JP2008053700A - Method of manufacturing display device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device which can be manufactured while improving utilization factor of materials and simplifying manufacturing processes, and a manufacturing technique thereof. <P>SOLUTION: A manufacturing method includes steps of forming a light absorbing layer, forming an insulating layer on the light absorbing layer, selectively irradiating the light absorbing layer and the insulating layer with a laser beam, removing an irradiation region of the insulating layer to form a first opening on the insulating layer, selectively removing the light absorbing layer using the insulating layer having the first opening as a mask to form a second opening on the insulating layer and the light absorbing layer, and forming a conductive film on the second opening so that it contacts the light absorbing layer. The conductive film is formed on the second opening so as to contact the exposed light absorbing layer, and thus, the light absorbing layer can be electrically connected to the conductive film via the insulating layer. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、薄膜の積層構造を有する表示装置の作製方法に関する。詳しくは表示装置を作製する工程において、薄膜に開口を形成する工程に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a display device having a thin film stacked structure. Specifically, the present invention relates to a step of forming an opening in a thin film in a step of manufacturing a display device.

薄膜トランジスタ(以下、「TFT」とも記す。)及びそれを用いた電子回路は、半導体膜、絶縁膜及び導電膜などの各種薄膜を基板上に積層し、適宜フォトリソグラフィ技術により所定のパターンを形成して製造されている。フォトリソグラフィ技術とは、フォトマスクと呼ばれる透明な平板面上に光を通さない材料で形成した回路等のパターンを、光を利用して目的とする基板上に転写する技術であり、半導体集積回路等の製造工程において広く用いられている。 A thin film transistor (hereinafter also referred to as “TFT”) and an electronic circuit using the thin film transistor are formed by laminating various thin films such as a semiconductor film, an insulating film, and a conductive film on a substrate and appropriately forming a predetermined pattern by a photolithography technique. Manufactured. Photolithographic technology is a technology that uses a light to transfer a circuit pattern or other pattern formed on a transparent flat plate called a photomask onto a target substrate. It is widely used in the manufacturing process.

従来のフォトリソグラフィ技術を用いた製造工程では、フォトレジストと呼ばれる感光性の有機樹脂材料を用いて形成されるマスクパターンの取り扱いだけでも、露光、現像、焼成、剥離といった多段階の工程が必要になる。従って、フォトリソグラフィ工程の回数が増える程、製造コストは必然的に上がってしまうことになる。このような問題点を改善するために、フォトリソグラフィ工程を削減してTFTを製造することが試みられている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1では、フォトリソグラフィ工程によって形成されたレジストマスクを、一回用いた後、膨潤により体積膨張をさせて異なる形状のレジストマスクとして再び用いている。
特開2000−133636号公報
In the manufacturing process using the conventional photolithography technology, a multi-step process such as exposure, development, baking, and peeling is required only for handling a mask pattern formed using a photosensitive organic resin material called a photoresist. Become. Therefore, the manufacturing cost inevitably increases as the number of photolithography processes increases. In order to improve such problems, attempts have been made to manufacture TFTs by reducing the photolithography process (see, for example, Patent Document 1). In Patent Document 1, after a resist mask formed by a photolithography process is used once, it is subjected to volume expansion by swelling and used again as a resist mask having a different shape.
JP 2000-133636 A

本発明は、TFT及びそれを用いる電子回路並びにTFTによって形成される表示装置の製造工程においてフォトリソグラフィ工程の回数を削減して、製造工程を簡略化し、一辺が1メートルを越えるような大面積の基板にも、低いコストで歩留まり良く製造することができる技術を提供することを目的とする。 The present invention simplifies the manufacturing process by reducing the number of photolithography processes in the manufacturing process of a TFT, an electronic circuit using the TFT, and a display device formed by the TFT, and has a large area such that one side exceeds 1 meter. An object of the present invention is to provide a technique that can be manufactured to a substrate at a low cost and with a high yield.

本発明では、絶縁層を介して積層された薄膜(導電層、半導体層)同士を電気的に接続する場合、絶縁層に開口(いわゆるコンタクトホールとなる)を形成する。本発明では、絶縁層を介して設けられる薄膜を電気的に接続する開口(コンタクトホール)を、少なくとも複数の工程によって形成する。まず、絶縁層上にマスク層を形成せず、レーザ光の照射によって選択的に絶縁層(又は絶縁層及び光吸収層)に第1の開口を形成する。その第1の開口を有する絶縁層(又は絶縁層及び光吸収層)をマスクとして光吸収層を除去し、光吸収層及び絶縁層に第2の開口を形成する。 In the present invention, when thin films (conductive layers and semiconductor layers) stacked via an insulating layer are electrically connected to each other, an opening (a so-called contact hole) is formed in the insulating layer. In the present invention, an opening (contact hole) for electrically connecting a thin film provided via an insulating layer is formed by at least a plurality of steps. First, without forming a mask layer over the insulating layer, a first opening is selectively formed in the insulating layer (or the insulating layer and the light absorption layer) by laser light irradiation. The light absorption layer is removed using the insulating layer (or the insulating layer and the light absorption layer) having the first opening as a mask, and a second opening is formed in the light absorption layer and the insulating layer.

照射する光を吸収する機能を有する光吸収層を形成し、光吸収層上に絶縁層を積層した後、光吸収層及び絶縁層の積層において第1の開口を形成する領域に選択的に、絶縁層側からレーザ光を照射する。レーザ光は絶縁層を透過するが、光吸収層に吸収される。光吸収層は吸収したレーザ光のエネルギーによって加熱され、上に積層していた絶縁層を破壊する。このとき、光吸収層もレーザ光によってアブレーションされ除去されてもよい。よって、絶縁層(又は光吸収層及び絶縁層)に第1の開口が形成され、絶縁層下の光吸収層の一部が第1の開口の側壁及び底面(または側壁のみ)に露出する。 After forming a light absorption layer having a function of absorbing light to be irradiated and laminating an insulating layer on the light absorption layer, selectively in a region for forming the first opening in the lamination of the light absorption layer and the insulation layer, Laser light is irradiated from the insulating layer side. Laser light passes through the insulating layer, but is absorbed by the light absorption layer. The light absorption layer is heated by the energy of the absorbed laser light, and destroys the insulating layer laminated thereon. At this time, the light absorption layer may also be ablated by the laser beam and removed. Therefore, the first opening is formed in the insulating layer (or the light absorption layer and the insulating layer), and a part of the light absorption layer below the insulating layer is exposed on the side wall and the bottom surface (or only the side wall) of the first opening.

次に、第1の開口を有する絶縁層(又は光吸収層及び絶縁層)をマスクとして、第1の開口底面に露出する光吸収層を除去し、光吸収層及び絶縁層に第2の開口を形成する。光吸収層下に他の導電層や半導体層を形成している場合は第2の開口を有する光吸収層及び絶縁層をマスクとして積層する導電層や半導体層を選択的に除去し、開口を形成してもよい。 Next, using the insulating layer having the first opening (or the light absorbing layer and the insulating layer) as a mask, the light absorbing layer exposed on the bottom surface of the first opening is removed, and the second opening is formed in the light absorbing layer and the insulating layer. Form. In the case where another conductive layer or semiconductor layer is formed under the light absorption layer, the conductive layer or semiconductor layer laminated using the light absorption layer and the insulating layer having the second opening as a mask is selectively removed, and the opening is opened. It may be formed.

光吸収層は導電性材料を用いた導電層や、半導体材料を用いた半導体層など導電性を有する材料を用いて作製すれば、露出した光吸収層と接するように第2の開口に導電膜を形成することによって、光吸収層及び導電膜は絶縁層を介して電気的に接続することができる。つまり、本発明においては、少なくとも導電層、半導体層として機能する光吸収層及び絶縁層の積層への開口形成を、光吸収層にレーザ光を照射するレーザアブレーションによって絶縁層(又は絶縁層及び光吸収層)を蒸発し第1の開口形成する工程と、第1の開口を有する絶縁層をマスクとしてさらに光吸収層(又は光吸収層下の膜)を選択的に除去することによって第2の開口を形成する工程とによって形成する。 When the light absorption layer is formed using a conductive material such as a conductive layer using a conductive material or a semiconductor layer using a semiconductor material, a conductive film is formed in the second opening so as to be in contact with the exposed light absorption layer. By forming the light absorption layer, the light absorption layer and the conductive film can be electrically connected to each other through the insulating layer. In other words, in the present invention, at least the conductive layer, the light absorption layer functioning as a semiconductor layer, and the opening of the insulating layer are formed in the insulating layer (or the insulating layer and the optical layer by laser ablation in which the light absorption layer is irradiated with laser light. A step of forming a first opening by evaporating the absorption layer), and further removing the light absorption layer (or a film under the light absorption layer) further using the insulating layer having the first opening as a mask Forming the opening.

レーザ光によって選択的に第1の開口を形成し、第1の開口を有する絶縁層をマスクとして第2の開口を形成することができるのでマスク層を形成しなくてもよく工程及び材料を削減することができる。またレーザ光は非常に小さいスポットに集光できるので、加工すべき光吸収層及び絶縁層を所定の形状に高い精度で加工できる、かつ短時間で瞬間的に加熱されるので、加工領域以外の領域をほとんど加熱しなくてもよいという利点がある。 Since the first opening can be selectively formed by laser light and the second opening can be formed using the insulating layer having the first opening as a mask, the process and materials can be reduced without the need for forming a mask layer. can do. In addition, since the laser beam can be focused on a very small spot, the light absorption layer and the insulating layer to be processed can be processed into a predetermined shape with high accuracy, and can be heated instantaneously in a short time. There is an advantage that the region need hardly be heated.

また、薄膜を所望のパターンに加工する際に用いる導電層、半導体層などを、フォトリソグラフィ工程を用いることなく選択的に所望の形状を有するように形成する。導電膜や半導体膜などの光吸収膜を透光性の転置基板に形成し、転置基板側よりレーザ光を選択的に照射することによって、レーザ光の照射領域に対応する光吸収膜を、被転置基板に転置し、光吸収層である導電層や半導体層を所望の形状(パターン)で形成する。本明細書において、最初の工程で光吸収膜である導電膜や半導体膜を形成し、レーザ光が照射される基板を転置基板、最終的に選択的に光吸収層である導電層や半導体層が形成される基板を被転置基板という。フォトリソグラフィ工程を用いることなく選択的に所望の形状を有するように形成することができるため、工程簡略化、低コスト化などが達成できる。 In addition, a conductive layer, a semiconductor layer, or the like used when the thin film is processed into a desired pattern is selectively formed to have a desired shape without using a photolithography process. A light-absorbing film such as a conductive film or a semiconductor film is formed over the translucent transfer substrate, and laser light is selectively irradiated from the transfer substrate side, so that the light-absorbing film corresponding to the laser light irradiation region is formed. It transfers to a transfer board | substrate and forms the conductive layer and semiconductor layer which are light absorption layers with a desired shape (pattern). In this specification, a conductive film or a semiconductor film which is a light absorption film is formed in the first step, a substrate to be irradiated with laser light is a transfer substrate, and finally a conductive layer or a semiconductor layer which is a light absorption layer selectively. A substrate on which is formed is called a transferred substrate. Since a desired shape can be selectively formed without using a photolithography process, process simplification, cost reduction, and the like can be achieved.

本発明の表示装置の作製方法の一は、光吸収層を形成し、光吸収層上に絶縁層を形成し、光吸収層及び絶縁層に選択的にレーザ光を照射し、絶縁層の照射領域を除去し絶縁層に第1の開口を形成し、第1の開口を有する絶縁層をマスクとして光吸収層を選択的に除去し、絶縁層及び光吸収層に第2の開口を形成し、第2の開口に光吸収層と接するように導電膜を形成する。 One method for manufacturing a display device of the present invention is to form a light absorption layer, form an insulating layer over the light absorption layer, selectively irradiate the light absorption layer and the insulating layer with laser light, and irradiate the insulating layer. The region is removed, a first opening is formed in the insulating layer, the light absorption layer is selectively removed using the insulating layer having the first opening as a mask, and a second opening is formed in the insulating layer and the light absorption layer. A conductive film is formed in the second opening so as to be in contact with the light absorption layer.

本発明の表示装置の作製方法の一は、導電層を形成し、導電層上に光吸収層を形成し、光吸収層上に絶縁層を形成し、光吸収層及び絶縁層に選択的にレーザ光を照射し、絶縁層の照射領域を除去し絶縁層に第1の開口を形成し、第1の開口を有する絶縁層をマスクとして光吸収層を選択的に除去し、絶縁層及び光吸収層に導電層に達する第2の開口を形成し、第2の開口に光吸収層と導電層と接するように導電膜を形成する。 In one embodiment of the method for manufacturing a display device of the present invention, a conductive layer is formed, a light absorption layer is formed over the conductive layer, an insulating layer is formed over the light absorption layer, and the light absorption layer and the insulating layer are selectively formed. Irradiation with laser light is performed, the irradiation region of the insulating layer is removed, a first opening is formed in the insulating layer, the light absorption layer is selectively removed using the insulating layer having the first opening as a mask, the insulating layer and the light A second opening reaching the conductive layer is formed in the absorption layer, and a conductive film is formed in the second opening so as to be in contact with the light absorption layer and the conductive layer.

本発明の表示装置の作製方法の一は、導電層を形成し、導電層上に光吸収層を形成し、光吸収層上に絶縁層を形成し、光吸収層及び絶縁層に選択的にレーザ光を照射し、絶縁層の照射領域を除去し絶縁層に第1の開口を形成し、第1の開口を有する絶縁層をマスクとして光吸収層及び導電層を選択的に除去し、絶縁層、光吸収層及び導電層に第2の開口を形成し、第2の開口に光吸収層と導電層と接するように導電膜を形成する。 In one embodiment of the method for manufacturing a display device of the present invention, a conductive layer is formed, a light absorption layer is formed over the conductive layer, an insulating layer is formed over the light absorption layer, and the light absorption layer and the insulating layer are selectively formed. Irradiation with a laser beam removes the irradiation region of the insulating layer, forms a first opening in the insulating layer, and selectively removes the light absorption layer and the conductive layer using the insulating layer having the first opening as a mask. A second opening is formed in the layer, the light absorption layer, and the conductive layer, and a conductive film is formed in the second opening so as to be in contact with the light absorption layer and the conductive layer.

本発明の表示装置の作製方法の一は、光吸収層を形成し、光吸収層上に絶縁層を形成し、光吸収層及び絶縁層に選択的にレーザ光を照射し、光吸収層の照射領域の一部及び絶縁層の照射領域を除去し光吸収層及び絶縁層に第1の開口を形成し、第1の開口を有する絶縁層をマスクとして光吸収層を選択的に除去し、絶縁層及び光吸収層に第2の開口を形成し、第2の開口に光吸収層と接するように導電膜を形成する。 One method for manufacturing a display device of the present invention is to form a light absorption layer, form an insulating layer over the light absorption layer, selectively irradiate the light absorption layer and the insulating layer with laser light, and Removing a part of the irradiation region and the irradiation region of the insulating layer, forming a first opening in the light absorption layer and the insulating layer, selectively removing the light absorption layer using the insulating layer having the first opening as a mask, A second opening is formed in the insulating layer and the light absorption layer, and a conductive film is formed in the second opening so as to be in contact with the light absorption layer.

本発明の表示装置の作製方法の一は、導電層を形成し、導電層上に光吸収層を形成し、光吸収層上に絶縁層を形成し、光吸収層及び絶縁層に選択的にレーザ光を照射し、光吸収層の照射領域の一部及び絶縁層の照射領域を除去し光吸収層及び絶縁層に第1の開口を形成し、第1の開口を有する絶縁層をマスクとして光吸収層を選択的に除去し、絶縁層及び光吸収層に導電層に達する第2の開口を形成し、第2の開口に光吸収層と導電層と接するように導電膜を形成する。 In one embodiment of the method for manufacturing a display device of the present invention, a conductive layer is formed, a light absorption layer is formed over the conductive layer, an insulating layer is formed over the light absorption layer, and the light absorption layer and the insulating layer are selectively formed. Laser light is irradiated, a part of the irradiation region of the light absorption layer and the irradiation region of the insulating layer are removed, a first opening is formed in the light absorption layer and the insulating layer, and the insulating layer having the first opening is used as a mask. The light absorption layer is selectively removed, a second opening reaching the conductive layer is formed in the insulating layer and the light absorption layer, and a conductive film is formed in the second opening so as to be in contact with the light absorption layer and the conductive layer.

本発明の表示装置の作製方法の一は、導電層を形成し、導電層上に光吸収層を形成し、光吸収層上に絶縁層を形成し、光吸収層及び絶縁層に選択的にレーザ光を照射し、光吸収層の照射領域の一部及び絶縁層の照射領域を除去し光吸収層及び絶縁層に第1の開口を形成し、第1の開口を有する絶縁層をマスクとして光吸収層及び導電層を選択的に除去し、絶縁層、光吸収層及び導電層に第2の開口を形成し、第2の開口に光吸収層と導電層と接するように導電膜を形成する。 In one embodiment of the method for manufacturing a display device of the present invention, a conductive layer is formed, a light absorption layer is formed over the conductive layer, an insulating layer is formed over the light absorption layer, and the light absorption layer and the insulating layer are selectively formed. Laser light is irradiated, a part of the irradiation region of the light absorption layer and the irradiation region of the insulating layer are removed, a first opening is formed in the light absorption layer and the insulating layer, and the insulating layer having the first opening is used as a mask. The light absorption layer and the conductive layer are selectively removed, a second opening is formed in the insulating layer, the light absorption layer, and the conductive layer, and a conductive film is formed in the second opening so as to be in contact with the light absorption layer and the conductive layer To do.

本発明の表示装置の作製方法の一は、導電層を形成し、導電層上に光吸収層を形成し、光吸収層上に絶縁層を形成し、光吸収層及び絶縁層に選択的にレーザ光を照射し、光吸収層の照射領域及び絶縁層の照射領域を除去し光吸収層及び絶縁層に第1の開口を形成し、第1の開口を有する光吸収層及び絶縁層をマスクとして導電層を選択的に除去し、絶縁層、光吸収層及び導電層に第2の開口を形成し、第2の開口に光吸収層と導電層と接するように導電膜を形成する。 In one embodiment of the method for manufacturing a display device of the present invention, a conductive layer is formed, a light absorption layer is formed over the conductive layer, an insulating layer is formed over the light absorption layer, and the light absorption layer and the insulating layer are selectively formed. Irradiate laser light, remove the irradiation region of the light absorption layer and the irradiation region of the insulating layer, form a first opening in the light absorption layer and the insulating layer, and mask the light absorption layer and the insulating layer having the first opening The conductive layer is selectively removed, a second opening is formed in the insulating layer, the light absorption layer, and the conductive layer, and a conductive film is formed in the second opening so as to be in contact with the light absorption layer and the conductive layer.

上記構成において、第2の開口を形成する際のエッチングは、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、またその両方を用いて行ってもよく、複数回行ってもよい。 In the above structure, the etching for forming the second opening may be performed using a wet etching method, a dry etching method, or both, or may be performed a plurality of times.

上記で形成する光吸収層は、照射されるレーザ光を吸収すればよく、導電性材料を用いると導電層とすることができ、半導体材料を用いると半導体層とすることができる。表示装置を構成するいずれの導電層、半導体層に用いることができる。例えば導電層としては、配線層、ゲート電極層、ソース電極層、ドレイン電極層、及び画素電極層などに用いることができる。 The light absorption layer formed above only needs to absorb irradiated laser light. When a conductive material is used, the light absorption layer can be a conductive layer. When a semiconductor material is used, the light absorption layer can be a semiconductor layer. It can be used for any conductive layer or semiconductor layer constituting the display device. For example, the conductive layer can be used for a wiring layer, a gate electrode layer, a source electrode layer, a drain electrode layer, a pixel electrode layer, and the like.

上記構成において光吸収層として導電性材料を用いることができ、例えば、クロム、タンタル、銀、モリブデン、ニッケル、チタン、コバルト、銅、又はアルミニウムのうち一種又は複数を用いて形成することができる。また、光吸収層として半導体材料を用いることもでき、例えば、シリコン(珪素)、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、ガリウム砒素、酸化モリブデン、酸化スズ、酸化ビスマス、酸化バナジウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、窒化ガリウム、酸化インジウム、リン化インジウム、窒化インジウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、チタン酸ストロンチウムなどの無機半導体材料を用いることができる。また光吸収層に水素や不活性気体(ヘリウム(He)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、ネオン(Ne)、キセノン(Xe)など)を添加してもよい。開口を形成する絶縁層はレーザ光を透過する材料、例えば透光性の無機絶縁材料、又は有機樹脂などを用いて形成することができる。 In the above structure, a conductive material can be used for the light absorption layer, and for example, one or more of chromium, tantalum, silver, molybdenum, nickel, titanium, cobalt, copper, or aluminum can be used. A semiconductor material can also be used for the light absorption layer, for example, silicon (silicon), germanium, silicon germanium, gallium arsenide, molybdenum oxide, tin oxide, bismuth oxide, vanadium oxide, nickel oxide, zinc oxide, gallium nitride, Inorganic semiconductor materials such as indium oxide, indium phosphide, indium nitride, cadmium sulfide, cadmium telluride, and strontium titanate can be used. Further, hydrogen or an inert gas (such as helium (He), argon (Ar), krypton (Kr), neon (Ne), or xenon (Xe)) may be added to the light absorption layer. The insulating layer for forming the opening can be formed using a material that transmits laser light, such as a light-transmitting inorganic insulating material or an organic resin.

本発明は表示機能を有する装置である表示装置にも用いることができ、本発明を用いる表示装置には、エレクトロルミネセンス(以下「EL」ともいう。)と呼ばれる発光を発現する有機物、無機物、若しくは有機物と無機物の混合物を含む層を、電極間に介在させた発光素子とTFTとが接続された発光表示装置や、液晶材料を有する液晶素子を表示素子として用いる液晶表示装置などがある。本発明において、表示装置とは、表示素子(液晶素子や発光素子など)を有する装置のことを言う。なお、基板上に液晶素子やEL素子などの表示素子を含む複数の画素やそれらの画素を駆動させる周辺駆動回路が形成された表示パネル本体のことでもよい。さらに、フレキシブルプリントサーキット(FPC)やプリント配線基盤(PWB)が取り付けられたもの(ICや抵抗素子や容量素子やインダクタやトランジスタなど)も含んでもよい。さらに、偏光板や位相差板などの光学シートを含んでいても良い。さらに、バックライト(導光板やプリズムシートや拡散シートや反射シートや光源(LEDや冷陰極管など)を含んでいても良い)を含んでいても良い。 The present invention can also be used for a display device that is a device having a display function. The display device using the present invention includes an organic substance, an inorganic substance, and an organic substance that emits light called electroluminescence (hereinafter also referred to as “EL”). Alternatively, there are a light-emitting display device in which a light-emitting element in which a layer containing a mixture of an organic substance and an inorganic substance is interposed between electrodes and a TFT are connected, and a liquid crystal display device in which a liquid crystal element having a liquid crystal material is used as a display element. In the present invention, a display device refers to a device having a display element (such as a liquid crystal element or a light emitting element). Note that a display panel body in which a plurality of pixels including a display element such as a liquid crystal element or an EL element and a peripheral driver circuit for driving these pixels are formed over a substrate may be used. Furthermore, a device to which a flexible printed circuit (FPC) or a printed wiring board (PWB) is attached (such as an IC, a resistor, a capacitor, an inductor, or a transistor) may also be included. Furthermore, an optical sheet such as a polarizing plate or a retardation plate may be included. Furthermore, a backlight (which may include a light guide plate, a prism sheet, a diffusion sheet, a reflection sheet, or a light source (such as an LED or a cold cathode tube)) may be included.

なお、表示素子や表示装置は、様々な形態を用いたり、様々な素子を有することが出来る。例えば、EL素子(有機EL素子、無機EL素子又は有機物及び無機物を含むEL素子)、電子放出素子、液晶素子、電子インク、グレーティングライトバルブ(GLV)、プラズマディスプレイ(PDP)、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、圧電セラミックディスプレイ、カーボンナノチューブ、など、電気磁気的作用によりコントラストが変化する表示媒体を適用することができる。なお、EL素子を用いた表示装置としてはELディスプレイ、電子放出素子を用いた表示装置としてはフィールドエミッションディスプレイ(FED)やSED方式平面型ディスプレイ(SED:Surface−conduction Electron−emitter Disply)など、液晶素子を用いた表示装置としては液晶ディスプレイ、透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶ディスプレイ、電子インクを用いた表示装置としては電子ペーパーがある。 Note that the display element and the display device can have various forms or have various elements. For example, EL elements (organic EL elements, inorganic EL elements or EL elements including organic and inorganic substances), electron-emitting elements, liquid crystal elements, electronic ink, grating light valves (GLV), plasma displays (PDP), digital micromirror devices ( DMD), piezoelectric ceramic displays, carbon nanotubes, and the like, which can be applied to display media whose contrast is changed by an electromagnetic action. Note that a display device using an EL element is an EL display, and a display device using an electron-emitting device is a liquid crystal display such as a field emission display (FED) or a SED type flat display (SED: Surface-conduction Electron-Emitter Display). A display device using the element includes a liquid crystal display, a transmissive liquid crystal display, a transflective liquid crystal display, a reflective liquid crystal display, and a display device using electronic ink includes electronic paper.

また、本発明を用いて半導体素子(トランジスタ、メモリ素子やダイオードなど)を含む回路を有する装置や、プロセッサ回路を有するチップなどの半導体装置を作製することができる。なお、本発明において、半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置を指す。 Further, by using the present invention, a device having a circuit including a semiconductor element (a transistor, a memory element, a diode, or the like) or a semiconductor device such as a chip having a processor circuit can be manufactured. Note that in the present invention, a semiconductor device refers to a device that can function by utilizing semiconductor characteristics.

本発明により、表示装置等を構成する配線等の構成物、及びそれらを絶縁層を介して電気的に接続するコンタクトホールを複雑なフォトリソグラフィ工程を軽減して形成できる。従って、簡略化された工程で表示装置を作製することができるので、材料のロスが少なく、コストダウンも達成できる。高性能、高信頼性の表示装置を歩留まりよく作製することができる。 According to the present invention, a component such as a wiring constituting a display device or the like, and a contact hole for electrically connecting them through an insulating layer can be formed while reducing a complicated photolithography process. Therefore, since a display device can be manufactured through a simplified process, material loss is small and cost reduction can be achieved. A high-performance and highly reliable display device can be manufactured with high yield.

本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、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。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, 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. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below. Note that in structures of the present invention described below, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals in different drawings, and description thereof is not repeated.

(実施の形態1)
本実施の形態では、信頼性も高く、より簡略化した工程で低コストに作製することを目的としたコンタクトホールの形成方法について、図1及び図2を用いて説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment mode, a method for forming a contact hole, which has high reliability and is manufactured at a low cost through a simplified process, will be described with reference to FIGS.

本発明は、絶縁層を介して積層する薄膜(導電層、半導体層)同士を電気的に接続する場合、絶縁層に開口(いわゆるコンタクトホールとなる)を形成する。本発明では、絶縁層を介して設けられる薄膜を電気的に接続する開口(コンタクトホール)を、少なくとも複数の工程によって形成する。まず、絶縁層上にマスク層を形成せず、レーザ光の照射によって選択的に絶縁層(又は絶縁層及び光吸収層)に第1の開口を形成する。その第1の開口を有する絶縁層(又は絶縁層及び光吸収層)をマスクとして光吸収層を除去し、光吸収層及び絶縁層に第2の開口を形成する。 In the present invention, when thin films (conductive layers and semiconductor layers) stacked via an insulating layer are electrically connected to each other, an opening (a so-called contact hole) is formed in the insulating layer. In the present invention, an opening (contact hole) for electrically connecting a thin film provided via an insulating layer is formed by at least a plurality of steps. First, without forming a mask layer over the insulating layer, a first opening is selectively formed in the insulating layer (or the insulating layer and the light absorption layer) by laser light irradiation. The light absorption layer is removed using the insulating layer (or the insulating layer and the light absorption layer) having the first opening as a mask, and a second opening is formed in the light absorption layer and the insulating layer.

照射する光を吸収する機能を有する光吸収層を形成し、光吸収層上に絶縁層を積層した後、光吸収層及び絶縁層の積層において第1の開口を形成する領域に選択的に、絶縁層側からレーザ光を照射する。レーザ光は絶縁層を透過するが、光吸収層に吸収される。光吸収層は吸収したレーザ光のエネルギーによって加熱され、上に積層していた絶縁層を破壊する。このとき、光吸収層もレーザ光によってアブレーションされ除去されてもよい。よって、絶縁層(又は光吸収層及び絶縁層)に第1の開口が形成され、絶縁層下の光吸収層の一部が第1の開口の側壁及び底面(または側壁のみ)に露出する。 After forming a light absorption layer having a function of absorbing light to be irradiated and laminating an insulating layer on the light absorption layer, selectively in a region for forming the first opening in the lamination of the light absorption layer and the insulation layer, Laser light is irradiated from the insulating layer side. Laser light passes through the insulating layer, but is absorbed by the light absorption layer. The light absorption layer is heated by the energy of the absorbed laser light, and destroys the insulating layer laminated thereon. At this time, the light absorption layer may also be ablated by the laser beam and removed. Therefore, the first opening is formed in the insulating layer (or the light absorption layer and the insulating layer), and a part of the light absorption layer below the insulating layer is exposed on the side wall and the bottom surface (or only the side wall) of the first opening.

次に、第1の開口を有する絶縁層(又は光吸収層及び絶縁層)をマスクとして、第1の開口底面に露出する光吸収層を除去し、光吸収層及び絶縁層に第2の開口を形成する。光吸収層下に他の導電層や半導体層を形成している場合は第2の開口を有する光吸収層及び絶縁層をマスクとして積層する導電層や半導体層を選択的に除去し、開口を形成してもよい。 Next, using the insulating layer having the first opening (or the light absorbing layer and the insulating layer) as a mask, the light absorbing layer exposed on the bottom surface of the first opening is removed, and the second opening is formed in the light absorbing layer and the insulating layer. Form. In the case where another conductive layer or semiconductor layer is formed under the light absorption layer, the conductive layer or semiconductor layer laminated using the light absorption layer and the insulating layer having the second opening as a mask is selectively removed, and the opening is opened. It may be formed.

光吸収層は導電性材料を用いた導電層や、半導体材料を用いた半導体層など導電性を有する材料を用いて作製すれば、露出した光吸収層と接するように第2の開口に導電膜を形成することによって、光吸収層及び導電膜は絶縁層を介して電気的に接続することができる。つまり、本発明においては、少なくとも導電層、半導体層として機能する光吸収層及び絶縁層の積層への開口形成を、光吸収層にレーザ光を照射するレーザアブレーションによって絶縁層(又は絶縁層及び光吸収層)を蒸発し第1の開口形成する工程と、第1の開口を有する絶縁層をマスクとしてさらに光吸収層(又は光吸収層下の膜)を選択的に除去することによって第2の開口を形成する工程とによって形成する。 When the light absorption layer is formed using a conductive material such as a conductive layer using a conductive material or a semiconductor layer using a semiconductor material, a conductive film is formed in the second opening so as to be in contact with the exposed light absorption layer. By forming the light absorption layer, the light absorption layer and the conductive film can be electrically connected to each other through the insulating layer. In other words, in the present invention, at least the conductive layer, the light absorption layer functioning as a semiconductor layer, and the opening of the insulating layer are formed in the insulating layer (or the insulating layer and the optical layer by laser ablation in which the light absorption layer is irradiated with laser light. A step of forming a first opening by evaporating the absorption layer), and further removing the light absorption layer (or a film under the light absorption layer) further using the insulating layer having the first opening as a mask Forming the opening.

レーザ光によって選択的に第1の開口を形成し、第1の開口を有する絶縁層をマスクとして第2の開口を形成することができるのでマスク層を形成しなくてもよく工程及び材料を削減することができる。またレーザ光は非常に小さいスポットに集光できるので、加工すべき光吸収層及び絶縁層を所定の形状に高い精度で加工できる、かつ短時間で瞬間的に加熱されるので、加工領域以外の領域をほとんど加熱しなくてもよいという利点がある。 Since the first opening can be selectively formed by laser light and the second opening can be formed using the insulating layer having the first opening as a mask, the process and materials can be reduced without the need for forming a mask layer. can do. In addition, since the laser beam can be focused on a very small spot, the light absorption layer and the insulating layer to be processed can be processed into a predetermined shape with high accuracy, and can be heated instantaneously in a short time. There is an advantage that the region need hardly be heated.

図1を用いて具体的に説明する。本実施の形態では、図1に示すように、基板720上に、光吸収層721、絶縁層722が形成されている。本実施の形態では、光吸収層721として導電性を有する材料を用い、導電層として機能することができるものとする。本実施の形態では、光吸収層721としてクロムを用いる。 This will be specifically described with reference to FIG. In this embodiment mode, as illustrated in FIG. 1, a light absorption layer 721 and an insulating layer 722 are formed over a substrate 720. In this embodiment mode, a conductive material is used for the light absorption layer 721, and the light absorption layer 721 can function as a conductive layer. In this embodiment mode, chromium is used for the light absorption layer 721.

図1(B)に示すように、絶縁層722側よりレーザ光723を選択的に光吸収層721に照射し、照射されたエネルギーにより光吸収層721の照射領域上の絶縁層722は除去され、第1の開口725を形成することができる。絶縁層722は絶縁層727aと絶縁層727bとに分離される(図1(C)参照。)。 As shown in FIG. 1B, the light absorption layer 721 is selectively irradiated with laser light 723 from the insulating layer 722 side, and the insulating layer 722 on the irradiation region of the light absorption layer 721 is removed by the irradiated energy. The first opening 725 can be formed. The insulating layer 722 is separated into an insulating layer 727a and an insulating layer 727b (see FIG. 1C).

次に絶縁層727a及び絶縁層727bをマスクとして、光吸収層721をエッチングにより除去し、第2の開口790を形成する。光吸収層721は光吸収層728a、728bに分離される(図1(D)参照。)。光吸収層728a、728b及び基板720が露出された第2の開口790に導電膜726を形成し、光吸収層728a、728bと導電膜726とを電気的に接続することができる(図1(E)参照。)。 Next, using the insulating layer 727a and the insulating layer 727b as a mask, the light absorption layer 721 is removed by etching, so that a second opening 790 is formed. The light absorption layer 721 is separated into light absorption layers 728a and 728b (see FIG. 1D). A conductive film 726 is formed in the second opening 790 in which the light absorption layers 728a and 728b and the substrate 720 are exposed, and the light absorption layers 728a and 728b and the conductive film 726 can be electrically connected (FIG. 1 ( See E).).

レーザ光(レーザビームともいう)を処理領域に描画する、レーザビーム描画装置について、図30を用いて説明する。本実施の形態では、レーザビームを処理領域に直接照射して処理するため、レーザビーム直接描画装置を用いる。図30に示すようにレーザビーム直接描画装置1001は、レーザビームを照射する際の各種制御を実行するパーソナルコンピュータ(以下、PCと示す。)1002と、レーザビームを出力するレーザ発振器1003と、レーザ発振器1003の電源1004と、レーザビームを減衰させるための光学系(NDフィルタ)1005と、レーザビームの強度を変調するための音響光学変調器(AOM)1006と、レーザビームの断面の拡大又は縮小をするためのレンズ、光路の変更するためのミラー等で構成される光学系1007、Xステージ及びYステージを有する基板移動機構1009と、PCから出力される制御データをデジタルーアナログ変換するD/A変換部1010と、D/A変換部から出力されるアナログ電圧に応じて音響光学変調器1006を制御するドライバ1011と、基板移動機構1009を駆動するための駆動信号を出力するドライバ1012とを備えている。 A laser beam drawing apparatus that draws laser light (also referred to as a laser beam) in a processing region will be described with reference to FIG. In this embodiment mode, a laser beam direct writing apparatus is used for processing by directly irradiating a processing region with a laser beam. As shown in FIG. 30, a laser beam direct writing apparatus 1001 includes a personal computer (hereinafter referred to as a PC) 1002 that executes various controls when irradiating a laser beam, a laser oscillator 1003 that outputs a laser beam, and a laser. A power source 1004 of the oscillator 1003, an optical system (ND filter) 1005 for attenuating the laser beam, an acousto-optic modulator (AOM) 1006 for modulating the intensity of the laser beam, and an enlargement or reduction of the cross section of the laser beam An optical system 1007 composed of a lens for changing the optical path, a mirror for changing the optical path, etc., a substrate moving mechanism 1009 having an X stage and a Y stage, and D / D for digital-to-analog conversion of control data output from the PC A converter 1010 and the sound according to the analog voltage output from the D / A converter It includes a driver 1011 for controlling the academic modulator 1006, a driver 1012 for outputting a driving signal for driving the substrate moving mechanism 1009.

レーザ発振器1003としては、紫外光、可視光、又は赤外光を発振することが可能なレーザ発振器を用いることができる。レーザ発振器としては、KrF、ArF、XeCl、Xe等のエキシマレーザ発振器、He、He−Cd、Ar、He−Ne、HF等の気体レーザ発振器、YAG、GdVO、YVO、YLF、YAlOなどの結晶にCr、Nd、Er、Ho、Ce、Co、Ti又はTmをドープした結晶を使った固体レーザ発振器、GaN、GaAs、GaAlAs、InGaAsP等の半導体レーザ発振器を用いることができる。なお、固体レーザ発振器においては、基本波の第1高調波〜第5高調波を適用するのが好ましい。レーザ発振器から射出されるレーザ光の形状やレーザ光の進路を調整するため、シャッター、ミラー又はハーフミラー等の反射体、シリンドリカルレンズや凸レンズなどによって構成される光学系が設置されていてもよい。 As the laser oscillator 1003, a laser oscillator that can oscillate ultraviolet light, visible light, or infrared light can be used. Examples of laser oscillators include excimer laser oscillators such as KrF, ArF, XeCl, and Xe, gas laser oscillators such as He, He—Cd, Ar, He—Ne, and HF, YAG, GdVO 4 , YVO 4 , YLF, and YAlO 3. A solid-state laser oscillator using a crystal doped with Cr, Nd, Er, Ho, Ce, Co, Ti, or Tm, and a semiconductor laser oscillator such as GaN, GaAs, GaAlAs, or InGaAsP can be used. In the solid-state laser oscillator, it is preferable to apply the first to fifth harmonics of the fundamental wave. In order to adjust the shape of the laser light emitted from the laser oscillator and the path of the laser light, an optical system including a reflector such as a shutter, a mirror or a half mirror, a cylindrical lens, or a convex lens may be installed.

また、パルス発振のレーザ光の発振周波数を0.5MHz以上とし、通常用いられている数十Hz〜数百Hzの周波数帯よりも著しく高い周波数帯を用いてレーザ結晶化を行っても良い。パルス幅をピコ秒台、或いはフェムト秒(10−15秒)台のパルスレーザを用いてもよい。 Further, the laser crystallization may be performed using a frequency band significantly higher than a frequency band of several tens to several hundreds Hz that is usually used with an oscillation frequency of pulsed laser light of 0.5 MHz or more. A pulse laser with a pulse width in the picosecond range or a femtosecond ( 10-15 seconds) range may be used.

また、希ガスや窒素などの不活性ガス雰囲気中でレーザ光を照射するようにしても良く、減圧下でレーザ光の照射を行ってもよい。 Further, the laser beam may be irradiated in an inert gas atmosphere such as a rare gas or nitrogen, or the laser beam may be irradiated under reduced pressure.

次に、レーザビーム直接描画装置を用いた膜の改質処理について述べる。基板1008が基板移動機構1009に装着されると、PC1002は図外のカメラによって、基板に付されているマーカーの位置を検出する。次いで、PC1002は、検出したマーカーの位置データと、予め入力されている描画パターンデータとに基づいて、基板移動機構1009を移動させるための移動データを生成する。この後、PC1002が、ドライバ1011を介して音響光学変調器1006の出力光量を制御することにより、レーザ発振器1003から出力されたレーザビームは、光学系1005によって減衰された後、音響光学変調器1006によって所定の光量になるように光量が制御される。一方、音響光学変調器1006から出力されたレーザビームは、光学系1007で光路及びビーム形を変化させ、レンズで集光した後、基板上に形成された下地膜に該ビームを照射して、膜を改質処理する。このとき、PC1002が生成した移動データに従い、基板移動機構1009をX方向及びY方向に移動制御する。この結果、所定の場所にレーザビームが照射され、膜の改質処理が行われる。 Next, a film modification process using a laser beam direct writing apparatus will be described. When the substrate 1008 is mounted on the substrate moving mechanism 1009, the PC 1002 detects the position of the marker attached to the substrate by a camera (not shown). Next, the PC 1002 generates movement data for moving the substrate movement mechanism 1009 based on the detected marker position data and drawing pattern data input in advance. Thereafter, the PC 1002 controls the output light amount of the acousto-optic modulator 1006 via the driver 1011, whereby the laser beam output from the laser oscillator 1003 is attenuated by the optical system 1005, and then the acousto-optic modulator 1006. The light amount is controlled so as to be a predetermined light amount. On the other hand, the laser beam output from the acousto-optic modulator 1006 is changed in optical path and beam shape by the optical system 1007 and condensed by the lens, and then the base film formed on the substrate is irradiated with the beam, The membrane is modified. At this time, according to the movement data generated by the PC 1002, the movement of the substrate moving mechanism 1009 is controlled in the X direction and the Y direction. As a result, a laser beam is irradiated to a predetermined place, and film modification processing is performed.

短波長のレーザ光のほど、ビーム径を短く集光することが可能であるため、微細な幅の領域を処理するためには、短波長のレーザビームを照射することが好ましい。 The shorter the laser beam, the shorter the beam diameter can be focused. Therefore, it is preferable to irradiate the laser beam with a short wavelength in order to process a region with a fine width.

また、レーザビームの膜表面でのスポット形状は、点状、円形、楕円形、矩形、または線状(厳密には細長い長方形状)となるように光学系で加工されている。 In addition, the spot shape on the film surface of the laser beam is processed by an optical system so as to be a dot, circle, ellipse, rectangle, or line (strictly, an elongated rectangle).

また、図30に示した装置は、基板の表面側からレーザ光を照射して露光する例を示したが、光学系や基板移動機構を適宜変更し、基板の裏面側からレーザ光を照射して露光するレーザビーム描画装置としてもよい。 The apparatus shown in FIG. 30 shows an example in which exposure is performed by irradiating a laser beam from the front side of the substrate. However, the optical system and the substrate moving mechanism are appropriately changed, and the laser beam is irradiated from the back side of the substrate. Alternatively, a laser beam drawing apparatus that performs exposure may be used.

なお、ここでは、基板を移動して選択的にレーザビームを照射しているが、これに限定されず、レーザビームをXY軸方向に走査してレーザビームを照射することができる。この場合、光学系1007にポリゴンミラーやガルバノミラーを用いることが好ましい。 Note that here, the laser beam is selectively irradiated by moving the substrate; however, the present invention is not limited to this, and the laser beam can be irradiated by scanning the laser beam in the X and Y axis directions. In this case, it is preferable to use a polygon mirror or a galvanometer mirror for the optical system 1007.

光吸収層721は蒸着法、スパッタリング法、PVD法(Physical Vapor Deposition)、減圧CVD法(LPCVD法)、またはプラズマCVD法等のCVD法(Chemical Vapor Deposition)などを用いて形成することができる。また、構成物が所望のパターンに転写、または描写できる方法、例えば各種印刷法(スクリーン(孔版)印刷、オフセット(平版)印刷、凸版印刷やグラビア(凹版)印刷など所望なパターンで形成される方法)、ディスペンサ法、選択的な塗布法なども用いることができる。 The light absorption layer 721 can be formed by a vapor deposition method, a sputtering method, a PVD method (Physical Vapor Deposition), a low pressure CVD method (LPCVD method), a CVD method such as a plasma CVD method (Chemical Vapor Deposition), or the like. In addition, a method in which the composition can be transferred or drawn in a desired pattern, for example, various printing methods (screen (stencil) printing, offset (flat plate) printing, letterpress printing, gravure (intaglio printing), etc.) ), A dispenser method, a selective coating method, and the like can also be used.

光吸収層721としてクロム、モリブデン、ニッケル、チタン、コバルト、銅、タングステン、又はアルミニウムのうち一種又は複数を用いて形成することができる。また、光吸収層として半導体材料を用いることもでき、例えば、シリコン(珪素)、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、ガリウム砒素、酸化モリブデン、酸化スズ、酸化ビスマス、酸化バナジウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、窒化ガリウム、酸化インジウム、リン化インジウム、窒化インジウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、チタン酸ストロンチウムなどの無機半導体材料を用いることができる。また光吸収層に水素や不活性気体(ヘリウム(He)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、ネオン(Ne)、キセノン(Xe)など)を添加してもよい。 The light absorption layer 721 can be formed using one or more of chromium, molybdenum, nickel, titanium, cobalt, copper, tungsten, or aluminum. A semiconductor material can also be used for the light absorption layer, for example, silicon (silicon), germanium, silicon germanium, gallium arsenide, molybdenum oxide, tin oxide, bismuth oxide, vanadium oxide, nickel oxide, zinc oxide, gallium nitride, Inorganic semiconductor materials such as indium oxide, indium phosphide, indium nitride, cadmium sulfide, cadmium telluride, and strontium titanate can be used. Further, hydrogen or an inert gas (such as helium (He), argon (Ar), krypton (Kr), neon (Ne), or xenon (Xe)) may be added to the light absorption layer.

本発明において、光吸収層は、照射される光を吸収する機能を有している物質を用いて形成する。導電性を有する薄膜同士のコンタクトを行う開口において、薄膜層間に介在する光吸収層においては、導電性を有する必要があるため、光吸収層として導電性材料や半導体材料などを用いて形成すればよい。光吸収層がレーザ光照射及びその後のエッチングにおいて開口で除去され、光吸収層下の薄膜が露出されている場合は、必ずしも光吸収層は導電性を有する必要がない。光吸収層は、有機材料、無機材料、無機材料及び有機材料を含む物質などを用いることができ、用いるレーザ光の波長によって、その波長に吸収領域を持つものを選択すればよい。金属等の導電性材料でもよいし、有機樹脂などの絶縁性材料であってもよい。無機材料としては、鉄、金、銅、珪素、ゲルマニウム、有機材料としては、ポリイミド、アクリルなどのプラスチックや色素などを用いることができる。色素としては黒色のカーボンブラックなどや顔料系の黒色樹脂なども用いることができる。 In the present invention, the light absorption layer is formed using a substance having a function of absorbing irradiated light. In the opening for making contact between conductive thin films, the light absorption layer interposed between the thin film layers needs to have conductivity. Therefore, if the light absorption layer is formed using a conductive material, a semiconductor material, or the like, Good. When the light absorption layer is removed at the opening in the laser light irradiation and subsequent etching and the thin film under the light absorption layer is exposed, the light absorption layer does not necessarily need to have conductivity. As the light absorption layer, an organic material, an inorganic material, an inorganic material, a substance containing an organic material, or the like can be used. A material having an absorption region at the wavelength may be selected depending on the wavelength of the laser light to be used. It may be a conductive material such as metal or an insulating material such as an organic resin. As the inorganic material, iron, gold, copper, silicon, germanium, and as the organic material, plastics such as polyimide and acrylic, pigments, and the like can be used. As the coloring matter, black carbon black or a pigment black resin can be used.

図1においては、レーザ光723の照射によって絶縁層722のみを除去し、絶縁層722に第1の開口725を形成しており、その後のエッチングによって絶縁層下の光吸収層において基板720が露出するまで第2の開口790を形成する例である。レーザ光照射により絶縁層のみでなく光吸収層の一部にも第1の開口を形成する例を図2(A)乃至(E)に示す。 In FIG. 1, only the insulating layer 722 is removed by irradiation with a laser beam 723, and a first opening 725 is formed in the insulating layer 722. Subsequent etching exposes the substrate 720 in the light absorption layer below the insulating layer. This is an example in which the second opening 790 is formed until this is done. 2A to 2E show examples in which the first opening is formed not only in the insulating layer but also in a part of the light absorption layer by laser light irradiation.

図2(A)乃至(E)は、絶縁層下の光吸収層の上方部のみがレーザ光によりレーザアブレーションされた例であり、開口底面には光吸収層が残存している。図2に示すように、基板710上に、光吸収層711、絶縁層712が形成されている。本実施の形態では、光吸収層711として導電性を有する材料を用い、導電層として機能することができるものとする。本実施の形態では、光吸収層711としてクロムを用いる。 2A to 2E show an example in which only the upper part of the light absorption layer under the insulating layer is laser ablated by laser light, and the light absorption layer remains on the bottom of the opening. As illustrated in FIG. 2, a light absorption layer 711 and an insulating layer 712 are formed over a substrate 710. In this embodiment mode, a conductive material is used for the light absorption layer 711, and the light absorption layer 711 can function as a conductive layer. In this embodiment mode, chromium is used for the light absorption layer 711.

図2(B)に示すように、絶縁層712側よりレーザ光713を選択的に光吸収層711に照射する。照射されたエネルギーにより光吸収層711の照射領域は一部蒸発し、光吸収層711の照射領域上の絶縁層712は除去される。よって、第1の開口715を形成することができる。光吸収層711は光吸収層718に加工され、絶縁層712は絶縁層717aと絶縁層717bとに分離される(図2(C)参照。)。 As shown in FIG. 2B, the light absorption layer 711 is selectively irradiated with laser light 713 from the insulating layer 712 side. The irradiation region of the light absorption layer 711 partially evaporates due to the irradiated energy, and the insulating layer 712 on the irradiation region of the light absorption layer 711 is removed. Accordingly, the first opening 715 can be formed. The light absorption layer 711 is processed into the light absorption layer 718, and the insulating layer 712 is separated into an insulating layer 717a and an insulating layer 717b (see FIG. 2C).

次に絶縁層717a及び絶縁層717bをマスクとして、光吸収層718をエッチングにより除去し、基板710に達する第2の開口794を形成する。光吸収層718は光吸収層795a、795bに分離される(図2(D)参照。)。光吸収層795a、795b及び基板710が露出された第2の開口794に導電膜716を形成し、光吸収層795a、795bと導電膜716とを電気的に接続することができる(図2(E)参照。)。 Next, using the insulating layer 717a and the insulating layer 717b as a mask, the light absorption layer 718 is removed by etching, so that a second opening 794 reaching the substrate 710 is formed. The light absorption layer 718 is separated into light absorption layers 795a and 795b (see FIG. 2D). A conductive film 716 is formed in the second opening 794 in which the light absorption layers 795a and 795b and the substrate 710 are exposed, and the light absorption layers 795a and 795b and the conductive film 716 can be electrically connected to each other (FIG. 2 ( See E).).

また、コンタクトホールとして機能する第1の開口及び第2の開口の形状も側面が底面に対して垂直でなくてもよく、開口の側辺がテーパーを有する形状でもよい。例えば開口の形状がすり鉢状で、開口側面は底面に対してテーパーを有する形状となっていてもよい。また第1の開口と第2の開口とでテーパー角度が異なってもよい。 In addition, the shape of the first opening and the second opening functioning as contact holes may not be such that the side surface is perpendicular to the bottom surface, and the side of the opening may have a tapered shape. For example, the shape of the opening may be a mortar shape, and the side surface of the opening may be tapered with respect to the bottom surface. Further, the taper angle may be different between the first opening and the second opening.

このように、絶縁層に設けられた開口において絶縁層下の光吸収層と絶縁層上の導電膜とを電気的に接続させる。レーザ光の照射条件(エネルギー強度、照射時間など)及び絶縁層、導電層の材料の性質(熱伝導率、融点、沸点など)によって絶縁層に形成される開口の大きさや形状は制御することができる。 In this manner, the light absorption layer below the insulating layer and the conductive film on the insulating layer are electrically connected in the opening provided in the insulating layer. The size and shape of the opening formed in the insulating layer can be controlled by the irradiation conditions (energy intensity, irradiation time, etc.) of the laser beam and the properties of the insulating layer and conductive layer (thermal conductivity, melting point, boiling point, etc.). it can.

レーザ光の径によって決定する照射領域に対する開口の大きさは、レーザ光のエネルギーの大きさに依存し、レーザ光のエネルギーが十分な程大きいとエネルギーは照射領域周辺まで伝達し、絶縁層にレーザ光の照射領域より大きな開口を形成する。逆にレーザ光のエネルギーが小さいと、絶縁層には照射領域とほぼ同じ大きさの開口が形成される。 The size of the opening with respect to the irradiation region determined by the diameter of the laser beam depends on the energy of the laser beam. If the laser beam energy is sufficiently large, the energy is transmitted to the periphery of the irradiation region and the laser is transmitted to the insulating layer. An opening larger than the light irradiation region is formed. Conversely, when the energy of the laser beam is small, an opening having almost the same size as the irradiated region is formed in the insulating layer.

このように、レーザ光のエネルギーを制御することによって、絶縁層に形成する開口の大きさも適宜制御することができる。 As described above, by controlling the energy of the laser light, the size of the opening formed in the insulating layer can be appropriately controlled.

エッチング加工はドライエッチング又はウエットエッチングのどちらを採用しても良い。エッチングガスとしては、CF、NF、Cl、BCl、などのフッ素系又は塩素系のガスを用いることができ、HeやArなどの不活性ガスを適宜加えても良い。 As the etching process, either dry etching or wet etching may be employed. As an etching gas, a fluorine-based or chlorine-based gas such as CF 4 , NF 3 , Cl 2 , or BCl 3 can be used, and an inert gas such as He or Ar may be appropriately added.

レーザ光の照射により開口を形成した後、液体で開口付近に残存する導電性材料や絶縁性材料(導電層又は絶縁層の除去された部分の残存物)を洗浄し、残存物を除去してもよい。この場合、洗浄に水などの無反応物質を用いてもよいし、絶縁層と反応する(溶解する)エッチャントなどの薬液を用いてもよい。エッチャントを用いると開口がオーバーエッチングされ、ゴミ等が除去され表面がより平坦化される。また開口を広げることもできる。 After the opening is formed by laser light irradiation, the conductive material and insulating material remaining in the vicinity of the opening with a liquid are washed to remove the residue. Also good. In this case, an unreacted substance such as water may be used for cleaning, or a chemical solution such as an etchant that reacts (dissolves) with the insulating layer may be used. When an etchant is used, the opening is over-etched, dust and the like are removed, and the surface is flattened. The opening can also be widened.

レーザ光によって選択的に第1の開口を形成し、第1の開口を有する絶縁層をマスクとして第2の開口を形成することができるのでマスク層を形成しなくてもよく工程及び材料を削減することができる。またレーザ光は非常に小さいスポットに集光できるので、加工すべき光吸収層及び絶縁層を所定の形状に高い精度で加工できる、かつ短時間で瞬間的に加熱されるので、加工領域以外の領域をほとんど加熱しなくてもよいという利点がある。 Since the first opening can be selectively formed by laser light and the second opening can be formed using the insulating layer having the first opening as a mask, the process and materials can be reduced without the need for forming a mask layer. can do. In addition, since the laser beam can be focused on a very small spot, the light absorption layer and the insulating layer to be processed can be processed into a predetermined shape with high accuracy, and can be heated instantaneously in a short time. There is an advantage that the region need hardly be heated.

また、レーザ光照射による薄膜除去と、エッチングによる薄膜除去という複数の工程を用いて開口を形成するために、積層する薄膜のエッチングに対する選択比が高くても、所望の形状(積層に対する深さや範囲など)に自由に加工することができる。例えば、レーザ光の照射により光吸収層(又は光吸収層下に積層される導電層)表面に酸化膜や窒化膜などの絶縁膜が形成されてしまう場合、そのままでは開口に形成する導電膜と光吸収層との電気的接続が行えない恐れがある。このような場合でもレーザ光照射による第1の開口をマスクとして第1の開口の底面に露出した絶縁膜をエッチングにより除去することによって、導電性を有する光吸収層(又は光吸収層下に積層される導電層)を第2の開口に露出することができる。 In addition, since an opening is formed using a plurality of steps of removing a thin film by laser light irradiation and removing a thin film by etching, a desired shape (depth or range of the laminated film) can be obtained even when the selectivity of the thin film to be laminated is high. Etc.) can be processed freely. For example, when an insulating film such as an oxide film or a nitride film is formed on the surface of a light absorption layer (or a conductive layer stacked under the light absorption layer) by laser light irradiation, the conductive film formed in the opening as it is There is a possibility that electrical connection with the light absorption layer cannot be made. Even in such a case, the insulating film exposed on the bottom surface of the first opening is removed by etching using the first opening formed by laser light irradiation as a mask, so that a conductive light absorbing layer (or a layer under the light absorbing layer is stacked). The conductive layer to be exposed to the second opening.

このように複雑なフォトリソグラフィ工程、マスク層の形成を行うことなく、レーザ光照射によって導電層と導電層とを電気的に接続する開口(コンタクトホール)を絶縁層に形成することができる。 Thus, an opening (contact hole) for electrically connecting the conductive layer and the conductive layer can be formed in the insulating layer by laser light irradiation without performing a complicated photolithography process and formation of a mask layer.

従って、本発明を用いて表示装置を作製すると、工程を簡略化することができるので、材料のロスが少なく、コストダウンも達成できる。よって表示装置を歩留まりよく作製することができる。 Therefore, when a display device is manufactured using the present invention, the process can be simplified, so that material loss is small and cost reduction can be achieved. Thus, a display device can be manufactured with high yield.

(実施の形態2)
本実施の形態では、信頼性も高く、より簡略化した工程で低コストに作製することを目的としたコンタクトホールの形成方法について、図34乃至図39を用いて説明する。
(Embodiment 2)
In this embodiment, a method for forming a contact hole which is highly reliable and is intended to be manufactured at a low cost through a simplified process will be described with reference to FIGS.

本実施の形態では、実施の形態1において、光吸収層と導電層との積層と絶縁層を介して導電膜とを電気的に接続する例を示す。 In this embodiment, an example in which the conductive film is electrically connected to the stack of the light absorption layer and the conductive layer through the insulating layer in Embodiment 1 is described.

図34を用いて具体的に説明する。本実施の形態では、図34に示すように、基板730上に、導電層739、光吸収層731、絶縁層732が形成されている(図34(A)参照。)。本実施の形態では、光吸収層731として導電性を有する材料を用い、導電層として機能することができるものとする。また、導電層739もレーザ光を吸収する材料を用いて形成し、光吸収層としてもよい。 This will be specifically described with reference to FIG. In this embodiment, as illustrated in FIG. 34, a conductive layer 739, a light absorption layer 731, and an insulating layer 732 are formed over a substrate 730 (see FIG. 34A). In this embodiment, a material having conductivity is used as the light absorption layer 731 and the light absorption layer 731 can function as a conductive layer. Alternatively, the conductive layer 739 may be formed using a material that absorbs laser light to serve as a light absorption layer.

導電層739、及び光吸収層731は積層構造となっており、本実施の形態は、光吸収層731に比較的蒸発し易い低融点金属(本実施の形態ではクロム)を用い、導電層739には光吸収層731よりも蒸発しにくい高融点金属(本実施の形態ではタングステン)を用いる。また、導電層739として半導体層を用いてもよい。 The conductive layer 739 and the light absorption layer 731 have a stacked structure, and in this embodiment, a low melting point metal (chromium in this embodiment) that is relatively easily evaporated is used for the light absorption layer 731, and the conductive layer 739 is used. For this, a refractory metal (tungsten in this embodiment) that is harder to evaporate than the light absorption layer 731 is used. Alternatively, a semiconductor layer may be used as the conductive layer 739.

図34(B)に示すように、絶縁層732側よりレーザ光733を選択的に光吸収層731に照射する。照射されたエネルギーにより光吸収層731の照射領域上の絶縁層732は除去され、光吸収層731に達する第1の開口735を形成することができる。絶縁層732は絶縁層737aと絶縁層737bとに分離される(図34(C)参照。)。 As shown in FIG. 34B, the light absorption layer 731 is selectively irradiated with laser light 733 from the insulating layer 732 side. The insulating layer 732 over the irradiation region of the light absorption layer 731 is removed by the irradiated energy, so that a first opening 735 reaching the light absorption layer 731 can be formed. The insulating layer 732 is separated into an insulating layer 737a and an insulating layer 737b (see FIG. 34C).

次に絶縁層737a及び絶縁層737bをマスクとして、光吸収層731及び導電層739をエッチングにより除去し、第2の開口792を形成する。光吸収層731は光吸収層738a、738bに分離され、導電層739は導電層793a、793bに分離される(図34(D)参照。)。光吸収層738a、738b、導電層793a、793b、及び基板730が露出された第2の開口792に導電膜736を形成し、光吸収層738a、738bと、導電層793a、793bと、導電膜736とを電気的に接続することができる(図34(E)参照。)。 Next, using the insulating layer 737a and the insulating layer 737b as a mask, the light absorption layer 731 and the conductive layer 739 are removed by etching, so that a second opening 792 is formed. The light absorption layer 731 is separated into light absorption layers 738a and 738b, and the conductive layer 739 is separated into conductive layers 793a and 793b (see FIG. 34D). A conductive film 736 is formed in the light absorption layers 738a and 738b, the conductive layers 793a and 793b, and the second opening 792 from which the substrate 730 is exposed. The light absorption layers 738a and 738b, the conductive layers 793a and 793b, and the conductive film 736 can be electrically connected (see FIG. 34E).

第2の開口792を形成する際のエッチングは、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、またその両方を用いて行ってもよく、複数回行ってもよい。また、光吸収層731のエッチングと、導電層739のエッチングは同工程で行ってもよいし、別の工程で行ってもよい。 Etching for forming the second opening 792 may be performed using a wet etching method, a dry etching method, or both, or may be performed a plurality of times. Further, the etching of the light absorption layer 731 and the etching of the conductive layer 739 may be performed in the same process or in different processes.

図34においては、第1の開口を有する絶縁層をマスクとして用いて、積層する光吸収層及び導電層を選択的にエッチングし、第2の開口を形成する例を示している。しかし、第2の開口の深さは絶縁層の下に積層する光吸収層及び導電層(半導体層)などにおいて、エッチング条件を制御することによって自由に設定することができる。 FIG. 34 shows an example in which the light absorption layer and the conductive layer to be stacked are selectively etched using the insulating layer having the first opening as a mask to form the second opening. However, the depth of the second opening can be freely set by controlling etching conditions in a light absorption layer and a conductive layer (semiconductor layer) stacked under the insulating layer.

第2の開口を光吸収層のみに形成する例を図35に示す。図35に示すように、基板700上に、導電層709、光吸収層701、絶縁層702が形成されている(図35(A)参照。)。本実施の形態では、光吸収層701として導電性を有する材料を用い、導電層として機能することができるものとする。また、導電層709もレーザ光を吸収する材料を用いて形成し、光吸収層としてもよい。 An example in which the second opening is formed only in the light absorption layer is shown in FIG. As shown in FIG. 35, a conductive layer 709, a light absorption layer 701, and an insulating layer 702 are formed over a substrate 700 (see FIG. 35A). In this embodiment, a material having conductivity is used for the light absorption layer 701, and the light absorption layer 701 can function as a conductive layer. Alternatively, the conductive layer 709 may be formed using a material that absorbs laser light to serve as a light absorption layer.

導電層709、及び光吸収層701は積層構造となっており、本実施の形態は、光吸収層701に比較的蒸発し易い低融点金属(本実施の形態ではクロム)を用い、導電層709には光吸収層701よりも蒸発しにくい高融点金属(本実施の形態ではモリブデン)を用いる。また、光吸収層701及び導電層709として半導体層を用いてもよい。 The conductive layer 709 and the light absorption layer 701 have a stacked structure. In this embodiment, a low melting point metal (chromium in this embodiment) that is relatively easily evaporated is used for the light absorption layer 701, and the conductive layer 709 is used. For this, a refractory metal (molybdenum in this embodiment) that is less likely to evaporate than the light absorption layer 701 is used. Alternatively, a semiconductor layer may be used as the light absorption layer 701 and the conductive layer 709.

図35(B)に示すように、絶縁層702側よりレーザ光703を選択的に光吸収層701に照射する。照射されたエネルギーにより光吸収層701の照射領域上の絶縁層702は除去され、光吸収層701に達する第1の開口705を形成することができる。絶縁層702は絶縁層707aと絶縁層707bとに分離される(図35(C)参照。)。 As shown in FIG. 35B, the light absorption layer 701 is selectively irradiated with laser light 703 from the insulating layer 702 side. The insulating layer 702 over the irradiation region of the light absorption layer 701 is removed by the irradiated energy, so that a first opening 705 reaching the light absorption layer 701 can be formed. The insulating layer 702 is separated into an insulating layer 707a and an insulating layer 707b (see FIG. 35C).

次に絶縁層707a及び絶縁層707bをマスクとして、光吸収層701をエッチングにより除去し、第2の開口791を形成する。光吸収層701は光吸収層708a、708bに分離される(図35(D)参照。)。光吸収層708a、708b、導電層709が露出された第2の開口791に導電膜706を形成し、光吸収層708a、708bと、導電層709と、導電膜706とを電気的に接続することができる(図35(E)参照。)。 Next, using the insulating layer 707a and the insulating layer 707b as a mask, the light absorption layer 701 is removed by etching, so that a second opening 791 is formed. The light absorption layer 701 is separated into light absorption layers 708a and 708b (see FIG. 35D). A conductive film 706 is formed in the second opening 791 where the light absorption layers 708a and 708b and the conductive layer 709 are exposed, and the light absorption layers 708a and 708b, the conductive layer 709, and the conductive film 706 are electrically connected. (See FIG. 35E).

図34、図35においては、レーザ光の照射によって絶縁層に光吸収層に達する第1の開口を形成しており、絶縁層において光吸収層が露出するまでレーザアブレーションによって除去された例である。レーザ光の照射によって絶縁層下に形成された光吸収層、または導電層にも第1の開口を形成してもよい。 34 and 35 are examples in which a first opening reaching the light absorption layer is formed in the insulating layer by laser light irradiation, and is removed by laser ablation until the light absorption layer is exposed in the insulating layer. . The first opening may also be formed in a light absorption layer formed under the insulating layer by laser light irradiation or a conductive layer.

図36(A)乃至(E)は、絶縁層下の光吸収層の上方部のみがレーザ光によりレーザアブレーションされた例であり、第1の開口底面には光吸収層が残存している。基板740上に、導電層749、光吸収層741、絶縁層742が形成されている(図36(A)参照。)。本実施の形態では、光吸収層741として導電性を有する材料を用い、導電層として機能することができるものとする。また、導電層749もレーザ光を吸収する材料を用いて形成し、光吸収層としてもよい。 36A to 36E show an example in which only the upper part of the light absorption layer below the insulating layer is laser ablated by laser light, and the light absorption layer remains on the bottom surface of the first opening. A conductive layer 749, a light absorption layer 741, and an insulating layer 742 are formed over the substrate 740 (see FIG. 36A). In this embodiment, a material having conductivity is used as the light absorption layer 741, and the light absorption layer 741 can function as a conductive layer. Alternatively, the conductive layer 749 may be formed using a material that absorbs laser light to serve as a light absorption layer.

導電層749、及び光吸収層741は積層構造となっており、本実施の形態は、光吸収層741に比較的蒸発し易い低融点金属(本実施の形態ではクロム)を用い、導電層749には光吸収層741よりも蒸発しにくい高融点金属(本実施の形態ではタンタル)を用いる。 The conductive layer 749 and the light absorption layer 741 have a stacked structure. In this embodiment, a low melting point metal (chromium in this embodiment) that is relatively easily evaporated is used for the light absorption layer 741, and the conductive layer 749 is used. For this, a refractory metal (tantalum in this embodiment) that is harder to evaporate than the light absorption layer 741 is used.

図36(B)に示すように、絶縁層742側よりレーザ光743を選択的に光吸収層741に照射する。照射されたエネルギーにより光吸収層の一部の照射領域は蒸発し、光吸収層741の照射領域上の絶縁層742は除去される。結果、絶縁層742及び光吸収層741に第1の開口745を形成することができる。光吸収層741は光吸収層748に加工され、絶縁層742は絶縁層747aと絶縁層747bとに分離される(図36(C)参照。)。 As shown in FIG. 36B, the light absorption layer 741 is selectively irradiated with laser light 743 from the insulating layer 742 side. A part of the irradiation region of the light absorption layer evaporates due to the irradiated energy, and the insulating layer 742 on the irradiation region of the light absorption layer 741 is removed. As a result, the first opening 745 can be formed in the insulating layer 742 and the light absorption layer 741. The light absorption layer 741 is processed into the light absorption layer 748, and the insulating layer 742 is separated into an insulating layer 747a and an insulating layer 747b (see FIG. 36C).

次に絶縁層747a、747bをマスクとして、光吸収層748をエッチングにより除去し、第2の開口796を形成する。光吸収層748は光吸収層797a、797bに分離される(図36(D)参照。)。光吸収層797a、797b、導電層749が露出された第2の開口796に導電膜746を形成し、光吸収層797a、797bと、導電層749と、導電膜746とを電気的に接続することができる(図36(E)参照。)。 Next, the light absorption layer 748 is removed by etching using the insulating layers 747a and 747b as a mask, so that a second opening 796 is formed. The light absorption layer 748 is separated into light absorption layers 797a and 797b (see FIG. 36D). A conductive film 746 is formed in the second opening 796 from which the light absorption layers 797a and 797b and the conductive layer 749 are exposed, and the light absorption layers 797a and 797b, the conductive layer 749, and the conductive film 746 are electrically connected. (See FIG. 36E).

図36においては、第2の開口796は光吸収層741と絶縁層742にのみ形成する例であるが、光吸収層下の導電層までエッチングし、第2の開口を形成する例を図37に示す。基板750上に、導電層759、光吸収層751、絶縁層752が形成されている(図37(A)参照。)。 In FIG. 36, the second opening 796 is formed only in the light absorption layer 741 and the insulating layer 742. However, an example in which the second opening is formed by etching to the conductive layer below the light absorption layer is shown in FIG. Shown in A conductive layer 759, a light absorption layer 751, and an insulating layer 752 are formed over the substrate 750 (see FIG. 37A).

図37(B)に示すように、絶縁層752側よりレーザ光753を選択的に光吸収層751に照射する。照射されたエネルギーにより光吸収層の一部の照射領域は蒸発し、光吸収層751の照射領域上の絶縁層752は除去される。結果、絶縁層752及び光吸収層751に第1の開口755を形成することができる。光吸収層751は光吸収層758に加工され、絶縁層752は絶縁層757aと絶縁層757bとに分離される(図37(C)参照。)。 As shown in FIG. 37B, the light absorption layer 751 is selectively irradiated with laser light 753 from the insulating layer 752 side. A part of the irradiation region of the light absorption layer is evaporated by the irradiated energy, and the insulating layer 752 on the irradiation region of the light absorption layer 751 is removed. As a result, the first opening 755 can be formed in the insulating layer 752 and the light absorption layer 751. The light absorption layer 751 is processed into the light absorption layer 758, and the insulating layer 752 is separated into an insulating layer 757a and an insulating layer 757b (see FIG. 37C).

次に絶縁層757a、757bをマスクとして、光吸収層758及び導電層759をエッチングにより除去し、第2の開口780を形成する。光吸収層758は光吸収層781a、781bに分離され、導電層759は導電層782a、782bに分離される(図37(D)参照。)。光吸収層781a、781b、導電層782a、782b、基板750が露出された第2の開口780に導電膜756を形成し、光吸収層781a、781bと、導電層782a、782bと、導電膜756とを電気的に接続することができる(図37(E)参照。)。 Next, using the insulating layers 757a and 757b as a mask, the light absorption layer 758 and the conductive layer 759 are removed by etching, so that a second opening 780 is formed. The light absorption layer 758 is separated into light absorption layers 781a and 781b, and the conductive layer 759 is separated into conductive layers 782a and 782b (see FIG. 37D). A conductive film 756 is formed in the second opening 780 where the light absorption layers 781a and 781b, the conductive layers 782a and 782b, and the substrate 750 are exposed, and the light absorption layers 781a and 781b, the conductive layers 782a and 782b, and the conductive film 756 are formed. Can be electrically connected to each other (see FIG. 37E).

図36、図37は、絶縁層下の光吸収層の上方部のみがレーザ光によりレーザアブレーションされた例であり、開口底面には光吸収層が残存している。レーザ光の照射によって光吸収層下の導電層に達する第1の開口を形成する例を図38に示す。基板760上に、導電層769、光吸収層761、絶縁層762が形成されている(図38(A)参照。)。 FIG. 36 and FIG. 37 are examples in which only the upper part of the light absorption layer below the insulating layer is laser ablated by laser light, and the light absorption layer remains on the bottom of the opening. FIG. 38 shows an example in which the first opening reaching the conductive layer below the light absorption layer is formed by laser light irradiation. A conductive layer 769, a light absorption layer 761, and an insulating layer 762 are formed over the substrate 760 (see FIG. 38A).

図38(B)に示すように、絶縁層762側よりレーザ光763を選択的に光吸収層761に照射する。照射されたエネルギーにより光吸収層761の照射領域は蒸発し、光吸収層761の照射領域上の絶縁層762は除去される。結果、絶縁層762及び光吸収層761に第1の開口765を形成することができる。光吸収層761は光吸収層768a、768bに分離され、絶縁層762は絶縁層767aと絶縁層767bとに分離される(図38(C)参照。)。 As shown in FIG. 38B, the light absorption layer 761 is selectively irradiated with laser light 763 from the insulating layer 762 side. The irradiation region of the light absorption layer 761 is evaporated by the irradiated energy, and the insulating layer 762 on the irradiation region of the light absorption layer 761 is removed. As a result, the first opening 765 can be formed in the insulating layer 762 and the light absorption layer 761. The light absorption layer 761 is separated into light absorption layers 768a and 768b, and the insulating layer 762 is separated into an insulating layer 767a and an insulating layer 767b (see FIG. 38C).

次に絶縁層767a、767bをマスクとして、導電層769をエッチングにより除去し、第2の開口783を形成する。導電層769は導電層784a、784bに分離される(図38(D)参照。)。光吸収層768a、768b、導電層784a、784b、基板760が露出された第2の開口783に導電膜766を形成し、光吸収層768a、768bと、導電層784a、784bと、導電膜766とを電気的に接続することができる(図38(E)参照。)。 Next, the conductive layer 769 is removed by etching using the insulating layers 767a and 767b as masks, so that second openings 783 are formed. The conductive layer 769 is separated into conductive layers 784a and 784b (see FIG. 38D). A conductive film 766 is formed in the second opening 783 where the light absorption layers 768a and 768b, the conductive layers 784a and 784b, and the substrate 760 are exposed, and the light absorption layers 768a and 768b, the conductive layers 784a and 784b, and the conductive film 766 are formed. Can be electrically connected to each other (see FIG. 38E).

また、レーザ光照射により、光吸収層下の導電層も除去され第1の開口を形成してもよい。導電層に形成される第1の開口は基板が露出するまで形成されてもよいし、導電層の上部のみ除去され、第1の開口底面に導電層が残存し形成されてもよい。図39に、絶縁層、光吸収層及び導電層に第1の開口を形成する例を示す。基板770上に、導電層779、光吸収層771、絶縁層772が形成されている(図39(A)参照。)。 Further, the conductive layer under the light absorption layer may be removed by laser light irradiation to form the first opening. The first opening formed in the conductive layer may be formed until the substrate is exposed, or only the upper part of the conductive layer may be removed and the conductive layer may be left on the bottom surface of the first opening. FIG. 39 shows an example in which the first opening is formed in the insulating layer, the light absorption layer, and the conductive layer. A conductive layer 779, a light absorption layer 771, and an insulating layer 772 are formed over the substrate 770 (see FIG. 39A).

図39(B)に示すように、絶縁層772側よりレーザ光773を選択的に光吸収層771に照射する。照射されたエネルギーにより光吸収層の照射領域及び導電層の一部は蒸発し、導電層779及び光吸収層771の照射領域上の絶縁層772は除去される。結果、絶縁層772、光吸収層771及び導電層779に第1の開口775を形成することができる。導電層779は導電層786に加工され、光吸収層771は光吸収層778a、778bに分離され、絶縁層772は絶縁層777aと絶縁層777bとに分離される(図39(C)参照。)。 As shown in FIG. 39B, the light absorption layer 771 is selectively irradiated with laser light 773 from the insulating layer 772 side. The irradiation region of the light absorption layer and a part of the conductive layer are evaporated by the irradiated energy, and the insulating layer 772 on the irradiation region of the conductive layer 779 and the light absorption layer 771 is removed. As a result, the first opening 775 can be formed in the insulating layer 772, the light absorption layer 771, and the conductive layer 779. The conductive layer 779 is processed into the conductive layer 786, the light absorption layer 771 is separated into light absorption layers 778a and 778b, and the insulating layer 772 is separated into an insulating layer 777a and an insulating layer 777b (see FIG. 39C). ).

次に絶縁層777a、777b、及び光吸収層778a、778bをマスクとして、導電層786をエッチングにより除去し、第2の開口785を形成する。導電層786は導電層787a、787bに分離される(図39(D)参照。)。光吸収層778a、778b、導電層787a、787b、基板770が露出された第2の開口785に導電膜776を形成し、光吸収層778a、778bと、導電層787a、787bと、導電膜786とを電気的に接続することができる(図39(E)参照。)。 Next, the conductive layer 786 is removed by etching using the insulating layers 777a and 777b and the light absorption layers 778a and 778b as masks, so that second openings 785 are formed. The conductive layer 786 is separated into conductive layers 787a and 787b (see FIG. 39D). A conductive film 776 is formed in the second opening 785 in which the light absorption layers 778a and 778b, the conductive layers 787a and 787b, and the substrate 770 are exposed, and the light absorption layers 778a and 778b, the conductive layers 787a and 787b, and the conductive film 786 are formed. Can be electrically connected to each other (see FIG. 39E).

また、レーザ光照射により、光吸収層下の導電層も除去され開口を形成してもよい。導電層に形成される開口は基板が露出するまで形成されてもよいし、導電層の上部のみ除去され、開口底面に導電層が残存し形成されてもよい。 Alternatively, the conductive layer under the light absorption layer may be removed by laser light irradiation to form an opening. The opening formed in the conductive layer may be formed until the substrate is exposed, or only the upper part of the conductive layer may be removed, and the conductive layer may be formed on the bottom surface of the opening.

このように、光吸収層は導電層(又は半導体層)と積層してもよく、光吸収層自体、導電層自体も複数層積層してもよい。 As described above, the light absorption layer may be stacked with a conductive layer (or a semiconductor layer), and the light absorption layer itself and the conductive layer itself may be stacked.

レーザ光の照射により開口を形成した後、液体で開口付近に残存する導電性材料や絶縁性材料(導電層又は絶縁層の除去された部分の残存物)を洗浄し、残存物を除去してもよい。この場合、洗浄に水などの無反応物質を用いてもよいし、絶縁層と反応する(溶解する)エッチャントなどの薬液を用いてもよい。エッチャントを用いると開口がオーバーエッチングされ、ゴミ等が除去され表面がより平坦化される。また開口を広げることもできる。 After the opening is formed by laser light irradiation, the conductive material and insulating material remaining in the vicinity of the opening with a liquid are washed to remove the residue. Also good. In this case, an unreacted substance such as water may be used for cleaning, or a chemical solution such as an etchant that reacts (dissolves) with the insulating layer may be used. When an etchant is used, the opening is over-etched, dust and the like are removed, and the surface is flattened. The opening can also be widened.

このように、絶縁層に設けられた開口において絶縁層下の光吸収層と絶縁層上の導電膜とを電気的に接続させる。本実施の形態では、導電層上に昇華性の高い金属よりなる光吸収層を形成し、レーザ光によって光吸収層にエネルギーを与えることによって光吸収層及び導電層上に形成された絶縁層に開口を形成する。レーザ光の照射条件(エネルギー強度、照射時間など)及び絶縁層、導電層の材料の性質(熱伝導率、融点、沸点など)によって絶縁層に形成される開口の大きさや形状は制御することができる。レーザ光の大きさ及び形成される開口の大きさの例を図4に示す。 In this manner, the light absorption layer below the insulating layer and the conductive film on the insulating layer are electrically connected in the opening provided in the insulating layer. In this embodiment mode, a light-absorbing layer made of a highly sublimable metal is formed over a conductive layer, and energy is applied to the light-absorbing layer with a laser beam, whereby an insulating layer formed over the light-absorbing layer and the conductive layer is formed. Form an opening. The size and shape of the opening formed in the insulating layer can be controlled by the irradiation conditions (energy intensity, irradiation time, etc.) of the laser beam and the properties of the insulating layer and conductive layer (thermal conductivity, melting point, boiling point, etc.). it can. An example of the size of the laser beam and the size of the opening to be formed is shown in FIG.

基板300上に、導電層309(309a、309b、309c)、光吸収層301が積層して形成され、導電層309(309a、309b、309c)及び光吸収層301を覆うように絶縁層302が形成されている。図4において、導電層309(309a、309b、309c)は複数の薄膜を含む積層構造を示し、例えば、導電層309aにチタン、導電層309bにアルミニウム、導電層309cにチタン、光吸収層301にクロムを用いることができる。また導電層309(309a、309b、309c)にはタングステンやモリブデンなども用いることができる。勿論、光吸収層301も積層構造とすることができ、銅とクロムの積層などを用いることができる。 A conductive layer 309 (309a, 309b, 309c) and a light absorption layer 301 are stacked over the substrate 300, and an insulating layer 302 is formed to cover the conductive layer 309 (309a, 309b, 309c) and the light absorption layer 301. Is formed. 4, a conductive layer 309 (309a, 309b, 309c) has a stacked structure including a plurality of thin films. For example, the conductive layer 309a is titanium, the conductive layer 309b is aluminum, the conductive layer 309c is titanium, and the light absorption layer 301 is Chrome can be used. In addition, tungsten, molybdenum, or the like can be used for the conductive layer 309 (309a, 309b, and 309c). Needless to say, the light absorption layer 301 can also have a stacked structure, and a stacked layer of copper and chromium can be used.

絶縁層302及び光吸収層301にレーザ径L1のレーザ光303を選択的に照射する。レーザ光303のエネルギーが大きいと、図4(C)のように、光吸収層301に与えられるエネルギーも大きくなり、光吸収層301において照射領域及びその周辺まで熱が伝導する。よって、絶縁層302にはレーザ光303の径L1より大きな径L2を有する第1の開口305が形成される。以上のように、絶縁層302は絶縁層307a、307bに分断され、第1の開口305が形成される。 The insulating layer 302 and the light absorption layer 301 are selectively irradiated with a laser beam 303 having a laser diameter L1. When the energy of the laser beam 303 is large, as shown in FIG. 4C, the energy given to the light absorption layer 301 is also large, and heat is conducted to the irradiation region and its periphery in the light absorption layer 301. Therefore, a first opening 305 having a diameter L2 larger than the diameter L1 of the laser beam 303 is formed in the insulating layer 302. As described above, the insulating layer 302 is divided into the insulating layers 307a and 307b, and the first opening 305 is formed.

次に絶縁層307a、307bをマスクとして、光吸収層301をエッチングにより除去し、導電層309に達する第2の開口304を形成する。光吸収層301は光吸収層308aと光吸収層308bとに分離される(図4(D)参照。)。光吸収層308a、308b、及び導電層309aが露出された第2の開口304に導電膜306を形成し、光吸収層308a、308bと、導電層309と、導電膜306とを電気的に接続することができる(図4(E)参照。)。 Next, using the insulating layers 307a and 307b as a mask, the light absorption layer 301 is removed by etching, so that a second opening 304 reaching the conductive layer 309 is formed. The light absorption layer 301 is separated into a light absorption layer 308a and a light absorption layer 308b (see FIG. 4D). A conductive film 306 is formed in the second opening 304 where the light absorption layers 308a and 308b and the conductive layer 309a are exposed, and the light absorption layers 308a and 308b, the conductive layer 309, and the conductive film 306 are electrically connected to each other. (See FIG. 4E).

レーザ光の径によって決定する照射領域に対する開口の大きさは、レーザ光のエネルギーの大きさに依存し、レーザ光のエネルギーが十分な程大きいとエネルギーは照射領域周辺まで伝達し、絶縁層にレーザ光の照射領域より大きな開口を形成する。逆にレーザ光のエネルギーが小さいと、絶縁層には照射領域とほぼ同じ大きさの開口が形成される。 The size of the opening with respect to the irradiation region determined by the diameter of the laser beam depends on the energy of the laser beam. If the laser beam energy is sufficiently large, the energy is transmitted to the periphery of the irradiation region and the laser is transmitted to the insulating layer. An opening larger than the light irradiation region is formed. Conversely, when the energy of the laser beam is small, an opening having almost the same size as the irradiated region is formed in the insulating layer.

このように、レーザ光のエネルギーを制御することによって、絶縁層に形成する開口の大きさも適宜制御することができる。 As described above, by controlling the energy of the laser light, the size of the opening formed in the insulating layer can be appropriately controlled.

レーザ光によって選択的に開口を形成することができるのでマスク層を形成しなくてもよく工程及び材料を削減することができる。またレーザ光は非常に小さいスポットに集光できるので、加工すべき導電層及び絶縁層を所定の形状に高い精度で加工できる、かつ短時間で瞬間的に加熱されるので、加工領域以外の領域をほとんど加熱しなくてもよいという利点がある。 Since openings can be selectively formed by laser light, a mask layer is not required and processes and materials can be reduced. In addition, since the laser beam can be focused on a very small spot, the conductive layer and insulating layer to be processed can be processed into a predetermined shape with high accuracy and can be heated instantaneously in a short time. There is an advantage that almost no heating is required.

また、レーザ光照射による薄膜除去と、エッチングによる薄膜除去という複数の工程を用いて開口を形成するために、積層する薄膜のエッチングに対する選択比が高くても、所望の形状(積層に対する深さや範囲など)に自由に加工することができる。例えば、レーザ光の照射により光吸収層(又は光吸収層下に積層される導電層)表面に酸化膜や窒化膜などの絶縁膜が形成されてしまう場合、そのままでは開口に形成する導電膜と光吸収層との電気的接続が行えない恐れがある。このような場合でもレーザ光照射による第1の開口をマスクとして第1の開口の底面に露出した絶縁膜をエッチングにより除去することによって、導電性を有する光吸収層(又は光吸収層下に積層される導電層)を第2の開口に露出することができる。 In addition, since an opening is formed using a plurality of steps of removing a thin film by laser light irradiation and removing a thin film by etching, a desired shape (depth or range of the laminated film) can be obtained even when the selectivity of the thin film to be laminated is high. Etc.) can be processed freely. For example, when an insulating film such as an oxide film or a nitride film is formed on the surface of a light absorption layer (or a conductive layer stacked under the light absorption layer) by laser light irradiation, the conductive film formed in the opening as it is There is a possibility that electrical connection with the light absorption layer cannot be made. Even in such a case, the insulating film exposed on the bottom surface of the first opening is removed by etching using the first opening formed by laser light irradiation as a mask, so that a conductive light absorbing layer (or a layer under the light absorbing layer is stacked). The conductive layer to be exposed to the second opening.

このように複雑なフォトリソグラフィ工程、マスク層の形成を行うことなく、レーザ光照射によって導電層と導電層とを電気的に接続する開口(コンタクトホール)を絶縁層に形成することができる。 Thus, an opening (contact hole) for electrically connecting the conductive layer and the conductive layer can be formed in the insulating layer by laser light irradiation without performing a complicated photolithography process and formation of a mask layer.

従って、本発明を用いて表示装置を作製すると、工程を簡略化することができるので、材料のロスが少なく、コストダウンも達成できる。よって表示装置を歩留まりよく作製することができる。 Therefore, when a display device is manufactured using the present invention, the process can be simplified, so that material loss is small and cost reduction can be achieved. Thus, a display device can be manufactured with high yield.

(実施の形態3)
本実施の形態では、信頼性も高く、より簡略化した工程で低コストに作製することを目的とした表示装置の作製方法について、図3を用いて説明する。
(Embodiment 3)
In this embodiment, a method for manufacturing a display device, which has high reliability and is manufactured at a low cost with a simplified process, will be described with reference to FIGS.

本実施の形態では、薄膜を所望のパターンに加工する際にフォトリソグラフィ工程を用いることなく導電層、半導体層などの構成物(パターンともいう)を選択的に所望の形状を有するように形成する。本発明において、構成物(パターンともいう)とは、薄膜トランジスタや表示装置を構成する、配線層、ゲート電極層、ソース電極層、ドレイン電極層などの導電層、半導体層、マスク層、絶縁層などをいい、所定の形状を有して形成される全ての構成要素を含む。 In this embodiment mode, a structure (also referred to as a pattern) such as a conductive layer and a semiconductor layer is selectively formed to have a desired shape without using a photolithography process when the thin film is processed into a desired pattern. . In the present invention, a component (also referred to as a pattern) refers to a conductive layer such as a wiring layer, a gate electrode layer, a source electrode layer, and a drain electrode layer, a semiconductor layer, a mask layer, an insulating layer, etc. that constitute a thin film transistor or a display device. Including all components formed with a predetermined shape.

本実施の形態では、導電膜や半導体膜などの光吸収膜を透光性の転置基板に形成し、転置基板側よりレーザ光を選択的に照射することによって、被転置基板にレーザ光の照射領域に対応する光吸収膜を、被転置基板に転置し、光吸収層である導電層や半導体層を所望の形状(パターン)で形成する。本明細書において、最初の工程で光吸収膜である導電膜や半導体膜を形成し、レーザ光を照射される基板を転置基板、最終的に選択的に光吸収層である導電層や半導体層が形成される基板を被転置基板ともいう。フォトリソグラフィ工程を用いることなく選択的に所望の形状を有するように形成することができるため、工程簡略化、低コスト化などが達成できる。 In this embodiment mode, a light-absorbing film such as a conductive film or a semiconductor film is formed over a translucent transfer substrate, and laser light is irradiated to the transfer substrate by selectively irradiating laser light from the transfer substrate side. A light absorption film corresponding to the region is transferred to the transfer substrate, and a conductive layer or a semiconductor layer which is a light absorption layer is formed in a desired shape (pattern). In this specification, a conductive film or a semiconductor film which is a light absorption film is formed in the first step, a substrate to be irradiated with laser light is a transfer substrate, and finally a conductive layer or a semiconductor layer which is a light absorption layer selectively. The substrate on which is formed is also referred to as a transferred substrate. Since a desired shape can be selectively formed without using a photolithography process, process simplification, cost reduction, and the like can be achieved.

本実施の形態で示す薄膜の形成方法を、図3を用いて詳細に説明する。図3において、転置基板である第1の基板2201上に光吸収膜2202が形成され、光吸収膜2202が内側になるように、第1の基板2201及び被転置基板である第2の基板2200が対向して設置されている。 A method for forming a thin film described in this embodiment will be described in detail with reference to FIGS. In FIG. 3, a light absorption film 2202 is formed on a first substrate 2201 which is a transfer substrate, and the first substrate 2201 and a second substrate 2200 which is a transfer substrate so that the light absorption film 2202 is inside. Are installed facing each other.

基板2201側より、基板2201を透過させレーザ光2203を選択的に光吸収膜2202に照射する。レーザ光2203が照射された領域の光吸収膜2202は、レーザ光2203を吸収し、その熱などのエネルギーにより第2の基板2200側に光吸収層2205として転置される。一方、レーザ光2203が照射されなかった領域は、光吸収膜2204a、2204bとして第1の基板2201側に残存する。このように、光吸収層2206である薄膜を所望のパターンに加工する際にフォトリソグラフィ工程を用いることなく、導電層、半導体層などの構成物(パターンともいう)を選択的に所望の形状を有するように形成する。 From the substrate 2201 side, the light absorption film 2202 is selectively irradiated with the laser light 2203 through the substrate 2201. The light absorption film 2202 in the region irradiated with the laser light 2203 absorbs the laser light 2203 and is transferred as a light absorption layer 2205 to the second substrate 2200 side by energy such as heat. On the other hand, the region not irradiated with the laser light 2203 remains on the first substrate 2201 side as the light absorption films 2204a and 2204b. In this manner, a structure (also referred to as a pattern) such as a conductive layer and a semiconductor layer is selectively formed into a desired shape without using a photolithography process when the thin film that is the light absorption layer 2206 is processed into a desired pattern. Form to have.

レーザ光は、実施の形態1で説明したレーザ光と同様なものを用いて、同様に照射することができ、図30により示したレーザビーム描画装置を用いればよい。よってここでは詳細な説明を省略する。 A laser beam similar to the laser beam described in Embodiment 1 can be used for irradiation, and the laser beam drawing apparatus illustrated in FIG. 30 may be used. Therefore, detailed description is omitted here.

レーザ光により転置後、光吸収層に加熱処理を行ってもよく、レーザ光を照射してもよい。 After the transfer with the laser beam, the light absorption layer may be subjected to heat treatment or may be irradiated with the laser beam.

転置物である光吸収膜2202には、照射される光を吸収する材料を用い、第1の基板2201には照射される光を透過する、透光性の基板を用いる。本発明を用いると、自由に様々な基板に転置することができるため、基板の材料の選択性の幅が広がる。また安価な材料を基板として選択することもでき、用途に合わせて広い機能を持たせることができるだけでなく、低コストで表示装置を作製することができる。 A light-absorbing film 2202 that is a transposed material is formed using a material that absorbs irradiated light, and the first substrate 2201 is a light-transmitting substrate that transmits the irradiated light. When the present invention is used, the substrate can be freely transferred to various substrates, so that the range of substrate material selectivity is widened. In addition, an inexpensive material can be selected as the substrate, so that not only a wide function can be provided depending on the application, but also a display device can be manufactured at low cost.

本実施の形態の薄膜形成方法は、薄膜トランジスタや表示装置を構成する、配線層、ゲート電極層、ソース電極層、ドレイン電極層などの導電層、半導体層、マスク層、絶縁層などの形成に用いることができ、光吸収層として所望の材料を用いた膜を形成し、その膜が吸収する光を選択し、照射すればよい。 The thin film formation method of this embodiment is used for forming a conductive layer such as a wiring layer, a gate electrode layer, a source electrode layer, and a drain electrode layer, a semiconductor layer, a mask layer, an insulating layer, and the like which constitute a thin film transistor or a display device. A film using a desired material can be formed as the light absorption layer, and light absorbed by the film can be selected and irradiated.

例えば、転置する光吸収膜として導電性材料を用いることができ、例えば、クロム、タンタル、銀、モリブデン、ニッケル、チタン、コバルト、銅、又はアルミニウムのうち一種又は複数を用いて形成することができる。また、光吸収膜として半導体材料を用いることもでき、例えば、シリコン(珪素)、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、ガリウム砒素、酸化モリブデン、酸化スズ、酸化ビスマス、酸化バナジウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、窒化ガリウム、酸化インジウム、リン化インジウム、窒化インジウム、硫化カドミウム、テルル化カドミウム、チタン酸ストロンチウムなどの無機半導体材料を用いることができる。また光吸収膜に水素や不活性気体(ヘリウム(He)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、ネオン(Ne)、キセノン(Xe)など)を添加してもよい。 For example, a conductive material can be used for the light absorption film to be transferred, and for example, one or more of chromium, tantalum, silver, molybdenum, nickel, titanium, cobalt, copper, or aluminum can be used. . A semiconductor material can also be used as the light absorption film, for example, silicon (silicon), germanium, silicon germanium, gallium arsenide, molybdenum oxide, tin oxide, bismuth oxide, vanadium oxide, nickel oxide, zinc oxide, gallium nitride, Inorganic semiconductor materials such as indium oxide, indium phosphide, indium nitride, cadmium sulfide, cadmium telluride, and strontium titanate can be used. Further, hydrogen or an inert gas (such as helium (He), argon (Ar), krypton (Kr), neon (Ne), or xenon (Xe)) may be added to the light absorption film.

本発明により、表示装置を構成する配線等の構成物を、所望の形状で形成できる。また複雑なフォトリソグラフィ工程を軽減し、簡略化された工程で表示装置を作製することができるので、材料のロスが少なく、コストダウンも達成できる。よって高性能、高信頼性の表示装置を歩留まりよく作製することができる。 According to the present invention, a component such as a wiring constituting the display device can be formed in a desired shape. In addition, a display device can be manufactured through a simplified process by reducing complicated photolithography processes, so that material loss is small and cost reduction can be achieved. Therefore, a high-performance and highly reliable display device can be manufactured with high yield.

(実施の形態4)
図25(A)は本発明に係る表示パネルの構成を示す上面図であり、絶縁表面を有する基板2700上に画素2702をマトリクス上に配列させた画素領域2701、走査線側入力端子2703、信号線側入力端子2704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であってRGBを用いたフルカラー表示であれば1024×768×3(RGB)、UXGAであってRGBを用いたフルカラー表示であれば1600×1200×3(RGB)、フルスペックハイビジョンに対応させ、RGBを用いたフルカラー表示であれば1920×1080×3(RGB)とすれば良い。
(Embodiment 4)
FIG. 25A is a top view illustrating a structure of a display panel according to the present invention. A pixel region 2701 in which pixels 2702 are arranged in a matrix over a substrate 2700 having an insulating surface, a scan line side input terminal 2703, a signal A line side input terminal 2704 is formed. The number of pixels may be provided in accordance with various standards. For full color display using XGA and RGB, 1024 × 768 × 3 (RGB), and for full color display using UXGA and RGB, 1600 × 1200. If it corresponds to x3 (RGB) and full spec high vision and is full color display using RGB, it may be 1920 x 1080 x 3 (RGB).

画素2702は、走査線側入力端子2703から延在する走査線と、信号線側入力端子2704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。画素2702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。 The pixels 2702 are arranged in a matrix by a scan line extending from the scan line side input terminal 2703 and a signal line extending from the signal line side input terminal 2704 intersecting. Each of the pixels 2702 includes a switching element and a pixel electrode connected to the switching element. A typical example of the switching element is a TFT. By connecting the gate electrode side of the TFT to a scanning line and the source or drain side to a signal line, each pixel can be controlled independently by a signal input from the outside. Yes.

図25(A)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表示パネルの構成を示しているが、図26(A)に示すように、COG(Chip on Glass)方式によりドライバIC2751を基板2700上に実装しても良い。また他の実装形態として、図26(B)に示すようなTAB(Tape Automated Bonding)方式を用いてもよい。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。図26において、ドライバIC2751は、FPC2750と接続している。 FIG. 25A shows the structure of a display panel in which signals input to the scan lines and signal lines are controlled by an external driver circuit. As shown in FIG. 26A, COG (Chip on The driver IC 2751 may be mounted on the substrate 2700 by a glass method. As another mounting mode, a TAB (Tape Automated Bonding) method as shown in FIG. 26B may be used. The driver IC may be formed on a single crystal semiconductor substrate or may be a circuit in which a TFT is formed on a glass substrate. In FIG. 26, the driver IC 2751 is connected to the FPC 2750.

また、画素に設けるTFTを、結晶性が高い多結晶(微結晶)半導体で形成する場合には、図25(B)に示すように走査線側駆動回路3702を基板3700上に形成することもできる。図25(B)において、3701は画素領域であり、信号線側駆動回路は、図25(A)と同様に外付けの駆動回路により制御する。本発明で形成するTFTのように、画素に設けるTFTを移動度の高い、多結晶(微結晶)半導体、単結晶半導体などで形成する場合は、図25(C)に示すように、走査線側駆動回路4702と、信号線側駆動回路4704を基板4700上に一体形成することもできる。 In the case where a TFT provided for a pixel is formed using a polycrystalline (microcrystalline) semiconductor with high crystallinity, a scan line driver circuit 3702 may be formed over the substrate 3700 as illustrated in FIG. it can. In FIG. 25B, reference numeral 3701 denotes a pixel region, and the signal line side driver circuit is controlled by an external driver circuit as in FIG. In the case where a TFT provided for a pixel is formed using a polycrystalline (microcrystalline) semiconductor, a single crystal semiconductor, or the like with high mobility like the TFT formed in the present invention, as shown in FIG. The side driver circuit 4702 and the signal line side driver circuit 4704 can be formed over the substrate 4700 integrally.

本発明の実施の形態について、図8乃至図14を用いて説明する。より詳しくは、本発明を適用した、逆スタガ型の薄膜トランジスタを有する表示装置の作製方法について説明する。図8乃至図13の(A)は表示装置画素領域の上面図であり、図8乃至図13の(B)は、図8乃至図13の(A)における線A−Cによる断面図、(C)は線B−Dによる断面図である。図14(A)(B)も表示装置の断面図である。 Embodiment modes of the present invention will be described with reference to FIGS. More specifically, a method for manufacturing a display device having an inverted staggered thin film transistor to which the present invention is applied will be described. 8A to 13A are top views of the pixel region of the display device, and FIG. 8B to FIG. 13B are cross-sectional views taken along line A-C in FIG. 8A to FIG. C) is a sectional view taken along line BD. 14A and 14B are also cross-sectional views of the display device.

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等からなるガラス基板、石英基板、金属基板、又は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を用いる。また、基板100の表面が平坦化されるようにCMP法などによって、研磨しても良い。なお、基板100上に、絶縁層を形成してもよい。絶縁層は、プラズマCVD法等のCVD法、スパッタリング法、スピンコート法等の種々の方法により、珪素を含む酸化物材料、窒化物材料を用いて、単層又は積層して形成される。この絶縁層は、形成しなくても良いが、基板100からの汚染物質などを遮断する効果がある。 As the substrate 100, a glass substrate made of barium borosilicate glass, alumino borosilicate glass, or the like, a quartz substrate, a metal substrate, or a plastic substrate having heat resistance that can withstand the processing temperature in this manufacturing process is used. Further, polishing may be performed by a CMP method or the like so that the surface of the substrate 100 is planarized. Note that an insulating layer may be formed over the substrate 100. The insulating layer is formed as a single layer or a stacked layer using an oxide material and a nitride material containing silicon by various methods such as a CVD method such as a plasma CVD method, a sputtering method, and a spin coating method. This insulating layer may not be formed, but has an effect of blocking contaminants from the substrate 100.

基板100上に、ゲート電極層103(103a、103b)、104(104a、104b)を形成する。ゲート電極層103(103a、103b)、104(104a、104b)は、Ag、Au、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、Ta、W、Ti、Mo、Al、Cuから選ばれた元素、又は前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成すればよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、AgPdCu合金を用いてもよい。また、単層構造でも複数層の構造でもよく、例えば、窒化タングステン膜とモリブデン(Mo)膜との2層構造としてもよいし、膜厚50nmのタングステン膜、膜厚500nmのアルミニウムとシリコンの合金(Al−Si)膜、膜厚30nmの窒化チタン膜を順次積層した3層構造としてもよい。また、3層構造とする場合、第1の導電膜のタングステンに代えて窒化タングステンを用いてもよいし、第2の導電膜のアルミニウムとシリコンの合金(Al−Si)膜に代えてアルミニウムとチタンの合金膜(Al−Ti)を用いてもよいし、第3の導電膜の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。 Gate electrode layers 103 (103a and 103b) and 104 (104a and 104b) are formed over the substrate 100. The gate electrode layers 103 (103a, 103b), 104 (104a, 104b) are formed of an element selected from Ag, Au, Ni, Pt, Pd, Ir, Rh, Ta, W, Ti, Mo, Al, Cu, or What is necessary is just to form with the alloy material or compound material which has the said element as a main component. Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus, or an AgPdCu alloy may be used. Alternatively, a single-layer structure or a multi-layer structure may be used, for example, a two-layer structure of a tungsten nitride film and a molybdenum (Mo) film, a tungsten film with a thickness of 50 nm, or an alloy of aluminum and silicon with a thickness of 500 nm. A three-layer structure in which an (Al—Si) film and a titanium nitride film with a thickness of 30 nm are sequentially stacked may be employed. In the case of a three-layer structure, tungsten nitride may be used instead of tungsten of the first conductive film, or aluminum instead of the aluminum and silicon alloy (Al-Si) film of the second conductive film. A titanium alloy film (Al—Ti) may be used, or a titanium film may be used instead of the titanium nitride film of the third conductive film.

ゲート電極層103a、103b、104a、104bは、スパッタリング法、PVD法(Physical Vapor Deposition)、減圧CVD法(LPCVD法)、またはプラズマCVD法等のCVD法(Chemical Vapor Deposition)などを用いて形成し、マスク層を用いて加工して形成することができる。また、構成物が所望のパターンに転写、または描写できる方法、例えば各種印刷法(スクリーン(孔版)印刷、オフセット(平版)印刷、凸版印刷やグラビア(凹版)印刷など所望なパターンで形成される方法)、液滴吐出法、ディスペンサ法、選択的な塗布法なども用いることができる。 The gate electrode layers 103a, 103b, 104a, and 104b are formed using a sputtering method, a PVD method (Physical Vapor Deposition), a low pressure CVD method (LPCVD method), a CVD method (Chemical Vapor Deposition) such as a plasma CVD method, or the like. And can be formed by processing using a mask layer. In addition, a method in which the composition can be transferred or drawn in a desired pattern, for example, various printing methods (screen (stencil) printing, offset (flat plate) printing, letterpress printing, gravure (intaglio printing), etc.) ), A droplet discharge method, a dispenser method, a selective coating method, and the like can also be used.

導電膜の加工は、ドライエッチングまたはウェットエッチングによりエッチング加工すればよい。ICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチング法を用い、エッチング条件(コイル型の電極に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等)を適宜調節することにより、電極層をテーパー形状にエッチングすることができる。なお、エッチング用ガスとしては、Cl、BCl、SiClもしくはCClなどを代表とする塩素系ガス、CF、SFもしくはNFなどを代表とするフッ素系ガス又はOを適宜用いることができる。 The conductive film may be processed by dry etching or wet etching. Using an ICP (Inductively Coupled Plasma) etching method, the etching conditions (the amount of power applied to the coil-type electrode, the amount of power applied to the substrate-side electrode, the electrode temperature on the substrate side, etc.) are appropriately set. By adjusting, the electrode layer can be etched into a tapered shape. As an etching gas, using Cl 2, BCl 3, SiCl 4 or a chlorine-based gas typified by CCl 4, fluorine-based gas or O 2 and typified by CF 4, SF 6 or NF 3 as appropriate be able to.

本実施の形態では、ゲート電極層の形成は、転置基板上に光吸収膜である導電膜を形成後、レーザ光によって選択的に被転置基板へ所望の形状に加工して形成する。基板101上に光吸収膜を、スパッタリング法、PVD法(Physical Vapor Deposition)、減圧CVD法(LPCVD法)、またはプラズマCVD法等のCVD法(Chemical Vapor Deposition)などを用いて形成する。 In this embodiment mode, the gate electrode layer is formed by forming a conductive film which is a light absorption film over the transfer substrate and then selectively processing the transfer substrate into a desired shape with a laser beam. A light absorption film is formed over the substrate 101 by a sputtering method, a PVD method (Physical Vapor Deposition), a low pressure CVD method (LPCVD method), a CVD method such as a plasma CVD method (Chemical Vapor Deposition), or the like.

転置基板である基板101上に光吸収膜が形成され、光吸収膜が内側になるように、基板101及び被転置基板である基板100を対向して設置する。 A light absorption film is formed over the substrate 101 which is a transfer substrate, and the substrate 101 and the substrate 100 which is a transfer substrate are placed facing each other so that the light absorption film is inside.

基板101側より、基板101を透過させレーザ光112a、112b、112c、112dを選択的に光吸収膜に照射する。レーザ光112a、112b、112cが照射された領域の光吸収膜は、レーザ光112a、112b、112c、112dを吸収し、その熱などのエネルギーにより基板100側にゲート電極層103(103a、103b)、104(104a、104b)として転置される。一方、レーザ光112a、112b、112c、112dが照射されなかった領域は、光吸収膜102a、102b、102c、102d、102eとして基板101側に残存する。このように、光吸収膜を選択的に転置し、ゲート電極層103(103a、103b)、104(104a、104b)をフォトリソグラフィ工程を用いることなく、選択的に所望の形状を有するように形成する(図8(A)乃至(C)参照。)。 From the substrate 101 side, the light absorption film is selectively irradiated with laser beams 112a, 112b, 112c, and 112d through the substrate 101. The light absorption film in the region irradiated with the laser beams 112a, 112b, and 112c absorbs the laser beams 112a, 112b, 112c, and 112d, and the gate electrode layer 103 (103a and 103b) is formed on the substrate 100 side by energy such as heat. , 104 (104a, 104b). On the other hand, regions where the laser beams 112a, 112b, 112c, and 112d are not irradiated remain on the substrate 101 side as light absorption films 102a, 102b, 102c, 102d, and 102e. In this manner, the light absorption film is selectively transferred, and the gate electrode layers 103 (103a and 103b) and 104 (104a and 104b) are selectively formed to have a desired shape without using a photolithography process. (See FIGS. 8A to 8C.)

レーザ光により転置後、光吸収層に加熱処理を行ってもよく、レーザ光を照射してもよい。 After the transfer with the laser beam, the light absorption layer may be subjected to heat treatment or may be irradiated with the laser beam.

転置物である光吸収膜には、照射される光を吸収する材料を用い、基板101には照射される光を透過する、透光性の基板を用いる。本発明を用いると、自由に様々な基板に転置することができるため、基板の材料の選択性の幅が広がる。また安価な材料を基板として選択することもでき、用途に合わせて広い機能を持たせることができるだけでなく、低コストで表示装置を作製することができる。 A light-absorbing film that is a transposed material is formed using a light-absorbing material, and the substrate 101 is a light-transmitting substrate that transmits the irradiated light. When the present invention is used, the substrate can be freely transferred to various substrates, so that the range of substrate material selectivity is widened. In addition, an inexpensive material can be selected as the substrate, so that not only a wide function can be provided depending on the application, but also a display device can be manufactured at low cost.

次に、ゲート電極層103(103a、103b)、104(104a、104b)の上にゲート絶縁層105を形成する。ゲート絶縁層105としては、珪素の酸化物材料又は窒化物材料等の材料で形成すればよく、積層でも単層でもよい。本実施の形態では、窒化珪素膜、酸化珪素膜の2層の積層を用いる。またそれらや、酸化窒化珪素膜の単層、3層以上からなる積層でも良い。好適には、緻密な膜質を有する窒化珪素膜を用いるとよい。また、液滴吐出法で形成される導電層に銀や銅などを用いる場合、その上にバリア膜として窒化珪素膜やNiB膜を形成すると、不純物の拡散を防ぎ、表面を平坦化する効果がある。なお、低い成膜温度でゲートリーク電流の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。 Next, the gate insulating layer 105 is formed over the gate electrode layers 103 (103a and 103b) and 104 (104a and 104b). The gate insulating layer 105 may be formed of a material such as a silicon oxide material or a nitride material, and may be a stacked layer or a single layer. In this embodiment, a two-layer stack of a silicon nitride film and a silicon oxide film is used. Alternatively, a single layer of silicon oxynitride film or a stack of three or more layers may be used. A silicon nitride film having a dense film quality is preferably used. In addition, when silver or copper is used for a conductive layer formed by a droplet discharge method, if a silicon nitride film or a NiB film is formed thereon as a barrier film, diffusion of impurities can be prevented and the surface can be planarized. is there. 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.

次にゲート絶縁層105に第2の開口137を形成する。レジストやポリイミド等の絶縁体からなるマスク層を液滴吐出法を用いて形成し、そのマスク層を用いて、エッチング加工によりゲート絶縁層105の一部に第2の開口107を形成して、その下層側に配置されているゲート電極層104の一部を露出させることができる。エッチング加工はプラズマエッチング(ドライエッチング)又はウエットエッチングのどちらを採用しても良いが、大面積基板を処理するにはプラズマエッチングが適している。エッチングガスとしては、CF、NF、Cl、BCl、などのフッ素系又は塩素系のガスを用い、HeやArなどの不活性ガスを適宜加えても良い。また、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。 Next, a second opening 137 is formed in the gate insulating layer 105. A mask layer made of an insulator such as resist or polyimide is formed using a droplet discharge method, and the second opening 107 is formed in part of the gate insulating layer 105 by etching using the mask layer. A part of the gate electrode layer 104 disposed on the lower layer side can be exposed. The etching process may be either plasma etching (dry etching) or wet etching, but plasma etching is suitable for processing a large area substrate. As an etching gas, a fluorine-based or chlorine-based gas such as CF 4 , NF 3 , Cl 2 , or BCl 3 may be used, and an inert gas such as He or Ar may be appropriately added. Further, 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.

本実施の形態では、実施の形態1で示したようにレーザ光を用いて第1の開口107を形成し、エッチング工程により第2の開口137を形成する(図9(A)乃至(D)参照。)。なお、図9(B)及び図9(D)は対応しており、図9(B)の後工程が図9(D)である。上面図である図9(A)には、図9(D)が対応している。本実施の形態においてゲート電極層104は光吸収層として機能する。 In this embodiment mode, as shown in Embodiment Mode 1, the first opening 107 is formed using laser light, and the second opening 137 is formed by an etching process (FIGS. 9A to 9D). reference.). Note that FIG. 9B and FIG. 9D correspond to each other, and FIG. 9D shows a subsequent process of FIG. FIG. 9D corresponds to FIG. 9A which is a top view. In this embodiment, the gate electrode layer 104 functions as a light absorption layer.

ゲート絶縁層105側よりレーザ光106を選択的にゲート電極層104に照射する。照射されたエネルギーによりゲート電極層104の照射領域の一部は蒸発し、ゲート電極層135となる。ゲート電極層135上のゲート絶縁層105は除去され、第1の開口107を形成することができる。 The gate electrode layer 104 is selectively irradiated with laser light 106 from the gate insulating layer 105 side. A part of the irradiation region of the gate electrode layer 104 is evaporated by the irradiated energy to be a gate electrode layer 135. The gate insulating layer 105 over the gate electrode layer 135 is removed, so that the first opening 107 can be formed.

次に第1の開口107を有するゲート絶縁層105をマスクとして、ゲート電極層135をエッチングにより除去し、第2の開口137を形成する。ゲート電極層135はゲート電極層140に加工される(図9(D)参照。)。ゲート電極層140が露出された第2の開口137にソース電極層又はドレイン電極層を形成する導電膜を形成し、ゲート電極層140とソース電極層又はドレイン電極層とは電気的に接続することができる。第1の開口107及び第2の開口137の形成は、半導体層を形成した後に行ってもよい。 Next, using the gate insulating layer 105 having the first opening 107 as a mask, the gate electrode layer 135 is removed by etching, so that a second opening 137 is formed. The gate electrode layer 135 is processed into the gate electrode layer 140 (see FIG. 9D). A conductive film for forming a source electrode layer or a drain electrode layer is formed in the second opening 137 where the gate electrode layer 140 is exposed, and the gate electrode layer 140 and the source electrode layer or the drain electrode layer are electrically connected to each other. Can do. The formation of the first opening 107 and the second opening 137 may be performed after the semiconductor layer is formed.

第2の開口137を形成する際のエッチングは、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、またその両方を用いて行ってもよく、複数回行ってもよい。 Etching for forming the second opening 137 may be performed using a wet etching method, a dry etching method, or both, or may be performed a plurality of times.

次に半導体層を形成する。一導電型を有する半導体層は必要に応じて形成すればよい。またn型を有する半導体層を形成し、nチャネル型TFTのNMOS構造、p型を有する半導体層を形成したpチャネル型TFTのPMOS構造、nチャネル型TFTとpチャネル型TFTとのCMOS構造を作製することができる。また、導電性を付与するために、導電性を付与する元素をドーピングによって添加し、不純物領域を半導体層に形成することで、nチャネル型TFT、pチャネル型TFTを形成することもできる。n型を有する半導体層を形成するかわりに、PHガスによるプラズマ処理を行うことによって、半導体層に導電性を付与してもよい。 Next, a semiconductor layer is formed. A semiconductor layer having one conductivity type may be formed as necessary. In addition, an n-type semiconductor layer is formed, an n-channel TFT NMOS structure, a p-channel TFT PMOS structure having a p-type semiconductor layer, and an n-channel TFT and p-channel TFT CMOS structure. Can be produced. Further, in order to impart conductivity, an n-channel TFT or a p-channel TFT can be formed by adding an element imparting conductivity by doping and forming an impurity region in the semiconductor layer. Instead of forming an n-type semiconductor layer, conductivity may be imparted to the semiconductor layer by performing plasma treatment with a PH 3 gas.

半導体層を形成する材料は、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。半導体層は各種手段(スパッタ法、LPCVD法、またはプラズマCVD法等)により成膜することができる。 As a material for forming the semiconductor layer, 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 is used. A polycrystalline semiconductor crystallized using energy or thermal energy, a semi-amorphous (also referred to as microcrystal or microcrystal, hereinafter, also referred to as “SAS”) semiconductor, or the like can be used. The semiconductor layer can be formed by various means (such as sputtering, LPCVD, or plasma CVD).

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)の終端化するため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、珪素を含む気体をグロー放電分解(プラズマCVD)して形成する。珪素を含む気体としては、SiH、その他にもSi、SiHCl、SiHCl、SiCl、SiFなどを用いることが可能である。またF、GeFを混合させても良い。この珪素を含む気体をH、又は、H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0.1Pa〜133Paの範囲、電源周波数は1MHz〜120MHz、好ましくは13MHz〜60MHzである。基板加熱温度は300℃以下が好ましく、100〜200℃の基板加熱温度でも形成可能である。ここで、主に成膜時に取り込まれる不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分に由来する不純物は1×1020cm−3以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は5×1019cm−3以下、好ましくは1×1019cm−3以下となるようにすることが好ましい。また、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで安定性が増し良好なSASが得られる。また半導体層としてフッ素系ガスより形成されるSAS層に水素系ガスより形成されるSAS層を積層してもよい。 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 a main component, the Raman spectrum is shifted 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. In order to terminate dangling bonds (dangling bonds), hydrogen or halogen is contained at least 1 atomic% or more. SAS is formed by glow discharge decomposition (plasma CVD) of a gas containing silicon. As a gas containing silicon, SiH 4 , Si 2 H 6 , SiH 2 Cl 2 , SiHCl 3 , SiCl 4 , SiF 4, or the like can be used. Further, F 2 and GeF 4 may be mixed. The gas containing silicon 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 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 is preferably 300 ° C. or lower, and can be formed even at a substrate heating temperature of 100 to 200 ° C. Here, as an impurity element mainly taken in at the time of film formation, impurities derived from atmospheric components such as oxygen, nitrogen, and carbon are preferably 1 × 10 20 cm −3 or less, and in particular, the oxygen concentration is 5 × 10 5. It is preferable to be 19 cm −3 or less, preferably 1 × 10 19 cm −3 or less. Further, by adding a rare gas element such as helium, argon, krypton, or neon to further promote lattice distortion, stability is improved and a favorable SAS can be obtained. In addition, a SAS layer formed of a hydrogen-based gas may be stacked on a SAS layer formed of a fluorine-based gas as a semiconductor layer.

アモルファス半導体としては、代表的には水素化アモルファスシリコン、結晶性半導体としては代表的にはポリシリコンなどがあげられる。ポリシリコン(多結晶シリコン)には、800℃以上のプロセス温度を経て形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂高温ポリシリコンや、600℃以下のプロセス温度で形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを添加し結晶化させたポリシリコンなどを含んでいる。もちろん、前述したように、セミアモルファス半導体又は半導体層の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。 A typical example of an amorphous semiconductor is hydrogenated amorphous silicon, and a typical example of a crystalline semiconductor is polysilicon. Polysilicon (polycrystalline silicon) is mainly made of so-called high-temperature polysilicon using polysilicon formed through a process temperature of 800 ° C. or higher as a main material, or polysilicon formed at a process temperature of 600 ° C. or lower. And so-called low-temperature polysilicon, and polysilicon crystallized by adding an element that promotes crystallization. Of course, as described above, a semi-amorphous semiconductor or a semiconductor including a crystal phase in a part of the semiconductor layer can also be used.

半導体層に、結晶性半導体層を用いる場合、その結晶性半導体層の作製方法は、各種の方法(レーザ結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの結晶化を助長する元素を用いた熱結晶化法等)を用いれば良い。また、SASである微結晶半導体をレーザ照射して結晶化し、結晶性を高めることもできる。結晶化を助長する元素を導入しない場合は、非晶質珪素膜にレーザ光を照射する前に、窒素雰囲気下500℃で1時間加熱することによって非晶質珪素膜の含有水素濃度を1×1020atoms/cm以下にまで放出させる。これは水素を多く含んだ非晶質珪素膜にレーザ光を照射すると非晶質珪素膜が破壊されてしまうからである。 In the case where a crystalline semiconductor layer is used for the semiconductor layer, a method for manufacturing the crystalline semiconductor layer can be selected from various methods (laser crystallization method, thermal crystallization method, or heat using an element that promotes crystallization such as nickel. A crystallization method or the like may be used. In addition, a microcrystalline semiconductor that is a SAS can be crystallized by laser irradiation to improve crystallinity. In the case where an element for promoting crystallization is not introduced, the amorphous silicon film is heated at 500 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere before irradiating the amorphous silicon film with laser light, whereby the concentration of hydrogen contained in the amorphous silicon film is set to 1 ×. Release to 10 20 atoms / cm 3 or less. This is because the amorphous silicon film is destroyed when the amorphous silicon film containing a large amount of hydrogen is irradiated with laser light.

非晶質半導体層への金属元素の導入の仕方としては、当該金属元素を非晶質半導体層の表面又はその内部に存在させ得る手法であれば特に限定はなく、例えばスパッタ法、CVD法、プラズマ処理法(プラズマCVD法も含む)、吸着法、金属塩の溶液を塗布する方法を使用することができる。このうち溶液を用いる方法は簡便であり、金属元素の濃度調整が容易であるという点で有用である。また、このとき非晶質半導体層の表面の濡れ性を改善し、非晶質半導体層の表面全体に水溶液を行き渡らせるため、酸素雰囲気中でのUV光の照射、熱酸化法、ヒドロキシラジカルを含むオゾン水又は過酸化水素による処理等により、酸化膜を成膜することが望ましい。 The method of introducing the metal element into the amorphous semiconductor layer is not particularly limited as long as the metal element can be present on the surface of the amorphous semiconductor layer or inside the amorphous semiconductor layer. For example, sputtering, CVD, A plasma treatment method (including a plasma CVD method), an adsorption method, or a method of applying a metal salt solution can be used. Among these, the method using a solution is simple and useful in that the concentration of the metal element can be easily adjusted. At this time, in order to improve the wettability of the surface of the amorphous semiconductor layer and to spread the aqueous solution over the entire surface of the amorphous semiconductor layer, irradiation with UV light in an oxygen atmosphere, thermal oxidation method, hydroxy radical It is desirable to form an oxide film by treatment with ozone water or hydrogen peroxide.

非晶質半導体層の結晶化は、熱処理とレーザ光照射による結晶化を組み合わせてもよく、熱処理やレーザ光照射を単独で、複数回行っても良い。 The crystallization of the amorphous semiconductor layer may be a combination of heat treatment and crystallization by laser light irradiation, or may be performed multiple times by heat treatment or laser light irradiation alone.

また、結晶性半導体層を、直接基板にプラズマ法により形成しても良い。また、線状プラズマ法を用いて、結晶性半導体層を選択的に基板に形成してもよい。 Alternatively, the crystalline semiconductor layer may be directly formed over the substrate by a plasma method. Alternatively, the crystalline semiconductor layer may be selectively formed over the substrate by a linear plasma method.

半導体として、有機半導体材料を用い、印刷法、ディスペンサ法、スプレー法、スピン塗布法、液滴吐出法などで形成することができる。この場合、上記エッチング工程が必要ないため、工程数を削減することが可能である。有機半導体としては、ペンタセン等の低分子材料、高分子材料などが用いられ、有機色素、導電性高分子材料などの材料も用いることができる。本発明に用いる有機半導体材料としては、その骨格が共役二重結合から構成されるπ電子共役系の高分子材料が望ましい。代表的には、ポリチオフェン、ポリフルオレン、ポリ(3−アルキルチオフェン)、ポリチオフェン誘導体等の可溶性の高分子材料を用いることができる。 As a semiconductor, an organic semiconductor material can be used and formed by a printing method, a dispenser method, a spray method, a spin coating method, a droplet discharge method, or the like. In this case, the number of processes can be reduced because the etching process is not necessary. As the organic semiconductor, a low molecular material such as pentacene, a polymer material, or the like is used, and materials such as an organic dye or a conductive polymer material can also be used. The organic semiconductor material used in the present invention is preferably a π-electron conjugated polymer material whose skeleton is composed of conjugated double bonds. Typically, a soluble polymer material such as polythiophene, polyfluorene, poly (3-alkylthiophene), or a polythiophene derivative can be used.

その他にも本発明に用いることができる有機半導体材料としては、可溶性の前駆体を成膜した後で処理することにより半導体層を形成することができる材料がある。なお、このような有機半導体材料としては、ポリチエニレンビニレン、ポリ(2,5−チエニレンビニレン)、ポリアセチレン、ポリアセチレン誘導体、ポリアリレンビニレンなどがある。 In addition, as an organic semiconductor material that can be used in the present invention, there is a material that can form a semiconductor layer by processing after forming a soluble precursor. Examples of such an organic semiconductor material include polythienylene vinylene, poly (2,5-thienylene vinylene), polyacetylene, a polyacetylene derivative, and polyarylene vinylene.

前駆体を有機半導体に変換する際には、加熱処理だけではなく塩化水素ガスなどの反応触媒を添加することがなされる。また、これらの可溶性有機半導体材料を溶解させる代表的な溶媒としては、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソール、クロロフォルム、ジクロロメタン、γブチルラクトン、ブチルセルソルブ、シクロヘキサン、NMP(N−メチル−2−ピロリドン)、シクロヘキサノン、2−ブタノン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド(DMF)または、THF(テトラヒドロフラン)などを適用することができる。 When converting the precursor into an organic semiconductor, a reaction catalyst such as hydrogen chloride gas is added as well as heat treatment. Typical solvents for dissolving these soluble organic semiconductor materials include toluene, xylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, anisole, chloroform, dichloromethane, γ-butyllactone, butyl cellosolve, cyclohexane, NMP (N-methyl-2 -Pyrrolidone), cyclohexanone, 2-butanone, dioxane, dimethylformamide (DMF), THF (tetrahydrofuran), or the like can be applied.

本実施の形態では、半導体層及び一導電型を有する半導体層の形成は、転置基板上に光吸収膜である半導体膜を形成後、レーザ光によって選択的に被転置基板へ所望の形状に加工して転置し、形成する。基板114上に光吸収膜である半導体膜を、スパッタリング法、PVD法(Physical Vapor Deposition)、減圧CVD法(LPCVD法)、またはプラズマCVD法等のCVD法(Chemical Vapor Deposition)などを用いて形成する。 In this embodiment mode, a semiconductor layer and a semiconductor layer having one conductivity type are formed by forming a semiconductor film which is a light absorption film over a transfer substrate and then selectively processing the transferred substrate into a desired shape with a laser beam. Then transpose and form. A semiconductor film, which is a light absorption film, is formed over the substrate 114 by a sputtering method, a PVD method (Physical Vapor Deposition), a low pressure CVD method (LPCVD method), a CVD method (Chemical Vapor Deposition) such as a plasma CVD method, or the like. To do.

転置基板である基板114上に光吸収膜が形成され、光吸収膜が内側になるように、基板114及び被転置基板である基板100を対向して設置する。 A light absorption film is formed over the substrate 114 which is a transfer substrate, and the substrate 114 and the substrate 100 which is a transfer substrate are placed facing each other so that the light absorption film is inside.

基板114側より、基板114を透過させレーザ光115a、115b、115c、115dを選択的に光吸収膜に照射する。レーザ光115a、115b、115c、115dが照射された領域の光吸収膜は、レーザ光115a、115b、115c、115dを吸収し、その熱などのエネルギーにより基板100側に一導電型を有する半導体層110a、110b、111a、111bとして転置される。一方、レーザ光115a、115b、115c、115dが照射されなかった領域は、光吸収膜113a〜113fとして基板114側に残存する。半導体層108及び109も一導電型を有する半導体層と同様にレーザ光を用いた転置法により形成することができる。このように、光吸収膜を選択的に転置し、半導体層108、109、一導電型を有する半導体層110a、110b、111a、111bをフォトリソグラフィ工程を用いることなく、選択的に所望の形状を有するように形成する(図10(A)乃至(C)参照。)。 From the substrate 114 side, the laser beam 115a, 115b, 115c, 115d is selectively irradiated to the light absorption film through the substrate 114. The light absorption film in the region irradiated with the laser beams 115a, 115b, 115c, and 115d absorbs the laser beams 115a, 115b, 115c, and 115d, and has a semiconductor layer having one conductivity type on the substrate 100 side by energy such as heat. 110a, 110b, 111a, and 111b are transposed. On the other hand, the regions not irradiated with the laser beams 115a, 115b, 115c, and 115d remain on the substrate 114 side as the light absorption films 113a to 113f. Similarly to the semiconductor layer having one conductivity type, the semiconductor layers 108 and 109 can be formed by a transposition method using laser light. In this manner, the light absorption film is selectively transferred to selectively form the semiconductor layers 108 and 109 and the semiconductor layers 110a, 110b, 111a, and 111b having one conductivity type without using a photolithography process. (See FIGS. 10A to 10C).

レーザ光により転置後、光吸収層に加熱処理を行ってもよく、レーザ光を照射してもよい。 After the transfer with the laser beam, the light absorption layer may be subjected to heat treatment or may be irradiated with the laser beam.

転置物である光吸収膜には、照射される光を吸収する材料を用い、基板114には照射される光を透過する、透光性の基板を用いる。本発明を用いると、自由に様々な基板に転置することができるため、基板の材料の選択性の幅が広がる。また安価な材料を基板として選択することもでき、用途に合わせて広い機能を持たせることができるだけでなく、低コストで表示装置を作製することができる。 A light-absorbing film that is a transposed object is formed using a material that absorbs irradiated light, and the substrate 114 is a light-transmitting substrate that transmits the irradiated light. When the present invention is used, the substrate can be freely transferred to various substrates, so that the range of substrate material selectivity is widened. In addition, an inexpensive material can be selected as the substrate, so that not only a wide function can be provided depending on the application, but also a display device can be manufactured at low cost.

本実施の形態では、半導体層108、109及び一導電型を有する半導体層110a、110b、111a、111bとして非晶質半導体層を形成する。本実施の形態では、一導電型を有する半導体膜として、n型を付与する不純物元素であるリン(P)を含むn型を有する半導体膜を形成する。一導電型を有する半導体膜は、ソース領域及びドレイン領域として機能する。一導電型を有する半導体膜は必要に応じて形成すればよく、n型を付与する不純物元素(P、As)を有するn型を有する半導体膜やp型を付与する不純物元素(B)を有するp型を有する半導体膜を形成することができる。 In this embodiment, amorphous semiconductor layers are formed as the semiconductor layers 108 and 109 and the semiconductor layers 110a, 110b, 111a, and 111b having one conductivity type. In this embodiment, an n-type semiconductor film containing phosphorus (P) which is an impurity element imparting n-type conductivity is formed as the semiconductor film having one conductivity type. A semiconductor film having one conductivity type functions as a source region and a drain region. A semiconductor film having one conductivity type may be formed as necessary, and includes an n-type semiconductor film having an impurity element imparting n-type (P, As) and an impurity element imparting p-type (B). A p-type semiconductor film can be formed.

基板100上に、ソース電極層又はドレイン電極層116、117、118、119を形成する。ソース電極層又はドレイン電極層116、117、118、119は、Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)、W(タングステン)、Al(アルミニウム)、Mo(モリブデン)、Ta(タンタル)、Ti(チタン)から選ばれた元素、又は前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料等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)、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。 Source or drain electrode layers 116, 117, 118, and 119 are formed over the substrate 100. The source electrode layer 116, 117, 118, and 119 are made of Ag (silver), Au (gold), Cu (copper), W (tungsten), Al (aluminum), Mo (molybdenum), and Ta (tantalum). An element selected from Ti (titanium) or an alloy material or a compound material containing the element as a main component can be used. Alternatively, light-transmitting indium tin oxide (ITO), indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO), organic indium, organic tin, zinc oxide, titanium nitride, or the like may be combined.

ソース電極層又はドレイン電極層116、117、118、119は、スパッタリング法、PVD法(Physical Vapor Deposition)、減圧CVD法(LPCVD法)、またはプラズマCVD法等のCVD法(Chemical Vapor Deposition)などを用いて形成し、マスク層を用いて加工して形成することができる。また、構成物が所望のパターンに転写、または描写できる方法、例えば各種印刷法(スクリーン(孔版)印刷、オフセット(平版)印刷、凸版印刷やグラビア(凹版)印刷など所望なパターンで形成される方法)、液滴吐出法、ディスペンサ法、選択的な塗布法なども用いることができる。 The source or drain electrode layers 116, 117, 118, and 119 are formed by a sputtering method, a PVD method (Physical Vapor Deposition), a low pressure CVD method (LPCVD method), a CVD method (Chemical Vapor Deposition) such as a plasma CVD method, or the like. And can be formed by processing using a mask layer. In addition, a method in which the composition can be transferred or drawn in a desired pattern, for example, various printing methods (screen (stencil) printing, offset (flat plate) printing, letterpress printing, gravure (intaglio printing), etc.) ), A droplet discharge method, a dispenser method, a selective coating method, and the like can also be used.

導電膜の加工は、ドライエッチングまたはウェットエッチングによりエッチング加工すればよい。ICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチング法を用い、エッチング条件(コイル型の電極に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等)を適宜調節することにより、電極層をテーパー形状にエッチングすることができる。なお、エッチング用ガスとしては、Cl、BCl、SiClもしくはCClなどを代表とする塩素系ガス、CF、SFもしくはNFなどを代表とするフッ素系ガス又はOを適宜用いることができる。 The conductive film may be processed by dry etching or wet etching. Using an ICP (Inductively Coupled Plasma) etching method, the etching conditions (the amount of power applied to the coil-type electrode, the amount of power applied to the substrate-side electrode, the electrode temperature on the substrate side, etc.) are appropriately set. By adjusting, the electrode layer can be etched into a tapered shape. As an etching gas, using Cl 2, BCl 3, SiCl 4 or a chlorine-based gas typified by CCl 4, fluorine-based gas or O 2 and typified by CF 4, SF 6 or NF 3 as appropriate be able to.

本実施の形態では、ソース電極層又はドレイン電極層の形成は、転置基板上に光吸収膜である導電膜を形成後、レーザ光によって選択的に被転置基板へ所望の形状に加工して形成する。基板121上に光吸収膜を、スパッタリング法、PVD法(Physical Vapor Deposition)、減圧CVD法(LPCVD法)、またはプラズマCVD法等のCVD法(Chemical Vapor Deposition)などを用いて形成する。 In this embodiment mode, the source electrode layer or the drain electrode layer is formed by forming a conductive film that is a light absorption film over the transfer substrate and then selectively processing the transferred electrode into a desired shape with a laser beam. To do. A light absorption film is formed over the substrate 121 by a sputtering method, a PVD method (Physical Vapor Deposition), a low pressure CVD method (LPCVD method), a CVD method (Chemical Vapor Deposition) such as a plasma CVD method, or the like.

転置基板である基板121上に光吸収膜が形成され、光吸収膜が内側になるように、基板121及び被転置基板である基板100を対向して設置する。 A light absorption film is formed over the substrate 121 which is a transfer substrate, and the substrate 121 and the substrate 100 which is a transfer substrate are placed facing each other so that the light absorption film is inside.

基板121側より、基板121を透過させレーザ光122a、122b、122c、122dを選択的に光吸収膜に照射する。レーザ光122a、122b、122c、122dが照射された領域の光吸収膜は、レーザ光122a、122b、122c、122dを吸収し、その熱などのエネルギーにより基板100側にソース電極層又はドレイン電極層116、117、118、119として転置される。一方、レーザ光122a、122b、122c、122dが照射されなかった領域は、光吸収膜120a、120b、120c、120d、120e、120fとして基板121側に残存する。このように、光吸収膜を選択的に転置し、ソース電極層又はドレイン電極層116、117、118、119をフォトリソグラフィ工程を用いることなく、選択的に所望の形状を有するように形成する(図11(A)乃至(C)参照。)。 From the substrate 121 side, the light absorbing film is selectively irradiated with laser beams 122a, 122b, 122c, and 122d through the substrate 121. The light absorption film in the region irradiated with the laser beams 122a, 122b, 122c, and 122d absorbs the laser beams 122a, 122b, 122c, and 122d, and the source electrode layer or the drain electrode layer on the substrate 100 side by energy such as heat. 116, 117, 118, and 119 are transposed. On the other hand, the regions not irradiated with the laser beams 122a, 122b, 122c, and 122d remain on the substrate 121 side as light absorption films 120a, 120b, 120c, 120d, 120e, and 120f. In this manner, the light absorption film is selectively transferred, and the source or drain electrode layers 116, 117, 118, and 119 are selectively formed to have a desired shape without using a photolithography process ( (See FIGS. 11A to 11C.)

レーザ光により転置後、光吸収層に加熱処理を行ってもよく、レーザ光を照射してもよい。 After the transfer with the laser beam, the light absorption layer may be subjected to heat treatment or may be irradiated with the laser beam.

転置物である光吸収膜には、照射される光を吸収する材料を用い、基板121には照射される光を透過する、透光性の基板を用いる。本発明を用いると、自由に様々な基板に転置することができるため、基板の材料の選択性の幅が広がる。また安価な材料を基板として選択することもでき、用途に合わせて広い機能を持たせることができるだけでなく、低コストで表示装置を作製することができる。 A light-absorbing film that is a transposed material is formed using a light-absorbing material, and the substrate 121 is a light-transmitting substrate that transmits the irradiated light. When the present invention is used, the substrate can be freely transferred to various substrates, so that the range of substrate material selectivity is widened. In addition, an inexpensive material can be selected as the substrate, so that not only a wide function can be provided depending on the application, but also a display device can be manufactured at low cost.

ソース電極層又はドレイン電極層116はソース配線層としても機能し、ソース電極層又はドレイン電極層118は電源線としても機能する。 The source or drain electrode layer 116 also functions as a source wiring layer, and the source or drain electrode layer 118 also functions as a power supply line.

ゲート絶縁層105に形成した第2の開口137において、ソース電極層又はドレイン電極層117とゲート電極層140とを電気的に接続させる。ソース電極層又はドレイン電極層118の一部は容量素子を形成する。 In the second opening 137 formed in the gate insulating layer 105, the source or drain electrode layer 117 and the gate electrode layer 140 are electrically connected. A part of the source or drain electrode layer 118 forms a capacitor.

以上の工程で逆スタガ型薄膜トランジスタであるトランジスタ139a、139bを作製する(図11(A)乃至(C)参照。)。 Through the above steps, transistors 139a and 139b which are inverted staggered thin film transistors are manufactured (see FIGS. 11A to 11C).

ゲート絶縁層105及びトランジスタ139a、139b上に絶縁層123を形成する。 An insulating layer 123 is formed over the gate insulating layer 105 and the transistors 139a and 139b.

絶縁層123は、スパッタリング法、PVD法(Physical Vapor Deposition)、減圧CVD法(LPCVD法)、またはプラズマCVD法等のCVD法(Chemical Vapor Deposition)などにより形成することができる。また、液滴吐出法や、印刷法(スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法)、スピンコート法などの塗布法、ディッピング法、ディスペンサ法などを用いることもできる。 The insulating layer 123 can be formed by a sputtering method, a PVD method (Physical Vapor Deposition), a low pressure CVD method (LPCVD method), a CVD method such as a plasma CVD method (Chemical Vapor Deposition), or the like. Further, a droplet discharge method, a printing method (a method for forming a pattern such as screen printing or offset printing), a coating method such as a spin coating method, a dipping method, a dispenser method, or the like can also be used.

絶縁層123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、酸化窒化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン(DLC)、窒素含有炭素(CN)、ポリシラザン、その他の無機絶縁性材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、シロキサンを含む材料を用いてもよい。また、有機絶縁性材料を用いてもよく、有機材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテンを用いることができる。また、オキサゾール樹脂を用いることもでき、例えば光硬化型ポリベンゾオキサゾールなどを用いることができる。 The insulating layer 123 is formed using silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum oxide, aluminum nitride, aluminum oxynitride, diamond-like carbon (DLC), nitrogen-containing carbon (CN), polysilazane, or other inorganic insulating materials. It can be formed of a material selected from Further, a material containing siloxane may be used. Further, an organic insulating material may be used, and as the organic material, polyimide, acrylic, polyamide, polyimide amide, resist, or benzocyclobutene can be used. Moreover, an oxazole resin can also be used, for example, photocurable polybenzoxazole or the like can be used.

次に絶縁層123に開口125を形成する。本実施の形態では、実施の形態1で示したようにレーザ光を用いて第1の開口125を形成し、エッチング工程により第2の開口136を形成する(図12(A)乃至(D)参照。)。なお、図12(C)及び図12(D)は対応しており、図12(C)の後工程が図12(D)である。上面図である図12(A)には、図12(D)が対応している。本実施の形態においてソース電極層又はドレイン電極層119は光吸収層として機能する。 Next, an opening 125 is formed in the insulating layer 123. In this embodiment mode, as shown in Embodiment Mode 1, the first opening 125 is formed using laser light, and the second opening 136 is formed by an etching process (FIGS. 12A to 12D). reference.). Note that FIG. 12C and FIG. 12D correspond to each other, and FIG. 12D illustrates a subsequent process of FIG. FIG. 12D corresponds to FIG. 12A which is a top view. In this embodiment, the source or drain electrode layer 119 functions as a light absorption layer.

絶縁層123側よりレーザ光124を選択的にソース電極層又はドレイン電極層119に照射する。照射されたエネルギーによりソース電極層又はドレイン電極層119の照射領域の一部は蒸発し、ソース電極層又はドレイン電極層142となる。ソース電極層又はドレイン電極層142上の絶縁層123は除去され、第1の開口125を形成することができる。 The source or drain electrode layer 119 is selectively irradiated with laser light 124 from the insulating layer 123 side. A part of the irradiation region of the source or drain electrode layer 119 is evaporated by the irradiated energy, so that the source or drain electrode layer 142 is formed. The insulating layer 123 over the source or drain electrode layer 142 is removed, so that the first opening 125 can be formed.

次に第1の開口125を有する絶縁層123をマスクとして、ソース電極層又はドレイン電極層142をエッチングにより除去し、第2の開口136を形成する。ソース電極層又はドレイン電極層142はソース電極層又はドレイン電極層141に加工される(図12(D)参照。)。 Next, using the insulating layer 123 having the first opening 125 as a mask, the source or drain electrode layer 142 is removed by etching, so that the second opening 136 is formed. The source or drain electrode layer 142 is processed into the source or drain electrode layer 141 (see FIG. 12D).

第2の開口136を形成する際のエッチングは、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、またその両方を用いて行ってもよく、複数回行ってもよい。 Etching for forming the second opening 136 may be performed using a wet etching method, a dry etching method, or both, or may be performed a plurality of times.

レーザ光によって選択的に開口を形成することができるのでマスク層を形成しなくてもよく工程及び材料を削減することができる。またレーザ光は非常に小さいスポットに集光できるので、加工すべき導電層及び絶縁層を所定の形状に高い精度で加工できる、かつ短時間で瞬間的に加熱されるので、加工領域以外の領域をほとんど加熱しなくてもよいという利点がある。 Since openings can be selectively formed by laser light, a mask layer is not required and processes and materials can be reduced. In addition, since the laser beam can be focused on a very small spot, the conductive layer and insulating layer to be processed can be processed into a predetermined shape with high accuracy and can be heated instantaneously in a short time. There is an advantage that almost no heating is required.

また、レーザ光照射による薄膜除去と、エッチングによる薄膜除去という複数の工程を用いて開口を形成するために、積層する薄膜のエッチングに対する選択比が高くても、所望の形状(積層に対する深さや範囲など)に自由に加工することができる。例えば、レーザ光の照射により光吸収層(又は光吸収層下に積層される導電層)表面に酸化膜や窒化膜などの絶縁膜が形成されてしまう場合、そのままでは開口に形成する導電膜と光吸収層との電気的接続が行えない恐れがある。このような場合でもレーザ光照射による第1の開口をマスクとして第1の開口の底面に露出した絶縁膜をエッチングにより除去することによって、導電性を有する光吸収層(又は光吸収層下に積層される導電層)を第2の開口に露出することができる。 In addition, since an opening is formed using a plurality of steps of removing a thin film by laser light irradiation and removing a thin film by etching, a desired shape (depth or range of the laminated film) can be obtained even when the selectivity of the thin film to be laminated is high. Etc.) can be processed freely. For example, when an insulating film such as an oxide film or a nitride film is formed on the surface of a light absorption layer (or a conductive layer stacked under the light absorption layer) by laser light irradiation, the conductive film formed in the opening as it is There is a possibility that electrical connection with the light absorption layer cannot be made. Even in such a case, the insulating film exposed on the bottom surface of the first opening is removed by etching using the first opening formed by laser light irradiation as a mask, so that a conductive light absorbing layer (or a layer under the light absorbing layer is stacked). The conductive layer to be exposed to the second opening.

このように複雑なフォトリソグラフィ工程、マスク層の形成を行うことなく、レーザ光照射によって導電層と導電層とを電気的に接続する開口(コンタクトホール)を絶縁層に形成することができる。 Thus, an opening (contact hole) for electrically connecting the conductive layer and the conductive layer can be formed in the insulating layer by laser light irradiation without performing a complicated photolithography process and formation of a mask layer.

ソース電極層又はドレイン電極層141が露出された開口136に画素電極として機能する発光素子の第1の電極層126を形成し、ソース電極層又はドレイン電極層141と第1の電極層126とは電気的に接続することができる。 A first electrode layer 126 of a light-emitting element that functions as a pixel electrode is formed in the opening 136 where the source or drain electrode layer 141 is exposed. The source or drain electrode layer 141 and the first electrode layer 126 are Can be electrically connected.

第1の電極層126も実施の形態3で示すように、転置基板に導電性を有する光吸収膜を形成後、レーザ光で照射することによって、選択的に被転置基板に所望の形状に加工して形成してもよい。 As shown in Embodiment Mode 3, the first electrode layer 126 is selectively processed into a desired shape on the transferred substrate by irradiating the transferred substrate with a laser beam after forming a conductive light absorption film on the transferred substrate. May be formed.

本実施の形態においては、第1の電極層の形成は、導電膜を形成後、マスク層によって所望の形状に加工して形成する。 In this embodiment mode, the first electrode layer is formed by forming a conductive film and then processing it into a desired shape using a mask layer.

第1の電極層126は、スパッタリング法、PVD法(Physical Vapor Deposition)、減圧CVD法(LPCVD法)、またはプラズマCVD法等のCVD法(Chemical Vapor Deposition)などを用いて形成することができる。第1の電極層126を形成する導電性材料としては、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)などで形成することができる。より好ましくは、ITOに酸化珪素が2〜10重量%含まれたターゲットを用いてスパッタリング法で酸化珪素を含む酸化インジウムスズを用いる。この他、ZnOにガリウム(Ga)をドープした導電性材料、酸化珪素を含み酸化インジウムに2〜20wt%の酸化亜鉛(ZnO)を混合したターゲットを用いて形成された酸化物導電性材料であるインジウム亜鉛酸化物(IZO(indium zinc oxide))を用いても良い。 The first electrode layer 126 can be formed by a sputtering method, a PVD method (Physical Vapor Deposition), a low pressure CVD method (LPCVD method), a CVD method such as a plasma CVD method (Chemical Vapor Deposition), or the like. As a conductive material for forming the first electrode layer 126, indium tin oxide (ITO), indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO), zinc oxide (ZnO), or the like can be used. More preferably, indium tin oxide containing silicon oxide is used by a sputtering method using a target containing 2 to 10% by weight of silicon oxide in ITO. In addition, a conductive material obtained by doping ZnO with gallium (Ga), and an oxide conductive material formed using a target containing silicon oxide and indium oxide mixed with 2 to 20 wt% zinc oxide (ZnO). Indium zinc oxide (IZO (indium zinc oxide)) may be used.

マスク層は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、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、フッ化アリーレンエーテル、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。或いは、感光剤を含む市販のレジスト材料を用いてもよく、例えば、ポジ型レジスト、ネガ型レジストなどを用いてもよい。いずれの材料を用いるとしても、その表面張力と粘度は、溶媒の濃度を調整する、界面活性剤等を加えるなどして適宜調整する。 For the mask layer, a resin material such as an epoxy resin, a phenol resin, a novolac resin, an acrylic resin, a melamine resin, or a urethane resin is used. Also, benzocyclobutene, parylene, fluorinated arylene ether, organic materials such as permeable polyimide, compound materials made by polymerization of siloxane polymers, composition materials containing water-soluble homopolymers and water-soluble copolymers Etc. are formed by a droplet discharge method. Alternatively, a commercially available resist material containing a photosensitizer may be used, for example, a positive resist, a negative resist, or the like may be used. Regardless of which material is used, its surface tension and viscosity are appropriately adjusted by adjusting the concentration of the solvent, adding a surfactant or the like.

第1の電極層126の加工は、ドライエッチングまたはウェットエッチングによりエッチング加工すればよい。ICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチング法を用い、エッチング条件(コイル型の電極に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等)を適宜調節することにより、電極層をテーパー形状にエッチングすることができる。なお、エッチング用ガスとしては、Cl、BCl、SiClもしくはCClなどを代表とする塩素系ガス、CF、SFもしくはNFなどを代表とするフッ素系ガス又はOを適宜用いることができる。 The first electrode layer 126 may be processed by dry etching or wet etching. Using an ICP (Inductively Coupled Plasma) etching method, the etching conditions (the amount of power applied to the coil-type electrode, the amount of power applied to the substrate-side electrode, the electrode temperature on the substrate side, etc.) are appropriately set. By adjusting, the electrode layer can be etched into a tapered shape. As an etching gas, using Cl 2, BCl 3, SiCl 4 or a chlorine-based gas typified by CCl 4, fluorine-based gas or O 2 and typified by CF 4, SF 6 or NF 3 as appropriate be able to.

第1の電極層126は、その表面が平坦化されるように、CMP法、ポリビニルアルコール系の多孔質体で拭浄し、研磨しても良い。またCMP法を用いた研磨後に、第1の電極層126の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理などを行ってもよい。 The first electrode layer 126 may be cleaned and polished with a CMP method or a polyvinyl alcohol-based porous body so that the surface thereof is planarized. Further, after the polishing using the CMP method, the surface of the first electrode layer 126 may be subjected to ultraviolet irradiation, oxygen plasma treatment, or the like.

以上の工程により、基板100上にボトムゲート型のTFTと第1の電極層126が接続された表示パネル用のTFT基板が完成する。また本実施の形態のTFTは逆スタガ型である。 Through the above process, a TFT substrate for a display panel in which the bottom gate TFT and the first electrode layer 126 are connected to the substrate 100 is completed. The TFT of this embodiment mode is an inverted stagger type.

次に、絶縁層131(隔壁とも呼ばれる)を選択的に形成する。絶縁層131は、第1の電極層126上に開口部を有するように形成する。本実施の形態では、絶縁層131を全面に形成し、レジスト等のマスクによって、エッチングし加工する。絶縁層131を、直接選択的に形成できる液滴吐出法、印刷法、ディスペンサ法などを用いて形成する場合は、エッチングによる加工は必ずしも必要はない。 Next, an insulating layer 131 (also referred to as a partition wall) is selectively formed. The insulating layer 131 is formed over the first electrode layer 126 so as to have an opening. In this embodiment mode, the insulating layer 131 is formed over the entire surface, and is etched and processed with a mask such as a resist. When the insulating layer 131 is formed using a droplet discharge method, a printing method, a dispenser method, or the like that can be directly and selectively formed, the processing by etching is not necessarily required.

絶縁層131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、酸窒化アル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、珪素に結合する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してもよい。絶縁層131は曲率半径が連続的に変化する形状が好ましく、上に形成される電界発光層132、第2の電極層133の被覆性が向上する。 The insulating layer 131 is formed using silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum oxide, aluminum nitride, aluminum oxynitride, or other inorganic insulating materials, acrylic acid, methacrylic acid, and derivatives thereof, polyimide, aromatic, or aromatic. Bonded to heat-resistant polymers such as polyamide, polybenzimidazole, or inorganic siloxanes containing Si-O-Si bonds among silicon, oxygen, and hydrogen compounds formed from siloxane-based materials as starting materials It can be formed of an organic siloxane insulating material in which hydrogen is substituted with an organic group such as methyl or phenyl. You may form using photosensitive and non-photosensitive materials, such as an acryl and a polyimide. The insulating layer 131 preferably has a shape in which the radius of curvature continuously changes, and the coverage of the electroluminescent layer 132 and the second electrode layer 133 formed thereon is improved.

また、液滴吐出法により、絶縁層131を組成物を吐出し形成した後、その平坦性を高めるために表面を圧力によってプレスして平坦化してもよい。プレスの方法としては、ローラー状のものを表面に走査することによって、凹凸を軽減する、平坦な板状な物で表面を垂直にプレスするなどしてもよい。また溶剤等によって表面を軟化、または融解させエアナイフで表面の凹凸部を除去しても良い。また、CMP法を用いて研磨しても良い。この工程は、液滴吐出法によって凹凸が生じる場合に、その表面の平坦化する場合適用することができる。この工程により平坦性が向上すると、表示パネルの表示ムラなどを防止することができ、高繊細な画像を表示することができる。 Alternatively, after the insulating layer 131 is formed by discharging a composition by a droplet discharge method, the surface may be pressed and flattened by pressure in order to improve the flatness. As a pressing method, unevenness may be reduced by scanning a roller-shaped object on the surface, or the surface may be pressed vertically with a flat plate-like object. Alternatively, the surface may be softened or melted with a solvent or the like, and the surface irregularities may be removed with an air knife. Further, polishing may be performed using a CMP method. This step can be applied when the surface is flattened when unevenness is generated by the droplet discharge method. When flatness is improved by this step, display unevenness of the display panel can be prevented and a high-definition image can be displayed.

表示パネル用のTFT基板である基板100の上に、発光素子を形成する(図14(A)(B)参照。)。 A light emitting element is formed over a substrate 100 which is a TFT substrate for a display panel (see FIGS. 14A and 14B).

電界発光層132を形成する前に、大気圧中で200℃の熱処理を行い第1の電極層126、絶縁層131中若しくはその表面に吸着している水分を除去する。また、減圧下で200〜400℃、好ましくは250〜350℃に熱処理を行い、そのまま大気に晒さずに電界発光層132を真空蒸着法や、減圧下の液滴吐出法で形成することが好ましい。 Before forming the electroluminescent layer 132, heat treatment is performed at 200 ° C. under atmospheric pressure to remove moisture adsorbed in or on the first electrode layer 126 and the insulating layer 131. Further, it is preferable to perform heat treatment at 200 to 400 ° C. under reduced pressure, preferably 250 to 350 ° C., and form the electroluminescent layer 132 by vacuum deposition or droplet discharge under reduced pressure without being exposed to the air as it is. .

電界発光層132として、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の発光を示す材料を、それぞれ蒸着マスクを用いた蒸着法等によって選択的に形成する。赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の発光を示す材料はカラーフィルタ同様、液滴吐出法により形成することもでき(低分子または高分子材料など)、この場合マスクを用いずとも、RGBの塗り分けを行うことができるため好ましい。電界発光層132上に第2の電極層133を積層形成して、発光素子を用いた表示機能を有する表示装置が完成する。 As the electroluminescent layer 132, materials that emit red (R), green (G), and blue (B) light are selectively formed by an evaporation method using an evaporation mask or the like. A material that emits red (R), green (G), and blue (B) light can be formed by a droplet discharge method (such as a low-molecular or high-molecular material) in the same manner as a color filter. In this case, a mask is not used. Both are preferable because RGB can be separately applied. A second electrode layer 133 is stacked over the electroluminescent layer 132 to complete a display device having a display function using a light emitting element.

図示しないが、第2の電極層133を覆うようにしてパッシベーション膜を設けることは有効である。表示装置を構成する際に設けるパッシベーション(保護)膜は、単層構造でも多層構造でもよい。パッシベーション膜としては、窒化珪素(SiN)、酸化珪素(SiO)、酸化窒化珪素(SiON)、窒化酸化珪素(SiNO)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化窒化アルミニウム(AlON)、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウム(AlNO)または酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン(DLC)、窒素含有炭素(CN)を含む絶縁膜からなり、該絶縁膜を単層もしくは組み合わせた積層を用いることができる。例えば窒素含有炭素膜、窒化珪素膜のような積層、また有機材料を用いることも出来、スチレンポリマーなど高分子の積層でもよい。また、シロキサン材料を用いてもよい。 Although not shown, it is effective to provide a passivation film so as to cover the second electrode layer 133. A passivation (protective) film provided when a display device is formed may have a single layer structure or a multilayer structure. As the passivation film, silicon nitride (SiN), silicon oxide (SiO 2 ), silicon oxynitride (SiON), silicon nitride oxide (SiNO), aluminum nitride (AlN), aluminum oxynitride (AlON), nitrogen content is oxygen It is made of an insulating film containing aluminum nitride oxide (AlNO) or aluminum oxide, diamond-like carbon (DLC), or nitrogen-containing carbon (CN X ) that is higher than the content, and a single layer or a combination of the insulating films is used. it can. For example, a laminate such as a nitrogen-containing carbon film or a silicon nitride film, or an organic material can be used, or a polymer laminate such as a styrene polymer may be used. A siloxane material may also be used.

この際、カバレッジの良い膜をパッシベーション膜として用いることが好ましく、炭素膜、特にDLC膜を用いることは有効である。DLC膜は室温から100℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、耐熱性の低い電界発光層の上方にも容易に成膜することができる。DLC膜は、プラズマCVD法(代表的には、RFプラズマCVD法、マイクロ波CVD法、電子サイクロトロン共鳴(ECR)CVD法、熱フィラメントCVD法など)、燃焼炎法、スパッタ法、イオンビーム蒸着法、レーザ蒸着法などで形成することができる。成膜に用いる反応ガスは、水素ガスと、炭化水素系のガス(例えばCH、C、Cなど)とを用い、グロー放電によりイオン化し、負の自己バイアスがかかったカソードにイオンを加速衝突させて成膜する。また、CN膜は反応ガスとしてCガスとNガスとを用いて形成すればよい。DLC膜は酸素に対するブロッキング効果が高く、電界発光層の酸化を抑制することが可能である。そのため、この後に続く封止工程を行う間に電界発光層が酸化するといった問題を防止できる。 At this time, it is preferable to use a film with good coverage as the passivation film, and it is effective to use a carbon film, particularly a DLC film. Since the DLC film can be formed in a temperature range from room temperature to 100 ° C., it can be easily formed over the electroluminescent layer having low heat resistance. The DLC film is formed by a plasma CVD method (typically, an RF plasma CVD method, a microwave CVD method, an electron cyclotron resonance (ECR) CVD method, a hot filament CVD method, etc.), a combustion flame method, a sputtering method, or an ion beam evaporation method. It can be formed by laser vapor deposition. The reaction gas used for film formation was hydrogen gas and a hydrocarbon-based gas (for example, CH 4 , C 2 H 2 , C 6 H 6, etc.), ionized by glow discharge, and negative self-bias was applied. Films are formed by accelerated collision of ions with the cathode. The CN film may be formed using C 2 H 4 gas and N 2 gas as reaction gases. The DLC film has a high blocking effect against oxygen and can suppress oxidation of the electroluminescent layer. Therefore, the problem that the electroluminescent layer is oxidized during the subsequent sealing process can be prevented.

シール材を形成し、封止基板を用いて封止する。その後、ゲート電極層103と電気的に接続して形成されるゲート配線層に、フレキシブル配線基板を接続し、外部との電気的な接続をしても良い。これは、ソース配線層でもあるソース電極層又はドレイン電極層116と電気的に接続して形成されるソース配線層も同様である。 A sealing material is formed and sealed using a sealing substrate. After that, a flexible wiring board may be connected to a gate wiring layer formed by being electrically connected to the gate electrode layer 103 to be electrically connected to the outside. The same applies to the source wiring layer formed by being electrically connected to the source or drain electrode layer 116 which is also the source wiring layer.

素子を有する基板100と封止基板の間には充填剤を封入して封止する。充填剤の封入には滴下法を用いることもできる。充填剤の代わりに、窒素などの不活性ガスを充填してもよい。また、乾燥剤を表示装置内に設置することによって、発光素子の水分による劣化を防止することができる。乾燥剤の設置場所は、封止基板側でも、素子を有する基板100側でもよく、シール材が形成される領域に基板に凹部を形成して設置してもよい。また、封止基板の駆動回路領域や配線領域など表示に寄与しない領域に対応する場所に設置すると、乾燥剤が不透明な物質であっても開口率を低下させることがない。充填剤に吸湿性の材料を含むように形成し、乾燥剤の機能を持たせても良い。以上により、発光素子を用いた表示機能を有する表示装置が完成する。 A filler is sealed between the substrate 100 having elements and the sealing substrate. A dripping method can also be used to enclose the filler. Instead of the filler, an inert gas such as nitrogen may be filled. Further, by installing the desiccant in the display device, the light emitting element can be prevented from being deteriorated by moisture. The installation place of the desiccant may be on the sealing substrate side or the substrate 100 side having elements, and may be installed with a recess formed in the substrate in the region where the sealing material is formed. In addition, when it is installed at a location corresponding to a region that does not contribute to display, such as a drive circuit region or a wiring region of a sealing substrate, the aperture ratio is not lowered even if the desiccant is an opaque substance. The filler may be formed so as to include a hygroscopic material, and may have a function of a desiccant. Thus, a display device having a display function using a light-emitting element is completed.

本実施の形態では、スイッチングTFTはシングルゲート構造を示したが、ダブルゲート構造などのマルチゲート構造でもよい。また半導体層をSASや結晶性半導体を用いて作製した場合、一導電型を付与する不純物の添加によって不純物領域を形成することもできる。この場合、半導体層は濃度の異なる不純物領域を有していてもよい。例えば、半導体層のチャネル領域近傍、ゲート電極層と積層する領域は、低濃度不純物領域とし、その外側の領域を高濃度不純物領域としてもよい。 In this embodiment mode, the switching TFT has a single gate structure, but a multi-gate structure such as a double gate structure may be used. In the case where the semiconductor layer is formed using a SAS or a crystalline semiconductor, an impurity region can be formed by adding an impurity imparting one conductivity type. In this case, the semiconductor layer may have impurity regions having different concentrations. For example, the vicinity of the channel region of the semiconductor layer and the region stacked with the gate electrode layer may be low-concentration impurity regions, and the outer region may be high-concentration impurity regions.

本実施の形態は実施の形態1乃至3と適宜組み合わせることができる。 This embodiment mode can be combined with any of Embodiment Modes 1 to 3 as appropriate.

本発明により、表示装置を構成する配線等の構成物を、所望の形状で形成できる。また複雑なフォトリソグラフィ工程を軽減し、簡略化された工程で表示装置を作製することができるので、材料のロスが少なく、コストダウンも達成できる。よって高性能、高信頼性の表示装置を歩留まりよく作製することができる。 According to the present invention, a component such as a wiring constituting the display device can be formed in a desired shape. In addition, a display device can be manufactured through a simplified process by reducing complicated photolithography processes, so that material loss is small and cost reduction can be achieved. Therefore, a high-performance and highly reliable display device can be manufactured with high yield.

(実施の形態5)
本実施の形態では、信頼性も高く、より簡略化した工程で低コストに作製することを目的とした表示装置の例について説明する。詳しくは表示素子に発光素子を用いる発光表示装置について説明する。本実施の形態における表示装置の作製方法を、図15を用いて詳細に説明する。
(Embodiment 5)
In this embodiment, an example of a display device which has high reliability and is manufactured at a low cost through a simplified process will be described. Specifically, a light-emitting display device using a light-emitting element as a display element will be described. A method for manufacturing the display device in this embodiment will be described in detail with reference to FIGS.

絶縁表面を有する基板150の上に下地膜として、スパッタリング法、PVD法(Physical Vapor Deposition)、減圧CVD法(LPCVD法)、またはプラズマCVD法等のCVD法(Chemical Vapor Deposition)などにより窒化酸化珪素膜を用いて下地膜151aを10〜200nm(好ましくは50〜150nm)形成し、酸化窒化珪素膜を用いて下地膜151bを50〜200nm(好ましくは100〜150nm)積層する。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、又はシロキサン樹脂を用いてもよい。また、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いてもよい。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フッ化アリーレンエーテル、ポリイミドなどの有機材料、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もよい。また、オキサゾール樹脂を用いることもでき、例えば光硬化型ポリベンゾオキサゾールなどを用いることができる。 Silicon nitride oxide by a sputtering method, a PVD method (Physical Vapor Deposition), a low pressure CVD method (LPCVD method), a CVD method (Chemical Vapor Deposition) such as a plasma CVD method, or the like as a base film over a substrate 150 having an insulating surface. A base film 151a is formed to 10 to 200 nm (preferably 50 to 150 nm) using the film, and a base film 151b is stacked to 50 to 200 nm (preferably 100 to 150 nm) using a silicon oxynitride film. Alternatively, heat-resistant polymers such as acrylic acid, methacrylic acid and derivatives thereof, polyimide, aromatic polyamide, polybenzimidazole, or siloxane resin may be used. Moreover, resin materials such as vinyl resins such as polyvinyl alcohol and polyvinyl butyral, epoxy resins, phenol resins, novolac resins, acrylic resins, melamine resins, and urethane resins may be used. Alternatively, an organic material such as benzocyclobutene, parylene, fluorinated arylene ether, or polyimide, a composition material containing a water-soluble homopolymer and a water-soluble copolymer, or the like may be used. Moreover, an oxazole resin can also be used, for example, photocurable polybenzoxazole or the like can be used.

また、液滴吐出法や、印刷法(スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法)、スピンコート法などの塗布法、ディッピング法、ディスペンサ法などを用いることもできる。本実施の形態では、プラズマCVD法を用いて下地膜151a、下地膜151bを形成する。基板150としてはガラス基板、石英基板やシリコン基板、金属基板、またはステンレス基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いて良い。また、本実施の形態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を用いてもよいし、フィルムのような可撓性基板を用いても良い。プラスチック基板としてはPET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PES(ポリエーテルサルフォン)からなる基板、可撓性基板としてはアクリル等の合成樹脂を用いることができる。本実施の形態で作製する表示装置は、基板150を通過させて発光素子よりの光を取り出す構成であるので、基板150は透光性を有する必要がある。 Further, a droplet discharge method, a printing method (a method for forming a pattern such as screen printing or offset printing), a coating method such as a spin coating method, a dipping method, a dispenser method, or the like can also be used. In this embodiment, the base film 151a and the base film 151b are formed by a plasma CVD method. As the substrate 150, a glass substrate, a quartz substrate, a silicon substrate, a metal substrate, or a stainless substrate on which an insulating film is formed may be used. Further, a plastic substrate having heat resistance that can withstand the processing temperature of this embodiment may be used, or a flexible substrate such as a film may be used. As the plastic substrate, a substrate made of PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), or PES (polyethersulfone) can be used, and as the flexible substrate, a synthetic resin such as acrylic can be used. Since the display device manufactured in this embodiment has a structure in which light from the light-emitting element is extracted through the substrate 150, the substrate 150 needs to have a light-transmitting property.

下地膜としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素などを用いることができ、単層でも2層、3層といった積層構造でもよい。 As the base film, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, or the like can be used, and a single layer or a laminated structure of two layers or three layers may be used.

次いで、下地膜上に半導体膜を形成する。半導体膜は25〜200nm(好ましくは30〜150nm)の厚さで各種手段(スパッタ法、LPCVD法、またはプラズマCVD法等)により成膜すればよい。本実施の形態では、非晶質半導体膜を、レーザ結晶化し、結晶性半導体膜とするものを用いるのが好ましい。 Next, a semiconductor film is formed over the base film. The semiconductor film may be formed by various means (a sputtering method, an LPCVD method, a plasma CVD method, or the like) with a thickness of 25 to 200 nm (preferably 30 to 150 nm). In this embodiment mode, it is preferable to use a crystalline semiconductor film obtained by crystallizing an amorphous semiconductor film by laser crystallization.

このようにして得られた半導体膜に対して、薄膜トランジスタのしきい値電圧を制御するために微量な不純物元素(ボロンまたはリン)のドーピングを行ってもよい。この不純物元素のドーピングは、結晶化工程の前の非晶質半導体膜に行ってもよい。非晶質半導体膜の状態で不純物元素をドーピングすると、その後の結晶化のための加熱処理によって、不純物の活性化も行うことができる。また、ドーピングの際に生じる欠陥等も改善することができる。 In order to control the threshold voltage of the thin film transistor, the semiconductor film thus obtained may be doped with a trace amount of impurity element (boron or phosphorus). This doping of the impurity element may be performed on the amorphous semiconductor film before the crystallization step. When the impurity element is doped in the state of the amorphous semiconductor film, the impurity can be activated by heat treatment for subsequent crystallization. In addition, defects and the like generated during doping can be improved.

次に結晶性半導体膜を、所望な形状にエッチング加工し、半導体層を形成する。 Next, the crystalline semiconductor film is etched into a desired shape to form a semiconductor layer.

エッチング加工は、プラズマエッチング(ドライエッチング)又はウエットエッチングのどちらを採用しても良いが、大面積基板を処理するにはプラズマエッチングが適している。エッチングガスとしては、CF、NFなどのフッ素系、又はCl、BClなどの塩素系のガスを用い、HeやArなどの不活性ガスを適宜加えても良い。また、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。 As the etching process, either plasma etching (dry etching) or wet etching may be employed, but plasma etching is suitable for processing a large area substrate. As an etching gas, a fluorine-based gas such as CF 4 or NF 3 or a chlorine-based gas such as Cl 2 or BCl 3 may be used, and an inert gas such as He or Ar may be appropriately added. Further, 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.

本発明において、配線層若しくは電極層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を、液滴吐出法のような選択的にパターンを形成できる方法により形成してもよい。液滴吐出(噴出)法(その方式によっては、インクジェット法とも呼ばれる。)は、特定の目的に調合された組成物の液滴を選択的に吐出(噴出)して所定のパターン(導電層や絶縁層など)を形成することができる。この際、被形成領域にぬれ性や密着性を制御する処理を行ってもよい。また、パターンが転写(転置)、または描写できる方法、例えば印刷法(スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法)、ディスペンサ法なども用いることができる。 In the present invention, a conductive layer for forming a wiring layer or an electrode layer, a mask layer for forming a predetermined pattern, or the like may be formed by a method capable of selectively forming a pattern such as a droplet discharge method. . A droplet discharge (ejection) method (also called an ink-jet method depending on the method) is a method in which a droplet of a composition prepared for a specific purpose is selectively ejected (ejection) to form a predetermined pattern (such as a conductive layer or a conductive layer). An insulating layer or the like can be formed. At this time, a process for controlling wettability and adhesion may be performed on the formation region. In addition, a method by which the pattern can be transferred (transferred) or drawn, for example, a printing method (a method for forming a pattern such as screen printing or offset printing), a dispenser method, or the like can also be used.

半導体層を覆うゲート絶縁層を形成する。ゲート絶縁層はプラズマCVD法またはスパッタ法などを用い、厚さを10〜150nmとして珪素を含む絶縁膜で形成する。ゲート絶縁層としては、窒化珪素、酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素に代表される珪素の酸化物材料又は窒化物材料等の材料で形成すればよく、積層でも単層でもよい。また、絶縁層は窒化珪素膜、酸化珪素膜、窒化珪素膜の3層の積層、酸化窒化珪素膜の単層、2層からなる積層でも良い。 A gate insulating layer is formed to cover the semiconductor layer. The gate insulating layer is formed of an insulating film containing silicon with a thickness of 10 to 150 nm using a plasma CVD method or a sputtering method. The gate insulating layer may be formed using a material such as silicon nitride, silicon oxide, silicon oxynitride, or silicon oxide or nitride material typified by silicon nitride oxide, and may be a stacked layer or a single layer. Further, the insulating layer may be a three-layer stack of a silicon nitride film, a silicon oxide film, and a silicon nitride film, or a stack of a single layer and two layers of a silicon oxynitride film.

次いで、ゲート絶縁層上にゲート電極層を形成する。ゲート電極層は、スパッタリング法、蒸着法、CVD法等の手法により形成することができる。ゲート電極層はタンタル(Ta)、タングステン(W)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、クロム(Cr)、ネオジウム(Nd)から選ばれた元素、又は前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成すればよい。また、ゲート電極層としてリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、AgPdCu合金を用いてもよい。また、ゲート電極層は単層でも積層でもよい。 Next, a gate electrode layer is formed over the gate insulating layer. The gate electrode layer can be formed by a technique such as sputtering, vapor deposition, or CVD. The gate electrode layer is an element selected from tantalum (Ta), tungsten (W), titanium (Ti), molybdenum (Mo), aluminum (Al), copper (Cu), chromium (Cr), neodymium (Nd), or What is necessary is just to form with the alloy material or compound material which has the said element as a main component. Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus, or an AgPdCu alloy may be used for the gate electrode layer. The gate electrode layer may be a single layer or a stacked layer.

本実施の形態ではゲート電極層をテーパー形状を有する様に形成するが、本発明はそれに限定されず、ゲート電極層を積層構造にして、一層のみがテーパー形状を有し、他方は異方性エッチングによって垂直な側面を有していてもよい。本実施の形態のように、テーパー角度も積層するゲート電極層間で異なっていても良いし、同一でもよい。テーパー形状を有することによって、その上に積層する膜の被覆性が向上し、欠陥が軽減されるので信頼性が向上する。 In this embodiment mode, the gate electrode layer is formed to have a tapered shape; however, the present invention is not limited thereto, and the gate electrode layer has a stacked structure, and only one layer has a tapered shape, and the other is anisotropic. You may have a vertical side surface by an etching. As in this embodiment, the taper angle may be different between the stacked gate electrode layers, or may be the same. By having a tapered shape, the coverage of a film stacked thereon is improved and defects are reduced, so that reliability is improved.

ゲート電極層を形成する際のエッチング工程によって、ゲート絶縁層は多少エッチングされ、膜厚が減る(いわゆる膜減り)ことがある。 The gate insulating layer may be slightly etched by the etching process when forming the gate electrode layer, and the film thickness may be reduced (so-called film reduction).

半導体層に不純物元素を添加し、不純物領域を形成する。不純物領域は、その濃度を制御することにより高濃度不純物領域及び低濃度不純物領域とすることができる。低濃度不純物領域を有する薄膜トランジスタを、LDD(Lightly doped drain)構造と呼ぶ。また低濃度不純物領域は、ゲート電極と重なるように形成することができ、このような薄膜トランジスタを、GOLD(Gate Overlapped LDD)構造と呼ぶ。また薄膜トランジスタの極性は、不純物領域にリン(P)等を用いることによりn型とする。p型とする場合は、ボロン(B)等を添加すればよい。 An impurity element is added to the semiconductor layer to form an impurity region. The impurity region can be a high concentration impurity region and a low concentration impurity region by controlling the concentration thereof. A thin film transistor having a low-concentration impurity region is referred to as an LDD (Lightly Doped Drain) structure. The low-concentration impurity region can be formed so as to overlap with the gate electrode. Such a thin film transistor is referred to as a GOLD (Gate Overlapped LDD) structure. The polarity of the thin film transistor is n-type by using phosphorus (P) or the like in the impurity region. When p-type is used, boron (B) or the like may be added.

本実施の形態では、不純物領域がゲート絶縁層を介してゲート電極層と重なる領域をLov領域と示し、不純物領域がゲート絶縁層を介してゲート電極層と重ならない領域をLoff領域と示す。図15では、半導体層において、ハッチングと白地で示されているが、これは、白地部分に不純物元素が添加されていないということを示すのではなく、この領域の不純物元素の濃度分布がマスクやドーピング条件を反映していることを直感的に理解できるようにしたためである。なお、このことは本明細書の他の図面においても同様である。 In this embodiment, a region where the impurity region overlaps with the gate electrode layer through the gate insulating layer is referred to as a Lov region, and a region where the impurity region does not overlap with the gate electrode layer through the gate insulating layer is referred to as a Loff region. In FIG. 15, the semiconductor layer is indicated by hatching and white background, but this does not indicate that the impurity element is not added to the white background portion, but the concentration distribution of the impurity element in this region is the mask or This is because it is possible to intuitively understand that the doping conditions are reflected. This also applies to other drawings in this specification.

不純物元素を活性化するために加熱処理、強光の照射、又はレーザ光の照射を行ってもよい。活性化と同時にゲート絶縁層へのプラズマダメージやゲート絶縁層と半導体層との界面へのプラズマダメージを回復することができる。 In order to activate the impurity element, heat treatment, intense light irradiation, or laser light irradiation may be performed. Simultaneously with activation, plasma damage to the gate insulating layer and plasma damage to the interface between the gate insulating layer and the semiconductor layer can be recovered.

次いで、ゲート電極層、ゲート絶縁層を覆う第1の層間絶縁層を形成する。本実施の形態では、絶縁膜167と絶縁膜168との積層構造とする。絶縁膜167及び絶縁膜168は、スパッタ法、またはプラズマCVDを用いた窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、酸化珪素膜などを用いることができ、他の珪素を含む絶縁膜を単層または3層以上の積層構造として用いても良い。 Next, a first interlayer insulating layer is formed to cover the gate electrode layer and the gate insulating layer. In this embodiment mode, a stacked structure of the insulating film 167 and the insulating film 168 is employed. As the insulating film 167 and the insulating film 168, a silicon nitride film, a silicon nitride oxide film, a silicon oxynitride film, a silicon oxide film, or the like using a sputtering method or plasma CVD can be used, and another insulating film containing silicon can be used. A single layer or a stacked structure of three or more layers may be used.

さらに、窒素雰囲気中で、300〜550℃で1〜12時間の熱処理を行い、半導体層を水素化する工程を行う。好ましくは、400〜500℃で行う。この工程は層間絶縁層である絶縁膜167に含まれる水素により半導体層のダングリングボンドを終端する工程である。本実施の形態では、410度(℃)で加熱処理を行う。 Further, a heat treatment is performed at 300 to 550 ° C. for 1 to 12 hours in a nitrogen atmosphere to perform a step of hydrogenating the semiconductor layer. Preferably, it carries out at 400-500 degreeC. This step is a step of terminating dangling bonds in the semiconductor layer with hydrogen contained in the insulating film 167 which is an interlayer insulating layer. In this embodiment, heat treatment is performed at 410 degrees (° C.).

絶縁膜167、絶縁膜168としては他に窒化アルミニウム(AlN)、酸化窒化アルミニウム(AlON)、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウム(AlNO)または酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン(DLC)、窒素含有炭素(CN)、ポリシラザン、その他の無機絶縁性材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、シロキサンを含む材料を用いてもよい。また、有機絶縁性材料を用いてもよく、有機材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテンを用いることができる。また、オキサゾール樹脂を用いることもでき、例えば光硬化型ポリベンゾオキサゾールなどを用いることができる。 In addition, as the insulating films 167 and 168, aluminum nitride (AlN), aluminum oxynitride (AlON), aluminum nitride oxide (AlNO) or aluminum oxide in which the nitrogen content is higher than the oxygen content, diamond like carbon (DLC) , Nitrogen-containing carbon (CN), polysilazane, and other materials including inorganic insulating materials. Further, a material containing siloxane may be used. Further, an organic insulating material may be used, and as the organic material, polyimide, acrylic, polyamide, polyimide amide, resist, or benzocyclobutene can be used. Moreover, an oxazole resin can also be used, for example, photocurable polybenzoxazole or the like can be used.

次いで、絶縁膜167、絶縁膜168、ゲート絶縁層に半導体層に達するコンタクトホール(開口)を形成する。 Next, contact holes (openings) reaching the semiconductor layer are formed in the insulating film 167, the insulating film 168, and the gate insulating layer.

本実施の形態では、実施の形態1で示したようにレーザ光を用いて開口を形成する。絶縁膜167、絶縁膜168側よりレーザ光を選択的に半導体層のソース領域及びドレイン領域に照射し、照射されたエネルギーにより半導体層のソース領域及びドレイン領域の照射領域上の絶縁膜167、絶縁膜168、ゲート絶縁層は除去され、第1の開口を形成することができる。 In this embodiment mode, an opening is formed using laser light as described in Embodiment Mode 1. The source region and the drain region of the semiconductor layer are selectively irradiated with laser light from the insulating film 167 and the insulating film 168 side, and the insulating film 167 on the irradiation region of the source region and the drain region of the semiconductor layer is insulated by the irradiated energy. The film 168 and the gate insulating layer are removed, so that a first opening can be formed.

次に第1の開口を有するゲート絶縁層、絶縁膜167、絶縁膜168をマスクとして、半導体層のソース領域及びドレイン領域の一部をエッチングし、半導体層のソース領域及びドレイン領域が露出する第2の開口を形成する。 Next, part of the source and drain regions of the semiconductor layer is etched using the gate insulating layer having the first opening, the insulating film 167, and the insulating film 168 as a mask, so that the source and drain regions of the semiconductor layer are exposed. Two openings are formed.

第2の開口を形成する際のエッチングは、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、またその両方を用いて行ってもよく、複数回行ってもよい。 Etching for forming the second opening may be performed using a wet etching method, a dry etching method, or both, or may be performed a plurality of times.

半導体層のソース領域及びドレイン領域が露出された開口にソース電極層及びドレイン電極層を形成し、半導体層のソース領域及びドレイン領域とソース電極層及びドレイン電極層とは電気的に接続することができる。 The source electrode layer and the drain electrode layer are formed in the opening in which the source region and the drain region of the semiconductor layer are exposed, and the source region and the drain region of the semiconductor layer can be electrically connected to the source electrode layer and the drain electrode layer. it can.

ソース電極層及びドレイン電極層は、PVD法、CVD法、蒸着法等により導電膜を成膜した後、所望の形状に加工して形成することができる。また、液滴吐出法、印刷法、ディスペンサ法、電解メッキ法等により、所定の場所に選択的に導電層を形成することができる。更にはリフロー法、ダマシン法を用いても良い。ソース電極層及びドレイン電極層の材料は、Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Si、Ge、Zr、Ba等の金属又はその合金、若しくはその金属窒化物を用いて形成する。また、これらの積層構造としても良い。 The source electrode layer and the drain electrode layer can be formed by forming a conductive film by a PVD method, a CVD method, an evaporation method, or the like and then processing the film into a desired shape. In addition, a conductive layer can be selectively formed at a predetermined place by a droplet discharge method, a printing method, a dispenser method, an electrolytic plating method, or the like. Furthermore, a reflow method or a damascene method may be used. Source electrode layer and drain electrode layer materials are Ag, Au, Cu, Ni, Pt, Pd, Ir, Rh, W, Al, Ta, Mo, Cd, Zn, Fe, Ti, Si, Ge, Zr, Ba Or a metal nitride thereof or a metal nitride thereof. Moreover, it is good also as these laminated structures.

本実施の形態に示す表示装置を構成するゲート電極層、半導体層、ソース電極層、ドレイン電極層も実施の形態3で示すように、転置基板に導電性材料や半導体材料を用いた光吸収膜を形成後、レーザ光で照射することによって、選択的に被転置基板に所望の形状に加工して形成することができる。よってフォトリソグラフィ工程を用いないために工程が簡略化し、材料のロスも防止できるため、低コスト化が達成できる。 As shown in Embodiment Mode 3, a light-absorbing film using a conductive material or a semiconductor material for a gate electrode layer, a semiconductor layer, a source electrode layer, and a drain electrode layer included in the display device described in this embodiment mode After the film is formed, it can be selectively processed into a desired shape by being irradiated with a laser beam. Accordingly, since a photolithography process is not used, the process can be simplified and material loss can be prevented, so that cost reduction can be achieved.

以上の工程で周辺駆動回路領域204にLov領域にp型不純物領域を有するpチャネル型薄膜トランジスタである薄膜トランジスタ285、Lov領域にnチャネル型不純物領域を有するnチャネル型薄膜トランジスタである薄膜トランジスタ275を、画素領域206にLoff領域にn型不純物領域を有するマルチチャネル型のnチャネル型薄膜トランジスタである薄膜トランジスタ265、Lov領域にp型不純物領域を有するpチャネル型薄膜トランジスタである薄膜トランジスタ255を有するアクティブマトリクス基板を作製することができる。 Through the above steps, the peripheral driver circuit region 204 includes a thin film transistor 285 which is a p-channel thin film transistor having a p-type impurity region in the Lov region, and a thin film transistor 275 which is an n-channel thin film transistor having an n-channel impurity region in the Lov region. In 206, an active matrix substrate having a thin film transistor 265 which is a multi-channel n-channel thin film transistor having an n-type impurity region in a Loff region and a thin film transistor 255 which is a p-channel thin film transistor having a p-type impurity region in a Lov region is manufactured. Can do.

本実施の形態に限定されず、薄膜トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でも、二つ形成されるダブルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。また、周辺駆動回路領域の薄膜トランジスタも、シングルゲート構造、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。 Without being limited to this embodiment mode, the thin film transistor may have a single gate structure in which one channel formation region is formed, a double gate structure in which two channel formation regions are formed, or a triple gate structure in which three channel formation regions are formed. The thin film transistor in the peripheral driver circuit region may have a single gate structure, a double gate structure, or a triple gate structure.

次に第2の層間絶縁層として絶縁膜181を形成する。図15において、スクライブによる切り離しのための切り離し領域201、FPCの貼り付け部である外部端子接続領域202、周辺部の引き回し配線領域である配線領域203、周辺駆動回路領域204、画素領域206である。配線領域203には配線179a、配線179bが設けられ、外部端子接続領域202には、外部端子と接続する端子電極層178が設けられている。 Next, an insulating film 181 is formed as a second interlayer insulating layer. In FIG. 15, there are a separation region 201 for separation by scribing, an external terminal connection region 202 that is an FPC pasting portion, a wiring region 203 that is a peripheral wiring region, a peripheral driver circuit region 204, and a pixel region 206. . The wiring region 203 is provided with wirings 179a and 179b, and the external terminal connection region 202 is provided with a terminal electrode layer 178 that is connected to an external terminal.

絶縁膜181としては酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、窒化アルミニウム(AlN)、窒素を含む酸化アルミニウム(酸化窒化アルミニウムともいう)(AlON)、酸素を含む窒化酸化アルミニウム(窒化酸化アルミニウムともいう)(AlNO)、酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン(DLC)、窒素含有炭素(CN)、PSG(リンガラス)、BPSG(リンボロンガラス)、アルミナ、ポリシラザン、その他の無機絶縁性材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、シロキサン樹脂を用いてもよい。また、有機絶縁性材料を用いてもよく、有機材料としては、感光性、非感光性どちらでも良く、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、低誘電率(Low−k)材料を用いることができる。また、オキサゾール樹脂を用いることもでき、例えば光硬化型ポリベンゾオキサゾールなどを用いることができる。平坦化のために設ける層間絶縁層としては、耐熱性および絶縁性が高く、且つ、平坦化率の高いものが要求されるので、絶縁膜181の形成方法としては、スピンコート法で代表される塗布法を用いると好ましい。 As the insulating film 181, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, aluminum nitride (AlN), aluminum oxide containing nitrogen (also referred to as aluminum oxynitride) (AlON), aluminum nitride oxide containing oxygen (nitrided oxide) (Also aluminum) (AlNO), aluminum oxide, diamond-like carbon (DLC), nitrogen-containing carbon (CN), PSG (phosphorus glass), BPSG (phosphorus boron glass), alumina, polysilazane, and other inorganic insulating materials It can be formed of a material selected from substances. A siloxane resin may also be used. An organic insulating material may be used, and the organic material may be either photosensitive or non-photosensitive. Polyimide, acrylic, polyamide, polyimide amide, resist or benzocyclobutene, low dielectric constant (Low-k) Materials can be used. Moreover, an oxazole resin can also be used, for example, photocurable polybenzoxazole or the like can be used. An interlayer insulating layer provided for planarization is required to have high heat resistance and high insulation and a high planarization rate. Therefore, a method for forming the insulating film 181 is represented by a spin coating method. It is preferable to use a coating method.

絶縁膜181は、その他ディップ法、スプレー塗布、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイフコーター、CVD法、蒸着法等を採用することができる。液滴吐出法により絶縁膜181を形成してもよい。液滴吐出法を用いた場合には材料液を節約することができる。また、液滴吐出法のようにパターンが転写、または描写できる方法、例えば印刷法(スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法)、ディスペンサ法なども用いることができる。 The insulating film 181 may employ other dipping methods, spray coating, doctor knife, roll coater, curtain coater, knife coater, CVD method, vapor deposition method, and the like. The insulating film 181 may be formed by a droplet discharge method. When the droplet discharge method is used, the material liquid can be saved. Further, a method capable of transferring or drawing a pattern, such as a droplet discharge method, for example, a printing method (a method for forming a pattern such as screen printing or offset printing), a dispenser method, or the like can be used.

画素領域206の絶縁膜181に微細な開口、つまりコンタクトホールを形成する。ソース電極層又はドレイン電極層は絶縁膜181に形成された開口で第1の電極層185と電気的に接続している。絶縁膜181に形成される開口を実施の形態1で示したようにレーザ光を照射することによって第1の開口を形成し、第1の開口を有する薄膜をマスクとしてエッチングを行い第2の開口を形成することによって作製することができる。本実施の形態は、ソース電極層又はドレイン電極層に比較的蒸発し易い低融点金属(本実施の形態ではクロム)を用いる。絶縁膜181側よりレーザ光を選択的にソース電極層又はドレイン電極層に照射し、照射されたエネルギーによりソース電極層又はドレイン電極層の照射領域上の絶縁膜181は除去され、第1の開口を形成することができる。 A fine opening, that is, a contact hole is formed in the insulating film 181 in the pixel region 206. The source electrode layer or the drain electrode layer is electrically connected to the first electrode layer 185 through an opening formed in the insulating film 181. The opening formed in the insulating film 181 is irradiated with laser light as described in Embodiment Mode 1 to form a first opening, and etching is performed using the thin film having the first opening as a mask to form a second opening. Can be produced. In this embodiment, a low-melting-point metal (chromium in this embodiment) that is relatively easily evaporated is used for the source electrode layer or the drain electrode layer. The source electrode layer or the drain electrode layer is selectively irradiated with laser light from the insulating film 181 side, and the insulating film 181 on the irradiation region of the source electrode layer or the drain electrode layer is removed by the irradiated energy, so that the first opening is formed. Can be formed.

次に第1の開口を有する絶縁膜181をマスクとして、ソース電極層又はドレイン電極層をエッチングにより除去し、第2の開口を形成する。ソース電極層又はドレイン電極層が露出された第2の開口に第1の電極層185を形成し、ソース電極層又はドレイン電極層と第1の電極層185は電気的に接続することができる。第2の開口を形成する際のエッチングは、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、またその両方を用いて行ってもよく、複数回行ってもよい。 Next, using the insulating film 181 having the first opening as a mask, the source electrode layer or the drain electrode layer is removed by etching to form a second opening. The first electrode layer 185 is formed in the second opening from which the source or drain electrode layer is exposed, and the source or drain electrode layer and the first electrode layer 185 can be electrically connected. Etching for forming the second opening may be performed using a wet etching method, a dry etching method, or both, or may be performed a plurality of times.

レーザ光によって選択的に開口を形成することができるのでマスク層を形成しなくてもよく工程及び材料を削減することができる。またレーザ光は非常に小さいスポットに集光できるので、加工すべき導電層及び絶縁層を所定の形状に高い精度で加工できる、かつ短時間で瞬間的に加熱されるので、加工領域以外の領域をほとんど加熱しなくてもよいという利点がある。 Since openings can be selectively formed by laser light, a mask layer is not required and processes and materials can be reduced. In addition, since the laser beam can be focused on a very small spot, the conductive layer and insulating layer to be processed can be processed into a predetermined shape with high accuracy and can be heated instantaneously in a short time. There is an advantage that almost no heating is required.

また、レーザ光照射による薄膜除去と、エッチングによる薄膜除去という複数の工程を用いて開口を形成するために、積層する薄膜のエッチングに対する選択比が高くても、所望の形状(積層に対する深さや範囲など)に自由に加工することができる。例えば、レーザ光の照射により光吸収層(又は光吸収層下に積層される導電層)表面に酸化膜や窒化膜などの絶縁膜が形成されてしまう場合、そのままでは開口に形成する導電膜と光吸収層との電気的接続が行えない恐れがある。このような場合でもレーザ光照射による第1の開口を有する絶縁膜をマスクとして第1の開口の底面に露出した絶縁膜をエッチングにより除去することによって、導電性を有する光吸収層(又は光吸収層下に積層される導電層)を第2の開口に露出することができる。 In addition, since an opening is formed using a plurality of steps of removing a thin film by laser light irradiation and removing a thin film by etching, a desired shape (depth or range of the laminated film) can be obtained even when the selectivity of the thin film to be laminated is high. Etc.) can be processed freely. For example, when an insulating film such as an oxide film or a nitride film is formed on the surface of a light absorption layer (or a conductive layer stacked under the light absorption layer) by laser light irradiation, the conductive film formed in the opening as it is There is a possibility that electrical connection with the light absorption layer cannot be made. Even in such a case, the insulating film exposed to the bottom surface of the first opening is removed by etching using the insulating film having the first opening by laser light irradiation as a mask, so that the conductive light absorption layer (or light absorption) is removed. A conductive layer stacked under the layer) can be exposed in the second opening.

このように複雑なフォトリソグラフィ工程、マスク層の形成を行うことなく、レーザ光照射によって導電層と導電層とを電気的に接続する開口(コンタクトホール)を絶縁層に形成することができる。 Thus, an opening (contact hole) for electrically connecting the conductive layer and the conductive layer can be formed in the insulating layer by laser light irradiation without performing a complicated photolithography process and formation of a mask layer.

第1の電極層185は陽極、または陰極として機能し、Ti、Ni、W、Cr、Pt、Zn、Sn、In、またはMoから選ばれた元素、または窒化チタン、TiSi、WSi、窒化タングステン、WSi、NbNなどの前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料を主成分とする膜またはそれらの積層膜を総膜厚100nm〜800nmの範囲で用いればよい。 The first electrode layer 185 functions as an anode or a cathode and is an element selected from Ti, Ni, W, Cr, Pt, Zn, Sn, In, or Mo, or titanium nitride, TiSi X N Y , WSi X , Tungsten nitride, WSi X N Y , NbN, or the like, a film mainly containing an alloy material or compound material containing the above elements as a main component, or a stacked film thereof may be used in a total film thickness range of 100 nm to 800 nm.

本実施の形態では、表示素子として発光素子を用い、発光素子からの光を第1の電極層185側から取り出す構造のため、第1の電極層185が透光性を有する。第1の電極層185として、透明導電膜を形成し、所望の形状にエッチングすることで第1の電極層185を形成する。 In this embodiment, a light-emitting element is used as a display element and light from the light-emitting element is extracted from the first electrode layer 185 side; thus, the first electrode layer 185 has a light-transmitting property. A transparent conductive film is formed as the first electrode layer 185, and the first electrode layer 185 is formed by etching into a desired shape.

本発明においては、透光性電極層である第1の電極層185に、具体的には透光性を有する導電性材料からなる透明導電膜を用いればよく、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物などを用いることができる。勿論、インジウム錫酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物(ITSO)なども用いることができる。 In the present invention, a transparent conductive film made of a light-transmitting conductive material may be used for the first electrode layer 185 that is a light-transmitting electrode layer, indium oxide containing tungsten oxide, Indium zinc oxide containing tungsten oxide, indium oxide containing titanium oxide, indium tin oxide containing titanium oxide, or the like can be used. Needless to say, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium tin oxide added with silicon oxide (ITSO), or the like can also be used.

また、透光性を有さない金属膜のような材料であっても膜厚を薄く(好ましくは、5nm〜30nm程度の厚さ)して光を透過可能な状態としておくことで、第1の電極層185から光を放射することが可能となる。また、第1の電極層185に用いることのできる金属薄膜としては、チタン、タングステン、ニッケル、金、白金、銀、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、およびそれらの合金からなる導電膜などを用いることができる。 Further, even when a material such as a metal film that does not have translucency is used, the first film thickness can be reduced by thinning (preferably about 5 nm to 30 nm) so that light can be transmitted. It becomes possible to emit light from the electrode layer 185. As the metal thin film that can be used for the first electrode layer 185, a conductive film made of titanium, tungsten, nickel, gold, platinum, silver, aluminum, magnesium, calcium, lithium, or an alloy thereof is used. Can do.

第1の電極層185は、蒸着法、スパッタ法、CVD法、印刷法、ディスペンサ法または液滴吐出法などを用いて形成することができる。本実施の形態では、第1の電極層185として、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物を用いてスパッタリング法によって作製する。第1の電極層185は、好ましくは総膜厚100nm〜800nmの範囲で用いればよい。第1の電極層185も実施の形態3で示すように、転置基板に導電性を有する光吸収膜を形成後、レーザ光で照射することによって、選択的に被転置基板に所望の形状に加工して形成してもよい。 The first electrode layer 185 can be formed by an evaporation method, a sputtering method, a CVD method, a printing method, a dispenser method, a droplet discharge method, or the like. In this embodiment, the first electrode layer 185 is formed by a sputtering method using indium zinc oxide containing tungsten oxide. The first electrode layer 185 is preferably used in a total film thickness range of 100 nm to 800 nm. As shown in Embodiment Mode 3, the first electrode layer 185 is selectively processed into a desired shape on the transferred substrate by irradiating the transferred substrate with a laser light after forming a conductive light absorption film on the transferred substrate. May be formed.

第1の電極層185は、その表面が平坦化されるように、CMP法、ポリビニルアルコール系の多孔質体で拭浄し、研磨しても良い。またCMP法を用いた研磨後に、第1の電極層185の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理などを行ってもよい。 The first electrode layer 185 may be wiped with a CMP method or a polyvinyl alcohol-based porous material and polished so that the surface thereof is planarized. Further, after polishing using the CMP method, the surface of the first electrode layer 185 may be subjected to ultraviolet irradiation, oxygen plasma treatment, or the like.

第1の電極層185を形成後、加熱処理を行ってもよい。この加熱処理により、第1の電極層185中に含まれる水分は放出される。よって、第1の電極層185は脱ガスなどを生じないため、第1の電極層上に水分によって劣化しやすい発光材料を形成しても、発光材料は劣化せず、信頼性の高い表示装置を作製することができる。 Heat treatment may be performed after the first electrode layer 185 is formed. By this heat treatment, moisture contained in the first electrode layer 185 is released. Therefore, the first electrode layer 185 does not cause degassing. Therefore, even when a light-emitting material that is easily deteriorated by moisture is formed over the first electrode layer, the light-emitting material is not deteriorated and the display device has high reliability. Can be produced.

次に、第1の電極層185の端部、ソース電極層又はドレイン電極層を覆う絶縁層186(隔壁、障壁などと呼ばれる)を形成する。 Next, an insulating layer 186 (referred to as a partition wall, a barrier, or the like) is formed to cover the end portion of the first electrode layer 185 and the source or drain electrode layer.

絶縁層186としては酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素などを用いることができ、単層でも2層、3層といった積層構造でもよい。また、絶縁層186の他の材料として、窒化アルミニウム、酸素含有量が窒素含有量よりも多い酸化窒化アルミニウム、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン(DLC)、窒素含有炭素、ポリシラザン、その他の無機絶縁性材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。シロキサンを含む材料を用いてもよい。また、有機絶縁性材料を用いてもよく、有機材料としては、感光性、非感光性どちらでも良く、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテンを用いることができる。また、オキサゾール樹脂を用いることもでき、例えば光硬化型ポリベンゾオキサゾールなどを用いることができる。 As the insulating layer 186, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, or the like can be used, and a single layer or a stacked structure of two layers or three layers may be used. As other materials for the insulating layer 186, aluminum nitride, aluminum oxynitride having an oxygen content higher than the nitrogen content, aluminum nitride oxide or aluminum oxide having a nitrogen content higher than the oxygen content, diamond-like carbon (DLC) ), Nitrogen-containing carbon, polysilazane, and other materials including inorganic insulating materials. A material containing siloxane may be used. Further, an organic insulating material may be used, and the organic material may be either photosensitive or non-photosensitive, and polyimide, acrylic, polyamide, polyimide amide, resist, or benzocyclobutene can be used. Moreover, an oxazole resin can also be used, for example, photocurable polybenzoxazole or the like can be used.

絶縁層186は、スパッタリング法、PVD法(Physical Vapor Deposition)、減圧CVD法(LPCVD法)、またはプラズマCVD法等のCVD法(Chemical Vapor Deposition)、また、選択的にパターンを形成できる液滴吐出法や、パターンが転写または描写できる印刷法(スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法)、ディスペンサ法、その他スピンコート法などの塗布法、ディッピング法などを用いることもできる。 The insulating layer 186 is formed by a sputtering method, a PVD method (Physical Vapor Deposition), a low pressure CVD method (LPCVD method), a CVD method such as a plasma CVD method (Chemical Vapor Deposition), or a droplet discharge capable of selectively forming a pattern. It is also possible to use a method, a printing method capable of transferring or drawing a pattern (a method of forming a pattern such as screen printing or offset printing), a coating method such as a dispenser method, a spin coating method, or a dipping method.

所望の形状に加工するエッチング加工は、プラズマエッチング(ドライエッチング)又はウエットエッチングのどちらを採用しても良い。大面積基板を処理するにはプラズマエッチングが適している。エッチングガスとしては、CF、NFなどのフッ素系のガス、又はCl、BClなどの塩素系のガスを用い、HeやArなどの不活性ガスを適宜加えても良い。また、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。 As the etching process for processing into a desired shape, either plasma etching (dry etching) or wet etching may be employed. Plasma etching is suitable for processing large area substrates. As an etching gas, a fluorine-based gas such as CF 4 or NF 3 or a chlorine-based gas such as Cl 2 or BCl 3 may be used, and an inert gas such as He or Ar may be appropriately added. Further, 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.

図15(A)に示す接続領域205において、第2の電極層と同工程、同材料で形成される配線層はゲート電極層と同工程、同材料で形成される配線層と電気的に接続する。 In the connection region 205 illustrated in FIG. 15A, the wiring layer formed of the same material and in the same process as the second electrode layer is electrically connected to the wiring layer of the same process and the same material as the gate electrode layer. To do.

第1の電極層185の上には発光層188が形成される。なお、図15では一画素しか図示していないが、本実施の形態ではR(赤)、G(緑)、B(青)の各色に対応した電界電極層を作り分けている。 A light emitting layer 188 is formed over the first electrode layer 185. In FIG. 15, only one pixel is shown, but in this embodiment, field electrode layers corresponding to R (red), G (green), and B (blue) colors are separately formed.

次に、発光層188の上に導電膜からなる第2の電極層189が設けられる。第2の電極層189としては、Al、Ag、Li、Ca、またはこれらの合金や化合物MgAg、MgIn、AlLi、CaF、または窒化カルシウムを用いればよい。こうして第1の電極層185、発光層188及び第2の電極層189からなる発光素子190が形成される(図15(B)参照。)。 Next, a second electrode layer 189 made of a conductive film is provided over the light emitting layer 188. As the second electrode layer 189, Al, Ag, Li, Ca, or an alloy or compound thereof such as MgAg, MgIn, AlLi, CaF 2 , or calcium nitride may be used. Thus, a light-emitting element 190 including the first electrode layer 185, the light-emitting layer 188, and the second electrode layer 189 is formed (see FIG. 15B).

図15に示した本実施の形態の表示装置において、発光素子190から発した光は、第1の電極層185側から、図15(B)中の矢印の方向に透過して射出される。 In the display device of this embodiment mode illustrated in FIG. 15, light emitted from the light-emitting element 190 is transmitted through and emitted from the first electrode layer 185 side in the direction of the arrow in FIG.

本実施の形態では、第2の電極層189上にパッシベーション膜(保護膜)として絶縁層を設けてもよい。このように第2の電極層189を覆うようにしてパッシベーション膜を設けることは有効である。パッシベーション膜としては、窒化珪素、酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン(DLC)、窒素含有炭素を含む絶縁膜からなり、該絶縁膜を単層もしくは組み合わせた積層を用いることができる。又はシロキサン樹脂を用いてもよい。 In this embodiment, an insulating layer may be provided as a passivation film (a protective film) over the second electrode layer 189. Thus, it is effective to provide a passivation film so as to cover the second electrode layer 189. As the passivation film, silicon nitride, silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, aluminum nitride, aluminum oxynitride, aluminum nitride oxide or aluminum oxide having a nitrogen content higher than the oxygen content, diamond-like carbon (DLC), It can be formed of an insulating film containing nitrogen-containing carbon, and a single layer or a combination of the insulating films can be used. Alternatively, a siloxane resin may be used.

この際、カバレッジの良い膜をパッシベーション膜として用いることが好ましく、炭素膜、特にDLC膜を用いることは有効である。DLC膜は室温から100℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、耐熱性の低い発光層188の上方にも容易に成膜することができる。DLC膜は、プラズマCVD法(代表的には、RFプラズマCVD法、マイクロ波CVD法、電子サイクロトロン共鳴(ECR)CVD法、熱フィラメントCVD法など)、燃焼炎法、スパッタ法、イオンビーム蒸着法、レーザ蒸着法などで形成することができる。成膜に用いる反応ガスは、水素ガスと、炭化水素系のガス(例えばCH、C、Cなど)とを用い、グロー放電によりイオン化し、負の自己バイアスがかかったカソードにイオンを加速衝突させて成膜する。また、CN膜は反応ガスとしてCガスとNガスとを用いて形成すればよい。DLC膜は酸素に対するブロッキング効果が高く、発光層188の酸化を抑制することが可能である。そのため、この後に続く封止工程を行う間に発光層188が酸化するといった問題を防止できる。 At this time, it is preferable to use a film with good coverage as the passivation film, and it is effective to use a carbon film, particularly a DLC film. Since the DLC film can be formed in a temperature range from room temperature to 100 ° C., it can be easily formed over the light-emitting layer 188 having low heat resistance. The DLC film is formed by a plasma CVD method (typically, an RF plasma CVD method, a microwave CVD method, an electron cyclotron resonance (ECR) CVD method, a hot filament CVD method, etc.), a combustion flame method, a sputtering method, or an ion beam evaporation method. It can be formed by laser vapor deposition. The reaction gas used for film formation was hydrogen gas and a hydrocarbon-based gas (for example, CH 4 , C 2 H 2 , C 6 H 6, etc.), ionized by glow discharge, and negative self-bias was applied. Films are formed by accelerated collision of ions with the cathode. The CN film may be formed using C 2 H 4 gas and N 2 gas as reaction gases. The DLC film has a high blocking effect against oxygen and can suppress oxidation of the light-emitting layer 188. Therefore, the problem that the light emitting layer 188 is oxidized during the subsequent sealing process can be prevented.

このように発光素子190が形成された基板150と、封止基板195とをシール材192によって固着し、発光素子を封止する(図15参照。)。シール材192としては、代表的には可視光硬化性、紫外線硬化性または熱硬化性の樹脂を用いるのが好ましい。例えば、ビスフェノールA型液状樹脂、ビスフェノールA型固形樹脂、含ブロムエポキシ樹脂、ビスフェノールF型樹脂、ビスフェノールAD型樹脂、フェノール型樹脂、クレゾール型樹脂、ノボラック型樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、エピビス型エポキシ樹脂、グリシジルエステル樹脂、グリジシルアミン系樹脂、複素環式エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂を用いることができる。なお、シール材で囲まれた領域には充填材193を充填してもよく、窒素雰囲気下で封止することによって、窒素等を封入してもよい。本実施の形態は、下面射出型のため、充填材193は透光性を有する必要はないが、充填材193を透過して光を取り出す構造の場合は、透光性を有する必要がある。代表的には可視光硬化、紫外線硬化または熱硬化のエポキシ樹脂を用いればよい。以上の工程において、本実施の形態における、発光素子を用いた表示機能を有する表示装置が完成する。また充填材は、液状の状態で滴下し、表示装置内に充填することもできる。充填剤として、乾燥剤などの吸湿性を含む物質を用いると、さらなる吸水効果が得られ、素子の劣化を防ぐことができる。 The substrate 150 over which the light-emitting element 190 is formed in this manner and the sealing substrate 195 are fixed with a sealant 192 to seal the light-emitting element (see FIG. 15). As the sealant 192, it is typically preferable to use a visible light curable resin, an ultraviolet curable resin, or a thermosetting resin. For example, bisphenol A type liquid resin, bisphenol A type solid resin, bromine-containing epoxy resin, bisphenol F type resin, bisphenol AD type resin, phenol type resin, cresol type resin, novolac type resin, cyclic aliphatic epoxy resin, epibis type epoxy Epoxy resins such as resins, glycidyl ester resins, glycidylamine resins, heterocyclic epoxy resins, and modified epoxy resins can be used. Note that a region surrounded by the sealant may be filled with a filler 193, or nitrogen or the like may be sealed by sealing in a nitrogen atmosphere. Since this embodiment mode is a bottom emission type, the filler 193 does not need to have translucency, but in the case of a structure in which light is extracted through the filler 193, the filler 193 needs to have translucency. Typically, a visible light curable, ultraviolet curable, or thermosetting epoxy resin may be used. Through the above steps, a display device having a display function using a light-emitting element in this embodiment is completed. Further, the filler can be dropped in a liquid state and filled in the display device. When a material having hygroscopicity such as a desiccant is used as the filler, a further water absorption effect can be obtained and deterioration of the element can be prevented.

EL表示パネル内には素子の水分による劣化を防ぐため、乾燥剤が設置される。本実施の形態では、乾燥剤は、画素領域を取り囲むように封止基板に形成された凹部に設置され、薄型化を妨げない構成とする。また、ゲート配線層に対応する領域にも乾燥剤を形成し、吸水面積を広く取ると、吸水効果が高い。また、直接発光しないゲート配線層上に乾燥剤を形成すると、光取り出し効率を低下させることもない。 A desiccant is installed in the EL display panel in order to prevent deterioration of the element due to moisture. In this embodiment mode, the desiccant is provided in a recess formed in the sealing substrate so as to surround the pixel region, and the thickness is not hindered. Moreover, if a desiccant is formed also in the area | region corresponding to a gate wiring layer and a water absorption area is taken widely, the water absorption effect will be high. Further, when a desiccant is formed on the gate wiring layer that does not emit light directly, the light extraction efficiency is not lowered.

なお、本実施の形態では、ガラス基板で発光素子を封止した場合を示すが、封止の処理とは、発光素子を水分から保護するための処理であり、カバー材で機械的に封入する方法、熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂で封入する方法、金属酸化物や窒化物等のバリア能力が高い薄膜により封止する方法のいずれかを用いる。カバー材としては、ガラス、セラミックス、プラスチックもしくは金属を用いることができるが、カバー材側に光を放射させる場合は透光性でなければならない。また、カバー材と上記発光素子が形成された基板とは熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂等のシール材を用いて貼り合わせられ、熱処理又は紫外光照射処理によって樹脂を硬化させて密閉空間を形成する。この密閉空間の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を設けることも有効である。この吸湿材は、シール材の上に接して設けても良いし、発光素子よりの光を妨げないような、隔壁の上や周辺部に設けても良い。さらに、カバー材と発光素子の形成された基板との空間を熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂で充填することも可能である。この場合、熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を添加しておくことは有効である。 Note that in this embodiment mode, a case where a light-emitting element is sealed with a glass substrate is shown; however, the sealing process is a process for protecting the light-emitting element from moisture and is mechanically sealed with a cover material. Either a method, a method of encapsulating with a thermosetting resin or an ultraviolet light curable resin, or a method of encapsulating with a thin film having a high barrier ability such as a metal oxide or a nitride is used. As the cover material, glass, ceramics, plastic, or metal can be used. However, when light is emitted to the cover material side, it must be translucent. In addition, the cover material and the substrate on which the light emitting element is formed are bonded together using a sealing material such as a thermosetting resin or an ultraviolet light curable resin, and the resin is cured by heat treatment or ultraviolet light irradiation treatment to form a sealed space. Form. It is also effective to provide a hygroscopic material typified by barium oxide in this sealed space. This hygroscopic material may be provided in contact with the sealing material, or may be provided on the partition wall or in the peripheral portion so as not to block light from the light emitting element. Further, the space between the cover material and the substrate on which the light emitting element is formed can be filled with a thermosetting resin or an ultraviolet light curable resin. In this case, it is effective to add a moisture absorbing material typified by barium oxide in the thermosetting resin or the ultraviolet light curable resin.

また、ソース電極層又はドレイン電極層と第1の電極層が直接接して電気的な接続を行わず、配線層を介して接続してもよい。 Further, the source electrode layer or the drain electrode layer and the first electrode layer may be in direct contact with each other and may not be electrically connected but may be connected via a wiring layer.

本実施の形態では、外部端子接続領域202において、端子電極層178に異方性導電層196によってFPC194を接続し、外部と電気的に接続する構造とする。また表示装置の上面図である図15(A)で示すように、本実施の形態において作製される表示装置は信号線駆動回路を有する周辺駆動回路領域204、周辺駆動回路領域209のほかに、走査線駆動回路を有する周辺駆動回路領域207、周辺駆動回路領域208が設けられている。 In this embodiment mode, the FPC 194 is connected to the terminal electrode layer 178 with the anisotropic conductive layer 196 in the external terminal connection region 202 so as to be electrically connected to the outside. As shown in FIG. 15A, which is a top view of the display device, the display device manufactured in this embodiment includes a peripheral driver circuit region 204 having a signal line driver circuit and a peripheral driver circuit region 209. A peripheral driving circuit region 207 having a scanning line driving circuit and a peripheral driving circuit region 208 are provided.

本実施の形態では、上記のような回路で形成するが、本発明はこれに限定されず、周辺駆動回路としてICチップを前述したCOG方式やTAB方式によって実装したものでもよい。また、ゲート線駆動回路、ソース線駆動回路は複数であっても単数であっても良い。 In this embodiment mode, the circuit is formed as described above. However, the present invention is not limited to this, and an IC chip may be mounted as a peripheral driver circuit by the above-described COG method or TAB method. Further, the gate line driver circuit and the source line driver circuit may be plural or singular.

また、本発明の表示装置において、画面表示の駆動方法は特に限定されず、例えば、点順次駆動方法や線順次駆動方法や面順次駆動方法などを用いればよい。代表的には、線順次駆動方法とし、時分割階調駆動方法や面積階調駆動方法を適宜用いればよい。また、表示装置のソース線に入力する映像信号は、アナログ信号であってもよいし、デジタル信号であってもよく、適宜、映像信号に合わせて駆動回路などを設計すればよい。 In the display device of the present invention, the screen display driving method is not particularly limited. For example, a dot sequential driving method, a line sequential driving method, a surface sequential driving method, or the like may be used. Typically, a line sequential driving method is used, and a time-division gray scale driving method or an area gray scale driving method may be used as appropriate. The video signal input to the source line of the display device may be an analog signal or a digital signal, and a drive circuit or the like may be designed in accordance with the video signal as appropriate.

本実施の形態は実施の形態1乃至3と適宜組み合わせることができる。 This embodiment mode can be combined with any of Embodiment Modes 1 to 3 as appropriate.

本発明により、表示装置を構成する配線等の構成物を、所望の形状で形成できる。また複雑なフォトリソグラフィ工程を軽減し、簡略化された工程で表示装置を作製することができるので、材料のロスが少なく、コストダウンも達成できる。よって高性能、高信頼性の表示装置を歩留まりよく作製することができる。 According to the present invention, a component such as a wiring constituting the display device can be formed in a desired shape. In addition, a display device can be manufactured through a simplified process by reducing complicated photolithography processes, so that material loss is small and cost reduction can be achieved. Therefore, a high-performance and highly reliable display device can be manufactured with high yield.

(実施の形態6)
本発明を適用して薄膜トランジスタを形成し、該薄膜トランジスタを用いて表示装置を形成することができるが、発光素子を用いて、なおかつ、該発光素子を駆動するトランジスタとしてnチャネル型トランジスタを用いた場合、該発光素子から発せられる光は、下方放射、上方放射、両方放射のいずれかを行う。ここでは、それぞれの場合に応じた発光素子の積層構造について、図17を用いて説明する。
(Embodiment 6)
A thin film transistor is formed by applying the present invention, and a display device can be formed using the thin film transistor. When a light-emitting element is used and an n-channel transistor is used as a transistor for driving the light-emitting element, The light emitted from the light emitting element emits either downward radiation, upward radiation, or both radiation. Here, a stacked structure of light-emitting elements corresponding to each case will be described with reference to FIGS.

また、本実施の形態では、本発明を適用したチャネル保護型の薄膜トランジスタ461、471、481を用いる。薄膜トランジスタ481は、透光性を有する基板480上に設けられ、ゲート電極層493、ゲート絶縁層497、半導体層482、n型を有する半導体層495a、n型を有する半導体層495b、ソース電極層又はドレイン電極層487a、ソース電極層又はドレイン電極層487b、チャネル保護層496、絶縁層499、配線層498により形成される。ゲート電極層、半導体層、ソース電極層、ドレイン電極層などは実施の形態3で示すように、転置基板に導電性を有する光吸収膜を形成後、レーザ光で照射することによって、選択的に被転置基板に所望の形状に加工して形成してもよい。工程が簡略化し、材料のロスも防止できるため、低コスト化が達成できる。 In this embodiment mode, channel protective thin film transistors 461, 471, and 481 to which the present invention is applied are used. The thin film transistor 481 is provided over a light-transmitting substrate 480, and includes a gate electrode layer 493, a gate insulating layer 497, a semiconductor layer 482, an n-type semiconductor layer 495a, an n-type semiconductor layer 495b, a source electrode layer, or The drain electrode layer 487a, the source or drain electrode layer 487b, the channel protective layer 496, the insulating layer 499, and the wiring layer 498 are formed. As shown in Embodiment Mode 3, the gate electrode layer, the semiconductor layer, the source electrode layer, the drain electrode layer, and the like are selectively formed by irradiating with a laser beam after forming a light-absorbing film having conductivity on the transfer substrate. The transfer substrate may be processed into a desired shape. Since the process is simplified and material loss can be prevented, cost reduction can be achieved.

本実施の形態で示す図17(A)乃至(C)において、絶縁層499にソース電極層又はドレイン電極層487bに達するコンタクトホール(開口)を形成する。 17A to 17C described in this embodiment, a contact hole (opening) reaching the source or drain electrode layer 487b is formed in the insulating layer 499.

本実施の形態では、実施の形態1で示したようにレーザ光を用いて第1の開口を形成し、かつ第1の開口を有する薄膜を用いて第2の開口を形成する。絶縁層499側よりレーザ光を選択的にソース電極層又はドレイン電極層487bに照射し、照射されたエネルギーによりソース電極層又はドレイン電極層487bの照射領域上の絶縁層499は除去され、第1の開口を形成することができる。 In this embodiment mode, as shown in Embodiment Mode 1, the first opening is formed using laser light, and the second opening is formed using a thin film having the first opening. The source electrode or drain electrode layer 487b is selectively irradiated with laser light from the insulating layer 499 side, and the insulating layer 499 over the irradiation region of the source or drain electrode layer 487b is removed by the irradiated energy, whereby the first Can be formed.

次に第1の開口を有する絶縁層499をマスクとして、ソース電極層又はドレイン電極層487bをエッチングにより除去し、ゲート絶縁層497に達する第2の開口を形成することができる。第2の開口を形成する際のエッチングは、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、またその両方を用いて行ってもよく、複数回行ってもよい。 Next, using the insulating layer 499 having the first opening as a mask, the source or drain electrode layer 487b is removed by etching, so that a second opening reaching the gate insulating layer 497 can be formed. Etching for forming the second opening may be performed using a wet etching method, a dry etching method, or both, or may be performed a plurality of times.

ソース電極層又はドレイン電極層487b及びゲート絶縁層497が露出された開口に配線層498を形成し、ソース電極層又はドレイン電極層487bと配線層498とは電気的に接続することができる。配線層498は発光素子の第1の電極層484と接続されるため、配線層498を介して薄膜トランジスタ481と発光素子とが電気的に接続される。 A wiring layer 498 is formed in the opening from which the source or drain electrode layer 487b and the gate insulating layer 497 are exposed, and the source or drain electrode layer 487b and the wiring layer 498 can be electrically connected. Since the wiring layer 498 is connected to the first electrode layer 484 of the light-emitting element, the thin film transistor 481 and the light-emitting element are electrically connected to each other through the wiring layer 498.

レーザ光によって選択的に開口を形成することができるのでマスク層を形成しなくてもよく工程及び材料を削減することができる。またレーザ光は非常に小さいスポットに集光できるので、加工すべき導電層及び絶縁層を所定の形状に高い精度で加工できる、かつ短時間で瞬間的に加熱されるので、加工領域以外の領域をほとんど加熱しなくてもよいという利点がある。 Since openings can be selectively formed by laser light, a mask layer is not required and processes and materials can be reduced. In addition, since the laser beam can be focused on a very small spot, the conductive layer and insulating layer to be processed can be processed into a predetermined shape with high accuracy and can be heated instantaneously in a short time. There is an advantage that almost no heating is required.

また、レーザ光照射による薄膜除去と、エッチングによる薄膜除去という複数の工程を用いて開口を形成するために、積層する薄膜のエッチングに対する選択比が高くても、所望の形状(積層に対する深さや範囲など)に自由に加工することができる。例えば、レーザ光の照射により光吸収層(又は光吸収層下に積層される導電層)表面に酸化膜や窒化膜などの絶縁膜が形成されてしまう場合、そのままでは開口に形成する導電膜と光吸収層との電気的接続が行えない恐れがある。このような場合でもレーザ光照射による第1の開口をマスクとして第1の開口の底面に露出した絶縁膜をエッチングにより除去することによって、導電性を有する光吸収層(又は光吸収層下に積層される導電層)を第2の開口に露出することができる。 In addition, since an opening is formed using a plurality of steps of removing a thin film by laser light irradiation and removing a thin film by etching, a desired shape (depth or range of the laminated film) can be obtained even when the selectivity of the thin film to be laminated is high. Etc.) can be processed freely. For example, when an insulating film such as an oxide film or a nitride film is formed on the surface of a light absorption layer (or a conductive layer stacked under the light absorption layer) by laser light irradiation, the conductive film formed in the opening as it is There is a possibility that electrical connection with the light absorption layer cannot be made. Even in such a case, the insulating film exposed on the bottom surface of the first opening is removed by etching using the first opening formed by laser light irradiation as a mask, so that a conductive light absorbing layer (or a layer under the light absorbing layer is stacked). The conductive layer to be exposed to the second opening.

このように複雑なフォトリソグラフィ工程、マスク層の形成を行うことなく、レーザ光照射によって導電層と導電層とを電気的に接続する開口(コンタクトホール)を絶縁層に形成することができる。 Thus, an opening (contact hole) for electrically connecting the conductive layer and the conductive layer can be formed in the insulating layer by laser light irradiation without performing a complicated photolithography process and formation of a mask layer.

本実施の形態では、半導体層として非晶質半導体層を用いる。しかし本実施の形態に限定されず、半導体層として結晶性半導体層を用い、一導電型の半導体層としてn型を有する半導体層を用いることもできる。n型を有する半導体層を形成するかわりに、PHガスによるプラズマ処理を行うことによって、半導体層に導電性を付与してもよい。ポリシリコンのような結晶性半導体層を用いる場合、一導電型の半導体層を形成せず、結晶性半導体層に不純物を導入(添加)して一導電型を有する不純物領域を形成してもよい。また、ペンタセンなどの有機半導体を用いることもでき、有機半導体を液滴吐出法などによって選択的に形成すると、加工工程を簡略化することができる。 In this embodiment mode, an amorphous semiconductor layer is used as the semiconductor layer. However, the present invention is not limited to this embodiment mode, and a crystalline semiconductor layer can be used as a semiconductor layer, and an n-type semiconductor layer can be used as a semiconductor layer of one conductivity type. Instead of forming an n-type semiconductor layer, conductivity may be imparted to the semiconductor layer by performing plasma treatment with a PH 3 gas. When a crystalline semiconductor layer such as polysilicon is used, an impurity region having one conductivity type may be formed by introducing (adding) an impurity into the crystalline semiconductor layer without forming the one conductivity type semiconductor layer. . In addition, an organic semiconductor such as pentacene can be used. When the organic semiconductor is selectively formed by a droplet discharge method or the like, a processing process can be simplified.

半導体層として結晶性半導体層を用いる場合を説明する。まず、非晶質半導体層を結晶化し、結晶性半導体層を形成する。結晶化工程で、非晶質半導体層に結晶化を促進する元素(触媒元素、金属元素とも示す)を添加し、熱処理(550℃〜750℃で3分〜24時間)により結晶化を行う。結晶化を助長する元素としては、この珪素の結晶化を助長する金属元素としては鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、オスミニウム(Os)、イリジウム(Ir)、白金(Pt)、銅(Cu)及び金(Au)から選ばれた一種又は複数種類を用いることができる。 The case where a crystalline semiconductor layer is used as the semiconductor layer is described. First, an amorphous semiconductor layer is crystallized to form a crystalline semiconductor layer. In the crystallization step, an element (also referred to as a catalyst element or a metal element) that promotes crystallization is added to the amorphous semiconductor layer, and crystallization is performed by heat treatment (at 550 ° C. to 750 ° C. for 3 minutes to 24 hours). As elements for promoting crystallization, metal elements for promoting crystallization of silicon include iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd). One or a plurality selected from osmium (Os), iridium (Ir), platinum (Pt), copper (Cu), and gold (Au) can be used.

結晶化を促進する元素を結晶性半導体層から除去、又は軽減するため、結晶性半導体層に接して、不純物元素を含む半導体層を形成し、ゲッタリングシンクとして機能させる。不純物元素としては、n型を付与する不純物元素、p型を付与する不純物元素や希ガス元素などを用いることができ、例えばリン(P)、窒素(N)、ヒ素(As)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)、ボロン(B)、ヘリウム(He)、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、Kr(クリプトン)、Xe(キセノン)から選ばれた一種または複数種を用いることができる。結晶化を促進する元素を含む結晶性半導体層に、n型を有する半導体層を形成し、熱処理(550℃〜750℃で3分〜24時間)を行う。結晶性半導体層中に含まれる結晶化を促進する元素は、n型を有する半導体層中に移動し、結晶性半導体層中の結晶化を促進する元素は除去、又は軽減され、半導体層が形成される。一方n型を有する半導体層は、結晶性を促進する元素である金属元素を含む、n型を有する半導体層となり、その後所望の形状に加工されてn型を有する半導体層となる。このようにn型を有する半導体層は、半導体層のゲッタリングシンクとしても機能し、そのままソース領域及びドレイン領域としても機能する。 In order to remove or reduce the element that promotes crystallization from the crystalline semiconductor layer, a semiconductor layer containing an impurity element is formed in contact with the crystalline semiconductor layer and functions as a gettering sink. As the impurity element, an impurity element imparting n-type conductivity, an impurity element imparting p-type conductivity, a rare gas element, or the like can be used. For example, phosphorus (P), nitrogen (N), arsenic (As), antimony (Sb ), Bismuth (Bi), boron (B), helium (He), neon (Ne), argon (Ar), Kr (krypton), and Xe (xenon) can be used. An n-type semiconductor layer is formed over the crystalline semiconductor layer containing an element that promotes crystallization, and heat treatment (at 550 ° C. to 750 ° C. for 3 minutes to 24 hours) is performed. The element that promotes crystallization contained in the crystalline semiconductor layer moves into the n-type semiconductor layer, and the element that promotes crystallization in the crystalline semiconductor layer is removed or reduced, so that the semiconductor layer is formed. Is done. On the other hand, the n-type semiconductor layer becomes an n-type semiconductor layer containing a metal element which is an element that promotes crystallinity, and is then processed into a desired shape to become an n-type semiconductor layer. Thus, the n-type semiconductor layer functions as a gettering sink of the semiconductor layer, and also functions as a source region and a drain region as it is.

半導体層の結晶化工程とゲッタリング工程を複数の加熱処理により行ってもよく、結晶化工程とゲッタリング工程を一度の加熱処理により行うこともできる。この場合は、非晶質半導体層を形成し、結晶化を促進する元素を添加し、ゲッタリングシンクとなる半導体層を形成した後、加熱処理を行えばよい。 The semiconductor layer crystallization step and the gettering step may be performed by a plurality of heat treatments, and the crystallization step and the gettering step may be performed by a single heat treatment. In this case, an amorphous semiconductor layer is formed, an element that promotes crystallization is added, a semiconductor layer serving as a gettering sink is formed, and then heat treatment is performed.

本実施の形態では、ゲート絶縁層を複数層の積層で形成し、ゲート絶縁層497としてゲート電極層493側から窒化酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜を形成し、2層の積層構造とする。積層される絶縁層は、同チャンバー内で真空を破らずに同一温度下で、反応ガスを切り変えながら連続的に形成するとよい。真空を破らずに連続的に形成すると、積層する膜同士の界面が汚染されるのを防ぐことができる。 In this embodiment, the gate insulating layer is formed by stacking a plurality of layers, and a silicon nitride oxide film and a silicon oxynitride film are formed as the gate insulating layer 497 from the gate electrode layer 493 side to have a two-layer stacked structure. The insulating layers to be stacked are preferably formed continuously while switching the reaction gas at the same temperature without breaking the vacuum in the same chamber. If formed continuously without breaking the vacuum, it is possible to prevent the interface between the stacked films from being contaminated.

チャネル保護層496は、液滴吐出法を用いてポリイミド又はポリビニルアルコール等を滴下してもよい。その結果、露光工程を省略することができる。チャネル保護層としては、無機材料(酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素など)、感光性または非感光性の有機材料(有機樹脂材料)(ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト、ベンゾシクロブテンなど)、低誘電率材料などの一種、もしくは複数種からなる膜、またはこれらの膜の積層などを用いることができる。また、シロキサン材料を用いてもよい。作製法としては、プラズマCVD法や熱CVD法などの気相成長法やスパッタリング法を用いることができる。また、液滴吐出法や、ディスペンサ法、印刷法(スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法)を用いることもできる。塗布法で得られるSOG膜なども用いることができる。 For the channel protective layer 496, polyimide, polyvinyl alcohol, or the like may be dropped by a droplet discharge method. As a result, the exposure process can be omitted. As the channel protective layer, inorganic materials (silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, etc.), photosensitive or non-photosensitive organic materials (organic resin materials) (polyimide, acrylic, polyamide, polyimide amide, resist) , Benzocyclobutene, etc.), a low dielectric constant material, or a film made of a plurality of kinds, or a stack of these films can be used. A siloxane material may also be used. As a manufacturing method, a vapor deposition method such as a plasma CVD method or a thermal CVD method, or a sputtering method can be used. Alternatively, a droplet discharge method, a dispenser method, or a printing method (a method for forming a pattern such as screen printing or offset printing) can be used. An SOG film obtained by a coating method can also be used.

まず、基板480側に放射する場合、つまり下方放射を行う場合について、図17(A)を用いて説明する。この場合、薄膜トランジスタ481に電気的に接続するように、ソース電極層又はドレイン電極層487bに接して、配線層498、第1の電極層484、電界発光層485、第2の電極層486が順に積層される。光が透過する基板480は少なくとも可視領域の光に対して透光性を有する必要がある。 First, the case where radiation is performed to the substrate 480 side, that is, the case where downward radiation is performed will be described with reference to FIG. In this case, the wiring layer 498, the first electrode layer 484, the electroluminescent layer 485, and the second electrode layer 486 are sequentially in contact with the source or drain electrode layer 487b so as to be electrically connected to the thin film transistor 481. Laminated. The substrate 480 through which light is transmitted needs to have a light-transmitting property with respect to at least light in the visible region.

次に、基板460と反対側に放射する場合、つまり上方放射を行う場合について、図17(B)を用いて説明する。薄膜トランジスタ461は、前述した薄膜トランジスタ481の同様に形成することができる。薄膜トランジスタ461に電気的に接続するソース電極層又はドレイン電極層462が第1の電極層463と接し、電気的に接続する。第1の電極層463、電界発光層464、第2の電極層465が順に積層される。ソース電極層又はドレイン電極層462は反射性を有する金属層であり、発光素子から放射される光を矢印の上面に反射する。ソース電極層又はドレイン電極層462は第1の電極層463と積層する構造となっているので、第1の電極層463に透光性の材料を用いて、光が透過しても、該光はソース電極層又はドレイン電極層462において反射され、基板460と反対側に放射する。もちろん第1の電極層463を、反射性を有する金属膜を用いて形成してもよい。発光素子から放出する光は第2の電極層465を透過して放出されるので、第2の電極層465は、少なくとも可視領域の光において透光性を有する材料で形成する。 Next, the case where radiation is performed on the side opposite to the substrate 460, that is, the case where upward radiation is performed will be described with reference to FIG. The thin film transistor 461 can be formed in a manner similar to that of the thin film transistor 481 described above. A source or drain electrode layer 462 which is electrically connected to the thin film transistor 461 is in contact with and electrically connected to the first electrode layer 463. A first electrode layer 463, an electroluminescent layer 464, and a second electrode layer 465 are stacked in this order. The source or drain electrode layer 462 is a reflective metal layer, and reflects light emitted from the light emitting element to the upper surface of the arrow. Since the source or drain electrode layer 462 is stacked with the first electrode layer 463, a light-transmitting material is used for the first electrode layer 463 even if light is transmitted. Is reflected by the source or drain electrode layer 462 and radiates to the side opposite to the substrate 460. Needless to say, the first electrode layer 463 may be formed using a reflective metal film. Since light emitted from the light-emitting element is emitted through the second electrode layer 465, the second electrode layer 465 is formed using a material having a light-transmitting property in at least light in the visible region.

最後に、光が基板470側とその反対側の両側に放射する場合、つまり両方放射を行う場合について、図17(C)を用いて説明する。薄膜トランジスタ471もチャネル保護型の薄膜トランジスタである。薄膜トランジスタ471の半導体層に電気的に接続するソース電極層又はドレイン電極層に配線層475、第1の電極層472が電気的に接続している。第1の電極層472、電界発光層473、第2の電極層474が順に積層される。このとき、第1の電極層472と第2の電極層474のどちらも少なくとも可視領域において透光性を有する材料、又は光を透過できる厚さで形成すると、両方放射が実現する。この場合、光が透過する絶縁層や基板470も少なくとも可視領域の光に対して透光性を有する必要がある。 Finally, a case where light is emitted to the substrate 470 side and the opposite side, that is, a case where both are emitted will be described with reference to FIG. The thin film transistor 471 is also a channel protective thin film transistor. A wiring layer 475 and a first electrode layer 472 are electrically connected to a source electrode layer or a drain electrode layer electrically connected to a semiconductor layer of the thin film transistor 471. A first electrode layer 472, an electroluminescent layer 473, and a second electrode layer 474 are stacked in this order. At this time, when both the first electrode layer 472 and the second electrode layer 474 are formed with a light-transmitting material at least in a visible region or with a thickness capable of transmitting light, both radiations are realized. In this case, the insulating layer through which light is transmitted and the substrate 470 also need to have a light-transmitting property with respect to at least light in the visible region.

本実施の形態は、実施の形態1乃至5とそれぞれ自由に組み合わせることが可能である。 This embodiment mode can be freely combined with any of Embodiment Modes 1 to 5.

本発明により、表示装置を構成する配線等の構成物を、所望の形状で形成できる。また複雑なフォトリソグラフィ工程を軽減し、簡略化された工程で表示装置を作製することができるので、材料のロスが少なく、コストダウンも達成できる。よって高性能、高信頼性の表示装置を歩留まりよく作製することができる。 According to the present invention, a component such as a wiring constituting the display device can be formed in a desired shape. In addition, a display device can be manufactured through a simplified process by reducing complicated photolithography processes, so that material loss is small and cost reduction can be achieved. Therefore, a high-performance and highly reliable display device can be manufactured with high yield.

(実施の形態7)
本実施の形態では、信頼性も高く、より簡略化した工程で低コストに作製することを目的とした表示装置の例について説明する。詳しくは表示素子に発光素子を用いる発光表示装置について説明する。
(Embodiment 7)
In this embodiment, an example of a display device which has high reliability and is manufactured at a low cost through a simplified process will be described. Specifically, a light-emitting display device using a light-emitting element as a display element will be described.

本実施の形態では、本発明の表示装置の表示素子として適用することのできる発光素子の構成を、図22を用いて説明する。 In this embodiment mode, a structure of a light-emitting element that can be used as a display element of the display device of the present invention will be described with reference to FIGS.

図22は発光素子の素子構造であり、第1の電極層870と第2の電極層850との間に、有機化合物と無機化合物を混合してなる電界発光層860が挟持されている発光素子である。電界発光層860は、図示した通り、第1の層804、第2の層803、第3の層802から構成されている。 FIG. 22 shows an element structure of a light-emitting element, in which an electroluminescent layer 860 formed by mixing an organic compound and an inorganic compound is sandwiched between a first electrode layer 870 and a second electrode layer 850. It is. As illustrated, the electroluminescent layer 860 includes a first layer 804, a second layer 803, and a third layer 802.

まず、第1の層804は、第2の層803にホールを輸送する機能を担う層であり、少なくとも第1の有機化合物と、第1の有機化合物に対して電子受容性を示す第1の無機化合物とを含む構成である。重要なのは、単に第1の有機化合物と第1の無機化合物が混ざり合っているのではなく、第1の無機化合物が第1の有機化合物に対して電子受容性を示す点である。このような構成とすることで、本来内在的なキャリアをほとんど有さない第1の有機化合物に多くのホールキャリアが発生し、極めて優れたホール注入性及びホール輸送性を示す。 First, the first layer 804 is a layer that has a function of transporting holes to the second layer 803, and includes a first organic compound and a first organic electron-accepting property with respect to the first organic compound. It is a structure containing an inorganic compound. What is important is not simply that the first organic compound and the first inorganic compound are mixed, but the first inorganic compound exhibits an electron accepting property with respect to the first organic compound. By adopting such a configuration, many hole carriers are generated in the first organic compound which has essentially no intrinsic carrier, and exhibits extremely excellent hole injection and hole transport properties.

したがって第1の層804は、無機化合物を混合することによって得られると考えられている効果(耐熱性の向上など)だけでなく、優れた導電性(第1の層804においては特に、ホール注入性および輸送性)をも得ることができる。このことは、互いに電子的な相互作用を及ぼさない有機化合物と無機化合物を単に混合した従来のホール輸送層では、得られない効果である。この効果により、従来よりも駆動電圧を低くすることができる。また、駆動電圧の上昇を招くことなく第1の層804を厚くすることができるため、ゴミ等に起因する素子の短絡も抑制することができる。 Therefore, the first layer 804 has not only effects (such as improved heat resistance) that are considered to be obtained by mixing an inorganic compound, but also excellent conductivity (in particular, in the first layer 804, hole injection). And transportability) can also be obtained. This is an effect that cannot be obtained with a conventional hole transport layer in which an organic compound and an inorganic compound that do not have an electronic interaction with each other are simply mixed. Due to this effect, the drive voltage can be made lower than in the prior art. Further, since the first layer 804 can be thickened without causing an increase in driving voltage, a short circuit of an element due to dust or the like can be suppressed.

ところで、上述したように、第1の有機化合物にはホールキャリアが発生するため、第1の有機化合物としてはホール輸送性の有機化合物が好ましい。ホール輸送性の有機化合物としては、例えば、フタロシアニン(略称:HPc)、銅フタロシアニン(略称:CuPc)、バナジルフタロシアニン(略称:VOPc)、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、1,3,5−トリス[N,N−ジ(m−トリル)アミノ]ベンゼン(略称:m−MTDAB)、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)、4,4’−ビス{N−[4−ジ(m−トリル)アミノ]フェニル−N−フェニルアミノ}ビフェニル(略称:DNTPD)、4,4’,4’’−トリス(N−カルバゾリル)トリフェニルアミン(略称:TCTA)などが挙げられるが、これらに限定されることはない。また、上述した化合物の中でも、TDATA、MTDATA、m−MTDAB、TPD、NPB、DNTPD、TCTAなどに代表される芳香族アミン化合物は、ホールキャリアを発生しやすく、第1の有機化合物として好適な化合物群である。 By the way, as described above, since hole carriers are generated in the first organic compound, the first organic compound is preferably a hole-transporting organic compound. Examples of the hole transporting organic compound include phthalocyanine (abbreviation: H 2 Pc), copper phthalocyanine (abbreviation: CuPc), vanadyl phthalocyanine (abbreviation: VOPc), 4,4 ′, 4 ″ -tris (N, N -Diphenylamino) triphenylamine (abbreviation: TDATA), 4,4 ′, 4 ″ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine (abbreviation: MTDATA), 1,3 , 5-tris [N, N-di (m-tolyl) amino] benzene (abbreviation: m-MTDAB), N, N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methylphenyl) -1,1 ′ -Biphenyl-4,4'-diamine (abbreviation: TPD), 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB), 4,4'-bis {N -[4-di m-tolyl) amino] phenyl-N-phenylamino} biphenyl (abbreviation: DNTPD), 4,4 ′, 4 ″ -tris (N-carbazolyl) triphenylamine (abbreviation: TCTA), and the like. It is not limited to. Among the above-mentioned compounds, aromatic amine compounds represented by TDATA, MTDATA, m-MTDAB, TPD, NPB, DNTPD, TCTA, etc. are likely to generate hole carriers and are suitable as the first organic compound. A group.

一方、第1の無機化合物は、第1の有機化合物から電子を受け取りやすいものであれば何であってもよく、種々の金属酸化物または金属窒化物が可能であるが、周期表第4族乃至第12族のいずれかの遷移金属酸化物が電子受容性を示しやすく好適である。具体的には、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化レニウム、酸化ルテニウム、酸化亜鉛などが挙げられる。また、上述した金属酸化物の中でも、周期表第4族乃至第8族のいずれかの遷移金属酸化物は電子受容性の高いものが多く、好ましい一群である。特に酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化レニウムは真空蒸着が可能で扱いやすいため、好適である。 On the other hand, the first inorganic compound may be anything as long as it can easily receive electrons from the first organic compound, and various metal oxides or metal nitrides can be used. Any transition metal oxide belonging to Group 12 is preferable because it easily exhibits electron acceptability. Specific examples include titanium oxide, zirconium oxide, vanadium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, rhenium oxide, ruthenium oxide, and zinc oxide. Among the metal oxides described above, any of the transition metal oxides in Groups 4 to 8 of the periodic table has a high electron accepting property and is a preferred group. Vanadium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, and rhenium oxide are particularly preferable because they can be vacuum-deposited and are easy to handle.

なお、第1の層804は、上述した有機化合物と無機化合物の組み合わせを適用した層を、複数積層して形成していてもよい。また、他の有機化合物あるいは他の無機化合物をさらに含んでいてもよい。 Note that the first layer 804 may be formed by stacking a plurality of layers to which the above-described combination of an organic compound and an inorganic compound is applied. Moreover, other organic compounds or other inorganic compounds may be further contained.

次に、第3の層802について説明する。第3の層802は、第2の層803に電子を輸送する機能を担う層であり、少なくとも第3の有機化合物と、第3の有機化合物に対して電子供与性を示す第3の無機化合物とを含む構成である。重要なのは、単に第3の有機化合物と第3の無機化合物が混ざり合っているのではなく、第3の無機化合物が第3の有機化合物に対して電子供与性を示す点である。このような構成とすることで、本来内在的なキャリアをほとんど有さない第3の有機化合物に多くの電子キャリアが発生し、極めて優れた電子注入性及び電子輸送性を示す。 Next, the third layer 802 will be described. The third layer 802 is a layer having a function of transporting electrons to the second layer 803, and includes at least a third organic compound and a third inorganic compound that exhibits an electron donating property with respect to the third organic compound. It is the structure containing these. What is important is not that the third organic compound and the third inorganic compound are merely mixed, but that the third inorganic compound exhibits an electron donating property with respect to the third organic compound. By adopting such a structure, many electron carriers are generated in the third organic compound which has essentially no intrinsic carrier, and exhibits extremely excellent electron injection properties and electron transport properties.

したがって第3の層802は、無機化合物を混合することによって得られると考えられている効果(耐熱性の向上など)だけでなく、優れた導電性(第3の層802においては特に、電子注入性および輸送性)をも得ることができる。このことは、互いに電子的な相互作用を及ぼさない有機化合物と無機化合物を単に混合した従来の電子輸送層では、得られない効果である。この効果により、従来よりも駆動電圧を低くすることができる。また、駆動電圧の上昇を招くことなく第3の層802を厚くすることができるため、ゴミ等に起因する素子の短絡も抑制することができる。 Therefore, the third layer 802 has not only an effect (such as improvement in heat resistance) considered to be obtained by mixing an inorganic compound but also excellent conductivity (especially in the third layer 802, electron injection). And transportability) can also be obtained. This is an effect that cannot be obtained with a conventional electron transport layer in which an organic compound and an inorganic compound that do not have an electronic interaction with each other are simply mixed. Due to this effect, the drive voltage can be made lower than in the prior art. In addition, since the third layer 802 can be thickened without causing an increase in driving voltage, a short circuit of an element due to dust or the like can be suppressed.

ところで、上述したように、第3の有機化合物には電子キャリアが発生するため、第3の有機化合物としては電子輸送性の有機化合物が好ましい。電子輸送性の有機化合物としては、例えば、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]−キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(略称:BAlq)、ビス[2−(2’−ヒドロキシフェニル)ベンズオキサゾラト]亜鉛(略称:Zn(BOX))、ビス[2−(2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾチアゾラト]亜鉛(略称:Zn(BTZ))、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3−ビス[5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、2,2’,2’’−(1,3,5−ベンゼントリイル)−トリス(1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール)(略称:TPBI)、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、3−(4−ビフェニリル)−4−(4−エチルフェニル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:p−EtTAZ)などが挙げられるが、これらに限定されることはない。また、上述した化合物の中でも、Alq、Almq、BeBq、BAlq、Zn(BOX)、Zn(BTZ)などに代表される芳香環を含むキレート配位子を有するキレート金属錯体や、BPhen、BCPなどに代表されるフェナントロリン骨格を有する有機化合物や、PBD、OXD−7などに代表されるオキサジアゾール骨格を有する有機化合物は、電子キャリアを発生しやすく、第3の有機化合物として好適な化合物群である。 By the way, as described above, since an electron carrier is generated in the third organic compound, the third organic compound is preferably an electron-transporting organic compound. Examples of the electron-transporting organic compound include tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3 ), tris (4-methyl-8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Almq 3 ), bis (10-hydroxybenzo [ h] -quinolinato) beryllium (abbreviation: BeBq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (4-phenylphenolato) aluminum (abbreviation: BAlq), bis [2- (2′-hydroxyphenyl) benzoxa Zolato] zinc (abbreviation: Zn (BOX) 2 ), bis [2- (2′-hydroxyphenyl) benzothiazolate] zinc (abbreviation: Zn (BTZ) 2 ), bathophenanthroline (abbreviation: BPhen), bathocuproin (abbreviation: BCP), 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl)- , 3,4-oxadiazole (abbreviation: PBD), 1,3-bis [5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazol-2-yl] benzene (abbreviation: OXD) -7), 2,2 ′, 2 ″-(1,3,5-benzenetriyl) -tris (1-phenyl-1H-benzimidazole) (abbreviation: TPBI), 3- (4-biphenylyl)- 4-phenyl-5- (4-tert-butylphenyl) -1,2,4-triazole (abbreviation: TAZ), 3- (4-biphenylyl) -4- (4-ethylphenyl) -5- (4- tert-butylphenyl) -1,2,4-triazole (abbreviation: p-EtTAZ) and the like, but are not limited thereto. Among the compounds described above, a chelate metal complex having a chelate ligand containing an aromatic ring typified by Alq 3 , Almq 3 , BeBq 2 , BAlq, Zn (BOX) 2 , Zn (BTZ) 2 , Organic compounds having a phenanthroline skeleton typified by BPhen, BCP, etc., and organic compounds having an oxadiazole skeleton typified by PBD, OXD-7, etc., are likely to generate electron carriers and are suitable as a third organic compound. Compound group.

一方、第3の無機化合物は、第3の有機化合物に電子を与えやすいものであれば何であってもよく、種々の金属酸化物または金属窒化物が可能であるが、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、希土類金属酸化物、アルカリ金属窒化物、アルカリ土類金属窒化物、希土類金属窒化物が電子供与性を示しやすく好適である。具体的には、酸化リチウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化エルビウム、窒化リチウム、窒化マグネシウム、窒化カルシウム、窒化イットリウム、窒化ランタンなどが挙げられる。特に酸化リチウム、酸化バリウム、窒化リチウム、窒化マグネシウム、窒化カルシウムは真空蒸着が可能で扱いやすいため、好適である。 On the other hand, the third inorganic compound may be anything as long as it easily gives electrons to the third organic compound, and various metal oxides or metal nitrides can be used. Earth metal oxides, rare earth metal oxides, alkali metal nitrides, alkaline earth metal nitrides, and rare earth metal nitrides are preferable because they easily exhibit electron donating properties. Specific examples include lithium oxide, strontium oxide, barium oxide, erbium oxide, lithium nitride, magnesium nitride, calcium nitride, yttrium nitride, and lanthanum nitride. In particular, lithium oxide, barium oxide, lithium nitride, magnesium nitride, and calcium nitride are preferable because they can be vacuum-deposited and are easy to handle.

なお、第3の層802は、上述した有機化合物と無機化合物の組み合わせを適用した層を、複数積層して形成していてもよい。また、他の有機化合物あるいは他の無機化合物をさらに含んでいてもよい。 Note that the third layer 802 may be formed by stacking a plurality of layers to which the above-described combination of an organic compound and an inorganic compound is applied. Moreover, other organic compounds or other inorganic compounds may be further contained.

次に、第2の層803について説明する。第2の層803は発光機能を担う層であり、発光性の第2の有機化合物を含む。また、第2の無機化合物を含む構成であってもよい。第2の層803は、種々の発光性の有機化合物、無機化合物を用いて形成することができる。ただし、第2の層803は、第1の層804や第3の層802に比べて電流が流れにくいと考えられるため、その膜厚は10nm〜100nm程度が好ましい。 Next, the second layer 803 will be described. The second layer 803 is a layer having a light emitting function and includes a light emitting second organic compound. Moreover, the structure containing a 2nd inorganic compound may be sufficient. The second layer 803 can be formed using various light-emitting organic compounds and inorganic compounds. However, since the second layer 803 is less likely to flow current than the first layer 804 and the third layer 802, the thickness is preferably about 10 nm to 100 nm.

第2の有機化合物としては、発光性の有機化合物であれば特に限定されることはなく、例えば、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、9,10−ジ(2−ナフチル)−2−tert−ブチルアントラセン(略称:t−BuDNA)、4,4’−ビス(2,2−ジフェニルビニル)ビフェニル(略称:DPVBi)、クマリン30、クマリン6、クマリン545、クマリン545T、ペリレン、ルブレン、ペリフランテン、2,5,8,11−テトラ(tert−ブチル)ペリレン(略称:TBP)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPA)、5,12−ジフェニルテトラセン、4−(ジシアノメチレン)−2−メチル−[p−(ジメチルアミノ)スチリル]−4H−ピラン(略称:DCM1)、4−(ジシアノメチレン)−2−メチル−6−[2−(ジュロリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン(略称:DCM2)、4−(ジシアノメチレン)−2,6−ビス[p−(ジメチルアミノ)スチリル]−4H−ピラン(略称:BisDCM)等が挙げられる。また、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(ピコリナート)(略称:FIrpic)、ビス{2−[3’,5’−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ピリジナト−N,C2’}イリジウム(ピコリナート)(略称:Ir(CFppy)(pic))、トリス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(略称:Ir(ppy))、ビス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(アセチルアセトナート)(略称:Ir(ppy)(acac))、ビス[2−(2’−チエニル)ピリジナト−N,C3’]イリジウム(アセチルアセトナート)(略称:Ir(thp)(acac))、ビス(2−フェニルキノリナト−N,C2’)イリジウム(アセチルアセトナート)(略称:Ir(pq)(acac))、ビス[2−(2’−ベンゾチエニル)ピリジナト−N,C3’]イリジウム(アセチルアセトナート)(略称:Ir(btp)(acac))などの燐光を放出できる化合物用いることもできる。 The second organic compound is not particularly limited as long as it is a luminescent organic compound. For example, 9,10-di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: DNA), 9,10-di (2 -Naphthyl) -2-tert-butylanthracene (abbreviation: t-BuDNA), 4,4'-bis (2,2-diphenylvinyl) biphenyl (abbreviation: DPVBi), coumarin 30, coumarin 6, coumarin 545, coumarin 545T , Perylene, rubrene, periflanthene, 2,5,8,11-tetra (tert-butyl) perylene (abbreviation: TBP), 9,10-diphenylanthracene (abbreviation: DPA), 5,12-diphenyltetracene, 4- ( Dicyanomethylene) -2-methyl- [p- (dimethylamino) styryl] -4H-pyran (abbreviation: DCM1), 4- (di Cyanomethylene) -2-methyl-6- [2- (julolidin-9-yl) ethenyl] -4H-pyran (abbreviation: DCM2), 4- (dicyanomethylene) -2,6-bis [p- (dimethylamino) ) Styryl] -4H-pyran (abbreviation: BisDCM) and the like. In addition, bis [2- (4 ′, 6′-difluorophenyl) pyridinato-N, C 2 ′ ] iridium (picolinate) (abbreviation: FIrpic), bis {2- [3 ′, 5′-bis (trifluoromethyl) ) Phenyl] pyridinato-N, C 2 ′ } iridium (picolinate) (abbreviation: Ir (CF 3 ppy) 2 (pic)), tris (2-phenylpyridinato-N, C 2 ′ ) iridium (abbreviation: Ir (Ppy) 3 ), bis (2-phenylpyridinato-N, C 2 ′ ) iridium (acetylacetonate) (abbreviation: Ir (ppy) 2 (acac)), bis [2- (2′-thienyl) pyridinato -N, C 3 '] iridium (acetylacetonate) (abbreviation: Ir (thp) 2 (acac )), bis (2-phenylquinolinato--N, C 2') iridium (Asechirua Tonato) (abbreviation: Ir (pq) 2 (acac )), bis [2- (2'-benzothienyl) pyridinato -N, C 3 '] iridium (acetylacetonate) (abbreviation: Ir (btp) 2 (acac A compound capable of emitting phosphorescence such as)) can also be used.

第2の層803を一重項励起発光材料の他、金属錯体などを含む三重項励起発光材料を用いても良い。例えば、赤色の発光性の画素、緑色の発光性の画素及び青色の発光性の画素のうち、輝度半減時間が比較的短い赤色の発光性の画素を三重項励起発光材料で形成し、他を一重項励起発光材料で形成する。三重項励起発光材料は発光効率が良いので、同じ輝度を得るのに消費電力が少なくて済むという特徴がある。すなわち、赤色画素に適用した場合、発光素子に流す電流量が少なくて済むので、信頼性を向上させることができる。低消費電力化として、赤色の発光性の画素と緑色の発光性の画素とを三重項励起発光材料で形成し、青色の発光性の画素を一重項励起発光材料で形成しても良い。人間の視感度が高い緑色の発光素子も三重項励起発光材料で形成することで、より低消費電力化を図ることができる。 As the second layer 803, a triplet excited light-emitting material containing a metal complex or the like may be used in addition to a singlet excited light-emitting material. For example, among red light emitting pixels, green light emitting pixels, and blue light emitting pixels, a red light emitting pixel having a relatively short luminance half time is formed of a triplet excitation light emitting material, and the other A singlet excited luminescent material is used. The triplet excited luminescent material has a feature that the light emission efficiency is good, so that less power is required to obtain the same luminance. That is, when applied to a red pixel, the amount of current flowing through the light emitting element can be reduced, so that reliability can be improved. As a reduction in power consumption, a red light-emitting pixel and a green light-emitting pixel may be formed using a triplet excitation light-emitting material, and a blue light-emitting pixel may be formed using a singlet excitation light-emitting material. By forming a green light-emitting element having high human visibility with a triplet excited light-emitting material, power consumption can be further reduced.

また、第2の層803においては、上述した発光を示す第2の有機化合物だけでなく、さらに他の有機化合物が添加されていてもよい。添加できる有機化合物としては、例えば、先に述べたTDATA、MTDATA、m−MTDAB、TPD、NPB、DNTPD、TCTA、Alq、Almq、BeBq、BAlq、Zn(BOX)、Zn(BTZ)、BPhen、BCP、PBD、OXD−7、TPBI、TAZ、p−EtTAZ、DNA、t−BuDNA、DPVBiなどの他、4,4’−ビス(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、1,3,5−トリス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]ベンゼン(略称:TCPB)などを用いることができるが、これらに限定されることはない。なお、このように第2の有機化合物以外に添加する有機化合物は、第2の有機化合物を効率良く発光させるため、第2の有機化合物の励起エネルギーよりも大きい励起エネルギーを有し、かつ第2の有機化合物よりも多く添加されていることが好ましい(それにより、第2の有機化合物の濃度消光を防ぐことができる)。あるいはまた、他の機能として、第2の有機化合物と共に発光を示してもよい(それにより、白色発光なども可能となる)。 Further, in the second layer 803, not only the second organic compound that emits light but also other organic compounds may be added. Examples of the organic compound that can be added include TDATA, MTDATA, m-MTDAB, TPD, NPB, DNTPD, TCTA, Alq 3 , Almq 3 , BeBq 2 , BAlq, Zn (BOX) 2 , and Zn (BTZ) described above. 2 , BPhen, BCP, PBD, OXD-7, TPBI, TAZ, p-EtTAZ, DNA, t-BuDNA, DPVBi, etc., 4,4′-bis (N-carbazolyl) biphenyl (abbreviation: CBP), 1 , 3,5-tris [4- (N-carbazolyl) phenyl] benzene (abbreviation: TCPB) can be used, but is not limited thereto. In addition, the organic compound added in addition to the second organic compound in this way has an excitation energy larger than the excitation energy of the second organic compound in order to efficiently emit the second organic compound, and the second organic compound. It is preferable to add more than the organic compound (by this, concentration quenching of the second organic compound can be prevented). Or as another function, you may show light emission with a 2nd organic compound (Thereby, white light emission etc. are also attained).

第2の層803は、発光波長帯の異なる発光層を画素毎に形成して、カラー表示を行う構成としても良い。典型的には、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色に対応した発光層を形成する。この場合にも、画素の光放射側にその発光波長帯の光を透過するフィルターを設けた構成とすることで、色純度の向上や、画素領域の鏡面化(映り込み)の防止を図ることができる。フィルターを設けることで、従来必要であるとされていた円偏光板などを省略することが可能となり、発光層から放射される光の損失を無くすことができる。さらに、斜方から画素領域(表示画面)を見た場合に起こる色調の変化を低減することができる。 The second layer 803 may have a structure in which a light emitting layer having a different emission wavelength band is formed for each pixel to perform color display. Typically, a light emitting layer corresponding to each color of R (red), G (green), and B (blue) is formed. In this case as well, it is possible to improve color purity and prevent mirroring of the pixel region (reflection) by providing a filter that transmits light in the emission wavelength band on the light emission side of the pixel. Can do. By providing the filter, it is possible to omit a circularly polarizing plate that has been conventionally required, and it is possible to eliminate the loss of light emitted from the light emitting layer. Furthermore, it is possible to reduce a change in color tone that occurs when the pixel region (display screen) is viewed obliquely.

第2の層803で用いることのできる材料は低分子系有機発光材料でも高分子系有機発光材料でもよい。高分子系有機発光材料は低分子系に比べて物理的強度が高く、素子の耐久性が高い。また塗布により成膜することが可能であるので、素子の作製が比較的容易である。 The material that can be used for the second layer 803 may be a low molecular weight organic light emitting material or a high molecular weight organic light emitting material. The polymer organic light emitting material has higher physical strength and higher device durability than the low molecular weight material. In addition, since the film can be formed by coating, the device can be manufactured relatively easily.

発光色は、発光層を形成する材料で決まるため、これらを選択することで所望の発光を示す発光素子を形成することができる。発光層の形成に用いることができる高分子系の電界発光材料は、ポリパラフェニレンビニレン系、ポリパラフェニレン系、ポリチオフェン系、ポリフルオレン系が挙げられる。 Since the light emission color is determined by the material for forming the light emitting layer, a light emitting element exhibiting desired light emission can be formed by selecting these materials. Examples of the polymer electroluminescent material that can be used for forming the light emitting layer include polyparaphenylene vinylene, polyparaphenylene, polythiophene, and polyfluorene.

ポリパラフェニレンビニレン系には、ポリ(パラフェニレンビニレン) [PPV] の誘導体、ポリ(2,5−ジアルコキシ−1,4−フェニレンビニレン) [RO−PPV]、ポリ(2−(2’−エチル−ヘキソキシ)−5−メトキシ−1,4−フェニレンビニレン)[MEH−PPV]、ポリ(2−(ジアルコキシフェニル)−1,4−フェニレンビニレン)[ROPh−PPV]等が挙げられる。ポリパラフェニレン系には、ポリパラフェニレン[PPP]の誘導体、ポリ(2,5−ジアルコキシ−1,4−フェニレン)[RO−PPP]、ポリ(2,5−ジヘキソキシ−1,4−フェニレン)等が挙げられる。ポリチオフェン系には、ポリチオフェン[PT]の誘導体、ポリ(3−アルキルチオフェン)[PAT]、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)[PHT]、ポリ(3−シクロヘキシルチオフェン)[PCHT]、ポリ(3−シクロヘキシル−4−メチルチオフェン)[PCHMT]、ポリ(3,4−ジシクロヘキシルチオフェン)[PDCHT]、ポリ[3−(4−オクチルフェニル)−チオフェン][POPT]、ポリ[3−(4−オクチルフェニル)−2,2ビチオフェン][PTOPT]等が挙げられる。ポリフルオレン系には、ポリフルオレン[PF]の誘導体、ポリ(9,9−ジアルキルフルオレン)[PDAF]、ポリ(9,9−ジオクチルフルオレン)[PDOF]等が挙げられる。 Examples of the polyparaphenylene vinylene include poly (paraphenylene vinylene) [PPV] derivatives, poly (2,5-dialkoxy-1,4-phenylene vinylene) [RO-PPV], poly (2- (2′- Ethyl-hexoxy) -5-methoxy-1,4-phenylenevinylene) [MEH-PPV], poly (2- (dialkoxyphenyl) -1,4-phenylenevinylene) [ROPh-PPV] and the like. Examples of polyparaphenylene include derivatives of polyparaphenylene [PPP], poly (2,5-dialkoxy-1,4-phenylene) [RO-PPP], poly (2,5-dihexoxy-1,4-phenylene). ) And the like. The polythiophene series includes polythiophene [PT] derivatives, poly (3-alkylthiophene) [PAT], poly (3-hexylthiophene) [PHT], poly (3-cyclohexylthiophene) [PCHT], poly (3-cyclohexyl). -4-methylthiophene) [PCHMT], poly (3,4-dicyclohexylthiophene) [PDCHT], poly [3- (4-octylphenyl) -thiophene] [POPT], poly [3- (4-octylphenyl) -2,2 bithiophene] [PTOPT] and the like. Examples of the polyfluorene series include polyfluorene [PF] derivatives, poly (9,9-dialkylfluorene) [PDAF], poly (9,9-dioctylfluorene) [PDOF], and the like.

前記第2の無機化合物としては、第2の有機化合物の発光を消光しにくい無機化合物であれば何であってもよく、種々の金属酸化物や金属窒化物を用いることができる。特に、周期表第13族または第14族の金属酸化物は、第2の有機化合物の発光を消光しにくいため好ましく、具体的には酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化ケイ素、酸化ゲルマニウムが好適である。ただし、これらに限定されることはない。 The second inorganic compound may be any inorganic compound as long as it is difficult to quench the light emission of the second organic compound, and various metal oxides and metal nitrides can be used. In particular, a metal oxide of Group 13 or Group 14 of the periodic table is preferable because it is difficult to quench the light emission of the second organic compound, and specifically, aluminum oxide, gallium oxide, silicon oxide, and germanium oxide are preferable. . However, it is not limited to these.

なお、第2の層803は、上述した有機化合物と無機化合物の組み合わせを適用した層を、複数積層して形成していてもよい。また、他の有機化合物あるいは他の無機化合物をさらに含んでいてもよい。発光層の層構造は変化しうるものであり、特定の電子注入領域や発光領域を備えていない代わりに、電子注入用の電極層を備えたり、発光性の材料を分散させて備えたりする変形は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において許容されうるものである。 Note that the second layer 803 may be formed by stacking a plurality of layers to which the above-described combination of an organic compound and an inorganic compound is applied. Moreover, other organic compounds or other inorganic compounds may be further contained. The layer structure of the light-emitting layer can be changed, and instead of having a specific electron injection region or light-emitting region, it is possible to provide an electrode layer for electron injection or to have a light-emitting material dispersed. Can be permitted without departing from the spirit of the present invention.

上記のような材料で形成した発光素子は、順方向にバイアスすることで発光する。発光素子を用いて形成する表示装置の画素は、単純マトリクス方式、若しくはアクティブマトリクス方式で駆動することができる。いずれにしても、個々の画素は、ある特定のタイミングで順方向バイアスを印加して発光させることとなるが、ある一定期間は非発光状態となっている。この非発光時間に逆方向のバイアスを印加することで発光素子の信頼性を向上させることができる。発光素子では、一定駆動条件下で発光強度が低下する劣化や、画素内で非発光領域が拡大して見かけ上輝度が低下する劣化モードがあるが、順方向及び逆方向にバイアスを印加する交流的な駆動を行うことで、劣化の進行を遅くすることができ、発光表示装置の信頼性を向上させることができる。また、デジタル駆動、アナログ駆動どちらでも適用可能である。 A light-emitting element formed using the above materials emits light by being forward-biased. A pixel of a display device formed using a light-emitting element can be driven by a simple matrix method or an active matrix method. In any case, each pixel emits light by applying a forward bias at a specific timing, but is in a non-light emitting state for a certain period. By applying a reverse bias during this non-light emitting time, the reliability of the light emitting element can be improved. The light emitting element has a degradation mode in which the light emission intensity decreases under a constant driving condition and a degradation mode in which the non-light emitting area is enlarged in the pixel and the luminance is apparently decreased. However, alternating current that applies a bias in the forward and reverse directions. By performing a typical drive, the progress of deterioration can be delayed, and the reliability of the light-emitting display device can be improved. Further, either digital driving or analog driving can be applied.

よって、封止基板にカラーフィルタ(着色層)を形成してもよい。カラーフィルタ(着色層)は、蒸着法や液滴吐出法によって形成することができ、カラーフィルタ(着色層)を用いると、高精細な表示を行うこともできる。カラーフィルタ(着色層)により、各RGBの発光スペクトルにおいてブロードなピークが鋭いピークになるように補正できるからである。 Therefore, a color filter (colored layer) may be formed on the sealing substrate. The color filter (colored layer) can be formed by an evaporation method or a droplet discharge method. When the color filter (colored layer) is used, high-definition display can be performed. This is because the color filter (colored layer) can be corrected so that a broad peak becomes a sharp peak in the emission spectrum of each RGB.

単色の発光を示す材料を形成し、カラーフィルタや色変換層を組み合わせることによりフルカラー表示を行うことができる。カラーフィルタ(着色層)や色変換層は、例えば封止基板に形成し、素子基板へ張り合わせればよい。 Full color display can be performed by forming a material exhibiting monochromatic light emission and combining a color filter and a color conversion layer. The color filter (colored layer) and the color conversion layer may be formed on, for example, a sealing substrate and attached to the element substrate.

もちろん単色発光の表示を行ってもよい。例えば、単色発光を用いてエリアカラータイプの表示装置を形成してもよい。エリアカラータイプは、パッシブマトリクス型の表示部が適しており、主に文字や記号を表示することができる。 Of course, monochromatic light emission may be displayed. For example, an area color type display device may be formed using monochromatic light emission. As the area color type, a passive matrix type display unit is suitable, and characters and symbols can be mainly displayed.

第1の電極層870及び第2の電極層850は仕事関数を考慮して材料を選択する必要があり、そして第1の電極層870及び第2の電極層850は、画素構成によりいずれも陽極、又は陰極となりうる。駆動用薄膜トランジスタの極性がpチャネル型である場合、図22(A)のように第1の電極層870を陽極、第2の電極層850を陰極とするとよい。また、駆動用薄膜トランジスタの極性がnチャネル型である場合、図22(B)のように、第1の電極層870を陰極、第2の電極層850を陽極とすると好ましい。第1の電極層870および第2の電極層850に用いることのできる材料について述べる。第1の電極層870、第2の電極層850が陽極として機能する場合は仕事関数の大きい材料(具体的には4.5eV以上の材料)が好ましく、第1の電極層、第2の電極層850が陰極として機能する場合は仕事関数の小さい材料(具体的には3.5eV以下の材料)が好ましい。しかしながら、第1の層804のホール注入、ホール輸送特性や、第3の層802の電子注入性、電子輸送特性が優れているため、第1の電極層870、第2の電極層850共に、ほとんど仕事関数の制限を受けることなく、種々の材料を用いることができる。 The materials of the first electrode layer 870 and the second electrode layer 850 need to be selected in consideration of the work function, and both the first electrode layer 870 and the second electrode layer 850 are anodes depending on the pixel structure. Or a cathode. In the case where the polarity of the driving thin film transistor is a p-channel type, the first electrode layer 870 may be an anode and the second electrode layer 850 may be a cathode as illustrated in FIG. In the case where the polarity of the driving thin film transistor is an n-channel type, it is preferable that the first electrode layer 870 be a cathode and the second electrode layer 850 be an anode as shown in FIG. Materials that can be used for the first electrode layer 870 and the second electrode layer 850 are described. In the case where the first electrode layer 870 and the second electrode layer 850 function as anodes, a material having a high work function (specifically, a material of 4.5 eV or more) is preferable, and the first electrode layer and the second electrode In the case where the layer 850 functions as a cathode, a material having a low work function (specifically, a material having a value of 3.5 eV or less) is preferable. However, since the hole injection and hole transport characteristics of the first layer 804 and the electron injection and electron transport characteristics of the third layer 802 are excellent, both the first electrode layer 870 and the second electrode layer 850 are Various materials can be used with almost no work function limitation.

図22(A)、(B)における発光素子は、第1の電極層870より光を取り出す構造のため、第2の電極層850は、必ずしも光透光性を有する必要はない。第2の電極層850としては、Ti、Ni、W、Cr、Pt、Zn、Sn、In、Ta、Al、Cu、Au、Ag、Mg、Ca、LiまたはMoから選ばれた元素、または窒化チタン、TiSi、WSi、窒化タングステン、WSi、NbNなどの前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料を主成分とする膜またはそれらの積層膜を総膜厚100nm〜800nmの範囲で用いればよい。 22A and 22B has a structure in which light is extracted from the first electrode layer 870, the second electrode layer 850 does not necessarily have a light-transmitting property. As the second electrode layer 850, an element selected from Ti, Ni, W, Cr, Pt, Zn, Sn, In, Ta, Al, Cu, Au, Ag, Mg, Ca, Li, or Mo, or nitriding A film mainly composed of an alloy material or a compound material mainly composed of the above elements such as titanium, TiSi X N Y , WSi X , tungsten nitride, WSi X N Y , NbN or the like, or a laminated film thereof having a total film thickness of 100 nm to It may be used in the range of 800 nm.

第2の電極層850は、蒸着法、スパッタ法、CVD法、印刷法、ディスペンサ法または液滴吐出法などを用いて形成することができる。 The second electrode layer 850 can be formed by an evaporation method, a sputtering method, a CVD method, a printing method, a dispenser method, a droplet discharge method, or the like.

また、第2の電極層850に第1の電極層870で用いる材料のような透光性を有する導電性材料を用いると、第2の電極層850からも光を取り出す構造となり、発光素子から放射される光は、第1の電極層870と第2の電極層850との両方より放射される両面放射構造とすることができる。 In addition, when a light-transmitting conductive material such as a material used for the first electrode layer 870 is used for the second electrode layer 850, light is extracted from the second electrode layer 850, so that the light-emitting element can emit light. The emitted light may have a dual emission structure in which both the first electrode layer 870 and the second electrode layer 850 are emitted.

なお、第1の電極層870や第2の電極層850の種類を変えることで、本発明の発光素子は様々なバリエーションを有する。 Note that the light-emitting element of the present invention has various variations by changing types of the first electrode layer 870 and the second electrode layer 850.

図22(B)は、電界発光層860が、第1の電極層870側から第3の層802、第2の層803、第1の層804の順で構成されているケースである。 FIG. 22B illustrates a case where the electroluminescent layer 860 includes the third layer 802, the second layer 803, and the first layer 804 in this order from the first electrode layer 870 side.

以上で述べたように、本発明の発光素子は、第1の電極層870と第2の電極層850との間に挟持された層が、有機化合物と無機化合物が複合された層を含む電界発光層860から成っている。そして、有機化合物と無機化合物を混合することにより、それぞれ単独では得られない高いキャリア注入性、キャリア輸送性という機能が得られる層(すなわち、第1の層804および第3の層802)が設けられている有機及び無機複合型の発光素子である。また、上記第1の層804、第3の層802は、第1の電極層870側に設けられる場合、特に有機化合物と無機化合物が複合された層である必要があり、第2の電極層850側に設けられる場合、有機化合物、無機化合物のみであってもよい。 As described above, in the light-emitting element of the present invention, the electric field in which the layer sandwiched between the first electrode layer 870 and the second electrode layer 850 includes a layer in which an organic compound and an inorganic compound are combined is included. The light emitting layer 860 is formed. Then, by mixing the organic compound and the inorganic compound, there are provided layers (that is, the first layer 804 and the third layer 802) that can obtain functions of high carrier injection and carrier transport that cannot be obtained independently. This is an organic and inorganic composite light emitting element. In addition, when the first layer 804 and the third layer 802 are provided on the first electrode layer 870 side, the first layer 804 and the third layer 802 need to be a layer in which an organic compound and an inorganic compound are combined. When provided on the 850 side, only an organic compound or an inorganic compound may be used.

なお、電界発光層860は有機化合物と無機化合物が混合された層であるが、その形成方法としては種々の手法を用いることができる。例えば、有機化合物と無機化合物の両方を抵抗加熱により蒸発させ、共蒸着する手法が挙げられる。その他、有機化合物を抵抗加熱により蒸発させる一方で、無機化合物をエレクトロンビーム(EB)により蒸発させ、共蒸着してもよい。また、有機化合物を抵抗加熱により蒸発させると同時に、無機化合物をスパッタリングし、両方を同時に堆積する手法も挙げられる。その他、湿式法により成膜してもよい。 Note that although the electroluminescent layer 860 is a layer in which an organic compound and an inorganic compound are mixed, various methods can be used as a formation method thereof. For example, there is a technique in which both an organic compound and an inorganic compound are evaporated by resistance heating and co-evaporated. In addition, while the organic compound is evaporated by resistance heating, the inorganic compound may be evaporated by electron beam (EB) and co-evaporated. Further, there is a method of evaporating the organic compound by resistance heating and simultaneously sputtering the inorganic compound and depositing both at the same time. In addition, the film may be formed by a wet method.

また、第1の電極層870および第2の電極層850に関しても同様に、抵抗加熱による蒸着法、EB蒸着法、スパッタリング、湿式法などを用いることができる。また、第1の電極層870および第2の電極層850も実施の形態3で示すように、転置基板に導電性を有する光吸収膜を形成後、レーザ光で照射することによって、選択的に被転置基板に所望の形状に加工して形成してもよい。 Similarly, for the first electrode layer 870 and the second electrode layer 850, a vapor deposition method using resistance heating, an EB vapor deposition method, a sputtering method, a wet method, or the like can be used. As shown in Embodiment Mode 3, the first electrode layer 870 and the second electrode layer 850 are selectively formed by irradiating with a laser beam after forming a conductive light absorption film on the transfer substrate. The transfer substrate may be processed into a desired shape.

図22(C)は、図22(A)において、第1の電極層870に反射性を有する電極層を用い、第2の電極層850に透光性を有する電極層を用いており、発光素子より放射された光は第1の電極層870で反射され、第2の電極層850を透過して放射される。同様に図22(D)は、図22(B)において、第1の電極層870に反射性を有する電極層を用い、第2の電極層850に透光性を有する電極層を用いており、発光素子より放射された光は第1の電極層870で反射され、第2の電極層850を透過して放射される。 FIG. 22C illustrates a structure in which a reflective electrode layer is used for the first electrode layer 870 and a light-transmitting electrode layer is used for the second electrode layer 850 in FIG. Light emitted from the element is reflected by the first electrode layer 870 and transmitted through the second electrode layer 850 to be emitted. Similarly, in FIG. 22D, a reflective electrode layer is used for the first electrode layer 870 and a light-transmitting electrode layer is used for the second electrode layer 850 in FIG. 22B. The light emitted from the light emitting element is reflected by the first electrode layer 870 and is transmitted through the second electrode layer 850 and emitted.

本実施の形態は、上記の発光素子を有する表示装置についての実施の形態と自由に組み合わせることが可能である。本実施の形態は、上記の実施の形態1乃至5それぞれと適宜自由に組み合わせることができる。 This embodiment mode can be freely combined with the embodiment mode of the display device having the above light-emitting element. This embodiment mode can be freely combined with each of Embodiment Modes 1 to 5 as appropriate.

本発明により、表示装置等を構成する配線等の構成物を、所望の形状で形成できる。また複雑なフォトリソグラフィ工程を軽減し、簡略化された工程で表示装置を作製することができるので、材料のロスが少なく、コストダウンも達成できる。よって高性能、高信頼性の表示装置を歩留まりよく作製することができる。 According to the present invention, a component such as a wiring constituting a display device or the like can be formed in a desired shape. In addition, a display device can be manufactured through a simplified process by reducing complicated photolithography processes, so that material loss is small and cost reduction can be achieved. Therefore, a high-performance and highly reliable display device can be manufactured with high yield.

(実施の形態8)
本実施の形態では、信頼性も高く、より簡略化した工程で低コストに作製することを目的とした表示装置の例について説明する。詳しくは表示素子に発光素子を用いる発光表示装置について説明する。本実施の形態では、本発明の表示装置の表示素子として適用することのできる発光素子の構成を、図23及び図24を用いて説明する。
(Embodiment 8)
In this embodiment, an example of a display device which has high reliability and is manufactured at a low cost through a simplified process will be described. Specifically, a light-emitting display device using a light-emitting element as a display element will be described. In this embodiment mode, structures of light-emitting elements that can be used as display elements of the display device of the present invention will be described with reference to FIGS.

エレクトロルミネセンスを利用する発光素子は、発光材料が有機化合物であるか、無機化合物であるかによって区別され、一般的に、前者は有機EL素子、後者は無機EL素子と呼ばれている。 A light-emitting element utilizing electroluminescence is distinguished depending on whether the light-emitting material is an organic compound or an inorganic compound. Generally, the former is called an organic EL element and the latter is called an inorganic EL element.

無機EL素子は、その素子構成により、分散型無機EL素子と薄膜型無機EL素子とに分類される。前者は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた電界発光層を有し、後者は、発光材料の薄膜からなる電界発光層を有している点に違いはあるが、高電界で加速された電子を必要とする点では共通である。なお、得られる発光のメカニズムとしては、ドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー−アクセプター再結合型発光と、金属イオンの内殻電子遷移を利用する局在型発光とがある。一般的に、分散型無機ELではドナー−アクセプター再結合型発光、薄膜型無機EL素子では局在型発光である場合が多い。 Inorganic EL elements are classified into a dispersion-type inorganic EL element and a thin-film inorganic EL element depending on the element structure. The former has an electroluminescent layer in which particles of a luminescent material are dispersed in a binder, and the latter has an electroluminescent layer made of a thin film of luminescent material, but is accelerated by a high electric field. This is common in that it requires more electrons. Note that the obtained light emission mechanism includes donor-acceptor recombination light emission using a donor level and an acceptor level, and localized light emission using inner-shell electron transition of a metal ion. In general, the dispersion-type inorganic EL often has donor-acceptor recombination light emission, and the thin-film inorganic EL element often has localized light emission.

本発明で用いることのできる発光材料は、母体材料と発光中心となる不純物元素とで構成される。含有させる不純物元素を変化させることで、様々な色の発光を得ることができる。発光材料の作製方法としては、固相法や液相法(共沈法)などの様々な方法を用いることができる。また、噴霧熱分解法、複分解法、プレカーサーの熱分解反応による方法、逆ミセル法やこれらの方法と高温焼成を組み合わせた方法、凍結乾燥法などの液相法なども用いることができる。 A light-emitting material that can be used in the present invention includes a base material and an impurity element serving as a light emission center. By changing the impurity element to be contained, light emission of various colors can be obtained. As a method for manufacturing the light-emitting material, various methods such as a solid phase method and a liquid phase method (coprecipitation method) can be used. Also, spray pyrolysis method, metathesis method, precursor thermal decomposition method, reverse micelle method, method combining these methods with high temperature firing, liquid phase method such as freeze-drying method, etc. can be used.

固相法は、母体材料と、不純物元素又は不純物元素を含む化合物を秤量し、乳鉢で混合、電気炉で加熱、焼成を行い反応させ、母体材料に不純物元素を含有させる方法である。焼成温度は、700〜1500℃が好ましい。温度が低すぎる場合は固相反応が進まず、温度が高すぎる場合は母体材料が分解してしまうからである。なお、粉末状態で焼成を行ってもよいが、ペレット状態で焼成を行うことが好ましい。比較的高温での焼成を必要とするが、簡単な方法であるため、生産性がよく大量生産に適している。 The solid phase method is a method in which a base material and an impurity element or a compound containing the impurity element are weighed, mixed in a mortar, heated and fired in an electric furnace, reacted, and the base material contains the impurity element. The firing temperature is preferably 700 to 1500 ° C. This is because the solid phase reaction does not proceed when the temperature is too low, and the base material is decomposed when the temperature is too high. In addition, although baking may be performed in a powder state, it is preferable to perform baking in a pellet state. Although firing at a relatively high temperature is required, it is a simple method, so it has high productivity and is suitable for mass production.

液相法(共沈法)は、母体材料又は母体材料を含む化合物と、不純物元素又は不純物元素を含む化合物を溶液中で反応させ、乾燥させた後、焼成を行う方法である。発光材料の粒子が均一に分布し、粒径が小さく低い焼成温度でも反応が進むことができる。 The liquid phase method (coprecipitation method) is a method in which a base material or a compound containing the base material and an impurity element or a compound containing the impurity element are reacted in a solution, dried, and then fired. The particles of the luminescent material are uniformly distributed, and the reaction can proceed even at a low firing temperature with a small particle size.

発光材料に用いる母体材料としては、硫化物、酸化物、窒化物を用いることができる。硫化物としては、例えば、硫化亜鉛(ZnS)、硫化カドミウム(CdS)、硫化カルシウム(CaS)、硫化イットリウム(Y)、硫化ガリウム(Ga)、硫化ストロンチウム(SrS)、硫化バリウム(BaS)等を用いることができる。また、酸化物としては、例えば、酸化亜鉛(ZnO)、酸化イットリウム(Y)等を用いることができる。また、窒化物としては、例えば、窒化アルミニウム(AlN)、窒化ガリウム(GaN)、窒化インジウム(InN)等を用いることができる。さらに、セレン化亜鉛(ZnSe)、テルル化亜鉛(ZnTe)等も用いることができ、硫化カルシウム−ガリウム(CaGa)、硫化ストロンチウム−ガリウム(SrGa)、硫化バリウム−ガリウム(BaGa)、等の3元系の混晶であってもよい。 As a base material used for the light-emitting material, sulfide, oxide, or nitride can be used. Examples of the sulfide include zinc sulfide (ZnS), cadmium sulfide (CdS), calcium sulfide (CaS), yttrium sulfide (Y 2 S 3 ), gallium sulfide (Ga 2 S 3 ), strontium sulfide (SrS), sulfide. Barium (BaS) or the like can be used. As the oxide, for example, zinc oxide (ZnO), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), or the like can be used. As the nitride, for example, aluminum nitride (AlN), gallium nitride (GaN), indium nitride (InN), or the like can be used. Furthermore, zinc selenide (ZnSe), zinc telluride (ZnTe), and the like can also be used, and calcium sulfide-gallium sulfide (CaGa 2 S 4 ), strontium sulfide-gallium sulfide (SrGa 2 S 4 ), barium sulfide-gallium (BaGa). It may be a ternary mixed crystal such as 2 S 4 ).

局在型発光の発光中心として、マンガン(Mn)、銅(Cu)、サマリウム(Sm)、テルビウム(Tb)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、ユーロピウム(Eu)、セリウム(Ce)、プラセオジウム(Pr)などを用いることができる。なお、フッ素(F)、塩素(Cl)などのハロゲン元素が添加されていてもよい。ハロゲン元素は電荷補償として機能することもできる。 As emission centers of localized emission, manganese (Mn), copper (Cu), samarium (Sm), terbium (Tb), erbium (Er), thulium (Tm), europium (Eu), cerium (Ce), praseodymium (Pr) or the like can be used. Note that a halogen element such as fluorine (F) or chlorine (Cl) may be added. The halogen element can also function as charge compensation.

一方、ドナー−アクセプター再結合型発光の発光中心として、ドナー準位を形成する第1の不純物元素及びアクセプター準位を形成する第2の不純物元素を含む発光材料を用いることができる。第1の不純物元素は、例えば、フッ素(F)、塩素(Cl)、アルミニウム(Al)等を用いることができる。第2の不純物元素としては、例えば、銅(Cu)、銀(Ag)等を用いることができる。 On the other hand, a light-emitting material containing a first impurity element that forms a donor level and a second impurity element that forms an acceptor level can be used as the emission center of donor-acceptor recombination light emission. As the first impurity element, for example, fluorine (F), chlorine (Cl), aluminum (Al), or the like can be used. For example, copper (Cu), silver (Ag), or the like can be used as the second impurity element.

ドナー−アクセプター再結合型発光の発光材料を固相法を用いて合成する場合、母体材料と、第1の不純物元素又は第1の不純物元素を含む化合物と、第2の不純物元素又は第2の不純物元素を含む化合物をそれぞれ秤量し、乳鉢で混合した後、電気炉で加熱、焼成を行う。母体材料としては、上述した母体材料を用いることができ、第1の不純物元素又は第1の不純物元素を含む化合物としては、例えば、フッ素(F)、塩素(Cl)、硫化アルミニウム(Al)等を用いることができ、第2の不純物元素又は第2の不純物元素を含む化合物としては、例えば、銅(Cu)、銀(Ag)、硫化銅(CuS)、硫化銀(AgS)等を用いることができる。焼成温度は、700〜1500℃が好ましい。温度が低すぎる場合は固相反応が進まず、温度が高すぎる場合は母体材料が分解してしまうからである。なお、粉末状態で焼成を行ってもよいが、ペレット状態で焼成を行うことが好ましい。 In the case where a light-emitting material for donor-acceptor recombination light emission is synthesized using a solid-phase method, a base material, a first impurity element or a compound containing the first impurity element, a second impurity element, or a second impurity element Each compound containing an impurity element is weighed and mixed in a mortar, and then heated and fired in an electric furnace. As the base material, the above-described base material can be used, and examples of the first impurity element or the compound containing the first impurity element include fluorine (F), chlorine (Cl), and aluminum sulfide (Al 2 S). 3 ) or the like, and examples of the second impurity element or the compound containing the second impurity element include copper (Cu), silver (Ag), copper sulfide (Cu 2 S), and silver sulfide (Ag). 2 S) or the like can be used. The firing temperature is preferably 700 to 1500 ° C. This is because the solid phase reaction does not proceed when the temperature is too low, and the base material is decomposed when the temperature is too high. In addition, although baking may be performed in a powder state, it is preferable to perform baking in a pellet state.

また、固相反応を利用する場合の不純物元素として、第1の不純物元素と第2の不純物元素で構成される化合物を組み合わせて用いてもよい。この場合、不純物元素が拡散されやすく、固相反応が進みやすくなるため、均一な発光材料を得ることができる。さらに、余分な不純物元素が入らないため、純度の高い発光材料が得ることができる。第1の不純物元素と第2の不純物元素で構成される化合物としては、例えば、塩化銅(CuCl)、塩化銀(AgCl)等を用いることができる。 In addition, as an impurity element in the case of using a solid phase reaction, a compound including a first impurity element and a second impurity element may be used in combination. In this case, since the impurity element is easily diffused and the solid-phase reaction easily proceeds, a uniform light emitting material can be obtained. Further, since no extra impurity element is contained, a light-emitting material with high purity can be obtained. As the compound including the first impurity element and the second impurity element, for example, copper chloride (CuCl), silver chloride (AgCl), or the like can be used.

なお、これらの不純物元素の濃度は、母体材料に対して0.01〜10atom%であればよく、好ましくは0.05〜5atom%の範囲である。 Note that the concentration of these impurity elements may be 0.01 to 10 atom% with respect to the base material, and is preferably in the range of 0.05 to 5 atom%.

薄膜型無機ELの場合、電界発光層は、上記発光材料を含む層であり、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着(EB蒸着)法等の真空蒸着法、スパッタリング法等の物理気相成長法(PVD)、有機金属CVD法、ハイドライド輸送減圧CVD法等の化学気相成長法(CVD)、原子層エピタキシ法(ALE)等を用いて形成することができる。 In the case of a thin-film inorganic EL, the electroluminescent layer is a layer containing the above-described luminescent material, and is a physical vapor deposition method such as a resistance heating vapor deposition method, a vacuum vapor deposition method such as an electron beam vapor deposition (EB vapor deposition) method, or a sputtering method ( PVD), metal organic chemical vapor deposition (CVD), chemical vapor deposition (CVD) such as hydride transport low pressure CVD, atomic layer epitaxy (ALE), or the like.

図23(A)乃至(C)に発光素子として用いることのできる薄膜型無機EL素子の一例を示す。図23(A)乃至(C)において、発光素子は、第1の電極層50、電界発光層52、第2の電極層53を含む。 FIGS. 23A to 23C illustrate an example of a thin-film inorganic EL element that can be used as a light-emitting element. 23A to 23C, the light-emitting element includes a first electrode layer 50, an electroluminescent layer 52, and a second electrode layer 53.

図23(B)及び図23(C)に示す発光素子は、図23(A)の発光素子において、電極層と電界発光層間に絶縁層を設ける構造である。図23(B)に示す発光素子は、第1の電極層50と電界発光層52との間に絶縁層54を有し、図23(C)に示す発光素子は、第1の電極層50と電界発光層52との間に絶縁層54a、第2の電極層53と電界発光層52との間に絶縁層54bとを有している。このように絶縁層は電界発光層を挟持する一対の電極層のうち一方の間にのみ設けてもよいし、両方の間に設けてもよい。また絶縁層は単層でもよいし複数層からなる積層でもよい。 The light-emitting element illustrated in FIGS. 23B and 23C has a structure in which an insulating layer is provided between the electrode layer and the electroluminescent layer in the light-emitting element in FIG. The light-emitting element illustrated in FIG. 23B includes an insulating layer 54 between the first electrode layer 50 and the electroluminescent layer 52, and the light-emitting element illustrated in FIG. 23C includes the first electrode layer 50. And an electroluminescent layer 52, and an insulating layer 54 b is provided between the second electrode layer 53 and the electroluminescent layer 52. Thus, the insulating layer may be provided only between one of the pair of electrode layers sandwiching the electroluminescent layer, or may be provided between both. Further, the insulating layer may be a single layer or a stacked layer including a plurality of layers.

また、図23(B)では第1の電極層50に接するように絶縁層54が設けられているが、絶縁層と電界発光層の順番を逆にして、第2の電極層53に接するように絶縁層54を設けてもよい。 23B, the insulating layer 54 is provided so as to be in contact with the first electrode layer 50. However, the order of the insulating layer and the electroluminescent layer is reversed so as to be in contact with the second electrode layer 53. An insulating layer 54 may be provided.

分散型無機EL素子の場合、粒子状の発光材料をバインダ中に分散させ膜状の電界発光層を形成する。発光材料の作製方法によって、十分に所望の大きさの粒子が得られない場合は、乳鉢等で粉砕などによって粒子状に加工すればよい。バインダとは、粒状の発光材料を分散した状態で固定し、電界発光層としての形状に保持するための物質である。発光材料は、バインダによって電界発光層中に均一に分散し固定される。 In the case of a dispersion-type inorganic EL element, a particulate light emitting material is dispersed in a binder to form a film-like electroluminescent layer. When particles having a desired size cannot be obtained sufficiently by the method for manufacturing a light emitting material, the particles may be processed into particles by pulverization or the like in a mortar or the like. A binder is a substance for fixing a granular light emitting material in a dispersed state and maintaining the shape as an electroluminescent layer. The light emitting material is uniformly dispersed and fixed in the electroluminescent layer by the binder.

分散型無機EL素子の場合、電界発光層の形成方法は、選択的に電界発光層を形成できる液滴吐出法や、印刷法(スクリーン印刷やオフセット印刷など)、スピンコート法などの塗布法、ディッピング法、ディスペンサ法などを用いることもできる。膜厚は特に限定されることはないが、好ましくは、10〜1000nmの範囲である。また、発光材料及びバインダを含む電界発光層において、発光材料の割合は50wt%以上80wt%以下とするよい。 In the case of a dispersion-type inorganic EL element, the electroluminescent layer can be formed by a droplet discharge method capable of selectively forming an electroluminescent layer, a printing method (screen printing, offset printing, etc.), a coating method such as a spin coating method, A dipping method, a dispenser method, or the like can also be used. The film thickness is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 1000 nm. In the electroluminescent layer including the light emitting material and the binder, the ratio of the light emitting material may be 50 wt% or more and 80 wt% or less.

図24(A)乃至(C)に発光素子として用いることのできる分散型無機EL素子の一例を示す。図24(A)における発光素子は、第1の電極層60、電界発光層62、第2の電極層63の積層構造を有し、電界発光層62中にバインダによって保持された発光材料61を含む。 24A to 24C illustrate an example of a dispersion-type inorganic EL element that can be used as a light-emitting element. A light-emitting element in FIG. 24A has a stacked structure of a first electrode layer 60, an electroluminescent layer 62, and a second electrode layer 63, and a luminescent material 61 held by a binder in the electroluminescent layer 62. Including.

また、第1の電極層50、60、第2の電極層53、63も実施の形態3で示すように、転置基板に導電性を有する光吸収膜を形成後、レーザ光で照射することによって、選択的に被転置基板に所望の形状に加工して形成してもよい。 Further, as shown in Embodiment Mode 3, the first electrode layers 50 and 60 and the second electrode layers 53 and 63 are also irradiated with laser light after a conductive light absorption film is formed on the transfer substrate. Alternatively, the transfer substrate may be selectively processed into a desired shape.

本実施の形態に用いることのできるバインダとしては、有機材料や無機材料を用いることができ、有機材料及び無機材料の混合材料を用いてもよい。有機材料としては、シアノエチルセルロース系樹脂のように、比較的誘電率の高いポリマーや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ化ビニリデンなどの樹脂を用いることができる。また、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、又はシロキサン樹脂を用いてもよい。なお、シロキサン樹脂とは、Si−O−Si結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族炭化水素)が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。また、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、オキサゾール樹脂(ポリベンゾオキサゾール)等の樹脂材料を用いてもよい。これらの樹脂に、チタン酸バリウム(BaTiO)やチタン酸ストロンチウム(SrTiO)などの高誘電率の微粒子を適度に混合して誘電率を調整することもできる。 As a binder that can be used in this embodiment mode, an organic material or an inorganic material can be used, and a mixed material of an organic material and an inorganic material may be used. As the organic material, a polymer having a relatively high dielectric constant such as a cyanoethyl cellulose resin, or a resin such as polyethylene, polypropylene, polystyrene resin, silicone resin, epoxy resin, or vinylidene fluoride can be used. Alternatively, a heat-resistant polymer such as aromatic polyamide, polybenzimidazole, or siloxane resin may be used. Note that a siloxane resin corresponds to a resin including a Si—O—Si bond. Siloxane has a skeleton structure formed of a bond of silicon (Si) and oxygen (O). As a substituent, an organic group containing at least hydrogen (for example, an alkyl group or an aromatic hydrocarbon) is used. A fluoro group may be used as a substituent. Alternatively, an organic group containing at least hydrogen and a fluoro group may be used as a substituent. Moreover, resin materials such as vinyl resins such as polyvinyl alcohol and polyvinyl butyral, phenol resins, novolac resins, acrylic resins, melamine resins, urethane resins, and oxazole resins (polybenzoxazole) may be used. The dielectric constant can be adjusted by appropriately mixing fine particles of high dielectric constant such as barium titanate (BaTiO 3 ) and strontium titanate (SrTiO 3 ) with these resins.

バインダに含まれる無機材料としては、酸化珪素(SiOx)、窒化珪素(SiNx)、酸素及び窒素を含む珪素、窒化アルミニウム(AlN)、酸素及び窒素を含むアルミニウムまたは酸化アルミニウム(Al)、酸化チタン(TiO)、BaTiO、SrTiO、チタン酸鉛(PbTiO)、ニオブ酸カリウム(KNbO)、ニオブ酸鉛(PbNbO)、酸化タンタル(Ta)、タンタル酸バリウム(BaTa)、タンタル酸リチウム(LiTaO)、酸化イットリウム(Y)、酸化ジルコニウム(ZrO)、その他の無機性材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。有機材料に、誘電率の高い無機材料を含ませる(添加等によって)ことによって、発光材料及びバインダよりなる電界発光層の誘電率をより制御することができ、より誘電率を大きくすることができる。バインダに無機材料と有機材料との混合層を用い、高い誘電率とすると、発光材料により大きい電荷を誘起することができる。 As the inorganic material contained in the binder, silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiNx), silicon containing oxygen and nitrogen, aluminum nitride (AlN), aluminum containing oxygen and nitrogen or aluminum oxide (Al 2 O 3 ), Titanium oxide (TiO 2 ), BaTiO 3 , SrTiO 3 , lead titanate (PbTiO 3 ), potassium niobate (KNbO 3 ), lead niobate (PbNbO 3 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), barium tantalate ( BaTa 2 O 6 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), and other materials selected from substances including inorganic materials can be used. By including an inorganic material having a high dielectric constant in the organic material (by addition or the like), the dielectric constant of the electroluminescent layer made of the light emitting material and the binder can be further controlled, and the dielectric constant can be further increased. . When a mixed layer of an inorganic material and an organic material is used for the binder and the dielectric constant is high, a larger charge can be induced in the light emitting material.

作製工程において、発光材料はバインダを含む溶液中に分散されるが本実施の形態に用いることのできるバインダを含む溶液の溶媒としては、バインダ材料が溶解し、電界発光層を形成する方法(種々のウエットプロセス)及び所望の膜厚に適した粘度の溶液を作製できるような溶媒を適宜選択すればよい。有機溶媒等を用いることができ、例えばバインダとしてシロキサン樹脂を用いる場合は、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEAともいう)、3−メトシキ−3−メチル−1−ブタノール(MMBともいう)などを用いることができる。 In the manufacturing process, the light-emitting material is dispersed in a solution containing a binder, but as a solvent for the solution containing the binder that can be used in this embodiment, a method of forming an electroluminescent layer by dissolving the binder material (various types) The wet process) and a solvent capable of producing a solution having a viscosity suitable for a desired film thickness may be selected as appropriate. For example, when a siloxane resin is used as the binder, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate (also referred to as PGMEA), 3-methoxy-3-methyl-1-butanol (also referred to as MMB) can be used. ) Etc. can be used.

図24(B)及び図24(C)に示す発光素子は、図24(A)の発光素子において、電極層と電界発光層間に絶縁層を設ける構造である。図24(B)に示す発光素子は、第1の電極層60と電界発光層62との間に絶縁層64を有し、図24(C)に示す発光素子は、第1の電極層60と電界発光層62との間に絶縁層64a、第2の電極層63と電界発光層62との間に絶縁層64bとを有している。このように絶縁層は電界発光層を挟持する一対の電極層のうち一方の間にのみ設けてもよいし、両方の間に設けてもよい。また絶縁層は単層でもよいし複数層からなる積層でもよい。 The light-emitting element illustrated in FIGS. 24B and 24C has a structure in which an insulating layer is provided between the electrode layer and the electroluminescent layer in the light-emitting element in FIG. The light-emitting element illustrated in FIG. 24B includes an insulating layer 64 between the first electrode layer 60 and the electroluminescent layer 62, and the light-emitting element illustrated in FIG. 24C includes the first electrode layer 60. And an electroluminescent layer 62, and an insulating layer 64 b between the second electrode layer 63 and the electroluminescent layer 62. Thus, the insulating layer may be provided only between one of the pair of electrode layers sandwiching the electroluminescent layer, or may be provided between both. Further, the insulating layer may be a single layer or a stacked layer including a plurality of layers.

また、図24(B)では第1の電極層60に接するように絶縁層64が設けられているが、絶縁層と電界発光層の順番を逆にして、第2の電極層63に接するように絶縁層64を設けてもよい。 In FIG. 24B, the insulating layer 64 is provided so as to be in contact with the first electrode layer 60; however, the order of the insulating layer and the electroluminescent layer is reversed so as to be in contact with the second electrode layer 63. An insulating layer 64 may be provided on the substrate.

図23における絶縁層54、図24における絶縁層64のような絶縁層は、特に限定されることはないが、絶縁耐圧が高く、緻密な膜質であることが好ましく、さらには、誘電率が高いことが好ましい。例えば、酸化シリコン(SiO)、酸化イットリウム(Y)、酸化チタン(TiO)、酸化アルミニウム(Al)、酸化ハフニウム(HfO)、酸化タンタル(Ta)、チタン酸バリウム(BaTiO)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO)、チタン酸鉛(PbTiO)、窒化シリコン(Si)、酸化ジルコニウム(ZrO)等やこれらの混合膜又は2種以上の積層膜を用いることができる。これらの絶縁膜は、スパッタリング、蒸着、CVD等により成膜することができる。また、絶縁層はこれら絶縁材料の粒子をバインダ中に分散して成膜してもよい。バインダ材料は、電界発光層に含まれるバインダと同様な材料、方法を用いて形成すればよい。膜厚は特に限定されることはないが、好ましくは10〜1000nmの範囲である。 Insulating layers such as the insulating layer 54 in FIG. 23 and the insulating layer 64 in FIG. 24 are not particularly limited, but preferably have a high withstand voltage, a dense film quality, and a high dielectric constant. It is preferable. For example, silicon oxide (SiO 2 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), hafnium oxide (HfO 2 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), Barium titanate (BaTiO 3 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), lead titanate (PbTiO 3 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), etc., a mixed film thereof, or two or more kinds thereof A laminated film can be used. These insulating films can be formed by sputtering, vapor deposition, CVD, or the like. The insulating layer may be formed by dispersing particles of these insulating materials in a binder. The binder material may be formed using the same material and method as the binder contained in the electroluminescent layer. The film thickness is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 1000 nm.

本実施の形態で示す発光素子は、電界発光層を挟持する一対の電極層間に電圧を印加することで発光が得られるが、直流駆動又は交流駆動のいずれにおいても動作することができる。 The light-emitting element described in this embodiment can emit light by applying a voltage between a pair of electrode layers sandwiching an electroluminescent layer, but can operate in either direct current drive or alternating current drive.

本発明により、表示装置等を構成する配線等の構成物を、所望の形状で形成できる。また複雑なフォトリソグラフィ工程を軽減し、簡略化された工程で表示装置を作製することができるので、材料のロスが少なく、コストダウンも達成できる。よって高性能、高信頼性の表示装置を歩留まりよく作製することができる。 According to the present invention, a component such as a wiring constituting a display device or the like can be formed in a desired shape. In addition, a display device can be manufactured through a simplified process by reducing complicated photolithography processes, so that material loss is small and cost reduction can be achieved. Therefore, a high-performance and highly reliable display device can be manufactured with high yield.

本実施の形態は、上記の実施の形態1乃至5それぞれと適宜自由に組み合わせることができる。 This embodiment mode can be freely combined with each of Embodiment Modes 1 to 5 as appropriate.

(実施の形態9)
本実施の形態では、信頼性も高く、より簡略化した工程で低コストに作製することを目的とした表示装置の例について説明する。詳しくは表示素子に液晶表示素子を用いる液晶表示装置について説明する。
(Embodiment 9)
In this embodiment, an example of a display device which has high reliability and is manufactured at a low cost through a simplified process will be described. Specifically, a liquid crystal display device using a liquid crystal display element as a display element will be described.

図19(A)は、液晶表示装置の上面図であり、図19(B)は図19(A)線G−Hにおける断面図である。 19A is a top view of the liquid crystal display device, and FIG. 19B is a cross-sectional view taken along line GH in FIG. 19A.

図19(A)で示すように、画素領域606、走査線駆動回路である駆動回路領域608a、駆動回路領域608bが、シール材692によって、基板600と対向基板695との間に封止され、基板600上にドライバICによって形成された信号線駆動回路である駆動回路領域607が設けられている。画素領域606にはトランジスタ622及び容量素子623が設けられ、駆動回路領域608bにはトランジスタ620及びトランジスタ621を有する駆動回路が設けられている。基板600には、上記実施の形態と同様の絶縁基板を適用することができる。なお、602は外部端子接続領域、603は封止領域である。また一般的に合成樹脂からなる基板は、他の基板と比較して耐熱温度が低いことが懸念されるが、耐熱性の高い基板を用いた作製工程の後、転置することによっても採用することが可能となる。 As shown in FIG. 19A, a pixel region 606, a driver circuit region 608a which is a scan line driver circuit, and a driver circuit region 608b are sealed between a substrate 600 and a counter substrate 695 by a sealant 692. A driver circuit region 607 which is a signal line driver circuit formed by a driver IC is provided over the substrate 600. A transistor 622 and a capacitor 623 are provided in the pixel region 606, and a driver circuit including a transistor 620 and a transistor 621 is provided in the driver circuit region 608b. For the substrate 600, an insulating substrate similar to that in the above embodiment can be used. Reference numeral 602 denotes an external terminal connection region, and reference numeral 603 denotes a sealing region. In general, substrates made of synthetic resin have a concern that the heat-resistant temperature is lower than other substrates, but they can also be adopted by transposing after a manufacturing process using a substrate with high heat resistance. Is possible.

画素領域606には、下地膜604a、下地膜604bを介してスイッチング素子となるトランジスタ622が設けられている。本実施の形態では、トランジスタ622にマルチゲート型薄膜トランジスタ(TFT)を用い、ソース領域及びドレイン領域として機能する不純物領域を有する半導体層、ゲート絶縁層、2層の積層構造であるゲート電極層、ソース電極層及びドレイン電極層を有し、ソース電極層又はドレイン電極層は、半導体層の不純物領域と画素電極層630に接して電気的に接続している。 In the pixel region 606, a transistor 622 serving as a switching element is provided through a base film 604a and a base film 604b. In this embodiment, a multi-gate thin film transistor (TFT) is used for the transistor 622, a semiconductor layer having an impurity region functioning as a source region and a drain region, a gate insulating layer, a gate electrode layer having a two-layer structure, a source An electrode layer and a drain electrode layer are included, and the source electrode layer or the drain electrode layer is in contact with and electrically connected to the impurity region of the semiconductor layer and the pixel electrode layer 630.

ソース電極層及びドレイン電極層は積層構造となっており、ソース電極層又はドレイン電極層644a、644bは絶縁層615に形成された開口で画素電極層630と電気的に接続している。絶縁層615に形成される開口を実施の形態2で示したようにレーザ光を照射することによって形成することができる。本実施の形態は、ソース電極層又はドレイン電極層644bに比較的蒸発し易い低融点金属(本実施の形態ではクロム)を用い、ソース電極層又はドレイン電極層644aにはソース電極層又はドレイン電極層644bよりも蒸発しにくい高融点金属(本実施の形態ではタングステン)を用いる。絶縁層615側よりレーザ光を選択的にソース電極層又はドレイン電極層644a、644bに照射し、照射されたエネルギーによりソース電極層又はドレイン電極層644bの照射領域上の絶縁層615は除去され、ソース電極層又はドレイン電極層644bに達する第1の開口を形成することができる。 The source and drain electrode layers have a stacked structure, and the source or drain electrode layers 644 a and 644 b are electrically connected to the pixel electrode layer 630 through openings formed in the insulating layer 615. The opening formed in the insulating layer 615 can be formed by irradiation with laser light as described in Embodiment Mode 2. In this embodiment, a low-melting point metal (chromium in this embodiment) that is relatively easily evaporated is used for the source electrode layer or the drain electrode layer 644b, and the source electrode layer or the drain electrode is used for the source electrode layer or the drain electrode layer 644a. A refractory metal (tungsten in this embodiment) that is harder to evaporate than the layer 644b is used. The source electrode or drain electrode layers 644a and 644b are selectively irradiated with laser light from the insulating layer 615 side, and the insulating layer 615 on the irradiation region of the source electrode layer or drain electrode layer 644b is removed by the irradiated energy. A first opening reaching the source or drain electrode layer 644b can be formed.

次に第1の開口を有する絶縁層615をマスクとして、ソース電極層又はドレイン電極層644bをエッチングにより除去し、ソース電極層又はドレイン電極層644aに達する第2の開口を形成する。第2の開口を形成する際のエッチングは、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、またその両方を用いて行ってもよく、複数回行ってもよい。 Next, the source or drain electrode layer 644b is removed by etching using the insulating layer 615 having the first opening as a mask, so that a second opening reaching the source or drain electrode layer 644a is formed. Etching for forming the second opening may be performed using a wet etching method, a dry etching method, or both, or may be performed a plurality of times.

ソース電極層又はドレイン電極層644a、644bが露出された第2の開口に画素電極層630を形成し、ソース電極層又はドレイン電極層644a、644bと画素電極層630は電気的に接続することができる。 The pixel electrode layer 630 is formed in the second opening from which the source or drain electrode layers 644a and 644b are exposed, and the source or drain electrode layers 644a and 644b and the pixel electrode layer 630 can be electrically connected. it can.

レーザ光によって選択的に開口を形成することができるのでマスク層を形成しなくてもよく工程及び材料を削減することができる。またレーザ光は非常に小さいスポットに集光できるので、加工すべき導電層及び絶縁層を所定の形状に高い精度で加工できる、かつ短時間で瞬間的に加熱されるので、加工領域以外の領域をほとんど加熱しなくてもよいという利点がある。 Since openings can be selectively formed by laser light, a mask layer is not required and processes and materials can be reduced. In addition, since the laser beam can be focused on a very small spot, the conductive layer and insulating layer to be processed can be processed into a predetermined shape with high accuracy and can be heated instantaneously in a short time. There is an advantage that almost no heating is required.

また、レーザ光照射による薄膜除去と、エッチングによる薄膜除去という複数の工程を用いて開口を形成するために、積層する薄膜のエッチングに対する選択比が高くても、所望の形状(積層に対する深さや範囲など)に自由に加工することができる。例えば、レーザ光の照射により光吸収層(又は光吸収層下に積層される導電層)表面に酸化膜や窒化膜などの絶縁膜が形成されてしまう場合、そのままでは開口に形成する導電膜と光吸収層との電気的接続が行えない恐れがある。このような場合でもレーザ光照射による第1の開口を有する絶縁層をマスクとして第1の開口の底面に露出した絶縁膜をエッチングにより除去することによって、導電性を有する光吸収層(又は光吸収層下に積層される導電層)を第2の開口に露出することができる。 In addition, since an opening is formed using a plurality of steps of removing a thin film by laser light irradiation and removing a thin film by etching, a desired shape (depth or range of the laminated film) can be obtained even when the selectivity of the thin film to be laminated is high. Etc.) can be processed freely. For example, when an insulating film such as an oxide film or a nitride film is formed on the surface of a light absorption layer (or a conductive layer stacked under the light absorption layer) by laser light irradiation, the conductive film formed in the opening as it is There is a possibility that electrical connection with the light absorption layer cannot be made. Even in such a case, the insulating film exposed to the bottom surface of the first opening is removed by etching using the insulating layer having the first opening by laser light irradiation as a mask, so that the conductive light absorbing layer (or light absorbing layer) is removed. A conductive layer stacked under the layer) can be exposed in the second opening.

このように複雑なフォトリソグラフィ工程、マスク層の形成を行うことなく、レーザ光照射によって導電層と導電層とを電気的に接続する開口(コンタクトホール)を絶縁層に形成することができる。 Thus, an opening (contact hole) for electrically connecting the conductive layer and the conductive layer can be formed in the insulating layer by laser light irradiation without performing a complicated photolithography process and formation of a mask layer.

薄膜トランジスタは、多くの方法で作製することができる。例えば、活性層として、結晶性半導体膜を適用する。結晶性半導体膜上には、ゲート絶縁膜を介してゲート電極が設けられる。該ゲート電極を用いて該活性層へ不純物元素を添加することができる。このようにゲート電極を用いた不純物元素の添加により、不純物元素添加のためのマスクを形成する必要はない。ゲート電極は、単層構造、又は積層構造を有することができる。不純物領域は、その濃度を制御することにより高濃度不純物領域及び低濃度不純物領域とすることができる。このように低濃度不純物領域を有する薄膜トランジスタを、LDD(Lightly doped drain)構造と呼ぶ。また低濃度不純物領域は、ゲート電極と重なるように形成することができ、このような薄膜トランジスタを、GOLD(Gate Overlapped LDD)構造と呼ぶ。また薄膜トランジスタの極性は、不純物領域にリン(P)等を用いることによりn型とする。p型とする場合は、ボロン(B)等を添加すればよい。その後、ゲート電極等を覆う絶縁膜611及び絶縁膜612を形成する。絶縁膜611(及び絶縁膜612)に混入された水素元素により、結晶性半導体膜のダングリングボンドを終端することができる。 Thin film transistors can be manufactured by a number of methods. For example, a crystalline semiconductor film is applied as the active layer. A gate electrode is provided over the crystalline semiconductor film with a gate insulating film interposed therebetween. An impurity element can be added to the active layer using the gate electrode. Thus, it is not necessary to form a mask for adding the impurity element by adding the impurity element using the gate electrode. The gate electrode can have a single-layer structure or a stacked structure. The impurity region can be a high concentration impurity region and a low concentration impurity region by controlling the concentration thereof. A thin film transistor having such a low concentration impurity region is referred to as an LDD (Lightly Doped Drain) structure. The low-concentration impurity region can be formed so as to overlap with the gate electrode. Such a thin film transistor is referred to as a GOLD (Gate Overlapped LDD) structure. The polarity of the thin film transistor is n-type by using phosphorus (P) or the like in the impurity region. When p-type is used, boron (B) or the like may be added. After that, an insulating film 611 and an insulating film 612 that cover the gate electrode and the like are formed. A dangling bond in the crystalline semiconductor film can be terminated by a hydrogen element mixed in the insulating film 611 (and the insulating film 612).

さらに平坦性を高めるため、層間絶縁層として絶縁層615を形成してもよい。絶縁層615には、有機材料、又は無機材料、若しくはそれらの積層構造を用いることができる。例えば酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン(DLC)、ポリシラザン、窒素含有炭素(CN)、PSG(リンガラス)、BPSG(リンボロンガラス)、アルミナ、その他の無機絶縁性材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、有機絶縁性材料を用いてもよく、有機材料としては、感光性、非感光性どちらでも良く、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、シロキサン樹脂などを用いることができる。なお、シロキサン樹脂とは、Si−O−Si結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族炭化水素)が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。 In order to further improve the flatness, an insulating layer 615 may be formed as an interlayer insulating layer. For the insulating layer 615, an organic material, an inorganic material, or a stacked structure thereof can be used. For example, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, aluminum nitride, aluminum oxynitride, aluminum nitride oxide or aluminum oxide whose nitrogen content is higher than oxygen content, diamond like carbon (DLC), polysilazane, nitrogen content It can be formed of a material selected from carbon (CN), PSG (phosphorus glass), BPSG (phosphorus boron glass), alumina, and other inorganic insulating materials. An organic insulating material may be used, and the organic material may be either photosensitive or non-photosensitive, and polyimide, acrylic, polyamide, polyimide amide, resist, benzocyclobutene, siloxane resin, or the like can be used. . Note that a siloxane resin corresponds to a resin including a Si—O—Si bond. Siloxane has a skeleton structure formed of a bond of silicon (Si) and oxygen (O). As a substituent, an organic group containing at least hydrogen (for example, an alkyl group or an aromatic hydrocarbon) is used. A fluoro group may be used as a substituent. Alternatively, an organic group containing at least hydrogen and a fluoro group may be used as a substituent.

また結晶性半導体膜を用いることにより、画素領域と駆動回路領域を同一基板上に一体形成することができる。その場合、画素領域のトランジスタと、駆動回路領域608bのトランジスタとは同時に形成される。駆動回路領域608bに用いるトランジスタは、CMOS回路を構成する。CMOS回路を構成する薄膜トランジスタは、GOLD構造であるが、トランジスタ622のようなLDD構造を用いることもできる。 In addition, by using a crystalline semiconductor film, the pixel region and the driver circuit region can be formed over the same substrate. In that case, the transistor in the pixel region and the transistor in the driver circuit region 608b are formed at the same time. Transistors used for the driver circuit region 608b constitute a CMOS circuit. Although the thin film transistor included in the CMOS circuit has a GOLD structure, an LDD structure such as the transistor 622 can also be used.

本実施の形態に限定されず、画素領域の薄膜トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でも、二つ形成されるダブルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。また、周辺駆動回路領域の薄膜トランジスタも、シングルゲート構造、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。 Without being limited to this embodiment mode, the thin film transistor in the pixel region may have a single gate structure in which one channel formation region is formed, a double gate structure in which two channel formation regions are formed, or a triple gate structure in which three channel formation regions are formed. . The thin film transistor in the peripheral driver circuit region may have a single gate structure, a double gate structure, or a triple gate structure.

なお、本実施の形態で示した薄膜トランジスタに限らず、トップゲート型(例えば順スタガ型)、ボトムゲート型(例えば、逆スタガ型)、あるいはチャネル領域の上下にゲート絶縁膜を介して配置された2つのゲート電極層を有する、デュアルゲート型やその他の構造においても適用できる。 Note that not only the thin film transistor described in this embodiment mode but also a top gate type (for example, a forward stagger type), a bottom gate type (for example, an inverted staggered type), or a gate insulating film above and below a channel region The present invention can also be applied to a dual gate type or other structure having two gate electrode layers.

次に、画素電極層630を覆うように、印刷法や液滴吐出法により、配向膜と呼ばれる絶縁層631を形成する。なお、絶縁層631は、スクリーン印刷法やオフセット印刷法を用いれば、選択的に形成することができる。その後、ラビング処理を行う。このラビング処理は液晶のモード、例えばVAモードのときには処理を行わないときがある。配向膜として機能する絶縁層633も絶縁層631と同様である。続いて、シール材692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。 Next, an insulating layer 631 called an alignment film is formed by a printing method or a droplet discharge method so as to cover the pixel electrode layer 630. Note that the insulating layer 631 can be selectively formed by a screen printing method or an offset printing method. Thereafter, a rubbing process is performed. This rubbing process may not be performed in the liquid crystal mode, for example, the VA mode. The insulating layer 633 functioning as an alignment film is similar to the insulating layer 631. Subsequently, a sealant 692 is formed in a peripheral region where pixels are formed by a droplet discharge method.

その後、配向膜として機能する絶縁層633、対向電極として機能する導電層634、カラーフィルタとして機能する着色層635、及び偏光子641(偏光板ともいう)が設けられた対向基板695と、TFT基板である基板600とをスペーサ637を介して貼り合わせ、その空隙に液晶層632を設ける。本実施の形態の液晶表示装置は透過型であるため、基板600の素子を有する面と反対側にも偏光子(偏光板)643を設ける。偏光子は、接着層によって基板に設けることができる。シール材にはフィラーが混入されていても良く、さらに対向基板695には、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、カラーフィルタ等は、液晶表示装置をフルカラー表示とする場合、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)を呈する材料から形成すればよく、モノカラー表示とする場合、着色層を無くす、もしくは少なくとも一つの色を呈する材料から形成すればよい。 After that, a counter substrate 695 provided with an insulating layer 633 functioning as an alignment film, a conductive layer 634 functioning as a counter electrode, a colored layer 635 functioning as a color filter, and a polarizer 641 (also referred to as a polarizing plate), and a TFT substrate The substrate 600 is bonded through a spacer 637, and a liquid crystal layer 632 is provided in the gap. Since the liquid crystal display device in this embodiment is a transmissive type, a polarizer (polarizing plate) 643 is provided on the side opposite to the surface of the substrate 600 having elements. The polarizer can be provided on the substrate by an adhesive layer. A filler may be mixed in the sealing material, and a shielding film (black matrix) or the like may be formed on the counter substrate 695. Note that the color filter or the like may be formed from a material exhibiting red (R), green (G), and blue (B) when the liquid crystal display device is set to full color display. It may be formed of a material that eliminates or exhibits at least one color.

なお、バックライトにRGBの発光ダイオード(LED)等を配置し、時分割によりカラー表示する継時加法混色法(フィールドシーケンシャル法)を採用するときには、カラーフィルタを設けない場合がある。ブラックマトリクスは、トランジスタやCMOS回路の配線による外光の反射を低減するため、トランジスタやCMOS回路と重なるように設けるとよい。なお、ブラックマトリクスは、容量素子に重なるように形成してもよい。容量素子を構成する金属膜による反射を防止することができるからである。 Note that a color filter may not be provided when an RGB light emitting diode (LED) or the like is arranged in the backlight and a continuous additive color mixing method (field sequential method) in which color display is performed by time division is adopted. The black matrix is preferably provided so as to overlap with the transistor or the CMOS circuit in order to reduce reflection of external light due to the wiring of the transistor or the CMOS circuit. Note that the black matrix may be formed so as to overlap with the capacitor. This is because reflection by the metal film constituting the capacitor element can be prevented.

液晶層を形成する方法として、ディスペンサ式(滴下式)や、素子を有する基板600と対向基板695と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注入法を用いることができる。滴下法は、注入法を適用しづらい大型基板を扱うときに適用するとよい。 As a method for forming the liquid crystal layer, a dispenser method (a dropping method) or an injection method in which liquid crystal is injected using a capillary phenomenon after the substrate 600 having an element and the counter substrate 695 are bonded to each other can be used. The dropping method is preferably applied when handling a large substrate to which the injection method is difficult to apply.

スペーサは数μmの粒子を散布して設ける方法でも良いが、本実施の形態では基板全面に樹脂膜を形成した後これをエッチング加工して形成する方法を採用した。このようなスペーサの材料を、スピナーで塗布した後、露光と現像処理によって所定のパターンに形成する。さらにクリーンオーブンなどで150〜200℃で加熱して硬化させる。このようにして作製されるスペーサは露光と現像処理の条件によって形状を異ならせることができるが、好ましくは、スペーサの形状は柱状で頂部が平坦な形状となるようにすると、対向側の基板を合わせたときに液晶表示装置としての機械的な強度を確保することができる。形状は円錐状、角錐状などを用いることができ、特別な限定はない。 The spacer may be provided by spraying particles of several μm, but in this embodiment, a method of forming a resin film on the entire surface of the substrate and then etching it is employed. After applying such a spacer material with a spinner, it is formed into a predetermined pattern by exposure and development processing. Further, it is cured by heating at 150 to 200 ° C. in a clean oven or the like. The spacers produced in this way can have different shapes depending on the conditions of exposure and development processing, but preferably, the spacers are columnar and the top is flat, so that the opposite substrate is When combined, the mechanical strength of the liquid crystal display device can be ensured. The shape can be a conical shape, a pyramid shape or the like, and there is no particular limitation.

続いて、画素領域と電気的に接続されている端子電極層678a、678bに、異方性導電体層696を介して、接続用の配線基板であるFPC694を設ける。FPC694は、外部からの信号や電位を伝達する役目を担う。上記工程を経て、表示機能を有する液晶表示装置を作製することができる。 Subsequently, an FPC 694 which is a wiring board for connection is provided on the terminal electrode layers 678a and 678b electrically connected to the pixel region with an anisotropic conductive layer 696 interposed therebetween. The FPC 694 plays a role of transmitting an external signal or potential. Through the above steps, a liquid crystal display device having a display function can be manufactured.

なおトランジスタが有する配線、ゲート電極層、画素電極層630、対向電極層である導電層634は、インジウム錫酸化物(ITO)、酸化インジウムに酸化亜鉛(ZnO)を混合したIZO(indium zinc oxide)、酸化インジウムに酸化珪素(SiO)を混合した導電材料、有機インジウム、有機スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、クロム(Cr)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、白金(Pt)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、銀(Ag)等の金属又はその合金、若しくはその金属窒化物から選ぶことができる。 Note that a wiring included in the transistor, a gate electrode layer, a pixel electrode layer 630, and a conductive layer 634 which is a counter electrode layer include indium tin oxide (ITO), indium oxide and zinc oxide (ZnO) mixed in IZO (indium zinc oxide). Indium oxide mixed with silicon oxide (SiO 2 ), indium oxide, organic tin, indium oxide containing tungsten oxide, indium zinc oxide containing tungsten oxide, indium oxide containing titanium oxide, titanium oxide Indium tin oxide containing, tungsten (W), molybdenum (Mo), zirconium (Zr), hafnium (Hf), vanadium (V), niobium (Nb), tantalum (Ta), chromium (Cr), cobalt (Co) Nickel (Ni), Titanium (Ti), Platinum (Pt), Aluminum It can be selected from metals such as luminium (Al), copper (Cu), silver (Ag), alloys thereof, or metal nitrides thereof.

偏光板と、液晶層との間に位相差板を有した状態で積層してもよい。 You may laminate | stack in the state which had the phase difference plate between the polarizing plate and the liquid-crystal layer.

なお、本実施の形態ではTN型の液晶パネルについて示しているが、上記のプロセスは他の方式の液晶パネルに対しても同様に適用することができる。例えば、ガラス基板と平行に電界を印加して液晶を配向させる横電界方式の液晶パネルに本実施の形態を適用することができる。また、VA(Vertical Aligment)方式の液晶パネルに本実施の形態を適用することができる。 Note that although a TN liquid crystal panel is described in this embodiment mode, the above process can be similarly applied to other types of liquid crystal panels. For example, the present embodiment can be applied to a horizontal electric field type liquid crystal panel in which an electric field is applied in parallel with a glass substrate to align liquid crystals. Further, the present embodiment can be applied to a VA (Vertical Alignment) liquid crystal panel.

図5と図6は、VA型液晶パネルの画素構造を示している。図5は平面図であり、図中に示す切断線I−Jに対応する断面構造を図6に表している。以下の説明ではこの両図を参照して説明する。 5 and 6 show the pixel structure of the VA liquid crystal panel. FIG. 5 is a plan view, and FIG. 6 shows a cross-sectional structure corresponding to the cutting line I-J shown in the drawing. The following description will be given with reference to both the drawings.

この画素構造は、一つの画素に複数の画素電極が有り、それぞれの画素電極にTFTが接続されている。各TFTは、異なるゲート信号で駆動されるように構成されている。すなわち、マルチドメイン設計された画素において、個々の画素電極に印加する信号を、独立して制御する構成を有している。 In this pixel structure, a single pixel has a plurality of pixel electrodes, and a TFT is connected to each pixel electrode. Each TFT is configured to be driven by a different gate signal. In other words, a multi-domain designed pixel has a configuration in which signals applied to individual pixel electrodes are controlled independently.

画素電極層1624は開口(コンタクトホール)1623により、配線層1618でTFT1628と接続している。また、画素電極層1626は開口(コンタクトホール)1627により、配線層1619でTFT1629と接続している。TFT1628のゲート配線層1602と、TFT1629のゲート電極層1603には、異なるゲート信号を与えることができるように分離されている。一方、データ線として機能する配線層1616は、TFT1628とTFT1629で共通に用いられている。ここで1600は基板、1609は非晶質半導体層、1610と1611は一導電型を有する非晶質半導体層、1606はゲート絶縁層を示す。 The pixel electrode layer 1624 is connected to the TFT 1628 through a wiring layer 1618 through an opening (contact hole) 1623. The pixel electrode layer 1626 is connected to the TFT 1629 through an opening (contact hole) 1627 through a wiring layer 1619. The gate wiring layer 1602 of the TFT 1628 and the gate electrode layer 1603 of the TFT 1629 are separated so that different gate signals can be given. On the other hand, the wiring layer 1616 functioning as a data line is used in common by the TFT 1628 and the TFT 1629. Here, 1600 is a substrate, 1609 is an amorphous semiconductor layer, 1610 and 1611 are amorphous semiconductor layers having one conductivity type, and 1606 is a gate insulating layer.

画素電極層1624と画素電極層1626は、実施の形態3で示すように、転置基板に導電性を有する光吸収膜を形成後、レーザ光で照射することによって、選択的に被転置基板に所望の形状に加工して形成してもよい。このように本発明を用いると、工程が簡略化し、材料のロスが防げるので、低コストで生産性良く表示装置を作製することができる。 As shown in Embodiment Mode 3, the pixel electrode layer 1624 and the pixel electrode layer 1626 are selectively formed on the transfer substrate by forming a light-absorbing film having conductivity on the transfer substrate and then irradiating with a laser beam. It may be formed by processing into the shape. In this manner, when the present invention is used, the process can be simplified and material loss can be prevented; thus, a display device can be manufactured at low cost with high productivity.

画素電極層1624と画素電極層1626の形状は異なっており、スリット1625によって分離されている。V字型に広がる画素電極層1624の外側を囲むように画素電極層1626が形成されている。画素電極層1624と画素電極層1626に印加する電圧のタイミングを、TFT1628及びTFT1629により異ならせることで、液晶の配向を制御している。対向基板1601には、遮光膜1632、着色層1636、対向電極層1640が形成されている。また、着色層1636と対向電極層1640の間には平坦化膜1637が形成され、液晶の配向乱れを防いでいる。図7に対向基板側の構造を示す。対向電極層1640は異なる画素間で共通化されている電極であるが、スリット1641が形成されている。このスリット1641と、画素電極層1624及び画素電極層1626側のスリット1625とを交互に咬み合うように配置することで、斜め電界を効果的に発生させて液晶の配向を制御することができる。これにより、液晶が配向する方向を場所によって異ならせることができ、視野角を広げている。なお、1646と1648は配向膜を、1650は液晶層を示す。 The pixel electrode layer 1624 and the pixel electrode layer 1626 have different shapes and are separated by a slit 1625. A pixel electrode layer 1626 is formed so as to surround the outside of the V-shaped pixel electrode layer 1624. The timing of the voltage applied to the pixel electrode layer 1624 and the pixel electrode layer 1626 is varied depending on the TFT 1628 and the TFT 1629, thereby controlling the alignment of the liquid crystal. A counter substrate 1601 is provided with a light-blocking film 1632, a coloring layer 1636, and a counter electrode layer 1640. In addition, a planarization film 1637 is formed between the coloring layer 1636 and the counter electrode layer 1640 to prevent alignment disorder of the liquid crystal. FIG. 7 shows a structure on the counter substrate side. The counter electrode layer 1640 is a common electrode between different pixels, but a slit 1641 is formed. By arranging the slits 1641 and the slits 1625 on the pixel electrode layer 1624 side and the pixel electrode layer 1626 side to alternately engage with each other, an oblique electric field can be effectively generated to control the alignment of the liquid crystal. Thereby, the direction in which the liquid crystal is aligned can be varied depending on the location, and the viewing angle is widened. Reference numerals 1646 and 1648 denote alignment films, and 1650 denotes a liquid crystal layer.

このように、画素電極層として有機化合物と無機化合物を複合させた複合材料を用いて液晶パネルを製造することができる。このような画素電極を用いることにより、インジウムを主成分とする透明導電膜を使う必要がなく、原材料面でのボトルネックを解消することができる。 Thus, a liquid crystal panel can be manufactured using a composite material in which an organic compound and an inorganic compound are combined as the pixel electrode layer. By using such a pixel electrode, it is not necessary to use a transparent conductive film containing indium as a main component, and a bottleneck in terms of raw materials can be eliminated.

本実施の形態は、上記の実施の形態1乃至3と適宜自由に組み合わせることができる。 This embodiment mode can be freely combined with any of Embodiment Modes 1 to 3 as appropriate.

本発明により、表示装置を構成する配線等の構成物を、所望の形状で形成できる。また複雑なフォトリソグラフィ工程を軽減し、簡略化された工程で表示装置を作製することができるので、材料のロスが少なく、コストダウンも達成できる。よって高性能、高信頼性の表示装置を歩留まりよく作製することができる。 According to the present invention, a component such as a wiring constituting the display device can be formed in a desired shape. In addition, a display device can be manufactured through a simplified process by reducing complicated photolithography processes, so that material loss is small and cost reduction can be achieved. Therefore, a high-performance and highly reliable display device can be manufactured with high yield.

(実施の形態10)
本実施の形態では、信頼性も高く、より簡略化した工程で低コストに作製することを目的とした表示装置の例について説明する。詳しくは表示素子に液晶表示素子を用いる液晶表示装置について説明する。
(Embodiment 10)
In this embodiment, an example of a display device which has high reliability and is manufactured at a low cost through a simplified process will be described. Specifically, a liquid crystal display device using a liquid crystal display element as a display element will be described.

図18に示す表示装置は、基板250上に、画素領域に逆スタガ型薄膜トランジスタであるトランジスタ220、画素電極層251、絶縁層252、絶縁層253、液晶層254、スペーサ281、絶縁層235、対向電極層256、カラーフィルタ258、ブラックマトリクス257、対向基板210、偏光板(偏光子)231、偏光板(偏光子)233、封止領域にシール材282、端子電極層287、異方性導電層288、FPC286が設けられている。 In the display device illustrated in FIG. 18, a transistor 220 which is an inverted staggered thin film transistor, a pixel electrode layer 251, an insulating layer 252, an insulating layer 253, a liquid crystal layer 254, a spacer 281, an insulating layer 235, and a counter region are formed over a substrate 250. Electrode layer 256, color filter 258, black matrix 257, counter substrate 210, polarizing plate (polarizer) 231, polarizing plate (polarizer) 233, sealing material 282 in sealing region, terminal electrode layer 287, anisotropic conductive layer 288 and FPC 286 are provided.

本実施の形態で作製される逆スタガ型薄膜トランジスタであるトランジスタ220のゲート電極層、半導体層、ソース電極層、ドレイン電極層、及び画素電極層251は実施の形態3で示すように、転置基板に導電性材料又は半導体材料を用いた光吸収膜を形成後、レーザ光で照射することによって、選択的に被転置基板に所望の形状に加工して形成してもよい。このように本発明を用いると、工程が簡略化し、材料のロスが防げるので、低コストで生産性良く表示装置を作製することができる。 As shown in Embodiment Mode 3, the gate electrode layer, the semiconductor layer, the source electrode layer, the drain electrode layer, and the pixel electrode layer 251 of the transistor 220 that is an inverted staggered thin film transistor manufactured in this embodiment mode are formed over the transfer substrate. After the light absorption film using a conductive material or a semiconductor material is formed, it may be formed by selectively processing the transferred substrate into a desired shape by irradiation with laser light. In this manner, when the present invention is used, the process can be simplified and material loss can be prevented; thus, a display device can be manufactured at low cost with high productivity.

本実施の形態では、半導体層として非晶質半導体を用いており、一導電型を有する半導体層は必要に応じて形成すればよい。本実施の形態では、半導体層と一導電型を有する半導体層として非晶質n型半導体層を積層する。またn型半導体層を形成し、nチャネル型薄膜トランジスタのNMOS構造、p型半導体層を形成したpチャネル型薄膜トランジスタのPMOS構造、nチャネル型薄膜トランジスタとpチャネル型薄膜トランジスタとのCMOS構造を作製することができる。 In this embodiment mode, an amorphous semiconductor is used as the semiconductor layer, and a semiconductor layer having one conductivity type may be formed as needed. In this embodiment mode, an amorphous n-type semiconductor layer is stacked as a semiconductor layer and a semiconductor layer having one conductivity type. In addition, an n-type semiconductor layer is formed, an NMOS structure of an n-channel thin film transistor, a PMOS structure of a p-channel thin film transistor in which a p-type semiconductor layer is formed, and a CMOS structure of an n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor. it can.

また、導電性を付与するために、導電性を付与する元素をドーピングによって添加し、不純物領域を半導体層に形成することで、nチャネル型薄膜トランジスタ、Pチャネル型薄膜トランジスタを形成することもできる。n型半導体層を形成するかわりに、PHガスによるプラズマ処理を行うことによって、半導体層に導電性を付与してもよい。 In order to impart conductivity, an element imparting conductivity is added by doping, and an impurity region is formed in the semiconductor layer, whereby an n-channel thin film transistor or a P-channel thin film transistor can be formed. Instead of forming the n-type semiconductor layer, conductivity may be imparted to the semiconductor layer by performing plasma treatment with PH 3 gas.

本実施の形態では、トランジスタ220はnチャネル型の逆スタガ型薄膜トランジスタとなっている。また、半導体層のチャネル領域上に保護層を設けたチャネル保護型の逆スタガ型薄膜トランジスタを用いることもできる。 In this embodiment, the transistor 220 is an n-channel inverted staggered thin film transistor. Alternatively, a channel-protective inverted staggered thin film transistor in which a protective layer is provided over the channel region of the semiconductor layer can be used.

次いで、バックライトユニット352の構成について説明する。バックライトユニット352は、蛍光を発する光源361として冷陰極管、熱陰極管、発光ダイオード、無機EL、有機ELが、蛍光を効率よく導光板365に導くためのランプリフレクタ362、蛍光が全反射しながら全面に光を導くための導光板365、明度のムラを低減するための拡散板366、導光板365の下に漏れた光を再利用するための反射板364を有するように構成されている。 Next, the configuration of the backlight unit 352 will be described. The backlight unit 352 includes a cold cathode tube, a hot cathode tube, a light emitting diode, an inorganic EL, and an organic EL as a light source 361 that emits fluorescence, a lamp reflector 362 for efficiently guiding the fluorescence to the light guide plate 365, and the fluorescence is totally reflected. However, a light guide plate 365 for guiding light to the entire surface, a diffusion plate 366 for reducing unevenness in brightness, and a reflection plate 364 for reusing light leaked under the light guide plate 365 are provided. .

バックライトユニット352には、光源361の輝度を調整するための制御回路が接続されている。制御回路からの信号供給により、光源361の輝度を制御することができる。 A control circuit for adjusting the luminance of the light source 361 is connected to the backlight unit 352. The luminance of the light source 361 can be controlled by supplying a signal from the control circuit.

トランジスタ220のソース電極層又はドレイン電極層は絶縁層252に形成された開口で画素電極層251と電気的に接続している。絶縁層252に形成される開口を実施の形態1で示したようにレーザ光を照射することによって形成することができる。本実施の形態は、ソース電極層又はドレイン電極層に比較的蒸発し易い低融点金属(本実施の形態ではクロム)を用いる。絶縁層252側よりレーザ光を選択的にソース電極層又はドレイン電極層に照射し、照射されたエネルギーによりソース電極層又はドレイン電極層の照射領域上の絶縁層252は除去され、第1の開口を形成することができる。 A source electrode layer or a drain electrode layer of the transistor 220 is electrically connected to the pixel electrode layer 251 through an opening formed in the insulating layer 252. The opening formed in the insulating layer 252 can be formed by irradiation with laser light as described in Embodiment Mode 1. In this embodiment, a low-melting-point metal (chromium in this embodiment) that is relatively easily evaporated is used for the source electrode layer or the drain electrode layer. The source electrode layer or the drain electrode layer is selectively irradiated with laser light from the insulating layer 252 side, and the insulating layer 252 on the irradiation region of the source electrode layer or the drain electrode layer is removed by the irradiated energy, so that the first opening is formed. Can be formed.

次に第1の開口を有する絶縁層252をマスクとして、ソース電極層又はドレイン電極層232をエッチングにより除去し、一導電型の半導体層に達する第2の開口を形成する。第2の開口を形成する際のエッチングは、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、またその両方を用いて行ってもよく、複数回行ってもよい。 Next, using the insulating layer 252 having the first opening as a mask, the source or drain electrode layer 232 is removed by etching, so that a second opening reaching the one conductivity type semiconductor layer is formed. Etching for forming the second opening may be performed using a wet etching method, a dry etching method, or both, or may be performed a plurality of times.

ソース電極層又はドレイン電極層及び一導電型の半導体層が露出された第2の開口に画素電極層251を形成し、一導電型の半導体層、ソース電極層又はドレイン電極層と画素電極層251とを電気的に接続することができる。 A pixel electrode layer 251 is formed in the second opening from which the source or drain electrode layer and the one-conductivity type semiconductor layer are exposed, and the one-conductivity type semiconductor layer, the source or drain electrode layer, and the pixel electrode layer 251 are formed. Can be electrically connected.

レーザ光によって選択的に開口を形成することができるのでマスク層を形成しなくてもよく工程及び材料を削減することができる。またレーザ光は非常に小さいスポットに集光できるので、加工すべき導電層及び絶縁層を所定の形状に高い精度で加工できる、かつ短時間で瞬間的に加熱されるので、加工領域以外の領域をほとんど加熱しなくてもよいという利点がある。 Since openings can be selectively formed by laser light, a mask layer is not required and processes and materials can be reduced. In addition, since the laser beam can be focused on a very small spot, the conductive layer and insulating layer to be processed can be processed into a predetermined shape with high accuracy and can be heated instantaneously in a short time. There is an advantage that almost no heating is required.

また、レーザ光照射による薄膜除去と、エッチングによる薄膜除去という複数の工程を用いて開口を形成するために、積層する薄膜のエッチングに対する選択比が高くても、所望の形状(積層に対する深さや範囲など)に自由に加工することができる。例えば、レーザ光の照射により光吸収層(又は光吸収層下に積層される導電層)表面に酸化膜や窒化膜などの絶縁膜が形成されてしまう場合、そのままでは開口に形成する導電膜と光吸収層との電気的接続が行えない恐れがある。このような場合でもレーザ光照射による第1の開口を有する絶縁層をマスクとして第1の開口の底面に露出した絶縁膜をエッチングにより除去することによって、導電性を有する光吸収層(又は光吸収層下に積層される導電層)を第2の開口に露出することができる。 In addition, since an opening is formed using a plurality of steps of removing a thin film by laser light irradiation and removing a thin film by etching, a desired shape (depth or range of the laminated film) can be obtained even when the selectivity of the thin film to be laminated is high. Etc.) can be processed freely. For example, when an insulating film such as an oxide film or a nitride film is formed on the surface of a light absorption layer (or a conductive layer stacked under the light absorption layer) by laser light irradiation, the conductive film formed in the opening as it is There is a possibility that electrical connection with the light absorption layer cannot be made. Even in such a case, the insulating film exposed to the bottom surface of the first opening is removed by etching using the insulating layer having the first opening by laser light irradiation as a mask, so that the conductive light absorbing layer (or light absorbing layer) is removed. A conductive layer stacked under the layer) can be exposed in the second opening.

このように複雑なフォトリソグラフィ工程、マスク層の形成を行うことなく、レーザ光照射によって導電層と導電層とを電気的に接続する開口(コンタクトホール)を絶縁層に形成することができる。 Thus, an opening (contact hole) for electrically connecting the conductive layer and the conductive layer can be formed in the insulating layer by laser light irradiation without performing a complicated photolithography process and formation of a mask layer.

本実施の形態は実施の形態1乃至3と適宜組み合わせることができる。 This embodiment mode can be combined with any of Embodiment Modes 1 to 3 as appropriate.

本発明により、表示装置を構成する配線等の構成物を、所望の形状で形成できる。また複雑なフォトリソグラフィ工程を軽減し、簡略化された工程で表示装置を作製することができるので、材料のロスが少なく、コストダウンも達成できる。よって高性能、高信頼性の表示装置を歩留まりよく作製することができる。 According to the present invention, a component such as a wiring constituting the display device can be formed in a desired shape. In addition, a display device can be manufactured through a simplified process by reducing complicated photolithography processes, so that material loss is small and cost reduction can be achieved. Therefore, a high-performance and highly reliable display device can be manufactured with high yield.

(実施の形態11)
本実施の形態では、信頼性も高く、より簡略化した工程で低コストに作製することを目的とした表示装置の一例について説明する。
(Embodiment 11)
In this embodiment, an example of a display device which has high reliability and is manufactured at a low cost through a simplified process will be described.

図21は、本発明を適用したアクティブマトリクス型の電子ペーパーを示す。図21ではアクティブマトリクス型を示すが、本発明はパッシブマトリクス型にも適用することができる。 FIG. 21 shows active matrix electronic paper to which the present invention is applied. Although an active matrix type is shown in FIG. 21, the present invention can also be applied to a passive matrix type.

電子ペーパーとしてツイストボール表示方式を用いることができる。ツイストボール表示方式とは、白と黒に塗り分けられた球形粒子を第1の電極層及び第2の電極層の間に配置し、第1の電極層及び第2の電極層に電位差を生じさせての球形粒子の向きを制御することにより、表示を行う方法である。 A twist ball display system can be used as the electronic paper. In the twist ball display system, spherical particles that are separately painted in white and black are arranged between the first electrode layer and the second electrode layer, and a potential difference is generated between the first electrode layer and the second electrode layer. In this method, display is performed by controlling the orientation of the spherical particles.

基板580上に形成されたトランジスタ581は逆コプラナ型の薄膜トランジスタであり、ゲート電極層582、ゲート絶縁層584、配線層585a、配線層585b、半導体層586を含む。また配線層585bは第1の電極層587aは絶縁層598に形成する開口で接しており電気的に接続している。第1の電極層587a、587bと第2の電極層588との間には黒色領域590a及び白色領域590bを有し、周りに液体で満たされているキャビティ594を含む球形粒子589が設けられており、球形粒子589の周囲は樹脂等の充填材595で充填されている(図21参照。)。 The transistor 581 formed over the substrate 580 is a reverse coplanar thin film transistor, and includes a gate electrode layer 582, a gate insulating layer 584, a wiring layer 585a, a wiring layer 585b, and a semiconductor layer 586. The wiring layer 585b is in contact with and electrically connected to the first electrode layer 587a through an opening formed in the insulating layer 598. Between the first electrode layers 587a and 587b and the second electrode layer 588, spherical particles 589 including a cavity 594 having a black region 590a and a white region 590b and filled with a liquid are provided. The periphery of the spherical particles 589 is filled with a filler 595 such as resin (see FIG. 21).

本実施の形態において、ゲート電極層、半導体層、ソース電極層、ドレイン電極層、電極層などは実施の形態3で示すように、転置基板に導電性を有する光吸収膜を形成後、レーザ光で照射することによって、選択的に被転置基板に所望の形状に加工して形成してもよい。本発明を用いると、工程が簡略化し、材料のロスも防止できるため、低コスト化が達成できる。 In this embodiment mode, as shown in Embodiment Mode 3, the gate electrode layer, the semiconductor layer, the source electrode layer, the drain electrode layer, the electrode layer, and the like are subjected to laser light after forming a conductive light absorption film over the transfer substrate. May be formed by selectively processing the transferred substrate into a desired shape. When the present invention is used, the process can be simplified and material loss can be prevented, so that cost reduction can be achieved.

配線層585bは絶縁層598に形成された開口で第1の電極層587aと電気的に接続している。絶縁層598に形成される開口を実施の形態1で示したようにレーザ光を照射することによって形成することができる。本実施の形態は、配線層585bに比較的蒸発し易い低融点金属(本実施の形態ではクロム)を用いる。絶縁層598側よりレーザ光を選択的に配線層585bに照射し、照射されたエネルギーにより配線層585bの照射領域上の絶縁層598は除去され、配線層585bに達する第1の開口を形成することができる。 The wiring layer 585b is electrically connected to the first electrode layer 587a through an opening formed in the insulating layer 598. An opening formed in the insulating layer 598 can be formed by irradiation with laser light as described in Embodiment Mode 1. In this embodiment mode, a low melting point metal (chromium in this embodiment mode) that is relatively easily evaporated is used for the wiring layer 585b. The wiring layer 585b is selectively irradiated with laser light from the insulating layer 598 side, and the insulating layer 598 over the irradiation region of the wiring layer 585b is removed by the irradiated energy, so that a first opening reaching the wiring layer 585b is formed. be able to.

次に第1の開口を有する絶縁層598をマスクとして、配線層585bをエッチングにより除去し、ゲート絶縁層584に達する第2の開口を形成する。第2の開口を形成する際のエッチングは、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、またその両方を用いて行ってもよく、複数回行ってもよい。 Next, using the insulating layer 598 having the first opening as a mask, the wiring layer 585b is removed by etching, so that a second opening reaching the gate insulating layer 584 is formed. Etching for forming the second opening may be performed using a wet etching method, a dry etching method, or both, or may be performed a plurality of times.

配線層585bが露出された開口に第1の電極層587aを形成し、配線層585bと第1の電極層587aは電気的に接続することができる。 A first electrode layer 587a is formed in the opening from which the wiring layer 585b is exposed, and the wiring layer 585b and the first electrode layer 587a can be electrically connected.

レーザ光によって選択的に開口を形成することができるのでマスク層を形成しなくてもよく工程及び材料を削減することができる。またレーザ光は非常に小さいスポットに集光できるので、加工すべき導電層及び絶縁層を所定の形状に高い精度で加工できる、かつ短時間で瞬間的に加熱されるので、加工領域以外の領域をほとんど加熱しなくてもよいという利点がある。 Since openings can be selectively formed by laser light, a mask layer is not required and processes and materials can be reduced. In addition, since the laser beam can be focused on a very small spot, the conductive layer and insulating layer to be processed can be processed into a predetermined shape with high accuracy and can be heated instantaneously in a short time. There is an advantage that almost no heating is required.

また、レーザ光照射による薄膜除去と、エッチングによる薄膜除去という複数の工程を用いて開口を形成するために、積層する薄膜のエッチングに対する選択比が高くても、所望の形状(積層に対する深さや範囲など)に自由に加工することができる。例えば、レーザ光の照射により光吸収層(又は光吸収層下に積層される導電層)表面に酸化膜や窒化膜などの絶縁膜が形成されてしまう場合、そのままでは開口に形成する導電膜と光吸収層との電気的接続が行えない恐れがある。このような場合でもレーザ光照射による第1の開口をマスクとして第1の開口の底面に露出した絶縁膜をエッチングにより除去することによって、導電性を有する光吸収層(又は光吸収層下に積層される導電層)を第2の開口に露出することができる。 In addition, since an opening is formed using a plurality of steps of removing a thin film by laser light irradiation and removing a thin film by etching, a desired shape (depth or range of the laminated film) can be obtained even when the selectivity of the thin film to be laminated is high. Etc.) can be processed freely. For example, when an insulating film such as an oxide film or a nitride film is formed on the surface of a light absorption layer (or a conductive layer stacked under the light absorption layer) by laser light irradiation, the conductive film formed in the opening as it is There is a possibility that electrical connection with the light absorption layer cannot be made. Even in such a case, the insulating film exposed on the bottom surface of the first opening is removed by etching using the first opening formed by laser light irradiation as a mask, so that a conductive light absorbing layer (or a layer under the light absorbing layer is stacked). The conductive layer to be exposed to the second opening.

このように複雑なフォトリソグラフィ工程、マスク層の形成を行うことなく、レーザ光照射によって導電層と導電層とを電気的に接続する開口(コンタクトホール)を絶縁層に形成することができる。 Thus, an opening (contact hole) for electrically connecting the conductive layer and the conductive layer can be formed in the insulating layer by laser light irradiation without performing a complicated photolithography process and formation of a mask layer.

また、ツイストボールの代わりに、電気泳動素子を用いることも可能である。透明な液体と、正に帯電した白い微粒子と負に帯電した黒い微粒子とを封入した直径10μm〜200μm程度のマイクロカプセルを用いる。第1の電極層と第2の電極層との間に設けられるマイクロカプセルは、第1の電極層と第2の電極層によって、電場が与えられると、白い微粒子と、黒い微粒子が逆の方向に移動し、白または黒を表示することができる。この原理を応用した表示素子が電気泳動表示素子であり、一般的に電子ペーパーとよばれている。電気泳動表示素子は、液晶表示素子に比べて反射率が高いため、補助ライトは不要であり、また消費電力が小さく、薄暗い場所でも表示部を認識することが可能である。また、表示部に電源が供給されない場合であっても、一度表示した像を保持することが可能であるため、電波発信源から表示機能付き表示装置を遠ざけた場合であっても、表示された像を保存しておくことが可能となる。 Further, instead of the twisting ball, an electrophoretic element can be used. A microcapsule having a diameter of about 10 μm to 200 μm in which transparent liquid, positively charged white microparticles, and negatively charged black microparticles are enclosed is used. In the microcapsule provided between the first electrode layer and the second electrode layer, when an electric field is applied by the first electrode layer and the second electrode layer, the white particles and the black particles are in opposite directions. And can display white or black. A display element using this principle is an electrophoretic display element, and is generally called electronic paper. Since the electrophoretic display element has higher reflectance than the liquid crystal display element, an auxiliary light is unnecessary, power consumption is small, and the display portion can be recognized even in a dim place. In addition, even when power is not supplied to the display unit, it is possible to retain the image once displayed. Therefore, even when the display device with a display function is moved away from the radio wave source, it is displayed. The image can be stored.

トランジスタはスイッチング素子として機能し得るものであれば、どのような構成で設けてもよい。半導体層も非晶質半導体、結晶性半導体、多結晶半導体、微結晶半導体など様々な半導体を用いることができ、有機化合物を用いて有機トランジスタを形成してもよい。 The transistor may have any structure as long as it can function as a switching element. As the semiconductor layer, various semiconductors such as an amorphous semiconductor, a crystalline semiconductor, a polycrystalline semiconductor, and a microcrystalline semiconductor can be used, and an organic transistor may be formed using an organic compound.

本実施の形態では、具体的には、表示装置の構成がアクティブマトリクス型の場合に関して示すが、勿論本発明はパッシブマトリクス型の表示装置にも適用できる。パッシブマトリクス型の表示装置においても配線層、電極層などを転置基板に導電性を有する光吸収膜を形成後、レーザ光で照射することによって、選択的に被転置基板に所望の形状に加工して形成すればよい。 In this embodiment mode, specifically, the case where the structure of the display device is an active matrix type is shown; however, the present invention can also be applied to a passive matrix type display device. Even in a passive matrix display device, a wiring layer, an electrode layer, and the like are selectively processed into a desired shape on a transferred substrate by irradiating with a laser beam after forming a conductive light absorption film on the transferred substrate. May be formed.

本実施の形態は、上記の実施の形態1乃至3と適宜自由に組み合わせることができる。 This embodiment mode can be freely combined with any of Embodiment Modes 1 to 3 as appropriate.

本発明により、表示装置を構成する配線等の構成物を、所望の形状で形成できる。また複雑なフォトリソグラフィ工程を軽減し、簡略化された工程で表示装置を作製することができるので、材料のロスが少なく、コストダウンも達成できる。よって高性能、高信頼性の表示装置を歩留まりよく作製することができる。 According to the present invention, a component such as a wiring constituting the display device can be formed in a desired shape. In addition, a display device can be manufactured through a simplified process by reducing complicated photolithography processes, so that material loss is small and cost reduction can be achieved. Therefore, a high-performance and highly reliable display device can be manufactured with high yield.

(実施の形態12)
次に、実施の形態4乃至11によって作製される表示パネルに駆動用のドライバ回路を実装する態様について説明する。
(Embodiment 12)
Next, a mode in which a driver circuit for driving is mounted on the display panel manufactured according to Embodiment Modes 4 to 11 will be described.

まず、COG方式を採用した表示装置について、図26(A)を用いて説明する。基板2700上には、文字や画像などの情報を表示する画素領域2701が設けられる。複数の駆動回路が設けられた基板を、矩形状に分断し、分断後の駆動回路(ドライバICとも表記)2751は、基板2700上に実装される。図27(A)は複数のドライバIC2751、ドライバIC2751の先にFPC2750を実装する形態を示す。また、分割する大きさを画素部の信号線側の辺の長さとほぼ同じにし、単数のドライバICに、該ドライバICの先にテープを実装してもよい。 First, a display device employing a COG method is described with reference to FIG. A pixel region 2701 for displaying information such as characters and images is provided over the substrate 2700. A substrate provided with a plurality of drive circuits is divided into a rectangular shape, and a divided drive circuit (also referred to as a driver IC) 2751 is mounted on the substrate 2700. FIG. 27A illustrates a mode in which an FPC 2750 is mounted on the tip of a plurality of driver ICs 2751 and driver ICs 2751. Further, the size to be divided may be substantially the same as the length of the side of the pixel portion on the signal line side, and a tape may be mounted on the tip of the driver IC on a single driver IC.

また、TAB方式を採用してもよく、その場合は、図26(B)で示すように複数のテープを貼り付けて、該テープにドライバICを実装すればよい。COG方式の場合と同様に、単数のテープに単数のドライバICを実装してもよく、この場合には、強度の問題から、ドライバICを固定する金属片等を一緒に貼り付けるとよい。 Alternatively, a TAB method may be employed. In that case, a plurality of tapes may be attached and driver ICs may be mounted on the tapes as shown in FIG. As in the case of the COG method, a single driver IC may be mounted on a single tape. In this case, a metal piece or the like for fixing the driver IC may be attached together due to strength problems.

これらの表示パネル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〜1000mm以上の矩形状の基板上に複数個作り込むとよい。 A plurality of driver ICs mounted on these display panels may be formed on a rectangular substrate having a side of 300 mm to 1000 mm or more from the viewpoint of improving productivity.

つまり、基板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、画素領域の一辺の長さや画素ピッチを考慮して、長辺が15〜80mm、短辺が1〜6mmの矩形状に形成してもよいし、画素領域の一辺、又は画素領域の一辺と各駆動回路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 may be formed on the substrate, and finally divided and taken out. The long side of the driver IC may be formed in a rectangular shape having a long side of 15 to 80 mm and a short side of 1 to 6 mm in consideration of the length of one side of the pixel region and the pixel pitch. Or a length obtained by adding one side of the pixel region and one side of each drive circuit.

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 required for mounting corresponding to the pixel area is as follows. This is less than when an IC chip is used, and the manufacturing yield can be improved. Further, when a driver IC is formed over a glass substrate, the shape of the substrate used as a base is not limited, and thus productivity is not impaired. This is a great advantage compared with the case where the IC chip is taken out from the circular silicon wafer.

また、図25(B)のように走査線側駆動回路3702は基板上に一体形成される場合、画素領域3701の外側の領域には、信号線側の駆動回路が形成されたドライバICが実装される。これらのドライバIC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3701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ICの出力端子のピッチに合わせて集められる。 In the case where the scan line driver circuit 3702 is formed over the substrate as shown in FIG. 25B, a driver IC in which a signal line driver circuit is formed is mounted in an area outside the pixel area 3701. Is done. These driver ICs are drive circuits on the signal line side. In order to form a pixel region corresponding to RGB full color, the number of signal lines in the XGA class is 3072 and the number in the UXGA class is 4800. The signal lines formed in such a number are divided into several blocks at the end of the pixel region 3701 to form lead lines and are collected in accordance with the pitch of the output terminals of the driver IC.

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度以上30度以下)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、結晶粒がチャネル長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長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-wave 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 °). 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 manufactured in this way has an active layer composed of a polycrystalline semiconductor layer in which crystal grains extend in the channel length direction. This means that the crystal grain boundaries are formed substantially along the channel length direction. Means that.

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、そのレーザ光の形状(ビームスポット)の幅は、ドライバICの短辺の同じ幅の1mm以上3mm以下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以上10000以下)のものを指す。このように、レーザ光のレーザ光の形状(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 down the laser beam, and the width of the laser beam shape (beam spot) should be about 1 mm to 3 mm, which is the same width of the short side of the driver IC. Is good. 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 or more and 10,000 or less). In this manner, a method for manufacturing a display device with improved productivity can be provided by setting the width of the laser beam shape (beam spot) to the same length as the short side of the driver IC.

図26(A)、(B)のように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。 As shown in FIGS. 26A and 26B, driver ICs may be mounted as both the scanning line driver circuit and the signal line driver 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は、SASでチャネル形成領域を構成することにより2〜10cm/V・secの電界効果移動度を得ることができる。また本発明を用いると、パターンを所望の形状に制御性よく形成することができるので、微細な配線もショート等の不良が生じることなく安定的に形成することができる。このように、システムオンパネル化を実現した表示パネルを作製することができる。 In the pixel region, the signal line and the scanning line intersect to form a matrix, and a transistor is arranged corresponding to each intersection. The present invention is characterized in that a TFT having an amorphous semiconductor or semi-amorphous semiconductor as a channel portion is used as a transistor disposed in a pixel region. The amorphous semiconductor is formed by a method such as a plasma CVD method or a sputtering method. A semi-amorphous semiconductor can be formed at a temperature of 300 ° C. or less by a plasma CVD method. For example, even a non-alkali glass substrate having an outer dimension of 550 × 650 mm has a film thickness necessary for forming a transistor. Is formed in a short time. Such a feature of the manufacturing technique is effective in manufacturing a large-screen display device. In addition, the semi-amorphous TFT can obtain a field effect mobility of 2 to 10 cm 2 / V · sec by forming a channel formation region with SAS. In addition, when the present invention is used, a pattern can be formed in a desired shape with good controllability, so that fine wiring can be stably formed without causing a defect such as a short circuit. Thus, a display panel that realizes system-on-panel can be manufactured.

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ができ、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を実装するとよい。 By using TFTs in which the semiconductor layer is formed of SAS, the scanning line side driver circuit can also be integrally formed on the substrate. In the case of using TFTs in which the semiconductor layer is formed of AS, the scanning line side driver circuit and the signal A driver IC may be mounted on both the line side driver circuits.

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.

ドライバICの実装方法は、特に限定されるものではなく、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。 The method for mounting the driver IC is not particularly limited, and a COG method, a wire bonding method, or a TAB method can be used.

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 be the same as that of the counter substrate, the height between the two becomes substantially the same, which contributes to the 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、表示パネル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 display panel.

(実施の形態13)
実施の形態4乃至11によって作製される表示パネル(EL表示パネル、液晶表示パネル)において、半導体層を非晶質半導体、又はSASで形成し、走査線側の駆動回路を基板上に形成する例を示す。
(Embodiment 13)
Examples of display panels (EL display panels and liquid crystal display panels) manufactured according to Embodiment Modes 4 to 11 in which a semiconductor layer is formed using an amorphous semiconductor or SAS and a driver circuit on the scan line side is formed over a substrate. Indicates.

図31は、1〜15cm/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. 31 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31において8500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。8501はバッファ回路であり、その先に画素8502が接続される。 In FIG. 31, a block denoted by reference numeral 8500 corresponds to a pulse output circuit that outputs a sampling pulse for one stage, and the shift register includes n pulse output circuits. Reference numeral 8501 denotes a buffer circuit to which a pixel 8502 is connected.

図32は、パルス出力回路8500の具体的な構成を示したものであり、nチャネル型のTFT8601〜8613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. 32 shows a specific structure of the pulse output circuit 8500, and the circuit is composed of n-channel TFTs 8601-8613. At this time, the size of the TFT may be determined in consideration of the operating characteristics of the n-channel TFT using SAS. For example, if the channel length is 8 μm, the channel width can be set in the range of 10 to 80 μm.

また、バッファ回路8501の具体的な構成を図33に示す。バッファ回路も同様にnチャネル型のTFT8620〜8635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 configuration of the buffer circuit 8501 is shown in FIG. Similarly, the buffer circuit includes n-channel TFTs 8620 to 8635. At this time, the size of the TFT may be determined in consideration of the operating characteristics of the n-channel TFT using SAS. For example, if the channel length is 10 μm, the channel width is set in the range of 10 to 1800 μm.

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る。 In order to realize such a circuit, it is necessary to connect the TFTs by wiring.

以上のようにして、表示パネル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 display panel.

(実施の形態14)
本実施の形態を図16を用いて説明する。図16は、本発明を適用して作製されるTFT基板2800を用いてEL表示モジュールを構成する一例を示している。図16において、TFT基板2800上には、画素により構成された画素領域が形成されている。
(Embodiment 14)
This embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 16 shows an example in which an EL display module is formed using a TFT substrate 2800 manufactured by applying the present invention. In FIG. 16, a pixel region including pixels is formed on the TFT substrate 2800.

図16では、画素領域の外側であって、駆動回路と画素との間に、画素に形成されたものと同様なTFT又はそのTFTのゲートとソース若しくはドレインの一方とを接続してダイオードと同様に動作させた保護回路部2801が備えられている。駆動回路2809は、単結晶半導体で形成されたドライバIC、ガラス基板上に多結晶半導体膜で形成されたスティックドライバIC、若しくはSASで形成された駆動回路などが適用されている。 In FIG. 16, the same TFT as that formed in the pixel or the gate of the TFT and one of the source and drain is connected between the driving circuit and the pixel outside the pixel region, and similar to the diode. The protection circuit portion 2801 operated in the above is provided. As the driver circuit 2809, a driver IC formed of a single crystal semiconductor, a stick driver IC formed of a polycrystalline semiconductor film over a glass substrate, a driver circuit formed of SAS, or the like is applied.

TFT基板2800は、液滴吐出法で形成されたスペーサ2806a、スペーサ2806bを介して封止基板2820と固着されている。スペーサは、基板の厚さが薄く、また画素領域の面積が大型化した場合にも、2枚の基板の間隔を一定に保つために設けておくことが好ましい。TFT2802、TFT2803とそれぞれ接続する発光素子2804、発光素子2805上であって、TFT基板2800と封止基板2820との間にある空隙には少なくとも可視領域の光に対して透光性を有する樹脂材料を充填して固体化しても良いし、無水化した窒素若しくは不活性気体を充填させても良い。 The TFT substrate 2800 is fixed to the sealing substrate 2820 through spacers 2806a and 2806b formed by a droplet discharge method. The spacer is preferably provided to keep the distance between the two substrates constant even when the substrate is thin and the area of the pixel region is increased. Resin material having light-transmitting property at least in the visible region in the gap between the TFT substrate 2800 and the sealing substrate 2820 on the light-emitting element 2804 and the light-emitting element 2805 connected to the TFT 2802 and the TFT 2803, respectively. May be solidified by filling, or may be filled with anhydrous nitrogen or inert gas.

図16では発光素子2804、発光素子2805を上方放射型(トップエミッション型)の構成とした場合を示し、図中に示す矢印の方向に光を放射する構成としている。各画素は、画素を赤色、緑色、青色として発光色を異ならせておくことで、多色表示を行うことができる。また、このとき封止基板2820側に各色に対応した着色層2807a、着色層2807b、着色層2807cを形成しておくことで、外部に放射される発光の色純度を高めることができる。また、画素を白色発光素子として着色層2807a、着色層2807b、着色層2807cと組み合わせても良い。 FIG. 16 shows a case where the light-emitting element 2804 and the light-emitting element 2805 are configured as an upward emission type (top emission type), in which light is emitted in the direction of the arrow shown in the drawing. Each pixel can perform multicolor display by changing the emission color of the pixels to red, green, and blue. At this time, by forming the colored layer 2807a, the colored layer 2807b, and the colored layer 2807c corresponding to each color on the sealing substrate 2820 side, the color purity of the emitted light can be increased. Alternatively, the pixel may be combined with a colored layer 2807a, a colored layer 2807b, or a colored layer 2807c as a white light emitting element.

外部回路である駆動回路2809は、外部回路基板2811の一端に設けられた走査線若しくは信号線接続端子と、配線基板2810で接続される。また、TFT基板2800に接して若しくは近接させて、熱を機器の外部へ伝えるために使われる、パイプ状の高効率な熱伝導デバイスであるヒートパイプ2813と放熱板2812を設け、放熱効果を高める構成としても良い。 A driver circuit 2809 which is an external circuit is connected to a scanning line or a signal line connection terminal provided at one end of the external circuit board 2811 through a wiring board 2810. Further, a heat pipe 2813 and a heat radiating plate 2812 which are pipe-like high-efficiency heat conduction devices used for transferring heat to the outside of the device in contact with or close to the TFT substrate 2800 are provided to enhance the heat radiation effect. It is good also as a structure.

なお、図16では、トップエミッションのELモジュールとしたが、発光素子の構成や外部回路基板の配置を変えてボトムエミッション構造、もちろん上面、下面両方から光が放射する両方放射構造としても良い。トップエミッション型の構成の場合、隔壁となる絶縁層を着色しブラックマトリクスとして用いてもよい。この隔壁は液滴吐出法により形成することができ、ポリイミドなどの樹脂材料に、顔料系の黒色樹脂やカーボンブラック等を混合させて形成すればよく、その積層でもよい。 In FIG. 16, the top emission EL module is used. However, the configuration of the light emitting element and the arrangement of the external circuit board may be changed to have a bottom emission structure, of course, a dual emission structure in which light is emitted from both the upper surface and the lower surface. In the case of a top emission type structure, an insulating layer serving as a partition wall may be colored and used as a black matrix. The partition walls can be formed by a droplet discharge method, and may be formed by mixing a resin material such as polyimide with a pigment-based black resin, carbon black, or the like, or may be a laminate thereof.

また、EL表示モジュールは、位相差板や偏光板を用いて、外部から入射する光の反射光を遮断するようにしてもよい。また上方放射型の表示装置ならば、隔壁となる絶縁層を着色しブラックマトリクスとして用いてもよい。この隔壁は液滴吐出法などによっても形成することができ、顔料系の黒色樹脂や、ポリイミドなどの樹脂材料に、カーボンブラック等を混合させてもよく、その積層でもよい。液滴吐出法によって、異なった材料を同領域に複数回吐出し、隔壁を形成してもよい。位相差板、位相差板としてはλ/4板とλ/2板とを用い、光を制御できるように設計すればよい。構成としては、TFT素子基板側から順に、発光素子、封止基板(封止材)、位相差板、位相差板(λ/4板、λ/2板)、偏光板という構成になり、発光素子から放射された光は、これらを通過し偏光板側より外部に放射される。この位相差板や偏光板は光が放射される側に設置すればよく、両方放射される両方放射型の表示装置であれば両方に設置することもできる。また、偏光板の外側に反射防止膜を有していても良い。これにより、より高繊細で精密な画像を表示することができる。 In addition, the EL display module may block reflected light of light incident from the outside using a retardation plate or a polarizing plate. In the case of an upward emission display device, an insulating layer serving as a partition wall may be colored and used as a black matrix. This partition wall can also be formed by a droplet discharge method or the like. Carbon black or the like may be mixed with a pigment-based black resin or a resin material such as polyimide, or may be laminated. A different material may be discharged to the same region a plurality of times by a droplet discharge method to form a partition wall. As the phase difference plate and the phase difference plate, a λ / 4 plate and a λ / 2 plate may be used and designed so that light can be controlled. As a structure, it becomes a structure called a light emitting element, a sealing substrate (sealing material), a phase difference plate, a phase difference plate (λ / 4 plate, λ / 2 plate), and a polarizing plate in order from the TFT element substrate side. The light emitted from the element passes through them and is emitted to the outside from the polarizing plate side. The retardation plate and the polarizing plate may be installed on the side from which light is emitted, and may be installed on both in the case of a dual emission type display device that emits both. Further, an antireflection film may be provided outside the polarizing plate. This makes it possible to display a higher-definition and precise image.

TFT基板2800において、画素領域が形成された側にシール材や接着性の樹脂を用いて樹脂フィルムを貼り付けて封止構造を形成してもよい。本実施の形態では、ガラス基板を用いるガラス封止を示したが、樹脂による樹脂封止、プラスチックによるプラスチック封止、フィルムによるフィルム封止、など様々な封止方法を用いることができる。樹脂フィルムの表面には水蒸気の透過を防止するガスバリア膜を設けておくと良い。フィルム封止構造とすることで、さらなる薄型化及び軽量化を図ることができる。 In the TFT substrate 2800, a sealing structure may be formed by attaching a resin film to the side where the pixel region is formed using a sealing material or an adhesive resin. Although glass sealing using a glass substrate is described in this embodiment mode, various sealing methods such as resin sealing using a resin, plastic sealing using a plastic, and film sealing using a film can be used. A gas barrier film for preventing the permeation of water vapor may be provided on the surface of the resin film. By adopting a film sealing structure, further reduction in thickness and weight can be achieved.

本実施の形態は、実施の形態1乃至8、実施の形態12、実施の形態13とそれぞれ組み合わせて用いることが可能である。 This embodiment mode can be used in combination with each of Embodiment Modes 1 to 8, Embodiment 12, and Embodiment 13.

(実施の形態15)
本実施の形態を図20(A)及び図20(B)を用いて説明する。図20(A)、図20(B)は、本発明を適用して作製されるTFT基板2600を用いて液晶表示モジュールを構成する一例を示している。
(Embodiment 15)
This embodiment will be described with reference to FIGS. 20A and 20B. 20A and 20B illustrate an example in which a liquid crystal display module is formed using a TFT substrate 2600 manufactured by applying the present invention.

図20(A)は液晶表示モジュールの一例であり、TFT基板2600と対向基板2601がシール材2602により固着され、その間に画素領域2603と液晶層2604が設けられ表示領域を形成している。着色層2605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2600と対向基板2601の外側には偏光板2606、2607、拡散板2613が配設されている。光源は冷陰極管2610と反射板2611により構成され、回路基板2612は、フレキシブル配線基板2609によりTFT基板2600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。また偏光板と、液晶層との間に位相差板を有した状態で積層してもよい。 FIG. 20A illustrates an example of a liquid crystal display module. A TFT substrate 2600 and a counter substrate 2601 are fixed to each other with a sealant 2602, and a pixel region 2603 and a liquid crystal layer 2604 are provided therebetween to form a display region. The colored layer 2605 is necessary for color display. In the case of the RGB method, a colored layer corresponding to each color of red, green, and blue is provided corresponding to each pixel. Polarizing plates 2606 and 2607 and a diffusion plate 2613 are disposed outside the TFT substrate 2600 and the counter substrate 2601. The light source is composed of a cold cathode tube 2610 and a reflection plate 2611. The circuit board 2612 is connected to the TFT substrate 2600 by a flexible wiring board 2609, and an external circuit such as a control circuit or a power supply circuit is incorporated. Moreover, you may laminate | stack in the state which had the phase difference plate between the polarizing plate and the liquid-crystal layer.

液晶表示モジュールには、TN(Twisted Nematic)モード、IPS(In−Plane−Switching)モード、FFS(Fringe Field Switching)モード、MVA(Multi−domain Vertical Alignment)モード、PVA(Patterned Vertical Alignment)、ASM(Axially Symmetric aligned Micro−cell)モード、OCB(Optical Compensated Birefringence)モード、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)モード、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal)などを用いることができる。 The liquid crystal display modules include TN (Twisted Nematic) mode, IPS (In-Plane-Switching) mode, FFS (Fringe Field Switching) mode, MVA (Multi-domain Vertical Alignment) mode, PVA (SMB) Axial Symmetrical Aligned Micro-cell (OCB) mode, OCB (Optical Compensated Birefringence) mode, FLC (Ferroelectric Liquid Crystal) mode, AFLC (Anti-Ferroelectric Liquid) Kill.

図20(B)は図20(A)の液晶表示モジュールにOCBモードを適用した一例であり、FS−LCD(Field sequential−LCD)となっている。FS−LCDは、1フレーム期間に赤色発光と緑色発光と青色発光をそれぞれ行うものであり、時間分割を用いて画像を合成しカラー表示を行うことが可能である。また、各発光を発光ダイオードまたは冷陰極管等で行うので、カラーフィルタが不要である。よって、3原色のカラーフィルタを並べ、各色の表示領域を限定する必要がなく、どの領域でも3色全ての表示を行うことができる。一方、1フレーム期間に3色の発光を行うため、液晶の高速な応答が求められる。本発明の表示装置に、FS方式を用いたFLCモード、及びOCBモードを適用し、高性能で高画質な表示装置、また液晶テレビジョン装置を完成させることができる。 FIG. 20B is an example in which the OCB mode is applied to the liquid crystal display module of FIG. 20A, and is an FS-LCD (Field sequential-LCD). The FS-LCD emits red light, green light, and blue light in one frame period, and can perform color display by combining images using time division. Further, since each light emission is performed by a light emitting diode or a cold cathode tube, a color filter is unnecessary. Therefore, it is not necessary to arrange the color filters of the three primary colors and limit the display area of each color, and it is possible to display all three colors in any area. On the other hand, since the three colors emit light in one frame period, a high-speed response of the liquid crystal is required. By applying the FLC mode using the FS method and the OCB mode to the display device of the present invention, a high-performance and high-quality display device and a liquid crystal television device can be completed.

OCBモードの液晶層は、いわゆるπセル構造を有している。πセル構造とは、液晶分子のプレチルト角がアクティブマトリクス基板と対向基板との基板間の中心面に対して面対称の関係で配向された構造である。πセル構造の配向状態は、基板間に電圧が印加されていない時はスプレイ配向となり、電圧を印加するとベンド配向に移行する。このベンド配向が白表示となる。さらに電圧を印加するとベンド配向の液晶分子が両基板と垂直に配向し、光が透過しない状態となる。なお、OCBモードにすると、従来のTNモードより約10倍速い高速応答性を実現できる。 The liquid crystal layer in the OCB mode has a so-called π cell structure. The π cell structure is a structure in which the pretilt angles of liquid crystal molecules are aligned in a plane-symmetric relationship with respect to the center plane between the active matrix substrate and the counter substrate. The alignment state of the π cell structure is splay alignment when no voltage is applied between the substrates, and shifts to bend alignment when a voltage is applied. This bend orientation is white. When a voltage is further applied, the bend-aligned liquid crystal molecules are aligned perpendicularly to both substrates, and light is not transmitted. In the OCB mode, high-speed response that is about 10 times faster than the conventional TN mode can be realized.

また、FS方式に対応するモードとして、高速動作が可能な強誘電性液晶(FLC:Ferroelectric Liquid Crystal)を用いたHV(Half V)−FLC、SS(Surface Stabilized)−FLCなども用いることができる。OCBモードは粘度の比較的低いネマチック液晶を用い、HV−FLC、SS−FLCには、強誘電相を有するスメクチック液晶を用いることができる。 Further, as a mode corresponding to the FS method, HV (Half V) -FLC using a ferroelectric liquid crystal (FLC) capable of high-speed operation, SS (Surface Stabilized) -FLC, or the like can be used. . A nematic liquid crystal having a relatively low viscosity is used for the OCB mode, and a smectic liquid crystal having a ferroelectric phase can be used for HV-FLC and SS-FLC.

また、液晶表示モジュールの高速光学応答速度は、液晶表示モジュールのセルギャップを狭くすることで高速化する。また液晶材料の粘度を下げることでも高速化できる。上記高速化は、TNモードの液晶表示モジュールの画素領域の画素ピッチが30μm以下の場合に、より効果的である。また、印加電圧を一瞬だけ高く(または低く)するオーバードライブ法により、より高速化が可能である。 In addition, the high-speed optical response speed of the liquid crystal display module is increased by narrowing the cell gap of the liquid crystal display module. The speed can also be increased by reducing the viscosity of the liquid crystal material. The increase in speed is more effective when the pixel pitch of the pixel region of the TN mode liquid crystal display module is 30 μm or less. Further, the speed can be further increased by the overdrive method in which the applied voltage is increased (or decreased) for a moment.

図20(B)の液晶表示モジュールは透過型の液晶表示モジュールを示しており、光源として赤色光源2910a、緑色光源2910b、青色光源2910cが設けられている。光源は赤色光源2910a、緑色光源2910b、青色光源2910cのそれぞれオンオフを制御するために、制御部2912が設置されている。制御部2912によって、各色の発光は制御され、液晶に光は入射し、時間分割を用いて画像を合成し、カラー表示が行われる。 The liquid crystal display module in FIG. 20B is a transmissive liquid crystal display module, and a red light source 2910a, a green light source 2910b, and a blue light source 2910c are provided as light sources. The light source is provided with a controller 2912 for controlling on / off of the red light source 2910a, the green light source 2910b, and the blue light source 2910c. The light emission of each color is controlled by the control unit 2912, light enters the liquid crystal, an image is synthesized using time division, and color display is performed.

以上のように本発明を用いると、高繊細、高信頼性の液晶表示モジュールを作製することができる。 As described above, when the present invention is used, a highly delicate and highly reliable liquid crystal display module can be manufactured.

本実施の形態は、実施の形態1乃至3、実施の形態9乃至13とそれぞれ組み合わせて用いることが可能である。 This embodiment mode can be used in combination with each of Embodiment Modes 1 to 3 and Embodiments 9 to 13.

(実施の形態16)
本発明によって形成される表示装置によって、テレビジョン装置(単にテレビ、又はテレビジョン受信機ともよぶ)を完成させることができる。図27はテレビジョン装置の主要な構成を示すブロック図を示している。
(Embodiment 16)
With the display device formed according to the present invention, a television device (also simply referred to as a television or a television receiver) can be completed. FIG. 27 is a block diagram showing a main configuration of the television device.

図25(A)は本発明に係る表示パネルの構成を示す上面図であり、絶縁表面を有する基板2700上に画素2702をマトリクス上に配列させた画素領域2701、走査線側入力端子2703、信号線側入力端子2704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であってRGBを用いたフルカラー表示であれば1024×768×3(RGB)、UXGAであってRGBを用いたフルカラー表示であれば1600×1200×3(RGB)、フルスペックハイビジョンに対応させ、RGBを用いたフルカラー表示であれば1920×1080×3(RGB)とすれば良い。 FIG. 25A is a top view illustrating a structure of a display panel according to the present invention. A pixel region 2701 in which pixels 2702 are arranged in a matrix over a substrate 2700 having an insulating surface, a scan line side input terminal 2703, a signal A line side input terminal 2704 is formed. The number of pixels may be provided in accordance with various standards. For full color display using XGA and RGB, 1024 × 768 × 3 (RGB), and for full color display using UXGA and RGB, 1600 × 1200. If it corresponds to x3 (RGB) and full spec high vision and is full color display using RGB, it may be set to 1920 x 1080 x 3 (RGB).

画素2702は、走査線側入力端子2703から延在する走査線と、信号線側入力端子2704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。画素領域2701の画素それぞれには、スイッチング素子とそれに接続する画素電極層が備えられている。スイッチング素子の代表的な一例はTFTであり、TFTのゲート電極層側が走査線と、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。 The pixels 2702 are arranged in a matrix by a scan line extending from the scan line side input terminal 2703 and a signal line extending from the signal line side input terminal 2704 intersecting. Each pixel in the pixel region 2701 is provided with a switching element and a pixel electrode layer connected to the switching element. A typical example of a switching element is a TFT. By connecting the gate electrode layer side of the TFT to a scanning line and the source or drain side to a signal line, each pixel can be controlled independently by a signal input from the outside. It is said.

図25(A)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表示パネルの構成を示しているが、図26(A)に示すように、COG(Chip on Glass)方式によりドライバIC2751を基板2700上に実装しても良い。また他の実装形態として、図26(B)に示すようなTAB(Tape Automated Bonding)方式を用いてもよい。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。図26において、ドライバIC2751は、FPC(Flexible printed circuit)2750と接続している。 FIG. 25A shows the structure of a display panel in which signals input to the scan lines and signal lines are controlled by an external driver circuit. As shown in FIG. 26A, COG (Chip on The driver IC 2751 may be mounted on the substrate 2700 by a glass method. As another mounting mode, a TAB (Tape Automated Bonding) method as shown in FIG. 26B may be used. The driver IC may be formed on a single crystal semiconductor substrate or may be a circuit in which a TFT is formed on a glass substrate. In FIG. 26, the driver IC 2751 is connected to an FPC (Flexible Printed Circuit) 2750.

また、画素に設けるTFTを結晶性を有する半導体で形成する場合には、図25(B)に示すように走査線側駆動回路3702を基板3700上に形成することもできる。図25(B)において、画素領域3701は、信号線側入力端子3704と接続した図25(A)と同様に外付けの駆動回路により制御する。画素に設けるTFTを移動度の高い、多結晶(微結晶)半導体、単結晶半導体などで形成する場合は、図25(C)に示すように、画素領域4701、走査線側駆動回路4702と、信号線側駆動回路4704を基板4700上に一体形成することもできる。 In the case where a TFT provided for a pixel is formed using a crystalline semiconductor, the scan line driver circuit 3702 can be formed over the substrate 3700 as shown in FIG. In FIG. 25B, the pixel region 3701 is controlled by an external driver circuit as in FIG. 25A connected to the signal line side input terminal 3704. In the case where a TFT provided for a pixel is formed using a polycrystalline (microcrystalline) semiconductor, a single crystal semiconductor, or the like with high mobility, as illustrated in FIG. 25C, a pixel region 4701, a scan line driver circuit 4702, The signal line driver circuit 4704 can be formed over the substrate 4700 as a single body.

表示パネルには、図25(A)で示すような構成として、図27において、画素領域901のみが形成されて走査線側駆動回路903と信号線側駆動回路902とが、図26(B)のようなTAB方式により実装される場合と、図26(A)のようなCOG方式により実装される場合と、図25(B)に示すようにTFTを形成し、画素領域901と走査線側駆動回路903を基板上に形成し信号線側駆動回路902を別途ドライバICとして実装する場合、また図25(C)で示すように画素領域901と信号線側駆動回路902と走査線側駆動回路903を基板上に一体形成する場合などがあるが、どのような形態としても良い。 In the display panel, as shown in FIG. 25A, only the pixel region 901 in FIG. 27 is formed, and the scan line side driver circuit 903 and the signal line side driver circuit 902 are formed as shown in FIG. The TFT is formed as shown in FIG. 25B when mounted by the TAB method as shown in FIG. 26A, when mounted by the COG method as shown in FIG. In the case where the driver circuit 903 is formed over the substrate and the signal line driver circuit 902 is separately mounted as a driver IC, as shown in FIG. 25C, the pixel region 901, the signal line driver circuit 902, and the scanning line driver circuit There is a case where 903 is integrally formed on the substrate, but any form is possible.

図27において、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904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905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906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907などからなっている。コントロール回路907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908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。 27, as other external circuit configurations, on the video signal input side, among the signals received by the tuner 904, the video signal amplification circuit 905 that amplifies the video signal and the signal output therefrom are red, green, and so on. , A video signal processing circuit 906 for converting into a color signal corresponding to each color of blue, a control circuit 907 for converting the video signal into an input specification of the driver IC, and the like. The control circuit 907 outputs signals to the scanning line side and the signal line side, respectively. In the case of digital driving, a signal dividing circuit 908 may be provided on the signal line side so that an input digital signal is divided into m pieces and supplied.

チューナ904で受信した信号のうち、音声信号は、音声信号増幅回路909に送られ、その出力は音声信号処理回路910を経てスピーカー913に供給される。制御回路911は受信局(受信周波数)や音量の制御情報を入力部912から受け、チューナ904や音声信号処理回路910に信号を送出する。 Of the signals received by the tuner 904, the audio signal is sent to the audio signal amplifier circuit 909, and the output is supplied to the speaker 913 via the audio signal processing circuit 910. The control circuit 911 receives control information on the receiving station (reception frequency) and volume from the input unit 912 and sends a signal to the tuner 904 and the audio signal processing circuit 910.

これらの表示モジュールを、図28(A)、(B)に示すように、筐体に組みこんで、テレビジョン装置を完成させることができる。表示モジュールとして液晶表示モジュールを用いれば液晶テレビジョン装置、ELモジュールを用いればELテレビジョン装置、またプラズマテレビジョン、電子ぺーパーなども作製することができる。図28(A)において、表示モジュールにより主画面2003が形成され、その他付属設備としてスピーカー部2009、操作スイッチなどが備えられている。このように、本発明によりテレビジョン装置を完成させることができる。 As shown in FIGS. 28A and 28B, these display modules can be incorporated into a housing to complete a television device. If a liquid crystal display module is used as the display module, a liquid crystal television device can be manufactured. If an EL module is used, an EL television device, a plasma television, an electronic paper, or the like can be manufactured. In FIG. 28A, a main screen 2003 is formed using a display module, and a speaker portion 2009, operation switches, and the like are provided as accessory equipment. Thus, a television device can be completed according to the present invention.

筐体2001に表示用パネル2002が組みこまれ、受信機2005により一般のテレビ放送の受信をはじめ、モデム2004を介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより一方向(送信者から受信者)又は双方向(送信者と受信者間、又は受信者間同士)の情報通信をすることもできる。テレビジョン装置の操作は、筐体に組みこまれたスイッチ又は別体のリモコン装置2006により行うことが可能であり、このリモコン装置にも出力する情報を表示する表示部2007が設けられていても良い。 A display panel 2002 is incorporated in a housing 2001, and general television broadcasting is received by a receiver 2005, and connected to a wired or wireless communication network via a modem 2004 (one direction (from a sender to a receiver)). ) Or bi-directional (between the sender and the receiver, or between the receivers). The television device can be operated by a switch incorporated in the housing or a separate remote control device 2006, and the remote control device 2006 also includes a display unit 2007 for displaying information to be output. good.

また、テレビジョン装置にも、主画面2003の他にサブ画面2008を第2の表示用パネルで形成し、チャネルや音量などを表示する構成が付加されていても良い。この構成において、主画面2003及びサブ画面2008を本発明の液晶表示用パネルで形成することができし、主画面2003を視野角の優れたEL表示用パネルで形成し、サブ画面を低消費電力で表示可能な液晶表示用パネルで形成しても良い。また、低消費電力化を優先させるためには、主画面2003を液晶表示用パネルで形成し、サブ画面をEL表示用パネルで形成し、サブ画面は点滅可能とする構成としても良い。本発明を用いると、このような大型基板を用いて、多くのTFTや電子部品を用いても、信頼性の高い表示装置とすることができる。 In addition, the television device may have a configuration in which a sub screen 2008 is formed using the second display panel in addition to the main screen 2003 to display channels, volume, and the like. In this configuration, the main screen 2003 and the sub-screen 2008 can be formed using the liquid crystal display panel of the present invention, the main screen 2003 is formed using an EL display panel with an excellent viewing angle, and the sub-screen has low power consumption. It may be formed of a liquid crystal display panel that can be displayed with In order to prioritize the reduction in power consumption, the main screen 2003 may be formed using a liquid crystal display panel, the sub screen may be formed using an EL display panel, and the sub screen may blink. When the present invention is used, a highly reliable display device can be obtained even when such a large substrate is used and a large number of TFTs and electronic components are used.

図28(B)は例えば20〜80インチの大型の表示部を有するテレビジョン装置であり、筐体2010、表示部2011、操作部であるリモコン装置2012、スピーカー部2013等を含む。本発明は、表示部2011の作製に適用される。図28(B)のテレビジョン装置は、壁かけ型となっており、設置するスペースを広く必要としない。 FIG. 28B illustrates a television device having a large display portion of 20 to 80 inches, for example, which includes a housing 2010, a display portion 2011, a remote control device 2012 that is an operation portion, a speaker portion 2013, and the like. The present invention is applied to manufacture of the display portion 2011. The television device in FIG. 28B is a wall-hanging type and does not require a large installation space.

勿論、本発明はテレビジョン装置に限定されず、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など特に大面積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 present invention is not limited to a television device, but can be applied to various uses such as a monitor for a personal computer, an information display board in a railway station or airport, an advertisement display board in a street, etc. can do.

本実施の形態は、上記の実施の形態1乃至15と適宜自由に組み合わせることができる。 This embodiment mode can be freely combined with any of Embodiment Modes 1 to 15 as appropriate.

(実施の形態17)
本発明に係る電子機器として、テレビジョン装置(単にテレビ、又はテレビジョン受信機ともよぶ)、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話装置(単に携帯電話機、携帯電話ともよぶ)、PDA等の携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コンピュータ用のモニタ、コンピュータ、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等の記録媒体を備えた画像再生装置等が挙げられる。その具体例について、図29を参照して説明する。
(Embodiment 17)
As electronic devices according to the present invention, portable information such as a television device (also simply referred to as a television or a television receiver), a digital camera, a digital video camera, a cellular phone device (also simply referred to as a cellular phone or a cellular phone), a PDA, etc. Examples include a terminal, a portable game machine, a computer monitor, a computer, an audio playback device such as a car audio, and an image playback device including a recording medium such as a home game machine. A specific example will be described with reference to FIG.

図29(A)に示す携帯情報端末機器は、本体9201、表示部9202等を含んでいる。表示部9202は、本発明の表示装置を適用することができる。その結果、簡略化した工程で低コストで作製できるため、高信頼性の携帯情報端末機器を低価格で提供することができる。 A portable information terminal device illustrated in FIG. 29A includes a main body 9201, a display portion 9202, and the like. The display device of the present invention can be applied to the display portion 9202. As a result, since it can be manufactured at a low cost with a simplified process, a highly reliable portable information terminal device can be provided at a low price.

図29(B)に示すデジタルビデオカメラは、表示部9701、表示部9702等を含んでいる。表示部9701は本発明の表示装置を適用することができる。その結果、簡略化した工程で低コストで作製できるため、高信頼性のデジタルビデオカメラを低価格で提供することができる。 A digital video camera shown in FIG. 29B includes a display portion 9701, a display portion 9702, and the like. The display device of the present invention can be applied to the display portion 9701. As a result, a highly reliable digital video camera can be provided at a low price because it can be manufactured at a low cost with a simplified process.

図29(C)に示す携帯電話機は、本体9101、表示部9102等を含んでいる。表示部9102は、本発明の表示装置を適用することができる。その結果、簡略化した工程で低コストで作製できるため、高信頼性の携帯電話機を低価格で提供することができる。 A cellular phone shown in FIG. 29C includes a main body 9101, a display portion 9102, and the like. The display device of the present invention can be applied to the display portion 9102. As a result, a highly reliable mobile phone can be provided at a low price because it can be manufactured at a low cost with a simplified process.

図29(D)に示す携帯型のテレビジョン装置は、本体9301、表示部9302等を含んでいる。表示部9302は、本発明の表示装置を適用することができる。その結果、簡略化した工程で低コストで作製できるため、高信頼性のテレビジョン装置を低価格で提供することができる。またテレビジョン装置としては、携帯電話機などの携帯端末に搭載する小型のものから、持ち運びをすることができる中型のもの、また、大型のもの(例えば40インチ以上)まで、幅広いものに、本発明の表示装置を適用することができる。 A portable television device illustrated in FIG. 29D includes a main body 9301, a display portion 9302, and the like. The display device of the present invention can be applied to the display portion 9302. As a result, a highly reliable television device can be provided at a low price because it can be manufactured at a low cost with a simplified process. In addition, the present invention can be applied to a wide variety of television devices, from a small one mounted on a portable terminal such as a cellular phone to a medium-sized one that can be carried and a large one (for example, 40 inches or more). The display device can be applied.

図29(E)に示す携帯型のコンピュータは、本体9401、表示部9402等を含んでいる。表示部9402は、本発明の表示装置を適用することができる。その結果、簡略化した工程で低コストで作製できるため、高信頼性のコンピュータを低価格で提供することができる。 A portable computer shown in FIG. 29E includes a main body 9401, a display portion 9402, and the like. The display device of the present invention can be applied to the display portion 9402. As a result, a highly reliable computer can be provided at a low price because it can be manufactured at a low cost with a simplified process.

このように、本発明の表示装置により、視認性が優れた高画質な画像を表示することができる高性能な電子機器を提供することができる。 As described above, the display device of the present invention can provide a high-performance electronic device that can display a high-quality image with excellent visibility.

本実施の形態は、上記の実施の形態1乃至16と適宜自由に組み合わせることができる。 This embodiment mode can be freely combined with any of Embodiment Modes 1 to 16 as appropriate.

本発明を説明する概念図。The conceptual diagram explaining this invention. 本発明を説明する概念図。The conceptual diagram explaining this invention. 本発明を説明する概念図。The conceptual diagram explaining this invention. 本発明を説明する概念図。The conceptual diagram explaining this invention. 本発明の表示装置を説明する図。6A and 6B illustrate a display device of the present invention. 本発明の表示装置を説明する図。6A and 6B illustrate a display device of the present invention. 本発明の表示装置を説明する図。6A and 6B illustrate a display device of the present invention. 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。4A to 4D illustrate a method for manufacturing a display device of the present invention. 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。4A to 4D illustrate a method for manufacturing a display device of the present invention. 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。4A to 4D illustrate a method for manufacturing a display device of the present invention. 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。4A to 4D illustrate a method for manufacturing a display device of the present invention. 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。4A to 4D illustrate a method for manufacturing a display device of the present invention. 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。4A to 4D illustrate a method for manufacturing a display device of the present invention. 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。4A to 4D illustrate a method for manufacturing a display device of the present invention. 本発明の表示装置を説明する図。6A and 6B illustrate a display device of the present invention. 本発明の表示モジュールの構成例を説明する断面図。Sectional drawing explaining the structural example of the display module of this invention. 本発明の表示装置を説明する図。6A and 6B illustrate a display device of the present invention. 本発明の表示装置を説明する図。6A and 6B illustrate a display device of the present invention. 本発明の表示装置を説明する図。6A and 6B illustrate a display device of the present invention. 本発明の表示モジュールの構成例を説明する断面図。Sectional drawing explaining the structural example of the display module of this invention. 本発明の表示装置を説明する図。6A and 6B illustrate a display device of the present invention. 本発明に適用できる発光素子の構成を説明する図。3A and 3B each illustrate a structure of a light-emitting element that can be applied to the present invention. 本発明に適用できる発光素子の構成を説明する図。3A and 3B each illustrate a structure of a light-emitting element that can be applied to the present invention. 本発明に適用できる発光素子の構成を説明する図。3A and 3B each illustrate a structure of a light-emitting element that can be applied to the present invention. 本発明の表示装置の上面図。The top view of the display apparatus of this invention. 本発明の表示装置の上面図。The top view of the display apparatus of this invention. 本発明が適用される電子機器の主要な構成を示すブロック図。1 is a block diagram illustrating a main configuration of an electronic device to which the present invention is applied. 本発明が適用される電子機器を示す図。FIG. 11 illustrates an electronic device to which the present invention is applied. 本発明が適用される電子機器を示す図。FIG. 11 illustrates an electronic device to which the present invention is applied. 本発明に適用することのできるレーザビーム直接描画装置の構成を説明する図。1A and 1B illustrate a structure of a laser beam direct drawing apparatus that can be applied to the present invention. 本発明の表示パネルにおいて走査線側駆動回路をTFTで形成する場合の回路構成を説明する図。4A and 4B each illustrate a circuit structure in the case where a scan line side driver circuit is formed using TFTs in a display panel of the present invention; 本発明の表示パネルにおいて走査線側駆動回路をTFTで形成する場合の回路構成を説明する図(シフトレジスタ回路)。4A and 4B illustrate a circuit structure in the case where a scan line driver circuit is formed using TFTs in a display panel of the present invention (shift register circuit). 本発明の表示パネルにおいて走査線側駆動回路をTFTで形成する場合の回路構成を説明する図(バッファ回路)。4A and 4B illustrate a circuit configuration in the case where a scan line side driver circuit is formed using TFTs in a display panel of the present invention (buffer circuit). 本発明を説明する概念図。The conceptual diagram explaining this invention. 本発明を説明する概念図。The conceptual diagram explaining this invention. 本発明を説明する概念図。The conceptual diagram explaining this invention. 本発明を説明する概念図。The conceptual diagram explaining this invention. 本発明を説明する概念図。The conceptual diagram explaining this invention. 本発明を説明する概念図。The conceptual diagram explaining this invention.

Claims (13)

光吸収層を形成し、
前記光吸収層上に絶縁層を形成し、
前記光吸収層及び前記絶縁層に選択的にレーザ光を照射し、前記絶縁層の照射領域を除去し前記絶縁層に第1の開口を形成し、
前記第1の開口を有する絶縁層をマスクとして前記光吸収層を選択的に除去し、前記絶縁層及び前記光吸収層に第2の開口を形成し、
前記第2の開口に前記光吸収層と接するように導電膜を形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
Forming a light absorption layer,
Forming an insulating layer on the light absorbing layer;
Selectively irradiating the light absorption layer and the insulating layer with laser light, removing an irradiation region of the insulating layer, and forming a first opening in the insulating layer;
Selectively removing the light absorbing layer using the insulating layer having the first opening as a mask, and forming a second opening in the insulating layer and the light absorbing layer;
A manufacturing method of a display device, wherein a conductive film is formed in the second opening so as to be in contact with the light absorption layer.
導電層を形成し、
前記導電層上に光吸収層を形成し、
前記光吸収層上に絶縁層を形成し、
前記光吸収層及び前記絶縁層に選択的にレーザ光を照射し、前記絶縁層の照射領域を除去し前記絶縁層に第1の開口を形成し、
前記第1の開口を有する絶縁層をマスクとして前記光吸収層を選択的に除去し、前記絶縁層及び前記光吸収層に前記導電層に達する第2の開口を形成し、
前記第2の開口に前記光吸収層と前記導電層と接するように導電膜を形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
Forming a conductive layer,
Forming a light absorption layer on the conductive layer;
Forming an insulating layer on the light absorbing layer;
Selectively irradiating the light absorption layer and the insulating layer with laser light, removing an irradiation region of the insulating layer, and forming a first opening in the insulating layer;
Selectively removing the light absorbing layer using the insulating layer having the first opening as a mask, and forming a second opening reaching the conductive layer in the insulating layer and the light absorbing layer;
A manufacturing method of a display device, wherein a conductive film is formed in the second opening so as to be in contact with the light absorption layer and the conductive layer.
導電層を形成し、
前記導電層上に光吸収層を形成し、
前記光吸収層上に絶縁層を形成し、
前記光吸収層及び前記絶縁層に選択的にレーザ光を照射し、前記絶縁層の照射領域を除去し前記絶縁層に第1の開口を形成し、
前記第1の開口を有する絶縁層をマスクとして前記光吸収層及び前記導電層を選択的に除去し、前記絶縁層、前記光吸収層及び前記導電層に第2の開口を形成し、
前記第2の開口に前記光吸収層と前記導電層と接するように導電膜を形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
Forming a conductive layer,
Forming a light absorption layer on the conductive layer;
Forming an insulating layer on the light absorbing layer;
Selectively irradiating the light absorption layer and the insulating layer with laser light, removing an irradiation region of the insulating layer, and forming a first opening in the insulating layer;
Selectively removing the light absorbing layer and the conductive layer using the insulating layer having the first opening as a mask, and forming a second opening in the insulating layer, the light absorbing layer, and the conductive layer;
A manufacturing method of a display device, wherein a conductive film is formed in the second opening so as to be in contact with the light absorption layer and the conductive layer.
光吸収層を形成し、
前記光吸収層上に絶縁層を形成し、
前記光吸収層及び前記絶縁層に選択的にレーザ光を照射し、前記光吸収層の照射領域の一部及び前記絶縁層の照射領域を除去し前記光吸収層及び前記絶縁層に第1の開口を形成し、
前記第1の開口を有する絶縁層をマスクとして前記光吸収層を選択的に除去し、前記絶縁層及び前記光吸収層に第2の開口を形成し、
前記第2の開口に前記光吸収層と接するように導電膜を形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
Forming a light absorption layer,
Forming an insulating layer on the light absorbing layer;
The light absorption layer and the insulating layer are selectively irradiated with laser light, a part of the irradiation region of the light absorption layer and the irradiation region of the insulating layer are removed, and the light absorption layer and the insulating layer are subjected to a first Form an opening,
Selectively removing the light absorbing layer using the insulating layer having the first opening as a mask, and forming a second opening in the insulating layer and the light absorbing layer;
A manufacturing method of a display device, wherein a conductive film is formed in the second opening so as to be in contact with the light absorption layer.
導電層を形成し、
前記導電層上に光吸収層を形成し、
前記光吸収層上に絶縁層を形成し、
前記光吸収層及び前記絶縁層に選択的にレーザ光を照射し、前記光吸収層の照射領域の一部及び前記絶縁層の照射領域を除去し前記光吸収層及び前記絶縁層に第1の開口を形成し、
前記第1の開口を有する前記絶縁層をマスクとして前記光吸収層を選択的に除去し、前記絶縁層及び前記光吸収層に前記導電層に達する第2の開口を形成し、
前記第2の開口に前記光吸収層と前記導電層と接するように導電膜を形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
Forming a conductive layer,
Forming a light absorption layer on the conductive layer;
Forming an insulating layer on the light absorbing layer;
The light absorption layer and the insulating layer are selectively irradiated with laser light, a part of the irradiation region of the light absorption layer and the irradiation region of the insulating layer are removed, and the light absorption layer and the insulating layer are subjected to a first Form an opening,
The light absorbing layer is selectively removed using the insulating layer having the first opening as a mask, and a second opening reaching the conductive layer is formed in the insulating layer and the light absorbing layer,
A manufacturing method of a display device, wherein a conductive film is formed in the second opening so as to be in contact with the light absorption layer and the conductive layer.
導電層を形成し、
前記導電層上に光吸収層を形成し、
前記光吸収層上に絶縁層を形成し、
前記光吸収層及び前記絶縁層に選択的にレーザ光を照射し、前記光吸収層の照射領域の一部及び前記絶縁層の照射領域を除去し前記光吸収層及び前記絶縁層に第1の開口を形成し、
前記第1の開口を有する前記絶縁層をマスクとして前記光吸収層及び前記導電層を選択的に除去し、前記絶縁層、前記光吸収層及び前記導電層に第2の開口を形成し、
前記第2の開口に前記光吸収層と前記導電層と接するように導電膜を形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
Forming a conductive layer,
Forming a light absorption layer on the conductive layer;
Forming an insulating layer on the light absorbing layer;
The light absorption layer and the insulating layer are selectively irradiated with laser light, a part of the irradiation region of the light absorption layer and the irradiation region of the insulating layer are removed, and the light absorption layer and the insulating layer are subjected to a first Form an opening,
Selectively removing the light absorbing layer and the conductive layer using the insulating layer having the first opening as a mask, and forming a second opening in the insulating layer, the light absorbing layer, and the conductive layer;
A manufacturing method of a display device, wherein a conductive film is formed in the second opening so as to be in contact with the light absorption layer and the conductive layer.
導電層を形成し、
前記導電層上に光吸収層を形成し、
前記光吸収層上に絶縁層を形成し、
前記光吸収層及び前記絶縁層に選択的にレーザ光を照射し、前記光吸収層の照射領域及び前記絶縁層の照射領域を除去し前記光吸収層及び前記絶縁層に第1の開口を形成し、
前記第1の開口を有する前記光吸収層及び前記絶縁層をマスクとして前記導電層を選択的に除去し、前記絶縁層、前記光吸収層及び前記導電層に第2の開口を形成し、
前記第2の開口に前記光吸収層と前記導電層と接するように導電膜を形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
Forming a conductive layer,
Forming a light absorption layer on the conductive layer;
Forming an insulating layer on the light absorbing layer;
The light absorption layer and the insulating layer are selectively irradiated with laser light, the irradiation region of the light absorption layer and the irradiation region of the insulating layer are removed, and a first opening is formed in the light absorption layer and the insulating layer And
The conductive layer is selectively removed using the light absorption layer and the insulating layer having the first opening as a mask, and a second opening is formed in the insulating layer, the light absorption layer, and the conductive layer,
A manufacturing method of a display device, wherein a conductive film is formed in the second opening so as to be in contact with the light absorption layer and the conductive layer.
請求項7において、前記光吸収層及び前記絶縁層に選択的にレーザ光を照射し、前記光吸収層の照射領域及び前記絶縁層の照射領域を除去する際、前記導電層の一部も除去することを特徴とする表示装置の作製方法。 8. The method according to claim 7, wherein when the light absorption layer and the insulating layer are selectively irradiated with laser light, and the irradiation region of the light absorption layer and the irradiation region of the insulating layer are removed, a part of the conductive layer is also removed. And a manufacturing method of a display device. 請求項1乃至8のいずれか一項において、前記光吸収層は導電性材料を用いて形成することを特徴とする表示装置の作製方法。 The method for manufacturing a display device according to claim 1, wherein the light absorption layer is formed using a conductive material. 請求項9において、前記光吸収層はクロム、タンタル、銀、モリブデン、ニッケル、チタン、コバルト、銅、又はアルミニウムのうち一種又は複数を用いて形成することを特徴とする表示装置の作製方法。 The method for manufacturing a display device according to claim 9, wherein the light absorption layer is formed using one or more of chromium, tantalum, silver, molybdenum, nickel, titanium, cobalt, copper, and aluminum. 請求項1乃至8のいずれか一項において、前記光吸収層は半導体材料を用いて形成することを特徴とする表示装置の作製方法。 The method for manufacturing a display device according to claim 1, wherein the light absorption layer is formed using a semiconductor material. 請求項11において、前記光吸収層は珪素を用いて形成することを特徴とする表示装置の作製方法。 The method for manufacturing a display device according to claim 11, wherein the light absorption layer is formed using silicon. 請求項1乃至12のいずれか一項において、前記絶縁層は前記レーザ光を透過することを特徴とする表示装置の作製方法。 The method for manufacturing a display device according to claim 1, wherein the insulating layer transmits the laser light.
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