JP2005199269A - 液滴吐出装置、パターン形成方法、並びに表示装置の作製方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、材料の利用効率を向上させ、かつ、作製工程を簡略化して作製可能な表示装置及びその作製技術を提供することを目的とする。また、それらの表示装置を構成する配線等のパターンを、所望の形状で制御性よく形成できる技術を提供することも目的とする。
【解決手段】 本発明の液滴吐出装置の一は、パターン形成材料を含む組成物を吐出する吐出手段と、組成物が被形成領域に付着する前に、組成物の形状を整形する整形手段とを有し、整形手段が、吐出手段と被形成領域との間に設けられる。
【選択図】 図１
【解決手段】 本発明の液滴吐出装置の一は、パターン形成材料を含む組成物を吐出する吐出手段と、組成物が被形成領域に付着する前に、組成物の形状を整形する整形手段とを有し、整形手段が、吐出手段と被形成領域との間に設けられる。
【選択図】 図１
Description
本発明は、液滴を吐出（噴出）し、パターンを形成する液滴吐出装置、パターンの形成方法、並びにその方法を用いた表示装置の作製方法に関する。
薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」という。）及びそれを用いた電子回路は、半導体、絶縁体及び導電体などの各種薄膜を基板上に積層し、適宜フォトリソグラフィ技術により所定のパターンを形成して製造されている。フォトリソグラフィ技術とは、フォトマスクと呼ばれる透明な平板面上に光を通さない材料で形成した回路等のパターンを、光を利用して目的とする基板上に転写する技術であり、半導体集積回路等の製造工程において広く用いられている。
従来のフォトリソグラフィ技術を用いた製造工程では、フォトレジストと呼ばれる感光性の有機樹脂材料を用いて形成されるマスクパターンの取り扱いだけでも、露光、現像、焼成、剥離といった多段階の工程が必要になる。従って、フォトリソグラフィ工程の回数が増える程、製造コストは必然的に上がってしまうことになる。このような問題点を改善するために、フォトリソグラフィ工程を削減してＴＦＴを製造することが試みられている（例えば、特許文献１参照。）。
しかし、上記特許文献１に記載された技術は、ＴＦＴの製造工程で複数回行われるフォトリソグラフィ工程の一部を印刷法で置き替えただけのものであり、抜本的に工程数の削減に寄与できるものではない。また、フォトリソグラフィ技術においてマスクパターンを転写するために用いる露光装置は、等倍投影露光若しくは縮小投影露光により、数ミクロンから１ミクロン以下のパターンを転写するものであり、原理的にみて、一辺が１メートルを越えるような大面積基板を一括で露光することは技術的に困難である。
特開平１１−２５１２５９号公報
本発明は、ＴＦＴ及びそれを用いる電子回路並びにＴＦＴによって形成される表示装置の製造工程においてフォトリソグラフィ工程の回数を削減し、或いはその工程自体を無くすことで製造工程を簡略化し、一辺が１メートルを越えるような大面積の基板にも、低いコストで歩留まり良く製造することができる技術を提供することを目的とする。
また、本発明は、それらの表示装置を構成する配線等のパターンを、所望の形状で制御性よく形成できる技術を提供することも目的とする。
上述した従来技術の課題を解決するために、本発明においては以下の手段を講じる。
本発明は、配線層若しくは電極を形成する導電層や、所定のパターンを形成するためのマスク層など表示パネルを作製するために必要なパターンのうち、少なくとも一つ若しくはそれ以上を、選択的にパターンを形成可能な方法により形成して、表示装置を作製することを特徴とするものである。選択的にパターンを形成可能な方法として、導電層や絶縁層など形成し、特定の目的に調合された組成物の液滴を選択的に吐出（噴出）して所定のパターンを形成することが可能な、液滴吐出（噴出）法（その方式によっては、インクジェット法とも呼ばれる。）を用いる。また、パターンが転写、または描写できる方法、例えば印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）なども用いることができる。
本発明において、上記方法によって形成領域に付着した組成物を有する液滴は、整形（加工）手段によって、所望のパターンに形状を整形（変形）される。微細化が求められる配線の場合、吐出された液滴を、整形手段の有する細い線状の整形部に含ませ、線を引くように描画することによって、より細い配線パターンを形成することが可能になる。
また、液滴を吐出口から、直接形成領域に付着させるのではなく、整形手段（整形部）を経由し、液滴の形状を変形させてから、所望の太さで形成領域に描画する。整形手段（整形部）としては、細い線状の糸のようなものを伝わせて液滴の液量を調節し、形成領域上を走査することによって、微細な配線を形成する。整形手段（整形部）は、線状の糸の複数集まった筆のような物でもよく、糸状でも板状でも、その形状には限定されない。比較的広い範囲にパターンを形成したい場合は、一度に広い領域に付着できるような整形手段（整形部）を選択すればよい。
本発明によると、液滴を吐出する吐出口の大きさに関わらず、所望な幅のパターンを制御性よく形成することができる。
整形手段、及び整形物は、無機材料でも有機材料又は珪素と酸素との結合で骨格構造が形成された材料で形成してもよい。液滴を加工するだけの手段であるので、金属などの導電材料でも、樹脂などの絶縁材料でもよい。また、繊維などを用いることもできる。装置に設置することを考慮すると、比較的軽量で加工の容易なものが好ましい。微細な配線パターンなどを描画したい場合は、カーボンナノチューブなどの、ナノチューブ材料を用いることもできる。カーボンナノチューブなどの極細炭素繊維は、グラファイトナノファイバ、カーボンナノファイバ、チューブ状グラファイト、カーボンナノコーン、又はコーン状グラファイトなども用いることができる。加工手段の材料は、その加工する液滴が有する組成物によって、反応等が起こらないような材料を選択するとよい。
本発明の表示装置には、エレクトロルミネセンス（以下「ＥＬ」ともいう。）と呼ばれる発光を発現する有機物、若しくは有機物と無機物の混合物を含む媒体を、電極間に介在させた発光素子とＴＦＴとが接続された発光表示装置や、液晶材料を有する液晶素子を表示素子として用いる液晶表示装置などがある。
また、本発明は、液滴吐出法によりパターンを形成するに際し、その形成する領域に密着性を向上させる手段（下地前処理）を行い、表示装置の信頼性を向上させる。
本発明は、密着性を高める効果を有する物質を利用して、配線、その他半導体膜、絶縁膜、マスク等を含む表示装置を構成することを特徴とする。工程において、所定の組成物を含む液滴を細孔から吐出して所定のパターンを形成する際、その密着性を高めるために下地前処理として高融点金属からなる物質を形成する。具体的には、高融点金属からなる導電層上又はその両端に、塗布法等により、溶媒に混入された配線材料（配線材料（導電性材料）を溶媒に溶解又は分散させたものを含む）を形成し、配線を形成することを特徴とする。例えば、高融点金属や、３ｄ遷移元素からなる導電層上に、液滴吐出法により、溶媒に混入された導電体を吐出する。液滴吐出法以外に、スピンコーティング法、ディップ法、その他の塗布法、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）により、前記高融点金属からなる導電層上に、溶媒に混入された導電体を形成してもよい。
下地前処理として用いられる物質は、酸化チタン（ＴｉＯX）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、タンタル酸カリウム（ＫＴａＯ3）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、酸化タングステン（ＷＯ3）等を用いることができる。
ゾルゲル法のディップコーティング法、スピンコーティング法、液滴吐出法、イオンプレーティング法、イオンビーム法、CVD法、スパッタリング法、ＲＦマグネトロンスパッタリング法、プラズマ溶射法、プラズマスプレー法、又は陽極酸化法により形成することができる。また物質は、その形成方法により膜としての連続性を有さなくても良い。
前記高融点金属、または３ｄ遷移元素として、Ｔｉ（チタン）、Ｗ（タングステン）、Ｃｒ（クロム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔａ（タンタル）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｖ（バナジウム）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｐｄ（鉛）、Ｐｔ（白金）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｃｏ（コバルト）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｓｃ（スカンジウム）、Ｍｎ（マンガン）、Ｆｅ（鉄）、Ｃｕ（銅）又はＺｎ（亜鉛）の材料、またそれらの酸化物、窒化物、酸化窒化物などを用いることができる。前記導電層は、スパッタリング法、蒸着法、イオン注入法、ＣＶＤ法、ディップ法、スピンコート法等の公知の方法で形成することを特徴とし、好適には、スパッタリング法、ディップ法又はスピンコート法で形成することを特徴とする。また、後に導電層を絶縁化する場合には、導電層を０．０１〜１０ｎｍの厚さで形成し、自然酸化で絶縁化すると簡便であり好ましい。
また、他の方法として、被形成領域（被形成面）に対してプラズマ処理を行う方法がある。プラズマ処理の条件は、空気、酸素又は窒素を処理ガスとして用い、圧力を数十Ｔｏｒｒ〜１０００Ｔｏｒｒ（１３３０００Ｐａ）、好ましくは１００（１３３００Ｐａ）〜１０００Ｔｏｒｒ（１３３０００Ｐａ）、より好ましくは７００Ｔｏｒｒ（９３１００Ｐａ）〜８００Ｔｏｒｒ（１０６４００Ｐａ）、つまり大気圧又は大気圧近傍の圧力となる状態で、パルス電圧を印加する。このとき、プラズマ密度は、1×１０10〜１×１０14ｍ-3、所謂コロナ放電やグロー放電の状態となるようにする。空気、酸素又は窒素の処理ガスを用いプラズマ処理を用いることにより、材質依存性なく、表面改質を行うことができる。その結果、あらゆる材料に対して表面改質を行うことができる。
また、他の方法として、液滴吐出法によるパターンとその形成領域との密着性を上げるために、接着材として機能するような有機材料系の物質を形成してもよい。材料としては、感光性または非感光性の有機材料（有機樹脂材料）（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト、ベンゾシクロブテンなど）、低誘電率であるＬｏｗ ｋ材料などの一種、もしくは複数種からなる膜、またはこれらの膜の積層などを用いることができる。また、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む材料、もしくは置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有する材料を用いてもよい。作製法としては、液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）を用いることもできる。塗布法で得られるＴＯＦ膜やＳＯＧ膜なども用いることができる。
上記、液滴吐出法を用いて形成される導電体の領域に、下地前処理として密着性向上や、表面改質のために行われる工程は、液滴吐出法を用いて形成したパターンの上に、さらに導電体を形成する場合行っても良い。また、その場合の下地前処理として、液滴吐出法によって第１の導電層を形成した後、紫外線の照射をする紫外線照射処理を行い、処理領域に第２の導電層を液滴吐出法により形成しても良い。例えば、径の大きな吐出口を用いて、幅広のパターンを形成した後、本発明を用いて、整形手段により幅広のパターンに部分的に重なるように細いパターンを形成し、微細なパターンを形成することも出来る。
導電体（導電層）を形成するため、液滴吐出法により吐出口から吐出する組成物は、導電性材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。導電性材料とは、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ等の金属、Ｃｄ、Ｚｎの金属硫化物、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｂａなどの酸化物、ハロゲン化銀の微粒子又は分散性ナノ粒子に相当する。また、透明導電膜として用いられるインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム錫酸化物と酸化珪素からなるＩＴＳＯ、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛、窒化チタン等に相当する。但し、吐出口から吐出する組成物は、比抵抗値を考慮して、金、銀、銅のいずれかの材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることが好適であり、より好適には、低抵抗な銀、銅を用いるとよい。但し、銀、銅を用いる場合には、不純物対策のため、合わせてバリア膜を設けるとよい。バリア膜としては、窒化珪素膜やニッケルボロン（ＮｉＢ）を用いるとことができる。
また、導電性材料の周りに他の導電性材料がコーティングされ、複数の層になっている粒子でも良い。例えば、銅の周りにニッケルボロン（ＮｉＢ）がコーティングされ、その周囲に銀がコーティングされている３層構造の粒子などを用いても良い。溶媒は、酢酸ブチル、酢酸エチル等のエステル類、イソプロピルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、メチルエチルケトン、アセトン等の有機溶剤等を用いる。組成物の粘度は２０ｃｐ以下が好適であり、これは、乾燥が起こることを防止したり、吐出口から組成物を円滑に吐出できるようにしたりするためである。また、組成物の表面張力は、４０ｍＮ／ｍ以下が好適である。但し、用いる溶媒や、用途に合わせて、組成物の粘度等は適宜調整するとよい。一例として、ＩＴＯや、有機インジウム、有機スズを溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・Ｓ、銀を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・Ｓ、金を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・Ｓに設定するとよい。
本発明では、表示装置を構成する導電層を液滴吐出法によって形成することができる。まずゲート線やソース線、他の引き回し配線など比較的広い線幅で形成する導電層（バスラインとも呼ばれる）を、液滴吐出法によって直接形成する。このソース線や、ゲート線より枝分かれするように接続して形成する画素部内のゲート電極やソース、ドレイン電極、他の配線などの比較的細い線幅の導電層を、本発明の整形手段によって、整形することによって微細な配線を描画し形成することができる。本発明によりゲート配線の線幅は１０μｍ以上４０μｍ以下、ゲート電極の線幅は５μｍ以上２０μｍ以下、好ましくは０．３μｍ以上１０μｍ以下、ゲート配線の線幅がゲート電極の線幅の約２倍となるような配線が形成できる。本発明により、配線への大電流を効率よく、高速で流すための低抵抗化と、電極への断線のないパターンの微細化という要求が、両方満たすことができる。本発明により、液滴の吐出口の径に制限されず、より小さな微細な配線も形成することができる。
本発明の液滴吐出装置の一は、パターン形成材料を含む組成物を吐出する吐出手段と、組成物が被形成領域に付着する前に、組成物の形状を整形する整形手段とを有し、整形手段が、吐出手段と被形成領域との間に設けられる。
本発明の液滴吐出装置の一は、パターン形成材料を含む組成物を吐出する吐出手段と、組成物が被形成領域に付着した後に、組成物の形状を整形する整形手段とを有する。
上記構造において、整形手段は液滴吐出手段の吐出口に接して設けられてもよく、離れて設けて別々に走査することもできる。また、整形手段は整形部を有し、整形部の形状は針状、柱状、棒状、糸状、板状または管状など多様な形状を用いることができる。
本発明のパターン形成方法の一は、パターン形成材料を含む組成物を被形成領域に向かって吐出し、組成物が被形成領域に付着する前に、組成物の形状を整形することによって、選択的にパターンを形成する。
本発明のパターン形成方法の一は、パターン形成材料を含む組成物を被形成領域に向かって吐出し、組成物が被形成領域に付着した後であって、かつ固化する前に、組成物の形状を整形することによって、選択的にパターンを形成する。
上記構成において、組成物の形状は、整形手段の整形部によって整形されるが、整形部が針状、糸状のように細い形状の場合、微細なパターンに整形でき、柱状、板状など比較的面積の大きい形状であると一度に大きなパターンを形成することができる。
本発明の表示装置の作製方法の一は、半導体層、配線及び電極を有し、導電性材料を含む組成物を被形成領域上に吐出し、組成物の形状の一部を整形し、組成物を選択的に拡張することによって、配線及び電極を形成する。
上記構成において、配線、及び電極は前述の導電体を形成する材料によって、液滴吐出法によって形成することができる。電極はゲート電極層として用いることができ、ゲート電極層のチャネル方向の幅は、５μｍ以上１００μｍ以下、より好ましくは０．３μｍ以上１０μｍ以下であるとよい。液滴吐出法により、液量を０．１ｐｌ以上４０ｐｌ吐出し、パターンを形成することができる。
上記構成において、半導体層が、水素とハロゲン元素を含むガスにより形成された、結晶構造を含むセミアモルファス半導体であってもよい。水素とハロゲン元素を含むガスにより形成された非単結晶半導体、水素とハロゲン元素を含むガスにより形成された多結晶半導体であってもよい。電極と半導体層の交差する領域のチャネル方向の長さが５μｍ以上１００μｍ以下、より好ましくは０．３μｍ以上１０μｍ以下であると好ましい。また、上記構成の表示装置で、表示画面を構成したことを特徴とするテレビジョン装置を作製することができる。
ゲート絶縁層は、第１の窒化珪素膜、酸化珪素膜及び第２の窒化珪素膜を順次積層して形成することで、ゲート電極の酸化を防止出来、かつ、ゲート絶縁層の上層側に形成する半導体層と良好な界面を形成することが出来る。
本発明は、ゲート電極層や配線層、及びパターニングの時に利用するマスクを形成する際に液滴吐出法により行うことを特徴としているが、表示装置を作製するために必要なパターンのうち、少なくとも一つ若しくはそれ以上を、選択的にパターンを形成可能な方法により形成して、表示装置を製造することで本発明の目的は達成される。
また、隔壁等に用いられる絶縁層は、有機材料、無機材料又は珪素と酸素との結合で骨格構造が形成された材料で形成してもよい。有機材料は、その平坦性が優れているため、後に導電体を成膜した際にも、段差部で膜厚が極端に薄くなったり、断線が起こったりすることがなく、好適である。また、有機材料は、誘電率が低い。そのため、複数の配線の層間絶縁体として用いると、配線容量が低減し、多層配線を形成することが可能となり、高性能化及び高機能化が実現される。
一方、珪素と酸素との結合で骨格構造が形成された材料としては、シロキサン系ポリマーが代表例として挙げられ、詳しくは、珪素と酸素との結合で骨格構造が構成され置換基に少なくとも水素を含む材料、又は、置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有する材料である。この材料も平坦性に優れており、また透明性や耐熱性をも有し、シロキサンポリマーからなる絶縁体を形成後に３００度〜６００度程度以下の温度で加熱処理を行うことができる。
本発明により、導電層のパターンをその線幅によって作り分けることが出来るので、表示装置を構成する配線のうち、太い幅の低抵抗な配線と、画素部などに用いられる微細な配線の両方とを、その役割によって要求される機能を満たすように形成することができる。
本発明によれば、液滴吐出法により、配線層やマスクのパターニングを直接行うことができるので、材料の利用効率を向上させて、かつ、作製工程を簡略化したＴＦＴ及びそれを用いた信頼性の高い表示装置を得ることができる
本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
図２９は本発明に係る表示パネルの構成を示す上面図であり、絶縁表面を有する基板２７００上に画素２７０２をマトリクス上に配列させた画素部２７０１、走査線側入力端子２７０３、信号線側入力端子２７０４が形成されている。画素数は種々の規格に従って設ければ良く、ＸＧＡであれば１０２４×７６８×３（ＲＧＢ）、ＵＸＧＡであれば１６００×１２００×３（ＲＧＢ）、フルスペックハイビジョンに対応させるのであれば１９２０×１０８０×３（ＲＧＢ）とすれば良い。
画素２７０２は、走査線側入力端子２７０３から延在する走査線と、信号線側入力端子２７０４から延在する信号線とが交差することで、マトリクス状に配設される。画素２７０２のそれぞれには、スイッチング素子とそれに接続する画素電極が備えられている。スイッチング素子の代表的な一例はＴＦＴであり、ＴＦＴのゲート電極側が走査線と、ソース若しくはドレイン側が信号線と接続されることにより、個々の画素を外部から入力する信号によって独立して制御可能としている。
ＴＦＴは、その主要な構成要素として、半導体層、ゲート絶縁層及びゲート電極層が挙げられ、半導体層に形成されるソース及びドレイン領域に接続する配線層がそれに付随する。構造的には基板側から半導体層、ゲート絶縁層及びゲート電極層を配設したトップゲート型と、基板側からゲート電極層、ゲート絶縁層及び半導体層を配設したボトムゲート型などが代表的に知られているが、本発明においてはそれらの構造のどのようなものを用いても良い。
半導体層を形成する材料は、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いて気相成長法やスパッタリング法で作製されるアモルファス半導体（以下「ＡＳ」ともいう。）、該非晶質半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、或いはセミアモルファス（微結晶若しくはマイクロクリスタルとも呼ばれる。以下「ＳＡＳ」ともいう。）半導体などを用いることができる。
ＳＡＳは、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいる。少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０ｎｍの結晶領域を観測することが出来、珪素を主成分とする場合にはラマンスペクトルが５２０ｃｍ-1よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折では珪素結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。未結合手（ダングリングボンド）の中和剤として水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。ＳＡＳは、珪化物気体をグロー放電分解（プラズマＣＶＤ）して形成する。珪化物気体としては、ＳｉＨ4、その他にもＳｉ2Ｈ6、ＳｉＨ2Ｃｌ2、ＳｉＨＣｌ3、ＳｉＣｌ4、ＳｉＦ4などを用いることが可能である。またＧｅＦ4を混合させても良い。この珪化物気体をＨ2、又は、Ｈ2とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。希釈率は２〜１０００倍の範囲。圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ。基板加熱温度は３００℃以下でよい。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は１×１０20cm-1以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０19/cm3以下、好ましくは１×１０19/cm3以下とする。
図２９は、走査線及び信号線へ入力する信号を、外付けの駆動回路により制御する表示パネルの構成を示しているが、図３０に示すように、ＣＯＧ(Chip on Glass)によりドライバＩＣを基板７００上に実装しても良い。図３０において、基板７０１はシール材７０２によって封止基板７０３と張り合わされており、基板７００上に設けられたドライバＩＣ７０７ａ、ドライバＩＣ７０７ｂ、ドライバＩＣ７０７ｃ、ドライバＩＣ７０５ａ、ドライバＩＣ７０５ｂは、それぞれＦＰＣ７０４ａ、ＦＰＣ７０４ｂ、ＦＰＣ７０４ｃ、ＦＰＣ７０６ａ、ＦＰＣ７０６ｂと接続している。ドライバＩＣは単結晶半導体基板に形成されたものでも良いし、ガラス基板上にＴＦＴで回路を形成したものであっても良い。
また、画素に設けるＴＦＴをＳＡＳで形成する場合には、図３１に示すように走査線側の駆動回路３７０２を基板３７００上に形成し一体化することも出来る。図３１において、３７０１は画素領域であり、信号線側駆動回路は、ＣＯＧによりドライバＩＣ３７０５ａ、３７０５ｂを実装し、ＦＰＣ３７０４ａ、３７０４ｂに接続している。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態について、図１及び図１６を用いて説明する。
本発明の実施の形態について、図１及び図１６を用いて説明する。
図１の（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の装置のパターン形成方法の詳細図である。本発明は、液滴を吐出しパターンを形成する方法を用いている。
図１（Ａ）において、５０は被形成領域、１１はヘッド部、１２ｂは液滴吐出手段の制御手段、１８はノズルであり、隣接して１０は整形手段、１４は整形部、１２ａは整形手段の制御手段である。制御手段１２ｂによってノズル１８より吐出されたパターン形成材料を有する液滴１３は、筆状の整形部１４に付着し、整形部１４を伝って被形成領域５０上にパターン１５のような形状に形成される。整形手段及びヘッド部を方向１６の方へ走査することによりパターン１５は線状のパターンとなる。
本実施の形態のように整形部１４を先端方向にむかって径を細くした、針状にした場合、ノズル１８の吐出口から吐出された液滴の大きさを被形成領域５０に付着するまでに整形し、より線幅の狭い微細なパターン１５を形成することができる。整形部１４を走査することによって、被形成領域５０に付着する液滴の量を調節することができる。よって整形部１４の形状と走査速度を制御することによって、ノズルの吐出口の径に依存せず、所望の幅及び形状にパターン１５を形成することができる。
図１（Ａ）では、液滴はノズルの吐出口より吐出されてから、被形成面に付着するまでの間に、整形手段により、所望の形状に整形される例を示した。図１（Ｂ）では、液滴を被形成領域に吐出した後、組成物が固化する前に形状を整形する方法を示す。
図１（Ｂ）において、６０は被形成領域であり、２１はヘッド部、２２ｂは液滴吐出手段の制御手段、２８はノズルであり、隣接して２０は整形手段、２４は整形部、２２ａは整形手段の制御手段である。制御手段２２ｂによってノズル２８より吐出されたパターン形成材料を有する液滴は、被形成領域６０に液滴２３として付着する。この液滴２３が完全に固化する前に、整形手段２０及び整形部２４は制御手段２２ａによって方向２７の方へ移動し、方向２６の方へ液滴２３の上を走査される。そのとき整形部２４は液滴２３を整形し、その形状を変形させパターン２５を形成する。このとき液滴２３は、完全に固化する前なので整形部２４によって、自由にパターンを整形することができる。
整形部２４の形状と、方向２６への走査速度、方向２７への移動距離などを調節することによって、ノズルの吐出口の径に依存せず、所望の幅及び形状にパターン２５を形成することができる。
整形部１４、２４の形状は、本実施の形態では、先端に従って径が細くなる針状の形態を用いたが、形成したいパターンの形状によって、柱状、板状、糸状など適宜選択することができる。パターンを広く形成したい場合は、先端行くほど一度に液滴と接する面積が大きくなるようにへら状のものを用いてもよい。また、筆のように複数の細い毛（糸）が束ねてある物を用いてもよい。
次に図１（Ｃ）、（Ｄ）に他の整形手段の方法を示す。図１（Ｃ）、（Ｄ）は、整形部がノズルに一体形成されている例である。図１（Ｃ）において、７０は被形成領域、３０はヘッド部、３２は液滴吐出手段の制御手段、３８はノズルであり、ノズル３８に整形手段である整形部３４が設置されている。整形部３４は内部に空間３３を有する管（チューブ）状であり、ノズル３８より吐出されたパターン形成材料を有する液滴は整形部３４の空間３３を通過して液滴を制御され、液滴３１の形状に整形され被形成領域に付着する。液滴３１の形状は、整形部３４の空間３３の大きさによって自由に制御することができるので、微細なパターンも形成することができる。
図１（Ｄ）のように連続的に、液滴を吐出し、方向４６へ走査することによって被形成領域８０上に、微細な線状パターン４１を形成することもできる。整形部３４の空間３３の大きさと、走査速度を制御することによって、吐出口の大きさに依存せず、自由に所望なパターンを形成することができる。よってペン先を付け替えるように、整形部３４の形状を選択し、設置することにより多様な形状のパターンに対応できる。勿論、図１（Ｃ）、（Ｄ）に、図１（Ａ）、（Ｂ）を組み合わせることもできる。より、精密な整形を行うことができるので、微細なパターンの形成に効果的である。
整形部の形状や材質は、形成領域に形成したいパターンによって自由に選択することができる。材質は硬性なものでも、軟性なものでもよく、整形したいパターンを形成する材料の粘性などに合わせて選択すればよい。このとき、物理的に液滴を整形する場合は、パターンを形成する材料と、整形部の材料が反応しないことが望ましい。しかし、整形部と接触することによって物性を変化させ、被形成領域上にパターンを形成することもできる。
整形手段、及び整形部の材料は、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウムその他の無機材料でも、アクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド(polyimide)、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール(polybenzimidazole)などの耐熱性高分子その他の有機材料又はシロキサン系材料を出発材料として形成された珪素、酸素、水素からなる化合物のうちＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む無機シロキサン、珪素上の水素がメチルやフェニルのような有機基によって置換された有機シロキサン系の材料で形成することができる。液滴を整形するだけの手段であるので、金属などの導電材料でも、樹脂などの絶縁材料でもよい。また、繊維などを用いることもできる。より又は装置に設置することを考慮すると、比較的軽量で整形の容易なものが好ましい。微細な配線パターンなどを描画したい場合は、カーボンナノチューブなどの、ナノチューブ材料を用いることもできる。カーボンナノチューブなどの極細炭素繊維は、グラファイトナノファイバ、カーボンナノファイバ、チューブ状グラファイト、カーボンナノコーン、又はコーン状グラファイトなども用いることができる。
本発明においては、整形手段によって、被形成領域に液滴を吐出する吐出口の形状や大きさに依存することなく、絵筆やペンなどで絵を描くように、自由に所望なパターンを描画し、形成することができる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態について、図２〜図７、図８〜図１３を用いて説明する。より詳しくは、本発明を適用した表示装置の作製方法について説明する。まず、本発明を適用した、チャネルエッチ型の薄膜トランジスタを有する表示装置の作製方法について説明する。図２〜図７はそれぞれ図８〜図１３に対応しており、図２〜図７は表示装置画素部の上面図であり、図８〜図１３の（Ａ）は、図２〜図７における線Ａ―Ａ'による断面図、（Ｂ）は線Ｂ―Ｂ'による断面図、（Ｃ）は線Ｃ―Ｃ'による断面図である。
本発明の実施の形態について、図２〜図７、図８〜図１３を用いて説明する。より詳しくは、本発明を適用した表示装置の作製方法について説明する。まず、本発明を適用した、チャネルエッチ型の薄膜トランジスタを有する表示装置の作製方法について説明する。図２〜図７はそれぞれ図８〜図１３に対応しており、図２〜図７は表示装置画素部の上面図であり、図８〜図１３の（Ａ）は、図２〜図７における線Ａ―Ａ'による断面図、（Ｂ）は線Ｂ―Ｂ'による断面図、（Ｃ）は線Ｃ―Ｃ'による断面図である。
基板１００の上に、下地前処理として密着性を向上させる下地膜１０１を形成し、図２及び図８（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）のように、ゲート配線層１０３を形成する。基板１００は、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等からなるガラス基板、石英基板、シリコン基板、金属基板、ステンレス基板又は本作製工程の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いる。また、基板１００の表面が平坦化されるようにＣＭＰ法などによって、研磨しても良い。なお、基板１００上に、絶縁層を形成してもよい。絶縁層は、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート法等の公知の方法により、珪素を含む酸化物材料、窒化物材料を用いて、単層又は積層して形成される。この絶縁層は、形成しなくても良いが、基板１００からの汚染物質などを遮断する効果がある。ガラス基板よりの汚染を防ぐための下地層を形成する場合は、その上に液滴吐出法によって形成するゲート配線層１０３の下地前処理として下地膜１０１を形成する。
パターンの形成に用いる液滴吐出装置の一態様は図１６に示されている。液滴吐出手段１４０３の個々のヘッド１４０５及び１４１２は制御手段１４０７に接続され、それがコンピュータ１４１０で制御することにより予めプログラミングされたパターンを描画することができる。描画するタイミングは、例えば、基板１４００上に形成されたマーカー１４１１を基準に行えば良い。或いは、基板１４００の縁を基準にして基準点を確定させても良い。これをＣＣＤなどの撮像手段１４０４で検出し、画像処理手段１４０９にてデジタル信号に変換したものをコンピュータ１４１０で認識して制御信号を発生させて制御手段１４０７に送る。勿論、基板１４００上に形成されるべきパターンの情報は記憶媒体１４０８に格納されたものであり、この情報を基にして制御手段１４０７に制御信号を送り、液滴吐出手段１４０３の個々のヘッド１４０５、１４１２を個別に制御することができる。また、１４１３は整形手段であり、本実施の形態では、制御手段１４０７より制御され、走査される。
ヘッド１４０５と１４１２のノズルのサイズは異なっており、異なる材料を異なる幅で同時に描画することができる。一つのヘッドで、導電材料や有機、無機材料などをそれぞれ吐出し、描画することができ、層間膜のような広領域に描画する場合は、スループットを向上させるため複数のノズルより同材料を同時に吐出し、描画することができる。ヘッド１４０５、１４１２より吐出された組成物を含む液滴は、整形手段１４１３によって所望のパターンに整形される。本実施の形態では、液滴吐出手段１４０３の有するヘッド１４０５、１４１４と、整形手段１４１３を別々に走査する例を示したが、実施の形態１で示したように、隣接して設置しても、一体形成するように設置してもよい。大型基板を用いる場合、ヘッド１４０５は基板上を、矢印の方向に自在に走査し、描画する領域を自由に設定することができ、同じパターンを一枚の基板に複数描画することができる。
本実施の形態で下地前処理として形成する下地膜１０１は、ゾルゲル法のディップコーティング法、スピンコーティング法、液滴吐出法、イオンプレーティング法、イオンビーム法、CVD法、スパッタリング法、ＲＦマグネトロンスパッタリング法、プラズマ溶射法、プラズマスプレー法、又は陽極酸化法により形成することができる。また物質は、その形成方法により膜としての連続性を有さなくても良い。ディップコーティング法、スピンコーティング法等の塗布法により形成する場合、溶媒を除去する必要があるとき、焼成したり、乾燥すればよい。
本実施の形態では、下地膜１０１として、スパッタリング法により所定の結晶構造を有するＴｉＯX（代表としてはＴｉＯ2）結晶を形成する場合を説明する。ターゲットには金属チタン（チタンチューブ）を用い、アルゴンガスと酸素を用いてスパッタリングを行う。更にＨｅガスを導入してもよい。成膜室又は処理物が設けられた基板を加熱しながらＴｉＯXを形成してもよい。
このように形成されるＴｉＯXは非常に薄膜であってもよい。
また、スパッタリング法や蒸着法などの方法により、Ｔｉ（チタン）、Ｗ（タングステン）、Ｃｒ（クロム）、Ｔａ（タンタル）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｍｏ（モリブデン）などの金属材料若しくはその酸化物で形成される下地膜１０１を形成してもよい。
下地膜１０１は０．０１〜１０ｎｍの厚さで形成すれば良いが、極薄く形成すれば良いので、必ずしも層構造を持っていなくても良い。下地膜として、高融点金属材料や、３ｄ遷移元素を用いて、下地膜が導電性を有している場合、導電層形成領域以外の下地膜においては、下記の２つの方法を行うことが望ましい。
第１の方法としては、ゲート配線層１０３と重ならない下地膜１０１を絶縁化して、絶縁層を形成する。つまり、ゲート配線層１０３と重ならない下地膜１０１を酸化して絶縁化する。このように、下地膜１０１を酸化して絶縁化する場合には、当該下地膜１０１を０．０１〜１０ｎｍの厚さで形成しておくことが好適であり、そうすると容易に酸化させることができる。なお、酸化する方法としては、酸素雰囲気下に晒す方法を用いてもよいし、熱処理を行う方法を用いてもよい。また、酸素プラズマ法、Ｏ3酸化法、ＵＶ−Ｏ3酸化法なども用いることができる。
第２の方法としては、ゲート配線層１０３の形成領域（導電性材料を含む組成物と吐出領域）に選択的に形成する。下地膜１０１は、液滴吐出法などを用いて、基板上に選択的に形成してもよいし、全面に形成した後、ゲート配線層１０３をマスクとして選択的に下地膜１０１をエッチングして除去してもよい。この工程を用いる場合には下地膜１０１の厚さに制約はない。
また、下地前処理の他の方法として、形成領域（被形成面）に対してプラズマ処理を行う方法がある。プラズマ処理の条件は、空気、酸素又は窒素を処理ガスとして用い、圧力を数十Ｔｏｒｒ〜１０００Ｔｏｒｒ（１３３０００Ｐａ）、好ましくは１００（１３３００Ｐａ）〜１０００Ｔｏｒｒ（１３３０００Ｐａ）、より好ましくは７００Ｔｏｒｒ（９３１００Ｐａ）〜８００Ｔｏｒｒ（１０６４００Ｐａ）、つまり大気圧又は大気圧近傍の圧力となる状態で、パルス電圧を印加する。このとき、プラズマ密度は、1×１０10〜１×１０14ｍ-3、所謂コロナ放電やグロー放電の状態となるようにする。空気、酸素又は窒素の処理ガスを用いプラズマ処理を用いることにより、材質依存性なく、表面改質を行うことができる。その結果、あらゆる材料に対して表面改質を行うことができる。
また、他の方法として、液滴吐出法によるパターンのその形成領域との密着性を上げるために、接着材として機能するような有機材料系の物質を形成してもよい。有機材料（有機樹脂材料）（ポリイミド、アクリル）やシリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む材料、もしくは置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有する材料を用いてもよい。
液滴吐出法によりゲート配線層１０３を形成する（図２、図８参照。）。本発明は、表示装置を構成する導電層のうち、画素間を跨ぎ、比較的太い線幅で形成されるゲート配線層や、容量配線層と、各画素内に比較的細線で形成されるゲート電極層、などの電極層を作り分ける。先にゲート配線層や容量配線層などの太い線幅を有する導電層を、吐出口の径を調節し形成することにより、断線等がなく信頼性の高い、かつ低抵抗なゲート配線層、容量配線層を形成することができる。
ゲート配線層１０３の形成は、液滴吐出手段を用いて行う。液滴吐出手段とは、組成物の吐出口を有するノズルや、１つ又は複数のノズルを具備したヘッド等の液滴を吐出する手段を有するものの総称とする。液滴吐出手段が具備するノズルの径は、０．０２〜１００μｍ（好適には３０μｍ以下）に設定し、該ノズルから吐出される組成物の吐出量は０．００１ｐｌ〜１００ｐｌ（好適には０．１ｐｌ以上４０ｐｌ以下、より好ましくは１０ｐｌ以下）に設定する。吐出量は、ノズルの径の大きさに比例して増加する。また、被処理物とノズルの吐出口との距離は、所望の箇所に滴下するために、出来る限り近づけておくことが好ましく、好適には０．１〜３ｍｍ（好適には１ｍｍ以下）程度に設定する。
吐出口から吐出する組成物は、導電性材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。導電性材料とは、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ等の金属、Ｃｄ、Ｚｎの金属硫化物、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｂａなどの酸化物、ハロゲン化銀の微粒子又は分散性ナノ粒子に相当する。また、透明導電膜として用いられるインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム錫酸化物と酸化珪素からなるＩＴＳＯ、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛、窒化チタン等に相当する。但し、吐出口から吐出する組成物は、比抵抗値を考慮して、金、銀、銅のいずれかの材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることが好適であり、より好適には、低抵抗な銀、銅を用いるとよい。但し、銀、銅を用いる場合には、不純物対策のため、合わせてバリア膜を設けるとよい。バリア膜としては、窒化珪素膜やニッケルボロン（ＮｉＢ）を用いるとことができる。
また、導電性材料の周りに他の導電性材料がコーティングされ、複数の層になっている粒子でも良い。例えば、銅の周りにニッケルボロン（ＮｉＢ）がコーティングされ、その周囲に銀がコーティングされている３層構造の粒子などを用いても良い。溶媒は、酢酸ブチル、酢酸エチル等のエステル類、イソプロピルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、メチルエチルケトン、アセトン等の有機溶剤等を用いる。組成物の粘度は２０Ｐａ・ｓ以下が好適であり、これは、乾燥が起こることを防止したり、吐出口から組成物を円滑に吐出できるようにしたりするためである。また、組成物の表面張力は、４０ｍＮ／ｍ以下が好適である。但し、用いる溶媒や、用途に合わせて、組成物の粘度等は適宜調整するとよい。一例として、ＩＴＯや、有機インジウム、有機スズを溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・ｓ、銀を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・ｓ、金を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・ｓに設定するとよい。
また、導電層は、複数の導電性材料を積層しても良い。また、始めに導電性材料として銀を用いて、液滴吐出法で導電層を形成した後、銅などでめっきを行ってもよい。めっきは電気めっきや化学（無電界）めっき法で行えばよい。めっきは、めっきの材料を有する溶液を満たした容器に基板表面を浸してもよいが、基板を斜め（または垂直）に立てて設置し、めっきする材料を有する溶液を、基板表面に流すように塗布してもよい。基板を立てて溶液を塗布するようにめっきを行うと、工程装置が小型化する利点がある。
各ノズルの径や所望のパターン形状などに依存するが、ノズルの目詰まり防止や高精細なパターンの作製のため、導電体の粒子の径はなるべく小さい方が好ましく、好適には粒径０．１μｍ以下が好ましい。組成物は、電解法、アトマイズ法又は湿式還元法等の公知の方法で形成されるものであり、その粒子サイズは、一般的に約０．０１〜１０μｍである。但し、ガス中蒸発法で形成すると、分散剤で保護されたナノ粒子は約７ｎｍと微細であり、またこのナノ粒子は、被覆剤を用いて各粒子の表面を覆うと、溶剤中に凝集がなく、室温で安定に分散し、液体とほぼ同じ挙動を示す。従って、被覆剤を用いることが好ましい。
組成物を吐出する工程は、減圧下で行うと、組成物を吐出して被処理物に着弾するまでの間に、該組成物の溶媒が揮発し、後の乾燥と焼成の工程を省略することができる。また、減圧下で行うと、導電体の表面に酸化膜などが形成されないため好ましい。また、組成物を吐出後、乾燥と焼成の一方又は両方の工程を行う。乾燥と焼成の工程は、両工程とも加熱処理の工程であるが、例えば、乾燥は１００度で３分間、焼成は２００〜３５０度で１５分間〜６０分間で行うもので、その目的、温度と時間が異なるものである。乾燥の工程、焼成の工程は、常圧下又は減圧下で、レーザ光の照射や瞬間熱アニール、加熱炉などにより行う。なお、この加熱処理を行うタイミングは特に限定されない。乾燥と焼成の工程を良好に行うためには、基板を加熱しておいてもよく、そのときの温度は、基板等の材質に依存するが、一般的には１００〜８００度（好ましくは２００〜３５０度）とする。本工程により、組成物中の溶媒の揮発、又は化学的に分散剤を除去するとともに、周囲の樹脂が硬化収縮することで、ナノ粒子間を接触させ、融合と融着を加速する。
レーザ光の照射は、連続発振またはパルス発振の気体レーザ又は固体レーザを用いれば良い。前者の気体レーザとしては、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ等が挙げられ、後者の固体レーザとしては、Ｃｒ、Ｎｄ等がドーピングされたＹＡＧ、ＹＶＯ4等の結晶を使ったレーザ等が挙げられる。なお、レーザ光の吸収率の関係から、連続発振のレーザを用いることが好ましい。また、パルス発振と連続発振を組み合わせた所謂ハイブリッドのレーザ照射方法を用いてもよい。但し、基板１００の耐熱性に依っては、レーザ光の照射による加熱処理は、基板１００が破壊しないように、数マイクロ秒から数十秒の間で瞬間的に行うとよい。瞬間熱アニール（ＲＴＡ）は、不活性ガスの雰囲気下で、紫外光乃至赤外光を照射する赤外ランプやハロゲンランプなどを用いて、急激に温度を上昇させ、数分〜数マイクロ秒の間で瞬間的に熱を加えて行う。この処理は瞬間的に行うために、実質的に最表面の薄膜のみを加熱することができ、下層の膜には影響を与えない。つまり、プラスチック基板等の耐熱性が弱い基板にも影響を与えない。
液滴吐出法を用いて形成する導電層の下地前処理として、前述した下地膜１０１を形成する工程を行ったが、この処理工程は、ゲート配線層１０３を形成した後にも行っても良い。
また、液滴吐出法により、ゲート配線層１０３を組成物を吐出し形成した後、その平坦性を高めるために表面を圧力によってプレスして平坦化してもよい。プレスの方法としては、ローラー状のものを表面に走査することによって、凹凸をならすように軽減したり、平坦な板状な物で表面を垂直にプレスしてもよい。プレスする時に、加熱工程を行っても良い。また溶剤等によって表面を軟化、または融解させエアナイフで表面の凹凸部を除去しても良い。また、ＣＭＰ法を用いて研磨しても良い。この工程は、液滴吐出法によって凹凸が生じる場合に、その表面を平坦化する場合適用することができる。
次に、ゲート電極層１０４、ゲート電極層１０５を形成する。ゲート電極層１０４はゲート配線層１０３に接して形成する（図３参照。）。ゲート電極層１０４は、ゲート配線層１０３を形成した後、本発明の整形手段９０によって、整形することによって微細な配線を描画し形成することができる。本実施の形態では、ゲート配線層１０３を形成した後、ゲート配線層１０３が完全に固化する前に、整形手段９０の有する整形部によってゲート配線層の一部を拡張し、ゲート電極層１０４として形成する（図９参照。）。このようにゲート配線層１０３とゲート電極層１０４を同じ層で一体形成すると、境界無く形成できるので、より低抵抗化することができる。一方ゲート電極層１０５は、新たに導電性材料を吐出し、整形手段９１を用いて細線化するように整形し、ゲート電極層１０５を形成する。勿論、ゲート電極層１０４もゲート配線層１０３の一部と一体形成せず、ゲート電極層１０５と同様に、新たに導電性材料を吐出し、整形手段によって整形してもよい。この場合、ゲート電極層１０４、１０５を形成する領域にも前述の下地前処理を行っても良い。下地前処理として、ゲート配線層１０３とゲート電極層１０４が接する領域に、密着性を向上するための処理として紫外線照射処理後、ゲート電極層１０４を形成してもよい。本発明によりゲート配線層の線幅は１０μｍ以上４０μｍ以下、ゲート電極層の線幅は５μｍ以上２０μｍ以下より好ましくは０．３以上１０μｍ以下、ゲート配線層の線幅がゲート電極層の線幅の約２倍となるような配線が形成できる。
また、ゲート配線層１０３とゲート電極層１０４、１０５を同時に形成しても良い。その場合、液滴吐出装置の複数のヘッドのノズルに、整形部の大きさのことなる整形手段をそれぞれ設置し、一回の走査でゲート配線層１０３とゲート電極層１０４、１０５を同時に形成する。例えば、ゲート配線層１０３を形成する領域には、ノズルのみ、ゲート電極層１０４、１０５を形成する領域には、微細なパターンに整形できるような整形部を有する整形手段が設置されたノズルのヘッドを走査する。ゲート配線層１０３を形成する吐出口からは連続的に導電性材料を吐出し、ゲート電極層１０４、１０５を形成する吐出口からは、その形成領域にヘッドが走査された時に、導電性材料を吐出、及び整形手段により整形する。このようにしても、線幅の異なるパターンを形成することができ、スループットを向上することができる。
次に、ゲート電極層１０４、１０５の上にゲート絶縁層１０６を形成する（図４、図１０参照。）。ゲート絶縁層１０６としては、珪素の酸化物材料又は窒化物材料等の公知の材料で形成すればよく、積層でも単層でもよい。本実施の形態では、窒化珪素膜、酸化珪素膜、窒化珪素膜３層の積層を用いる。またそれらや、酸化窒化珪素膜の単層、２層からなる積層でも良い。好適には、緻密な膜質を有する窒化珪素膜を用いるとよい。また、液滴吐出法で形成される導電層に銀や銅などを用いる場合、その上にバリア膜として窒化珪素膜やＮｉＢ膜を形成すると、不純物の拡散を防ぎ、表面を平坦化する効果がある。なお、低い成膜温度でゲートリーク電流に少ない緻密な絶縁膜を形成するには、アルゴンなどの希ガス元素を反応ガスに含ませ、形成される絶縁膜中に混入させると良い。
次に半導体層を形成する。一導電型を有する半導体層は必要に応じて形成すればよい。本実施の形態では、半導体層１０７、１０８と一導電型を有する半導体層としてＮ型半導体層１０９、１１０を積層する（図４、図１０参照。）。またＮ型半導体層を形成し、Ｎチャネル型ＴＦＴのＮＭＯＳ構造、Ｐ型半導体層を形成したＰチャネル型ＴＦＴのＰＭＯＳ構造、Ｎチャネル型ＴＦＴとＰチャネル型ＴＦＴとのＣＭＯＳ構造を作製することができる。また、導電性を付与するために、導電性を付与する元素をドーピングによって添加し、不純物領域を半導体層に形成することで、Ｎチャネル型ＴＦＴ、Ｐチャネル型ＴＦＴを形成することもできる。
半導体層は公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜すればよい。半導体層の材料に限定はないが、好ましくはシリコン又はシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）合金などで形成すると良い。
半導体層は、アモルファス半導体（代表的には水素化アモルファスシリコン）、結晶性半導体（代表的にはポリシリコン）を素材として用いている。ポリシリコンには、８００℃以上のプロセス温度を経て形成される多結晶シリコンを主材料として用いた所謂高温ポリシリコンや、６００℃以下のプロセス温度で形成される多結晶シリコンを主材料として用いた所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを添加し結晶化させた結晶シリコンなどを含んでいる。
また、他の物質として、セミアモルファス半導体又は半導体層の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。セミアモルファス半導体とは、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造の半導体であり、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質なものである。典型的にはシリコンを主成分として含み、格子歪みを伴って、ラマンスペクトルが５２０ｃｍ-1よりも低波数側にシフトしている半導体層である。また、未結合手（ダングリングボンド）の中和剤として水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。ここでは、このような半導体をセミアモルファス半導体（以下「ＳＡＳ」と呼ぶ。）と呼ぶ。このＳＡＳは所謂微結晶（マイクロクリスタル）半導体（代表的には微結晶シリコン）とも呼ばれている。
このＳＡＳは珪化物気体をグロー放電分解（プラズマＣＶＤ）することにより得ることができる。代表的な珪化物気体としては、ＳｉＨ4であり、その他にもＳｉ2Ｈ6、ＳｉＨ2Ｃｌ2、ＳｉＨＣｌ3、ＳｉＣｌ4、ＳｉＦ4などを用いることができる。また、GeF4、Ｆ2を混合してもよい。この珪化物気体を水素、若しくは水素とヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種又は複数種の希ガス元素で希釈して用いることでＳＡＳの形成を容易なものとすることができる。珪化物気体に対する水素の希釈率は、例えば流量比で２倍〜１０００倍とすることが好ましい。勿論、グロー放電分解によるＳＡＳの形成は、減圧下で行うことが好ましいが、大気圧における放電を利用しても形成することができる。代表的には、０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの圧力範囲で行えば良い。グロー放電を形成するための電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚである。高周波電力は適宜設定すれば良い。基板加熱温度は３００℃以下が好ましく、１００〜２００℃の基板加熱温度でも形成可能である。ここで、主に成膜時に取り込まれる不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分に由来する不純物は１×１０20ｃｍ-3以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０19ｃｍ-3以下、好ましくは１×１０19ｃｍ-3以下となるようにすることが好ましい。また、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで安定性が増し良好なＳＡＳが得られる。また半導体層としてフッ素系ガスより形成されるＳＡＳ層に水素系ガスより形成されるＳＡＳ層を積層してもよい。
半導体層に、結晶性半導体層を用いる場合、その結晶性半導体層の作製方法は、公知の方法（レーザー結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの結晶化を助長する元素を用いた熱結晶化法等）を用いれば良い。結晶化を助長する元素を導入しない場合は、非晶質珪素膜にレーザ光を照射する前に、窒素雰囲気下５００℃で１時間加熱することによって非晶質珪素膜の含有水素濃度を１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下にまで放出させる。これは水素を多く含んだ非晶質珪素膜にレーザ光を照射すると膜が破壊されてしまうからである。
非晶質半導体層への金属元素の導入の仕方としては、当該金属元素を非晶質半導体層の表面又はその内部に存在させ得る手法であれば特に限定はなく、例えばスパッタ法、ＣＶＤ法、プラズマ処理法（プラズマＣＶＤ法も含む）、吸着法、金属塩の溶液を塗布する方法を使用することができる。このうち溶液を用いる方法は簡便であり、金属元素の濃度調整が容易であるという点で有用である。また、このとき非晶質半導体層の表面の濡れ性を改善し、非晶質半導体層の表面全体に水溶液を行き渡らせるため、酸素雰囲気中でのＵＶ光の照射、熱酸化法、ヒドロキシラジカルを含むオゾン水又は過酸化水素による処理等により、酸化膜を成膜することが望ましい。
非晶質半導体層の結晶化は、熱処理とレーザ光照射による結晶化を組み合わせてもよく、熱処理やレーザ光照射を単独で、複数回行っても良い。
また、結晶性半導体層を、直接基板に線状プラズマ法により形成しても良い。また、線状プラズマ法を用いて、結晶性半導体層を選択的に基板に形成してもよい。
半導体として、有機材料を用いる有機半導体を用いてもよい。有機半導体としては、低分子材料、高分子材料などが用いられ、有機色素、導電性高分子材料などの材料も用いることが出来る。
本実施の形態では、半導体として、非晶質半導体を用いる。半導体層を形成し、その後、プラズマＣＶＤ法等により一導電型を有する半導体層としてＮ型半導体層を形成する。
続いて、レジストやポリイミド等の絶縁体からなるマスクを用いて、半導体層、Ｎ型半導体層を同時にパターン加工し、半導体層１０７、１０８、Ｎ型半導体層１０９、１１０を形成する（図４、図１０参照。）。マスクは組成物を選択的に吐出して形成することができる。マスクは、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フレア、透過性を有するポリイミドなどの有機材料、シロキサン系ポリマー等の重合によってできた化合物材料、水溶性ホモポリマーと水溶性共重合体を含む組成物材料等を用いて液滴吐出法で形成する。或いは、感光剤を含む市販のレジスト材料を用いてもよく、例えば、代表的なポジ型レジストである、ノボラック樹脂と感光剤であるナフトキノンジアジド化合物、ネガ型レジストであるベース樹脂、ジフェニルシランジオール及び酸発生剤などを用いてもよい。いずれの材料を用いるとしても、その表面張力と粘度は、溶媒の濃度を調整したり、界面活性剤等を加えたりして適宜調整する。
再び、レジストやポリイミド等の絶縁体からなるマスクを液滴吐出法を用いて形成し、そのマスクを用いて、エッチング加工によりゲート絶縁層１０６の一部に貫通孔１４５を形成して、その下層側に配置されているゲート電極層１０５の一部を露出させる。エッチング加工はプラズマエッチング（ドライエッチング）又はウエットエッチングのどちらを採用しても良いが、大面積基板を処理するにはプラズマエッチングが適している。エッチングガスとしては、ＣＦ4、ＮＦ3、Ｃｌ2、ＢＣｌ3、などのフッ素系又は塩素系のガスを用い、ＨｅやＡｒなどの不活性ガスを適宜加えても良い。また、大気圧放電のエッチング加工を適用すれば、局所的な放電加工も可能であり、基板の全面にマスク層を形成する必要はない。
マスクを除去した後、ソース配線層１１８、電源線１１９を液滴吐出法によって形成する（図５、図１１参照。）。ソース配線層１１８、電源線１１９とを形成する工程も、前述したゲート配線層１０３とを形成したときと同様に形成することができる。
ソース配線層１１８、電源線１１９を形成する導電性材料としては、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）、Ａｌ（アルミニウム）等の金属の粒子を主成分とした組成物を用いることができる。また、透光性を有するインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム錫酸化物と酸化珪素からなるＩＴＳＯ、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛、窒化チタンなどを組み合わせても良い。
導電性材料を含む組成物を吐出し、整形手段によって整形して、ソース及びドレイン電極層１１１、１１３、１１５、１１６、導電層１１２を形成し、ソース及びドレイン電極層１１１、１１３、１１５、１１６をマスクとして、Ｎ型半導体層をパターン加工する（図６、図１２参照。）。なお、図示しないが、ソース及びドレイン電極層１１１、１１３、１１５、１１６、導電層１１２を形成する前に、ソース及びドレイン電極層１１１、１１３、１１５、１１６、導電層１１２が形成する領域に選択的にＴｉＯx膜などを形成する、前述の下地前処理工程を行っても良い。そうすると、導電層は密着性よく形成できる。
また、液滴吐出法を用いて形成する導電層の下地前処理として、前述した下地膜を形成する工程を行い、かつ、この処理工程は、導電層を形成した後にも行っても良い。この工程により、層間の密着性が向上するため、表示装置の信頼性も向上することができる。
ソースまたはドレイン電極層１１１、１１５、導電層１１２は、先に形成したソース配線層１１８、電源線１１９と接して形成するため、ゲート電極層１０４、ゲート電極層１０５を形成したときのように、整形手段を用いて一体形成してもよい。本実施の形態では、ソース配線層１１８が完全に固化する前に整形手段によってソースまたはドレイン電極層１１１を形成し、電源線１１９が固化する前に導電層１１２及びソースまたはドレイン電極層１１５を整形手段によって形成する。整形部を極細のナノチューブのような材料を用いると、より微細なパターンが形成できる。
ゲート絶縁層１０６に形成した貫通孔１４５において、ソースまたはドレイン電極層１１６とゲート電極層１０５とを電気的に接続させる。導電層１１２は容量素子を形成する。このソースまたはドレイン電極層１１１、１１３、１１５、１１６、導電層１１２を形成する導電性材料としては、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）、Ａｌ（アルミニウム）等の金属の粒子を主成分とした組成物を用いることができる。また、透光性を有するインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム錫酸化物と酸化珪素からなるＩＴＳＯ、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛、窒化チタンなどを組み合わせても良い。
ゲート絶縁層１０６の一部に貫通孔１４５を形成する工程を、ソースまたはドレイン電極層１１１、１１３、１１５、１１６、導電層１１２形成後に、ソースまたはドレイン電極層１１１、１１３、１１５、１１６、導電層１１２をマスクとして用いて貫通孔１４５を形成してもよい。そして貫通孔１４５に導電層を形成しソースまたはドレイン電極層１１６とゲート電極層１０５を電気的に接続する。この場合、工程が簡略化する利点がある。
続いて、ゲート絶縁層１０６上に選択的に、導電性材料を含む組成物を吐出して、第１の電極層１１７を形成する（図７、図１３参照。）。第１の電極層１１７は、基板１００側から光を放射する場合、または透過型のＥＬ表示パネルを作製する場合には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ2）などを含む組成物により所定のパターンを形成し、焼成によって形成しても良い。
また、好ましくは、スパッタリング法によりインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などで形成する。より好ましくは、ＩＴＯに酸化珪素が２〜１０重量％含まれたターゲットを用いてスパッタリング法で酸化珪素を含む酸化インジウムスズを用いる。この他、酸化珪素を含み酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した酸化物導電性材料を用いても良い。スパッタリング法で第１の電極層１１７を形成した後は、液滴吐出法を用いてマスク層を形成しエッチングにより、所望のパターンに形成すれば良い。本実施の形態では、第１の電極層１１７は、透光性を有する導電性材料により液滴吐出法を用いて形成し、具体的には、インジウム錫酸化物、ＩＴＯと酸化珪素から構成されるＩＴＳＯを用いて形成する。図示しないが、第１の電極層１１７を形成する領域にゲート配線層１０３を形成する時と同様に、ＴｉＯx膜を形成し、下地前処理を行ってもよい。下地前処理によって、密着性が向上し、所望なパターンに第１の電極層１１７を形成する事ができる。
本実施の形態では、ゲート絶縁層は窒化珪素からなる窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜（酸化珪素膜）、窒化珪素膜の３層の例を前述した。好ましい構成として、酸化珪素を含む酸化インジウムスズで形成される第１の電極層１１７は、ゲート絶縁層１０６に含まれる窒化珪素からなる絶縁層と密接して形成され、それにより電界発光層で発光した光が外部に放射される割合を高めることが出来るという効果を発現させることができる。また、ゲート絶縁層はゲート配線層や、ゲート電極層と、第１の電極層の間に介在し、容量素子として機能することもできる。
また、発光した光を基板１００側とは反対側に放射させる構造とする場合、反射型のＥＬ表示パネルを作製する場合には、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅））、Ｗ（タングステン）、Ａｌ（アルミニウム）等の金属の粒子を主成分とした組成物を用いることができる。他の方法としては、スパッタリング法により透明導電膜若しくは光反射性の導電膜を形成して、液滴吐出法によりマスクパターンを形成し、エッチング加工を組み合わせて第１の電極層１１７を形成しても良い。
第１の電極層１１７は、その表面が平坦化されるように、ＣＭＰ法、ポリビニルアルコール系の多孔質体で拭浄し、研磨しても良い。またＣＭＰ法を用いた研磨後に、第１の電極層１１７の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理などを行ってもよい。
以上の工程により、基板１００上にボトムゲート型（逆スタガ型ともいう。）のＴＦＴと画素電極が接続された表示パネル用のＴＦＴを有する基板１００が完成する。また本実施の形態のＴＦＴはチャネルエッチ型である。
次に、絶縁層（隔壁、土手とも呼ばれる）１２１を選択的に形成する（図３３参照。）。絶縁層１２１は、第１の電極層１１７上に開口部を有するように形成する。本実施の形態では、絶縁層１２１を全面に形成し、レジスト等のマスクによって、エッチングしパターニングする。絶縁層１２１を、直接選択的に形成できる液滴吐出法や印刷法などを用いて形成する場合は、エッチングによるパターニングは必ずしも必要はない。また絶縁層１２１も本発明の整形手段によって、所望の形状に整形できる。絶縁層１２１の形成領域の面積によって、整形部の形状は柱状や、へらのような板状などを選択すると、生産性が向上する。
絶縁層１２１は、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウムその他の無機絶縁性材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド(polyimide)、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール(polybenzimidazole)などの耐熱性高分子、又はシロキサン系材料を出発材料として形成された珪素、酸素、水素からなる化合物のうちＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む無機シロキサン、珪素上の水素がメチルやフェニルのような有機基によって置換された有機シロキサン系の絶縁材料で形成することができる。アクリル、ポリイミド等の感光性、非感光性の材料を用いて形成してもよい。
また、液滴吐出法により、絶縁層１２１を組成物を吐出し形成した後、その平坦性を高めるために表面を圧力によってプレスして平坦化してもよい。プレスの方法としては、ローラー状のものを表面に走査することによって、凹凸をならすように軽減したり、平坦な板状な物で表面を垂直にプレスしてもよい。また溶剤等によって表面を軟化、または融解させエアナイフで表面の凹凸部を除去しても良い。また、ＣＭＰ法を用いて研磨しても良い。この工程は、液滴吐出法によって凹凸が生じる場合に、その表面の平坦化する場合適用することができる。この工程により平坦性が向上すると、表示パネルの表示ムラなどを防止することができ、高繊細な画像を表示することができる。
表示パネル用のＴＦＴを有する基板１００の上に、発光素子を形成する（図３３参照。）。
電界発光層１２２を形成する前に、大気圧中で２００℃の熱処理を行い絶縁層１２１中若しくはその表面に吸着している水分を除去する。また、減圧下で２００〜４００℃、好ましくは２５０〜３５０℃に熱処理を行い、そのまま大気に晒さずに電界発光層１２２を真空蒸着法や、減圧下の液滴吐出法で形成することが好ましい。
電界発光層１２２として、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光を示す材料を、それぞれ蒸着マスクを用いた蒸着法等によって選択的に形成する。赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光を示す材料はカラーフィルタ同様、液滴吐出法により形成することもでき（低分子または高分子材料など）、この場合マスクを用いずとも、ＲＧＢの塗り分けを行うことができるため好ましい。電界発光層１２２上に第２の電極層１２３を積層形成して、発光素子を用いた表示機能を有する表示装置が完成する（図３３参照。）。本実施の形態では、表示素子にＥＬ（発光）素子を用いたので、ＥＬ（発光）表示装置となるが、表示素子の液晶材料を用いた液晶表示素子を用いた場合、液晶表示装置を完成することができる。
図示しないが、第２の電極層１２３を覆うようにしてパッシベーション膜を設けることは有効である。パッシベーション膜としては、窒化珪素（ＳｉＮ）、酸化珪素（ＳｉＯ2）、酸化窒化珪素（ＳｉＯＮ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウム（ＡｌＮＯ）または酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素膜（ＣＮX）を含む絶縁膜からなり、該絶縁膜を単層もしくは組み合わせた積層を用いることができる。例えば窒素含有炭素膜（ＣＮX）＼窒化珪素（ＳｉＮ）のような積層、また有機材料を用いることも出来、スチレンポリマーなど高分子の積層でもよい。また、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む材料、もしくは置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有する材料を用いてもよい。
この際、カバレッジの良い膜をパッシベーション膜として用いることが好ましく、炭素膜、特にＤＬＣ膜を用いることは有効である。ＤＬＣ膜は室温から１００℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、耐熱性の低い電界発光層の上方にも容易に成膜することができる。ＤＬＣ膜は、プラズマＣＶＤ法（代表的には、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波ＣＶＤ法、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）ＣＶＤ法、熱フィラメントＣＶＤ法など）、燃焼炎法、スパッタ法、イオンビーム蒸着法、レーザー蒸着法などで形成することができる。成膜に用いる反応ガスは、水素ガスと、炭化水素系のガス（例えばＣＨ4、Ｃ2Ｈ2、Ｃ6Ｈ6など）とを用い、グロー放電によりイオン化し、負の自己バイアスがかかったカソードにイオンを加速衝突させて成膜する。また、ＣＮ膜は反応ガスとしてＣ2Ｈ4ガスとＮ2ガスとを用いて形成すればよい。ＤＬＣ膜は酸素に対するブロッキング効果が高く、電界発光層の酸化を抑制することが可能である。そのため、この後に続く封止工程を行う間に電界発光層が酸化するといった問題を防止できる。
続いて、シール材を形成し、封止基板を用いて封止する。その後、ゲート配線層１０３にフレキシブル配線基板を接続し、外部との電気的な接続をしても良い。これは、ソース配線層１１８も同様である。
なお、本実施の形態では、ガラス基板で発光素子を封止した場合を示すが、封止の処理とは、発光素子を水分から保護するための処理であり、カバー材で機械的に封入する方法、熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂で封入する方法、金属酸化物や窒化物等のバリア能力が高い薄膜により封止する方法のいずれかを用いる。カバー材としては、ガラス、セラミックス、プラスチックもしくは金属を用いることができるが、カバー材側に光を放射させる場合は透光性でなければならない。また、カバー材と上記発光素子が形成された基板とは熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂等のシール材を用いて貼り合わせられ、熱処理又は紫外光照射処理によって樹脂を硬化させて密閉空間を形成する。この密閉空間の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を設けることも有効である。この吸湿材は、シール材の上に接して設けても良いし、発光素子よりの光を妨げないような、隔壁の上や周辺部に設けても良い。さらに、カバー材と発光素子の形成された基板との空間を熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂で充填することも可能である。この場合、熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を添加しておくことは有効である。
本実施の形態では、スイッチングＴＦＴはシングルゲート構造を示したが、ダブルゲート構造などのマルチゲート構造でもよい。
以上示したように、本実施の形態では、フォトマスクを利用した光露光工程を用いないことにより、工程を省略することができる。また、液滴吐出法を用いて基板上に直接的に各種のパターンを形成することにより、１辺が１０００ｍｍを超える第５世代以降のガラス基板を用いても、容易に表示パネルを製造することができる。
また、液滴を吐出する吐出口の大きさに関わらず、所望な幅のパターンを制御性よく形成することができるため、電気特性や信頼性が向上する。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態として、図１４及び図１５を用いて説明する。本実施の形態は、実施の形態２において、薄膜トランジスタとしてトップゲート型（順スタガ型）の薄膜トランジスタを用いるものである。よって、同一部分又は同様な機能を有する部分の繰り返しの説明は省略する。なお、図１５の（Ａ）は、図１４における線Ａ―Ａ'による断面図、（Ｂ）は線Ｂ―Ｂ'による断面図、（Ｃ）は線Ｃ―Ｃ'による断面図である。
本発明の実施の形態として、図１４及び図１５を用いて説明する。本実施の形態は、実施の形態２において、薄膜トランジスタとしてトップゲート型（順スタガ型）の薄膜トランジスタを用いるものである。よって、同一部分又は同様な機能を有する部分の繰り返しの説明は省略する。なお、図１５の（Ａ）は、図１４における線Ａ―Ａ'による断面図、（Ｂ）は線Ｂ―Ｂ'による断面図、（Ｃ）は線Ｃ―Ｃ'による断面図である。
基板１００上に、導電性材料を含む組成物を液滴吐出法により吐出して、ソース配線層１１８、電源線１１９を形成する。次に本発明の整形手段を用いて、ソースまたはドレイン電極層１１１、１１３、１１５、１１６、導電層１１２を形成する。ソースまたはドレイン電極層１１１、１１５、導電層１１２は、先に形成したソース配線層１１８、電源線１１９と接して形成するため、ゲート電極層１０４、ゲート電極層１０５を形成したときのように、整形手段を用いて一体形成してもよい。本実施の形態では、ソース配線層１１８が完全に固化する前に整形手段によってソースまたはドレイン電極層１１１を形成し、電源線１１９が固化する前に導電層１１２及びソースまたはドレイン電極層１１５を整形手段によって形成する。整形部を極細のナノチューブのような材料を用いると、より微細なパターンが形成できる。
ソース及びドレイン電極層１１１、１１３、１１５、１１６上にＮ型半導体層形成し、レジスト等からなるマスクをによってエッチングする。レジストは液滴吐出法を用いて形成すればよい。Ｎ型半導体層上に半導体層を形成し再び、マスク等を用いてパターニングする。よってＮ型半導体層１０９、１１０、半導体層１０７、１０８が形成される。
次に、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法を用いて、ゲート絶縁層１０６を単層又は積層構造で形成する。特に好ましい形態としては、窒化珪素からなる絶縁層１０６ａ、酸化珪素からなる絶縁層１０６ｂ、窒化珪素からなる絶縁層１０６ｃの３層の積層体がゲート絶縁層に相当する。
レジストやポリイミド等の絶縁体からなるマスクを液滴吐出法を用いて形成し、そのマスクを用いて、エッチング加工によりゲート絶縁層１０６の一部に貫通孔１４６、１４７を形成して、その下層側に配置されているソースまたはドレイン電極層１１３、１１６の一部を露出させる。
導電性材料を含む組成物を吐出して、ゲート配線層１０３を形成する。次に本発明の整形手段を用いて、ゲート電極層１０４、１０５を形成する。ゲート電極層１０４は、先に形成したゲート配線層１０３と接して形成するため、ソースまたはドレイン電極層１１１を形成したときのように、整形手段を用いて一体形成してもよい。本実施の形態では、ゲート配線層１０３が完全に固化する前に整形手段によってゲート電極層１０４を形成する。整形部に極細のナノチューブのような材料を用いると、より微細なパターンが形成できる。ゲート電極層１０４のチャネル方向の幅を狭くできるため、より低抵抗化し、移動度が向上する。
ゲート絶縁層１０６に形成した貫通孔１４６において、ゲート電極層１０５とソース及びドレイン電極層１１６とを電気的に接続させる。また、ゲート電極層１０５、ゲート絶縁層１０６、導電層１１２は容量素子を形成する。
第１の電極層１１７を液滴吐出法で形成する。勿論本発明の整形手段によって、整形し所望のパターンに形成することもできる。第１の電極層とソースまたはドレイン電極層１１３とを、先に形成した貫通孔１４７において電気的に接続する。
その後、実施の形態２同様に絶縁層を形成し、第１の電極層上に開口部を設けたのち、電界発光層、第２の導電層を形成する。さらに、シール材を形成し、封止基板を用いて封止する。その後、ゲート配線層１０３、またはソース配線層１１８にフレキシブル配線基板を接続しても良い。以上によって、表示機能を有する表示パネルを作製することができる。
以上示したように、本実施の形態では、フォトマスクを利用した光露光工程を用いないことにより、工程を省略することができる。また、液滴吐出法を用いて基板上に直接的に各種のパターンを形成することにより、１辺が１０００ｍｍを超える第５世代以降のガラス基板を用いても、容易に表示パネルを製造することができる。
また、液滴を吐出する吐出口の大きさに関わらず、所望な幅のパターンを制御性よく形成することができるため、電気特性や信頼性が向上する。
（実施の形態４）
本発明を適用して薄膜トランジスタを形成し、該薄膜トランジスタを用いて表示装置を形成することができるが、発光素子を用いて、なおかつ、該発光素子を駆動するトランジスタとしてＮ型トランジスタを用いた場合、該発光素子から発せられる光は、下面放射、上面放射、両面放射のいずれかを行う。ここでは、それぞれの場合に応じた発光素子の積層構造について、図３２を用いて説明する。
本発明を適用して薄膜トランジスタを形成し、該薄膜トランジスタを用いて表示装置を形成することができるが、発光素子を用いて、なおかつ、該発光素子を駆動するトランジスタとしてＮ型トランジスタを用いた場合、該発光素子から発せられる光は、下面放射、上面放射、両面放射のいずれかを行う。ここでは、それぞれの場合に応じた発光素子の積層構造について、図３２を用いて説明する。
また、本実施の形態では、本発明を適用したチャネル保護膜を有するチャネル保護型の薄膜トランジスタ４８１を用いる。チャネル保護膜は、液滴吐出法を用いてポリイミド又はポリビニルアルコール等を滴下してもよい。その結果、露光工程を省略することができる。チャネル保護膜としては、無機材料（酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素など）、感光性または非感光性の有機材料（有機樹脂材料）（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト、ベンゾシクロブテンなど）、低誘電率であるＬｏｗ ｋ材料などの一種、もしくは複数種からなる膜、またはこれらの膜の積層などを用いることができる。また、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む材料、もしくは置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有する材料を用いてもよい。作製法としては、プラズマＣＶＤ法や熱ＣＶＤ法などの気相成長法やスパッタリング法を用いることができる。また、液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）を用いることもできる。塗布法で得られるＴＯＦ膜やＳＯＧ膜なども用いることができる。
まず、光が基板４８０側に放射する場合、つまり下面放射を行う場合について、図３２（Ａ）を用いて説明する。この場合、トランジスタ４８１に電気的に接続するように、ソース・ドレイン配線４８３、第１の電極４８４、電界発光層４８５、第２の電極４８６が順に積層される。次に、光が基板４８０と反対側に放射する場合、つまり上面放射を行う場合について、図３２（Ｂ）を用いて説明する。トランジスタ４８１に電気的に接続するソース・ドレイン配線４６２、第１の電極４６３、電界発光層４６４、第２の電極４６５が順に積層される。上記構成により、第１の電極４６３において光が透過しても、該光は配線４６２において反射され、基板４８０と反対側に放射する。なお、本構成では、第１の電極４６３には透光性を有する材料を用いる必要はない。最後に、光が基板４８０側とその反対側の両側に放射する場合、つまり両面放射を行う場合について、図３２（Ｃ）を用いて説明する。トランジスタ４８１に電気的に接続するソース・ドレイン配線４７１、第１の電極４７２、電界発光層４７３、第２の電極４７４が順に積層される。このとき、第１の電極４７２と第２の電極４７４のどちらも透光性を有する材料、又は光を透過できる厚さで形成すると、両面放射が実現する。
発光素子は、電界発光層を第１の電極と第２の電極で挟んだ構成になっている。 第１の電極及び第２の電極は仕事関数を考慮して材料を選択する必要があり、そして第１の電極及び第２の電極は、画素構成によりいずれも陽極、又は陰極となりうる。本実施の形態では、駆動用ＴＦＴの極性がＮチャネル型であるため、第１の電極を陰極、第２の電極を陽極とすると好ましい。また駆動用ＴＦＴの極性がｐチャネル型である場合、第１の電極を陽極、第２の電極を陰極とするとよい。
また第１の電極が陽極であった場合、電界発光層は、陽極側から、ＨＩＬ（ホール注入層）、ＨＴＬ（ホール輸送層）、ＥＭＬ（発光層）、ＥＴＬ（電子輸送層）、ＥＩＬ（電子注入層）の順に積層するのが好ましい。また、第１の電極が陰極である場合はその逆となり、陰極側からＥＩＬ（電子注入層）、ＥＴＬ（電子輸送層）、ＥＭＬ（発光層）、ＨＴＬ（ホール輸送層）、ＨＩＬ（ホール注入層）、第２の電極である陽極の順に積層するのが好ましい。なお電界発光層は、積層構造以外に単層構造、又は混合構造をとることがでる。
また、電界発光層として、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光を示す材料を、それぞれ蒸着マスクを用いた蒸着法等によって選択的に形成する。赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光を示す材料はカラーフィルタ同様、液滴吐出法により形成することもでき（低分子または高分子材料など）、この場合マスクを用いずとも、ＲＧＢの塗り分けを行うことができるため好ましい。
具体的には、ＨＩＬとしてＣｕＰｃやＰＥＤＯＴ、ＨＴＬとしてα−ＮＰＤ、ＥＴＬとしてＢＣＰやＡｌｑ3、ＥＩＬとしてＢＣＰ：ＬｉやＣａＦ2 、をそれぞれ用いる。また上面放射型の場合で、第２の電極に透光性を有するＩＴＯやＩＴＳＯを用いる場合、ベンゾオキサゾール誘導体（ＢｚＯＳ）にＬｉを添加したＢｚＯＳ−Ｌｉなどを用いることができる。また例えばＥＭＬは、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの発光色に対応したドーパント（Ｒの場合ＤＣＭ等、Ｇの場合ＤＭＱＤ等）をドープしたＡｌｑ3を用いればよい。
なお、電界発光層は上記材料に限定されない。例えば、ＣｕＰｃやＰＥＤＯＴの代わりに酸化モリブデン（ＭｏＯｘ：ｘ＝２〜３）等の酸化物とα−ＮＰＤやルブレンを共蒸着して形成し、ホール注入性を向上させることもできる。また電界発光層の材料は、有機材料（低分子又は高分子を含む）、又は有機材料と無機材料の複合材料として用いることができる。
また、図３２には図示していないが、基板４８０の対向基板にカラーフィルタを形成してもよい。カラーフィルタは液滴吐出法によって形成することができ、その場合、前述の下地前処理として光プラズマ処理などを適用することができる。本発明の下地膜により、所望なパターンに密着性よくカラーフィルタを形成することができる。カラーフィルターを用いると、高精細な表示を行うこともできる。カラーフィルターにより、各ＲＧＢの発光スペクトルにおいてブロードなピークを鋭くなるように補正できるからである。
以上、各ＲＧＢの発光を示す材料を形成する場合を説明したが、単色の発光を示す材料を形成し、カラーフィルターや色変換層を組み合わせることによりフルカラー表示を行うことができる。例えば、白色又は橙色の発光を示す電界発光層を形成する場合、カラーフィルター、色変換層、又はカラーフィルターと色変換層とを組み合わせたものを別途設けることによってフルカラー表示ができる。カラーフィルターや色変換層は、例えば第２の基板（封止基板）に形成し、基板へ張り合わせればよい。また上述したように、単色の発光を示す材料、カラーフィルター、及び色変換層のいずれも液滴吐出法により形成することができる。
もちろん単色発光の表示を行ってもよい。例えば、単色発光を用いてエリアカラータイプの表示装置を形成してもよい。エリアカラータイプは、パッシブマトリクス型の表示部が適しており、主に文字や記号を表示することができる。
上記構成において、陰極としては、仕事関数が小さい材料を用いることが可能で、例えば、Ｃａ、Ａｌ、ＣａＦ、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ等が望ましい。電界発光層は、単層型、積層型、また層の界面がない混合型のいずれでもよく、またシングレット材料、トリプレット材料、又はそれらを組み合わせた材料や、低分子材料、高分子材料及び中分子材料を含む有機材料、電子注入性に優れる酸化モリブデン等に代表される無機材料、有機材料と無機材料の複合材料のいずれを用いてもよい。第１の電極４８４、４６３、４７２は光を透過する透明導電膜を用いて形成し、例えばＩＴＯ、ＩＴＳＯの他、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を用いる。なお、第１の電極４８４、４６３、４７２形成前に、酸素雰囲気中でのプラズマ処理や真空雰囲気下での加熱処理を行うとよい。隔壁（土手ともいう）は、珪素を含む材料、有機材料及び化合物材料を用いて形成する。また、多孔質膜を用いても良い。但し、アクリル、ポリイミド等の感光性、非感光性の材料を用いて形成すると、その側面は曲率半径が連続的に変化する形状となり、上層の薄膜が段切れせずに形成されるため好ましい。本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることが可能である。
（実施の形態５）
実施の形態２乃至４によって作製される表示パネルにおいて、半導体層をＳＡＳで形成することによって、図３１で説明したように、走査線側の駆動回路を基板３７００上に形成することができる。
実施の形態２乃至４によって作製される表示パネルにおいて、半導体層をＳＡＳで形成することによって、図３１で説明したように、走査線側の駆動回路を基板３７００上に形成することができる。
図２２は、１〜１５ｃｍ2／Ｖ・ｓｅｃの電界効果移動度が得られるＳＡＳを使ったｎチャネル型のＴＦＴで構成する走査線側駆動回路のブロック図を示している。
図２２において５００で示すブロックが１段分のサンプリングパルスを出力するパルス出力回路に相当し、シフトレジスタはｎ個のパルス出力回路により構成される。５４１はバッファ回路であり、その先に画素５４２が接続される。
図２３は、パルス出力回路５００の具体的な構成を示したものであり、ｎチャネル型のＴＦＴ６０１〜６１３で回路が構成されている。このとき、ＳＡＳを使ったｎチャネル型のＴＦＴの動作特性を考慮して、ＴＦＴのサイズを決定すれば良い。例えば、チャネル長を８μｍとすると、チャネル幅は１０〜８０μｍの範囲で設定することができる。
また、バッファ回路５４１の具体的な構成を図２４に示す。バッファ回路も同様にｎチャネル型のＴＦＴ６２０〜６３５で構成されている。このとき、ＳＡＳを使ったｎチャネル型のＴＦＴの動作特性を考慮して、ＴＦＴのサイズを決定すれば良い。例えば、チャネル長を１０μｍとすると、チャネル幅は１０〜１８００μｍの範囲で設定することとなる。
このような回路を実現するには、ＴＦＴ相互を配線によって接続する必要があり、その場合における配線の構成例を図２５に示す。図２５では、実施の形態２と同様に、ゲート電極層１０４、ゲート絶縁層１０６（窒化珪素からなる絶縁層１０６ａ、酸化珪素からなる絶縁層１０６ｂ、窒化珪素からなる絶縁層１０６ｃの３層の積層体）、ＳＡＳで形成される半導体層１０７、ソース及びドレインを形成するＮ型半導体層１０９、ソース及びドレイン電極層１１１、１１６が形成された状態を示している。この場合、基板１００上には、ゲート電極層１０４と同じ工程で接続配線層１７０、１７１、１７２を形成しておく。そして、接続配線層１７０、１７１、１７２が露出するようにゲート絶縁層の一部をエッチング加工して、ソース及びドレイン電極層１１１、１１６及びそれと同じ工程で形成する接続配線層１７３により適宜ＴＦＴを接続することにより様々な回路を実現することができる。
（実施の形態６）
次に、実施の形態２乃至４によって作製される表示パネルに駆動用のドライバ回路を実装する態様について説明する。
次に、実施の形態２乃至４によって作製される表示パネルに駆動用のドライバ回路を実装する態様について説明する。
まず、ＣＯＧ方式を採用した表示装置について、図３１を用いて説明する。基板３７００上には、文字や画像などの情報を表示する画素領域３７０１、走査側の駆動回路３７０２が設けられる。複数の駆動回路が設けられた基板を、矩形状に分断し、分断後の駆動回路（以下ドライバＩＣと表記）３７０５ａ、３７０５ｂは、基板３７００上に実装される。図３１は複数のドライバＩＣ３７０５、該ドライバＩＣ３７０５の先にテープ３７０４を実装する形態を示す。また、分割する大きさを画素部の信号線側の辺の長さとほぼ同じにし、単数のドライバＩＣに、該ドライバＩＣの先にテープを実装してもよい。
また、ＴＡＢ方式を採用してもよく、その場合は、複数のテープを貼り付けて、該テープにドライバＩＣを実装すればよい。ＣＯＧ方式の場合と同様に、単数のテープに単数のドライバＩＣを実装してもよく、この場合には、強度の問題から、ドライバＩＣを固定する金属片等を一緒に貼り付けるとよい。
これらの表示パネルに実装されるドライバＩＣは、生産性を向上させる観点から、一辺が３００ｍｍから１０００ｍｍ以上の矩形状の基板上に複数個作り込むとよい。
つまり、基板上に駆動回路部と入出力端子を一つのユニットとする回路パターンを複数個形成し、最後に分割して取り出せばよい。ドライバＩＣの長辺の長さは、画素部の一辺の長さや画素ピッチを考慮して、長辺が１５〜８０ｍｍ、短辺が１〜６ｍｍの矩形状に形成してもよいし、画素領域の一辺、又は画素部の一辺と各駆動回路の一辺とを足した長さに形成してもよい。
ドライバＩＣのＩＣチップに対する外形寸法の優位性は長辺の長さにあり、長辺が１５〜８０ｍｍで形成されたドライバＩＣを用いると、画素部に対応して実装するのに必要な数がＩＣチップを用いる場合よりも少なくて済み、製造上の歩留まりを向上させることができる。また、ガラス基板上にドライバＩＣを形成すると、母体として用いる基板の形状に限定されないので生産性を損なうことがない。これは、円形のシリコンウエハからＩＣチップを取り出す場合と比較すると、大きな優位点である。
図３１において、画素領域３７０１の外側の領域には、駆動回路が形成されたドライバＩＣ３７０５ａ、３７０５ｂが実装される。これらのドライバＩＣ３７０５ａ、３７０５ｂは、信号線側の駆動回路である。ＲＧＢフルカラーに対応した画素領域を形成するためには、ＸＧＡクラスで信号線の本数が３０７２本必要であり、ＵＸＧＡクラスでは４８００本が必要となる。このような本数で形成された信号線は、画素領域３７０１の端部で数ブロック毎に区分して引出線を形成し、ドライバＩＣ３７０５ａ、３７０５ｂの出力端子のピッチに合わせて集められる。
ドライバＩＣは、基板上に形成された結晶質半導体により形成されることが好適であり、該結晶質半導体は連続発光のレーザ光を照射することで形成されることが好適である。従って、当該レーザ光を発生させる発振器としては、連続発光の固体レーザ又は気体レーザを用いる。連続発光のレーザを用いると、結晶欠陥が少なく、大粒径の多結晶半導体層を用いて、トランジスタを作成することが可能となる。また移動度や応答速度が良好なために高速駆動が可能で、従来よりも素子の動作周波数を向上させることができ、特性バラツキが少ないために高い信頼性を得ることができる。なお、さらなる動作周波数の向上を目的として、トランジスタのチャネル長方向とレーザ光の走査方向と一致させるとよい。これは、連続発光レーザによるレーザ結晶化工程では、トランジスタのチャネル長方向とレーザ光の基板に対する走査方向とが概ね並行（好ましくは−３０°〜３０°）であるときに、最も高い移動度が得られるためである。なおチャネル長方向とは、チャネル形成領域において、電流が流れる方向、換言すると電荷が移動する方向と一致する。このように作製したトランジスタは、結晶粒がチャネル方向に延在する多結晶半導体層によって構成される活性層を有し、このことは結晶粒界が概ねチャネル方向に沿って形成されていることを意味する。
レーザ結晶化を行うには、レーザ光の大幅な絞り込みを行うことが好ましく、そのビームスポットの幅は、ドライバＩＣの短辺の同じ幅の１〜３ｍｍ程度とすることがよい。また、被照射体に対して、十分に且つ効率的なエネルギー密度を確保するために、レーザ光の照射領域は、線状であることが好ましい。但し、ここでいう線状とは、厳密な意味で線を意味しているのではなく、アスペクト比の大きい長方形もしくは長楕円形を意味する。例えば、アスペクト比が２以上（好ましくは１０〜１００００）のものを指す。このように、レーザ光のビームスポットの幅をドライバＩＣの短辺と同じ長さとすることで、生産性を向上させた表示装置の作製方法を提供することができる。
図３１では、走査線駆動回路は画素部と共に一体形成し、信号線駆動回路としてドライバＩＣを実装した形態を示した。しかしながら、本発明はこの形態に限定されず、走査線駆動回路及び信号線駆動回路の両方として、ドライバＩＣを実装してもよい。その場合には、走査線側と信号線側で用いるドライバＩＣの仕様を異なるものにするとよい。
画素領域３７０１は、信号線と走査線が交差してマトリクスを形成し、各交差部に対応してトランジスタが配置される。本発明は、画素領域３７０１に配置されるトランジスタとして、非晶質半導体又はセミアモルファス半導体をチャネル部としたＴＦＴを用いることを特徴とする。非晶質半導体は、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等の方法により形成する。セミアモルファス半導体は、プラズマＣＶＤ法で３００℃以下の温度で形成することが可能であり、例えば、外寸５５０×６５０mmの無アルカリガラス基板であっても、トランジスタを形成するのに必要な膜厚を短時間で形成するという特徴を有する。このような製造技術の特徴は、大画面の表示装置を作製する上で有効である。また、セミアモルファスＴＦＴは、ＳＡＳでチャネル形成領域を構成することにより２〜１０ｃｍ2／Ｖ・ｓｅｃの電界効果移動度を得ることができる。従って、このＴＦＴを画素のスイッチング用素子や、走査線側の駆動回路を構成する素子として用いることができる。従って、システムオンパネル化を実現した表示パネルを作製することができる。
なお、図３１では、半導体層をＳＡＳで形成したＴＦＴを用いることにより、走査線側駆動回路も基板上に一体形成することを前提として示している。半導体層をＡＳで形成したＴＦＴを用いる場合には、走査線側駆動回路及び信号線側駆動回路の両方をドライバＩＣを実装してもよい。
その場合には、走査線側と信号線側で用いるドライバＩＣの仕様を異なるものにすることが好適である。例えば、走査線側のドライバＩＣを構成するトランジスタには３０Ｖ程度の耐圧が要求されるものの、駆動周波数は１００ｋＨｚ以下であり、比較的高速動作は要求されない。従って、走査線側のドライバを構成するトランジスタのチャネル長（Ｌ）は十分大きく設定することが好適である。一方、信号線側のドライバＩＣのトランジスタには、１２Ｖ程度の耐圧があれば十分であるが、駆動周波数は３Ｖにて６５ＭＨｚ程度であり、高速動作が要求される。そのため、ドライバを構成するトランジスタのチャネル長などはミクロンルールで設定することが好適である。
ドライバＩＣの実装方法は、特に限定されるものではなく、公知のＣＯＧ方法やワイヤボンディング方法、或いはＴＡＢ方法を用いることができる。
ドライバＩＣの厚さは、対向基板と同じ厚さとすることで、両者の間の高さはほぼ同じものとなり、表示装置全体としての薄型化に寄与する。また、それぞれの基板を同じ材質のもので作製することにより、この表示装置に温度変化が生じても熱応力が発生することなく、ＴＦＴで作製された回路の特性を損なうことはない。その他にも、本実施形態で示すようにＩＣチップよりも長尺のドライバＩＣで駆動回路を実装することにより、１つの画素領域に対して、実装されるドライバＩＣの個数を減らすことができる。
以上のようにして、表示パネルに駆動回路を組み入れることができる。
（実施の形態７）
本実施の形態で示す表示パネルの画素の構成について、図２６に示す等価回路図を参照して説明する。
本実施の形態で示す表示パネルの画素の構成について、図２６に示す等価回路図を参照して説明する。
図２６（Ａ）に示す画素は、列方向に信号線４１０及び電源線４１１〜４１３、行方向に走査線４１４が配置される。また、スイッチング用ＴＦＴであるＴＦＴ４０１、駆動用ＴＦＴであるＴＦＴ４０３、電流制御用ＴＦＴであるＴＦＴ４０４、容量素子４０２及び発光素子４０５を有する。
図２６（Ｃ）に示す画素は、ＴＦＴ３０３のゲート電極が、行方向に配置された電源線４１２に接続される点が異なっており、それ以外は図２６（Ａ）に示す画素と同じ構成である。つまり、図２６（Ａ）（Ｃ）に示す両画素は、同じ等価回路図を示す。しかしながら、列方向に電源線４１２が配置される場合（図２６（Ａ））と、行方向に電源線４１２が配置される場合（図２６（Ｃ））では、各電源線は異なるレイヤーの導電体層で形成される。ここでは、ＴＦＴ４０３のゲート電極が接続される配線に注目し、これらを作製するレイヤーが異なることを表すために、図２６（Ａ）（Ｃ）として分けて記載する。
図２６（Ａ）（Ｃ）に示す画素の特徴として、画素内にＴＦＴ４０３、４０４が直列に接続されており、ＴＦＴ４０３のチャネル長Ｌ3、チャネル幅Ｗ3、ＴＦＴ４０４のチャネル長Ｌ4、チャネル幅Ｗ4は、Ｌ3／Ｗ3：Ｌ4／Ｗ4＝５〜６０００：１を満たすように設定される点が挙げられる。６０００：１を満たす場合の一例としては、Ｌ3が５００μｍ、Ｗ3が３μｍ、Ｌ4が３μｍ、Ｗ4が１００μｍの場合がある。
なお、ＴＦＴ４０３は、飽和領域で動作し発光素子４０５に流れる電流値を制御する役目を有し、ＴＦＴ４０４は線形領域で動作し発光素子４０５に対する電流の供給を制御する役目を有する。両ＴＦＴは同じ導電型を有していると作製工程上好ましい。またＴＦＴ４０３には、エンハンスメント型だけでなく、ディプリーション型のＴＦＴを用いてもよい。上記構成を有する本発明は、ＴＦＴ４０４が線形領域で動作するために、ＴＦＴ４０４のＶGSの僅かな変動は発光素子４０５の電流値に影響を及ぼさない。つまり、発光素子４０５の電流値は、飽和領域で動作するＴＦＴ４０３により決定される。上記構成を有する本発明は、ＴＦＴの特性バラツキに起因した発光素子の輝度ムラを改善して画質を向上させた表示装置を提供することができる。
図２６（Ａ）〜（Ｄ）に示す画素において、ＴＦＴ４０１は、画素に対するビデオ信号の入力を制御するものであり、ＴＦＴ４０１がオンして、画素内にビデオ信号が入力されると、容量素子４０２にそのビデオ信号が保持される。なお図２６（Ａ）（Ｃ）には、容量素子４０２を設けた構成を示したが、本発明はこれに限定されず、ビデオ信号を保持する容量がゲート容量などでまかなうことが可能な場合には、明示的に容量素子４０２を設けなくてもよい。
発光素子４０５は、２つの電極間に電界発光層が挟まれた構造を有し、順バイアス方向の電圧が印加されるように、画素電極と対向電極の間（陽極と陰極の間）に電位差が設けられる。電界発光層は有機材料や無機材料等の広汎に渡る材料により構成され、この電界発光層におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と、三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）とが含まれる。
図２６（Ｂ）に示す画素は、ＴＦＴ４０６と走査線４１５を追加している以外は、図２６（Ａ）に示す画素構成と同じである。同様に、図２６（Ｄ）に示す画素は、ＴＦＴ４０６と走査線４１５を追加している以外は、図２６（Ｃ）に示す画素構成と同じである。
ＴＦＴ４０６は、新たに配置された走査線４１５によりオン又はオフが制御される。ＴＦＴ４０６がオンになると、容量素子４０２に保持された電荷は放電し、ＴＦＴ４０４がオフする。つまり、ＴＦＴ４０６の配置により、強制的に発光素子４０５に電流が流れない状態を作ることができる。従って、図２６（Ｂ）（Ｄ）の構成は、全ての画素に対する信号の書き込みを待つことなく、書き込み期間の開始と同時又は直後に点灯期間を開始することができるため、デューティ比を向上することが可能となる。
図２６（Ｅ）に示す画素は、列方向に信号線４５０、電源線４５１、４５２、行方向に走査線４５３が配置される。また、スイッチング用ＴＦＴ４４１、駆動用ＴＦＴ４４３、容量素子４４２及び発光素子４４４を有する。図２６（Ｆ）に示す画素は、ＴＦＴ４４５と走査線４５４を追加している以外は、図２６（Ｅ）に示す画素構成と同じである。なお、図２６（Ｆ）の構成も、ＴＦＴ４４５の配置により、デューティ比を向上することが可能となる。
（実施の形態８）
走査線側入力端子部と信号線側入力端子部とに保護ダイオードを設けた一態様について図２７を参照して説明する。図２７において画素３４００にはＴＦＴ５０１、５０２が設けられている。このＴＦＴは実施の形態２と同様な構成を有している。
走査線側入力端子部と信号線側入力端子部とに保護ダイオードを設けた一態様について図２７を参照して説明する。図２７において画素３４００にはＴＦＴ５０１、５０２が設けられている。このＴＦＴは実施の形態２と同様な構成を有している。
信号線側入力端子部には、保護ダイオード５６１と５６２が設けられている。この保護ダイオードは、ＴＦＴ５０１若しくは５０２と同様な工程で作製され、ゲートとドレイン若しくはソースの一方とを接続することによりダイオードとして動作させている。図２７で示す上面図の等価回路図を図２８に示している。
保護ダイオード５６１は、ゲート電極層５５０、半導体層５５１、チャネル保護用の絶縁層５５２、配線層５５３から成っている。保護ダイオード５６２も同様な構造である。この保護ダイオードと接続する共通電位線５５４、５５５はゲート電極層と同じ層で形成している。従って、配線層５５３と電気的に接続するには、ゲート絶縁層にコンタクトホールを形成する必要がある。
ゲート絶縁層へのコンタクトホールは、液滴吐出法によりマスク層を形成し、エッチング加工すれば良い。この場合、大気圧放電のエッチング加工を適用すれば、局所的な放電加工も可能であり、基板の全面にマスク層を形成する必要はない。
信号配線層２３７はＴＦＴ５０１におけるソース及びドレイン配線層２１２と同じ層で形成され、それに接続している信号配線層２３７とソース又はドレイン側が接続する構造となっている。
走査信号線側の入力端子部も同様な構成である。このように、本発明によれば、入力段に設けられる保護ダイオードを同時に形成することができる。なお、保護ダイオードを挿入する位置は、本実施の形態のみに限定されず、駆動回路と画素との間に設けることもできる。
（実施の形態９）
図２０は、液滴吐出法により作製されるＴＦＴ基板２８００を用いてＥＬ表示モジュールを構成する一例を示している。同図面において、ＴＦＴ基板２８００上には、画素により構成された画素部が形成されている。
図２０は、液滴吐出法により作製されるＴＦＴ基板２８００を用いてＥＬ表示モジュールを構成する一例を示している。同図面において、ＴＦＴ基板２８００上には、画素により構成された画素部が形成されている。
図２０では、画素部の外側であって、駆動回路と画素との間に、画素に形成されたものと同様なＴＦＴ又はそのＴＦＴのゲートとソース若しくはドレインの一方とを接続してダイオードと同様に動作させた保護回路部２８０１が備えられている。駆動回路２８０９は、単結晶半導体で形成されたドライバＩＣ、ガラス基板上に多結晶半導体膜で形成されたスティックドライバＩＣ、若しくはＳＡＳで形成された駆動回路などが適用されている。
ＴＦＴ基板２８００は、液滴吐出法で形成されたスペーサ２８０６ａ、２８０６ｂを介して封止基板２８２０と固着されている。スペーサは、基板の厚さが薄く、また画素部の面積が大型化した場合にも、２枚の基板の間隔を一定に保つために設けておくことが好ましい。発光素子２８０４、２８０５上であって、ＴＦＴ基板２８００と封止基板２８２０との間にある空隙には透光性の樹脂材料を充填して固体化しても良いし、無水化した窒素若しくは不活性気体を充填させても良い。
図２０では発光素子２８０４、２８０５をトップエミッション型の構成とした場合を示し、図中に示す矢印の方向に光を放射する構成としている。各画素は、画素を赤色、緑色、青色として発光色を異ならせておくことで、多色表示を行うことができる。また、このとき封止基板２８２０側に各色に対応した着色層２８０７ａ、２８０７ｂ、２８０７ｃを形成しておくことで、外部に放射される発光の色純度を高めることができる。また、画素を白色発光素子として着色層２８０７ａ、２８０７ｂ、２８０７ｃと組み合わせても良い。
駆動回路２８０９は、外部回路基板２８１１の一端に設けられた走査線若しくは信号線接続端子と、配線基板２８１０で接続される。また、ＴＦＴ基板２８００に接して若しくは近接させて、ヒートパイプ２８１３と放熱板２８１２を設け、放熱効果を高める構成としても良い。
なお、図２０では、トップエミッションのＥＬモジュールとしたが、発光素子の構成や外部回路基板の配置を変えてボトムエミッション構造としても良い。トップエミッション型の構成の場合、隔壁となる絶縁層を着色しブラックマトリクスとして用いてもよい。この隔壁は液滴吐出法により形成することができ、ポリイミドなどの樹脂材料に、カーボンブラック等を混合させて形成すればよく、その積層でもよい。
また、ＴＦＴ基板２８００において、画素部が形成された側にシール材や接着性の樹脂を用いて樹脂フィルムを貼り付けて封止構造を形成てもよい。樹脂フィルムの表面には水蒸気の透過を防止するガスバリア膜を設けておくと良い。フィルム封止構造とすることで、さらなる薄型化及び軽量化を図ることができる。
（実施の形態１０）
本発明によって形成される表示装置によって、テレビジョン装置を完成させることができる。図１９はテレビジョン装置の主要な構成を示すブロック図を示している。表示パネルには、図２９で示すような構成として画素部のみが形成されて走査線側駆動回路と信号線側駆動回路とがＴＡＢ方式により実装される場合と、図３０に示すような構成として画素部とその周辺に走査線側駆動回路と信号線側駆動回路とがＣＯＧ方式により実装される場合と、図３１に示すようにＳＡＳでＴＦＴを形成し、画素部と走査線側駆動回路を基板上に一体形成し信号線側駆動回路を別途ドライバＩＣとして実装する場合などがあるが、どのような形態としても良い。
本発明によって形成される表示装置によって、テレビジョン装置を完成させることができる。図１９はテレビジョン装置の主要な構成を示すブロック図を示している。表示パネルには、図２９で示すような構成として画素部のみが形成されて走査線側駆動回路と信号線側駆動回路とがＴＡＢ方式により実装される場合と、図３０に示すような構成として画素部とその周辺に走査線側駆動回路と信号線側駆動回路とがＣＯＧ方式により実装される場合と、図３１に示すようにＳＡＳでＴＦＴを形成し、画素部と走査線側駆動回路を基板上に一体形成し信号線側駆動回路を別途ドライバＩＣとして実装する場合などがあるが、どのような形態としても良い。
その他の外部回路の構成として、映像信号の入力側では、チューナ８０４で受信した信号のうち、映像信号を増幅する映像信号増幅回路８０５と、そこから出力される信号を赤、緑、青の各色に対応した色信号に変換する映像信号処理回路８０６と、その映像信号をドライバＩＣの入力仕様に変換するためのコントロール回路８０７などからなっている。コントロール回路８０７は、走査線側と信号線側にそれぞれ信号が出力する。デジタル駆動する場合には、信号線側に信号分割回路８０８を設け、入力デジタル信号をｍ個に分割して供給する構成としても良い。
チューナ８０４で受信した信号のうち、音声信号は、音声信号増幅回路８０９に送られ、その出力は音声信号処理回路８１０を経てスピーカ８１３に供給される。制御回路８１１は受信局（受信周波数）や音量の制御情報を入力部８１２から受け、チューナ８０４や音声信号処理回路８１０に信号を送出する。
このモジュールを、図１７に示すように、筐体２００１に組みこんで、テレビジョン装置を完成させることができる。図２０のようなＥＬ表示モジュールを用いると、ＥＬテレビジョン装置に、図２１のような液晶表示モジュールを用いると液晶テレビジョン装置を完成することができる。表示モジュールにより主画面２００３が形成され、その他付属設備としてスピーカ部２００９、操作スイッチなどが備えられている。このように、本発明によりテレビジョン装置を完成させることができる。
また、テレビジョン装置を、波長板や偏光板を用いて、外部から入射する光の反射光を遮断するようにしてもよい。波長板としてはλ／４板、λ／２板を用い、光を制御できるように設計すればよい。構成としては、順にTFT素子基板、発光素子、封止基板（封止材）、波長板（λ／４、λ／２）、偏光板となり、発光素子から放射された光は、これらを通過し偏光板側より外部に放射される。この波長板や偏光板は光が放射される側に設置すればよく、両面放射される両面放射型の表示装置であれば両方に設置することもできる。また、偏光板の外側に反射防止膜を有していても良い。これにより、より高繊細で精密な画像を表示することができる。
筐体２００１に液晶又はＥＬ素子を利用した表示用パネル２００２が組みこまれ、受信機２００５により一般のテレビ放送の受信をはじめ、モデム２００４を介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより一方向（送信者から受信者）又は双方向（送信者と受信者間、又は受信者間同士）の情報通信をすることもできる。テレビ受像器の操作は、筐体に組みこまれたスイッチ又は別体のリモコン装置２００６により行うことが可能であり、このリモコン装置にも出力する情報を表示する表示部２００７が設けられていても良い。
また、テレビジョン装置にも、主画面２００３の他にサブ画面２００８を第２の表示用パネルで形成し、チャネルや音量などを表示する構成が付加されていても良い。この構成において、主画面２００３を視野角の優れたＥＬ表示用パネルで形成し、サブ画面を低消費電力で表示可能な液晶表示用パネルで形成しても良い。また、低消費電力化を優先させるためには、主画面２００３を液晶表示用パネルで形成し、サブ画面をＥＬ表示用パネルで形成し、サブ画面は点滅可能とする構成としても良い。本発明を用いると、このような大型基板を用いて、多くのＴＦＴや電子部品を用いても、信頼性の高い表示装置とすることができる。
勿論、本発明はテレビジョン装置に限定されず、パーソナルコンピュータのモニタをはじめ、鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など特に大面積の表示媒体として様々な用途に適用することができる。
（実施の形態１１）
本発明を適用して、様々な表示装置を作製することができる。即ち、それら表示装置を表示部に組み込んだ様々な電子機器に本発明を適用できる。
本発明を適用して、様々な表示装置を作製することができる。即ち、それら表示装置を表示部に組み込んだ様々な電子機器に本発明を適用できる。
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメラ、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイ（ゴーグル型ディスプレイ）、カーナビゲーション、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはDigital Versatile Disc（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。それらの例を図１８に示す。
図１８（Ａ）は、パーソナルコンピュータであり、本体２１０１、筐体２１０２、表示部２１０３、キーボード２１０４、外部接続ポート２１０５、ポインティングマウス２１０６等を含む。本発明は、表示部２１０３の作製に適用される。本発明を用いると、小型化し、配線等が精密化しても、信頼性の高い高画質な画像を表示することができる。
図１８（Ｂ）は記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部Ａ２２０３、表示部Ｂ２２０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２２０５、操作キー２２０６、スピーカー部２２０７等を含む。表示部Ａ２２０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２２０４は主として文字情報を表示するが、本発明は、これら表示部Ａ、Ｂ２２０３、２２０４の作製に適用される。本発明を用いると、小型化し、配線等が精密化しても、信頼性の高い高画質な画像を表示することができる。
図１８（Ｃ）は携帯電話であり、本体２３０１、音声出力部２３０２、音声入力部２３０３、表示部２３０４、操作スイッチ２３０５、アンテナ２３０６等を含む。本発明により作製される表示装置を表示部２３０４に適用することで、小型化し、配線等が精密化する携帯電話であっても、信頼性の高い高画質な画像を表示できる。
図１８（Ｄ）はビデオカメラであり、本体２４０１、表示部２４０２、筐体２４０３、外部接続ポート２４０４、リモコン受信部２４０５、受像部２４０６、バッテリー２４０７、音声入力部２４０８、操作キー２４０９等を含む。本発明は、表示部２４０２に適用することができる。本発明により作製される表示装置を表示部２３０４に適用することで、小型化し、配線等が精密化するビデオカメラであっても、信頼性の高い高画質な画像を表示できる。本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
Claims (20)
- パターン形成材料を含む組成物を吐出する吐出手段と、
前記組成物が被形成領域に付着する前に、前記組成物の形状を整形する整形手段とを有し、
前記整形手段が、前記吐出手段と前記被形成領域との間に設けられることを特徴とする液滴吐出装置。 - パターン形成材料を含む組成物を吐出する吐出手段と、
前記組成物が被形成領域に付着した後に、前記組成物の形状を整形する整形手段とを有することを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項１または請求項２において、前記整形手段は前記液滴吐出手段の吐出口に接して設けられることを特徴とする液滴吐出装置。
- 請求項１乃至３のいずれか一項において、前記整形手段は整形部を有し、
前記整形部の形状は針状であることを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項１乃至３のいずれか一項において、前記整形手段は整形部を有し、
前記整形部の形状は柱状または板状であることを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項１乃至３のいずれか一項において、前記整形手段は整形部を有し、
前記整形部の形状は管状であることを特徴とする液滴吐出装置。 - パターン形成材料を含む組成物を被形成領域に向かって吐出し、
前記組成物が前記被形成領域に付着する前に、前記組成物の形状を整形することによって、選択的にパターンを形成することを特徴とするパターン形成方法。 - パターン形成材料を含む組成物を被形成領域に向かって吐出し、
前記組成物が前記被形成領域に付着した後であって、かつ固化する前に、前記組成物の形状を整形することによって、選択的にパターンを形成することを特徴とするパターン形成方法。 - 請求項７または請求項８において、前記組成物の形状を、針状の整形物によって整形することを特徴とするパターン形成方法。
- 請求項７または請求項８において、前記組成物の形状を、柱状または板状の整形物によって整形することを特徴とするパターン形成方法。
- 請求項７乃至１０のいずれか一項において、前記パターン形成材料として、銀、金、銅、又はインジウム錫酸化物を用いて形成することを特徴とするパターン形成方法。
- 半導体層、配線及び電極を有し、
導電性材料を含む組成物を被形成領域上に吐出し、前記組成物の形状の一部を整形し、前記組成物を選択的に拡張することによって、前記配線及び前記電極を形成することを特徴とする表示装置の作製方法。 - 請求項１２において、針状の整形物によって前記組成物の形状の一部を整形することを特徴とする表示装置の作製方法。
- 請求項１２または請求項１３において、前記導電性材料として、銀、金、銅、又はインジウム錫酸化物を用いて形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
- 請求項１２乃至１４のいずれか一項において、前記電極はゲート電極層であり、前記ゲート電極層のチャネル方向の幅は０．３μｍ以上１０μｍ以下となるように形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
- 請求項１２乃至１５のいずれか一項において、前記電極と前記半導体層の交差する領域のチャネル方向の長さが０．３μｍ以上１０μｍ以下となるように前記電極を形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
- 請求項１２乃至１６のいずれか一項において、前記半導体層は、水素又はハロゲン元素を含むガスにより形成された非単結晶半導体であることを特徴とする表示装置の作製方法。
- 請求項１２乃至１７のいずれか一項において、前記半導体層は、水素又はハロゲン元素を含むガスにより形成されたセミアモルファス半導体であることを特徴とする表示装置の作製方法。
- 請求項１２乃至１７のいずれか一項において、前記半導体層は、水素とハロゲン元素を含むガスにより形成された多結晶半導体であることを特徴とする表示装置の作製方法。
- 請求項１２乃至１９のいずれか一項の方法により作製された表示装置で、表示画面を構成したことを特徴とするテレビジョン装置。
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