CN100592478C - 薄膜晶体管、显示器件和液晶显示器件、及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
随着布线变厚,覆盖此布线的绝缘膜的不连续性已经成了问题。难以形成用于目前高分辨率显示器件的薄膜晶体管的宽度足够小的布线。随着布线被做得更薄,布线电阻造成的信号延迟已经成了问题。考虑到上述各问题,本发明提供了一种结构,其中,导电膜被形成在绝缘膜的孔中,且导电膜与绝缘膜的表面是平坦的。结果,能够防止覆盖导电膜和绝缘膜的薄膜的不连续。借助于控制孔的宽度,能够将布线做得更细。而且,借助于控制孔的深度,能够将布线做得更厚。
Description
技术领域
本发明涉及到制作布线、薄膜晶体管、以及显示器件的方法,各方法采用了借以能够选择性地形成图形的方法。确切地说,本发明涉及到显示器件,此显示器件具有用典型为喷墨方法的液滴排放方法作为能够用以选择性地形成图形的方法在大玻璃衬底上形成的诸如晶体管之类的有源元件,本发明还涉及到显示器件的制造方法。而且,本发明涉及到借助能够选择性地形成图形的方法所形成的布线、薄膜晶体管、以及显示器件。
背景技术
借助于利用使用光掩模的曝光工艺以及半导体集成电路的制造技术对各种薄膜进行图形化,已经常规地制作了由玻璃衬底上的薄膜晶体管(以下也称为“TFT”)组成的所谓有源矩阵驱动方法的显示板。
借以从一个玻璃母衬底得到多个液晶显示板的生产技术,已经被应用于高效率的大规模生产。用来制造显示板的玻璃母衬底的尺寸,从1990年代早期第一代的300mm×400mm增大到了2000年第四代的680mm×880mm或730mm×920mm。于是开发了生产技术,致使能够从一个衬底得到多个显示板。
当玻璃衬底或显示板的尺寸小时,利用曝光装置,能够比较容易地进行图形化处理。但随着衬底尺寸增大,借助于进行单个曝光就无法处理显示板的整个表面。因此,诸如其中涂敷光抗蚀剂的区域被分成多个区段,并对各个区段执行曝光的方法;从而能够借助于重复此曝光过程而使衬底的整个表面被曝光的方法,或其它的方法,就已经被开发出来了(参考1:日本专利特开No.11-326951)。
液滴排放技术已经被用于印刷文本和图象;但此技术最近已经被应用于半导体领域中的图形制作。例如,提出了借以将液滴排放到预定区域上的一种方法,亦即能够改善用来形成导电布线之类的薄膜图形的喷墨方法的一种方法。参考1公开了一种用喷墨方法形成薄膜图形的方法,获得了厚度较大且宽度较小的薄膜,即使在形成导电膜的情况下也不出现断路和短路之类的问题(参考2:日本专利特开No.2003-133691)。
发明内容
然而,玻璃衬底的尺寸被进一步增大到了第五代的1000mm×1200mm或1100mm×1300mm,第六代的1500mm×1800mm,以及在第七代中假设尺寸为2000mm×2200mm,2700mm×3600mm或更多。仅仅利用常规的图形化方法,难以制造具有良好产率和低成本的显示板。换言之,当利用相继曝光进行多次曝光时,工艺时间增加,且难以处置大衬底。
而且,在其中各种薄膜被形成在衬底的整个表面上且随后刻蚀掉各个薄膜而留下其一小部分的方法中,存在着付出较高的材料成本和需要处理包含重金属等的大量废液的问题。
而且,根据上述参考2,随着布线变厚,覆盖布线的薄膜的不连续性就成了问题。而且,根据此参考,布线宽度约为50微米,对于用于目前高分辨率显示器件的薄膜晶体管来说,其不够薄。随着布线被小型化,布线电阻造成的信号延迟已经成了问题。
相应地说,本发明的一个特点是提供一种能够改善材料效率和简化制造工艺而加以制造的液晶显示器件及其制造方法。而且,本发明提供了一种用不同于参考2的方法来减薄布线的手段,目的在于防止覆盖布线的薄膜不连续性并消除布线电阻造成的信号延迟。
考虑到上述各问题,本发明提供了一种结构,其中,导电膜被形成在绝缘膜的孔中,且导电膜和绝缘膜的表面被整平。因此,在根据本发明的结构中,导电膜被提供成与绝缘膜的侧面相接触。孔可以表示一个在绝缘膜顶部表面的基准上具有凹陷的区域以及在绝缘膜底部表面的基准上具有凸出的区域。借助于调整绝缘膜和导电膜的高度(厚度),能够得到平整性。此处,制作过程中产生的一些不对准是可以接受的。由于薄膜被形成来覆盖导电膜和绝缘膜而不断开,故要求平整性。因此,绝缘膜和导电膜具有几乎平坦的表面。根据本发明的这种结构可以被表示为导电膜被镶嵌在绝缘膜中。
于是,根据本发明,能够避免形成来覆盖导电膜和绝缘膜的薄膜的不连续性。借助于控制孔的宽度,能够使布线做得细。而且,借助于控制孔的深度,能够使布线做得更厚。
在一个制造薄膜晶体管的具体方法中,包括下列步骤:形成具有凹陷和凸出的第一绝缘膜;借助于喷射包含导电材料的液滴而在凹陷中形成导电膜;形成第二绝缘膜来覆盖第一绝缘膜和导电膜;以及在第二绝缘膜上形成半导体膜。而且,第一绝缘膜和导电膜被形成为其表面是平坦的。
在上述各步骤中,具有凹陷和凸出的绝缘膜被形成为凹陷的宽度是5-100微米,而凹陷的深度是1-10微米。
例如,在底栅薄膜晶体管的情况下,其中的栅电极被形成在半导体膜下方,可以用下列步骤来制作薄膜晶体管:形成具有凹陷和凸出的绝缘膜;借助于喷射包含导电材料的液滴而在凹陷中形成第一和第二栅电极;形成栅绝缘膜以覆盖绝缘膜以及第一和第二栅电极;在栅绝缘膜上形成第一和第二半导体膜;对栅绝缘膜以及第一和第二半导体膜同时进行图形化;在第一和第二半导体膜上分别形成第一和笫二源电极和漏电极;以及将形成在第一半导体膜上的源电极或漏电极与第二栅电极连接。而且,第一绝缘膜和栅电极被形成为平坦的。
在上述各步骤中,具有凹陷和凸出的绝缘膜被形成在其中要形成源电极和漏电极的区域内,致使凹陷的宽度是5-20微米,而凹陷的深度是1.5-2.5微米。
在本发明中,薄膜晶体管的结构不局限于底栅型。在顶栅薄膜晶体管的情况,其中栅电极被形成在半导体膜上方,用下列步骤来制作薄膜晶体管:形成具有凹陷和凸出的第一绝缘膜;借助于喷射包含导电材料的液滴而在凹陷中形成源电极和漏电极;形成第二绝缘膜来覆盖第一绝缘膜以及源电极和漏电极;在第二绝缘膜上形成半导体膜;以及在半导体膜上形成栅电极,以栅绝缘膜插入其间。而且,第一绝缘膜以及源电极和漏电极被形成为平坦的。
在上述各步骤中,具有凹陷和凸出的绝缘膜被形成在其中要形成源电极和漏电极的区域内,致使凹陷的宽度是10-40微米,而凹陷的深度是1.5-2.5微米。
根据本发明,待要喷射的包含导电材料的液滴量是0.1-40pl。
利用这样形成的薄膜晶体管,可以制造以电视系统、蜂窝电话、以及其它电子装置为典型的显示器件。此显示器件还包括发光器件和液晶显示器件。
根据本发明制作的薄膜晶体管具有这样一种结构,此结构包括:提供成镶嵌在第一绝缘膜中的导电膜;提供来覆盖第一绝缘膜和导电膜的第二绝缘膜;以及提供在第二绝缘膜上的半导体膜。而且,第一绝缘膜和导电膜具有几乎平坦的表面。
根据本发明的薄膜晶体管包括:具有凹陷和凸出的第一绝缘膜;提供在凹陷上的导电膜;提供来覆盖第一绝缘膜和导电膜的第二绝缘膜;以及提供在第二绝缘膜上的半导体膜。而且,导电膜的高度和凸出的高度被调整。
在上述结构中,当凹陷的宽度是5-100微米时,导电膜的线宽是5-100微米。
在底栅薄膜晶体管的情况下,薄膜晶体管包括:提供成镶嵌在绝缘膜中的栅电极;提供来覆盖绝缘膜和栅电极的栅绝缘膜;以及提供在栅绝缘膜上的半导体膜。而且,绝缘膜和栅电极具有几乎平坦的表面。
本发明的一个特点是具有凹陷和凸出的绝缘膜;提供在凹陷上的栅电极;提供来覆盖此绝缘膜和栅电极的栅绝缘膜;以及提供在栅绝缘膜上的半导体膜。而且,栅电极的高度和凸出的高度被调整。
在上述结构中,其中要形成栅电极的区域内的凹陷的宽度是5-20微米,而栅电极的线宽是5-20微米。
在顶栅薄膜晶体管的情况下,薄膜晶体管包括:提供成镶嵌在第一绝缘膜中的源电极和漏电极;提供来覆盖此绝缘膜以及源电极和漏电极的第二绝缘膜;以及提供在第二绝缘膜上的半导体膜。而且,第一绝缘膜以及源电极和漏电极具有几乎平坦的表面。
本发明的一个特点是具有凹陷和凸出的第一绝缘膜;提供在凹陷上的源电极和漏电极;提供来覆盖第一绝缘膜以及源电极和漏电极的第二绝缘膜;以及提供在第二绝缘膜上的半导体膜。而且,源电极和漏电极的高度和凸出的高度被调整。
在上述结构中,当其中要形成源电极和漏电极的区域内的凹陷的宽度是10-40微米时,源电极和漏电极将具有10-40微米的线宽。
至于这种薄膜晶体管,孔的深度可以是1-10微米,例如1.5-2.5微米。这样,导电膜可以被形成得更厚。
于是,能够得到分别包括薄膜晶体管的以电视系统、蜂窝电话、以及其它电子装置为典型的显示器件。此显示器件还包括发光器件和液晶显示器件。
其中导电膜或绝缘膜材料被混合的组分的液滴(点)被选择性地喷射的液滴排放方法,可以被用作选择性地形成图形的方法。喷墨是液滴排放方法的一种。
在此情况下,组分以点的形式、具有一系列点的列的形式、或其它的形式被排放。以点或列的形式排放组分的方法仅仅可以被称为排放(喷射)。换言之,多个点可以被连续地排放以形成线条;但在任何一种情况下,对组分的排放被统称为“排放(喷射)”。
金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铂(Pt)、钯(Pd)、钨(W)、镍(Ni)、钽(Ta)、铋(Bi)、铅(Pb)、铟(In)、锡(Sn)、锌(Zn)、钛(Ti)、铝(Al);它们的合金;它们的弥散纳米颗粒;或卤化银颗粒中的任何一种,可以被用作导体。确切地说,可以采用电阻低的银或铜。
此外,ITO(氧化铟锡)、其中2-20%的氧化锌(ZnO)被混合到氧化铟中的IZO(氧化铟锌)(提出称为ITO-SiOx;但此处为了方便而称为ITSO或NITO)、其中2-20%的氧化硅(SiO2)被混合到氧化铟中的导体、有机铟、有机锡等,也可以被用于透明导电膜。
用有机材料或用另一种导体涂敷到导体颗粒的表面,以便将导体颗粒有效地弥散在组分中,是优选的。涂敷表面的材料可以具有层状结构。涂敷表面的材料优选可以是导电的。即使涂敷材料是绝缘的,也可以用热处理等来清除。确切地说,在采用铜的情况下,可以用诸如镍(Ni)或镍硼(NiB)之类的材料来涂敷铜颗粒的表面,从而防止铜在半导体膜中扩展。
形成在绝缘膜的孔中的导电膜之外的图形不必用借以能够选择性地形成图形的方法来形成。同时,可以用借以能够选择性地形成图形的方法来形成所有图形。当图形在制造薄膜晶体管的一个步骤中被形成在绝缘膜的孔中时,可以利用本发明的良好效果。
根据本发明的显示器件的一个特点是树脂被形成在至少一个导体周围,此导体形成在将液晶夹在中间的二个衬底中的一个上。
此处,导体表示诸如以例如用于有源矩阵液晶显示器件的象素区或外围电路区的TFT的半导体元件为典型的有源元件之类的各种导体;或包括在电路中的栅电极、栅布线、电容器布线、源电极、漏电极、源布线、漏布线、或象素电极。
可以对应于导体的用途、功能、面积等来选择各种材料。典型地说,银(Ag)、铜(Cu)、金(Au)、镍(Ni)、铂(Pt)、铬(Cr)、锡(Sn)、钯(Pd)、铱(Ir)、铑(Rh)、钌(Ru)、铼(Re)、钨(W)、铝(Al)、钽(Ta)、铟(In)、碲(Te)、钼(Mo)、镉(Cd)、锌(Zn)、铁(Fe)、钛(Ti)、硅(Si)、锗(Ge)、锆(Zr)、钡(Ba)、含锑的铅、氧化锡锑、掺氟的氧化锌、碳(C)、石墨、玻璃碳、锂(Li)、铍(Be)、钠(Na)、镁(Mg)、钾(K)、钙(Ca)、钪(Sc)、锰(Mn)、锆(Zr)、镓(Ga)、铌(Nb)、钠-钾合金、镁/铜混合物、镁/银混合物、镁/铝混合物、镁/铟混合物、铝/氧化铝混合物、锂/铝混合物、卤化银颗粒、或可弥散的纳米颗粒,能够被使用。而且,氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、掺有镓的氧化锌(GZO)、或其中2-20%的氧化锌被混合到氧化铟中的氧化铟锌(IZO),有机铟可以被用于透明导电膜。而且,有机锡或氮化钛可以被用于导体。
硅(Si)或氧化硅(SiOx)可以被包含在上述导电材料中,特别是当用来形成透明导电膜时。例如,可以采用包含氧化硅的ITO(ITSO)组成的导电材料。而且,可以借助于层叠这些导电材料所组成的各个层来形成所需的导电膜。
这种导体包括诸如多晶硅之类的半导体材料以及上述各种金属材料。在无源液晶显示器件的情况下,排列成网格(条形)的电极、布线等被给出作为导体。
诸如聚酰亚胺、丙烯酸之类的透明光敏树脂、或具有由硅和氧键组成的骨架的材料、以及至少包括氢作为取代基或氟、烷基、或芳香族碳氢化合物中的至少一个作为取代基的材料,被给出作为树脂的典型例子。或者,可以采用能够固定导体图形的材料而不局限于上述树脂。在诸如包括背光的液晶显示器之类的要求透光的液晶显示器件(透射型液晶显示器件或透射反射型液晶显示器件)的情况下,采用对树脂高度透光的材料,是可取的。但在使用外部光的反射型液晶显示器件中,不一定要求此材料透光。可以采用具有滤色器功能的材料。例如,可以采用其中混合了红(R)、绿(G)、蓝(B)颜色的染料的树脂材料。
上述具有由硅和氧键组成的骨架的材料、以及至少包括氢作为取代基或氟、烷基、或芳香族碳氢化合物中的至少一个作为取代基的材料,被称为硅氧烷,是一种用来形成抗热整平膜或抗热层间膜(HRIL)的材料。以下,抗热整平膜、抗热层间膜(HRIL)、以及抗热树脂将包含硅氧烷。
在有源矩阵液晶显示器件的情况下,将液晶夹在中间的二个衬底表示配备有诸如TFT之类的有源元件的一个元件衬底和一个反衬底。同时,在无源液晶显示器件的情况下,将液晶夹在中间的二个衬底表示配备有排列成网格(条形)的电极的一个衬底和一个反衬底。
在根据本发明的液晶显示器件中,树脂被形成在至少一个导体周围,此导体形成在将液晶夹在中间的二个衬底中的一个上。此导体被形成为与包含3d过渡元素或其氧化物、氮化物、氮氧化物的层相接触。Ti(钛)、Sc(钪)、V(钒)、Cr(铬)、Mn(锰)、Fe(铁)、Co(钴)、Ni(镍)、Cu(铜)、Zn(锌)被给出作为3d过渡元素的例子。
而且,在根据本发明的液晶显示器件中,液晶被夹在具有有源元件的衬底与反衬底之间,且树脂被形成在至少一个导体的周围,此导体形成在具有有源元件的衬底上。而且,由聚酰亚胺、丙烯酸、或硅氧烷组成的沟道保护膜,被形成在要成为此有源元件沟道区的半导体膜上。
如在根据本发明的制造液晶显示器件的方法中那样,用下列步骤来形成有源元件:形成用来在衬底上形成栅电极层图形的树脂;借助于将包括第一导电材料的组分排放在树脂的孔中而形成栅电极层;在栅电极层上形成栅绝缘膜;在栅绝缘膜上形成半导体膜;在半导体膜上形成包含杂质元素的半导体膜;以及借助于在包含杂质元素的半导体膜上排放包含第二导电材料的组分而形成源电极层和漏电极层。而且,液晶被夹在具有有源元件的衬底与反衬底之间。
此处,栅电极层由可以形成在一个层中或可以形成在不同层中的栅电极和栅布线(也称为扫描线)组成。同样,源/漏电极层由可以形成在一个层中或可以形成在不同层中的源/漏电极和源/漏布线(也称为第二布线或信号线)组成。源/漏布线电极或第二布线以及象素电极,可以被形成在一个层中。而且,可以借助于形成用来形成图形的树脂,然后将包含第二导电材料的组分排放到树脂的孔中,来形成源/漏电极层。
至于栅电极层或源/漏电极层,最好预先在其周围形成树脂。但可以用液滴排放方法同时或不同时恰当地涂敷导电材料和树脂。第一和第二导电材料可以各自采用上述适当材料。这些导电材料可以是相同的或不同的。待要提供在其周围的树脂(第一树脂和第二树脂)可以采用相同的材料或不同的材料。
喷墨被给出作为一种典型的用来涂敷上述材料的液滴排放方法。或者,相应于材料的性质,可以采用胶版印刷和丝网印刷之类而不限于喷墨。
在涂敷导电材料之前,可以形成一个包含3d过渡元素或其氧化物、氮化物、氮氧化物的层。可以在将树脂提供在导电材料周围之前或之后来形成此层,只要在涂敷导电材料之前即可。
借助于在提供于绝缘膜内的孔中形成导电膜,来整平导电膜和绝缘膜的表面。结果,能够避免形成来覆盖导电膜和绝缘膜的薄膜的不连续。而且,借助于控制孔的宽度,能够使布线细。而且,借助于控制布线的深度,能够使布线更厚。
当用液滴排放方法来形成诸如布线或掩模之类的图形时,改善了材料的使用效率,并能够达到成本和要处理的废液量的降低。确切地说,在用液滴排放方法形成图形的情况下,与光刻工艺相比,能够简化工艺。于是能够降低诸如设备成本和制造时间之类的成本。
在根据本发明的显示器件中,树脂被形成在制作于将液晶夹在中间的二个衬底中的一个上的至少一个导体的周围。用液滴排放方法,此导体能够容易地被形成在树脂的孔中,并能够节省导电材料。而且,能够防止包含导电材料的组分的滴漏,在采用液滴排放方法的情况下这是容易出现的。于是,能够形成导电材料的优选图形,并能够防止电极与布线之间的短路。在仅仅用液滴排放方法来排放导电材料的情况下,看来难以使膜厚度更大;但借助于控制树脂的厚度,即使在采用液滴排放方法的情况下,也能够形成所希望的膜厚度。
由于导体被形成为与包含3d过渡元素或其氧化物、氮化物、或氮氧化物的层相接触;故能够改善导体与配备有此层或其它薄膜的衬底之间的粘合性;于是,能够防止导体的分离,从而能够形成优选的导电图形。
而且,提供在主要用于有源矩阵液晶显示器件的TFT沟道区中的沟道保护膜采用了诸如聚酰亚胺、丙烯酸、或硅氧烷之类的抗热树脂;于是,能够用液滴排放方法容易地形成沟道保护膜。因此,不必提供在以常规方式进行图形化过程中的抗蚀剂掩模;这样就简化了工艺。而且,借助于提供沟道保护膜,能够保护沟道区免受损伤而不出差错,因此,能够提供具有高迁移率的稳定的有源元件。此外,当使沟道保护膜具有二层或多层的层状结构时,有利于获得上述各优点。
当可以使用其中颜料或染色剂被混合到形成在导体周围的树脂中并使其成为具有滤色器功能的材料时;就不必分别在TFT元件衬底或反衬底上提供彩色膜。于是能够简化工艺。
如在根据本发明的液晶显示器件的制造方法中那样,用来形成栅电极层图形的树脂被形成在衬底上,并借助于用液滴排放方法将包括第一导电材料的组分排放到树脂的孔中,来形成栅电极层;于是能够节省材料。而且,能够防止包含导电材料的组分的滴漏,在采用液滴排放方法的情况下这是容易出现的。于是,能够形成导电材料的优选图形,并能够防止电极与布线之间的短路。在仅仅用液滴排放方法来排放导电材料的情况下,看来难以使膜厚度更大;但借助于控制树脂的厚度,即使在采用液滴排放方法的情况下,也能够形成所希望的膜厚度。注意,在用上述方法形成源/漏电极、信号线、象素电极等的情况下,能够得到相似的效果。
在形成树脂之前或之后,形成一个包含3d过渡元素或其氧化物、氮化物、或氮氧化物的层。于是能够改善导体与配备有此层或其它薄膜的衬底之间的粘合性;于是,能够防止导体的分离,从而能够形成优选的导电图形。
当可以使用其中颜料或染色剂被混合到形成在导体周围的树脂中并使其成为具有滤色器功能的材料时;就不必分别在TFT元件衬底或反衬底上提供彩色膜。于是能够简化工艺。
如上所述,工艺能够被简化,材料成本能够被降低;于是,能够提供具有高产率和高成品率的液晶显示器件。确切地说,即使当玻璃衬底的尺寸变得更大,在第六代为(1500mm×1800mm),第七代为2000mm ×2200mm,或以上(2700mm ×3600mm),也能够以高产率和低成本来制造显示板。而且,考虑到环境问题,由于本发明不必处理大量包含作为导电材料的重金属的废液,故本发明是有优点的。
附图说明
图1A-1D示出了本发明薄膜晶体管的各制造步骤。
图2A和2B示出了本发明薄膜晶体管的各制造步骤。
图3A和3B示出了本发明显示器件的各制造步骤。
图4是本发明薄膜晶体管的俯视图。
图5A-5D示出了本发明薄膜晶体管的各制造步骤。
图6A和6B示出了本发明薄膜晶体管的各制造步骤。
图7A和7B示出了本发明薄膜晶体管的各制造步骤。
图8A-8D示出了本发明薄膜晶体管的各制造步骤。
图9A-9D示出了本发明薄膜晶体管的各制造步骤。
图10示出了本发明显示器件的一个制造步骤。
图11A和11B示出了本发明显示器件的各制造步骤。
图12A-12C示出了本发明显示器件的各制造步骤。
图13A和13B示出了本发明薄膜晶体管的各制造步骤。
图14A和14B示出了本发明显示器件的各制造步骤。
图15A-15D示出了本发明薄膜晶体管的各制造步骤。
图16A-16F各示出了本发明显示器件的象素电路。
图17示出了本发明的一种液滴排放系统。
图18A和18B各示出了本发明的配备有电源电路的模块。
图19A和19B各示出了本发明的电视系统。
图20A-20C各示出了本发明的电子装置。
图21示出了本发明显示器件的制造步骤。
图22A-22C示出了本发明中驱动电路的安装步骤。
图23A-23E示出了根据本发明的有源元件(沟道保护型)的制造步骤。
图24A-24C示出了根据本发明的有源元件(沟道保护型)的制造步骤。
图25A-25D示出了根据本发明的有源元件(沟道刻蚀型)的制造步骤。
图26A-26D示出了根据本发明的有源元件(沟道保护型和沟道刻蚀型的组合)的制造步骤。
图27A和27B各示出了根据本发明的完成的液晶显示器件。
图28A和28B各示出了根据本发明的包括具有滤色器功能的层间绝缘膜的液晶显示器件的工艺。
图29A-29C各示出了根据本发明的包括具有滤色器功能的透明树脂的液晶显示器件的工艺。
图30A-30D解释了根据本发明的TFT与象素电极之间的连接方法。
图31A-31C解释了根据本发明的TFT与象素电极之间的连接方法。
图32A-32C解释了根据本发明的TFT与象素电极之间的连接方法。
图33A-33C示出了根据本发明的液晶显示器件的各制造步骤(驱动电路CMOS)。
图34A-34C示出了根据本发明的液晶显示器件的各制造步骤(驱动电路CMOS)。
图35A-35B示出了根据本发明的液晶显示器件的各制造步骤(驱动电路CMOS)。
图36A-36D示出了根据本发明的液晶显示器件的各制造步骤(激光掺杂)。
图37A-37C示出了根据本发明的液晶显示器件的各制造步骤(激光掺杂)。
图38A-38C解释了根据本发明的导电层的整平方法。
图39是本发明的象素区的俯视图。
图40A和40B各解释了本发明的液晶模块。
图41解释了本发明的液晶涂敷方法。
图42解释了本发明的液滴排放系统。
图43A和43B各解释了用连续排放和间歇排放的组合来排放材料的排放方法。
图44解释了根据本发明采用共轭喷嘴的排放方法。
图45解释了根据本发明的用来顺序排放不同材料的方法。
图46A和46B解释了一些实施方案,其中,在衬底平台被旋转之后,导电材料被喷射,以便形成根据本发明的导电膜。
图47A和47B解释了用连续排放与间歇排放的组合来喷射不同材料的方法。
图48A和48B解释了用连续排放与间歇排放的组合来喷射不同材料的方法。
图49A和49B各解释了本发明的导电颗粒的结构。
图50A和50B解释了根据本发明的液晶显示板驱动电路区的安装方法。
图51A和51B是俯视图,各示出了根据本发明的液晶显示板的保护电路区。
图52解释了根据本发明在液晶显示板中用TFT形成扫描线驱动电路的情况下的电路结构。
图53解释了根据本发明在液晶显示板中用TFT形成扫描线驱动电路的情况下的电路结构(移位寄存器电路)。
图54解释了根据本发明在液晶显示板中用TFT形成扫描线驱动电路的情况下的电路结构(缓冲器电路)。
图55是方框图,示出了一种根据本发明的液晶电视接收机的主要结构。
图56A和56B各示出了根据本发明用来形成钛膜或氧化钛膜的方法。
具体实施方式
下面参照附图来详细地描述本发明的各实施方案。注意,本技术领域的熟练人员可以容易地理解,本发明不局限于下列描述,可以在形式和细节方面作出各种改变而不偏离本发明的构思与范围。因此,本发明不应该被局限于下列各实施方案模式的描述。在用来解释各实施方案模式的各个附图中,相同的参考号被给予相同的组成部分,其描述不再重复。
TFT具有3个端子,亦即栅、源、以及漏;但源端子(源电极)和漏端子(漏电极)由于晶体管的结构而无法清晰地区分。因此,当描述各元件之间的连接时,源电极和漏电极之一被称为第一电极,而另一也被称为第二电极。
实施方案模式1
在本实施方案模式中,将描述用来形成薄膜晶体管的方法的例子。
首先,如图1A所示,制备了具有绝缘表面的衬底100。例如,诸如钡硼硅酸盐玻璃或铝硼硅酸盐玻璃之类的玻璃衬底;石英衬底;不锈钢衬底;体半导体膜等,可以被用于衬底100。而且,与其它材料组成的衬底相比,由诸如丙烯酸之类的柔性合成树脂或典型为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、以及聚醚砜(PES)的塑料所组成的衬底,通常具有低的抗热温度。但若能够承受制造工艺的加工温度,则能够使用这种衬底。确切地说,在制作包括不要求加热过程来晶化半导体膜的非晶半导体膜的薄膜晶体管的情况下,可以容易地使用由合成树脂组成的衬底。
为了改善平整性,优选预先用化学机械抛光(CMP)方法对衬底表面进行抛光。例如,其中由热分解氯化硅气体得到的雾化氧化硅颗粒被分散在KOH水溶液中的悬浮液,可以被用作CMP的抛光剂(悬浮液)。
基底膜被形成在衬底100上。此基底膜可以具有单层结构或叠层结构。为了防止包含在衬底100中的诸如Na之类的碱金属或碱土金属扩展在半导体膜中从而对半导体元件的特性产生不利影响而形成此基底膜。因此,可以利用能够抑制碱金属或碱土金属扩展进入到半导体膜中的诸如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化钛、或氮化钛之类的绝缘膜,来形成此基底膜。可以利用钛组成的导电膜等来形成此基底膜。在此情况下,利用制造步骤中的热处理等,对导电膜进行氧化。具体地说,基底膜的材料可以选自与栅电极材料具有高的粘合性的材料。例如,当Ag被用于栅电极时,优选形成氧化钛(TiOx)组成的基底膜。氧化钛具有基底膜功能和粘合性改善功能。3d过渡元素(Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、或Zn)或其氧化物、氮化物、氮氧化物,可以被用作基底膜的其它材料。
只要有可能防止杂质扩散进入到半导体膜中,就不必提供基底膜。如在本实施方案模式中那样,当半导体膜被形成在栅电极上,以栅绝缘膜插入其间时,由于栅绝缘膜能够防止杂质扩散进入到半导体膜中,故不需要基底膜。在采用诸如玻璃衬底或塑料衬底之类的包含一些碱金属或碱土金属的衬底的情况下,为了防止杂质扩展,提供基底膜是有效的。同时,当采用其中扩展的杂质不引起太多麻烦的石英衬底等时,不要求一定要提供基底膜。
随后,绝缘膜102被形成在基底膜上。有机材料或无机材料可以被用于绝缘膜材料。聚酰亚胺、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亚胺酰胺、苯并环丁烯、硅氧烷、聚硅氮烷、或抗蚀剂材料,可以被用作此有机材料。利用包含具有硅(Si)和氮(N)键的聚合物的液体材料作为起点,来形成聚硅氮烷。氧化硅或氮化硅可以被用作无机材料。可以用等离子体CVD、低压CVD、液滴排放方法、甩涂、或浸入涂敷,来形成此绝缘膜。在采用高粘度材料的情况下,优选采用液滴排放方法、甩涂、或浸入涂敷。
绝缘膜102具有能够被称为绝缘膜顶部表面基准上的凹陷的部分20(以下称为凹陷20)和能够被称为绝缘膜底部表面基准上的凸出的部分21(以下称为凸出21)。在形成绝缘膜之后,借助于形成所希望的掩模,并用干法刻蚀或湿法刻蚀方法形成孔(沟槽),能够形成此凹陷和凸出。或者,绝缘膜可以被形成在待要成为凸出21的部分内。孔被形成为具有5-100微米的宽度。确切地说,在形成仅仅用液滴排放方法难以形成较细的宽度为5-50微米的布线的情况下,使孔的宽度为5-50微米。然后,利用液滴排放方法,布线材料被滴落到孔中,致使能够形成较细的布线。因此,由于为了得到精细的布线,孔的宽度变得更细,达到5-50微米,故本发明是明显有优点的。
而且,孔被形成为具有凹陷与凸出之间的高度差,亦即1-10微米的深度。确切地说,在使孔深的情况下,可以形成诸如用来将信号从驱动电路输入到各个半导体元件或引线中的扫描线之类的布线。与仅仅用液滴排放方法形成的布线相比,当形成深度为1-10微米的孔,并用液滴排放方法在孔中形成布线时,能够形成厚度为1-10微米的布线,这可以防止布线电阻以及由布线电阻造成的热或信号延迟。
在本实施方案膜时中,利用干法刻蚀方法和形成有凹陷和凸出的绝缘膜,孔被形成在所希望的区域内。其中栅电极被形成的孔具有5-20微米的宽度、其中扫描线被形成的孔具有10-40微米的宽度、以及其中引出到外部端子的布线被形成的孔(未示出)具有20-100微米的宽度。在此情况下,栅电极的宽度是5-20微米。而且,孔被形成为具有1.5-2.5微米的深度。
在形成这种线宽为5-100微米的布线的情况下,液滴量被设定为0.1-40pl,且液滴被分别滴下多次,以便填充孔的深度。
如图1B所示,用作扫描线和栅电极的导电膜(各称为扫描线和栅电极)被形成在绝缘膜102的孔中。
导电膜可以具有单层结构或层叠结构。在采用层叠结构的情况下,例如用液滴排放方法来滴下用于下层第一导电层的包含Ag的液滴,并可以用液滴排放方法或溅射方法来涂敷用于上层第二导电层的Cu。利用诸如Cu之类的低电阻材料,能够降低布线电阻,并能够防止布线电阻造成的热或信号延迟。
电镀可以被用来形成具有叠层结构的栅电极。例如,可以在用液滴排放方法形成的第一导电膜周围,用电镀或无电镀方法来形成第二导电膜。具体地说,可以用电镀方法将Cu涂敷在用液滴排放方法涂敷的Ag周围。或者,可以在用液滴排放方法涂敷的Ag周围,用其中无需电流的无电镀方法来涂敷Cu。例如,如图49A和49B所示,其中Cu 1310被Ag 1311覆盖的颗粒(图49A)可以具有这样一种结构,其中,由Ni或NiB组成的缓冲层1312被形成在Cu 1310与Ag 1311之间(图49B)。由于在Ag周围形成了诸如Cu的低电阻材料,故可以降低布线电阻,并能够防止布线电阻造成的热或信号延迟。
在此情况下,借助于将衬底浸入在其中溶解了金属的溶液中,可以执行电镀。而且,在使用大的玻璃母衬底的情况下,可以借助于使其中溶解了金属的溶液在衬底上流动,来执行电镀。这样,电镀装置就不必很大。
具体地说,用液滴排放方法来形成包含Ag的组分。在此情况下,当线宽比较细,达到几微米到几十微米时,在形成诸如栅布线之类的厚布线的情况下,要求重复地喷射组分。在形成Ag之后,借助于将其中形成Ag的衬底浸入在包含Cu的电镀液中,或借助于使电镀液直接在衬底上流动,可以使线宽更粗。确切地说,组分在用喷射方法形成之后具有许多不规则性,致使组分能够被容易地电镀。此外,由于Ag是昂贵的,故镀Cu导致成本降低。注意,用于由根据本实施方案模式的方法形成布线的导电材料不局限于上述的种类。
在Cu电镀之后,由于导电膜的表面具有许多不规则性,故希望借助于提供NiB的缓冲层等来使表面平滑,然后再形成绝缘膜等。
当如上所述采用层状结构时,在形成较薄的第一导电膜的情况下,能够利用第二导电膜降低布线电阻,这是优选的。而且,在形成高度可扩散的导体的情况下,优选形成阻挡膜来覆盖Cu,从而防止扩散。
在本实施方案模式中,利用液滴排放方法,包含了其中扫描线和栅电极的材料被混合到溶液中的导体的液滴,从喷嘴104被滴下,从而形成扫描线103a和栅电极103b。注意,在本实施方案模式中,喷嘴相对于半导体膜等的尺寸是示意性的,可能不同于实际情况。在图1中,扫描线和栅电极的侧面可能成锥形。在此情况下,绝缘膜中孔的侧面可以被形成为锥状。
随后,其中待要成为扫描线和栅电极材料的Ag2O颗粒被弥散在溶剂十四烷中的液滴,被滴下。Ag2O是一种绝缘体;但借助于烘焙而还原成导体Ag。
可以根据导体的体积亦即绝缘膜凹陷的体积以及诸如粘度之类的液滴材料的特性,来设定各个喷嘴104的直径以及液滴量。
在要求清除液滴中的溶剂的情况下,具体地说在200-300℃的温度下进行热处理来烘焙或干燥。优选在含氧的气氛中进行热处理。在此情况下,加热温度被设定成不在栅电极表面上产生不规则性。确切地说,当包含银(Ag)的液滴如在本实施方案模式中这样被用于液滴时,优选在包含氧和氮的气氛中进行热处理。例如,氧的分量比率被设定为10-25%。诸如包含在液滴溶剂中的粘合剂的热固化树脂之类的有机材料,相应地被分解;于是,能够得到不包含有机材料的银(Ag)。结果,能够改善栅电极表面的平整性,并能够降低电阻率数值。
栅电极可以由选自钽、钨、钛、钼、铝、铜(Cu)的元素、或除银(Ag)之外主要包含这些元素的合金材料或化合物材料组成。可以用溅射或等离子体CVD方法代替液滴排放方法,来形成导电膜。以掺有诸如磷的杂质元素的多晶硅膜为典型的半导体膜或AgPdCu合金,可以被用作由溅射或等离子体CVD方法形成的导电膜。
此处,绝缘膜和导电膜的凸出高度优选被调整。换言之,绝缘膜和导电膜的表面优选被整平。因此,当导体的高度高于绝缘膜凸出的高度时,优选可以进行整平。可以进行表面抛光,以便用CMP来得到平整性。或者,可以用回刻蚀来刻蚀导电膜的表面以整平。
或者,可以在热处理之前用喷气装置来整平导电膜。例如,通常用来清除表面杂质等的气刀可以被用作喷气装置。大气空气、氧或氮可用作气体。因此,即使导电膜表面上的微小不规则性也能够被整平。然后执行热处理。
而且,可以借助于在热处理导电膜之前施加压力来整平导电膜。例如,热板被置于衬底上,并应用热压原理加压。
同时,当导电膜的高度由于热处理使导电膜体积减小而低于绝缘膜凸出的高度时,可以再次滴下液滴。
可以用液滴排放方法来形成绝缘膜102、扫描线103a、以及栅电极103b。采用液滴排放方法的详细制造工艺被示于下面的实施方案模式中。
如图1C所示,用作覆盖栅电极的栅绝缘膜106的绝缘膜被形成。
栅绝缘膜可以具有层叠结构或单层结构。栅绝缘膜可以采用诸如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅之类的无机材料绝缘体;或诸如聚硅氮烷或聚乙烯醇之类的有机材料绝缘体。
如在本实施方案模式中那样,当栅电极由银(Ag)组成时,氮化硅膜优选被用于作为栅绝缘膜与Ag相接触的绝缘膜。这是因为在采用包含氧的绝缘膜的情况下,由于与银(Ag)的反应而形成氧化银而存在着栅电极表面变粗糙的危险。
可以用等离子体CVD、低压CVD、液滴排放方法、甩涂、或浸入涂敷,来形成栅绝缘膜。在采用高粘度材料的情况下,优选采用液滴排放方法、甩涂、或浸入涂敷。
此处,用整平方法来调整绝缘膜102的表面以及扫描线103a和栅电极103b的表面;从而能够形成没有不连续性的栅绝缘膜。特别是在用甩涂或浸入涂敷方法形成栅绝缘膜的情况下,本实施方案模式由于表面被整平而是优选的。
如图1D所示,半导体膜108被形成在栅绝缘膜上。可以用等离子体CVD、溅射、液滴排放方法等来形成此半导体膜。半导体膜的厚度优选可以是25-200nm(优选为30-60nm)。可以用硅锗代替硅用于半导体膜材料。在采用硅锗的情况下,锗的浓度应该约为0.01-4.5原子百分比。
半导体膜可以具有非晶半导体、其中非晶态和结晶态被混合的半非晶半导体(SAS)、其中在非晶半导体中可见到0.5-20nm的晶粒的微晶半导体、有机半导体、或结晶半导体。其中可见到0.5-20nm的晶粒的微结晶状态被称为微晶(μc)。
SAS具有非晶结构与结晶结构(包括单晶结构和多晶结构)之间的结构,半非晶半导体具有相对于自由能稳定的第三态,且包括具有短程有序和晶格畸变的结晶区。尺寸为0.5-20.0nm的晶粒被包含在至少部分半非晶半导体膜中,且在拉曼谱中,硅的特征峰向波数520cm-1的低侧偏移,并在x衍射中观察到来自硅晶格的(111)和(220)衍射峰。而且,半非晶半导体膜包含至少1%原子百分比的氢或卤素作为悬挂键的终止端。
可以用硅化物气体的辉光放电分解方法来获得SAS。SiH4被列为典型的硅化物气体,此外,也可以采用Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等。利用氢、或氢与选自氦、氩、氪、氖的一种或多种稀有气体所稀释的硅化物气体,能够容易地形成SAS。硅化物气体优选被稀释成稀释比率为10-1000倍。也可以用以氦气稀释它们的方法,用Si2H6和GeF4来形成SAS。用辉光放电分解方法的膜的反应形成优选在低压下进行,且压力可以约为0.1Pa-133Pa。辉光放电的功率可以是1-120MHz,优选为13-60MHz的高频功率。衬底加热温度优选为300℃或以下,更优选的是推荐100-250℃的衬底加热温度。
可以借助于用加热或激光辐照对非晶半导体膜进行晶化,来形成结晶的半导体膜。或者,结晶的半导体膜可以自行被形成。在此情况下,利用热或等离子体,用诸如GeF4或F2之类的氟基气体以及诸如SiH4或Si2H6之类的硅烷基气体,结晶的半导体膜能够自行形成。
在本实施方案模式中,用等离子体CVD方法,包含硅作为主要成分的非晶半导体膜(非晶硅膜)被形成作为半导体膜108。
接着,具有一种导电类型的半导体膜被形成。由于半导体膜与电极之间的接触电阻被降低,且半导体膜可以按需要被形成,故优选提供具有一种导电类型的半导体膜。可以用等离子体CVD、溅射、液滴排放方法等来形成具有一种导电类型的半导体膜。在本实施方案模式中,用等离子体CVD方法形成了具有n型导电性的n型半导体膜107。
在如上所述用等离子体CVD形成半导体膜108和n型半导体膜107的情况下,可以连续形成半导体膜、n型半导体膜、以及栅绝缘膜。具体地说,借助于改变进入到等离子体CVD系统中处理工作室内的材料气体供应,各个膜能够被连续形成而不被暴露于大气。因此,能够保护半导体膜、n型半导体膜、以及栅绝缘膜的各个表面免受杂质影响。
随后,虽然未示出,但利用掩模,半导体膜108、n型半导体膜107、以及栅绝缘膜106被图形化成所希望的形状。掩模被形成在所需的地方,并利用此掩模,用干法刻蚀或湿法刻蚀方法来进行图形化。可以用液滴排放方法或光刻方法来形成此掩模。为了改善材料使用效率和降低成本和废液量,优选用液滴排放方法来形成掩模。而且,在用液滴排放方法形成掩模的情况下,光刻工艺能够被简化。例如,光掩模形成和曝光的步骤是多余的,故能够降低设备成本和缩短制造时间。
无机材料(诸如氧化硅、氮化硅、或氮氧化硅)以及光敏或非光敏的有机材料(诸如聚酰亚胺、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亚胺酰胺、聚乙烯醇、苯并环丁烯、或抗蚀剂材料),可以被用作掩模材料。例如,在用聚酰亚胺的液滴排放方法形成掩模的情况下;优选可以用液滴排放方法将聚酰亚胺涂敷到所希望的部分,然后可以在150-300℃下热处理烘焙。
在图形化之后,进行等离子体处理,以便清除掩模。注意,掩模可能不必清除,致使此掩模可以用作绝缘膜。
借助于如上所述同时被图形化,半导体膜108、n型半导体膜107、以及栅绝缘膜106的各自末端被彼此对准。换言之,半导体膜108、n型半导体膜107、以及栅绝缘膜106的各自末端被提供成不相对凸出。
如图2A所示,用作信号线和电源线109a以及源电极和漏电极109b的导电膜被形成。信号线和电源线109a以及源电极和漏电极109b各被形成为具有5-100微米的线宽。导电膜可以具有单层结构或层叠结构。有关栅电极的描述可以参考层叠结构。
包含金、银、铜、铝、钛、钼、钨、或硅的元素的膜,或包含上述元素的合金膜,可以被用于导电膜。可以用液滴排放方法形成导电膜。
可以由选自钽、钨、钛、钼、铝、铜(Cu)的元素,或主要包含银(Ag)之外的这些元素的合金材料或化合物材料,来组成导电膜。可以用溅射或等离子体CVD方法代替液滴排放方法来形成导电膜。以掺有诸如磷的杂质元素的多晶硅膜为典型的半导体膜或AgPdCu合金,可以被用作由溅射或等离子体CVD方法形成的导电膜。
在本实施方案模式中,用使用包含银(Ag)的液滴的液滴排放方法来形成导电膜。具体地说,如图1B所示的栅电极那样,信号线、电源线、源电极和漏电极可以由来自喷嘴104的材料形成。此处,源电极和漏电极被形成为具有10-40微米的线宽;信号线或电源线被形成为具有5-40微米的线宽;且用来引出到外部端子的布线被形成为具有5-100微米的线宽。在这样用液滴排放方法来形成线宽为5-100微米的布线的情况下,液滴量将是0.1-40pl。可以用送到喷嘴的控制信号(例如施加脉冲电压)来控制液滴量。例如,在线宽为5微米的情况下,来自喷嘴104的液滴量可以被调整为0.1pl。注意,甚至可以借助于控制液滴与待要提供布线的表面的接触角来控制布线宽度。
在本实施方案模式中,即使在形成信号线、电源线、源电极、以及漏电极的情况下,孔也可以被形成在绝缘膜中,且正如栅电极等那样,信号线、电源线、源电极、以及漏电极可以被形成在孔中。
此处,扫描线103a被形成在信号线和电源线109a下方,在直接形成信号线和电源线109a的过程中,可能出现短路。因此,绝缘膜112被形成在信号线和电源线109a与扫描线的交叉处,以便防止短路。绝缘膜可以以与上述绝缘膜102相似的方式被形成。在本实施方案模式中,借助于用液滴排放方法滴下聚酰亚胺来形成绝缘膜。
若要求清除液滴中的溶剂,则进行热处理来烘焙或干燥。
而且,可以进行疏液性处理,以便改善信号线、电源线、以及源电极和漏电极所在表面的疏液性。例如,氟基硅烷耦合剂等可以被用于疏液性处理。作为另一例子,可以执行采用CHF3和O2等的等离子体处理。
随后,利用源电极和漏电极作为掩模,具有n型导电性的n型半导体膜107被刻蚀。这防止了n型导电膜与源电极和漏电极短路。在此情况下,半导体膜108可能在某种程度上被刻蚀。
如上所述,完成了直到其中已经各提供了源电极和漏电极的薄膜晶体管110和111。此处,在薄膜晶体管110和111中,薄膜晶体管110的源或漏电极109b和薄膜晶体管111的栅电极被直接连接而不用连接布线。
根据本实施方案模式的薄膜晶体管是称为底栅薄膜晶体管的薄膜晶体管,其栅电极被提供在半导体膜下方。具体地说,此薄膜晶体管被称为沟道刻蚀型,其中,半导体膜在某种程度上被刻蚀。
于是,用液滴排放方法,导电膜等被形成在绝缘膜的孔中,以便得到平整性。结果,能够避免形成来覆盖导电膜和绝缘膜的薄膜的不连续。而且,借助于控制孔的宽度,能够使布线更细。而且,借助于控制布线的深度,能够使布线更厚。
至于本实施方案模式所示的薄膜晶体管,至少导电膜或导电膜之外的掩模用液滴排放方法来形成。因此,只要液滴排放方法被用于形成导电膜或导电膜之外的掩模的步骤中,其它的导电膜就可以用液滴排放方法之外的方法来形成。当液滴排放方法被用于一个步骤时,材料的使用效率被改善,从而能够达到成本和要处理的废液量的降低。特别是当用液滴排放方法来形成掩模时,与光刻相比能够简化工艺。因此,能够降低诸如设备成本和制造时间之类的成本。
实施方案模式2
在本实施方案中,将描述例如上述薄膜晶体管被用于显示器件和发光器件的象素区的情况。
薄膜晶体管110起开关的作用,且薄膜晶体管起驱动器的作用,用来控制电致发光层的发光强度。用作开关的薄膜晶体管(开关TFT)的源电极或漏电极被连接到用作驱动器的薄膜晶体管(驱动TFT)的栅电极。
根据本实施方案模式的薄膜晶体管是沟道刻蚀型的。安置有多个这种薄膜晶体管的衬底被称为TFT衬底。
如图2B所示,用作层间绝缘膜113的绝缘膜、辅助布线、以及用作连接布线的导电膜114被形成。用作辅助布线的导电膜被形成在信号线、电源线、以及源电极或漏电极上。结果可以降低布线电阻,并能够防止布线电阻造成的发热或信号延迟。确切地说,随着信号线、电源线、以及源电极或漏电极被做得更细,布线电阻等的问题变得明显。因此,优选提供辅助布线。连接布线在薄膜晶体管111的源电极或漏电极与象素电极之间建立了连接。特别是由于表面被层间绝缘膜113整平了,故能够防止象素电极的不连续。因此,能够将均匀的电压施加到电致发光层。
层间绝缘膜113可以由相似于绝缘膜102的材料形成。导电膜114可以由相似于扫描线和栅电极的材料形成。而且,层间绝缘膜113和导电膜114可以以相似于扫描线和栅电极的方式来形成。例如,在形成层间绝缘膜之后,形成所需的掩模,并用干法刻蚀或湿法刻蚀形成孔(沟槽);于是,能够在导电膜114的孔中形成导电膜。
可以用液滴排放方法来形成层间绝缘膜113和导电膜114。例如,导电膜114被形成为柱形,然后就可以用液滴排放方法来形成层间绝缘膜113。或者,可以用甩涂等来形成层间绝缘膜。采用液滴排放方法情况下的后续步骤将被详细地示于下面的实施方案模式中。
如图3A所示,象素电极115被形成,以便连接到薄膜晶体管111的源电极或漏电极。
象素电极由透光或不透光的材料形成。例如,在使用透光材料的情况下,可以使用ITO等,而在使用不透光材料的情况下,可以使用金属膜。ITO(氧化铟锡)、其中2-20%的氧化锌(ZnO)被混合到氧化铟中的IZO(氧化铟锌)、其中2-20%的氧化硅(SiO2)被混合到氧化铟中的ITSO、有机铟、有机锡等,可以被用于透光材料。选自钽、钨、钛、钼、铝和铜的元素、或除银(Ag)之外主要包含这些元素的合金材料或化合物材料,可以被用作不透光材料。在本实施方案模式中,象素电极由ITSO形成。
可以用溅射或液滴排放方法来形成象素电极。在采用溅射的情况下,可以用金属掩模来选择性地形成象素电极。同时,在液滴排放方法的情况下,借助于设定形成图形的区域,可以选择性地形成象素电极。因此不需要金属掩模。
安装有至此这样形成的象素电极的TFT衬底被称为模块TFT衬底。
在本实施方案模式中,来描述其中象素电极115被形成在层间绝缘膜113上的结构。但也可以采用其它结构。例如可以采用没有层间绝缘膜的结构。具体地说,在形成薄膜晶体管110和111之后,象素电极可以被形成在薄膜晶体管111的源电极或漏电极上。或者,可以在象素电极形成在绝缘膜102上之后来形成薄膜晶体管110和111。这种其中不形成层间绝缘膜的结构能够提供更薄的半导体元件。而且能够降低层间绝缘膜造成的出错过程和误操作。
图4示出了其中直至形成象素电极的结构的俯视图。图1-3中的剖面图对应于图4中A-B剖面。扫描线103a和栅电极被形成在其中提供绝缘膜102的层中。扫描线103a优选被形成为线宽W1大于开关TFT栅电极的线宽W2。当栅电极的线宽W2为5-20微米时,扫描线的线宽W1为W2是二倍,约为10-40微米。因此,改变喷嘴的直径或脉冲波形是优选的。而且,在以一定脉冲波形采用一个喷嘴的情况下,可以执行多次涂敷,从而使扫描线的线宽W1更大。
半导体膜等在其间配备有栅绝缘膜。绝缘膜112被提供在扫描线、信号线、以及电源线109a的交叉处。源电极和漏电极以及信号线和电源线被提供在同一个层中。源电极和漏电极被提供来覆盖半导体膜。源电极和漏电极的末端被提供成与栅电极的末端重叠。于是就完成了各具有栅电极、半导体膜、以及源电极和漏电极的薄膜晶体管110和111亦即开关TFT 110和驱动TFT 111。象素电极115被提供成连接到薄膜晶体管111的源电极。于是,光就从提供在象素电极上的电致发光层被发射。
在本实施方案模式中,由于驱动TFT具有非晶半导体膜,故驱动TFT优选被设计成具有更大的沟道宽度(W3)。
在这种象素结构中,视频信号从信号线被输入,且电流通过薄膜晶体管110和111被馈送到电致发光层。此电致发光层以根据此电流的亮度发光。
在图4中,不提供用来储存视频信号的电容器;但可以用薄膜晶体管的栅电容来代替。确切地说,薄膜晶体管被形成为具有非晶半导体,于是,薄膜晶体管的栅电容能够用作电容器。
由于驱动TFT是一种电流驱动元件,故特性的变化,特别是象素中TFT的Vth特性的变化比较小,可以进行模拟驱动。在本实施方案模式中,具有非晶半导体膜的TFT的特性变化比较小;因此,优选采用模拟驱动。即使在数字驱动的情况下,当驱动TFT工作于饱和区(其中满足|Vgs-Vth|<|Vds|)时,也能够将数值稳定的电流馈送到发光元件。
如图3B所示,用作隔板或堤坝的绝缘膜118被形成来覆盖象素电极115的末端。无机材料(诸如氧化硅、氮化硅、或氮氧化硅)以及光敏或非光敏的有机材料(诸如聚酰亚胺、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亚胺酰胺、苯并环丁烯、或抗蚀剂材料)、硅氧烷、聚硅氮烷、或它们的层叠结构,可以被用于绝缘膜118。正性光敏有机树脂或负性光敏有机树脂,可以被用作此有机材料。例如,在用正性光敏丙烯酸作为有机材料的情况下,借助于用曝光刻蚀光敏有机树脂,形成了上端部中具有曲率的孔。这能够避免稍后要形成的电致发光层等的不连续。
在形成绝缘膜118之后,优选在大气压或减压下执行热处理。可以在100-450℃的温度下,优选在250-350℃下来执行热处理。因此,能够清除吸收在绝缘膜118内部或表面上的潮气。
在ITSO用于象素电极的情况下,优选在层间绝缘膜上形成氮化硅膜(未示出)之后来形成象素电极115。此处,ITSO被涂敷成与氮化硅膜相接触。利用ITSO和氮化硅膜来提高从电致发光层发射的光量。
电致发光层119被形成在绝缘膜118的孔中。在对绝缘膜118进行热处理之后,优选用真空淀积或用液滴排放方法来形成此电致发光层。对绝缘膜进行热处理到形成电致发光层的各步骤,优选在不暴露于大气的情况下执行。而且,优选在减压下来执行这些步骤。特别是在用液滴排放方法形成电致发光层的情况下,在形成电致发光层之前,可以用等离子体来处理绝缘膜118,特别是绝缘膜的孔。由于这一等离子体处理,就可以控制疏液性或亲液性;于是,借助于选择溶剂就能够首先在绝缘膜的孔中形成电致发光层。
有机材料(包括低分子材料和高分子材料)或有机材料和无机材料的复合材料,可以被用作电致发光层的材料。可以用喷墨、涂敷、或淀积方法来形成电致发光层。优选可以用喷墨或涂敷方法来涂敷高分子材料。优选可以用淀积特别是真空淀积方法来涂敷低分子材料。在本实施方案模式中,利用真空淀积方法,低分子材料被用来形成电致发光层。
单重激发态和三重激发态可以被用于形成在电致发光层中的一种分子激子。基态通常是一种单重激发态,且来自单重激发态的发光被称为荧光。来自三重激发态的发光被称为磷光。来自电致发光层的发光包括此二种激发态的发光。而且,荧光和磷光可以组合,并可以根据RGB各自的发光性质(诸如发光亮度或寿命)来选择其中一种。
通常,借助于从象素电极115侧顺序层叠HIL(空穴注入层)、HTL(空穴输运层)、EML(发光层)、ETL(电子输运层)、EIL(电子注入层),来形成电致发光层。注意,电致发光层可以采用单层结构或不同于层叠结构的组合结构。
具体地说,分别采用CuPc或PEDOT作为HIL,α-NPD作为HTL,BCP或Alq3作为ETL,以及BCP:Li或CaF2作为EIL。例如,掺有对应于RGB各自光发射的掺杂剂(DCM等用于R,DMQD等用于G)的Alq3可以被用于EML。
注意,电致发光层不局限于上述材料。例如,借助于协同蒸发诸如氧化钼(MoOx,x=2-3)的氧化物和α-NPD或红荧烯来代替使用CuPc或PEDOT,能够提高空穴注入特性。或者,苯并噁唑(BzOs)可以被用于电子注入层。
在本实施方案模式中,用使用气相淀积掩模之类的气相淀积方法,来选择性地形成电致发光层119的各个红色(R)、绿色(G)、以及蓝色(B)的发光材料。在执行喷墨的情况下,能够涂敷红色(R)、绿色(G)、以及蓝色(B)的发光材料,而无需使用掩模。
在形成各个RGB的电致发光层的情况下,能够利用滤色器来执行高分辨率显示。这是因为能够用滤色器来将各个RGB发光谱中的宽峰修正为尖锐的峰。
上面描述了形成各个RGB电致发光层的情况;但也可以形成单色发光的电致发光层。在此情况下,滤色器或颜色转换层被组合到全色显示器。例如,当发射白色光或橙色光的电致发光层被形成时,可以提供滤色器或与颜色转换层组合的滤色器,以便得到全色显示。滤色器或颜色转换层可以被提供在例如第二衬底(密封衬底)上,并被固定到衬底。滤色器和颜色转换层都可以用喷墨方法来形成。
借助于形成单色发光的EL层,可以执行单色发光显示。例如,利用单色发光,可以形成面彩色显示。无源矩阵结构适合于面彩色型,主要能够显示字符。
如图3B所示,发光元件的第二电极120然后被形成,以便覆盖电致发光层119和绝缘膜118。
必须根据功函数来选择象素电极(也称为第一电极)115和第二电极120的材料。依赖于象素结构,第一电极和第二电极可以是阳极或阴极。在本实施方案模式中,由于薄膜晶体管111的极性是n沟道型,故优选第一电极是阴极,而第二电极阳极。相反,当薄膜晶体管111的极性是p沟道型时,优选第一电极是阳极,而第二电极阴极。
以下来描述用于阳极和阴极的电极材料。
优选用功函数大(功函数为4.0eV或以上)的金属、合金、导电化合物、它们的混合物之类作为阳极所用的材料。ITO、其中2-20%的氧化锌(ZnO)被混合到氧化铟中的IZO(氧化铟锌)、ITSO、金、铂、镍、钨、铬、钼、铁、钴、铜、钯、或金属材料的氮化物(诸如氮化钛),可以被列举为具体的材料。
同时,优选用功函数小(功函数为3.8eV或以下)的金属、合金、导电化合物、它们的混合物之类作为阴极所用的材料。属于周期表1或2族的元素,亦即诸如锂或铯之类的碱金属;镁、钙、或锶、包括它们的合金(Mg:Ag或Al:Li)或化合物(LiF、CsF、或CaF2)、或包括稀土金属的过渡金属,可以被列举为具体的材料。
在本实施方案模式中,在要求阴极透光的情况下,借助于极薄地形成这种金属或包括这种金属的合金,以及借助于在其上层叠ITO、IZO、ITSO、或透明导电膜(包括合金),可以形成此阴极。
可以利用透光或不透光的阳极材料或阴极材料作为第一电极或第二电极,来选择从电致发光层发射的光的方向。例如,在用透光材料形成第一电极和第二电极的情况下,能够执行双发射显示,其中,来自电致发光层的光被发射到衬底170侧以及密封衬底171侧。在此情况下,利用高度反射的导电膜作为提供在不是光发射方向侧上的不透光电极,光能够得到有效的利用。
可以用气相淀积、溅射、液滴排放方法之类来形成第一电极和第二电极。
在用溅射方法,用ITO或ITSO或者它们的叠层来形成第二电极的情况下,电致发光层可能由于溅射而受到损伤。为了减小溅射造成的损伤,诸如氧化钼(MoOx,x=2-3)之类的氧化物优选被形成在电致发光层的顶部表面上。因此,诸如氧化钼(MoOx,x=2-3)或氧化钛(TiOx)的用作HIL之类的氧化物被形成在电致发光层的顶部表面上。EIL(电子注入层)、ETL(电子输运层)、EML(发光层)、HTL(空穴输运层)、HIL(空穴注入层)、以及第二电极,可以从第一电极侧按此顺序被优选层叠。换言之,可以形成包括有机材料和无机材料二者的电致发光层。
在本实施方案模式中,由于薄膜晶体管111的导电类型是n沟道型,考虑到电子的运动方向,故优选采用第一电极亦即阴极、EIL(电子注入层)、ETL(电子输运层)、EML(发光层)、HTL(空穴输运层)、HIL(空穴注入层)、以及第二电极亦即阳极的结构。
在本实施方案模式中,由于层间绝缘膜而得到了高的平整性,从而能够有利地将均匀的电压施加到电致发光层。
然后,可以用溅射或CVD方法来形成包含氮的绝缘膜、包含氮的碳膜(CNx)、DLC膜等,作为第二电极上的保护膜。特别是当NITO被用于第二电极时,可以优选形成氮化硅膜,并用作保护膜。而且,由诸如苯乙烯聚合物之类的有机材料组成的保护膜可以被形成在包含上述无机材料的膜上。于是能够防止氧和潮气进入。
于是,用液滴排放方法在绝缘膜的孔中形成了导电膜等来得到平整性。结果,能够避免形成来覆盖导电膜和绝缘膜的薄膜的不连续。而且,借助于控制孔的宽度,能够将布线做得更细。而且,借助于控制布线的深度,能够将布线做得更厚。
至于本实施方案模式所示显示器件象素区的薄膜晶体管,至少导电膜或导电膜之外的掩模用液滴排放方法来形成。因此,只要液滴排放方法被用于形成导电膜或导电膜之外的掩模的步骤中,其它的导电膜或掩模就可以用液滴排放方法之外的方法来形成。当液滴排放方法被用于一个步骤时,材料的使用效率被改善,从而能够达到成本和要处理的废液量的降低。特别是当用液滴排放方法来形成掩模时,与光刻相比能够简化工艺。因此,能够降低诸如设备成本和制造时间之类的成本。
实施方案模式3
在本实施方案模式中,将描述用不同于上述实施方案模式的方法来形成薄膜晶体管的例子。具体地说,绝缘膜被形成在此处是沟道区的半导体区上。薄膜晶体管的其它结构相似于上述实施方案模式;其描述因而从略。
如图10所示,如在上述实施方案模式中那样,基底膜101被形成;绝缘膜102、扫描线103a、以及栅电极被形成在衬底100上;且栅绝缘膜被形成为覆盖绝缘膜、扫描线、以及栅电极。然后,半导体膜被形成在栅绝缘膜上。此时,绝缘膜102、扫描线103a、以及栅电极103b的表面被调整和整平;于是能够形成没有不连续的栅绝缘膜。
随后,用作保护膜的绝缘膜140被形成在要成为沟道区的半导体膜上。绝缘膜140可以采用由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅之类组成的绝缘膜。可以用液滴排放方法、等离子体CVD、溅射之类的方法来形成绝缘膜140。在用等离子体CVD之类的方法在整个表面上形成绝缘膜的情况下,用光刻方法将绝缘膜图形化成所希望的形状。例如,涂敷诸如抗蚀剂之类的掩模材料;借助于用栅电极作为掩模而从背面曝光,抗蚀剂掩模被形成为所希望的形状;以及在光刻工艺中利用抗蚀剂掩模能够对绝缘膜进行图形化。于是,在用等离子体CVD形成绝缘膜140的情况下,能够相继形成半导体膜、用作保护膜的绝缘膜以及还有栅绝缘膜。
由于材料使用效率得到改善,并能够达到成本和要处理的废液量的降低,故优选用液滴排放方法来形成绝缘膜140。而且,在用液滴排放方法形成绝缘膜的情况下,能够省略光刻工艺。于是,由于不需要光掩模,故能够降低诸如设备成本之类的成本。而且,由于能够省略光刻步骤,故能够缩短制造时间。因此,在本实施方案模式中,用液滴排放方法,由聚酰亚胺、聚乙烯醇之类来形成栅绝缘膜140。
然后,具有一种导电类型的半导体膜被形成在半导体膜上。如在上述实施方案模式中那样,n型半导体膜具有n型导电类型。
如在上述实施方案模式中那样,信号线和电源线109a被形成在其中提供源电极和漏电极的层中。绝缘膜112被形成在信号线和电源线109a与扫描线的交叉处,以便防止短路。可以以相似于上述绝缘膜102的方式来形成绝缘膜。在本实施方案模式中,用液滴排放方法,借助于滴下聚酰亚胺来形成绝缘膜。
随后,利用源和漏电极作为掩模,具有n型导电性的n型半导体膜被刻蚀。这防止了n型半导体膜与源电极和漏电极短路。此时,利用绝缘膜140,防止了半导体膜被刻蚀。
于是,完成了薄膜晶体管110和111,在这些薄膜晶体管中已经提供了直至源电极和漏电极。此处,在薄膜晶体管110和111中,薄膜晶体管110的源或漏电极109b以及薄膜晶体管111的栅电极被直接彼此连接,而无须如上述实施方案模式那样使用连接布线。特别是在形成显示器件象素区中的薄膜晶体管的情况下,薄膜晶体管110用作开关,而薄膜晶体管111用作驱动器来控制电致发光层的发光强度。
本实施方案模式中的薄膜晶体管是一种称为底栅薄膜晶体管的薄膜晶体管,其栅被提供在半导体膜下方。具体地说,此薄膜晶体管被称为沟道保护型,其中,沟道保护膜被提供在半导体膜上。配备有多个这种薄膜晶体管的衬底被称为TFT衬底。
然后,如在上述实施方案模式中那样,层间绝缘膜113、导电膜114、以及象素电极115被形成。于是就完成了一种其中已经形成了象素电极的模块TFT衬底。
接着,如上述实施方案模式那样,树脂141被形成来覆盖象素电极的末端。树脂141被形成作为黑色基质,因此,此树脂由例如包含铬的黑色树脂来组成。可以用光刻方法来图形化和形成树脂141,或用液滴排放方法来形成。在本实施方案模式中,借助于用液滴排放方法喷射包含混合树脂材料的材料,来形成树脂141。此处,可以用象素电极的外围作为记号来形成此树脂。
随后,用作堤坝或隔板的绝缘膜118被形成在树脂141上。关于绝缘膜118的材料和制造步骤,可以参考上述实施方案模式。在用液滴排放方法形成绝缘膜118的情况下,可以用树脂141作为记号来形成此绝缘膜。
接着,如在上述实施方案模式中那样,电致发光层119和第二电极120被形成。
在树脂141被形成得足够高以便用作堤坝或隔板的情况下,不一定需要绝缘膜118。
可以采用上述实施方案模式所示的沟道刻蚀薄膜晶体管来代替沟道保护薄膜晶体管。可以形成绝缘膜118、电致发光层119、以及第二电极120,而无须如上述实施方案模式中那样形成树脂141。因此,本实施方案模式能够与上述其它实施方案模式自由地组合。
于是,用液滴排放方法在绝缘膜的孔中形成了导电膜等以便得到平整性。结果,能够避免形成来覆盖导电膜和绝缘膜的薄膜的不连续。而且,借助于控制孔的宽度,能够使布线更细。而且,借助于控制布线的深度,能够使布线更厚。
至于本实施方案模式所示的薄膜晶体管,至少导电膜或导电膜之外的掩模用液滴排放方法来形成。因此,只要液滴排放方法被用于形成导电膜或导电膜之外的掩模的步骤中,其它的导电膜就可以用液滴排放方法之外的方法来形成。当液滴排放方法被用于一个步骤时,材料的使用效率被改善,从而可以达到成本和要处理的废液量的降低。特别是当用液滴排放方法来形成掩模时,与光刻相比能够简化工艺。因此,能够降低诸如设备成本和制造时间之类的成本。
实施方案模式4
在本实施方案模式中,将描述用不同于上述实施方案模式的方法来形成薄膜晶体管的例子。具体地说,此处薄膜晶体管被形成,而不同时图形化半导体膜和栅绝缘膜。薄膜晶体管的其它结构和制造步骤相似于上述实施方案模式;其描述将从略。
如图11A所示,基底膜101被形成在衬底100上;绝缘膜102和扫描线103a以及栅电极被形成;如在上述实施方案模式中那样,栅绝缘膜被形成来覆盖绝缘膜以及扫描线和栅电极。此时,绝缘膜102、扫描线103a、以及栅电极103b的表面被调整和整平;于是能够形成没有不连续的栅绝缘膜。半导体膜和n型半导体膜被形成在栅绝缘膜上。半导体膜和n型半导体膜然后被图形化成所希望的形状。此处执行图形化而不刻蚀栅绝缘膜。
信号线和电源线109a以及源电极和漏电极被形成在一个层中。在本实施方案模式中,与上述实施方案模式不同,栅绝缘膜不与半导体膜和n型半导体膜同时被刻蚀。因此,栅绝缘膜被形成在扫描线与信号线或电源线的交叉处。因此不一定需要绝缘膜112。
然后,用源电极和漏电极作为掩模,n型半导体膜被刻蚀。n型半导体膜被刻蚀,以便源电极和漏电极不短路。此时,半导体膜108偶然在某种程度上被刻蚀。
如上所述,就完成了薄膜晶体管110和111,在这些薄膜晶体管中已经提供了直至源电极和漏电极。特别是在形成显示器件象素区中的薄膜晶体管的情况下,薄膜晶体管110用作开关,而薄膜晶体管111用作驱动器来控制电致发光层的发光强度。
如上所述就完成了一种薄膜晶体管,其中已经提供了源电极和漏电极。本实施方案模式中的薄膜晶体管是一种称为底栅薄膜晶体管的薄膜晶体管,其栅被提供在半导体膜下方。具体地说,此薄膜晶体管被称为沟道刻蚀型,其中,半导体膜在某种程度上被刻蚀。配备有多个这种薄膜晶体管的衬底被称为TFT衬底。
可以采用上述实施方案模式所示的沟道保护薄膜晶体管来代替沟道刻蚀薄膜晶体管。因此,本实施方案模式能够与上述其它实施方案模式自由地组合。
如图11B所示,如在上述实施方案模式中那样,层间绝缘膜113和导电膜114被形成。孔被形成在各个薄膜晶体管110和111中的栅绝缘膜内,以便连接薄膜晶体管110的源电极或漏电极109b与薄膜晶体管111的栅电极。导电膜114被形成在孔中,以便用作连接薄膜晶体管110的源电极或漏电极109b与薄膜晶体管111的栅电极的连接布线。可以这样形成源电极或漏电极,薄膜晶体管110的源电极或漏电极109b被连接到薄膜晶体管111的栅电极而无须使用连接布线。
如在上述实施方案模式中那样形成象素电极115。于是就完成了一种其中已经形成了直至象素电极的模块TFT衬底。
然后,用作隔板或堤坝的绝缘膜118、电致发光层119、以及第二电极120被形成。关于绝缘膜、电致发光层、以及第二电极的材料和制造步骤,可以参考上述实施方案模式。
而且,如上述实施方案模式所示,可以形成用作黑色基质的树脂。因此,本实施方案模式能够与上述其它实施方案模式自由地组合。
于是,用液滴排放方法在绝缘膜的孔中形成了导电膜等以便得到平整性。结果,能够避免形成来覆盖导电膜和绝缘膜的薄膜的不连续。而且,借助于控制孔的宽度,能够使布线更细。而且,借助于控制布线的深度,能够使布线更厚。
至于本实施方案模式所示的薄膜晶体管,至少导电膜或导电膜之外的掩模用液滴排放方法来形成。因此,只要液滴排放方法被用于形成导电膜或导电膜之外的掩模的步骤中,其它的导电膜就可以用液滴排放方法之外的方法来形成。当液滴排放方法被用于一个步骤时,材料的使用效率被改善,从而可以达到成本和要处理的废液量的降低。特别是当用液滴排放方法来形成掩模时,与光刻相比能够简化工艺。因此,能够降低诸如设备成本和制造时间之类的成本。
实施方案模式5
在本实施方案模式中,将描述一种配备有滤色器的模块TFT衬底。
如图13A所示,例如根据实施方案模式1形成了薄膜晶体管110和111。安装有多个这种薄膜晶体管的衬底被称为TFT衬底。
在本实施方案模式中,滤色器135被形成在电致发光层下方的绝缘膜102的孔中。用分别提供RGB颜色的有机材料来形成此滤色器。而且,可以用液滴排放方法或光刻来形成此滤色器。在本实施方案模式中,当用液滴排放方法形成导电膜103时,包含滤色器材料的液滴被排放以形成滤色器。
在形成各个RGB的电致发光层的情况下,利用滤色器能够将各个RGB发光谱中的宽峰修正为尖锐的峰。
然后,如上述实施方案模式中那样形成象素电极115,从而完成一种模块TFT衬底。可以根据上述实施方模式来形成电致发光层和第二电极。
与图13A不同,滤色器135在图13B中被形成在层间绝缘膜113的孔中。而且,与图13A不同,用作辅助布线的导电膜114被形成,以便将薄膜晶体管110的源电极或漏电极连接到薄膜晶体管111的栅电极。借助于在连接区上形成导电膜114,能够减少接触缺陷。
上述实施方案模式3-4所示的沟道保护薄膜晶体管或顶栅薄膜晶体管可以被用来代替沟道刻蚀薄膜晶体管。如在上述实施方案中那样,可以在用作隔板或堤坝的绝缘膜下方形成用作黑色基质的树脂。而且可以形成用作隔板或堤坝的绝缘膜而无须形成层间绝缘膜113和导电膜114。结果,半导体元件能够被做得更薄。
如上所述,本实施方案模式能够与上述其它实施方案模式自由地组合。
实施方案模式6
在本实施方案模式中,将描述一种其中上述实施方案模式所示的模块衬底被密封的结构的例子。
图14A示出了被密封的模块衬底的剖面图。衬底100和反衬底151被密封剂153粘贴。此密封剂由热固化树脂或可紫外线固化的树脂组成。借助于在加压的情况下加热密封剂或借助于用紫外线辐照,衬底和反衬底被粘合并固定。例如,环氧树脂可以被用作此密封剂。此密封剂包含一个隔板来保持一定的间隙,亦即衬底100与反衬底151之间的距离。此隔板可以是球形的或柱形的。在本实施方案模式中,采用了圆柱形隔板,间隙因而等于圆的直径。反衬底可以配备有干燥剂152。利用此干燥剂,能够防止水或氧进入。反衬底可以配备有滤色器。利用滤色器能够将各个RGB发光谱中的宽峰修正为尖锐的峰。在其中来自电致发光层的光被发射到衬底侧170以及密封衬底侧171的双发射显示被执行的情况下,各衬底可以配备有滤色器。
当反衬底151被用于密封时,在反衬底151与第二电极120之间形成一个空间。可以用惰性气体例如氮来填充此空间。或者可以在此空间中形成一种高度吸湿的材料。于是能够增强防水性或防氧性。或者可以形成透光且高度吸湿的材料。即使在来自发光元件的光被发射到反衬底侧的情况下,也能够采用透光树脂而不降低发射的光量。
在本实施方案模式中,如上述实施方案模式所示,薄膜晶体管由非晶半导体膜形成。考虑到工作速度,信号线驱动电路或扫描线驱动电路由IC芯片162形成。这种驱动电路可以用TAB来安装,或可以用COG安装在象素区周围。在用SAS形成薄膜晶体管的情况下,仅仅扫描线驱动电路被集成制作在衬底上,信号线驱动电路可以被分别安装作为驱动器IC。
接着,参照图22来具体描述信号线驱动电路605以及扫描线驱动电路604a和604b的安装。
如图22A所示,信号线驱动电路605以及扫描线驱动电路604a和604b被安装在象素区603周围。在图22A中,IC芯片162被COG安装在衬底100上作为信号线驱动电路605以及扫描线驱动电路604a和604b之类。此IC芯片与外部电路通过FPC(柔性印刷电路)161被连接。
如图22B所示,在用SAS或结晶半导体形成TFT的情况下,象素区603、扫描线驱动电路604等可以被集成制作在衬底上,而信号线驱动电路605等被分离安装成IC芯片。在图22B中,IC芯片162被COG安装在衬底100上作为信号线驱动电路605。此IC芯片与外部电路通过FPC 161被连接。
如图22C所示,可以用TAB代替COG来安装信号线驱动电路605等。IC芯片与外部电路通过FPC(柔性印刷电路)161被连接。在图22C中,信号线驱动电路被TAB安装;但也可以用TAB来安装扫描线驱动电路。
当用TAB安装IC芯片时,能够提供对着衬底的大的象素区。于是能够减小象素区周围的电路面积。
利用硅晶片形成IC芯片;或者,可以用形成在玻璃衬底上IC(以下称为驱动器IC)代替IC芯片。由于用圆形硅晶片来形成IC芯片,故母衬底的形状受到限制。同时,由于驱动器IC的母衬底是玻璃,故形状不受限制;于是能够改善产率。因此驱动器IC的形状和尺寸能够自由地设定。例如,与安装IC芯片的情况相比,当驱动器IC被形成为具有长度为15-80mm的更长的边时,能够减少所需驱动器IC的数目。结果就能够减少连接端子的数目;从而能够改善制造成品率。
可以用形成在衬底上的结晶半导体来形成驱动器IC。可以利用连续波激光辐照来形成结晶的半导体。能够用连续波激光辐照得到的半导体膜具有较少的晶体缺陷,并具有大直径的晶粒。结果,改善了具有这种半导体膜的晶体管的迁移率或响应速度,高速驱动成为可能,这对于驱动器IC是优选的。
在本实施方案模式中,IC芯片162组成的信号线驱动电路由TAB形成在FPC 161上,并通过各向异性导电膜160被连接到薄膜晶体管110和111。注意,在借助于加热和加压而粘合各向异性导电膜时,应该避免衬底柔性造成的破裂或加热引起的软化。从这样连接的IC芯片来接收时钟信号或视频信号。
图50A和50B各示出了其中用COG来安装驱动器IC的剖面结构。图50A示出了一种结构,其中,利用各向异性导电材料,驱动器IC 1060被安装在TFT衬底1200上。象素区1010和信号线输入端子1040(相同于扫描线驱动电路1103的情况)被提供在TFT衬底1200上。反衬底1229被密封剂1226粘贴到TFT衬底1200。液晶层1023被形成在二个衬底之间。在发光器件的情况下,形成了电致发光层。
利用各向异性导电材料,FPC 1812被固定到信号线输入端子1040。此各向异性导电材料包括树脂1815和导电颗粒1814,各导电颗粒1814表面镀有金之类,且其直径为几十到几百微米。利用导电颗粒1814,信号线输入端子1040被电连接到形成在FPC 1812中的布线1813。驱动器IC 1060也被各向异性导电材料固定到衬底1200。利用包括在树脂1811中的导电颗粒1810,提供在驱动器IC 1060中的输入-输出端子1809被电连接到信号线输入端子1040。
如图50B所示,用粘合剂1816,驱动器IC 1060可以被固定到TFT衬底1200,且驱动器IC的输入-输出端子1809可以用Au金属丝连接到信号线输入端子1040。然后,此处用密封树脂1818来进行密封。对驱动器IC的安装方法没有限制,可以采用诸如COG、金属丝接合、或TAB之类的已知方法。
驱动器IC被形成为具有相同于反衬底的厚度。因此,它们能够具有几乎相同的高度,这导致从整体来看为薄的显示器件。此外,各衬底由一种材料组成;因此,即使当显示器件中的温度改变时,也不产生热应力,由TFT组成的电路的性质因而不受损。而且,如本实施方案所示,驱动电路被安装有比IC芯片更长的驱动器IC,致使要求安装在象素区上的驱动器IC的数目较少。
如上所述,驱动电路能够被安装在配备有显示器件象素区的平板上。
图14B示出了不同于图14A的不使用反衬底而执行密封的情况。其它的结构是相似的,故其描述从略。
在图14B中,保护膜155被提供来覆盖第二电极120。诸如环氧树脂、尿烷树脂、硅酮树脂之类的有机材料可以被用于第二保护膜。可以用液滴排放方法,借助于滴下聚合物(高分子量)材料,来形成第二保护膜。在本实施方案模式中,环氧树脂从分配器被喷射并被干燥。而且,反衬底可以被提供在保护膜上。
不使用反衬底而进行密封,这有助于减小显示器件的重量、尺寸、以及厚度。
图18A示出了密封了的图14A所示发光器件外貌的俯视图。控制电路601a和电源电路602通过FPC被安装。图18A中的D-D’剖面对应于图14的剖面图。如上述实施方案模式所示,其中发光元件被提供在各象素中的象素区603,被提供在衬底100上。可以提供液晶元件来代替发光元件。为象素区603提供的薄膜晶体管可以如上述实施方案模式中那样被形成。
在图18中,用来选择象素区603的象素的扫描线驱动电路604以及用来将视频信号馈送到选定的象素的信号线驱动电路605,用IC芯片来形成,并用TAB来安装。待要安装的IC的长边和短边的宽度或其数目,不局限于本实施方案模式所述的。依赖于薄膜晶体管的结晶性程度,扫描线驱动电路或信号线驱动电路可以与象素区集成制作。例如,包括在扫描线驱动电路中的缓冲器电路可以被集成制作在同一个衬底上。
为印刷电路板607提供了控制电路601a、电源电路602、图象信号处理电路609a、视频RAM 610a、音频电路611a。从电源电路602输出的电源电压,或来自控制电路601a、图象信号处理电路609a、视频RAM 610a、以及音频电路611a的各种信号,通过FPC 616被馈送到扫描线驱动电路604和信号线驱动电路605中,并进一步被馈送到象素区603。
印刷电路板607的电源电压以及各种信号通过其中安置了多个输入端子的接口(I/F)部分608被馈送。信号从接口(I/F)部分608被输入到图象信号处理电路609a中。信号在图象信号处理电路609a与视频RAM 610a之间被送出和接收。
注意,在本实施方案模式中,利用FPC 161来安装印刷电路板607;但本发明不一定要局限于这种结构。控制电路601a和电源电路602可以用COG(玻璃上芯片)直接安装在衬底上。此外,诸如信号线驱动电路或扫描线驱动电路之类的IC芯片的安装方法不局限于本实施方案模式,形成在衬底上的IC芯片可以用金属丝键合方法连接到象素区中的布线。
而且,在印刷电路板607中,可能在电源电压或各种信号中引起噪声,或信号的上升可能由于形成在引线之间的电容、布线本身的电阻等而变慢。于是,诸如电容器和缓冲器之类的各种元件可以被提供在印刷电路板607上,从而防止在电源电压或信号中引起噪声,或防止信号的上升变慢。
至少模块的象素区可以优选配备有偏振片或圆偏振片来改善反差。例如,如等效于E-E’剖面的图18B所示,在从密封衬底侧识别显示器的情况下,四分之一波片651、二分之一波片652、偏振片653可以优选从密封衬底650相继被提供。而且,抗反射膜654可以被提供在偏振片上。
这种模块被组合在电子装置的机箱中;于是能够完成一种商品。热沉等可以优选被提供在机箱内,以便防止模块发热。
实施方案模式7
在本实施方案模式中,将描述绝缘膜和导电膜等的形成方法。注意,本实施方案模式参照的图是示意图,因此,对着半导体膜等的喷嘴的实际尺寸可以变化。
如图5A所示,在形成绝缘膜102之后,孔被形成在所希望的区域内。其中栅电极被形成的孔具有5-20微米的宽度、其中扫描线被形成的孔具有10-40微米的宽度、以及其中引出到外部端子(未示出)的布线被形成的孔具有20-100微米的宽度。在此情况下,栅电极的宽度是5-20微米。而且,孔被形成为具有1.5-2.5微米的深度。
图5B示出了沿图5A中C-D的剖面图。基底膜101被形成在衬底100上,且绝缘膜102被形成在基底膜上。用干法刻蚀或湿法刻蚀方法,孔130被形成在绝缘膜102中。
如图5C所示,在移动喷嘴104的情况下,包含导电材料的液滴从喷嘴被喷射,从而形成扫描线103a和栅电极103b。
如图5D所示,当喷嘴104来到孔上方时,控制信号被设定为ON,使喷嘴喷射。于是,当喷嘴来到这种所希望的位置时,控制信号被设定为ON,从而选择性地形成图形。
换言之,在图5中,在孔被形成在绝缘膜中之后,用液滴排放方法来形成用作扫描线和栅电极等的导电膜。
在图5中,集中描述了栅电极和栅布线103b;但这些制造步骤可以应用于引线或扫描线的形成。
接着,与图5不同,将描述用液滴排放方法同时形成绝缘膜和导电膜的情况。
如图6A所示,包含绝缘材料的液滴和包含导电材料的液滴同时从喷嘴104被喷射。因此。喷嘴104被设计来喷射包含绝缘材料和导电材料的液滴。此处,当喷嘴来到所希望的位置上方时,各控制信号被设定ON,从而选择性地形成各个图形。例如,至于为一个喷头提供的多个喷嘴,如图6B所示,提供了包含绝缘材料的喷嘴104a和包含导电材料的喷嘴104b。当喷嘴来到所希望的位置上方时,各控制信号被设定为ON。图6B示出了沿图6A中E-F的剖面图。
如图7A和7B所示,提供了分别具有喷嘴104a和喷嘴104b的二个喷头。喷嘴104a仅仅用来包含绝缘材料,而喷嘴104b仅仅用来包含导电材料。图7B示出了沿图7A中C-D的剖面图。即使在此情况下,当喷嘴来到所希望的位置上方时,各控制信号也被设定为ON。
这样就提供了专用的喷嘴;于是能够自由地设定待要配备有各材料的区域。
为了同时形成彼此靠近的不同类型的图形,这些图形彼此支持;因此,能够防止各图形塌陷。因此,就布线的形成而论,与仅仅用液滴排放方法来形成布线的情况相比,布线能够被容易地形成得更厚。
在图6和图7中,集中描述了栅电极;但这些制造步骤也可以应用于引线或扫描线的形成。与栅电极相比,引线或扫描线具有更大的布线宽度;因此,当从各喷嘴喷射的液滴量增大时,能够改善产率。
接着,与图5-7不同,将描述用液滴排放方法分别形成绝缘膜和导电膜的情况。在此情况下,无论绝缘膜和导电膜中的哪一个都可以首先形成。在本实施方案模式中,绝缘膜被首先形成。因此,与首先形成精细的导电膜的情况相比,能够防止图形塌陷。
如图8A所示,包含绝缘材料的液滴被选择性地从诸喷嘴104喷射在其中形成基底膜101的衬底上。此处,当诸喷嘴来到所希望的位置上方时,各控制信号被设定为ON。图8B示出了沿图8A中C-D的剖面图。
在形成绝缘膜之后,作为清除液滴中溶剂的烘焙而执行热处理。具体地说,在200-300℃的温度下进行热处理。此处理被称为完全烘焙。在热处理中,溶剂被清除到某种程度,致使与刚涂敷液滴之后相比,能够保持绝缘膜的形状;因此,可以在100-200℃的低温下进行热处理。此处理被称为暂时烘焙。或者,可以使绝缘膜不被触及而仅仅被干燥。在此情况下,完全烘焙可以与对稍后要形成的导电膜进行的加热同时进行。
然后,如图8C所示,包含导电材料的液滴从诸喷嘴104被喷射。此处,当诸喷嘴来到所希望的位置上方时,各控制信号被设定为ON。图8D示出了沿图8C中C-D的剖面图。
在形成导电膜之后,作为清除液滴中溶剂的烘焙而执行热处理。具体地说,在200-300℃的温度下进行热处理。此处理被称为完全烘焙。可以与导电膜的完全烘焙同时对绝缘膜进行完全烘焙。优选在含氧的气氛中对导电膜进行热处理。如已经描述的那样,特别是在采用包含银(Ag)的液滴的情况下,优选在含氧或氮的气氛中执行热处理。因此,栅电极表面的平整性被改善,并能够降低电阻率。
在形成绝缘膜或导电膜之前,可以进行处理来得到疏液性或亲液性,以便改善液滴涂敷的精度或简化图形的选择性形成。例如,可以利用等离子体处理方法,使用大气、氧、或氮作为工艺气体来执行用以得到疏液性或亲液性的处理。
依赖于液滴的溶剂,能够确定进行用以得到疏液性或用以得到亲液性的处理中的哪一个。确切地说,在导电膜被形成在孔中且包含导电材料的液滴的溶剂是乙醇的情况下,绝缘膜的表面优选被形成为疏液性的,而孔被形成为亲液性的。结果就能够用液滴排放方法精确而简单地形成导电膜。
利用排斥包含绝缘材料的液滴的液滴来形成薄的导电膜;于是,改善了涂敷的精度,并能够简化图形的选择性形成。具体地说,排斥包含绝缘材料的液滴的液滴被薄薄地涂敷到其中要形成导电膜的区域,从而形成疏液性区。或者,疏液性区可以选择性地仅仅形成在导电膜图形的起点处。排斥包含绝缘材料的液滴的液滴,可以是包含导电材料的液滴。
然后,当包含绝缘材料的液滴被喷射时,绝缘膜被形成在除了疏液性区之外的区域。此绝缘膜被形成为在要形成导电膜的区域内具有孔;于是使绝缘膜的选择性形成更容易。而且,即使在包含绝缘材料的液滴被涂敷得有一些不对准的情况下,液滴也很少被涂敷到疏液性区,液滴都聚集在疏液性区之外的区域。结果,能够修正某种不对准,从而能够改善涂敷的精度。然后,包含导电材料的液滴被喷射到孔中;于是能够形成导电膜。如上所述,可以在形成绝缘膜与形成导电膜之间执行加热。
这种疏液性区可以形成在待要配备绝缘膜的区域而不是待要配备导电膜的区域内。确切地说,在稍后要配备图形的区域内,图形可以被形成得薄。而且可以组合上述等离子体处理。
在图8中,集中描述了栅电极;但这些制造步骤也可以被应用于引线或扫描线的形成。
接着,将描述用液滴排放方法来形成层间绝缘膜113和导电膜114的情况。
如图9A所示,在信号线和电源线109a被形成的状态下,包含层间绝缘膜材料的液滴从喷嘴104被选择性地喷射。此处,当喷嘴来到所希望的位置上方时,各控制信号被设定为ON。图9B示出了沿图9A中G-H的剖面图。
在形成层间绝缘膜之后,作为清除液滴中溶剂的烘焙而执行热处理。具体地说,在200-300℃的温度下进行完全烘焙。在此热处理中,溶剂被清除到某种程度,致使与涂敷液滴之前相比,能够保持绝缘膜的形状;因此,可以仅仅在100-200℃的低温下进行暂时烘焙。此处理被称为暂时烘焙。或者,可以使绝缘膜不被触及而仅仅被干燥。在此情况下,完全烘焙可以与稍后要形成的导电膜的加热同时进行。
然后,如图9C所示,包含导电材料的液滴从喷嘴104被喷射。此处,当喷嘴来到所希望的位置上方时,各控制信号被设定为ON。图9D示出了沿图9C中G-H的剖面图。
在形成导电膜114之后,作为清除液滴中溶剂的烘焙而执行热处理。具体地说,在200-300℃的温度下进行热处理。此处理被称为完全烘焙。可以与导电膜的完全烘焙同时对绝缘膜进行完全烘焙。优选在含氧的气氛中对导电膜进行热处理。特别是在采用包含银(Ag)的液滴的情况下,如已经描述的那样,优选在含氧或含氮的气氛中执行热处理。因此,栅电极表面的平整性被改善,并能够降低电阻率。
在图9中,如图5所示,用干法刻蚀或湿法刻蚀方法,孔被形成在层间绝缘膜中,并可以用液滴排放方法来排放包含导电材料的液滴。
在图9中,如图6和图7所示,可以用液滴排放方法来同时形成层间绝缘膜113和导电膜114。
例如,在图5-9中,在用液滴排放方法在宽度为5-100微米的孔中形成布线的情况下,0.1-40pl的液滴可以被滴下多次,以便填充孔的深度。此处,利用送到喷嘴的控制信号(例如施加脉冲电压),能够控制液滴量。
接着来描述形成黑色基质和绝缘膜118的情况。有关薄膜晶体管的结构可以参考实施方案模式2。
如图15A所示,在形成象素电极的状态下,包含黑色基质材料的液滴从喷嘴104被喷射。此处,黑色基质被形成为环绕象素区。当喷嘴来到所希望的位置上方时,各控制信号被设定为ON。图15B示出了沿图15A中I-J的剖面图。
在形成黑色基质之后,作为清除液滴中溶剂的烘焙而执行热处理。在此热处理中,溶剂被清除到某种程度,致使与刚刚涂敷液滴之后相比,能够保持绝缘膜的形状;因此,可以仅仅在低温下进行暂时烘焙。或者,可以使绝缘膜不被触及而仅仅被干燥。在此情况下,完全烘焙可以与稍后要形成的绝缘膜的加热同时进行。
如图15C所示,包含绝缘材料的液滴从喷嘴104被喷射。在用液滴排放方法形成绝缘膜的情况下,可以用树脂141作为记号来形成绝缘膜。当喷嘴来到所希望的位置上方时,各控制信号被设定为ON。图15D示出了沿图15C中I-J的剖面图。
在形成绝缘膜118之后,作为清除液滴中溶剂的烘焙而执行热处理。同时可以对黑色基质进行热处理。
如上所述,在形成薄膜晶体管的步骤中,可以使用液滴排放方法。当用液滴排放方法形成布线等的图形时,改善了材料的使用效率,从而可以达到成本和要处理的废液量的降低。特别是当用液滴排放方法来形成图形时,与光刻相比能够简化工艺。因此,能够降低诸如设备成本和制造时间之类的成本。
实施方案模式8
在本实施方案模式中,将描述具有上述实施方案模式所示薄膜晶体管的发光器件的象素电路及其行为。
在图16A所示的象素中,信号线410以及电源线411和412被排列成列,而扫描线414被排列成行。此象素还包括开关TFT 401、驱动TFT 403、电流控制TFT 404、电容器402、以及发光元件405。
除了TFT 403的栅电极被连接到排列成列的电源线412之外,图16C所示的象素具有相同于图16A所示象素的结构。亦即,图16A和16C示出了等效电路。但在其中电源线412被排列成列的情况(图16A)与其中电源线412被排列成行的情况(图16C)之间,电源线被形成在不同的导电层上。为了清楚地区分连接到图16A和图16C中驱动TFT 403的栅电极的布线处于不同的层中,在图16A和16C中各示出了二个象素。
在图16A和16C中,TFT 403和404被串联连接在象素中,且403的沟道长度L(403)/沟道宽度W(403)对TFT 404的沟道长度L(404)/沟道宽度W(404)的比率,可以被设定为L(403)/W(403)∶L(404)/W(404)=5000-6000∶1。
TFT 403工作于饱和区,并控制着发光元件405中流动的电流量,而TFT 404工作于线性区,并控制着电流是否馈送到发光元件405。考虑到制造步骤,TFT 403和TFT 404优选具有相同的导电类型。在本实施方案模式中,这些晶体管是n沟道型的。对于TFT 403,可以采用耗尽型晶体管而不是增强型晶体管。根据具有上述结构的本发明,由于TFT 404工作于线性区,故TFT 404的Vgs的稍许变化不影响发光元件405中流动的电流量。因此,能够用工作于饱和区的TFT 403来确定发光元件405中流动的电流量。利用上述结构,有可能提供一种其中降低了由TFT特性变化造成的亮度变化并改进了图象质量的显示器件。
图16A-16D中的TFT 401控制着输入到象素的视频信号。当开关TFT 401被开通时,视频信号被输入到象素。视频信号的电压被保持在电容器402中。虽然此象素在图16A-16C中包括电容器402,但本发明不局限于此。当栅电容之类在保持视频信号方面能够代替电容器时,不一定要提供电容器402。
除了增加了擦除TFT 406和扫描线415之外,图16B所示的象素具有相似于图16A所示象素的结构。同样,除了增加了TFT 406和扫描线415之外,图16D所示的象素具有相似于图16C所示象素的结构。
利用增加的扫描线415,TFT 406被控制成开通/关断。当擦除TFT406被开通时,保持在电容器402中的电荷被放电,从而关断电流控制TFT 404。因此,借助于安置晶体管406,能够强迫停止对发光元件405的电流供应。这就是TFT 406为什么被称为擦除TFT的理由。于是,利用图16B和16D所示的结构,在信号被写入到所有象素之前,能够与写入周期同时或紧接着写入周期之后而开始发光周期;于是能够改善占空比。
图16E所示的象素等效于具有上述实施方案模式所示薄膜晶体管的象素的等效电路,并配备有排列成列的信号线410和电源线411。而且,扫描线414被排列成行。此象素还包括开关TFT 401、驱动TFT 403、电容器402、以及发光元件405。除了增加了TFT 406和扫描线415之外,图16F所示的象素具有相似于图16E所示的象素的结构。要指出的是,图16F的结构也能够借助于提供晶体管406来提高占空比。
确切地说,在如上述实施方案模式那样用非晶半导体膜来形成薄膜晶体管的情况下,优选将大的半导体膜用于TFT。于是减小了数字孔径。因此,如图16E或16F所示。可以优选使用其中晶体管数目小的结构。
在象素密度增大的情况下,由于各个象素配备有一个TFT,故这种有源矩阵发光器件被认为具有超越低压驱动的优点。同时,也能够形成其中每行提供一个TFT的无源矩阵发光器件。无源矩阵发光器件由于各个象素不配备有TFT而具有大的孔径比。
如上所述,能够采用各种象素电路。
实施方案模式9
在本实施方案模式中,将描述能够用于上述实施方案模式来形成图形的液滴排放系统。在图17中,用虚线示出了待要配备平板的大衬底100上的区域830。
在图17中,示出了用于形成诸如布线之类的图形的液滴排放系统的一种模式。液滴排放装置805具有喷头803,且喷头803具有多个喷嘴204。在本实施方案模式中,将描述配备有3个各具有10个喷嘴的的喷头(803a,803b,803c)的液滴排放装置的情况。可以依赖于待要处理的面积或步骤,来确定喷嘴的数目或喷头的数目。
喷头803被连接到控制装置807,且控制装置由计算机810来控制;于是能够形成预定的图形。可以从起点开始,例如从形成在固定于平台831等上的衬底100上的记号811开始,来进行图形化。或者,可以利用衬底100的边沿作为起点开始进行图形化。用诸如CCD之类的成像装置804来探测此起点,并利用图象处理装置809,将此信息转换成数字信号。转换的数字信号由计算机识别,并产生控制信号,传输到控制装置807。当图形被这样涂敷时,喷嘴端部与其中要形成图形的表面之间的距离可以是0.1-5cm,优选为0.1-2cm,更优选是约为0.1mm。随着这一距离减小,能够改善液滴涂敷的精度。
于是,形成在衬底100上的图形的信息被储存在存储媒质808中。控制信号基于此信息而被送到控制装置827;于是能够单独地控制各个喷头803a、803b、803c。因此,包含不同材料的液滴能够从包括在喷头803a、803b、803c中的各个喷嘴被喷射。例如,喷头803a和803b的喷嘴可以喷射包含绝缘材料的液滴,而喷头803c的喷嘴可以喷射包含导电材料的液滴。
而且,喷头803a的各个喷嘴能够被独立地控制。由于各喷嘴能够被独立地控制,故包含不同材料的液滴能够从各自喷嘴被喷射。例如,一个喷头803a可以配备有喷射导电材料的一些喷嘴和喷射绝缘材料的一些喷嘴二者。
而且,在诸如层间绝缘膜之类的大面积上喷射液滴的情况下,包含层间绝缘膜材料的液滴可以从所有喷嘴被喷射。而且,层间绝缘膜的材料可以优选从多个喷头的所有各个喷嘴被喷射。于是能够改善产率。当然,在形成层间绝缘膜的步骤中,包含层间绝缘膜材料的液滴可以从一个喷嘴被喷射,且喷射的运动可以被重复,以便在大面积上执行液滴排放处理。
借助于使液滴排放装置803之字形或来回运动,图形被形成在大的母玻璃上。此处,喷头和衬底可以相对运动一次以上。在衬底上运动喷头的情况下,喷头优选可以倾斜于运动方向。
在从大的玻璃母衬底获得多个板的情况下,喷头803的宽度优选可以几乎等于一个板的宽度。利用单个运动,其中形成一个板的区域830可以提供有一个图形;于是可望得到高的产率。
喷头的宽度可以小于一个板的宽度。在此情况下,多个小的喷头被串联排列成具有几乎等于一个板的宽度。当多个小喷头被串联排列来代替使用一个更宽的喷头时,能够防止喷头的偏差。当然,借助于多次移动多个小喷头,可以形成图形。
用液滴排放方法来喷射组分液滴的这种工艺,优选可以在减压下执行。在组分被喷射之后和组分到达讨论对象之前,组分的溶剂被蒸发;于是能够省略对组分进行干燥和烘焙的步骤。若工艺在减压下被执行,则导体表面上不形成氧化物膜等,这是优选的。可以在氮气氛或有机气体气氛中来执行涂敷组分的工艺。
压力系统可以被用作一种液滴排放方法。由于液滴可控性高且墨水的种类能够被自由地选择,故压力系统还被用于喷墨打印机中。压力系统有二种:MLP(多层压力)型ML芯片(多层陶瓷超集成压力区段)型。或者,依赖于组分的溶剂,可以采用一种其中发热元件被加热以产生气泡,从而挤出溶液的所谓热方法的液滴排放方法。
实施方案模式10
用图42所示的液滴排放系统,优选形成了根据本发明的薄膜晶体管或具有此薄膜晶体管的显示器件。首先,用诸如CAD、CAM、CAE之类的电路设计工具1100来设计电路,并确定薄膜和对准记号的所需布局。
包括薄膜和对准记号的设计布局的薄膜图形的数据1101,被输入到计算机1002中,计算机1002经由诸如存储媒质或LAN(局域网)之类的信息网来控制液滴排放系统。基于薄膜图形的数据1101,从液滴排放装置1003的各个喷嘴(用来从末端精细的口喷射液体或气体的装置)来选择储存包括用来形成薄膜的材料的组分的或被连接到此组分的储存罐的具有最佳直径排放口的喷嘴;然后确定液滴排放装置的运动路径。在最佳喷嘴已经被预先确定了的情况下,可以仅仅确定喷嘴的运动路径。
用光刻或用激光,对准记号1017被形成在待要配备有薄膜的衬底1004上。配备有对准记号的衬底被安置在液滴排放系统中的平台1016上,并用安装在装置中的成像装置1005来探测对准记号的位置,然后,作为位置信息1007经由图象处理装置1006被输入到计算机1002中。计算机1002对CAD之类所设计的薄膜图形的数据1101以及由成像装置1005得到的位置信息1007进行验证,以便进行衬底1004与液滴排放装置1003的对准。
然后,受控制器1008控制的液滴排放装置1003或XYθ平台1016沿预定的运动路径(沿箭头所指的方向)运动,以便喷射组分;于是就形成所希望的薄膜图形1109。借助于选择排放口的直径,能够适当地控制要喷射的组分的喷射量。注意,由于诸如排放口运动速度、排放口与衬底之间的距离、组分的喷射速度、喷射空间的气氛、喷射空间的温度或湿度之类的一些条件,喷射量被稍许改变。因此,也希望控制这些条件。优选预先用实验或评估来确认最佳的条件,这些结果优选是各组分材料的基本数据(1119)。
用于诸如液晶显示器件和发光器件之类的模块TFT衬底的电路图等,可以被推荐为薄膜图形数据。图42中圆圈内的电路图是示意图,示出了用于这种模块TFT衬底的导电膜。参考号1121表示所谓栅布线;1122表示源信号线(第二布线);1123表示象素电极或空穴注入电极或电子注入电极;1120表示衬底;而1124表示对准记号。当然,薄膜图形1109在薄膜图形信息中对应于栅布线1121。
而且,液滴排放装置1003具有喷嘴1110、1111、1112的集成组合,但不是排他性地具有。各个喷嘴具有多个排放口1013、1114、1115。借助于在喷嘴1110中选择预定的排放口1013来形成上述薄膜图形。
液滴排放装置1003优选配备有多个不同的喷嘴,这些喷嘴具有不同的排放口直径、喷射量、或能够制造具有各种线宽的薄膜图形并能够改善生产节拍时间的喷嘴间距。各排放口之间的距离优选尽可能小。而且,长度1m或以上的喷嘴被优选提供在液滴排放装置1003中,以便在尺寸为1m×1m或以上,或2倍或3倍于此的衬底上进行高产率的喷射。液滴排放装置1003可以是可收缩的,以便自由地控制各排放口之间的距离。为了获得高分辨率,亦即为了描绘平滑的图形,喷嘴或喷头优选被倾斜。因此,在诸如矩形区域之类的大区域上进行描绘成了可能。
喷头的具有不同喷嘴间距的各个喷嘴可以平行提供在一个喷头上。在此情况下,各排放口直径可以是相同的或不同的。
在上述具有多个喷嘴的液滴排放系统的情况下,需要为不处于使用状态的喷嘴提供等待位置。等待位置可以配备有供气装置和莲蓬头,以便用等待位置中的气氛代替与组分溶剂气体相同的气氛。因此,能够在某种程度上防止干燥。而且,可以提供供应清洁空气的清洁单元等,以便减少工作场所内的尘埃。
在各排放口之间的距离由于喷嘴的规格而无法减小的情况下,可以将喷嘴设计成具有显示器件中象素整数倍的间距。因此,借助于移动喷嘴,可在衬底上排放组分。
可以采用相机作为成像装置1005,这种相机使用诸如CCD(电荷耦合器件)之类的将光强度转换成电信号的有源元件。
上述方法是为了用液滴排放装置1003沿确定的路径对固定平台1016上的衬底1004进行扫描,以便形成薄膜图形1109。同时,薄膜图形1109可以在下述步骤中被形成,在此步骤中,液滴排放装置1003被固定,而平台1109按由薄膜图形的数据1101所确定的路径在XYθ方向运动。在液滴排放装置1003具有多个喷嘴的情况下,要求选择具有储存包含用来形成薄膜的材料的组分或连接到组分储存罐的最佳直径的排放口的喷嘴。
在上述方法中,用液滴排放方法,仅仅使用喷嘴1110的一个预定的排放口,来形成薄膜图形1109。或者,根据待要形成的膜的线宽和厚度,可以利用多个排放口来喷射组分。
而且,可以使用额外的喷嘴。例如,当喷嘴1012(或1111)首先喷射组分时,喷射条件可以被控制成喷嘴1110喷射与喷嘴1012(或1111)相同的组分。因此,在正面喷嘴1012出现诸如排放口堵塞之类的问题的情况下,可以从背面喷嘴1110喷射组分;于是有可能至少防止布线破裂等。
借助于以组分从具有不同排放口直径的多个喷嘴被喷射的方式来控制喷射条件,能够在短的生产时间内形成平坦的薄膜。此方法适合于形成借助于在大面积上喷射组分而形成的薄膜,以及形成诸如象素电极之类的要求整平的薄膜,特别是在LCD中。
而且,喷射条件被控制成组分从具有不同排放口直径的多个喷嘴被喷射;于是能够一次形成具有不同线宽的多个布线图形。
而且,在此情况下,可以用组分来填充提供在部分绝缘膜中的具有高形状比的开口。根据此方法,能够形成平坦的布线而不产生空洞(像产生在绝缘膜与布线之间的虫孔)。
如上所述,用来形成薄膜或布线的液滴排放系统包括用来输入显示薄膜图形的数据的输入装置;用来设定喷射包含用来形成薄膜的材料的组分的喷嘴运动路径的设定装置;用来探测形成在衬底上的对准记号的成像装置;以及用来控制喷嘴运动路径的控制装置。液滴排放过程中喷嘴在衬底上方的运动路径要求被精确地控制。借助于将控制组分喷射条件的程序安装到用来控制液滴排放系统的计算机,能够根据待要排放的组分及其图形而精确地控制各种条件,诸如衬底或喷嘴的运动速度、排放量、喷雾距离、喷雾速度、排放气氛、排放温度、排放湿度、衬底加热温度等。
因此,能够在短的生产时间内在所希望的部分精确地实现具有所需宽度、厚度、形状的薄膜或布线的高产率制造。而且,诸如用薄膜或布线制造的TFT之类的半导体元件;诸如用此半导体元件制造的液晶显示器(LCD)或有机电致发光显示器之类的发光器件;LSI等的制造成品率,能够得到改善。特别是根据本发明,能够在任何部分形成薄膜图形或布线图形;能够控制图形的宽度、厚度、以及形状。因此,能够以低的成本和高的成品率制造大面积的有源元件衬底。
实施方案模式11
在本实施方案模式中,参照图43A-48D来解释采用上述液滴排放系统的实施方案模式。
图43A和43B示出了利用连续喷射喷嘴1204和间歇喷射喷嘴1209来制造栅电极层的方法。首先用连续喷射喷嘴1204来形成诸如栅布线或电容器布线之类的比较厚的布线。由于第一绝缘层1028被形成在衬底1201上,故承载衬底的平台1020或喷嘴的运动路径被控制,以便在第一绝缘膜1202中的间隙上方喷射包含导电材料的组分。例如,平台1020被控制成沿箭头方向运动。利用连续喷射喷嘴1204,布线1205能够被形成为面条状,从而能够缩短生产时间。而且,从二种喷嘴喷射的导电材料可以是相同的或不同的。
如图43B所示,在形成布线1205之后,利用间歇喷射喷嘴1209来形成电极部分1208。此时,平台1020被控制成沿箭头方向运动。而且,当在形成电极部分1208之前用紫外线1210辐照布线1205时,借助于进行喷射,能够容易地形成交叉线条(电极部分)。
图44示出了利用借助于组合间歇排放口1232a和连续排放口1232b而形成的喷嘴1231来同时形成布线1206和电极部分1208的方法。此处,图44示出了使可移动的喷嘴1231沿箭头方向运动;或者可以使平台1200运动。
图45示出了利用借助于组合连续喷射喷嘴1222和间歇喷射喷嘴1225而形成的喷嘴来同时形成栅电极层和第一绝缘膜的方法。此时,包含组成布线的导电材料的组分从喷嘴1222a被喷射,且用来组成第一绝缘膜的树脂从喷嘴1222b被喷射。包含与组成布线的导电材料相同或不同的导电材料的组分,从间歇喷射喷嘴1225被喷射,以便形成电极部分。而且,此处图45示出了使可移动的喷嘴1222和1225沿箭头方向运动;或者可以使平台1200运动。
图46A和46B示出了利用单个固定喷嘴1233来形成布线1206和电极部分1208的方法。首先,平台沿一定方向(箭头方向)被传送,以便借助于连续液滴排放来形成布线1206。然后,如图46B所示,平台如箭头所示被旋转,且平台沿一定方向(箭头方向)被传送,以便借助于间歇喷射来形成电极部分1208。因此,要求将固定喷嘴1233设计成能够连续喷射和间歇喷射。
图47A和47B示出了当在除了接触孔之外的区域内用连续喷射喷嘴1211形成层间绝缘膜或整平膜(第三绝缘膜)时,用间歇喷射喷嘴1214在接触孔处形成导体的方法。在除了接触孔之外的区域内用连续喷射喷嘴1211来形成绝缘层的情况下,要求将接触部分上方的排放口控制成关闭。而且,图47A和47B示出了使可移动的喷嘴1211和1214沿箭头方向运动;或者可以使平台1200运动。
作为用来在接触孔中形成导体的另一种方法,如图48A所示,利用孔探测装置1216、CPU 1217、以及控制器1218来探测接触孔;并基于位置信息而控制喷嘴1019;然后喷射组分。或者,可以用相同的原理来修复布线或电极部分的破裂。
在接触孔处形成导体之后,借助于连续喷射或间歇喷射来形成象素电极(图48B)。而且,图48B示出了使可移动的喷嘴1021沿箭头方向运动;或者可以使平台1020运动。
利用和控制能够连续喷射或间歇喷射的喷嘴或者连续喷射和间歇喷射二者组合的喷嘴,不管喷射组分或喷射时刻如何,都能够在短的生产时间内形成所希望的图形。在采用大衬底的情况下,借助于将喷嘴设计成在衬底上多个点上方运动,能够在短的生产时间内形成所希望的图形。而且,本实施方案模式能够与其它实施方案模式自由地组合。
实施方案模式12
图39是根据本发明的有源矩阵液晶显示器件象素区的俯视图。薄膜晶体管1230的栅电极1014被连接到扫描线1202,源电极1219被连接到信号线1221,而漏电极1220被连接到象素电极1224。图23-24是沿C-D线的图39的工艺图,示出了沟道保护TFT被用作薄膜晶体管1230的情况。
其上至少形成栅电极层的衬底1000部分被预处理。此处,钛(Ti)膜被形成为具有1-5nm的厚度,并在存在氮的情况下于230℃下被烘焙,以便得到氧化钛膜1001(图23A)。而且厚度和烘焙条件不局限于此。诸如Sc(钪)、V(钒)、Cr(铬)、Mn(锰)、Fe(铁)、Co(钴)、Ni(镍)、Cu(铜)、或Zn(锌)之类的所谓3d过渡元素;或者W(钨)、Al(铝)、Ta(钽)、Zr(锆)、Hf(铪)、Ir(铱)、Nb(铌)、Pd(钯)、或Pt(铂)的氧化物、氮化物、或氮氧化物,可以被用来代替Ti。在直接形成上述金属的情况下,要求除了配备有栅电极层的部分之外的区域借助于被清除、被氧化、被氮化、或被氮氧化而被绝缘。或者,例如可以借助于喷射等在衬底上选择性地或直接地在整个衬底上形成氧化的、氮化的、或氮氧化的上述金属。已知氧化钛是一种光催化物质。而且,可以使用诸如钛酸锶(SrTiO3)、硒化镉(CdSe)、钽酸钾(KTaO3)、硫化镉(CdS)、氧化锆(ZrO2)、氧化铌(Nb2O5)、氧化锌(ZnO)、氧化铁(Fe2O3)、或氧化钨(WO3)之类的光催化物质。而且,除了包含这些金属作为主要成分的材料之外,可以形成诸如聚酰亚胺、丙烯酸、或硅氧烷之类的抗热树脂;或进行等离子体处理(优选用大气等离子体)。利用这种基底预处理,能够改善衬底1000与栅电极层之间的粘合性。特别是在形成氧化钛的情况下,能够提高光透射率。可以省略上述基底预处理;但为了改善衬底与导电膜之间的粘合性,尽可能要进行上述基底预处理。
然后,在进行上述基底预处理的情况下,第一绝缘层(树脂图形)1102用来在衬底1000上或被预处理的部分上形成栅布线1103、栅电极1104、以及电容器布线1105的图形(图23A)。根据此步骤来形成绝缘膜1102,其中,用甩涂、浸入涂敷、喷射之类的方法,诸如光敏聚酰亚胺、光敏丙烯酸、或光敏硅氧烷之类的光敏树脂被涂敷在整个表面上;并用烘焙方法固化涂敷的树脂;然后对固化的树脂进行曝光和显影。而且,透明的光敏树脂不局限于此;此透明的光敏树脂优选具有能够抗形成导电材料之后进行的干燥和烘焙工艺中的温度的抗热性。
在采用非光敏的透明树脂的情况下,可以根据下述步骤来形成第一绝缘层1102,其中,透明树脂被预先涂敷在整个衬底上;形成光抗蚀剂;以及对所形成的层进行曝光和显影。而且,在第一绝缘层1102不透光的情况下,例如在利用从TFT顶部进入的光的反射性液晶显示器件的情况下,不要求树脂是透明的。例如,可以根据下述步骤来形成第一绝缘层1102,其中,光抗蚀剂被形成在整个衬底上,并对形成的光抗蚀剂进行曝光和显影。负型(显影之后留下曝光部分作为图形)光抗蚀剂或正型(显影之后留下未被曝光部分作为图形)光抗蚀剂都可以使用。可以采用各自能够被形成为图形的透明或不透明的无机膜来代替绝缘膜1102。
借助于在第一绝缘层1102中的间隙上喷射包含第一导电材料的组分,形成了栅布线1103、栅电极1104、以及电容器布线1105(作为总称,以下可以称为栅电极层)(图23B)。借助于喷射组分;并在100℃下干燥此组分;然后在氮或氧气氛中,于200-350℃下对组分进行15-30分钟烘焙,来形成栅电极层。但不局限于上述条件。
可以根据导电膜的功能来选择各种材料作为第一导电材料。作为典型例子,银(Ag)、铜(Cu)、金(Au)、镍(Ni)、铂(Pt)、铬(Cr)、锡(Sn)、钯(Pd)、铱(Ir)、铑(Rh)、钌(Ru)、铼(Re)、钨(W)、铝(Al)、钽(Ta)、铟(In)、碲(Te)、钼(Mo)、镉(Cd)、锌(Zn)、铁(Fe)、钛(Ti)、硅(Si)、锗(Ge)、锆(Zr)、钡(Ba)、含锑的铅、氧化锡锑、掺氟的氧化锌、碳(C)、石墨、玻璃碳、锂(Li)、铍(Be)、钠(Na)、镁(Mg)、钾(K)、钙(Ca)、钪(Sc)、锰(Mn)、锆(Zr)、镓(Ga)、铌(Nb)、钠、钠-钾合金、镁/铜混合物、镁/银混合物、镁/铝混合物、镁/铟混合物、铝/氧化铝混合物、锂/铝混合物、卤化银颗粒、或可弥散的纳米颗粒,能够被用作第一导电材料。而且,氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、掺有镓的氧化锌(GZO)、或其中2-20%的氧化锌被混合到氧化铟中的氧化铟锌(IZO)、有机铟,可以被用于透明导电膜。而且,有机锡或氮化钛可以被用于导体。
此处,用相同的材料来形成栅布线1103、栅电极1104、以及电容器布线1105。或者,根据栅布线1103、栅电极1104、以及电容器布线1105的线宽或长度,可以适当地采用不同的材料。例如,诸如铜(Cu)或铝(Al)之类的不昂贵的材料被用于面积比较大的栅布线1103或电容器布线1105(各分别对应于图39中的1202和1204),而电阻低的银(Ag)被用于栅电极1104。
此处,在形成第一绝缘膜1102之后,栅电极层被形成为镶嵌在第一绝缘层1102中。或者,可以用液滴排放方法来同时形成第一绝缘层1102和栅电极层。再或者,可以根据下述步骤来形成第一绝缘层1102,其中,组成第一绝缘层1102的组分被喷射,并在第一绝缘层02的组分被干燥和固化之前(或暂时烘焙之后)排放组成栅电极层的组分,然后对喷射的二种组分进行干燥和烘焙。此时,可以省略曝光和显影步骤;从而能够大幅度减少制造步骤的数目。在同时形成第一绝缘层1102和栅电极层的情况下,如图45所示,不同种类的材料同时从排放口直径不同的多个喷嘴被喷射。
此处,在形成氧化钛层1001之后来形成第一绝缘层1102。或者,如图56A和56B所示,可以在形成第一绝缘层1102之后来形成钛膜1092,并可以利用用作液滴排放装置的喷嘴1091来形成栅电极层,然后刻蚀掉钛膜1092(图56A),或除了钛膜1092的栅电极层之外的部分被氧化成绝缘的(图56B)。此处,在图56B的情况下,可以与烘焙钛膜1092的同时来烘焙栅电极层,以便形成氧化钛膜1194。此外,栅电极层可以被平滑和整平。此方法可以被用于形成其它导电膜的情况。
用于上述液滴排放装置的喷嘴的直径被设定为0.1-50微米(优选0.6-26微米),且喷射量被设定为0.00001-50pl(优选为0.0001-40pl)。喷射量随着喷嘴直径的增大而增大。喷嘴的对象和排放口优选尽可能彼此靠近,以便将液滴发送到所希望的部分。对象与排放口之间的距离优选被设定为大约0.1-2mm。借助于改变施加到压电元件的脉冲电压而不改变喷嘴直径,能够控制喷射量。这些喷射条件优选被设定成使线宽为10微米或以下。
考虑到电阻率,优选借助于将金、银、或铜材料溶解或弥散在溶剂中来形成从排放口喷射的组分。更优选的是可以采用低阻银或铜。在采用铜的情况下,优选提供阻挡膜来防止杂质。选自诸如醋酸丁酯或醋酸乙酯之类的酯类;诸如异丙醇或乙醇之类的醇类;甲基乙酮;以及丙酮之类的有机溶剂,可以被用作溶剂。在用铜作为布线的情况下,诸如氮化硅、氮氧化硅、氮化铝、氮化钛、氮化钽(TaN)之类的包含氮的绝缘或导电物质可以被用作阻挡膜,以便用液滴排放方法来形成阻挡膜。
用于液滴排放的组分优选具有300mPa·s或以下的粘度,优选为50mPa·s或以下,以便防止组分干燥并使组分从排放口顺利地喷射。可以根据溶剂或用途来控制组分的粘度和表面张力等。作为一个例子,借助于将ITO、ITSO、有机铟、或有机锡溶解或弥散在溶剂中而形成的组分具有5-50mPa·s的粘度,优选为15-20mPa·s,借助于将银溶解或弥散在溶剂中而形成的组分具有5-20mPa·s的粘度,而借助于将金溶解或弥散在溶剂中而形成的组分具有10-20mPa·s的粘度。
导电材料颗粒的直径优选尽可能小,例如0.1微米或以下,以便防止堵塞和制造精细,而这依赖于个喷嘴的直径和图形形状等。用诸如电解方法、原子化方法、或湿法还原方法之类的已知方法来形成组分,以便一般具有大约0.5-10微米的晶粒直径。在用气体蒸发方法形成组分的情况下,被弥散试剂保护的纳米颗粒具有大约7nm的微小直径。而且,其表面覆盖有涂敷试剂的纳米颗粒能够被稳定地弥散在溶剂中,在室温下不聚集,显示出正如液体的行为。因此,优选使用涂敷试剂。
或者,可以借助于喷射包含其中一种导电类型的材料被另一种导电材料覆盖的颗粒的组分,来形成栅电极层。此时,优选在二种导电材料之间提供缓冲层。例如,如图49所示,借助于用Ag 1311覆盖Cu1310而形成的颗粒(图49A)可以具有这样一种结构,其中,Ni或NiB(镍硼)的缓冲层1312被提供在Cu 1310与Ag 1311之间(图49B)。
借助于在用来烘焙包含导电材料的组分的工艺中主动采用混合有标度比为10-30%氧的气体,能够降低用来形成栅电极层的导电膜的电阻率,且导电膜能够被形成为薄而平滑的膜。通过烘焙工艺而改变导电膜状态的概况如下。借助于将导电材料弥散或溶解到有机溶剂中,来形成包含诸如Ag之类的导电材料的组分(也称为纳米膏)。此外,弥散剂或称为粘结剂的热固化树脂也被包含在有机溶剂中。特别是粘结剂能够防止纳米膏破裂和被不均匀烘焙。利用干燥和烘焙工艺,有机溶剂被蒸发,弥散剂被分解清除,然后,纳米膏被固化并由于粘结剂而同时收缩。因此,纳米颗粒彼此熔融,纳米膏从而被固化。同时,纳米颗粒被生长成尺寸为几十到一百几十nm,且相邻生长的纳米颗粒被焊接和链接到一起而形成金属键。另一方面,大多数留下的有机成分(大约80-90%)被推出到金属键外面。结果,就形成了包含金属键的导电膜以及由覆盖表面的有机成分组成的膜。在存在氮和氧的情况下对纳米膏进行的烘焙中,利用气体中的氧和包含在有机成分形成的膜中的碳或氢之间的反应,能够清除由有机成分所形成的膜。在氧不包含在烘焙气氛中的情况下,可以用氧等离子体处理之类的方法来单独清除有机成分组成的膜。如上所述,根据下述步骤来清除有机成分组成的膜,其中,纳米膏在存在氮和氧的情况下被烘焙或干燥,并执行氧等离子体处理。于是,包含金属键的导电膜能够被形成为薄而平滑的膜,并降低了其电阻率。而且,当包含导电材料的组分在减压下被喷射时,组分中的溶剂挥发;于是能够缩短后续热处理(干燥或烘焙)的时间。
除了上述干燥和烘焙工艺之外,可以进行平滑和整平表面的工艺。图38A-38C示出了工艺的典型例子。图38A示出了用压力机来整平导电膜。优选在用加热器1301加热导电膜的情况下来进行整平工艺。图38B示出了借助于将承载衬底的平台1304沿箭头方向在滚筒1302之间传送来整平导电膜,二个滚筒都配备有微刷1303。或者,滚筒本身可以运动。图38C是示意图,示出了一种CMP方法。根据下述步骤来进行此CMP方法,其中,称为悬浮液的研磨溶剂1307被涂敷到研磨垫1308,并利用晶片载体1306的旋转和称为模板的转盘的旋转造成的压力,并用研磨垫1308的抛光来整平导电膜。作为研磨溶剂,混合有氧化铝微小粉末的酸溶液主要被用于金属,混合有碱性胶态氧化硅的酸溶液主要被用于绝缘体。虽然未示出,但也可以采用回刻蚀方法和回流方法等。而且,上述整平方法被有效地用于不仅整平导电膜,而且整平用液滴排放方法形成的绝缘膜或半导体膜等。
由诸如玻璃、石英、或氧化铝之类的绝缘体;具有能够在后续处理中抗工艺温度的耐热的塑料等组成的衬底,能够被用作此衬底。此时,可以形成用来防止杂质从衬底扩散的诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x>y)、氧氮化硅(SiNxOy)(x>y)之类(x,y=1,2,...)的基底膜。或者,可以采用诸如各由诸如氧化硅或氮化硅之类的绝缘膜覆盖的不锈钢之类的金属或半导体衬底。
栅绝缘膜1106被形成在栅电极层上(图23C)。利用诸如等离子体CVD和溅射之类的薄膜形成方法,用包含氮化硅、氧化硅、氧氮化硅、或氮氧化硅的膜,栅绝缘膜被形成为单层或层叠。例如在层叠的情况下,优选相继在衬底上形成氧化硅膜,氮化硅膜以及氧化硅膜。
半导体膜1107被形成在栅绝缘膜1106上(图23C)。此半导体膜由非晶半导体、结晶半导体、或半非晶半导体形成。包含硅、硅锗(SiGe)之类作为其主要成分的半导体膜可以被用作这些半导体。可以用等离子体CVD方法将此半导体膜形成为优选具有10-100nm的厚度。
在上述各种半非晶半导体中,将简要地解释一下制造SAS(半非晶硅)的方法。用硅化物气体的辉光放电分解方法,能够得到SAS。SiH4可以被用作典型的硅化物气体,也可以采用诸Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4之类的其它硅化物气体。借助于用选自氢、或氢与氦、氩、氪、氖的一种或多种稀有气体来稀释硅化物气体,能够容易地形成SAS。稀释的比率优选为10-1000倍。当然,由0.1-133Pa的减压下辉光放电分解形成了为了形成薄膜的反应产物。可以施加1-120MHz的,优选为13-60MHz的高频功率来形成辉光放电。衬底的加热温度优选为300℃或以下,更优选的是100-200℃。
借助于将诸如CH4或C2H6之类的碳化物气体或者诸如GeH4或GeF4之类的锗气体混合到硅化物气体中,能量带宽可以被控制为1.5-2.4eV或0.9-1.1eV。
当不故意掺入用来控制价带电子的杂质时,SAS显示出微弱的n型导电性。这是由下述事实引起的:由于辉光放电在比形成非晶半导体时更高的电力下进行,故氧被容易地混合到了半导体膜中。相应地说,p型杂质元素与形成膜同时或之后被掺入到配备有TFT沟道区的第一半导体膜中,致使能够控制阈值。硼可以被典型地用作p型杂质元素。1-1000ppm的诸如B2H6或BF3之类的杂质气体可以被混合到硅化物气体中。在硼被用作p型杂质的情况下,硼的浓度可以是每立方厘米1×1014-6×1016原子。借助于用上述SAS形成沟道区,能够得到1-10cm2/Vsec的电子场效应迁移率。
根据下述步骤能够得到结晶半导体膜,其中,非晶半导体膜在包含诸如镍之类的催化剂的溶液中被处理;在500-750℃下进行热晶化处理,以便得到结晶硅半导体膜;以及进行激光晶化,以便改善结晶性。
借助于利用LPCVD(低压CVD)方法用二硅烷(Si2H6)和氟化锗(GeF4)的材料气体直接形成多晶半导体膜,能够得到结晶半导体膜。在下列条件下进行LPCVD:Si2H6/GeF4的气流比为20/0.9,成膜温度为400-500℃,载气为He或Ar,但不是排他性的。
沟道保护膜1108被形成在半导体膜1107的沟道区上(图23C)。沟道保护膜1108优选用液滴排放方法选择性地形成。包含诸如硅氧烷之类的耐热树脂的组分,或诸如丙烯酸、苯并环丁烯、聚酰胺、聚酰亚胺、苯并咪唑、或聚乙烯醇之类的具有抗刻蚀性和绝缘性质的物质,可以被用作待要喷射的组分。硅氧烷或聚酰亚胺被优选使用。为了防止沟道区被过刻蚀,沟道保护膜1108被形成为100nm或以上的厚度,优选为200nm或以上。
虽然未示出,但沟道保护膜可以被形成为具有由诸如用例如CVD或溅射方法的薄膜形成方法所形成的氮化硅膜之类的膜和由液滴排放方法形成的上述有机树脂组成的层叠结构。例如,半导体膜1107被形成,用CVD和溅射之类的方法在整个表面上形成氮化硅膜,并用液滴排放方法在氮化硅膜上用作沟道区的部分半导体膜1107上形成沟道保护膜(有机树脂)。此有机树脂保护沟道区并用作掩模来对氮化硅膜进行图形化;因此,借助于喷射诸如硅氧烷之类的抗热树脂组分,或诸如丙烯酸、苯并环丁烯、聚酰胺、聚酰亚胺、苯并咪唑、或聚乙烯醇之类的具有抗刻蚀性和绝缘性质的物质,来形成此有机树脂。硅氧烷或聚酰亚胺被优选使用。为了防止沟道区被过刻蚀,氮化硅膜和有机树脂被形成为总厚度为100nm或以上,优选为200nm或以上。然后,借助于用有机树脂作为掩模将氮化硅膜刻蚀掉,来形成具有层叠结构的沟道保护膜。此处采用了等离子体刻蚀方法,此等离子体刻蚀方法非排他性地使用下列刻蚀气体:诸如Cl2、BCl3、SiCl4、或CCl4之类的氯化物气体;诸如CF4、SF6、NF3或CHF3之类的氟化物气体;或O2。可以用大气等离子体来进行此刻蚀处理。借助于将沟道保护膜形成为具有二层,能够改善作为沟道保护膜的功能,并能够防止沟道区损伤使之无失效。因此能够得到具有高迁移率的稳定有源元件。或者,沟道保护膜可以具有三层或更多层。底部层可以用氮化硅膜之外的包含硅的绝缘膜来形成。或者,正如沟道保护膜1108那样,能够用液滴排放方法形成的层可以被选择性地层叠。
n型半导体膜1109被形成在半导体膜1107上。砷(As)或磷(P)可以被用作n型杂质元素。在形成n型半导体膜的情况下,可以用等离子体CVD辉光放电分解方法,用SiH4、H2、以及PH3(磷烷)的混合气体来形成n型(n+)硅膜。代替n型半导体膜1109,可以形成包含诸如硼(B)之类的p型杂质的半导体膜。
借助于利用抗蚀剂掩模1110刻蚀半导体膜1107和n型半导体膜1109,来形成小岛状半导体膜1127和小岛状n型半导体膜1128(图23D)。诸如Cl2、BCl3、SiCl4、或CCl4之类的氯化物气体;诸如CF4、SF6、NF3或CHF3之类的氟化物气体;或O2,可以被用作刻蚀气体,但不是排他性的。可以用大气等离子体来进行刻蚀。
然后,用来形成源电极1112和漏电极1113的图形的第二绝缘膜1111被形成在栅绝缘膜1106和小岛状n型半导体膜1109上(图23E)。可以用相同于第一绝缘层1102的方法和材料来形成第二绝缘层1111。
借助于在第二绝缘层1111中的间隙上喷射包含第二导电材料的组分,来形成源电极1112和漏电极1113(图23E)。可以适当地从有关上述第一导电材料所解释的情况中选择第二导电材料、导电颗粒结构、喷射条件、干燥条件、烘焙条件等。而且,第一和第二导电材料与第一和第二颗粒结构可以相同的或不同。
此处,在形成第二绝缘层1111之后,源电极1112和漏电极1113被形成为镶嵌在第二绝缘层1111中。或者,可以用液滴排放方法同时形成第二绝缘层1111、源电极1112、以及漏电极1113。且或者,可以根据下述步骤来形成第二绝缘层1111,其中,用来组成第二绝缘层1111的组分被喷射,并在第二绝缘层1111的组分被干燥和固化之前(或暂时烘焙之后),喷射组成栅电极层的组分,然后对二种喷射的组分进行干燥和烘焙。此时可以省略曝光和显影步骤;于是能够大幅度减少制造步骤数目。在同时形成第一绝缘层1111和栅电极层的情况下,如图45所示,可以采用不同种类的材料同时从排放口直径不同的多个喷嘴被喷射。
虽然未示出,但在喷射包含第二导电材料的组分之前,可以在栅绝缘膜1106和小岛状n型半导体膜1128上进行基底预处理来改善这些层与源电极1112和漏电极1113之间的粘合性。可以根据相同于形成栅电极层的步骤来进行此基底预处理。
然后,用氧烧蚀、刻蚀、或大气等离子体来清除第二绝缘膜1111。借助于用源电极1112和漏电极1113作为掩模对小岛状n型半导体膜1128进行刻蚀,来形成源区1114和漏区1115(图24A)。此处,等离子体刻蚀非排他性地使用下列刻蚀气体:诸如Cl2、BCl3、SiCl4、或CCl4之类的氯化物气体;诸如CF4、SF6、NF3或CHF3之类的氟化物气体;或O2。可以用大气等离子体来进行此刻蚀。此时优选采用CF4和O2的混合气体作为刻蚀气体。由于沟道保护膜1108被形成在沟道区上,故沟道区不会在对小岛状n型半导体膜1128的刻蚀中被过刻蚀损伤。因此能够得到具有稳定特性和高迁移率的TFT。
借助于用紫外光1134进行辐照,源电极1112和漏电极1113的表面被重构(图24A)。因此,能够改善这些电极与形成为与这些电极交叉的源布线1117和漏布线1118之间的粘合性。可以进行紫外光辐照之外的其它处理,只要这种处理能够改善粘合性即可。例如,可以用导电材料进行上述基底预处理。而且,可以省略用来重构电极表面的处理。此外,可以在形成栅电极层的过程中进行紫外光辐照。
形成第三绝缘层1116,以便形成源布线1117和漏布线1118的图形(图24G)。可以用相同于用来形成第一绝缘层1102的材料和方法,来形成第三绝缘层1116。第三绝缘层1116可以用作整平膜或层间绝缘膜。
借助于在第三绝缘层1116中的间隙上喷射包含第三导电材料的组分,来形成源布线1117和漏布线1118(图24B)。可以适当地从有关上述第一导电材料所解释的情况中选择第三导电材料、导电颗粒结构、喷射条件、干燥条件、烘焙条件等。而且,第三导电材料或第三颗粒结构可以相同于或不同于第一和第二导电材料的。
此处,在形成第三绝缘层1116之后,源布线1117和漏布线1118被形成为镶嵌在第三绝缘层1116中。或者,可以用液滴排放方法同时形成第三绝缘层1116、源布线1117、以及漏布线1118。且或者,可以根据下述步骤来形成第三绝缘层1116,其中,用来组成第三绝缘层1116的组分被喷射,并在第二绝缘层1111的组分被干燥和固化之前(或暂时烘焙之后),喷射用来组成栅电极层的组分,然后对二种喷射的组分进行干燥和烘焙。此时可以省略曝光和显影步骤;于是能够大幅度减少制造步骤数目。在同时形成第一绝缘层1116和栅电极层的情况下,如图45所示,可以采用不同种类的材料同时从排放口直径不同的多个喷嘴被喷射。
然后,象素电极1126被形成在漏布线1118(或源布线1117)上;于是就完成了TFT衬底(图24B)。可以用上述导电材料作为象素电极。在透射型液晶显示器件的情况下(图27A),优选采用诸如氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、由掺有镓的氧化锌组成的氧化锌镓(GZO)、由混合有2-20%的氧化锌的氧化铟组成的氧化铟锡(IZO)、或有机铟、有机锡之类的透明导电材料。在反射型液晶显示器件的情况下,优选采用诸如铝(Al)、镁-银混合物、镁-铝混合物、镁-铟混合物、铝-氧化铝混合物、或锂-铝混合物之类的反射性导电材料。而且,在半透明液晶显示器件的情况下(图27B),上述材料可以被组合用作透明象素电极1153和反射性象素电极1152。可以用液滴排放方法来选择性地形成象素电极1126,或者,可以用常规方式溅射然后图形化的方法,来形成象素电极1126。虽然未示出,但在形成象素电极1126之前,可以进行上述基底预处理或紫外光辐照,以便改善象素电极1126与源电极和漏电极,以及层间绝缘膜(第三绝缘层1116)之间的粘合性。
制备了配备有黑色基质1120、滤色器1121、透明树脂1122、反电极1123、以及定向膜1124的反衬底1119,以便粘贴到配备有定向膜1129的TFT衬底上,将液晶层1125夹在其间(图24C)。可以用甩涂、浸涂、叠加等方法来形成黑色基质1120和滤色器1121。或者,可以用液滴排放方法来形成。此时,可以用液滴排放方法同时形成黑色基质1120和滤色器1121二者。或者,可以用液滴排放方法或常规图形化工艺来选择性地形成它们中的一个,而另一个可以用液滴排放方法来形成以便被镶嵌。借助于如上所述主动采用液滴排放方法,能够省略光刻工艺,从而大幅度减少制造步骤数目。常规情况下,为了形成遮光膜(黑色基质)和RGB滤色器,需要4次光刻过程。在不制造全色显示器的情况下,不需要滤色器。
可以用甩涂和浸涂之类来形成透明树脂1122。可以用液滴排放方法或溅射来形成反电极。可以用液滴排放方法来制作形成在二个衬底上的定向膜。
可以根据下述步骤用浸涂(泵送方法)来形成液晶层1125,其中,用密封剂将二个衬底键合在一起;且键合的衬底(液晶盒)配备有液晶注入开口的一侧被浸泡在液晶中,以便由毛细管现象将液晶注入到液晶盒中。或者,如图41所示,可以用所谓液滴排放来形成液晶层1125,亦即,液晶被来自喷嘴(分配器)1326的液滴发送到提供在平台1320上的配备有密封剂1328和阻挡层1329的衬底1321上,且另一衬底1330如箭头所示被粘贴到上述衬底上。特别是液滴排放方法能够被有效地用于使用大衬底的情况。图41所示的阻挡层1329被提供来防止液晶分子1327与密封剂1328之间的化学反应,在二个衬底被彼此粘贴的情况下,预先提供在二个衬底上的对准记号1322或1311被成像装置1323探测,并通过CPU 1324和控制器1325来控制配备有二个衬底的平台。
图27示出了根据上述工艺完成的液晶屏配备有背光(光源)单元1141的状态。背光单元1141由发射荧光1090的冷阴极管(荧光灯)1142;用来有效地将荧光引入到光波导1144的灯反射器1143;用来以荧光全反射将光引入到整个液晶屏上的光波导1144;用来降低亮度不均匀性的漫射器1145;以及用来重新使用光波导1144下方的泄漏光的反射片1146组成。偏振片1140被提供在液晶屏和背光单元之间及其反侧。
图27A示出了一种透射型液晶显示板。背光单元1141被安装在TFT衬底下方;于是要求栅电极1104由具有反射性质的材料形成,以便防止TFT沟道区被暴露于光。同时,在背光单元1141被安装在TFT衬底上方的情况下(未示出),由于提供了黑色基质1120,故TFT沟道区不暴露于光。
图27B示出了一种透射反射型液晶显示板。透射反射型液晶显示板具有反射型的功能和透光的性质。象素电极1153具有透光性质,从而透射来自背光单元1141的荧光。象素电极1152具有反射性质;于是能够在象素电极1152处反射外部光1191。冷阴极管如图27所示被安装(侧光系统),以便减小显示板的厚度。或者,冷阴极管可以被提供到液晶屏的下方或上方,以便增大光量。
至于本实施方案模式所述的液晶显示器件,绝缘层被形成在栅电极层、源电极、漏电极、源布线、以及漏布线外围;并用液滴排放方法将导体形成为注入在绝缘层中。因此,上述各电极和布线能够被精确地形成到所希望的图形中,从而能够节省导电材料。此外,能够防止采用液滴排放方法情况下容易出现的包含导电材料的组分的滴漏;于是能够形成导体的优选图形,并能够防止电极或布线短路。在仅仅用液滴排放方法来喷射导电材料的情况下,由于包含导电材料的普通组分处于液态,故难以增大电极或布线的厚度。但若树脂的厚度被控制,则即使在采用液滴排放方法的情况下,也能够形成具有所希望厚度的电极或布线。
根据采用液滴排放方法的本发明,能够减少制造步骤和材料成本,并能够以高的成品率实现高稳定液晶显示器件的高产率制造。即使玻璃衬底的尺寸越来越增大,例如增大到1500mm×1800mm,2000mm×2200mm,2700mm×3600mm等,也能够以低的成本和良好的产率制造显示板。不需要处置大量包括作为导电材料的重金属之类的废液。因此,从环境考虑的观点看,本发明是非常重要的。
在本实施方案模式中,绝缘层被形成在栅电极层、源电极、漏电极、源布线外围;并用液滴排放方法将导体形成为注入在绝缘层的孔中。但本方法不总是要求使用所有的电极和布线。例如,栅电极层可以形成为被注入;并可以用液滴排放方法选择性地形成源电极、漏电极、以及源布线。或者,可以用溅射和然后图形化的方法来形成上述各电极和布线。
一对源电极和源布线以及一对漏电极和漏布线可以分别被形成在一个层中。在此情况下,不需要第二或第三绝缘层。而且,源电极(布线)或漏电极(布线)可以被形成用作象素电极。在不形成层间绝缘膜或整平膜的情况下,可以预先在栅绝缘膜上形成象素电极,然后,象素电极可以被连接到源和漏电极或源和漏布线。
实施方案模式13
图25是沿C-D线的图39的工艺图,示出了沟道刻蚀TFT被用作薄膜晶体管1230的情况。可以以相似于上述实施方案模式(图25A-25C)的方式来进行直至形成源电极1112和漏电极1113的工艺。注意,在本实施方案模式中不需要形成沟道保护膜的步骤。
然后,用氧烧蚀、刻蚀、或大气等离子体来清除第二绝缘膜1111。借助于用源电极1112和漏电极1113作为掩模对小岛状n型半导体膜1128进行刻蚀,来形成源区和漏区(图25D)。此处,等离子体刻蚀非排他性地使用下列刻蚀气体:诸如Cl2、BCl3、SiCl4、或CCl4之类的氯化物气体;诸如CF4、SF6、NF3或CHF3之类的氟化物气体;或O2。可以用大气等离子体来进行此刻蚀。此时优选采用CF4和O2的混合气体作为刻蚀气体。在由相同的半导体材料形成n型半导体膜和半导体膜的情况下,由于小岛状半导体膜1127与n型小岛状半导体膜1128一起同时被刻蚀,故需要注意刻蚀速率和刻蚀时间。
然后,可以以相似于实施方案模式1(图25D)的方式,来进行在源电极1112和漏电极1113上形成源布线1117和漏布线1118的图形的步骤以及形成象素电极的步骤。虽然未示出,但可以以相似于实施方案模式12的方式来进行涂敷或注入液晶、键合衬底、安装背光单元等步骤。成对的源电极和源布线以及成对的漏电极和漏布线可以分别被形成在一个层中。在此情况下,不需要第二或第三绝缘层。而且,源电极(布线)或漏电极(布线)可以被形成用作象素电极。
实施方案模式14
图26是沿C-D线的图39的工艺图,示出了借助于组合沟道刻蚀TFT和沟道保护TFT而形成的TFT被用作薄膜晶体管1230的情况。可以以相似于上述实施方案模式的方式来进行直至形成n型半导体膜1109的工艺(图26A)。注意,不需要用来形成沟道保护薄膜的工艺。
然后,金属掩模1130和1131被形成在半导体膜1107的用作源和漏区的部分上(图26A)。金属掩模1130和1131不仅用作用来刻蚀n型半导体膜1109和半导体膜1107的掩模,而且用作源和漏电极。相同于用来形成栅电极层等的材料,可以被用作金属掩模130和1131的导电材料。优选采用能够高度承受刻蚀处理的材料。而且,优选用液滴排放方法来选择性地形成金属掩模1130和1131。
然后,借助于用金属掩模1130和1131作为掩模而对n型半导体膜1109进行刻蚀,来形成源区和漏区(图26B)。此处,等离子体刻蚀非排他性地使用下列刻蚀气体:诸如Cl2、BCl3、SiCl4、或CCl4之类的氯化物气体;诸如CF4、SF6、NF3或CHF3之类的氟化物气体;或O2。可以用大气等离子体来进行此刻蚀。此时优选采用CF4和O2的混合气体作为刻蚀气体。在由相同的半导体材料形成n型半导体膜和半导体膜的情况下,由于小岛状半导体膜1127与n型小岛状半导体膜1128一起同时被刻蚀,故需要注意刻蚀速率和刻蚀时间。只要沟道形成区处的半导体膜的厚度被形成为5nm或以上,优选为10nm或以上,更优选为50nm或以上,即使如图26B所示部分半导体膜1107被刻蚀,TFT的功能也不会受到损伤。
绝缘膜1132被形成在半导体膜1107的沟道区上(图26B)。由于绝缘膜1132用作沟道保护膜,故优选用液滴排放方法来选择性地形成。诸如硅氧烷之类的抗热树脂的组分,或诸如丙烯酸、苯并环丁烯、聚酰胺、聚酰亚胺、苯并咪唑、或聚乙烯醇之类的具有抗刻蚀性和绝缘性质的物质,可以被用作待要喷射的组分。硅氧烷或聚酰亚胺被优选使用。为了防止沟道区被过刻蚀,绝缘膜1132被形成为100nm或以上的厚度,优选为200nm或以上。因此,如图26B所示,绝缘膜1132可以被形成来重叠金属掩模1130和1131。借助于将绝缘膜1132形成为100nm或以上的厚度,能够改善作为沟道保护膜的功能,并能够防止沟道区的损伤而无失效。因此能够得到具有高迁移率的稳定的有源元件。绝缘膜1132也可以被形成为具有层叠结构。例如,可以采用上述实施方案模式所述的由氮化硅和有机树脂组成的叠层。
借助于用金属掩模1130和1131以及绝缘膜1132作为掩模而对半导体膜1107进行刻蚀,来形成小岛状半导体膜1127(图26C)。此处,等离子体刻蚀非排他性地使用下列刻蚀气体:诸如Cl2、BCl3、SiCl4、或CCl4之类的氯化物气体;诸如CF4、SF6、NF3或CHF3之类的氟化物气体;或O2。可以用大气等离子体来进行此刻蚀。此时优选采用CF4和O2的混合气体作为刻蚀气体。由于绝缘膜1132(相当于沟道保护膜)被形成在小岛状半导体膜1127的沟道区1119上,故沟道区不会由于上述刻蚀工艺中的过刻蚀而受到损伤。因此,不使用任何抗蚀剂掩模就能够制造具有稳定特性和高迁移率的沟道保护型TFT(沟道停止层型)。
用来改善台阶覆盖性的绝缘体1133(也称为边沿盖子等)被形成在栅绝缘膜1106上以及至少小岛状半导体膜1127的侧面处(图26C)。源电极1112和漏电极1113被形成为与金属掩模1130和1131相接触。由于边沿盖子被提供在源电极1112和漏电极1113下方,故能够以良好的覆盖性平滑地形成布线,因此,能够防止断裂。
然后,可以以相似于上述实施方案模式的方式,进行在源电极1112和漏电极1113上形成源布线1117和漏布线1118图形以及形成象素电极的步骤(图26D)。虽然未示出,但可以以相似于实施方案模式12的方式来进行涂敷或注入液晶、键合衬底、安装背光单元等步骤。成对的源电极和源布线以及成对的漏电极和漏布线可以分别被形成在一个层中。在此情况下,不需要第二或第三绝缘层。而且,源电极(布线)或漏电极(布线)可以被形成用作象素电极。
如上所述,在形成用作源和漏电极的金属掩模1130和1131之后,用用作沟道保护膜的绝缘膜1132来覆盖用作沟道区的部分,并根据本发明来形成小岛状半导体膜。因此,不需要抗蚀剂掩模,从而能够简化制造工艺。本实施方案模式提供了一种借助于组合二种方法来形成有源元件的新颖方法,所述一种方法是用金属掩模来清除n型半导体膜的方法,另一种方法是具体对沟道保护型的用来形成沟道保护膜来防止沟道区被清除的方法。根据上述结构,可以仅仅用金属掩模来制造有源元件,而无须使用任何抗蚀剂掩模。结果,借助于节省材料就能够简化制造工艺,并能够大幅度降低成本。能够在更短的生产时间内以低的成本和高的成品率实现高稳定有源元件的高产率制造。
实施方案模式15
在本实施方案模式中,参照图28来解释具有滤色器功能的绝缘层被形成作为层间绝缘膜或整平膜的情况。可以以相似于上述实施方案模式的方式来进行直至形成源电极和漏电极的工艺。
然后,由诸如混合有红色(R)、绿色(G)、以及蓝色(B)颜料或染料的光敏聚酰亚胺、光敏丙烯酸、或光敏硅氧烷之类的上述实施方案模式所述的第一绝缘膜的材料,来制作用来形成源布线1117和漏布线1118的图形的第三绝缘层1160和1161(图28A)。因此,第三绝缘层1160和1161除了层间绝缘膜或整平膜的功能之外,还能够具有滤色器的功能。可以用不混合颜料或染料的树脂或者混合有Cr(铬)之类的树脂来形成第三绝缘膜1160,以便得到黑色基质的功能。或者,非光敏树脂(聚酰亚胺之类)可以被用来得到黑色基质的功能。在第三绝缘层1116具有黑色基质功能的情况下,可以省略图28B所示的黑色基质1120。
借助于在第三绝缘层1116、1160、1161中的间隙上喷射包含第三导电材料的组分,来形成源布线1117和漏布线1118(图28A)。可以适当地从有关上述第一导电材料所解释的情况中选择第三导电材料、导电颗粒结构、喷射条件、干燥条件、烘焙条件等。而且,第三导电材料或颗粒结构可以相同于或不同于第一和第二导电材料的。
此处,在形成第三绝缘层1116、1160、1161之后,源布线1117和漏布线1118被形成为镶嵌在第三绝缘层1116、1160、1161中。或者,可以用液滴排放方法同时形成第三绝缘层1116、源布线1117、以及漏布线1118。且或者,可以根据下述步骤来形成第三绝缘层1116,其中,用来组成第三绝缘层1116的组分被喷射,并在第三绝缘层1116的组分被干燥和固化之前(或暂时烘焙之后),喷射用来组成栅电极层的组分,然后对二种喷射的组分进行干燥和烘焙。此时可以省略曝光和显影步骤;于是能够大幅度减少制造步骤数目。在同时形成第三绝缘层1116和栅电极层的情况下,如图45所示,可以采用不同种类的材料同时从多个喷嘴被喷射的方法。
可以以相似于实施方案模式12的方式来进行形成象素电极、涂敷或注入液晶、键合衬底、安装背光单元等的步骤(图28B)。成对的源电极和源布线以及成对的漏电极和漏布线可以分别被形成在一个层中。在此情况下,不需要第二或第三绝缘层。而且,源电极(布线)或漏电极(布线)可以被形成用作象素电极。本实施方案模式可以与其它实施方案模式自由地组合。
实施方案模式16
在本实施方案模式中,参照图29来解释具有滤色器功能的绝缘层被形成作为第一绝缘层的情况。可以以相似于上述实施方案模式的方式进行直至基底预处理的工艺(图29A)。而且,可以省略基底预处理。
用来形成栅布线1103、栅电极1104、以及电容器布线1105的图形的第一绝缘层(树脂图形),被形成在衬底1100上或在进行上述基底预处理的情况下由基底预处理所处理的部分上。此时,用混合有红色(R)、绿色(G)、以及蓝色(B)颜料或染料的材料,来形成第一绝缘层1162和1163,以便至少形成部分透光的第一绝缘层(图29A)。因此,第一绝缘层1162和1163除了作为用来形成栅电极层图形的隔板(也称为堤坝)之外,还能够具有滤色器的功能。可以用不混合颜料或染料的树脂或者混合有Cr(铬)之类的树脂来形成第一绝缘膜1102,以便得到黑色基质的功能。或者,非光敏树脂(聚酰亚胺之类)可以被用来得到黑色基质的功能。在第一绝缘层1102具有黑色基质功能的情况下,可以省略图29C所示的黑色基质1120。
可以以相似于上述实施方案模式的方式来进行形成TFT衬底、形成象素电极、涂敷或注入液晶、键合衬底、安装背光单元等的步骤(图29B和29C)。成对的源电极和源布线以及成对的漏电极和漏布线可以分别被形成在一个层中。在此情况下,不需要第二或第三绝缘层。而且,源电极(布线)或漏电极(布线)可以被形成用作象素电极。本实施方案模式可以与其它实施方案模式自由地组合。
实施方案模式17
在本实施方案模式中,参照图30A-30C来解释用来将根据本发明的TFT衬底连接到象素电极的方法。
作为第一方法,如图30A所示,用液滴排放方法,整平膜1170被选择性地形成在根据本发明制造的TFT上,并用液滴排放方法在不形成整平膜的区域上形成了各被连接到源电极和漏电极的源布线1171和漏布线1172。而且,如图30A所示,象素TFT中的源布线和漏布线也能够用作象素电极。或者,象素电极可以被单独地形成,以便连接到源布线或漏布线。源电极、漏电极、源布线、以及漏布线可以由相同的材料或不同的材料形成。
本方法不使用接触孔被形成在整平膜中的概念。但从外表上看是形成了接触孔。因此,此方法被称为松散的接触。诸如丙烯酸、聚酰亚胺、或聚酰胺之类的有机树脂;或包含硅氧烷的绝缘膜,被优选用作整平膜。
定向膜173被形成在TFT衬底上,并进行摩擦处理。优选用液滴排放方法来选择性地形成定向膜173。
作为第二方法,如图30B所示,用液滴排放方法,柱状导体1174(也称为支柱、栓塞等)被形成在根据本发明制造的TFT的源电极或漏电极上。相似于用来形成上述栅电极层等的材料,可以被用作形成此支柱的导电材料。用液滴排放方法等,整平膜1175被形成在柱状导体1174上。此整平膜优选用液滴排放方法,由诸如丙烯酸、聚酰亚胺、或聚酰胺之类的有机树脂或包含硅氧烷的绝缘膜选择性地形成。
在整平膜被形成在支柱上的情况下,整平膜和支柱的表面被回刻蚀,以便得到具有如图30B中央所示的整平表面的支柱。用液滴排放方法,用来连接到源电极和漏电极的源布线和漏布线被形成在整平膜上。然后,象素电极被形成,以便连接到源布线或漏布线。而且,源电极、漏电极、支柱、源布线、以及漏布线,由相同的导电材料或不同的导电材料形成。
定向膜1178被形成在TFT衬底上,并进行摩擦处理。优选用液滴排放方法来选择性地形成定向膜1178。
作为第三方法,如图31所示,用液滴排放方法,排斥整平膜1180材料的柱状绝缘体1179(也称为支柱绝缘体)被形成在根据本发明制造的TFT的源电极或漏电极上;且整平膜1180被形成在柱状绝缘体1179的外围。诸如PVA(聚乙烯醇)之类的水溶性有机树脂在CF4等离子体之类中被处理,以便得到疏液性,能够被用作支柱绝缘体的材料。此整平膜优选用液滴排放方法,由诸如丙烯酸、聚酰亚胺、或聚酰胺之类的有机树脂或包含硅氧烷的绝缘膜选择性地形成。在整平膜1180被形成在支柱绝缘体1179外围之后,用水洗和刻蚀等能够容易地清除柱状绝缘体1179。在用刻蚀来清除的情况下,优选进行各向异性刻蚀,以便防止接触孔具有倒锥形。而且,由于诸如PVA之类的柱状绝缘体具有绝缘性质,故即使部分柱状绝缘体被遗留在接触孔的侧壁处,也不会出现问题。
然后,用液滴排放方法,连接到源电极和漏电极的源布线和漏布线通过接触孔被形成在整平膜上。如图31C底部图中所示,象素TFT中的源布线或漏布线能够用作象素电极。不言自明,象素电极能够被单独形成,以便连接到源布线或漏布线。而且,源电极、漏电极、源布线、以及漏布线,由相同的导电材料或不同的导电材料形成。在接触孔由于上述柱状绝缘体的清除工艺而被形成为具有倒锥形的情况下,可以用液滴排放方法层叠包含导电材料的组分,以便在形成源布线和漏布线的过程中填充接触孔。
定向膜1184被形成在TFT衬底上,并进行摩擦处理。优选用液滴排放方法来选择性地形成定向膜1184。
作为第四方法,如图32所示,用液滴排放方法、甩涂、喷涂之类,排斥整平膜1189材料的材料1186(以下称为疏液性材料1186)被形成在根据本发明制造的TFT的源电极和漏电极上;由PVA、聚酰亚胺之类形成的掩模1187被形成在要形成接触孔的区域上;利用PVA之类来清除疏液性材料1186;并在留下的疏液性材料1186外围形成整平膜1189。诸如FAS(氟烷基硅烷)之类的氟基硅烷耦合剂可以被用作形成疏液性材料1186的材料。可以用液滴排放方法选择性地形成PVA、聚酰亚胺之类的掩模1187。可以用氧烧蚀或大气等离子体来清除疏液性材料1186。而且,可以用水洗方法容易地清除由PVA形成的掩模1187,或可以用剥离器N300容易地清除由聚酰亚胺形成的掩模1187。
在疏液性材料1186遗留在其中要形成接触孔的区域内的情况下(图32B),用液滴排放方法、甩涂之类来形成整平膜1170。由于疏液性材料1186被部分地遗留在其中要形成接触孔的区域内,故整平膜不形成在其上。而且,接触孔不太容易形成为倒锥形。整平膜优选由诸如丙烯酸、聚酰亚胺、或聚酰胺之类的有机树脂;或者用液滴排放方法选择性地由硅烷基材料作为原材料形成的具有Si-O键和Si-CHx键的绝缘膜形成。在形成整平膜1189之后,用氧烧蚀或大气压等离子体来清除疏液性材料1182。
由于提供了保护TFT的钝化膜1185,故与清除疏液性材料1182同时或之后,源电极和漏电极的表面被刻蚀暴露。希望尽可能多地形成钝化膜1185,以便防止杂质等扩散到TFT中。
而后,用液滴排放方法,连接到源电极或漏电极的源布线或漏布线1190通过接触孔被形成在整平膜上。象素电极1192被形成,以便连接到源布线或漏布线。而且,源电极、漏电极、源布线、以及漏布线,由相同的导电材料或不同的导电材料来形成。
定向膜1193被形成在TFT衬底上,并进行摩擦处理。优选用液滴排放方法来选择性地形成定向膜1193。
在上述第一到第四方法中,在图30A-32C中未示出,借助于由预处理将TiOx膜之类插入在衬底与栅电极层之间,可以改善衬底与栅电极层之间的粘合性。也可以在形成源布线、漏布线、支柱、导体1172和1173等的情况下进行此预处理。可以采用各实施方案模式所述的处理作为此预处理。
可以以相似于上述实施方案模式的方式,进行TFT衬底形成之后的涂敷或注入液晶、键合衬底、安装背光单元等步骤。本实施方案模式能够与其它实施方案模式自由地组合。
实施方案模式18
在本实施方案模式中,参照图33A-35H来解释根据本发明的有源矩阵LCD屏的制造方法。图33A-35H是图39的沿A-B和C-D线的工艺图。
首先,氧化钛1601被形成在衬底1600上;第一绝缘膜1602被形成;提供在驱动电路区1657中的驱动电路TFT 1652和1653的栅电极层1603a,1603b被形成;象素TFT 1654的栅电极层1604被提供到象素区1658;存储电容器1655的电容器电极1605被形成;布线1606被连接到端子区1651的FPC(图33A)。
接着,栅绝缘膜1607被形成;并形成半导体膜1608,然后,形成沟道保护膜1609(图33B)。
在整个衬底上形成n型半导体膜之后,利用提供在其中形成n沟道TFT 1652和1654以及存储电容器1655的区域上的光抗蚀剂1611作为掩模,用刻蚀方法形成小岛状半导体膜1612(图33C)。优选用液滴排放方法来选择性地形成光抗蚀剂1611。
在光抗蚀剂1611被留下的情况下,p型半导体膜被形成在整个衬底上,并利用提供在其中形成p沟道TFT 1653的区域上的光抗蚀剂1614作为掩模,用刻蚀方法形成小岛状半导体膜1615和小岛状半导体膜(图34A)。而且,优选用液滴排放方法来选择性地形成此光抗蚀剂。可以在存储电容器处形成p型半导体膜来代替形成n型半导体膜。
然后,用氧烧蚀、大气等离子体之类来清除光抗蚀剂1611和1614;并形成第二绝缘层1616;然后,在第二绝缘层1616的孔中形成源电极和漏电极1617-1621以及存储电容器的反电极1622(图34B)。
在清除第二绝缘层1616之后,用沟道刻蚀方法来形成源区和漏区。在形成第三绝缘膜1626之后,源布线和漏布线1627-1631以及电容器布线1632被形成在第三绝缘膜1626的孔中(图34C)。
利用第三绝缘层1626作为掩模,用刻蚀方法清除各提供在端子区上的第一绝缘层1602和栅绝缘膜1607,以便暴露连接到FPC的部分的布线1606(图35A)。此处,等离子体刻蚀非排他性地使用下列刻蚀气体:诸如Cl2、BCl3、SiCl4、或CCl4之类的氯化物气体;诸如CF4、SF6、NF3或CHF3之类的氟化物气体;或O2。可以用大气等离子体来进行此刻蚀。此时优选采用CF4和O2的混合气体作为刻蚀气体。此外可以采用氧烧蚀。借助于组合上述各方法,能够分别清除第一绝缘层1602和栅绝缘膜1607。若布线1606被暴露,则不需要清除第一绝缘层1602。然后,象素电极1633被形成,以便连接到象素TFT的源布线或漏布线(图35A)。
示出了一种状态,其中,用密封剂1640,TFT衬底和反衬底1636被彼此粘贴,以液晶层1635插入其间。柱状隔板1639被形成在TFT衬底上。柱状隔板1639可以与形成在象素电极上的接触部分的凹陷一起被形成。柱状隔板1639的高度虽然依赖于液晶材料,但优选为3-10微米。对应于接触孔的凹陷部分被形成在接触部分处。借助于与凹陷一起形成隔板,能够防止液晶定向畸变。
定向膜1634被形成在TFT衬底上,并进行摩擦处理。透明导电膜1637和定向膜1638被提供在反衬底1636上。然后,用密封剂,TFT衬底被粘贴到反衬底1636上。然后,液晶被注入在TFT衬底与反衬底1636之间,从而形成液晶层1635。于是就能够完成一种有源矩阵液晶显示器件。而且,可以如图41所示借助于涂敷液晶来形成液晶层1635。特别是在用大的有源矩阵衬底来制造液晶显示器件的情况下,更加有效。
可以用液滴排放方法来选择性地形成定向膜1634和1638以及柱状隔板1639。液滴排放能够被有效地用于制造采用大有源矩阵衬底的液晶显示器件。
关于端子区,如图33A-34F所示,栅绝缘膜被留在端子区中。因此,要求形成接触孔或要求清除栅绝缘膜1607,以便将与形成栅电极层同时形成的布线连接到FPC(柔性印刷电路)1643。此处,如上所述,用刻蚀方法,第一绝缘层1602和栅绝缘膜1607被清除。利用已知的方法,借助于用各向异性导电膜1642将布线1606和FPC 1628粘贴到端子电极1641,能够使布线1606和FPC 1643彼此连接。优选用透明导电膜来形成端子电极1641。
作为另一种形成接触孔的方法,其中,用液滴排放方法形成的导体来覆盖待要配备接触孔的外围部分,并可以利用此导体作为掩模来形成接触孔。而且,借助于用相同于或不同于上述导体的导体填充接触孔,能够在栅绝缘层上形成栓塞状导体。而且,借助于利用已知方法,用各向异性导电膜1642将栓塞状导体和FPC 1643粘贴到端子电极1641,布线1606能够被连接到FPC 1643。此时,可以在制造TFT的过程中形成FPC部分处的接触孔,或借助于与形成源布线和漏布线同时形成栓塞状导体,可以形成接触孔。作为液滴排放方法的一个优点,组分能够被选择性地喷射到所希望的区域上。因此,一个步骤能够优选代替多个步骤。
借助于用刻蚀方法,与形成小岛状半导体膜或小岛状n型半导体膜同时清除栅绝缘膜,在连接FPC的过程中不需要形成接触孔。注意,由于除了TFT部分之外的栅绝缘膜都被清除了,故要求用液滴排放方法在存储电容器、扫描线与信号线的交叉处等上分别形成绝缘体。
可以用线性等离子体方法在除了衬底的FPC连接区之外的区域上形成栅绝缘膜。
通过上述工艺,就完成了采用根据本发明制造的TFT的有源矩阵LCD板。可以用上述实施方案模式所述的方法来制造此TFT。此处,每个象素提供了一个晶体管;但为了得到多门结构,每个象素可以提供二个或多个晶体管。此TFT可以具有n型极性或n型极性。而且,此TFT可以具有由n型TFT和p型TFT组成的CMOS结构。在形成CMOS结构的情况下,在选择性地形成上述整平膜之后,可以由液滴排放方法喷射的包含导电材料的组分来形成用来形成各TFT的布线。
本实施方案模式能够与其它实施方案模式自由地组合。
实施方案模式19
在本实施方案模式中,参照图36A-37C来解释根据本发明的有源矩阵LCD屏的另一种制造方法。图36A-37C是图39的沿A-B和C-D线的工艺图。可以以相似于其它实施方案模式的方式来进行直至形成沟道保护膜和形成小岛状半导体膜1661的工艺(图36A)。
在清除用于形成小岛状半导体膜1661的光抗蚀剂1660之后,用液滴排放方法,包含n型杂质的掺杂剂源1662被选择性地形成在n沟道TFT 1652和1654的小岛状半导体膜上;并用液滴排放方法,包含p型杂质的掺杂剂源1663被选择性地形成在p沟道TFT 1653的小岛状半导体膜上(图36B)。
用激光器1664来辐照衬底(称为激光掺杂);于是,掺杂剂源1662和1663被引入到小岛状半导体膜1661中,以便形成源和漏区1665-1670(图36C)。准分子、Nd:YAG、CO2、红宝石、紫翠玉之类可以被用作激光器1664。由于准分子激光器发射紫外范围内的短波长的短脉冲光,故准分子激光器特别适合于形成非常浅的掺杂层;于是,激光稍许进入到半导体膜中,因而热作用时间短。此处采用由液滴排放方法涂敷的固态或液态掺杂剂源作为此掺杂剂源。作为变通,可以采用气体。此时,要求气氛根据n型或p型而改变。在采用固态或液态掺杂剂源的情况下,其优点是可以用单个激光辐照来形成杂质区。利用此激光掺杂方法,能够省略沟道刻蚀工艺;从而能够大幅度简化制造工艺。
在形成第二绝缘层1616之后,源和漏电极1617-1621以及存储电容器的反电极1622被形成在第二绝缘层1616的孔中(图36D和图37A)。
利用第三绝缘层1626作为掩模,用刻蚀方法清除各被提供在端子区中的第一绝缘层1602和栅绝缘膜1607,以便暴露连接到FPC的部分的布线1606(图37B)。此处,等离子体刻蚀非排他性地使用下列刻蚀气体:诸如Cl2、BCl3、SiCl4、或CCl4之类的氯化物气体;诸如CF4、SF6、NF3或CHF3之类的氟化物气体;或O2。可以用大气等离子体来进行此刻蚀。此时优选采用CF4和O2的混合气体作为刻蚀气体。此外,可以采用氧烧蚀。可以借助于组合上述各方法来分别清除第一绝缘层1602和栅绝缘膜1607。然后,象素电极1633被形成,以便连接到象素TFT的源布线或漏布线(图37B)。
液晶层1635被插入在用密封剂1640键合在一起的TFT衬底与反衬底1636之间。柱状隔板1639被形成在TFT衬底上。柱状隔板1639可以与形成在象素电极上的接触部分的凹陷一起被形成。柱状隔板1639的高度虽然依赖于液晶材料,但优选为3-10微米。对应于接触孔的凹陷被形成在接触部分处。借助于与凹陷部分一起形成隔板,能够防止液晶定向畸变。
定向膜1634被形成在TFT衬底上,并进行摩擦处理。透明导电膜1637和定向膜1638被提供在反衬底1636上。然后,用密封剂,TFT衬底被粘贴到反衬底1636上。然后,液晶被注入在TFT衬底与反衬底1636之间,从而形成液晶层1635。于是就能够完成一种有源矩阵液晶显示器件。而且,可以如图41所示借助于喷射液晶来形成液晶层1635。特别是对于用大的有源矩阵衬底来制造液晶显示器件的情况,液滴排放方法更加有效。
可以用液滴排放方法来选择性地形成定向膜1634和1638以及柱状隔板1639。液滴排放方法特别能够被有效地用于制造采用大的有源矩阵衬底的液晶显示器件。
能够以相似于实施方案模式18的方式来形成端子区。
通过上述各步骤,就完成了采用根据本发明制造的TFT的有源矩阵LCD屏。可以用上述实施方案模式所述的方法来制造此TFT。此处,每个象素提供了一个晶体管;但为了得到多门结构,每个象素可以提供二个或多个晶体管。此TFT可以具有n型极性或p型极性。而且,此TFT可以具有由n型TFT和p型TFT组成的CMOS结构。在形成CMOS结构的情况下,在选择性地形成上述整平膜之后,可以由液滴排放方法喷射包含导电材料的组分来形成用来形成各TFT的布线。
本实施方案模式能够与其它实施方案模式自由地组合。
实施方案模式20
在本实施方案模式中,将描述根据本发明制造的采用液晶屏的液晶电视系统。图55是方框图,示出了液晶电视系统的主要组成部分。液晶屏具有各种结构,其中,(1)仅仅形成象素区1401,并用TAB来安装扫描线驱动电路1403和信号线驱动电路1402;(2)用COG系统来安装象素区1401,并用COG将扫描线驱动电路1403和信号线驱动电路1402安装在象素区1401外围;以及(3)由SAS来形成TFT,象素区1401和扫描线驱动电路1403被集成制作在衬底上,且扫描线驱动电路1402被单独安装成驱动器IC。可以采用上述方法中的任何一种方法。
作为其它外部电路,提供了:视频信号放大电路1405,用来对调谐器1404在红色输入侧处接收到的各种信号中的视频信号进行放大;视频信号处理电路,用来将从视频信号放大电路1405输出的信号转换成对应于红色、绿色、蓝色的彩色信号;控制电路1407,用来将视频信号转换成驱动器IC的输入特性;等等。在控制电路1407中,信号分别被输出到扫描线侧和信号线侧。在数字驱动的情况下,信号分隔电路1408可以被提供在信号线侧处,以便将输入数字信号分隔成m段,并提供分隔了的信号。
调谐器1404接收到的各种信号中的音频信号被传输到音频信号放大电路1409,且输出经由音频信号处理电路1410被馈送到扬声器1413。控制电路1411接收接收站的控制信息(接收频率)或音量,以便将信号送到调谐器1404或声音信号处理电路1410。
实施方案模式21
在本实施方案模式中,参照图40A和40B来描述其中上述实施方案模式所述的LCD屏被调制的情况。
在具有其外围配备有驱动电路的象素区的图40A所示的模块中,用COG(玻璃上芯片)来安装驱动器IC。或者,可以用TAB(带自动键合)来安装驱动器IC。
衬底1700被反衬底1703和密封剂1702固定。如上述实施方案模式所示,象素区1701可以利用液晶作为显示媒质,或利用发光元件作为显示媒质。驱动器IC 1705a和1705b以及驱动器IC 1707a、1707b、1707c可以利用由单晶半导体或多晶半导体形成的集成电路。信号和功率通过FPC 1704a、1704b、1704c、或FPC 1706a和1706b而被馈送到驱动器IC 1705a和1705b以及驱动器IC 1707a、1707b、1707c。
在图40B所示的模块中,栅驱动器1712被集成形成在衬底上,并被连接到FPC 1710。优选用高迁移率的半非晶硅(SAS)来制造栅驱动器1712。源驱动器1709由多晶硅单独形成并被分割成多个条块。栅驱动器的条块被粘贴和连接到FPC 1711。可以采用单独由多晶硅形成并被分割成条块的栅驱动器1712。与粘贴许多IC芯片相比,借助于在衬底上集成形成驱动器(驱动电路)部分或分割成条块,能够简化制造工艺。而且能够有效地使用衬底之间的空间。
实施方案模式22
在本实施方案模式中,参照图51A和51B来解释保护二极管被提供在扫描线输入端子区和信号线输入端子区内的情况。在图51A中,TFT 1260被提供在象素1022中。此TFT具有相似于上述实施方案模式所述的结构。
信号线输入端子区配备有保护二极管1261和1262。用相似于形成TFT的工艺来制造这些保护二极管。此二极管借助于将栅连接到漏或源而工作。图51B是图51A所示俯视图的等效电路图。
保护二极管1261由栅电极层1250、半导体层1251、沟道保护绝缘层1252、以及布线层1253组成。TFT 1262具有相似于保护二极管1261的结构。连接到保护二极管的布线1254和1255被形成在与栅电极层相同的层中。因此,要求接触孔被形成在栅绝缘层中,以便将保护二极管电连接到布线层1253。
为了在栅绝缘层中形成接触孔,用液滴排放方法来形成掩模层,并可以进行刻蚀处理。此时,在进行允许局部放电加工的大气放电刻蚀工艺的情况下,不要求掩模层被形成在整个衬底上。
保护二极管1261和1262以及源和漏布线层1219,被形成在一个层中。连接到保护二极管1261和1262的信号布线层1256,被连接到源侧或漏侧。
扫描信号线侧处的输入端子具有相似于上述结构的结构。根据本发明,提供在输入级处的保护二极管可以被同时制作。插入保护二极管的位置不局限于本实施方案模式。保护二极管可以被提供在驱动电路与象素之间。本实施方案模式可以与其它实施方案模式自由地组合。
实施方案模式23
在本实施方案模式中,将描述借助于由SAS形成半导体层而在衬底100上形成扫描线侧处的驱动电路的情况。
图52是方框图,示出了由n沟道TFT组成的扫描线驱动电路,此n沟道TFT采用提供1-15cm2/Vsec的场效应迁移率的SAS。
在图52中,参考号1500表示的区块对应于脉冲输出电路,用来输出一级的取样脉冲。移位电阻器由n块脉冲输出电路组成。参考号1501表示待要连接到象素502的缓冲电路。
图53示出了由n沟道TFT 1601-1612组成的脉冲输出电路1500的具体结构。此时,可以根据采用SAS的n沟道TFT的工作特性来确定TFT的尺寸。例如,在沟道长度为8微米的情况下,沟道宽度可以被设定为10-80微米。
图54示出了缓冲电路1501的具体结构。同样,缓冲电路由n沟道TFT 1620-1636组成。此时,可以根据采用SAS的n沟道TFT的工作特性来确定TFT的尺寸。例如,在沟道长度为10微米的情况下,沟道宽度可以被设定为10-1800微米。
本实施方案模式可以与其它实施方案模式自由地组合。
实施方案模式24
给出了配备有上述实施方案模式所述的模块的电子装置的一些例子:诸如摄象机或数码相机之类的相机、风镜式显示器(头戴显示器)、导航系统、声音再现装置(汽车音响系统和组合音响之类)、个人计算机、游戏机、便携式信息终端(移动计算机、蜂窝电话、便携式游戏机、电子记事本之类)、以及包括记录媒质的图像再现装置(更具体地说是能够重现诸如数字万能碟盘(DVD)之类的记录媒质并包括用来显示重现的图象的显示器的装置)。上述实施方案模式所述的液滴排放方法被优选用于制造具有大屏幕的大电视等。图19A和19B示出了这种电子装置的各种具体例子。
图19A示出了一种大EL电视系统,它包括机箱2001、支座2002、显示区2003、扬声器2004、视频信号输入端子2005等。显示区2003配备有具有象素区和驱动电路区的模块。象素区具有用上述实施方案模式所述液滴排放方法所制造的发光元件和TFT。显示器件包括诸如个人计算机、电视广播接收机、或广告显示器之类的所有信息显示器件。
至少象素区可以优选配备偏振片或圆偏振片,以便改善对比度。例如,四分之一波片、半波片、以及偏振片可以被优选相继提供在密封衬底上。而且,可以在偏振片上提供抗反射膜。
图19B是方框图,示出了一种EL电视系统的主要结构。象素区603被形成为具有上述实施方案模式所述的结构。
作为其它外部电路,提供了:视频信号放大电路905,用来对调谐器904在视频信号输入侧处接收到的各种信号中的视频信号进行放大;视频信号处理电路906,用来将从视频信号放大电路905输出的信号转换成对应于红色、绿色、蓝色的彩色信号;控制电路907,用来将视频信号转换成驱动器IC的输入特性;等等。在控制电路907中,信号分别被输出到信号线驱动电路605、扫描线驱动电路604a和604b。在数字驱动的情况下,信号分隔电路908可以被提供在控制电路与信号线驱动电路之间,以便将输入数字信号分隔成m段,并提供分隔了的信号。
如图19B所示,由于能够防止随着显示板尺寸增大而产生的信号延迟等,故优选提供二个扫描线驱动电路604a和604b。扫描线驱动电路不局限于二个。可以仅仅提供一个扫描线驱动电路,或可以提供二个或更多个扫描线驱动电路。同样,可以提供一个或二个或更多个信号线驱动电路。
调谐器904接收到的各种信号中的声音信号,被被传输到音频信号放大电路909,且输出经由音频信号处理电路910被馈送到扬声器913。控制电路911接收接收站的控制信息(接收频率)或音量,以便将信号送到调谐器904或声音信号处理电路910。
借助于将具有这种外部电路的显示区安装到机箱2001中,能够完成电视系统。作为附件,提供了扬声器2004、视频信号输入端子2005、操作开关等。如上所述,能够完成EL电视系统。
本发明不仅能够被应用于电视系统,而且还能够被应用于显示媒质,特别是大面积的显示媒质,例如个人计算机的监视器;火车站或飞机场的信息显示板;或街道广告显示板。或者,能够制造具有液晶元件的电视系统。
图20A示出了便携式终端中的一种蜂窝电话,它包括主体2101、机箱2102、显示区2103、声音输入单元2104、操作键2106、天线2107等。显示区2103配备有具有象素区和驱动电路区的模块。象素区具有发光元件或液晶元件以及上述实施方案模式所述用液滴排放方法所制造的TFT。借助于用一个大玻璃母衬底形成多个显示区2103,能够降低蜂窝电话的制造成本。
图20B示出了一种片状蜂窝电话,它包括主体2301、显示区2303、声音输入单元2304、声音输出单元2305、开关2306、外部连接端口2307等。单独提供的耳机2308可以经由外部连接端口2307被连接到蜂窝电话。显示区2303具有带触摸屏的显示板。借助于触摸显示在显示区2303上的触摸屏操作键2309,能够进行一系列的操作。显示区2303配备有具有象素区和驱动电路区的模块。象素区具有发光元件或液晶元件以及上述实施方案模式所述用液滴排放方法所制造的TFT。借助于用一个大玻璃母衬底形成多个显示区2303,能够降低蜂窝电话的制造成本。
图20C示出了一种便携式书(电子图),它包括主体3101、显示区3102和3103、存储媒质3104、操作开关3105、天线3106等。显示区3102和3103配备有具有象素区和驱动电路区的模块。象素区具有发光元件或液晶元件以及上述实施方案模式所述用液滴排放方法所制造的TFT。借助于用一个大玻璃母衬底形成多个显示区3102和3103,能够降低蜂窝电话的制造成本。
即使在小电子装置的情况下,借助于根据本发明而形成显示区,能够从一个大玻璃母衬底得到多个显示区。因此,能够降低电子装置的制造成本。
Claims (45)
1.一种薄膜晶体管,包含:
镶嵌在绝缘膜中的薄膜晶体管的栅电极和扫描线;
薄膜晶体管的栅绝缘膜,该栅绝缘膜被提供来覆盖绝缘膜和栅电极以及扫描线;以及
薄膜晶体管的半导体膜,该半导体膜被提供在栅绝缘膜上,
构图栅绝缘膜和半导体膜;
形成薄膜晶体管的源电极或漏电极,使得源电极或漏电极电连接到半导体膜;
其中,绝缘膜和栅电极以及扫描线的表面被调整和整平。
2.一种薄膜晶体管,包含:
镶嵌在绝缘膜中的栅电极和扫描线的电极;
栅绝缘膜,该栅绝缘膜被提供来覆盖绝缘膜和栅电极;以及
半导体膜,该半导体膜被提供在栅绝缘膜上,
其中,绝缘膜和栅电极的表面被调整和整平,以及
其中该扫描线的电极电连接到该半导体膜。
3.一种薄膜晶体管,包含:
绝缘膜,该绝缘膜具有凹陷和凸出;
提供在凹陷上的栅电极和扫描线的电极;
栅绝缘膜,该栅绝缘膜被提供来覆盖绝缘膜和栅电极以及扫描线的电极;以及
半导体膜,该半导体膜被提供在栅绝缘膜上,
其中,栅电极的高度和凸出的高度被调整,并且
其中扫描线电连接到该半导体膜。
4.一种薄膜晶体管,包含:
绝缘膜,该绝缘膜具有凹陷和凸出;
提供在凹陷上的栅电极和扫描线的电极;
栅绝缘膜,该栅绝缘膜被提供来覆盖绝缘膜和栅电极以及扫描线的电极;以及
半导体膜,该半导体膜被提供在栅绝缘膜上,
其中,栅电极的高度和凸出的高度被调整,且
其中栅绝缘膜的端部被提供成不从半导体膜的端部突出,以及
其中扫描线电连接到该半导体膜。
5.根据权利要求1-4中任何一个的薄膜晶体管,
其中,绝缘膜被提供在半导体膜的沟道区上。
6.根据权利要求3或4的薄膜晶体管,
其中,要形成栅电极的区域内的凹陷的宽度为5-20微米,且
凹陷与凸出之间的高度差为1.5-2.5微米。
7.根据权利要求1-4中任何一个的薄膜晶体管,
其中,半导体膜由加有氢或卤素的半导体组成。
8.一种显示器件,包含:
第一和第二薄膜晶体管;该第一和第二薄膜晶体管包含:
第一绝缘膜,该第一绝缘膜具有至少二个凹陷和至少一个凸出;
第一薄膜晶体管的第一栅电极和第二薄膜晶体管的第二栅电极,该第一栅电极和第二栅电极被提供在该至少二个凹陷上;
栅绝缘膜,该栅绝缘膜被提供来覆盖第一绝缘膜以及第一薄膜晶体管的第一栅电极和第二薄膜晶体管的第二栅电极;
第一薄膜晶体管的第一半导体膜和第二薄膜晶体管的第二半导体膜,该第一半导体膜和第二半导体膜被提供在栅绝缘膜上;以及
第一薄膜晶体管的第一源电极和第一漏电极,该第一源电极和第一漏电极被提供在第一薄膜晶体管的第一半导体膜上;
第二薄膜晶体管的第二源电极和第二漏电极,该第二源电极和第二漏电极被提供在第二薄膜晶体管的第二半导体膜上;
第一电极,该第一电极被电连接到第二薄膜晶体管的第二源电极或第二漏电极;
第二绝缘膜,该第二绝缘膜被提供来覆盖第一电极的端部;
电致发光层,该电致发光层被提供在第二绝缘膜的孔中并且与第一电极接触;以及
第二电极,该第二电极被提供来覆盖电致发光层,
其中,第一薄膜晶体管的第一源电极或第一漏电极被电连接到第二薄膜晶体管的第二栅电极。
9.一种显示器件,包含:
第一和第二薄膜晶体管;该第一和第二薄膜晶体管包含:
第一绝缘膜,该第一绝缘膜具有至少二个凹陷和至少一个凸出;
第一薄膜晶体管的第一栅电极和第二薄膜晶体管的第二栅电极,该第一栅电极和第二栅电极被提供在该至少二个凹陷上;
栅绝缘膜,该栅绝缘膜被提供来覆盖第一绝缘膜以及第一薄膜晶体管的第一栅电极和第二薄膜晶体管的第二栅电极;
第一薄膜晶体管的第一半导体膜和第二薄膜晶体管的第二半导体膜,该第一半导体膜和第二半导体膜被提供在栅绝缘膜上;以及
第一薄膜晶体管的第一源电极和第一漏电极,该第一源电极和第一漏电极被提供在第一薄膜晶体管的第一半导体膜上;
第二薄膜晶体管的第二源电极和第二漏电极,该第二源电极和第二漏电极被提供在第二薄膜晶体管的第二半导体膜上;
第一电极,该第一电极被连接到第二薄膜晶体管的第二源电极或第二漏电极;
第二绝缘膜,该第二绝缘膜被提供来覆盖第一电极的端部;
电致发光层,该电致发光层被提供在第二绝缘膜的孔中并且与第一电极接触;以及
第二电极,该第二电极被提供来覆盖电致发光层,
其中,利用第一薄膜晶体管的第一源电极和第一漏电极来蚀刻栅绝缘膜,且
利用提供在被蚀刻的栅绝缘膜的孔中的导电膜,形成在第一薄膜晶体管的第一半导体膜上的第一源电极或第一漏电极被连接到第二薄膜晶体管的第二栅电极。
10.根据权利要求8-9中任何一个的显示器件,
其中,滤色器被提供在电致发光层下方第一绝缘膜的孔中。
11.一种电视,包含:
第一和第二薄膜晶体管;该第一和第二薄膜晶体管包含:
第一绝缘膜,该第一绝缘膜具有至少二个凹陷和至少一个凸出;
第一薄膜晶体管的第一栅电极和第二薄膜晶体管的第二栅电极,该第一栅电极和第二栅电极被提供在该至少二个凹陷上;
栅绝缘膜,该栅绝缘膜被提供来覆盖第一绝缘膜以及第一薄膜晶体管的第一栅电极和第二薄膜晶体管的第二栅电极;
第一薄膜晶体管的第一半导体膜和第二薄膜晶体管的第二半导体膜,该第一半导体膜和第二半导体膜被提供在栅绝缘膜上;以及
第一薄膜晶体管的第一源电极和第一漏电极,该第一源电极和第一漏电极被提供在第一薄膜晶体管的第一半导体膜上;
第二薄膜晶体管的第二源电极和第二漏电极,该第二源电极和第二漏电极被提供在第二薄膜晶体管的第二半导体膜上;
第一电极,该第一电极被电连接到第二薄膜晶体管的第二源电极或第二漏电极;
电容,该电容连接到第一薄膜晶体管的第一源电极或第一漏电极;
第二绝缘膜,该第二绝缘膜被提供来覆盖第一电极的端部;
电致发光层,该电致发光层被提供在第二绝缘膜的孔中并且与第一电极接触;以及
第二电极,该第二电极被提供来覆盖电致发光层,
其中,第一薄膜晶体管的第一源电极或第一漏电极被电连接到第二薄膜晶体管的第二栅电极,并且偏振片和波片被提供在第一电极或第二电极上。
12.一种电视,包含:
第一和第二薄膜晶体管;该第一和第二薄膜晶体管包含:
第一绝缘膜,该第一绝缘膜具有至少二个凹陷和至少一个凸出;
第一薄膜晶体管的第一栅电极和第二薄膜晶体管的第二栅电极,该第一栅电极和第二栅电极被提供在该至少二个凹陷上;
栅绝缘膜,该栅绝缘膜被提供来覆盖第一绝缘膜以及第一薄膜晶体管的第一栅电极和第二薄膜晶体管的第二栅电极;
第一薄膜晶体管的第一半导体膜和第二薄膜晶体管的第二半导体膜,该第一半导体膜和第二半导体膜被提供在栅绝缘膜上;以及
第一薄膜晶体管的第一源电极和第一漏电极,该第一源电极和第一漏电极被提供在第一薄膜晶体管的第一半导体膜上;
第二薄膜晶体管的第二源电极和第二漏电极,该第二源电极和第二漏电极被提供在第二薄膜晶体管的第二半导体膜上;
第一电极,该第一电极被连接到第二薄膜晶体管的第二源电极或第二漏电极;
第二绝缘膜,该第二绝缘膜被提供来覆盖第一电极的端部;
电致发光层,该电致发光层被提供在第二绝缘膜的孔中并且与第一电极接触;以及
第二电极,该第二电极被提供来覆盖电致发光层,
其中,利用第一薄膜晶体管的第一源电极和第一漏电极来蚀刻栅绝缘膜,且
利用提供在被蚀刻的栅绝缘膜的孔中的导电膜,形成在第一薄膜晶体管的第一半导体膜上的第一源电极或第一漏电极被连接到第二栅电极,且
被提供在第一电极或第二电极上的偏振片和波片。
13.一种电视,包含:
第一和第二薄膜晶体管;该第一和第二薄膜晶体管包含:
第一绝缘膜,该第一绝缘膜具有至少二个凹陷和至少一个凸出;
第一薄膜晶体管的第一栅电极和第二薄膜晶体管的第二栅电极,该第一栅电极和第二栅电极被提供在该至少二个凹陷上;
栅绝缘膜,该栅绝缘膜被提供来覆盖第一绝缘膜以及第一和第二栅电极;
第一薄膜晶体管的第一半导体膜和第二薄膜晶体管的第二半导体膜,该第一半导体膜和第二半导体膜被提供在栅绝缘膜上;以及
第一薄膜晶体管的第一源电极和第一漏电极,该第一源电极和第一漏电极被提供在第一薄膜晶体管的第一半导体膜上;
第二薄膜晶体管的第二源电极和第二漏电极,该第二源电极和第二漏电极被提供在第二薄膜晶体管的第二半导体膜上;
第一电极,该第一电极被连接到第二薄膜晶体管的第二源电极或第二漏电极;
第二绝缘膜,该第二绝缘膜被提供来覆盖第一电极的端部;
电致发光层,该电致发光层被提供在第二绝缘膜的孔中并且与第一电极接触;以及
第二电极,该第二电极被提供来覆盖电致发光层,
其中,第一薄膜晶体管的第一源电极或第一漏电极被连接到第二薄膜晶体管的第二栅电极,且
其中偏振片和波片被提供在第一电极或第二电极上。
14.根据权利要求11-13中任何一个的电视,
其中,四分之一波片和半波片从第一电极或第二电极被顺序提供作为波片。
15.一种制造薄膜晶体管的方法,该方法包含下列步骤:
形成具有凹陷和凸出的第一绝缘膜;
借助于喷射包含导电材料的液滴而在凹陷中形成导电膜;
通过化学机械抛光使第一绝缘膜和导电膜的表面变平;
形成第二绝缘膜,以便覆盖第一绝缘膜和导电膜;以及
在第二绝缘膜上形成半导体膜。
16.一种制造薄膜晶体管的方法,该方法包含下列步骤:
形成具有凹陷和凸出的第一绝缘膜;
借助于喷射包含导电材料的液滴而在凹陷中形成导电膜;
通过化学机械抛光使第一绝缘膜和导电膜的表面变平;
形成第二绝缘膜,以便覆盖第一绝缘膜和导电膜;
在第二绝缘膜上形成半导体膜;以及
同时对第二绝缘膜和半导体膜进行图形化。
17.一种制造薄膜晶体管的方法,该方法包含下列步骤:
形成具有凹陷和凸出的绝缘膜;
借助于喷射包含导电材料的液滴而在凹陷中形成导电膜;
通过化学机械抛光使绝缘膜和导电膜的表面变平;
形成第二绝缘膜,以便覆盖绝缘膜和导电膜;
在第二绝缘膜上形成半导体膜;以及
同时对第二绝缘膜和半导体膜进行图形化,
其中第二绝缘膜的端部被提供成不从半导体膜端部突出。
18.根据权利要求15的制造薄膜晶体管的方法,
其中,包含绝缘材料的组分被喷射,且包含导电材料的组分被同时喷射,从而形成具有凹陷和凸出的第一绝缘膜,且从而在凹陷中形成导电膜。
19.根据权利要求15的制造薄膜晶体管的方法,
其中,借助于喷射包含绝缘材料的组分,来形成具有凹陷和凸出的第一绝缘膜,且
借助于将包含导电材料的组分喷射到凹陷中,来形成导电膜。
20.根据权利要求19的制造薄膜晶体管的方法,
其中,借助于喷射包含绝缘材料的组分,来形成具有凹陷和凸出的第一绝缘膜,
对绝缘膜进行加热,且
借助于将包含导电材料的组分喷射到凹陷中,来形成导电材料。
21.一种制造第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的方法,该方法包含下列步骤:
形成具有凹陷和凸出的绝缘膜;
借助于喷射包含导电材料的液滴而在凹陷中形成第一薄膜晶体管的第一栅电极和第二薄膜晶体管的第二栅电极;
形成栅绝缘膜,以便覆盖绝缘膜以及第一薄膜晶体管的第一栅电极和第二薄膜晶体管的第二栅电极;
在栅绝缘膜上形成第一薄膜晶体管的第一半导体膜和第二薄膜晶体管的第二半导体膜;
对栅绝缘膜以及第一薄膜晶体管的第一半导体膜和第二薄膜晶体管的第二半导体膜同时进行图形化;
在第一薄膜晶体管的第一半导体膜和第二薄膜晶体管的第二半导体膜上分别形成第一薄膜晶体管的第一源电极和第一漏电极,以及第二薄膜晶体管的第二源电极和第二漏电极;以及
将形成在第一薄膜晶体管的第一半导体膜上的第一源电极或第一漏电极连接到第二薄膜晶体管的第二栅电极,
其中,绝缘膜的高度和第一和第二栅电极的高度被调整。
22.一种制造第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的方法,该方法包含下列步骤:
形成具有凹陷和凸出的绝缘膜;
借助于喷射包含导电材料的液滴而在凹陷中形成第一薄膜晶体管的第一栅电极和第二薄膜晶体管的第二栅电极;
形成栅绝缘膜,以便覆盖绝缘膜以及第一和第二栅电极;
在栅绝缘膜上形成第一薄膜晶体管的第一半导体膜和第二薄膜晶体管的第二半导体膜;
对第一和第二半导体膜进行图形化;
在第一薄膜晶体管的第一半导体膜和第二薄膜晶体管的第二半导体膜上分别形成第一薄膜晶体管的第一源电极和第一漏电极,以及第二薄膜晶体管的第二源电极和第二漏电极;以及
利用第一和第二源电极以及第一和第二漏电极,对栅绝缘膜进行蚀刻,
其中,借助于在被蚀刻的栅绝缘膜的孔中形成导电膜,形成在第一半导体膜上的第一源电极或第一漏电极被连接到第二电极,且
绝缘膜的高度以及第一和第二栅电极的高度被调整。
23.根据权利要求17、21和22中任何一个的制造薄膜晶体管的方法,
其中,具有凹陷和凸出的绝缘膜被形成为凹陷的宽度是5-100微米,且凹陷的深度是1-10微米。
24.根据权利要求17、21和22中任何一个的制造薄膜晶体管的方法,
其中,具有凹陷和凸出的绝缘膜形成在其中要形成源电极和漏电极的区域中,以致凹陷的宽度是5-20微米,且凹陷的深度是1.5-2.5微米。
25.根据权利要求17、21和22中任何一个的制造薄膜晶体管的方法,
其中,具有凹陷和凸出的绝缘膜形成在其中要形成源电极和漏电极的区域中,以致凹陷的宽度是10-40微米,且凹陷的深度是1.5-2.5微米。
26.根据权利要求17、21和22中任何一个的制造薄膜晶体管的方法,
其中,要喷射的包含导电材料的液滴量为0.1-40pl。
27.一种制造显示器件的方法,该方法包含下列步骤:
形成具有凹陷和凸出的绝缘膜;
借助于喷射包含导电材料的液滴而在凹陷中形成第一薄膜晶体管的第一栅电极和第二薄膜晶体管的第二栅电极;
形成栅绝缘膜,以便覆盖绝缘膜以及第一和第二栅电极;
在栅绝缘膜上形成第一薄膜晶体管的第一半导体膜和第二薄膜晶体管的第二半导体膜;
对栅绝缘膜以及第一和第二半导体膜同时进行图形化;
在第一薄膜晶体管的第一半导体膜和第二薄膜晶体管的第二半导体膜上分别形成第一薄膜晶体管的第一源电极和第一漏电极以及第二薄膜晶体管的第二源电极和第二漏电极;
将形成在第一半导体膜上的第一源电极或第一漏电极连接到第二薄膜晶体管的第二栅电极;
形成第一电极,以便连接到第二薄膜晶体管的源电极或漏电极;
形成第二绝缘膜,以便覆盖第一电极的端部;
在第二绝缘膜的孔中形成电致发光层,使得电致发光层与第一电极接触;以及
形成第二电极,以便覆盖电致发光层。
28.一种制造显示器件的方法,该方法包含下列步骤:
形成具有凹陷和凸出的绝缘膜;
借助于喷射包含导电材料的液滴而在凹陷中形成第一薄膜晶体管的第一栅电极和第二薄膜晶体管的第二栅电极;
形成栅绝缘膜,以便覆盖绝缘膜以及第一和第二栅电极;
在栅绝缘膜上形成第一薄膜晶体管的第一半导体膜和第二薄膜晶体管的第二半导体膜;
对第一和第二半导体膜进行图形化;
在第一薄膜晶体管的第一半导体膜和第二薄膜晶体管的第二半导体膜上分别形成第一薄膜晶体管的第一源电极和第一漏电极以及第二薄膜晶体管的第二源电极和第二漏电极;
利用第一和第二源电极以及第一和第二漏电极,对栅绝缘膜进行蚀刻;
借助于在被蚀刻的栅绝缘膜的孔中形成导电膜,将形成在第一半导体膜上的第一源电极或第一漏电极连接到第二栅电极;
形成第一电极,以便连接到第二薄膜晶体管的源电极或漏电极;
形成第二绝缘膜,以便覆盖第一电极的端部;
在第二绝缘膜的孔中形成电致发光层,使得电致发光层与第一电极接触;以及
形成第二电极,以便覆盖电致发光层。
29.根据权利要求27-28中任何一个的制造显示器件的方法,
其中,滤色器被提供在电致发光层下方绝缘膜的孔中。
30.根据权利要求27-28中任何一个的制造显示器件的方法,
其中,形成绝缘膜和导电膜来覆盖第二薄膜晶体管,且
利用导电膜,第二薄膜晶体管的源电极或漏电极被连接到第一电极。
31.根据权利要求27-28中任何一个的制造显示器件的方法,
其中,形成绝缘膜和导电膜来覆盖第一和第二薄膜晶体管,且
导电膜被形成在第一和第二薄膜晶体管的源电极和漏电极上。
32.一种制造电视的方法,该方法包含下列步骤:
形成具有凹陷和凸出的绝缘膜;
借助于喷射包含导电材料的液滴而在凹陷中形成第一薄膜晶体管的第一栅电极和第二薄膜晶体管的第二栅电极;
形成栅绝缘膜,以便覆盖绝缘膜以及第一和第二栅电极;
在栅绝缘膜上形成第一薄膜晶体管的第一半导体膜和第二薄膜晶体管的第二半导体膜;
对栅绝缘膜以及第一和第二半导体膜同时进行图形化;
在第一薄膜晶体管的第一半导体膜和第二薄膜晶体管的第二半导体膜上分别形成第一薄膜晶体管的第一源电极和第一漏电极,以及第二薄膜晶体管的第二源电极和第二漏电极;
将形成在第一半导体膜上的第一源电极或第一漏电极连接到第二栅电极;
形成第一电极,以便连接到第二薄膜晶体管的第二源电极或第二漏电极;
形成第二绝缘膜,以便覆盖第一电极的端部;
在第二绝缘膜的孔中形成电致发光层,使得电致发光层与第一电极接触;
形成第二电极,以便覆盖电致发光层;以及
在第一电极或第二电极上形成偏振片和波片。
33.一种制造电视的方法,该方法包含下列步骤:
形成具有凹陷和凸出的绝缘膜;
借助于喷射包含导电材料的液滴而在凹陷中形成第一薄膜晶体管的第一栅电极和第二薄膜晶体管的第二栅电极;
形成栅绝缘膜,以便覆盖绝缘膜以及第一和第二栅电极;
在栅绝缘膜上形成第一薄膜晶体管的第一半导体膜和第二薄膜晶体管的第二半导体膜;
对第一和第二半导体膜进行图形化;
在第一薄膜晶体管的第一半导体膜和第二薄膜晶体管的第二半导体膜上分别形成第一薄膜晶体管的第一源电极和第一漏电极,以及第二薄膜晶体管的第二源电极和第二漏电极;
利用第一和第二源电极以及第一和第二漏电极,对栅绝缘膜进行蚀刻;
借助于在被蚀刻的栅绝缘膜的孔中形成导电膜,将形成在第一半导体膜上的第一源电极或第一漏电极连接到第二薄膜晶体管的第二栅电极;
形成第一电极,以便连接到第二薄膜晶体管的第二源电极或第二漏电极;
形成第二绝缘膜,以便覆盖第一电极的端部;
在第二绝缘膜的孔中形成电致发光层,使得电致发光层与第一电极接触;
形成第二电极,以便覆盖电致发光层;以及
在第一电极或第二电极上形成偏振片和波片。
34.根据权利要求32-33中任何一个的制造电视的方法,
其中,四分之一波片和半波片从第一电极或第二电极被顺序提供作为波片。
35.一种制造液晶显示器件的方法,该方法包含下列步骤:
形成树脂,用来在衬底上形成栅电极层的图形;
借助于将包括第一导电材料的组分排放到树脂的孔中而形成栅电极层;
在栅电极层上形成栅绝缘膜;
在栅绝缘膜上形成半导体膜;
在半导体膜上形成包含杂质元素的半导体膜;以及
借助于在包含杂质元素的半导体膜上排放包含第二导电材料的组分而形成源电极层和漏电极层;从而得到有源元件,
其中,液晶被夹在具有有源元件的衬底与反衬底之间。
36.一种制造液晶显示器件的方法,该方法包含下列步骤:
形成第一树脂,用来在衬底上形成栅电极层的图形;
借助于将包括第一导电材料的组分排放到第一树脂的孔中而形成栅电极层;
在栅电极层上形成栅绝缘膜;
在栅绝缘膜上形成半导体膜;
在半导体膜上形成包含杂质元素的半导体膜;
形成第二树脂,用来在包含杂质元素的半导体膜和栅绝缘膜上形成源电极层和漏电极层的图形;以及
借助于将包含第二导电材料的组分排放到第二树脂的孔中而形成源电极层和漏电极层;从而得到有源元件,
其中,液晶被夹在具有有源元件的衬底与反衬底之间。
37.根据权利要求35的制造液晶显示器件的方法,
其中,在形成树脂之前或之后,执行衬底预处理。
38.根据权利要求36的制造液晶显示器件的方法,
其中,在形成第一树脂之前或之后,执行衬底预处理。
39.根据权利要求35的制造液晶显示器件的方法,
其中,用液滴排放方法,各包含树脂和第一导电材料的组分被同时涂敷。
40.根据权利要求36的制造液晶显示器件的方法,
其中,用液滴排放方法,各包含第一树脂和第一导电材料的组分或包含第二树脂和第二导电材料的组分被同时涂敷。
41.根据权利要求35或权利要求36的制造液晶显示器件的方法,
其中,树脂是透明的光敏树脂。
42.根据权利要求35或权利要求36的制造液晶显示器件的方法,
其中,树脂具有滤色器的功能。
43.根据权利要求35-40中任何一个的制造液晶显示器件的方法,
其中,滤色器层被形成在反衬底上,且
黑色基质被形成在滤色器层周围。
44.根据权利要求35-40中任何一个的制造液晶显示器件的方法,
其中,第一或第二导电材料包括Ag、Cu、Au、或Ni。
45.根据权利要求35-40中任何一个的制造液晶显示器件的方法,
其中,第一或第二导电材料包括其中Cu被Ag涂敷且其间夹有缓冲层的颗粒,且
缓冲层由Ni或NiB(镍硼)组成。
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