JP4700484B2 - 半導体装置の作製方法 - Google Patents

Description

本発明は、印刷法を用いた半導体装置の作製方法に関する。

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、絶縁体及び導電体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。

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。）。
特開平１１−２５１２５９号公報

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、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。

また、本発明は、それらの半導体装置、表示装置を構成する配線等の構成物を、所望の形状で密着性よく形成できる技術を提供することも目的とする。

本発明では、液状の組成物を被形成領域に付着させた後、焼成、乾燥等によって固化させて導電層や絶縁層を形成する。このような方法の場合、導電層や絶縁層の形状や形成領域の正確性を高めるには、液状の組成物を被形成領域に微細かつ正確なパターンで付着させる必要がある。特に、回路を形成するための配線層を形成する際、配線層の被形成領域の誤差は、ショートなど電気的特性に悪影響を与える。液状の導電性材料の粒子を含む組成物は、液状であるために被形成領域の表面状態に大きく影響を受ける。本発明では、液状の組成物の塗布領域のぬれ性を制御する処理を行う。特に、よりぬれ性の制御の効果を大きくするために、液状の組成物の付着領域に粗面を有する層を形成する。

固体表面のぬれ性は、表面の化学的性質に影響をうける。液状の組成物に対して、ぬれ性が低い物質を形成するとその表面は液状の組成物に対してぬれ性の低い領域（以下、低ぬれ性領域ともいう）となり、逆に液状の組成物に対して、ぬれ性の高い物質を形成するとその表面は、液状の組成物に対してぬれ性の高い領域（以下、高ぬれ性領域ともいう）となる。本発明において表面のぬれ性を制御するという処理は、液状の組成物の付着領域に、液状の組成物に対してぬれ性の異なる領域を形成することである。

ぬれ性の異なる領域とは、液状の組成物に対して、ぬれ性に差を有する領域であり、導電性材料を含む組成物の接触角が異なることであり、導電性材料を含む組成物の接触角が大きい領域はよりぬれ性が低い領域（以下、低ぬれ性領域ともいう）となり、接触角が小さい領域はぬれ性の高い領域（以下、高ぬれ性領域ともいう）となる。接触角が大きいと、流動性を有する液状の組成物は、領域表面上で広がらず、組成物をはじくので、表面をぬらさないが、接触角が小さいと、表面上で流動性を有する組成物は広がり、よく表面をぬらすからである。よって、ぬれ性が異なる領域は、表面エネルギーも異なる。ぬれ性が低い領域における表面の、表面エネルギーは小さく、ぬれ性の高い領域表面における表面エネルギーは大きい。

また、ぬれ性は、表面の化学的性質の他に、物理的な表面形状（表面粗さ）にも影響をうける。表面に幾何学的な凹凸形状を有する粗面においては、平坦面と比較して、ぬれ性の高い、低いの程度がより大きな差として現れる。つまり、平坦面に、液状の組成物に対してぬれ性が低い物質を形成して得られる低ぬれ性領域より、表面粗さの大きい粗面に、同一のぬれ性が低い物質を形成して得られる低ぬれ性領域の方が、より液状の組成物に対して高い撥液性を示す低ぬれ性領域となる。同様に、高ぬれ性領域でも、平坦面と比較して粗面上の高ぬれ性領域の方が液状の組成物に対して、ぬれ性が高められ高い親液性を示す高ぬれ性領域となる。よって、粗面を有する層上にぬれ性が大きく異なる領域（ぬれ性に大きく差を有する領域）を形成できるので、液状の導電性材料又は絶縁性材料が、被形成領域のみに正確に付着することができる。

本発明では、導電層や絶縁層を形成するために用いる液状の組成物が付着する領域に、粗面を有する層を形成する。粗面を有する層は、基板と導電層との間にバッファ層として形成してもよく、基板のように支持体になる材料表面を加工して粗面としてもよい。粗面を有する層は、膜として連続性を有してなくてもよく、例えば基板上に粒子状の材料を分散させ、表面に凹凸形状を有するようにして粗面を形成してもよい。層表面に物理的な力や、衝撃を与えて凹凸形状を形成してもよいし、化学的な処理（腐蝕効果のある溶液による表面の腐蝕など）、加熱により部分的に変形（部分的に溶解させるなど）させて層表面に凹凸形状を形成してもよい。粗面を有する層は、無機材料でも有機材料でもよく、表面のぬれ性の制御をより効果的に行える機能を有すればよいので、絶縁性材料でも導電性材料を用いてもよい。

粗面の有する凹凸形状は、粗面上に吐出される液状の組成物の液滴径に比べて十分に小さい凹凸形状であり、その十分に小さい凹凸形状の存在により粗面表面の表面積が増加している。よって、液滴のサイズ（大きさ）でみると粗面は、平坦のように見えうる。表面に付着する時の液状の組成物の液滴径が、表面の粗さを定義するパラメータである表面粗さの値の１０００倍以上であると好ましい。また、粗面領域（凹凸形状による表面積増加分を含めない面積）に対する凹凸形状による粗面表面の表面積率が１．５以上であると好ましい。

ぬれ性の違いは両領域の相対的な関係であり、粗面を有する層上に、選択的に低ぬれ性領域を形成することで、ぬれ性の異なる２種類の領域を形成することができる。選択的に低ぬれ性領域を形成する方法としては、マスク層を形成し、そのマスク層を用いて、選択的に低ぬれ性物質を形成する方法、マスク層を用いて選択的にぬれ性を低める表面処理方法などを用いることができる。また、低ぬれ性領域を形成した後、その低ぬれ性効果を選択的に無くす方法（ぬれ性が低い物質の除去、や分解）などを用いることができる。

表面のぬれ性を変化させ、制御する方法として、光照射のエネルギーによって、表面の物質を分解し、領域表面を改質し、ぬれ性を変化させる方法がある。ぬれ性が低い物質として、フッ化炭素基（フッ化炭素鎖）を含む物質、あるいはシランカップリング剤を含む物質を用いることができる。シランカップリング剤は単分子膜を形成することができるため、分解、改質を効率よく行え、短時間でぬれ性を変化させることができる。また、上記単分子膜は自己組織化膜とも言える。また、シランカップリング剤は、フッ化炭素基（フッ化炭素鎖）を有するもののみでなく、アルキル基を有するものも基板に配列させることで、低ぬれ性を示すため、用いることが可能である。また、ぬれ性が低い物質としてチタネートカップリング剤、アルミネートカップリング剤を用いてもよい。

本発明により、ぬれ性が大きく異なる領域（ぬれ性に大きく差を有する領域）を形成できるので、液状の導電性材料又は絶縁性材料が、被形成領域のみに正確に付着する。よって、所望のパターンに正確に導電層、絶縁層を形成することができる。

なお、本明細書中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。本発明を用いて多層配線層や、プロセッサ回路を有するチップ（以下プロセッサチップともいう）などの半導体装置を作製することができる。

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、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。

本発明の半導体装置の作製方法の一は、粗面を有する層を形成し、粗面上に導電性材料を含む組成物に対するぬれ性の低い領域と、組成物に対するぬれ性の高い領域を形成し、ぬれ性の高い領域に組成物を用いて導電層を形成する。

本発明の半導体装置の作製方法の一は、粗面を有する層を形成し、粗面上に絶縁性材料を含む組成物に対するぬれ性の低い領域と、組成物に対するぬれ性の高い領域を形成し、ぬれ性の高い領域に組成物を用いて絶縁層を形成する。

本発明の半導体装置の作製方法の一は、粗面を有する層を形成し、粗面を有する層上にフッ化炭素基を有する物質を形成し、フッ化炭素基を有する物質に選択的に光を照射し、第１の領域、及び第１の領域より導電性材料を含む組成物に対するぬれ性が高い第２の領域を形成し、第２の領域に組成物を用いて導電層を形成する。

本発明の半導体装置の作製方法の一は、粗面を有する層を形成し、粗面を有する層上に選択的にマスク層を形成し、粗面を有する層及びマスク層上にフッ化炭素基を有する物質を形成し、マスク層及びマスク層上のフッ化炭素基を有する物質を除去し、第１の領域、及び第１の領域より導電性材料を含む組成物に対するぬれ性が高い第２の領域を形成し、第２の領域に組成物を用いて導電層を形成する。

本発明の半導体装置の作製方法の一は、粗面を有する層を形成し、粗面を有する層上にシランカップリング剤を含む物質を形成し、シランカップリング剤を含む物質に選択的に光を照射し、第１の領域、及び第１の領域より導電性材料を含む組成物に対するぬれ性が高い第２の領域を形成し、第２の領域に組成物を用いて導電層を形成する。

本発明の半導体装置の作製方法の一は、粗面を有する層を形成し、粗面を有する層上に選択的にマスク層を形成し、粗面を有する層及びマスク層上にシランカップリング剤を含む物質を形成し、マスク層及びマスク層上のシランカップリング剤を含む物質を除去し、第１の領域、及び第１の領域より導電性材料を含む組成物に対するぬれ性が高い第２の領域を形成し、第２の領域に組成物を用いて導電層を形成する。

本発明の半導体装置の一は、粗面を有する層と、粗面を有する層上に設けられる導電層とを有し、粗面を有する層の表面積率は１．５以上である。

本発明の半導体装置の一は、粗面を有する層と、粗面を有する層上に設けられるゲート電極層と、ゲート絶縁層と、半導体層と、ソース電極層と、ドレイン電極層とを有し、粗面を有する層の表面積率は１．５以上である。

本発明の半導体装置の一は、粗面を有する層と、粗面を有する層上に設けられるソース電極層及びドレイン電極層と、半導体層と、ゲート絶縁層と、ゲート電極層とを有し、粗面を有する層の表面積率は１．５以上である。

本発明により、半導体装置、表示装置等を構成する配線等の構成物を、所望の形状で密着性よく形成できる。また。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、高信頼性の半導体装置及び表示装置を歩留まりよく作製することができる。

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。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態について、図１及び図２を用いて説明する。

本発明は、配線層若しくは電極を形成する導電層や、所定のパターンに形成するためのマスク層など半導体装置、表示装置などを作製するために必要な構成物のうち、少なくとも一つ若しくはそれ以上を、選択的に所望な形状に形成可能な方法により形成して、半導体装置、表示装置を作製することを特徴とするものである。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。選択的に所望なパターンで形成物を形成可能な方法として、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に導電層や絶縁層などを形成することが可能な、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。）を用いる。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。

本実施の形態は、流動体である構成物形成材料を含む組成物を、液滴として吐出（噴出）し、所望なパターンに形成する方法を用いている。構成物の被形成領域に、構成物形成材料を含む液滴を吐出し、焼成、乾燥等を行って固定化し所望なパターンの構成物を形成する。

液滴吐出法に用いる液滴吐出装置の一態様を図２５に示す。液滴吐出手段１４０３の個々のヘッド１４０５、ヘッド１４１２は制御手段１４０７に接続され、それがコンピュータ１４１０で制御することにより予めプログラミングされたパターンに描画することができる。描画するタイミングは、例えば、基板１４００上に形成されたマーカー１４１１を基準に行えば良い。或いは、基板１４００の縁を基準にして基準点を確定させても良い。これを撮像手段１４０４で検出し、画像処理手段１４０９にてデジタル信号に変換したものをコンピュータ１４１０で認識して制御信号を発生させて制御手段１４０７に送る。撮像手段１４０４としては、電荷結合素子（ＣＣＤ）や相補型金属酸化物半導体を利用したイメージセンサなどを用いることができる。勿論、基板１４００上に形成されるべきパターンの情報は記憶媒体１４０８に格納されたものであり、この情報を基にして制御手段１４０７に制御信号を送り、液滴吐出手段１４０３の個々のヘッド１４０５、ヘッド１４１２を個別に制御することができる。吐出する材料は、材料供給源１４１３、材料供給源１４１４より配管を通してヘッド１４０５、ヘッド１４１２にそれぞれ供給される。

ヘッド１４０５内部は、点線１４０６が示すように液状の材料を充填する空間と、吐出口であるノズルを有する構造となっている。図示しないが、ヘッド１４１２もヘッド１４０５と同様な内部構造を有する。ヘッド１４０５とヘッド１４１２のノズルを異なるサイズで設けると、異なる材料を異なる幅で同時に描画することができる。一つのヘッドで、導電性材料や有機、無機材料などをそれぞれ吐出し、描画することができ、層間膜のような広領域に描画する場合は、スループットを向上させるため複数のノズルより同材料を同時に吐出し、描画することができる。大型基板を用いる場合、ヘッド１４０５、ヘッド１４１２は基板上を、矢印の方向に自在に走査し、描画する領域を自由に設定することができ、同じパターンを一枚の基板に複数描画することができる。

液滴吐出法を用いて導電層を形成する場合、粒子状に加工された導電性材料を含む組成物を吐出し、焼成によって融合や融着接合させ固化することで導電層を形成する。このように導電性材料を含む組成物を吐出し、焼成することによって形成された導電層（または絶縁層）においては、スパッタ法などで形成した導電層（または絶縁層）が、多くは柱状構造を示すのに対し、多くの粒界を有する多結晶状態を示すことが多い。

本実施の形態では、形成物の被形成領域を含む近傍に、前処理として、光による照射処理を行い、選択的に表面を改質する処理を行う。この改質処理によって、形成する材料を含む組成物の吐出領域に、液状の組成物とのぬれ性が異なる少なくとも２種類以上の領域を形成することができる。改質された表面に液状の導電性材料又は絶縁性材料を含む組成物を付着させ、導電層又は絶縁層を形成する。

改質処理に用いる光は、特に限定されず、赤外光、可視光、または紫外光のいずれか一またはそれらの組み合わせを用いることが可能である。例えば、紫外線ランプ、ブラックライト、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウムランプ、または高圧水銀ランプから射出された光を用いてもよい。その場合、ランプ光源は、必要な時間点灯させて照射してもよいし、複数回照射してもよい。

また、改質処理に用いる光としてレーザ光を用いてもよく、レーザ発振器としては、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_４、ＹＶＯ_４、ＹＬＦ、ＹＡｌＯ_３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。

なお、照射方法は、基板を移動して選択的に光を照射してもよいし、光をＸＹ軸方向に走査して光を照射することができる。この場合、光学系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。

また、光は、ランプ光源による光とレーザ光とを組み合わせて用いることもでき、比較的広範囲な加工を行う領域は、ランプによる照射処理を行い、高繊細な加工を行う領域のみレーザ光で照射処理を行うこともできる。このように光の照射処理を行うと、スループットも向上でき、かつ高繊細に加工された配線基板、半導体装置、表示装置などを得ることができる。

本発明の実施の形態の概念を導電層の形成方法を用いて、図１及び図３０により説明する。図１（Ａ２）乃至（Ｅ２）は、導電層の上面図であり、図１（Ａ１）乃至（Ｅ１）は図１（Ａ２）乃至（Ｅ２）における線Ｙ−Ｚの断面図である。

図１（Ａ１）、（Ａ２）に示すように、基板５０上に、粗面を有する層５１を形成する。粗面を有する層５１は表面が凹凸形状を有する粗面となっている。粗面を有する層は、基板上にバッファ層として形成してもよく、基板のように支持体になる材料表面を加工して粗面としてもよい。粗面を有する層は、膜として連続性を有してなくてもよく、例えば基板上に粒子状の材料を分散させ、表面に凹凸形状を有するようにして粗面を形成してもよい。層表面に物理的な力や、衝撃を与えて凹凸形状を形成してもよいし、化学的な処理（腐蝕効果のある溶液による表面の腐蝕など）、加熱により部分的に変形（部分的に溶解させるなど）させて層表面に凹凸形状を形成してもよい。

粗面の有する凹凸形状は、粗面上に吐出される液状の組成物の液滴径に比べて十分に小さい凹凸形状であり、その十分に小さい凹凸形状の存在により粗面表面の表面積が増加している。よって、液滴のサイズ（大きさ）でみると粗面は、平坦のように見えうる。表面に付着する時の液状の組成物の液滴径が、表面の粗さを定義するパラメータである表面粗さの値の１０００倍以上であると好ましい。表面粗さは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）により測定すればよい。また、粗面領域（凹凸形状による表面積増加分を含めない面積）に対する凹凸形状による粗面表面の表面積率が１．５以上であると好ましい。図１はあくまで模式的に凹凸形状を記載しており、その大きさや形状は図１に限定されない。

粗面を有する層は、無機材料でも有機材料でもよく、表面のぬれ性の制御をより効果的に行える機能を有すればよいので、絶縁性材料でも導電性材料を用いてもよい。しかし、導電性材料を用いる場合は、その導電性を考慮して、導電層形成後、導電層をマスクとして不要部分を除去するか、不要部分に酸化処理等を行い、絶縁化する必要がある。例えば、本実施の形態の場合、図１（Ｅ１）において導電層６２ａ、導電層６２ｂ、導電層６２ｃを形成後、導電層６２ａ、導電層６２ｂ、導電層６２ｃの被形成領域以外の粗面を有する層５１をエッチングにより除去するか、絶縁化すればよい。

絶縁性材料としては、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、珪素上の水素がメチルやフェニルのような有機基によって置換された有機シロキサン系の絶縁材料で形成することができる。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る。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、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もよい。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、代表的なポジ型レジストである、ノボラック樹脂と感光剤であるナフトキノンジアジド化合物、ネガ型レジストであるベース樹脂、ジフェニルシランジオール及び酸発生剤などを用いてもよい。導電性材料とは、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ等の一種又は複数種の金属に相当する。また前記導電性材料には、Ｃｄ、Ｚｎの金属硫化物、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｂａなどの酸化物、ハロゲン化銀の一種又は複数種を混合してもよい。また、導電性材料として、透明導電膜として用いられ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、窒化チタン等を用いてもよい。導電性材料は、単一元素、又は複数種の元素の粒子を混合して用いることができる。

粗面を有する層５１上にぬれ性が低い物質５２を形成する（図１（Ｂ１）（Ｂ２）参照。）。本実施の形態では、表面のぬれ性を変化させ、制御する他の方法として、光照射のエネルギーのよって、表面の物質を分解し、領域表面を改質し、ぬれ性を変化させる方法を用いる。

ぬれ性が低い物質として、フッ化炭素基（フッ化炭素鎖）を含む物質、あるいはシランカップリング剤を含む物質を用いることができる。シランカップリング剤は、Ｒｎ−Ｓｉ−Ｘ_４−ｎ（ｎ＝１、２、３）の化学式で表される。ここで、Ｒは、アルキル基などの比較的不活性な基を含む物である。また、Ｘはハロゲン、メトキシ基、エトキシ基又はアセトキシ基など、基質表面の水酸基あるいは吸着水との縮合により結合可能な加水分解基からなる。

また、シランカップリング剤の代表例として、Ｒにフルオロアルキル基を有するフッ素系シランカップリング剤（フルオロアルキルシラン（ＦＡＳ））を用いることにより、よりぬれ性を低めることができる。ＦＡＳのＲは、（ＣＦ_３）（ＣＦ_２）_ｘ（ＣＨ_２）_ｙ（ｘ：０以上１０以下の整数、ｙ：０以上４以下の整数）で表される構造を持ち、複数個のＲ又はＸがＳｉに結合している場合には、Ｒ又はＸはそれぞれすべて同じでも良いし、異なっていてもよい。代表的なＦＡＳとしては、ヘプタデフルオロテトラヒドロデシルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロテトラヒドロデシルトリクロロシラン、トリデカフルオロテトラヒドロオクチルトリクロロシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン等のフルオロアルキルシラン（以下、ＦＡＳともいう。）が挙げられる。また、トリデカフルオロオクチルトリクロロシラン等の加水分解基がハロゲンであるカップリング剤も用いることができる。もちろん例示の化合物に限定される物ではない。

また、ぬれ性が低い物質としてチタネートカップリング剤、アルミネートカップリング剤を用いてもよい。例えば、イソプロピルトリイソオクタノイルチタネート、イソプロピル（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、イソプロピルトリステアロイルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルホスフェート）チタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等が挙げられる。

上記のようなぬれ性が低い物質を被形成領域に膜として形成するには、液状の物質を蒸発させ、被形成領域（例えば基板など）に形成する気相成膜法などを用いることができる。また、ぬれ性が低い物質はスピンコート法、ディップ法、液滴吐出法、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷など）を用いて形成することもでき、溶媒に溶解した溶液としてもよい。

ぬれ性が低い物質を含む溶液の溶媒としては、水、アルコール、ケトン、炭化水素系溶媒（脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素など）、及びエーテル系化合物、及びこれらの混合物を用いることができる。例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、アセトン、ブタノン、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｎ−デカン、ジシクロペンタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、デュレン、インデン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、スクワラン、四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレン、トリクロロエタン、ジエチルエーテル、ジオキサン、ジメトキシエタン又はテトラヒドロフランなどを用いる。上記溶液の濃度は特に限定はないが、０．００１〜２０ｗｔ％の範囲とすればよい。

また、上記ぬれ性が低い物質に、ピリジン、トリエチルアミン、ジメチルアニリン等のアミンを混合してもよい。更に、ギ酸、酢酸等のカルボン酸を触媒として添加してもよい。

上記のようにぬれ性が低い物質を液状の状態で被形成領域に付着させるスピンコート法等を用いて単分子膜を形成する際の処理は、処理温度は室温（約２５℃）から１５０℃、処理時間は数分から１２時間とすればよい。処理条件は、ぬれ性が低い物質の性質、溶液の濃度、処理温度、処理時間によって適宜設定すればよい。

また、形成する薄膜（形成方法問わず）を上記ぬれ性が低い物質を含む溶液を作成する際に用いることのできる溶媒で洗浄すると、未反応のぬれ性が低い物質を除去することができる。この場合、超音波洗浄器等を用いてもよい。

本発明で用いることのできるぬれ性が低い物質を含む膜は膜厚０．３ｎｍ以上１０ｎｍ以下という薄膜でもよい。なお、ぬれ性が低い物質を液状の状態で被形成領域に付着させるスピンコート法等を用いて形成するぬれ性が低い物質の薄膜は非常に薄く、膜厚が０．３ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲の単分子膜となり得る。

また、低ぬれ性領域を形成する溶液の組成物の一例として、フッ化炭素（フルオロカーボン）鎖を有する材料（フッ素系樹脂）を用いることができる。フッ素系樹脂として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ；四フッ化エチレン樹脂）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ；四フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂）、パーフルオロエチレンプロペンコーポリマー（ＰＦＥＰ；四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂）、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ；四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ；フッ化ビニリデン樹脂）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ；三フッ化塩化エチレン樹脂）、エチレン−クロロトリフルオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ；三フッ化塩化エチレン−エチレン共重合樹脂）、ポリテトラフルオロエチレン−パーフルオロジオキソールコポリマー（ＴＦＥ／ＰＤＤ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ；フッ化ビニル樹脂）等を用いることができる。

また、低ぬれ性を示さない（すなわち、高ぬれ性を示す）有機材料を用い、後にＣＦ_４プラズマ等による処理を行って、低ぬれ性領域を形成してもよい。例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）のような水溶性樹脂を、Ｈ_２Ｏ等の溶媒に混合した材料を用いることができる。また、ＰＶＡと他の水溶性樹脂を組み合わせて使用してもよい。有機材料（有機樹脂材料）（ポリイミド、アクリル）や、シロキサン材料を用いてもよい。なお、シロキサン材料とは、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。さらには、低ぬれ性表面を有する材料であっても、さらにプラズマ処理等を行うことによって、ぬれ性をより低下させることができる。

本実施の形態では、ぬれ性が低い物質５２としてＦＡＳを用い、スピンコート法により広い領域（全面塗布など）に形成する。このぬれ性は後工程で形成する導電層を構成する液状の導電性材料を含む組成物に対してである。

ぬれ性が低い物質５２に対して、基板５５に設けられたマスク５４を用いて光源５６により光６３を照射する。基板５５は、光６３を通過する材料であればよく、マスク５４は光６３を遮断する材料を用いる。本実施の形態では、光源として紫外線ランプを用い、基板５５として石英基板、マスク５４として金属から成るメタルマスクを用いる。光６３は、そのエネルギーによってぬれ性が低い物質５２を分解し、ぬれ性を高める。よって高ぬれ性領域より、低ぬれ性領域に含まれるぬれ性が低い物質の濃度（ぬれ性を低める効果をもつフッ化炭素基（フッ化炭素鎖）の濃度、量など）は低くなる。光６３の照射処理によって、粗面を有する層５１表面は、相対的にぬれ性が高い高ぬれ性領域５８ａ、高ぬれ性領域５８ｂ、高ぬれ性領域５８ｃと、相対的にぬれ性が低い低ぬれ性領域５７ａ、低ぬれ性領域５７ｂ、低ぬれ性領域５７ｃ、低ぬれ性領域５７ｄとが形成される（図１（Ｃ１）（Ｃ２）参照。）。

次に、液滴吐出装置５９より液状の導電性材料を含む組成物を、ぬれ性の制御された粗面を有する層に吐出する。液状の導電性材料を含む組成物は、液状であるために被形成領域の表面状態に大きく影響を受ける。本実施の形態では、液状の導電性材料を含む組成物の塗布領域のぬれ性を制御する処理を行っている。さらに、よりぬれ性の制御の効果を大きくするために、液状の組成物の付着領域に粗面を有する層５１を形成している。

ぬれ性は、表面の化学的性質の他に、物理的な表面形状（表面粗さ）にも影響をうける。表面に幾何学的な凹凸形状を有する粗面においては、平坦面と比較して、ぬれ性の高い、低いの程度がより大きな差として現れる。つまり、平坦面に、液状の組成物に対してぬれ性が低い物質を形成して得られる低ぬれ性領域より、表面粗さの大きい粗面に、同一のぬれ性が低い物質を形成して得られる低ぬれ性領域の方が、より液状の組成物に対して高い撥液性を示す低ぬれ性領域となる。同様に、高ぬれ性領域でも、平坦面と比較して粗面上の高ぬれ性領域の方が液状の組成物に対して、ぬれ性が高められ高い親液性を示す高ぬれ性領域となる。粗面に形成されたことで相対的にぬれ性が高い高ぬれ性領域５８ａ、高ぬれ性領域５８ｂ及び高ぬれ性領域５８ｃの導電性材料を含む組成物に対するぬれ性はより高められ、同様に、粗面に形成されたことで相対的にぬれ性が低い低ぬれ性領域５７ａ、低ぬれ性領域５７ｂ、低ぬれ性領域５７ｃ、低ぬれ性領域５７ｄとは、導電性材料を含む組成物に対するぬれ性がより低められる。よって、高ぬれ性領域５８ａ、高ぬれ性領域５８ｂ及び高ぬれ性領域５８ｃと、低ぬれ性領域５７ａ、低ぬれ性領域５７ｂ、低ぬれ性領域５７ｃ、低ぬれ性領域５７ｄとは導電性材料を含む組成物に対して非常に大きなぬれ性の差を有していることになる。高ぬれ性領域５８ａ、高ぬれ性領域５８ｂ及び高ぬれ性領域５８ｃの液状の導電性材料を含む組成物の接触角は、４０度以下であると好ましく、低ぬれ性領域５７ａ、低ぬれ性領域５７ｂ、低ぬれ性領域５７ｃ、低ぬれ性領域５７ｄの液状の導電性材料を含む組成物の接触角は、１５０度以上であると好ましい。

図１（Ｄ１）、（Ｄ２）で示すように、導電性材料を含む組成物に対してぬれ性の高い高ぬれ性領域５８ａ、高ぬれ性領域５８ｂ、高ぬれ性領域５８ｃには導電性材料を含む組成物６１ａ、導電性材料を含む組成物６１ｂ、導電性材料を含む組成物６１ｃは密着性よく領域に留まる。一方、導電性材料を含む組成物に対して非常に撥液性の高い低ぬれ性領域５７ａ、低ぬれ性領域５７ｂ、低ぬれ性領域５７ｃ、低ぬれ性領域５７ｄ上に吐出された導電性材料を含む組成物６０ａ、導電性材料を含む組成物６０ｂ、導電性材料を含む組成物６０ｃ、導電性材料を含む組成物６０ｄははじかれ、領域に留まれない。よって、非常に親液性の高い高ぬれ性領域５８ａ、高ぬれ性領域５８ｂ、高ぬれ性領域５８ｃに流れ込み、安定する。焼成、乾燥などによって固化し、導電層６２ａ、導電層６２ｂ、導電層６２ｃが安定して形成される（図１（Ｅ１）（Ｅ２）参照。）。

本実施の形態では、導電層６２ａ、導電層６２ｂ、導電層６２ｃの形成を液滴吐出手段を用いて行う。液滴吐出手段とは、組成物の吐出口を有するノズルや、１つ又は複数のノズルを具備したヘッド等の液滴を吐出する手段を有するものの総称とする。液滴吐出手段が具備するノズルの径は、０．０２〜１００μｍ（好適には３０μｍ以下）に設定し、該ノズルから吐出される組成物の吐出量は０．００１ｐｌ〜１００ｐｌ（好適には０．１ｐｌ以上４０ｐｌ以下、より好ましくは１０ｐｌ以下）に設定する。吐出量は、ノズルの径の大きさに比例して増加する。また、被処理物とノズルの吐出口との距離は、所望の箇所に滴下するために、出来る限り近づけておくことが好ましく、好適には０．１〜３ｍｍ（好適には１ｍｍ以下）程度に設定する。

吐出口から吐出する組成物は、導電性材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。導電性材料とは、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ等の一種又は複数種の金属の微粒子又は分散性ナノ粒子に相当する。また前記導電性材料には、Ｃｄ、Ｚｎの金属硫化物、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｂａなどの酸化物、ハロゲン化銀の一種又は複数種の微粒子又は分散性ナノ粒子を混合してもよい。また、導電性材料として、透明導電膜として用いられ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、窒化チタン等を用いてもよい。導電性材料は、単一元素、又は複数種の元素の粒子を混合して用いることができる。但し、吐出口から吐出する組成物は、比抵抗値を考慮して、金、銀、銅のいずれかの材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることが好適であり、より好適には、低抵抗な銀、銅を用いるとよい。但し、銀、銅を用いる場合には、不純物対策のため、合わせてバリア膜を設けるとよい。バリア膜としては、窒化珪素膜やニッケルボロン（ＮｉＢ）を用いるとことができる。

また、導電性材料の周りに他の導電性材料がコーティングされ、複数の層になっている粒子でも良い。例えば、銅の周りにニッケルボロン（ＮｉＢ）がコーティングされ、その周囲に銀がコーティングされている３層構造の粒子などを用いても良い。溶媒は、酢酸ブチル、酢酸エチル等のエステル類、イソプロピルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、メチルエチルケトン、アセトン等の有機溶剤等、又は水を用いる。組成物の粘度は２０ｍＰａ・ｓ以下が好適であり、これは、吐出時に乾燥が起こることを防止したり、吐出口から組成物を円滑に吐出できるようにしたりするためである。また、組成物の表面張力は、４０ｍＮ／ｍ以下が好適である。但し、用いる溶媒や、用途に合わせて、組成物の粘度等は適宜調整するとよい。一例として、ＩＴＯや、有機インジウム、有機スズを溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・ｓ、銀を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・ｓ、金を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・ｓに設定するとよい。

また、導電層は、複数の導電性材料を積層しても良い。また、始めに導電性材料として銀を用いて、液滴吐出法で導電層を形成した後、銅などでめっきを行ってもよい。めっきは電気めっきや化学（無電界）めっき法で行えばよい。めっきは、めっきの材料を有する溶液を満たした容器に基板表面を浸してもよいが、基板を斜め（または垂直）に立てて設置し、めっきする材料を有する溶液を、基板表面に流すように塗布してもよい。基板を立てて溶液を塗布するようにめっきを行うと、大面積の基板であっても工程に用いる装置が小型化できる利点がある。

各ノズルの径や所望のパターン形状などに依存するが、ノズルの目詰まり防止や高精細なパターンの作製のため、導電体の粒子の径はなるべく小さい方が好ましく、好適には粒径０．１μｍ以下が好ましい。組成物は、電解法、アトマイズ法又は湿式還元法等の公知の方法で形成されるものであり、その粒子サイズは、一般的に約０．０１〜１０μｍである。但し、ガス中蒸発法で形成すると、分散剤で保護されたナノ粒子は約７ｎｍと微細であり、またこのナノ粒子は、被覆剤を用いて各粒子の表面を覆うと、溶剤中に凝集がなく、室温で安定に分散し、液体とほぼ同じ挙動を示す。従って、被覆剤を用いることが好ましい。

本発明では、流動体の組成物に対する被形成領域近傍とそのぬれ性の違いを利用して、所望のパターン形状に加工するので、組成物は、被処理物に着弾しても流動性を有していることが必要であるが、その流動性が失われない程度であれば、組成物を吐出する工程は、減圧下で行ってもよい。また、減圧下で行うと、導電体の表面に酸化膜などが形成されないため好ましい。組成物を吐出後、乾燥と焼成の一方又は両方の工程を行う。乾燥と焼成の工程は、両工程とも加熱処理の工程であるが、例えば、乾燥は１００度（℃）で３分間、焼成は２００〜５５０度（℃）で１５分間〜６０分間で行うもので、その目的、温度と時間が異なるものである。乾燥の工程、焼成の工程は、常圧下又は減圧下で、レーザ光の照射や瞬間熱アニール、加熱炉などにより行う。なお、この加熱処理を行うタイミング、加熱処理の回数は特に限定されない。乾燥と焼成の工程を良好に行うためには、基板を加熱しておいてもよく、そのときの温度は、基板等の材質に依存するが、一般的には１００〜８００度（℃）（好ましくは２００〜５５０度（℃））とする。本工程により、組成物中の溶媒の揮発、又は化学的に分散剤を除去するとともに、周囲の樹脂が硬化収縮することで、ナノ粒子間を接触させ、融合と融着を加速する。

レーザ光の照射は、連続発振またはパルス発振の気体レーザ又は固体レーザを用いれば良い。前者の気体レーザとしては、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ等が挙げられ、後者の固体レーザとしては、Ｃｒ、Ｎｄ等がドーピングされたＹＡＧ、ＹＶＯ_４、ＧｄＶＯ_４等の結晶を使ったレーザ等が挙げられる。なお、レーザ光の吸収率の関係から、連続発振のレーザを用いることが好ましい。また、パルス発振と連続発振を組み合わせたレーザ照射方法を用いてもよい。但し、基板の耐熱性に依っては、レーザ光の照射による加熱処理は、該基板を破壊しないように、数マイクロ秒から数十秒の間で瞬間的に行うとよい。瞬間熱アニール（ＲＴＡ）は、不活性ガスの雰囲気下で、紫外光乃至赤外光を照射する赤外ランプやハロゲンランプなどを用いて、急激に温度を上昇させ、数分〜数マイクロ秒の間で瞬間的に熱を加えて行う。この処理は瞬間的に行うために、実質的に最表面の薄膜のみを加熱することができ、下層の膜には影響を与えない。つまり、プラスチック基板等の耐熱性が弱い基板にも影響を与えない。

また、液滴吐出法により、導電層、絶縁層など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、凹凸を平坦化し、凹凸を軽減したり、平坦な板状な物で表面を垂直にプレスしてもよい。プレスする時に、加熱工程を行っても良い。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。

また図１では、選択的にぬれ性の異なる領域を形成するために、光照射による方法を用いるが、図３０に示すようにマスク層を用いて選択的にぬれ性の異なる領域を形成することもできる。図３０（Ａ２）乃至（Ｅ２）は、導電層の上面図であり、図３０（Ａ１）乃至（Ｅ１）は図３０（Ａ２）乃至（Ｅ２）における線Ｙ−Ｚの断面図である。よって、同一部分又は同様な機能を有する部分は図１と同一な符号を用い、繰り返しの説明は省略する。

基板５０上に粗面を有する層５１を形成し、粗面を有する層５１上に選択的にマスク層８０ａ、マスク層８０ｂ、マスク層８０ｃを形成する。マスク層８０ａ、マスク層８０ｂ、マスク層８０ｃは、無機材料でも有機材料でもよく、ぬれ性が低い物質を物理的に粗面を有する層５１に付着させないためのマスクとして機能できればよいので、絶縁性材料でも導電性材料を用いてもよい。マスク層８０ａ、マスク層８０ｂ、マスク層８０ｃは、後の工程で除去するため、除去する際に、行われるエッチング等の処理によって、被形成領域にダメージを与えずに除去できるものが好ましい。

絶縁性材料としては、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、珪素上の水素がメチルやフェニルのような有機基によって置換された有機シロキサン系の絶縁材料で形成することができる。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る。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、ポリイミドなどの有機材料、シロキサン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もよい。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、代表的なポジ型レジストである、ノボラック樹脂と感光剤であるナフトキノンジアジド化合物、ネガ型レジストであるベース樹脂、ジフェニルシランジオール及び酸発生剤などを用いてもよい。導電性材料としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ等の金属の一種又は複数種を用いることができ、Ｃｄ、Ｚｎの金属硫化物、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｂａなどの酸化物などを混合してもよい。

マスク層８０ａ、マスク層８０ｂ、マスク層８０ｃは、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、印刷法、ディスペンサ法、スプレー法、スピン塗布法、液滴吐出法などを用いて形成することができる。本実施の形態では、マスク層８０ａ、マスク層８０ｂ、マスク層８０ｃをポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡとも記す）を用いて液滴吐出法により形成する。

粗面を有する層５１、マスク層８０ａ、マスク層８０ｂ、マスク層８０ｃ上にぬれ性が低い物質８２を形成する（図３０（Ｂ１）（Ｂ２）参照。）。その後、マスク層８０ａ、マスク層８０ｂ、マスク層８０ｃを除去すれば、マスク層８０ａ、マスク層８０ｂ、マスク層８０ｃ下の粗面を有する層５１上にはぬれ性が低い物質８２は形成されない。よって、選択的にぬれ性の高い領域、ぬれ性が低い領域を形成することができる。図１（Ｃ１）（Ｃ２）と同様に
高ぬれ性領域５８ａ、高ぬれ性領域５８ｂ、高ぬれ性領域５８ｃ、低ぬれ性領域５７ａ、低ぬれ性領域５７ｂ、低ぬれ性領域５７ｃ、低ぬれ性領域５７ｄが粗面を有する層５１上に形成される（図３０（Ｃ１）（Ｃ２）参照。）。

図１（Ｄ１）、（Ｄ２）、（Ｅ１）、（Ｅ２）同様に、ぬれ性の制御された領域に液状の導電性材料を含む組成物を吐出し、制御性よく安定して導電層６２ａ、導電層６２ｂ、導電層６２ｃを形成することができる（図３０（Ｄ１）、（Ｄ２）、（Ｅ１）、（Ｅ２）参照。）。

また、ぬれ性を高めるという処理は、その領域上に吐出される液滴を留めておく力（密着力、固着力ともいう）を周囲の領域より高い状態にすることであり、光の照射処理により、領域を改質し、液滴との密着性を高めることとも同意味である。また、そのぬれ性は液滴に接し、留めておく表面だけでもよく、必ずしも膜厚方向全体にわたって同様の性質を有する必要はない。

本発明により、配線等が、小型化、薄膜化により密集、複雑に配置される設計であっても、所望なパターンに安定して良好な形状で形成することができ、信頼性、生産性を向上させることができる。

本発明により、構成物を、所望なパターンで密着性よく形成できる。また、材料のロスも少なく、コストダウンも達成できる。よって高性能、高信頼性の半導体装置、表示装置を歩留まりよく作製することができる。

（実施の形態２）
図２６（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部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。

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。

図２６（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２７（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２７（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２７において、ドライバＩＣ２７５１は、ＦＰＣ２７５０と接続している。

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２６（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２７（Ｂ）において、３７０１は画素部であり、信号線側駆動回路は、図２６（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２６（Ｃ）は、走査線駆動回路４７０２と、信号線駆動回路４７０４をガラス基板４７００上に一体形成することもできる。

本発明の実施の形態について、図２乃至図１０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２乃至図８の（Ａ）は表示装置画素部の上面図であり、図２乃至図８の（Ｂ）は、図２乃至図８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９は表示装置の断面図であり、図１０（Ａ）は上面図である。図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）における線Ｌ−Ｋ（Ｉ−Ｊを含む）による断面図である。

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、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート法等の公知の方法により、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。

基板１００上に、粗面を有する層１０１を形成する（図２参照。）。粗面を有する層１０１は表面が凹凸形状を有する粗面となっている。粗面を有する層は、基板上にバッファ層として形成してもよく、基板のように支持体になる材料表面を加工して粗面としてもよい。粗面を有する層は、膜として連続性を有してなくてもよく、例えば基板上に粒子状の材料を分散させ、表面に凹凸形状を有するようにして粗面を形成してもよい。層表面に物理的な力や、衝撃を与えて凹凸形状を形成してもよいし、化学的な処理（腐蝕効果のある溶液による表面の腐蝕など）、加熱により部分的に変形（部分的に溶解させるなど）させて層表面に凹凸形状を形成してもよい。

粗面の有する凹凸形状は、粗面上に吐出される液状の組成物の液滴径に比べて十分に小さい凹凸形状であり、その十分に小さい凹凸形状の存在により粗面表面の表面積が増加している。よって、液滴のサイズ（大きさ）でみると粗面は、平坦のように見えうる。表面に付着する時の液状の組成物の液滴径が、表面の粗さを定義するパラメータである表面粗さの値の１０００倍以上であると好ましい。また、粗面領域（凹凸形状による表面積増加分を含めない面積）に対する凹凸形状による粗面表面の表面積率が１．５以上であると好ましい。図２はあくまで模式的に凹凸形状を記載しており、その大きさや形状は図２に限定されない。

粗面を有する層は、無機材料でも有機材料でもよく、表面のぬれ性の制御をより効果的に行える機能を有すればよいので、絶縁性材料でも導電性材料を用いてもよい。しかし、導電性材料を用いる場合は、その導電性を考慮して、導電層形成後、導電層をマスクとして不要部分を除去するか、不要部分に酸化処理等を行い、絶縁化する必要がある。例えば、本実施の形態の場合、図５においてゲート電極層１０７、ゲート電極層１０８の被形成領域以外の粗面を有する層１０１をエッチングにより除去するか、絶縁化すればよい。

絶縁性材料としては、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、珪素上の水素がメチルやフェニルのような有機基によって置換された有機シロキサン系の絶縁材料で形成することができる。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る。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、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もよい。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、代表的なポジ型レジストである、ノボラック樹脂と感光剤であるナフトキノンジアジド化合物、ネガ型レジストであるベース樹脂、ジフェニルシランジオール及び酸発生剤などを用いてもよい。導電性材料としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ等の金属を用いればよく、Ｃｄ、Ｚｎの金属硫化物、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｂａなどの酸化物を混合してもよいし、または前記導電性材料も複数種混合してもよい。

粗面を有する層１０１上にぬれ性が低い物質１０３を形成する（図３参照。）。本実施の形態では、表面のぬれ性を変化させ、制御する他の方法として、光照射のエネルギーのよって、表面の物質を分解し、領域表面を改質し、ぬれ性を変化させる方法を用いる。

ぬれ性が低い物質として、フッ化炭素基（フッ化炭素鎖）を含む物質、あるいはシランカップリング剤を含む物質を用いることができる。本実施の形態では、ぬれ性が低い物質１０３としてＦＡＳを用い、塗布法でＦＡＳ膜を形成する。このぬれ性は後工程で形成するゲート電極層を構成する液状の導電性材料を含む組成物に対してである。

ぬれ性が低い物質１０３に対して、マスク１６１を用いて光源１６０により光１６２を照射する。本実施の形態では、光源１６０として紫外線ランプを用い、マスク１６１は石英基板に所望の形状に加工された金属膜が形成されたフォトマスクを用いる。光１６２は、そのエネルギーによってぬれ性が低い物質１０３を分解し、ぬれ性を高める。光１６２の照射処理によって、粗面を有する層１０１表面は、相対的にぬれ性が高い高ぬれ性領域１０４ａ、高ぬれ性領域１０４ｂと、相対的にぬれ性が低い低ぬれ性領域１０５ａ、低ぬれ性領域１０５ｂとが形成される（図４参照。）。

次に、液滴吐出装置１１９ａ、液滴吐出装置１１９ｂより液状の導電性材料を含む組成物を、ぬれ性の制御された粗面を有する層に吐出する。液状の導電性材料を含む組成物は、液状であるために被形成領域の表面状態に大きく影響を受ける。本実施の形態では、液状の導電性材料を含む組成物の塗布領域のぬれ性を制御する処理を行っている。さらに、よりぬれ性の制御の効果を大きくするために、液状の組成物の付着領域に粗面を有する層１０１を形成している。

ぬれ性は、表面の化学的性質の他に、物理的な表面形状（表面粗さ）にも影響をうける。表面に幾何学的な凹凸形状を有する粗面においては、平坦面と比較して、ぬれ性の高い、低いの程度がより大きな差として現れる。つまり、平坦面に、液状の組成物に対してぬれ性が低い物質を形成して得られる低ぬれ性領域より、表面粗さの大きい粗面に、同一のぬれ性が低い物質を形成して得られる低ぬれ性領域の方が、より液状の組成物に対して高い撥液性を示す低ぬれ性領域となる。同様に、高ぬれ性領域でも、平坦面と比較して粗面上の高ぬれ性領域の方が液状の組成物に対して、ぬれ性が高められ高い親液性を示す高ぬれ性領域となる。粗面に形成されたことで相対的にぬれ性が高い高ぬれ性領域１０４ａ、高ぬれ性領域１０４ｂの導電性材料を含む組成物に対するぬれ性はより高められ、同様に、粗面に形成されたことで相対的にぬれ性が低い低ぬれ性領域１０５ａ、低ぬれ性領域１０５ｂは、導電性材料を含む組成物に対するぬれ性がより低められる。よって、高ぬれ性領域１０４ａ及び高ぬれ性領域１０４ｂと、低ぬれ性領域１０５ａ及び低ぬれ性領域１０５ｂとは導電性材料を含む組成物に対して非常に大きなぬれ性の差を有していることになる。高ぬれ性領域１０４ａ及び高ぬれ性領域１０４ｂの液状の導電性材料を含む組成物の接触角は、４０度以下であると好ましく、低ぬれ性領域１０５ａ及び低ぬれ性領域１０５ｂの液状の導電性材料を含む組成物の接触角は、１５０度以上であると好ましい。

導電性材料を含む組成物に対してぬれ性の高い高ぬれ性領域１０４ａ、高ぬれ性領域１０４ｂには導電性材料を含む組成物は密着性よく領域に留まる。一方、導電性材料を含む組成物に対して非常に撥液性の高い低ぬれ性領域１０５ａ、低ぬれ性領域１０５ｂ上に吐出された導電性材料を含む組成物ははじかれ、その領域に留まれない。よって、非常に親液性の高い高ぬれ性領域１０４ａ、高ぬれ性領域１０４ｂに流れ込み、安定する。焼成、乾燥などによって固化することによって、ゲート電極層１０７、ゲート電極層１０８が安定して形成される（図５参照。）。本実施の形態では、導電性材料を含む組成物を吐出する領域に対して、非常に効果的なぬれ性制御を行うので、吐出するノズルの吐出口の径を比較的大きくし、液滴径を大きくしても、自己整合的に被形成領域のみに導電性材料を含む組成物を形成することができる。よって、微細な回路設計でも歩留まり良く、半導体装置、表示装置が作製できる。また、広い面積を処理できるので、大型の表示装置などの生産性も高くすることができる。

ゲート電極層１０７及びゲート電極層１０８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、前記元素の混合物を用いてもよい。単層構造のみならず、２層以上の積層構造としてもよい。

ゲート電極層１０７及びゲート電極層１０８の形状に加工が必要な場合、マスクを形成し、ドライエッチングまたはドライ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_２、ＢＣｌ_３、ＳｉＣｌ_４もしくはＣＣｌ_４などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ_４、ＳＦ_６もしくはＮＦ_３などを代表とするフッ素系ガス又はＯ_２を適宜用いることができる。

ゲート電極層１０７、ゲート電極層１０８を所望なパターンに形成後、粗面を有する層上に残存するぬれ性が低い物質を残してもよいし、不必要な部分は除去してしまってもよい。除去は、酸素等によるアッシング、エッチングなどにより除去すればいい。そのゲート電極層をマスクとして用いることもできる。本実施の形態では、ゲート電極層１０７及びゲート電極層１０８を形成後、紫外光を照射し、残存するぬれ性が低い物質を分解し、除去する。

次に、ゲート電極層１０７、ゲート電極層１０８の上にゲート絶縁層１０６を形成する。ゲート絶縁層１０６としては、珪素の酸化物材料又は窒化物材料等の公知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。

次に半導体層を形成する。一導電性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_３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。

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。半導体層は公知の手段（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。

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_４、その他にもＳｉ_２Ｈ_６、ＳｉＨ_２Ｃｌ_２、ＳｉＨＣｌ_３、ＳｉＣｌ_４、ＳｉＦ_４などを用いることが可能である。またＦ_２、ＧｅＦ_４を混合させても良い。この珪素を含む気体をＨ_２、又は、Ｈ_２とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。希釈率は２〜１０００倍の範囲、圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ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１×１０^２０ｃｍ^−３以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０^１９ｃｍ^−３以下、好ましくは１×１０^１９ｃｍ^−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。

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。

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、公知の方法（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１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３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。

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。

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。

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。

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、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、ペンタセン等の可溶性の高分子材料を用いることができる。

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、このような前駆体を経由する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。

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。

ゲート絶縁層１０６上に、半導体層１０９及び半導体層１１０を形成する。本実施の形態では、半導体層１０９及び半導体層１１０として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、本実施の形態ではニッケルを用いる。

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。本実施の形態では、ゲッタリングシンクとして機能する不純物元素を含む半導体層として、アルゴンを含む半導体層を形成する。結晶化を促進する元素を含む結晶性半導体層に、アルゴンを含む半導体層を形成し、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、アルゴンを含む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、又は軽減される。その後、ゲッタリングシンクとなったアルゴンを含む半導体層を除去する。半導体層上に、ｎ型を付与する不純物元素であるリン（Ｐ）を含むｎ型を有する半導体層を形成する。ｎ型を有する半導体層は、ソース領域及びドレイン領域として機能する。本実施の形態では、ｎ型を有する半導体層をセミアモルファス半導体を用いて形成する。以上の工程で形成する半導体層、ｎ型を有する半導体層を所望の形状に加工し、半導体層１０９、半導体層１１０、ｎ型を有する半導体層１１１、ｎ型を有する半導体層１１２を形成する（図６参照。）。

レジストやポリイミド等の絶縁体からなるマスクを液滴吐出法を用いて形成し、そのマスクを用いて、エッチング加工によりゲート絶縁層１０６の一部に貫通孔１２５を形成して、その下層側に配置されているゲート電極層１０８の一部を露出させる（図６参照。）。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_４、ＮＦ_３、Ｃｌ_２、ＢＣｌ_３、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。

所望の形状に加工するためのマスクは組成物を選択的に吐出して形成することができる。このように選択的にマスクを形成すると加工工程が簡略化する効果がある。マスクは、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、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、代表的なポジ型レジストである、ノボラック樹脂と感光剤であるナフトキノンジアジド化合物、ネガ型レジストであるベース樹脂、ジフェニルシランジオール及び酸発生剤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、溶媒の濃度を調整したり、界面活性剤等を加えたりして適宜調整する。

また、本実施の形態で、所望の形状への加工を行うためのマスクを液滴吐出法によって形成する際、前処理として、被形成領域及びその近傍をぬれ性が異なる領域を形成する処理を行ってもよい。本発明において、液滴吐出法により液滴を吐出して導電層、絶縁層、マスク層などの構成物を形成する際、構成物の被形成領域に、その形成材料に対する低ぬれ性領域、高ぬれ性領域を形成し、形成物の形状を制御することができる。この処理を被形成領域に行うことによって、被形成領域では、ぬれ性に差が生じ、ぬれ性が高い被形成領域のみ液滴が留まり、制御性よく所望のパターンに形成物を形成することができる。この工程は、液状材料を用いる場合、あらゆる形成物（絶縁層、導電層、マスク層、配線層など）の前処理として適用することができる。

ｎ型を有する半導体層１１１、ｎ型を有する半導体層１１２上に、液滴吐出装置１１８ａ、液滴吐出装置１１８ｂ、液滴吐出装置１１８ｃ、液滴吐出装置１１８ｄより、液状の導電性材料を含む組成物を吐出する。乾燥、焼成工程により、固化し、ソース電極層又はドレイン電極層１１３、ソース電極層又はドレイン電極層１１４、ソース電極層又はドレイン電極層１１５、ソース電極層又はドレイン電極層１１６を形成する（図７参照。）。

ソース電極層又はドレイン電極層１１３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１１５は電源線としても機能する。ソース電極層又はドレイン電極層１１３、ソース電極層又はドレイン電極層１１４、ソース電極層又はドレイン電極層１１５、ソース電極層又はドレイン電極層１１６を形成した後、半導体層１０９、半導体層１１０、ｎ型を有する半導体層１１１、ｎ型を有する半導体層１１２を所望の形状に加工する。本実施の形態では、液滴吐出法によりマスクを形成し、加工を行うが、ソース電極層及びドレイン電極層をマスクとして、半導体層、ｎ型を有する半導体層をエッチングにより加工してもよい。

ソース電極層又はドレイン電極層１１３、ソース電極層又はドレイン電極層１１４、ソース電極層又はドレイン電極層１１５、ソース電極層又はドレイン電極層１１６とを形成する工程も、前述したゲート電極層１０７、ゲート電極層１０８を形成したときと同様に形成することができる。例えば、ゲート絶縁層１０６を形成後、ゲート絶縁層１０６表面が粗面になるように処理し、その表面にぬれ性を制御する工程を行っても良い。ゲート絶縁層１０６表面が粗面化されることによって、より効果的にぬれ性が制御できるので、ソース電極層及びドレイン電極層は所望な形状に安定して形成することができる。また、この場合ソース電極層及びドレイン電極層を形成後、ゲート絶縁層１０６の表面に露出している粗面を、再び平坦化しておいてもよい。また平坦化は、その後の第１の電極層１１７を形成後に行っても良い。

ソース電極層又はドレイン電極層１１３、ソース電極層又はドレイン電極層１１４、ソース電極層又はドレイン電極層１１５、ソース電極層又はドレイン電極層１１６を形成する導電性材料としては、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）、Ａｌ（アルミニウム）等の金属の粒子を主成分とした組成物を用いることができる。また、透光性を有するインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、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。

ゲート絶縁層１０６に形成した貫通孔１２５において、ソース電極層又はドレイン電極層１１４とゲート電極層１０８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の一部は容量素子を形成する。

また、液滴吐出法を組み合わせることで、スピンコート法などによる全面塗布形成に比べ、材料のロスが防げ、コストダウンが可能になる。本発明により、配線等が、小型化、薄膜化により密集、複雑に配置される設計であっても、密着性よく安定して形成することができる。

また、前処理として液滴吐出法による導電層や絶縁層に対する密着性を上げるために、接着材として機能するような有機材料系の物質を形成してもよい。この場合、この物質上に、ぬれ性の異なる領域を形成する処理を行えばよい。有機材料（有機樹脂材料）（ポリイミド、アクリル）や、シロキサン材料を用いてもよい。

続いて、ゲート絶縁層１０６上に選択的に、導電性材料を含む組成物を吐出して、第１の電極層１１７を形成する（図８参照。）。勿論、第１の電極層１１７を液状の導電性材料を含む組成物を吐出することによって形成する場合、この第１の電極層１１７を形成する際、ゲート絶縁層１０６表面に粗面を形成し、ぬれ性の制御を行ってもよい。第１の電極層１１７は、基板１００側から光を放射する場合には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含むインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ））、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＺｎＯにガリウム（Ｇａ）をドープしたもの、酸化スズ（ＳｎＯ_２）などを含む組成物により所定のパターンを形成し、焼成によって形成しても良い。

また、好ましくは、スパッタリング法により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。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２〜２０ｗｔｃ％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。スパッタリング法で第１の電極層１１７を形成した後は、液滴吐出法を用いてマスク層を形成しエッチングにより、所望のパターンに形成すれば良い。本実施の形態では、第１の電極層１１７は、透光性を有する導電性材料により液滴吐出法を用いて形成し、具体的には、インジウム錫酸化物、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）を用いて形成する。

第１の電極層１１７は、ソース電極層又はドレイン電極層１１６の形成前に、ゲート絶縁層１０６上に選択的に形成することもできる。この場合、本実施の形態においてはソース電極層又はドレイン電極層１１６と、第１の電極層１１７の接続構造が、第１の電極層の上にソース電極層又はドレイン電極層１１６が積層する構造となる。第１の電極層１１７をソース電極層又はドレイン電極層１１６より先に形成すると、平坦な形成領域に形成できるので、被覆性がよく、ＣＭＰなどの研磨処理も十分に行えるので平坦性よく形成できる。

また、ソース電極層又はドレイン電極層１１６上に層間絶縁層となる絶縁層を形成し、配線層によって、第１の電極層１１７と電気的に接続する構造を用いてもよい。この場合、開口部（コンタクトホール）を絶縁層を除去して形成するのではなく、絶縁性材料を含む組成物に対してぬれ性が低い物質をソース電極層又はドレイン電極層１１６上に形成することもできる。その後、絶縁性材料を含む組成物を塗布法などで塗布すると、ぬれ性が低い物質の形成されている領域を除いた領域に絶縁層は形成される。

加熱、乾燥等によって絶縁層を固化して形成した後、ぬれ性が低い物質を除去し、開口部を形成する。この開口部を埋めるように配線層を形成し、この配線層に接するように第１の電極層１１７を形成する。この方法を用いると、エッチングによる開口部の形成が必要ないので工程が簡略化する効果がある。

また、発光した光を基板１００側とは反対側に放射させる構造とする場合、上方放射型のＥＬ表示パネルを作製する場合には、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）、Ａｌ（アルミニウム）等の金属の粒子を主成分とした組成物を用いることができる。他の方法としては、スパッタリング法により透明導電膜若しくは光反射性の導電膜を形成して、液滴吐出法によりマスクパターンを形成し、エッチング加工を組み合わせて第１の電極層１１７を形成しても良い。

第１の電極層１１７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１１７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。

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１１７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。

次に、絶縁層１２１（隔壁とも呼ばれる）を選択的に形成する。絶縁層１２１は、第１の電極層１１７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１２１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１２１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。また絶縁層１２１も本発明の前処理によって、所望の形状に形成できる。

絶縁層１２１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１２１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１２２、第２の電極層１２３の被覆性が向上する。

また、液滴吐出法により、絶縁層１２１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、凹凸を軽減したり、平坦な板状な物で表面を垂直にプレスしてもよい。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。

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９参照。）。

電界発光層１２２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１１７、絶縁層１２１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１２２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。

電界発光層１２２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１２２上に第２の電極層１２３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。

図示しないが、第２の電極層１２３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_２）、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）、窒素含有炭素膜（ＣＮ_Ｘ）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（ＣＮ_Ｘ）、窒化珪素（ＳｉＮ）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。

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_４、Ｃ_２Ｈ_２、Ｃ_６Ｈ_６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_２Ｈ_４ガスとＮ_２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。

図１０（Ｂ）に示すように、シール材１３６を形成し、封止基板１４０を用いて封止する。その後、ゲート電極層１０７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１１３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。

素子を有する基板１００と封止基板１４０の間には充填剤１３５を封入して封止する。充填剤の封入には、液晶材料と同様に滴下法を用いることもできる。充填剤１３５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１４０側でも、素子を有する基板１００側でもよく、シール材１３６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１４０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１３５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（図１０参照。）。

また、表示装置内部と外部を電気的に接続するための端子電極層１３７に、異方性導電膜１３８によってＦＰＣ１３９が接着され、端子電極層１３７と電気的に接続する。

図１０（Ａ）に、表示装置の上面図を示す。図１０（Ａ）で示すように、画素領域１５０、走査線駆動領域１５１ａ、走査線駆動領域１５１ｂ、接続領域１５３が、シール材１３６によって、基板１００と封止基板１４０との間に封止され、基板１００上にドライバＩＣによって形成された信号線駆動回路１５２が設けられている。駆動回路領域には、薄膜トランジスタ１３３、薄膜トランジスタ１３４、画素領域には、薄膜トランジスタ１３１、薄膜トランジスタ１３０がそれぞれ設けられている。

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。

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。

以上示したように、本実施の形態では、液滴吐出法を用いて基板上に直接的に各種のパターンを形成することにより、１辺が１０００ｍｍを超える第５世代以降のガラス基板を用いても、容易に表示パネルを製造することができる。

本発明により、所望なパターンを密着性よく形成できる。また、材料のロスも少なく、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。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態について、図１５乃至図１８を用いて説明する。より詳しくは、本発明を適用した、トップゲート型プラナー構造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１７は表示装置画素部の上面図であり、図１５、図１６及び図１８（Ｂ）は、各工程における線Ｅ−Ｆによる断面図である。図１８（Ａ）も表示装置の上面図であり、図１８（Ｂ）は、図１８（Ａ）における線Ｏ−Ｐ（Ｕ−Ｗを含む）による断面図である。なお表示素子として液晶材料を用いた液晶表示装置の例を示す。よって、同一部分又は同様な機能を有する部分の繰り返しの説明は省略する。

基板２００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。なお、基板２００上に、絶縁層を形成してもよい。絶縁層は、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート法等の公知の方法により、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２００からの汚染物質などを遮断する効果がある。

基板２００上に、粗面を有する層２０１を形成する。粗面を有する層２０１は表面が凹凸形状を有する粗面となっている。粗面を有する層は、基板上にバッファ層として形成してもよく、基板のように支持体になる材料表面を加工して粗面としてもよい。粗面を有する層は、膜として連続性を有してなくてもよく、例えば基板上に粒子状の材料を分散させ、表面に凹凸形状を有するようにして粗面を形成してもよい。層表面に物理的な力や、衝撃を与えて凹凸形状を形成してもよいし、化学的な処理（腐蝕効果のある溶液による表面の腐蝕など）、加熱により部分的に変形（部分的に溶解させるなど）させて層表面に凹凸形状を形成してもよい。

粗面の有する凹凸形状は、粗面上に吐出される液状の組成物の液滴径に比べて十分に小さい凹凸形状であり、その十分に小さい凹凸形状の存在により粗面表面の表面積が増加している。表面に付着する時の液状の組成物の液滴径が、表面の粗さを定義するパラメータである表面粗さの値の１０００倍以上であると好ましい。また、粗面領域（凹凸形状による表面積増加分を含めない面積）に対する凹凸形状による粗面表面の表面積率が１．５以上であると好ましい。図１５はあくまで模式的に凹凸形状を記載しており、その大きさや形状は図１５に限定されない。

粗面を有する層は、無機材料でも有機材料でもよく、表面のぬれ性の制御をより効果的に行える機能を有すればよいので、絶縁性材料でも導電性材料を用いてもよい。しかし、導電性材料を用いる場合は、その導電性を考慮して、導電層形成後、導電層をマスクとして不要部分を除去するか、不要部分に酸化処理等を行い、絶縁化する必要がある。例えば、本実施の形態の場合、図１５（Ｃ）においてソース電極層又はドレイン電極層２０９ａ、ソース電極層又はドレイン電極層２０９ｂの被形成領域以外の粗面を有する層２０１をエッチングにより除去するか、絶縁化すればよい。

絶縁性材料としては、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、珪素上の水素がメチルやフェニルのような有機基によって置換された有機シロキサン系の絶縁材料で形成することができる。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る。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、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もよい。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、代表的なポジ型レジストである、ノボラック樹脂と感光剤であるナフトキノンジアジド化合物、ネガ型レジストであるベース樹脂、ジフェニルシランジオール及び酸発生剤などを用いてもよい。導電性材料としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ等の金属を用いればよく、Ｃｄ、Ｚｎの金属硫化物、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｂａなどの酸化物を混合しても良い。または前記導電性材料を複数種の混合してもよい。

粗面を有する層２０１上にぬれ性が低い物質２０２を形成する（図１５（Ａ）参照。）。本実施の形態では、表面のぬれ性を変化させ、制御する他の方法として、光照射のエネルギーのよって、表面の物質を分解し、領域表面を改質し、ぬれ性を変化させる方法を用いる。

ぬれ性が低い物質として、フッ化炭素基（フッ化炭素鎖）を含む物質、あるいはシランカップリング剤を含む物質を用いることができる。本実施の形態では、ぬれ性が低い物質２０２としてＦＡＳを用い、塗布法でＦＡＳ膜を形成する。このぬれ性は後工程で形成するゲート電極層を構成する液状の導電性材料を含む組成物に対してである。

ぬれ性が低い物質２０２に対して、マスク２０５を用いて光源２０３により光２０４を照射する。本実施の形態では、光源２０３として紫外線ランプを用い、マスク２０５は石英基板上に金属から成るメタルが所望の形状に加工されたフォトマスクを用いる。光２０４は、そのエネルギーによってぬれ性が低い物質２０２を分解し、ぬれ性を高める。光２０４の照射処理によって、粗面を有する層２０１上には、相対的にぬれ性が高い高ぬれ性領域２０７ａ、高ぬれ性領域２０７ｂと、相対的にぬれ性が低い低ぬれ性領域２０６ａ、低ぬれ性領域２０６ｂ、低ぬれ性領域２０６ｃとが形成される（図１５（Ｂ）参照。）。

次に、液滴吐出装置２０８より液状の導電性材料を含む組成物を、ぬれ性の制御された粗面を有する層に吐出する。液状の導電性材料を含む組成物は、液状であるために被形成領域の表面状態に大きく影響を受ける。本実施の形態では、液状の導電性材料を含む組成物の塗布領域のぬれ性を制御する処理を行っている。さらに、よりぬれ性の制御の効果を大きくするために、液状の組成物の付着領域に粗面を有する層２０１を形成している。

ぬれ性は、表面の化学的性質の他に、物理的な表面形状（表面粗さ）にも影響をうける。表面に幾何学的な凹凸形状を有する粗面においては、平坦面と比較して、ぬれ性の高い、低いの程度がより大きな差として現れる。つまり、平坦面に、液状の組成物に対してぬれ性が低い物質を形成して得られる低ぬれ性領域より、表面粗さの大きい粗面に、同一のぬれ性が低い物質を形成して得られる低ぬれ性領域の方が、より液状の組成物に対して高い撥液性を示す低ぬれ性領域となる。同様に、高ぬれ性領域でも、平坦面と比較して粗面上の高ぬれ性領域の方が液状の組成物に対して、ぬれ性が高められ高い親液性を示す高ぬれ性領域となる。粗面に形成されたことで相対的にぬれ性が高い高ぬれ性領域２０７ａ、高ぬれ性領域２０７ｂの導電性材料を含む組成物に対するぬれ性はより高められ、同様に、粗面に形成されたことで相対的にぬれ性が低い低ぬれ性領域２０６ａ、低ぬれ性領域２０６ｂ、低ぬれ性領域２０６ｃは、導電性材料を含む組成物に対するぬれ性がより低められる。よって、高ぬれ性領域２０７ａ及び高ぬれ性領域２０７ｂと、低ぬれ性領域２０６ａ、低ぬれ性領域２０６ｂ、及び低ぬれ性領域２０６ｃとは導電性材料を含む組成物に対して非常に大きなぬれ性の差を有していることになる。高ぬれ性領域２０７ａ及び高ぬれ性領域２０７ｂの液状の導電性材料を含む組成物の接触角は、４０度以下であると好ましく、低ぬれ性領域２０６ａ、低ぬれ性領域２０６ｂ、及び低ぬれ性領域２０６ｃの液状の導電性材料を含む組成物の接触角は、１５０度以上であると好ましい。

導電性材料を含む組成物に対してぬれ性の高い高ぬれ性領域２０７ａ、高ぬれ性領域２０７ｂには導電性材料を含む組成物は密着性よく領域に留まる。一方、導電性材料を含む組成物に対して非常に撥液性の高い低ぬれ性領域２０６ａ、低ぬれ性領域２０６ｂ、低ぬれ性領域２０６ｃ上に吐出された導電性材料を含む組成物ははじかれ、その領域に留まれない。よって、非常に親液性の高い高ぬれ性領域２０７ａ、高ぬれ性領域２０７ｂに流れ込み、安定する。焼成、乾燥などによって固化することによって、ソース電極層又はドレイン電極層２０９ａ、ソース電極層又はドレイン電極層２０９ｂが安定して形成される（図１５（Ｃ）参照。）。本実施の形態では、導電性材料を含む組成物を吐出する領域に対して、非常に効果的なぬれ性制御を行うので、吐出するノズルの吐出口の径を比較的大きくし、液滴径を大きくしても、自己整合的に被形成領域のみに導電性材料を含む組成物を形成することができる。よって、微細な回路設計でも歩留まり良く、半導体装置、表示装置が作製できる。また、広い面積を処理できるので、大型の表示装置などの生産性も高くすることができる。

本実施の形態では、ソース電極層又はドレイン電極層２０９ａ、ソース電極層又はドレイン電極層２０９ｂを形成後、紫外光を照射し、粗面を有する層２０１上に残存するぬれ性が低い物質を分解し、除去する。

ソース電極層又はドレイン電極層２０９ａ、ソース電極層又はドレイン電極層２０９ｂにｎ型を有する半導体層形成し、レジスト等からなるマスクによってエッチングする。レジストは液滴吐出法を用いて形成すればよい。ｎ型を有する半導体層上に半導体層を形成し再び、マスク等を用いて加工する。よってｎ型を有する半導体層２１０ａ、ｎ型を有する半導体層２１０ｂ、半導体層２１１が形成される。ｎ型を有する半導体層は、ソース電極層又はドレイン電極層側から、より高濃度にｎ型を付与する不純物元素を含む半導体層と、低濃度にｎ型を付与する不純物元素を含む半導体層との積層としてもよい。

次に、ソース電極層、ドレイン電極層及び半導体層上にゲート絶縁層２１２を形成する（図１５（Ｄ）参照。）。ゲート絶縁層２１２としては、珪素の酸化物材料又は窒化物材料等の公知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、窒化珪素膜３層の積層を用いる。

次に、ゲート絶縁層２１２上に、レジストなどからなるマスクを形成し、ゲート絶縁層２１２をエッチングし、貫通孔２１３を形成する。本実施の形態では、液滴吐出法によりマスクを選択的に形成する。

ゲート絶縁層２１２上に液滴吐出装置２１４によって導電性材料を含む組成物を吐出し、ゲート電極層２１５を形成する（図１６（Ａ）参照。）。ソース電極層又はドレイン電極層を形成する時と同様に、ゲート電極層の被形成領域のぬれ性制御を行ってもよい。この場合、ゲート絶縁層上に粗面を形成し、粗面を有するゲート絶縁層とし、その粗面上にぬれ性制御を行うことによって、ぬれ性の制御をより効果的に行うことができる。よって、所望の形状にゲート電極層をさらに細線化して形成することもできる。本発明を用いると、ゲート電極層２１５のチャネル方向の幅を狭くできるため、より低抵抗化し、移動度が向上する。

画素電極層２５５を液滴吐出法で形成する。画素電極層２５５とソースまたはドレイン電極層２０９ｂとを、先に形成した貫通孔２１３において電気的に接続する。画素電極層２５５は、前述した第１の電極層１１７と同様な材料を用いることができ、透過型の液晶表示パネルを作製する場合には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）などを含む組成物により所定のパターンに形成し、焼成によって形成しても良い。

図１７は表示装置の画素領域の上面図である。画素領域は、順スタガ型薄膜トランジスタである薄膜トランジスタ２５０、ソース配線層も兼ねるソース電極層又はドレイン電極層２０９ａ、容量配線層２５２、ゲート配線層も兼ねるゲート電極層２１５、画素電極層２５５が設けられている。薄膜トランジスタ２５０はマルチゲート構造でもよい。薄膜トランジスタ２５０のソース電極層又はドレイン電極層と画素電極層２５５とは電気的に接続されている。

次に、画素電極層２５５及び薄膜トランジスタ２５０を覆うように、ディスペンサ法、印刷法やスピンコート法により、配向膜と呼ばれる絶縁層２６１を形成する。なお、絶縁層２６１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、ラビングを行う。続いて、シール材２８２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。

その後、配向膜として機能する絶縁層２６３、カラーフィルタとして機能する着色層２６４、対向電極として機能する導電体層２６５、偏光板２６７が設けられた対向基板２６６とＴＦＴを有する基板２００とをスペーサ２８１を介して貼り合わせ、その空隙に液晶層２６２を設けることにより液晶表示装置を作製することができる（図１８参照。）。また基板２００のＴＦＴを有していない側にも偏光板２６８を形成する。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２６６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、液晶層を形成する方法として、ディスペンサ式（滴下式）や、対向基板２６６を貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を注入するディップ式（汲み上げ式）を用いることができる。

ディスペンサ方式を採用した液晶滴下注入法を図２３を用いて説明する。図２３において、４０は制御装置、４２は撮像手段、４３はヘッド、３３は液晶、３５、４５はマーカー、３４はバリア層、３２はシール材、３０はＴＦＴ基板、２０は対向基板である。シール材３２で閉ループを形成し、その中にヘッド４３より液晶３３を１回若しくは複数回滴下する。ヘッド４３は複数のノズルを備えており、一度に多量の液晶材料を滴下することができるためスループットが向上する。液晶材料の粘性が高い場合は、連続的に吐出され、繋がったまま被形成領域に付着する。一方、液晶材料の粘性が低い場合には、間欠的に吐出され液滴が滴下される。そのとき、シール材３２と液晶３３とが反応することを防ぐため、バリア層３４を設ける。続いて、真空中で基板を貼り合わせ、その後紫外線硬化を行って、液晶が充填された状態とする。またＴＦＴ基板側にシール材を形成し、液晶を滴下してもよい。

スペーサは、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所望の形状に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。

以上の工程で形成された表示装置内部と外部の配線基板を接続するために接続部を形成する。大気圧又は大気圧近傍下で、酸素ガスを用いたアッシング処理により、接続部の絶縁体層を除去する。この処理は、酸素ガスと、水素、ＣＦ_４、ＮＦ_３、Ｈ_２Ｏ、ＣＨＦ_３から選択された一つ又は複数とを用いて行う。本工程では、静電気による損傷や破壊を防止するために、対向基板を用いて封止した後に、アッシング処理を行っているが、静電気による影響が少ない場合には、どのタイミングで行っても構わない。

続いて、画素部と電気的に接続されている端子電極層２８７を、異方性導電体層２８５を介して、接続用の配線基板であるＦＰＣ２８６を設ける（図１８（Ｂ）参照。）。ＦＰＣ２８６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。

図１８（Ａ）に、液晶表示装置の上面図を示す。図１８（Ａ）で示すように、画素領域２９０、走査線駆動領域２９１ａ、走査線駆動領域２９１ｂが、シール材２８２によって、基板２００と対向基板２８０との間に封止され、基板２００上にドライバＩＣによって形成された信号線駆動回路２９２が設けられている。駆動領域には薄膜トランジスタ２８３及び薄膜トランジスタ２８４を有する駆動回路が設けられている。

本実施の形態における周辺駆動回路は薄膜トランジスタ２８３及び薄膜トランジスタ２８４は、ｎチャネル型薄膜トランジスタであるので、薄膜トランジスタ２８３及び薄膜トランジスタ２８４で構成されるＮＭＯＳの回路が設けられている。

本実施の形態では、駆動回路領域において、ＮＭＯＳ構成を用いてインバーターとして機能させている。このようにＰＭＯＳのみ、ＮＭＯＳの構成の場合においては、一部のＴＦＴのゲート電極層とソース電極層又はドレイン電極層とを接続させる。

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としたが、ダブルゲート構造でもよく、より複数のマルチゲート構造でもよい。また半導体を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。

以上示したように、本実施の形態では、工程を簡略化することができる。また、液滴吐出法を用いて基板上に直接的に各種の構成物（パーツ）を形成することにより、１辺が１０００ｍｍを超える第５世代以降のガラス基板を用いても、容易に表示パネルを製造することができる。

本発明により、表示装置を構成する構成物を、所望なパターンで制御性よく形成できる。また、材料のロスも少なく、コストダウンも達成できる。よって高性能、高信頼性の液晶表示装置を歩留まりよく作製することができる。

（実施の形態４）
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１２を用いて説明する。

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上の粗面を有する層４８２上に設けられ、ゲート電極層４９３、ゲート絶縁膜４９７、半導体層４９４、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により形成される。凹凸形状を有する粗面を有する層４８２表面に液状の導電性材料に対するぬれ性が低い物質を選択的に形成し、ゲート電極層４９３の被形成面近傍のぬれ性を制御する。粗面を有する層４８２の有する凹凸によって、粗面を有する層４８２表面の低ぬれ性領域と高ぬれ性領域のぬれ性の差が大きくなるように制御できる。よって、ゲート電極層４９３は制御性よく、所望の形状に形成することができ、精密化、細線化された配線パターンであっても形成不良を生じることがない。

本実施の形態では、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。ｎ型を有する半導体層を形成するかわりに、ＰＨ_３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。半導体層は本実施の形態に限定されず、実施の形態１示したように、非晶質半導体層を用いることもできる。本実施の形態のように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。

本実施の形態では、半導体層４９４として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、本実施の形態ではニッケルを用いる。

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。本実施の形態では、ゲッタリングシンクとして機能する不純物元素を含む半導体層を、ｎ型を付与する不純物元素であるリン（Ｐ）を含んだｎ型を有する半導体層を形成する。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４９４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４９５ａ、ｎ型を有する半導体層４９５ｂとなる。このようにｎ型を有する半導体層は、半導体層４９４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。

本実施の形態では、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うが、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。

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、ゲート絶縁膜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。

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。

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１２（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、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。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１２（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において透光性を有する材料で形成する。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１２（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４７７に第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。

本実施の形態において適用できる発光素子の形態を図１４に示す。発光素子は、電界発光層８６０を第１の電極層８７０と第２の電極層８５０で挟んだ構成になっている。第１の電極層及び第２の電極層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の電極層及び第２の電極層は、画素構成によりいずれも陽極、又は陰極となりうる。本実施の形態では、駆動用ＴＦＴの極性がｎチャネル型であるため、第１の電極層を陰極、第２の電極層を陽極とすると好ましい。また駆動用ＴＦＴの極性がｐチャネル型である場合、第１の電極層を陽極、第２の電極層を陰極とするとよい。

図１４（Ａ）及び（Ｂ）は、第１の電極層８７０が陽極であり、第２の電極層８５０が陰極である場合であり、電界発光層８６０は、第１の電極層８７０側から、ＨＩＬ（ホール注入層）とＨＴＬ（ホール輸送層）との積層からなるバッファ層８０４、ＥＭＬ（発光層）８０３、ＥＴＬ（電子輸送層）とＥＩＬ（電子注入層）との積層からなるバッファ層８０２、第２の電極層８５０の順に積層するのが好ましい。図１４（Ａ）は第１の電極層８７０から光を放射する構成であり、第１の電極層８７０は透光性を有する酸化物導電性材料からなる電極層８０５で構成し、第２の電極層は電界発光層８６０側から、ＬｉＦやＭｇＡｇなどアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む電極層８０１とアルミニウムなどの金属材料で形成する電極層８００より構成されている。図１４（Ｂ）は第２の電極層８５０から光を放射する構成であり、第１の電極層は、アルミニウム、チタンなどの金属、又は該金属と化学量論的組成比以下の濃度で窒素を含む金属材料で形成する電極層８０７と、酸化珪素を１〜１５原子％の濃度で含む酸化物導電性材料で形成する電極層８０６より構成されている。第２の電極層は、第２の電極層は電界発光層８６０側から、ＬｉＦやＭｇＡｇなどアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む電極層８０１とアルミニウムなどの金属材料で形成する電極層８００より構成されているがいずれの層も１００ｎｍ以下の厚さとして光を透過可能な状態としておくことで、第２の電極層８５０から光を放射することが可能となる。

図１４（Ｃ）及び（Ｄ）は、第１の電極層８７０が陰極であり、第２の電極層８５０が陽極である場合であり、電界発光層８６０は、陰極側からＥＩＬ（電子注入層）とＥＴＬ（電子輸送層）との積層からなるバッファ層８０２、ＥＭＬ（発光層）８０３、ＨＴＬ（ホール輸送層）とＨＩＬ（ホール注入層）との積層からなるバッファ層８０４、陽極である第２の電極層８５０の順に積層するのが好ましい。図１４（Ｃ）は第１の電極層８７０から光を放射する構成であり、第１の電極層８７０は電界発光層８６０側から、ＬｉＦやＭｇＡｇなどアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む電極層８０１とアルミニウムなどの金属材料で形成する電極層８００より構成されているがいずれの層も１００ｎｍ以下の厚さと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８７０から光を放射することが可能となる。第２の電極層は、電界発光層８６０側から、酸化珪素を１〜１５原子％の濃度で含む酸化物導電性材料で形成する第２の電極層８０６、アルミニウム、チタンなどの金属、又は該金属と化学量論的組成比以下の濃度で窒素を含む金属材料で形成する電極層８０７より構成されている。図１４（Ｄ）は第２の電極層８５０から光を放射する構成であり、第１の電極層８７０は電界発光層８６０側から、ＬｉＦやＭｇＡｇなどアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む電極層８０１とアルミニウムなどの金属材料で形成する電極層８００より構成されており、膜厚は電界発光層８６０で発光した光を反射可能な程度に厚く形成している。第２の電極層８５０は、少なくとも可視領域の光に対して透光性を有する酸化物導電性材料からなる電極層８０５で構成されている。なお電界発光層は、積層構造以外に単層構造、又は混合構造をとることがでる。

また、電界発光層として、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。

また上方放射型の場合で、第２の電極層に透光性を有するＩＴＯやＩＴＳＯを用いる場合、ベンゾオキサゾール誘導体（ＢｚＯｓ）にＬｉを添加したＢｚＯｓ−Ｌｉなどを用いることができる。また例えばＥＭＬは、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの発光色に対応したドーパント（Ｒの場合ＤＣＭ等、Ｇの場合ＤＭＱＤ等）をドープしたＡｌｑ_３を用いればよい。

なお、電界発光層は上記材料に限定されない。例えば、ＣｕＰｃやＰＥＤＯＴの代わりに酸化モリブデン（ＭｏＯｘ：ｘ＝２〜３）等の酸化物とα−ＮＰＤやルブレンを共蒸着して形成し、ホール注入性を向上させることもできる。また電界発光層の材料は、有機材料（低分子又は高分子を含む）、又は有機材料と無機材料の複合材料として用いることができる。以下発光素子を形成する材料について詳細に述べる。

電荷注入輸送物質のうち、特に電子輸送性の高い物質としては、例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ_３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ_３）、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_２）、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）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等が挙げられる。また正孔輸送性の高い物質としては、例えば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：α−ＮＰＤ）や４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：ＴＰＤ）や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）などの芳香族アミン系（即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する）の化合物が挙げられる。

また、電荷注入輸送物質のうち、特に電子注入性の高い物質としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物が挙げられる。また、この他、Ａｌｑ_３のような電子輸送性の高い物質とマグネシウム（Ｍｇ）のようなアルカリ土類金属との混合物であってもよい。

電荷注入輸送物質のうち、正孔注入性の高い物質としては、例えば、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）やバナジウム酸化物（ＶＯｘ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯｘ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）、マンガン酸化物（ＭｎＯｘ）等の金属酸化物が挙げられる。また、この他、フタロシアニン（略称：Ｈ_２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物が挙げられる。

発光層は、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、画素部の鏡面化（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版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、斜方から画素部（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。

発光材料には様々な材料がある。低分子有機発光材料では、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴ）、４−ジシアノメチレン−２−ｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴＢ）、ペリフランテン、２，５−ジシアノ−１，４−ビス［２−（１０−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］ベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、クマリン６、クマリン５４５Ｔ、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ_３）、９，９’−ビアントリル、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）や９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）等を用いることができる。また、この他の物質でもよい。

一方、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。高分子系有機発光材料を用いた発光素子の構造は、低分子系有機発光材料を用いたときと基本的には同じであり、陰極側から、陰極、有機発光層、陽極の順の積層となる。しかし、高分子系有機発光材料を用いた発光層を形成する際には、低分子系有機発光材料を用いたときのような積層構造を形成させることは難しく、多くの場合２層構造となる。具体的には、陰極側から、陰極、発光層、正孔輸送層、陽極の順の積層構造である。

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。

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。

なお、正孔輸送性の高分子系有機発光材料を、陽極と発光性の高分子系有機発光材料の間に挟んで形成すると、陽極からの正孔注入性を向上させることができる。一般にアクセプター材料と共に水に溶解させたものをスピンコート法などで塗布する。また、有機溶媒には不溶であるため、上述した発光性の有機発光材料との積層が可能である。正孔輸送性の高分子系有機発光材料としては、ＰＥＤＯＴとアクセプター材料としてのショウノウスルホン酸（ＣＳＡ）の混合物、ポリアニリン［ＰＡＮＩ］とアクセプター材料としてのポリスチレンスルホン酸［ＰＳＳ］の混合物等が挙げられる。

また、発光層は単色又は白色の発光を呈する構成とすることができる。白色発光材料を用いる場合には、画素の光放射側に特定の波長の光を透過するフィルター（着色層）を設けた構成としてカラー表示を可能にすることができる。

白色に発光する発光層を形成するには、例えば、Ａｌｑ_３、部分的に赤色発光色素であるナイルレッドをドープしたＡｌｑ_３、Ａｌｑ_３、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＴＰＤ（芳香族ジアミン）を蒸着法により順次積層することで白色を得ることができる。また、スピンコートを用いた塗布法により発光層を形成する場合には、塗布した後、真空加熱で焼成することが好ましい。例えば、正孔注入層として作用するポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を全面に塗布、焼成し、その後、発光層として作用する発光中心色素（１，１，４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエン（ＴＰＢ）、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノ−スチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ１）、ナイルレッド、クマリン６など）ドープしたポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）溶液を全面に塗布、焼成すればよい。

発光層は単層で形成することもでき、ホール輸送性のポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）に電子輸送性の１，３，４−オキサジアゾール誘導体（ＰＢＤ）を分散させてもよい。また、３０ｗｔ％のＰＢＤを電子輸送剤として分散し、４種類の色素（ＴＰＢ、クマリン６、ＤＣＭ１、ナイルレッド）を適当量分散することで白色発光が得られる。ここで示した白色発光が得られる発光素子の他にも、発光層の材料を適宜選択することによって、赤色発光、緑色発光、または青色発光が得られる発光素子を作製することができる。

さらに、発光層は、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。

三重項励起発光材料の一例としては、金属錯体をドーパントとして用いたものがあり、第三遷移系列元素である白金を中心金属とする金属錯体、イリジウムを中心金属とする金属錯体などが知られている。三重項励起発光材料としては、これらの化合物に限られることはなく、上記構造を有し、且つ中心金属に周期表の８〜１０属に属する元素を有する化合物を用いることも可能である。

以上に掲げる発光層を形成する物質は一例であり、正孔注入輸送層、正孔輸送層、電子注入輸送層、電子輸送層、発光層、電子ブロック層、正孔ブロック層などの機能性の各層を適宜積層することで発光素子を形成することができる。また、これらの各層を合わせた混合層又は混合接合を形成しても良い。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、もっぱらこの目的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。

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。

よって、図１２には図示していないが、素子を有する基板と対向する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）は液滴吐出法によって選択的に形成することができる。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を鋭くなるように補正できるからである。

以上、各ＲＧＢの発光を示す材料を形成する場合を説明したが、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、基板へ張り合わせればよい。また上述したように、単色の発光を示す材料、カラーフィルタ（着色層）、及び色変換層のいずれも液滴吐出法により形成することができる。

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。

上記構成において、陰極としては、仕事関数が小さい材料を用いることが可能で、例えば、Ｃａ、Ａｌ、ＣａＦ_２、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ等が望ましい。電界発光層は、単層型、積層型、また層の界面がない混合型のいずれでもよい。またシングレット材料、トリプレット材料、又はそれらを組み合わせた材料や、有機化合物又は無機化合物を含む電荷注入輸送物質及び発光材料で形成し、その分子数から低分子系有機化合物、中分子系有機化合物（昇華性を有さず、且つ分子数が２０以下、又は連鎖する分子の長さが１０μｍ以下の有機化合物を指していう）、高分子系有機化合物から選ばれた一種又は複数種の層を含み、電子注入輸送性又は正孔注入輸送性の無機化合物と組み合わせてもよい。第１の電極層４８４、第２の電極層４６５、第１の電極層４７２、第２の電極層４７４は光を透過する透明導電膜を用いて形成し、例えばＩＴＯ、ＩＴＳＯの他、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透明導電膜を用いる。なお、第１の電極層４８４、第１の電極層４６３、第１の電極層４７２形成前に、酸素雰囲気中でのプラズマ処理や真空雰囲気下での加熱処理を行うとよい。隔壁は、珪素を含む材料、有機材料及び化合物材料を用いて形成する。また、多孔質膜を用いても良い。但し、アクリル、ポリイミド等の感光性、非感光性の材料を用いて形成すると、その側面は曲率半径が連続的に変化する形状となり、上層の薄膜が段切れせずに形成されるため好ましい。本実施の形態は、実施の形態１、実施の形態２と自由に組み合わせることが可能である。

（実施の形態５）
次に、実施の形態２乃至４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。

まず、ＣＯＧ方式を採用した表示装置について、図２７（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部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。

また、ＴＡＢ方式を採用してもよく、その場合は、図２７（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。

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から１０００ｍｍ以上の矩形状の基板上に複数個作り込むとよい。

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、画素部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、又は画素部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。

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、画素部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。

また、図２６（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、画素部３７０１の外側の領域には、信号線側の駆動回路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、画素部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。

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、結晶粒がチャネル方向に延在する多結晶半導体層によって構成される活性層を有し、このことは結晶粒界が概ねチャネル方向に沿って形成されていることを意味する。

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。

図２７（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。

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^２／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、このようなチャネル幅が短い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。画素を十分機能させるのに必要な電気特性を有するＴＦＴを形成できる。従って、このＴＦＴを画素のスイッチング用素子や、走査線側の駆動回路を構成する素子として用いることができる。従って、システムオンパネル化を実現した表示パネルを作製することができる。

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。

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。本発明を用いると、微細なパターン形成が制御性よくできるので、このようなミクロンルールにも十分に対応することが可能である。

ドライバＩＣの実装方法は、特に限定されるものではなく、公知のＣＯＧ方法やワイヤボンディング方法、或いはＴＡＢ方法を用いることができる。

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。

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。

（実施の形態６）
本発明の表示装置に具備される保護回路の一例について説明する。

図２７で示すように、外部回路と内部回路の間に保護回路２７１３を形成することができる。保護回路は、ＴＦＴ、ダイオード、抵抗素子及び容量素子等から選択された１つ又は複数の素子によって構成されるものであり、以下にはいくつかの保護回路の構成とその動作について説明する。まず、外部回路と内部回路の間に配置される保護回路であって、１つの入力端子に対応した保護回路の等価回路図の構成について、図２４を用いて説明する。図２４（Ａ）に示す保護回路は、ｐチャネル型薄膜トランジスタ７２２０、７２３０、容量素子７２１０、７２４０、抵抗素子７２５０を有する。抵抗素子７２５０は２端子の抵抗であり、一端には入力電圧Ｖｉｎ（以下、Ｖｉｎと表記）が、他端には低電位電圧ＶＳＳ（以下、ＶＳＳと表記）が与えられる。

図２４（Ｂ）に示す保護回路は、ｐチャネル型薄膜トランジスタ７２２０、７２３０を、整流性を有するダイオード７２６０、７２７０で代用した等価回路図である。図２４（Ｃ）に示す保護回路は、ｐチャネル型薄膜トランジスタ７２２０、７２３０を、ＴＦＴ７３５０、７３６０、７３７０、７３８０で代用した等価回路図である。また、上記とは別の構成の保護回路として、図２４（Ｄ）に示す保護回路は、抵抗７２８０、７２９０と、ｎチャネル型薄膜トランジスタ７３００を有する。図２４（Ｅ）に示す保護回路は、抵抗７２８０、７２９０、ｐチャネル型薄膜トランジスタ７３１０及びｎチャネル型薄膜トランジスタ７３２０を有する。保護回路を設けることで電位の急激な変動を防いで、素子の破壊又は損傷を防ぐことができ、信頼性が向上する。なお、上記保護回路を構成する素子は、耐圧に優れた非晶質半導体により構成することが好ましい。本実施の形態は 、上記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、実施の形態１乃至５とそれぞれ組み合わせて用いることが可能である。

（実施の形態７）
本実施の形態で示す表示パネルの画素の構成について、図１３に示す等価回路図を参照して説明する。本実施の形態では、画素の表示素子として発光素子（ＥＬ素子）を用いる例を示す。

図１３（Ａ）に示す画素は、列方向に信号線７１０及び電源線７１１、電源線７１２、電源線７１３、行方向に走査線７１４が配置される。また、ＴＦＴ７０１は、スイッチング用ＴＦＴ、ＴＦＴ７０３は駆動用ＴＦＴ、ＴＦＴ７０４は電流制御用ＴＦＴであり、他に容量素子７０２及び発光素子７０５を有する。

図１３（Ｃ）に示す画素は、ＴＦＴ７０３のゲート電極が、行方向に配置された電源線７１２に接続される点が異なっており、それ以外は図１３（Ａ）に示す画素と同じ構成である。つまり、図１３（Ａ）（Ｃ）に示す両画素は、同じ等価回路図を示す。しかしながら、列方向に電源線７１２が配置される場合（図１３（Ａ））と、行方向に電源線７１２が配置される場合（図１３（Ｃ））では、各電源線は異なるレイヤーの導電体層で形成される。ここでは、ＴＦＴ７０３のゲート電極が接続される配線に注目し、これらを作製するレイヤーが異なることを表すために、図１３（Ａ）（Ｃ）として分けて記載する。

図１３（Ａ）（Ｃ）に示す画素の特徴として、画素内にＴＦＴ７０３、ＴＦＴ７０４が直列に接続されており、ＴＦＴ７０３のチャネル長Ｌ_３、チャネル幅Ｗ_３、ＴＦＴ７０４のチャネル長Ｌ_４、チャネル幅Ｗ_４は、Ｌ_３／Ｗ_３：Ｌ_４／Ｗ_４＝５〜６０００：１を満たすように設定される点が挙げられる。６０００：１を満たす場合の一例としては、Ｌ_３が５００μｍ、Ｗ_３が３μｍ、Ｌ_４が３μｍ、Ｗ_４が１００μｍの場合がある。また本発明を用いると、微細な加工ができるので、このようなチャネル幅が短い微細な配線も、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。よって、図１３（Ａ）（Ｃ）のような画素を十分機能させるのに必要な電気特性を有するＴＦＴを形成でき、表示能力の優れた信頼性の高い表示パネルを作製することが可能となる。

なお、ＴＦＴ７０３は、飽和領域で動作し発光素子７０５に流れる電流値を制御する役目を有し、ＴＦＴ７０４は線形領域で動作し発光素子７０５に対する電流の供給を制御する役目を有する。両ＴＦＴは同じ導電型を有していると作製工程上好ましい。またＴＦＴ７０３には、エンハンスメント型だけでなく、ディプリーション型のＴＦＴを用いてもよい。上記構成を有する本発明は、ＴＦＴ７０４が線形領域で動作するために、ＴＦＴ７０４のＶ_ＧＳの僅かな変動は発光素子７０５の電流値に影響を及ぼさない。つまり、発光素子７０５の電流値は、飽和領域で動作するＴＦＴ７０３により決定される。上記構成を有する本発明は、ＴＦＴの特性バラツキに起因した発光素子の輝度ムラを改善して画質を向上させた表示装置を提供することができる。

図１３（Ａ）〜（Ｄ）に示す画素において、ＴＦＴ７０１は、画素に対するビデオ信号の入力を制御するものであり、ＴＦＴ７０１がオンして、画素内にビデオ信号が入力されると、容量素子７０２にそのビデオ信号が保持される。なお図１３（Ａ）（Ｃ）には、容量素子７０２を設けた構成を示したが、本発明はこれに限定されず、ビデオ信号を保持する容量がゲート容量などでまかなうことが可能な場合には、容量素子７０２を設けなくてもよい。

発光素子７０５は、２つの電極間に電界発光層が挟まれた構造を有し、順バイアス方向の電圧が印加されるように、画素電極と対向電極の間（陽極と陰極の間）に電位差が設けられる。電界発光層は有機材料や無機材料等の広汎に渡る材料により構成され、この電界発光層におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と、三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）とが含まれる。

図１３（Ｂ）に示す画素は、ＴＦＴ７０６と走査線７１６を追加している以外は、図１３（Ａ）に示す画素構成と同じである。同様に、図１３（Ｄ）に示す画素は、ＴＦＴ７０６と走査線７１６を追加している以外は、図１３（Ｃ）に示す画素構成と同じである。

ＴＦＴ７０６は、新たに配置された走査線７１６によりオン又はオフが制御される。ＴＦＴ７０６がオンになると、容量素子７０２に保持された電荷は放電し、ＴＦＴ７０４がオフする。つまり、ＴＦＴ７０６の配置により、強制的に発光素子７０５に電流が流れない状態を作ることができる。従って、図１３（Ｂ）（Ｄ）の構成は、全ての画素に対する信号の書き込みを待つことなく、書き込み期間の開始と同時又は直後に点灯期間を開始することができるため、デューティ比を向上することが可能となる。

図１３（Ｅ）に示す画素は、列方向に信号線７５０、電源線７５１、電源線７５２、行方向に走査線７５３が配置される。また、ＴＦＴ７４１はスイッチング用ＴＦＴ、ＴＦＴ７４３は駆動用ＴＦＴであり、他に容量素子７４２及び発光素子７４４を有する。図１３（Ｆ）に示す画素は、ＴＦＴ７４５と走査線７５４を追加している以外は、図１３（Ｅ）に示す画素構成と同じである。なお、図１３（Ｆ）の構成も、ＴＦＴ７４５の配置により、デューティ比を向上することが可能となる。

以上のように、本発明を用いると、配線等のパターンを形成不良を生じることなくっ精密に安定して形成することが出来るので、ＴＦＴに高い電気的特性や信頼性をも付与することができ、使用目的に合わせて画素の表示能力を向上するための応用技術にも十分対応できる。

本実施の形態は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態４乃至６とそれぞれ組み合わせて用いることが可能である。

（実施の形態８）
本実施の形態を図１１を用いて説明する。図１１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１１において、ＴＦＴ基板２８００上には、画素により構成された画素部が形成されている。

図１１では、画素部の外側であって、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。

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、また画素部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。

図１１では発光素子２８０４、発光素子２８０５、発光素子２８１５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。

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。

なお、図１１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。

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。

ＴＦＴ基板２８００において、画素部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。

本実施の形態は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態４乃至７とそれぞれ組み合わせて用いることが可能である。

（実施の形態９）
本実施の形態を図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）を用いて説明する。図１９（Ａ）、図１９（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。

図１９（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、その間に画素部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、レンズフィルム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。液晶表示モジュールには、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢモードなどを用いることができる。

なかでも、本発明で作製する表示装置は高速応答が可能なＯＣＢモードを用いることでより高性能化することができる。図１９（Ｂ）は図１９（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る必要がないため同じ面積で９倍の画素を表示できる。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、及びＯＣＢモードを適用すると、一層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。

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。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、光が透過する状態となる。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。

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−ＦＬＣ、ＳＳ−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が用いられ、ＨＶ−ＦＬＣ、ＳＳ−ＦＬＣには、スメクチック液晶が用いられるが、液晶材料としては、ＦＬＣ、ネマチック液晶、スメクチック液晶などの材料を用いることができる。

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、またはドットピッチが３０μｍ以下の場合に、より効果的である。

図１９（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を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。

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。

本実施の形態は、実施の形態１、実施の形態３、実施の形態５、実施の形態６とそれぞれ組み合わせて用いることが可能である。

（実施の形態１０）
本発明によって形成される表示装置によって、テレビジョン装置を完成させることができる。図２１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。表示パネルには、図２６（Ａ）で示すような構成として画素部６０１のみが形成されて走査線側駆動回路６０３と信号線側駆動回路６０２とが、図２７（Ｂ）のようなＴＡＢ方式により実装される場合と、図２７（Ａ）のようなＣＯＧ方式により実装される場合と、図２６（Ｂ）に示すようにＴＦＴを形成し、画素部６０１と走査線側駆動回路６０３を基板上に一体形成し信号線側駆動回路６０２を別途ドライバＩＣとして実装する場合、また図２６（Ｃ）のように画素部６０１と信号線側駆動回路６０２と走査線側駆動回路６０３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。

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６０４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６０５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６０６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６０７などからなっている。コントロール回路６０７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６０８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。

チューナ６０４で受信した信号のうち、音声信号は、音声信号増幅回路６０９に送られ、その出力は音声信号処理回路６１０を経てスピーカ６１３に供給される。制御回路６１１は受信局（受信周波数）や音量の制御情報を入力部６１２から受け、チューナ６０４や音声信号処理回路６１０に信号を送出する。

これらの液晶表示モジュール、ＥＬ表示モジュールを、図２０（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。図１１のようなＥＬ表示モジュールを用いると、ＥＬテレビジョン装置を、図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）のような液晶表示モジュールを用いると、液晶テレビジョン装置を完成することができる。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。

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。

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、チャン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。

図２０（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２０（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。

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。

（実施の形態１１）
本発明を適用して、様々な表示装置を作製することができる。即ち、それら表示装置を表示部に組み込んだ様々な電子機器に本発明を適用できる。

その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイ（ゴーグル型ディスプレイ）、カーナビゲーション、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。それらの例を図２２に示す。

図２２（Ａ）は、パーソナルコンピュータであり、本体２１０１、筐体２１０２、表示部２１０３、キーボード２１０４、外部接続ポート２１０５、ポインティングマウス２１０６等を含む。本発明は、表示部２１０３の作製に適用される。本発明を用いると、小型化し、配線等が精密化しても、信頼性の高い高画質な画像を表示することができる。

図２２（Ｂ）は記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部Ａ２２０３、表示部Ｂ２２０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２２０５、操作キー２２０６、スピーカー部２２０７等を含む。表示部Ａ２２０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２２０４は主として文字情報を表示するが、本発明は、これら表示部Ａ２２０３、表示部Ｂ２２０４の作製に適用される。本発明を用いると、小型化し、配線等が精密化しても、信頼性の高い高画質な画像を表示することができる。

図２２（Ｃ）は携帯電話であり、本体２３０１、音声出力部２３０２、音声入力部２３０３、表示部２３０４、操作スイッチ２３０５、アンテナ２３０６等を含む。本発明により作製される表示装置を表示部２３０４に適用することで、小型化し、配線等が精密化する携帯電話であっても、信頼性の高い高画質な画像を表示できる。

図２２（Ｄ）はビデオカメラであり、本体２４０１、表示部２４０２、筐体２４０３、外部接続ポート２４０４、リモコン受信部２４０５、受像部２４０６、バッテリー２４０７、音声入力部２４０８、接眼部２４０９、操作キー２４１０等を含む。本発明は、表示部２４０２に適用することができる。本発明により作製される表示装置を表示部２４０２に適用することで、小型化し、配線等が精密化するビデオカメラであっても、信頼性の高い高画質な画像を表示できる。本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態１２）

本発明によりプロセッサ回路を有するチップ（無線チップ、無線プロセッサ、無線メモリ、無線タグともよぶ）として機能する半導体装置を形成することができる。本発明の半導体装置の用途は広範にわたるが、例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、証書類、無記名債券類、包装用容器類、書籍類、記録媒体、身の回り品、乗物類、食品類、衣類、保健用品類、生活用品類、薬品類及び電子機器等に設けて使用することができる。

紙幣、硬貨とは、市場に流通する金銭であり、特定の地域で貨幣と同じように通用するもの（金券）、記念コイン等を含む。有価証券類とは、小切手、証券、約束手形等を指し、プロセッサ回路を有するチップ９０を設けることができる（図２８（Ａ）参照）。証書類とは、運転免許証、住民票等を指し、プロセッサ回路を有するチップ９１を設けることができる（図２８（Ｂ）参照）。身の回り品とは、鞄、眼鏡等を指し、プロセッサ回路を有するチップ９７を設けることができる（図２８（Ｃ）参照）。無記名債券類とは、切手、おこめ券、各種ギフト券等を指す。包装用容器類とは、お弁当等の包装紙、ペットボトル等を指し、プロセッサ回路を有するチップ９３を設けることができる（図２８（Ｄ）参照）。書籍類とは、書物、本等を指し、プロセッサ回路を有するチップ９４を設けることができる（図２８（Ｅ）参照）。記録媒体とは、ＤＶＤソフト、ビデオテープ等を指、プロセッサ回路を有するチップ９５を設けることができる（図２８（Ｆ）参照）。乗物類とは、自転車等の車両、船舶等を指し、プロセッサ回路を有するチップ９６を設けることができる（図２８（Ｇ）参照）。食品類とは、食料品、飲料等を指す。衣類とは、衣服、履物等を指す。保健用品類とは、医療器具、健康器具等を指す。生活用品類とは、家具、照明器具等を指す。薬品類とは、医薬品、農薬等を指す。電子機器とは、液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置（テレビ受像機、薄型テレビ受像機）、携帯電話等を指す。

紙幣、硬貨、有価証券類、証書類、無記名債券類等にプロセッサ回路を有するチップを設けることにより、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、書籍類、記録媒体等、身の回り品、食品類、生活用品類、電子機器等にプロセッサ回路を有するチップを設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。乗物類、保健用品類、薬品類等にプロセッサ回路を有するチップを設けることにより、偽造や盗難の防止、薬品類ならば、薬の服用の間違いを防止することができる。プロセッサ回路を有するチップの設け方としては、物品の表面に貼ったり、物品に埋め込んだりして設ける。例えば、本ならば紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂に埋め込んだりするとよい。

また、本発明より形成することが可能なプロセッサ回路を有するチップを、物の管理や流通のシステムに応用することで、システムの高機能化を図ることができる。例えば、荷札に設けられるプロセッサ回路を有するチップに記録された情報を、ベルトコンベアの脇に設けられたリーダライタで読み取ることで、流通過程及び配達先等の情報が読み出され、商品の検品や荷物の分配を簡単に行うことができる。

本発明より形成することが可能なプロセッサ回路を有するチップの構造について図２９を用いて説明する。プロセッサ回路を有するチップは、薄膜集積回路９３０３及びそれに接続されるアンテナ９３０４とで形成される。また、薄膜集積回路及びアンテナは、カバー材９３０１、９３０２により挟持される。薄膜集積回路９３０３は、接着剤を用いてカバー材に接着してもよい。図２９においては、薄膜集積回路９３０３の一方が、接着剤９３２０を介してカバー材９３０１に接着されている。

薄膜集積回路９３０３は、上記実施の形態のいずれかで示すＴＦＴと同様に形成され、公知の剥離工程により剥離してカバー材に設ける。薄膜集積回路９３０３のＴＦＴの下に粗面を有する層を形成し、ゲート電極層を液滴吐出法で形成する際の被形成領域のぬれ性の制御をより効果的に行う。アンテナ９３０４も粗面を有する層９３２３上に設けられ、配線層９３１３を形成する際の被形成領域のぬれ性の制御をより効果的に行う。また、薄膜集積回路９３０３に用いられる半導体素子はこれに限定されない。例えば、ＴＦＴの他に、記憶素子、ダイオード、光電変換素子、抵抗素子、コイル、容量素子、インダクタなどを用いることができる。

図２９で示すように、薄膜集積回路９３０３のＴＦＴ上には層間絶縁膜９３１１が形成され、層間絶縁膜９３１１を介してＴＦＴに接続するアンテナ９３０４が形成される。また、層間絶縁膜９３１１及びアンテナ９３０４上には、窒化珪素膜等からなるバリア膜９３１２が形成されている。

アンテナ９３０４は、金、銀、銅等の導電体を有する液滴を液滴吐出法により吐出し、乾燥焼成して形成する。液滴吐出法によりアンテナを形成することで、工程数の削減が可能であり、それに伴うコスト削減が可能である。

カバー材９３０１、９３０２は、フィルム（ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなる）、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム（ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等）と、接着性合成樹脂フィルム（アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等）との積層フィルムなどを用いることが好ましい。フィルムは、熱圧着により、被処理体と接着処理が行われるものであり、処理を行う際には、フィルムの最表面に設けられた接着層か、又は最外層に設けられた層（接着層ではない）を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。

また、カバー材に紙、繊維、カーボングラファイト等の焼却無公害素材を用いることにより、使用済みプロセッサ回路を有するチップの焼却、又は裁断することが可能である。また、これらの材料を用いたプロセッサ回路を有するチップは、焼却しても有毒ガスを発生しないため、無公害である。

なお、図２９では、接着剤９３２０を介してカバー材９３０１にプロセッサ回路を有するチップを設けているが、カバー材９３０１の代わりに、物品にプロセッサ回路を有するチップを貼付けて、使用しても良い。

本実施例では、粗面を有する層を形成し、その表面の水の接触角を測定した結果を示す。

表面の凹凸形状の異なる２種類の粗面を有する層の試料を作製した。また、比較として粗面を有する層を形成せず、ガラス基板上に直接ＦＡＳ膜を形成した試料（試料１）も作製した。ガラス基板上に、酸化チタンナノ粒子を含む溶液を塗布し、酸化チタンナノ粒子を基板上に分散させる。焼成して溶媒を乾燥させ、酸化チタンナノ粒子を基板上に固定する。基板上に酸化チタンナノ粒子が分散して存在するので、基板表面は酸化チタンナノ粒子による凹凸を有する粗面となる。この酸化チタンナノ粒子による粗面上に、ＦＡＳを形成し試料２を作製した。試料２のように、粗面を有する層は、粒子上の物体が分散し、粗面を形成するような連続して膜として存在しないものでもよい。

試料３として、酸化アルミニウム（（Ａｌ_２Ｏ_３）、アルミナとも呼ばれる）を用いて粗面を有する層を形成する。Ａｌ_２Ｏ_３ゾルゲル液を作製する。Ａｌ_２Ｏ_３ゾルゲル液は、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）１０ｇとアルミニウム−ｓｅｃ−ブトキシド２．４６ｇとを混合して１時間攪拌する。前記混合液にエチルアセテートを加えさらに３時間攪拌し、ＩＰＡ２ｇと水０．７２ｇを混合し作製した。Ａｌ_２Ｏ_３ゾルゲル液をガラス基板上にスピン塗布法によって塗布し、６０度の温水に２０分浸漬した。以上の工程によりＡｌ_２Ｏ_３表面は凹凸を有する形状となり、粗面化する。このＡｌ_２Ｏ_３を用いた粗面を有する層上にＦＡＳを形成し、試料３を作製する。

作製した試料１、試料２、試料３表面の水の接触角をそれぞれ３個所測定した。各試料の、領域１乃至３における水の接触角と、領域１乃至３の平均値を表１と図３１に示す。図３１において、白丸のドットは試料１の領域１乃至３における接触角、黒丸のドットは試料１の領域１乃至３における接触角の平均値であり、同様に、白い三角形のドットは試料２の領域１乃至３における接触角、黒い三角形のドットは試料２の領域１至３における接触角の平均値であり、同様に、白い四角形のドットは試料３の領域１乃至３における接触角、黒い四角形のドットは試料３の領域１乃至３における接触角の平均値である。

凹凸形状のない平坦性の高い表面を有するガラス基板上にＦＡＳを形成した試料１より、粗面を有する層上にＦＡＳを形成した試料２、試料３表面の水の接触角の方が大きくなっていることが確認できる。特に、Ａｌ_２Ｏ_３を用いた粗面を有する層上にＦＡＳを形成した試料３は、その表面の凹凸形状が激しく、より粗い表面（花弁状組織膜とも呼ばれる）となっているため、水の接触角が、１６０度以上であり、非常に水に対してぬれ性が低い状態（いわゆる超撥水性表面となっている）となっている。

以上の結果から、凹凸形状を有する粗面化された表面に、ぬれ性が低い物質を形成すると、その凹凸形状による表面積増加効果により、表面のぬれ性をより低い状態とすることができる。ぬれ性が低い物質の非形成領域においては、粗面の凹凸形状及び表面積増加効果は、よりぬれ性が高められるように働く。よってぬれ性が低い物質を選択的に形成することで、ぬれ性に大きく差を有する２種類の領域を形成することができる。そのぬれ性の違いを利用して、液状の導電性材料、絶縁性材料を用いて、所望な形状に正確性よく導電層、絶縁層を形成することができる。よって、よって高性能、高信頼性の半導体装置及び表示装置を歩留まりよく作製することができる。

本実施例では、粗面を有する層を形成し、その表面粗度を評価した。

試料は実施例１で作製した試料３と同様に作製した、Ａｌ_２Ｏ_３ゾルゲル液をガラス基板上にスピン塗布法によって塗布した後、温水への浸漬時間を変化させたＡｌ_２Ｏ_３を用いた粗面を有する層３種類の試料を作製した。温水への浸漬を行わない（温水浸漬時間０分）試料４、浸漬を４分行った試料５、浸漬を２０分行った試料６を作製し、それらの試料表面の表面状態を評価した。

測定は原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用い、測定範囲は５μｍ×５μｍで行った。測定結果を表２及び図３２に示す。図３２は、各試料における試料表面の平均面粗さ（ＪＩＳ Ｂ０６０１で定義されている中心線平均粗さを面に対して適用できるよう三次元に拡張したものである：図３２（Ａ）参照）、表面の凹凸の最大高低差（図３２（Ｂ）参照）、二乗平均面粗さ（表面の凹凸の２乗平均の平方根である：図３２（Ｃ）参照）、表面積率（任意の領域の面積に対する、任意の領域における凹凸形状が有する表面積も含めた全体の表面積の割合：図３２（Ｄ）参照）それぞれと、試料の温水浸漬時間との関係を示している。表２及び図３２において、温水浸漬時間が０分の試料が試料４、４分の試料が試料５、２０分の試料が試料６の測定結果である。

図３２（Ａ）、図３２（Ｂ）、図３２（Ｃ）が示すように、温水浸漬時間が増加すると、平均面粗さ、最大高低差、二乗平均面粗さともに増加している。これは、温水浸漬時間の増加に伴い、試料表面の粗化が進行し、表面がよりあれた状態になっていることが確認できる。このことは図３２（Ｄ）に示す表面積率の変化でも確認でき、温水浸漬時間の増加に伴い、表面積率が増加している。表面の粗さが大きくなり、凹凸形状による表面積の増加が生じたためと考えられる。

また、図３４に試料６のＡｌ_２Ｏ_３膜表面を、走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）法で観察したＳＴＥＭ写真を示す。図３４で示すように、試料６のＡｌ_２Ｏ_３膜表面は花弁組織上の凹凸形状となっている。

試料６と同様に温水浸漬時間を２０分としたＡｌ_２Ｏ_３膜上に、導電性材料として銀を用いた液状の導電性材料を含む組成物を吐出し、２３０度で１時間焼成した試料７を作製した。試料７の断面をＳＴＥＭ法によって観察した。ＳＴＥＭ写真を図３３に示す。基板上に、白く見えるのが花弁状の凹凸形状を有するであり、粗面を有する層８３（Ａｌ_２Ｏ_３層）であり、上層の黒い層が導電層８４（Ａｇ層）である。

このように作製された粗面を有する層は、実施例１で示した様に、その層上に形成された物質のぬれ性を大きく変化させることができる。よってぬれ性が低い物質はより低ぬれ性領域に、ぬれ性の高い物質はより高ぬれ性領域になるので、ぬれ性に大きく差を有する領域を選択的に形成することができる。そのぬれ性の違いを利用して、液状の導電性材料、絶縁性材料を用いて、所望な形状に正確性よく導電層、絶縁層を形成することができる。よって、よって高性能、高信頼性の半導体装置及び表示装置を歩留まりよく作製することができる。

本発明を説明する概念図。 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。 本発明の表示装置を説明する図。 本発明のＥＬ表示モジュールの構成例を説明する断面図。 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。 本発明のＥＬ表示パネルに適用できる画素の構成を説明する回路図。 本発明に適用できる発光素子の構成を説明する図。 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。 本発明の表示装置を説明する図。 本発明の液晶表示モジュールの構成例を説明する断面図。 本発明が適用される電子機器を示す図。 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。 本発明が適用される電子機器を示す図。 本発明に適用することのできる液滴滴下装置の構成を説明する図。 本発明が適用される保護回路を示す図。 本発明に適用することのできる液滴吐出装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の上面図。 本発明の表示装置の上面図。 本発明が適用される半導体装置を示す図。 本発明が適用される半導体装置を示す図。 本発明を説明する概念図。 実施例１で作製した試料の実験データ。 実施例２で作製した試料の実験データ。 実施例２で作製した試料の実験データ。 実施例２で作製した試料の実験データ。

Claims (3)

1. 粗面を有する層上に、ぬれ性が低い物質を含む膜を形成し、
   前記膜に選択的に光を照射することによって、前記物質が分解された領域を選択的に形成し、
   前記領域が形成された粗面を有する層上に、導電性材料を含む組成物を吐出し、
   前記粗面を有する層は、ガラス基板上に、酸化チタンナノ粒子を含む溶液を塗布した層である、又はガラス基板上に、Ａｌ _２ Ｏ _３ ゾルゲル液を塗布した層であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
2. 選択的にマスク層が形成された粗面を有する層上に、ぬれ性が低い物質を含む膜を形成し、
   前記マスク層を除去した後、前記粗面を有する層上に、導電性材料を含む組成物を吐出し、
   前記粗面を有する層は、ガラス基板上に、酸化チタンナノ粒子を含む溶液を塗布した層である、又はガラス基板上に、Ａｌ _２ Ｏ _３ ゾルゲル液を塗布した層であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
3. 請求項１又は請求項２において、
   前記ぬれ性が低い物質は、フッ化炭素基を有する物質またはシランカップリング剤を含む物質であることを特徴とする半導体装置の作製方法。