JP4623986B2 - Method for manufacturing display device - Google Patents
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Description
本発明は、表示装置の作製方法に関し、より詳しくはインクジェット方式による配線形成工程およびそれらを電気的に接続するコンタクトプラグ形成工程を含む表示装置の作製方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a display device, and more particularly to a method for manufacturing a display device including a wiring forming process by an ink jet method and a contact plug forming process for electrically connecting them.
絶縁表面上の薄膜を用いて形成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は集積回路等に広く応用され、多くの場合スイッチング素子として用いられる。そのうち、ＴＦＴを使用した表示パネルは、特に大型の表示装置に用途が大きく拡大していることから、更に、画面サイズの高精細化、高開口率化、高信頼性、大型化の要求が高まっている。 Thin film transistors (TFTs) formed using a thin film over an insulating surface are widely applied to integrated circuits and the like, and are often used as switching elements. Among them, display panels using TFTs have greatly expanded their use especially to large display devices, and further demands for higher screen size, higher aperture ratio, higher reliability, and larger size are increasing. ing.
このような薄膜トランジスタを用いたデバイスにおける配線の作製方法としては、基板の特定領域に連通するコンタクト孔をフォトリソグラフィと異方性エッチングの組み合わせにより形成した後、全面に導電層の被膜を形成し、その後マスクを用いてフォトリソグラフィと異方性エッチング処理を行う方法がある（特許文献１参照。）。 As a method for manufacturing wiring in a device using such a thin film transistor, a contact hole communicating with a specific region of a substrate is formed by a combination of photolithography and anisotropic etching, and then a conductive layer film is formed on the entire surface. Thereafter, there is a method of performing photolithography and anisotropic etching using a mask (see Patent Document 1).
上記の特許文献１のように、下地導電層に連通するコンタクト孔を開口する場合、一旦フォトリソグラフィ法によってレジストのパターニングを行い、この後異方性エッチングによって選択的に開口し、最後に余分なレジストの除去を行う。しかる後配線を形成する場合、全面に導電体層を全面に堆積した後、再びフォトリソグラフィ法によってレジストのパターニングを行い、後異方性エッチングによって配線の加工を行う。斯くの如く、コンタクト形成から配線形成に至るまで２回のフォトリソグラフィ法を用い多くの工程を経ることになる。しかもこの配線のエッチング加工の場合、例えばＩＣＰエッチング装置を例に挙げると、バイアス電力密度、ＩＣＰ電力密度、圧力、エッチングガスの総流量、酸素添加率および下部電極の温度などのエッチング条件によってレジストと導電層との選択比が変化し、基板内で導電層の幅や長さがばらつく場合がある。また、エッチング処理を行う場合、マスクを作製する工程が必要となるため、スループットが悪化する。さらに、全面に導電層を形成後、所望の形状になるようにエッチング処理を行うため、無駄となる材料が発生する。このような問題は、一片が１メートルを超える大型基板上に配線を形成する場合に、深刻な問題となる。 When the contact hole communicating with the base conductive layer is opened as in the above-mentioned Patent Document 1, the resist is patterned once by a photolithography method, and then selectively opened by anisotropic etching, and finally an extra portion is formed. The resist is removed. Thereafter, in the case of forming a wiring, after depositing a conductor layer on the entire surface, the resist is patterned again by photolithography, and the wiring is processed by post-anisotropic etching. As described above, many processes are performed by using photolithography twice from contact formation to wiring formation. In addition, in the case of etching processing of this wiring, for example, an ICP etching apparatus is taken as an example. The selection ratio with the conductive layer may change, and the width and length of the conductive layer may vary within the substrate. In addition, when etching is performed, a step of manufacturing a mask is required, and thus throughput is deteriorated. Furthermore, after forming a conductive layer on the entire surface, an etching process is performed so as to obtain a desired shape, and thus a wasteful material is generated. Such a problem becomes a serious problem when a wiring is formed on a large substrate having a piece exceeding 1 meter.
本発明はこのような問題点を鑑みてなされたものであり、基板の大型化に対応できる複数層からなる配線あるいは導電層及びその間を電気的に連通する柱状の導電体（コンタクトプラグ、ピラー、プラグ等とも呼ばれる）を有する表示装置の作製方法を提供することを課題とする。また、スループットや材料の利用効率を向上させたコンタクトプラグおよび配線、導電層の形成工程を用いた表示装置の作製方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such problems, and is composed of a plurality of layers of wiring or conductive layers that can cope with an increase in the size of a substrate, and columnar conductors (contact plugs, pillars, It is an object to provide a method for manufacturing a display device including a plug or the like. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a display device using a process of forming contact plugs, wirings, and conductive layers with improved throughput and material utilization efficiency.
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。 In order to solve the above-described problems of the prior art, the following measures are taken in the present invention.
本発明は、一層或いは複数の層からなる導電体パターンとさらにその上層に形成された配線または導電体パターンとを電気的に導通するプラグを形成するに当たり、一旦導電体で形成したピラーを下地導電層パターン上に形成し、その後一層或いは多層の絶縁膜を全面に形成した後、該絶縁膜をエッチバックさせて前記導電体ピラーを露出させ、最後に導電体パターンをインクジェット方式により作製することを特徴とする。この場合、導電体ピラーを加工するに当たり、マスクとなるレジスト自体インクジェット法で形成することが可能である。この場合レジストとなる材料は、従来の有機樹脂のみならず、ドライエッチング加工時に選択性のとれる材料で有れば適用可能であり、例えばＳｉＯ2等の無機材料或いは金属材料、特にドライエッチングされにくいＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｔ等の貴金属等を用いることも可能である。金属材料をエッチングのレジスト材料に用いた場合には、加工後に除去する必要が無くなる利点も有する。 In the present invention, in forming a plug for electrically conducting a conductive pattern composed of one or a plurality of layers and a wiring or a conductive pattern formed on the conductive pattern, a pillar once formed of a conductive material is used as a base conductive material. After forming on the layer pattern and then forming a single-layer or multi-layer insulation film on the entire surface, the insulation film is etched back to expose the conductor pillars, and finally the conductor pattern is produced by an inkjet method. Features. In this case, when the conductor pillar is processed, the resist itself serving as a mask can be formed by an ink jet method. In this case, the resist material can be applied not only to the conventional organic resin but also to a material that can be selected at the time of dry etching. For example, an inorganic material such as SiO 2 or a metal material, particularly dry etching is difficult. It is also possible to use noble metals such as Au, Ag, Cu, and Pt. When a metal material is used as an etching resist material, there is an advantage that it is not necessary to remove after processing.
つまり、インクヘッドからレジストを吐出することで、容易にパターニングを行い、また導電性材料を含む組成物を吐出することで、絶縁表面上に導電層を形成し、これらを組み合わせることによってフォトリソグラフィ法によらずして、コンタクトプラグとそれに連通する配線等の導電層パターンを形成することを特徴とする。そして、前記導電層とは、導電性を有するソース配線、ドレイン配線や、画素電極、対向電極などが挙げられ、このような導電層は本発明により作製することができる。 In other words, patterning is easily performed by ejecting a resist from the ink head, and a conductive layer is formed on an insulating surface by ejecting a composition containing a conductive material. Regardless of this, a conductive layer pattern such as a contact plug and wiring connected to the contact plug is formed. Examples of the conductive layer include conductive source wiring, drain wiring, a pixel electrode, a counter electrode, and the like. Such a conductive layer can be manufactured according to the present invention.
また本発明は、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体上に、インクジェット方式により一層或いは複数の層からなる導電体層を作製し、この導電層上の特定領域上に前記導電体と同種の導電体、あるいは別種の導電体を材料とするピラーを形成する。ここで、このピラーは、例えば、一旦導電体層を全面に堆積した後、この導電体層の所望の局所部分にインクジェット法によりレジストパターンを形成し、しかる後に異方性エッチングを行うことによって形成することが可能である。この後に、一層或いは多層の絶縁膜を全面に形成した後、この絶縁膜をエッチバックさせて導電体ピラーを露出させる。最後に、導電体ピラーに電気的に接続する配線、画素電極、発光層及び対向電極等の導電体パターンをインクジェット方式を用いて作製することを特徴とする。 In the present invention, a conductor layer made of one layer or a plurality of layers is formed on a semiconductor formed over a substrate having an insulating surface by an inkjet method, and the same kind of the conductor is formed on a specific region on the conductive layer. A pillar made of the above-mentioned conductor or another kind of conductor is formed. Here, the pillar is formed, for example, by once depositing a conductor layer on the entire surface, forming a resist pattern on a desired local portion of the conductor layer by an ink jet method, and then performing anisotropic etching. Is possible. Thereafter, after a single-layer or multi-layer insulating film is formed on the entire surface, the insulating film is etched back to expose the conductor pillars. Finally, a conductive pattern such as a wiring, a pixel electrode, a light emitting layer, and a counter electrode that are electrically connected to the conductive pillar is manufactured using an ink jet method.
上述の通り、導電層をインクジェット方式により形成する本発明は、インクヘッドから吐出する組成物を交換するか、又は組成物が充填されたインクヘッドを交換すれば、例えば発光素子の画素電極、発光層、対向電極を連続的に大気に晒すことなく連続的に作製することができる。 As described above, in the present invention in which the conductive layer is formed by the ink jet method, for example, the pixel electrode of the light emitting element, the light emission can be obtained by replacing the composition ejected from the ink head or replacing the ink head filled with the composition. The layer and the counter electrode can be continuously produced without being exposed to the atmosphere.
なお、本発明では、上記構成を有する表示装置をスクリーン印刷法、オフセット印刷法に代表される印刷法、液滴吐出法を用いて形成する。なお、液滴吐出法とは、所定の組成物を含む液滴を細孔から吐出して特定のパターンを形成する方法を意味する。上記の印刷法や液滴吐出法を用いることで、露出用のパターンを用いることなく、信号線、走査線に代表される各種配線、ＴＦＴのゲート電極、発光素子の電極などを形成することが可能になる。さらに、インクジェット方式に代表される液滴吐出法を用いると、印刷ロールや印刷すべきパターンが彫り込まれた凸版を用いて、溶液を塗布後、焼成して薄膜（代表的には発光層）を作成するスクリーン印刷法と比較すると、膜厚の均一性が優れている等の優位点を有する。ただし、本発明の表示装置はパターンを形成する全ての工程に印刷法または液滴吐出法を用いる必要はない。よって、例えば、配線およびゲート電極の形成には印刷法または液滴吐出法を用い、半導体膜のパターニングにはリソグラフィ法を用いる、というように、少なくとも一部の工程において印刷法または液滴吐出法を用いればよく、リソグラフィ法を併用してもよい。また、パターニングの際に用いるマスクを印刷法または液滴吐出法で形成してもよい。 Note that in the present invention, the display device having the above structure is formed by a screen printing method, a printing method typified by an offset printing method, or a droplet discharge method. The droplet discharge method means a method of forming a specific pattern by discharging droplets containing a predetermined composition from the pores. By using the above printing method or droplet discharge method, various wirings typified by signal lines and scanning lines, TFT gate electrodes, light emitting element electrodes, and the like can be formed without using an exposure pattern. It becomes possible. Furthermore, when a droplet discharge method typified by an ink jet method is used, a thin film (typically, a light emitting layer) is formed by applying a solution using a printing roll or a relief plate engraved with a pattern to be printed, followed by baking. Compared with the screen printing method to be created, it has advantages such as excellent film thickness uniformity. However, the display device of the present invention does not need to use a printing method or a droplet discharge method for all the steps of forming a pattern. Therefore, for example, a printing method or a droplet discharge method is used in at least a part of the process such that a printing method or a droplet discharge method is used for forming a wiring and a gate electrode, and a lithography method is used for patterning a semiconductor film. May be used, and a lithography method may be used in combination. Further, a mask used for patterning may be formed by a printing method or a droplet discharge method.
上述の構成を有する本発明は、一辺が１メートルを超えるような大型基板に対しても簡単に配線、導電層を形成することができる。また、所望の箇所に必要な量の材料のみを塗布すればよいため、無駄な材料が僅かとなることから材料の利用効率の向上、さらには、作製費用の削減を実現する。 In the present invention having the above-described configuration, a wiring and a conductive layer can be easily formed even on a large substrate whose one side exceeds 1 meter. In addition, since only a necessary amount of material needs to be applied to a desired location, wasteful material is reduced, so that the utilization efficiency of the material is improved and the manufacturing cost is reduced.
また、マスクが不要であることから、露光、現像などの工程を大幅に削減することができる。また、インクヘッドから吐出する組成物の変更、又は組成物が充填されたインクヘッドの変更を行うことで、例えば発光素子の発光層と電極などの複数の薄膜を連続的に作製することができる。その結果、スループットが高くなり、生産性を向上させることができる。さらに、露光を目的としたマスクが不要となることで、例えばパソコンなどに入力された回路配線を即座に作製することができる。 In addition, since a mask is not required, steps such as exposure and development can be greatly reduced. In addition, by changing the composition ejected from the ink head or changing the ink head filled with the composition, for example, a plurality of thin films such as a light emitting layer and an electrode of the light emitting element can be continuously formed. . As a result, throughput is increased and productivity can be improved. Furthermore, since a mask for the purpose of exposure is not necessary, circuit wiring input to, for example, a personal computer can be immediately produced.
本発明の実施の形態について、図１、７を用いて、アクティブマトリクス型の液晶表示装置を例として作製工程を以下に示す。 A manufacturing process of an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 7 using an active matrix liquid crystal display device as an example.
最初に、透光性を有する基板１０１を用いてアクティブマトリクス基板を作製する。基板サイズとしては、６００ｍｍ×７２０ｍｍ、６８０ｍｍ×８８０ｍｍ、１０００ｍｍ×１２００ｍｍ、１１００ｍｍ×１２５０ｍｍ、１１５０ｍｍ×１３００ｍｍ、１５００ｍｍ×１８００ｍｍ、１８００ｍｍ×２０００ｍｍ、２０００ｍｍ×２１００ｍｍ、２２００ｍｍ×２６００ｍｍ、または２６００ｍｍ×３１００ｍｍのような大面積基板を用い、製造コストを削減することが好ましい。用いることのできる基板として、コーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板を用いることができる。更に他の基板として、石英基板、プラスチック基板などの透光性基板を用いることもできる。
First, an active matrix substrate is manufactured using a light-transmitting
図１に示すように、まず、本実施の形態では、基板１０１上に、絶縁膜から成る下地膜１０２を形成する。 次いで、下地膜１０２上に半導体層１０３を形成する。半導体層１０３は、まず公知の方法（スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）により２５〜８０nmの厚さで半導体膜を成膜する。本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法を用いて、膜厚５０nmの非晶質珪素膜を成膜する。次いで、エキシマレーザーによるレーザー結晶化を追加し結晶性の向上を図った。また半導体層を形成後、ＴＦＴのしきい値を制御するために微量な不純物元素（ボロン）のドーピング（チャネルドーピング）を行ってもよい。その後、インクジェット方式によってレジストのパターニングを行い、該レジストパターンをマスクとしてドライエッチング法によって半導体層１０３を形成した。
As shown in FIG. 1, first, in this embodiment mode, a
次いで、半導体層１０３を覆うゲート絶縁膜１０５を形成する。ゲート絶縁膜１０５はプラズマＣＶＤ法やスパッタ法を用いて、膜厚を４０〜１５０nmとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本形態では、ゲート絶縁膜（キャパシタ絶縁膜）１０５としてプラズマＣＶＤ法により酸化窒化珪素膜を１１５nmの厚さに形成した。
Next, a
続いて、インクジェット方式により、減圧又は真空中で第１の導電層（ゲート配線、ゲート電極、キャパシタ電極）１０６を形成する。このときの、斜視図を図７に示す。 Subsequently, the first conductive layer (gate wiring, gate electrode, capacitor electrode) 106 is formed by reduced pressure or vacuum by an inkjet method. A perspective view at this time is shown in FIG.
図７において、４０１は基板、４０２は水平走査駆動回路、４０３は垂直走査駆動回路、４０４はインクヘッド、である。インクヘッド４０４は、１個又は複数個用いて、上下左右に基板４０１の表面と平行に走査することで、溶液塗布が行われる。本構成により、所望の箇所のみに配線を塗布することができる。
In FIG. 7, 401 is a substrate, 402 is a horizontal scanning drive circuit, 403 is a vertical scanning drive circuit, and 404 is an ink head. One or a plurality of ink heads 404 are used, and solution application is performed by scanning vertically and horizontally in parallel with the surface of the
図７には、１つのインクヘッドを示したが、複数個のインクヘッドを用いてもよい。また、ノズル径の異なるインクヘッドを複数用意し、用途に応じて、ノズル径の異なるインクヘッドを使い分けてもよい。なお、通常のインクヘッドのノズル径は５０〜１００μｍであり、このノズル径にも依存するが、スループットを考慮して、一度の走査で形成できるようにするために、一行又は一列と同じ長さになるように、複数のノズルを並列に配置してもよい。また、任意の個数のノズルを配置して、複数回走査しても構わないし、また同じ箇所を複数回走査することで重ね塗りをしてもよい。さらに、インクヘッド４０４を走査することが好ましいが、基板４０１を移動させても構わない。なお基板４０１とインクヘッド４０４との距離は、所望の箇所に滴下するために、できるだけ近づけておくことが好ましく、具体的には、０．１〜２ミリ程度が好ましい。
Although one ink head is shown in FIG. 7, a plurality of ink heads may be used. Alternatively, a plurality of ink heads having different nozzle diameters may be prepared, and ink heads having different nozzle diameters may be used properly according to the application. In addition, the nozzle diameter of a normal ink head is 50 to 100 μm and depends on the nozzle diameter, but considering the throughput, in order to be able to form by one scanning, the same length as one row or one column A plurality of nozzles may be arranged in parallel so that Further, an arbitrary number of nozzles may be arranged and scanned a plurality of times, or the same portion may be scanned a plurality of times and overcoated. Further, although it is preferable to scan the
インクヘッドから１回に吐出する組成物の量は１０〜７０ｐｌ、粘度は１００ｃｐ以下、粒径０．１μｍ以下が好ましい。これは、乾燥が起こることを防ぎ、また粘度が高すぎると、吐出口から組成物を円滑に吐出できなくなったりするためである。用いる溶媒や、用途に合わせて組成物の粘度、表面張力、乾燥速度などは適宜調節する。またインクヘッドから吐出される組成物は、基板上で連続して滴下して線状又はストライプ状に形成することが好ましい。しかし、例えば１ドット毎などの所定の箇所毎に滴下してもよい。 The amount of the composition ejected from the ink head at one time is preferably 10 to 70 pl, the viscosity is 100 cp or less, and the particle size is 0.1 μm or less. This is because drying is prevented and the composition cannot be smoothly discharged from the discharge port if the viscosity is too high. The viscosity, surface tension, drying rate and the like of the composition are adjusted as appropriate according to the solvent used and the application. Moreover, it is preferable that the composition discharged from the ink head is continuously dropped on the substrate to form a linear shape or a stripe shape. However, it may be dropped at predetermined locations such as every dot.
インクヘッドから吐出する組成物は、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、Ｎｄ（ネオジム）から選択された元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料、ＡｇＰｄＣｕ合金などから適宜選択された導電性の材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。溶媒には、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などを用いる。溶媒の濃度は、導電性材料の種類などに適宜決定するとよい。 The composition ejected from the ink head is selected from tantalum (Ta), tungsten (W), titanium (Ti), molybdenum (Mo), aluminum (Al), copper (Cu), chromium (Cr), and Nd (neodymium). Or a conductive material appropriately selected from an alloy material or a compound material containing the above element as a main component, an AgPdCu alloy, or the like is used. As the solvent, esters such as butyl acetate and ethyl acetate, alcohols such as isopropyl alcohol and ethyl alcohol, and organic solvents such as methyl ethyl ketone and acetone are used. The concentration of the solvent may be appropriately determined depending on the type of conductive material.
また、インクヘッドから吐出する組成物として、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）を粒径１０ｎｍ以下で分散させた超微粒子（ナノメタル粒子）を用いてもよい。このように、粒径の微細な粒子を溶媒に分散又は溶解した組成物を用いると、ノズルの目詰まりという問題を解決することができる。なお、インクジェット方式を用いる本発明では、組成物の構成材料の粒径は、ノズルの粒径よりも小さいことが必要となる。また、ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸（PEDT/PSS）水溶液などの導電性ポリマー（導電性高分子）を用いてもよい。 Further, as a composition ejected from the ink head, ultrafine particles (nanometal particles) in which silver (Ag), gold (Au), and platinum (Pt) are dispersed with a particle diameter of 10 nm or less may be used. As described above, when a composition in which fine particles having a small particle size are dispersed or dissolved in a solvent is used, the problem of nozzle clogging can be solved. In the present invention using the ink jet method, the particle size of the constituent material of the composition needs to be smaller than the particle size of the nozzle. Alternatively, a conductive polymer (conductive polymer) such as a polyethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonic acid (PEDT / PSS) aqueous solution may be used.
また、銀または銅といった低抵抗金属を配線材料として用いると、配線抵抗の低抵抗化を図ることができるため、大型の基板を用いる場合に好ましい。しかも、これらの金属材料は通常のドライエッチング法によって加工することが難しいため、インクジェット法で直接パターニングを行うことは、極めて効果的である。但し、例えば銅などの場合には、トランジスタの電気的特性に悪影響を及ぼさないようにするために、拡散を防ぐバリア性の導電膜を設けることが好ましい。バリア性の導電膜により、トランジスタが有する半導体に銅が拡散することなく、配線を形成することができる。このバリア性の導電膜としては、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）又は窒化タングステン（ＷＮ）から選ばれた一種又は複数種の積層膜を用いることができる。また、銅は酸化しやすいため、酸化防止剤などを併用することが好ましい。 In addition, when a low-resistance metal such as silver or copper is used as a wiring material, the wiring resistance can be reduced, which is preferable when a large substrate is used. Moreover, since it is difficult to process these metal materials by a normal dry etching method, it is extremely effective to perform patterning directly by the ink jet method. However, in the case of copper, for example, it is preferable to provide a barrier conductive film that prevents diffusion in order not to adversely affect the electrical characteristics of the transistor. With the barrier conductive film, a wiring can be formed without diffusion of copper into a semiconductor included in the transistor. As the barrier conductive film, one or more kinds of laminated films selected from tantalum nitride (TaN), titanium nitride (TiN), and tungsten nitride (WN) can be used. Moreover, since copper is easily oxidized, it is preferable to use an antioxidant together.
その後、第１の導電層が形成された基板に常圧または減圧、あるいは真空中で、１５０〜３００度の範囲で加熱処理を施すことで、その溶媒を揮発させて、その組成物の密度が増し、抵抗値が低減するようにする。但し、インクヘッド４０４から吐出する組成物における溶媒は、基板に滴下後に揮発するものが適している。特にトルエンなどの揮発性の高い溶媒を用いると、組成物を基板に滴下後、揮発する。そのような場合には、加熱処理の工程は削除しても構わない。しかし、組成物の溶媒は特に限定されず、滴下後に揮発する溶媒を用いた場合であっても、加熱処理を施すことで、その組成物の密度が増し、抵抗値が低減するようにするようにしてもよい。またこの加熱処理は、インクジェット方式により薄膜を形成した毎に行ってもよいし、任意の工程毎に行ってもよいし、全ての工程が終了した後に一括して行ってもよい。
Thereafter, the substrate on which the first conductive layer is formed is subjected to heat treatment in the range of 150 to 300 degrees under normal pressure, reduced pressure, or vacuum to volatilize the solvent, and the density of the composition is reduced. Increase and decrease resistance. However, as the solvent in the composition discharged from the
加熱処理は、加熱源にハロゲンなどのランプを用いて、直接基板を高速加熱するランプアニール装置や、レーザー光を照射するレーザー照射装置を用いる。両者とも加熱源を走査することで、所望の箇所のみに加熱処理を施すことができる。その他の方法として、所定の温度に設定されたファーネスアニール炉を用いてもよい。但し、ランプを用いる場合には、加熱処理を行う薄膜の組成を破壊せず、加熱のみを可能とする波長の光であり、例えば、４００ｎｍよりも波長の長い光、即ち赤外光以上の波長の光が好ましい。取り扱いの面からは、遠赤外線（代表的な波長は４〜２５μｍ）を用いることが好ましい。またレーザー光を用いる場合、レーザー発振装置から発振されるレーザー光の基板におけるビームスポットの形状は、列又は行の長さと同じ長さになるように線状に成形することが好ましい。そうすると、一度の走査でレーザー照射を終了させることができる。本形態では、加熱処理として、線状に成形したビームスポットを照射して行った。 The heat treatment uses a lamp annealing apparatus that directly heats the substrate at high speed using a lamp such as halogen as a heating source, or a laser irradiation apparatus that irradiates laser light. In both cases, the heat treatment can be performed only on a desired portion by scanning the heat source. As another method, a furnace annealing furnace set at a predetermined temperature may be used. However, in the case of using a lamp, it is light having a wavelength that enables heating only without destroying the composition of the thin film to be heat-treated, for example, light having a wavelength longer than 400 nm, that is, a wavelength longer than infrared light Are preferred. From the viewpoint of handling, it is preferable to use far infrared rays (typical wavelength is 4 to 25 μm). In the case of using laser light, the shape of the beam spot on the substrate of the laser light oscillated from the laser oscillation device is preferably linearly formed so as to have the same length as the column or row. If it does so, laser irradiation can be completed by one scan. In this embodiment, the heat treatment is performed by irradiating a beam spot formed in a linear shape.
続いて、ゲート電極１０６をマスクとして、半導体層１０３に、Ｎ型又はＰ型を付与する不純物元素を添加するドーピング処理を行い、同時に、不純物元素が全く添加されない領域又は微量の不純物元素が添加された領域（チャネル形成領域と総称）を形成した。さらに、第一の導電層１０６をマスクとして、ゲート絶縁膜の一部をエッチング除去し、不純物領域の半導体層１０３の表面を露出させる。
Subsequently, using the
この後、実施例１、２で示すようにして、一旦全面に厚さ１．５μｍのAl膜を堆積し、該導電体膜上の所望の特定領域にインクジェット法によってレジストパターンした後、異方性ドライエッチングにより、Alのピラー１０８，１０９を形成する。そして、絶縁膜からなる第１の層間絶縁膜１１０を形成する。第１の層間絶縁膜１１０としては、プラズマＣＶＤ法により膜厚１００nmの酸化窒化珪素膜を形成した。次いで、第１の層間絶縁膜１１０上に、第２の層間絶縁膜１１１を形成する。第２の層間絶縁膜１１１としては、スピン塗布法で全面に膜厚１.６μmのアクリル膜を形成し、さらに第３の層間絶縁膜１１２として膜厚５０nmの窒化珪素膜を形成した。なお、アクリル膜の代わりに他の透明な絶縁材料を用いてもよい。
Thereafter, as shown in Examples 1 and 2, an Al film having a thickness of 1.5 μm is once deposited on the entire surface, and a resist pattern is formed on a desired specific region on the conductor film by an ink jet method.
この後、第３の層間絶縁膜（窒化珪素膜）１１２、第２の層間絶縁膜（アクリル膜）１１１、第１の層間絶縁膜（酸化窒化珪素膜）１１０を順次エッチバックすることによって、ピラー１０８，１０９の頂部を露出させる。 Thereafter, the third interlayer insulating film (silicon nitride film) 112, the second interlayer insulating film (acrylic film) 111, and the first interlayer insulating film (silicon oxynitride film) 110 are sequentially etched back to thereby form pillars. The tops of 108 and 109 are exposed.
しかる後、インクジェット方式により、第２の導電層（ソース配線、ドレイン配線）１１３、１１４を前記導電体ピラー１０８，１０９に接するように形成する。吐出する組成物の粘度を最適な値に設定することが必要である。
Thereafter, second conductive layers (source wiring and drain wiring) 113 and 114 are formed in contact with the
続いて、全面に第２の導電層と電気的に接続されるように、透明導電体からなる画素電極１１５を形成する。画素電極１１５には、一例として、酸化インジウムと酸化スズの化合物（ＩＴＯ）、酸化インジウムと酸化亜鉛の化合物、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム、窒化チタンなどが挙げられる。本形態では画素電極１１５として、インクジェット法で、０．１μｍの厚さでＩＴＯ膜を形成した。
以上、画素部においてはソース配線と、画素部のＴＦＴ及び保持容量と、端子部で構成されたアクティブマトリクス基板を作製することができる。
Subsequently, a
As described above, an active matrix substrate including a source wiring, a TFT and a storage capacitor of the pixel portion, and a terminal portion can be manufactured in the pixel portion.
次いで、アクティブマトリクス基板上に配向膜１３７を形成しラビング処理を行う。なお、本実施の形態では配向膜１３７を形成する前に、アクリル樹脂膜等の有機樹脂膜をパターニングすることによって基板間隔を保持するための柱状のスペーサ１１６を所望の位置に形成した。また、柱状のスペーサに代えて、球状のスペーサを基板全面に散布してもよい。
Next, an
次いで、対向基板を用意する。この対向基板には、着色層、遮光層が各画素に対応して配置されたカラーフィルタ１３４が設けられている。また、このカラーフィルタと遮光層とを覆う平坦化膜を設けている。次いで、平坦化膜上に透明導電膜からなる対向電極１３７０を画素部と重なる位置に形成し、対向基板の全面に配向膜１３６を形成し、ラビング処理を施す。
Next, a counter substrate is prepared. The counter substrate is provided with a
そして、アクティブマトリクス基板の画素部を囲むようにシール材を描画した後、減圧下でシール材に囲まれた領域にインクジェット法で液晶を吐出する。次いで、大気にふれることなく、減圧下でアクティブマトリクス基板と対向基板とをシール材１２１で貼り合わせる。シール材１２１にはフィラー（図示しない）が混入されていて、このフィラーと柱状スペーサ１１６によって均一な間隔を持って２枚の基板が貼り合わせられる。インクジェット法で液晶を吐出する方法を用いることによって作製プロセスで使用する液晶の量を削減することができ、特に、大面積基板を用いる場合に大幅なコスト低減を実現することができる。
Then, after drawing a sealing material so as to surround the pixel portion of the active matrix substrate, liquid crystal is discharged by an inkjet method to a region surrounded by the sealing material under reduced pressure. Next, the active matrix substrate and the counter substrate are attached to each other with the
つまり、本実施の形態では、インクジェット法によって基板上に設けられた画素電極上、即ち画素部上のみに液晶材料の噴射（または滴下）を行った後、シールが設けられた対向基板と貼り合わせる。また、対向基板にシール描画と液晶滴下との両方をおこなってもよいし、画素部が設けられた基板にシール描画と液晶滴下との両方をおこなってもよい。 That is, in this embodiment mode, after the liquid crystal material is sprayed (or dropped) only on the pixel electrode provided on the substrate by the inkjet method, that is, on the pixel portion, the liquid crystal material is attached to the counter substrate provided with the seal. . Further, both seal drawing and liquid crystal dropping may be performed on the counter substrate, or both seal drawing and liquid crystal dropping may be performed on the substrate provided with the pixel portion.
インクジェット法としては、インク滴の制御性に優れインク選択の自由度の高いことからインクジェットプリンターで利用されているピエゾ方式を用いてもよい。なお、ピエゾ方式には、ＭＬＰ（Multi Layer Piezo）タイプとＭＬＣｈｉｐ（Multi Layer Ceramic Hyper Integrated Piezo Segments）タイプがある。 As the ink jet method, a piezo method used in an ink jet printer may be used because of excellent controllability of ink droplets and a high degree of freedom in ink selection. Note that there are two types of piezo methods: MLP (Multi Layer Piezo) type and MLChip (Multi Layer Ceramic Hyper Integrated Piezo Segments) type.
なお本実施の形態において、画素電極に向けて微量の液晶を複数滴噴射（または滴下）を行うことで、液晶表示装置を作成するものである。インクジェット法を用いることによって、吐出回数、または吐出ポイントの数などで微量な液晶の量を自由に調節することができる。 Note that in this embodiment, a liquid crystal display device is formed by ejecting (or dropping) a small amount of liquid crystal toward a pixel electrode. By using the inkjet method, the amount of a small amount of liquid crystal can be freely adjusted by the number of discharges or the number of discharge points.
このようにしてアクティブマトリクス型液晶表示装置が完成する。そして、必要があれば、アクティブマトリクス基板または対向基板を所望の形状に分断する。さらに、公知の技術を用いて偏光板１１７等の光学フィルムを適宜設ける。そして、公知の技術を用いてＦＰＣを貼りつける。
In this way, an active matrix liquid crystal display device is completed. If necessary, the active matrix substrate or the counter substrate is divided into a desired shape. Further, an optical film such as a
以上の工程によって得られた液晶モジュールに、バックライト１２０、導光板１１９を設け、カバー１２２で覆えば、図１にその断面図の一部を示したようなアクティブマトリクス型液晶表示装置（透過型）が完成する。なお、カバーと液晶モジュールは接着剤や有機樹脂を用いて固定する。また、透過型であるので偏光板１１７は、アクティブマトリクス基板と対向基板の両方に貼り付ける。
If a
また、本実施の形態は透過型の例を示したが、特に限定されず、反射型や半透過型の液晶表示装置も作製することができる。反射型の液晶表示装置を得る場合は、画素電極として光反射率の高い金属膜、代表的にはアルミニウムまたは銀を主成分とする材料膜、またはそれらの積層膜等を用いればよい。 Although this embodiment mode shows a transmissive type example, there is no particular limitation, and a reflective or transflective liquid crystal display device can also be manufactured. In the case of obtaining a reflective liquid crystal display device, a metal film with high light reflectivity, typically a material film containing aluminum or silver as a main component, or a laminated film thereof may be used as the pixel electrode.
また、液晶表示装置には、大きく分けてパッシブ型（単純マトリクス型）とアクティブ型（アクティブマトリクス型）の２種類があり、どちらにも本発明を適用することができる。 In addition, there are two types of liquid crystal display devices, a passive type (simple matrix type) and an active type (active matrix type), and the present invention can be applied to both types.
本実施の形態は、以上の例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の用途を満たすことが可能である。 The present embodiment is not limited to the above examples, and can satisfy various applications without departing from the spirit of the present invention.
本発明の第一の実施例について、図２、３を用いて詳細に説明する。本発明においては、従来のフォトリソグラフィ法を用いたパターニング処理を全く用いずに、インクジェット法を用いたパターニング処理によって、液晶表示装置を作成している。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例の記載内容に限定して解釈されるものではない。尚、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いることとする。ここでは、本発明を用いて、Ｎチャネル型ＴＦＴ（スイッチ用）と容量を同一基板上に形成する作製工程について説明する。 A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In the present invention, a liquid crystal display device is formed by patterning using an inkjet method without using any patterning using a conventional photolithography method. However, the present invention is not limited to the following description, and it will be easily understood by those skilled in the art that various details can be changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the following examples. Note that in the structure of the present invention described below, the same reference numerals are used in common in different drawings. Here, a manufacturing process in which an N-channel TFT (for a switch) and a capacitor are formed over the same substrate using the present invention will be described.
基板２０１には、ガラス基板、プラスチック基板に代表される可撓性基板など、本工程の処理温度に耐えうる基板を用いる（図２（Ａ））。本実施例ではガラス基板を用いた。続いて基板２０１上に、絶縁膜から成る下地膜２０２を形成する。下地膜２０２は単層又は積層構造のいずれでもよく、本実施例では、２層構造として、スパッタリング法を用い、１層目として窒化酸化珪素膜を５０ｎｍ、２層目として酸化窒化珪素膜を５０ｎｍの厚さに形成し、その後ＣＭＰ法などの方法により表面を平坦化した。
As the
次いで、下地膜２０２上に半導体層２０３を形成する。半導体層２０３は、まず公知の方法（スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）により２５〜８０nmの厚さで半導体膜を成膜する。次いで前記半導体膜を公知の結晶化法（レーザー結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法等）を用いて結晶化させる。そして、得られた結晶質半導体膜を所望の形状にパターニングして半導体層２０３を形成する。なお前記半導体膜としては、非晶質半導体膜、微結晶半導体膜、結晶質半導体膜又は非晶質珪素ゲルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜などを用いても良い。
Next, the
本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用いて、膜厚５０nmの非晶質珪素膜を成膜した。その後、ニッケルを含む溶液を非晶質珪素膜上に保持させ、この非晶質珪素膜に脱水素化（５００℃、１時間）を行った後、熱結晶化（５５０℃、４時間）を行って結晶質珪素膜を形成した。その後、インクジェット方式によってインクジェットノズル２０４より吐出したレジスト２０５のパターニングを行い、該レジストパターンをマスクとしてドライエッチング法によって半導体層２０３を形成した（図２（Ｂ））。
In this example, an amorphous silicon film having a thickness of 50 nm was formed by plasma CVD. Thereafter, a solution containing nickel is held on the amorphous silicon film, and after dehydrogenation (500 ° C., 1 hour) is performed on the amorphous silicon film, thermal crystallization (550 ° C., 4 hours) is performed. A crystalline silicon film was formed. After that, the resist 205 discharged from the
なお、レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を作製する場合のレーザーは、連続発振またはパルス発振の気体レーザー又は固体レーザーを用いれば良い。前者の気体レーザーとしては、エキシマレーザー等が挙げられ、後者の固体レーザーとしては、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ー等が挙げられる。なお非晶質半導体膜の結晶化に際し、大粒径に結晶を得るためには、連続発振が可能な固体レーザーを用い、基本波の第２〜第４高調波を適用するのが好ましい。上記レーザーを用いる場合には、レーザー発振器から放射されたレーザービームを光学系で線状に集光して、半導体膜に照射すると良い。 Note that as a laser for forming a crystalline semiconductor film by a laser crystallization method, a continuous wave or pulsed gas laser or solid laser may be used. Examples of the former gas laser include an excimer laser, and examples of the latter solid laser include a laser using a crystal such as YAG or YVO 4 doped with Cr, Nd, or the like. In order to obtain a crystal with a large grain size when the amorphous semiconductor film is crystallized, it is preferable to use a solid-state laser capable of continuous oscillation and apply the second to fourth harmonics of the fundamental wave. In the case of using the above laser, the semiconductor film may be irradiated with a laser beam emitted from a laser oscillator in a linear shape by an optical system.
但し、本実施例では、結晶化を助長する金属元素を用いて非晶質珪素膜の結晶化を行ったため、前記金属元素が結晶質珪素膜中に残留している。そのため、前記結晶質珪素膜上に５０〜１００nmの非晶質珪素膜を形成し、加熱処理（ＲＴＡ法、ファーネスアニール炉を用いた熱アニール等）を行って、該非晶質珪素膜中に前記金属元素を拡散させ、前記非晶質珪素膜は加熱処理後にエッチングを行って除去する。その結果、前記結晶質珪素膜中の金属元素の含有量を低減または除去することができる。また半導体層２０３を形成後、ＴＦＴのしきい値を制御するために微量な不純物元素（ボロン）のドーピング（チャネルドーピング）を行ってもよい。
However, in this embodiment, since the amorphous silicon film was crystallized using a metal element that promotes crystallization, the metal element remains in the crystalline silicon film. Therefore, an amorphous silicon film having a thickness of 50 to 100 nm is formed on the crystalline silicon film, and heat treatment (RTA method, thermal annealing using a furnace annealing furnace, etc.) is performed, and the amorphous silicon film Metal elements are diffused, and the amorphous silicon film is removed by etching after the heat treatment. As a result, the content of the metal element in the crystalline silicon film can be reduced or removed. In addition, after forming the
次いで、半導体層２０３を覆うゲート絶縁膜２０６を形成する。ゲート絶縁膜２０６はプラズマＣＶＤ法やスパッタ法を用いて、膜厚を４０〜１５０nmとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、ゲート絶縁膜としてプラズマＣＶＤ法により酸化窒化珪素膜を１１５nmの厚さに形成した。
続いて、インクジェット方式により、減圧又は真空中で第１の導電層（ゲート配線、ゲート電極、キャパシタ電極）２０７を形成する（図２（Ｃ））。このときの、斜視図を図０７に示す。
Next, a
Subsequently, a first conductive layer (gate wiring, gate electrode, capacitor electrode) 207 is formed by an inkjet method in reduced pressure or in vacuum (FIG. 2C). A perspective view at this time is shown in FIG.
図０７において、４０１は基板、４０２は水平走査駆動回路、４０３は垂直走査駆動回路、４０４はインクヘッド、である。インクヘッド４０４は、１個又は複数個用いて、上下左右に基板４０１の表面とを平行に走査することで、溶液塗布が行われる。本構成により、所望の箇所のみに配線を塗布することができる。
In FIG. 07, 401 is a substrate, 402 is a horizontal scanning drive circuit, 403 is a vertical scanning drive circuit, and 404 is an ink head. One or a plurality of ink heads 404 are used, and solution coating is performed by scanning the surface of the
図０７には、３つのノズルを有するインクヘッドを示したが、１個のノズルを有するインクヘッドを用いてもよい。また、ノズル径の異なるインクヘッドを複数用意し、用途に応じて、ノズル径の異なるインクヘッドを使い分けてもよい。なお、通常のインクヘッドのノズル径は５０〜１００μｍであり、このノズル径にも依存するが、スループットを考慮して、一度の走査で形成できるようにするために、一行又は一列と同じ長さになるように、複数のノズルを並列に配置してもよい。また、任意の個数のノズルを配置して、複数回走査しても構わないし、また同じ箇所を複数回走査することで重ね塗りをしてもよい。さらに、インクヘッド４０４を走査することが好ましいが、基板４０１を移動させても構わない。なお、基板４０１とインクヘッド４０４との距離は、所望の箇所に滴下するために、できるだけ近づけておくことが好ましく、具体的には、０．１〜２ミリ程度が好ましい。
Although an ink head having three nozzles is shown in FIG. 07, an ink head having one nozzle may be used. Alternatively, a plurality of ink heads having different nozzle diameters may be prepared, and ink heads having different nozzle diameters may be used properly according to the application. In addition, the nozzle diameter of a normal ink head is 50 to 100 μm and depends on the nozzle diameter, but considering the throughput, in order to be able to form by one scanning, the same length as one row or one column A plurality of nozzles may be arranged in parallel so that Further, an arbitrary number of nozzles may be arranged and scanned a plurality of times, or the same portion may be scanned a plurality of times and overcoated. Further, although it is preferable to scan the
インクヘッドから１回に吐出する組成物の量は１０〜７０ｐｌ、粘度は１００ｃｐ以下、粒径０．１μｍ以下が好ましい。これは、乾燥が起こることを防ぎ、また粘度が高すぎると、吐出口から組成物を円滑に吐出できなくなったりするためである。用いる溶媒や、用途に合わせて組成物の粘度、表面張力、乾燥速度などは適宜調節する。またインクヘッドから吐出される組成物は、基板上で連続して滴下して線状又はストライプ状に形成することが好ましい。しかし、例えば１ドット毎などの所定の箇所毎に滴下してもよい。 The amount of the composition ejected from the ink head at one time is preferably 10 to 70 pl, the viscosity is 100 cp or less, and the particle size is 0.1 μm or less. This is because drying is prevented and the composition cannot be smoothly discharged from the discharge port if the viscosity is too high. The viscosity, surface tension, drying rate and the like of the composition are adjusted as appropriate according to the solvent used and the application. Moreover, it is preferable that the composition discharged from the ink head is continuously dropped on the substrate to form a linear shape or a stripe shape. However, it may be dropped at predetermined locations such as every dot.
インクヘッドから吐出する組成物は、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、Ｎｄ（ネオジム）から選択された元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料、ＡｇＰｄＣｕ合金などから適宜選択された導電性の材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。溶媒には、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などを用いる。溶媒の濃度は、導電性材料の種類などに適宜決定するとよい。 The composition ejected from the ink head is selected from tantalum (Ta), tungsten (W), titanium (Ti), molybdenum (Mo), aluminum (Al), copper (Cu), chromium (Cr), and Nd (neodymium). Or a conductive material appropriately selected from an alloy material or a compound material containing the above element as a main component, an AgPdCu alloy, or the like is used. As the solvent, esters such as butyl acetate and ethyl acetate, alcohols such as isopropyl alcohol and ethyl alcohol, and organic solvents such as methyl ethyl ketone and acetone are used. The concentration of the solvent may be appropriately determined depending on the type of conductive material.
また、インクヘッドから吐出する組成物として、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）を粒径１０ｎｍ以下で分散させた超微粒子（ナノメタル粒子）を用いてもよい。このように、粒径の微細な粒子を溶媒に分散又は溶解した組成物を用いると、ノズルの目詰まりという問題を解決することができる。なお、インクジェット方式を用いる本発明では、組成物の構成材料の粒径は、ノズルの粒径よりも小さいことが必要となる。また、ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸（PEDT/PSS）水溶液などの導電性ポリマー（導電性高分子）を用いてもよい。 Further, as a composition ejected from the ink head, ultrafine particles (nanometal particles) in which silver (Ag), gold (Au), and platinum (Pt) are dispersed with a particle diameter of 10 nm or less may be used. As described above, when a composition in which fine particles having a small particle size are dispersed or dissolved in a solvent is used, the problem of nozzle clogging can be solved. In the present invention using the ink jet method, the particle size of the constituent material of the composition needs to be smaller than the particle size of the nozzle. Alternatively, a conductive polymer (conductive polymer) such as a polyethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonic acid (PEDT / PSS) aqueous solution may be used.
また、銀または銅といった低抵抗金属を配線材料として用いると、配線抵抗の低抵抗化を図ることができるため、大型の基板を用いる場合に好ましい。しかも、これらの金属材料は通常のドライエッチング法によって加工することが難しいため、インクジェット法で直接パターニングを行うことは、極めて効果的である。但し、例えば銅などの場合には、トランジスタの電気的特性に悪影響を及ぼさないようにするために、拡散を防ぐバリア性の導電膜を設けることが好ましい。バリア性の導電膜により、トランジスタが有する半導体に銅が拡散することなく、配線を形成することができる。このバリア性の導電膜としては、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）又は窒化タングステン（ＷＮ）から選ばれた一種又は複数種の積層膜を用いることができる。また、銅は酸化しやすいため、配線材料として用いる際には、酸化防止剤などを併用することが好ましい。 In addition, when a low-resistance metal such as silver or copper is used as a wiring material, the wiring resistance can be reduced, which is preferable when a large substrate is used. Moreover, since it is difficult to process these metal materials by a normal dry etching method, it is extremely effective to perform patterning directly by the ink jet method. However, in the case of copper, for example, it is preferable to provide a barrier conductive film that prevents diffusion in order not to adversely affect the electrical characteristics of the transistor. With the barrier conductive film, a wiring can be formed without diffusion of copper into a semiconductor included in the transistor. As the barrier conductive film, one or more kinds of laminated films selected from tantalum nitride (TaN), titanium nitride (TiN), and tungsten nitride (WN) can be used. Also, since copper is easily oxidized, it is preferable to use an antioxidant together when used as a wiring material.
その後、第１の導電層が形成された基板に常圧または減圧、あるいは真空中で、１５０〜３００度の範囲で加熱処理を施すことで、その溶媒を揮発させて、その組成物密度を向上させて、抵抗値が低くなるようにする。但し、インクヘッド２０４から吐出する組成物における溶媒は、基板に滴下後に揮発するものが適している。特にトルエンなどの揮発性の高い溶媒を用いると、組成物を基板に滴下後、揮発する。そのような場合には、加熱処理の工程は削除しても構わない。しかし、組成物の溶媒は特に限定されず、滴下後に揮発する溶媒を用いた場合であっても、加熱処理を施すことで、その組成物密度を向上させて、所望の抵抗値になるようにしてもよい。またこの加熱処理は、インクジェット方式により薄膜を形成した毎に行ってもよいし、任意の工程毎に行ってもよいし、全ての工程が終了した後に一括して行ってもよい。
Thereafter, the substrate on which the first conductive layer is formed is subjected to heat treatment in the range of 150 to 300 degrees at normal pressure, reduced pressure, or vacuum, thereby volatilizing the solvent and improving the composition density. To reduce the resistance value. However, as the solvent in the composition discharged from the
加熱処理は、加熱源にハロゲンなどのランプを用いて、直接基板を高速加熱するランプアニール装置や、レーザー光を照射するレーザー照射装置を用いる。両者とも加熱源を走査することで、所望の箇所のみに加熱処理を施すことができる。その他の方法として、所定の温度に設定されたファーネスアニール炉を用いてもよい。但し、ランプを用いる場合には、加熱処理を行う薄膜の組成を破壊せず、加熱のみを可能とする波長の光であり、例えば、４００ｎｍよりも波長の長い光、即ち赤外光以上の波長の光が好ましい。取り扱いの面からは、遠赤外線（代表的な波長は４〜２５μｍ）を用いることが好ましい。またレーザー光を用いる場合、レーザー発振装置から発振されるレーザー光の基板におけるビームスポットの形状は、列又は行の長さと同じ長さになるように線状に成形することが好ましい。そうすると、一度の走査でレーザー照射を終了させることができる。本実施例では、加熱処理として、線状に成形したビームスポットを照射して行った。 The heat treatment uses a lamp annealing apparatus that directly heats the substrate at high speed using a lamp such as halogen as a heating source, or a laser irradiation apparatus that irradiates laser light. In both cases, the heat treatment can be performed only on a desired portion by scanning the heat source. As another method, a furnace annealing furnace set at a predetermined temperature may be used. However, in the case of using a lamp, it is light having a wavelength that enables heating only without destroying the composition of the thin film to be heat-treated, for example, light having a wavelength longer than 400 nm, that is, a wavelength longer than infrared light Are preferred. From the viewpoint of handling, it is preferable to use far infrared rays (typical wavelength is 4 to 25 μm). In the case of using laser light, the shape of the beam spot on the substrate of the laser light oscillated from the laser oscillation device is preferably linearly formed so as to have the same length as the column or row. If it does so, laser irradiation can be completed by one scan. In this embodiment, the heat treatment was performed by irradiating a beam spot formed in a linear shape.
続いて、ゲート電極２０７をマスクとして、半導体層２０３に、Ｎ型又はＰ型を付与する不純物元素を添加するドーピング処理を行う。本実施例では、半導体層２０３にＮ型を付与する不純物元素を添加し、半導体層２０３にＰ型を付与する不純物元素を添加して、不純物領域を形成した。同時に、不純物元素が全く添加されない領域又は微量の不純物元素が添加された領域（チャネル形成領域と総称）を形成した。さらに、ゲート電極２０５をマスクとして、ゲート絶縁膜の一部をエッチング除去し、不純物領域の半導体層表面を露出させる（図２（Ｃ））。
Subsequently, doping treatment for adding an impurity element imparting N-type or P-type to the
この後、一旦全面に厚い導電体膜２０８を堆積し、導電体膜上の所望の特定領域にインクジェット法によってレジストパターン２０９を形成する。導電体膜としては、Al, Ti, TiN等の金属、或いは炭素や導電性の有機材料なども適宜用いることができる。また、レジストパターン２０９の材料としては、通常の有機材料の代わりにＳｉＯ2のような無機材料や金属材料を用いることも可能である。特に、金属材料を用いれば、後述するピラーの加工後に除去せずそのまま用いることが出来る。金属材料はピラーをエッチング加工する際に選択性を有するものであれば適用することが可能である。例えば一般にドライエッチングされにくいＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｔ等の貴金属も用いることが可能である（図２（Ｄ））。
Thereafter, a
引き続き、レジストパターン２０９をマスクとして、異方性ドライエッチングによって導電体ピラー２１０を形成する。そして、絶縁膜からなる第１の層間絶縁膜２１１を形成する。第１の層間絶縁膜２１１としては、プラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法を用い、厚さを５０〜２００nmとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、第１の層間絶縁膜２１１として、プラズマＣＶＤ法により膜厚１００nmの酸化窒化珪素膜を形成した。
Subsequently, the
次いで、第１の層間絶縁膜２１１上に、第２の層間絶縁膜２１２を形成する。第２の層間絶縁膜２１２としては、ＣＶＤ法によって形成された酸化珪素膜、ＳＯＧ（Spin On Glass）法又はスピンコート法によって塗布された酸化珪素膜、アクリル等の有機絶縁膜又は非感光性の有機絶縁膜が０．７〜５μｍの厚さで形成する。本実施例では、ＣＶＤ法で膜厚１.６μmのアクリル膜を形成した。なお第２の層間絶縁膜２１２は、基板２００上に形成されたＴＦＴによる凹凸を緩和し、平坦化する意味合いが強いので、平坦性に優れた膜が好ましい。さらに、第３の層間絶縁膜２１３となる窒化珪素膜を０．１μｍの厚さで形成する。
Next, a second
この後、第３の層間絶縁膜（窒化珪素膜）２１３、第２の層間絶縁膜（アクリル膜）２１２、第１の層間絶縁膜（酸化珪素膜）２１１を順次エッチバックすることによって、前記導電体ピラー２１０の頂部を露出させる。しかる後、インクジェット方式により、第２の導電層（ソース配線、ドレイン配線）２１４を前記導電体ピラー２１０に接するように形成する。このときの断面図を図３（Ａ）に示す。
Thereafter, the third interlayer insulating film (silicon nitride film) 213, the second interlayer insulating film (acrylic film) 212, and the first interlayer insulating film (silicon oxide film) 211 are sequentially etched back, thereby the conductive layer. The top of the
インクヘッドから吐出する組成物は、第１の導電層と同様に、導電性の材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いて、単層又は積層構造で作成する。なお、第２の導電層を形成する場合には、吐出する組成物の粘度を最適な値に設定することが必要である。本実施例では、第２の導電層２１４を３層構造として、１層目をチタン、２層目を銀とした。続いて、加熱処理を行う。ここまでの工程により、絶縁表面を有する基板２０１上にトランジスタを形成することができた。
The composition ejected from the ink head is formed in a single layer or a laminated structure using a material obtained by dissolving or dispersing a conductive material in a solvent, similarly to the first conductive layer. When forming the second conductive layer, it is necessary to set the viscosity of the composition to be discharged to an optimum value. In this embodiment, the second
続いて、全面に第２の導電層２１４と電気的に接続されるように、透明導電体からなる画素電極２１５を形成する（図３（Ｂ））。画素電極２１５には、一例として、酸化インジウムと酸化スズの化合物（ＩＴＯ）、酸化インジウムと酸化亜鉛の化合物、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム、窒化チタンなどが挙げられる。本実施例では画素電極２１５として、インクジェット法で、０．１μｍの厚さでＩＴＯ膜を形成した（図３（Ｂ））。
Subsequently, a
以上、画素部においてはソース配線と、画素部のＴＦＴ及び保持容量と、端子部で構成されたアクティブマトリクス基板を作製することができる。
この後、共通電極２１６、カラーフィルタ２１７、ブラックマトリックス２１８などが形成された対向基板２１９と貼り合わせる。そして所定の方法で液晶２２０を注入し、液晶表示装置を完成する。（図３（Ｃ））。なお、ここでは、バックライト等の取り付け工程は省略した。
以上、本発明の第１の実施例について、アクティブマトリックス型の液晶表示装置について説明したが、本実施実施例に限定されることなく、本発明の趣旨に基づき適用が可能となる。例えば、実施例２で示すように、アクティブマトリックス型有機ＥＬ表示装置の場合についても同様に適用することが可能である。また、本発明例で取り上げた材料、形成方法に関しても、本発明の趣旨に則り適宜選択して用いることが可能である。
As described above, an active matrix substrate including a source wiring, a TFT and a storage capacitor of the pixel portion, and a terminal portion can be manufactured in the pixel portion.
After that, it is bonded to the
As described above, the active matrix type liquid crystal display device has been described with respect to the first embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this embodiment, and can be applied based on the gist of the present invention. For example, as shown in the second embodiment, the present invention can be similarly applied to an active matrix organic EL display device. Further, the materials and forming methods taken up in the examples of the present invention can be appropriately selected and used in accordance with the gist of the present invention.
本発明の第二の実施例について、図４〜６を用いて詳細に説明する。本発明においては、従来のフォトリソグラフィ法を用いたパターニング処理を全く用いずに、インクジェット法を用いたパターニング処理によって、ＥＬ表示装置を作成している。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例の記載内容に限定して解釈されるものではない。尚、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いることとする。ここでは、本発明を用いて、Ｎチャネル型ＴＦＴ（スイッチ用）と２つのＰチャネル型ＴＦＴ（駆動用）を同一基板上に形成するＥＬ表示装置の作製工程について説明する。 A second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In the present invention, an EL display device is formed by patterning using an inkjet method without using any patterning using a conventional photolithography method. However, the present invention is not limited to the following description, and it will be easily understood by those skilled in the art that various details can be changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the following examples. Note that in the structure of the present invention described below, the same reference numerals are used in common in different drawings. Here, a manufacturing process of an EL display device in which an N-channel TFT (for switching) and two P-channel TFTs (for driving) are formed over the same substrate using the present invention will be described.
基板３０１には、ガラス基板、プラスチック基板に代表される可撓性基板など、本工程の処理温度に耐えうる基板を用いる（図４（Ａ））。本実施例ではガラス基板を用いた。続いて基板３０１上に、絶縁膜から成る下地膜３０２を形成する。下地膜３０２は単層又は積層構造のいずれでもよく、本実施例では、２層構造として、スパッタリング法を用い、１層目として窒化酸化珪素膜を５０ｎｍ、２層目として酸化窒化珪素膜を５０ｎｍの厚さに形成し、その後ＣＭＰ法などの方法により表面を平坦化した（図４（Ａ））。
As the
次いで、下地膜３０２上に半導体層３０３を形成する。半導体層３０３は、まず公知の方法（スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）により２５〜８０nmの厚さで半導体膜を成膜する。次いで前記半導体膜を公知の結晶化法（レーザー結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法等）を用いて結晶化させる。そして、得られた結晶質半導体膜を所望の形状にパターニングして半導体層３０３を形成する。なお前記半導体膜としては、非晶質半導体膜、微結晶半導体膜、結晶質半導体膜又は非晶質珪素ゲルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜などを用いても良い。
Next, a
第一の実施例と同様にして、プラズマＣＶＤ法を用いて、膜厚５０nmの非晶質珪素膜を成膜した。その後、ニッケルを含む溶液を非晶質珪素膜上に保持させ、この非晶質珪素膜に脱水素化（５００℃、１時間）を行った後、熱結晶化（５５０℃、４時間）を行って結晶質珪素膜を形成した。その後、インクジェット方式によってインクジェットノズル３０４より吐出したレジスト３０５のパターニングを行い、ここでパターニングしたレジスト３０５をマスクとしてドライエッチング法によって半導体層３０３を形成した（図４（Ｂ））
続いて、ゲート絶縁膜３０６を形成する。ゲート絶縁膜３０６はプラズマＣＶＤ法により酸化窒化珪素膜を１１５nmの厚さに形成した（図４（Ｃ））。
In the same manner as in the first example, an amorphous silicon film having a thickness of 50 nm was formed by plasma CVD. Thereafter, a solution containing nickel is held on the amorphous silicon film, and after dehydrogenation (500 ° C., 1 hour) is performed on the amorphous silicon film, thermal crystallization (550 ° C., 4 hours) is performed. A crystalline silicon film was formed. After that, the resist 305 discharged from the
Subsequently, a
続いて、インクジェット方式により、減圧又は真空中で第１の導電層（ゲート配線、ゲート電極）３０７を形成する。（図４（Ｄ）） Subsequently, a first conductive layer (gate wiring, gate electrode) 307 is formed by reduced pressure or vacuum by an inkjet method. (Fig. 4 (D))
その後、第１の導電層が形成された基板に常圧または減圧、あるいは真空中で、１５０〜３００度の範囲で加熱処理を施すことで、その溶媒を揮発させ良好な導電特性を得る。但し、インクヘッドノズル３０４から吐出する組成物における溶媒は、基板に滴下後に揮発するものが適している。特にトルエンなどの揮発性の高い溶媒を用いると、組成物を基板に滴下後、揮発する。そのような場合には、加熱処理の工程は削除しても構わない。しかし、組成物の溶媒は特に限定されず、滴下後に揮発する溶媒を用いた場合であっても、加熱処理を施すことで、その組成物の粘度を低下させて、所望の粘度になるようにしてもよい。またこの加熱処理は、インクジェット方式により薄膜を形成した毎に行ってもよいし、任意の工程毎に行ってもよいし、全ての工程が終了した後に一括して行ってもよい。
Thereafter, the substrate on which the first conductive layer is formed is subjected to heat treatment in the range of 150 to 300 degrees under normal pressure, reduced pressure, or vacuum, whereby the solvent is volatilized to obtain good conductive characteristics. However, as the solvent in the composition discharged from the
さらに、ゲート電極３０７をマスクとして、半導体層３０３に、Ｎ型又はＰ型を付与する不純物元素を添加するドーピング処理を行う。本実施例では、半導体層３０３にＮ型を付与する不純物元素を添加し、半導体層３０３にＰ型を付与する不純物元素を添加して、不純物領域を形成した。同時に、不純物元素が全く添加されない領域又は微量の不純物元素が添加された領域（チャネル形成領域と総称）を形成した。さらに、ゲート電極３０７をマスクとして、ゲート絶縁膜の一部をエッチング除去し、不純物領域の半導体層３０３の表面を露出させる。
Further, doping treatment for adding an impurity element imparting N-type or P-type to the
この後、一旦全面に厚い導電体膜３０８を堆積し、導電体膜３０８上の所望の特定領域にインクジェット法によってレジストパターン３０９を形成する。導電体膜３０８としては、Al, Ti, TiN等の金属、或いは炭素や導電性の有機材料なども適宜用いることができる。（図５（Ａ））
Thereafter, a
引き続き、レジストパターン３０９をマスクとして、異方性ドライエッチングによって導電体ピラー３１０を形成する。そして、絶縁膜からなる第１の層間絶縁膜３１１を形成する（図５（Ｂ））。第１の層間絶縁膜３１１としては、プラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法を用い、厚さを５０〜２００nmとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により膜厚１００nmの酸化窒化珪素膜を形成した。
Subsequently, the
続いて、第１の層間絶縁膜（酸化窒化珪素膜）３１１上に、第２の層間絶縁膜３１２を形成する。第２の層間絶縁膜３１２としては、ＣＶＤ法によって形成された酸化珪素膜、ＳＯＧ（Spin On Glass）法又はスピンコート法によって塗布された酸化珪素膜、アクリル等の有機絶縁膜又は非感光性の有機絶縁膜が０．７〜５μｍの厚さで形成する。本実施例では、ＣＶＤ法で膜厚１.６μmのアクリル膜を形成した。なお第２の層間絶縁膜３１２は、基板３０１上に形成されたＴＦＴによる凹凸を緩和し、平坦化する意味合いが強いので、平坦性に優れた膜が好ましい。（図５（Ｂ））
Subsequently, a second
第１乃至第３層間絶縁膜３１１、３１２、３１５をそれぞれ設けることにより、酸素や空気中の水分をはじめ各種イオン性の不純物の侵入を阻止するブロッキング作用を得ることができる。
By providing the first to third
この後、第２の層間絶縁膜（アクリル膜）３１２、および第１の層間絶縁膜（酸化窒化珪素膜）３１１を順次エッチバックすることによって、導電体ピラー３１０の頂部を露出させる。しかる後、インクジェット方式により、第２の導電層（ソース配線、ドレイン配線）３１３を導電体ピラー３１０に接するように形成する。このときの断面図を図５（Ｃ）に示す。
Thereafter, the second interlayer insulating film (acrylic film) 312 and the first interlayer insulating film (silicon oxynitride film) 311 are sequentially etched back to expose the top portion of the
インクヘッドから吐出する組成物は、第１の導電層と同様に、導電性の材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いて、単層又は積層構造で作成する。本実施例では、第２の導電層３１３を２層構造として、１層目をチタン、２層目をＣｕとした。続いて、加熱処理を行う。
The composition ejected from the ink head is formed in a single layer or a laminated structure using a material obtained by dissolving or dispersing a conductive material in a solvent, similarly to the first conductive layer. In this embodiment, the second
この後、さらに同様にして一旦全面に厚い導電体膜を堆積し、この導電体層上の所望の特定領域にインクジェット法によってレジストパターンを形成した後、ここで形成したレジストパターンをマスクとして、異方性ドライエッチングによって導電体ピラー３１４を形成する。同様にして、導電体膜としては、Al, Ti, TiN等の金属、或いは炭素や導電性の有機材料なども適宜用いることができる。また、この場合のレジストの材料としても、通常の有機材料の代わりにＳｉＯ2のような無機材料や金属材料を用いることも可能である。特に、金属材料を用いれば、後述する導電体ピラーの加工後に除去せずそのまま用いることが出来る。金属材料はピラーをエッチング加工する際に選択性を有するものであれば適用することが可能である。例えば一般にドライエッチングされにくいＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｔ等の貴金属も用いることが可能である。
Thereafter, in the same manner, a thick conductor film is once deposited on the entire surface, a resist pattern is formed on a desired specific region on the conductor layer by an ink jet method, and the resist pattern formed here is used as a mask.
続いて、全面に第３の層間絶縁膜３１６を形成する。第３の層間絶縁膜３１６は、スパッタリング法で、窒化珪素膜または窒化酸化珪素膜を０．１〜０．２μｍの厚さで形成する。本実施例では、第３の層間絶縁膜３１６として、窒化珪素膜をスパッタリング法を用いて０．１μｍの厚さに形成した。第３の層間絶縁膜３１６を設けることにより、酸素や空気中の水分をはじめ各種イオン性の不純物の侵入を阻止するブロッキング作用を得ることができる。さらに、全面に、第４の層間絶縁膜３１５を形成する。第４の層間絶縁膜３１５としては、ＣＶＤ法によって形成された酸化珪素膜、ＳＯＧ（Spin On Glass）法又はスピンコート法によって塗布された酸化珪素膜、アクリル等の有機絶縁膜又は非感光性の有機絶縁膜を０．７〜５μｍの厚さで形成する。本実施例では、スピンコート法で膜厚１.６μmのアクリル膜を形成した。なお第４の層間絶縁膜３１５は、平坦性に優れた膜であればよく、アクリル膜以外にもシロキサン（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、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一種を有する物質が含まれる物質）、TOF膜、無機層間絶縁膜、low-k（低誘電率）材料を用いた膜などを用いることができる。
Subsequently, a third
この後、第４の層間絶縁膜（アクリル膜）３１５、および第３の層間絶縁膜（窒化珪素膜）３１６を順次エッチバックすることによって、導電体ピラー３１４の頂部を露出させる。このときの断面図を図５（Ｄ）に示す。
Thereafter, the top portion of the
しかる後、インクジェット方式により、第３の導電層（ソース配線、ドレイン配線）３１７を導電体ピラー３１４に接するように形成する。
Thereafter, a third conductive layer (source wiring, drain wiring) 317 is formed in contact with the
続いて、全面に駆動用ＴＦＴの配線と電気的に接続されるように、透明導電体からなる第１の画素電極３１８を形成する（図６（Ａ））。第１の画素電極３１８としては、仕事関数の大きい材料を用いて作製することが望ましく、一例としては、酸化インジウムと酸化スズの化合物（ＩＴＯ）、酸化インジウムと酸化亜鉛の化合物、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム、窒化チタンなどが挙げられる。本実施例では第１の画素電極３１８として、インクジェット法で、０．１μｍの厚さでＩＴＯ膜を形成する。（図６（Ａ））
Subsequently, a
しかる後、有機ＥＬによる発光素子の形成工程に入ることになる。第１の画素電極３１８の端面を覆うように絶縁膜を形成する。絶縁膜を形成する材料は特に限定されず、無機又は有機の材料で形成することができる。この後、発光層となる有機ＥＬを含む領域を形成することになるが、第１の画素電極３１８と接するように発光層３２０を減圧又は真空中で順次形成する（図６（Ｂ））。発光層３２０の材料は特に限定されるものではないが、カラー表示を行う場合には、赤、緑、青の各色の材料を用いる。ついで、第２の画素電極（陰極）３２１を減圧又は真空中で蒸着法により形成する（図６（Ｃ））。
Thereafter, a process for forming a light emitting element by organic EL is started. An insulating film is formed so as to cover the end face of the
第２の画素電極（陰極）３２１は、仕事関数の小さい金属（リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、セシウム（Ｃｓ））を含む薄膜、Ｌｉ、Ｍｇ等を含む薄膜上に積層した透明導電膜との積層膜で形成する。膜厚は陰極として作用するように適宜設定すればよいが、０．０１〜１μｍ程度の厚さで形成する。本実施例では、第２の画素電極３２１としてアルミニウムとリチウムの合金膜（Ａｌ-Ｌｉ）を０．１μｍの厚さで形成した。なお第２の画素電極３２１は、全面に成膜する。
The second pixel electrode (cathode) 321 is a transparent conductive film stacked on a thin film containing a metal having a low work function (lithium (Li), magnesium (Mg), cesium (Cs)), or a thin film containing Li, Mg, or the like. And a laminated film. The film thickness may be appropriately set so as to act as a cathode, but is formed with a thickness of about 0.01 to 1 μm. In this embodiment, an aluminum-lithium alloy film (Al—Li) is formed to a thickness of 0.1 μm as the
陰極として良く用いられる金属膜は、周期律表の１族若しくは２族に属する元素を含む金属膜であるが、これらの金属膜は酸化しやすいので表面を保護しておくことが望ましい。また、必要な膜厚も薄いため、抵抗率の低い導電膜を補助的に設けて陰極の抵抗を下げ、加えて陰極の保護を図るとよい。抵抗率の低い導電膜としてはアルミニウム、銅又は銀を主成分とする金属膜が用いられる。 A metal film often used as a cathode is a metal film containing an element belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table. However, since these metal films are easily oxidized, it is desirable to protect the surface. In addition, since the necessary film thickness is thin, it is preferable to provide a conductive film having a low resistivity to lower the resistance of the cathode and to protect the cathode. As the conductive film having a low resistivity, a metal film containing aluminum, copper, or silver as a main component is used.
発光層３２０と第２の画素電極３２１の形成は、インクヘッドノズル３０４から吐出される組成物の変更、又は組成物が充填されたインクヘッドノズル３０４の変更により実現する。この場合、大気開放されることなく行うことができるため、水分などに弱い発光素子の高信頼性につながる。吐出された組成物の粘度を所望の値（５０ｃｐ以下）とするために、１５０〜３００度の範囲で加熱処理を行う。
The formation of the
これまでの工程において形成された、第１の画素電極３１８、発光層３２０及び第２の電極３２１の積層体が発光素子、すなわち画素部に相当する。第１の画素電極３２１は陽極、第２の画素電極３２１は陰極に相当する。発光素子の励起状態には一重項励起と三重項励起があるが、発光はどちらの励起状態を経てもよい。
A stacked body of the
本実施例では、発光素子から発せられる光を基板３０１側（底面）側から取り出す、所謂下面出射を行う場合を示した。しかし、基板３０１の表面から光を取り出す、所謂上面出射を行うようにしてもよい。その場合、第１の画素電極３１８を陰極、第２の画素電極３２１を陽極に相当するように形成し、さらに第２の画素電極３２１は透明材料で形成するとよい。また、駆動用ＴＦＴはＮチャネル型ＴＦＴで形成することが好ましい。なお、駆動用ＴＦＴの導電型は適宜変更しても構わないが、容量素子は該駆動用ＴＦＴのゲート・ソース間電圧を保持するように配置する。なお本実施例では、発光素子を用いた表示装置の場合を例示したが、液晶素子を用いた液晶表示装置やその他の表示装置に本発明を適用してもよい。
In this embodiment, the case where so-called bottom emission is performed in which light emitted from the light emitting element is extracted from the
上記構成を有する本発明は、基板の大型化に対応可能で、スループットや材料の利用効率を向上させた配線、導電層及び表示装置の作製方法を提供することができる。 The present invention having the above structure can provide a method for manufacturing a wiring, a conductive layer, and a display device that can cope with an increase in the size of a substrate and has improved throughput and material utilization efficiency.
本実施例では、実施例２で形成した発光素子を有する、発光表示モジュールの断面図を、図８を用いて示す。 In this example, a cross-sectional view of a light-emitting display module including the light-emitting element formed in Example 2 is shown with reference to FIG.
図８（Ａ）は、アクティブマトリクス基板８０１と対向基板８０２とが、シール剤８００により固着された発光表示モジュールの断面を示しており、これらの間には画素部８０３とが設けられ表示領域を形成している。
FIG. 8A shows a cross section of a light-emitting display module in which an
対向基板８０２と、画素部８０３との間には、空間８０４が形成される。空間８０４には、不活性ガス、例えば窒素ガスを充填したり、吸水性の高い材料を有する透光性樹脂を形成して、さらに水分や酸素の侵入の防止を高めることができる。また透光性を有し、吸水性の高い樹脂を形成してもよい。透光性を有する樹脂により、発光素子からの光が第２の基板側へ出射される場合であっても、透過率を低減することなく形成することができる。
A
また、コントランスを高めるため、モジュールの少なくとも画素部に偏光板、又は円偏光板（偏光板、１／４λ板及び１／２λ板）を備えるとよい。対向基板８０２側から表示を認識する場合、封止基板側から順に、１／４λ板及び１／２λ板８０５、偏光板８０６を設けるとよい。さらに偏光板上に反射防止膜を設けてもよい。
In order to increase the contrast, at least the pixel portion of the module may be provided with a polarizing plate or a circular polarizing plate (a polarizing plate, a 1 / 4λ plate and a 1 / 2λ plate). In the case where the display is recognized from the
また、対向基板８０２及びアクティブマトリクス基板８０１の両方から表示を認識する場合、アクティブマトリクス基板の表面にも同様に、１／４λ板及び１／２λ板、偏光板を設けるとよい。
In addition, in the case where display is recognized from both the
アクティブマトリクス基板８０１に設けられた接続端子８０８には、ＦＰＣ８０９を介して配線基板８１０が接続されている。ＦＰＣ又は接続配線には画素駆動回路（ＩＣチップ、ドライバＩＣ等）８１１が設けられ、配線基板８１０には、コントロール回路や電源回路などの外部回路８１２が組み込まれている。
A
また、図８（Ｂ）に示すように、画素部８０３と偏光板の間、又は画素部と円偏光板の間に着色層８０７を設けることができる。この場合、画素部に白色発光が可能な発光素子を設け、ＲＧＢを示す着色層を別途設けることでフルカラー表示することができる。また、画素部に青色発光が可能な発光素子を設け、色変換層などを別途設けることによってフルカラー表示することができる。また、各画素部、赤色、緑色、青色の発光を示す発光素子を形成し、且つ着色層を用いることもできる。このような表示モジュールは、各ＲＢＧの色純度が高く、高精細な表示が可能となる。
In addition, as illustrated in FIG. 8B, a
図８（Ｃ）においては、図８（Ａ）と異なり、対向基板を用いずフィルム又は樹脂等の保護膜８２１を用いてアクティブマトリクス基板及び発光素子を封止する場合を示す。画素部８０３の第２の画素電極を覆って、保護膜８２１が設けられている。第２の保護膜として、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、又はシリコーン樹脂等の有機材料を用いることができる。また第２の保護膜は、液滴吐出法によりポリマー材料を滴下して形成してもよい。本実施の形態では、ディスペンサを用いてエポキシ樹脂を吐出し、乾燥させる。さらに保護膜上に、対向基板を設けてもよい。その他の構成は、図８（Ａ）と同様である。
FIG. 8C shows a case where the active matrix substrate and the light-emitting element are sealed using a
このように対向基板を用いず封止すると、表示装置の軽量化、小型化、薄膜化を向上させることができる。 When sealing is performed without using the counter substrate in this manner, the weight, size, and thickness of the display device can be improved.
本実施例のモジュールは、配線基板８１０がＦＰＣ８０９を用いて実装されているが、必ずしもこの構成に限定されない。ＣＯＧ(Chip on Glass)方式を用い、画素駆動回路８１１、外部回路８１２を直接基板上に実装させるようにしてもよい。
In the module of this embodiment, the
なお、本発明の実施の形態及び他の実施例のいずれも本実施例に適応することができる。また、本実施例では、表示モジュールとして発光表示モジュールの例を示したが、これに限られるものではなく、液晶表示モジュール、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device；デジタルマイクロミラーデバイス）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel；プラズマディスプレイパネル）、ＦＥＤ（Field Emission Display；フィールドエミッションディスプレイ）、電気泳動表示装置（電子ペーパー）等の表示モジュールに適宜適応することができる。 Note that any of the embodiment modes and other examples of the present invention can be applied to this example. In this embodiment, an example of a light emitting display module is shown as a display module. However, the present invention is not limited to this, but a liquid crystal display module, DMD (Digital Micromirror Device), PDP (Plasma Display Panel; It can be suitably applied to display modules such as plasma display panels), FEDs (Field Emission Displays), and electrophoretic display devices (electronic paper).
上記実施例に示される半導体装置を筺体に組み込むことによって様々な電子機器を作製することができる。電子機器としては、テレビジョン装置、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型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、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、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。ここでは、これらの電子機器の代表例としてテレビジョン装置の構成を示すブロック図及びテレビジョン装置をそれぞれ図９及び図１０に、デジタルカメラを図１１に示す。 Various electronic devices can be manufactured by incorporating the semiconductor device described in any of the above embodiments into a housing. Electronic devices include television devices, video cameras, digital cameras, goggle-type displays (head-mounted displays), navigation systems, sound playback devices (car audio, audio components, etc.), notebook personal computers, game machines, and portable information terminals (Mobile computer, mobile phone, portable game machine, electronic book, or the like), an image playback apparatus equipped with a recording medium (specifically, a recording medium such as a digital versatile disc (DVD) can be played back and the image can be displayed. And a device equipped with a display). Here, as representative examples of these electronic devices, a block diagram and a television device showing a configuration of a television device are shown in FIGS. 9 and 10, respectively, and a digital camera is shown in FIG.
図９は、アナログのテレビジョン放送を受信するテレビジョン装置の一般的な構成のブロック図である。図９において、アンテナ９０１で受信されたテレビ放送用の電波は、チューナ９０２に入力される。チューナ９０２は、アンテナ９０１より入力された高周波テレビ信号を希望受信周波数に応じて制御された局部発振周波数の信号と混合することにより、中間周波数（ＩＦ）信号を生成して出力する。
FIG. 9 is a block diagram of a general configuration of a television apparatus that receives an analog television broadcast. In FIG. 9, radio waves for television broadcasting received by the
チューナ９０２により取り出されたＩＦ信号は、中間周波数増幅器（ＩＦアンプ）９０３により必要な電圧まで増幅された後、映像検波回路９０４によって映像検波されると共に、音声検波回路９０５によって音声検波される。映像検波回路９０４により出力された映像信号は、映像系処理回路９０６により、輝度信号と色信号とに分離され、さらに所定の映像信号処理が施されて映像信号となり、本発明の半導体装置である表示装置、代表的には液晶表示装置、発光表示装置、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device；デジタルマイクロミラーデバイス）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel；プラズマディスプレイパネル）、ＦＥＤ（Field Emission Display；フィールドエミッションディスプレイ）、電気泳動表示装置（電子ペーパー）等の映像系出力部９０８に出力される。なお、表示装置に液晶表示装置を用いたものは、液晶テレビジョンとなり、発光表示装置を用いたものはＥＬテレビジョンとなる。また、他の表示装置を用いた場合も同様である。
The IF signal extracted by the
また、音声検波回路９０５により出力された信号は、音声系処理回路９０７により、ＦＭ復調などの処理が施されて音声信号となり、適宜増幅されてスピーカ等の音声系出力部９０９に出力される。
The signal output from the
なお、本発明を用いたテレビジョン装置は、ＶＨＦ帯やＵＨＦ帯などの地上波放送、ケーブル放送、又はＢＳ放送などのアナログ放送に対応するものに限らず、地上波デジタル放送、ケーブルデジタル放送、又はＢＳデジタル放送に対応するものであっても良い。 Note that the television apparatus using the present invention is not limited to a terrestrial broadcast such as a VHF band or a UHF band, a cable broadcast, or an analog broadcast such as a BS broadcast, but also a terrestrial digital broadcast, a cable digital broadcast, Or it may correspond to BS digital broadcasting.
図１０はテレビジョン装置を前面方向から見た斜視図であり、筐体１０５１、表示部１０５２、スピーカ部１０５３、操作部１０５４、ビデオ入力端子１０５５等を含む。また、図１０に示すような構成となっている。
FIG. 10 is a perspective view of the television device as viewed from the front, and includes a
表示部１０５２は、図１０の映像系出力部１００８の一例であり、ここで映像を表示する。
The
スピーカ部１０５３は、図１０の音声系出力部の一例であり、ここで音声を出力する。
The
操作部１０５４は、電源スイッチ、ボリュームスイッチ、選局スイッチ、チューナースイッチ、選択スイッチ等が設けられており、該ボタンの押下によりテレビジョン装置の電源のＯＮ／ＯＦＦ、映像の選択、音声の調整、及びチューナの選択等を行う。なお、図示していないが、リモートコントローラ型操作部によって、上記の選択を行うことも可能である。
The
ビデオ入力端子１０５５は、ＶＴＲ、ＤＶＤ、ゲーム機等の外部からの映像信号をテレビジョン装置に入力する端子である。
The
本実施例で示されるテレビジョン装置を壁掛け用テレビジョン装置の場合、本体背面に壁掛け用の部位が設けられている。 In the case where the television device shown in this embodiment is a wall-mounted television device, a wall-hanging portion is provided on the back of the main body.
テレビジョン装置の表示部に本発明の半導体装置の一例である表示装置を用いることにより、低コストで、スループットや歩留まり高くテレビジョン装置を作製することができる。このため、壁掛けテレビジョン装置、鉄道の駅や空港などにおける情報表示板や、街頭における広告表示板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。 By using the display device which is an example of the semiconductor device of the present invention for the display portion of the television device, the television device can be manufactured with low cost and high throughput and yield. For this reason, it can be applied to various uses as a display medium having a particularly large area, such as a wall-mounted television device, an information display board in a railway station or airport, and an advertisement display board in a street.
図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、デジタルカメラの一例を示す図である。図１１(Ａ)は、デジタルカメラの前面方向から見た斜視図、図１１（Ｂ）は、後面方向から見た斜視図である。図１１（Ａ）において、デジタルカメラには、リレーズボタン１１０１、メインスイッチ１１０２、ファインダー窓１１０３、フラッシュ１１０４、レンズ１１０５、鏡銅１１０６、筺体１１０７が備えられている。
11A and 11B are diagrams illustrating an example of a digital camera. FIG. 11A is a perspective view seen from the front side of the digital camera, and FIG. 11B is a perspective view seen from the rear side. In FIG. 11A, the digital camera includes a
また、図１１（Ｂ）において、ファインダー接眼窓１１１１、モニター１１１２、操作ボタン１１１３が備えられている。
In FIG. 11B, a
リレーズボタン１１０１は、半分の位置まで押下されると、焦点調整機構および露出調整機構が作動し、最下部まで押下されるとシャッターが開く。
When the
メインスイッチ１１０２は、押下又は回転によりデジタルカメラの電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。
A
ファインダー窓１１０３は、デジタルカメラの前面のレンズ１１０５の上部に配置されており、図１１（Ｂ）に示すファインダー接眼窓１１１１から撮影する範囲やピントの位置を確認するための装置である。
The
フラッシュ１１０４は、デジタルカメラの全面上部に配置され、被写体輝度が低いときに、レリーズボタンが押下されてシャッターが開くと同時に補助光を照射する。
The
レンズ１１０５は、デジタルカメラの正面に配置されている。レンズは、フォーカシングレンズ、ズームレンズ等により構成され、図示しないシャッター及び絞りと共に撮影光学系を構成する。また、レンズの後方には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子が設けられている。
The
鏡銅１１０６は、フォーカシングレンズ、ズームレンズ等のピントを合わせるためにレンズの位置を移動するものであり、撮影時には、鏡銅を繰り出すことにより、レンズ１１０５を手前に移動させる。また、携帯時は、レンズ１１０５を沈銅させてコンパクトにする。なお、本実施例においては、鏡銅を繰り出すことにより被写体をズーム撮影することができる構造としているが、この構造に限定されるものではなく、筺体１１０７内での撮影光学系の構成により鏡銅を繰り出さずともズーム撮影が可能なデジタルカメラでもよい。
The
ファインダー接眼窓１１１１は、デジタルカメラの後面上部に設けられており、撮影する範囲やピントの位置を確認する際に接眼するために設けられた窓である。
The
操作ボタン１１１３は、デジタルカメラの後面に設けられた各種機能ボタンであり、セットアップボタン、メニューボタン、ディスプレイボタン、機能ボタン、選択ボタン等により構成されている。
The
本発明の半導体装置の一実施例である表示装置をモニターに用いことにより、低コストで、スループットや歩留まり高くデジタルカメラを作製することが可能である。 By using a display device which is an embodiment of the semiconductor device of the present invention for a monitor, a digital camera can be manufactured at low cost and with high throughput and yield.
Claims (7)
前記半導体層、前記ゲート絶縁膜および前記ゲート電極を覆って導電体膜を形成し、
前記導電体膜上にインクジェット方式により選択的に金属材料からなるレジストパターンを形成し、
前記レジストパターンをマスクとして前記導電体膜を異方性エッチングすることにより前記半導体層に電気的に接続する導電体ピラーを形成し、
前記導電体ピラーを覆って一層又は多層でなる層間絶縁膜を形成し、
前記層間絶縁膜をエッチバックさせて前記導電体ピラーを露出し、
前記導電体ピラーに電気的に接続する導電層をインクジェット方式により形成することを特徴とする表示装置の作製方法。 Forming a semiconductor layer, a gate insulating film, and a gate electrode over a substrate having an insulating surface;
Forming a conductor film covering the semiconductor layer, the gate insulating film and the gate electrode;
A resist pattern made of a metal material is selectively formed on the conductor film by an inkjet method,
Forming a conductive pillar electrically connected to the semiconductor layer by anisotropically etching the conductive film using the resist pattern as a mask;
Forming an interlayer insulating film consisting of one layer or multiple layers covering the conductor pillar;
Etching back the interlayer insulating film to expose the conductor pillar,
A method for manufacturing a display device, wherein a conductive layer electrically connected to the conductive pillar is formed by an ink jet method.
前記半導体層、前記ゲート絶縁膜および前記ゲート電極を覆って第１の導電体膜を形成し、
前記第１の導電体膜上にインクジェット方式により選択的に金属材料からなる第１のレジストパターンを形成し、
前記第１のレジストパターンをマスクとして前記第１の導電体膜を異方性エッチングすることにより前記半導体層に電気的に接続する第１の導電体ピラーを形成し、
前記第１の導電体ピラーを覆って一層又は多層でなる第１の層間絶縁膜を形成し、
前記第１の層間絶縁膜をエッチバックさせて前記第１の導電体ピラーを露出し、
前記第１の導電体ピラーに電気的に接続する導電層をインクジェット方式により形成し、
前記第１の層間絶縁膜及び前記導電層を覆って第２の導電体膜を形成し、
前記第２の導電体膜上にインクジェット方式により選択的に第２のレジストパターンを形成し、
前記第２のレジストパターンをマスクとして前記第２の導電体膜を異方性エッチングすることにより前記導電層に電気的に接続する第２の導電体ピラーを形成し、
前記第２の導電体ピラーを覆って一層又は多層でなる第２の層間絶縁膜を形成し、
前記第２の層間絶縁膜をエッチバックさせて前記第２の導電体ピラーを露出し、
前記第２の導電体ピラーに電気的に接続する画素電極をインクジェット方式により形成することを特徴とする表示装置の作製方法。 Forming a semiconductor layer, a gate insulating film, and a gate electrode over a substrate having an insulating surface;
Forming a first conductor film covering the semiconductor layer, the gate insulating film and the gate electrode;
A first resist pattern made of a metal material is selectively formed on the first conductive film by an inkjet method,
Forming a first conductor pillar electrically connected to the semiconductor layer by anisotropically etching the first conductor film using the first resist pattern as a mask;
Forming a first interlayer insulating film having a single layer or multiple layers covering the first conductive pillar;
Etching back the first interlayer insulating film to expose the first conductor pillar,
Forming a conductive layer electrically connected to the first conductive pillar by an inkjet method;
Forming a second conductor film covering the first interlayer insulating film and the conductive layer ;
A second resist pattern is selectively formed on the second conductive film by an inkjet method;
Forming a second conductor pillar electrically connected to the conductive layer by anisotropically etching the second conductor film using the second resist pattern as a mask;
Forming a second interlayer insulating film having a single layer or multiple layers covering the second conductor pillar;
Etching back the second interlayer insulating film to expose the second conductor pillar,
A method for manufacturing a display device, wherein a pixel electrode which is electrically connected to the second conductor pillar is formed by an inkjet method.
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