半导体装置、电子装置及半导体装置的制造方法

专利名称：半导体装置、电子装置及半导体装置的制造方法
技术领域：
本发明涉及半导体装置、电子装置和利用印刷法制造半导体装置的方法。
背景技术：
在薄膜晶体管(以下简称TFT)和使用薄膜晶体管的电子电路中，半导体、绝缘体、导体等的各种薄膜层叠于基片上，它们通过光刻技术加以适当处理成预定图形。光刻技术是通过利用光将利用称作光掩模的透明平板上的不透光材料构成的电路等的图形转移到预定基片上的技术。光刻技术广泛用于半导体集成电路等的制造工艺中。
使用光刻技术的传统制造工艺需要多个步骤，诸如曝光、显影、烘培和仅用于处理称作抗蚀剂的感光有机树脂材料形成的掩模图形的剥离。因此，随着光刻步骤数量的增加，不可避免地会增加制造成本。为了解决该问题，已尝试用较少数量的光刻步骤来制造TFT(参考文献1日本专利特许公开No.H11-251259)。

发明内容
本发明的目的在于提供制造TFT、使用TFT的电子电路、半导体装置或显示装置的技术，其通过减少光刻步骤数以低成本、高产量在具有1米或以上侧边的大尺寸基片上用TFT形成，从而简化制造过程。
此外，本发明的目的在于提供一种技术，它稳定地形成半导体装置或显示装置中包含的具有期望形状的诸如配线的组件。
本发明中，在几个分开的排放过程中，液体组合物被附着到控制润湿性的形成区，且相邻导电层、用作形成相邻导电层的掩模层的绝缘层等是通过烘培、干燥等固化液体组合物而形成的。当分开几次排放组合物时，可以获得稳定的图形形状而没有由于微滴等的聚集引起的断开。在按以上方式形成的导电层或绝缘层中，由于形成区的润湿性的差异，后续步骤中排放的微滴不留在目标位置，并移到高润湿性区域以稳定化。因此，所获得的导电层或掩模层具有含不同线宽的结节形状。此外，线宽连续变化，且最宽的线宽和最窄的线宽规则地重复。这里最宽的线宽不必都沿导电层或掩模层恒定，而是严格地参考导电层或掩模层的局部最大宽度。类似地，最窄的线宽不必都沿导电层或掩模层恒定，而是严格地参考导电层或掩模层的局部最小宽度。
本发明中，具有结节的导电层邻接地形成为其间具有均匀距离。排放导电层的微滴以便在相邻导电层之间沿长度方向交错微滴中心，使得排放微滴的中心在相邻导电层之间沿线宽方向不在同一线上。这样，导电层的每个微滴不在线宽方向上直接地与相邻导电层的每个微滴对准。由于交错微滴中心，具有最宽线宽(结节的最宽宽度)的各导电层部分彼此不相邻，且导电层可以相邻地形成为其间具有更短的距离。
此外，本发明中形成的导电层(配线)或绝缘层包括多个厚度以及侧部分并表面上具有反映微滴的突出和凹入。这是因为导电层或绝缘层是通过固化包含导电或绝缘材料的液体组合物并通过在排放后干燥或烘培而形成的。这应用于用本发明形成的掩模层，且该掩模层包括多个膜厚度以及表面上的突出和凹入。因此，用这种掩模层处理的导电层或绝缘层的形状反映出掩模形状。表面上突出和凹入的形状和大小根据液体组合物的粘性、用于通过去除溶剂等固化液体组合物的干燥步骤而变化。
固态物体的表面润湿性受表面状态的影响。当形成相对于液体组合物具有低润湿性的物质时，该表面变成相对于液体组合物具有低润湿性的区域(以下，也称作低润湿性区域)。另一方面，当形成相对于液体组合物具有高润湿性的物质时，该表面变成具有相对于液体组合物的高润湿性的区域(以下，也称作高润湿性区域)。本发明中，控制表面润湿性的处理意味着在由液体组合物附着的区域中形成各自具有相对于液体组合物的不同润湿性的区域。
具有不同润湿性的区域是相对于液体组合物具有不同润湿性的区域以及具有液体组合物的不同接触角的区域。具有较大液体组合物的接触角的区域是低润湿性区域，而具有较小接触角的区域是高润湿性区域。在接触角较大的情况下，具有流动性的液体组合物在区域表面上不扩散，为该表面所排斥，且不弄湿该表面。在接触角较小的情况下，具有流动性的液体组合物在表面上扩散并弄湿该表面。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具有较低的表面能，而高润湿性区域的表面具有较高的表面能。
在本说明书中，半导体装置表示可利用半导体特性工作的装置。通过使用本发明，可以制造诸如多层配线、包括处理器电路的芯片(以下也称作处理器芯片)等的半导体装置。
本发明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，其中TFT连接到在电极之间插入包含发光的有机材料或有机和无机材料的混合物的层又称场致发光(也称作EL)的发光元件，使用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等。
本发明的半导体装置的一个特点在于包括第一配线，它具有多个线宽并在至少一部分中弯曲；以及第二配线，它具有多个线宽并在至少一部分中弯曲，其中第一配线是沿中心线对称的，第二配线是沿中心线对称的；且第一和第二配线之间的距离是均匀的。
本发明的半导体装置的一个特点在于包括第一导电层，其中线宽连续变化，以及第二导电层，其中线宽连续变化，其中第一和第二导电层的侧部分各自具有连续的波形，以及其中第一和第二导电层之间的距离是均匀的。
本发明的半导体装置的一个特点在于包括栅电极层；栅绝缘层；半导体层；源电极层；以及漏电极层，其中所述源和漏电极层具有多个线宽并在至少一部分中弯曲；所述源电极层沿中心线对称；所述漏电极层沿中心线对称；以及所述源和漏电极层之间的距离是均匀的。
本发明的半导体装置的一个特点在于包括栅电极层；栅绝缘层；半导体层；源电极层；以及漏电极层，其中源和漏电极层的线宽连续变化；所述第一和第二导电层的侧部分各自具有连续的波形；以及所述源和漏电极层之间的距离是均匀的。
本发明的制造半导体装置的方法的一个特点在于包括以下步骤在由包含导电材料的组合物制成的多个微滴的第一排放步骤中，在基片上排放在基片上的第一线上具有中心的第一微滴，以及在与第一线平行的第二线上具有中心的第二微滴；在多个微滴的第二排放步骤中，在第一微滴之间排放在第一线上具有中心的第三微滴，以形成第一导电层，它是沿第一线线对称的并具有多个线宽；以及在多个微滴的第二排放步骤中，在第二微滴之间排放在第二线上具有中心的第四微滴，以形成第二导电层，它是沿第二线线对称的并具有多个线宽；其中第一和第二导电层形成为其间具有均匀的距离。
本发明的制造半导体装置的方法的一个特点在于包括以下步骤在由包含导电材料的组合物制成的多个微滴的第一排放步骤中，在基片上排放在基片上的第一线上具有中心的第一微滴以及在与第一线平行的第二线上具有中心的第二微滴；在多个微滴的第二排放步骤中，在第一微滴之间排放在第一线上具有中心的第三微滴，以形成第一导电层，它具有侧部分处的连续波形和连续变化的线宽；在多个微滴的第二排放步骤中，在第二微滴之间排放在第二线上具有中心的第四微滴，以形成第二导电层，它具有侧部分处的连续波形和连续变化的线宽，其中第一和第二导电层形成为其间具有均匀的距离。
本发明的制造半导体装置的方法的一个特点在于包括以下步骤在基片上形成导电膜；在由包含掩模层材料的组合物制成的多个微滴的第一排放步骤中，在导电膜上排放在基片上的第一线上具有中心的第一微滴以及在与第一线平行的第二线上具有中心的第二微滴；在多个微滴的第二排放步骤中，在第一微滴之间排放在第一线上具有中心的第三微滴，以形成第一掩模层，它沿着第一线对称并具有多个线宽；在多个微滴的第二排放步骤中，在第二微滴之间排放在第二线上具有中心的第四微滴，以形成第二掩模层，它沿着第二线对称并具有多个线宽；用第一和第二掩模层处理导电膜以形成其间具有均匀距离的第一和第二导电层。
本发明的制造半导体装置的方法的一个特点在于包括以下步骤在基片上形成导电膜；在由包含掩模层材料的组合物制成的多个微滴的第一排放步骤中，在导电膜上排放在基片上的第一线上具有中心的第一微滴以及在与第一线平行的第二线上具有中心的第二微滴；在多个微滴的第二排放步骤中，在第一微滴之间排放在第一线上具有中心的第三微滴，以形成第一掩模层，它在侧部分处具有连续波形以及连续变化的线宽；在多个微滴的第二排放步骤中，在第二微滴之间排放在第二线上具有中心的第四微滴，以形成第二掩模层，它在侧部分处具有连续波形以及连续变化的线宽；以及用第一和第二掩模层处理导电膜，以形成其间具有均匀距离的第一和第二导电层。
根据本发明，诸如半导体装置、显示装置等中包含的配线等的组件可稳定地形成为具有期望的形状。此外，可以减少材料损耗和成本。因此，可以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到1C是本发明的示意图。
图2A到2C示出了本发明的显示装置的制造方法。
图3A到3C示出了本发明的显示装置的制造方法。
图4A到4C示出了本发明的显示装置的制造方法。
图5A到5C示出了本发明的显示装置的制造方法。
图6A到6C示出了本发明的显示装置的制造方法。
图7A和7B示出了本发明的显示装置的制造方法。
图8A和8B示出了本发明的显示装置。
图9是示出本发明的EL显示模块的结构示例的剖视图。
图10A到10F是示出可应用于本发明的EL显示面板的像素的结构的电路图。
图11A到11D示出可应用于本发明的发光元件的结构。
图12A到12C示出了本发明的显示装置的制造方法。
图13A和13B示出了本发明的显示装置的制造方法。
图14A和14B示出了本发明的显示装置的制造方法。
图15A和15B示出了本发明的显示装置的制造方法。
图16A和16B示出了本发明的显示装置的制造方法。
图17A和17B示出了本发明的显示装置的制造方法。
图18A和18B示出了本发明的显示装置。
图19A和19B示出了本发明的显示装置。
图20A和20B是示出本发明的液晶显示模块的结构示例的剖视图。
图21是示出使用本发明的电子装置的主结构的框图。
图22A到22D示出了使用本发明的电子装置。
图23A和23B示出了使用本发明的电子装置。
图24A到24E示出了使用本发明的保护电路。
图25示出了可应用于本发明的微滴排放装置的结构。
图26A到26C是本发明的显示装置的俯视图。
图27A和27B是本发明的显示装置的俯视图。
图28A到28G示出了使用本发明的半导体装置。
图29示出了使用本发明的半导体装置。
图30示出了可应用于本发明的微滴排放装置的结构。
图31A和31B示出了实施例1中制造的样品的实验数据。
图32A和32B示出了实施例1中制造的样品的实验数据。
图33示出了实施例1中制造的样品的实验数据。
图34是本发明的显示装置的俯视图。
图35是本发明的显示装置的俯视图。
图36A和36B示出了本发明的显示装置。
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。但本领域的熟练技术人员可以理解本发明不受以下描述限制且可以在形式和细节上进行各种变化而不背离本发明的精神和范围。因此，本发明不应被限制于以下实施例模式的描述。通常对本发明结构中的同一组件或具有相同功能的组件提供相同的标号，并将省去重复描述。
实施例模式1将参考图1A到1C描述本发明的实施例模式1。
本发明的一项特点在于制造半导体装置或显示装置所需的组件中的至少一个或更多组件，诸如用于形成配线层或电极的导电层或者用于形成预定图形的掩模层，通过能选择性地将图形形成为期望形状以制造半导体装置或显示装置的方法而形成。本发明中，组件(也称作图形)表示薄膜晶体管或显示装置中包含的诸如配线层、栅电极层、源电极层或漏电极层的导电层；半导体层、掩模层、绝缘层等，并且包括形成为具有预定形状的所有组件。微滴排放(排出)法(也称作喷墨法，这取决于其模式)可以通过选择性地排放(排出)为特殊用途混合的组合物微滴将导电层、绝缘层等形成为预定图形，该方法被用作能选择性地将物质形成至构成期望图形的方法。此外，也可以采用能将组件转移或绘制成期望图形的方法，例如各种印刷法(将要形成的物质形成为期望图形的方法，诸如丝网(油印)印刷、胶印(平版)印刷、凸版印刷、凹版(凹雕)印刷等)、分配法、选择涂布法等。
本实施例模式使用将液体的包含组件形成材料的组合物作为微滴进行排放(排出)以将该包含组件形成材料的组合物形成为期望图形的方法。包含组件形成材料的微滴被排放到组件形成区域，并通过烘培、干燥等固定该组合物以形成具有期望图形的组件。
图25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连接到控制装置1407，且该控制装置1407由计算机1410控制，从而可以形成预编程的图形。例如可以基于基片1400上形成的标记物1411来确定形成位置。或者，可以基于基片1400的边缘来固定参考点。参考点由成像装置1404检测并由图像处理电路1409变成数字信号。随后，数字信号由计算机1410识别以生成控制信号，并将该控制信号发送给控制装置1407。使用电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体的图像传感器等可用作上述成像装置1404。自然地，关于基片1400上要形成的图形的信息存储在存储媒介1408中，且控制信号基于该信息发送给控制装置1407，使得能单独控制微滴排放装置1403的每个头部1405和1412。通过管道分别从材料供应源1413和1414向头部1405和1412提供要排放的材料。
头部1405具有如虚线1406所示的用液体材料填充的空间的内部结构和作为排放开口的喷嘴。尽管未示出，头部1412的内部结构与头部1405的相类似。当头部1405和1412的喷嘴大小彼此不同时，可以同时排放具有不同宽度的不同材料。此外，可以从一个头部分别排放导电材料、有机材料、无机材料等。在诸如夹层膜的较宽区域上绘制时，可以从多个喷嘴同时排放一种材料以提升通过量，因此可以进行绘制。当使用大尺寸基片时，头部1405和1412可以按图25的箭头所示的方向在基片上自由扫描，且要绘制的区域可以自由设定。因此，可以在一个基片上绘制多个相同图形。
在通过微滴排放法形成导电层的情况下，包含导电材料颗粒的组合物被排放、并通过烘培被熔合或焊接以固化该组合物。在许多情况下，通过排放和烘培包含导电材料的组合物形成的导电层(或绝缘层)是具有许多晶界的多晶状态，而通过溅射等形成的导电层(或绝缘层)在许多情况下具有柱状结构。
将参考图1A到1C利用形成导电层的方法来描述本发明实施例模式的一般思想。图1A到1C是导电层的俯视图。
如图1A到1C所示，导电层形成于基片50上。因此，必要地控制作为导电层形成区域的基片50相对于形成导电层的包含导电材料的液体组合物的表面润湿性。可以根据要形成的导电层的宽度或图形形状适当地设定润湿度，且可以通过后续处理控制该润湿性。在该实施例模式中，在形成导电层过程中，形成区域和包含导电材料的组合物之间的接触角优选是20度或以上，更优选从20度到40度。
首先，描述形成具有较低润湿性的物质并控制以降低形成区表面的润湿性的方法。作为具有较低润湿性的物质，可以使用包含氟碳基团(氟碳链)的物质或者包含硅烷偶联剂的物质。所述硅烷偶联剂由下式表示Rn-Si-X(4-n)(n＝1、2和3)。在这一化学式中，R表示包含相对非活性基如烷基的物质。X表示可水解的基团，如卤素、甲氧基、乙氧基或乙酸基，它们可以与羟基或物质表面上的吸附水通过凝聚作用而结合。
至于所述硅烷偶联剂的代表性例子，通过使用具有R为氟烷基的氟基硅烷偶联剂(如氟烷基硅烷(FAS))可以进一步降低润湿性。FAS中的R具有(CF3)(CF2)x(CH2)y所示的结构，其中，x是0-10的整数，y是0-4的整数。当许多R或X结合Si时，R或X彼此可以相同或不同。通常，以下可以作为FAS氟烷基硅烷，如十七氟四氢癸基三乙氧基硅烷、十七氟四氢三氯硅烷、十三氟四氢辛基三氯硅烷或三氟丙基三甲氧基硅烷。
至于润湿性低的物质，可以使用不具有氟碳链但是具有烷基的物质作为硅烷偶联剂的R，例如，可以使用十八烷基三甲氧基硅烷等作为有机硅烷。
至于包含润湿性低的物质的溶液的溶剂，可以使用包含烃的溶剂，所述烃如正丙烷、正己烷、正辛烷、正庚烷、二环戊烷、苯、甲苯、二甲苯、均四甲苯、茚、四氢萘、十氢萘或者角鲨烷、四氢呋喃等。
至于可以降低润湿性并形成低润湿区域的组合物的例子，可以使用具有氟碳链的物质(例如，氟基树脂)。至于氟基树脂，可以使用以下所列的物质聚四氟乙烯(PTFE)树脂、全氟烷氧基烷烃(PFA)或四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物树脂、全氟乙烯丙烯共聚物(PFEP)或四氟乙烯-馏分丙烯共聚物树脂、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)或四氟乙烯-乙烯共聚物树脂、聚偏二氟乙烯(PVDF)树脂，聚三氟氯乙烯(PCTFE)或聚三氟氯乙烯树脂、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)或聚三氟氯乙烯-乙烯共聚物树脂、聚四氟乙烯-全氟间二氧杂环戊烯(TFE/PDD)、聚氟乙烯(PVF)或氟乙烯树脂等。
此外，当利用无机或有机材料进行CF4等离子体等的处理时，可以降低润湿性。例如，作为有机材料，可以使用与诸如聚乙烯醇(PVA)的水溶性树脂混合的诸如H2O的溶剂的材料。此外，可以使用PVA和另一水溶性树脂的组合。可以使用有机材料(有机树脂材料)(聚酰亚胺或丙烯)或者硅氧烷材料。注意，硅氧烷材料对应于包含Si-O-Si键的树脂。硅氧烷具有通过硅(Si)和氧(O)的键形成的骨架结构。作为取代基，可以使用至少包含氢的有机基团(例如，烷基基团或芳烃)。或者，氟基团可以用作取代基。至少包含氢的有机基团和氟基团也可用作取代基。
在该实施例模式中，FAS通过旋涂形成于基片50上；因此调节基片50表面的润湿性。该润湿性相对于包含在后续步骤中要形成的导电层中包含的导电材料的液体组合物。
当导电层通过一次连续排放形成时，微滴被聚集，并形成称作鼓起的液体小潭(puddle)。因此，有时导电层被断开。因此本发明中，导电层通过多次排放形成。换句话说，在第一排放步骤中，包含导电材料的液体组合物被附着以点着形成区，从而微滴不会彼此接触。接着，在第二排放步骤中，包含导电材料的组合物被排放以填充第一排放步骤中排放的导电材料微滴之间的空间。从而形成连续的导电层。由于时间过去，第一排放步骤中排放的包含导电材料的组合物通过干燥而被固化。因此，不会出现第一和第二排放步骤中排放的导电材料之间的聚集。当按此方式形成导电层时，即便在该层具有细线形状的情况下也可以形成稳定的导电层。
但是，按以上方式通过多次排放形成的导电层没有均匀的线宽且形状具有结节。相对于包含导电材料的液体组合物的润湿性在由第一排放步骤中排放的包含导电材料的组合物所构成的固化导电层的表面以及如前所述地控制其润湿性的基片50的表面之间是不同的。要在第二排放步骤中排放的包含导电材料的液体组合物被排放到第一排放步骤中排放的导电层以及基片50的表面上，以便在其间进行桥接。极大地受表面润湿性影响的包含导电材料的液体组合物移动，在通过第一排放步骤形成的具有高润湿性的导电层上流动。结果，增加了通过第一排放步骤形成的一部分导电层的线宽，而减小了通过第二排放步骤形成的一部分导电层的线宽。因此，形成了规则地具有结节并具有不均匀线宽的导电层。
在形成具有彼此相邻的结节的导电层的情况下，如果彼此邻接地形成各导电层的具有较大线宽的部分，则这些导电层部分之间的距离变得较短，且如果彼此邻接地形成各导电层的具有较小线宽的部分，则这些导电层部分之间的距离变得较长。因此，导电层之间的距离是变化和不均的。此外，造成了其中导电层彼此接触的缺陷形成的问题，且很难形成具有稳定距离的精细导电或绝缘层。
在该实施例模式中，如图1A所示，导电层51a到51e以及导电层51f到51j在第一排放步骤中形成。此时，作为第一导电层的一些部分的导电层51a到51e的微滴中心以及作为与第一导电层相邻的第二导电层的一些部分的导电层51f到51j的微滴中心沿线宽方向不在同一线上。导电层51f的中心被设定于导电层51a和51b的中心之间的区域的线宽方向内的一区域中。导电层51f的中心更优选地设定于导电层51a和51b的中心之间的长度所分成的三个区域的中心区域的线宽方向内的一区域中。第一排放步骤中形成的导电层51a到51e和导电层51f到51j的最大宽度分别变成第一导电层和第二导电层的最大宽度。因此，如果导电层51a到51e和导电层51f到51j在图1A的步骤中未接触，则第一导电层和第二导电层不可能彼此接触且不可能出现缺陷形成。
接着，如图1B所示，通过在第二排放步骤中排放包含导电材料的组合物以填充第一排放步骤中形成的导电层51a到51e之间的空间形成导电层52a到52d，从而形成第一导电层53a。类似地，通过在第二排放步骤中排放包含导电材料的组合物以填充导电层51f到51j之间的空间形成导电层52e到52h，从而形成第二导电层53b。
如上所述，由于附着区中润湿性的差异，具有流动性的包含导电材料的液体组合物的一部分(它是在第二排放步骤中附着的)移动到具有高润湿性的导电层51a到51j，以便稳定。此后，通过利用干燥、烘培等进行固化，形成规则地具有结节的第一导电层53a和第二导电层53b，如图1C所示。第一导电层53a的侧部分54a和第二导电层53b的侧部分54b具有连续的波形。第一导电层53a和第二导电层53b通过本发明的排放法形成，以使具有第一导电层53a和第二导电层53b的最宽线宽的区域不会彼此接触。第一导电层53a和第二导电层53b之间的距离会比以下的总和更短第一导电层53a的最宽线宽和最短线宽之差的一半；以及第二导电层53b的最宽线宽和最短线宽之差的一半。因此，即使在第一导电层53a和第二导电层53b之间的距离较短时，也可以稳定地形成第一导电层53a和第二导电层53b。此外，可以按类似方式通过排放绝缘材料来形成绝缘层。由于可以将绝缘层形成为其间具有均匀距离，在使用以这种方式形成的掩模层时，可以进行精密的精细处理。由于可以减小导电层之间的距离，在将导电层用作源电极层和漏电极层时，可以减小沟道宽度。因此，可以制造高可靠性的半导体器件，它们可以以较高的性能在高速下运行。由于在制造过程中减少了由于缺陷形成引起的故障数量，故具有改善产量并提高生产率的作用。
在本实施例模式中，利用微滴排放装置形成第一导电层53a和第二导电层53b。该微滴排放装置是排放微滴的装置的一般术语，它包括具有组合物的排放开口的喷嘴、具备单个或多个喷嘴的头部等。微滴排放装置中包含的喷嘴的直径被设定为在0.02μm到100μm的范围内(优选，0.02μm到30μm)，且从喷嘴排出的组合物量被设定为在0.001pl到100pl的范围内(优选0.1pl到40pl，更优选0.1pl到10pl)。要排放的组合物量与喷嘴直径大小成比例地增加。此外，优选使要处理的对象和喷嘴的排放开口之间的距离尽可能短以便在期望的位置上滴落微滴。较佳地，该距离被设定在约0.1mm到3mm的范围内(更优选，0.1mm到1mm)。
对于要从排放开口排放的组合物，使用溶剂中溶解或扩散的导电材料。导电材料对应于选自Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W和Al的一种或多种金属的精细颗粒或扩散纳米颗粒，并且可以与诸如Cd或Zn的金属的一种或多种硫化物、Fe、Ti、Si、Ge、Zr、Ba等的氧化物、卤化银等的精细颗粒或扩散纳米颗粒混合。此外，导电材料可对应于氧化铟锡(ITO)、包含氧化硅的氧化铟锡(ITSO)、有机铟、有机锡、氧化锌、氮化钛等，它用于透明导电膜。但是，对于要从排放开口排放的组合物，优选考虑特定的电阻值而使用溶剂中溶解或扩散的金、银或铜材料中的一种。更优选使用具有较低阻值的银或铜。但是，在使用银或铜时，附加地提供阻挡膜作为对杂质的对策。可以将氮化硅膜或硼化镍(NiB)用于该阻挡膜。
要排放的组合物是溶剂中溶解或扩散的导电材料，且进一步包含称作粘合剂的分散剂或热固树脂。特别是，该粘合剂具有防止烘培期间裂缝的生成或不均匀烘培状态的作用。因此，要形成的导电层有时包含有机材料。所包含的有机材料根据加热温度、气氛或时间而变化。有机材料表示用作金属颗粒的粘合剂、溶剂、分散剂和涂布剂的有机树脂等。通常，可以使用诸如聚酰亚胺树脂、丙烯树脂、酚醛清漆树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂、硅基树脂、呋喃树脂或邻苯二甲酸二烯丙基树脂的有机树脂。
此外，可以使用具有多个层的颗粒，其中导电材料用另一导电材料涂布。例如，可以使用三层结构的颗粒，其中铜用硼化镍(NiB)涂布，再用银涂布。对于溶剂，可以使用诸如醋酸丁酯或乙酸乙酯的酯；诸如异丙醇或乙醇的醇；诸如甲基乙基酮或丙酮的有机溶剂；水等。该组合物的粘度优选为20mPa.s或以下。这防止组合物干燥，并使组合物能从排放开口平滑地被排放。组合物的表面张力优选为40mN/m或以下。但是，组合物的粘度等可以根据所使用的溶剂以及期望的用途而适当加以控制。例如，其中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以被设定为从5mPa.s到20mPa.s，其中溶剂中溶解或扩散了银的组合物的粘度可以被设定为从5mPa.s到20mPa.s，而其中溶剂中溶解或扩散了金的组合物的粘度可以被设定为从5mPa.s到20mPa.s。
导电层可以通过层叠多个导电材料形成。此外，导电层可以首先利用银作为导电材料通过微滴排放法形成，且随后可以用铜等进行镀敷。镀敷可以通过电镀或化学(无电)镀方法进行。镀敷可以通过将基片表面浸入装填了包含镀敷材料的溶液的容器中而进行，或者可以通过将基片按倾斜(或垂直)位置放置并将该溶液倾泻于基片表面上而施加包含镀敷材料的溶剂。在通过用倾斜或垂直放置的基片施加溶液进行镀敷时，具有一优点，即即使在使用较大尺寸的基片的情况下使用于该处理的装置也可缩小尺寸。
虽然取决于每个喷嘴的直径，但图形的期望形状等、导电材料的颗粒直径优选尽可能小，以防止喷嘴被阻塞并便于制造精细图形。较佳地，导电材料的颗粒直径是0.1μm或以下。组合物通过诸如电解法、雾化法或湿法还原法的方法形成，且要获得的颗粒大小通常约0.01μm到10μm。但是，在使用气体蒸发法时，分散剂保护的纳米颗粒是微小的，约7nm。在用涂层覆盖每个颗粒的表面时，纳米颗粒不在溶剂中聚集，在室温下在溶剂中均匀扩散，且表现类似于液体。因此，优选使用涂层。
在使用具有流动性的组合物和形成区附近之间的润湿性差异时，即使在将组合物附着到要处理的对象时，组合物需要具有流动性，以便处理成期望的图形。但是，只要不失去流动性，排放组合物的步骤就可以在较低的压力下进行。此外，当在较小压力下进行处理时，优选不在导电材料表面上形成氧化物膜等。在排放组合物之后，执行干燥和烘培的任一步骤或这两个步骤。干燥和烘培步骤都是热处理。例如，干燥可以在100℃下进行三分钟而烘培可以在200℃到550℃的温度下进行15分钟到60分钟，且处理温度和处理周期可对应于用途而变化。干燥和烘培步骤在正常压力或较小的压力下通过激光辐射、快速热退火、利用加热熔炉加热等进行。注意，热处理的计时和热处理的次数未特殊地限制。可以将基片预先加热以良好地进行干燥和烘培步骤，且尽管当时基片的温度取决于基片材料等，但它通常是100℃到800℃(优选，200℃到550℃)。通过这些步骤，使纳米颗粒彼此接触且通过外围树脂的变硬和收缩来加速熔合和焊接，同时组合物中的溶剂挥发或者用化学法去除分散剂。
连续振荡或脉冲振荡的气体激光器或固态激光器可用于激光辐射。受激准分子激光器、YAG激光器等可用作前者的气体激光器。使用用Cr、Nd等掺杂的YAG晶体、YVO4、GdVO4等的激光器等可用作后者的固态激光器。注意，考虑到激光的吸收率，优选使用连续波激光器。此外，可以使用组合了脉冲和连续波激光器的激光器辐射方法。但是，优选在几个微秒到几十秒内瞬间进行通过激光辐射进行的热处理，以便不破坏基片，这取决于基片的耐热性。通过快速升温并使用在惰性气体气氛中发射紫外线到红外线光的红外线灯或卤素灯瞬间加热几微秒到几分钟来实施快速热退火(RTA)。由于该处理瞬间进行，所以可以实际上只加热顶表面上的薄膜而不影响膜的较低层。换句话说，不会影响诸如塑料基片的具有较低耐热性的基片。
在通过用微滴排放法排放组合物形成导电层、绝缘层等后，可以通过用压力按压使其表面平面化，以提升平面度。作为一种按压方法，可以通过在表面上移动滚筒形物体使表面的粗糙度平滑并减小，或者可以用平坦的板形物体垂直按压该表面。加热步骤可以在按压时进行。或者，表面的粗糙度可以在用溶剂等软化或熔化该表面之后用气刀消除。CMP也可用于抛光表面。在微滴排放法引致粗糙时，该步骤可应用于使表面平面化。
通过使用本发明，即使在作为膜缩小尺寸或薄化的结果将配线等被复杂地设计成彼此靠近时，它们也可被稳定地形成为具有良好形状的期望图形，改善稳定性和生产率。此外，可以减少材料损耗和成本。因此，可以以较高的产量制造具有高性能和高可靠性的半导体器件或显示装置。
实施例模式2图26A是示出使用本发明的显示面板的结构的俯视图。其中像素2702按矩阵排列的像素部分2701、扫描线输入端子2703以及信号线输入端子2704形成于具有绝缘表面的基片2700上。像素数量可根据各种标准而确定。在XGA和RGB显示器的情况下，像素数量可以是1024×768×3(RGB)。类似地，在UXGA和RGB显示器的情况下，像素数量可以是1600×1200×3(RGB)，且在全规格高清晰和RGB显示器的情况下，它可以是1920×1080×3(RGB)。
像素2702形成于矩阵中从扫描线输入端子2703延伸的扫描线和从信号线输入端子2704延伸的信号线的交叉处。每个像素2702都具备开关元件和与之连接的像素电极。开关元件的典型示例是TFT。TFT的栅电极连接到扫描线，TFT的源电极或漏电极连接到信号线，它使得每个像素能由从外部输入的信号独立控制。
作为TFT的主要组件，给出了半导体层、栅绝缘层和栅电极层，以及与半导体层中形成的源极和漏极区相连的配线层。按照结构，典型地已知其中从基片侧边起提供的半导体层、栅绝缘层和栅电极层的顶部栅极型；其中从基片侧边起提供栅电极层、栅绝缘层和半导体层的底部栅极型等。可以将任何结构应用于本发明。
图26A示出了显示面板的结构，其中要输入到扫描线和信号线的信号由外部驱动器电路控制。或者，驱动器IC2751可以通过COG(玻板基芯片)方法安装于基片2700上，如图27A所示。作为另一安装模式，也可使用TAB(带自动接合)方法，如图27B所示。驱动器IC可以形成于单晶半导体基片上或者可以由玻璃基片上的TFT形成。在图27A和27B中，驱动器IC2751连接到FPC(柔性印刷电路)2750。
当像素中提供的TFT由具有高结晶度的多晶(微晶)半导体构成时，扫描线驱动器电路3702可形成于基片3700上，如图26B所示。在图26B中，标号3701标注像素部分，且信号线驱动器电路按与图26A中相同的方式由外部驱动器电路控制。标号3704标注信号线输入端子。像本发明中形成的TFT一样，当像素中提供的TFT用具有较高电子迁移率的多晶(微晶)半导体、单晶半导体等形成时，像素部分4701、扫描线驱动器电路4702和信号线驱动器电路4704可与玻璃基片4700集成，如图26C所示。
将参考图2A到8B描述本发明的实施例模式。特别是，将描述使用本发明制造具有反交错薄膜晶体管的显示装置的方法。图2A、3A、4A、5A和6A是显示装置的像素区的俯视图。图2B、3B、4B、5B和6B分别是沿图2A、3A、4A、5A和6A中的线A-C获取的剖视图。图2C、3C、4C、5C和6C分别是沿图2A、3A、4A、5A和6A中的线B-D获得的剖视图。图7A和7B是显示装置的剖视图。图8a是俯视图，图8B是沿图8A中的线L-K(包括线I-J)获得的剖视图。
可使用诸如硼硅酸钡玻璃、硼硅酸铝玻璃等构成的玻璃基片；石英基片；金属基片；或可经受制造过程的处理温度的塑料基片作为基片100。基片100的表面通过CMP等进行抛光而予平面化。此外，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的单层或堆叠层构成。虽然形成绝缘层不是必要的，但它具有阻止基片100不受杂质等影响。
栅电极层103和栅电极层104形成于基片100上。栅电极层103和104可通过CVD、溅射、微滴排放法等形成。栅电极层103和104可由选自Ag、Au、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、Ta、W、Ti、Mo、Al和Cu的元素、包含该元素作为其主要组分的合金材料或组合物材料构成。或者，可以使用由用诸如磷或AgPdCu合金的杂质元素掺杂的多晶硅膜所代表的半导体膜。可以使用单层结构或分层结构。例如，可以使用氮化钨(WN)膜和钼(Mo)膜的两层结构，或者其中50nm厚的钨膜、500nm厚的铝和硅的合金(Al-Si)膜以及30nm厚的氮化钛膜按此顺序层叠的三层结构。此外，在三层结构的情况下，可以使用氮化钨代替第一导电膜的钨，可以使用铝和钛的合金(Al-Ti)膜来代替第二导电膜的铝和硅的合金(Al-Si)膜，以及使用钛膜来代替第三导电膜的氮化钛膜。
在要求栅电极层103和104被处理成某些形状的情况下，它们可以在形成掩模后通过干法蚀刻或湿法蚀刻被处理成期望的形状。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)的ICP(诱导耦合等离子体)蚀刻电极层可蚀刻成具有锥形形状。注意，可适当使用由Cl2、BCl3、SiCl4或CCl4等所代表的氯基气体；CF4、SF6或NF3等所代表的氟基气体或者O2作为蚀刻气体。
可以通过选择性地排放组合物来形成用于处理成期望形状的掩模。当按此方式选择性地形成掩模时，简化处理步骤成为可能。可以将诸如环氧树脂、酚树脂、酚醛清漆树脂、丙烯树脂、三聚氰胺树脂、或聚氨酯树脂的树脂材料用于掩模。此外，掩模可通过微滴排放法利用诸如苯并环丁烷、聚对二甲苯基、氟化-亚芳基-醚或可渗透的聚酰亚胺的有机材料；通过硅氧烷基聚合物的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形成。或者，可以使用包含感光剂的商业抗蚀材料。例如，可以使用典型的正型抗蚀剂，诸如酚醛清漆树脂或作为光敏剂的萘醌二嗪农化合物，或者负型抗蚀剂，诸如基础树脂、或二苯基硅二醇或酸发生剂。在使用任何一种材料的情况下，通过设置溶剂的浓度或者添加表面活性剂等来适当地控制表面张力和粘度。
在本实施例模式中，通过形成导电膜并用掩模层将该导电膜处理成期望形状形成栅电极层103和104。通过在导电膜表面上形成FAS可以控制润湿性，且掩模层通过微滴排放法形成。由于掩模层通过如实施例模式1中描述的微滴排放法形成，掩模层的形状具有结节，且这些形状反映于可以通过用掩模层进行处理而获得的栅电极层103和104的形状(图2A和2B)。
随后，栅绝缘层105形成于栅电极层103和104上。栅绝缘层105可以用诸如氧化硅材料或氮化硅材料的材料构成，并且是单层或堆叠层。在本实施例模式中，使用氮化硅膜和氧化硅膜的两层结构。或者，栅绝缘层105可以具有单层氮氧化硅膜或者三层或更多层的氮氧化硅膜、氮化硅膜和氧化硅膜。最好使用致密氮化硅。在使用银、铜等用于通过微滴排放法形成的导电层时，通过在其上形成氮化硅膜或NiB膜作为阻挡膜来防止杂质扩散并使表面平面化。为了形成在低温下具有较少栅极漏电流的致密绝缘膜，可使用包含诸如氩的稀有气体元素的反应气体以将该稀有气体元素混合入要形成的绝缘膜。
接着，形成半导体层。如必要，可以形成具有一种导电类型的半导体层。可以制造具备n型半导体层的n沟道TFT的NMOS结构，具备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。通过掺杂以添加提供传导性的元素而使杂质区进入半导体层可以形成n沟道TFT或p沟道TFT提供传导性。通过使用PH3气体的等离子体处理代替形成n型半导体层可以向半导体层提供传导性。
利用由硅烷或锗烷所代表的半导体材料气体通过气相生长法或溅射制造的非晶半导体(以下也称作“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(也称作微晶质或微晶)半导体(以下简称“SAS”)；等都可用作用于形成半导体层的材料。半导体层可借助各种方法(溅射，LPCVD、等离子体CVD等)形成。
SAS是具有非晶结构和晶体结构(包括单晶和多晶)之间的中间结构并具有通过自由能稳定的第三状态的半导体，且包括具有近程有序和晶格畸变的结晶区。在膜的至少一部分中可以观察到0.5nm到20nm的结晶区。当包含硅作为主要组分时，拉曼谱移动到低于520cm-1的波数。在X射线衍射中观察到由硅晶格引起的(111)或(220)的衍射峰。包含至少1原子％或以上的氢或卤素以终止不饱和键。通过硅源气体的辉光放电分解(等离子体CVD)形成SAS。可使用SiH4作为硅源气体。或者，Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等可用作硅源气体。此外，可以混合F2或GeF4。该硅源气体可用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。稀释比从1∶2到1∶1000。压力约从0.1Pa到133Pa，电源频率从1MHz到120MHz，优选从13MHz到60MHz。较佳地，基片加热温度为300℃或以下，且膜在从100℃到200℃的温度下仍可形成。期望作为膜形成步骤中采用的杂质元素的诸如氧、氮和碳的大气成分杂质为1×1020cm-3或以下；特别是，氧浓度为5×1019cm-3或以下，优选为1×1019cm-3或以下。通过添加诸如氦、氩、氪或氖的稀有气体元素进一步促进晶格畸变，可获得良好SAS，以提升稳定性。此外，作为半导体层，用氢基气体形成的SAS层可形成于用氟基气体形成的SAS层上。
非晶半导体由氢化非晶硅代表，而结晶半导体由多晶硅等代表。多晶硅包括包含在800℃或以上的处理温度下形成的多晶硅作为主要组分的高温多晶硅；包含在600℃或以下的处理温度下形成的多晶硅作为主要组分的低温多晶硅；通过添加促进结晶的元素等而结晶的多晶硅；等等。当然，如上所述，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。
作为半导体材料，与硅(Si)、锗(Ge)等元素一样，可以使用诸如GaAs、InP、SiC、ZnSe、GaN或SiGe的化合物半导体。此外，还可以使用氧化锌(ZnO)。在使用ZnO用于半导体层的情况下，Y2Ox、Al2O3或TiO2的单层或堆叠层优选用作栅绝缘层，而ITO、Au、Ti等优选用于栅电极层、源电极层或漏电极层。此外，In、Ga等可添加入ZnO。
在将结晶半导体层用作半导体层的情况下，各种方法(激光结晶法、热结晶法、使用诸如镍等的促进结晶的元素的热结晶法)可用作为制造结晶半导体层的方法。作为SAS的微晶半导体可以通过用激光辐射被结晶以改善结晶度。在未引入促进结晶的元素的情况下，在用激光照射非晶半导体膜之前，通过在氮气氛中以500℃的温度将非晶半导体膜加热一个小时，释放氢直到非晶半导体膜中包含的氢浓度变成1×1020原子/cm3或以下。这是因为在用激光照射膜时，会破坏包含太多氢的非晶半导体膜。
任何方法都可用于将金属元素引入非晶半导体层，只要该方法能使该金属元素存在于非晶半导体层的表面上或其内部。例如，可以使用溅射、CVD、等离子体处理法(包括等离子体CVD)、吸收法或者引用金属盐溶液的方法。在上述方法中，在金属元素的浓度控制方面，使用溶液的方法是简单、方便和有利的。为了改善非晶半导体层表面的润湿性并且为了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、使用臭氧水或包含羟自由基的过氧化氢的处理等等而形成。
可组合热处理和激光照射来结晶化非晶半导体层。或者，热处理和激光照射之一可被多次执行。
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，结晶半导体层可利用线性等离子体法选择性地形成于基片上。
通过印刷法、分配法、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层。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。低分子量材料、高分子量材料等可用于有机半导体，此外可以使用诸如有机颜料或导电高分子量材料的材料。较佳地，具有含共轭双键组成的骨架的π电子共轭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)、聚噻吩衍生物或并五苯。
现有一种材料，它可在可溶前体沉积后被处理以形成半导体层，作为可应用于本发明的有机半导体材料。注意，聚亚乙基亚乙烯基(polyethylene vinylene)、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用作这种有机半导体材料。
当把前体转化成有机半导体时，除了进行热处理以外，可以加入活性催化剂如氯化氢气体。以下可用作溶解可溶有机半导体材料的典型溶剂甲苯、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和半导体层108形成于栅绝缘层105上。在该实施例模式中，非晶半导体层被结晶化为半导体层107和108，以形成结晶半导体层。在结晶步骤中，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，且进行热处理(在550到750℃的温度下进行3分钟到24小时)以结晶该非晶半导体层。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，并将其用作吸气装置(gettering sink)。杂质元素可以是提供n型传导性的杂质元素、提供p型传导性的杂质元素、稀有气体元素等的杂质元素。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)。结晶半导体层中的促进结晶的元素移入含氩的半导体层，且结晶半导体层中的促进结晶的元素被去除或减少。随后，去除用作吸气装置的含氩的半导体层。含提供n型导电性的掺杂元素磷的n型半导体层形成于结晶半导体层上。n型半导体层用作源极区或漏极区。在该实施例模式中，用半非晶半导体形成n型半导体层。通过以上步骤形成的半导体层和n型半导体层被处理成期望的形状以形成半导体层107和108以及n型半导体层109和110(图3A到3C)。在该实施例模式中，由于处理半导体层和n型半导体层中使用的掩模层是通过微滴排放法形成，所以具有结节的形状反映在半导体层的形状中。
控制n型半导体层109和110以及栅绝缘层105的表面的润湿性。在该实施例模式中，形成低润湿性物质102，以降低表面的润湿性。作为低润湿性物质，可以使用包含氟碳链的物质或者包含硅烷耦合剂的物质。在本实施例模式中，FAS用作低润湿性物质102，且FAS膜通过涂布法形成。该润湿性是相对于包含导电材料的液体组合物的，该导电材料包括在后续步骤中要形成的源电极或漏电极层中。
由诸如抗蚀剂或聚酰亚胺的绝缘材料构成的掩模通过微滴排放法形成。通过使用该掩模，经蚀刻在栅绝缘层105的一部分中形成通孔125，从而露出栅绝缘层105下形成的栅电极层104的一部分(图4A到4C)。通过该步骤，还去除了通孔125中存在的低润湿性物质。通过等离子体蚀刻(干蚀刻)或湿蚀刻进行蚀刻过程，但等离子体蚀刻适合于处理较大尺寸的基片。使用氟基或氯基气体作为蚀刻气体，如CF4、NF3、Cl2或BCl3，且可以适当向其添加惰性气体，如He或Ar。或者，当通过大气压放电进行蚀刻时，放电加工可局部进行，在该情况下，掩模层不必形成于基片的整个表面上。
用于处理成期望的形状以形成通孔125的掩模可通过选择性地排放组合物形成。当按此方式选择性地形成掩模时，简化处理步骤变得可能。诸如环氧树脂、酚树脂、酚醛清漆树脂、丙烯树脂、三聚氰胺树脂、或聚氨酯树脂的树脂材料可用于该掩模。此外，掩模可通过微滴排放法利用诸如苯并环丁烷、聚对二甲苯基、氟化-亚芳基-醚或可渗透的聚酰亚胺的有机材料；通过硅氧烷基聚合物的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形成。或者，可以使用包含感光剂的商业抗蚀材料。例如，可以使用典型的正型抗蚀剂，诸如酚醛清漆树脂或作为光敏剂的萘醌二嗪农化合物，或者负型抗蚀剂，诸如基础树脂、或二苯基硅二醇或酸发生剂。在使用任何一种材料的情况下，通过设置溶剂的浓度或者添加表面活性剂等来适当地控制表面张力和粘度。
此外，在本实施例模式中，在通过微滴排放法形成用于处理的掩模时，优选在预处理中控制形成区的润湿性。控制微滴的润湿性和直径；因此，可以稳定地获得期望的形状(线宽等)。在使用液体材料的情况下，可以使用该步骤作为对任何形成的组件(诸如绝缘层、导电层、掩模层或配线层)的预处理。
包含导电材料的液体组合物如实施例模式1所述地由微滴排放装置118a、118b、118c和118d排放于n型半导体层109和110上，以形成源或漏电极层111、112、113和114(图4A到4C)。通过经两次排放形成的交错相邻源或漏电极层的排放微滴中心以具有含结节的形状，相邻的源或漏电极层可形成为在其间具有均匀的距离而不接触。因此，即使在源或漏电极层之间的距离设定为较短时，也可形成源或漏电极层而没有由于缺陷形成造成的相互接触。由于根据源或漏电极层之间的距离确定沟道宽度，所以具有这种源或漏电极层的薄膜晶体管可以以较高的可靠性高速运行。
类似地，通过微滴排放法形成配线层115、116和117中的每一个以便与源或漏电极层111、112、113或114相接触。
在形成具有期望图形的源或漏电极层111、112、113和114以及配线层115、116和117之后，剩余的低润湿性物质可保持完整或者可以去除不必要的部分。去除可以通过使用氧等的灰化、蚀刻等来实现。源或漏电极层可用作掩模。在该实施例模式中，在形成源或漏电接触111、112、113和114以及配线层115、116和117之后，进行紫外线照射，以分解并去除剩余的低润湿性物质(图5A到5C)。
配线层115还用作源配线层，且配线层117还用作电源线。在形成源或漏电极层111、112、113和114之后，半导体层107和108以及n型半导体层109和110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，并进行处理。或者，半导体层和n型半导体层可通过用源或漏电极层用作掩模进行蚀刻处理。
作为用于形成源或漏电极层111、112、113和114以及配线层115、116和117的导电材料，可以使用包含诸如Ag(银)、Au(金)、Cu(铜)、W(钨)、Al(铝)或Mo(钼)的金属颗粒作为主要组分的组合物。此外，可以组合氧化铟锡(ITO)、由氧化铟锡和氧化硅构成的ITSO、有机铟、有机锡、氧化锌或具有透光属性的氮化钛。
在栅绝缘层105中形成的通孔125中，配线层116和栅电极层104彼此电连接。配线层117部分构成电容器元件。
通过将微滴排放法使用几次，与通过旋涂等在整个表面上进行涂布相比，可以更多地减少材料损耗和成本。通过使用本发明，即使在作为膜的减小尺寸或薄化的结果而使配线等被复杂地设计成彼此靠近时，它们也能被稳定地形成。
接着，通过在栅绝缘层105上选择性地排放包含导电材料的组合物形成第一电极层119(图6A到6C)。当光从基片100侧发出时，通过用包含氧化铟锡(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)等形成预定图形并通过烘培该图形，形成第一电极层119。
较佳地，第一电极层119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，使用通过用含2到10重量％的氧化硅的ITO靶子进行溅射而形成的含氧化硅的氧化铟锡。此外，可以使用一种导电材料，其中ZnO用镓(Ga)或用包含氧化硅的靶形成的氧化铟锌(IZO)掺杂，其中氧化铟与2重量％到20重量％的氧化锌(ZnO)混合。在通过溅射形成第一电极层119之后，通过微滴排放法形成掩模层，且可以通过蚀刻形成期望的图形。在该实施例模式中，第一电极层119通过微滴排放法由透光导电材料形成。特别是，它利用氧化铟锡或由ITO和氧化硅构成的ITSO形成。
在该实施例模式中，详细描述了一示例，其中栅电极层、半导体层、源或漏电极层以及第一电极层通过多个排放步骤直接形成，或者其中这些层通过多个排放步骤用形成为具有含结节的形状掩模层来形成。因此，如图6A所示，微滴形状反映于栅电极层、半导体层、源或漏电极层和第一电极层的形状中，它们具有非线性形状并具有线宽不均匀的结节的形状。
特别是，可以使用本发明以形成稳定的源电极层和漏电极层，且通过使用抗蚀剂掩模等可以进行栅电极层、半导体层等的处理。这种情况的示例在图34中示出。图34中，由于用本发明形成源或漏电极层111和112，即使在它们之间的距离较短时，它们也能稳定地形成。其同样地适用于源或漏电极层113和114的情况。
在形成源或漏电极层113之前，第一电极层119可以选择性地形成于栅绝缘层105上。在这种情况下，与该实施例模式不同，第一电极层119和源或漏电极层113具有连接结构，其中源或漏电极层113的一部分与第一电极层119的一部分重叠。当第一电极层119形成于源或漏电极层113前面时，第一电极层119可以形成于平面形成区上。因此，由于能充分地进行诸如CMP的抛光处理，第一电极层119可以形成具有较高的平面性和良好的覆盖性。
此外，要作为夹层绝缘层的绝缘层可进一步地形成于源或漏电极层113上并经由配线层电连接到第一电极层119。在这种情况下，可以通过去除该绝缘层来形成开口部分(接触孔)。或者，可以在源或漏电极层113上形成相对于该绝缘层的低润湿性物质。随后，通过涂布法形成包含绝缘材料的组合物，并且除了形成低润湿性物质的区域之外的区域中形成绝缘层。
在通过加热或干燥以固化绝缘层后，去除低润湿性物质以形成开口部分。形成配线层以便填充该开口部分，并形成第一电极层119以便与配线层接触。按此方式，不需要进行蚀刻来形成开口部分，这在简化制造过程方面是有效的。
在具有将生成的光发射到与基片100侧相对的侧边的结构的情况中或者在制造顶部发射型EL显示面板时，可以使用包含Ag(银)、Au(金)、Cu(铜)、W(钨)、Al(铝)等的金属颗粒作为主要组分的组合物。或者，可以通过溅射形成透明导电膜或者光反射导电膜，通过微滴排放法形成掩模图形，随后与蚀刻工艺组合，来形成第一电极层119。
第一电极层119可通过CMP或者通过用聚乙烯醇基多孔体清洁进行抛光，以平面化第一电极层119的表面。此外，在通过CMP进行抛光后，可以在第一电极层119的表面上进行紫外线照射、氧等离子体处理等等。
通过以上步骤，完成了用于显示面板的TFT基片，其中底部栅极型TFT连接到基片100上的第一电极层119。本实施例模式中的TFT是反交错型。
随后，选择性地形成绝缘层(也称作隔离壁)121。在第一电极层119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，并利用由抗蚀剂等的掩模被蚀刻和处理成期望的形状。当绝缘层121通过可直接和选择性地形成绝缘层121的微滴排放法、印刷法、分配法等形成时，不必需要使用蚀刻的过程。绝缘层121还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；或者硅氧烷基材料。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优选具有其中曲率半径连续变化的形状。从而，改善绝缘层121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的表面以平面化，从而改善其平面性。作为按压方法，可以通过在表面上移动滚筒状物体来平整粗糙度，或者可用平板形物体等垂直按压其表面。或者，表面上的粗糙部分可在用溶剂等软化或溶解表面后用气刀来消除。CMP也可用于抛光该表面。该步骤可应用于在由微滴排放法造成粗糙时对表面进行平面化。当通过该步骤改善平面性时，可以避免显示面板的显示不均匀等；因此，可以显示高清晰度的图像。
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7A和7B)。
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119和绝缘层121中的湿气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优选通过真空沉积或在减小压力下微滴排放法形成而不暴露给大气。
作为场致发光层122，利用各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)光发射的材料。如同在滤色片的情况，呈现红(R)、绿(G)和蓝(B)光发射的材料(低分子量材料、高分子量材料等)可通过微滴排放法形成。微滴排放法是优选的，因为呈现R、G和B光的材料可单独应用而不使用掩模。第二电极层123形成为堆叠在场致发光层122上，完成使用发光元件的具有显示功能的显示装置。
虽然未示出，但提供钝化膜以覆盖第二电极层123是有效的。形成显示装置时提供的钝化膜可具有单层结构或多层结构。作为钝化膜，可使用包含氮化硅(SiN)、氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiON)、氧氮化硅(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)膜的单层绝缘膜，或者组合这些绝缘膜的堆叠结构。例如，可使用氮化碳(CNx)膜和氮化硅(SiN)膜的堆叠结构。或者，可使用有机材料，例如诸如苯乙烯聚合物的高分子量材料的堆叠结构。此外，也可使用硅氧烷基材料。
此时，对于钝化膜，优选使用具有良好覆盖性的膜。碳膜(特别是DLC膜)是有效的。DLC膜可在室温到100℃的温度范围内形成，所以DLC膜可以方便地形成于耐热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)、燃烧火焰法、溅射、粒子束沉积法、激光沉积法等形成。氢气和碳氢基气体(例如，CH4、C2H2、C6H6等)被用作形成钝化膜的反应气体。这些反应气体通过辉光放电被离子化，且使离子加速以与负自偏阴极碰撞；从而形成钝化膜。可使用C2H4气体和N2气体作为反应气体来形成CN膜。DLC膜对于氧具有高阻断效果并可抑制场致发光层的氧化。因此，在后续密封步骤期间，可防止场致发光层氧化。
如图8B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。同样地应用于源配线层，它被形成为与同样用作源配线层的配线层115电连接。
具有元件的基片100用密封基片140密封，其中填充剂135封装在它们之间。按与液晶材料相同的方式利用滴落封装填充剂。可用诸如氮的惰性气体代替填充剂135填充该空间。此外，通过在显示装置中提供干燥剂，可以防止由于湿气引起的发光元件劣化。干燥剂的位置可以在密封基片140侧或其上形成元件的基片100侧。或者，干燥剂可设置于基片内形成的凹部分中，它也是被提供密封材料136的区域。当干燥剂被设置于不进行显示的区域中(诸如密封基片140的驱动器电路区或配线区)时，即便该干燥剂不透明也不会减小孔径比。或者，可形成填充剂135以包含吸湿材料，从而具有如同干燥剂的功能。因此，完成了使用发光元件并具有显示功能的显示装置(图8A和8B)。
用各向异性的导电膜138将FPC139附着到端电极层137，用于将显示装置的内部电连接到其外部，以便电连接到端电极层137。
图8A示出了显示装置的俯视图。如图8A所示，象素区150、扫描线驱动器区域151a和151b以及连接区域153用其间的密封材料136密封于基片100和密封基片140之间，且具有驱动器IC的信号线驱动器电路152形成于基片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各自设置于象素区中。
在该实施例模式中，描述了使用玻璃基片密封发光元件的情况。密封是用于保护发光元件不受湿气影响的处理。因此，可以使用利用覆盖材料机械密封发光元件的方法、利用热固性树脂或紫外线固化树脂密封发光元件的方法和利用高阻断性能的金属氧化物或金属氮化物等的薄膜密封发光元件的方法中的任一种。可使用玻璃、陶瓷、塑料或金属作为覆盖材料。但在光被发射到覆盖材料侧时，覆盖材料需要具有透光性。覆盖材料用如热固性树脂或紫外线固化树脂的密封材料附着到形成了上述发光元件的基片，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。在该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，或者在隔离壁或外围部分上，以便不阻碍来自发光元件的光。此外，覆盖材料和其上形成发光元件的基片之间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，虽然详细描述了开关TFT的单栅极结构，但也可使用诸如双栅极结构的多栅极结构。图36A和36B示出了薄膜晶体管130具有双栅极结构的示例。图36a是像素的俯视图，图36B是沿图36A中的线X-Y获得的剖视图。薄膜晶体管130包括栅电极层103a和103b、半导体层107、源或漏电极层111、120和112，它们分别与n型半导体层109a、109b和109c相接触。这样，当存在彼此相邻的三个或更多源或漏电极层时，通过利用本发明，它们可以稳定地形成为其间具有均匀的距离。
在使用SAS或结晶半导体制造半导体时，可以通过添加提供一种导电类型的杂质形成杂质区。在这种情况中，半导体层可具有浓度不同的杂质区。例如，半导体层可在沟道形成区和与栅电极层重叠的区域附近具有低浓度杂质区，以及在它们之外是高浓度杂质区。
如上所述，通过用微滴排放法直接在基片上形成各种图形，在本实施例模式中，可以使用具有1000mm或以上的侧边的第五代或以后的玻璃基片方便地制造显示面板。
根据本发明，可以稳定地形成期望的图形。此外，可以减少材料损耗和成本。因此，可以较高的产量制造高性能和高可靠性的显示装置。
实施例模式3参考图13A到19B描述本发明的实施例模式3。更详细地，描述利用本发明制造包括顶部栅极平面结构的薄膜晶体管的显示装置的方法。图13A、14A、15A、16A、17A和18A示出了显示装置的像素部分的俯视图。图13B、14B、15B、16B、17B和18B示出了沿线E-F获得的剖视图。图19A也是显示装置的俯视图，图19B示出了沿图19a中的线O-W和线E-P获得的剖视图。此外，描述了使用用于显示元件的液晶材料的液晶显示装置的示例。省去了相同部分和具有相同功能的部分的重复描述。
由硼硅酸钡玻璃、硼硅酸铝玻璃等制成的玻璃基片；石英基片；金属基片；或者可承受制造过程的处理温度的塑料基片被用作为基片200。此外，绝缘层可形成于基片200上。绝缘层通过CVD、等离子体CVD、溅射、旋涂等由含硅的氧化物材料或氮化物材料的单层或堆叠层构成。虽然不必形成绝缘层，但它具有阻断基片200不受污染等的效果。
导电膜201形成于基片200上。导电膜201通过CVD、溅射、微滴排放法等形成。导电膜201可由选自Ag、Au、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、Ta、W、Ti、Mo、Al和Cu的元素、包含该元素作为其主要组分的合金材料或化合物材料构成。或者，可以使用由用杂质元素掺杂的多晶硅膜所代表的半导体膜，该杂质元素诸如磷或AgPdCu合金。可以使用单层结构或分层结构。例如，可以使用氮化钨(WN)膜和钼(Mo)膜的双层结构或者其中钨膜、铝和硅的合金(Al-Si)膜以及氮化钛膜按此顺序堆叠的三层结构。在本实施例中，Al用于导电膜201。
在本实施例模式中，掩模层通过微滴排放法形成于导电膜201上。随后，将导电膜201处理成期望的形状，以形成源或漏电极层。为了形成确定沟道宽度并具有良好可控性的源或漏电极层，如实施例模式1中描述地形成掩模层。控制相对于包含掩模层形成材料的组合物的导电膜201的表面润湿性。在本实施例模式中，源或漏电极层必要地形成为具有较窄的线宽，以形成具有精细设计的像素区。因此，在本实施例模式中，进行降低导电膜201的表面润湿性的处理，以使微滴不在表面上扩展。特别是，在导电膜201上形成低润湿性物质202(图13A和13B)。
作为低润湿性物质，可以使用包含氟碳链的物质或包含硅烷偶合剂的物质。在本实施例模式中，FAS用作低润湿性物质202且FAS膜通过涂布法形成。该润湿性是相对于包含在后续步骤中要形成的掩模层形成材料的液体组合物的。在本实施例模式中，在形成掩模层时，形成区和包含掩模层形成材料的组合物之间的接触角优选是20度或以上，更优选在20度到40度的范围之内。
在两个分开的步骤中，包含掩模层形成材料的组合物通过微滴排放装置213被排放到低润湿性物质202上，从而形成掩模层203a和203b。相邻的掩模层203a和203b通过交错微滴中心而形成，以使微滴中心在线宽方向上不对准且同一步骤中形成的掩模层不会彼此相邻。通过排放多个步骤的微滴，各掩模层203a和203b具有连续形状，使得微滴彼此重叠。因此，这些形状包括如图14A所示的结节，它具有不均匀的线宽。在本实施例模式的排放步骤中，由于控制要排放的微滴的位置，各自具有最宽线宽的相邻掩模层203a和203b部分相互不接触，且掩模层203a和203b可以稳定地以其间更短的距离邻近地形成。掩模层204a、204b和204c通过微滴排放法形成具有连续形状，其中微滴通过多个步骤进行排放(图14A和14B)。
通过使用掩模层203a、203b、204a、204b和204c，导电膜201被处理成期望的形状，以形成源或漏电极层205和206以及电容器配线层207(图15A和15B)。源或漏电极层205和206可形成为其间具有稳定的距离并具有期望的形状而无缺陷形成。由于可以减小导电层之间的距离，在将导电层用作源电极层和漏电极层时可以减小沟道宽度。因此，可以以较高的性能和可靠性制造能高速运行的半导体装置。由于在制造过程中减少了缺陷形成，所以具有提高产量和提升生产率的效果。
在该实施例模式中，在形成源或漏电极层205和206以及电容器配线层207后，去除掩模层，进行紫外线照射，并分解和去除低润湿性物质202。
N型半导体层形成于源或漏电极层205和206上并使用由抗蚀剂等制成的掩模进行蚀刻。抗蚀剂可以通过微滴排放法形成。半导体层形成于n型半导体层上并再次通过使用掩模等被处理。随后，形成n型半导体层208a和208b以及半导体层209(图16A和16B)。通过在源或漏电极层上顺序地堆叠包含以较高浓度提供n型传导性的杂质元素的半导体层以及包含以较低浓度提供n型传导性的杂质元素的半导体层，形成n型半导体层。
接着，栅绝缘层212形成于源电极层、漏电极层和半导体层上。栅绝缘层212可由诸如氧化硅材料或氮化硅材料的材料的单层或堆叠层构成。在本实施例模式中，使用氮化硅膜、氧化硅膜和氮化硅膜的三层堆叠结构。
随后，在栅绝缘层212上形成抗蚀剂等制成的掩模并蚀刻该栅绝缘层212以形成通孔215(图17A和17B)。在该实施例模式中，通过微滴排放法选择性地形成掩模。
用微滴排放装置214将包含导电材料的组合物排放到栅绝缘层212上，以形成栅电极层210。如同形成源或漏电极层的情况，可以控制栅电极层的形成区的润湿性。在该实施例模式中，控制栅电极层210的形成区的润湿性，且栅电极层210具有通过多个排放步骤形成的连续形状。因此，栅电极层210的形状也具有结节。尽管未示出，但形成中栅电极层210的润湿性按与在导电膜201上形成低润湿性物质202相同的方式加以控制。
如同源或漏电极层的情况，通过形成导电膜和通过微滴排放法使用掩模层并处理该导电膜，形成像素电极层211。因此，像素电极层211在外围处具有含曲率的形状，它反映了通过微滴排放法形成的掩模层的形状(图18A)。像素电极层211通过先前形成的通孔215电连接到源或漏电极层206。像素电极层211可以通过使用与实施例模式2中的第一电极层119相同的材料构成。在制造透射液晶显示面板的情况下，通过使用包含氧化铟锡(ITO)、包含氧化硅的氧化铟锡(ITSO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)等，通过烘培形成预定图形。这样，制造了薄膜晶体管250，它是本实施例模式的交错型薄膜晶体管(图18B)。
在本实施例模式中，详细描述了一示例，其中栅电极、半导体层、源或漏电极层以及像素电极层通过多个排放步骤直接形成，或者其中以上层通过使用掩模层而被形成，该掩模层通过多个排放步骤形成为具有含结节的形状。如图18A所示，栅电极层、半导体层、源或漏电极层以及像素电极层的形状反映了微滴的形状并具有线宽不均匀的具有结节的非线性形状。
本发明可特别地用于形成稳定的源或漏电极层。其它栅电极层、半导体层等可用抗蚀剂掩模等进行处理。这种情况的一示例在图35中示出。图35中，由于将本发明用于形成源或漏电极层205和206，即使在其间距离较短时也能稳定地形成源或漏电极层205和206。
接着，通过分配法、印刷法或旋涂法形成称作定向膜的绝缘层261，以覆盖像素电极层211和薄膜晶体管250。绝缘层261可利用丝网印刷法或胶印法被选择性地形成。随后，进行摩擦处理。密封材料282形成于通过微滴排放法形成像素的区域的外围。
随后，具备用作定向膜的绝缘层263、用作滤色片的彩色层264、用作相对电极的导电层265以及偏振片267的反基片266附着到TFT基片200，它们之间插入了隔离物281。通过向一空间提供液晶层262，可以制造液晶显示装置(图18A到19B)。偏振片268形成于与具有TFT的基片200的侧边相对的侧边上。密封材料可与填料混合，且可以向反基片266提供屏蔽膜(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分配法(滴落法)或者浸染法(泵浦法)可用作为形成液晶层262的方法。
将参考图30描述使用分配法的液晶滴注法。图30中，标号40标注控制装置、42成像装置、43头部、33液晶、35和45标记物、34阻挡层、32密封材料、30TFT基片和20反基片。用密封材料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，它可以一次滴落大量液晶材料，这能提升产量。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以滴落微滴。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。或者，密封材料可形成于TFT基片侧上，并可滴落液晶。
隔离物可通过分配几μm的颗粒提供，但在该实施例模式中，通过在基片的整个表面上形成树脂膜并将其处理成期望的形状，提供隔离物。在用旋转器用这种隔离物材料涂布基片后，隔离物材料通过曝光和显影处理形成为预定图形。此外，通过用清洁的烘箱在150到200℃的温度下进行加热，以固化该图形。根据曝光或显影处理的条件，按此方式制造的隔离物可具有不同的形状。隔离物的形状优选是柱状且顶部平坦，因为在将反基片附着到基片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。通过使用氧气以及氢、CF4、NF3、H2O和CHF3的一种或多种气体进行该处理。在该过程中，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，但只要静电效应较少可以以任何计时进行灰化处理。
作为用于连接的配线基片的FPC(柔性印刷电路)286通过其间插入的各向异性导电层285被附着到与象素部分电连接的端电极层287(图19B)。FPC286用于发送来自外部的信号或电势。通过上述步骤，可以制造具有显示功能的液晶显示装置。
图19A是液晶显示装置的俯视图。如图19A所示，象素区290以及扫描线驱动器区域291a和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，设有薄膜晶体管283和284的驱动器电路。
由于薄膜晶体管283和284是n沟道薄膜晶体管，因此提供包括薄膜晶体管283和284的NMOS电路作为本实施例模式中的外围驱动器电路。
在该实施例中，在驱动器电路中使用NMOS结构以获得倒相器功能。在如同这种情况仅使用PMOS结构或NMOS结构的情况下，TFT的一部分的栅电极层连接到每个源或漏电极层。
在该实施例模式中，虽然示出了开关TFT的单栅极结构，但也可使用双栅极结构或多栅极结构。在用SAS或结晶半导体制造半导体的情况下，通过添加提供一种导电类型的杂质来形成杂质区。在这种情况下，半导体层可具有浓度不同的杂质区。例如，半导体层可具有沟道形成区或与栅电极层重叠的区域附近的低浓度杂质区，以及它们之外的高浓度杂质区。
如上所述，在该实施例模式中可简化过程。此外，在使用具有1000mm或以上侧边的第五代或往后的玻璃基片的情况下，通过用微滴排放法在基片上直接形成各种组件(部分)或掩模层，可方便地制造显示面板。
根据本发明，可以以良好的可控性形成具有期望图形的显示装置的组件。此外，可以减少材料损耗和成本。因此，可以以较高的产量制造具有高性能和高可靠性的液晶显示装置。
实施例模式4可以用本发明形成薄膜晶体管，且可以用该薄膜晶体管形成显示装置。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进行底部发射、顶部发射和双重发射中的任一种。这里，将参考图12A到12C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薄膜晶体管461、471和481。薄膜晶体管481设置于透光基片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495a和495b、低润湿性基片482a和482b、源或漏电极层487a和487b以及沟道保护层496。当源或漏电极层487a和487b通过实施例模式1所示的微滴排放法形成时，该源和漏电极层可形成于预定位置中以其间具有一定距离。因此，由于根据源和漏电极层之间的距离确定沟道宽度，即使在源和漏电极层之间的距离设定得较短时，也可形成源和漏电极层而没有由于缺陷形成引起的相互接触。具有这种源和漏电极层的薄膜晶体管481可高速运行并具有较高的可靠性。
在该实施例模式中，结晶半导体层被用作半导体层，且n型半导体层被用作具有一种传导类型的半导体层。代替形成n型半导体层，提供的该半导体层可以使用PH3气体通过等离子体处理而具备传导性。半导体层不限于本实施例模式，如实施例模式1中，可以使用非晶半导体层。在本实施例模式中使用多晶硅等的结晶半导体层的情况下，通过将杂质引入(加入)结晶半导体层可以形成具有一种传导类型的杂质区，而不形成具有一种传导类型的半导体层。此外，可以使用诸如并五苯的有机半导体。当通过微滴排放法等选择性地形成有机半导体时，可以简化处理成期望形状的步骤。
在该实施例模式中，非晶半导体层结晶以形成结晶半导体层作为半导体层494。在结晶步骤中，用促进结晶的元素(也称作催化剂元素或金属元素)掺杂非晶半导体层，并进行热处理(在550到750℃的温度下进行3分钟到24小时)以使该非晶半导体层结晶。作为促进结晶的元素，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。杂质元素可以是提供n型传导性的杂质元素、提供p型传导性的杂质元素、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，形成有提供含n型传导性的杂质元素磷(P)的n型半导体层作为含有杂质元素的半导体层用作为吸气装置，n型半导体层被形成于包含促进结晶的元素的结晶半导体层上，且进行热处理(以550到750℃的温度，持续3分钟到24小时)。结晶半导体层中的促进结晶的元素移入n型半导体层，且结晶半导体中的促进结晶的元素被去除或减少，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，随后被处理成预定形状以变成n型半导体层495a和495b。n型半导体层495a、495b用作半导体层494的吸气装置并直接用作源极区或漏极区。
在该实施例模式中，通过多个热处理进行半导体层的结晶步骤和吸气步骤，但可以通过一个热处理执行结晶步骤和吸气步骤。在该情况下，可在形成非晶半导体层，掺杂促进结晶的元素，并形成作为吸气装置的半导体层之后进行热处理。
在该实施例模式中，栅绝缘层通过堆叠多个层形成，且栅绝缘层497具有通过按此顺序从栅电极层493侧起堆叠氧氮化硅膜和氮氧化硅膜形成的双层结构。堆叠的绝缘层优选通过改变反应气体同时维持真空状态在同一腔中以相同的温度连续形成。当在维持真空状态时连续堆叠这些层时，可防止堆叠膜之间的界面被污染。
利用聚酰亚胺、聚乙烯醇等，通过微滴排放法形成沟道保护层496。结果，可省去光刻步骤。沟道保护层可以是由无机材料(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、聚酰胺、聚酰亚胺酰胺、抗蚀剂、苯并环丁烯等)、低介电常数材料(低k材料)等中的一种或多种构成的膜；这些膜构成的堆叠层；等等。此外，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或热CVD的气相生长方法或者溅射法。也可使用微滴排放法、印刷法(用于形成图形的方法，诸如丝网印刷或胶印)、分配法。还可使用通过涂布法获得的涂布膜。
首先，将参考图12A描述向基片480发射光的情况，换句话说底部发射的情况。在这种情况中，第一电极层484形成为连接到源或漏电极层487b，且在该第一电极层484上方，场致发光层485和第二电极层486被顺序堆叠以电连接到薄膜晶体管481。透射光的基片480需要具有至少相对于可见光范围内的透光性。接着，将参考图12B描述在将光发射到与基片460相对的侧部的情况，换句话说顶部发射的情况。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电连接的源或漏电极层462与第一电极层463相接触并相互电连接。第一电极层463、场致发光层464和第二电极层465顺序堆叠。源或漏电极层462是反射性的金属层，且将从发光元件发出的光按箭头所示地向上反射。源或漏电极层462和第一电极层463被堆叠，因此当第一电极层463用透光性材料形成并通过其透光时，光由源或漏电极层462反射并被发射到基片460的相对方向。当然，第一电极层463可由反射性的金属膜构成。由于发光元件中生成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光的透光性的材料构成。最后，将参考图12C描述光被发射到基片470侧和其相对侧的情况，换句话说双重发射的情况。薄膜晶体管471也是沟道保护薄膜晶体管。电连接到薄膜晶体管471的半导体层的源或漏电极层475电连接到第一电极层472。第一电极层472、场致发光层473和第二电极层474顺序堆叠。当第一电极层472和第二电极层474由具有至少相对于可见光的透光性的材料构成并形成为具有能透光的厚度时，实现双重发射。在这种情况中，绝缘层和光通过的基片470也必要地形成为具有相对于至少可见光的透光性。
图11A-11D示出了可应用于本实施例模式的发光元件的结构。每个发光元件都具有将场致发光层860设置于第一电极层870和第二电极层850之间的结构。有必要考虑其工作功能选择用于第一和第二电极层的材料。根据象素结构，第一和第二电极层分别可以用作阳极或阴极。在该实施例模式中，由于驱动TFT的极性是n沟道型，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。此外，当驱动TFT的极性是p沟道型时，第一电极层优选用作阳极而第二电极层用作阴极。
图11A和11B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；因此场致发光层860优选通过在第一电极层870上顺序层叠由HIL(空穴注入层)和HTL(空穴输运层)的堆叠物构成的缓冲层804、EML(发光层)803以及由ETL(电子输运层)和EIL(电子注入层)的堆叠物构成的缓冲层802而形成，且第二电极层850形成于其上。图11A示出了光通过第一电极层870发射的结构，其中第一电极层870由具有透光性的导电氧化物材料制成的电极层805构成，且其中第二电极层850通过在场致发光层860上顺序堆叠包含诸如LiF或MgAg的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而构成。图11B示出了光发射通过第二电极层850的结构，其中第一电极层870包括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的金属材料形成的电极层807；以及由包含1到15原子％氧化硅的导电氧化物材料形成的第二电极层806。第二电极层850通过在场致发光层860上顺序堆叠包含诸如LiF或MgAg的碱金属或碱土金属的电极层801以及由诸如铝的金属材料制成的电极层800构成。电极层的厚度被设定为100nm或以下，以透光，因此光可以通过第二电极层850发射。
图11C和11D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优选通过按此顺序在作为阴极的第一电极层870和在其上形成的作为阳极的第二电极层850上堆叠由EIL(电子注入层)和ETL(电子输运层)的堆叠物形成的缓冲层802、由EML(发光层)803以及由HTL(空穴输运层)或HIL(空穴注入层)的堆叠物构成的缓冲层804而形成。图11C示出了光通过第一电极层870发射的结构，其中第一电极层870通过在场致发光层860上顺序地堆叠包含诸如LiF或MgAg的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而构成。电极层的厚度被设定为100nm或以下以透射光，因此光可发射通过第一电极层870。第二电极层850通过在场致发光层860上顺序堆叠由包含1到15原子％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11D示出了光发射通过第二电极层850的情况，其中第一电极层870通过在场致发光层860上顺序堆叠由包含诸如LiF或MgAg的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。电极层的厚度被设定为较厚，以使场致发光层860中生成的光能由第一电极层870反射。第二电极层850用具有至少相对于可视光的透光性的导电氧化物材料制成的电极层805构成。此外，除以上堆叠层结构之外，场致发光层可形成为具有单层结构或混合结构。
作为场致发光层，利用各蒸发掩模等通过蒸发法选择性地形成呈现红(R)、绿(G)和兰(B)的材料。呈现红(R)、绿(G)和蓝(B)的光发射的这些材料(低分子量材料或高分子量材料等)可按与滤色片的情况相同的方式通过微滴排放法形成。微滴排放法是优选的，因为可以分开应用呈现R、G、B的材料而不使用掩模。
在第二电极层使用具有透光性的ITO或ITSO的顶部发射型的情况中，可使用其中将Li添加到苯并唑衍生物(BzOs)的BzOs-Li等。此外例如，作为EML，可以使用用与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)。
注意，场致发光层的材料不限于上述材料。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。此外，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/输运物质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(4-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，例如可给出芳香胺基(即具有苯环状氮源自键的一种东西)复合物，如4，4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]联苯(α-NPD)、4，4’-二[N-(3-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/输运物质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，可使用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/输运物质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)的酞菁基化合物。
具有不同光发射波长范围的发光层可分别形成于每个像素中以进行颜色显示。通常，形成分别对应于R(红)、G(绿)和B(蓝)色的各发光颜色的发光层。在这种情况中，在将透射某一光发射波长范围的光的过滤器设置于像素的光发射侧上时，可以改善色纯度并可以避免像素部分的镜反射(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。
存在多种发光材料。作为低分子量有机发光材料，可以使用下列物质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)，4-二氰基乙烯-2-叔丁基-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，与低分子量有机发光材料相比，高分子量有机发光材料具有较高的物理强度，这意味着元件较耐用。此外，由于高分子量有机发光材料可通过涂布形成，因此元件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类似，由阴极、有机发光层和阳极按此顺序从阴极侧起进行堆叠而形成。但，在用高分子量有机发光材料制成发光层时，很难形成与使用低分子量有机发光材料的情况相同的堆叠结构。在许多情况下，由高分子量有机发光材料制成的这种发光元件具有双层结构。特别是，它是通过从阴极侧起顺序堆叠阴极、发光层、空穴输运层和阳极而形成的堆叠结构。
由于通过发光层的材料确定发射色彩；因此通过选择该材料可形成呈现预定光颜色的发光元件。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，通过旋涂法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。由于具有空穴输运属性的高分子量发光材料在有机溶剂中是不可溶的，因此它可与具有发光属性的上述有机发光材料堆叠在一起。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)的混合物、用作受体材料的聚苯胺[PANI]和聚苯乙烯磺酸[PSS]的混合物；等。
发光层可发射单色或白色光。在使用白光发射材料的情况下，通过将透射特定波长光的过滤器(彩色层)设置于象素的发光侧上，可实现颜色显示。
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。此外，在通过使用旋涂的涂布法形成EL的情况下，优选在涂布后通过真空加热烘培该EL。例如，整体施涂聚(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和烘焙。然后，可以整体施涂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)溶液作为发光层和烘培。
发光层可形成为具有单层。这样，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6、DCM1和Nile红)获得。通过适当的选择发光层材料也可获得能发射红光、绿光或蓝光的发光元件，如这里所示的可获得白光发射的发光元件一样。
此外，包括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，发出红光的象素的亮度在相对较短时间内减半，它由三重激发发光材料构成，且发射绿和兰光的像素由单激发发光材料构成。由于三重激发发光材料具有材料有良好的发光效率，所以与单激发发光材料相比它具有需要较少功率获得相同亮度的特点。这样，当发红光的象素由三重激发发光材料构成时，仅需要少量电流流经发光元件，从而改善可靠性。为减少功耗，发出红光和绿光的象素可由三重激发发光材料构成，而发出蓝光的象素可由单激发发光材料构成。在由三重激发发光材料形成具有高可见度的发绿光的发光元件的情况下，可以进一步降低功耗。
作为三重激发发光材料的示例，可给出用作掺杂物的金属络合物。特别是，具有作为中心金属的第三过渡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这些化合物，也可使用具有上述结构以及包括作为中心金属并属于周期表族8到10的元素的上述结构的化合物。
用于形成发光层的上述物质是示例，且可通过适当地堆叠具有各种属性的各层来形成发光元件，所述各层诸如空穴注入/输运层、空穴输运层、电子注入/输运层、电子输运层、发光层、电子阻断层或空穴阻断层。此外，可形成这些层的混合层或混合结。可改变发光层的层结构。只要不背离本发明的精神，发光层结构变化是允许的，诸如提供电极层或扩散发光材料代替提供某一电子注入区或发光区。
当向由上述材料构成的发光元件施加正向偏压时，该发光元件可发光。用发光元件形成的显示装置的每个象素都可通过简单矩阵法或有源矩阵法驱动。无论哪种情况，每个象素在特定计时通过向其施加正向偏压而发光；但每个象素在某一周期内不发光。在该不发光周期内，向该发光元件施加反向偏压以改善发光元件的可靠性。发光元件具有特定驱动条件下降低发射强度或者由于象素内非发光区的扩大引起亮度明显减少的劣化模式。在通过施加正向和反向偏压的交流电驱动发光元件时，可阻碍发光元件的劣化，从而改善发光装置的可靠性。此外，可应用数字驱动或模拟驱动。
尽管图12A到12C未示出，滤色片(彩色层)可形成于与包括元件的基片相对的密封基片上。滤色片(彩色层)可通过微滴排放法选择性地形成。由于R、G、B的发光谱中的宽峰可由滤色片(彩色层)明显地调节，通过使用滤色片(彩色层)，可显示高清晰图像。
尽管以上示出了形成呈现各R、G和B的光发射的材料的情况；但是，通过形成呈现单色光的材料并组合滤色片和色彩转换层可实现全色显示。例如，滤色片(彩色层)或色转换层可形成于密封基片上并被附着到基片。如上所述，呈现单色光的材料、滤色片(彩色层)或色彩转换层可通过微滴排放法形成。
当然，可以进行单色发光显示。例如，可以形成使用单色光的区域色显示装置。无源矩阵显示部分适合于该区域色显示装置，且主要可以在其上显示字符和符号。
在上述结构中，可以用低功函材料形成阴极。例如，该阴极理想地由Ca、Al、CaF2、MgAg、AiLi等形成。场致发光层可以具有单层结构、堆叠层结构、层间无界面的混合结构中的任一种。此外，场致发光层可由单重材料；三重材料；具有单重和三重材料的组合的材料；包括有机化合物或无机化合物的电荷注入/输运物质；或者发光材料构成。场致发光层可包括选自根据分子数量的低分子量有机化合物、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，或者分子链长度为10μm或以下)和高分子量有机化合物的一种或多种层，并可与具有电子注入/输运属性或空穴注入/输运属性的无机化合物组合。第一电极层484和472以及第二电极层465和474由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重量％的氧化锌(ZnO)的靶而形成的透明导电膜。在形成第一电极层484、463和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。用包含硅的材料、有机材料或化合物材料形成隔离壁。此外，也可使用多孔膜。较佳地，该隔离壁由诸如丙烯酸或聚酰亚胺的光敏材料或非光敏材料构成，由于其每个侧表面的曲率半径连续变化，所以每个隔离壁上形成的薄膜不会断开。该实施例模式可自由地与实施例模式1或实施例模式2组合。
实施例模式5接着，将描述用于驱动根据实施例模式2到4制造的显示面板上驱动器电路安装的模式。
首先，参考图27A描述采用COG模式的显示装置。显示字符、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，且在划分后驱动器电路(也称作驱动器IC)2751被安装于基片2700上。图27A示出了将多个驱动器IC2751和将FPC2750安装于驱动器IC2751端部的模式。或者，可使划分大小与信号线侧上的象素部分的侧边的长度几乎相同，且可以提供单个驱动器IC，并可将FPC2750附着和安装于驱动器IC的端部上。
也可采用TAB方法。在这种情况下，可安装多个FPC2750且驱动器IC可安装于FPC2750上，如图27B所示。类似于COG方法的情况，可在单个FPC2750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。
在改善生产率方面，显示面板上要安装的多个驱动器IC优选形成于具有300mm到1000mm或以上的侧边的矩形基片上。
换句话说，各自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形形成于基片上，并可最终被划分，加以使用。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侧长度或者象素部分的侧长度加上每个驱动器电路的侧长度的长侧长度。
IC芯片上的驱动器IC的外部尺寸优点是长侧的长度。当使用具有15到80mm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的数量少于使用IC芯片的情况中的数量。因此，可改善制造产量。由于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芯片从圆形硅晶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如图25B所示地与基片集成时，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级需要3072条信号线且UXGA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，并形成引线。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，结果可通过使用具有较大粒度的多晶半导体层制造晶体管。此外，由于迁移率或响应速度良好，高速驱动是可能的，且同常规元件相比可以进一步改善元件的工作频率。存在很少的特征变化。因此可获得较高的可靠性。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。注意，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包括多晶半导体层的有源层，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，优选广泛地变窄激光，且激光(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，为确保用于用照射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10到10000)。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(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27A和27B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，优选在扫描线侧和信号线侧之间使用不同的驱动器IC规范。
在象素部分中，信号线和扫描线相交形成矩阵，且根据每个交叉设置晶体管。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℃或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的场效应迁移率。在应用本发明时，由于可以良好的可控性形成具有期望形状的图形，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。因此，可以形成具有充分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或者作为扫描线驱动器电路中包括的元件。因此，可以制造实现面板系统的显示面板。
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与基片集成。在使用具有用AS形成的半导体层的TFT的情况下，驱动器IC可安装于扫描线驱动器电路和信号线驱动器电路上。
在这种情况中，优选在扫描线侧和信号线侧之间使用不同的驱动器IC规范。例如，扫描线驱动器IC中包含的晶体管需要承受约30V的电压，但驱动频率是100kHz或以下，比较来说不需要高速操作。因此，构成扫描线驱动器中包含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的晶体管仅需要承受约12V的电压，但驱动频率在3V时约65MHz并需要高速操作。所以，驱动器中包含的晶体管的沟道长度等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。因此本发明足以处理这种微米规则。
没有特殊限制安装驱动器IC的方法，且可以使用已知的COG方法、引线结合法或TAB方法。
将驱动器IC的厚度和反基片的厚度被设定为相同，这有助于整体显示装置变薄。当用相同材料形成这两个基片时，即使显示装置中产生温度变化，也不会产生热应力且不会破坏由TFT形成的电路的特性。此外，如本实施例模式中所描述的，通过将比IC芯片长的驱动器IC安装于本实施例模式中描述的驱动器电路上，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27B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结构及其操作。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结构。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是示出保护电路的等效电路图，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是示出保护电路的等效电路图，其中用TFT7350、7360、7370、7380代替p沟道薄膜晶体管7220和7230。此外，作为结构不同于以上结构的保护电路，图24D示出一保护电路，它包括电阻器7280和7290以及n沟道薄膜晶体管7300。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，可防止电势的突然波动，从而防止元件被击穿或破坏，改善可靠性。注意，具有上述保护电路的元件优选用具有耐高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。
该实施例模式可与实施例模式1到5中的任何一个组合。
实施例模式7将参考图10A到10F的等效电路图描述本实施例模式中示出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10A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。象素还包括作为开关TFT的TFT701、作为驱动TFT的TFT703、作为电路控制TFT的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712之外，图10C所示的象素的结构与图10A所示的相同。图10A和10C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具有不同层的导电层形成。图10A和10C中分开示出了两个像素，以示出在图10A和10C之间层是不同的，其中与TFT703的栅电极相连的配线由这些层形成。
在图10A和10C中，TFT703和TFT704在象素中是串联的，且TFT703的沟道长度L3/沟道宽度W3与TFT704的沟道长度L4/沟道宽度W4的比率被设定为L3/W3∶L4/W4＝5到6000∶1。例如，当L3、W3、L4和W4分别设定为500μm、3μm、3μm和100μm时，可以获得6000∶1比。
TFT703在饱和区中操作并控制流入发光元件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。在具有上述结构的本发明中，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。换句话说，流到发光元件705的电流量由饱和区中操作的TFT703确定。因此，可以提供一种显示装置，其中通过减少由于TFT特性变化引起的发光元件亮度的变化来改善图像质量。
图10A到10D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，该视频信号保持在电容器元件702中。虽然图10A和10C示出了提供电容器元件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。象素电极和反电极(阳极和阴极)之间具有电位差，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10B所示的象素结构与图10A所示的相同。类似地，除了添加了TFT706和扫描线716之外，图10D所示象素的结构与图10C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TFT704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，通过采用图10B和10D所示的结构，发光周期可以与写入周期的开始同时开始或稍许之后，而不会等待直到信号被写入所有像素；因此，可以改善占空比。
在图10E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。象素还包括作为开关TFT的TFT741、作为驱动TFT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10F所示的象素的结构与图10E所示的相同。此外，在图10F的结构使得能通过提供TFT745能使占空比得以改善。
如上所述，根据本发明，可稳定和精确地形成配线等并没有缺陷形成。因此，TFT可具备较高的电子特性和可靠性，且根据期望的用途，本发明可令人满意地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中的任何一个。
实施例模式8将参考图9描述实施例模式8。图9示出了通过使用根据本发明制造的TFT基片2800构成EL显示模块的示例。图9中，包括象素的象素部分形成于TFT基片2800上。
图9中，结构与像素中形成的结构相同的TFT或者通过将栅极连接到TFT的源或漏极按与二极管相同方式工作的保护电路部分2801设置于驱动器电路和象素之间，它在像素部分的外侧。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形成的驱动器电路可应用于驱动器电路2809。
TFT基片2800通过插入借助微滴排放法在其间形成的隔离物2806a和2806b被结合到密封基片2820。优选提供隔离物以维持两基片之间的间隙恒定，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TFT基片2800和密封基片2820之间的空间可用具有至少相对于可视光的透光性树脂材料填充并被固化，或者可以用脱水氮或惰性气体填充。
图9示出了一种情况，其中发光元件2804、2805和1815具有顶部发射型结构并具有其中光以图中所示的箭头方向发射的结构。通过具有每个象素中红、绿或兰的不同发光颜色，可进行多色显示。此外，通过形成与密封基片2820侧上的每种颜色相对应的彩色层2807a、2807b和2807c，可以改善外部发射的发光的色纯度。此外，彩色层2807a、2807b和2807c可彼此组合，以便将该像素用作白光发射元件。
作为外部电路的驱动器电路2809与通过配线基片2810在外部电路基片2811的一端上提供的扫描线或信号线连接端子相接触。此外，提供热管2813和散热片2812与TFT基片2800接触或靠近以具有提升散热效果的结构，其中热管2813是具有管形的用于将热量传导到装置外的高效热传导装置。
图9示出顶部发射型EL模块；但通过改变发光元件的结构和外部电路基片的设置，它可以是底部发射结构。当然，可以使用双发射结构，其中光从顶部和底部表面的两侧发出。在顶部发射结构的情况下，将要成为隔离壁的绝缘层会被着色以用作黑矩阵。该隔离壁可通过微滴排放法形成，且它可以通过将颜料材料的黑树脂、炭黑等混入诸如聚酰亚胺的树脂材料而形成。也可使用其堆叠物。
此外，通过用EL显示模块中的延迟膜或偏振片来屏蔽从外部进入的光的反射光。在顶部发射型显示装置的情况下，要成为隔离壁的绝缘层可以被着色以用作黑矩阵。隔离壁可通过微滴排放法等形成。可以将炭黑等混入颜料材料或诸如聚酰亚胺的树脂材料的黑树脂，且也可以使用其堆叠物。通过微滴排放法，不同材料可多次排放于同一区域以形成隔离壁。四分之一波片和半波片可用作延迟膜并可被设计成控制光。作为该结构，发光元件、密封基片(密封材料)、延迟膜(四分之一波片)、延迟膜(半波片)、偏振片顺序地堆叠于TFT元件基片上，其中从发光元件发出的光被透射并从偏振片侧向外发射。延迟膜或偏振片可以设置于向外部发射光的一侧上，或者可以在从两个表面发出光的双发射型显示装置的情况下设置于两侧上。此外，防反射膜可设置于偏振片的外侧上。因此，可以显示更高的清晰度和更精确的图像。
在TFT基片2800中，通过利用密封材料或粘合树脂将树脂膜附着到形成像素部分的一侧，可形成密封结构。在该实施例模式中，描述了使用玻璃基片的玻璃密封；但也可以使用各种密封方法，如使用树脂的树脂密封、使用塑料的塑料密封和使用膜的膜密封。防止湿气穿透入树脂膜的气体阻挡膜优选被设置于树脂膜的表面上。通过应用膜密封结构，可以实现更轻薄的EL显示模块。
本实施例模式可与实施例模式1、2和4到7中的任何一个组合。
实施例模式9将参考图20A和20B描述实施例模式9。图20A和20B示出了用根据本发明制造的TFT基片2600形成液晶显示模块的示例。
图20A示出了液晶显示模块的一示例，其中TFT基片2600和反基片2601通过密封材料2602牢固地彼此附着，且像素部分2603和液晶层2604设置于基片之间以形成显示区。彩色层2605是进行色显示所必需的。在RGB系统的情况下，与诸如红绿蓝的各颜色相对应的彩色层设置在相关的各象素中。TFT基片2600和反基片2601的外部分别被提供了偏振片2606和2607。此外，对偏振片2607的外部设置透镜膜2613。光源包括冷阴极管2610和反射片2611。电路基片2612通过柔性配线基片2609连接到配线电路2608和TFT基片2600。诸如控制电路和电源电路的外部电路被结合入电路基片2612。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(多畴垂直排列)模式、和ASM(轴线对称排列微单元)模式、OCB模式等。
特别是，利用可以高速进行响应的OCB模式，可以改善根据本发明制造的显示装置的性能。图20b示出一示例，其中OCB模式被应用于图20A的液晶显示模块，以使该液晶显示模块变成FS-LCD(场序LCD)。FS-LCD在一个帧周期内发射红、绿、蓝光中的每一个。通过使用时间分隔来形成图像，以进行颜色显示。此外，用发光二极管、冷阴极管等进行各颜色的发射；因此不需要滤色片。因此，由于不需要红绿蓝的滤色片的设置，可以在与使用滤色片的情况相同的面积中设置九倍多的像素。另一方面，三种颜色的光发射在一个帧周期内进行；从而需要液晶的高速响应。当将FS系统或OCB模式应用于本发明的显示装置时，可以实现性能更高的高清晰度显示装置或高清晰度液晶电视装置。
OCB模式的液晶层包括所谓的π单元结构。在π单元结构中，液晶分子被取向，使得分子的预倾角沿着有源矩阵基片和反基片之间的中心平面对称。当未将电压施加到基片上时，π单元结构中的取向是张开取向，并在施加电压时转入弯曲定向。电压的进一步施加使弯曲取向中的液晶分子进入与两个基片的垂直取向，这允许光通过。注意，通过使用OCB模式可实现约十倍于常规TN模式的高响应速度。
此外，为与FS模式相对应的模式，使用可进行高速操作的铁电液晶(FLC)的HV-FLC、SS-FLC等。粘度相对较低的向列液晶用于OCB模式。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。
通过使液晶显示模块的单元间隙变窄来提升液晶显示模块的光学响应速度。或者，可以通过降低液晶材料的粘度来提升该光学响应速度。以上的提升响应速度的方法在TN模式液晶显示模块的象素区域中的象素(点)间距为30μm或以下的情况中更加有效。
图20B的液晶显示模块具有透光型，其中红光源2910a、绿光源2910b、蓝光源2910c作为光源提供。在该液晶显示模块中提供控制部分2912来控制红光源2910a、绿光源2910b、蓝光源2910c的开或关。通过控制部分2912控制各颜色的发光，光进入液晶，用时间分隔形成图像，从而进行色彩显示。
如上所述，可以用本发明制造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的任何一种。
实施例模式10使用根据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。如同图26A所示的结构，存在一种情况，其中仅形成像素部分601，且扫描线驱动器电路603和信号线驱动器电路602通过TAB方法安装，如图27B；一种情况，其中基片上仅形成像素部分601且扫描线驱动器电路603和信号线驱动器电路602通过COG方法安装，如图27A；一种情况，其中TFT如图26B所示地形成，像素部分601和扫描线驱动器电路603也与基片集成，且信号线驱动器电路602独立地作为驱动器IC安装；以及一种情况，其中像素部分601、信号线驱动器电路602和扫描线驱动器电路603如图26C所示地整体形成于基片上；等等。可以使用任何结构的显示面板。
此外，作为另一外部电路，显示装置可包括，在视频信号的输入侧中，在调谐器604接收的信号中放大视频信号的视频信号放大器电路605，将从视频信号放大器电路605输出的信号转换成与红绿蓝各色相对应的色度信号的视频信号处理电路606，将视频信号转换成驱动器IC的输入规范的控制电路607，等。控制电路607将信号输出到扫描线侧和信号线侧。在数字驱动的情况下，信号划分电路608可设置于信号线侧且输入数字信号可以被分层为m片，来予以被提供。
调谐器604接收的信号中的音频信号被发送给音频信号放大器电路609，并通过音频信号处理电路610提供给扬声器613。控制电路611从输入部分612接收接收站(接收频率)或声音音量的控制信息并将信号发送给调谐器604或音频信号处理电路610。
可以通过将这种液晶显示模块或EL显示模块结合入外壳来完成电视装置，如图23a和23B所示。当使用如图9所示的EL显示模块时，可以获得EL电视装置。当使用如图20A或图20B所示的液晶显示模块时，可以获得液晶电视装置。主屏幕2003用显示模块形成，且扬声器部分2009、操作开关等提供作为其附属设备。因此，可以根据本发明完成电视装置。
将显示面板2002结合入外壳2001，可以通过接收器2005接收普通TV广播。通过经由调制解调器2004借助有线或无线连接而连接到通信网络，可以进行单向(从发送器到接收器)或双向(发送器和接收器之间或者接收器之间)信息通信。可利用外壳2001中构造的开关或遥控单元2006操作电视装置。此外，用于显示输出信息的显示部分2007也可设置于遥控单元2006中。
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，主屏幕2003可以用具有宽视角的EL显示面板形成，且子屏幕2008可以用能以低功耗显示图像的液晶显示面板形成。为了择优地减少功耗，主屏幕2003可以用液晶显示面板形成，且子屏幕可用能开关的EL显示面板形成。根据本发明，即使在使用大尺寸基片和使用大量TFT或电子部件时，可以形成高可靠性显示装置。
图23B示出具有较大显示部分的电视装置，例如具有20英寸到80英寸的大小。该电视装置包括外壳2010、显示部分2011、作为操作部分的遥控单元2012、扬声器部分2013等。本发明被应用于制造显示部分2011。由于图23B中的电视装置是挂壁型的，不需要较大的安装空间。
当然，本发明不限于电视装置，并可应用于各种应用；例如大尺寸显示媒介，诸如火车站、机场等的信息显示板，或者街道上的广告显示板，以及个人计算机的监视器。
实施例模式11根据本发明，可以制造各种显示装置。换句话说，通过将本发明的显示装置结合入电子设备的显示部分可以制造各种电子设备。
作为电子设备的示例，可给出视频照相机、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、蜂窝电话或电子书)、具备记录媒介的图像再现装置(具体是，可以再现诸如数字通用盘(DVD)的记录媒介上记录的信息并包括能显示其图像的显示部分)等等。其具体示例于图22A-22D中示出。
图22A示出了个人计算机，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。可使用本发明制造显示部分2103。根据本发明，即使在个人计算机小型化且配线等变得更精细时，也可制造可以在显示部分2103上显示高质量图像的高可靠性的个人计算机。
图22B示出了包括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主要显示图像信息而显示部分B2204主要显示字符信息。可使用本发明制造这些显示部分A2203和B2204。根据本发明，即使在图像再现装置被小型化且配线等变得更精细时，也可制造能在显示部分上显示高质量图像的高可靠性的图像再现装置。
图22C示出蜂窝电话，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，即使在该蜂窝电话被小型化且配线等变得更精细时，也可制造在显示部分2304上显示高质量图像的高可靠性的蜂窝电话。
图22D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、音频输入部分2408、目镜部分2409、操作键2410等。可使用本发明制造该显示部分2402。通过将用本发明制造的显示装置应用于显示部分2402，即使在视频照相机被小型化且配线等变得更精细时，也可制造能在显示部分2402上显示高质量图像的高可靠性的视频照相机。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，可形成具有用作处理器电路的芯片的半导体装置(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的使用是广范围的。例如，本发明的半导体装置可用于纸币、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、药品、电子器具等。
纸币或硬币是市场上流通的货币，并包括在特定区域内可用的现金凭证的货币或纪念币。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)。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)。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)。交通工具指船、诸如自行车的有轮交通工具、船只等等，它们可配备具有处理电路的芯片96(图28G)。食物指食品、饮料等。服装指衣服、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。药品指药物产品、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，通过将芯片提供给各包装容器、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、药品、电子器具等可促进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各交通工具、健康物品、药品等，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，可将具有处理电路的芯片嵌入页中或者在用有机树脂制成包装的情况下具有处理电路的芯片可嵌入有机树脂中。
通过将具有通过本发明形成的处理电路的芯片应用于产品管理系统或分配系统，可使系统具有较高的功能性。例如，记录在具有标签中提供的处理器电路的芯片中的信息通过在传送带侧面提供的读取器/写入器读取，从而读出关于分配过程或传递目的地的信息，并更容易地进行产品的检查或货物分配。
图29示出了具有根据本发明形成的处理器电路的芯片结构。具有处理器电路的芯片由薄膜集成电路9303和连接至薄膜集成电路9303的天线9304构成。该薄膜集成电路9303和天线9304被插入覆盖材料9301和9302之间。通过使用粘合剂可将薄膜集成电路9303接合至覆盖材料9301。图29中，使用其间插入的粘合剂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，并在剥离步骤中被剥离，并设置于覆盖材料上。当薄膜集成电路9303的TFT的源和漏电极层利用如实施例模式1所示的微滴排放法形成时，该源和漏电极层可形成于预定位置以便在其间具有一定距离。由于根据源和漏电极层之间的距离确定沟道宽度，即使在源和漏电极层之间的距离设定为较短时，也可形成源和漏电极层而不会由于缺陷形成而彼此接触。具有这种源和漏电极层的薄膜晶体管可以高速工作并具有较高的可靠性。薄膜集成电路9303中使用的半导体元件不限于以上半导体元件。例如，存储器元件、二极管、光电转换元件、电阻器元件、线圈、电容器元件、电感器等等可与TFT一样使用。
如图29所示，夹层绝缘膜9311形成于薄膜集成电路9303的TFT上，且形成连接到TFT的天线9304，其中夹层绝缘膜9311被插入其间。此外，导电膜9313形成于夹层绝缘膜9311上，且由氮化硅膜等形成的阻挡膜9312形成于夹层绝缘膜9311和导电膜9313上。
天线9304通过微滴排放法排放包含诸如金、银或铜的导体的微滴、干燥和烘培而形成。通过微滴排放法形成天线能减少步骤数量并由于步骤减少而降低成本。
对于覆盖材料9301和9302，优选使用膜(由聚丙烯、聚酯、乙烯、聚氟乙烯、聚氯乙烯等制成)、由纤维材料制成的纸、基底材料膜(聚酯、聚酰胺、无机蒸发膜、各种纸等)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)的堆叠膜等。膜将随物体通过热压缩结合过程进行密封处理。在进行密封处理的情况下，膜顶表面上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。使用前述材料的具有处理器电路的芯片是无污染的，因为在燃烧时它不产生有毒气体。
在图29中，具有处理电路的芯片被设置于覆盖材料9301上，且其中插入了粘合剂9320；但具有处理器的芯片可附着到物品上，而非附着到覆盖材料9301上。
实施例1在实施例1中，描述了一示例，其中使用本发明在具有控制润湿性的表面的基片上形成掩模层。
被处理成期望形状的两个导电膜堆叠预基片上，且掩模层形成于其上。考虑到通过处理导电膜形成两个并行的导电层，掩模层被形成为具有导电层的期望形状。
玻璃基片用作基片，且由TaN制成的第一导电膜和由W制成的第二导电膜被堆叠。FAS通过涂布法形成于第二导电膜上，并控制掩模层的形成区的润湿性。利用微滴排放法将包含掩模层形成材料的液体组合物排放到控制润湿性的第二导电膜的表面上。该基片在45℃的温度下被加热。包含掩模层形成材料的组合物的主要组分是聚酰亚胺，且可以向其混入surflon和乙二醇-n-单丁基醚。就在将微滴附着到形成区后微滴直径是70μm。微滴的重叠长度是20μm。图31A是所制造的掩模层的光学显微镜照片。如图31A所示，邻接地形成掩模层83和84。
参考图31B详细描述微滴排放法。图31B是示出就在将微滴附着到形成区后所形成的掩模层和微滴形状的示意图。微滴排放主要分成四个步骤，且每个排放步骤中附着的每个微滴由不同的圆圈示出，如示意图的边上示出的。第一排放步骤中排放的微滴由具有左对角线的圆圈表示，第二排放步骤中排放的微滴由具有右对角线的圆圈表示，第三排放步骤中排放的微滴由用虚线示出的圆圈表示，而第四排放步骤中排放的微滴由用点线示出的圆圈表示。通过接合所排放的微滴的中心来形成中心线85，以形成掩模层83。类似地，通过接合排放的微滴中心来形成中心线86以形成掩模层84。
在每个步骤中，要在同一步骤中排放的微滴被排放使得在同一步骤中相互不连接。在该实施例中，同一步骤中排放的微滴之间的距离是100μm。在中心线85上，第三步骤中排放的微滴与第一步骤中排放的微滴重叠20μm，且在中心线86上，第四步骤中排放的微滴与第二步骤中排放的微滴重叠20μm。此外，下一步骤中的微滴被排放使得微滴中心位于中心线85和86的每一个上，并且离开前一步骤中排放的微滴的中心50μm。
通过一次排放不能形成连续掩模层83和84，它们是通过两次排放形成的。因此，随时间过去，通过组合物内包含的溶剂的蒸发，先前排放的液体组合物开始固化。由于重叠在先前排放的组合物的被排放的液体组合物具有更高的流动性，所以它流向先前排放的组合物并在被附着到形成区时不保持形状。因此，如图31A所示，形成具有结节的掩模层83和84，它在先前排放的组合物区域处具有较大的线宽而在以后排放的组合物区处具有较小的线宽。
在该实施例中，在相互邻近地形成掩模层时，第二步骤中排放的微滴被排放以使微滴的中心在各个中心线85和86上并离开第一步骤中排放的微滴中心。因此，各个掩模层83和84中包括的结节的最宽线宽位置彼此不同，掩模层83和84被形成为相互不接触并在其间具有一定距离。因此，在本实施例中可以确定，可以制造具有期望形状的掩模层和导电层，而不存在由于缺陷形成等引起的电气特性等的问题。
在将这种掩模层83和84用于处理第一和第二导电膜时，可以形成其间具有较短距离并具有期望形状的导电层，而没有缺陷形成。由于可以减小导电层之间的距离，通过将导电层用作源和漏电极层，可以减小沟道宽度。因此，可以制造高可靠性的半导体装置，它可以良好的性能高速工作。因为在制造过程中减少了缺陷形成引起的故障数量，所以能改善产量并提升生产率。
实施例2在实施例2中，描述了薄膜晶体管的示例，其中使用实施例1中形成的掩模层形成源和漏电极层。
图32A和32B示出了该实施例中形成的薄膜晶体管。图32A是用光学显微镜获得的薄膜晶体管的照片，图32B是沿图32A的线Q-R获得的截面的示意图。本实施例中制造的薄膜晶体管形成于绝缘层61上，它形成于由玻璃基片制成的基片60上，并包括栅电极层、栅绝缘层63、半导体层64、具有一种导电类型的半导体层65a和65b以及源或漏电极层66a和66b。
此外，可以通过本实施例中制造的薄膜晶体管获得图33所示的特性。测量中使用三个样品。图33中的实线示出了1V和14V的漏电压(以下也称作VD)值下相对于栅电压(以下也称作VG)的漏极电流(以下也称作ID)值的变化。同时，图33中的点线示出了1V和14V的VD值下相对于VG值的场效应迁移率(以下也称作μFE)的变化。
绝缘层61用氮氧化硅(SiON)形成，具有100nm的厚度，栅电极层62用钨形成，具有100nm的厚度，且半导体层64用非晶硅膜形成，具有100nm的厚度。具有一种导电类型的半导体层65a和65b用n型半导体层形成，具有100nm的厚度。源或漏电极层66a和66b通过堆叠100nm的钼膜和100nm的铝膜而形成。
在该实施例中，源或漏电极层66a和66b用具有期望形状的掩模层进行处理，它被设置为其间具有较短的距离，如实施例1所示的，并不引起缺陷形成。因此，可以减小源或漏电极层66a和66b之间的距离，且因此可以减少沟道宽度。因此，可以制造高可靠性的半导体装置，它可以较高的性能高速工作。由于在制造过程中减少了由于缺陷形成引起的缺陷数量，可以改善产量并提升生产率。
权利要求
1.一种半导体装置，包括第一配线，它具有多个线宽并在至少一部分中弯曲；以及第二配线，它具有多个线宽并在至少一部分中弯曲，其中第一配线是沿第一配线的中心线对称的；其中第二配线是沿第二配线的中心线对称的；其中第一和第二配线之间的距离是均匀的。
2.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述半导体装置是显示装置、视频照相机、数字照相机、个人计算机或便携式信息终端。
3.一种半导体装置，包括第一导电层，其中线宽连续变化，以及第二导电层，其中线宽连续变化，其中第一和第二导电层的侧部分各自具有连续的波形，以及其中第一和第二导电层之间的距离是均匀的。
4.如权利要求3所述的电子装置，其特征在于，所述半导体装置是显示装置、视频照相机、数字照相机、个人计算机或便携式信息终端。
5.一种半导体装置，包括第一导电层，其中线宽连续变化，以及第二导电层，其中线宽连续变化，其中第一和第二导电层的侧部分各自具有连续的波形；以及其中在第一和第二导电层的线宽方向上宽度最宽的第一导电层的一些部分与宽度最窄的第二导电层的一些部分对准。
6.如权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，宽度最窄的第一导电层的一些部分与宽度最宽的第二导电层的一些部分在第一和第二导电层的线宽方向上对准。
7.如权利要求5所述的电子装置，其特征在于，所述半导体装置是显示装置、视频照相机、数字照相机、个人计算机或便携式信息终端。
8.一种半导体装置，包括栅电极层；栅绝缘层；半导体层；源电极层；以及漏电极层，其中所述源和漏电极层具有多个线宽并在至少一部分中弯曲；所述源电极层沿中心线对称；所述漏电极层沿中心线对称；以及所述源和漏电极层之间的距离是均匀的。
9.如权利要求8所述的电子装置，其特征在于，所述半导体装置是显示装置、视频照相机、数字照相机、个人计算机或便携式信息终端。
10.一种半导体装置，包括栅电极层；栅绝缘层；半导体层；源电极层；以及漏电极层，其中源和漏电极层的线宽连续变化；所述第一和第二导电层的侧部分各自具有连续的波形；以及所述源和漏电极层之间的距离是均匀的。
11.如权利要求10所述的电子装置，其特征在于，所述半导体装置是显示装置、视频照相机、数字照相机、个人计算机或便携式信息终端。
12.一种制造半导体装置的方法，包括以下步骤排放在基片上的第一线上具有中心的第一微滴，以及在与第一线平行的第二线上具有中心的第二微滴；在第一微滴之间排放在第一线上具有中心的第三微滴，以形成第一导电层，它是沿第一线线对称的并具有多个线宽；以及在第二微滴之间排放在第二线上具有中心的第四微滴，以形成第二导电层，它是沿第二线线对称的并具有多个线宽；其中第一微滴、第二微滴、第三微滴和第四微滴由包含导电材料的组合物制成；以及其中第一和第二导电层形成为其间具有均匀的距离。
13.如权利要求12所述的制造半导体装置的方法，其特征在于，还包括进行控制相对于包含导电材料的组合物的区域润湿性的处理，在该区域中附着了由包含导电材料的组合物制成的多个微滴。
14.如权利要求13所述的装置半导体装置的方法，其特征在于，控制润湿性的处理包括形成包含碳氟基的物质或者包含硅烷偶联剂的物质的步骤。
15.一种制造半导体装置的方法，包括以下步骤在基片上排放在基片上的第一线上具有中心的第一微滴以及在与第一线平行的第二线上具有中心的第二微滴；在第一微滴之间排放在第一线上具有中心的第三微滴，以形成第一导电层，它在侧部分处具有连续波形和连续变化的线宽；在第二微滴之间排放在第二线上具有中心的第四微滴，以形成第二导电层，它在侧部分处具有连续波形和连续变化的线宽，其中第一微滴、第二微滴、第三微滴和第四微滴由包含导电材料的组合物制成；以及其中第一和第二导电层形成为其间具有均匀的距离。
16.如权利要求15所述的制造半导体装置的方法，其特征在于，还包括进行控制相对于包含导电材料的组合物的区域润湿性的处理的步骤，该区域附着了由包含导电材料的组合物制成的多个微滴。
17.如权利要求16所述的制造半导体装置的方法，其特征在于，控制润湿性的处理包括形成包含碳氟基的物质或硅烷偶联剂的物质的步骤。
18.一种制造半导体装置的方法，包括以下步骤在基片上形成导电膜；在导电膜上排放在基片上的第一线上具有中心的第一微滴以及在与第一线平行的第二线上具有中心的第二微滴；在第一微滴之间排放在第一线上具有中心的第三微滴，以形成第一掩模层，它沿着第一线对称并具有多个线宽；在第二微滴之间排放在第二线上具有中心的第四微滴，以形成第二掩模层，它沿着第二线对称并具有多个线宽；用第一和第二掩模层处理导电膜以形成其间具有均匀距离的第一和第二导电层；其中第一微滴、第二微滴、第三微滴和第四微滴由包含掩模层材料的组合物制成。
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，还包括进行控制相对于包含掩模层材料的组合物的导电膜润湿性的处理的步骤、
20.如权利要求19所述的制造半导体装置的方法，其特征在于，控制润湿性的处理包括形成包含碳氟基的物质或包含硅烷偶联剂的物质的步骤。
21.一种制造半导体装置的方法，包括以下步骤在基片上形成导电膜；排放在基片上的第一线上具有中心的第一微滴以及在与第一线平行的第二线上具有中心的第二微滴；在第一微滴之间排放在第一线上具有中心的第三微滴，以形成第一掩模层，它在侧部分处具有连续波形以及连续变化的线宽；在第二微滴之间排放在第二线上具有中心的第四微滴，以形成第二掩模层，它在侧部分处具有连续波形以及连续变化的线宽；以及用第一和第二掩模层处理导电膜，以形成其间具有均匀距离的第一和第二导电层，其中第一微滴、第二微滴、第三微滴和第四微滴由包含掩模层材料的组合物制成。
22.如权利要求21所述的制造半导体装置的方法，其特征在于，还包括进行控制相对于包含掩模层材料的组合物的导电膜润湿性的处理的步骤。
23.如权利要求22所述的制造半导体装置的方法，其特征在于，控制润湿性的处理包括形成包含碳氟基的物质或包含硅烷偶联剂的物质的步骤。
全文摘要
具有结节的导电层邻接地形成为其间具有均匀的距离。排放导电层的微滴以在配线的长度方向上交错微滴的中心，使得排放微滴的中心在相邻导电层之间的线宽方向上不在同一线上。由于交错了微滴中心，所以各自具有最宽线宽(结节的最宽宽度)的导电层部分彼此不连接，且导电层邻接地形成为其间具有更短的距离。
文档编号H01L23/522GK1828931SQ20061000662
公开日2006年9月6日 申请日期2006年1月26日 优先权日2005年1月28日
发明者伊佐敏行, 藤井厳, 森末将文 申请人:株式会社半导体能源研究所