半导体装置、显示装置及其制造方法，以及电视装置的制作方法

专利名称：半导体装置、显示装置及其制造方法，以及电视装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体装置、显示装置及其制造方法，以及电视装置。
背景技术：
通过在基片上层叠诸如半导体、绝缘体和导体的各种薄膜并利用光刻法技术适当地构图成预定形状，形成薄膜晶体管(以下也称作TFT)和使用薄膜晶体管的电路。光刻法技术是利用光用非透光材料将形成于称作光掩模的透明平板上的电路等的图案转移到预定基片上的技术。光刻技术广泛地用于制造半导体集成电路等的工艺中。
使用光刻技术的常规制造工艺需要仅用于处理用光敏有机树脂材料(也称作光致抗蚀剂)形成的掩模图案的多个步骤，诸如曝光、显影、烘培和剥离。因此，制造成本不可避免地随光刻步骤数量的增加而增加。为解决该问题，尝试通过减少光刻步骤的数量来制造TFT(例如，日本专利申请公开No.H11-251259。

发明内容
本发明的目的在于提供一种用于通过减少光刻步骤数量并简化制造过程以低成本和高产量在甚至一侧1m以上的大基片上制造TFT、使用TFT的电子电路和用TFT形成的显示装置的技术。
此外，本发明的另一目的在于提供一种将诸如构成这种半导体装置和显示装置的一部分的配线组件形成为期望形状并具有良好的附着力的技术。
本发明中，通过在它们之间形成包含至少一个孔的缓冲层提高第一导电层和第二导电层之间的附着力。包含至少一个孔的缓冲层中包含的孔用颗粒形状的导电材料装填，并通过烘培固化，随后形成第二导电层。第二导电层通过锚固作用(也称作锚效应)与第一导电层具有良好的附着力和稳定性而形成，在第二导电层中孔中固化的导电层起到类似针或楔子的作用。
注意，本说明书中的半导体装置表示通过利用半导体属性运作的装置。诸如多层配线层或包括处理器电路的芯片(以下也称作处理器芯片)的半导体装置可通过使用本发明进行制造。
本发明也可应用于具有显示功能的显示装置。使用本发明的显示装置包括发光显示装置，它包含与发光元件连接的TFT，其中产生荧光的有机物质称作场致发光(以下也称作“EL”)或者包含有机物质和无机物质的混合物的层插入电极之间，或者其中将具有液晶材料的液晶元件用作显示元件的液晶显示装置等。
本发明的一个特点是一半导体装置，它包括第一导电层；第二导电层；和在第一和第二导电层之间设置的包含至少一个孔的导电缓冲层，其中包含至少一个孔的缓冲层的孔内用第二导电层的一部分装填。
本发明的一个特点是一半导体装置，它包括包含源极区和漏极区的半导体层；源电极层和漏电极层；设置于所述半导体层以及所述源电极层和漏电极层之间的包含至少一个孔的导电缓冲层；其中包含至少一个孔的缓冲层的孔内用源电极层和漏电极层的一部分装填。
本发明的一个特点是一半导体装置，它包括栅电极层；栅绝缘层；半导体层；具有一种导电性的半导体层；源电极层和漏电极层；在具有一种导电性的半导体层以及源电极层和漏电极层之间设置的包含至少一个孔的导电缓冲层，其中包含至少一个孔的缓冲层的孔内用源电极层和漏电极层的一部分装填。
本发明的一个特点是一种显示装置，包括包含源极区和漏极区的半导体层；源电极层和漏电极层；设置于所述半导体层以及源电极层和漏电极层之间的包含至少一个孔的导电缓冲层；以及电连接到源电极层或漏电极层的象素电极层，其中包含至少一个孔的缓冲层的孔内用源电极层和漏电极层的一部分装填。
本发明的一个特点是一种显示装置，它包括栅电极层；栅绝缘层；半导体层；具有一种导电性的半导体层；源电极层和漏电极层；在具有一种导电性的半导体层以及源电极层和漏电极层之间设置的包含至少一个孔的导电缓冲层；电连接到源或漏电极的象素电极层，其中包含至少一个孔的缓冲层的孔内用源电极层和漏电极层的一部分装填。
本发明的一个特点是一种显示装置，它包括包含源极区和漏极区的半导体层；源电极层和漏电极层；设置于所述半导体层以及所述源电极层和漏电极层之间的包含至少一个孔的导电缓冲层；电连接到源电极层或漏电极层的第一电极层；场致发光层；第二电极层，其中包含至少一个孔的缓冲层的孔内用源电极层和漏电极层的一部分装填。
本发明的一个特点在于一种显示装置，它包括栅电极层；栅绝缘层；半导体层；具有一种导电性的半导体层；源电极层和漏电极层；在具有一种导电性的半导体层以及源电极层和漏电极层之间设置的包含至少一个孔的导电缓冲层；电连接到源电极层或漏电极层的第一电极层；场致发光层；第二电极层，其中包含至少一个孔的缓冲层的孔内用源电极层和漏电极层的一部分装填。
本发明的一个特点在于一种包含具有显示装置的显示屏的电视装置，该显示装置包括包含源极区和漏极区的半导体层；源电极层和漏电极层；在半导体层以及源电极层和漏电极层之间设置的包含至少一个孔的导电缓冲层；以及电连接到源电极层或漏电极层的象素电极层，其中包含至少一个孔的缓冲层的孔内用源电极层和漏电极层的一部分装填。
本发明的一个特点在于一种包含具有显示装置的显示屏的电视装置，该显示装置包括栅电极层；栅绝缘层；半导体层；具有一种导电性的半导体层；源电极层和漏电极层；在半导体层以及源电极层和漏电极层之间设置的包含至少一个孔的导电缓冲层；电连接到源电极层或漏电极层的象素电极层，其中包含至少一个孔的缓冲层的孔内用源电极层和漏电极层的一部分装填。
本发明的一个特点在于一种包含具有显示装置的显示屏的电视装置，该显示装置包括包含源极区和漏极区的半导体层；源电极层和漏电极层；在所述半导体层以及所述源电极层和漏电极层之间设置的包含至少一个孔的导电缓冲层；电连接到源电极层或漏电极层的第一电极层；场致发光层；第二电极层，其中包含至少一个孔的缓冲层的孔内用源电极层和漏电极层的一部分装填。
本发明的一个特点在于一种包含具有显示装置的显示屏的电视装置，该显示装置包括栅电极层；栅绝缘层；半导体层；具有一种导电性的半导体层；源电极层和漏电极层；在具有一种导电性的半导体层以及源电极层和漏电极层之间设置的包含至少一个孔的导电缓冲层；电连接到源电极层或漏电极层的第一电极层；场致发光层；第二电极层，其中包含至少一个孔的缓冲层的孔内用源电极层和漏电极层的一部分装填。
本发明的一个特点在于一种用于制造半导体装置的方法，包括以下步骤形成第一导电层；在所述第一导电层上形成包含至少一个孔的导电缓冲层；以及用包含导电材料的组合物装填包含至少一个孔的缓冲层的孔内部并在包含至少一个孔的缓冲层上形成第二导电层。
本发明的一个特点在于一种用于制造半导体装置的方法，包括以下步骤形成第一导电层；在该第一导电层上形成包含至少一个孔的导电缓冲层；以及用包含导电材料的组合物装填包含至少一个孔的缓冲层的孔内部，固化该组合物，并在包含至少一个孔的缓冲层上形成第二导电层。
本发明的一个特点在于一种用于制造半导体装置的方法，包括以下步骤形成包括源极区和漏极区的半导体层；在所述源极区和漏极区上形成包括至少一个孔的导电缓冲层；以及用包含导电材料的组合物装填包含至少一个孔的缓冲层的孔内部并在包含至少一个孔的缓冲层上形成源电极层和漏电极层。
本发明的一个特点在于一种用于制造半导体装置的方法，包括以下步骤形成包含源极区和漏极区的半导体层；在所述源极区和漏极区上形成包含至少一个孔的导电缓冲层；以及用包含导电材料的组合物装填包含至少一个孔的缓冲层的孔内部，固化组合物，并在包含至少一个孔的缓冲层上形成源电极层和漏电极层。
本发明的一个特点在于一种用于制造半导体装置的方法，包括以下步骤形成包含源极区和漏极区的半导体层；在所述源极区和漏极区上形成包含至少一个孔的导电缓冲层；用包含导电材料的组合物装填包含至少一个孔的缓冲层的孔内部，并在包含至少一个孔的缓冲层上形成源电极层和漏电极层；以及形成电连接到源电极层或漏电极层的象素电极层。
本发明的一个特点在于一种用于制造半导体装置的方法，包括以下步骤形成包含源极区和漏极区的半导体层；在所述源极区和漏极区上形成包含至少一个孔的导电缓冲层；用包含导电材料的组合物装填包含至少一个孔的缓冲层的孔内部，固化组合物，并在包含至少一个孔的缓冲层上形成源电极层和漏电极层；以及形成电连接到源电极层或漏电极层的象素电极层。
本发明的一个特点在于一种用于制造半导体装置的方法，包括以下步骤形成包含源极区和漏极区的半导体层；在所述源极区和漏极区上形成包含至少一个孔的导电缓冲层；用包含导电材料的组合物装填包含至少一个孔的缓冲层的孔内部，并在包含至少一个孔的缓冲层上形成源电极层和漏电极层；形成电连接到源电极层或漏电极层的第一电极层；在所述第一电极层上形成场致发光层；以及在所述场致发光层上形成第二电极层。
本发明的一个特点在于一种用于制造半导体装置的方法，包括以下步骤形成包含源极区和漏极区的半导体层；在所述源极区和漏极区上形成包含至少一个孔的导电缓冲层；用包含导电材料的组合物装填包含至少一个孔的缓冲层的孔内部，固化组合物，并在包含至少一个孔的缓冲层上形成源电极层和漏电极层；形成电连接到源电极层或漏电极层的第一电极层；在该第一电极层上形成场致发光层；以及在该场致发光层上形成第二电极层。
本发明能以彼此良好的附着力形成导电膜。此外，可减少材料损耗和成本。因此，可以高产量制造具有高性能和高可靠性的半导体装置和显示装置。


附图中图1A-1C是描述本发明的示意图；图2A-2D是描述本发明的示意图；图3是描述可应用于本发明的微滴排放装置的结构的示图；图4A-4C是描述根据本发明的显示装置制造方法的示图；图5A-5C是描述根据本发明的显示装置制造方法的示图；图6A-6C是描述根据本发明的显示装置制造方法的示图；图7A-7C是描述根据本发明的显示装置制造方法的示图；图8A和8B是描述根据本发明的显示装置制造方法的示图；图9A和9B是描述根据本发明的显示装置的示图；图10是描述根据本发明的EL显示模块的结构示例的剖视图；图11A-11D是描述根据本发明的显示装置制造方法的示图；图12A和12B是描述根据本发明的显示装置制造方法的示图；图13A和13B是描述根据本发明的显示装置的示图；图14是描述根据本发明的液晶显示模块的结构示例的剖视图；图15是描述根据本发明的液晶显示模块的结构示例的剖视图；
图16A-16C是描述根据本发明的显示装置制造方法的示图；图17A-17F是描述根据本发明的可应用于EL显示面板的象素结构的电路图；图18A-18D是描述可应用于本发明的发光元件的结构的示图；图19A-19D是示出可应用本发明的电子装置的示图；图20A和20B是示出应用本发明的电子装置的示图；图21是示出应用本发明的电子装置的主结构的框图；图22A和22B是根据本发明的显示装置的顶视图；图23是描述可应用于本发明的微滴排放装置的结构的示图；图24A-24E是分别示出应用本发明的保护电路的示图；图25A-25C是本发明的显示装置的顶视图；图26是实施例1中制造的样本1的STEM照片；图27是实施例1中制造的样本2的光显微照片；图28A-28G是示出应用本发明的半导体装置的示图；以及图29是示出应用本发明的半导体装置的示图。
具体实施例方式
将参考附图详细描述本发明的实施例模式。然而，本发明不限于以下描述，且本领域的熟练技术人员易于理解的是，各种变化和修改都是可以的，除非这些变化和修改背离了本发明的精神和范围。因此，本发明被解释为不限于实施例模式中的以下描述。此外，以下描述的本发明结构中，相同标号在不同附图中标注相同部分或具有类似功能的部分，且将不重复其说明。
实施例模式1将参考图1A-1C和图2A-2D来描述本发明的实施例模式。
本发明的特点在于，为了制造半导体装置或显示装置，通过其中可按期望形状选择性形成组件的方法，形成制造半导体装置或显示装置所必要的至少一个或多个组件，诸如形成配线层或电极的导体层以及用于形成预定图案的掩模层。本发明中，组件(也称作图案)表示导电层，诸如配线层、栅电极层、源电极层、漏电极层；半导体层；掩模层；绝缘层，以及构成薄膜晶体管或显示装置的部分，且包括以预定形状形成的所有组件元件。作为一种选择性地按期望图案形成图形的方法，使用微滴排放(喷射)法(根据其方法也称作喷墨法)，该方法中为特殊用途准备的组合物微滴被选择性地排放(喷射)且可以形成具有预定图案的导电层、绝缘层等等。此外，可以使用能将组件转移或写成期望图案的方法，例如各种印刷法(例如，其中可按期望形状形成组件的丝网(孔板)印刷、胶(平版)印、凸版印刷、凹版(铜版)印刷等)、选择涂布法等。
在本实施例模式中使用一种方法，其中包含液体组件形成材料的组合物被作为微滴排放(喷射)以形成期望的图案。包含组件形成材料的微滴在组件的形成区域中被排放、烘培、通过烘干固化等，以形成期望图案的组件。
图3示出了用于微滴排放法的微滴排放装置的一种模式。微滴排放装置1403的每个头部1405和1412都连接到控制装置1407。通过用计算机1410控制各头部，可写入由计算机预先编程的图案。例如，根据基片1400上形成的标记物1411确定写入对准。或者，基片1400的边沿可用作参考点，用来确定写入对准。参考点由成像装置1404检测，并由图像处理装置1409转换成数字信号。当由计算机1410识别数字信号时，生成控制信号并将其发送到控制装置1407。可将使用电荷耦合装置(CCD)或互补金属氧化物半导体的图像传感器等用作成像装置1404。无需说明的是，基片1400上形成的图案的信息被存入记录媒介1408。基于图案信息，将控制信号发送给控制装置1407，以便能各个地控制微滴排放装置1403的每个头部1405和1412。从材料供应源1413、1414通过管道将要排放的材料提供给头部1405、1412。
在头部1405中，有用液体材料装填的空间，如虚线1406所示，以及作为排放开口的喷嘴。尽管图中未示出，但头部1412的内部结构与头部1405相同。通过提高不同大小的头部1405和1412的喷嘴，可写入不同材料，以便同时具有不同宽度。导电材料、有机材料、无机材料等可单独通过一个头部排放以写出图案。当在诸如夹层膜的较大区域中写出图案时，可通过多个喷嘴同时排放相同材料从而提升生产量。在使用较大基片的情况下，头部1405和1412可自由地在基片上按箭头方向扫描，因此可自由地设定要写的区域。因此，可在一个基片上写出多个相同图案。
将参考图1A-1C和图2A和2D描述本发明的实施例模式的概念，其中使用了配线层的形成方法。
在用微滴排放法形成导电层的情况中，导电层如下形成包含颗粒形状的导电材料的组合物被排放，并被熔合或焊接并通过烘培结合以固化该组合物。由于包含导电材料的组合物通过排放被附着到形成区，形成包含溶剂和导电颗粒的组合物以得到液体。对于通过排放包含导电材料的组合物并烘培它所形成的导电层，该导电层不密集，具有缺陷，且与作为对象(形成物质)的绝缘表面的附着力有时较弱。此外，导电层必须与对象具有足够的导电性并与之电连接，例如半导体层和导电层之间的连接，电极层之间的连接，导电层之间通过接触孔电连接的配线层。
附着力的这种缺陷引起制造的薄膜晶体管、显示装置等的电缺陷和可靠性降低。作为改善其可靠性的方法，本发明中形成了用于具有改善附着力效果的缓冲层。
本发明中所使用的缓冲层形成于彼此电连接的第一导电层和第二导电层之间。缓冲层改善了第一导电层和第二导电层之间的附着力。因此，缓冲层具有导电性并在其层内部或其表面上具有孔(气孔)。缓冲层的表面上和内部的孔可在附着到表面上的颗粒形状导电材料进入、填充和被烘培后固定被固化的导电材料。在本说明书中，这种缓冲层和固化的导电层的表面上或内部包含导电材料的空间被保持和固定，通常称作孔。缓冲层孔的大小要足够大，以便被排放到缓冲层的导电材料的颗粒能进入。可以产生通过孔(也指附着力、固定强度)将导电材料稳固地固定于缓冲层表面上的效果。因此，孔的大小取决于孔的开口部分以及要排放的导电材料颗粒的大小，且开口部分的大小可大于导电材料中包含的颗粒的大小。此外，孔没有特殊形状，且可以使用具有曲率的形状和如同针尖形状，只要存在导电材料通过的一个或多个开口部分。包括至少一个孔的缓冲层中包含的孔数量可以是单个或多个，且孔的一部分或所有孔可通过集成而彼此连接。其中固化装填孔的导电材料颗粒的形状取决于孔的形状。因此，孔的至少一个或多个部分的形状优选向着层的较低(内部)部分更大，以使固化的导电层类似于楔或锚作用于缓冲层且可以获得附着力的改善。当孔具有诸如收缩或有多个面的多边形的复杂形状时，导电层可更稳固地固定并可防止剥离或移除。
缓冲层优选具有较多数量的孔，因为它能使粘附导电材料的能力提高并使附着力提升。具有较多数量孔(气孔)的这种属性被称作多孔性，且具有较多数量孔的材料被称作多孔物质。多孔物质由物质中孔的比率(孔隙率)、孔大小的分布和孔的形状来表征。孔的大小是根据物质而不同的，且孔被分类成三种类型大小为2nm或以下的微孔，大小从2到50nm的中孔，以及大小为50nm或以上的大孔。孔的大小被选择为大于附着到导电材料的颗粒，以使导电材料的颗粒能进入孔。此外，多孔物质具有一些类型，根据孔隙率从微孔物质到多孔物质。但本发明中，具有孔和保持固化导电层的功能的任何层(薄膜)都可用作缓冲层，而不管其孔隙率。
导电材料以数种方式进入缓冲层中所包含的孔，例如导电材料通过毛细现象进入缓冲层中的孔的方式，或者根据缓冲层表面的电状态吸收排放材料的方式。然而，本发明不限于这些方式。
如图1A-1C所示，第一导电层51和缓冲层52形成于基片50上。如图1A所示，缓冲层52包括各种类型的孔，且它是导电的。填充微滴排放装置57的导电材料不断地被处理成颗粒形状，并与溶剂混合成液体。包含液体导电材料的这种组合物53从微滴排放装置57排放(喷射)，随后附着到缓冲层52。接着，通过变干和烘培形成第二导电层54(图1B)。
图1C是堆叠层55的放大示图，其中示出第一导电层51、缓冲层52和第二导电层54形成于基片50上。包含液体导电材料的组合物53中所包含的导电材料颗粒装填缓冲层52的多个孔的内部。装填孔的导电材料被溶解，粘着在孔内部并在后续的变干和烘培步骤中被固化成孔的形状。通过固化形成的导电层具有将第二导电层保持在孔内的能力，如箭头56所示，且孔中的导电层对整个第二导电层类似于楔或锚进行运作。因此，第二导电层54被稳固地附着到缓冲层52。由于只要是导电材料缓冲层52的材料就可自由选择，所以可以选择与第一导电层51具有良好附着力的材料。通过本发明，即使第一导电层51和第二导电层54之间的附着力较弱，但通过将缓冲层52插入其间，第一导电层51和第二导电层54能形成具有良好的附着力和稳定性。此外，缓冲层52具有导电性；因此可以产生第一导电层51和第二导电层54之间的导电性，并可将它们彼此电连接。
在该实施例模式中，用微滴排放手段形成第二导电层54。此外，在该实施例模式中，微滴排放法用于选择性地形成第一导电层51和缓冲层52。无需说明的是，第一导电层51和缓冲层52可通过蚀刻形成为具有期望的形状。微滴排放装置指排放微滴的所有装置，诸如具有用于组合物的排放开口的喷嘴，或者具有一个或多个喷嘴的头部。微滴排放装置中包含的喷嘴直径被设定为0.02到100μm(优选30μm或以下)，且从喷嘴排放的组合物的排放量被设定为0.001到100pl(优选0.1pl以上到40pl以下，更优选为10pl或以下)。排放量与喷嘴直径的大小成比例增加。此外，对象和喷嘴的排放开口之间的距离优选尽可能小，以使微滴能被排放到期望的位置，优选约为0.1到3mm(更优选为1mm或以下)。
对于要从排放开口排放出的组合物，使用溶剂中溶解或扩散的导电材料。导电材料可以是诸如Ag，Au，Cu，Ni，Pt，Pd，Ir，Rh，W或Al的金属的细粒或扩散毫微粒；诸如Cd或Zn的金属的硫化物；Fe，Ti，Si，Ge，Zr，Ba等的氧化物；或者卤化银。导电材料可以是氧化铟锡(ITO)，包括氧化铟锡和氧化硅的ITSO，有机铟，有机锡，氧化锌，氮化钛等，它用作透明导电膜。对于导电材料，可以混合使用单个元素或多个元素的颗粒。但是，对于要从排放开口排放出的组合物，考虑到电阻值，优选使用可以被溶解或扩散入溶剂的金、银和铜材料中的任一种。更优选使用具有较低电阻值的银或铜。在使用银或铜时，可附加地提供阻挡膜作为针对杂质的对抗手段。可以使用氮化硅膜或硼化镍(NiB)作为阻挡膜。
此外，可使用其中导电材料由另一种导电材料包围以形成多个层的颗粒。例如，可以使用其中用硼化镍(NiB)涂布围绕铜并进一步用银涂布的三层结构颗粒。对于溶剂，可以使用诸如醋酸丁酯和醋酸乙酯的酯；诸如异丙醇和乙醇的醇；如甲乙酮和丙酮的有机溶剂；或水。组合物的粘度优选为20mPa.s或以下。这避免了组合物变干，或使组合物能从排放开口平滑地排出。组合物的表面张力优选为40mN/m或以下。根据所使用的溶剂和应用，组合物的粘性等可被适当调节。例如，溶剂中溶解或扩散了ITO、有机铟或有机锡的组合物的粘度可被设定为从5到20mPa.s，溶剂中溶解或扩散了银的组合物的粘度可被设定为从5到20mPa.s，且溶剂中溶解或扩散了金的组合物的粘度可被设定为从5到20mPa.s。
导电层可通过堆叠多种导电材料形成。首先，可通过微滴排放法用银作为导电材料形成导电层，随后用铜等将其镀敷。镀敷可通过电镀或化学(无电)镀方法进行。可通过将基片表面浸泡入用包含镀敷材料的溶液装填的容器来进行镀敷。可应用包含电镀材料的溶液，以使在基片倾斜(或垂直)放置的情况下该溶液在基片表面上流动。当通过在基片垂直放置的情况下应用溶液以进行镀敷时，一项优点在于即便在使用较大基片的情况下，过程中所使用的装置也可以较小。
为了防止喷嘴被阻塞以及制造精细图案的目的，导电材料的颗粒直径优选尽可能小，尽管这取决于每个喷嘴的直径、期望图案等等。较佳地，导电材料的颗粒直径是0.1μm或以下。组合物通过已知方法形成，诸如电解方法、雾化方法或湿法还原方法，且要获得的颗粒大小通常约从0.01到10μm。但是，当采用气体蒸发方法时，分散剂所保护的毫微粒是微小的，约7nm。此外，在用涂布剂覆盖每个颗粒的表面时，毫微粒不在溶剂中聚集且在室温下在溶剂中均匀扩散，并表现为类似于液体。因此，优选使用涂布剂。
本发明中，在利用液体组合物和形成区域外围之间的润湿性差异来处理组合物以具有期望图案时，即使在附着到对象之后，组合物具有流动性也是必要的。但是，只要不损失流动性，排放组合物的步骤可在降低的压力下进行。此外，当在降低压力下执行该步骤时，氧化物膜等不形成于导电材料表面上，这是优选的。在排放组合物后，执行变干和烘培中的任一步骤或这两个步骤。变干或烘培每一步骤都由热处理来进行。例如，在100℃的温度下变干3分钟并在200℃到550℃的温度下烘培15分钟到60分钟，它们每一个都具有不同的目的、温度和时间。通过激光照射、快速热退火、利用加热炉加热等，在正常压力或降低压力下进行变干和烘培步骤。注意，未特别限制热处理的计时及其数量。基片可被加热以便顺利地执行变干和烘培的步骤。此时基片的温度取决于基片等的材料品质，但通常从100到800℃(优选从200到550℃)。采用这些步骤，使毫微颗粒彼此接触，且通过硬化和收缩外围树脂以及蒸发组合物中的溶剂或者化学取出分散剂，加速熔合和焊接。
连续波或脉冲波的气体激光器或固态激光器可用于激光器光照射。准分子激光器、YAG激光器等可用作气体激光器。利用由Cr、Nd等晶体掺杂的YAG、YVO4、GdVO4等晶体的激光器可用作固态激光器。注意，对于激光器光的吸收比，优选使用连续波激光器。此外，可以使用组合脉冲波和连续波激光器的激光器照射法。但是，根据基片的耐热性，通过激光器光照射的热处理优选在几微秒到几十秒内瞬时进行，以便不破坏基片。通过将温度快速提升以及用红外线灯或卤素灯瞬时加热几微秒到几分钟来实施快速热退火(RTA)，所述灯在惰性气体气氛中发出从紫外线到红外线的光。由于瞬时执行处理，只有顶部表面上的薄膜被实质性加热且较低层的薄膜不受影响。因此，甚至不会影响具有较低耐热性的基片，诸如塑料基片。
在通过用微滴排放法排放组合物形成栅电极层等之后，通过用压力受压使其表面平面化，以增强平面性。作为施压方法，通过在表面上移动滚筒形物体可平滑不平坦，或者可用平坦的板形物体垂直按压表面。在进行按压时，可进行加热步骤。或者，在用溶剂等软化或融化表面后可用气刀消除表面上的不平坦。CMP方法也可用于抛光表面。当通过微滴排放法形成不平坦时，该步骤可应用于平面化表面。
图1A-1C中，使用了选择性形成第一导电层51和缓冲层52的微滴排放法，但也可使用蚀刻来以期望的形状形成第一导电层51和缓冲层52，如图2A-2D所示。图2A-2D示出了用于形成缓冲层和缓冲层上的导电层的方法的另一示例。
导电膜61形成于基片60上，如图2A所示。形成与导电膜61有良好附着力的导电膜62。导电膜62可具有一定的导电性，且可以使用诸如金属、半导体材料等的导电材料。考虑到材料的阻值等，可选择有机材料、无机材料、其混合材料等。该材料可包含多种材料，诸如合金、化合物和混合物。例如，可以使用选自Ag、Au、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、Ta、W、Ti、Mo、Al、Cu的元素或者主要包含该元素的合金材料或化合物材料。作为用于半导体材料的材料，可以使用用诸如磷的杂质元素掺杂的多晶硅膜。
在该实施例模式中，通过形成含颗粒的导电膜并通过蚀刻去除颗粒而形成包含孔的导电膜。但是，本发明不限于这种方法。可以形成包含上述导电材料的导电膜，随后可在该导电膜中形成孔。通过向导电膜施加物理力或者对导电膜进行冲击；化学处理(通过具有腐蚀效果的溶液的表面腐蚀)；通过加热而部分变形(部分溶解等)，孔可形成于导电膜中。此外，颗粒形状的物质可被附着于导电膜的表面，以使导电膜在其表面中具有孔。
在该实施例模式中，氧化铟锡(ITO)用作导电膜62。氧化硅颗粒63包含在导电膜62中。在后续步骤中去除氧化硅颗粒63，且在导电膜62中形成孔(空间，洞)。在该实施例模式中，添加氧化硅颗粒(多数50nm粒径)的ITO溶液被应用于导电膜61上，变干并烘培，以形成包含氧化硅颗粒63的导电膜62。混入导电膜的材料可具有任何形状，诸如颗粒形、柱形、针形或平面形。此外，材料可被聚集以形成作为一单元的聚集体。由于依照颗粒形状形成孔，所以优选使得颗粒的尺寸大于进入或装填孔的导电材料颗粒，并使其小于要形成的第二导电层的线宽。因此，要考虑到包含至少一个孔的缓冲层上形成的第二导电层的材料或形状而适当选择材料。
接着，去除导电膜62中包含的氧化硅颗粒63。在该实施例模式中，氧化硅颗粒63通过氢氟酸处理被溶解并被去除。在相对于导电膜62的蚀刻选择性较高的情况下去除氧化硅颗粒63是必要的，以便仅去除膜中所包含的颗粒。在去除氧化硅颗粒63时，去除颗粒的部分变成空间(腔)，随后形成孔65和包含至少一个孔的缓冲层64(图2B)。在该实施例模式中，将氢氟酸溶液用作蚀刻剂，通过湿法蚀刻去除氧化硅颗粒63。根据导电膜62中氧化硅颗粒63的散布状态，某些氧化硅颗粒保留在包含至少一个孔的缓冲层64中而未接触蚀刻剂并溶解，类似于颗粒66。即使在这种情况下，包括至少一个孔的缓冲层64具有孔65且仍用作包括至少一个孔的缓冲层。
包含液体导电材料的组合物67被排入包含至少一个孔的缓冲层64。颗粒形导电材料进入包含至少一个孔64的缓冲层并装填之，在孔中通过变干、烘培步骤被固化，随后形成第二导电层69。通过孔中固化的导电层的锚固效果提升第二导电层的附着力，且稳固地形成第二导电层。如图2C所示，由于多个孔存在于包含至少一个孔的缓冲层64的表面上或其内部，所以在某些情况下包含至少一个孔的缓冲层64中的导电层大于(或小于)附着到包含至少一个孔的缓冲层64表面上的导电层。
当排放包含导电材料的组合物时，作为预处理，可进行处理，以使相对于该组合物的液体组合物形成区域的润湿性不同于相对于组合物的该形成区域外围的非形成区域的润湿性。例如，当具有相对于组合物的较低润湿性的物质仅形成于非形成区域中以形成具有较低润湿性的区域(以下也称作低润湿性区域)时，形成区域相对地变成具有较高润湿性的区域(以下也称作高润湿性区域)。包含液体导电材料的排放组合物在低润湿性区域中不湿润并流出，因此它仅以良好的可控性按自对准方式形成于形成区域中。
具有不同润湿性的区域是具有包含导电材料的组合物的不同接触角的区域。具有包含导电材料的组合物的较大接触角的区域是具有较低润湿性的区域，且具有包含导电材料的组合物的较小接触角的区域是具有较高润湿性的区域。这是因为当接触角较大时，具有流动性的液体组合物不在区域表面上展开并被排斥，且该表面不被弄湿；且当接触角较小时，具有流动性的组合物在该表面上展开，且表面被良好地弄湿。因此，具有不同润湿性的区域具有不同的表面能。低润湿性区域的表面能较低，而高润湿性区域的表面能较高。
这样，当通过附着液体物质形成导电层或绝缘层时，通过在形成区域附近控制相对于液体物质的润湿性，可形成具有更准确图案的导电层、绝缘层等等。随后，导电膜61和包含至少一个孔的缓冲层64被处理成期望的形状，以形成导电层71和包含至少一个孔的缓冲层70。通过上述步骤，第一导电层71和第二导电层69通过包含至少一个孔的缓冲层64相互电连接并具有良好的附着力和稳定性。
进行用于增强润湿性的处理以使保持区域上排放的微滴的强度(也称作附着力或固定强度)强于其外围的强度，这等效于通过更改该区域增强与微滴的附着力。润湿性仅在与微滴接触并保持该微滴的表面上是必要的，且整个薄膜不必具有类似的属性。
与通过旋涂等等进行的全表面涂布形成相比较，通过组合微滴排放法，可避免材料损耗并可实现成本降低。通过本发明，配线等可形成为具有良好的形状，具有良好的附着力和覆盖，且即便通过小型化或薄型化杂乱地聚集并排列配线，也能改善可靠性。
通过本发明，组件可按期望的图形形成并具有良好的附着力。此外，可减少材料损耗和成本。因此，可以高产量制造具有高性能和高可靠性的薄膜晶体管和显示装置。
实施例模式2图25A是示出根据本发明的显示面板结构的顶视图，其中按矩阵形式排列象素2702的象素部分2701、扫描线输入端子2703和信号线输入端子2704形成于具有绝缘表面的基片2700上。可以根据各种标准确定象素数量。用于使用RGB的全色显示器的XGA的象素数量可以是1024×768×3(RGB)，且用于使用RGB的全色显示器的UXGA的象素数量可以是1600×1200×3(RGB)。在形成与用于使用RGB的全色显示器的全规格高清的显示面板的情况下，象素数量可以是1920×1080×3(RGB)。
通过使从扫描线输入端子2703开始延伸的扫描线与从信号线输入端子2704开始延伸的信号线相互交叉按矩形形式排列象素2702。每个象素2702都包括一开关元件和同该开关元件相连的象素电极。TFT可作为开关元件的表示示例。将TFT的栅电极侧连接到扫描线并将其源或漏极侧连接到信号线使得能通过来自外部的信号输入独立控制各象素。
图25A示出了其中输入扫描线和信号线的信号由外部驱动器电路控制的显示面板结构。如图22A所示，驱动器IC2751可通过COG(玻板基芯片)模式安装于基片2700上。如图22B所示，TAB(带自动接合)模式可用作另一种安装模式。驱动器IC可形成于单晶半导体基片上或者其中用TFT和电路一起形成于玻璃基片上。在图22A和22B中，驱动器电路2751与FPC2750相连。
在象素中形成的TFT是用具有高结晶度的多晶(微晶)半导体制成的情况下，扫描线驱动器电路3702可集成于基片3700上，如图25B所示。图25B中，标号3701指示象素部分且标号3704指示信号线输入端子，信号驱动器电路按与图25A相同的方式由外部驱动器电路控制。当每个象素中形成的TFT是由多晶(微晶)半导体制成时，具有高迁移率的单晶半导体等、扫描线驱动器电路4702和信号线驱动器电路4704可与象素部分4701在玻璃基片4700上集成，如图25C所示，类似于通过本发明形成的TFT。
将参考图4到9描述本发明的实施例模式。特别是，将描述应用本发明的制造具有反交错的薄膜晶体管的显示装置的方法。图4A、5A、6A、7A是显示装置的象素部分的顶视图；图4B、5B、6B、7B是沿图4A、5A、6A、7A中的线A-C获得的剖视图；图4C、5C、6C、7C是沿图4A、5A、6A、7A中的线B-D获得的剖视图。图8A和8B是象素装置的剖视图。图9A是象素装置的顶视图，而图9B是沿图9A的线L-K(包括I-J)获得的剖视图。
作为基片100，可使用诸如硼硅酸钡玻璃、硼硅酸铝玻璃的玻璃基片；石英基片；金属基片；或可经受制造过程的处理温度的耐热塑料基片。基片100的表面通过CMP方法等进行抛光，以平面化。绝缘层可形成于基片100上。绝缘层通过诸如CVD、等离子体CVD、溅射和旋涂的已知方法由包含硅的氧化物材料或者包含硅的氮化物材料构成，以具有单层或堆叠层。形成该绝缘层是不必要的。但，绝缘层可防止污染物渗透基片100。
栅电极层103和104形成于基片100上。栅电极层103和104可通过CVD法、溅射法、微滴排放法等形成。栅电极层103和104可用选自Ag，Au，Ni，Pt，Pd，Ir，Rh，W，Ti，Mo，Al或Cu的元素、主要包含该元素的合金材料或组合物材料构成。或者，可以使用由用诸如磷杂质元素掺杂的多晶硅膜所代表的半导体膜或AgPdCu合金。可使用单层结构或堆叠层结构。例如，氮化钨(WN)膜和钼(Mo)膜的双层结构，或者其中50nm厚的钨膜、500nm厚的铝硅合金(Al-Si)膜以及30nm厚的氮化钛膜按此顺序堆叠的三层结构。此外，在三层结构的情况下，可使用氮化钨代替钨作为第一导电膜；可使用铝钛合金(Al-Ti)膜代替铝硅合金(Al-Si)膜作为第二导电膜；且可使用钛膜代替氮化钛膜作为第三导电膜。
在栅电极层103和104的形状需要处理的情况下，栅电极层103和104通过在形成掩模后进行干蚀刻或湿蚀刻而处理成期望的形状。通过适当控制蚀刻条件(施加到线圈电极上的电功率量、施加到基片侧的电极的电功率量、基片侧电极的温度等等)，电极层可通过ICP(诱导耦合等离子体)蚀刻被蚀刻成具有锥形形状。注意，可适当使用由Cl2、BCl3、SiCl4或CCl4所代表的氯基气体；CF4、SF6或NF3所代表的氟基气体或者O2作为蚀刻气体。
用于处理成期望形状的掩模可通过选择性排放组合物形成。通过选择性形成掩模可简化处理成期望形状的步骤。诸如环氧树脂、酚醛树脂、酚醛清漆树脂、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂或聚氨酯树脂的树脂材料可用作掩模。此外，掩模可使用具有透射率的有机材料、通过聚合制成的化合物材料、包含水溶性均聚物和水溶性共聚物的组合物材料等通过微滴排放法形成，所述有机材料诸如具有苯并环丁烯、聚对二甲苯基、flare、聚酰亚胺；所述化合物材料诸如硅氧烷基聚合物。或者，也可使用包含光敏剂的商业抗蚀剂材料。例如，可以使用诸如酚醛清漆树脂和作为光敏剂的萘醌二嗪农化合物的典型正型抗蚀剂；或者诸如基础树脂、二苯基硅烷二醇和酸发生剂的负型抗蚀剂。在使用任何材料过程中，通过控制溶剂的浓度或者添加表面活性剂等适当控制表面张力和粘度。
在该实施例模式中，当用于形成期望形状的过程的掩模通过微滴排放法形成时，作为预处理，具有不同润湿性的区域会形成于主体区域附近。本发明中，当通过微滴排放法排放微滴以形成诸如导电层、绝缘层或包含至少一个孔的缓冲层的组件时，通过形成相对于组件形成区域中材料的低润湿性区域和高润湿性区域就可控制形成形状。通过在组合物的形成区域中进行处理，出现润湿性的差异，因此微滴仅保持在具有高润湿性的形成区域中，且可以高可控性形成具有期望形状的形成物。该过程可应用于任何形成物(诸如绝缘层、导电层、掩模层和配线层)的预处理。
在该实施例模式中，利用微滴排放手段通过微滴排放装置105a和105b形成栅电极层103和栅电极层104(图4A-4C)。
随后，栅绝缘层106形成于栅电极层103和104之上。栅绝缘层106可由诸如氧化硅材料或氮化物材料的已知材料构成，并可以是单层或堆叠层。在该实施例模式中，使用氮化硅膜和氧化硅膜的双层结构。或者，可以使用氮氧化硅的单层或用三个层形成的堆叠层。优选使用具有密集膜品质的氮化硅膜。在使用银、铜等作为通过微滴排放法形成的导电层的情况下，当在其上形成氮化硅膜或NiB膜作为阻挡膜时，氮化硅膜或NiB膜在防止杂质扩散以及平面化表面中是有效的。注意，诸如氩的稀有气体元素优选包含在反应气体中且优选被混入要形成的绝缘膜，以形成在低膜形成温度下具有很少栅极漏电流的紧密绝缘膜。
接着，形成半导体层。如必要，可形成具有一种导电类型的半导体层。或者，可以制造其中形成n-型半导体层的n-沟道TFT的NMOS结构、其中形成p-型半导体层的p-沟道TFT的PMOS结构以及n-沟道TFT和p-沟道TFT的CMOS结构。为了提供导电性，通过掺杂将导电性的元素添加到半导体层并在该半导体层中形成杂质区域，以便可以形成n-沟道TFT和p-沟道TFT。导电性可通过用PH3气体进行等离子体处理而提供给半导体层，取代形成n-型半导体层。
作为半导体层的材料，也可使用通过使用由硅烷或锗代表的半导体材料气体的气相生长法或者溅射法制造的非晶半导体(以下简称“AS”)；通过利用光能或热能使非晶半导体结晶形成的多晶半导体；半非晶半导体(也称作微晶半导体，以下简称“SAS”或微晶)等。该半导体层可通过使用已知方法(诸如溅射、LPCVD和等离子体CVD)形成。
SAS具有非晶结构和结晶结构(包括单晶结构和多晶结构)之间的中间结构，并具有自由能稳定的第三态。SAS包括一结晶区，它有含晶格畸变的近程有序。在至少一部分膜中可观察到大小为0.5到20nm的结晶区。在包含硅作为其主要组分的情况下，拉曼谱向低于520cm-1的波数移动。通过X射线衍射观察到被认为源于硅结晶格子的(111)和(220)的衍射峰。SAS包含至少1原子％或以上的氢或卤素，用于终止不饱和键。用硅源气体通过辉光放电分解(等离子体CVD)形成SAS。对于硅源气体，可使用SiH4、Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等。此外，F2或GeF4可被混合于该硅源气体。硅源气体还可用H2或H2以及选自He、Ar、Kr和Ne的一种或多种稀有气体元素加以稀释。稀释比被设定为在2到1000的范围内。将压力设定为约在0.1到133Pa的范围内。电源频率被设定为1到120MHz，优选为13到60MHz。较佳地，基片加热温度被设定为300℃或以下，优选为100到200℃。作为形成膜时所包含的杂质元素，诸如氧、氮和碳的大气成分杂质的各自浓度优选被设定为1×1020cm-3或以下。特别是，氧浓度被设定为5×1019cm-3或以下，优选为1×1019cm-3或以下。此外，当通过添加诸如氦、氩、氪和氖的稀有气体元素可进一步促进晶格畸变时，可获得提高稳定性的良好SAS。此外，用氢气形成并作为半导体层的SAS层可堆叠在用氟气形成的SAS层上。
氢化非晶硅通常可称作非晶半导体，而多晶硅等通常可称作结晶半导体层。多晶硅包括主要包含在800℃或以上的处理温度下形成的多晶硅的所谓高温多晶硅；主要包含在600℃或以下的处理温度下形成的多晶硅的所谓低温多晶硅；通过添加促进结晶的元素而结晶的多晶硅；等等。如上所述，也可使用半非晶半导体或包含一部分半导体层中的结晶相的半导体。
当结晶半导体层用作所述半导体层时，该结晶半导体层可通过已知方法形成(例如，激光结晶、热结晶、使用诸如镍等的促进结晶的元素的热结晶)。此外，作为SAS的微晶半导体可通过激光器照射被结晶以提高其结晶度。当未引入促进结晶的元素时，在将激光发射到非晶硅膜之前，该非晶硅膜在氮气氛下以500℃被加热一个小时，以使非晶硅膜中所包含的氢浓度被释放变成1×1020原子/cm3或以下。这是因为当用激光照射包含大量氢的非晶硅膜时会破坏非晶硅膜。
用于将金属元素引入非晶半导体层的方法通常没有特殊限制，只要该方法能在非晶半导体层的表面上或内部提供金属元素。例如，可以使用溅射、CVD、等离子体处理(包括等离子体CVD)、吸收、用于应用金属盐溶液的方法等等。在上述方法中，使用溶液的方法是方便的并有易于调节金属元素浓度的优点。此外，为了改善非晶半导体层表面的润湿性以便在非晶半导体层的整个表面上扩散水溶液，氧化物膜优选通过氧气氛中的UV光照射、热氧化、使用包含羟自由基或过氧化氢溶液的臭氧水的处理等等而形成。
非晶半导体层可利用热处理和激光照射的组合而被结晶化。热处理或激光照射可单独实施数次。
此外，结晶半导体层可通过线性等离子体法直接形成于基片上。或者，结晶半导体层可通过线性等离子体法选择性地形成于基片上。
通过印刷法、喷射法、旋涂法、微滴排放法等等，可利用有机半导体材料形成半导体。在这种情况中，由于不需要上述蚀刻步骤，所以能减少步骤数量。低分子量材料、高分子量材料、有机颜料、导电高分子量材料等等都可用作有机半导体。结晶度，具有含共轭双键的骨架的π共轭系统高分子量材料用作本发明中使用的有机半导体材料。通常，可使用可溶的高分子量材料，如聚噻吩、聚芴、聚(3-烷基噻吩)、聚噻吩衍生物和并五苯。
至于可用在本发明中的另一种有机半导体材料，有一种可通过形成可溶前体，并处理所述可溶前体来形成半导体层的材料。例如，聚亚乙基亚乙烯基(polyethylenevinylene)、聚(2，5-亚噻吩基亚乙烯基)、聚乙炔、聚乙炔衍生物、聚亚芳基亚乙烯基等，可以作为有机半导体材料。
当把前体转化成有机半导体时，除了热处理以外，可以将活性催化剂如氯化氢气体加入所述前体。至于溶解这种可溶有机半导体材料的典型溶剂，可以使用甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、苯甲醚、氯仿、二氯甲烷、γ-丁基内酯、丁基纤维素、环己烷、NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)、环己酮、2-丁酮、二噁烷、二甲基甲酰胺(DMF)、THF(四氢呋喃)等。
半导体层107和108形成于栅绝缘层106上。在该实施例模式中，非晶半导体层被结晶化以形成结晶半导体层作为半导体层107和108。在结晶过程中，促进结晶的元素(也称作催化元素或金属元素)被添加到非晶半导体层，且通过热处理进行结晶(在550到750℃的温度下进行3分钟到24小时)。作为促进结晶的元素，可以使用选自铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)、铜(Cu)和金(Au)的一种或多种。
本实施例模式中使用镍。
为了从结晶半导体层中去除或减少促进结晶的元素，形成与结晶半导体层接触的包含杂质元素的半导体层以用作吸气装置(gettering sink)。可使用n型杂质元素、p型杂质元素、稀有气体元素等作为杂质元素。例如，可使用选自磷(P)、氮(N)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、硼(B)、氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)的一种或多种。在该实施例模式中，形成包含氩的半导体层作为包含杂质元素的半导体层，并用作吸气装置。含氩的半导体层形成于包含促进结晶的元素的结晶半导体层上，并进行热处理。(在550到750℃的温度下进行3分钟到24小时)。结晶半导体层中包含的促进结晶元素移入含氩的半导体层，且结晶半导体层中包含的促进结晶的元素被去除或减少。此后，去除用作吸气装置的含氩的半导体层。含n型掺杂元素磷的n型半导体层形成于半导体层上。n型半导体层用作源极区和漏极区。在该实施例模式中，用半非晶半导体形成n型半导体层。
包含至少一个孔的缓冲层形成于n型半导体层上。包括至少一个孔的缓冲层按与实施例模式1中相同的方式形成。包含至少一个孔的缓冲层具有与n型半导体层的良好的附着力并具有导电性。包含至少一个孔的缓冲层可具有一定导电性，并可使用诸如金属等的导电材料、半导体材料等。考虑到材料的阻值等，可选择有机材料、无机材料、其混合材料等。合金的化合物、导电氧化物或包含多种材料的混合材料也可用作所述材料。可以使用例如选自Ag、Au、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、Ta、W、Ti、Mo、Al、Cu的元素或主要包含该元素的合金材料或化合物材料。作为半导体材料，可使用用诸如磷等的杂质元素掺杂的多晶硅膜。
在该实施例模式中，通过形成包含颗粒的导电膜并通过蚀刻去除这些颗粒而形成包含孔的导电膜。但，本发明不限于此方法。形成包含上述导电材料的导电膜，随后在该导电膜中形成孔。通过将物理力施加到导电膜上或者冲击导电膜；化学处理(诸如通过具有腐蚀效果的溶液腐蚀表面)；或者通过加热部分变形(部分溶解等)，在导电膜中形成孔。此外，可将颗粒状物质附着到导电膜表面上，以使导电膜在其表面上具有孔。
在该实施例模式中，ITO用作包括至少一个孔的缓冲层。诸如ZnO或SnO的其它导电氧化物也可用作包括至少一个孔的缓冲层。在该实施例模式中，添加氧化硅颗粒(粒径达50nm)的ITO溶液加以应用、变干和烘培(在该实施例模式中，500℃)以形成包含氧化硅颗粒的导电层。在该实施例模式中，氧化硅颗粒通过氢氟酸处理被溶解和去除。当去除氧化硅颗粒时，去除颗粒的部分变成空间(腔)，随后形成孔和包含至少一个孔的缓冲层。在该实施例模式中，将氢氟酸溶液用作蚀刻剂通过湿法蚀刻去除氧化硅颗粒。半导体层、n型半导体层和通过上述步骤形成的包含至少一个孔的缓冲层分别被处理成期望的形状，因此形成半导体层107、108、n型半导体层109、110以及缓冲层111、112(分别包括至少一个孔)(图5A和5B)。
通过微滴排放法形成由诸如抗蚀剂或聚酰亚胺的绝缘材料制成的掩模。通过使用该掩模，经蚀刻在栅绝缘层106的一部分中形成通孔125，从而露出位于栅绝缘层下部的栅电极层104的一部分(图5A和5B)。等离子体蚀刻(干蚀刻)或湿蚀刻中的任一种可用于所述蚀刻。当通过蚀刻处理较大的基片时，等离子体蚀刻是优选的。使用包含氟或氯的气体作为蚀刻气体，如CF4、NF3、Cl2或BCl3，且适当向其添加惰性气体，如He或Ar。当通过大气压放电进行蚀刻时，放电可局部进行，因此掩模层不必形成于基片的整个表面上。
包含液体导电材料的组合物从微滴排放装置118a、118b、118c和118d被排放到缓冲层111和112(分别包括至少一个孔)上。颗粒形导电材料用于填充缓冲层111和112(分别包括至少一个孔)中的孔，并通过变干、烘培步骤在孔中固化以形成源电极层或漏电极层113、114、115和116(图6A-6C)。通过孔中固化的导电层的锚固效应，源电极层或漏电极层113、114、115和116的附着力得以改善并可被稳固地形成。通过上述过程，n型半导体层109和110以及源电极层或漏电极层113、114、115和116彼此以良好的附着力和稳固性形成，以便经由缓冲层111和112(分别包括至少一个孔)相互电连接。
源电极层或漏电极层113还用作源配线层，且源电极层或漏电极层115还用作电源线。在源电极层或漏电极层113、114、115和116形成后，半导体层107和108、n型半导体层109和110、缓冲层111和112(分别包括至少一个孔)被处理成期望的形状。在该实施例模式中，通过微滴排放法形成掩模以便处理它们。但，半导体层、n型半导体层和缓冲层(分别包括至少一个孔)可通过蚀刻且将源电极层和漏电极层用作掩模而被处理。
形成源电极层或漏电极层113、114、115和116的步骤可按与形成栅电极层103和104的上述步骤相同的方式实施。
作为用于形成源电极层或漏电极层113、114、115和116的导电材料，可使用主要包含金属颗粒的组合物，如Ag(银)、金(Au)、Cu(铜)、W(钨)和Al(铝)。此外，可以使用具有透光性的氧化铟锡(ITO)、包括氧化铟锡和氧化硅的ITSO、有机铟、有机锡、氧化锌、氮化钛等的组合。
在栅绝缘层106中形成的通孔125中，源电极层或漏电极层114以及栅电极层114彼此电连接。源电极层或漏电极层的一部分构成电容器元件。栅电极层104和源电极层或漏电极层114可经由包括至少一个孔的缓冲层而彼此连接。该实施例中形成的包括至少一个孔的缓冲层具有导电性，因此可改善附着力而无电缺陷。
通过组合微滴排放方法，与通过旋涂法等的整个表面涂布成形相比，可避免材料损耗并可实现成本降低。通过本发明，即便配线等由于小型化或薄化而聚集并复杂排列，也可形成具有良好附着力和稳定性的配线等。
作为预处理，通过微滴排放法形成用作粘合剂的有机材料基物质以改善与导电层或绝缘层的附着力。在这种情况中，执行用于在该物质上形成具有不同润湿性的区域的处理。也可使用有机材料(有机树脂材料)(例如，聚酰亚胺和丙烯酸)或硅氧烷树脂。此外，硅氧烷材料对应于包含Si-O-Si键的树脂。硅氧烷具有由硅(Si)和氧(O)键形成的骨架。至少包含氢的有机基团(例如，烷基基团或芳烃)用作硅氧烷的取代基。氟基团也可用作为取代基。此外，至少包含氢的有机基团和和氟基团也可用作取代基。
随后，包含导电材料的组合物被选择性地排放于栅绝缘层106上以形成第一电极层117(图7A到7C)。无需说明的是，包含至少一个孔的缓冲层可形成于第一电极层117和源电极层或漏电极层116之间。在通过基片100发出光的情况下，使用包括氧化铟锡(ITO)、包含氧化硅的氧化铟锡(ITSO)、包含氧化锌(ZnO)的氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、用镓(Ga)掺杂的ZnO、氧化锡(SnO2)等的组合物，第一电极层117可形成为预定图案，随后被烘培。
此外，第一电极层117优选用氧化铟锡(ITO)、含氧化硅的氧化铟锡(ITSO)、氧化锌(ZnO)等通过溅射形成。更优选地，第一电极层117由含氧化硅的氧化铟锡通过用含2到10重量％的氧化硅的靶子进行溅射而制成。此外，可以使用用镓(Ga)或氧化铟锌(IZO)掺杂氧化锌(ZnO)的导电材料，该氧化铟锌是导电氧化物，包含氧化硅，并包含用2到20重量％的氧化锌(ZnO)混合的氧化铟。在通过溅射形成第一电极层117后，掩模层可通过微滴排放法形成，且随后将第一电极层蚀刻为期望的图案。在该实施例模式中，第一电极层117利用具有透光性的导电材料通过微滴排放法形成。具体地，第一电极层117由氧化铟锡或包含ITO和氧化硅的ITSO制成。
在形成源电极层或漏电极层116之前，第一电极层117可选择性地形成于栅绝缘层106上。在这种情况下，关于源电极层或漏电极层116和第一电极层117之间的连接结构，在该实施例中，将源电极或漏电极116堆叠在第一电极层117上。当在形成源电极层或漏电极层116之前形成第一电极层117时，第一电极层117可以良好的覆盖性形成于平形成区域上。因此，可充分执行诸如CMP的抛光处理，从而形成具有良好平面性的第一电极层117。
或者，可以使用一种结构，其中要作为夹层绝缘层的绝缘层形成于源电极层或漏电极层116上且该源电极层或漏电极层116通过配线层与第一电极层117电连接。在这种情况中，通过去除绝缘层，相对于绝缘层具有低润湿性的物质形成于源电极层或漏电极层116上，而不形成开口部分(接触孔)。此后，通过涂布应用包含绝缘层的组合物，以使绝缘层形成于未形成低润湿性物质的区域中。
绝缘层通过加热、变干等而被固化，随后去除低润湿性的物质以形成开口部分。形成一配线层来填充该开口部分，且形成第一电极层117与该配线层相接触。通过使用该方法，由于不必通过蚀刻形成开口部分，可简化过程。
此外，在生成的光被发射到基片100侧的相对侧的情况下，制造顶部发射型EL显示面板，可使用主要包含如Ag(银)、Au(金)、Cu(铜)、W(钨)和Al(铝)的金属颗粒的组合物。作为另一方法，通过溅射形成透明导电膜或光反射导电膜，掩模图案通过微滴排放法形成，且导电膜可被蚀刻以形成第一电极层117。
第一电极层117的表面可通过CMP方法抛光或者通过使用聚乙烯醇型多孔体抛光，从而使其表面平面化。或者，在经CMP抛光第一电极层117的表面后，其表面可经受紫外光照射处理、氧等离子体处理等等。
通过上述步骤，完成了用于显示面板的TFT基片，其中底部栅极型TFT和第一电极层在基片100上连接。该实施例模式中的TFT是反交错的TFT。
接着，选择性地形成绝缘层121(也称作隔离壁或堤)。在第一电极层117上，绝缘层121形成为具有开口部分。在该实施例模式中，绝缘层121形成于整个表面上，并利用由抗蚀剂等制成的掩模通过蚀刻进行处理。当绝缘层121通过可直接和选择性形成图案的微滴排放法、印刷法等形成时，不必需要通过蚀刻的处理步骤。此外，绝缘层121可通过本发明的预处理被形成为期望的形状。
绝缘层121可由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝、氮氧化铝或其它无机绝缘材料；丙烯酸、甲基丙烯酸及其衍生物；诸如聚酰亚胺、芬芳聚酰胺或聚苯并咪唑的耐热高分子量材料；或者硅氧烷绝缘材料。绝缘层121也可由光敏或非光敏材料制成，如丙烯酸或聚酰亚胺。绝缘层121优选形成为具有其中曲率半径连续变化的形状，以增加其上形成的场致发光层122和第二电极层123的覆盖。。
在通过用微滴排放法排放组合物形成绝缘层121后，用压力按压绝缘层121的表面以使该表面平面化。作为用于按压绝缘层121表面的方法，滚筒状物体可在其表面上扫描以降低不平度，或者可用平版等垂直按压其表面。或者，绝缘层121的表面可用溶剂等软化或溶解并用气刀去除其表面上的不平。此外，绝缘层121的表面可用CMP抛光。该步骤可应用于通过微滴排放法在表面上形成不平且该表面必须被平面化的情况。当通过该步骤平面化该表面时，可防止显示面板等的显示不平从而可以在该显示面板上显示高清图像。
发光元件形成于基片100上，该基片是用于显示面板的TFT基片(图8A和8B)。
在形成场致发光层122前，在大气压下以200℃进行热处理以消除第一电极117和绝缘层121的内部或表面上吸收的湿气。此外，在减小压力下以200到400℃(优选250到350℃)进行热处理，且场致发光层122优选在减小压力下通过真空蒸发方法或通过微滴排放法形成而不将该场致发光层暴露给大气。
利用蒸发掩模等作为场致发光层122，通过蒸发分别选择性地形成呈现红(R)、绿(G)和蓝(B)光发射的材料。呈现红(R)、绿(G)和蓝(B)光发射的材料(例如，低分子量材料或高分子量材料)以及滤色片可通过微滴排放法形成。由于呈现R、G和B光发射的材料可单独应用而不用掩模，优选使用微滴排放法。将第二电极层123堆叠在场致发光层122上，以便能完成使用具有显示功能的该发光元件的显示装置。
虽然图中未示出，但形成钝化膜来覆盖第二电极层123是有效的。用于构成显示装置的保护膜可具有单层结构或多层结构。钝化膜可由包含氮化硅(SiN)、氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(silicon oxynitride)(SiON)、氧氮化硅(silicon nitrideoxide)(SiNO)、氮化铝(AlN)、氮氧化铝(AlON)、其中氮含量高于氧含量的氧氮化铝(AlNO)、氧化铝、菱形碳(DLC)或氮化碳(CNx)膜的绝缘膜制成。钝化膜可由单层绝缘膜或组合绝缘膜的堆叠层构成。例如，可使用氮化碳(CNx)膜和氮化硅(SiN)膜的堆叠结构。此外，可使用有机材料。可使用诸如苯乙烯聚合物的高分子量材料的堆叠层。此外，可使用硅氧烷材料。
在这种情况中，具有极佳覆盖性的膜优选被用作钝化膜。碳膜(特别是DLC膜)被有效地使用。由于DLC膜可在室温到100℃的温度范围内形成，所以它可以方便地形成于耐热属性较低的场致发光层上。DLC膜可通过等离子体CVD(通常，RF等离子体CVD、微波CVD、电子回旋加速谐振(ECR)CVD)、热灯丝CVD等)、燃烧火焰、溅射、粒子束蒸发、激光蒸发等形成。氢气和含碳氢的气体(例如，CH4、C2H2、C6H6等)用作形成膜的反应气体。这些反应气体通过辉光放电被离子化。使离子加速以与负自偏阴极碰撞。可使用C2H4气体和N2气体作为反应气体形成CN膜。DLC膜具有相对于氧的较高抗渗性并可防止场致发光层被氧化。因此，在后续密封步骤期间DLC膜可防止场致发光层被氧化。
如图9B所示，形成密封材料136并用密封基片140进行密封。此后，柔性配线基片可连接到与栅电极层103电连接的栅配线层，以便与外部电连接。这类似于形成为与源电极层或漏电极层113电连接的源配线层。
具有元件的基片100和密封基片140通过封装填充剂135而被密封。滴落法可用于封装填充剂以及液晶材料。可用诸如氮的惰性气体代替填充剂135。通过在显示装置中提供干燥剂可以防止由于发光元件的水引起的劣化。干燥剂可设置于密封基片140任一侧或基片100侧。干燥剂还可设置于通过在基片内形成凹部分而提供密封材料136的区域中。当干燥剂被设置于与不进行显示的区域相对应的位置时，诸如驱动器电路区域或密封基片140的配线区域，即便该干燥剂不透明也不会减少孔径比。可形成填充剂135以包含吸湿材料，以使填充剂135具有干燥剂的功能。因此，可以完成使用发光元件并具有显示功能的显示装置(图9A和9B)。
此外，通过利用各向异性的导电膜138，FPC139被粘附到端电极层137，用于电连接显示装置的内部和外部，因此端电极层137与FPC139电连接。
图9A示出了显示装置的顶视图。如图9A所示，象素部分150、扫描线驱动器区域151a、扫描线驱动器区域151b和连接区域153通过密封材料被密封于基片100和密封基片140之间，且包括IC驱动器的信号线驱动器电路152设置于基片100上。薄膜晶体管133和134设置于驱动器电路区域中，且薄膜晶体管130和131设置于象素部分中。
在该实施例中，说明了使用玻璃基片密封发光元件的情况。密封处理是用于保护发光元件不受湿气影响的处理。作为密封处理的方法，使用利用覆盖材料机械密封的方法、利用热固性树脂或紫外线固化树脂的密封方法或者利用高抗渗性薄膜(如金属氧化物或氮化物)的密封方法。可使用玻璃、陶瓷、塑料或金属作为覆盖材料。在通过覆盖材料发射光的情况下，需要覆盖材料具有透光性。覆盖材料和具备上述发光元件的基片通过如热固性树脂或紫外线固化树脂的密封材料彼此粘贴，且通过用热处理或紫外线光照射处理固化树脂而形成封闭空间。在由覆盖材料和基片形成的密封空间中提供由氧化钡代表的吸收剂也是有效的。该吸收剂可设置于密封材料上，或者在堤或其外围上，以便不阻碍来自发光元件的光。由覆盖材料和其上形成发光元件的基片所形成的空间可用热固性树脂或紫外线固化树脂进行填充。在这种情况下，将由氧化钡所代表的吸收剂加入热固性树脂或紫外线固化树脂是有效的。
在该实施例模式中，开关TFT具有单栅极结构。或者，开关TFT可具有多栅极结构，诸如双栅极结构。在用SAS或结晶半导体制造半导体的情况下，可以通过添加提供一种导电类型的杂质来形成杂质区。在这种情况中，半导体层可具有浓度不同的杂质区。例如，与半导体层的沟道区附近以及栅电极层重叠的区域可被形成为低浓度杂质区，而该区域的外部区可被形成为高浓度杂质区。
如上所述，在该实施例模式中通过不使用利用光掩模的光暴露过程可简化制造过程。此外，即使在使用具有1000mm或以上的侧边的第五代或以后的玻璃基片的情况下，通过借助微滴排放法直接在基片上形成各种图案可方便地制造显示面板。
本发明使得形成的期望图案具有良好的附着力。此外，可降低材料损耗和成本。因此，能以高产量制造高性能和高可靠性的显示装置。
实施例模式3将参考图11-13描述本发明的实施例模式。利用用于制造具有通过应用本发明获得的顶部栅极平面结构的薄膜晶体管的显示装置的方法描述其细节。图12A是显示装置的象素部分的顶视图。图11A-11D和12B是在每个过程中沿线E-F获得的显示装置的象素部分的剖视图。图13A也是显示装置的顶视图，且图13B是沿图13A的线O-P(包括U-W)获得的剖视图。示出了用液晶材料作为显示元件的液晶显示装置的示例。因此，将省去相同部分或具有类似功能的部分的描述。
在具有绝缘表面的基片200上，通过溅射法、物理气相沉积(PVD)法、减压法(LPCVD)或诸如等离子体CVD法的化学气相沉积(CVD)法，用氮氧化硅(SiNO)膜形成基膜201a，具有10到200nm的膜厚度(优选为50到100nm)，并在其上堆叠使用氧氮化硅(SiON)膜并具有50到200nm膜厚度(优选，从100到150nm)的基膜201b。在该实施例模式中，基膜201a和201b通过等离子体CVD法形成。
作为基膜，可使用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧氮化硅等，且可使用单层结构或诸如双层或3层的堆叠层结构。本说明书中，氮氧化硅表示包含的氧多于氮的物质，且它还可称作包含氮的氧化硅。同样，氧氮化硅表示包含的氮多于氧的物质，并也可称作包含氧的氮化硅。在该实施例模式中，通过使用SiH4、NH3、N2O2、N2和H2作为反应气体，氧氮化硅膜形成于基片上，具有50nm的膜厚度，且通过利用SiH4和N2O作为反应气体，氮氧化硅膜也形成于该基片上，具有100nm的厚度。此外，氧氮化硅的厚度可以是140nm且要堆叠在氧氮化硅膜上的氮氧化硅膜的厚度可以是100nm。
半导体层形成于基膜201b上。在该实施例模式中，结晶半导体层被形成为半导体层。首先形成非晶半导体膜，随后包含促进结晶的金属元素(本实施例模式中为镍(Ni))的金属膜被形成和堆叠于其上。接着，非晶半导体膜通过热处理结晶化以形成结晶半导体膜。
作为将结晶半导体膜中包含的金属元素加以吸气且包含用于促进结晶目的的吸气层，包含稀有气体元素作为杂质元素的半导体膜被形成为与结晶半导体膜相接触。对于该稀有气体元素，可以使用氦、氩、氙、氪等，在该实施例模式中形成包含氩作为杂质元素的半导体膜。随后，通过热处理，结晶半导体膜中包含的金属元素移动并在半导体膜内被捕获。通过该步骤，形成金属含量减少的结晶半导体膜。随后，包含变成吸气装置的金属元素以促进结晶的半导体膜以及结晶半导体膜上形成的氧化物膜通过氢氟酸被去除，且可以获得其中减少或去除金属元素的结晶半导体膜。在该实施例模式中，用作吸气装置的半导体膜用TMAH(氢氧化四甲胺)去除。
结晶半导体膜被处理成期望的形状，以在半导体层的沟道形成区202a和202b上形成掩模。通过使用掩模，n型杂质元素(在该实施例模式中使用磷(P))被添加到半导体层中以形成n型杂质区204a、204b和204c，在半导体层中作为源极区或漏极区(图11A)。
缓冲层205a、205b、205c(分别包括至少一个孔)被选择性地形成于n型杂质区204a、204b、204c上(图11B)。在该实施例模式中，缓冲层205a、205b、205c(分别包括至少一个孔)通过与实施例模式1中方式相类似的微滴排放法选择性形成，其中通过使用ITO形成包含至少一个孔的缓冲层。缓冲层205a、205b、205c(分别包含至少一个孔)良好地附着到具有n型杂质区204a、204b、204c的半导体层，并具有导电性。缓冲层205a、205b、205c(分别包括至少一个孔)只要具有一定的导电性就是好的，且可以使用诸如金属的导电材料、半导体材料等。考虑到阻值等，可以选择有机材料、无机材料、其混合材料等。此外，包含多种材料的材料也可使用，如合金、化合物和混合物。
包含液体导电材料的组合物从微滴排放装置206排放到缓冲层205a、205b、205c(分别包括至少一个孔)上。颗粒形导电材料填充缓冲层205a、205b、205c(分别包括至少一个孔)的孔，并通过变干和烘培在这些孔中被固化，以形成源电极层或漏电极层207a、207b、207c(图11C)。通过孔208a、208b、208c中固化的导电层的锚固效应，提高了源电极层或漏电极层207a、207b、207c的附着力并可以形成为具有良好的稳定性。通过上述步骤，具有n型杂质区204a、204b、204c的半导体层和源电极层或漏电极层207a、207b、207c被形成为具有良好的稳定性和彼此的附着力，并通过缓冲层205a、205b、205c(分别包括至少一个孔)彼此电连接。
随后，栅绝缘层212形成于源电极层、漏电极层和半导体层上。诸如氧化硅材料或氮化硅材料的已知材料可用作栅绝缘层212，并可是堆叠层或单层。在该实施例模式中，使用氧化硅膜和氮化硅膜的堆叠层。
栅电极层214a、214b用微滴排放装置215选择性地形成于栅绝缘层212上(图11D)。栅电极层可用与实施例模式1相同的材料和步骤形成。在该实施例模式中，栅电极层可用Ag形成。通过上述步骤，形成了具有顶部栅极平面结构的薄膜晶体管250。
形成绝缘膜259和绝缘层260作为夹层绝缘层，以覆盖薄膜晶体管250。达到源电极层或漏电极层207c的开口部分形成于栅绝缘层212、栅绝缘膜259和栅绝缘层260中，且配线层254形成于该开口部分中。
包含导电材料的组合物被选择性排放，且与配线层254相接触的象素电极层255被形成为与源电极层或漏电极层207c电连接(图12B)。象素电极层255可用与第一电极层117相同的材料形成。在制造透明半导体液晶显示面板的情况中，象素电极层255可用包含氧化铟锡(ITO)、含氧化硅的氧化铟锡(ITSO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)等通过烘培以预定图案形成。无需说明的是，上述材料可通过蒸气法(PVD方法、CVD方法)、溅射法等形成。在该实施例模式中，氧化铟锡(ITO)用作象素电极层255。
图12A是显示装置的象素部分的顶视图而图12B是沿图12A的线E-F获得的剖视图。在象素部分中，提供了具有本发明的顶部栅极型平面结构的薄膜晶体管250，也作为源配线层的源电极层或漏电极层207，电容器配线层252，也是栅配线层的栅电极层214、配线层254、象素电极层255、绝缘膜259和绝缘层260。薄膜晶体管250具有多栅极结构，且薄膜晶体管250的源电极层或漏电极层以及象素电极层255通过配线层254彼此电连接。
随后，称作对准膜的绝缘层261通过印刷法或旋涂法被形成以覆盖象素电极层255和薄膜晶体管250。注意，如果使用丝网印刷法或胶印法，绝缘层261可选择性地形成。接着，进行摩擦。随后，在形成象素的区域外围通过微滴排放法形成密封材料282。
随后，用液晶层262，用作对准膜的绝缘层263、用作滤色片的着色层264、用作反电极的导电层265以及具备起偏振片267的反基片266被附着到具有TFT的基片200上，它们中间有隔离物281，并通过向所述空间提供液晶层262；可以制造液晶显示装置(图13A和13B)。此外，起偏振片268也形成于没有TFT的基片200侧。密封材料可具有混入其中的填充剂，且反基片266可具备屏蔽膜(黑矩阵)等。注意，在附着反基片266后利用毛细现象注入液晶的浸染法(泵浦法)或者分配法(滴落法)可用作形成液晶层的方法。
将参考图23描述采用分配法的液晶滴注法。图23所示的液晶滴注法包括控制装置40、成像装置42、头部43、液晶33、标记物35和45、阻挡层34、密封材料32、TFT基片30和反基片20。通过密封材料32形成闭合环，且从头部43将液晶33一次或多次滴入其中。因为头部43具备多个喷嘴且可立刻滴落大量液晶材料，所以能提升产量。当液晶材料粘性较高时，液晶材料被连续排放并在没有打断的情况下粘附到液晶形成区。另一方面，当液晶材料粘性较低时，液晶材料被间歇性排放并滴落微滴。为防止密封材料32和液晶33相互反应，此时提供阻挡层34。随后，在真空中附着基片，接着进行紫外线固化以使空间装填液晶。此外，密封材料可形成于TFT基片侧上，并可滴落液晶。
隔离物可通过应用几μm的颗粒形成，但在该实施例模式中，当在整个基片上形成树脂膜后，该树脂膜被处理成期望的形状以形成隔离物。在通过旋涂器应用用于间隔物的这种材料后，它通过暴露和显影步骤被形成为预定图案。此外，通过用干净的烤炉等以150到200℃加热使材料变硬。这样形成的隔离物可根据暴露和显影步骤的条件而具有不同形状。隔离物的形状优选是柱状和顶部平坦，以便在将反基片和TFT基片放在一起时可确保作为液晶显示装置的机械强度。隔离物的形状可以是圆锥、锥形等而无特殊限制。
形成连接部分以连接通过上述步骤形成的显示装置的内部和外部配线基片。在大气压或接近于大气压的压力下，连接部分中的绝缘层利用氧气通过灰化处理去除。通过使用氧气以及选自氢、CF4、NF3、H2O和CHF3的一种或多种气体进行该处理。在该步骤中，利用反基片在密封后进行灰化处理以防止由于静电引起的损坏或破坏，但只要有很少的静电效应在进行灰化处理中计时是不重要的。
随后，用于连接的配线基片FPC286通过各向异性的导电层285被提供给与象素部分电连接的端电极287(图13B)。FPC286用于发送来自外部的信号和电位。通过上述步骤，可以制造具有显示功能的液晶显示装置。
图13A是液晶显示装置的顶视图。如图13A所示，象素部分290、扫描线驱动器区域291a、291b通过密封材料282被密封于基片200和反基片280之间，且将通过IC驱动器形成的信号线驱动器电路292设在基片200上。在驱动器区域中，形成具有薄膜晶体管283和284的驱动器电路。
该实施例模式中的薄膜晶体管283和284是外围驱动器电路中的n沟道薄膜晶体管，因此提供包括薄膜晶体管283和284的NMOS电路。
在该实施例模式中，驱动器电路区用作外围驱动器电路中使用NMOS结构的倒相器。在仅PMOS结构或仅NMOS结构的情况下，TFT的栅电极层的一部分被连接到源电极层或漏电极层。
尽管在本实施例模式中描述了具有双栅极结构的开关TFT，但也可采用单栅极结构或多栅极结构。在利用SAS或结晶半导体制造半导体时，通过添加具有一种导电类型的杂质可形成杂质区。在这种情况中，半导体层可具有浓度不同的杂质区。例如，半导体层的沟道区的外围以及与栅电极层堆叠的区域可以是低浓度杂质区，而其外部区域可以是高浓度杂质区。
如上所述，在该实施例模式中，可简化过程。此外，甚至在使用第五代或具有1000mm或以上侧边的往后的玻璃基片的情况下，通过借助微滴排放法在基片上直接形成各种组件(图案)，可方便地制造显示面板。
本发明使得能以良好的附着力按期望的图案形成构成显示装置的组件。此外可降低材料损耗和成本。因此，可以高产量制造高性能和高可靠性的显示装置。
实施例模式4通过应用本发明可形成薄膜晶体管，且利用该薄膜晶体管可形成显示装置。当使用发光元件且将n沟道晶体管用作驱动该发光元件的晶体管时，从发光元件发出的光是底部发射、顶部发射或双重发射的。这里，将参考图16A到16C描述与每种发射相对应的发光元件的堆叠结构。
此外，在该实施例模式中，使用应用本发明的沟道保护型薄膜晶体管461、471和481。薄膜晶体管481设置于具有透光性的基片480上并包括栅电极层493、栅绝缘层497、半导体层494、n型半导体层492a、492b、源电极层或漏电极层487a、487b、沟道保护层496以及缓冲层490a和490b(分别包括至少一个孔)。n型半导体层492a和源电极层或漏电极层487a、n型半导体层492b和源电极层或漏电极层487b通过缓冲层490a和490b(分别包括至少一个孔)被形成为彼此具有良好的附着力。在该实施例模式中，结晶半导体层用作半导体层，且n型半导体层用作具有一种导电类型的半导体层。代替形成n型半导体层，通过使用PH3气体的等离子体处理可向半导体层提供导电性。半导体层不限于本实施例模式中的那种，也可使用如实施例模式1所示的非晶半导体层。在如本实施例模式中的使用多晶硅等的结晶半导体层的情况下，在不形成一种导电类型的半导体层的情况下通过将杂质引入(加入)结晶半导体层，可形成具有一种导电类型的杂质区。此外，可使用诸如并五苯的有机半导体。当通过微滴排放法选择性地形成有机半导体时，可简化处理成期望形状的步骤。
在该实施例模式中，非晶半导体层被结晶化以形成结晶半导体层作为半导体层494。在结晶过程中，促进结晶的元素(也称作催化剂元素或金属元素)被添加到非晶半导体层中，且通过热处理进行结晶(以550到750℃的温度持续3分钟到24小时)。作为用于促进结晶的元素，可使用选自铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)、铜(Cu)和金(Au)中的一种或多种。在该实施例模式中，使用镍。
为从结晶半导体层中去除或减少促进结晶的元素，形成包含杂质元素的半导体层以与结晶半导体层相接触以用作吸气装置。作为杂质元素，可使用n型杂质元素、p型杂质元素、稀有气体元素等。例如，可使用选自磷(P)、氮(N)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、硼(B)、氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)的一种或多种。在该实施例模式中，作为用作吸气装置的包含杂质元素的半导体层，形成含n型杂质元素磷(P)的n型半导体层。具有n型的半导体层被形成作为包含促进结晶的元素的结晶半导体层，且进行热处理(以550到750℃的温度，持续3分钟到24小时)。结晶半导体层中所包含的促进结晶的元素移入n型半导体层，且结晶半导体中包含的促进结晶的元素被去除或减少，并形成半导体层494。另一方面，所述n型半导体层变成包含促进结晶的金属元素的n型半导体层492a、492b。按此方式，n型半导体层492a、492b用作半导体层494的吸气装置并用作源极区和漏极区。
在该实施例模式中，通过多个热处理进行半导体层的结晶过程和吸气过程，但可以通过一个热处理执行结晶过程和吸气过程。在该情况下，可在形成非晶半导体层后进行热处理，添加促进结晶的元素，并形成变成吸气装置的半导体层。
在该实施例模式中，栅绝缘层由堆叠层形成。作为栅绝缘膜497，氧氮化硅膜和氮氧化硅膜形成于栅电极层493上以形成双层结构。要堆叠的绝缘层可通过改变反应气体而连续形成，不用打断在相同温度下同一腔中的真空。当在不打断真空的情况下连续形成绝缘层时，可防止要堆叠的膜被污染。
通过用微滴排放法滴落聚酰亚胺、聚乙烯醇等形成沟道保护层496。结果，可省去暴露过程。沟道保护层可由无机材料(诸如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或氧氮化硅)、光敏或非光敏有机材料(有机树脂材料)(聚酰亚胺、丙烯酸、聚酰亚胺酰胺、抗蚀剂、苯并环丁烯等)、低介电常数材料等中的一种；薄膜由其中多种材料构成；这些膜构成的堆叠层；等等。也可使用硅氧烷材料。作为制造方法，可使用诸如等离子体CVD法或热CVD法的气相生长方法或者溅射法。也可使用微滴排放法或印刷法(用于形成图案的方法，诸如丝网印刷或胶印)。还可使用通过涂布法获得的涂布膜等。
首先，将参考图16A描述经过基片480发射光的情况，换句话说进行底部发射。在这种情况中，第一电极层484、场致发光层485和第二电极层486被顺序堆叠成源电极层或漏电极层487b相接触以便电连接到薄膜晶体管481。光发送通过的基片480需要具有相对于至少可见范围内的光的透光性。将参考图16B描述在将光发射到与基片460相对的侧部的情况，换句话说进行顶部发射的情况。薄膜晶体管461可按与上述薄膜晶体管相类似的方式形成。
与薄膜晶体管461电连接的源电极层或漏电极层462与第一电极层463相接触并与之电连接。第一电极层463、场致发光层464、第二电极层465按此顺序堆叠。源电极层或漏电极层462是具有反射性的金属层，且从发光元件发出的光按箭头所示的方向上被反射。由于第一电极层463堆叠于源电极层或漏电极层462上，即使光被发射通过用透光性材料形成的第一电极层463，光也在源电极层或漏电极层462处被反射并将该光发射到与基片460相对的侧部。第一电极层463可由具有反射性的金属膜构成。由于从发光元件发出的光被发射通过第二电极层465，所以第二电极层465由具有至少相对于可见区域内的光的透光性的材料构成。最后，将参考图16C描述光被发射到基片470和其相对侧的情况，换句话说双重发射的情况。薄膜晶体管471还是沟道保护薄膜晶体管。第一电极层472电连接到与薄膜晶体管471的半导体层电连接的源电极层或漏电极层477。第一电极层472、场致发光层473和第二电极层474按此顺序被堆叠。此时，当第一电极层472和第二电极层474由具有至少相对于可见区域的光的透光性的材料构成并形成为薄到足以透光时，实现双重发射。在这种情况中，绝缘层和光发射通过的基片470也需要具有相对于至少可见区域中的光的透光性。
图18A-18D示出了可应用于本实施例模式的发光元件的模式。发光元件具有将场致发光层860设置于第一电极层870和第二电极层850之间的结构。考虑其工作功能选择所需要的第一电极层和第二电极层的材料。根据象素结构，第一电极层和第二电极层分别可以是阳极或阴极。在该实施例模式中，驱动TFT具有n型导电性，因此第一电极层优选作为阴极而第二电极层优选用作阳极。在驱动TFT具有p沟道导电性的情况下，第一电极层优选用作阳极而第二电极层用作阴极。
图18A和18B示出了第一电极层870是阳极而第二电极层850是阴极的情况。场致发光层860优选具有一结构，其中HIL(空穴注入层)或HTL(空穴输运层)804、EML(发光层)803、ETL(电子输运层)或EIL(电子注入层)802和第二电极层850按此顺序堆叠于第一电极层870上。图18A示出了光通过第一电极层870发射的结构。第一电极层870由包含具有透光性的导电氧化物材料的电极层805构成，且第二电极层从场致发光层860侧起由诸如LiF或MgAg的包含碱金属或碱土金属的电极层801和由诸如铝的金属材料制成的电极层800构成。图18B示出了光从第二电极层850发射的结构。第一电极层由包含诸如铝或钛的金属的金属材料或者包含这种金属和浓度在化学计量比例中或以下的氮的金属材料形成的电极层807构成，且第二电极层806由包含1到15原子％浓度中的氧化硅的导电氧化物材料形成。第二电极层从场致发光层860侧起由诸如LiF或MgAg的包含碱金属或碱土金属的电极层810以及由诸如铝的金属材料形成的电极层800构成。每层都被形成为具有100nm或以下的厚度，以使光能透过，因此光可以通过第二电极层850发射。
图18C和18D示出了第一电极层870是阴极和第二电极层850是阳极的情况。场致发光层860优选具有一结构，其中EIL(电子注入层)或ETL(电子输运层)802、EML(发光层)803、HTL(空穴输运层)或HIL(空穴注入层)804和作为阳极的第二电极层850按此顺序堆叠于阴极侧上。图18C示出了光通过第一电极层870发射的结构。第一电极层870从场致发光层860侧起由诸如LiF或MgAg的包含碱金属或碱土金属的电极层801和由诸如铝的金属材料形成的电极层800构成。每层都被形成为具有100nm或以下的厚度以透射光，因此光可发射通过第一电极层870。第二电极层从场致发光层860侧起由以包含1到15原子％浓度的氧化硅的导电氧化物材料形成的第二电极层806以及由诸如铝或钛的金属或者包含这种金属和浓度在化学计量比例中或以下的氮形成的电极层807构成。图18D示出了光发射通过第二电极层850的结构。第一电极层870从场致发光层860侧起由诸如LiF或MgAg的包含碱金属或碱土金属的电极层801以及由诸如铝的金属材料形成的电极层800构成；第一电极层870形成得足够厚，以反射场致发光层860中产生的光。第二电极层850由具有至少相对于可视区中的光的透光性的导电氧化物材料形成的电极层805构成。注意，除堆叠层结构之外，场致发光层可具有单层结构或混合结构。
作为场致发光层，利用每个蒸发掩模等通过蒸发法选择性地形成呈现红(R)、绿(G)和蓝(B)荧光的材料。呈现红(R)、绿(G)和蓝(B)荧光的这些材料(低分子量材料或高分子量材料等)可按与滤色片相同的方式通过微滴排放法形成，且这种情况是优选的，因为可以单独形成材料RGB而不使用掩模。
在顶部发射型的情况中，当透光性ITO或ITSO用作第二电极层时，可使用其中将Li添加到苯并唑衍生物(BzOs)的BzOs-Li等。例如，用与R、G和B的每种荧光色相对应的掺杂物掺杂的Alq3(用于R的DCM等，和用于G的DMQD等)可被用于EML。
注意，场致发光层不限于上述材料。例如，通过共同蒸发诸如氧化钼(MoOx∶x＝2比3)的氧化物和α-NPD或红荧烯代替使用CuPc或PEDOT可改善空穴注入属性。有机材料(包括低分子量材料和高分子量材料)或有机材料和无机材料的合成材料可用作场致发光层的材料。以下将详细描述形成发光元件的材料。
作为电荷注入输运材料中具有高电子输运属性的物质，可给出具有喹啉主链或苯并喹啉主链的金属络合物如三(8-喹啉根)合铝(Alq3)、三(5-甲基-8-喹啉根)合铝(Almq3)、二(10-羟基苯并[h]-喹啉根)合铍(BeBq2)、二(2-甲基-8-喹啉根)-4-苯基苯酚根合铝(BALq)。至于具有高空穴输运性的物质，例如可给出4，4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]联苯(α-NPD)、4，4’-二[N-(1-甲基苯基)-N-苯基-氨基]联苯(TPD)、4，4’，4”-三[N，N-联苯-氨基]-三苯胺(TDATA)或者，4，4’，4”-三[N(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]三苯胺(MTDATA)。
作为电荷注入输运材料中具有高电子注入属性的物质，可给出诸如氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)或氟化钙(CaF2)的碱金属或碱土金属的化合物。此外，可以是具有高电子输运属性的物质的混合物，诸如Alq3和诸如镁(Mg)的碱土金属。
作为电荷注入输运材料中具有高空穴注入属性的物质，例如可给出诸如氧化钼(MoOx)、氧化矾(VOx)、氧化钌(RuOx)、氧化钨(WOx)、氧化锰(MnOx)的金属氧化物。此外，可给出诸如酞菁(H2Pc)或铜酞菁(CuPc)的酞菁化合物。
发光层可具有通过向每个象素提供具有不同发射波长范围的发光层进行色显示的结构。通常，形成分别对应于R(红)、G(绿)和B(蓝)色的发光层。在这种情况中，通过向象素的发射侧提供透射发射波长范围的光的过滤器，可改善色纯度且可防止象素部分具有镜表面(反射)。通过提供过滤器，可省去常规需要的圆偏振片等并可消除从发光层发出的光的损耗。此外，还可减小当斜向观看象素部分(显示屏)时出现的色调变化。
多种材料可用于发光材料。作为低分子量有机发光材料，可以使用4-二氰基亚己基-2-甲基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-9-久洛尼定基)乙烯基]-4H-吡喃(缩写DCJT)，2-叔丁基-4-二氰基亚甲基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-9-久洛尼定基)乙烯基]-4H-吡喃(缩写DCJTB)，periflanthene；2，5-二氰基-1，4-二[2-(10-甲氧基-1，1，7，7-四甲基-9-久洛尼定基)乙烯基]苯；N，N’-二甲基喹吖二酮(缩写DMQd)、香豆素6、香豆素545T，三(8-喹啉根)合铝(缩写Alq3)、9，9’-联蒽，9，10-联苯蒽(缩写DPA)，9，10-二(2-萘基)蒽(缩写DNA)等。也可以使用其它的材料。
另一方面，高分子量有机发光材料物理上强于低分子量有机发光材料并在元件的耐久性上较优。此外，高分子量有机发光材料可通过涂布法形成，因此可相对较容易地进行制造。使用高分子量有机发光材料的发光元件的结构基本上与使用低分子量有机发光材料的结构相同，即阴极、有机发光层和阳极按此顺序从阴极侧起进行堆叠。但，在形成使用高分子量有机发光材料的发光层时，在许多情况下采用双层结构。这是因为很难形成如同使用低分子量有机发光材料情况下的堆叠结构。特别是，使用高分子量有机发光材料的发光元件具有从阴极侧起按此顺序堆叠阴极、发光层、空穴输运层和阳极的结构。
根据形成发光层的材料确定发射色彩；因此通过选择用于发光层的材料可形成呈现期望荧光的发光元件。作为可用于形成发光层的高分子量场致发光材料，可给出聚对亚苯基-亚乙烯基材料、聚对亚苯基材料、聚噻吩基材料，或者聚芴基材料。
至于聚对亚苯基-亚乙烯基材料，可以给出聚(聚亚苯基亚乙烯基)[PPV]，聚(2，5-二烷氧基-1，4-亚苯基亚乙烯基)[RO-PPV]，聚(2-(2’-乙基-己氧基)-5-甲氧基-1，4-亚苯基乙烯基)[MEH-PPV]，聚(2-(二烷氧基苯基)-1，4-亚苯基亚乙烯基)[ROPh-PPV]等的衍生物。至于聚对亚苯基材料，可以给出聚对亚苯基(PPP)，聚(2，5-二烷氧基-1，4-亚苯基)[RO-PPP]，聚(2，5-二己氧基-1，4-亚苯基)等的衍生物。至于聚噻吩基材料，可以给出聚噻吩(PT)，聚(3-烷基噻吩)[PAT]，聚(3-己基噻吩)[PHT]，聚(3-环己基噻吩)[PCHT]，聚(3-环己基-4-甲基噻吩)[PCHMT]，聚(3，4-二环己基噻吩)[PDCHT]，聚(3-(4-辛基苯基)-噻吩)[POPT]，聚[3-(4-辛基苯基)-2，2-二噻吩][PTOPT]等的衍生物。至于聚芴基材料，可以给出聚芴[PF]，聚(9，9-二烷基芴)[PDAF]，聚(9，9-二辛基芴)[PDOF]等的衍生物。
当具有空穴输运属性的高分子量有机发光材料被插入阳极和具有发光属性的高分子量有机发光材料之间时，可改善来自阳极的空穴注入属性。通常，通过旋涂等应用与受体材料一起在水中溶解的具有空穴输运属性的高分子量有机发光材料。此外，具有空穴注入属性的高分子量发光材料在有机溶剂中是不可溶的；因此，它可形成于具有发光属性的上述高分子量有机发光材料上。作为具有空穴输运属性的高分子量有机发光材料，可给出用作受体材料的PEDOT和樟脑-磺酸(CSA)、用作受体材料的聚苯胺[PANI]和聚苯乙烯磺酸[PSS]等。
发光层可形成为具有发射单色或白色光的结构。在使用白光发射材料时，通过应用其中发射具有特定波长光的过滤器(彩色层)设置于象素的发光侧上的结构可进行色彩显示。
为了形成发射白光的发光层，例如Alq3，用作为红光发射颜料的Nile红部分掺杂的Alq3，Alq3，p-EtTAZ，TPD(芳族二胺)通过蒸发法顺序地堆叠以获得白光。在通过使用旋涂的涂布法形成场致发光层的情况下，优选在涂布后通过真空加热进行烘培。例如，整体施涂和烘焙聚(亚乙基二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)溶液(PEDOT/PSS)的水溶液，作为空穴注入层。然后，可以整体施涂和烘焙掺有荧光中心的颜料(1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二烯(TPB)，4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-(p-二甲基氨基-苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM1)，Nile红，香豆素6等)的聚乙烯咔唑(PVK)溶液，作为发光层。
发光层可形成为单层。例如，具有电子输运属性的1，3，4-恶二唑衍生物(PBD)可在具有空穴输运属性的聚乙烯咔唑(PVK)中扩散。此外，白光发射可通过扩散作为电子输运剂的30wt％的PBD和扩散合适量的四种颜料(TPB、香豆素6DCM1和Nile红)获得。除了如这里所示的可获得白光发射的发光元件，通过适当的选择发光层材料也可获得能提供红光发射、绿光发射或蓝光发射的发光元件。
当具有空穴输运属性的高分子量有机发光材料被插入阳极和具有发光属性的高分子量有机发光材料之间时，可改善来自阳极的空穴注入属性。通常，与受体材料一起在水中溶解的具有空穴输运属性沟道高分子量有机发光材料通过旋涂等加以应用。此外，具有空穴注入属性的高分子量有机发光材料在有机溶剂中是不可溶的；因此它可形成于具有发光属性的上述有机发光材料上。作为具有空穴输运属性的高分子量有机发光材料，可以给出用作受体材料的PEDOT和樟脑-磺酸(CSA)的混合物、用作受体材料的聚苯胺[PANI]和聚苯乙烯磺酸[PSS]等。
此外，诸如金属络合物等的三重激发发光材料以及单激发发光材料可用于发光层。例如，在发出红、绿和蓝光的象素中，发出亮度在相对较短时间内减半的红光的象素由三重激发发光材料构成，且其它的由单激发发光材料构成。三重激发发光材料具有材料有良好的发光效率以及消耗较少功率获得相同亮度的特点。这样，当三重激发发光材料用于红色象素时，仅需要将少量电流提供给发光元件。因此，可改善可靠性。发出红光的象素和发出绿光的象素可由三重激发发光材料构成且发出蓝光的象素可由单激发发光材料构成以实现低功率消耗。通过用三重激发发光材料形成发出人眼易于检测到的绿光的发光元件可进一步实现低功率消耗。
可给出用作掺杂物的金属络合物作为三重激发发光材料的示例，且具有作为中心金属的第三过渡系列元素铂的金属络合物、具有铱作为中心金属的金属络合物等是已知的。三重激发发光材料不限于化合物。也可使用具有上述结构以及作为中心金属并属于周期表族8到10中任一个的元素的化合物。
用于形成发光层的上述材料仅仅是示例。可通过适当地堆叠功能层来形成发光元件，所述功能层诸如空穴注入输运层、空穴输运层、电子注入输运层、电子输运层、发光层、电子阻断层和空穴阻断层。此外，通过组合这些层可形成混合层或混合结。可改变发光层的层结构。代替提供专门的电子注入区或发光区，只要不背离本发明的精神，诸如提供电极层或提供扩散的发光材料的修改是可接受的。
当以正向施加偏压时，用上述材料形成的发光元件发出光。用发光元件形成的显示装置的象素可通过简单矩阵模式或有源矩阵模式驱动。无论如何，每个象素在特定计时通过向其施加正向偏压而发光；但象素在某一周期内处于非发光状态。通过在非发光时间施加反向偏压可改善发光元件的可靠性。对于发光元件，其中还存在特定驱动条件下降低发射强度的劣化模式或者在象素中扩大非发光区并明显减少亮度的劣化模式。然而，通过正向和反向施加偏压的交流电驱动可减慢劣化进度。因此，可改善发光装置的可靠性。此外，可应用数字驱动或模拟驱动。
滤色片(彩色层)可形成于与具有元件的基片相对的密封基片上，尽管图16A到16C未示出。滤色片(彩色层)可通过微滴排放法选择性地形成。通过使用滤色片(彩色层)，还可进行高分辨率显示。这是因为在每个RGB的发光谱中可将宽峰指修改成锐峰值。
以上示出了形成呈现R、G和B的每个荧光的材料的情况；但是，通过形成显示单色的材料并组合滤色片和色彩转换层可进行全色显示。滤色片(彩色层)或色转换层可形成于例如密封基片上并附着到一基片。如上所述，呈现单色的材料、滤色片(彩色层)和色彩转换层中的任何一个都可通过微滴排放法形成。
无需说明的是，可以进行单色显示。例如，通过使用单色发射可制造区域色型显示装置。区域色型适合于无源矩阵型显示部分，且主要可以显示字符和符号。
在上述结构中，可以使用低功函材料作为阴极，例如Ca、Al、CaF2、MgAg、AiLi等是理想的。单层型、堆叠层型、层间无界面的混合层型中的任一种都可用于场致发光层。场致发光层可由单重材料、三重材料或这些材料的混合物形成；或者由电荷注入输运材料和包括有机化合物或无机化合物的发光材料，它包括选自低分子量有机化合物材料、中间分子量有机化合物(这表示没有升华属性的有机化合物，分子数量为20或以下，或者连接分子长度为10μm或以下)以及根据分子数量分类的高分子量有机化合物的一层或多层。它们可与电子注入输运无机化合物或空穴注入输运无机化合物组合。第一电极层484、第二电极层465、第一电极层472和第二电极层474通过使用透射光的透明导电膜形成。例如，除了ITO或ITSO之外，使用在氧化铟中混合了2到20％的氧化锌(ZnO)的透明导电膜。在形成第一电极层484、第一电极层463和第一电极层472之前，优选进行氧气氛中的等离子体处理或真空气氛中的热处理。通过使用包含硅的材料、有机材料和有机化合物材料形成隔离壁(也称作堤)。此外，也可使用多孔膜。但是，当使用注入丙烯酸或聚酰亚胺的光敏材料或非光敏材料时，其侧面具有曲率半径连续变化的形状，形成一上层薄膜而不会由于一梯级而断开，这是优选的。该实施例模式可自由地与实施例模式1和实施例模式2组合。
实施例模式5接着，将描述用于驱动的驱动器电路安装于通过实施例2到4制造的显示面板上的模式。
首先，参考图22A描述采用COG模式的显示装置。显示关于字符、图像等的信息的象素部分2701设置于基片2700之上。具备多个驱动器电路的基片被分成矩形，且在被划分后驱动器电路(也称作驱动器IC)2751安装于基片2700上。图22A示出了安装多个驱动器IC2751和将FPC2750安装于驱动器IC2751端部的模式。此外，可使划分大小与信号线侧上的象素部分的长度几乎相同，且作为单个驱动器IC，可将一带子安装于驱动器IC的端部上。
也可采用TAB模式。在这种情况下，可附着多个带子且驱动器IC可安装于带子上，如图22B所示。类似于COG模式的情况，可在单个带子上安装单个驱动器IC。在这种情况中，在强度方面，用于固定驱动器IC的金属件等可被附着到一起。
为了改善生产率，显示面板上安装的多个驱动器IC优选形成于矩形基片上。
换句话说，包括驱动器电路部分和输入输出端子作为一单元的多个电路图案形成于基片上，并可被划分并取出。考虑到象素部分的侧边长度或象素间距，驱动器IC可形成为矩形，其长侧为15到80mm且短侧为1到6mm。或者，驱动器IC可形成为具有象素部分侧长度的长度或者象素部分的侧长度以及每个驱动器电路的侧长度的总长度。
驱动器IC的IC芯片的外部尺寸的优点是长侧的长度。当使用15到80mm的长侧的驱动器IC时，根据象素部分的安装所必需的驱动器IC数量少于使用IC芯片的情况中的数量。因此，可改善制造产量。用作母体的基片的形状是非限制的，因此当驱动器IC形成于玻璃基片上时不会削弱生产率。与将IC芯片从圆形硅镜片中取出的情况相比，这是很大的优点。
当扫描线驱动器电路3702被集成于基片上如图25B所示时，具备信号线驱动器电路的驱动器IC安装于象素部分3701外的区域。该驱动器IC是信号线驱动器电路。为了形成与RGB全色相对应的象素部分，XGA等级需要3072条信号线且UXGA等级需要4800条信号线。按这种数量形成的信号线在象素部分3701的端部被分成几块以形成引线。与驱动器IC的输出端子的间距相对应地收集信号线。
驱动器IC优选由基片上形成的结晶半导体制成。结晶半导体优选通过用连续波激光照射而形成。因此，连续波固体激光器或气体激光器用作生成激光的振荡器。在使用连续波激光器时存在很少的晶体缺陷，结果通过使用晶体具有较大粒度的多晶半导体层可形成晶体管。此外，由于迁移率或响应速度良好，高速驱动是可能的，且同一常规元件相比可以进一步改善元件的工作频率。所以，由于存在很少的特征变化可获得较高的可靠性。注意，晶体管的沟道长度方向和激光的扫描方向以相同的方向引导，从而进一步改善工作频率。这是因为在通过连续波激光器进行的激光器结晶步骤中当相对于基片的晶体管的沟道长度方向和激光的扫描方向基本平行时(优选从-30°到30°)时可获得最高的迁移率。沟道长度方向与电流的流动方向(换句话说电荷在沟道形成区中移动的方向)一致。这样制造的晶体管具有由多晶半导体层形成的有源层，其中晶粒在沟道方向上延伸，这意味着晶粒界面几乎沿着沟道方向形成。
为了进行激光器结晶，优选聚焦激光，且其激光(射束点)的形状的宽度优选与驱动器IC的短侧宽度相同，约从1到3mm。此外，为确保用于用激光照射的物体的足够和有效的能量密度，激光的照射区域优选具有直线形状。然而，这里所使用的术语“直线”在严格意义上不表示直线而是具有较大纵横比的矩形或长方形。例如，直线形状表示纵横比为2或以上的矩形或长方形(优选从10以上到10000以下)。因此，可以提供一种用于制造显示装置的方法，其中通过使得激光形状的射束点宽度等于驱动器IC的短侧的宽度来改善生产率。
如图22A和22B所示，驱动器IC可作为扫描线驱动器电路和信号线驱动器电路加以安装。在这种情况中，扫描线侧上使用的驱动器IC的设计优选不同于信号线侧上使用的驱动器IC的设计。
在象素部分中，信号线和扫描线相交形成矩阵，且晶体管设置于每个相交部分中。本发明的一个特点在于具有非晶半导体或半非晶半导体作为沟道部分的TFT用作象素部分中设置的晶体管。非晶半导体通过诸如等离子体CVD或溅射的方法形成。通过等离子体CVD可以300℃以下的温度形成半非晶半导体。即使在例如550×650mm的外部尺寸的非碱性玻璃基片的情况下，短时间内形成构成晶体管所必需的膜厚。制造技术的这种特点在制造大屏幕显示装置过程中是有效的。此外，通过用SAS形成沟道形成区，半非晶TFT可获得从2到10cm2/V·sec的电场效应迁移率。在应用本发明时，由于可以形成的图案具有期望形状和良好的可控性，所以可稳定地形成具有短沟道宽度的精细配线而没有诸如短路的缺陷。可以形成具有足以操作象素所需的电特性的TFT。因此，该TFT可用作象素的开关元件并作为构成扫描线驱动器电路的元件。因此，可以制造实现板上系统的显示面板。
通过使用具有用SAS形成的半导体层的TFT，扫描线驱动器电路也可集成于基片上。当使用具有用AS形成的半导体层的TFT时，扫描线驱动器电路和信号线驱动器电路两者可作为驱动器IC予以安装。
在这种情况中，用作扫描线侧的驱动器IC的设计优选不同于信号线侧上使用的驱动器IC的设计。例如，尽管构成扫描线驱动器IC的晶体管需要约30V的耐压，也需要100kHz以下的驱动频率，所以不需要相对高速的操作。因此，构成扫描线驱动器IC的晶体管的沟道长度(L)优选被设定成足够长。另一方面，尽管信号线驱动器IC的晶体管仅需要约12V的耐压，但它需要3V时约65MHz的驱动频率，因此需要高速操作。所以，构成驱动器的晶体管的沟道长度优选被设定为符合微米规则。通过使用本发明，可以良好的可控性形成微观图案，因此它可以微观规则形成。
没有特殊限制用于安装驱动器IC的方法，且可以使用已知的COG模式、引线结合法或TAB模式。
通过将驱动器IC的厚度调整为反基片的厚度，驱动器IC的高度约等于反基片的高度，从而有助于整个显示装置的厚度减小。此外，通过用相同材料形成每个基片，即使改变显示装置的温度也不会产生热应力且不会削弱用TFT制造的电路的特性。此外，如本实施例模式中所示的，通过用比IC芯片长的驱动器IC来安装的驱动器电路，可以减少一个象素部分上安装的驱动器IC的数量。
如上所述，驱动器电路可被结合入显示面板。
实施例模式6将描述本发明的显示装置中包含的保护电路的示例。
如图22A和22B所示，保护电路2713形成于外部电路和内部电路之间。保护电路由选自TFT、二极管、电阻器元件、电容器元件等的一个或多个元件构成。以下描述保护电路的几种配置及其操作。首先，将参考图24A-24E描述设置于外部电路和内部电路之间并对应于一个输入端子的保护电路的等效电路的配置。图24A所示的保护电路包括p沟道薄膜晶体管7220和7230、电容器元件7210和7240以及电阻器元件7250。电阻器元件7250有两个端子，向一个端子提供输入电压Vin(以下称作Vin)并向另一个提供低电位电压VSS(以下称作VSS)。
图24B所示的保护电路是等效电路图，其中用整流二极管7260和7270代替p沟道薄膜晶体管7220和7230。图24C所示的保护电路是等效电路图，其中用TFT7350、7360、7370、7380代替p沟道薄膜晶体管7220和7230。此外，图24D所示的保护电路包括电阻器7280和7290，以及n沟道薄膜晶体管7300，作为保护电路的另一种配置。图24E所示的保护电路包括电阻器7280和7290、p沟道薄膜晶体管7310和n沟道薄膜晶体管7320。通过提供保护电路，可防止电位的突然波动，从而防止元件被击穿或破坏，形成较高的可靠性。注意，具有上述保护电路的元件优选用具有高耐压的非晶半导体形成。该实施例模式可自由地与上述实施例模式组合。
该实施例模式可组合实施例模式1到5中的每一个而使用。
实施例模式7将参考图17A到17F的等效电路图描述本实施例模式中描述的显示面板的象素结构。本实施例模式中，描述了将发光元件(EL元件)用作象素显示元件的示例。
在图17A所示的象素中，信号线710以及电源线711、712和713在列方向上排列，且扫描线714在行方向上排列。象素还包括开关TFT701、驱动TFT703、电路控制TFT704、电容器元件702和发光元件705。
除了将TFT703的栅电极连接到行方向上排列的电源线715之外，图17C所示的象素的结构与图17A所示的相同。即图17A和17C所示的象素示出了相同的等效电路图。但是，在电源线712在列方向上排列的情况(图17A)和电源线715在行方向上排列的情况(图17C)之间每个电源线都由不同导电层形成。为了强调与驱动TFT703的栅电极相连的电源线的不同排列，图17A和17C单独示出了等效电路图。
图17A和17C所示的象素特点在于TFT703和TFT704在每个象素中被串联，且TFT703的沟道长度L3和沟道宽度W3以及TFT704的沟道长度L4和沟道宽度W4被设定为满足以下关系L3/W3∶L4/W4＝5到6000∶1。例如，当L3、W3、L4和W4被分别设定为500μm、3μm、3μm和100μm时，它们满足6000∶1。通过使用本发明，可执行精细处理，可稳定地形成具有窄沟道宽度的配线而没有诸如短路的缺陷。因此，可以形成具有充分操作图17A和17C所示象素所需的电子特性的TFT，从而制造出具有优良显示功能和高可靠性的显示装置。
TFT703在饱和区中操作并控制流到发光元件705的电流量，而TFT704在线性区中操作并控制提供给发光元件705的电流。考虑到制造过程，TFT703和704两者优选具有相同的导电类型。对于驱动TFT703，可使用耗尽型TFT代替增强型TFT。根据具有上述结构的本发明，TFT704的VGS的轻微变化不会不利地影响流到发光元件705的电流量，因为TFT704在线性区中操作。这样，流到发光元件705的电流量由饱和区中操作的TFT703确定。通过具有上述结构的本发明，可以提供一种显示装置，其中通过改善由于TFT特性变化引起的发光元件亮度变化来改善图像质量。
图17A到17D所示的每个象素的TFT701控制输入到象素的视频信号。当TFT701被导通且视频信号被输入象素时，该视频信号在电容器元件702中被保持。虽然图17A和17C示出了每个象素包含电容器元件702的结构，但本发明不限于这些结构。当栅极电容器等可用作保持视频信号的电容器时，不必提供电容器元件702。
发光元件705具有将场致发光层夹在一对电极之间的结构。在象素电极和反电极之间(即阳极和阴极之间)保持电位差，以便施加正向偏压。场致发光层由各种类型的材料构成，诸如有机材料和无机材料。场致发光层中的发光包括当单重激发态回到基态(荧光)时产生的发光以及当三重激发态返回到基态(磷光)时产生的发光。
除了添加了TFT706和扫描线716之外，图17B所示象素的结构与图17A所示的相同。类似地，除了添加了TFT706和扫描线716之外，图17D所示象素的结构与图17C所示的相同。
通过添加的扫描线716控制TFT706被导通或截止。当导通TFT706时，排放电容器元件702中保存的电荷，从而使TFT706截止。换句话说，通过提供TFT706可强制停止流到发光元件TFT705的电流供应。因此，在信号被写入所有象素前，发光周期可与写入周期的开始在相同时间开始或紧接其后开始，从而可改善占空比。
在图17E所示的象素中，信号线750以及电源线751和752按列方向排列，且扫描线753按行方向排列。象素还包括用于开关的TFT741、用于驱动的TFT743、电容器元件742和发光元件744。除添加TFT745和扫描线754之外，图17F所示的象素的结构与图17E所示的相同。此外，在图17F所示的结构中，通过提供TFT745可改善占空比。
如上所述，使用本发明可稳定和精确地形成配线等并在形成中没有缺陷，从而形成具有优良电子特性和高可靠性的TFT。根据期望用途，本发明可应用于改善象素显示功能的应用技术。
本实施例模式可结合实施例模式1、2、4到6中的每一个而使用。
实施例模式8将参考图10描述该实施例模式。图10示出了通过使用应用本发明制造的TFT基片2800构成的EL显示模块的示例。图10中，具有象素的象素部分形成于TFT基片2800上。
图10中，保护电路部分2801设置于象素部分的外侧并位于驱动器电路和象素之间，它类似于象素中形成的TFT或者通过将TFT的栅极连接到TFT的源极或漏极之一而获得的二极管那样进行操作。驱动器电路2809可以是用单晶半导体形成的驱动器IC、用多晶半导体膜在玻璃基片上形成的自保驱动器IC或用SAS形成的驱动器电路。
TFT基片2800被结合到具有通过微滴排放法在其间形成的隔离物2806a和2806b的密封基片2820。优选提供这些隔离物以维持两基片之间的恒定间隙，即使是在基片较薄或者象素部分面积被扩大的情况下。分别连接到TFT2802和2803的发光元件2804和2805之上的空间(在TFT基片2800和密封基片2820之间)可用具有至少相对于可视区域中的光的透光性的固化树脂材料填充或者用脱水氮或惰性气体填充。
图10示出了发光元件2804和2805中的每一个都具有顶部发射结构的情形，其中光可按箭头方向发射。当每个象素都被形成以发射彼此不同的发射颜色(诸如红、绿、蓝发射)时，可进行多色显示。此外，当与各颜色相对应的彩色层2807a、2807b和2807c形成于密封基片2820的侧部时，可提升外部发射的光的色纯度。或者，象素可被形成为具有白光发射元件并与彩色层2807a、2807b和2807c组合。
作为外部电路的驱动器电路2809经由配线基片2810连接到外部电路基片2811的一端处提供的扫描线或信号线的连接端子。此外，驱动器电路2809可与TFT基片2800相接触或靠近TFT基片2800，并且可以提供热管2813和散热片2812来提升散热效果。
图10示出了顶部发射EL模块；但是通过改变发光元件的结构或者外部电路基片的位置可构成底部发射结构或光从顶部和底部侧发射的双重发射结构。在顶部发射结构的情况下，通过使绝缘层着色可形成黑底阵，用作隔离壁。该隔离壁可通过微滴排放法形成。隔离壁可通过使用诸如用着色剂基黑树脂、炭黑等混合的聚酰亚胺的树脂材料或其堆叠层形成。
此外，通过采用延迟片或偏振片，EL象素模块可被制造成防止外部进入的光被反射。对于顶部发射型显示装置，可将隔离壁着色以用作黑底阵。该隔离壁可通过微滴排放法并利用着色剂基黑树脂或诸如与炭黑等混合的聚酰亚胺的树脂材料或者其堆叠层形成。通过微滴排放法，不同材料可被多次排放到相同区域从而形成隔离壁。作为延迟片和偏振片，λ/4片和λ/2片可被用于控制光。EL显示模块具有发光元件、密封基片(密封材料)、延迟片(λ/4片和λ/2片)和偏振片按此顺序设置于用于TFT元件的基片上的结构。从发光元件发射的光行进通过这些层以便从偏振片发射到外部。延迟片和偏振片可设置于发射光的侧边，且在向两侧发射光的双重发射型显示装置的情况下它们可设置于两侧上。此外，可在偏振片外侧处提供防反射膜。因此，可以显示高分辨率和更精确的图像。
通过用密封材料或粘性树脂将树脂膜附着到形成象素部分的侧部的TFT基片2800上可形成密封结构。尽管该实施例模式中示出了用玻璃基片进行玻璃密封，但可使用各种密封方法，诸如使用树脂的树脂密封、用塑料的塑料密封和用薄膜的薄膜密封。用于防止湿气蒸气穿过的气体阻挡膜优选设置于树脂膜的表面上。通过采用膜密封结构，可实现进一步的薄化和轻型化。
本实施例模式可组合实施例模式1、2、4到7而使用。
实施例模式9将参考图14和15描述本实施例模式。图14和15示出了通过使用应用本发明制造的TFT基片2600构成的液晶显示模块的示例。
图14示出了液晶显示模块的示例。TFT基片2600和反基片2601通过密封材料2602结合在一起，且显示部分2603和液晶层2604设置于其间以形成象素部分。彩色层2605是进行色显示所必需的，且在RGB方法的情况下，与诸如红绿蓝的每种颜色相对应的彩色层设在每个象素中。偏振片2606和2607以及透镜膜2613提供于TFT基片2600和反基片2601外部。光源通过冷阴极管2610和反射片2611构成。电路基片2612通过柔性配线基片2609连接到TFT基片2600和驱动电路2608，且控制电路、电源电路等被结合入电路基片2612。对于液晶显示模块，可使用TN(扭转向列)模式、IPS(平面内切换)模式、MVA(多象限垂直配向)模式、和ASM(轴线对称排列微单元)模式、OCB模式等。
此外，利用OCB模式，通过本发明制造的显示装置可具有较高的性能，其中高速响应也是可能的。图15是使OCB模式适应于图14的液晶显示器模块并且是FS-LCD(场序LCD)的示例。FS-LCD中，在一个帧周期中进行红发射、绿发射和蓝发射，且通过利用时间分隔组合图像来进行色彩显示。因为每个发射都可通过发光二极管、冷阴极管等实施，所以不需要滤色片。因此，由于不需要排列RGB滤色片，所以可以在同一区域中显示九倍多的象素。另一方面，由于RGB发射在一个帧周期内实施，所以液晶的快速响应变成是必要的。当FS模式和OCB模式适应于本发明的显示装置时，可以实现更高性能和更高图像质量的显示装置或液晶电视装置。
OCB模式的液晶层具有所谓的π单元结构。π单元结构是其中液晶模块的预倾角针对有源矩阵基片和反基片之间的中心平面对称配向的结构。当未将电压施加到基片上时，π单元结构的定向是张开定向，并在施加电压时转入弯曲定向。电压的进一步施加使弯曲定向中的液晶分子进入与两个基片垂直的定向，这允许光在它们之间传播。此外，通过使用OCB模式可实现十倍于常规TN模式的高速响应。
此外，使用可进行高速操作的铁电液晶(FLC)的HV-FLC和SS-FLC可用作与FS模式相对应的模式。粘度相对较低的向列液晶用于OCB模式，且碟状液晶用于HV-FLC和SS-FLC，但作为液晶材料，可以使用FLC、向列液晶、碟状液晶等。
此外，通过使液晶显示装置的单元间隙更窄，可以加速液晶显示模块的高速光学响应速度。此外，通过降低液晶材料的粘度也可使其加速。上述加速在TN模式液晶显示模块的象素部分中的象素的情况或者沟管模板(dod)间距为30μm以下的情况中更加有效。
图15所示的液晶显示模块示出透光液晶显示模块，其中红光源2910a、绿光源2910b、蓝光源2910c作为光源提供。提供控制部分2912来开关红光源2910a、绿光源2910b、蓝光源2910c。通过控制部分2912，控制每个颜色的发光，光进入液晶，通过时间分隔形成图像，从而进行色彩显示。
通过使用如上所述的本发明，可以制造具有更高分辨率和高可靠性的液晶显示模块。
该实施例模式可组合实施例模式1、3、5和6而使用。
实施例模式10通过由本发明制造的显示装置可完成电视装置。图21是示出电视装置的主要结构的框图。现有许多类型的显示面板，诸如其中仅形成象素部分761且扫描线驱动器电路763和信号线驱动器电路762通过图22B所示的TAB方法安装为图25A所示的结构的类型；其中形成TFT，象素部分761和扫描线驱动器电路763集成于基片上，且信号线驱动器电路762分开安装为图25B所示的驱动器IC的类型；以及其中象素部分761、信号线驱动器电路762和扫描线驱动器电路763被集成于基片上如图25C所示的类型。任何类型的显示面板都可使用。
此外，对于视频信号的输入侧，外部电路的其它结构可包括将调谐器764接收到的信号中的视频信号放大的视频信号放大器电路765；将从视频信号放大器电路输出的信号转换成与红绿蓝的每种颜色相对应的色度信号的视频信号处理电路766；将视频信号转换成驱动器IC等的输入规范的控制电路767。控制电路767将信号输出到扫描线侧和信号线侧。在数字驱动的情况下，一结构可以是在信号线侧提供信号划分电路768并提供被分成m个部分的输入数字信号的结构。
调谐器764所接收的其它信号中的音频信号被发送到音频信号放大器电路769，它通过音频信号处理电路770被提供给扬声器773。控制电路771接收来自输入部分772的关于接收站(接收频率)或音量的控制信息并将信号发送到调谐器764和音频信号处理电路770。
通过将液晶显示模块和EL显示模块结合入如图20A和20B所示的外壳中可完成电视装置。当使用图10所示的EL显示模块时，可实现EL电视装置。当使用如图14和15所示的液晶显示模块时，可实现液晶电视装置。用显示模块形成主显示屏2003，并提供扬声器部分2009、操作开关等作为其附件设备。这样，通过本发明可完成电视装置。
显示面板2002被结合入外壳2001，且通过接收器2005可接收普通TV广播，且通过经由通过调制解调器2004的有线或无线连接而连接到通信网络，可进行单向(从发送器到接收器)或双向(发送器和接收器之间或接收器之间)信息通信。通过使用外壳内构建的开关或遥控单元2006可以操作电视装置。用于显示输出信息的显示部分2007也可设置于遥控单元上。
此外，除了主屏幕2003之外，电视装置可包括用第二显示面板形成的子屏幕2008，以显示频道、音量等。在该结构中，用具有宽视角的EL显示面板形成主屏幕2003并用能以低功耗显示图像的液晶显示面板形成子屏幕。此外，为了优先考虑降低功耗，用液晶显示面板形成主屏幕2003并用EL显示面板形成子屏幕，以具有闪烁的特点。通过本发明，即使在使用大尺寸基片并使用大量TFT或电子部件时，也可以制造具有高可靠性的显示装置。
图20B示出了具有大显示部分的电视装置，其大小例如为20到80英寸。电视装置包括外壳2010、显示部分2011、作为操作单元的遥控单元2012、扬声器2013等等。本发明应用于显示部分2011的制造。图20B所示的电视装置可悬挂在墙上，不需要较大的空间用于放置该电视装置。
无需说明的是，本发明不限于电视装置并可应用于各种使用，例如大尺寸显示媒介，如火车站或机场的信息显示板等，或者路上的广告显示板，以及个人计算机的监视器。
实施例模式11通过应用本发明可制造各种显示装置。换句话说，本发明可应用于结合这种显示装置作为显示部分的各种电子设备。
这种电子设备包括视频照相机、数字照相机、投影仪、头戴式显示器(护目镜型显示器)、汽车导航系统、汽车音响、个人计算机、游戏机、便携式信息终端(诸如移动计算机、手提电话或电子书)、具备记录媒介的图像再现装置(特别是，用于再现诸如数字通用盘(DVD)的记录媒介上记录的信息并具有能显示再现图像的显示器的装置)等等。这种电子设备的示例于图19A-19D中示出。
图19A是个人计算机，它包括主体2101、外壳2102、显示部分2103、键盘2104、外部连接端口2105、定位鼠标2106等。本发明应用于制造显示部分2103。通过使用本发明，即使在个人计算机小型化且配线等变得更精细和复杂时，也可显示高可靠性和高质量的图像。
图19B示出了具备记录媒介的图像再现装置(特别是DVD再现装置)，它包括主体2201、外壳2202、显示部分A2203、显示部分B2204、记录媒介(DVD等)读取部分2205、操作键2206、扬声器部分2207等等。显示部分A2203主要显示图像数据而显示部分B2204主要显示文本数据。本发明应用于部分A2203和B2204的制造。通过将本发明应用于显示部分A2203和B2204的制造，即使在图像再现装置被小型化且配线等变得更精细和复杂时，也可显示高可靠性和高质量的图像。
图19C是手提电话，它包括主体2301、音频输出部分2302、音频输入部分2303、显示部分2304、操作开关2305、天线2306等。通过将用本发明制造的显示装置应用于显示部分2304，即使在图像再现装置被小型化且配线等变得更精细和复杂时，也可显示高可靠性和高质量的图像。
图19D是视频照相机，它包括主体2401、显示部分2402、外壳2403、外部连接端口2404、遥控接收部分2405、图像接收部分2406、电池2407、视频输入部分2408、操作键2409等。本发明可应用于显示部分2402。通过将用本发明制造的显示装置应用于显示部分2402，即使在图像再现装置被小型化且配线等变得更精细和复杂时，也可显示高可靠性和高质量的图像。该实施例模式可自由地与上述实施例模式组合。
实施例模式12通过本发明，可形成具有处理器电路的用作芯片的半导体装置(也称作无线芯片、无线处理器、无线存储器或无线标签)。本发明的半导体装置用于各种用途。例如，该半导体装置可用于票据、硬币、有价证券、证书、无记名债券、包装容器、文档、记录媒介、个人财物、交通工具、食物、衣服、健康物品、生活器具、化学制品、电子器具等。
票据和硬币指市场上流通的货币，并包括在特定区域内作为现金传递的货币，诸如现金凭证和纪念币。有价证券指支票、证明书、本票等，它们可配备具有处理器电路的芯片90(图28A)。证书指驾驶证、居住证等，它们可配备具有处理器电路的芯片91(图28B)。交通工具指船、诸如自行车的有轮交通工具等等，它们可配备具有处理电路的芯片96(图28G)。无记名债券指邮票、大米息票、各种商品息票等。包装容器指用于饭盒、塑料瓶等的包装纸，它们可配备具有处理器电路的芯片93(图28D)。文档指书等，它们可配备具有处理器电路的芯片94(图28E)。记录媒介指DVD软件、录像带等，它们可配备具有处理器电路的芯片95(图28F)。个人财物指包、眼镜等，它们可配备具有处理器电路的芯片97(图28C)。食物指食物商品、饮料等。衣服指衣服、鞋袜等。健康物品指医疗器具、健康器具等。生活器具指家具、照明设备等。化学制品指药物产品、杀虫剂等。电子器具指液晶显示装置、EL显示装置、电视装置(电视机或平面电视机)、蜂窝电话等。
通过将具有处理器电路的芯片提供给这些事物，如票据、硬币、有价证券、证书、无记名债券，可防止伪造。此外，通过将芯片提供给包装容器、文档、记录媒介、个人财物、交通工具、食物、衣服、健康物品、生活器具、化学制品、电子器具等可尝试检查系统或出租商店中使用的系统的效率改善。通过将具有处理器电路的芯片提供给交通工具、健康物品、化学制品等，可防止伪造或盗窃，并可防止药品被误拿。通过将它贴到表面或嵌入其中可以将具有处理器电路的芯片提供给前述物品。例如，对于书，可将芯片嵌入页中或者在用有机树脂制成包装的情况下嵌入有机树脂中。
此外，通过将具有可能通过本发明形成的处理器电路的芯片应用于产品管理系统或分配系统，可尝试使系统更加完整。例如，通过在标签上提供具有处理器电路的芯片，通过沿传送带提供的读取器/写入器可读取关于分配过程和传递目的地的信息，并使产品的检查或包裹分配更容易。
参照图29描述有可能用本发明形成的具有处理器电路的芯片结构。具有处理器电路的芯片包括薄膜集成电路9303和连接至薄膜集成电路9303的天线9304。该薄膜集成电路和天线是夹在和固定在覆盖材料9301和覆盖材料9302之间。通过使用粘合剂可将薄膜集成电路接合至覆盖材料。图29中使用粘合剂9320将薄膜集成电路9303一侧接合至覆盖材料9301。
薄膜集成电路9303按与任何上述实施例模式所示的TFT相同的方式形成，并通过已知的剥离过程设置于覆盖材料上。薄膜集成电路9303中的TFT连接到天线9304，且在该实施例模式中，薄膜集成电路9303中的TFT的源电极层或漏电极层9322以及天线9304中的配线层9323通过在其间具有本发明的含至少一个孔的缓冲层9321而形成。由于多孔缓冲层9321是导电的，它可以电连接源电极层或漏电极层9322和配线层9323。此外，因为配线层9323的一部分被形成为填充含至少一个孔的缓冲层9321的孔，所以形成的源电极层或漏电极层9322和配线层9323具有良好的附着力。薄膜集成电路9303中使用的半导体元件不限于前述半导体元件。例如，除了TFT，可以使用存储器元件、二极管、光电转换元件、电阻元件、线圈、电容器元件、电感器等。
如图29所示，夹层绝缘膜9311形成于薄膜集成电路9303的TFT上，且形成通过夹层绝缘膜9311连接到TFT的天线9304。此外，由氮化硅膜等形成的阻挡膜9312形成于夹层绝缘膜9311和天线9304上。
天线9304通过微滴排放法形成，其中诸如金、银或铜的包含电介质材料的微滴被排放、变干和烘培。通过微滴排放法形成天线能减少步骤数量和与之相对应的成本。此外，天线9304可通过分配法或印刷法(丝网印刷等)形成。
对于覆盖材料9301和9302，优选使用由这些材料的堆叠膜构成，如膜(由聚丙烯、聚酯、乙烯、聚氟乙烯、聚氯乙烯等制成)、纤维材料纸、基底材料膜(聚酯、聚酰胺、无机蒸发膜、纸等)以及粘性合成树脂膜(丙烯酸基合成树脂、环氧基合成树脂等)。膜将随物体通过热压缩结合过程。在该过程期间，膜最上表面中设置的粘着层或最外层中设置的一层(它不是粘着层)通过热处理融化，并通过施加压力与该物体结合。
通过将可燃的无污染材料(如纸、纤维、碳-石墨等)用作覆盖材料，可以烧掉或切掉使用过的具有处理器电路的芯片。此外，使用这些材料的具有处理器电路的芯片是无污染的，因为在燃烧芯片时它不产生有毒气体。
此外，尽管在图29中具有处理器电路的芯片通过粘合剂9320提供至覆盖材料9301，但具有处理器电路的芯片可附着到商品上而非覆盖材料9301上。
实施例该实施例示出了观察和评估其中导电层形成于包含至少一个孔的缓冲层上的样品的结果。
作为包含至少一个孔的缓冲层，使用具有孔的导电层。在基片上，应用包含氧化硅毫微粒的ITO溶胶凝胶溶液(包含丁基作为溶剂)并以550℃的温度燃烧一个小时。在燃烧后，在包含氧化硅毫微粒的ITO层上进行氢氟酸处理，且氧化硅毫微粒被溶解以形成具有孔的ITO层。包含Ag的作为导电材料的化合物被排放到具有孔的ITO层，以形成导电层。通过上述过程，形成样品(样品1)，其中具有孔并作为含至少一个孔的缓冲层的ITO层形成于基片上，其上将导电层堆叠在包含至少一个孔的缓冲层上。
用STEM(扫描透射电子显微镜)观察样品1的剖视表面。图26示出了STEM照片。底部处不平坦的白色部分是包含至少一个孔的缓冲层83(ITO层)，且上部中的黑色部分是导电层82(Ag层)。作为包含至少一个孔的缓冲层83的ITO层具有孔且与导电层82的界面非常不平坦。作为导电层82的Ag进入孔和界面的不平坦处，以便将它们填上。这是因为作为ITO层内形成孔(气孔)的材料的氧化硅毫微粒的粒径大于Ag毫微粒的粒径，并使得Ag毫微粒进入由氧化硅毫微粒形成的孔。在该实施例中，氧化硅毫微粒的粒径是50nm或以下，而Ag毫微粒的粒径是5nm或以下。因此，根据图26中包含至少一个孔的缓冲层和导电层之间的界面状态，形成的导电层具有良好的附着力。
随后，在包含至少一个孔的缓冲层和导电层的堆叠层样品上实施与带的剥离测试，如上所述。作为样品，氮化硅膜通过溅射法形成于玻璃基片上。按与样品1相同的方式，ITO层形成于氮化硅膜上作为包含至少一个孔的缓冲层，且通过排放包含Ag的组合物作为导电材料，形成导电层。在导电层通过抗蚀剂被处理成直线形式后，氮化硅膜形成于它之上并制造样品2。通过本发明，形成用于夹在包含至少一个孔的缓冲层和导电层之间的氮化硅膜被形成，以增加带的剥离强度并更显著地增加附着力。
对样品2实施与kapton带的剥离测试。图27示出了剥离测试后样品的光学显微照片。黑线示出了包含至少一个孔的缓冲层80的区域(ITO层)，它没有导电层。白线示出了导电层81(Ag层)。导电层81经处理成具有约30μm线宽即使用带也不会剥落，且确保了通过包含至少一个孔的缓冲层增强附着力。
根据上述结果，当导电层形成于通过本发明形成并也是导电层的包含至少一个孔的缓冲层上时，形成的导电层具有提升的附着力和良好的稳定性。此外，由于包含至少一个孔的缓冲层具有导电性，它可以电传导到其它导电层，诸如电极层、配线层和半导体层。因此，不会出现诸如短路的电缺陷，且可以制造具有高可靠性的显示装置。
权利要求
1.一种半导体装置，它包括第一导电层；第二导电层；以及设置于所述第一导电层和所述第二导电层之间的包含至少一个孔的导电缓冲层；其中，所述第二导电层的一部分装填所述包含至少一个孔的缓冲层的孔。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，包含至少一个孔的缓冲层由导电氧化物形成。
3.一种半导体装置，它包括包含源极区和漏极区的半导体层；源电极层和漏电极层；以及设置于所述半导体层与所述源电极层和漏电极层之间的包含至少一个孔的导电缓冲层；其中，所述源电极层和漏电极层的一部分装填所述包含至少一个孔的缓冲层的孔。
4.如权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，还包括栅电极层和所述栅电极层上的栅绝缘层。
5.如权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，所述包含至少一个孔的缓冲层由导电氧化物构成。
6.一种显示装置，它包括包含源极区和漏极区的半导体层；源电极层和漏电极层；设置于所述半导体层与所述源电极层和漏电极层之间的包含至少一个孔的导电缓冲层；以及电连接到所述源电极层或漏电极层上的象素电极层，其中，所述源电极层和漏电极层的一部分装填所述包含至少一个孔的缓冲层的孔。
7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，还包括栅电极层和该栅电极层上的栅绝缘层。
8.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，包含至少一个孔的缓冲层由导电氧化物形成。
9.一种显示装置，它包括包含源极区和漏极区的半导体层；源电极层和漏电极层；设置于所述半导体层与所述源电极层和漏电极层之间的包含至少一个孔的导电缓冲层；电连接到所述源电极层或漏电极层上的第一电极层；所述第一电极层上的场致发光层；以及所述场致发光层上的第二电极层，其中，所述源电极层和漏电极层的一部分装填所述包含至少一个孔的缓冲层的孔。
10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于，还包括栅电极层和该栅电极层上的栅绝缘层。
11.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于，包含至少一个孔的缓冲层由导电氧化物形成。
12.一种包括使用显示装置形成的显示屏的电视装置，该显示装置包括包含源极区和漏极区的半导体层；源电极层和漏电极层；设置在所述半导体层与所述源电极层和漏电极层之间的包含至少一个孔的导电缓冲层；以及电连接到所述源电极层或漏电极层上的象素电极层，其中，所述源电极层和漏电极层的一部分装填所述包含至少一个孔的缓冲层的孔。
13.如权利要求12所述的电视装置，其特征在于，还包括栅电极层和该栅电极层上的栅绝缘层。
14.如权利要求12所述的电视装置，其特征在于，包含至少一个孔的缓冲层用导电氧化物形成。
15.一种包括使用显示装置形成的显示屏的电视装置，该显示装置包括包含源极区和漏极区的半导体层；源电极层和漏电极层；设置在所述半导体层与所述源电极层和漏电极层之间的包含至少一个孔的导电缓冲层；电连接到所述源电极层或漏电极层上的第一电极层；所述第一电极层上的场致发光层；以及所述场致发光层上的第二电极层，其中，所述源电极层和漏电极层的一部分装填所述包含至少一个孔的缓冲层的孔。
16.如权利要求15所述的电视装置，其特征在于，还包括栅电极层和该栅电极层上的栅绝缘层。
17.如权利要求15所述的电视装置，其特征在于，包含至少一个孔的缓冲层用导电氧化物形成。
18.一种制造半导体装置的方法，该方法包括以下步骤形成第一导电层；在所述第一导电层上形成包含至少一个孔的导电缓冲层；以及用包含导电材料的组合物装填所述包含至少一个孔的缓冲层的孔，并形成第二导电层。
19.如权利要求18所述的制造半导体装置的方法，其特征在于，包含至少一个孔的缓冲层用导电氧化物形成。
20.如权利要求18所述的制造半导体装置的方法，其特征在于，还包括固化所述组合物的步骤。
21.一种制造半导体装置的方法，该方法包括以下步骤形成包括源极区和漏极区的半导体层；在所述源极区和漏极区上形成包括至少一个孔的导电缓冲层；以及用包含导电材料的组合物装填所述包含至少一个孔的缓冲层的孔，并形成源电极层和漏电极层。
22.如权利要求21所述的用于制造半导体装置的方法，其特征在于，包含至少一个孔的缓冲层用导电氧化物形成。
23.如权利要求21所述的用于制造半导体装置的方法，其特征在于，还包括固化所述组合物的步骤。
24.一种制造显示装置的方法，该方法包括以下步骤形成包含源极区和漏极区的半导体层；在所述源极区和漏极区上形成包含至少一个孔的导电缓冲层；用包含导电材料的组合物装填所述包含至少一个孔的缓冲层的孔，并形成源电极层和漏电极层；以及形成电连接到所述源电极层或漏电极层上的象素电极层。
25.如权利要求24所述的用于制造显示装置的方法，其特征在于，包含至少一个孔的缓冲层用导电氧化物形成。
26.如权利要求24所述的用于制造显示装置的方法，其特征在于，还包括固化所述组合物的步骤。
27.一种制造显示装置的方法，该方法包括以下步骤形成包含源极区和漏极区的半导体层；在所述源极区和漏极区上形成包含至少一个孔的导电缓冲层；用包含导电材料的组合物装填所述包含至少一个孔的缓冲层的孔，并形成源电极层和漏电极层；形成电连接到所述源电极层或漏电极层的第一电极层；在所述第一电极层上形成场致发光层；以及在所述场致发光层上形成第二电极层。
28.如权利要求27所述的用于制造显示装置的方法，其特征在于，包含至少一个孔的缓冲层用导电氧化物形成。
29.如权利要求27所述的用于制造显示装置的方法，其特征在于，还包括固化所述组合物的步骤。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种半导体装置或显示装置，它们可通过改善材料的使用效率并简化制造过程加以制造，以及这些装置的制造技术。此外，本发明的另一目的在于提供一种以期望形状和良好的附着力形成构成半导体装置或显示装置的配线图案等的技术。通过在它们之间形成包含至少一个孔的导电缓冲层来增加第一和第二导电层之间的附着力。通过用借助烘培固化的颗粒形状的导电材料装填包含至少一个孔的缓冲层的孔形成第二导电层。孔中被固化的导电层起到类似于楔子的作用，且第二导电层以良好的附着力和稳定性形成于第一导电层上。
文档编号H01L21/28GK1797757SQ20051012872
公开日2006年7月5日 申请日期2005年11月28日 优先权日2004年11月26日
发明者藤井厳, 森末将文 申请人:株式会社半导体能源研究所