JP2010098280A - 透明薄膜トランジスタ及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】配線抵抗を低下させて、均一かつ確実に動作させる透明薄膜トランジスタ及び画像表示装置を提供すること。
【解決手段】実質的に透明な基板と、基板上に実質的に透明な導電材料の第１の薄膜と金属材料の第２の薄膜とを２層以上積層して形成されたゲート配線と、ゲート配線上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活性層と、実質的に透明な半導体活性層を挟んで離間して形成された実質的に透明な導電材料の第５の薄膜と金属材料の第６の薄膜とを２層以上積層して形成されたソース配線と、実質的に透明な半導体活性層を挟み、ソース配線に離間して実質的に透明な導電材料の第７の薄膜で形成されたドレイン電極と、を備えることを特徴とする透明薄膜トランジスタ。
【選択図】図１

Description

本発明は、透明薄膜トランジスタ及び画像表示装置に関し、特に、配線抵抗を低下させて、均一かつ確実に動作させる透明薄膜トランジスタ及び画像表示装置に関する。

近年、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、金属酸化物半導体材料、有機半導体材料等を用いた薄膜トランジスタが使用されている。しかし、アモルファスシリコンや多結晶シリコン、有機半導体材料は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。

一方、透明な金属酸化物半導体材料はバンドギャップが大きく可視光領域で光感度を持たないという特徴を持ち、かつ低温で成膜できるため、プラスチック基板やフィルムなどの基板上にフレキシブルな透明薄膜トランジスタを形成することが可能である（特許文献１参照）。金属酸化物半導体材料を用いた透明薄膜トランジスタは、アクティブマトリクス表示装置の開口率の向上や、新たなディスプレイ構成を実現するものとして多くの関心を集めている。

一般的なアクティブマトリクス表示装置においては、その配線は透明にする必要が無いため、通常の不透明な薄膜トランジスタにはアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）などの金属材料の積層膜や合金が一般的に用いられている。しかし、透明薄膜トランジスタを形成するためには半導体活性層だけではなく、その配線にも透明性が求められる。現在、その配線としては透明導電材料として良く知られている、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）や酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）などが主な材料として用いられている。

しかしながら、アクティブマトリクス表示装置の配線を透明導電材料で作製すると、金属材料と比較して抵抗率が高いため、パネルを大型化すると、その配線抵抗の影響により薄膜トランジスタを均一に動作させることが困難になってしまう。

特開２０００−１５０９００号公報 特開２００６−１６５５２８号公報

Ｋ．Ｎｏｍｕｒａ ｅｔ．ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ，Ｖｏｌ．４３２（２００４−１１）（英），ｐ．４８８−４９２

本発明は、配線抵抗を低下させて、均一かつ確実に動作させる透明薄膜トランジスタ及び画像表示装置を提供することである。

本発明の請求項１に係る発明は、実質的に透明な基板と、基板上に実質的に透明な導電材料の第１の薄膜と金属材料の第２の薄膜とを２層以上積層して形成されたゲート配線と、ゲート配線上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活性層と、実質的に透明な半導体活性層を挟んで離間して形成された実質的に透明な導電材料の第５の薄膜と金属材料の第６の薄膜とを２層以上積層して形成されたソース配線と、実質的に透明な半導体活性層を挟み、ソース配線に離間して実質的に透明な導電材料の第７の薄膜で形成されたドレイン電極と、を備えることを特徴とする透明薄膜トランジスタとしたものである。

本発明の請求項２に係る発明は、実質的に透明な基板と、基板上に実質的に透明な導電材料の第１の薄膜と金属材料の第２の薄膜とを２層以上積層して形成されたゲート配線と、ゲート配線上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活性層と、実質的に透明な半導体活性層を挟んで離間して形成された実質的に透明な導電材料の第５の薄膜からなるソース配線と、実質的に透明な半導体活性層を挟み、ソース配線に離間して実質的に透明な導電材料の第７の薄膜で形成されたドレイン電極と、を備えることを特徴とする透明薄膜トランジスタとしたものである。

本発明の請求項３に係る発明は、実質的に透明な基板と、基板上に実質的に透明な導電材料の第１の薄膜で形成されたゲート配線と、ゲート配線上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活性層と、実質的に透明な半導体活性層を挟んで離間して形成された実質的に透明な導電材料の第５の薄膜と金属材料の第６の薄膜とを２層以上積層して形成されたソース配線と、実質的に透明な半導体活性層を挟み、ソース配線に離間して実質的に透明な導電材料の第７の薄膜で形成されたドレイン電極と、を備えることを特徴とする透明薄膜トランジスタとしたものである。

本発明の請求項４に係る発明は、ゲート配線に離間して形成された実質的に透明な導電材料の第３の薄膜で形成されたキャパシタ配線と、を備えること特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の透明薄膜トランジスタとしたものである。

本発明の請求項５に係る発明は、ゲート配線に離間して形成された実質的に透明な導電材料の第３の薄膜と金属材料の第４の薄膜とを２層以上積層して形成されたキャパシタ配線と、を備えること特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の透明薄膜トランジスタとしたものである。

本発明の請求項６に係る発明は、第２の薄膜、第４の薄膜または第６の薄膜の膜厚は５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の透明薄膜トランジスタとしたものである。

本発明の請求項７に係る発明は、第２の薄膜、第４の薄膜または第６の薄膜の配線幅がそれぞれ第１の薄膜、第３の薄膜または第５の薄膜の配線幅よりも細くパターニングされてい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透明薄膜トランジスタとしたものである。

本発明の請求項８に係る発明は、実質的に透明な半導体活性層は金属酸化物を主成分とする材料であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の透明薄膜トランジスタとしたものである。

本発明の請求項９に係る発明は、ソース配線の実質的に透明な半導体活性層と接する部分が実質的に透明な酸化物導電材料であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の透明薄膜トランジスタとしたものである。

本発明の請求項１０に係る発明は、実質的に透明な基板とゲート配線が成形される層との間の領域に形成されたカラーフィルタと、を備えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の透明薄膜トランジスタ付きカラーフィルタ基板としたものである。

本発明の請求項１１に係る発明は、請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の透明薄膜トランジスタを用いた画像表示装置において、実質的に透明な基板とゲート配線が成形される層との間の領域に形成されたカラーフィルタと、を備えることを特徴とする画像表示装置としたものである。

本発明の請求項１２に係る発明は、請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の透明薄膜トランジスタを用いた画像表示装置において、画像表示装置は電気泳動型反射表示装置、透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置、半透過型液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置及び無機ＥＬ表示装置のいずれかであることを特徴とする請求項１１に記載の画像表示装置としたものである。

本発明によれば、配線抵抗を低下させて、均一かつ確実に動作させる透明薄膜トランジスタ及び画像表示装置を提供することができる。

（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る透明薄膜トランジスタを用いた画像表示装置のほぼ１画素分を示す部分断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る透明薄膜トランジスタを用いた画像表示装置のほぼ１画素分を示す部分断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る画像表示装置における透明薄膜トランジスタのほぼ１画素分の平面図である。 比較例に係る透明薄膜トランジスタを用いた画像表示装置のほぼ１画素分を示す部分断面図である。 比較例に係る画像表示装置における透明薄膜トランジスタのほぼ１画素分の平面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ、説明する。なお、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。

図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る透明薄膜トランジスタ２０を用いた画像表示装置のほぼ１画素分を示す概略断面図である。ここで、図１（ａ）は、図３（ａ）の画像表示装置のａ−ａ’のラインでの断面図に対応し、図１（ｂ）は、図３（ｂ）の画像表示装置のｂ−ｂ’のラインでの断面図に対応する。なお、図１（ａ）及び（ｂ）において、透明薄膜トランジスタ２０の各層の膜厚の比は、実際の画像表示装置における透明薄膜トランジスタ２０の膜厚の比を表すものではない。さらに、図１（ｂ）は、キャパシタ補助配線１２を備えている。以下、図１（ａ）及び（ｂ）に示す、本発明の実施の形態に係る画像表示装置に用いられる透明薄膜トランジスタ２０について説明する。

図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本発明の実施の形態に係る画像表示装置に用いられる透明薄膜トランジスタは、実質的に透明な基板１、実質的に透明なゲート配線２、ゲート絶縁膜４、実質的に透明な半導体活性層５、実質的に透明なソース配線６及びドレイン電極７を備えている。さらに、画像表示装置に用いる場合には、キャパシタ配線３、層間絶縁膜８及び画素電極９を備えていることが好ましい。

ここで、「実質的に透明」とは、可視光である波長領域４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲内で透過率が７０％以上であることをいう。

本発明の実施の形態に係る透明薄膜トランジスタ２０の実質的に透明な基板１として、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ォン、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、ガラス及び石英等を使用することができるが本発明ではこれらに限定されるものではない。これらの材料は単独の実質的に透明な基板１として使用してもよいが、二種以上を積層した複合の実質的に透明な基板１として使用することもできる。

本発明の実施の形態に係る実質的に透明な基板１が有機物フィルムである場合は、透明薄膜トランジスタ２０の素子の耐久性を向上させるために透明のガスバリア層（図示せず）を形成することができる。ガスバリア層としては酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、酸化窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）及びダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）などが挙げられるが本発明ではこれらに限定されるものではない。またこれらのガスバリア層は２層以上積層して使用することもできる。ガスバリア層は有機物フィルムを用いた実質的に透明な基板１の片面だけに形成してもよいし、両面に形成しても構わない。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法及びゾルゲル法などを用いて形成することができるが本発明ではこれらに限定されるものではない。

本発明の実施の形態に係る透明薄膜トランジスタ２０に用いられるゲート配線２及びソース配線６並びにキャパシタ配線３には、実質的に透明な導電材料の薄膜と金属材料の薄膜（以下、「補助配線」という。）とを２層以上積層して形成してもよい。ゲート配線２及びソース配線６並びにキャパシタ配線３に補助配線を加えることにより、配線抵抗を大きく低下させることができ、画像表示装置を均一かつ確実に動作させることができる。特に、ゲート配線２及びソース配線６には金属薄膜からなる補助配線を好適に用いることができる。

本発明の実施の形態に係る透明薄膜トランジスタ２０に用いられるゲート配線２及びソース配線６並びにキャパシタ配線３の実質的に透明な導電材料としては、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、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（ＣｄＩｎ_２Ｏ_４）、酸化カドミウムスズ（Ｃｄ_２ＳｎＯ_４）及び酸化亜鉛スズ（Ｚｎ_２ＳｎＯ_４）などの酸化物材料が使用することができるが本発明ではこれらに限定されるものではない。また、これらの酸化物材料に不純物をドープしたものも好適に用いられる。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）、タングステン（Ｗ）、ガリウム（Ｇａ）、セリウム（Ｃｅ）及び亜鉛（Ｚｎ）をドープしたもの、酸化亜鉛にアルミニウム（Ａｌ）やガリウム（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をドープした酸化インジウムスズ（通称：「ＩＴＯ」）や酸化インジウムに亜鉛をドープした酸化インジウム亜鉛（通称：「ＩＺＯ」）はこの中でも透明性と抵抗率との点で優れているため、特に好適に用いることができる。

本発明の実施の形態に係る透明薄膜トランジスタに用いられるゲート配線２及びソース配線６並びにキャパシタ配線３の補助配線の材料としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）及びチタン（Ｔｉ）を使用することができるが本発明ではこれらに限定されるものではない。またこれらの金属の合金や不純物をドープしたもの、これらの金属の薄膜を複数積層したものも使用できる。

具体的な上述した補助配線の膜厚は、５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であり、好ましくは５０ｎｍ以下であることが望ましい。補助配線の膜厚が５ｎｍ未満であると、金属材料の薄膜が島状に形成されてしまい、均一な薄膜が形成されず補助配線としての効果が期待できないおそれがある。また、補助配線の膜厚が１５０ｎｍより大きいと、補助配線によって生じる凹凸によってゲート絶縁膜４に段差が生じるため、ゲート配線２とソース配線６間でのリークが発生するおそれがある。

補助配線の線幅は、画像表示装置の開口率を低下させないために、実質的に透明な導電材料を用いた線幅よりもできるだけ細くパターニングすることが望ましい。補助配線の線幅を実質的に透明な導電材料を用いた線幅よりも細くすることにより、金属材料で形成された補助配線を使用しても、透明薄膜トランジスタ２０の透過率の低下を抑え、画像表示装置の開口率を高く保つことができる。補助配線の線幅は、画素領域の面積に対して補助配線の占める割合が５％以下であると、視認性への影響が少なく、より好ましい。

図３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る透明薄膜トランジスタ２０のほぼ１画素分を示す概略平面図である。なお、図３（ａ）及び（ｂ）において、透明薄膜トランジスタ２０の各層の膜厚の比は、実際の画像表示装置における透明薄膜トランジスタ２０の膜厚の比を表すものではない。さらに、図３（ｂ）は、キャパシタ補助配線１２を備えている。なお、図３（ａ）及び（ｂ）は、ゲート絶縁膜４、層間絶縁膜８、画素電極９及びカラーフィルタ１０を図示していない。

図３（ａ）に示すように、本発明の実施の形態に係る透明薄膜トランジスタを用いた画像表示装置は、実質的に透明なゲート配線２、実質的に透明なゲート補助配線１１、実質的に透明な半導体活性層５、実質的に透明なソース配線６、実質的に透明なソース補助配線１３、ドレイン電極７及びキャパシタ配線３を備え、さらに、図３（ｂ）に示すように、キャパシタ補助配線１２を備えていてもよい。図３（ａ）及び（ｂ）においては、層間絶縁膜８及び画素電極９を図示していない。

また、画像表示装置の形状によって、ゲート配線２にのみ補助配線を設けたり、ソース配線６にのみ補助配線を設けたりする構成も適用することができる。

本発明者は、補助配線の材料としてアルミニウム（Ａｌ）を用いて、補助配線の線幅を変化させ、視認性と配線抵抗との関係について検討した。検討した結果を表１に示す。

表１は、アルミニウム（Ａｌ）で作製した補助配線の膜厚を３０ｎｍとしたときの、補助配線と画素電極９との面積比を０％〜１５％まで変化させたときの視認性と配線抵抗との関係を示す。補助配線と画像表示装置の画像表示面積の面積比が１０％より大きくなると、透明薄膜トランジスタの可視光透過率及び画像表示装置の開口率が低下するため、視認性への影響が大きくなる。

ゲート補助配線１１、ソース補助配線１３及びキャパシタ補助配線１２が実質的に透明な導電材料よりも細くパターニングされ、その補助配線のそれぞれの線幅が１μｍ以上であり、かつそれぞれの面積が画像表示装置の画像表示領域の面積の１０％以下にすることにより、透明薄膜トランジスタの開口率の低下を防ぎ、この透明薄膜トランジスタを画像表示装置として用いた場合の、表示品質の低下を防止することができる。

また、これらの実質的に透明な導電材料の薄膜と補助配線との積層においては補助配線の酸化や経時劣化を防ぐために、できれば補助配線上に導電性酸化物薄膜を成膜することが好ましいが、この限りではない。

本発明の実施の形態に係る透明薄膜トランジスタのドレイン電極７及び画像表示装置に用いられる画素電極９には、ゲート配線２、ソース配線６及びキャパシタ配線３と同様の構成及び材料で形成することができるが、ドレイン電極７及び画素電極９においては、ゲート配線２、ソース配線６及びキャパシタ配線３と比較して抵抗値の影響が小さいため、視認性の点から考えて、透明導電性酸化物材料のみで形成することが好ましい。

ソース配線６と実質的に透明な半導体活性層５との接する部分が実質的に透明な導電材料であることにより、ソース配線６と実質的に透明な半導体活性層５との接触抵抗を低くすることができるが、この限りではない。

実質的に透明な導電材料の薄膜及び補助配線は、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法などで形成することができるが本発明ではこれらに限定されるものではない。

本発明の実施の形態に係る透明薄膜トランジスタ２０に用いる実質的に透明な半導体活性層５としては、金属酸化物を主成分とする酸化物半導体材料が使用できる。酸化物半導体材料は亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、タングステン（Ｗ）、マグネシウム（Ｍｇ）及びガリウム（Ｇａ）のうち一種類以上の元素を含む酸化物である、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）、酸化インジウム亜鉛（Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、酸化タングステン（ＷＯ）及び酸化亜鉛ガリウムインジウム（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ）などの材料が挙げられるが本発明では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、結晶とアモルファスとの混晶、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。実質的に透明な半導体活性層５の膜厚は２０ｎｍ以上が望ましい。

実質的に透明な半導体活性層５に用いられる酸化物半導体の材料は可視光領域において光感度を持たないため、透明薄膜トランジスタ２０の作製ができ、アクティブマトリクス表示装置の開口率の向上や、新たなディスプレイ構成を実現できる。

実質的に透明な半導体活性層５の形成方法は、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、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法及び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及びＤＣスパッタリング法、真空蒸着法では抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法及びイオンプレーティング法、ＣＶＤ法ではホットワイヤＣＶＤ法及びプラズマＣＶＤ法などが挙げられるが本発明ではこれらに限定されるものではない。

本発明の実施の形態に係る透明薄膜トランジスタ２０のゲート絶縁膜４に使用される材料は特に限定しないが、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）、ハフニウムアルミネート（ＨｆＡｌＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）及び酸化チタン（ＴｉＯ_２）などの無機材料、またはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのポリアクリレート、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、透明性ポリイミド、ポリエステル、エポキシ樹脂及びポリビニルフェノールなどの有機材料が挙げられるが本発明では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、絶縁材料の抵抗率が１０^１１Ω・ｃｍ以上、望ましくは１０^１４Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。ゲート絶縁層４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、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が本発明ではこれらに限定されるものではない。ゲート絶縁層４の膜厚は５０ｎｍ以上２μｍ以下であることが望ましい。これらのゲート絶縁膜４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し、また成長方向に向けて組成を傾斜したものでも構わない。

本発明の実施の形態に係る透明薄膜トランジスタ２０の構成は特に限定されないため、ボトムコンタクト型、トップコンタクト型のどちらであっても構わない。

本発明の実施の形態に係る画像表示装置に用いられる層間絶縁膜８としては絶縁性で実質的に透明であれば特に限定されない。例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、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、酸化ジルコニア及び酸化チタン等の無機材料、または、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのポリアクリレート、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、透明性ポリイミド、ポリエステル、エポキシ樹脂及びポリビニルフェノールなどの有機材料が挙げられるが本発明ではこれらに限定されるものではない。層間絶縁膜８はゲート絶縁膜４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。これらの層間絶縁膜８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。

本発明の実施の形態に係る透明薄膜トランジスタ２０の構造がボトムゲート型の場合は、実質的に透明な半導体活性層５の上を覆うような保護膜（図示せず）を設けることができる。保護膜を設けることで、実質的に透明な半導体活性層５が湿度などで経時変化を受けたり、層間絶縁膜８から影響を受けたりすることを防ぐことができる。保護膜としては酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、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、酸化ジルコニア及び酸化チタン等の無機材料、または、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのポリアクリレート、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、透明性ポリイミド、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリビニルフェノール及びフッ素系樹脂等の有機材料が挙げられるが本発明ではこれらに限定されるものではない。これらの保護膜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。

本発明の実施の形態に係る画像表示装置に用いられる画素電極９は透明薄膜トランジスタ２０のドレイン電極７と電気的に接続していなければならい。具体的には、層間絶縁膜８をスクリーン印刷法などの方法でパターン印刷してドレイン電極９の部分に層間絶縁膜８を設けない方法や、層間絶縁膜８を全面に塗布し、そのあとレーザビーム等を用いて層間絶縁膜８に穴を空ける方法などが挙げられるが本発明ではこれらに限定されるものではない。

次に、図２（ａ）及び（ｂ）を参照して、本発明の実施の形態に係る透明薄膜トランジスタを用いた画像表示装置に形成されるカラーフィルタ１０について説明する。

図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、本発明の実施の形態に係る画像表示装置は、実質的に透明な基板１とゲート配線２が成形される層との間にカラーフィルタ１０を具備している。

本発明の実施の形態に係るカラーフィルタ１０は、赤色フィルタ（Ｒ）、緑色フィルタ（Ｇ）及び青色カラーフィルタ（Ｂ）の３種類、もしくは赤色フィルタ（Ｒ）、緑色フィルタ（Ｇ）、青色カラーフィルタ（Ｂ）及び白色カラーフィルタ（Ｗ）、または、シアン色フィルタ（Ｃ）、マゼンタ色フィルタ（Ｍ）及び黄色フィルタ（Ｙ）から形成されていることが好ましいが本発明ではこれらに限定されるものではない。カラーフィルタ１０の着色層はその各色のフィルタをそれぞれ所定幅の線条（ストライプ）マトリクス状に、または所定サイズの矩形マトリクス状等、適宜パターニングされている。白色（Ｗ）は、透明なパターンを形成しても良いし、パターンを形成しなくても良い。また着色パターン形成後に、着色パターンを保護し、カラーフィルタ１０の凸凹を小さくするために、カラーフィルタ１０上に実質的に透明なオーバーコート層が好適に設けられる。

実質的に透明な基板１とゲート配線２とが成形される層との間にカラーフィルタ１０を形成することにより、カラーフィルタ１０と半導体回路との位置合わせが容易にでき、カラーフィルタ１０を使用する画像表示装置を作製する際に位置合わせ時に発生する不良による歩留まりの低下を防ぐことができる。

本発明の透明薄膜トランジスタに組み合わせる表示要素としては、電気泳動型反射表示装置、透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置、半透過型液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置及び無機ＥＬ表示装置などが挙げられる。

本発明の実施の形態に係る透明薄膜トランジスタを用いた画像表示装置は、透明導電材料の薄膜からなる配線と金属材料の薄膜からなる補助配線とを２層以上積層し、補助配線のそれぞれの線幅が１μｍ以上であり、かつそれぞれの面積が画像表示装置の表示領域の面積の１％以上１０％以下に形成することにより、配線抵抗を低下させつつ画像表示の視認性を損なうことなく、画像表示装置の透明薄膜トランジスタ２０を均一かつ安定に動作させることができる。

以下、本発明を実施例及び比較例を用いて説明する。なお、本発明は実施例に限定されるわけではない。

図２（ａ）及び図３（ａ）は、実施例１乃至実施例３の透明薄膜トランジスタを用いた画像表示装置を示す。図２（ａ）及び図２（ｂ）は、実施例１乃至実施例３の画像表示装置のほぼ１画素分を示す部分概略断面図である。図２（ａ）は、図３（ａ）の画像表示装置のａ−ａ’のラインでの断面図に対応し、図２（ｂ）は、図３（ｂ）の画像表示装置のｂ−ｂ’のラインでの断面図に対応する。ただし、カラーフィルタ１０は図３（ａ）及び図３（ｂ）では省略されている。また、図２（ｂ）及び図３（ｂ）は、図２（ａ）及び図３（ａ）のキャパシタ配線３にキャパシタ補助配線１２を含んでいる。なお、これらの図における各層の膜厚や面積の比は実際の画像表示装置における透明薄膜トランジスタの膜厚や面積比を表すものではない。

まず、図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、実質的に透明な基板１として、膜厚０．７ｍｍのコーニング社製無アルカリガラス１７３７を用いた。基板１の一方の面に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、白（Ｗ）の４色からなるカラーフィルタ１０を形成した。より詳細には、カラーフィルタ１０のＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗは、それぞれの樹脂をガラス基板１の全体に塗布した後、所望の形状のフォトマスクを用いて、露光、現像及び焼成して形成した。実施例１では、最初に、カラーフィルタ１０のＲを形成し、Ｇ、Ｂ、Ｗの順番で形成した。カラーフィルタ１０上に、オーバーコート層として熱硬化性透明樹脂を塗布しカラーフィルタ１０とした。

次に、カラーフィルタ１０上にゲート補助配線１１を形成した。ＤＣマグネトロンスパッタ法によりアルミニウム（Ａｌ）を用いて膜厚３０ｎｍに成膜し、フォトリソグラフィ法により、その占有面積が画像表示装置の表示領域の１％になるように所望の形状にパターニングし、ゲート補助配線１１とした。

次に、ゲート補助配線１１の全面を覆うように、ゲート配線２とゲート補助配線１１に離間してキャパシタ配線３とを形成した。ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＩＴＯを用いて膜厚１００ｎｍに成膜し、フォトリソグラフィ法により所望の形状にパターニングしてゲート配線２及びキャパシタ配線３とした。

次に、ゲート配線２及びキャパシタ配線３上にゲート絶縁膜４を形成した。ＲＦマグネトロンスパッタリング法により酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）を用いて膜厚３００ｎｍに成膜し、ゲート絶縁膜４とした。

次に、ゲート絶縁膜４上に実質的に透明な半導体活性層５を形成した。ＲＦマグネトロンスパッタリング法により酸化亜鉛インジウムガリウム（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ）を膜厚４０ｎｍに成膜し、所望の形状にパターニングして実質的に透明な半導体活性層５とした。

次に、実質的に透明な半導体活性層５を挟み、離間してソース配線６及びドレイン電極７を形成した。実質的に透明な半導体活性層５上にレジストを塗布、乾燥、現像を行った後、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＩＴＯを用いて膜厚１００ｎｍに成膜し、リフトオフを行い、実質的に透明な半導体活性層５を挟み、離間してソース配線６及びドレイン電極７とした。

次に、ソース配線６上にソース補助配線１５を形成した。ソース配線上にレジストを塗布、乾燥、現像した後、ＤＣマグネトロンスパッタ法によりＡｌを用いて膜厚３０ｎｍに成膜し、リフトオフを行い、ソース補助配線１５とした。

次に、実質的に透明な半導体活性層５、ソース配線６、ソース補助配線１３及びドレイン電極７上に印刷法によりエポキシ系樹脂を用いて膜厚５μｍに塗布し、層間絶縁膜８を形成した。

最後に、ドレイン電極７を電気的に接続するために、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＩＴＯを用いて膜厚１００ｎｍに成膜し、所望の形状にパターニングを行い、画素電極９として透明薄膜トランジスタ２０を作製した。

作製した透明薄膜トランジスタ２０上に、共通電極１５を含む電気泳動型反射型表示要素としてＥ Iｎｋ社製Ｖｉｚｐｌｅｘ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｆｉｌｍを貼り付け、実施例１の画像表示装置を作製した。なお本実施例の画像表示装置はカラーフィルタ１０側より透明薄膜トランジスタ２０を通して表示を見る構成となっている。

まず、図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、実質的に透明な基板１として、膜厚０．７ｍｍのコーニング社製無アルカリガラス１７３７を用いた。基板１の一方の面に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、白（Ｗ）の４色からなるカラーフィルタ１０を形成した。より詳細には、カラーフィルタ１０のＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗは、それぞれの樹脂をガラス基板１の全体に塗布した後、所望の形状のフォトマスクを用いて、露光、現像及び焼成して形成した。実施例２では、最初に、カラーフィルタ１０のＲを形成し、Ｇ、Ｂ、Ｗの順番で形成した。カラーフィルタ１０上に、オーバーコート層として熱硬化性透明樹脂を塗布しカラーフィルタ１０を形成した。

次に、カラーフィルタ１０上にゲート補助配線１１を形成した。ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、アルミニウム（Ａｌ）を用いて膜厚３０ｎｍに成膜し、フォトリソグラフィ法により、その占有面積が画像表示装置の表示領域の５％になるように所望の形状にパターニングし、ゲート補助配線１１とした。

次に、ゲート補助配線１１の全面を覆うようにゲート配線２とゲート補助配線１１に離間してキャパシタ配線３を形成した。ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＩＴＯを用いて膜厚１００ｎｍに成膜し、フォトリソグラフィ法により所望の形状にパターニングすることでゲート配線２及びキャパシタ配線３とした。

次に、ゲート配線２及びキャパシタ配線３上にゲート絶縁膜４を形成した。ＲＦマグネトロンスパッタリング法により酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）を用いて膜厚３００ｎｍに成膜し、ゲート絶縁膜４とした。

次に、ゲート絶縁膜４上に実質的に透明な半導体活性層５を形成した。ＲＦマグネトロンスパッタリング法により酸化亜鉛インジウムガリウム（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ）を用いて膜厚４０ｎｍに成膜し、所望の形状にパターニングし、実質的に透明な半導体活性層５とした。

次に、実質的に透明な半導体活性層５を挟み、離間してソース配線６及びドレイン電極７を形成した。実質的に透明な半導体活性層５上にレジストを塗布、乾燥、現像を行った後、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＩＴＯを用いて膜厚１００ｎｍに成膜し、リフトオフを行い、実質的に透明な半導体活性層５を挟み、離間してソース配線６及びドレイン電極７とした。

次に、ソース配線６上にソース補助配線１５を形成した。ソース配線６上にレジストを塗布、乾燥、現像した後、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＡｌを用いて膜厚３０ｎｍに成膜し、リフトオフを行い、ソース補助配線１５とした。

次に、実質的に透明な半導体活性層５、ソース配線６、ソース補助配線１３及びドレイン電極７上に印刷法によりエポキシ系樹脂を用いて膜厚５μｍに塗布し、層間絶縁膜８とした。

最後に、ドレイン電極７を電気的に接続するために、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＩＴＯを用いて膜厚１００ｎｍに成膜し、所望の形状にパターニングを行い、画素電極９として透明薄膜トランジスタ２０を作製した。

作製した透明薄膜トランジスタ２０上に、共通電極１５を含む電気泳動型反射型表示要素としてＥ Ｉｎｋ社製Ｖｉｚｐｌｅｘ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｆｉｌｍを貼り付け、実施例２の画像表示装置を作製した。なお実施例２の画像表示装置はカラーフィルタ１０側より透明薄膜トランジスタ２０を通して表示を見る構成となっている。

まず、図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、実質的に透明な基板１として、膜厚０．７ｍｍのコーニング社製無アルカリガラス１７３７を用いた。基板１の一方の面に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、白（Ｗ）の４色からなるカラーフィルタ１０を形成した。より詳細には、カラーフィルタ１０のＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗは、それぞれの樹脂を基板１の全体に塗布した後、所望の形状のフォトマスクを用いて、露光、現像及び焼成して形成した。実施例３では、最初に、カラーフィルタ１０のＲを形成し、Ｇ、Ｂ、Ｗの順番で形成した。カラーフィルタ１０上に、オーバーコート層として熱硬化性透明樹脂を塗布しカラーフィルタ１０とした。

次に、カラーフィルタ１０上にゲート補助配線１１を形成した。ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりアルミニウム（Ａｌ）を用いて膜厚３０ｎｍに成膜し、フォトリソグラフィ法により、その占有面積が画像表示装置の表示領域の１０％になるように所望の形状にパターニングし、ゲート補助配線１１とした。

次に、ゲート補助配線１１の全面を覆うようにゲート配線２とゲート補助配線１１に離間してキャパシタ配線３を形成した。ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＩＴＯを用いて膜厚１００ｎｍに成膜し、フォトリソグラフィ法により所望の形状にパターニングすることでゲート配線２及びキャパシタ配線３とした。

次に、ゲート配線２及びキャパシタ配線３上にゲート絶縁膜４を形成した。ＲＦマグネトロンスパッタリング法により酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）を用いて膜厚３００ｎｍに成膜し、ゲート絶縁膜４とした。

次に、ゲート絶縁膜４上に実質的に透明な半導体活性層５を形成した。ＲＦマグネトロンスパッタリング法により酸化亜鉛インジウムガリウム（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ）を用いて膜厚４０ｎｍに成膜し、所望の形状にパターニングし、実質的に透明な半導体活性層５とした。

次に、実質的に透明な半導体活性層５を挟み、離間してソース配線６及びドレイン電極７を形成した。実質的に透明な半導体活性層５上にレジストを塗布、乾燥、現像を行った後、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＩＴＯを用いて膜厚１００ｎｍに成膜し、リフトオフを行い、実質的に透明な半導体活性層５を挟み、離間してソース配線６及びドレイン電極７とした。

次に、ソース配線６上にソース補助配線１５を形成した。ソース配線６上にレジストを塗布、乾燥、現像した後、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＡｌを用いて膜厚３０ｎｍに成膜し、リフトオフを行い、ソース補助配線１５とした。

次に、実質的に透明な半導体活性層５、ソース配線６、ソース補助配線１３及びドレイン電極７上に印刷法によりエポキシ系樹脂を用いて膜厚５μｍに塗布し、層間絶縁膜８とした。

最後に、ドレイン電極７を電気的に接続するために、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＩＴＯを用いて膜厚１００ｎｍに成膜し、所望の形状にパターニングを行い、画素電極９として透明薄膜トランジスタ２０を作製した。

作製した透明薄膜トランジスタ２０上に、共通電極１５を含む電気泳動型反射型表示要素としてＥ Ｉｎｋ社製Ｖｉｚｐｌｅｘ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｆｉｌｍを貼り付け、実施例３の画像表示装置を作製した。なお実施例３の画像表示装置はカラーフィルタ１０側より透明薄膜トランジスタ２０を通して表示を見る構成となっている。

次に、比較例について説明する。比較例１及び比較例２は、実施例１乃至実施例３について前述した同様の図２（ａ）及び図３（ａ）を参照して説明する。なおこれらの図における各層の膜厚や面積の比は実際の画像表示装置における透明薄膜トランジスタの膜厚や面積比を表すものではない。

（比較例１）
まず、図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、実質的に透明な基板１として、膜厚０．７ｍｍのコーニング社製無アルカリガラス１７３７を用いた。基板１の一方の面に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、白（Ｗ）の４色からなるカラーフィルタ１０を形成した。より詳細には、カラーフィルタ１０のＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗは、それぞれの樹脂を基板１の全体に塗布した後、所望の形状のフォトマスクを用いて、露光、現像及び焼成して形成した。比較例１では、最初に、カラーフィルタ１０のＲを形成し、Ｇ、Ｂ、Ｗの順番で形成した。カラーフィルタ１０上に、オーバーコート層として熱硬化性透明樹脂を塗布しカラーフィルタ１０を形成した。

次に、カラーフィルタ１０上にＤＣマグネトロンスパッタリング法によりアルミニウム（Ａｌ）を用いて膜厚３０ｎｍに成膜し、フォトリソグラフィ法により、その占有面積が画像表示装置の表示領域の０．５％になるように所望の形状にパターニングし、ゲート補助配線１１を形成した。

次に、ゲート補助配線１１の全面を覆うようにゲート配線２とゲート補助配線１１に離間してキャパシタ配線３を形成した。ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＩＴＯを用いて膜厚１００ｎｍに成膜し、フォトリソグラフィ法により所望の形状にパターニングすることでゲート配線２及びキャパシタ配線３とした。

次に、ゲート配線２及びキャパシタ配線３上にゲート絶縁膜４を形成した。ＲＦマグネトロンスパッタリング法により酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）を用いて膜厚３００ｎｍに成膜し、ゲート絶縁膜４とした。

次に、ゲート絶縁膜４上に実質的に透明な半導体活性層５を形成した。ＲＦマグネトロンスパッタリング法により酸化亜鉛インジウムガリウム（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ）を用いて膜厚４０ｎｍに成膜し、所望の形状にパターニングし、実質的に透明な半導体活性層５とした。

次に、実質的に透明な半導体活性層５を挟み、離間してソース配線６及びドレイン電極７を形成した。実質的に透明な半導体活性層５上にレジストを塗布、乾燥、現像を行った後、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＩＴＯを用いて膜厚１００ｎｍに成膜し、リフトオフを行い、実質的に透明な半導体活性層５を挟み、離間してソース配線６及びドレイン電極７とした。

次に、ソース配線６上にソース補助配線１５を形成した。ソース配線６上にレジストを塗布、乾燥、現像した後、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＡｌを用いて膜厚３０ｎｍに成膜し、リフトオフを行い、ソース補助配線１５とした。

次に、実質的に透明な半導体活性層５、ソース配線６、ソース補助配線１３及びドレイン電極７上に印刷法によりエポキシ系樹脂を用いて膜厚５μｍに塗布し、層間絶縁膜８とした。

最後に、ドレイン電極７を電気的に接続するために、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＩＴＯを用いて膜厚１００ｎｍに成膜し、所望の形状にパターニングを行い、画素電極９として透明薄膜トランジスタを作製した。

作製した透明薄膜トランジスタ２０上に、共通電極１５を含む電気泳動型反射型表示要素としてＥ Ｉｎｋ社製Ｖｉｚｐｌｅｘ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｆｉｌｍを貼り付け、比較例１の画像表示装置を作製した。なお比較例１の画像表示装置はカラーフィルタ１０側より透明薄膜トランジスタ２０を通して表示を見る構成となっている。

（比較例２）
まず、図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、実質的に透明な基板１として、膜厚０．７ｍｍのコーニング社製無アルカリガラス１７３７を用いた。基板１の一方の面に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、白（Ｗ）の４色からなるカラーフィルタ１０を形成した。より詳細には、カラーフィルタ１０のＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗは、それぞれの樹脂を基板１の全体に塗布した後、所望の形状のフォトマスクを用いて、露光、現像及び焼成して形成した。比較例２では、最初に、カラーフィルタ１０のＲを形成し、Ｇ、Ｂ、Ｗの順番で形成した。カラーフィルタ１０上に、オーバーコート層として熱硬化性透明樹脂を塗布しカラーフィルタ１０とした。

次に、カラーフィルタ１０上にゲート補助配線１１を形成した。ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりアルミニウム（Ａｌ）を用いて膜厚３０ｎｍに成膜し、フォトリソグラフィ法により、その占有面積が画像表示装置の表示領域の１５％になるように所望の形状にパターニングし、ゲート補助配線１１とした。

次に、ゲート補助配線１１の全面を覆うようにゲート配線２とゲート補助配線１１に離間してキャパシタ配線３を形成した。ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＩＴＯを用いて膜厚１００ｎｍに成膜し、フォトリソグラフィ法により所望の形状にパターニングすることでゲート配線２及びキャパシタ配線３とした。

次に、ゲート配線２及びキャパシタ配線３上にゲート絶縁膜４を形成した。ＲＦマグネトロンスパッタリング法により酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）を用いて膜厚３００ｎｍに成膜し、ゲート絶縁膜４とした。

次に、ゲート絶縁膜４上に実質的に透明な半導体活性層５を形成した。ＲＦマグネトロンスパッタリング法により酸化亜鉛インジウムガリウム（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ）を用いて膜厚４０ｎｍに成膜し、所望の形状にパターニングし、実質的に透明な半導体活性層５とした。

次に、実質的に透明な半導体活性層５を挟み、離間してソース配線６及びドレイン電極７を形成した。実質的に透明な半導体活性層５上にレジストを塗布、乾燥、現像を行った後、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＩＴＯを用いて膜厚１００ｎｍに成膜し、リフトオフを行い、実質的に透明な半導体活性層５を挟み、離間してソース配線６及びドレイン電極７とした。

次に、ソース配線６上にソース補助配線１５を形成した。ソース配線６上にレジストを塗布、乾燥、現像した後、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＡｌを用いて膜厚３０ｎｍに成膜し、リフトオフを行い、ソース補助配線１５とした。

次に、実質的に透明な半導体活性層５、ソース配線６、ソース補助配線１３及びドレイン電極７上に印刷法によりエポキシ系樹脂を用いて膜厚５μｍに塗布し、層間絶縁膜８とした。

最後に、ドレイン電極７を電気的に接続するために、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＩＴＯを用いて膜厚１００ｎｍに成膜し、所望の形状にパターニングを行い、画素電極９として、透明薄膜トランジスタ２０を作製した。

作製した透明薄膜トランジスタ２０上に、共通電極１５を含む電気泳動型反射型表示要素としてＥ Ｉｎｋ社製Ｖｉｚｐｌｅｘ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｆｉｌｍを貼り付け、比較例２の画像表示装置を作製した。なお比較例２の画像表示装置はカラーフィルタ１０側より透明薄膜トランジスタ２０を通して表示を見る構成となっている。

次に、図４は、比較例３の透明薄膜トランジスタを用いた画像表示装置のほぼ１画素分を示す部分概略断面図であり、図５は、比較例３の画像表示装置における透明薄膜トランジスタのほぼ１画素分の平面図である。図４は、図５の画像表示装置のｃ−ｃ’のラインでの断面図に対応する。なおこれらの図における各層の膜厚や面積の比は実際の画像表示装置における透明薄膜トランジスタの膜厚や面積比を表すものではない。

（比較例３）
まず、図４及び図５に示すように、実質的に透明な基板１として、膜厚０．７ｍｍのコーニング社製無アルカリガラス１７３７を用いた。

次に、基板１上にゲート配線２及びキャパシタ配線３を形成した。ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＩＴＯを用いて膜厚１００ｎｍに成膜し、フォトリソグラフィ法により所望の形状にパターニングすることでゲート配線２及びキャパシタ配線３とした。

次に、ゲート配線２及びキャパシタ配線３の全面を覆うようにゲート絶縁膜４を形成した。ＲＦマグネトロンスパッタリング法により酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）を用いて膜厚３００ｎｍに成膜し、ゲート絶縁膜４とした。

次に、ゲート絶縁膜４上に実質的に透明な半導体活性層５を形成した。ＲＦマグネトロンスパッタリング法により酸化亜鉛インジウムガリウム（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ）を用いて膜厚４０ｎｍに成膜し、所望の形状にパターニングし、実質的に透明な半導体活性層５とした。

次に、実質的に透明な半導体活性層５を挟み、離間してソース配線６及びドレイン電極７を形成した。実質的に透明な半導体活性層５上にレジストを塗布、乾燥、現像を行った後、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＩＴＯを用いて膜厚１００ｎｍに成膜し、リフトオフを行い、実質的に透明な半導体活性層５を挟み、離間してソース配線６及びドレイン電極７とした。

次に、実質的に透明な半導体活性層５、ソース配線６及びドレイン電極７上に印刷法によりエポキシ系樹脂を用いて膜厚５μｍに塗布し、層間絶縁膜８とした。

最後に、ドレイン電極７を電気的に接続するために、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＩＴＯを用いて膜厚１００ｎｍに成膜し、所望の形状にパターニングを行い、画素電極９として透明薄膜トランジスタ２０を作製した。

作製した透明薄膜トランジスタ２０上に、共通電極１５を含む電気泳動型反射型表示要素としてＥ Ｉｎｋ社製Ｖｉｚｐｌｅｘ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｆｉｌｍを貼り付け、比較例３の画像表示装置を作製した。なお比較例３の画像表示装置は基板１側より透明薄膜トランジスタを通して表示を見る構成となっている。

実施例１乃至実施例３、比較例１乃至比較例３で作製した画像表示装置の表示領域におけるあるゲート配線１列分の両端の抵抗値をそれぞれ測定し比較した。その結果、透明導電材料からなるゲート配線２と金属材料の薄膜からなるゲート補助配線１１とを２層積層した実施例１乃至実施例３、比較例１及び比較例２のゲート配線２の抵抗値は、実施例１が１２７ｋΩ、実施例２が５８ｋΩ、実施例３が２９ｋΩ、比較例１が６１０ｋΩ、比較例２が２０ｋΩであった。一方、比較例３の透明導電材料からなるゲート配線２の抵抗値は８０８ｋΩであり、透明電極材料の薄膜からなる配線と金属材料の薄膜からなる補助配線を積層することにより、配線抵抗を低下させることができることが示された。しかしながら、比較例１では、補助配線を設けたものの、その配線幅が非常に細く、良好にパターニングすることが困難であり、部分的に断線が観察された。このため、比較例１に関しては、補助配線を付与した効果は、あまり得られなかった。表２に、実施例１乃至実施例３、比較例１乃至比較例３のそれぞれの画像表示特性及び配線抵抗の値を示した。

実施例１乃至実施例３、比較例１乃至比較例３で作製したそれぞれの画像表示装置の表示品位をそれぞれ比較すると、実施例１、実施例２及び実施例３の画像表示装置においては、ほぼ均一な画像表示を得ることができた。特に実施例２においては良好な画像表示が可能であった。これに対し、比較例１及び比較例３の画像表示装置においては、配線抵抗の値が大きく、信号の遅延が生じ、画像表示装置の端部において画像表示が不明瞭になるという現象が観察された。比較例２においてはアルミニウムの薄膜からなるゲート補助配線１１の画像表示装置の表示領域に対する面積が実施例１及び実施例２の画像表示装置よりも大きく、透明薄膜トランジスタ２０の透明性が低下したため、画像表示装置の表示領域の開口率が低下し、画像表示装置の視認性を悪化させる原因となった。

表２は、上述した実施例１乃至実施例３、比較例１乃至比較例３の画像表示装置において透明薄膜トランジスタの透明導電材料の薄膜からなるゲート配線２及びソース配線６を金属材料の薄膜からなるゲート補助配線１１及びソース補助配線１３を２層以上積層したことによる配線抵抗の低下と透明薄膜トランジスタ２０の補助配線と画像表示装置の表示領域の面積との割合による視認性について示したものである。

表２から、透明薄膜トランジスタにおいて透明導電材料の薄膜からなるゲート配線２及びソース配線６を金属材料の薄膜からなるゲート補助配線１１及びソース補助配線１３とを２層以上積層し、補助配線のそれぞれの線幅が１μｍ以上であり、かつそれぞれの面積が画像表示装置の表示領域の面積の１０％以下となるように形成することにより、配線抵抗を低下させつつ、視認性を損なうことなく、画像表示装置の透明薄膜トランジスタを均一かつ安定に動作させることができた。

１…実質的に透明な基板
２…ゲート配線
３…キャパシタ配線
４…ゲート絶縁膜
５…実質的に透明な半導体活性層
６…ソース配線
７…ドレイン電極
８…層間絶縁膜
９…画素電極
１０…カラーフィルタ
１１…ゲート補助配線
１２…キャパシタ補助配線
１３…ソース補助配線
１４…表示要素
１５…共通電極
２０…透明薄膜トランジスタ

Claims (12)

1. 実質的に透明な基板と、
   前記基板上に実質的に透明な導電材料の第１の薄膜と金属材料の第２の薄膜とを２層以上積層して形成されたゲート配線と、
   前記ゲート配線上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活性層と、
   前記実質的に透明な半導体活性層を挟んで離間して形成された実質的に透明な導電材料の第５の薄膜と金属材料の第６の薄膜とを２層以上積層して形成されたソース配線と、
   前記実質的に透明な半導体活性層を挟み、前記ソース配線に離間して実質的に透明な導電材料の第７の薄膜で形成されたドレイン電極と、
   を備えることを特徴とする透明薄膜トランジスタ。
2. 実質的に透明な基板と、
   前記基板上に実質的に透明な導電材料の第１の薄膜と金属材料の第２の薄膜とを２層以上積層して形成されたゲート配線と、
   前記ゲート配線上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活性層と、
   前記実質的に透明な半導体活性層を挟んで離間して形成された実質的に透明な導電材料の第５の薄膜からなるソース配線と、
   前記実質的に透明な半導体活性層を挟み、前記ソース配線に離間して実質的に透明な導電材料の第７の薄膜で形成されたドレイン電極と、
   を備えることを特徴とする透明薄膜トランジスタ。
3. 実質的に透明な基板と、
   前記基板上に実質的に透明な導電材料の第１の薄膜で形成されたゲート配線と、
   前記ゲート配線上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活性層と、
   前記実質的に透明な半導体活性層を挟んで離間して形成された実質的に透明な導電材料の第５の薄膜と金属材料の第６の薄膜とを２層以上積層して形成されたソース配線と、
   前記実質的に透明な半導体活性層を挟み、前記ソース配線に離間して実質的に透明な導電材料の第７の薄膜で形成されたドレイン電極と、
   を備えることを特徴とする透明薄膜トランジスタ。
4. 前記ゲート配線に離間して形成された実質的に透明な導電材料の第３の薄膜で形成されたキャパシタ配線と、
   を備えること特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の透明薄膜トランジスタ。
5. 前記ゲート配線に離間して形成された実質的に透明な導電材料の第３の薄膜と金属材料の第４の薄膜とを２層以上積層して形成されたキャパシタ配線と、
   を備えること特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の透明薄膜トランジスタ。
6. 前記第２の薄膜、前記第４の薄膜または前記第６の薄膜の膜厚は５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の透明薄膜トランジスタ。
7. 前記第２の薄膜、前記第４の薄膜または前記第６の薄膜の配線幅がそれぞれ前記第１の薄膜、前記第３の薄膜または前記第５の薄膜の配線幅よりも細くパターニングされてい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透明薄膜トランジスタ。
8. 前記実質的に透明な半導体活性層は金属酸化物を主成分とする材料であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の透明薄膜トランジスタ。
9. 前記ソース配線の前記実質的に透明な半導体活性層と接する部分が実質的に透明な酸化物導電材料であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の透明薄膜トランジスタ。
10. 前記実質的に透明な基板と前記ゲート配線が成形される層との間の領域に形成されたカラーフィルタと、
    を備えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の透明薄膜トランジスタ付きカラーフィルタ基板。
11. 請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の前記透明薄膜トランジスタを用いた画像表示装置において、
    前記実質的に透明な基板と前記ゲート配線が成形される層との間の領域に形成されたカラーフィルタと、
    を備えることを特徴とする画像表示装置。
12. 請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の前記透明薄膜トランジスタを用いた画像表示装置において、
    前記画像表示装置は電気泳動型反射表示装置、透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置、半透過型液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置及び無機ＥＬ表示装置のいずれかであることを特徴とする請求項１１に記載の画像表示装置。