图案及配线形成方法、半导体装置、tft器件、电光学装置的制作方法

文档序号:2782617阅读:137来源:国知局
专利名称:图案及配线形成方法、半导体装置、tft器件、电光学装置的制作方法
技术领域
本发明涉及由液滴喷出方式形成微细的图案的图案形成方法、配线形成方法、半导体装置、TFT器件、电光学装置及电子仪器背景技术以往,作为由液滴喷出方式形成对于基板表面具有密接性而且细线化的配线的方法有专利文献1公开的方法。根据该方法,在向基板喷出导电性功能液形成配线之前,首先,使基板表面进行疏液化处理。然后向基板喷出用于形成对于基板和导电性功能液具有密接性的中间层的材料液。由于基板具有疏液性,可以抑制喷出后的扩散,所以可以使材料液形成细线。只要将导电性功能液喷到这样形成的中间层的上方,就可以与基板形成密接性良好的细线的配线。
专利文献1特开2003-315813号公报可是,在以往的技术中,由基板的疏液性来抑制材料液的扩展以谋求配线的细线化。因此,为了谋求更加的细线化而提高基板的疏液性时,材料液和基板的密接性降低。另外,依赖于基板的疏液性形成的配线其细线化有限,同时形成时抑制配线宽度的波动是困难的。

发明内容
因此,本发明是鉴于上述课题而做出的,其目的在于,提供在基板表面成为配线的可以形成更微细图案的图案形成方法、配线形成方法、半导体装置、TFT器件、电光学装置及电子仪器。
本发明的图案形成方法是使用液滴喷出装置由喷出功能液的液滴的方法,在基板表面形成功能层图案的图案形成方法,其特征在于其中形成上述图案的图案区域由边界层镶边,具有第1区域和与上述第1区域连接并具有比上述第1区域更窄的宽度的第2区域;该方法具有在上述第1区域和上述第2区域中形成与上述基板具有密接性的同时对于上述功能液具有亲液性的中间层的工序;对于上述第1区域喷出上述功能液的液滴的工序;和通过与上述中间层的亲液性使向上述第1区域喷出的上述功能液的液滴自己流动到上述第2区域中的工序。
根据该图案形成方法,为了向由边界层在基板表面形成的第1区域和与第1区域连接、比第1区域宽度更窄的第2区域形成功能层,首先,形成与基板具有密接性而且对于形成功能层的功能液具有亲液性的中间层。然后,用液滴喷出装置与中间层重叠、只对于与第2区域连接的第1区域部分喷出功能液的液滴,而不向第2区域喷出功能液。通过与中间层的亲液性,使喷到第1区域的功能液的液滴从第1区域向第2区域湿润扩展。从而,不向第2区域喷出功能液的液滴,就可以使功能液自己流动到细小宽度的第2区域而形成功能层。这样,就是对于具有如第2区域那样的窄宽度、喷出比第2区域宽度小的液滴为困难的区域,不直接喷出液滴而可以形成功能层的有效的图案形成方法。通常,向第2区域喷出大直径功能液的液滴时,液滴挂在边界层上,容易生成功能液的残渣。这样的功能液残渣有时会扩散到其它层导致功能不良,即使是残渣,也需要不要残留在所定区域以外。本发明的图案形成方法是这种情况下有效的功能层的形成方法。另一方面,只要考虑中间层与功能层的密接性和亲液性就可以,可以选择不发生扩散等的材料,即使在边界层残留残渣,对功能等也没有影响。因此,适用于各种形成方法。
本发明的配线形成方法,通过使用液滴喷出装置喷出功能液的液滴的方法,在基板表面形成由导电性功能液形成的含有导电层的配线的配线形成方法,其特征在于其中形成上述配线的区域由边界层镶边,具有第1区域和与上述第1区域连接具有比上述第1区域窄的宽度的第2区域;该方法具有在上述第1区域和上述第2区域中形成与上述基板具有密接性的同时对于上述导电性功能液具有亲液性的中间层的工序对于上述第1区域喷出上述导电性功能液的液滴的工序通过与上述中间层的亲液性使向上述第1区域喷出的上述导电性功能液的液滴,自己流动到上述第2区域中的工序;和以覆盖上述导电层的全面的方式形成被覆层的工序。另外,优选形成上述中间层的工序是对于上述第1区域和上述第2区域,喷出与上述基板具有密接性的同时对于上述导电性功能液具有亲液性的中间层形成功能液的液滴的工序优选形成上述被覆层的工序,具有对于上述第1区域喷出被覆层形成功能液的液滴的工序;和通过与上述导电层的亲液性使喷到上述第1区域的上述被覆层形成功能液的液滴自己流动到上述第2区域的工序。
根据该配线形成方法,为了向由边界层在基板表面形成的第1区域和与第1区域连接、比第1区域宽度窄的第2区域形成含有导电性的导电层的配线,首先,形成中间层,该中间层与基板具有密接性、而且对于形成导电层的导电性功能液具有亲液性。优选由液滴喷出装置向基板表面的第1区域和第2区域喷出中间层形成功能液的液滴而形成中间层。然后,与中间层重叠,对于与第2区域连接的第1区域部分喷出导电性功能液的液滴,而不向第2区域喷出导电性功能液。通过与中间层的亲液性使喷到第1区域的导电性功能液的液滴向第2区域湿润扩展。不向第2区域喷出导电性功能液的液滴,可以使液滴自己流动到细小宽度的第2区域而形成导电层。这样就是对于具有如第2区域那样的窄宽度、喷出比第2区域宽度小的液滴为困难的区域,不直接喷出液滴而可以形成导电层的配线形成方法。而且,作为优选的再与导电层重叠形成被覆层的方法,可以由液滴喷出装置喷出与导电层具有密接性而且对于导电层具有亲液性的被覆层形成功能液的液滴。与导电性功能液的液滴同样,对于与第2区域连接的第1区域部分喷出被覆层形成功能液的液滴。此时,虽然不向第2区域喷出被覆层形成功能液,但是也可以通过与导电层的亲液性使喷到第1区域的被覆层形成功能液的液滴向第2区域湿润扩展而形成被覆层。这样,与导电层同样,可以形成被覆层。通常,向第2区域喷出大直径的导电性功能液液滴时,液滴挂在边界层上,容易生成导电性功能液的残渣。这样的导电性残渣有时会扩散到其它层导致功能不良,即使是残渣,也需要不要残留在所定区域以外。另一方面,中间层可以不考虑导电性而选择不发生扩散等的材料,即使在边界层残留残渣,对功能等也没有影响。另外,通过被覆层覆盖导电层可以谋求保护导电层和防止导电层的进一步扩散。该情况下,优选对于上述中间层的上述导电性功能液的液滴的接触角和对于上述导电层的上述被覆层形成功能液的液滴的接触角分别是20度以下。根据这种构成,只向第1区域喷出导电性功能液和被覆层形成功能液,喷出后分别在中间层和导电层的上方湿润扩展,扩展到第2区域为止。为了使导电性功能液和被覆层形成功能液确实从第1区域湿润扩展至第2区域,只要分别使对于中间层和导电层的接触角在20度以下就可以。通过选择这样的组合,即使对于液滴喷出困难的细小区域,也可以只在所定区域形成中间层和被覆层。
该情况下,优选上述基板对于上述液滴具有亲液性,上述边界层具有疏液性。
根据这种构成,特别是形成中间层时,即使在中间层形成功能液的液滴挂在边界层的部分上而喷出的情况下,因基板的亲液性,也可以将液滴拉向基底侧,另外,因边界层的疏液性,作为残渣也难以在边界层残留。
该情况下,优选上述中间层形成功能液的液滴含有锰或锰的合金的微粒子。
根据这种构成,中间层形成功能液的液滴含有锰或锰的合金的微粒子。由锰或锰的合金的微粒子形成的中间层,具有与使用于基板的玻璃等具有密接性,而且对于导电性功能液的液滴具有亲液性的特性。将导电性功能液的液滴喷到中间层上时,因与中间层的亲液性,可以在中间层的表面广泛地湿润扩展,与中间层形成密接性良好的导电层。这样,对于基板是密接性差的导电层,锰或锰的合金更适宜作为用于间接地在基板表面形成密接性良好的中间层。另外,锰或锰的合金具有作为所谓加盖金属(cap metal)的特性,使基板表面的或多或少的残渣等盖住,可以防止由残渣导致的基板不良。
该情况下,优选上述导电性材料的液滴含有银或银的合金的微粒子。根据这种构成,作为形成导电层的导电材料使用银或银的合金。由于含有银或银的合金的微粒子的液滴,其液的处理和液滴喷出容易而且可以在比较低的温度下烧成,所以为了利用液滴喷出法形成导电层,是优选的材料。该情况下,优选上述被覆层形成功能液的液滴,含有镍或镍的合金的微粒子。
根据这种构成,形成导电层的银或银的合金有时与连接导电层而形成的氮化硅(SiN)等材料发生扩散等反应。为了防止这样的反应,覆盖导电层而形成被覆层。优选被覆层由特性稳定的镍或镍的合金形成。
该情况下,优选上述液滴从上述液滴喷出装置分别喷出后,至少干燥或烧成而形成各自对应的中间层、导电层、被覆层。
根据这种构成,由液滴喷出装置喷出的液滴在喷出的基板、中间层或者导电层的表面上分别形成液状层,使这些液状层实施干燥、烧成的两工序或者任一工序,形成中间层、导电层、被覆层。具体地说,从液状层中除去分散锰、银、镍或者它们的合金的微粒子的分散介质,形成作为锰、银、镍或者它们的合金的中间层、导电层、被覆层。
本发明的半导体装置,其特征在于具有用本发明的配线形成方法形成的配线。
根据这种半导体装置,通过使用由本发明的配线形成方法的配线,可以谋求更小型化、高密度化,提供小型(compact)而高性能的半导体装置。
本发明的TFT器件,其特征在于用本发明的配线形成方法形成,上述TFT器件的栅配线区域是上述第1区域,栅电极区域是上述第2区域。根据这样的TFT器件,形成TFT器件的栅配线和栅电极的各区域分别与由本发明的配线形成方法形成的第1区域和第2区域相当。宽度窄的栅电极用与在第2区域形成由中间层、导电层、被覆层的3层构成的配线的方法同样的方法,在TFT基板的表面上形成。因此,即使TFT器件的栅电极是微细宽度,也可以向栅电极效率良好地形成中间层、导电层、被覆层。本发明的电光学装置,其特征在于使用由本发明的配线形成方法形成的配线、半导体装置或者TFT器件。
根据这种电光学装置,使用由本发明的配线形成方法形成的微细的配线和高密度的半导体装置,可进行高精度的安装。另外,只要对TFT器件适用配线形成方法,就可以容易地形成宽度窄的栅电极。使用这些微细的配线、半导体装置和TFT器件的电光学装置与基底具有密接性,难以引起配线不良,而且可小型化。另外,作为电光学装置可以举出液晶显示装置等。
本发明的电子仪器,其特征在于搭载了本发明的电光学装置。
根据这种电子仪器,搭载了由可靠性高的配线、半导体装置和TFT器件构成的电光学装置,可以提供高质量的电子仪器。作为电子仪器可以举出移动电话机、PC(个人计算机)、电子表等。


图1是表示形成TFT的TFT基板的概略构成的平面图。
图2是表示TFT构成的剖面图。
图3是表示配线图案的形成方法的流程图。
图4是以剖面的方式顺序地表示栅配线和栅电极的制造工序的工序图。,图5是以平面的方式顺序地表示栅配线和栅电极的制造工序的工序图。
图6是表示栅电极的栅被覆层的形成方法的剖面图。
图7是表示液滴喷出装置的构成的立体图。
图8是表示根据压电方式的功能液的喷出原理的剖面图。
图9是表示等离子体处理装置的构成的剖面图。
图10是从对向基板侧看液晶显示装置的平面图。
图11是沿图10的液晶显示装置的H-H’线的剖面图。
图12是液晶显示装置的多个像素中的元件、配线等的等效电路图。
图13是作为电子仪器一例的移动电话机、便携式信息处理装置、手表的立体图。
图中1-作为TFT器件的TFT,2-TFT基板,3-栅配线,3a-栅配线区域,4-源配线,5-栅电极,5a-栅电极区域,6-源电极,7-漏电极,8-像素电极,9-第1层贮格围堰,10-栅中间层,11-栅导电层,12-栅被覆层,13-栅绝缘层,14-第2层贮格围堰,31-中间层形成功能液的液滴,32-导电性功能液的液滴,33-被覆层形成功能液的液滴,34-底部,40-液滴喷出装置,41-液滴喷头,55-喷嘴,60-等离子体处理装置,100-作为电光学装置的液晶显示装置,600-作为电子仪器的移动电话机,700-作为电子仪器的PC,800-作为电子仪器的电子表
具体实施例方式
以下,用

使本发明具体化的实施方式。在本实施方式中,以作为半导体装置的TFT(Thin Film Transistor薄膜晶体管)器件的制造中的配线形成为例进行说明。该情况下,配线的图案形成是用液滴喷出法,从液滴喷头喷出图案形成用的导电性功能液(功能液)等的液滴后在基板上形成。
图1是表示形成TFT(TFT器件)的TFT基板的概略构成的平面图。如图1所示,在具有TFT1的TFT基板2的表面上,以各自基底的顺序那样配置作为配线图案的栅配线3和源配线4。栅配线3沿X轴方向延伸而形成,从其侧部沿Y轴方向延伸而形成有栅电极5。另外,栅电极5呈死胡同状,其宽度W1比栅配线3的宽度W2窄。另外,从沿Y轴方向延伸而形成的源配线4的侧部,向X轴方向延伸的源电极6形成为死胡同状。源电极6的一部分与栅电极5平面地重叠而形成。另外,对于通过栅电极5的宽度W1的中心的Y轴线与源电极6对称而形成漏电极7,与漏电极7电连接而形成有像素电极8。用本实施方式的配线形成方法可以有效地形成这样构成的配线之中的特别是与栅配线3连接的微细宽度W1的栅电极5。
以下,说明TFT1的构成。图2是表示TFT构成的剖面图。图2是图1中的TFT1的A-A,剖面,表示在TFT基板2的表面上层叠有栅电极5、源配线4、源电极6、漏电极7和像素电极8的部分。
首先,TFT1的构成具有在TFT基板2的表面上形成的第1层贮格围堰(bank边界层)9和设在由第1层贮格围堰9形成的死胡同状的沟部的栅电极5。栅电极5具有由Mn(锰)或锰的合金构成的栅中间层10、由Ag(银)或银的合金构成并传递信号的栅导电层11、和由Ni(镍)或Ni的合金构成的栅被覆层12。栅电极5的各层分别与栅配线3连接而形成。而且,覆盖栅电极5和第1层贮格围堰9的上方而形成了绝缘层13。栅绝缘层13由氮化硅(SiN)构成。在以下的记述中,Mn、Ag和Ni的表记意味着包括各自的合金。
形成栅中间层10的Mn,具有与TFT基板2和形成栅导电层11的Ag的密接性,而且对于含有Ag的液滴具有亲液性。从而,由液滴喷出法喷出的含有Ag的液滴,因与中间层10的亲液性而容易湿润扩展成覆盖栅中间层10的面。同样,形成栅被覆层12的含有Ni的液滴,因与栅导电层11的亲液性而湿润扩展成覆盖栅导电层11的面。另外,形成栅中间层的Mn与栅导电层11、栅被覆层12和栅绝缘层13之间不进行扩散,就不会发生起因于扩散等的TFT1的功能的降低。
另一方面,形成栅导电层11的Ag与SiN之间进行扩散。因此,以隔离由SiN形成的栅绝缘层13和栅导电层11为目的而形成有栅被覆层12。在栅导电层11中使用Ag时需要有栅被覆层12,这是由于含有Ag的液滴可以在较低的温度下烧成等,而且液的处理和液滴喷出容易,所以在利用液滴喷出法形成栅导电层11的情况下,是优选的材料。
另外,TFT1具有在栅绝缘层13上形成的第2层贮格围堰14;在由第2层贮格围堰14形成的沟部,借助于栅绝缘膜13以与栅电极5的位置对向的方式形成的由非晶体硅的薄膜构成的半导体层15;和在半导体层15的上方具有所定间隙而形成的由n+型非晶体硅的薄膜构成的接合层16a、16b。
半导体层15和接合层16a、16b分别由CVD(真空镀膜ChemicalVapor Deposition)设置,真空镀膜后,由光刻法形成图案。栅绝缘膜13也由CVD法形成。另外,接合层16a位于设置源电极6的部分,接合层16b位于设置漏电极16b的部分。另外,与栅电极5的位置对向的半导体层15称为通道区域。
另外,TFT1具有避开通道区域顺序覆盖接合层16a、16b和栅绝缘层13的由Ni构成的第1源薄膜层17a和第1漏薄膜层17b、由Ag构成的第2源薄膜层18a、和第2漏薄膜层18b、由Ni构成的第3源薄膜层19a和第3漏薄膜层19b。第1源薄膜层17a、第2源薄膜层18a和第3源薄膜层19a,覆盖接合层16a的上方、沿X轴的正方向延长并构成源电极6,而且连续而构成配线4。另外,第1漏薄膜层17b、第2漏薄膜层18b和第3漏薄膜层19b覆盖接合层16b的上方、沿X轴的负方向延长构成漏电极7。而且,TFT1具有覆盖源配线4、源电极6、通道区域和漏电极7的源绝缘层20及从第2漏薄膜层18b贯通至源绝缘层20的上面的导电孔21。
第1源薄膜层17a、第2源薄膜层18a和第3源薄膜层19a,通过由液滴喷出法喷出分别含有Ni、Ag、Ni的液滴、喷出后干燥、烧成而形成。此时,通过在通道区域形成通道贮格围堰22可以防止液滴涂布到通道区域。同样进行,也可以形成第1漏薄膜层17b、第2漏薄膜层18b和第3漏薄膜层19b。之后,除去通道贮格围堰22,形成覆盖源配线4、源电极6、通道区域和漏电极7的源绝缘层20。源绝缘层20的上面呈与第2层贮格围堰14的上面齐平面的状态。形成源绝缘层20时,形成用于向第2漏薄膜层18b导通像素电极8的导电孔21。
另外,TFT1在第2层贮格围堰14和源绝缘层20的上方具有由ITO(铟锡氧化物Indium Tin Oxide)构成的像素电极8。该像素电极8借助于由ITO填充的导电孔21与漏电极7的第2漏薄膜层18b导通。像素电极8由CVD和光刻法形成所定的图案。
以下,用图3、图4、图5和图6说明本发明的配线形成方法(图案形成方法)。图3是表示配线的图案形成方法的流程图。本实施方式的栅配线3和栅电极5的形成方法是将上述的配线图案形成用的各液滴配置在基板上、在基板上形成配线图案的方法。形成方法具有在基板上突出设置相应于配线图案的贮格围堰的贮格围堰形成工序(工序1);赋予基板以亲液性的亲液化处理工序(工序2);赋予贮格围堰以疏液性的疏液化处理工序(工序3);在赋予疏液性的贮格围堰间配置形成中间层的中间层形成功能液的液滴的中间层材料配置工序(工序4);至少除去所配置的液滴的液体成分的一部分的中间干燥工序(工序5)和烧成工序(工序6)。还具有与中间层重叠而配置形成导电层的导电性功能液的液滴的导电层材料配置工序(工序7);至少除去所配置的液滴的液体成分的一部分的中间干燥工序(工序8)和烧成工序(工序9);与导电层重叠而配置形成被覆层的被覆层形成功能液的液滴的被覆层材料配置工序(工序10);至少除去所配置的液滴的液体成分的一部分的中间干燥工序(工序11)和烧成工序(工序12)。
以下,详细地说明每一个工序。用于说明的图4是以剖面的方式顺序地表示栅配线和栅电极的制造工序的工序图;图5是以平面的方式顺序地表示栅配线和栅电极的制造工序的工序图图6是表示栅电极的栅被覆层的形成方法的剖面图。图4的(a)、(b)、(c)、(d)的各剖面图和图5的(a)、(b)、(c)、(d)的各平面图是在相同状态时分别以剖面和平面表示的图。另外,在本实施方式中,作为TFT基板2使用玻璃基板。各工序的说明以形成栅中间层10为例进行说明。
<贮格围堰形成工序(工序1)>
首先,对TFT基板2实施作为表面改质处理的HMDS处理。HMDS处理是使六甲基硅氮烷((CH3)3SiNHSi(CH3)3)以蒸汽状涂布的方法。藉此,可以提高第1层贮格围堰9和TFT基板2的密接性。
第1层贮格围堰9是具有作为隔壁构件功能的构件,可以由光刻法和印刷法等任意的方法进行。例如,使用光刻法的情况下,经HMDS处理过的TFT基板2的上方用旋转涂、喷涂、辊涂、模压涂、浸渍涂等所定的方法与第1层贮格围堰9的高度对合而涂布有机系感光性材料,在其上涂布抗蚀剂。而且,与第1层贮格围堰9的形状对合而实施掩模,通过使抗蚀剂曝光·显影而残留与第1贮格围堰9的形状对合的抗蚀剂。最后进行蚀刻,除去掩模以外的部分的有机系感光性材料。另外,也可以形成下层由无机物上层由有机物构成的2层以上的第1层贮格围堰9。藉此,如图4(a)的剖面图所示,以围住作为栅配线3和栅电极5的形成作为预定区域的栅配线区域3a和栅电极区域5a的周边的方式突出设置第1层贮格围堰9。图5(a)是图4(a)的部分的平面图。以图4(a)表示B-B,的剖面。
作为形成第1层贮格围堰9的有机材料也可以是对各液滴显示疏液性的材料,如后所述,也可以是可由等离子体处理而疏液化(氟化)、与TFT基板2的密接性良好、由光刻容易制作配线图案的绝缘有机材料。例如可以使用丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、烯烃(olefine)树脂、酚醛树脂、密胺树脂等的高分子材料。或者也可以是以无机骨架(硅氧烷键)作为主链的具有有机基的材料。
在TFT基板2上形成第1层贮格围堰9时,实施氢氟酸处理。氢氟酸处理是例如用2.5%的氢氟酸水溶液实施蚀刻,除去由HMDS处理所形成的层的处理。在氢氟酸处理中,第1层贮格围堰9具有作为掩模的功能,如图4(a)所示,除去在第1层贮格围堰9间形成的沟部的底部34上具有的作为有机物的HMDS的层,露出TFT基板2。
<亲液化处理工序(工序2)>
然后,进行赋予第1层贮格围堰9间的底部34(TFT基板2的露出部)以亲液性的亲液化处理工序。作为亲液化处理工序,可以选择照射紫外线的紫外线(UV)照射处理和在大气气氛中以氧作为处理气体的O2等离子体处理等。这里,实施O2等离子体处理。
O2等离子体处理是对于TFT基板2,从等离子体放电电极照射离子状态的氧。作为O2等离子体处理的条件的一例,例如等离子体功率是50~1000W,氧气的流量是50~100ml/min(分钟)、对于等离子体放电电极的TFT基板2的相对移动速度是0.5~10mm/sec(秒),基体温度是70~90℃。
另外,TFT基板2是玻璃基板的情况下,其表面对于形成栅中间层10的中间层形成功能液具有亲液性,但是,根据本实施方式实施O2等离子体处理和紫外线照射处理,可以更加提高在第1层贮格围堰9间露出的TFT基板2的表面(底部34)的亲液性。这里,优选以对于底部34的中间层形成功能液的接触角成为20度以下那样的方式进行O2等离子体处理和紫外线照射处理。
另外,这里说明了以通过氢氟酸处理除去HMDS的层的方式,但是只要用O2等离子体处理或者紫外线照射处理可以充分地除去底部34的HMDS的层,也可以不进行氢氟酸处理。另外,这里作为亲液化处理以进行O2等离子体处理或者紫外线照射处理的任一方的方式进行了说明,但是也可以将O2等离子体处理和紫外线照射处理组合起来。
<疏液化处理工序(工序3)>
接着,对第1层贮格围堰9进行疏液化处理,赋予其表面以疏液性。作为疏液化处理采用以四氟化碳作为处理气体的等离子体处理法(CF4等离子体处理法)。CF4等离子体处理的条件,例如等离子体功率是50~1000W,四氟化碳气体的流量是50~100ml/min、对于等离子体放电电极的基体传送速度是0.5~10mm/sec,基体温度是70~90℃。另外,作为处理气体不限定于四氟化碳,也可以使用其它的碳氟化合物系的气体或者SF6、SF5、CF3等气体。对于CF4等离子体处理可以使用后述的等离子体处理装置。
通过进行这样的疏液化处理,可以在构成第1层贮格围堰9的树脂中导入氟基,赋予第1层贮格围堰9以高的疏液性。另外,作为上述亲液化处理的O2等离子体处理也可以在第1层贮格围堰9形成前进行,但是由于丙烯酸树脂和聚酰亚胺树脂等的高分子材料具有比由O2等离子体进行前处理的方法更容易氟化(疏液化)的性质,所以优选在形成第1层贮格围堰9后进行O2等离子体处理。
另外,虽然由对于第1层贮格围堰9的疏液化处理多少对在先进行亲液化处理的第1层贮格围堰9间的TFT基板2的露出部(底部34)有影响,但是特别是在TFT基板2由玻璃等构成的情况下,由于不会引起因疏液化处理造成的氟基的导入,所以TFT基板2的底部34的亲液性、即湿润性实质上没有受到损害。
<中间层材料配置工序(工序4)>
然后,使用由液滴喷出装置的液滴喷出法,在形成栅配线3和栅电极5的3层配线中形成最初的栅中间层10。栅中间层10的形成,首先,将含有Mn的微粒子的中间层形成功能液的液滴31,配置在TFT基板2上的第1层贮格围堰9间。中间层形成功能液以四癸烷作为溶剂(分散介质)。如图4(b)和图5(b)所示,在材料配置工序中以液滴31的状态从液滴喷出装置的液滴喷头41中喷出中间层形成功能液。中间层形成功能液的液滴31的大小比栅配线区域3a的宽度W2小,比栅电极区域5a的宽度W1大。
液滴31的配置是使液滴31在栅配线区域3a内以一定的间隔P顺序地配置。此时,由于喷出液滴31的栅配线区域3a,由第1层贮格围堰9围住,液滴31的大小又比栅配线区域3a的宽度W2小,所以可以阻止液滴扩散到第1层贮格围堰9以外。
另一方面,向栅电极区域5a喷出的液滴31,如图6(a)所示那样向底部34喷出,如图6(b)所示那样被拉向具有亲液性的底部34,向底部34湿润扩展。由于液滴31比栅电极区域5a的宽度W1大,所以液滴31的一部分存留在第1层贮格围堰9的上面。但是,由于第1层贮格围堰9具有疏液性,所以液滴31被更强地拉向具有亲液性的底部34,如图6(c)所示,由第1层贮格围堰9收容在形成的沟部中。如前所述那样,由于Mn与SiN等不扩散,所以即使作为残渣残留在第1层贮格围堰9上,对TFT1的性能也没有影响。另外,由于Mn还具有作为所谓加盖金属的功能,所以在形成第1层贮格围堰9时,可以不除去栅电极5等上残留的残渣而形成栅中间层10。
作为液体材料的中间层形成功能液,由将Mn的微粒子分散到分散介质中的分散液构成。此时分散介质的Mn的含有量约为1%。优选Mn的微粒子的粒径在1nm以上、1.0μm以下。比1.0μm大时,有时担心如后详述的液滴喷头41的喷嘴会发生孔堵塞。
作为分散介质,只要是可以分散Mn的微粒子、不发生凝聚就不作特别的限定。例如,除水以外,可以例示出甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇类;正庚烷、正辛烷、癸烷、十二烷、十四烷、甲苯、二甲苯、异丙基甲苯、杜烯、茚、二聚戊烯、四氢化萘、十氢化萘、环己基苯等的烃类化合物;另外乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇甲基乙基醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇甲基乙基醚、1,2-二甲氧基乙烷、二(2-甲氧基乙基)醚、对二噁烷等的醚类化合物;和碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、环己酮等的极性化合物。其中,从微粒子的分散性和分散液的稳定性及适用于液滴喷出法的容易度出发,优选水、醇类、烃类化合物、醚类化合物,作为更优选的分散介质可以举出水、烃类化合物。在本实施方式中,使用干燥快的四癸烷。
优选上述分散液的表面张力为0.02N/m以上、0.07N/m以下的范围内。用液滴喷出法喷出中间层形成功能液之际表面张力低于0.02N/m时,因中间层形成功能液的对于喷嘴面的润湿性增大而容易发生飞行弯曲,超过0.07N/m时,因喷嘴前端的弯液面的形状不稳定而难以控制喷出量和喷出时间。为了调整表面张力,在不会大幅度降低与基板的接触角的范围内,可以向上述分散液中微量添加氟系、硅系、非离子系等的表面张力调节剂。非离子系表面张力调节剂有益于提高中间层形成功能液的对基板的湿润性、改善膜的调平性、防止膜的微细的凹凸的发生等。上述表面张力调节剂根据必要也可以含有醇、醚、酯、酮等有机化合物。
优选上述分散液的粘度是1mPa·s以上、50mPa·s以下。用液滴喷出法以中间层形成功能液作为液滴31喷出之际,粘度比1mPa·s小的情况下,喷嘴周边部因中间层形成功能液的流出容易被污染,另外粘度比50mPa·s大的情况下,喷嘴孔处的孔堵塞的频率增高,喷出圆滑的液滴31变得困难。另外,优选喷出液滴的气氛设定为温度60℃以下、湿度80%以下。藉此,液滴喷头41的喷嘴不会孔堵塞,可以进行更稳定的液滴喷出。
作为TFT基板2可以使用玻璃、石英玻璃、Si晶片、塑料、金属板、陶瓷等各种材料。另外,在这些各种原材料基板的表面上,也可以含有以半导体膜、金属膜、电介质膜、有机膜、绝缘膜等作为基底层而形成的层。
<中间干燥工序(工序5)>
将液滴31喷出到TFT基板2上后,为了除去分散介质及确保膜厚,根据必要进行干燥处理。干燥处理例如除了由加热TFT基板2的通常的加热板、电炉等的处理以外,也可以由灯退火进行。作为灯退火所使用的光的光源不作特别的限定,可以以红外线灯、氙灯、YAG激光器、氩激光器、二氧化碳激光器和XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArCl等的受激准分子激光器等作为光源使用。这些光源一般在输出10W以上、5000W以下的范围内使用,本实施方式在100W以上、1000W以下的范围内是充分的。
<烧成工序(工序6)>
将喷出到栅中间层10上的中间层形成功能液的干燥后的干燥膜进一步烧成,得到栅中间层10。具体地说,加热中间层形成功能液的干燥膜,使干燥膜中含有的Mn的微粒子烧成并固化。该加热在大气中进行,根据必要也可以在氮气、氩气、氦等的惰性气体的气氛中或者氢等的还原气氛中进行。加热工序的处理温度可以考虑分散介质的沸点(蒸汽压)、气氛的种类和压力、栅中间层10中的Mn的微粒子的分散性和氧化性等的热行为、覆盖Mn的微粒子的涂敷材料的有无和数量、TFT基板2的耐热温度等而适宜决定。
优选本实施方式的烧成工序使用清洁的干燥器在大气中使栅中间层10从室温加热至200℃以下。这里,使栅中间层10在180℃下烧成(加热)60分钟。表1记载了改变烧成温度分别烧成含有Mn的栅中间层10的情况中,在图4(c)所示的下一个工序中向栅中间层10喷出的含有Ag的导电性功能液的液滴32的弹落直径和对于液滴32的栅中间层10的接触角。烧成时间分别是60分钟。由表1,接触角是从2.2度至5度时,Ag在栅中间层10上可以充分地湿润扩展,充满宽度细的栅电极区域5a。这里,可以看出,只要作为用于Ag湿润扩展的接触角满足20度以下的条件就可以。其结果是,弹落直径在180℃的情况最大,温度低的120℃为小。在250℃时,栅中间层10发生龟裂。由该结果,优选烧成条件在200℃以下,在180℃下烧成最佳。
表1

<导电材料配置工序(工序7)>
然后,在栅中间层10的上方形成含有Ag的栅导电层11。形成栅导电层11的工序,如图4(c)和图5(c)所示,从液滴喷头41向栅中间层10喷出含有Ag的导电性功能液的液滴32。液滴32以一定的间隔P顺序地配置到形成栅配线3的部分中。与形成栅中间层10不同,不必向栅电极区域5a喷出液滴32。其理由在于,Ag与SiN间扩散,会损害TFT1的功能,需要使Ag可靠地配置在细小的栅电极区域5a内。与图6的中间层形成液的液滴31同样而向栅电极区域5a喷出Ag的液滴32时,在第1层贮格围堰9上残留Ag的残渣,Ag会向由SiN构成的栅绝缘层13扩散。
为了防止这样的扩散,使栅电极区域5a细线化,利用喷到栅配线区域3a的与栅电极区域5a直接接近的液滴32a和栅中间层10之间的强的亲液性,如图5(c)所示,使液滴32向栅电极区域5a的方向流动。由于栅电极区域5a的宽度窄,毛细管现象的作用增加,液滴32向栅电极区域5a的全体湿润扩展。因此,如图5(c)所示,优选以栅电极区域5a的宽度W1的中心线和液滴32的中心相一致的方式,向栅电极区域5a和栅配线区域3a连接的位置正确喷出液滴32a。这样,通过在栅电极区域5a和栅配线区域3a形成含有Ag的液滴32和具有强的亲液性的Mn的栅中间层10,不向栅电极区域5a直接喷出含有Ag的液滴32,就可以在栅电极区域5a形成由Ag构成的栅导电层11。Ag的残渣也就不会向栅电极区域5a的周边部的第1层贮格围堰9上附着。
<中间干燥工序(工序8)、烧成工序(工序9)>
栅导电层11的中间干燥工序与栅中间层10的情况相同,但是对于烧成工序作以简单地补充。导电层材料配置工序后,为了使干燥的导电性功能液的液滴32的干燥膜得到导电性,有必要进行加热处理,除去有机银化合物的有机部分,残留Ag的微粒子。加热处理在通常的大气中进行,但是根据必要也可以在氮气、氩气、氦等的惰性气体的气氛中或者氢等的还原气氛中进行。加热处理的处理温度可以考虑分散介质的沸点(蒸汽压)、气氛的种类和压力、微粒子的分散性和氧化性等的热行为、涂敷材料的有无和数量、基体材料的耐热温度等而适宜决定。在本实施方式中,加进对已经形成的栅中间层10的影响,在大气中清洁的干燥器中200℃下进行300分钟的烧成工序。藉此,干燥膜成为确保微粒子间的电接触的导电性的栅导电层11。
烧成工序也可以是以紫外光照射干燥膜的照射工序代替上述那样的加热工序。另外,烧成工序也可以是上述那样的加热工序和照射紫外光的照射工序组合起来的工序。
<被覆层材料配置工序(工序10)>
然后,在栅导电层11的上方形成含有Ni的栅被覆层12。通过形成被覆层12可以提高和保护栅导电层11的Ag的强度,防止Ag与栅绝缘层13的SiN的扩散。如图4(d)和图5(d)所示,形成栅被覆层12的工序中,从液滴喷头41向栅导电层11喷出含有Ni的被覆层形成功能液的液滴33。液滴33以一定的间隔P顺序地配置到栅配线区域3a,与形成栅导电层11同样,不必向栅电极区域5a喷出液滴33。
但是,栅导电层11的Ag的层对于Ni的液滴33的接触角为20度以下。因此,通过利用喷到栅配线区域3a的与栅电极区域5a直接接近的液滴33a和栅中间层10之间的强的亲液性,如图5(d)所示,可以使液滴33a向栅电极区域5a的方向流动。由于栅电极区域5a的宽度窄,毛细管现象的作用增加,液滴33a向栅电极区域5a的全体湿润扩展。这样,利用Ni的液滴33和Ag的栅导电层11的亲液性,不将Ni的液滴33直接喷到栅电极区域5a就可以在栅电极区域5a形成栅被覆层12。
<中间干燥工序(工序11)、烧成工序(工序12)>
用于形成栅被覆层12的被覆层形成功能液的干燥和烧成依照栅导电层11的处理进行。
通过如上所述的工序可以形成图4(e)所示的由栅中间层10、栅导电层11和栅被覆层12构成的栅配线3和栅电极5。另外,各层的厚度,Ag的栅导电层11是约0.7μm,Mn的栅中间层10和Ni的栅被覆层12共是0.2μm。
以下,说明在制造本发明的器件时所用的器件制造装置。作为该器件的制造装置使用通过对于TFT基板2从液滴喷头41喷出液滴而制造器件的液滴喷出装置(喷墨装置)。
图7是表示液滴喷出装置的构成的立体图。液滴喷出装置40备有液滴喷头41、X轴方向驱动轴42、Y轴方向导向轴43、控制装置44、台45、洗涤机构46、基台47和加热器48。
台45支持由该液滴喷出装置40配置功能液的TFT基板2,备有将TFT基板2固定在基准位置的未图示的固定机构。
液滴喷头41是具备多个喷嘴的多喷嘴型的液滴喷头,长度方向和Y轴方向相一致。多个喷嘴沿X轴方向以一定间隔排列设在液滴喷头41的下面。从液滴喷头41的喷嘴对于支持在台45上的TFT基板2喷出含有上述的Mn、Ag、Ni的微粒子的液滴。
X轴方向驱动马达49与X轴方向驱动轴42连接着。X轴方向驱动马达49是步进马达等,从控制装置44供给X轴方向的驱动信号时,X轴方向驱动轴42旋转。X轴方向驱动轴42旋转时,液滴喷头41沿X轴方向移动。
Y轴方向导向轴43以对于基台47不动地被固定。台45备有Y轴方向驱动马达50。Y轴方向驱动马达50是步进马达等,从控制装置44供给Y轴方向的驱动信号时,台45沿Y轴方向移动。
控制装置44将液滴喷出控制用电压供给液滴喷头41。另外,将控制液滴喷头41的向X轴方向移动的驱动信号供给X轴方向驱动马达49,同时将控制台45的Y轴方向移动的驱动信号供给Y轴方向驱动马达50。
洗涤机构46洗涤液滴喷头41,备有未图示的Y轴方向的驱动马达。通过该Y轴方向的驱动马达的驱动,洗涤机构46沿Y轴方向导向轴43移动。洗涤机构46的移动也由控制装置44控制。
这里,加热器48是由氙灯热处理TFT基板2的装置,进行TFT基板2上涂布的液滴中含有的溶剂的蒸发及干燥。该加热器48的电源的接通及断开也由控制装置44控制。
液滴喷出装置40对于支持液滴喷头41和TFT基板2的台45相对地扫描,同时对于TFT基板2喷出液滴。这里,在以下的说明中,以Y轴方向作为扫描方向,以与Y轴方向正交的X轴方向作为非扫描方向。从而,液滴喷头41的喷嘴以一定的间隔沿非扫描方向的X轴方向排列而设置。另外,在图7中,液滴喷头41对于TFT基板2的行进方向垂直地配置,但是也可以调整液滴喷头41的角度,对于TFT基板2的行进方向交叉。如果根据这样调整液滴喷头41的角度时,就可以调节喷嘴间的间距。另外,也可以任意地调节TFT基板2和喷嘴面的距离。
图8是表示由压电方式的液滴的喷出原理的剖面图。在图8中,与收容成为液滴的液体材料的液体室51邻接而设置着压电元件52。借助于包括收容液体材料的材料容器的液体材料供给系统53将液体材料供给液体室51。压电元件52连接在驱动电路54上,借助于该驱动电路54将电压施加到压电元件52上,通过使压电元件52变形,可以使液体室51变形,从喷嘴55中喷出液滴。此时,通过改变施加电压的值,控制压电元件52的变形量。另外,通过改变施加电压的频率,控制压电元件52的变形速度。由于由压电方式的液滴喷出材料不增热,所以具有不赋予材料组成以影响等的优点。
这里,作为液滴喷出法的其它的喷出技术可以举出带电控制方式、加压振动方式、电机械转换式、电热转换式、静电吸引方式等。带电控制方式用带电电极赋予喷出的液体材料以电荷,用偏转电极控制材料的飞翔方向而从喷嘴喷出。另外,加压振动方式对材料施加30kg/cm2左右的超高压,在喷嘴的前端侧喷出液体材料,不施加控制电压的情况下,液体材料一直前进,从喷嘴喷出,施加控制电压时,液体材料间发生静电排斥,液体材料飞散,不从喷嘴喷出。另外,电机械转换方式是已经说明的压电方式。
另外,电热转换方式是由设在贮存液体材料的空间内的加热器使液体材料急剧地气化生成气泡(泡),由气泡的压力使空间内的液体材料喷出。静电吸引方式是向贮存液体材料的空间内施加微小压力,喷嘴中形成液体材料的弯液面,在该状态下由施加静电引力将液体材料引出。另外,除此以外,也可以适用于利用由电场产生的流体的粘性变化的方式和由放电火花飞出的方式等的技术。液滴喷出法具有在液体材料的使用中浪费少而且可以确实地将希望的量的液体材料的液滴配置在希望的位置上的优点。另外,由液滴喷出法喷出的液滴的一滴的量例如是1~300毫微克。
以下,图9是表示等离子体处理装置的构成的剖面图。图9所示的等离子体处理装置具有与交流电源61连接的电极62和作为接地电极的试样台60。试样台60支持作为试样的TFT基板2,同时可沿Y轴方向移动。在电极62的下面,突出设置着沿与移动方向垂直的X轴方向延伸的2个平行的放电发生部63,同时以围住放电发生部63那样地设电介体构件64。含有电介体构件64的电极62的下面大体呈平面状,在放电发生部63及电介体构件64与TFT基板2之间稍微形成空间(放电间隙)。另外,在电极62的中央设有沿X轴方向细长形成的构成处理气体供给部的一部分的气体喷出口65。气体喷出口65借助于电极内部的气体通路66及中间室67连接在气体导入口68上。
通过气体通路66从气体喷出口65喷出的含有处理气体的所定气体在上述空间中分为移动方向(Y轴方向)的前方及后方而流动,从电介体构件64的前端及后端向外部排气。与此同时,从交流电源61向电极62施加所定的电压,在放电发生部63和试样台60之间产生气体放电。而且,用由该气体放电生成的等离子体生成上述所定气体的激发活性种,连续地处理通过放电区域的TFT基板2的全体表面。
在本实施方式中,上述所定气体是混合作为处理气体的氧气(O2)及在大气压附近的压力下容易开始放电而且利于稳定维持的氦气(He)、氩气(Ar)等稀有气体和氮气(N2)等的惰性气体的气体。特别是通过以氧气作为处理气体使用,可以除去在第1层贮格围堰9的底部的贮格围堰形成时的有机物(抗蚀剂和HMDS)残渣。也就是说,在第1层贮格围堰9的亲液处理工序前的氢氟酸处理中,有时不能完全除去第1层贮格围堰9的底部的HMDS(有机物)。或者说,在第1层贮格围堰9的底部有时残留贮格围堰形成时的抗蚀剂(有机物)。因此,通过进行O2等离子体处理可以除去第1层贮格围堰9的底部的残渣。
以下,说明作为本发明的电光学装置的一例的液晶显示装置。图10是本发明的液晶显示装置、从对向基板侧看液晶显示装置的平面图。图11是沿图10的液晶显示装置的H-H,线的剖面图。另外,图12是在液晶显示装置的多个像素中的元件、配线等的等效电路图。另外,在以下说明所用的各图中,为了使各层和各构件在附图上成为可识别程度的大小,各层和各构件取不同的缩尺。
在图10和图11中,本实施方式的液晶显示装置(电光学装置)100,其形成一对的TFT基板2和对向基板120由作为光固化性的密闭材料的密封材料152粘合,在由该密封材料152区分的区域内封入保持着液晶50。密封材料152在基板面内的区域内形成着闭合的框状。
在密封材料152的形成区域的内侧区域,形成由遮光性材料构成的周边分型面153。在密封材料152的外侧区域,沿着TFT基板2的一边,形成数据线驱动电路101及安装端子102,沿与该边邻接的两边,形成着扫描线驱动电路104。在TFT基板2剩下的一边,设有用于连接在像素显示区域两侧所设的扫描驱动电路104之间的多个配线105。另外,在对向基板120的角部的至少一个地方,配设有用于TFT基板2和对向基板120间电导通的基板间导通材106。
另外,也可以例如借助于各向异性导电膜电及机械地连接安装驱动用LSI的TAB(Tape Automated Bonding)基板和在TFT基板2的周边部形成的端子群,以代替在TFT基板2上形成数据线驱动电路101及扫描线驱动电路104。另外,在液晶显示装置100中,分别根据使用的液晶150的种类、即TN(Twisted Nematic)模式、STN(Super Twisted Nematic)模式等的动作模式和标准白模式/标准黑模式,以所定的方向配置相差片、偏光片等,但这里省略图示。另外,以液晶显示装置100作为彩色显示用而构成的情况下,对向基板120在与TFT基板2的各像素电极对向的区域内,与其保护膜同时形成例如红(R)、绿(G)、蓝(B)的滤色片。
在具有这样结构的液晶显示装置100的图像显示区域,如图12所示,以矩阵状构成多个像素100a,同时在这些像素100a的各自中,形成像素开关用的TFT(开关元件)1,供给像素信号S1、S2、…、Sn的数据线160a电连接在TFT1的源极上。写入数据线160a中的像素信号S1、S2、…、Sn既可以以线顺序顺序地供给,也可以对于邻接的多个数据线160a彼此以每组供给。另外,扫描线130a、130b电连接在TFT1的栅上,在所定的时间内以线顺序顺序地将扫描信号G1、G2、…、Gn脉冲地施加到扫描线130a上。
像素电极8与TFT1的漏极电连接,通过使作为开关元件的TFT1只在一定期间呈开通状态,可以将由数据线160a供给的像素信号S1、S2、…、Sn在所定的时间内写入各像素中。这样,借助于像素电极8写入液晶150的所定电平的像素信号S1、S2、…、Sn在图11所示的与对向基板120的对向电极121间保持一定期间。另外,为了防止被保持的像素信号S1、S2、…、Sn泄漏,与在像素电极8和对向电极121之间形成的液晶电容并列而附加了存贮电容170。例如,像素电极8的电压比源电压施加的时间长,由存贮电容170保持。藉此,可以改善电荷的保持特性、实现对比度高的液晶显示装置100。
另外,在上述实施方式中,使用的构成是以TFT1作为用于驱动液晶显示装置100的开关元件,但是除液晶显示装置以外,也可以应用于例如有机EL(电致发光)显示器件。有机EL显示器件具有用阴极和阳极夹住含有荧光性的无机和有机化合物的薄膜的构成,在上述薄膜中注入电子和空穴(孔),通过激励生成激发子(激子),利用该激发子再结合时发射的光(荧光、磷光),成为发光元件。而且,在上述的具有TFT的基板上,以有机EL显示元件所用的荧光性材料中呈红、绿和蓝的各发光色的材料、即发光层形成材料及形成空穴注入/电子输送层的液体材料作为液滴,各自制作配线图案,可以制造自发光全色EL器件。在本发明的器件(电光学装置)范围内也包括这样的有机EL器件。
另外,作为本发明的器件(电光学装置),除上述以外,也可以适用于PDP(等离子体显示面板)和利用在基板上形成的小面积薄膜中流过与膜面平行的电流、生成发射电子的现象的表面传导型电子发射元件(FED(Field Emission Display)和SED(Surface-conduction Electron-EmitterDisplay)等。
以下,说明本发明的电子仪器的具体例。图13(a)是表示移动电话机一例的立体图。在图13(a)中,600表示移动电话机主体,601表示具备上述实施方式的液晶显示装置的液晶显示部。图13(b)是表示文字处理机、PC(个人计算机)等的便携式信息处理装置的一例的立体图。在图13(b)中,700表示PC、701表示键盘等的输入部、703表示信息处理部、702表示具备上述实施方式的液晶显示装置的液晶显示部。图13(c)是表示手表型电子仪器的一例的立体图。在图13(c)中,800表示电子表,801表示具备上述实施方式的液晶显示装置的液晶显示部。图13(a)~(c)表示的电子仪器具备上述实施方式的液晶显示装置,具有良好地细线化的配线图案。另外,本实施方式的电子仪器具备液晶装置,但是也可以是具备有机电致发光显示装置、等离子体型显示装置等其它电光学装置的电子仪器。作为电子仪器还可以举出电子字典、便携式游戏机、台式电子计算器、小型电视、导航装置、POS终端等。
以下归纳记述实施方式的效果。
(1)为了在与TFT1的栅配线区域3a连接的微细宽度的栅电极区域5a形成作为配线的主要部分的Ag的栅导电层11,作为栅导电层11的基底形成通过与含有Ag的导电性功能液的液滴32具有亲液性的Mn构成的栅中间层10。然后,由液滴喷出装置40向栅配线区域3a的栅电极区域5a附近喷出液滴32。因与栅中间层10的亲液性,液滴32自己向栅电极区域5a流动形成栅导电层11。这样,可以对于喷出比栅电极区域5a宽度小的液滴32是困难的微细宽度的栅电极区域5a,不直接向栅电极区域5a喷出液滴32而形成栅导电层11。从而,在栅电极区域5a的周边也就不会产生容易向栅绝缘层13扩散的Ag的残渣。
(2)同样,依照栅导电层11的形成,与栅导电层11重叠而向栅配线区域3a喷出含有Ni的被覆层形成功能液的液滴33。使液滴33自己流向栅电极区域5a,在栅电极区域5a形成栅被覆层12。可以对于喷出比栅电极区域5a宽度小的液滴33是困难的微细宽度的栅电极区域5a,不直接向栅电极区域5a喷出液滴33而形成栅被覆层12。
(3)由于作为TFT基板2的表面的第1层贮格围堰9间的底部34具有亲液性,第1层贮格围堰9自体具有疏液性,所以即使是含有Mn的比栅电极区域5a的宽度W1直径大的液滴31,也可以不存留在形成栅电极区域5a的第1层贮格围堰9上,而被强力地拉向底部34,收容在第1层贮格围堰9间。这样进行,可以在栅电极区域5a形成Mn的栅中间层10。即使Mn作为残渣残留在第1贮格围堰9上,也不会发生扩散等反应,因此,可以直接向栅电极区域5a喷出液滴31。
(4)作为形成栅导电层11的导电性功能液,使用含有银或者银的合金的导电性功能液。由于含有银或者银的合金的微粒子的导电性功能液的液处理和液滴喷出容易而且可以在较低的温度下烧成等,所以对于利用液滴喷出法而形成导电层是优选的材料。
(5)形成栅导电层11的银或者银的合金会向栅绝缘层13的SiN扩散。为了防止这样的扩散,以覆盖栅导电层11的方式形成栅被覆层12。镍或镍的合金保有稳定的特性,优选其形成栅被覆层12。
另外,本发明不限定于上述的实施方式,可以举出如下的变形例。
(变形例1)在中间层材料配置工序中,也可以使Mn的栅中间层10不在栅电极区域5a和栅配线区域3a的全面上形成,仅在栅电极区域5a的全面上和配置与栅电极区域5a直接接近的液滴32a的栅配线区域3a的一部分上形成Mn的栅中间层10。可以缩短栅中间层10的形成时间。
(变形例2)也可以由液滴喷出装置40形成作为配线的主要部分的栅导电层11,由现有方法的CVD形成其它的栅中间层10和栅被覆层12。如果这样进行,就可以并行和活用现有的方法。
(变形例3)关于液滴31、32、33的配置间隔P,也可以对一定间隔不作限定而不以间隔P配置。维持栅中间层10、栅导电层11、栅被覆层12的功能而可以调整各层的厚度。
权利要求
1.一种图案形成方法,是使用液滴喷出装置由喷出功能液的液滴的方法,在基板表面上形成功能层之图案的图案形成方法,其特征在于其中形成上述图案的图案区域由边界层镶边,具有第1区域和与上述第1区域连接并具有比上述第1区域更窄的宽度的第2区域;所述方法具有在上述第1区域和上述第2区域中,形成与上述基板具有密接性的同时对于上述功能液具有亲液性的中间层的工序;对于上述第1区域喷出上述功能液的液滴的工序;和通过与上述中间层的亲液性使向上述第1区域喷出的上述功能液的液滴自己流动到上述第2区域中的工序。
2.一种配线形成方法,是使用液滴喷出装置由喷出功能液的液滴的方法,在基板表面形成由导电性功能液形成的含有导电层的配线的配线形成方法,其特征在于其中形成上述配线的区域由边界层镶边,具有第1区域和与上述第1区域连接并具有比上述第1区域更窄的宽度的第2区域;所述方法具有在上述第1区域和上述第2区域中形成与上述基板具有密接性的同时对于上述导电性功能液具有亲液性的中间层的工序对于上述第1区域喷出上述导电性功能液的液滴的工序通过与上述中间层的亲液性使向上述第1区域喷出的上述导电性功能液的液滴自己流动到上述第2区域中的工序和以覆盖上述导电层的全面的方式形成被覆层的工序。
3.根据权利要求2所述的配线形成方法,其特征在于形成上述中间层的工序是对于上述第1区域和上述第2区域,喷出与上述基板具有密接性的同时对于上述导电性功能液具有亲液性的中间层形成功能液的液滴的工序。
4.根据权利要求2所述的配线形成方法,其特征在于形成上述被覆层的工序具有对于上述第1区域喷出被覆层形成功能液的液滴的工序和通过与上述导电层的亲液性使喷到上述第1区域的上述被覆层形成功能液的液滴自己流动到上述第2区域的工序。
5.根据权利要求2~4的任一项所述的配线形成方法,其特征在于对于上述中间层的上述导电性功能液的液滴的接触角和对于上述导电层的上述被覆层形成功能液的液滴的接触角分别是20度以下。
6.根据权利要求2~5的任一项所述的配线形成方法,其特征在于对于上述液滴,上述基板具有亲液性,上述边界层具有疏液性。
7.根据权利要求2~6的任一项所述的配线形成方法,其特征在于上述导电性功能液的液滴含有银或银的合金的微粒子。
8.根据权利要求3~7的任一项所述的配线形成方法,其特征在于上述中间层形成功能液的液滴含有锰或锰的合金的微粒子。
9.根据权利要求4~8的任一项所述的配线形成方法,其特征在于上述被覆层形成功能液的液滴含有镍或镍的合金的微粒子。
10.根据权利要求2~9的任一项所述的配线形成方法,其特征在于上述液滴从上述液滴喷出装置分别喷出后,至少干燥或烧成而形成各自对应的中间层、导电层、被覆层。
11.一种半导体装置,其特征在于具有用权利要求2~10的任一项所述的配线形成方法形成的配线。
12.一种TFT器件,是具有用权利要求2~10的任一项所述的配线形成方法形成的配线的TFT器件,其特征在于上述TFT器件的栅配线区域是上述第1区域,栅电极区域是上述第2区域。
13.一种电光学装置,其特征在于具有用权利要求2~10的任一项所述的配线形成方法形成的配线。
14.一种电光学装置,其特征在于搭载了权利要求12所述的TFT器件。
15.一种电子仪器,其特征在于搭载了权利要求13或者14所述的电光学装置。
全文摘要
本发明提供在基板的表面成为配线的形成微细图案的图案形成方法、配线形成方法、半导体装置、TFT器件、电光学装置和电子仪器。其特征在于使用液滴喷出装置(40)形成的TFT1的栅配线(3)和栅电极(5),具有由Mn构成的栅中间层(10)、由Ag构成的栅导电层(11)、由Ni构成的栅被覆层(12)。配线的形成工序具有为了设置具有与TFT基板2的密接性、而且对于形成导电层(11)的液滴(32)具有亲液性的中间层,而对于栅配线区域(3a)和栅电极区域(5a)喷出中间层形成功能液的液滴(31)的工序;用于与栅中间层重叠形成栅导电层(11)而对于栅配线区域(3a)喷出液滴(32)的工序;和通过与栅中间层(10)的亲液性使液滴(32)自己流动到栅电极区域(5a)的工序。
文档编号G02F1/1345GK1763616SQ20051010859
公开日2006年4月26日 申请日期2005年10月10日 优先权日2004年10月12日
发明者守屋克之, 平井利充 申请人:精工爱普生株式会社
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