンピュータにおいて有用である。
【実施例１】
【０２５３】
本実施例では、いわゆるチャネルエッチ型の薄膜トランジスタについて、紫外線の照射を行った後、酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理を行い、薄膜トランジスタ形成後、紫外線照射後および酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理後の薄膜トランジスタのしきい値電圧について評価した結果を示す。
【０２５４】
また、本実施例では、同一基板上にチャネル長Ｌの長さを３μｍ、４μｍ、６μｍ、１０μｍ、２０μｍとし、チャネル幅Ｗを５０μｍとする薄膜トランジスタを８個ずつ作製し、しきい値電圧のチャネル長依存性についても評価した。まず、薄膜トランジスタの作製方法について説明する。
【０２５５】
まず、ガラス基板上に下地膜として、ＣＶＤ法により膜厚１００ｎｍの窒化珪素膜と膜厚１５０ｎｍの酸化窒化珪素膜の積層膜を形成し、酸化窒化珪素膜上にゲート電極層としてスパッタ法により膜厚１００ｎｍのタングステン膜を形成し、ゲート電極層上にゲート絶縁層としてＣＶＤ法により膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜を形成した。
【０２５６】
次に、ゲート絶縁層上に、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体ターゲット（Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：１：１［ｍｏｌ比］）を用いて、基板とターゲットの間との距離を６０ｍｍ、圧力０．６Ｐａ、直流（ＤＣ）電源０．５ｋＷ、酸素雰囲気下で成膜し、膜厚３０ｎｍの酸化物半導体層を形成した。ここで酸化物半導体層をエッチングし、薄膜トランジスタのチャネル長Ｌの長さが３μｍ、４μｍ、６μｍ、１０μｍ、２０μｍ、チャネル幅Ｗが５０μｍとなるようにした。
【０２５７】
次に、ＧＲＴＡ（Ｇａｓ  Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ）装置を用いて、酸化物半導体層を窒素雰囲気下、６５０℃で６分間、脱水または脱水素化のための熱処理を行った。
【０２５８】
酸化物半導体層上にソース電極層およびドレイン電極層としてチタン膜（膜厚１００ｎｍ）、アルミニウム膜（膜厚２００ｎｍ）、およびチタン膜（膜厚１００ｎｍ）の積層を、スパッタ法により形成した。
【０２５９】
次に、酸化物半導体層に接するように、スパッタ法により膜厚３００ｎｍの酸化珪素膜を形成した。さらに酸化珪素膜上に層間膜として、膜厚１．５μｍのアクリル膜を成膜した。
【０２６０】
次に、酸化物半導体層を窒素雰囲気下、２５０℃で１時間、熱処理を行った。それから、アクリル膜上に配線層としてシリコンを５重量％含む酸化インジウム酸化スズ合金（ＩＴＳＯ）膜を膜厚１１０ｎｍで、スパッタ法を用いて成膜した。
【０２６１】
以上の工程により、チャネル長Ｌの長さを３μｍ、４μｍ、６μｍ、１０μｍ、２０μｍとし、チャネル幅Ｗの長さを５０μｍとする薄膜トランジスタを同一基板上に作製した。
【０２６２】
次に、同一基板上に形成された各薄膜トランジスタに、紫外線照射を行った。ここで、照射した紫外線は、照射強度１００ｍＷ／ｃｍ２、照射時間３分であった。また、照射した紫外線のスペクトルを図１０に示す。図１０は、縦軸に照度（μＷ／ｃｍ２／ｎｍ）をとり、横軸に波長（ｎｍ）をとる。図１０より照射した紫外線の波長は約２５０ｎｍ〜４５０ｎｍ程度であることが分かる。
【０２６３】
次に、紫外線による酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理として、大気雰囲気下で、脱水または脱水素化のための熱処理より低い温度を保ったまま、長時間連続して熱処理を行った。詳しくは、酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理として、１５０℃で１５時間熱処理を行った。
【０２６４】
薄膜トランジスタ形成後、紫外線照射後、酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理後において、各薄膜トランジスタのしきい値電圧を測定し、各薄膜トランジスタの電流電圧特性について評価した。
【０２６５】
図１１に、薄膜トランジスタ形成後、紫外線照射後、酸化物半導体層のダメージを回復させる熱処理後の各薄膜トランジスタのしきい値電圧について示す。図１１は、縦軸にしきい値電圧（Ｖｔｈ［Ｖ］）をとり、横軸にチャネル長Ｌ［μｍ］／チャネル幅Ｗ［μｍ］の比をとる。
【０２６６】
しきい値電圧Ｖｔｈは、ゲート電圧（Ｖｇ［Ｖ］）を横軸、ドレイン電流の平方根（Ｉｄ１／２）を縦軸にプロットしたグラフにおいて、最大傾きであるＩｄ１／２の接線を外挿したときのＶｇ軸との交点で定義する。
【０２６７】
図１１より、紫外線照射を行うことによって、薄膜トランジスタの形成直後よりしきい値電圧がマイナス側にシフトしているのが分かる。さらに、紫外線照射後に酸化物半導体層のダメージを回復する熱処理を行うことによって、薄膜トランジスタしきい値電圧が、薄膜トランジスタ形成直後とほぼ同等の水準まで改善されていることがわかる。また、これらのしきい値電圧の傾向は薄膜トランジスタのチャネル長に依存せず観測されている。
【０２６８】
また、紫外線照射を行うことにより、各薄膜トランジスタのしきい値電圧のバラツキが若干大きくなっているが、これも酸化物半導体層のダメージを回復する熱処理をおこなうことによって、低減されている。
【０２６９】
以上のことから、紫外線照射後に紫外線によるダメージを回復する熱処理をおこなうことによって、酸化物半導体層へのダメージを回復させ、しきい値電圧のマイナス側へのシフトを低減させることができると示された。これにより、表示装置の作製工程において、表示装置の有する薄膜トランジスタの酸化物半導体層が紫外線によるダメージを受けても、紫外線照射のダメージによる薄膜トランジスタのしきい値電圧のマイナス側へのシフトを低減することができる。
【符号の説明】
【０２７０】
１０１    工程
１０２    工程
１０３    工程
１０４    工程
１０５    工程
１０６    工程
１２１    工程
１２２    工程
１２３    工程
１２４    工程
１２５    工程
１２６    工程
１３１    工程
１３２    工程
１３３    工程
１３４    工程
１３５    工程
１３６    工程
１４１    工程
１４２    工程
１４３    工程
１４４    工程
１４５    工程
１４６    工程
２０１    第１の基板
２０２    画素部
２０４    駆動回路部
２０５    シール材
２０６    第２の基板
２０８    液晶層
２１０    薄膜トランジスタ
２１１    薄膜トランジスタ
２１３    液晶素子
２２０    絶縁層
２２１    絶縁層
２３０    画素電極層
２３１    対向電極層
２３２    配向膜
２３３    配向膜
２３５    スペーサ
２４０    導電層
３０１    第１の基板
３０２    画素部
３０４    駆動回路部
３０５    シール材
３０６    第２の基板
３０８    充填材料層
３１０    薄膜トランジスタ
３１１    薄膜トランジスタ
３１３    発光素子
３２０    絶縁層
３２１    絶縁層
３３０    第１の電極層
３３２    電界発光層
３３４    第２の電極層
３３５    隔壁
３４０    導電層
４０１    第１の基板
４０２    画素部
４０４    駆動回路部
４０５    シール材
４０６    第２の基板
４０８    充填材料層
４１０    薄膜トランジスタ
４１１    薄膜トランジスタ
４１３    電気泳動表示素子層
４２０    絶縁層
４２１    絶縁層
４３０    第１の電極層
４３１    第２の電極層
４４０    導電層
４８９    ツイストボール
４９０    球形粒子
４９０ａ  黒色領域
４９０ｂ  白色領域
４９４    キャビティ
２６３１    ポスター
２６３２    車内広告
２７００    電子書籍
２７０１    筐体
２７０３    筐体
２７０５    表示部
２７０７    表示部
２７１１    軸部
２７２１    電源
２７２３    操作キー
２７２５    スピーカー
９２０１    表示部
９２０２    表示ボタン
９２０３    操作スイッチ
９２０５    調節部
９２０６    カメラ部
９２０７    スピーカー
９２０８    マイク
９３０１    上部筐体
９３０２    下部筐体
９３０３    表示部
９３０４    キーボード
９３０５    外部接続ポート
９３０６    ポインティングデバイス
９３０７    表示部
９４４０    筐体
９４４１    筐体
９４４２    表示パネル
９４４３    スピーカー
９４４４    マイクロフォン
９４４６    ポインティングデバイス
９４４７    カメラ用レンズ
９４４８    外部接続端子
９４４９    太陽電池セル
９４５０    外部メモリスロット
９６００    テレビジョン装置
９６０１    筐体
９６０３    表示部
９６０５    スタンド
９６０７    表示部
９６０９    操作キー
９６１０    リモコン操作機
９７００    デジタルフォトフレーム
９７０１    筐体
９７０３    表示部
９８８１    筐体
９８８２    表示部
９８８３    表示部
９８８４    スピーカー部
９８８５    入力手段（操作キー
９８８６    記録媒体挿入部
９８８７    接続端子
９８８８    センサ
９８８９    マイクロフォン
９８９０    ＬＥＤランプ
９８９１    筐体
９８９３    連結部
【図１】
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【図２】
2011150324.tif 000004
【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】
2011150324.tif 000009
【図８】
2011150324.tif 000010
【図９】
2011150324.tif 000011
【図１０】
2011150324.tif 000012
【図１１】
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