JP2005165305A - Display device and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、大面積ガラス基板上に形成したトランジスタなどの能動素子をもって構成される液晶表示装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device including active elements such as transistors formed on a large area glass substrate and a method for manufacturing the same.
従来、ガラス基板上に作成された薄膜トランジスタ(以下TFTとも言う)によって構成されるアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置は、半導体集積回路の製造技術と同様、フォトマスクを使った光露光工程により各種薄膜をパターニングして製造されてきた。 2. Description of the Related Art Conventionally, an active matrix driving type liquid crystal display device composed of thin film transistors (hereinafter also referred to as TFTs) formed on a glass substrate has various thin films by a light exposure process using a photomask, as in the semiconductor integrated circuit manufacturing technology. Has been manufactured by patterning.
しかしながら、製造に使用するガラス基板のサイズが大型化されることにより、従来のパターニング方法では、生産性良く低コストで表示パネルを製造することが困難となって来た。すなわち、つなぎ露光に等により大型基板に対応したとしても、多数回の露光処理を行うことにより処理時間は増大し、基板の大型化に対応した露光装置の開発には多大な投資が必要となって来た。 However, as the size of the glass substrate used for manufacturing increases, it has become difficult to manufacture a display panel with high productivity and low cost by the conventional patterning method. In other words, even if a large-size substrate is supported by, for example, continuous exposure, the processing time increases by performing a large number of exposure processes, and the development of an exposure apparatus corresponding to an increase in the size of the substrate requires a great investment. I came.
また、基板サイズが大きくなるほど、従来にあるフォトマスクを使った光露光工程技術のように、各種薄膜を基板全面に形成しその後必要な領域のみを残してエッチングする製造方法では、材料コストを浪費し多量の廃液等の廃棄物を処理する事が要求されてしまう。 In addition, as the substrate size increases, the manufacturing method in which various thin films are formed on the entire surface of the substrate and then etched while leaving only the necessary regions, as in the conventional light exposure process technology using a photomask, wastes material costs. However, it is required to process a large amount of waste such as waste liquid.
本発明は、このような問題点を解決することを目的としており、材料の利用効率を向上させ、作製工程を簡略化して作製する事が可能な液晶表示装置及びその製造技術を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to solve such problems, and to provide a liquid crystal display device that can be manufactured by improving the material utilization efficiency and simplifying the manufacturing process, and a manufacturing technique thereof. It is aimed.
本発明は、配線層若しくは電極を形成する導電層や所定のパターンを形成するためのマスク層など、液晶表示装置を作製するために必要なパターンのうち少なくとも一つ若しくはそれ以上を、選択的にパターンを形成する事が可能な方法により形成し、同時に作成途中で半導体層下以外に存在するゲート絶縁膜を除去する工程を有することを特徴とするものである。パターンの形成方法としては、導電層や絶縁層、マスク層など、所定の組成物を含む液滴を細孔から吐出して所定のパターンを形成することのできる液滴吐出法、スクリーン印刷法やオフセット印刷法等を用いる事ができる。 The present invention selectively selects at least one or more of patterns necessary for manufacturing a liquid crystal display device, such as a conductive layer for forming a wiring layer or an electrode, or a mask layer for forming a predetermined pattern. It is characterized by having a step of forming a pattern by a method capable of forming a pattern, and simultaneously removing a gate insulating film existing other than under the semiconductor layer in the course of preparation. Examples of the pattern forming method include a droplet discharge method, a screen printing method, and the like that can form a predetermined pattern by discharging droplets containing a predetermined composition such as a conductive layer, an insulating layer, and a mask layer from the pores. An offset printing method or the like can be used.
本発明の液晶表示装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上または前処理を行った下地表面を有する基板上に、ゲート電極層を液滴吐出法により選択的に形成する第1の段階と、ゲート電極層上にゲート絶縁層を形成し、ゲート絶縁層上に第1の半導体層を形成する第2の段階と、第1の半導体層上のゲート電極層と重なる位置に、チャネル保護層を液滴吐出法等により選択的に形成する第3の段階と、ゲート絶縁層、第1の半導体層、及びチャネル保護層上に、一導電性を有する不純物を含む第2の半導体層を形成する第4の段階と、第2の半導体層上に第1のマスク層を選択的に形成する第5の段階と、第1のマスク層により、第2の半導体層とその下方に位置する第1の半導体層、及びゲート絶縁層をエッチングする第6の段階と、ゲート電極層の上部であって、特にソース配線層又はドレイン配線層と交差する部分に第1の絶縁層を液滴吐出法により選択的に形成する第7の段階と、ソース配線層及びドレイン配線層を液滴吐出法により選択的に形成する第8の段階と、チャネル保護層上の第2の半導体層をエッチングする第9の段階と、パッシベーション膜を基板全面に形成する第10の段階と、パッシベーション膜上に、第2の絶縁層を液滴吐出法により選択的に形成し、第11の段階と、ドレイン配線層上のパッシベーション膜をエッチングする第12の段階と、第2の絶縁層上に透明導電膜をドレイン配線層と接続するように形成する第13の段階の各段階を含むことを特徴とする。第11の段階において、第2の絶縁層は、液滴吐出法によりドレイン配線層と、後記する透明導電膜層が接続する任意の領域を除く基板全面に選択的に形成される。 A method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention includes a first step of selectively forming a gate electrode layer on a substrate having an insulating surface or a substrate having a pretreated base surface by a droplet discharge method. A second step of forming a gate insulating layer on the gate electrode layer and forming the first semiconductor layer on the gate insulating layer; and a channel protective layer at a position overlapping with the gate electrode layer on the first semiconductor layer And a second step of forming a second semiconductor layer containing an impurity having one conductivity over the gate insulating layer, the first semiconductor layer, and the channel protective layer. A fourth step, a fifth step of selectively forming a first mask layer on the second semiconductor layer, and a first semiconductor layer and a second semiconductor layer positioned below the second semiconductor layer by the first mask layer. A sixth stage of etching the semiconductor layer of 1 and the gate insulating layer; A seventh step of selectively forming a first insulating layer by a droplet discharge method over the gate electrode layer, particularly at a portion intersecting with the source wiring layer or the drain wiring layer; An eighth stage in which the wiring layer is selectively formed by a droplet discharge method, a ninth stage in which the second semiconductor layer on the channel protective layer is etched, and a tenth stage in which a passivation film is formed on the entire surface of the substrate. A second insulating layer is selectively formed on the passivation film by a droplet discharge method; an eleventh step; a twelfth step of etching the passivation film on the drain wiring layer; and a second insulating layer. Each step of the thirteenth step of forming a transparent conductive film on the layer so as to be connected to the drain wiring layer is included. In the eleventh stage, the second insulating layer is selectively formed on the entire surface of the substrate except for an arbitrary region where a drain wiring layer and a transparent conductive film layer described later are connected by a droplet discharge method.
本発明の液晶表示装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上または前処理として下地層を形成した基板上に、ゲート電極層を液滴吐出法により選択的に形成する第1の段階と、ゲート電極層上にゲート絶縁層を形成し、ゲート絶縁層上に第1の半導体層を形成する第2の段階と、第1の半導体層上のゲート電極層と重なる位置に、チャネル保護層を液滴吐出法により選択的に形成する第3の段階と、ゲート絶縁層、第1の半導体層、及びチャネル保護層上に、一導電性を有する不純物を含む第2の半導体層を形成する第4の段階と、第2の半導体層上に第1のマスク層を選択的に形成する第5の段階と、前記第1のマスク層により、前記第2の半導体層、前記第1の半導体層、及び前記ゲート前記絶縁層をエッチングする第6の段階と、ゲート電極層の上部であって、特にソース配線層又はドレイン配線層と交差する部分に第1の絶縁層を液滴吐出法により選択的に形成する第7の段階と、ソース及びドレイン配線層を液滴吐出法により選択的に形成する第8の段階と、ソース及びドレイン配線層をマスクとして、チャネル保護層上の前記第2の半導体層をエッチングする第9の段階と、パッシベーション膜を基板全面に形成する第10の段階と、パッシべーション膜上に、第2の絶縁層を液滴吐出法により選択的に形成する第11の段階と、第2の絶縁層をマスクとして、ドレイン配線層上のパッシベーション膜をエッチングする第12の段階と、第2の絶縁層上に透明導電膜を前記ドレイン配線層と接続するように形成する第13の段階を含むことを特徴とする。第11の段階において、第2の絶縁層は、液滴吐出法によりドレイン配線層と、後記する透明導電膜層が接続する任意の領域を除く基板全面に選択的に形成される。 The liquid crystal display device manufacturing method of the present invention includes a first step of selectively forming a gate electrode layer by a droplet discharge method on a substrate having an insulating surface or a substrate on which a base layer is formed as a pretreatment, Forming a gate insulating layer on the gate electrode layer, forming a first semiconductor layer on the gate insulating layer, and forming a channel protective layer at a position overlapping the gate electrode layer on the first semiconductor layer. A third step of selectively forming by a droplet discharge method; and a second step of forming a second semiconductor layer containing an impurity having one conductivity over the gate insulating layer, the first semiconductor layer, and the channel protective layer. 4, a fifth step of selectively forming a first mask layer on the second semiconductor layer, and the second mask layer by means of the first mask layer. And a sixth step of etching the gate insulating layer; A seventh step of selectively forming a first insulating layer by a droplet discharge method on the upper electrode layer, particularly at a portion intersecting with the source wiring layer or the drain wiring layer; and a source and drain wiring layer An eighth stage of selective formation by a droplet discharge method; a ninth stage of etching the second semiconductor layer on the channel protective layer using the source and drain wiring layers as a mask; and a passivation film on the entire surface of the substrate. A tenth step of forming a second insulating layer on the passivation film, an eleventh step of selectively forming a second insulating layer on the passivation film by a droplet discharge method, and a drain wiring layer using the second insulating layer as a mask The method includes a twelfth step of etching the upper passivation film and a thirteenth step of forming a transparent conductive film on the second insulating layer so as to be connected to the drain wiring layer. In the eleventh stage, the second insulating layer is selectively formed on the entire surface of the substrate except for an arbitrary region where a drain wiring layer and a transparent conductive film layer described later are connected by a droplet discharge method.
上記した第2の段階は、プラズマを援用した気相成長法(プラズマCVD法)又はスパッタリング法により、ゲート絶縁層、及び半導体層の各層を大気に晒すことなく連続的に形成することが好ましい。 In the second stage, it is preferable that the gate insulating layer and the semiconductor layer are continuously formed without being exposed to the air by a vapor phase growth method (plasma CVD method) or sputtering method using plasma.
ゲート絶縁層は、第1の窒化珪素膜、酸化珪素膜及び第2の窒化珪素膜を順次積層して形成することで、ゲート電極の酸化を防止出来、かつ、ゲート絶縁膜の上層側に形成する半導体層と良好な界面を形成することが出来る。 The gate insulating layer is formed by sequentially laminating the first silicon nitride film, the silicon oxide film, and the second silicon nitride film, so that the gate electrode can be prevented from being oxidized and formed on the upper layer side of the gate insulating film. It is possible to form a favorable interface with the semiconductor layer.
前記したように、本発明は、ゲート電極層や配線層、及びパターニングの時に利用するマスクを形成する際に、選択的にパターンを形成する事が可能な方法により行うことを特徴としているが、液晶表示装置を作製するために必要なパターンのうち、少なくとも一つ若しくはそれ以上を液滴吐出法等の選択的にパターンを形成する事が可能な方法により形成して、液晶表示装置を製造することでその目的は達成される。 As described above, the present invention is characterized in that it is performed by a method capable of selectively forming a pattern when forming a gate electrode layer, a wiring layer, and a mask used for patterning. A liquid crystal display device is manufactured by forming at least one or more patterns necessary for manufacturing a liquid crystal display device by a method capable of selectively forming a pattern such as a droplet discharge method. The purpose is achieved.
本発明の液晶表示装置は、液晶を狭持する一対の基板のうち一方の基板に設けられたゲート電極層と、ゲート電極層と接する窒化珪素層、窒化酸化珪素層、または酸化珪素層を少なくとも含む島状のゲート絶縁膜と、半導体層とを有する薄膜トランジスタを具備し、さらに薄膜トランジスタは半導体膜に接続される導電性材料で形成されたソース配線層及びドレイン配線層とを有する。またこのような薄膜トランジスタと接続する画素電極を有している。また半導体層の端はゲート絶縁層の端を越えないように設けられていることを特徴としている。なお薄膜トランジスタは、基板側から順にゲート電極層、島状のゲート絶縁膜、半導体膜、ソース配線層及びドレイン配線層が設けられた構成をとることができる。 A liquid crystal display device of the present invention includes at least a gate electrode layer provided on one of a pair of substrates holding a liquid crystal, and a silicon nitride layer, a silicon nitride oxide layer, or a silicon oxide layer in contact with the gate electrode layer. A thin film transistor including an island-shaped gate insulating film and a semiconductor layer is included, and the thin film transistor further includes a source wiring layer and a drain wiring layer formed of a conductive material connected to the semiconductor film. In addition, a pixel electrode connected to such a thin film transistor is included. Further, the semiconductor layer is provided so that the end of the semiconductor layer does not exceed the end of the gate insulating layer. Note that the thin film transistor can have a structure in which a gate electrode layer, an island-shaped gate insulating film, a semiconductor film, a source wiring layer, and a drain wiring layer are provided in this order from the substrate side.
本発明の液晶表示装置は液晶を狭持する一対の基板のうち一方の基板に設けられたゲート電極層と、ゲート電極層と接する窒化珪素層、窒化酸化珪素層、または酸化珪素層を含むゲート絶縁膜と、半導体層と、半導体層上に接続され、導電性材料からなるソース配線層およびドレイン配線層を有する薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタと接続する画素電極を有し、半導体層の端は、ゲート絶縁層の端と一致するように設けられていてもよい。 The liquid crystal display device of the present invention includes a gate electrode layer provided on one of a pair of substrates holding a liquid crystal, and a gate including a silicon nitride layer, a silicon nitride oxide layer, or a silicon oxide layer in contact with the gate electrode layer An insulating film; a semiconductor layer; a thin film transistor having a source wiring layer and a drain wiring layer made of a conductive material and connected to the semiconductor layer; a pixel electrode connected to the thin film transistor; It may be provided so as to coincide with the edge of the layer.
本発明の液晶表示装置は、液晶を狭持する一対の基板のうち一方の基板に設けられたゲート電極層と、ゲート電極層と接する窒化珪素層、窒化酸化珪素層、または酸化珪素層を含む島状のゲート絶縁膜と、半導体層と、半導体層に接続され、導電性材料からなるソース配線層及びドレイン配線層と、配線層に接する窒化珪素層または窒化酸化珪素層を有する薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタと接続する画素電極を有し、半導体層の端は、ゲート絶縁層の端を越えないように設けられていてもよい。 A liquid crystal display device of the present invention includes a gate electrode layer provided on one of a pair of substrates holding a liquid crystal, and a silicon nitride layer, a silicon nitride oxide layer, or a silicon oxide layer in contact with the gate electrode layer An island-shaped gate insulating film; a semiconductor layer; a source wiring layer and a drain wiring layer made of a conductive material connected to the semiconductor layer; a thin film transistor having a silicon nitride layer or a silicon nitride oxide layer in contact with the wiring layer; The end of the semiconductor layer may be provided so as not to exceed the end of the gate insulating layer.
本発明の液晶表示装置は、液晶を狭持する一対の基板のうち一方の基板に設けられたゲート電極層と、ゲート電極層と接する窒化珪素層、窒化酸化珪素層、または酸化珪素層を含む島状のゲート絶縁膜と、半導体層と、半導体層上に接続され、導電性材料からなるソース配線層及びドレイン配線層と、配線層に接する窒化珪素層または窒化酸化珪素層を有する薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタと接続する画素電極を有し、半導体層の端は、ゲート絶縁層の端と一致するように設けられていてもよい。 A liquid crystal display device of the present invention includes a gate electrode layer provided on one of a pair of substrates holding a liquid crystal, and a silicon nitride layer, a silicon nitride oxide layer, or a silicon oxide layer in contact with the gate electrode layer An island-shaped gate insulating film, a semiconductor layer, a source wiring layer and a drain wiring layer made of a conductive material connected to the semiconductor layer, and a thin film transistor having a silicon nitride layer or a silicon nitride oxide layer in contact with the wiring layer; A pixel electrode connected to the thin film transistor may be provided, and the end of the semiconductor layer may be provided so as to coincide with the end of the gate insulating layer.
本発明の液晶表示装置は、上記薄膜トランジスタと同じ層構造で形成された薄膜トランジスタにより構成される駆動回路を有することができる。すなわち、液晶を狭持する一対の基板のうち一方の基板に設けられたゲート電極層と、ゲート電極層と接する窒化珪素層、窒化酸化珪素層、または酸化珪素層を含む島状のゲート絶縁膜と、半導体層と、半導体層に接続され、導電性材料からなるソース配線層及びドレイン配線層を有する第1の薄膜トランジスタと、第1の薄膜トランジスタと接続する画素電極と、第1の薄膜トランジスタと同じ層構造で形成された第2の薄膜トランジスタにより構成される駆動回路と、駆動回路から延在し、前記第1の薄膜トランジスタのゲート電極層と接続する配線層を有することができる。このとき画素部又は駆動回路部が有する薄膜トランジスタの半導体層の端は、ゲート絶縁層の端を超えないように設けることができる。 The liquid crystal display device of the present invention can have a driving circuit including a thin film transistor formed with the same layer structure as the above thin film transistor. That is, an island-shaped gate insulating film including a gate electrode layer provided on one of a pair of substrates holding a liquid crystal and a silicon nitride layer, a silicon nitride oxide layer, or a silicon oxide layer in contact with the gate electrode layer A semiconductor layer, a first thin film transistor having a source wiring layer and a drain wiring layer made of a conductive material and connected to the semiconductor layer, a pixel electrode connected to the first thin film transistor, and the same layer as the first thin film transistor The driving circuit includes a second thin film transistor formed with a structure, and a wiring layer extending from the driving circuit and connected to the gate electrode layer of the first thin film transistor. At this time, the end of the semiconductor layer of the thin film transistor included in the pixel portion or the driver circuit portion can be provided so as not to exceed the end of the gate insulating layer.
本発明の液晶表示装置は、液晶を狭持する一対の基板のうち一方の基板に設けられたゲート電極層と、ゲート電極層と接する窒化珪素層、窒化酸化珪素層、または酸化珪素層を含む島状のゲート絶縁膜と、半導体層と、半導体層に接続され、導電性材料からなるソース配線層及びドレイン配線層を有する第1の薄膜トランジスタと、第1の薄膜トランジスタと接続する画素電極と、第1の薄膜トランジスタと同じ層構造で形成された第2の薄膜トランジスタにより構成される駆動回路と、駆動回路から延在し、前記第1の薄膜トランジスタのゲート電極層と接続する配線層を有し、半導体層の端は、前記ゲート絶縁層の端と一致するように設けられていてもよい。 A liquid crystal display device of the present invention includes a gate electrode layer provided on one of a pair of substrates holding a liquid crystal, and a silicon nitride layer, a silicon nitride oxide layer, or a silicon oxide layer in contact with the gate electrode layer An island-shaped gate insulating film; a semiconductor layer; a first thin film transistor connected to the semiconductor layer and having a source wiring layer and a drain wiring layer made of a conductive material; a pixel electrode connected to the first thin film transistor; A driving circuit including a second thin film transistor formed in the same layer structure as the first thin film transistor; a wiring layer extending from the driving circuit and connected to the gate electrode layer of the first thin film transistor; The end of the gate insulating layer may be provided so as to coincide with the end of the gate insulating layer.
本発明の液晶表示装置は、液晶を狭持する一対の基板のうち一方の基板に設けられたゲート電極層と、ゲート電極層と接する窒化珪素層、窒化酸化珪素層、または酸化珪素層を含む島状のゲート絶縁膜と、半導体層と、半導体層に接続され、導電性材料で形成されるソース及びドレイン配線層と、ソース配線層及びドレイン配線層に接する窒化珪素層または窒化酸化珪素層を有する第1の薄膜トランジスタと、第1の薄膜トランジスタと接続する画素電極と、第1の薄膜トランジスタと同じ層構造で形成された第2の薄膜トランジスタにより構成される駆動回路と、駆動回路から延在し、前記第1の薄膜トランジスタのゲート電極層と接続する配線層とが設けられ、半導体層の端は、ゲート絶縁層の端を越えないように設けられていてもよい。 A liquid crystal display device of the present invention includes a gate electrode layer provided on one of a pair of substrates holding a liquid crystal, and a silicon nitride layer, a silicon nitride oxide layer, or a silicon oxide layer in contact with the gate electrode layer An island-shaped gate insulating film, a semiconductor layer, a source and drain wiring layer connected to the semiconductor layer and formed of a conductive material, and a silicon nitride layer or a silicon nitride oxide layer in contact with the source wiring layer and the drain wiring layer A first thin film transistor having a pixel electrode connected to the first thin film transistor, a second thin film transistor formed in the same layer structure as the first thin film transistor, and a drive circuit extending from the drive circuit, A wiring layer connected to the gate electrode layer of the first thin film transistor may be provided, and an end of the semiconductor layer may be provided so as not to exceed an end of the gate insulating layer.
本発明の液晶表示装置は、液晶を狭持する一対の基板のうち一方の基板に設けられたゲート電極層と、ゲート電極層と接する窒化珪素層、窒化酸化珪素層、または酸化珪素層を含む島状のゲート絶縁膜と、半導体層と、半導体層に接続され、導電性材料で形成されるソース及びドレイン配線層と、ソース配線層及びドレイン配線層に接する窒化珪素層または窒化酸化珪素層を有する第1の薄膜トランジスタと、第1の薄膜トランジスタと接続する画素電極と、第1の薄膜トランジスタと同じ層構造で形成された第2の薄膜トランジスタにより構成される駆動回路と、駆動回路から延在し、前記第1の薄膜トランジスタのゲート電極層と接続する配線層とが設けられ、半導体層の端は、ゲート絶縁層の端と一致するように設けられていてもよい。 A liquid crystal display device of the present invention includes a gate electrode layer provided on one of a pair of substrates holding a liquid crystal, and a silicon nitride layer, a silicon nitride oxide layer, or a silicon oxide layer in contact with the gate electrode layer An island-shaped gate insulating film, a semiconductor layer, a source and drain wiring layer connected to the semiconductor layer and formed of a conductive material, and a silicon nitride layer or a silicon nitride oxide layer in contact with the source wiring layer and the drain wiring layer A first thin film transistor having a pixel electrode connected to the first thin film transistor, a second thin film transistor formed in the same layer structure as the first thin film transistor, and a drive circuit extending from the drive circuit, A wiring layer connected to the gate electrode layer of the first thin film transistor may be provided, and an end of the semiconductor layer may be provided so as to coincide with an end of the gate insulating layer.
本発明は、ゲート電極層又は配線層を選択的にパターンを形成する事が可能な方法で形成するものであり、導電性材料はAg若しくはAgを含む合金及び、Cuの周囲をNi及びNiB、Ag、もしくはこれらの積層被膜でコーティングしている粒子等にて形成することができる。また、そのゲート電極層又は配線層の上層には、窒化珪素膜若しくは窒化酸化珪素膜を接して設けることで酸化による劣化を防止することができる。 In the present invention, a gate electrode layer or a wiring layer is formed by a method capable of selectively forming a pattern. The conductive material is Ag or an alloy containing Ag, and Ni and NiB around Cu. It can be formed of Ag or particles coated with these laminated films. In addition, deterioration due to oxidation can be prevented by providing a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film in contact with the gate electrode layer or the wiring layer.
本発明は、薄膜トランジスタの主要部である半導体層を、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いて気相成長法やスパッタリング法で作製されるアモルファス半導体(以下「AS」ともいう)、或いはセミアモルファス(微結晶若しくはマイクロクリスタルとも呼ばれ、以下「SAS」ともいう)半導体などを用いることができる。 In the present invention, a semiconductor layer which is a main part of a thin film transistor is formed by using an amorphous semiconductor (hereinafter also referred to as “AS”) manufactured by a vapor deposition method or a sputtering method using a semiconductor material gas typified by silane or germane, or A semi-amorphous (also referred to as microcrystal or microcrystal, hereinafter referred to as “SAS”) semiconductor or the like can be used.
SASは、非晶質と結晶構造(単結晶、多結晶を含む)の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第3の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいる。少なくとも膜中の一部の領域には、0.5〜20nmの結晶領域を観測することが出来、珪素を主成分とする場合にはラマンスペクトルが520cm-1よりも低波数側にシフトしている。X線回折では珪素結晶格子に由来するとされる(111)、(220)の回折ピークが観測される。未結合手(ダングリングボンド)の中和剤として水素またはハロゲンを少なくとも1原子%またはそれ以上含ませている。SASは、珪化物気体をグロー放電分解(プラズマCVD)して形成する。珪化物気体としては、SiH4、その他にもSi2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4などを用いることが可能である。またGeF4を混合させても良い。この珪化物気体をH2、又は、H2とHe、Ar、Kr、Neから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。希釈率は2〜1000倍の範囲。圧力は概略0.1Pa〜133Paの範囲、電源周波数は1MHz〜120MHz、好ましくは13MHz〜60MHz。基板加熱温度は300℃以下でよい。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は1×1020atoms/cm3以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は5×1019atoms/cm3以下、好ましくは1×1019atoms/cm3以下とする。 SAS is a semiconductor having an intermediate structure between amorphous and crystalline structures (including single crystal and polycrystal) and having a third state that is stable in terms of free energy and has a short-range order and a lattice. It includes a crystalline region with strain. A crystal region of 0.5 to 20 nm can be observed in at least a part of the film, and when silicon is the main component, the Raman spectrum shifts to a lower wave number side than 520 cm −1. Yes. In X-ray diffraction, diffraction peaks of (111) and (220) that are derived from the silicon crystal lattice are observed. At least 1 atomic% or more of hydrogen or halogen is contained as a neutralizing agent for dangling bonds. The SAS is formed by glow discharge decomposition (plasma CVD) of a silicide gas. As the silicide gas, SiH 4 , Si 2 H 6 , SiH 2 Cl 2 , SiHCl 3 , SiCl 4 , SiF 4, and the like can be used. Further, GeF 4 may be mixed. This silicide gas may be diluted with H 2 , or H 2 and one or more kinds of rare gas elements selected from He, Ar, Kr, and Ne. The dilution rate is in the range of 2 to 1000 times. The pressure is generally in the range of 0.1 Pa to 133 Pa, and the power supply frequency is 1 MHz to 120 MHz, preferably 13 MHz to 60 MHz. The substrate heating temperature may be 300 ° C. or less. As an impurity element in the film, impurities of atmospheric components such as oxygen, nitrogen, and carbon are desirably 1 × 10 20 atoms / cm 3 or less, and in particular, the oxygen concentration is preferably 5 × 10 19 atoms / cm 3 or less. Is 1 × 10 19 atoms / cm 3 or less.
SASを使用することにより、nチャネル型の薄膜トランジスタのみで構成される駆動回路を設けることができる。すなわち、1〜15cm2/V・secの電界効果移動度で動作可能な薄膜トランジスタにより駆動回路を同一基板上に実現することができる。 By using SAS, a driver circuit including only n-channel thin film transistors can be provided. That is, a driver circuit can be realized over the same substrate with a thin film transistor that can operate with a field effect mobility of 1 to 15 cm 2 / V · sec.
本発明によれば、液滴吐出法等により、配線層やマスクのパターニングを直接行うことができるので、材料の利用効率向上が期待でき、かつ、エッチング工程を削減出来るために作製工程を簡略化した薄膜トランジスタ、及びそれを用いた液晶表示装置を得ることができる。 According to the present invention, the patterning of the wiring layer and the mask can be directly performed by a droplet discharge method or the like, so that the use efficiency of the material can be expected and the manufacturing process can be simplified because the etching process can be reduced. Thus, a thin film transistor and a liquid crystal display device using the thin film transistor can be obtained.
また、半導体層の下に位置する部分以外にはゲート絶縁層が存在しないため、TFT相互間を配線によって接続する事が容易であり、高い電界効果移動度が得られる多結晶半導体やマイクロクリスタルシリコン半導体を使ってTFTを作成すれば、画素TFTと同じ工程で走査線側駆動回路等の様々な回路を基板上に実装することが容易にできる。 In addition, since there is no gate insulating layer other than the portion located below the semiconductor layer, it is easy to connect the TFTs by wiring, and a polycrystalline semiconductor or microcrystalline silicon that can obtain high field effect mobility. If a TFT is formed using a semiconductor, various circuits such as a scanning line side driving circuit can be easily mounted on the substrate in the same process as the pixel TFT.
本発明を実施するための形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明において、各図面間で共通する同等部位においては、同じ符号を付けて示すこととし、重複する説明については省略する。また、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解されるものであり、以下に示す態様に限定して解釈されるものでない。 Embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in the following description, in the equivalent site | part common between each drawing, it shall attach and show the same code | symbol, and it abbreviate | omits about the overlapping description. Further, the present invention is not limited to the following description, and it is easily understood by those skilled in the art that modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. The present invention is not construed as being limited to the following embodiments.
図1は本発明に係る液晶表示装置の構成を示す上面図であり、絶縁表面を有する基板100上に画素102をマトリクス状に配列させた画素部101、走査線側入力端子103、信号線側入力端子104が形成されている。画素数は種々の規格に従って設ければ良く、XGAであれば1024×768×3(RGB)、UXGAであれば1600×1200×3(RGB)、フルスペックハイビジョンに対応させるのであれば1920×1080×3(RGB)とすれば良い。
FIG. 1 is a top view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to the present invention. A
画素102は、駆動回路内にある走査線側入力端子103から延在する走査線と、信号線側入力端子104から延在する信号線とが交差することで、マトリクス状に配設される。延在する走査線は、画素102に設けられた薄膜トランジスタのゲート電極へ信号を送り、延在する信号線は、薄膜トランジスタのソース電極又はドレイン電極へ信号を送るため、電気的に接続されている。画素102のそれぞれには、スイッチング素子とそれに接続する画素電極が備えられている。スイッチング素子の代表的な一例はTFTであり、TFTのゲート電極側が走査線と、ソース若しくはドレイン側が信号線と接続されることにより、個々の画素を外部から入力する信号によって独立して制御可能としている。
また駆動回路内にスイッチング素子、代表的な一例としてTFTを設けることができる。駆動回路内のTFTは、画素102のTFTと同じ構成とすることができ、その場合同時に作製することができる。
The
In addition, a switching element, a TFT as a typical example, can be provided in the driver circuit. The TFT in the driver circuit can have the same structure as the TFT of the
TFTは、その主要な構成要素として、半導体層、ゲート絶縁層及びゲート電極層が挙げられ、半導体層に形成されるソース及びドレイン領域に接続する配線層がそれに付随する。構造的には基板側から半導体層、ゲート絶縁層及びゲート電極層を配設したトップゲート型と、基板側からゲート電極層、ゲート絶縁層及び半導体層を配設したボトムゲート型などが代表的に知られているが、本発明においてはそれらの構造のどのようなものを用いても良い。 A TFT includes a semiconductor layer, a gate insulating layer, and a gate electrode layer as main components, and a wiring layer connected to a source region and a drain region formed in the semiconductor layer is attached to the TFT. Structurally, the top gate type in which the semiconductor layer, the gate insulating layer and the gate electrode layer are arranged from the substrate side, and the bottom gate type in which the gate electrode layer, the gate insulating layer and the semiconductor layer are arranged from the substrate side are representative. In the present invention, any of those structures may be used.
半導体を形成する材料は、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いて気相成長法やスパッタリング法で作製されるアモルファス半導体(以下「AS」ともいう)、該非晶質半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、或いはセミアモルファス(微結晶若しくはマイクロクリスタルとも呼ばれる。以下「SAS」ともいう)半導体などを用いることができる。 A material for forming a semiconductor is an amorphous semiconductor (hereinafter also referred to as “AS”) manufactured by a vapor deposition method or a sputtering method using a semiconductor material gas typified by silane or germane. A polycrystalline semiconductor crystallized using thermal energy, a semi-amorphous (also referred to as microcrystal or microcrystal, hereinafter referred to as “SAS”) semiconductor, or the like can be used.
SASは、非晶質と結晶構造(単結晶、多結晶を含む)の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第3の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいる。少なくとも膜中の一部の領域には、0.5〜20nmの結晶領域を観測することが出来、珪素を主成分とする場合にはラマンスペクトルが520cm-1よりも低波数側にシフトしている。X線回折では珪素結晶格子に由来するとされる(111)、(220)の回折ピークが観測される。未結合手(ダングリングボンド)の中和剤として水素またはハロゲンを少なくとも1原子%またはそれ以上含ませている。SASは、珪化物気体をグロー放電分解(プラズマCVD)して形成する。珪化物気体としては、SiH4、その他にもSi2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4などを用いることが可能である。またGeF4を混合させても良い。この珪化物気体をH2、又は、H2とHe、Ar、Kr、Neから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。希釈率は2〜1000倍の範囲。圧力は概略0.1Pa〜133Paの範囲、電源周波数は1MHz〜120MHz、好ましくは13MHz〜60MHz。基板加熱温度は300℃以下でよい。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は1×1020atoms/cm3以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は5×1019atoms/cm3以下、好ましくは1×1019atoms/cm3以下とする。 SAS is a semiconductor having an intermediate structure between amorphous and crystalline structures (including single crystal and polycrystal) and having a third state that is stable in terms of free energy and has a short-range order and a lattice. It includes a crystalline region with strain. A crystal region of 0.5 to 20 nm can be observed in at least a part of the film, and when silicon is the main component, the Raman spectrum shifts to a lower wave number side than 520 cm −1. Yes. In X-ray diffraction, diffraction peaks of (111) and (220) that are derived from the silicon crystal lattice are observed. At least 1 atomic% or more of hydrogen or halogen is contained as a neutralizing agent for dangling bonds. The SAS is formed by glow discharge decomposition (plasma CVD) of a silicide gas. As the silicide gas, SiH 4 , Si 2 H 6 , SiH 2 Cl 2 , SiHCl 3 , SiCl 4 , SiF 4, and the like can be used. Further, GeF 4 may be mixed. This silicide gas may be diluted with H 2 , or H 2 and one or more kinds of rare gas elements selected from He, Ar, Kr, and Ne. The dilution rate is in the range of 2 to 1000 times. The pressure is generally in the range of 0.1 Pa to 133 Pa, and the power supply frequency is 1 MHz to 120 MHz, preferably 13 MHz to 60 MHz. The substrate heating temperature may be 300 ° C. or less. As an impurity element in the film, impurities of atmospheric components such as oxygen, nitrogen, and carbon are desirably 1 × 10 20 atoms / cm 3 or less, and in particular, the oxygen concentration is preferably 5 × 10 19 atoms / cm 3 or less. Is 1 × 10 19 atoms / cm 3 or less.
液滴吐出装置で配線層を形成する導電性材料としては、Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)、W(タングステン)、Al(アルミニウム)、Cuの周囲をAgでコーティングしている粒子等の金属の粒子を主成分とした組成物を用いることができる。また、透光性を有するインジウム錫酸化物(ITO)、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)を組み合わせても良い。特に、ゲート配線層は、低抵抗化することが好ましのいで、比抵抗値を考慮して、金、銀、銅のいずれかの材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることが好適であり、より好適には、低抵抗な銀、銅を用いるとよい。 As a conductive material for forming a wiring layer with a droplet discharge device, Ag (silver), Au (gold), Cu (copper), W (tungsten), Al (aluminum), and Cu are coated with Ag. A composition mainly composed of metal particles such as particles can be used. Alternatively, light-transmitting indium tin oxide (ITO) and indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) may be combined. In particular, it is not preferable to reduce the resistance of the gate wiring layer, and it is preferable to use a material in which any one of gold, silver, and copper is dissolved or dispersed in consideration of the specific resistance value. More preferably, low resistance silver or copper may be used.
配線層を形成する導電性材料として銀を用いる場合、コスト的に高価であるため、将来的に液滴吐出装置で数ミクロン幅の線がかけるようになれば、銅めっき等のメッキ工程を組み合わせて必要な線幅とすればよい。メッキを行う際には、大型基板をプールのような液槽に浸ける方法だけでなく、メッキ液を大型基板に流しながらメッキを行う方式をとっても良い。 When silver is used as the conductive material for forming the wiring layer, it is expensive in cost, so if a line with a width of several microns is used in the droplet discharge device in the future, a plating process such as copper plating will be combined. The required line width is sufficient. When plating, not only a method of immersing a large substrate in a liquid tank such as a pool, but also a method of performing plating while flowing a plating solution to the large substrate may be adopted.
基板、有機及び無機の層間絶縁膜、導電膜と配線層を形成する導電性材料との密着性を高めるためには、スパッタリング法や蒸着法などの方法により、Ti(チタン)、W(タングステン)、Cr(クロム)、Al(アルミニウム)、Ta(タンタル)、Ni(ニッケル)、Zr(ジルコニウム)、Hf(ハフニウム)、V(バナジウム)、Ir(イリジウム)、Nb(ニオブ)、Pd(パラジウム)、Pt(白金)、Mo(モリブデン)、Co(コバルト)又はRh(ロジウム)の金属材料を使用し、0.01〜10nmの密着性向上層を形成してもよく、このようにパターン被形成面に前処理を行うと好ましい。。上記金属材料の代わりにTiOxの光触媒層を形成することも可能とする。これらの密着性向上層は導電性材料層の下層に形成するだけではなく、導電性材料層の上層に形成する有機及び無機の層間絶縁膜、導電膜との密着性を向上させるため、導電性材料層上層に形成しても良い。 In order to improve the adhesion between the substrate, the organic and inorganic interlayer insulating films, the conductive film and the conductive material for forming the wiring layer, Ti (titanium), W (tungsten) is formed by a method such as sputtering or vapor deposition. Cr (chromium), Al (aluminum), Ta (tantalum), Ni (nickel), Zr (zirconium), Hf (hafnium), V (vanadium), Ir (iridium), Nb (niobium), Pd (palladium) , Pt (platinum), Mo (molybdenum), Co (cobalt), or Rh (rhodium) metal material may be used to form an 0.01-10 nm adhesion improving layer. It is preferable to pre-treat the surface. . It is also possible to form a TiOx photocatalytic layer instead of the metal material. These adhesion improving layers are not only formed under the conductive material layer, but also have improved conductivity with organic and inorganic interlayer insulating films and conductive films formed over the conductive material layer. You may form in the material layer upper layer.
図1は、走査線及び信号線へ入力する信号を、外付けの駆動回路により制御する液晶表示装置の構成を示しているが、図2に示すように、COG(Chip on Glass)によりドライバIC105、及び106を基板100上に実装しても良い。ドライバICは単結晶半導体基板に形成されたものでも良いし、ガラス基板上にTFTで回路を形成したものであっても良い。
FIG. 1 shows a configuration of a liquid crystal display device in which signals input to scanning lines and signal lines are controlled by an external driving circuit. As shown in FIG. 2, a
また、画素に設けるTFTをSASで形成する場合には、図3に示すように走査線側駆動回路107を基板100上に形成し一体化することも出来る。108は、保護ダイオードである。
In the case where a TFT provided for a pixel is formed using SAS, a scanning line
パターンの形成に用いる液滴吐出装置の一態様は図30に示されている。液滴吐出手段1403の個々のヘッド1405は制御手段1407に接続され、それがコンピュータ1410で制御することにより予めプログラミングされたパターンを描画することができる。層間絶縁膜を広範囲に吐出する場合、スループットを向上のため、同じ材料を使って細い線を多重に引いても良い。描画するタイミングは、例えば、基板1400上に形成されたマーカー1411を基準に行えば良い。或いは、基板1400の縁を基準にして基準点を確定させても良い。これをCCDなどの撮像手段1404で検出し、画像処理手段1409にてデジタル信号に変換したものをコンピュータ1410で認識して制御信号を発生させて制御手段1407に送る。勿論、基板1400上に形成されるべきパターンの情報は記憶媒体1408に格納されたものであり、この情報を基にして制御手段1407に制御信号を送り、液滴吐出手段1403の個々のヘッド1405を個別に制御することができる。
One mode of a droplet discharge device used for forming a pattern is shown in FIG. The individual heads 1405 of the droplet discharge means 1403 are connected to the control means 1407, which can draw a pre-programmed pattern under the control of the
また、大型基板に対応させる場合、液滴吐出手段1403の大きさを、作成する液晶表示装置の最大幅と同じとしても良い。液滴吐出手段1403の大きさを作成する液晶表示装置の最大幅と同じとすれば、液晶表示装置を効率よく作成することができる。 In the case of accommodating a large substrate, the size of the droplet discharge means 1403 may be the same as the maximum width of the liquid crystal display device to be created. If the size of the droplet discharge means 1403 is the same as the maximum width of the liquid crystal display device that creates the liquid crystal display device, the liquid crystal display device can be efficiently produced.
次に、画素102の詳細について、液滴吐出法を用いた作製工程に従い説明する。
Next, details of the
(第1の実施の形態)
第1の実施の形態として、チャネル保護型の薄膜トランジスタの作製方法について説明する。
(First embodiment)
As a first embodiment, a method for manufacturing a channel protective thin film transistor will be described.
図4〜図6は、基板100上にゲート電極層と、ゲート電極層と接続するゲート配線層を液滴吐出法で形成する工程を示している。
4 to 6 show a process of forming a gate electrode layer and a gate wiring layer connected to the gate electrode layer on the
基板100は、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス若しくはアルミノシリケートガラスなど、フュージョン法やフロート法で作製される無アルカリガラス基板、セラミック基板の他、本作製工程の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板等を用いることができる。また、単結晶シリコンなどの半導体基板、ステンレスなどの金属基板の表面に絶縁層を設けた基板を適用しても良い。
The
基板100上には、スパッタリング法や蒸着法などの方法により、Ti(チタン)、W(タングステン)、Cr(クロム)、Al(アルミニウム)、Ta(タンタル)、Ni(ニッケル)、Zr(ジルコニウム)、Hf(ハフニウム)、V(バナジウム)、Ir(イリジウム)、Nb(ニオブ)、Pd(パラジウム)、Pt(白金)、Mo(モリブデン)、Co(コバルト)又はRh(ロジウム)の金属材料やTiOx等の酸化金属材料で形成される密着性向上層201を形成することが好ましい(図4(A)参照)。密着性向上層201は0.01〜10nmの厚さで形成すれば良いが、極薄く形成すれば良いので、必ずしも層構造を持っていなくても良い。すなわち、ゲート電極層等の被形成面に前処理を行うと好ましい。なお、十分な密着性が得られるのであれば、これを省略して基板100上にゲート電極層を直接形成しても良いとする。
On the
上記、密着性向上層201は、基板100とゲート配線層202の密着性を高める目的で使用するだけでなく、下記で形成されるすべての形成層の密着性を上げるために、適宜使用しても良い。
The above-mentioned
密着性向上層201上に、導電性材料を含む組成物を液滴吐出法により選択的に吐出して、ゲート配線層202、ゲート電極層203を形成する(図4(B)参照)。これらの層を形成する導電性材料としては、Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)、W(タングステン)、Al(アルミニウム)等の金属の粒子を主成分とした組成物を用いることができる。また、透光性を有するインジウム錫酸化物(ITO)、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)を組み合わせても良い。特に、ゲート配線層は、低抵抗化することが好ましのいで、比抵抗値を考慮して、金、銀、銅のいずれかの材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることが好適であり、より好適には、低抵抗な銀、銅を用いるとよい。但し、銀、銅を用いる場合には、不純物対策のため、合わせてバリア膜を設けるとよい。溶媒は、酢酸ブチル等のエステル類、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン等の有機溶剤等に相当する。表面張力と粘度は、溶媒の濃度を調整したり、界面活性剤等を加えたりして適宜調整する。
A composition containing a conductive material is selectively discharged over the
液滴吐出法において用いるノズルの径は、0.02〜100μm(好適には30μm以下)に設定し、該ノズルから吐出される組成物の吐出量は0.001pl〜100pl(好適には10pl以下)に設定することが好ましい。液滴吐出法には、オンデマンド型とコンティニュアス型の2つの方式があるが、どちらの方式を用いてもよい。さらに液滴吐出法において用いるノズルには、圧電体の電圧印加により変形する性質を利用した圧電方式、ノズル内に設けられたヒータにより組成物を沸騰させ該組成物を吐出する加熱方式があるが、そのどちらの方式を用いてもよい。被処理物とノズルの吐出口との距離は、所望の箇所に滴下するために、出来る限り近づけておくことが好ましく、好適には0.1〜3mm(好適には1mm以下)程度に設定する。ノズルと被処理物は、その相対的な距離を保ちながら、ノズル及び被処理物の一方が移動して、所望のパターンを描画する。また、組成物を吐出する前に、被処理物の表面にプラズマ処理を施してもよい。これは、プラズマ処理を施すと、被処理物の表面が親水性になったり、疎液性になったりすることを活用するためである。例えば、純水に対しては親水性になり、アルコールを溶媒したペーストに対しては疎液性になる。 The diameter of the nozzle used in the droplet discharge method is set to 0.02 to 100 μm (preferably 30 μm or less), and the discharge amount of the composition discharged from the nozzle is 0.001 pl to 100 pl (preferably 10 pl or less). ) Is preferable. There are two types of droplet discharge methods, an on-demand type and a continuous type, and either method may be used. Furthermore, the nozzle used in the droplet discharge method includes a piezoelectric method that utilizes the property of being deformed by voltage application of a piezoelectric body, and a heating method that discharges the composition by boiling the composition with a heater provided in the nozzle. Either of these methods may be used. The distance between the object to be processed and the nozzle outlet is preferably as close as possible in order to drop it at a desired location, and is preferably set to about 0.1 to 3 mm (preferably 1 mm or less). . While maintaining the relative distance between the nozzle and the object to be processed, one of the nozzle and the object to be processed moves to draw a desired pattern. In addition, plasma treatment may be performed on the surface of the object to be processed before the composition is discharged. This is to take advantage of the fact that the surface of the workpiece becomes hydrophilic or lyophobic when the plasma treatment is performed. For example, it becomes hydrophilic with respect to pure water and becomes lyophobic with respect to a paste using an alcohol as a solvent.
組成物を吐出する工程は、減圧下で行っても良い。これは、組成物を吐出して被処理物に着弾するまでの間に、該組成物の溶媒が揮発し、後の乾燥と焼成の工程を省略又は短くすることができるためである。組成物の吐出後は、常圧下又は減圧下で、レーザ光の照射や瞬間熱アニール、加熱炉等により、乾燥と焼成の一方又は両方の工程を行う。乾燥と焼成の工程は、両工程とも加熱処理の工程であるが、例えば、乾燥は100度で3分間、焼成は200〜350度で15分間〜120分間で行うもので、その目的、温度と時間が異なるものである。乾燥と焼成の工程を良好に行うためには、基板を加熱しておいてもよく、そのときの温度は、基板等の材質に依存するが、100〜800度(好ましくは200〜350度)とする。本工程により、組成物中の溶媒の揮発又は化学的に分散剤を除去し、周囲の樹脂が硬化収縮することで、融合と融着を加速する。雰囲気は、酸素雰囲気、窒素雰囲気又は空気で行う。但し、金属元素を分解又は分散している溶媒が除去されやすい酸素雰囲気下で行うことが好適である。 The step of discharging the composition may be performed under reduced pressure. This is because the solvent of the composition volatilizes before the composition is discharged and landed on the object to be processed, and the subsequent drying and firing steps can be omitted or shortened. After discharge of the composition, one or both of drying and baking steps are performed under normal pressure or reduced pressure by laser light irradiation, rapid thermal annealing, a heating furnace, or the like. The drying and firing steps are both heat treatment steps. For example, the drying is performed at 100 degrees for 3 minutes, and the firing is performed at 200 to 350 degrees for 15 minutes to 120 minutes. Time is different. In order to satisfactorily perform the drying and firing steps, the substrate may be heated, and the temperature at that time depends on the material of the substrate or the like, but is 100 to 800 degrees (preferably 200 to 350 degrees). And By this step, the solvent in the composition is volatilized or the dispersant is chemically removed, and the surrounding resin is cured and shrunk to accelerate fusion and fusion. The atmosphere is an oxygen atmosphere, a nitrogen atmosphere or air. However, it is preferable to perform in an oxygen atmosphere in which the solvent in which the metal element is decomposed or dispersed is easily removed.
レーザ光の照射は、連続発振またはパルス発振の気体レーザ又は固体レーザを用いれば良い。前者の気体レーザとしては、エキシマレーザ、YAGレーザ等が挙げられ、後者の固体レーザとしては、Cr、Nd等がドーピングされたYAG、YVO4等の結晶を使ったレーザ等が挙げられる。なお、レーザ光の吸収率の関係から、連続発振のレーザを用いることが好ましい。また、パルス発振と連続発振を組み合わせた所謂ハイブリッドのレーザ照射方法を用いてもよい。但し、基板の耐熱性に依っては、レーザ光の照射による加熱処理は、数マイクロ秒から数十秒の間で瞬間に行うとよい。瞬間熱アニール(RTA)は、不活性ガスの雰囲気下で、紫外光乃至赤外光を照射する赤外ランプやハロゲンランプなどを用いて、急激に温度を上昇させ、数マイクロ秒から数分の間で瞬間的に熱を加えて行う。この処理は瞬間的に行うために、実質的に最表面の薄膜のみを加熱することができ、下層の膜には影響を与えないという利点がある。 For the laser light irradiation, a continuous wave or pulsed gas laser or solid-state laser may be used. Examples of the former gas laser include an excimer laser and a YAG laser, and examples of the latter solid-state laser include a laser using a crystal such as YAG or YVO 4 doped with Cr, Nd, or the like. Note that it is preferable to use a continuous wave laser because of the absorption rate of the laser light. In addition, a so-called hybrid laser irradiation method combining pulse oscillation and continuous oscillation may be used. However, depending on the heat resistance of the substrate, the heat treatment by laser light irradiation may be performed instantaneously within a few microseconds to several tens of seconds. Instantaneous thermal annealing (RTA) uses an infrared lamp or a halogen lamp that irradiates ultraviolet light or infrared light in an inert gas atmosphere, and rapidly raises the temperature, from several microseconds to several minutes. This is done by applying heat instantaneously. Since this treatment is performed instantaneously, there is an advantage that only the outermost thin film can be heated substantially without affecting the lower layer film.
ゲート配線層202、ゲート電極層203を形成した後、表面に露出している密着性向上層201の処理として、下記の2つの工程のうちどちらかの工程を行うことが望ましい。
After forming the
第一の方法としては、ゲート配線層202、ゲート電極層203と重ならない密着性向上層201を絶縁化して、絶縁体層204を形成する工程である(図4(C)参照)。ここでは、ゲート配線層202、ゲート電極層203と重ならない密着性向上層201を酸化して絶縁化している。このように、密着性向上層201を絶縁化する場合には、当該密着性向上層201を0.01〜10nmの厚さで形成しておくことが好適であり、そうすると酸化して絶縁層となりやすい。なお、酸化する方法としては、酸素雰囲気下に晒す方法を用いてもよいし、熱処理を行う方法を用いてもよい。
The first method is a step of insulating the
第2の方法としては、ゲート配線層202、ゲート電極層203をマスクとして、密着性向上層201をエッチングして除去する工程である。この工程を用いる場合には密着性向上層201の厚さに制約はない。
The second method is a step of etching and removing the
次に、プラズマCVD法やスパッタリング法を用いて、ゲート電極層やゲート配線層上に、ゲート絶縁層を単層又は積層構造で形成する(図4(D)参照)。特に好ましい形態としては、窒化珪素からなる絶縁体層205、酸化珪素からなる絶縁体層206、窒化珪素からなる絶縁体層207の3層の積層体がゲート絶縁膜に相当する。なお、低い成膜温度でゲートリーク電流が少ない緻密な絶縁膜を形成するには、アルゴンなどの希ガス元素を反応ガスに含ませ、形成される絶縁膜中に混入させると良い。ゲート配線層202、ゲート電極層203に接する第1の層を窒化珪素若しくは窒化酸化珪素で形成することで、酸化による劣化を防止することができる。
Next, a gate insulating layer is formed with a single layer or a stacked structure over the gate electrode layer and the gate wiring layer by a plasma CVD method or a sputtering method (see FIG. 4D). In a particularly preferable mode, a three-layered structure including an
次に、ゲート絶縁層上に半導体層208を形成する(図4(D)参照)。半導体層208は、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いる気相成長法や、Siターゲットを用いるスパッタリング法で作製されるAS、或いはSASで形成する。
Next, the
プラズマCVD法を用いる場合、ASは半導体材料ガスであるSiH4若しくはSiH4とH2の混合気体を用いて形成する。SASは、SiH4をH2で3倍〜1000倍に希釈して混合気体、若しくはSi2H6とGeF4のガス流量比をSi2H6対GeF4を20〜40対0.9で希釈すると、Siの組成比が80%以上であるSASを得ることができる。特に、後者の場合は下地との界面から結晶性を半導体層208に持たせることが出来るため好ましい。
When the plasma CVD method is used, AS is formed using SiH 4 which is a semiconductor material gas or a mixed gas of SiH 4 and H 2 . SAS is a SiH 4 mixture was diluted 3-fold to 1000-fold with H 2 gas, or the gas flow rate ratio of Si 2 H 6 and GeF 4 Si 2 H 6 pairs GeF 4 in the 20-40 versus 0.9 When diluted, a SAS having a Si composition ratio of 80% or more can be obtained. In particular, the latter is preferable because the
これまでの工程において、絶縁体層205から半導体層208までは大気に触れさせることなく連続して形成することが可能である。すなわち、大気成分や大気中に浮遊する汚染不純物元素に汚染されることなく各積層界面を形成することができるので、TFTの特性のばらつきを低減することができる。
In the steps so far, the
次に、半導体層208上であって、ゲート電極層203と相対する、つまり重なる位置に、組成物を選択的に吐出して、チャネル保護膜209を形成する(図4(E)参照)。チャネル保護膜209は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フレア、透過性を有するポリイミドなどの有機材料、シロキサン系ポリマー等の重合によってできた化合物材料、水溶性ホモポリマーと水溶性共重合体を含む組成物材料等を用いて液滴吐出法で形成する。いずれの材料を用いるとしても、その表面張力と粘度は、溶媒の濃度を調整したり、界面活性剤等を加えたりして適宜調整する。
Next, a composition is selectively discharged over the
続いて、半導体層208やチャネル保護膜209上に、n型の半導体層210を形成する(図5(A)参照)。n型の半導体層210は、シランガスとフォスフィンガスを用いて形成すれば良く、AS若しくはSASで形成することができる。
Subsequently, an n-
次に、半導体層210上に、マスク211を液滴吐出法で形成する。このマスク211を利用して、n型の半導体層210、半導体層208及び、絶縁体層205、酸化珪素からなる絶縁体層206、窒化珪素からなる絶縁体層207をエッチングして、半導体層212と一導電性を有する半導体層213を形成する(図5(B)及び図5(C)参照)。このとき、半導体層の端は、ゲート絶縁層の端と一致するようにエッチングされる。また言い換えると、半導体層の端は、前記ゲート絶縁層の端を越えないようにエッチングされる。エッチングされた半導体層を島状の半導体層と呼び、エッチングされたゲート絶縁膜を島状のゲート絶縁膜と呼ぶ。
Next, a
続いて、マスク211を除去後、ゲート配線層202と、この後の工程にて吐出を行うソース配線層215と相対する位置に、つまりゲート配線層と、ソース配線層とが短絡しないように組成物を選択的に吐出して、層間絶縁膜214を形成する(図5(D)参照)。層間絶縁膜214は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フレア、透過性を有するポリイミドなどの有機材料、シロキサン系ポリマー等の重合によってできた化合物材料、水溶性ホモポリマーと水溶性共重合体を含む組成物材料等を用いて液滴吐出法で形成する。いずれの材料を用いるとしても、その表面張力と粘度は、溶媒の濃度を調整したり、界面活性剤等を加えたりして適宜調整する。層間絶縁膜により、表面を平坦化することができる。
Subsequently, after the
次に、導電性材料を含む組成物を選択的に吐出して、ソース及びドレイン配線層215、216を液滴吐出法で形成する(図5(E)参照)。 Next, a composition containing a conductive material is selectively discharged, so that source and drain wiring layers 215 and 216 are formed by a droplet discharge method (see FIG. 5E).
続いて、ソース及びドレイン配線層215、216をマスクとして、チャネル保護膜209上のn型の半導体層210をエッチングして、ソース及びドレイン領域を形成するn型の半導体層217、218を形成する(図6(A)参照)。ソース及びドレイン領域を形成するn型の半導体層217、218により、配線抵抗を低くすることができる。なお本実施の形態では、ソース及びドレイン配線層をマスクとしたが、これに限定されず、新たにマスクを設けてもよい。
Subsequently, using the source and drain wiring layers 215 and 216 as a mask, the n-
次に、チャネル形成領域の保護を目的とした、パッシべーション膜として機能する絶縁体層219を全面に形成する(図6(B)参照)。好適にはプラズマCVD法やスパッタリング法を用いた窒化珪素膜で形成する。この膜は大気中に浮遊する有機物や金属物、水蒸気などの汚染不純物の進入を防ぐためのものであり、緻密な膜であることが要求される。この目的において窒化珪素膜を、珪素をターゲットとして、窒素とアルゴンなどの希ガス元素を混合させたスパッタガスで高周波スパッタリングして形成すると、膜中に希ガス元素を含ませることにより緻密化が促進されることとなり好ましい。
Next, an insulating
続いて、基板全面に絶縁体層220を形成する(図6(C)参照)。この絶縁体層220は、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アミニウムその他の無機絶縁性材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド(polyimide)、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール(polybenzimidazole)などの耐熱性高分子、又はシロキサン系材料を出発材料として形成された珪素、酸素、水素からなる化合物のうちSi−O−Si結合を含む無機シロキサン、珪素上の水素がメチルやフェニルのような有機基によって置換された有機シロキサン系の絶縁材料で形成することができる。アクリル、ポリイミド等の感光性、非感光性の材料を用いて形成すると、その側面は曲率半径が連続的に変化する形状となり、上層の薄膜が段切れせずに形成されるため好ましい。
Subsequently, an
絶縁体層220を、液滴吐出法、スピンコート法やディップ法により全面に形成する。その後、所定の箇所にエッチング加工等により開口部を形成する。このとき、絶縁体層220の下層にある保護層219のエッチングを同時に行うことで、ゲート配線層202と、ソース及びドレイン配線層215,216の所定の箇所が露出するように加工する。また、液滴吐出法により選択的に絶縁体層220を形成すれば、絶縁体層220のエッチング加工は必ずしも必要ないため好適である。
The
絶縁体層220に開口部を形成する方法として以下のような工程を用いても良い。まず、絶縁体層220を形成する前に基板全面にフルオロアルキルシラン等のフッ素系カップリング剤、CHF3等のフッ素を含む有機材料等の撥液処理剤をコーティングし撥液処理を行う。続いて開口部を形成したい場所にマスク材料を塗布し、O2アッシング等の処理を行う事により、マスクを形成した場所以外の撥液剤を除去する。次にマスクを除去し、絶縁体層220をスピンコート法やディップ法、もしくは液滴吐出法によって基板全面に塗布する。撥液処理がされている部分には、絶縁体層220が形成されないため開口部が形成される。なお、撥液処理剤をコーティングする際に、液滴吐出装置を使用して開口部のみに選択的に撥液処理剤を塗布すれば、上記マスク形成、撥液剤除去、及びマスク除去の工程は不要となる。
The following process may be used as a method for forming the opening in the
次に、ドレイン配線層216と電気的に接続するように、導電性材料を含む組成物を選択的に吐出して、画素電極に相当する画素電極層221を形成する(図6(D)参照)。画素電極層221は、透過型の液晶表示装置を作製する場合には、インジウム錫酸化物(ITO)、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO2)などを含む組成物により所定のパターンを形成し、焼成によって画素電極を形成しても良い。また、反射型の液晶表示装置を作製する場合には、Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)、W(タングステン)、Al(アルミニウム)等の金属の粒子を主成分とした組成物を用いることができる。他の方法としては、スパッタリング法により透明導電膜若しくは光反射性の導電膜を形成して、液滴吐出法によりマスクパターンを形成し、エッチング加工を組み合わせて画素電極層を形成しても良い。なお、図14(A)に同構造による平面構造を示し、A−Bに対応する縦断面構造を図14(B)に、C−Dに対応する縦断面構造を図14(C)に示すので、同時に参照することができる。
Next, a composition containing a conductive material is selectively discharged so as to be electrically connected to the
以上の工程により、基板100上にボトムゲート型(逆スタガ型ともいう)のTFTと画素電極が接続された液晶表示装置用のTFT基板200が完成する。
Through the above steps, a
次に、画素電極層221を覆うように、印刷法やスピンコート法により、配向膜と呼ばれる絶縁体層222を形成する。なお、絶縁体層222は、スクリーン印刷法やオフセット印刷法を用いれば、図示するように選択的に形成することができる。その後、ラビングを行う。続いて、シール材223を液滴吐出法により画素を形成した周辺の領域に形成する(図13参照)。
Next, an
その後、配向膜として機能する絶縁体層224、対向電極として機能する導電体層225が設けられた対向基板229とTFT基板200とをスペーサ(図示せず)を介して貼り合わせ、その空隙に液晶層を設けることにより液晶表示装置を作製することができる(図13参照)。シール材223にはフィラーが混入されていても良く、さらに対向基板229には、カラーフィルタや遮蔽膜(ブラックマトリクス)などが形成されていても良い。なお、液晶層を形成する方法として、ディスペンサ式(滴下式)や、対向基板229を貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を注入するディップ式(汲み上げ式)を用いることができる。
Thereafter, the
以上示したように、本実施の形態では、フォトマスクを利用した光露光工程を用いないことにより、工程を省略することができる。また、液滴吐出法を用いて基板上に直接的に各種のパターンを形成することにより、1辺が1mを超える第5世代以降のガラス基板を用いても、容易に液晶表示装置を製造することができる。 As described above, in this embodiment mode, the process can be omitted by not using a light exposure process using a photomask. In addition, by forming various patterns directly on the substrate using a droplet discharge method, a liquid crystal display device can be easily manufactured even if a glass substrate of 5th generation or later with one side exceeding 1 m is used. be able to.
(第2の実施の形態)
第1の実施の形態ではチャネル保護型としての構成を示したが、他の形態として、チャネル保護層を形成しないチャネルエッチ型とした構成について示す。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, a configuration as a channel protection type is shown, but as another mode, a configuration as a channel etch type in which a channel protection layer is not formed is shown.
基板100上に、導電性材料を含む組成物を液滴吐出法により吐出して、ゲート配線層202、ゲート電極層203を形成する。次に、プラズマCVD法やスパッタリング法を用いて、ゲート絶縁層を単層又は積層構造で形成する。特に好ましい形態としては、窒化珪素からなる絶縁体層205、酸化珪素からなる絶縁体層206、窒化珪素からなる絶縁体層207の3層の積層体がゲート絶縁膜に相当する。さらに、活性層として機能する半導体層208まで形成する。以上、図4(D)の工程までは第1の実施の形態と同様である。
A composition containing a conductive material is discharged over the
次に、半導体層208上にn型の半導体層301を形成する(図7(A)参照)。n型の半導体層301は、シランガスとフォスフィンガスを用いて形成すれば良く、AS若しくはSASで形成することができる。
Next, an n-
これまでの工程において、絶縁体層205から半導体層301までは大気に触れさせることなく連続して形成することが可能である。すなわち、大気成分や大気中に浮遊する汚染不純物元素に汚染されることなく各積層界面を形成することができるので、TFTの特性のばらつきを低減することができる。
In the steps so far, the
次に、半導体層301上に、液滴吐出法により組成物を選択的に吐出してマスク302を形成する(図7(B)参照)。このマスク302を利用して、半導体層208とn型の半導体層301、ゲート絶縁層の絶縁体層205、206,207を同時にエッチングして、半導体層303とn型の半導体層304を形成する(図7(C)参照)。
Next, a
続いて、マスク302を除去後、ゲート配線層202と、この後の工程にて吐出を行うソース配線層306と相対する位置に組成物を選択的に吐出して、層間膜305を形成する(図7(D)参照)。層間膜305は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フレア、透過性を有するポリイミドなどの有機材料、シロキサン系ポリマー等の重合によってできた化合物材料、水溶性ホモポリマーと水溶性共重合体を含む組成物材料等を用いて液滴吐出法で形成する。いずれの材料を用いるとしても、その表面張力と粘度は、溶媒の濃度を調整したり、界面活性剤等を加えたりして適宜調整する。
Subsequently, after removing the
次に、半導体層304上に、導電性材料を含む組成物を吐出して、ソース及びドレイン配線層306、307を形成する(図7(E)参照)。
Next, a composition containing a conductive material is discharged over the
続いて、ソース及びドレイン配線層306、307をマスクとして、n型の半導体層304をエッチングして、半導体層308、309を形成する。この際、半導体層303も少しエッチングされて、半導体層310が形成される(図8(A)参照)。この後の工程については第1の実施の形態と同一の工程とする。(図8(B)〜図8(D)参照)
Subsequently, the n-
以上の工程により、基板100上にボトムゲート型(逆スタガ型ともいう)のチャネルエッチ型TFTと画素電極層221が接続された液晶表示装置用のTFT基板300が完成する。なお、図15(A)に同構造による平面構造を示し、A−Bに対応する縦断面構造を図15(B)に、C−Dに対応する縦断面構造を図15(C)に示すので、同時に参照することができる。
Through the above steps, a
(第3の実施の形態)
第1及び第2の実施の形態では基板全面を保護層219及び絶縁体層220で覆われている形態を示したが、第3の実施の形態として、TFT及び配線層のみ保護層219及び絶縁体層701で覆われている形態を示す。
(Third embodiment)
In the first and second embodiments, the entire surface of the substrate is covered with the
基板100上に、半導体層を作成した後、チャネル形成領域の保護を目的とした絶縁体層219を形成する図6(B)の工程までは、第1の実施の形態と同様である。この時、チャネルエッチ型で半導体層を作成する場合は、第2の実施の形態を用いればよい。
The process up to forming the
次に、基板の半導体層、及びゲート配線層202、ソース及びドレイン配線層215、216上のみに絶縁体層701を液滴吐出法により選択的に形成する(図9(A)参照)。絶縁体層701は、ドレイン配線層216上で、後の工程で形成される画素電極層221と電気的に接続される部分と、ゲート配線層202、ソース配線層215上で外部配線(図示しない)と電気的に接続する部分には形成しない。この絶縁体層701は、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アミニウムその他の無機絶縁性材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド(polyimide)、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール(polybenzimidazole)などの耐熱性高分子、又はシロキサン系材料を出発材料として形成された珪素、酸素、水素からなる化合物のうちSi−O−Si結合を含む無機シロキサン、珪素上の水素がメチルやフェニルのような有機基によって置換された有機シロキサン系の絶縁材料で形成することができる。アクリル、ポリイミド等の感光性、非感光性の材料を用いて形成すると、その側面は曲率半径が連続的に変化する形状となり、上層の薄膜が段切れせずに形成されるため好ましい。
Next, the
続いて、絶縁体層701をマスクとし、ドライエッチングまたはウエットエッチング加工により、絶縁層により保護層219をエッチングし開口部を形成する(図9(B)参照)。このとき、保護層219の下にあるゲート配線層202と、ソース及びドレイン配線層215,216の所定の箇所が露出する。
Subsequently, using the
次に、ドレイン配線層216と電気的に接続するように、導電性材料を含む組成物を選択的に吐出して、画素電極に相当する画素電極層702を形成する(図9(C)参照)。画素電極層702は、透過型の液晶表示装置を作製する場合には、インジウム錫酸化物(ITO)、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO2)などを含む組成物により所定のパターンを形成し、焼成によって画素電極を形成しても良い。また、反射型の液晶表示装置を作製する場合には、Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅))、W(タングステン)、Al(アルミニウム)等の金属の粒子を主成分とした組成物を用いることができる。他の方法としては、スパッタリング法により透明導電膜若しくは光反射性の導電膜を形成して、液滴吐出法によりマスクパターンを形成し、エッチング加工を組み合わせて画素電極層を形成しても良い。
Next, a composition containing a conductive material is selectively discharged so as to be electrically connected to the
以上の工程により、基板100上にボトムゲート型(逆スタガ型ともいう)のTFTと画素電極が接続された液晶表示装置用のTFT基板700が完成する。なお、図16(A)に同構造による平面構造を示し、A−Bに対応する縦断面構造を図16(B)に、C−Dに対応する縦断面構造を図16(C)に示すので、同時に参照することができる。
Through the above steps, a
(第4の実施の形態)
第4の実施の形態として、画素電極層501がドレイン配線516の下層にある形態を示す。なお、実施の形態の例として、チャネル形成領域の保護を目的とした絶縁体層(以下チャネル保護層ともいう)があるチャネル保護型の形態を示すが、第3の実施の形態のようにチャネル形成領域にチャネル保護層が無い、チャネルエッチ型の形態として作成することも可能とする。
(Fourth embodiment)
As a fourth embodiment, a mode in which the
図10〜図12は、基板100上にゲート電極層と、ゲート電極層と接続するゲート配線層を液滴吐出法で形成する工程を示している。
10 to 12 show a process of forming a gate electrode layer and a gate wiring layer connected to the gate electrode layer on the
基板100上には、スパッタリング法や蒸着法などの方法により、密着性向上層201を形成する(図10(A)参照)。なお、十分な密着性が得られるのであれば、これを省略して基板100上にゲート電極層を直接形成しても良い。
An
密着性向上層201上に、導電性材料を含む組成物を選択的に吐出して、画素電極に相当する画素電極層501を形成する(図10(B)参照)。画素電極層501は、透過型の液晶表示装置を作製する場合には、インジウム錫酸化物(ITO)、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO2)などを含む組成物により所定のパターンを形成し、焼成によって画素電極を形成しても良い。また、反射型の液晶表示装置を作製する場合には、Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅))、W(タングステン)、Al(アルミニウム)等の金属の粒子を主成分とした組成物を用いることができる。他の方法としては、スパッタリング法により透明導電膜若しくは光反射性の導電膜を形成して、液滴吐出法によりマスクパターンを形成し、エッチング加工を組み合わせて画素電極層を形成しても良い。また、前記密着性向上層201を形成する以前に画素電極層501を密着性向上層201の下層に形成する事も可能とする。
A composition containing a conductive material is selectively discharged over the
密着性向上層201上に、導電性材料を含む組成物を液滴吐出法により吐出して、ゲート配線層502、ゲート電極層503を形成する(図10(C)参照)。これらの層を形成する導電性材料としては、Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅))、W(タングステン)、Al(アルミニウム)等の金属の粒子を主成分とした組成物を用いることができる。また、透光性を有するインジウム錫酸化物(ITO)、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)を組み合わせても良い。特に、ゲート配線層は、低抵抗化することが好ましのいで、比抵抗値を考慮して、金、銀、銅のいずれかの材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることが好適であり、より好適には、低抵抗な銀、銅を用いるとよい。但し、銀、銅を用いる場合には、不純物対策のため、合わせてバリア膜を設けるとよい。溶媒は、酢酸ブチル等のエステル類、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン等の有機溶剤等に相当する。表面張力と粘度は、溶媒の濃度を調整したり、界面活性剤等を加えたりして適宜調整する。
A composition containing a conductive material is discharged over the
ゲート配線層502、ゲート電極層503を形成した後、表面に露出している密着性向上層201の処理として、下記の2つの工程のうちどちらかの工程を行うことが望ましい。
After forming the
第一の方法としては、ゲート配線層502、ゲート電極層503、及び画素電極層501と重ならない密着性向上層201を絶縁化して、絶縁体層504を形成する工程である(図10(D)参照)。ここでは、ゲート配線層502、ゲート電極層503と重ならない密着性向上層201を酸化して絶縁化している。このように、密着性向上層201を絶縁化する場合には、当該密着性向上層201を0.01〜10nmの厚さで形成しておくことが好適であり、そうすると酸化して絶縁層となりやすい。なお、酸化する方法としては、酸素雰囲気下に晒す方法を用いてもよいし、熱処理を行う方法を用いてもよい。
The first method is a step of insulating the
第2の方法としては、ゲート配線層502、ゲート電極層503、及び画素電極層501をマスクとして、密着性向上層201をエッチングして除去する工程である。この工程を用いる場合には密着性向上層201の厚さに制約はない。
As a second method, the
次に、プラズマCVD法やスパッタリング法を用いて、ゲート電極層やゲート配線層上にゲート絶縁層を単層又は積層構造で形成する(図10(E)参照)。特に好ましい形態としては、窒化珪素からなる絶縁体層505、酸化珪素からなる絶縁体層506、窒化珪素からなる絶縁体層507の3層の積層体がゲート絶縁膜に相当する。なお、低い成膜温度でゲートリーク電流が少ない緻密な絶縁膜を形成するには、アルゴンなどの希ガス元素を反応ガスに含ませ、形成される絶縁膜中に混入させると良い。ゲート配線層502、ゲート電極層503に接する第1の層を窒化珪素若しくは窒化酸化珪素で形成することで、酸化による劣化を防止することができる。
Next, a gate insulating layer is formed with a single layer or a stacked structure over the gate electrode layer and the gate wiring layer by a plasma CVD method or a sputtering method (see FIG. 10E). In a particularly preferable mode, a three-layered structure including an insulator layer 505 made of silicon nitride, an insulator layer 506 made of silicon oxide, and an insulator layer 507 made of silicon nitride corresponds to the gate insulating film. Note that in order to form a dense insulating film with low gate leakage current at a low deposition temperature, a rare gas element such as argon is preferably contained in a reaction gas and mixed into the formed insulating film. By forming the first layer in contact with the
次に、ゲート絶縁層上に半導体層508を形成する(図10(E)参照)。半導体層508は、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いる気相成長法や、Siターゲットを用いるスパッタリング法で作製されるAS、或いはSASで形成する。
Next, a
プラズマCVD法を用いる場合、ASは半導体材料ガスであるSiH4若しくはSiH4とH2の混合気体を用いて形成する。SASは、SiH4をH2で3倍〜1000倍に希釈して混合気体、若しくはSi2H6とGeF4のガス流量比をSi2H6対GeF4を20〜40対0.9で希釈すると、Siの組成比が80%以上であるSASを得ることができる。特に、後者の場合は下地との界面から結晶性を半導体層208に持たせることが出来るため好ましい。
When the plasma CVD method is used, AS is formed using SiH 4 which is a semiconductor material gas or a mixed gas of SiH 4 and H 2 . SAS is a SiH 4 mixture was diluted 3-fold to 1000-fold with H 2 gas, or the gas flow rate ratio of Si 2 H 6 and GeF 4 Si 2 H 6 pairs GeF 4 in the 20-40 versus 0.9 When diluted, a SAS having a Si composition ratio of 80% or more can be obtained. In particular, the latter is preferable because the
これまでの工程において、絶縁体層505から半導体層508までは大気に触れさせることなく連続して形成することが可能である。すなわち、大気成分や大気中に浮遊する汚染不純物元素に汚染されることなく各積層界面を形成することができるので、TFTの特性のばらつきを低減することができる。
In the steps so far, the insulator layer 505 to the
次に、半導体層508上であって、ゲート電極層503と相対する位置つまり重なる位置に、組成物を選択的に吐出して、チャネル保護膜509を形成する(図11(A)参照)。チャネル保護膜509は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フレア、透過性を有するポリイミドなどの有機材料、シロキサン系ポリマー等の重合によってできた化合物材料、水溶性ホモポリマーと水溶性共重合体を含む組成物材料等を用いて液滴吐出法で形成する。いずれの材料を用いるとしても、その表面張力と粘度は、溶媒の濃度を調整したり、界面活性剤等を加えたりして適宜調整する。
Next, the composition is selectively discharged over the
続いて、半導体層508やチャネル保護膜509上に、n型の半導体層510を形成する(図11(B)参照)。n型の半導体層510は、シランガスとフォスフィンガスを用いて形成すれば良く、AS若しくはSASで形成することができる。
Subsequently, an n-
次に、半導体層510上に、マスク511を液滴吐出法で形成する(図11(C)参照)。このマスク511を利用して、n型の半導体層510、半導体層508及び、絶縁体層505、酸化珪素からなる絶縁体層506、窒化珪素からなる絶縁体層507をエッチングして、半導体層512と一導電性を有する半導体層513を形成する(図11(D)参照)。このとき、半導体層の端は、ゲート絶縁層の端と一致するようにエッチングされる。また、言い換えると半導体層の端は、前記ゲート絶縁層の端を越えないようにエッチングされる。エッチングされた半導体層を島状の半導体層とも呼び、エッチングされたゲート絶縁膜を島状のゲート絶縁膜ともよぶ。
Next, a
続いて、マスク511を除去後、ゲート配線層502とこの後の工程にて吐出を行うソース配線層515と相対する位置、つまりゲート配線層とソース配線層が短絡しないような位置に組成物を選択的に吐出して、層間絶縁膜514を形成する(図11(E)参照)。層間絶縁膜514は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フレア、透過性を有するポリイミドなどの有機材料、シロキサン系ポリマー等の重合によってできた化合物材料、水溶性ホモポリマーと水溶性共重合体を含む組成物材料等を用いて液滴吐出法で形成する。いずれの材料を用いるとしても、その表面張力と粘度は、溶媒の濃度を調整したり、界面活性剤等を加えたりして適宜調整する。
Subsequently, after removing the
次に、導電性材料を含む組成物を選択的に吐出して、ソース及びドレイン配線層515、516を液滴吐出法で形成する(図12(A)参照)。この配線層を形成する導電性材料としては、Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅))、W(タングステン)、Al(アルミニウム)等の金属の粒子を主成分とした組成物を用いることができる。また、透光性を有するインジウム錫酸化物(ITO)、インジウム錫酸化物と酸化珪素からなるITSO、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛、窒化チタンなどを組み合わせても良い。 Next, a composition containing a conductive material is selectively discharged, so that source and drain wiring layers 515 and 516 are formed by a droplet discharge method (see FIG. 12A). As a conductive material for forming the wiring layer, a composition mainly composed of metal particles such as Ag (silver), Au (gold), Cu (copper)), W (tungsten), and Al (aluminum) is used. Can be used. Further, light-transmitting indium tin oxide (ITO), ITSO made of indium tin oxide and silicon oxide, organic indium, organic tin, zinc oxide, titanium nitride, or the like may be combined.
続いて、ソース及びドレイン配線層515、516をマスクとして、チャネル保護膜509上の一導電性を有する半導体層513をエッチングして、ソース及びドレイン領域を形成するn型の半導体層517、518を形成する(図12(B)参照)。ソース及びドレイン領域を形成するn型の半導体層516、517により、配線抵抗を低くすることができる。なお、本実施の形態ではソース及びドレイン配線層をマスクとしたが、これに限定されず新たにマスクを設けても良い。
Subsequently, using the source and drain wiring layers 515 and 516 as masks, the
次に、チャネル形成領域の保護を目的とした、パッシベーション膜として機能する絶縁体層519を形成する(図12(C)参照)。好適にはプラズマCVD法やスパッタリング法を用いた窒化珪素膜で形成する。この膜は大気中に浮遊する有機物や金属物、水蒸気などの汚染不純物の進入を防ぐためのものであり、緻密な膜であることが要求される。この目的において窒化珪素膜を、珪素をターゲットとして、窒素とアルゴンなどの希ガス元素を混合させたスパッタガスで高周波スパッタリングして形成すると、膜中に希ガス元素を含ませることにより緻密化が促進されることとなり好ましい。
Next, an
続いて、基板の半導体層、及びゲート配線層502、ソース及びドレイン配線層515、516上のみに絶縁体層520を液滴吐出法により選択的に形成する(図12(D)参照)。絶縁体層520は、ドレイン配線層516上で、画素電極層521と電気的に接続される部分と、ゲート配線層502、ソース配線層515上で外部配線(図示しない)と電気的に接続する部分には形成しない。この絶縁体層520は、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アミニウムその他の無機絶縁性材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド(polyimide)、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール(polybenzimidazole)などの耐熱性高分子、又はシロキサン系材料を出発材料として形成された珪素、酸素、水素からなる化合物のうちSi−O−Si結合を含む無機シロキサン、珪素上の水素がメチルやフェニルのような有機基によって置換された有機シロキサン系の絶縁材料で形成することができる。
Subsequently, an insulating
続いて、絶縁体層520をマスクとし、ドライエッチングまたはウエットエッチング加工により、絶縁体層519をエッチングし開口部を形成する(図12(E)参照)。このとき、絶縁体層519の下にあるゲート配線層502、ソース及びドレイン配線層515,516と画素電極層501の所定の箇所が露出する。
Subsequently, using the
以上の工程により、基板100上にボトムゲート型(逆スタガ型ともいう)のTFTと画素電極が接続された液晶表示装置用のTFT基板500が完成する。なお、図17(A)に同構造による平面構造を示し、A−Bに対応する縦断面構造を図17(B)に、C−Dに対応する縦断面構造を図17(C)に示すので、同時に参照することができる。
Through the above steps, a
第1の実施の形態、第2の実施の形態、及び第3の実施の形態、第4の実施の形態によって作製される液晶表示装置において、半導体層をSASで形成することによって、図3で説明したように、走査線側の駆動回路を基板100上に形成することができる。
In the liquid crystal display device manufactured according to the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, and the fourth embodiment, by forming the semiconductor layer with SAS, FIG. As described, a driving circuit on the scanning line side can be formed over the
図22は、1〜15cm2/V・secの電界効果移動度が得られるSASを使ったnチャネル型のTFTで構成する走査線側駆動回路のブロック図を示している。 FIG. 22 shows a block diagram of a scanning line side driving circuit constituted by an n-channel TFT using SAS capable of obtaining a field effect mobility of 1 to 15 cm 2 / V · sec.
図22において1500で示すブロックが1段分のサンプリングパルスを出力するパルス出力回路に相当し、シフトレジスタはn個のパルス出力回路により構成される。1501はバッファ回路であり、その先に画素1502(図3の画素102に相当する)が接続される。
In FIG. 22, a block denoted by 1500 corresponds to a pulse output circuit that outputs a sampling pulse for one stage, and the shift register includes n pulse output circuits.
図23は、パルス出力回路1500の具体的な構成を示したものであり、nチャネル型のTFT601〜613で回路が構成されている。このとき、SASを使ったnチャネル型のTFTの動作特性を考慮して、TFTのサイズを決定すれば良い。例えば、チャネル長を8μmとすると、チャネル幅は10〜80μmの範囲で設定することができる。
FIG. 23 shows a specific configuration of the
また、バッファ回路1501の具体的な構成を図24に示す。バッファ回路も同様にnチャネル型のTFT620〜635で構成されている。このとき、SASを使ったnチャネル型のTFTの動作特性を考慮して、TFTのサイズを決定すれば良い。例えば、チャネル長を10μmとすると、チャネル幅は10〜1800μmの範囲で設定することとなる。
A specific structure of the
このような回路を実現するには、TFT相互を配線によって接続する必要があり、その場合における配線の構成例を図18に示す。図18では、第1の実施の形態と同様に、ゲート電極層203、ゲート絶縁層(窒化珪素からなる絶縁体層205、酸化珪素からなる絶縁体層206、窒化珪素からなる絶縁体層207の3層の積層体)、SASで形成される半導体層212、チャネル保護層を形成する絶縁体層209、ソース及びドレインを形成するn型の半導体層217、218、ソース及びドレイン配線層215、216が形成された状態を示している。この場合、基板100上には、ゲート電極層203と同じ工程で接続配線層232、233、234を形成しておく。そして、接続配線層232、233、234が露出するようにゲート絶縁層の一部をエッチング加工して、ソース及びドレイン配線層215,216及びそれと同じ工程で形成する接続配線層235により適宜TFTを接続することにより様々な回路を実現することができる。
In order to realize such a circuit, the TFTs need to be connected to each other by wiring, and a configuration example of the wiring in that case is shown in FIG. In FIG. 18, as in the first embodiment, the
走査線側入力端子部と信号線側入力端子部とに保護ダイオードを設けた一態様について図28を参照して説明する。図28において画素102にはTFT260、容量265が設けられている。このTFTは第1の実施の形態と同様な構成を有している。1224は画素電極、1204は容量線を示している。
One mode in which protective diodes are provided in the scanning line side input terminal portion and the signal line side input terminal portion will be described with reference to FIG. In FIG. 28, the
信号線側入力端子部には、保護ダイオード261と262が設けられている。この保護ダイオードは、TFT260と同様な工程で作製され、ゲートとドレイン若しくはソースの一方とを接続することによりダイオードとして動作させている。図28で示す上面図の等価回路図を図29に示している。
保護ダイオード261は、ゲート電極層250、半導体層251、チャネル保護用の絶縁層252、配線層249、253から成っている。保護ダイオード262も同様な構造である。この保護ダイオードと接続する共通電位線254、255はゲート電極層と同じ層で形成している。従って、配線層253と電気的に接続するには、ゲート絶縁層にコンタクトホールを形成する必要がある。
The
ゲート絶縁層へのコンタクトホールは、液滴吐出法によりマスク層を形成し、エッチング加工すれば良い。この場合、大気圧放電のエッチング加工を適用すれば、局所的な放電加工も可能であり、基板の全面にマスク層を形成する必要はない。 The contact hole for the gate insulating layer may be etched by forming a mask layer by a droplet discharge method. In this case, if an atmospheric pressure discharge etching process is applied, a local electric discharge process is also possible, and it is not necessary to form a mask layer on the entire surface of the substrate.
保護ダイオード261若しくは262は、TFT260におけるソース及びドレイン配線層215,216と同じ層で形成され、それに接続している信号配線層256とソース又はドレイン側が接続する構造となっている。
The
走査信号線側の入力端子部も同様な構成で、保護ダイオード263、264及び配線層256が設けられている。このように、本発明によれば、入力段に設けられる保護ダイオードを同時に形成することができる。なお、保護ダイオードを挿入する位置は、本実施の形態のみに限定されず、図3で説明したように、駆動回路と画素との間に設けることもできる。
The input terminal portion on the scanning signal line side has a similar structure, and is provided with
次に、第1の実施の形態、第2の実施の形態、第3の実施の形態、第4の実施の形態によって作製される液晶表示装置に駆動用のドライバ回路を実装する態様について、図19〜図21を参照して説明する。 Next, an aspect in which a driver circuit for driving is mounted on the liquid crystal display device manufactured according to the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, and the fourth embodiment. This will be described with reference to FIGS.
まず、COG方式を採用した表示装置について、図19を用いて説明する。基板1001上には、文字や画像などの情報を表示する画素領域1002、走査側の駆動回路1003、1004が設けられる。複数の駆動回路が設けられた基板1005、1008は、矩形状に分断され、分断後の駆動回路(以下ドライバICと表記)は、基板1001上に実装される。図19(A)は複数のドライバIC1007、該ドライバIC1007の先にテープ1006を実装する形態を示す。図19(B)はドライバIC1010、該ドライバIC1010の先にテープ1009を実装する形態を示す。
First, a display device employing a COG method is described with reference to FIG. Over the
次に、TAB方式を採用した表示装置について、図20を用いて説明する。基板1001上には、画素領域1002、走査側の駆動回路1003、1004が設けられる。図20(A)は基板1001上に複数のテープ1006を貼り付けて、該テープ1006にドライバIC1007を実装する形態を示す。図20(B)は基板1001上にテープ1009を貼り付けて、該テープ1009にドライバIC1010を実装する形態を示す。後者を採用する場合には、強度の問題から、ドライバIC1010を固定する金属片等を一緒に貼り付けるとよい。
Next, a display device employing a TAB method is described with reference to FIG. Over the
これらの液晶表示装置に実装されるドライバICは、生産性を向上させる観点から、一辺が300mmから1000mm以上の矩形状の基板1005、1008上に複数個作り込むとよい。
A plurality of driver ICs mounted on these liquid crystal display devices are preferably formed on
つまり、基板1005、1008上に駆動回路部と入出力端子を一つのユニットとする回路パターンを複数個形成し、最後に分割して取り出せばよい。ドライバICの長辺の長さは、画素部の一辺の長さや画素ピッチを考慮して、図19(A)、図20(A)に示すように、長辺が15〜80mm、短辺が1〜6mmの矩形状に形成してもよいし、図19(B)、図20(B)に示すように、画素領域1002の一辺、又は画素領域1002の一辺と各駆動回路1003、1004の一辺とを足した長さに形成してもよい。
That is, a plurality of circuit patterns having a drive circuit portion and an input / output terminal as one unit are formed on the
ドライバICのICチップに対する外形寸法の優位性は長辺の長さにあり、長辺が15〜80mmで形成されたドライバICを用いると、画素領域1002に対応して実装するのに必要な数がICチップを用いる場合よりも少なくて済み、製造上の歩留まりを向上させることができる。また、ガラス基板上にドライバICを形成すると、母体として用いる基板の形状に限定されないので生産性を損なうことがない。これは、円形のシリコンウエハからICチップを取り出す場合と比較すると、大きな優位点である。
The advantage of the external dimensions of the driver IC over the IC chip is the length of the long side. When a driver IC having a long side of 15 to 80 mm is used, the number necessary for mounting corresponding to the
図19(A)及び(B)、図20(A)及び(B)において、画素領域1002の外側の領域には、駆動回路が形成されたドライバIC1007または1010が実装される。これらのドライバIC1007または1010は、信号線側の駆動回路である。RGBフルカラーに対応した画素領域を形成するためには、XGAクラスで信号線の本数が3072本必要であり、UXGAクラスでは4800本が必要となる。このような本数で形成された信号線は、画素領域1002の端部で数ブロック毎に区分して引出線を形成し、ドライバIC1007または1010の出力端子のピッチに合わせて集められる。
19A and 19B, and FIGS. 20A and 20B, a
ドライバICは、基板上に形成された結晶質半導体により形成されることが好適であり、該結晶質半導体は連続発光のレーザ光を照射することで形成されることが好適である。従って、当該レーザ光を発生させる発振器としては、連続発光の固体レーザ又は気体レーザを用いる。連続発光のレーザを用いると、結晶欠陥が少なく、大粒径の多結晶半導体層を用いて、トランジスタを作成することが可能となる。また移動度や応答速度が良好なために高速駆動が可能で、従来よりも素子の動作周波数を向上させることができ、特性バラツキが少ないために高い信頼性を得ることができる。なお、さらなる動作周波数の向上を目的として、トランジスタのチャネル長方向とレーザ光の走査方向と一致させるとよい。これは、連続発光レーザによるレーザ結晶化工程では、トランジスタのチャネル長方向とレーザ光の基板に対する走査方向とが概ね並行(好ましくは−30°〜30°)であるときに、最も高い移動度が得られるためである。なおチャネル長方向とは、チャネル形成領域において、電流が流れる方向、換言すると電荷が移動する方向と一致する。このように作製したトランジスタは、結晶粒がチャネル方向に延在する多結晶半導体層によって構成される活性層を有し、このことは結晶粒界が概ねチャネル方向に沿って形成されていることを意味する。 The driver IC is preferably formed of a crystalline semiconductor formed over a substrate, and the crystalline semiconductor is preferably formed by irradiating continuous-emitting laser light. Therefore, a continuous light emitting solid state laser or gas laser is used as an oscillator for generating the laser light. When a continuous light emission laser is used, a transistor can be formed using a polycrystalline semiconductor layer having a large grain size with few crystal defects. In addition, since the mobility and response speed are good, high-speed driving is possible, the operating frequency of the element can be improved as compared with the prior art, and there is less variation in characteristics, so that high reliability can be obtained. Note that for the purpose of further improving the operating frequency, the channel length direction of the transistor and the scanning direction of the laser light are preferably matched. This is because, in the laser crystallization process using a continuous emission laser, the highest mobility is obtained when the channel length direction of the transistor and the scanning direction of the laser beam with respect to the substrate are substantially parallel (preferably −30 ° to 30 °). It is because it is obtained. Note that the channel length direction corresponds to the direction in which current flows in the channel formation region, in other words, the direction in which charges move. The transistor thus fabricated has an active layer composed of a polycrystalline semiconductor layer in which crystal grains extend in the channel direction, which means that the crystal grain boundaries are formed substantially along the channel direction. means.
レーザ結晶化を行うには、レーザ光の大幅な絞り込みを行うことが好ましく、そのビームスポットの幅は、ドライバICの短辺の同じ幅の1〜3mm程度とすることがよい。また、被照射体に対して、十分に且つ効率的なエネルギー密度を確保するために、レーザ光の照射領域は、線状であることが好ましい。但し、ここでいう線状とは、厳密な意味で線を意味しているのではなく、アスペクト比の大きい長方形もしくは長楕円形を意味する。例えば、アスペクト比が2以上(好ましくは10〜10000)のものを指す。このように、レーザ光のビームスポットの幅をドライバICの短辺と同じ長さとすることで、生産性を向上させた表示装置の作製方法を提供することができる。 In order to perform laser crystallization, it is preferable to significantly narrow the laser beam, and the width of the beam spot is preferably about 1 to 3 mm, which is the same width of the short side of the driver IC. In order to ensure a sufficient and efficient energy density for the irradiated object, the laser light irradiation region is preferably linear. However, the line shape here does not mean a line in a strict sense, but means a rectangle or an ellipse having a large aspect ratio. For example, the aspect ratio is 2 or more (preferably 10 to 10,000). In this manner, a method for manufacturing a display device with improved productivity can be provided by setting the width of the beam spot of the laser light to the same length as the short side of the driver IC.
図19、図20では、走査線駆動回路は画素部と共に一体形成し、信号線駆動回路としてドライバICを実装した形態を示した。しかしながら、本発明はこの形態に限定されず、走査線駆動回路及び信号線駆動回路の両方として、ドライバICを実装してもよい。その場合には、走査線側と信号線側で用いるドライバICの仕様を異なるものにするとよい。 19 and 20, the scanning line driving circuit is formed integrally with the pixel portion, and a driver IC is mounted as a signal line driving circuit. However, the present invention is not limited to this mode, and a driver IC may be mounted as both the scanning line driving circuit and the signal line driving circuit. In that case, the specifications of the driver ICs used on the scanning line side and the signal line side may be different.
画素領域1002は、信号線と走査線が交差してマトリクスを形成し、各交差部に対応してトランジスタが配置される。本発明は、画素領域1002に配置されるトランジスタとして、非晶質半導体又はセミアモルファス半導体をチャネル部としたTFTを用いることを特徴とする。非晶質半導体は、プラズマCVD法やスパッタリング法等の方法により形成する。セミアモルファス半導体は、プラズマCVD法で300℃以下の温度で形成することが可能であり、例えば、外寸550×650mmの無アルカリガラス基板であっても、トランジスタを形成するのに必要な膜厚を短時間で形成するという特徴を有する。このような製造技術の特徴は、大画面の表示装置を作製する上で有効である。また、セミアモルファスTFTでチャネル形成領域を構成することにより1〜15cm2/V・secの電界効果移動度を得ることができる。従って、このTFTを画素のスイッチング用素子や、走査線側の駆動回路を構成する素子として用いることができる。従って、システムオンパネル化を実現した液晶表示装置を作製することができる。
In the
なお、図19、図20では、第3の実施の形態に従い、半導体層をSASで形成したTFTを用いることにより、走査線側駆動回路も基板上に一体形成することを前提として示している。半導体層をASで形成したTFTを用いる場合には、走査線側駆動回路及び信号線側駆動回路の両方をドライバICを実装してもよい。 In FIGS. 19 and 20, it is assumed that the scanning line side driving circuit is integrally formed on the substrate by using the TFT in which the semiconductor layer is formed of SAS according to the third embodiment. When a TFT having a semiconductor layer formed of AS is used, a driver IC may be mounted on both the scanning line side driver circuit and the signal line side driver circuit.
その場合には、走査線側と信号線側で用いるドライバICの仕様を異なるものにすることが好適である。例えば、走査線側のドライバICを構成するトランジスタには30V程度の耐圧が要求されるものの、駆動周波数は100kHz以下であり、比較的高速動作は要求されない。従って、走査線側のドライバを構成するトランジスタのチャネル長(L)は十分大きく設定することが好適である。一方、信号線側のドライバICのトランジスタには、12V程度の耐圧があれば十分であるが、駆動周波数は3Vにて65MHz程度であり、高速動作が要求される。そのため、ドライバを構成するトランジスタのチャネル長などはミクロンルールで設定することが好適である。 In that case, it is preferable that the specifications of the driver ICs used on the scanning line side and the signal line side are different. For example, although a transistor constituting the driver IC on the scanning line side is required to have a withstand voltage of about 30 V, the driving frequency is 100 kHz or less, and a relatively high speed operation is not required. Therefore, it is preferable to set the channel length (L) of the transistors forming the driver on the scanning line side to be sufficiently large. On the other hand, it is sufficient for the transistor of the driver IC on the signal line side to have a withstand voltage of about 12V, but the drive frequency is about 65 MHz at 3V, and high speed operation is required. Therefore, it is preferable to set the channel length and the like of the transistors constituting the driver on the micron rule.
図21はドライバICをCOGで実装する構成を示し、図2で示す液晶表示装置の場合に相当する場合を示している。図21(A)はTFT基板200に、ドライバIC106が異方性導電材を用いて実装された構造を示す。TFT基板200上には画素部101、信号線側入力端子104(走査線入力端子103であっても同様である)を有している。対向基板229はシール材226でTFT基板200と接着されており、その間に液晶層230が形成されている。
FIG. 21 shows a configuration in which the driver IC is mounted by COG, and shows a case corresponding to the case of the liquid crystal display device shown in FIG. FIG. 21A shows a structure in which a
信号線側入力端子104には、FPC812が異方性導電材で接着されている。異方性導電材は樹脂815と表面にAuなどがメッキされた数十〜数百μm径の導電性粒子814から成り、導電性粒子814により信号線側入力端子104とFPC812に形成された配線813とが電気的に接続される。ドライバIC106も、異方性導電材でTFT基板200に接着され、樹脂811中に混入された導電性粒子810により、ドライバIC106に設けられた入出力端子809と信号線側入力端子104と電気的に接続される。
An
また、図21(B)で示すように、TFT基板200にドライバIC106を接着材816で固定して、Auワイヤ817によりドライバICの入出力端子809と信号入力端子104とを接続しても良い。そして封止樹脂818で封止する。なお、ドライバICの実装方法は、特に限定されるものではなく、公知のCOG方法やワイヤボンディング方法、或いはTAB方法を用いることができる。
Further, as shown in FIG. 21B, the
ドライバICの厚さは、対向基板と同じ厚さとすることで、両者の間の高さはほぼ同じものとなり、表示装置全体としての薄型化に寄与する。また、それぞれの基板を同じ材質のもので作製することにより、この表示装置に温度変化が生じても熱応力が発生することなく、TFTで作製された回路の特性を損なうことはない。その他にも、本実施形態で示すようにICチップよりも長尺のドライバICで駆動回路を実装することにより、1つの画素領域に対して、実装されるドライバICの個数を減らすことができる。 By setting the thickness of the driver IC to the same thickness as that of the counter substrate, the height between the two becomes substantially the same, which contributes to a reduction in thickness of the entire display device. In addition, since each substrate is made of the same material, thermal stress is not generated even when a temperature change occurs in the display device, and the characteristics of a circuit made of TFTs are not impaired. In addition, the number of driver ICs to be mounted in one pixel region can be reduced by mounting the drive circuit with a driver IC that is longer than the IC chip as shown in this embodiment.
以上のようにして、液晶表示装置に駆動回路を組み入れることができる。 As described above, a driver circuit can be incorporated in the liquid crystal display device.
第7の実施の形態により作製される液晶表示装置によって、液晶テレビ受像機を完成させることができる。図25は液晶テレビ受像機の主要な構成を示すブロック図を示している。液晶表示装置には、図1で示すような構成として画素部401のみが形成されて走査線側駆動回路403と信号線側駆動回路402とがTAB方式により実装される場合と、図2に示すような構成として画素部401とその周辺に走査線側駆動回路403と信号線側駆動回路402とがCOG方式により実装される場合と、図3に示すようにSASでTFTを形成し、画素部401と走査線側駆動回路403を基板上に一体形成し信号線側駆動回路402を別途ドライバICとして実装する場合などがあるが、どのような形態としても良い。
A liquid crystal television receiver can be completed by the liquid crystal display device manufactured according to the seventh embodiment. FIG. 25 is a block diagram showing a main configuration of the liquid crystal television receiver. In the liquid crystal display device, only the
その他の外部回路の構成として、映像信号の入力側では、チューナ404で受信した信号のうち、映像信号を増幅する映像信号増幅回路405と、そこから出力される信号を赤、緑、青の各色に対応した色信号に変換する映像信号処理回路406と、その映像信号をドライバICの入力仕様に変換するためのコントロール回路407などからなっている。コントロール回路407は、走査線側と信号線側にそれぞれ信号が出力する。デジタル駆動する場合には、信号線側に信号分割回路408を設け、入力デジタル信号をm個に分割して供給する構成としても良い。
As other external circuit configurations, on the video signal input side, among the signals received by the
チューナ404で受信した信号のうち、音声信号は、音声信号増幅回路409に送られ、その出力は音声信号処理回路410を経てスピーカ413に供給される。制御回路411は受信局(受信周波数)や音量の制御情報を入力部412から受け、チューナ404や音声信号処理回路410に信号を送出する。
Of the signals received by the
図26は液晶表示モジュールの一例であり、TFT基板200と対向基板229がシール材226により固着され、その間に画素部101と液晶層230が設けられ表示領域を形成している。着色層270はカラー表示を行う場合に必要であり、RGB方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した着色層が各画素に対応して設けられている。TFT基板200と対向基板229の外側には偏光板271、272が配設されている。光源は冷陰極管258と導光板259により構成され、回路基板257は、フレキシブル配線基板273と端子231によりTFT基板200と接続され、コントロール回路や電源回路などの外部回路が組みこまれている。
FIG. 26 shows an example of a liquid crystal display module. A
図27この液晶表示モジュールを筐体2301に組みこんでテレビ受像機を完成させた状態を示している。液晶表示モジュールにより表示画面2303が形成され、その他付属設備としてスピーカ2304、操作スイッチ2305などが備えられている。このように、本発明によりテレビ受像機を完成させることができる。
FIG. 27 shows a state in which this liquid crystal display module is assembled in a
勿論、本発明の液晶表示装置はテレビ受像機に限定されず、パーソナルコンピュータのモニタをはじめ、鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤、携帯電話機のディスプレイなどの表示媒体として様々な用途に適用することができる。 Of course, the liquid crystal display device of the present invention is not limited to a television receiver, and is a display medium such as a monitor of a personal computer, an information display board in a railway station or airport, an advertisement display board in a street, a display of a mobile phone, etc. It can be applied to various uses.
100 基板
101 画素部
102 画素
103 走査線側入力端子
104 信号線側入力端子
105 ドライバIC
106 ドライバIC
107 走査線側駆動回路
108 保護ダイオード
200 TFT基板
201 密着性向上層
202 ゲート配線層
203 ゲート電極層
204 絶縁体層
205 絶縁体層
206 絶縁体層
207 絶縁体層
208 半導体層
209 チャネル保護膜
210 半導体層
211 マスク
212 半導体層
213 半導体層
214 層間絶縁膜
215 ソース配線層
216 ドレイン配線層
217 半導体層
218 半導体層
219 保護層
220 絶縁体層
221 画素電極層
222 絶縁体層
223 シール材
224 絶縁体層
225 導電体層
226 シール材
229 対向基板
230 液晶層
231 端子
232 接続配線層
233 接続配線層
234 接続配線層
235 接続配線層
249 配線層
250 ゲート電極層
251 半導体層
252 絶縁層
253 配線層
254 共通電位線
255 共通電位線
256 配線層
257 回路基板
258 冷陰極管
259 導光板
260 TFT
261 保護ダイオード
262 保護ダイオード
270 着色層
271 偏光板
272 偏光板
273 フレキシブル配線基板
300 TFT基板
301 半導体層
302 マスク
303 半導体層
304 半導体層
305 層間膜
306 ソース配線層
307 ドレイン配線層
308 半導体層
309 半導体層
310 半導体層
401 画素部
402 信号線側駆動回路
403 走査線側駆動回路
404 チューナ
405 映像信号増幅回路
406 映像信号処理回路
407 コントロール回路
408 信号分割回路
409 音声信号増幅回路
410 音声信号処理回路
411 制御回路
412 入力部
413 スピーカ
500 TFT基板
501 画素電極層
502 ゲート配線層
503 ゲート電極層
504 絶縁体層
505 絶縁体層
506 絶縁体層
507 絶縁体層
508 半導体層
509 チャネル保護膜
510 半導体層
511 マスク
512 半導体層
513 半導体層
514 層間絶縁膜
515 ソース配線層
516 ドレイン配線層
517 半導体層
518 半導体層
519 絶縁体層
520 絶縁体層
521 画素電極層
601 TFT
602 TFT
603 TFT
604 TFT
605 TFT
606 TFT
607 TFT
608 TFT
609 TFT
610 TFT
611 TFT
612 TFT
613 TFT
620 TFT
621 TFT
622 TFT
623 TFT
624 TFT
625 TFT
626 TFT
627 TFT
628 TFT
629 TFT
630 TFT
631 TFT
632 TFT
633 TFT
634 TFT
635 TFT
700 TFT基板
701 絶縁体層
702 画素電極層
809 入出力端子
810 導電性粒子
811 樹脂
812 FPC
813 配線
814 導電性粒子
815 樹脂
816 接着材
817 Auワイヤ
818 封止樹脂
1001 基板
1002 画素領域
1003 駆動回路
1004 駆動回路
1005 基板
1006 テープ
1007 ドライバIC
1008 基板
1009 テープ
1010 ドライバIC
1204 容量線
1224 画素電極
1400 基板
1403 液滴吐出手段
1404 撮像手段
1405 ヘッド
1407 制御手段
1408 記憶媒体
1409 画像処理手段
1410 コンピュータ
1411 マーカー
1500 パルス出力回路
1501 バッファ回路
1502 画素
2301 筐体
2303 表示画面
2304 スピーカ
2305 操作スイッチ
DESCRIPTION OF
106 Driver IC
107 scanning line
261
602 TFT
603 TFT
604 TFT
605 TFT
606 TFT
607 TFT
608 TFT
609 TFT
610 TFT
611 TFT
612 TFT
613 TFT
620 TFT
621 TFT
622 TFT
623 TFT
624 TFT
625 TFT
626 TFT
627 TFT
628 TFT
629 TFT
630 TFT
631 TFT
632 TFT
633 TFT
634 TFT
635 TFT
700
813
1008
1204 Capacitor line 1224
Claims (19)
前記ゲート電極層と接する窒化珪素層、窒化酸化珪素層、または酸化珪素層を含む島状のゲート絶縁膜と、
半導体層と、
前記半導体層に接続され、導電性材料で形成されるソース配線層及びドレイン配線層とを有する薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタと接続する画素電極を有し、
前記半導体層の端は、前記ゲート絶縁層の端を越えないように設けられていることを特徴とする液晶表示装置。 A gate electrode layer formed of a conductive material on one of the pair of substrates holding the liquid crystal;
An island-shaped gate insulating film including a silicon nitride layer, a silicon nitride oxide layer, or a silicon oxide layer in contact with the gate electrode layer;
A semiconductor layer;
A thin film transistor having a source wiring layer and a drain wiring layer connected to the semiconductor layer and formed of a conductive material;
A pixel electrode connected to the thin film transistor;
The liquid crystal display device, wherein an end of the semiconductor layer is provided so as not to exceed an end of the gate insulating layer.
前記ゲート電極層と接する窒化珪素層、窒化酸化珪素層、または酸化珪素層を含むゲート絶縁膜と、
半導体層と、
前記半導体層上に接続され、導電性材料からなるソース配線層およびドレイン配線層を有する薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタと接続する画素電極を有し、
前記半導体層の端は、前記ゲート絶縁層の端と一致するように設けられていることを特徴とする液晶表示装置。 A gate electrode layer formed of a conductive material on one of the pair of substrates holding the liquid crystal;
A gate insulating film including a silicon nitride layer, a silicon nitride oxide layer, or a silicon oxide layer in contact with the gate electrode layer;
A semiconductor layer;
A thin film transistor connected on the semiconductor layer and having a source wiring layer and a drain wiring layer made of a conductive material;
A pixel electrode connected to the thin film transistor;
The liquid crystal display device is characterized in that an end of the semiconductor layer is provided so as to coincide with an end of the gate insulating layer.
前記ゲート電極層と接する窒化珪素層、窒化酸化珪素層、または酸化珪素層を含む島状のゲート絶縁膜と、
半導体層と、
前記半導体層に接続され、導電性材料からなるソース配線層及びドレイン配線層と、
前記配線層に接する窒化珪素層または窒化酸化珪素層を有する薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタと接続する画素電極を有し、
前記半導体層の端は、前記ゲート絶縁層の端を越えないように設けられていることを特徴とする液晶表示装置。 A gate electrode layer formed of a conductive material on one of the pair of substrates holding the liquid crystal;
An island-shaped gate insulating film including a silicon nitride layer, a silicon nitride oxide layer, or a silicon oxide layer in contact with the gate electrode layer;
A semiconductor layer;
A source wiring layer and a drain wiring layer connected to the semiconductor layer and made of a conductive material;
A thin film transistor having a silicon nitride layer or a silicon nitride oxide layer in contact with the wiring layer;
A pixel electrode connected to the thin film transistor;
The liquid crystal display device, wherein an end of the semiconductor layer is provided so as not to exceed an end of the gate insulating layer.
前記ゲート電極層と接する窒化珪素層、窒化酸化珪素層、または酸化珪素層を含む島状のゲート絶縁膜と、
半導体層と、
前記半導体層上に接続され、導電性材料からなるソース配線層及びドレイン配線層と、
前記配線層に接する窒化珪素層または窒化酸化珪素層を有する薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタと接続する画素電極を有し、
前記半導体層の端は、前記ゲート絶縁層の端と一致するように設けられていることを特徴とする液晶表示装置。 A gate electrode layer formed of a conductive material on one of the pair of substrates holding the liquid crystal;
An island-shaped gate insulating film including a silicon nitride layer, a silicon nitride oxide layer, or a silicon oxide layer in contact with the gate electrode layer;
A semiconductor layer;
A source wiring layer and a drain wiring layer made of a conductive material connected on the semiconductor layer;
A thin film transistor having a silicon nitride layer or a silicon nitride oxide layer in contact with the wiring layer;
A pixel electrode connected to the thin film transistor;
The liquid crystal display device is characterized in that an end of the semiconductor layer is provided so as to coincide with an end of the gate insulating layer.
前記ゲート電極層と接する窒化珪素層、窒化酸化珪素層、または酸化珪素層を含む島状のゲート絶縁膜と、
半導体層と、
前記半導体層に接続され、導電性材料からなるソース配線層及びドレイン配線層を有する第1の薄膜トランジスタと、
前記第1の薄膜トランジスタと接続する画素電極と、
前記第1の薄膜トランジスタと同じ層構造で形成された第2の薄膜トランジスタにより構成される駆動回路と、
前記駆動回路から延在し、前記第1の薄膜トランジスタのゲート電極層と接続する配線層を有し、
前記半導体層の端は、前記ゲート絶縁層の端を超えないように設けられていることを特徴とする液晶表示装置。 A gate electrode layer formed of a conductive material on one of the pair of substrates holding the liquid crystal;
An island-shaped gate insulating film including a silicon nitride layer, a silicon nitride oxide layer, or a silicon oxide layer in contact with the gate electrode layer;
A semiconductor layer;
A first thin film transistor connected to the semiconductor layer and having a source wiring layer and a drain wiring layer made of a conductive material;
A pixel electrode connected to the first thin film transistor;
A drive circuit composed of a second thin film transistor formed in the same layer structure as the first thin film transistor;
A wiring layer extending from the drive circuit and connected to the gate electrode layer of the first thin film transistor;
An end of the semiconductor layer is provided so as not to exceed an end of the gate insulating layer.
前記ゲート電極層と接する窒化珪素層、窒化酸化珪素層、または酸化珪素層を含む島状のゲート絶縁膜と、
半導体層と、
前記半導体層に接続され、導電性材料からなるソース配線層及びドレイン配線層を有する第1の薄膜トランジスタと、
前記第1の薄膜トランジスタと接続する画素電極と、
前記第1の薄膜トランジスタと同じ層構造で形成された第2の薄膜トランジスタにより構成される駆動回路と、
前記駆動回路から延在し、前記第1の薄膜トランジスタのゲート電極層と接続する配線層を有し、
前記半導体層の端は、前記ゲート絶縁層の端と一致するように設けられてられていることを特徴とする液晶表示装置。 A gate electrode layer formed of a conductive material on one of the pair of substrates holding the liquid crystal;
An island-shaped gate insulating film including a silicon nitride layer, a silicon nitride oxide layer, or a silicon oxide layer in contact with the gate electrode layer;
A semiconductor layer;
A first thin film transistor connected to the semiconductor layer and having a source wiring layer and a drain wiring layer made of a conductive material;
A pixel electrode connected to the first thin film transistor;
A drive circuit composed of a second thin film transistor formed in the same layer structure as the first thin film transistor;
A wiring layer extending from the drive circuit and connected to the gate electrode layer of the first thin film transistor;
The liquid crystal display device is characterized in that an end of the semiconductor layer is provided so as to coincide with an end of the gate insulating layer.
前記ゲート電極層と接する窒化珪素層、窒化酸化珪素層、または酸化珪素層を含む島状のゲート絶縁膜と、
半導体層と、
前記半導体層に接続され、導電性材料で形成されるソース及びドレイン配線層と、
前記ソース配線層及びドレイン配線層に接する窒化珪素層または窒化酸化珪素層を有する第1の薄膜トランジスタと、
前記第1の薄膜トランジスタと接続する画素電極と、
前記第1の薄膜トランジスタと同じ層構造で形成された第2の薄膜トランジスタにより構成される駆動回路と、
前記駆動回路から延在し、前記第1の薄膜トランジスタのゲート電極層と接続する配線層とが設けられ、
前記半導体層の端は、前記ゲート絶縁層の端を越えないように設けられていることを特徴とする液晶表示装置。 A gate electrode layer formed of a conductive material on one of the pair of substrates holding the liquid crystal;
An island-shaped gate insulating film including a silicon nitride layer, a silicon nitride oxide layer, or a silicon oxide layer in contact with the gate electrode layer;
A semiconductor layer;
A source and drain wiring layer connected to the semiconductor layer and formed of a conductive material;
A first thin film transistor having a silicon nitride layer or a silicon nitride oxide layer in contact with the source wiring layer and the drain wiring layer;
A pixel electrode connected to the first thin film transistor;
A drive circuit composed of a second thin film transistor formed in the same layer structure as the first thin film transistor;
A wiring layer extending from the driving circuit and connected to the gate electrode layer of the first thin film transistor;
The liquid crystal display device, wherein an end of the semiconductor layer is provided so as not to exceed an end of the gate insulating layer.
前記ゲート電極層と接する窒化珪素層、窒化酸化珪素層、または酸化珪素層を含む島状のゲート絶縁膜と、
半導体層と、
前記半導体層に接続され、導電性材料で形成されるソース及びドレイン配線層と、
前記ソース配線層及びドレイン配線層に接する窒化珪素層または窒化酸化珪素層を有する第1の薄膜トランジスタと、
前記第1の薄膜トランジスタと接続する画素電極と、
前記第1の薄膜トランジスタと同じ層構造で形成された第2の薄膜トランジスタにより構成される駆動回路と、
前記駆動回路から延在し、前記第1の薄膜トランジスタのゲート電極層と接続する配線層とが設けられ、
前記半導体層の端は、前記ゲート絶縁層の端と一致するように設けられていることを特徴とする液晶表示装置。 A gate electrode layer formed of a conductive material on one of the pair of substrates holding the liquid crystal;
An island-shaped gate insulating film including a silicon nitride layer, a silicon nitride oxide layer, or a silicon oxide layer in contact with the gate electrode layer;
A semiconductor layer;
A source and drain wiring layer connected to the semiconductor layer and formed of a conductive material;
A first thin film transistor having a silicon nitride layer or a silicon nitride oxide layer in contact with the source wiring layer and the drain wiring layer;
A pixel electrode connected to the first thin film transistor;
A drive circuit composed of a second thin film transistor formed in the same layer structure as the first thin film transistor;
A wiring layer extending from the driving circuit and connected to the gate electrode layer of the first thin film transistor;
The liquid crystal display device is characterized in that an end of the semiconductor layer is provided so as to coincide with an end of the gate insulating layer.
前記半導体層上に保護膜を有することを特徴とする液晶表示装置。 In any one of Claims 1 thru | or 9,
A liquid crystal display device comprising a protective film on the semiconductor layer.
前記導電性材料は、Ag、Au、Cu、W、又はAlを主成分としていることを特徴とする液晶表示装置。 In any one of Claims 1 to 10,
The liquid crystal display device, wherein the conductive material contains Ag, Au, Cu, W, or Al as a main component.
前記半導体層は、水素とハロゲン元素を含み、結晶構造を含む半導体を有し、1〜15cm2/V・secの電界効果移動度で動作可能な薄膜トランジスタを有することを特徴とする液晶表示装置。 In any one of Claims 1 to 11,
The liquid crystal display device, wherein the semiconductor layer includes a semiconductor including a crystal structure including hydrogen and a halogen element, and includes a thin film transistor operable with a field effect mobility of 1 to 15 cm 2 / V · sec.
前記液晶表示装置は、テレビ受像器、パーソナルコンピュータ、携帯電話、情報表示盤、広告表示盤に組み込まれていることを特徴とする液晶表示装置。 In any one of Claims 1 to 12,
The liquid crystal display device is incorporated in a television receiver, a personal computer, a mobile phone, an information display board, or an advertisement display board.
前記ゲート電極層上にゲート絶縁層を形成し、
前記ゲート絶縁層上に第1の半導体層を形成し、
前記第1の半導体層上のゲート電極層と重なる位置に、チャネル保護層を液滴吐出法により選択的に形成し、
前記ゲート絶縁層、前記第1の半導体層、及び前記チャネル保護層上に、一導電性を有する不純物を含む第2の半導体層を形成し、
前記第2の半導体層上に第1のマスク層を選択的に形成し、
前記第1のマスク層により、前記第2の半導体層、前記第1の半導体層、及び前記ゲート絶縁層をエッチングし、
前記ゲート電極層の上部に第1の絶縁層を液滴吐出法により選択的に形成し、
ソース及びドレイン配線層を液滴吐出法により選択的に形成し、
前記チャネル保護層上の前記第2の半導体層をエッチングし、
パッシベーション膜を基板全面に形成し、
前記パッシべーション膜上に、第2の絶縁層を液滴吐出法により選択的に形成し、
前記ドレイン配線層上の前記パッシベーション膜をエッチングし、
前記第2の絶縁層上に透明導電膜を前記ドレイン配線層と接続するように形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。 A gate electrode layer is selectively formed by a droplet discharge method on a substrate having an insulating surface or a substrate on which a base layer is formed as a pretreatment,
Forming a gate insulating layer on the gate electrode layer;
Forming a first semiconductor layer on the gate insulating layer;
A channel protective layer is selectively formed by a droplet discharge method at a position overlapping the gate electrode layer on the first semiconductor layer;
Forming a second semiconductor layer containing an impurity having one conductivity over the gate insulating layer, the first semiconductor layer, and the channel protective layer;
Selectively forming a first mask layer on the second semiconductor layer;
Etching the second semiconductor layer, the first semiconductor layer, and the gate insulating layer with the first mask layer;
A first insulating layer is selectively formed on the gate electrode layer by a droplet discharge method;
Source and drain wiring layers are selectively formed by a droplet discharge method,
Etching the second semiconductor layer on the channel protective layer;
A passivation film is formed on the entire surface of the substrate,
A second insulating layer is selectively formed on the passivation film by a droplet discharge method,
Etching the passivation film on the drain wiring layer;
A method for manufacturing a liquid crystal display device, comprising forming a transparent conductive film on the second insulating layer so as to be connected to the drain wiring layer.
前記ゲート電極層上に、前記ゲート絶縁層および第1の半導体層を形成する工程は大気に晒すことなく連続的に行うことを特徴とする液晶表示装置の作製方法。 In claim 14,
A method for manufacturing a liquid crystal display device, wherein the step of forming the gate insulating layer and the first semiconductor layer over the gate electrode layer is continuously performed without being exposed to the atmosphere.
前記ゲート電極層上にゲート絶縁層を形成し、
前記ゲート絶縁層上に第1の半導体層を形成し、
前記第1の半導体層上の前記ゲート電極層と重なる位置に、チャネル保護層を液滴吐出法により選択的に形成し、
前記ゲート絶縁層、前記第1の半導体層、及び前記チャネル保護層上に、一導電性を有する不純物を含む第2の半導体層を形成し、
前記第2の半導体層上に第1のマスク層を選択的に形成し、
前記第1のマスク層により、前記第2の半導体層、前記第1の半導体層、及び前記ゲート絶縁層をエッチングし、
前記ゲート電極層の上部に、第1の絶縁層を液滴吐出法により選択的に形成し、
ソース及びドレイン配線層を液滴吐出法により選択的に形成し、
前記ソース及びドレイン配線層をマスクとして、前記チャネル保護層上の前記第2の半導体層をエッチングし、
パッシベーション膜を基板全面に形成し、
前記パッシべーション膜上に、第2の絶縁層を液滴吐出法により選択的に形成し、
前記第2の絶縁層をマスクとして、前記ドレイン配線層上の前記パッシベーション膜をエッチングし、
前記第2の絶縁層上に透明導電膜を前記ドレイン配線層と接続するように形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。 A gate electrode layer is selectively formed by a droplet discharge method on a substrate having an insulating surface or a substrate on which a base layer is formed as a pretreatment,
Forming a gate insulating layer on the gate electrode layer;
Forming a first semiconductor layer on the gate insulating layer;
A channel protective layer is selectively formed by a droplet discharge method at a position overlapping the gate electrode layer on the first semiconductor layer;
Forming a second semiconductor layer containing an impurity having one conductivity over the gate insulating layer, the first semiconductor layer, and the channel protective layer;
Selectively forming a first mask layer on the second semiconductor layer;
Etching the second semiconductor layer, the first semiconductor layer, and the gate insulating layer with the first mask layer;
A first insulating layer is selectively formed on the gate electrode layer by a droplet discharge method;
Source and drain wiring layers are selectively formed by a droplet discharge method,
Etching the second semiconductor layer on the channel protective layer using the source and drain wiring layers as a mask,
A passivation film is formed on the entire surface of the substrate,
A second insulating layer is selectively formed on the passivation film by a droplet discharge method,
Etching the passivation film on the drain wiring layer using the second insulating layer as a mask,
A method for manufacturing a liquid crystal display device, comprising forming a transparent conductive film on the second insulating layer so as to be connected to the drain wiring layer.
前記下地層上に、前記ゲート絶縁層および第1の半導体層を形成する工程は大気に晒すことなく連続的に行うことを特徴とする液晶表示装置の作製方法。 In claim 16,
A method for manufacturing a liquid crystal display device, wherein the step of forming the gate insulating layer and the first semiconductor layer on the base layer is continuously performed without being exposed to the air.
前記ゲート絶縁層は、窒化珪素膜、酸化珪素膜及び窒化珪素膜を順次積層して形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。 In any one of Claims 14 thru / or Claim 17,
The method for manufacturing a liquid crystal display device, wherein the gate insulating layer is formed by sequentially stacking a silicon nitride film, a silicon oxide film, and a silicon nitride film.
前記第1のマスク層により、前記第2の半導体層と前記第1の半導体層、及び前記ゲート絶縁層をエッチングすることにより、前記第1の半導体層の端は、前記ゲート絶縁層の端を越えないように形成されることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
In any one of Claim 14 thru / or Claim 17,
By etching the second semiconductor layer, the first semiconductor layer, and the gate insulating layer with the first mask layer, the end of the first semiconductor layer is changed to the end of the gate insulating layer. A method for manufacturing a liquid crystal display device, wherein the liquid crystal display device is formed so as not to exceed.
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