JP5707373B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、印刷法を用いた半導体装置、電子機器、及び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、
半導体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、複雑、微
細な形状で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、導電層、または導電層を形成する際のマスク層などを液状の組成物を、
ぬれ性を制御された被形成領域に、数回にわけて付着させた後、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。組成物を数回にわけて吐出すると、液滴の凝集など
が生じず断線のない安定したパターン形状となる。このように形成する導電層、絶縁層の
形状は、後から吐出された液滴が形成領域のぬれ性の違いにより着弾位置に留まらず、ぬ
れ性の高い領域に移動し、連続する導電層、又は絶縁層となって安定する。
本発明では、前述のように連続した導電層を複数回の吐出工程によって形成する。第１
の吐出工程によって、導電性材料を含む組成物の液滴は被形成領域に付着し、島状の第１
の導電層を線上に一定間隔で形成する。第１の導電層は液滴の形状を反映したほぼ円状で
あり、それらの中心は直線の第１の中心線上に存在する。次に、第１の導電層間を埋め、
第１の導電層間を接続するように第２の吐出工程を行う。第２の吐出工程においても組成
物の液滴を第２の導電層を形成するために線上に一定間隔で吐出する。この時、第２の吐
出工程によって吐出する液滴の中心が、先ほどの第１の中心線上と重ならないように（一
致しないように）、ずらして吐出する。よって、第２の吐出工程における液滴の中心を結
ぶ線である第２の中心線は、第１の中心線と一定間隔を有して平行である。
第１の吐出工程における液滴の第１の中心線と、第２の吐出工程における液滴の第２
の中心線とが一定間隔を有して平行にずれているので、形成される導電層は、側端部に連
続的して繰り返される波状パターンを有し、左右に蛇行する導電層となる。よって上面よ
り見ると、ジグザグとした配線（導電層）のようであり、少なくとも一部が曲がっており
側端部に左右にうねうねとしたうねり形状を有するように見える。
また、本発明で形成する導電層（配線）又は絶縁層は、側端部だけでなく膜厚方向にも
膜厚が異なる部分を有し、表面には液滴の形状を反映した凹凸形状を有する。これは導電
性材料又は絶縁性材料を含む液状の組成物を吐出した後、乾燥や焼成によって固化して導
電層を形成するためである。これは本発明を用いて形成するマスク層であっても同様であ
り、膜厚が異なる部分を有し表面に凹凸形状を有するマスク層となる。よってそのような
マスク層を用いて加工される導電層又は絶縁層もマスク層の形状を反映する。またその表
面の凹凸形状の形状や大きさは、液状の組成物の粘度や溶媒を除去し固化する際の乾燥工
程などによって異なる。
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一は、連続した波状形状の側端部を有する配線を有し、配線は有
機材料を含む。
本発明の半導体装置の一は、左右に蛇行している配線を有し、配線は有機材料を含む。
本発明の半導体装置の一は、周期的なうねり形状の側端部を有する配線を有し、配線は
有機材料を含む。
本発明の半導体装置の一は、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、ゲート電極層は連続した波状形状の側端部を有する。
本発明の半導体装置の一は、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、ゲート電極層は左右に蛇行している。
本発明の半導体装置の一は、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、ゲート電極層は周期的なうねり形状の側端部を有する
。
本発明の半導体装置の一は、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、ソース電極層及びドレイン電極層は連続した波状形状
の側端部を有する。
本発明の半導体装置の一は、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、ソース電極層及びドレイン電極層は左右に蛇行してい
る。
本発明の半導体装置の一は、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、ソース電極層及びドレイン電極層は周期的なうねり形
状の側端部を有する。
本発明の半導体装置の一は、基板上に、導電性材料を含む組成物からなる複数の液滴の
第１の吐出工程により吐出された基板面内の第１の線上に中心を有する第１の液滴と、複
数の液滴の第２の吐出工程により第１の液滴の間に吐出された第１の線と一定の間隔を有
する第２の線上に中心を有する第２の液滴とにより形成された配線を有し、配線は有機材
料を含む。
本発明の半導体装置の作製方法の一は、基板上に、導電性材料を含む組成物からなる複
数の液滴の第１の吐出工程により、基板面内の第１の線上に中心を有するように第１の液
滴を吐出し、複数の液滴の第２の吐出工程により、第１の液滴の間に、第１の線と一定の
間隔を有する第２の線上に中心を有するように第２の液滴を吐出することにより形成する
。
本発明の半導体装置の作製方法の一は、基板上に、導電膜を形成し、導電膜上にマスク
層材料を含む組成物からなる複数の液滴の第１の吐出工程により、基板面内の第１の線上
に中心を有するように第１の液滴を吐出し、複数の液滴の第２の吐出工程により、第１の
液滴の間に、第１の線と一定の間隔を有する第２の線上に中心を有するように第２の液滴
を吐出することによりマスク層を形成し、マスク層を用いて、導電膜を加工し、配線を形
成する。
上記本発明の方法によって形成される配線、及びマスク層は、上面より見ると連続した
波状形状、または周期的なうねり形状の側端部を有していたり、もしくは蛇行していたり
する。
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、所望の形状で安定
して形成できる。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。
本発明を説明する概念図。 本発明を説明する概念図。 本発明の表示装置を説明する上面図。 本発明の表示装置を説明する上面図。 本発明の半導体装置を説明する図。 本発明の表示装置を説明する上面図。 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。 本発明を用いた保護回路を説明する図。 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。 本発明の表示装置を説明する図。 本発明の表示装置を説明する図。 実施例１で作製した試料の実験データ。 本発明の半導体装置を説明する上面図。
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１２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１４
１２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１４
０５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１
４１２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により説明する。図１は
、導電層の上面図である。
図１に示すように、導電層は、基板５０上に形成される。よって、導電層の被形成領
域である基板５０表面は、導電層を形成する導電性材料を含む液状の組成物に対するぬれ
性を制御しておく必要がある。ぬれ性の程度は、形成する導電層の線幅やパターン形状に
よって適宜設定すればよく、以下に示す処理によってぬれ性を制御することができる。本
実施の形態において、導電層を形成する際、導電性材料を含む組成物に対する被形成領域
の接触角は、好ましくは２０度以上、より好ましくは２０度以上４０度以下である。
固体表面のぬれ性は、表面の状態に影響をうける。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、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を、液状
の組成物に対して所望の形状の形成物を形成するのに適した状態とすることである。
ぬれ性の程度は接触角の値にも影響する。液状の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、はじかれるので、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。
まず、ぬれ性は低い物質を形成し、被形成領域表面のぬれ性を低めるように制御する
方法を示す。このような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、（ＣＦ３）（ＣＦ２）ｘ（ＣＨ２）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、ヘプタデカ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。
ぬれ性が低い物質として、シランカップリング剤のＲにフッ化炭素鎖を有さず、アル
キル基を有す物質も用いることができ、例えば有機シランとしてオクタデシルトリメトキ
シシラン等を用いることができる。
ぬれ性が低い物質を含む溶液の溶媒としては、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、スクワランなどの
炭化水素系溶媒又はテトラヒドロフランなどを用いる。
また、ぬれ性を低めるように制御し、低ぬれ性領域を形成する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（ＰＣＴ
ＦＥ；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、無機材料、有機材料にＣＦ４プラズマ等による処理を行うと、ぬれ性を低めること
ができる。例えば、有機材料としてポリビニルアルコール（ＰＶＡ）のような水溶性樹脂
を、Ｈ２Ｏ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。
本実施の形態では、ＦＡＳをスピンコート法により基板５０表面に形成し、基板５０
表面のぬれ性を調整する。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。
導電層を形成する際、１回の吐出で形成すると、液滴が凝集してしまいバルジといわれ
る液だまりが生じ、導電層が断線してしまうことがある。本発明では、導電層を複数回の
吐出によって形成する。つまり、第１の吐出工程でお互いの液滴が接しないように被形成
領域に点在して導電性材料を含む液状の組成物を付着させる。次に、２回目の吐出による
導電性材料を含む組成物によって、第１の吐出工程で吐出した導電性材料の液滴との間を
埋め、連続した導電層を形成するのである。第１の吐出工程で吐出した導電性材料を含む
組成物は時間が経過しているので、乾燥により固化しているため、第２の吐出工程による
導電性材料と凝集することがない。このように導電層を作製すると、細線であろうと安定
した導電層を形成することができる。
表面のぬれ性を制御された基板５０上に、第１の吐出工程として液滴吐出法を用いて導
電性材料を含む組成物の液滴を、線上に吐出し、島状の導電層５１ａ、導電層５１ｂ、導
電層５１ｃ、導電層５１ｄ、導電層５１ｅを形成する（図１（Ａ）参照。）。島状の導電
層５１ａ、導電層５１ｂ、導電層５１ｃ、導電層５１ｄ、導電層５１ｅは液滴の形状を反
映しており、それらの中心を結ぶ線は、第１の中心線Ｑ１−Ｒ１である。
次に、第２の吐出工程として、導電性材料を含む組成物の液滴を、その液滴の中心が第
１の中心線Ｑ１−Ｒ１より間隔ｄずらした位置にくるように、導電層５１ａ、導電層５１
ｂ、導電層５１ｃ、導電層５１ｄ、導電層５１ｅの間に吐出する（図１（Ｂ）参照。）。
第２の吐出工程で吐出された液滴は、基板５０に着弾（付着）直後、導電層５２ａ、導電
層５２ｂ、導電層５２ｃ、導電層５２ｄを形成し、導電層５１ａ、導電層５１ｂ、導電層
５１ｃ、導電層５１ｄ、導電層５１ｅ間を埋め、連続した導電層５３を形成する（図１（
Ｃ）参照。）。第２の吐出工程により吐出された液滴の中心を結ぶ線は、第２の中心線Ｑ
２−Ｒ２であり、第１の中心線Ｑ１−Ｒ１と一定の間隔ｄを有し、平行に位置している。
第１の吐出工程と第２の吐出工程とで、吐出する液滴の中心線がずれているので導電
層５３は、側端部５４ａ及び側端部５４ｂに連続する波状形状を有する左右に蛇行した形
状となる。側端部は振幅を有するような波状形状である。蛇行の範囲（導電層の線幅方向
の範囲）は、液滴の直径の４倍以下が好ましい。第１の吐出工程により吐出した導電層５
１ａ〜５１ｅ、及び第２の吐出工程により吐出した導電層５２ａ〜５２ｄの中心を結ぶと
、直線ではなく、周期的に左右に折れ曲がる線となる。このように形成された配線である
導電層５３は、少なくとも一部屈曲した部分を有し、側端部に凹凸を有する。よって上面
より見ると、ジグザグとした配線（導電層）のようであり、少なくとも一部が曲がってお
り側端部に左右にうねうねとしたうねり形状を有するように見える。本実施の形態では、
導電層５３の側端部５４ａの凸部と側端部５４ｂの凹部、側端部５４ａの凹部と側端部５
４ｂの凸部とが、中心線を挟んで対応しているので、導電層５３の線幅はほぼ一定となっ
ている。
しかし、導電層５３は、線幅が不均一になることもあり得る。第１の吐出工程で吐出し
た導電性材料を含む組成物が固化した導電層表面と、先ほどのぬれ性を制御した基板５０
表面とでは、液状の導電性材料を含む組成物に対してぬれ性が異なる。２回目に吐出され
る液状の導電性材料を含む組成物は、第１の吐出工程による導電層と、基板５０表面との
両方に跨るように両方へ吐出される。表面のぬれ性に大きく影響を受ける液状の導電性材
料を含む組成物の一部は、よりぬれ性の高い第１の吐出工程の吐出によって形成された導
電層上に流れ込むように移動する。結果、第１の吐出工程によって形成された領域の導電
層の線幅は太くなり、第２の吐出工程によって形成された領域の導電層の線幅は細くなっ
てしまうことがあり得る。このような場合、線幅の不均一な、周期的に線幅が変化してい
る導電層が形成されることもある。
上記のような左右に蛇行する、側端部に波状形状を有する導電層を隣接して形成する場
合、凸部同士が隣接すると、凸部におけるその導電層間の間隔は狭くなり、凹部同士が隣
接すると、凹部におけるその導電層間の間隔は狭くなるというように、導電層間の間隔に
ばらつきが生じ、不均一となってしまう可能性がある。また、導電層同士が接触してしま
うという形状不良の問題も起こりうる、微細な設計の導電層、絶縁層を、安定した間隔で
形成することが困難となる場合もある。
導電層を隣接して形成する例を、図２を用いて説明する。本実施の形態では、図２の
ようにまず、第１の吐出工程によって導電層６１ａ〜導電層６１ｅ、導電層６１ｆ〜導電
層６１ｊを形成する。このとき、第１の導電層の一部である導電層６１ａ〜導電層６１ｅ
の液滴の中心と、隣接する第２の導電層の一部である導電層６１ｆ〜導電層６１ｊの中心
が線幅方向に重ならないようにする。導電層６１ａの中心と導電層６１ｂの中心との間、
好ましくは、導電層６１ａの中心と導電層６１ｂの中心とを３分割した中央の領域の線幅
方向に、導電層６１ｆの中心が位置するようにする。
次に、図２（Ｂ）に示すように、第１の吐出工程で形成した導電層６１ａ〜導電層６
１ｅの間を埋めるように導電性材料を含む組成物の第２の吐出工程により導電層６２ａ〜
導電層６２ｄを形成し、第１の導電層６３ａを形成する。同様に、導電層６１ｆ〜導電層
６１ｊの間を埋めるように、導電性材料を含む組成物の第２の吐出工程により導電層６２
ｅ〜導電層６２ｈを形成し、第２の導電層６３ｂを形成する。図２（Ｂ）のように、第１
の吐出工程で形成した導電層６１ａ〜導電層６１ｅの中心線、及び導電層６１ｆ〜導電層
６１ｉの中心線のそれぞれ外側に中心線を有する第２の吐出工程で形成される導電層６２
ａ〜導電層６２ｄ、及び導電層６２ｅ〜導電層６２ｈが形成される。
その後、乾燥、焼成等により固化し、図２（Ｃ）のように周期的に、連続した波形形状
を有する第１の導電層６３ａと、第２の導電層６３ｂが形成される。第１の導電層６３ａ
と第２の導電層６３ｂとは、本発明の吐出方法により、凸部同士が隣り合わず、ずれて形
成される。第１の導電層６３ａと第２の導電層６３ｂとの間隔は、第１の導電層と、第２
の導電層とがそれぞれ有する第１の吐出工程と第２の吐出工程における中心線間の距離の
和より狭くすることができる。よって、第１の導電層６３ａと第２の導電層６３ｂとは狭
い間隔であっても安定して形成することができる。また、絶縁性材料を同様に吐出して絶
縁層を形成することもできる。均一な間隔で形成することができるので、このように形成
されたマスク層を用いると、微細かつ、正確な加工を行うことができる。微細な加工によ
る所望な形状を得られるので、この導電層をソース電極層、ドレイン電極層として用いれ
ばチャネル幅を狭くすることができる。従って、高速動作を行うことができる高性能、か
つ高信頼性の半導体装置を作製することができる。作製時に形状不良による不良が減少す
るため、歩留まりも向上し、生産性を高める効果もある。
本実施の形態では、導電層５３、第１の導電層６３ａ、第２の導電層６３ｂ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０．０２μｍ以
上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０．１ｐｌ以上１０
ｐｌ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０．１ｍｍ以上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
。導電性材料として、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（Ｎ
ｉＢ）を用いるとことができる。
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であるが、他にも分散
剤や、バインダーと呼ばれる熱硬化性樹脂が含まれてもよい。特にバインダーに関しては
、焼成時にクラックや融着状態のムラが発生するのを防止する働きを持つ。よって、形成
される導電層には、有機材料が含まれることがある。含まれる有機材料は、加熱温度、雰
囲気、時間により異なる。この有機材料は、金属粒子のバインダー、溶媒、分散剤、及び
被覆剤として機能する有機樹脂などであり、代表的には、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂
、ノボラック樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、珪素樹脂、フラン樹
脂、ジアリルフタレート樹脂等の有機樹脂が挙げられる。
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形成しても良い。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行ってもよいが、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導電層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。組成物中の導電性材料の粒子は、電解法、アト
マイズ法又は湿式還元法等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。
液状の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、ＹＶＯ４、ＧｄＶＯ４
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、液滴吐出法により組成物を吐出し、導電層、絶縁層などを形成した後、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
の物で表面を垂直にプレスしたりしてもよい。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、または溶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、その表面を平坦化する場合適用することができる。
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、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。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）
本実施の形態では本発明を適用した、表示装置の例を説明する。
図６（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１６００×１
２００×３（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２
７０４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２７０
２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のゲート電極が走査線と、ソース電
極若しくはドレイン電極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。
ＴＦＴは、その主要な構成要素として、半導体層、ゲート絶縁層及びゲート電極層が挙げ
られ、半導体層に形成されるソース及びドレイン領域に接続する配線層がそれに付随する
。構造的には基板側から半導体層、ゲート絶縁層及びゲート電極層を配設したトップゲー
ト型と、基板側からゲート電極層、ゲート絶縁層及び半導体層を配設したボトムゲート型
などが代表的に知られているが、本発明においてはそれらの構造のどのようなものを用い
ても良い。
図６（Ａ）に示すように、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式により、走査
線及び信号線へ信号を入力するドライバ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６（Ｂ）に示すようなＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔ
ｅｄ 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６
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、走査線側駆動回路を基板上に形成することもできる。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、走査線駆動回路
と、信号線駆動回路を基板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４、図１４を用いて説明する。より詳しくは、本発
明を適用した、発光素子を有する発光表示装置の作製方法について説明する。図４は表示
装置画素部の上面図であり、図４の線Ａ−Ｂの断面図は、図１４（Ｂ）に示してある。ま
た、図１４（Ａ）は表示装置の上面図であり、図１４（Ｂ）は、図１４（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、ＣＶ
Ｄ法、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート法等の方法により、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、ゲート電極層１０３及びゲート電極層１０４を形成する。ゲート電
極層１０３及びゲート電極層１０４は、ＣＶＤ法やスパッタ法、液滴吐出法などを用いて
形成することができる。ゲート電極層１０３及びゲート電極層１０４は、Ａｇ、Ａｕ、Ｎ
ｉ、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（ＷＮ）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。
ゲート電極層１０３及びゲート電極層１０４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加工すればよい。ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃ
ｔｉｖｅｌｙ 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、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ
４もしくはＣＣｌ４などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ４、ＳＦ６もしくはＮＦ３などを
代表とするフッ素系ガス又はＯ２を適宜用いることができる。
加工の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の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、フッ化アリレンエーテル、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、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。
ゲート電極層１０３、ゲート電極層１０４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してもよい。
次に、ゲート電極層１０３、ゲート電極層１０４の上にゲート絶縁層１１４を形成する。
ゲート絶縁層１１４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。
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、ＰＨ３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「ＳＡ
Ｓ」ともいう。）半導体などを用いることができる。半導体層は様々な手段（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５２
０ｃｍ−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
）を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、ＳｉＨ４、その他にもＳｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３
、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などを用いることが可能である。またＦ２、ＧｅＦ４を混合させ
ても良い。この珪素を含む気体をＨ２、又は、Ｈ２とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅから選ばれ
た一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。希釈率は２〜１０００倍の範囲、圧
力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好まし
くは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ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ＳＡ
Ｓ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。
また、半導体の材料としてはシリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）などの単体のほか
ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＳｉＣ、ＺｎＳｅ、ＧａＮ、ＳｉＧｅなどのような化合物半導体も用
いることができる。また酸化亜鉛（ＺｎＯ）も用いることができ、ＺｎＯを半導体層に用
いる場合、ゲート絶縁層をＹ２Ｏｘ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、それらの積層などを用いる
とよく、ゲート電極層、ソース電極層、ドレイン電極層としては、ＩＴＯ、Ａｕ、Ｔｉな
どを用いるとよい。また、ＺｎＯにＩｎやＧａなどを添加することもできる。
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、様々な方
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
半導体膜（例えば非晶質珪素膜）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半導体膜の含有水素濃度を１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃ
ｍ３以下にまで放出させ、低減するとよい。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半導体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、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１１４上に、半導体層１０５及び半導体層１０６を形成する。本実施の形態
では、半導体層１０５及び半導体層１０６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。この半導体層の結晶化を助長する金属元素としては鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎ
ｉ）、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、又は低減するため、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、又は低減
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、セミアモルファス半導体を用いてｎ型を有する半導体層を形成する。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１０５
、半導体層１０６、ｎ型を有する半導体層を形成する。半導体層１０５上のｎ型を有する
半導体層は、後の加工によって、ｎ型を有する半導体層１１５ａ、ｎ型を有する半導体層
１１５ｂとなる。半導体層、ｎ型を有する半導体層の加工に用いるマスク層も液滴吐出法
を用いると、側端部に波状形状を有する形状に半導体層の形状も反映される。
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１１４の一部に貫通孔を形成して、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。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、ＣＦ４、ＮＦ３、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、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。
貫通孔を形成するための加工に用いるマスクも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の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、フッ化ア
リレンエーテル、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、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、被形成領域のぬれ性を制御することが好ましい。ぬれ性と、吐
出時の液滴径を制御することによって、所望な形状（線幅など）に安定して形成すること
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上に、ソース電極層又はドレイン電極層１０７、ソース電極層
又はドレイン電極層１０８、電極層１０９、ソース電極層又はドレイン電極層１１０、ソ
ース電極層又はドレイン電極層１１１を形成する。
本実施の形態では、電源線１１２ａ、電源線１１２ｂ、電源線１１２ｃに本発明を適用
する。電源線１１２ａ、電源線１１２ｂ、電源線１１２ｃを実施の形態１で示した方法を
用い液滴吐出法により作製し、左右に蛇行するような形状とする。第１の吐出工程で吐出
する液滴の中心線と、第２の吐出工程で吐出する液滴の中心線を線幅方向にずらして形成
するためである。このような蛇行した形状の電源線であると、直線形状の電源線よりも、
大きな電流を流すことができるため、より大きな電力を供給することができる。
電源線１１２ａ、電源線１１２ｂ、電源線１１２ｃを形成する前に、被形成領域のぬ
れ性の制御を行うために形成した物質は、電源線形成後に、残存する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。その電源線１１２ａ、電源線１１２ｂ、電源線１１２ｃ
をマスクとして用いることもできる。
ソース電極層又はドレイン電極層１０７、ソース電極層又はドレイン電極層１０８、電極
層１０９、ソース電極層又はドレイン電極層１１０、ソース電極層又はドレイン電極層１
１１を形成した後、半導体層、ｎ型を有する半導体層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及び電源線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）、Ｍｏ（モリブ
デン）等の金属の粒子を主成分とした組成物を用いることができる。また、透光性を有す
るインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム錫酸化物と酸化珪素からなるＩＴＳＯ、有
機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛、窒化チタンなどを組み合わせても良い。
ゲート絶縁層１１４に形成した貫通孔において、ソース電極層又はドレイン電極層１０８
とゲート電極層１０４とを電気的に接続させる。電極層１０９は容量素子を形成する。
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、安定して形成することができる。
続いて、ゲート絶縁層１１４上に、第１の電極層１１３を形成する。発光素子から発せら
れる光は、下面放射、上面放射、両面放射のいずれかを行う。第１の電極層１１３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（Ｉ
ＺＯ（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（ＳｎＯ２）などを含む組成物により所定のパタ
ーンを形成し、焼成によって形成しても良い。
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
で形成した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（Ｇ
ａ）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インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ（
ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ））膜を用いても良い。スパッタリング法で第１の
電極層１１３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１１３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、
ＩＴＯと酸化珪素から構成されるＩＴＳＯを用いて形成する。
第１の電極層１１３は、ソース電極層又はドレイン電極層１１１の形成前に、ゲート絶縁
層１１４上に選択的に形成することもできる。この場合、本実施の形態とはソース電極層
又はドレイン電極層１１１と、第１の電極層１１３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１１１が積層する構造となる。第１の電極層１１３をソー
ス電極層又はドレイン電極層１１１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１１１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１１３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、絶縁層に対してぬ
れ性が低い物質をソース電極層又はドレイン電極層１１１上に形成することもできる。そ
の後、絶縁層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１１３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、上面放射型の
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第１の電極層１
１３に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１１３を形成しても良い。
第１の電極層１１３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１１３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１１３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、土手とも呼ばれる）を選択的に形成する。絶縁層１２１は、
第１の電極層１１３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１２
１を全面に形成し、レジスト等のマスクによって、エッチングし所望の形状に加工する。
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、または溶解させエアナイフ
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、その表面を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。
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１１
３、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２
００〜４００℃、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。発光は、全て一重項励起
状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）であっても、全て三重項励起状態から基底状態
に戻る際の発光（リン光）でもよいし、一色が蛍光（又はリン光）あとの２色がリン光（
又は蛍光）というように組み合わせでも良い。Ｒのみにリン光を用いて、Ｇ、Ｂに蛍光を
用いてもよい。具体的には、正孔注入層として２０ｎｍ厚の銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ
）膜を設け、その上に発光層として７０ｎｍ厚のトリス−８−キノリノラトアルミニウム
錯体（Ａｌｑ３）膜を設けた積層構造としてもよい。Ａｌｑ３にキナクリドン、ペリレン
もしくはＤＣＭ１といった蛍光色素を添加することで発光色を制御することができる。
但し、以上の例は電界発光層として用いることのできる有機発光材料の一例であって、
これに限定する必要はまったくない。電界発光層の材料としては、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などが用いることができる。発光層
、電荷輸送層または電荷注入層を自由に組み合わせて電界発光層（発光及びそのためのキ
ャリアの移動を行わせるための層）を形成すれば良い。例えば、本実施の形態では低分子
系有機発光材料を発光層として用いる例を示したが、中分子系有機発光材料や高分子系有
機発光材料を用いても良い。なお、本明細書中において、昇華性を有さず、かつ、分子数
が２０以下または連鎖する分子の長さが１０μｍ以下の有機発光材料を中分子系有機発光
材料とする。また、高分子系有機発光材料を用いる例として、正孔注入層として２０ｎｍ
のポリチオフェン（ＰＥＤＯＴ）膜をスピン塗布法により設け、その上に発光層として１
００ｎｍ程度のパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）膜を設けた積層構造としても良い。な
お、ＰＰＶのπ共役系高分子を用いると、赤色から青色まで発光波長を選択できる。また
、電荷輸送層や電荷注入層として炭化珪素等の無機材料を用いることも可能である。
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（ＳｉＯ２）、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（Ａ
ｌＮＯ）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（ＣＮＸ）を含む絶縁膜、又は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（ＣＮＸ）、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ＣＶ
Ｄ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ＣＨ４、Ｃ２Ｈ２、Ｃ
６Ｈ６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Ｃ２Ｈ４ガスと
Ｎ２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１４（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、ソース電極層又は
ドレイン電極層１０７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１４参照。）。
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を接着し、端子電極層１３７とＦＰＣ１３９を電気的に接続
する。
図１４（Ａ）に、表示装置の上面図を示す。図１４（Ａ）で示すように、画素領域１
５０、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ＩＣド
ライバ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１
０１、薄膜トランジスタ１０２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、カバー材側から光を放射さ
せる場合カバー材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、発光素子から放射される光を妨げないように、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間の空間
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。
また、本発明を薄膜トランジスタに適用することもできる。実施の形態１で作製したよ
うな蛇行する導電層を用いて薄膜トランジスタを作製する例を図１６に示す。図１６（Ａ
）は、ゲート電極層４０１、半導体層４０２、ソース電極層又はドレイン電極層４０３ａ
、ソース電極層又はドレイン電極層４０３ｂを有する薄膜トランジスタである。図１６（
Ａ）の薄膜トランジスタにおいて、ゲート電極層４０１に本発明を用いており、ゲート電
極層４０１は側端部が連続した波状形状である導電層となっている。また。図１６（Ｂ）
は、ゲート電極層４１１、半導体層４１２、ソース電極層又はドレイン電極層４１３ａ、
ソース電極層又はドレイン電極層４１３ｂを有する薄膜トランジスタである。図１６（Ｂ
）の薄膜トランジスタにおいて、ソース電極層又はドレイン電極層４１３ａ、ソース電極
層又はドレイン電極層４１３ｂに本発明を用いており、ソース電極層又はドレイン電極層
４１３ａ、ソース電極層又はドレイン電極層４１３ｂは側端部が連続した波状形状である
導電層となっている。ソース電極層又はドレイン電極層４１３ａ、ソース電極層又はドレ
イン電極層４１３ｂは一定の間隔を有して安定して形成されている。そのほか、必要とす
る薄膜トランジスタの特性、形状に応じて、半導体層、又は一方のソース電極層又はドレ
イン電極層のみに本発明を適用することもできる。
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、必要な機能を有する所望なパターンを微細な加工で安定して形成できる。
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３、図１３を用いて説明する。より詳しくは、本発明を
適用した、表示装置の作製方法について説明する。図３は表示装置画素部の上面図であり
、図１３（Ｂ）は、図３における線Ｅ−Ｆによる断面図である。図１３（Ａ）も表示装置
の上面図であり、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）における線Ｏ−Ｐ（Ｕ−Ｗを含む）によ
る断面図である。なお本実施の形態では、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、ＣＶ
Ｄ法、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート法等の方法により、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、ゲート電極層２０２を形成する。また、容量配線層２０３ａ、容量
配線層２０３ｂ、容量配線層２０３ｃを、本発明を用いた蛇行する導電層で形成する。ゲ
ート電極層２０２は、ＣＶＤ法やスパッタ法、液滴吐出法などを用いて形成することがで
きる。ゲート電極層２０２、容量配線層２０３ａ、容量配線層２０３ｂ、容量配線層２０
３ｃの材料は、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａ
ｌ、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（ＷＮ）膜とモリブデン（Ｍｏ）膜との２層構造とし
てもよいし、タングステン膜、アルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜、窒化チ
タン膜を順次積層した３層構造としてもよい。
本実施の形態では、導電膜上に液滴吐出法を用いてマスク層を形成し、導電膜を所望
の形状に加工し、容量配線層２０３ａ、容量配線層２０３ｂ、容量配線層２０３ｃを形成
する。よって実施の形態１で示したように、蛇行する形状のマスク層を形成する。導電膜
表面のマスク層形成材料を含む組成物に対するぬれ性を制御する。マスク層形成材料に対
する被形成領域の接触角は、好ましくは２０度以上、より好ましくは２０度以上４０度以
下である。本実施の形態では、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
を含む物質を形成し、マスク層形成領域のぬれ性を制御する。
マスク層形成材料を含む組成物を、液滴吐出装置によって、液滴の中心線をずらして
２段階に分けて吐出し、蛇行する形状のマスク層を形成する。マスク層を用いて導電膜を
所望の形状に加工し、容量配線層２０３ａ、容量配線層２０３ｂ、容量配線層２０３ｃを
形成する。蛇行する形状の容量配線層により、より多く容量を得ることができる。また作
製時に形状不良による不良が減少するため、歩留まりも向上し、生産性を高める効果もあ
る。よって本実施の形態における容量配線層は、上面より見ると、ジグザグとした配線（
導電層）のようであり、少なくとも一部が曲がっており側端部に左右にうねうねとしたう
ねり形状を有するように見える。
本実施の形態では、容量配線層２０３ａ、容量配線層２０３ｂ、容量配線層２０３ｃ
を形成後、マスク層を除去した後、紫外光を照射し、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分解し、除去する。
ゲート絶縁層２０８を形成し、半導体層２０４、ｎ型を有する半導体層２０９ａ、ｎ型を
有する半導体層２０９ｂ、ソース電極層又はドレイン電極層２０５、ソース電極層又はド
レイン電極層２０６を形成し、薄膜トランジスタ２０１を作製する。
ソース電極層又はドレイン電極層２０６に接続して画素電極層２０７を形成する。画
素電極層２０７は、実施の形態２の第１の電極層１１３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（ＳｎＯ２）
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。
次に、画素電極層２０７及び薄膜トランジスタ２０１を覆うように、印刷法、ディスペン
サ法、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２
６６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。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。
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、ＣＦ４、ＮＦ３、ＣＨＦ３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に、異方性導電体層２８
５を介して、接続用の配線基板であるＦＰＣ２８６を設ける（図１３（Ｂ）参照。）。Ｆ
ＰＣ２８６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１３（Ａ）に、液晶表示装置の上面図を示す。図１３（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ＩＣドライバによっ
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２
８３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はｎチャネル型薄膜
トランジスタであり、薄膜トランジスタ２８４は、ｐチャネル型薄膜トランジスタであり
、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ＣＭＯＳ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、ＣＭＯＳ構成を用いてインバーターとし
て機能させている。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、ゲート電極層と重畳する領域は、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導電
層、絶縁層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、必要な機能を有する所望な導電層、絶縁層を微細な加工で安定して形成
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４）
本実施の形態では、本発明を適用したＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ
）モードの液晶表示装置の例を示す。
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 Ｓｙｍｍｅ
ｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢモードなどを用いる
ことができる。
ＩＰＳモードは、液晶分子を基板に対してほぼ平行に配向させ、基板面に平行な電界を
発生させることにより液晶分子を基板面内で回転させるため視野角特性が優れている。本
実施の形態の液晶表示装置の上面図を図８に示す。
図８の液晶表示装置は、ゲート電極層４０１、共通電極層４０２ａ、共通電極層４０２
ｂ、共通電極層４０２ｃ、半導体層４０３、ソース電極層又はドレイン電極層４０４ａ、
ソース電極層又はドレイン電極層４０４ｂ、薄膜トランジスタ４０５、画素電極層４０６
ａ、画素電極層４０６ｂ、画素電極層４０６ｃを有している。
共通電極層４０２ａ、共通電極層４０２ｂ、共通電極層４０２ｃは連続的に形成され、
画素電極層４０６ａ、画素電極層４０６ｂ、画素電極層４０６ｃも連続的に形成されてい
る。本実施の形態は、共通電極層及び画素電極層に、本発明を用いている。よって、共通
電極層４０２ａ、共通電極層４０２ｂ、共通電極層４０２ｃ、画素電極層４０６ａ、画素
電極層４０６ｂ、画素電極層４０６ｃを実施の形態１で示したように液滴吐出法により形
成し、側端部に連続的な波状形状を有する形状となっている。
側端部に連続的な波状形状を有する形状であると、屈曲点の上下方向で発生する電界
の方向が異なり、そのため液晶分子の回転する方向が異なる。よって、視野角特性が向上
する。本実施の形態の共通電極層及び画素電極層の波状形状は、微細な加工で作製するこ
とができる。よって視野角特性の向上により効果的である。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５）
本発明を用いた保護回路の一例について説明する。
図６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、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。
本実施の形態で作製する保護回路は、本発明を用いて配線層の一部を、蛇行する形状
に形成する。本実施の形態で作製される保護回路の配線層の例を、図７を用いて説明する
。
図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施の形態１で作製したように、曲がりくねり、蛇行
した配線層となっている。図７（Ａ）の配線層３０１ａ、配線層３０１ｂ、配線層３０１
ｃ、配線層３０１ｄは蛇行した形状になっており、実施の形態１で示した様に一定の間隔
を有して隣接する。
図７（Ｂ）、（Ｃ）は、配線層３１１、配線層３２１自体も、周辺に凹凸を有し、蛇
行するような形状であり、なおかつ、矩形である。配線層を矩形に設けると、配線層間で
容量を形成する。容量の大きさは、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）で示すように、配線層間の間
隔を適宜制御することで決定することができる。
このように蛇行する形状、配線層が折れ曲がるように矩形であると、配線層の抵抗を高
くすることができ、保護回路としての機能を果たす。静電気をブロックして静電破壊など
の半導体装置への不良を防止することができる。保護回路は、本実施の形態に限定されず
、ＴＦＴや容量、ダイオードなども適宜組み合わせて用いればよい。保護回路により、半
導体装置の信頼性はさらに向上する。
本実施の形態は、実施の形態１乃至４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６）
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。実施の形態３で示した、液晶を用いる液晶表示モジュール、実施の形態２で示し
たＥＬ素子を用いるＥＬ表示モジュールを、図９（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。ＥＬ表示モジュールを用いると
、ＥＬテレビジョン装置を、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。
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９（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２０
１３等を含む。本発明は、表示部２０１１の作製に適用される。図９（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７）
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、デジタルカメラ等のカメラ、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Ｄｉｇｉ
ｔａｌ 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１０に示す。
図１０（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２１
０６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１０（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Ａ
２２０３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１０（Ｃ）は携帯電話であり、本体２３０１、音声出力部２３０２、音声入力部２３０
３、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１０（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２４０
７、音声入力部２４０８、操作キー２４０９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８）
本実施の形態では、無線チップ、無線タグ、無線ＩＣ、ＲＦＩＤ、ＩＣタグなどプロセ
ッサ回路を有するチップにおいて、無線によるデータの受信や送信、又は双方向で送受信
をするためのアンテナに本発明の導電層を用いる例を示す。
図５（Ａ）に、本発明の半導体装置の一つであるプロセッサ回路を有するチップの一
形態を、斜視図で示す。集積回路として、いろいろな信号処理機能を有する集合体である
プロセッサ、プロセッサをシステムとして有するシステムプロセッサを用いることができ
る。１１０１は集積回路、１１０５はアンテナに相当し、アンテナ１１０５は集積回路１
１０１に接続されている。１１０３はカバー材としても機能する支持体、１１０４はカバ
ー材に相当する。集積回路１１０１及びアンテナ１１０５は、支持体１１０３上に形成さ
れており、カバー材１１０４は集積回路１１０１及びアンテナ１１０５を覆うように支持
体１１０３と重なっている。なおカバー材１１０４は必ずしも用いる必要はないが、集積
回路１１０１及びアンテナ１１０５をカバー材１１０４で覆うことで、プロセッサ回路を
有するチップの機械的強度を高めることができる。
集積回路１１０１に用いられる半導体素子は、薄膜トランジスタ、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。
集積回路１１０１は、上部、又は支持体１１０３と集積回路１１０１との間に、保護膜
を設けることにより、集積回路１１０１が水分などに汚染されることなく、信頼性を向上
させたプロセッサ回路を有するチップを提供することができる。保護膜としては、窒化珪
素膜等のバリア機能をもつ膜を用いるとよい。
アンテナ１１０５における領域１１０２を拡大した上面図を図５（Ｂ）に示す。領域１１
０２には、アンテナ１１０５ａ、アンテナ１１０５ｂ、アンテナ１１０５ｃ、アンテナ１
１０５ｄが隣接するように設けられている。これらのアンテナ１１０５は、実施の形態１
で示した方法を用い液滴吐出法により作製し、左右に蛇行するような形状となっている。
一段階目に吐出する液滴の中心線と、２段階目に吐出する液滴の中心線を線幅方向にずら
して形成するためである。隣接するアンテナ１１０５ａ、アンテナ１１０５ｂ、アンテナ
１１０５ｃ、アンテナ１１０５ｄは、実施の形態１で示した様に、均一な間隔に、所望な
形状で安定して形成することができる。このように形成されたアンテナ１１０５は、形状
不良による電気的特性不良などが生じず信頼性が高い半導体装置を作製することができる
。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。
アンテナの特性は、アンテナの形態に依存する。アンテナがリーダライタで共振したとき
に発生する起電力は、アンテナのコイルの周波数、巻数、面積等に依存し、起電力が高い
時の周波数である共振周波数は、コイルのインダクタンス、容量に依存する。そしてコイ
ルのインダクタンスは、コイルの大きさ、形状、巻き数、隣接するコイル間の距離など、
コイルの形態に依存するからである。本発明を用いると、アンテナの形状を、より微細に
加工できるため、アンテナの形状の自由度、選択性が向上する。よって、より、要求され
る機能に合わせた特性を有する半導体装置を作製することができる。
本実施の形態では、集積回路と、集積回路の層間絶縁膜上に形成されたアンテナとを有す
る積層体を異なるカバー材で接着した例を示したが、これに限定されず、アンテナが形成
されたカバー材と集積回路とを接着材で固定しても良い。このとき、異方性導電接着剤又
は異方性導電フィルムを用いて、ＵＶ処理又は超音波処理を行うことで集積回路とアンテ
ナとを接続するが、本発明はこの方法に制約されず、様々な方法を用いることができる。
また、アンテナはプロセッサ回路を有するチップのサイズと必ずしも同等である必要はな
く、より大きくてもよいし小さくてもよく適宜設定すればよい。また、信号の送受信は、
無線などの電磁波、光などを用いることができる。
集積回路を支持体に直接形成し、カバー膜として窒化珪素等の緻密な膜で覆う構造として
もよく、剥離プロセスによって、集積回路を形成し、支持体とカバー材に接着する構造で
もよい。支持体、カバー材は、プラスチック、有機樹脂、紙、繊維、カーボングラファイ
ト等可とう性を有する材料を用いることができる。カバー材に生分解性樹脂を用いること
により、バクテリア等に分解され土壌に還元される。また、さらに、本実施の形態の集積
回路は、シリコン、アルミニウム、酸素、窒素等で形成されているため、無公害性のプロ
セッサ回路を有するチップを形成することが可能である。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。
剥離プロセスによって形成された集積回路を支持体、カバー材に接着する場合、支持体、
カバー材に挟まれた集積回路の厚さは、５μｍ以下、好ましくは０．１μｍ〜３μｍの厚
さを有するように形成するとよい。また、支持体、カバー材を重ねたときの厚さをｄとし
たとき、支持体、カバー材の厚さは、好ましくは（ｄ／２）±３０μｍ、さらに好ましく
は（ｄ／２）±１０μｍとする。また、支持体１１０３、第２のカバー材の厚さは１０μ
ｍ〜２００μｍであることが望ましい。さらに、集積回路１１０１の面積は５ｍｍ角（２
５ｍｍ２）以下であり、望ましくは０．３ｍｍ角〜４ｍｍ角（０．０９ｍｍ２〜１６ｍｍ
２）の面積を有するとよい。支持体１１０３、カバー材は、有機樹脂材料で形成すると、
折り曲げに対して強い特性を有する。また、剥離プロセスにより形成した集積回路である
と、単結晶半導体に比べて、折り曲げに対して強い特性を有する。そして、集積回路と、
支持体、カバー材とは空隙がないように、密着させることができるため、完成したプロセ
ッサ回路を有するチップ自体も折り曲げに対して強い特性を有する。このような支持体、
カバー材で囲われた集積回路は、他の個体物の表面または内部に配置しても良いし、紙の
中に埋め込んでも良い。
本実施の形態は、上記の実施の形態１乃至８のいずれとも自由に組み合わせることがで
きる。
（実施の形態９）
実施の形態８で示したように、本発明を用いて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１１（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１１（Ｂ）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９７を設けることができる（図１１（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１１（
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１１（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１１（Ｆ）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９６を設けることがで
きる（図１１（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。
本実施例では、ぬれ性が制御された表面を有する基板上に、本発明を用いてマスク層
を作製した例を示す。
基板上に、加工される導電膜を２層積層し、その上にマスク層を形成した。導電膜を
加工によって、２つの並列する導電層を形成することを想定し、マスク層を所望とする導
電層の形状に作製する。
基板としてガラス基板を用い、ＴａＮからなる第１の導電膜、Ｗからなる第２の導電
膜を積層した。第２の導電膜上にＦＡＳを塗布法により形成し、マスク層の被形成領域の
ぬれ性を制御した。このぬれ性を制御された第２の導電膜表面に、液滴吐出法を用いてマ
スク層形成材料を含む液状の組成物を吐出した。基板は加熱しており、加熱温度は４５度
（℃）であった。マスク層形成材料を含む組成物の主成分は、ポリイミドであり、溶媒と
してサーフロン、エチレングリコール−ｎ−モノブチルエーテルを混合した。液滴の被形
成領域に付着直後の液滴径は７０μｍであり、液滴のオーバーラップ（重なり）は２０μ
ｍであった。作製されたマスク層の光学顕微鏡写真を図１５（Ａ）に示す。図１５（Ａ）
に示すように、マスク層８３とマスク層８４が隣接して形成されている。
液滴の吐出方法について図１５（Ｂ）を用いて詳しく述べる。図１５（Ｂ）は模式図
であり、形成されたマスク層と、被形成領域への液滴の付着直後の形状を模式的に図示し
てある。液滴の吐出は大きく分けて４段階で行われ、各段階の吐出によって付着した液滴
は模式図の横に示すように、１段階目は左斜めの斜線が入った円形、２段階目は右斜めの
斜線が入った円形、３段階目は一点鎖線で示された円形、４段階目は点線で示された円形
となっている。また線８５は１段階目に吐出された液滴の中心結んだ線を示し、線８６は
２段階目に吐出された液滴の中心結んだ線を示し、線８７は３段階目に吐出された液滴の
中心結んだ線を示し、線８８は４段階目に吐出された液滴の中心結んだ線を示している。
各段階目ともに、同一段階で吐出する液滴同士は接しないように吐出される。本実施
例では、同一段階で吐出する液滴の間隔は１００μｍである。また、３段階目、４段階目
の吐出は、１段階目、２段階目で吐出された液滴間の中央に対応する各線８７、線８８上
に、液滴の中心が位置するように吐出した。
マスク層８３、マスク層８４とも一回の吐出により連続したマスク層が形成されるの
ではなく、２段階の吐出工程により連続したマスク層として形成される。本実施例では、
マスク層８３は、１段階目と３段階目の吐出工程によって形成され、マスク層８４は２段
階目と４段階目の吐出工程によって形成される。１段階目の吐出工程によって吐出される
液滴は、線８５上に中心を有し、３段階目の吐出工程によって吐出される液滴は、線８７
上に中心を有して吐出される。同様に２段階目の吐出工程によって吐出される液滴は、線
８６上に中心を有し、４段階目の吐出工程によって吐出される液滴は、線８８上に中心を
有して吐出される。１段階目と３段階目の吐出する液滴の中心を結ぶ線８５と線８７とは
一定の１５μｍの間隔を有しており、線８６と線８８とも、間隔を１５μｍ有している。
よって、液滴の中心線がずれているのでマスク層８３及びマスク層８４は、側端部に連続
する波状形状を有する蛇行した形状となる。
本実施例では、隣り合うマスク層を形成する際、まず線８５及び線８６上に液滴の中
心が位置するように液滴を吐出し、次に線８５及び８６から線幅方向にずれた場所にそれ
ぞれ位置する線８７及び線８８上に液滴の中心が位置するように液滴を吐出している。よ
って、マスク層８３、マスク層８４が有する側端部の波状形状の凸部、凹部の位置もずれ
ているので、マスク層８３とマスク層８４とは接することなく間隔を有して形成される。
よって本実施例において、微細に加工された形状のマスク層を作製できることが確認でき
た。
このようなマスク層８３、マスク層８４を用いて第１の導電膜と第２の導電膜を加工す
れば、狭い間隔を有して配置された、微細な形状に加工された導電層を形成することがで
きる。導電層の間隔を狭めることが出来るので、この導電層をソース電極層、ドレイン電
極層として用いればチャネル幅を狭くすることができる。従って、高速動作を行うことが
できる高性能、かつ高信頼性の半導体装置を作製することができる。作製時に形状不良に
よる不良が減少するため、歩留まりも向上し、生産性を高める効果もある。

Claims (2)

  1. 第１の基板と、
    前記第１の基板上の、半導体層と、
    前記半導体層を有するトランジスタと、
    前記第１の基板上の、画素電極層と、
    前記第１の基板上の、共通電極層と、
    前記第１の基板と対向した、第２の基板と、
    前記第１の基板と、前記第２の基板との間の、液晶層とを有し、
    前記画素電極層は、前記半導体層と電気的に接続され、
    前記第１の基板又は前記第２の基板面に平行な電界を発生させて、前記液晶層を回転させる液晶表示装置であって、
    前記共通電極層は、前記画素電極層と異なる層に配置され、
    前記画素電極層は、第１の領域と、第２の領域と、第３の領域とを有し、
    前記共通電極層は、第４の領域と、第５の領域と、第６の領域とを有し、
    前記画素電極層は、前記第１の領域乃至前記第３の領域にわたって、第１の側端部を有し、
    前記共通電極層は、前記第４の領域乃至前記第６の領域にわたって、第２の側端部を有し、
    前記第１の側端部は、波形状を有し、
    前記第２の側端部は、波形状を有し、
    前記画素電極層及び前記共通電極層よりも上方からみたとき、
    前記第１の領域と、前記第２の領域と、前記第３の領域とは、コの字状に配置され、
    前記第４の領域と、前記第５の領域と、前記第６の領域とは、コの字状に配置され、
    前記第５の領域は、前記第２の領域と平行な方向に沿うように延在しており、
    前記第３の領域は、前記第４の領域と、前記第６の領域との間に配置され、
    前記第４の領域は、前記第１の領域と、前記第３の領域との間に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 請求項１において、
    前記半導体層は、Ｉｎ又はＧａを有することを特徴とする液晶表示装置。
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