JP4817627B2 - Method for manufacturing display device - Google Patents
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Description
本発明は、外部から水分や酸素の侵入を防止する構造を有する表示装置及びその作製方法に関する。また液滴吐出法を用いた表示装置の作製方法に関する。 The present invention relates to a display device having a structure for preventing moisture and oxygen from entering from the outside and a manufacturing method thereof. The present invention also relates to a method for manufacturing a display device using a droplet discharge method.
近年、エレクトロルミネッセンス(EL)素子等を代表とする自発光型の素子を用いた表示装置の開発が進められている。前記表示装置は、自発光型ゆえの高画質、広視野角、バックライトが不必要であることによる薄型、軽量等の利点を活かして、幅広く利用されている。 In recent years, a display device using a self-luminous element typified by an electroluminescence (EL) element or the like has been developed. The display device is widely used by taking advantage of the high image quality, wide viewing angle, thinness, lightness, and the like due to the fact that a backlight is unnecessary because of the self-luminous type.
但し、自発光型の素子は、輝度等の特性が初期に比べて劣化し、部分的に輝度が劣化するダークスポットや、表示画面の端から輝度が劣化していくシュリンクという現象が生じる。これらの不具合は、露出した絶縁体に水分や酸素が侵入し、時間の経過と共に、水分や酸素が発光素子に達することで生じる該発光素子の劣化に起因する。 However, the self-luminous element has characteristics such as luminance that deteriorates compared to the initial state, and a phenomenon such as a dark spot where the luminance partially deteriorates and a shrink phenomenon that the luminance deteriorates from the edge of the display screen occurs. These defects are caused by deterioration of the light emitting element caused by moisture and oxygen entering the exposed insulator and the moisture and oxygen reaching the light emitting element over time.
また、近年、液滴吐出法によるパターン形成は、フラットパネルディスプレイの分野に応用され、活発に開発が進められている。液滴吐出法は、直接描画するためにマスクが不要、大型基板に適用しやすい、材料の利用効率が高い等の多くの利点を有するため、EL層やカラーフィルタ、プラズマディスプレイの電極等の作製に応用されている(例えば非特許文献1参照)。
上記の実情を鑑み、本発明は、外部から水分や酸素の侵入を防止して、これらの侵入物に起因した発光素子の劣化を防止する表示装置の提供と、該表示装置の作製に際し、作製工程を簡略化した作製方法の提供を課題とする。 In view of the above circumstances, the present invention provides a display device that prevents moisture and oxygen from entering from the outside and prevents deterioration of a light-emitting element due to these intrusions, and is manufactured when the display device is manufactured. An object is to provide a manufacturing method with simplified processes.
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、露出した層間絶縁体から水分や酸素が侵入しないように、該層間絶縁体の外周に、シール材を配置した表示装置を提供する。
この表示装置は、薄膜トランジスタ及び発光素子を備えた表示部と、前記表示部の外周に配置された引き回し配線が設けられた第1の基板と、前記第1の基板に対向する第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板を貼り合わせるシール材とを有する。そして、前記第1の基板上に形成された複数層の絶縁体のうち、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からなる層間絶縁体は、前記表示部内と前記引き回し配線と配線との交差部のみに設けられ、前記シール材は、前記層間絶縁体の外周に設けられることを特徴とする。この表示装置の上面図と断面図は、図1、2に示す通りである。
The present invention provides a display device in which a sealing material is arranged on the outer periphery of an interlayer insulator so that moisture and oxygen do not enter from the exposed interlayer insulator.
The display device includes a display unit including a thin film transistor and a light emitting element, a first substrate provided with a lead wiring disposed on an outer periphery of the display unit, and a second substrate facing the first substrate, And a sealing material for bonding the first substrate and the second substrate. Of the multiple layers of insulators formed on the first substrate, an interlayer insulator made of an organic material or a material in which a skeleton structure is formed by a combination of silicon and oxygen is routed between the display portion and the lead wire. It is provided only at the intersection between the wirings, and the sealing material is provided on the outer periphery of the interlayer insulator. A top view and a cross-sectional view of this display device are as shown in FIGS.
本発明は、露出した層間絶縁体から水分や酸素が侵入しないように、該層間絶縁体上にバリア体を形成した表示装置を提供する。
この表示装置は、薄膜トランジスタ及び発光素子を備えた表示部、前記薄膜トランジスタを備えた駆動回路、及び前記表示部の外周に配置された引き回し配線が設けられた第1の基板と、前記第1の基板に対向する第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板を貼り合わせるシール材とを有する。そして、前記第1の基板上に形成された複数層の絶縁体のうち、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からなる層間絶縁体は、前記表示部内と前記引き回し配線と配線との交差部のみに設けられ、前記駆動回路上に形成された前記層間絶縁体の端部は、バリア体により被覆され、前記シール材は、前記駆動回路上に設けられることを特徴とする。この表示装置の上面図と断面図は、図5、6に示す通りである。
The present invention provides a display device in which a barrier body is formed on an interlayer insulator so that moisture and oxygen do not enter from the exposed interlayer insulator.
The display device includes a display unit including a thin film transistor and a light emitting element, a driving circuit including the thin film transistor, a first substrate provided with a lead wiring disposed on an outer periphery of the display unit, and the first substrate. And a sealing material for bonding the first substrate and the second substrate together. Of the multiple layers of insulators formed on the first substrate, an interlayer insulator made of an organic material or a material in which a skeleton structure is formed by a combination of silicon and oxygen is routed between the display portion and the lead wire. Provided only at the intersection of the wiring, the end of the interlayer insulator formed on the drive circuit is covered with a barrier body, and the sealing material is provided on the drive circuit. And A top view and a cross-sectional view of this display device are as shown in FIGS.
上記の本発明の表示装置の説明において、表示部の外周とは、第1の基板上における、表示部以外の領域を意味しており、つまり、外周とは、ものの外側に沿ったまわりという意味である。引き回し配線とは、表示部の外周に配置された配線を総称したものである。例えば、R(赤)、G(緑)、B(青)の各々に対応したアノード線と、カソード線の合わせて4本の電源線と、表示部及び駆動回路等と接続端子を接続する複数本の配線を総称したものである。
有機材料とは、アクリルやポリイミド等を指す。また、珪素と酸素との結合で骨格構造が形成された材料とは、代表的には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を指す。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、若しくは芳香族炭化水素のうち少なくとも1種を有する材料を指す。
In the description of the display device of the present invention described above, the outer periphery of the display unit means a region other than the display unit on the first substrate, that is, the outer periphery means around the outside of the object. It is. The routing wiring is a general term for wiring arranged on the outer periphery of the display unit. For example, a plurality of anode lines corresponding to each of R (red), G (green), and B (blue), a total of four power lines including a cathode line, and a plurality of connection terminals connected to a display unit, a drive circuit, and the like. It is a general term for the wiring of a book.
The organic material refers to acrylic or polyimide. The material in which the skeleton structure is formed by the bond of silicon and oxygen typically indicates a compound material made by polymerization of a siloxane polymer or the like. Specifically, it refers to a material having a skeleton structure formed of a bond of silicon and oxygen and containing at least hydrogen as a substituent, or a material having at least one of fluorine, an alkyl group, and an aromatic hydrocarbon as a substituent.
層間絶縁体とは、薄膜トランジスタが含むゲート絶縁膜の上層に配置された、単層又は積層の絶縁体に相当する。多くの場合において、前記絶縁体には開口部が設けられ、該開口部に充填される導電体は、上層のパターンと下層のパターンを接続する配線として機能する。従って膜厚は比較的厚く形成され、具体的には50nm〜5μm(好適には100nm〜2μm)の厚さで形成される絶縁体に相当する。また層間絶縁体の端部とは、基板上に形成された層間絶縁体のパターンの端部を指す。
バリア体とは、発光素子の劣化を促進する物質の侵入を防止する絶縁性材料又は導電性材料からなり、具体的には、分子内にフッ素原子を含有するモノマーを含む樹脂、又は炭素と水素原子のみから構成されるモノマーを含む樹脂であり、さらに具体的にはエポキシ樹脂、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、ウレタン樹脂等を用いる。
An interlayer insulator corresponds to a single-layer or multi-layer insulator disposed over a gate insulating film included in a thin film transistor. In many cases, the insulator is provided with an opening, and the conductor filled in the opening functions as a wiring connecting the upper layer pattern and the lower layer pattern. Therefore, the film thickness is formed relatively thick, and specifically corresponds to an insulator formed with a thickness of 50 nm to 5 μm (preferably 100 nm to 2 μm). The end portion of the interlayer insulator refers to an end portion of the pattern of the interlayer insulator formed on the substrate.
The barrier body is made of an insulating material or a conductive material that prevents entry of a substance that promotes deterioration of the light-emitting element. Specifically, the barrier body is a resin containing a monomer containing a fluorine atom in the molecule, or carbon and hydrogen. A resin containing a monomer composed of only atoms, and more specifically, an epoxy resin, an acrylic resin, a phenol resin, a novolac resin, a melamine resin, a urethane resin, or the like is used.
引き回し配線と配線との交差部とは、例えば、引き回し配線と、表示部内に配列される信号線や走査線との交差部を指す。
駆動回路とは、表示部と同一基板上に形成される駆動回路に相当し、例えば、信号線駆動回路、走査線駆動回路、CPUやメモリに相当する機能回路に相当する。
表示装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、照明装置などの光源を含む。また、画素部及び駆動回路を基板とカバー材との間に封入したパネル、前記パネルにFPCが取り付けられたモジュール、該FPCの先にドライバICが設けられたモジュール、パネルにCOG方式等によりドライバICが実装されたモジュール、モニターに用いるディスプレイなどを範疇に含む。
The intersection between the routing wiring and the wiring indicates, for example, an intersection between the routing wiring and a signal line or a scanning line arranged in the display portion.
The driver circuit corresponds to a driver circuit formed over the same substrate as the display portion. For example, the driver circuit corresponds to a signal line driver circuit, a scan line driver circuit, a functional circuit corresponding to a CPU or a memory.
The display device includes a light source such as an image display device, a light emitting device, and a lighting device. In addition, a panel in which a pixel portion and a drive circuit are enclosed between a substrate and a cover material, a module in which an FPC is attached to the panel, a module in which a driver IC is provided at the end of the FPC, a driver by a COG method or the like on the panel This category includes modules with ICs and displays used for monitors.
本発明の表示装置の作製方法は、第1の基板上に薄膜トランジスタ、発光素子及び引き回し配線を形成するものであり、導電性材料を含む組成物を吐出して、前記第1の基板上の導電性パターンを形成するステップ、前記第1の基板上に形成された複数層の絶縁体のうち、少なくとも1層は、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により、前記表示部内と前記引き回し配線と配線との交差部のみに形成するステップ、前記表示部内と前記引き回し配線と配線の交差部の外周にシール材を形成するステップ、前記第1の基板に対向する第2の基板を、前記シール材により貼り合わせるステップを有することを特徴とする。上記のステップを経ると、露出した層間絶縁体から水分や酸素が侵入しないように、該層間絶縁体の外周に、シール材を配置した表示装置が完成する。 In a method for manufacturing a display device of the present invention, a thin film transistor, a light emitting element, and a lead wiring are formed over a first substrate, and a conductive material on the first substrate is discharged by discharging a composition containing a conductive material. A step of forming a conductive pattern, and at least one of the plurality of insulators formed on the first substrate is made of an organic material or a material in which a skeleton structure is formed by a bond of silicon and oxygen, Forming only at the intersection of the display portion and the routing wiring and wiring, forming a seal material on the outer periphery of the intersection of the display portion and the routing wiring and wiring, and a second facing the first substrate The step of bonding the substrate with the sealing material is provided. After the above steps, a display device is completed in which a sealant is disposed on the outer periphery of the interlayer insulator so that moisture and oxygen do not enter from the exposed interlayer insulator.
本発明の表示装置の作製方法は、導電性材料を含む組成物を吐出して、前記第1の基板上の導電性パターンを形成するステップ、前記第1の基板上に形成された複数層の絶縁体のうち、少なくとも1層は、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により、前記表示部内と前記引き回し配線と配線との交差部のみに形成するステップ、前記駆動回路上に形成された前記絶縁体に接するように、組成物を吐出してバリア体を形成するステップ、前記駆動回路上にシール材を形成するステップ、前記第1の基板に対向する第2の基板を前記シール材により貼り合わせるステップを有することを特徴とする。上記のステップを経ると、露出した層間絶縁体から水分や酸素が侵入しないように、該層間絶縁体上にバリア体を形成した表示装置が完成する。なお、上記のステップにおいて、導電性材料を含む組成物を吐出するステップでは、液滴吐出法を適用する。 In the method for manufacturing a display device of the present invention, a step of discharging a composition containing a conductive material to form a conductive pattern on the first substrate, a plurality of layers formed on the first substrate, Of the insulators, at least one layer is formed only in the display portion and at the intersection between the lead-out wiring and the wiring by an organic material or a material in which a skeleton structure is formed by a bond of silicon and oxygen, and the driving A step of forming a barrier body by discharging a composition so as to be in contact with the insulator formed on the circuit; a step of forming a sealing material on the drive circuit; and a second surface facing the first substrate. It has the step which bonds a board | substrate together with the said sealing material. After the above steps, a display device in which a barrier body is formed on the interlayer insulator is completed so that moisture and oxygen do not enter from the exposed interlayer insulator. Note that in the above steps, a droplet discharging method is applied in the step of discharging a composition containing a conductive material.
上記構成を有する本発明は、発光素子に直接接する絶縁体に水分や酸素が侵入することを防止し、該発光素子の劣化を防止することができる。従って、ダークスポットやシュリンクを引き起こさず、製品としての信頼性を向上させた表示装置を提供することができる。
また、前記表示装置の作製に際し、作製工程に液滴吐出法を適用することで、露光・現像などのフォトリソグラフィ工程の削除が可能となり、歩留まり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。
The present invention having the above structure can prevent moisture and oxygen from entering the insulator that is in direct contact with the light-emitting element, and can prevent deterioration of the light-emitting element. Therefore, it is possible to provide a display device that does not cause dark spots or shrinkage and has improved reliability as a product.
In addition, in manufacturing the display device, by applying a droplet discharge method to a manufacturing process, a photolithography process such as exposure and development can be eliminated, and a method for manufacturing a display device with improved yield is provided. Can do.
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、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。
(実施の形態1)
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description, and it is easily understood by those skilled in the art that modes and details can be variously 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 embodiments below. Note that in the structures of the present invention described below, the same reference numerals are used in common in different drawings.
(Embodiment 1)
本発明の表示装置について、図1を用いて説明する。図1(A)は本発明の表示装置の上面図であり、基板100上に、各々が発光素子及び薄膜トランジスタを含む複数の画素がマトリクス状に配置された表示部101、走査線駆動回路102、103、信号線駆動回路104、シール材105、引き回し配線106、107、層間絶縁体108、接続端子109が設けられた表示装置の上面図である。
The display device of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1A is a top view of a display device of the present invention. A
引き回し配線106は、ここでは表示部101の外周に配置される3本の電源線を総称したものである。この3本の電源線は、R(赤)、G(緑)、B(青)のいずれかの副画素に対応したアノード線とする。なお、RGBの各々に対応して電源線を設ける必要はなく、カラー画像の表示に際し、各々の副画素に対応した電源電位を供給する必要がない場合には、1本の電源線のみを設ければよい。引き回し配線107も電源線であり、ここではカソード線とする。
Here, the
層間絶縁体108とは、基板100上に形成された複数層の絶縁体のうち、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からなる絶縁体であり、具体的には、薄膜トランジスタが含むゲート絶縁膜の上層に配置された、単層又は積層の絶縁体に相当する。また、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された絶縁体に相当する。多くの場合において、前記層間絶縁体には開口部が設けられ、該開口部に充填される導電体は、上層のパターンと下層のパターンを接続する配線として機能する。従って膜厚は比較的厚く形成され、具体的には50nm〜5μm(好適には100nm〜2μm)の厚さで形成される絶縁体に相当する。
例えば、トップゲート型の薄膜トランジスタが含む第1の導電体(ゲート電極)と、該薄膜トランジスタが含む半導体(活性層)の不純物領域に接続する第2の導電体(ソース・ドレイン配線)を絶縁する絶縁体に相当する。また、ボトムゲート型の薄膜トランジスタが含む半導体(活性層)と、該半導体の不純物領域に接続する導電体(ソース・ドレイン配線)の間に配置される絶縁体に相当する。また、チャネル保護タイプ及びチャネルエッチタイプの薄膜トランジスタが含むN型非晶質半導体に接続する第1の導電体と、該第1の導電体に接続する第2の導電体との間に配置される絶縁体に相当する。
The
For example, insulation that insulates a first conductor (gate electrode) included in a top-gate thin film transistor and a second conductor (source / drain wiring) connected to an impurity region of a semiconductor (active layer) included in the thin film transistor. Corresponds to the body. Further, this corresponds to an insulator disposed between a semiconductor (active layer) included in a bottom-gate thin film transistor and a conductor (source / drain wiring) connected to an impurity region of the semiconductor. Further, it is disposed between the first conductor connected to the N-type amorphous semiconductor included in the channel protection type and channel etch type thin film transistors and the second conductor connected to the first conductor. It corresponds to an insulator.
接続端子109は、導電性粒子を介して、FPC等が貼り付けられる端子である。前記接続端子109を介して、表示部101等に、様々な信号や電源電圧が供給される。
The
なお図1では、基板100上に表示部101と、走査線駆動回路102、103、信号線駆動回路104が一体形成された表示装置を図示するが、表示装置の用途等に依っては、走査線駆動回路102、103のみを一体形成して、信号線駆動回路104はドライバICをCOG方式で実装する方法や、全ての駆動回路についてドライバICで代用する方法を採用してもよい。
Note that FIG. 1 illustrates a display device in which a
図1(B)は図1(A)における点線で囲んだ領域110の拡大図であり、シール材105、引き回し配線106、107、層間絶縁体108を含む領域110の拡大図である。上述したように、引き回し配線106は3本のアノード線を総称したものであり、図1(B)では、Rに対応したアノード線を106r、Gに対応したアノード線を106g、Bに対応したアノード線を106bとしている。
1B is an enlarged view of a
本発明の表示装置は、シール材105と層間絶縁体108が設けられる箇所に特徴を有する。詳しくは、表示部101内と、引き回し配線106、107と配線が交差する部分のみに層間絶縁体108が設けられる点、層間絶縁体108の外周にシール材105が設けられる点を特徴とする。
なお、引き回し配線106、107と配線が交差する部分とは、表示部101内に配置される信号線と引き回し配線106、107が交差する部分、引き回し配線106同士が交差する部分である。
The display device of the present invention is characterized in that the
Note that the portions where the
上記特徴を有する本発明は、層間絶縁体108の外周に設けられたシール材105により、発光素子に直接接する絶縁体に水分や酸素が侵入することを防止し、該発光素子の劣化を防止することができる。従って、ダークスポットやシュリンクを引き起こさず、製品としての信頼性を向上させた表示装置を提供することができる。
In the present invention having the above characteristics, the sealing
図2(B)は、図1(A)のB−B’−B’’における断面図であり、引き回し配線の断面図である。図2(B)において、基板100上にゲート絶縁膜である絶縁体141、該絶縁体141上に第1の導電体120〜122、層間絶縁体123〜126、アノード線に相当する第2の導電体106r、106g、106bが設けられており、シール材105により基板111と貼り合わされている。
図2(C)は、図1(B)のC−C’における断面図であり、引き回し配線の断面図である。図2(C)において、基板100上に、ゲート絶縁膜である絶縁体141、該絶縁体141上に接続端子109として機能する第1の導電体168、アノード線に相当する第2の導電体106r、106g、106bが設けられており、シール材105により、基板111と貼り合わされている。
2B is a cross-sectional view taken along the line BB′-B ″ of FIG. 1A, and is a cross-sectional view of the lead wiring. 2B, an
FIG. 2C is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG. 1B, and is a cross-sectional view of the lead wiring. In FIG. 2C, an
図2(B)に示すように、引き回し配線106の交差部には、層間絶縁体123〜126が設けられている一方、図2(C)に示すように、表示部101と引き回し配線と配線との交差部以外には、層間絶縁体が設けられないことがわかる。
As shown in FIG. 2B,
図2(A)は、図1(A)(B)のA−A’−A’’における断面図であり、表示部101、信号線駆動回路104及び接続端子109の断面図である。図2(A)の断面構造については、図3を用いて、その作製工程に従って以下に説明する。
2A is a cross-sectional view taken along line A-A′-A ″ of FIGS. 1A and 1B, and is a cross-sectional view of the
基板100は、ガラス基板、石英基板、金属基板、バルク半導体基板、ステンレス基板又は本作製工程の処理温度に耐えうるプラスチック基板を用いる(図3(A))。必要に応じて、基板100上に絶縁体からなる下地膜を形成する。
続いて、基板100上に、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、半導体165〜167を形成する。ここでは、半導体165〜167は多結晶半導体とする。前記多結晶半導体は、公知の方法により非晶質半導体を形成し、該非晶質半導体を公知の結晶化法(レーザ結晶化法、RTA法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)により結晶化し、さらに所望の形状にパターニングして形成する。
As the
Subsequently,
次いで、半導体165〜167上に、公知の方法により、酸化珪素膜、窒化珪素膜等からなる絶縁体141を形成する。絶縁体141はゲート絶縁膜として機能する。
Next, an
次に、絶縁体141上に、液滴吐出法により、導電性材料を含む組成物を吐出して、第1の導電体142〜145を形成する(図3(B))。第1の導電体142〜145は、接続端子又はゲート電極として機能する。
液滴吐出法で行うパターンの作製は、液滴吐出手段を用いて行う。前記液滴吐出手段とは、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10pl以下)に設定するとよい。この吐出量は、ノズルの径の大きさに比例して増加する。但し、ノズルの径は、第1の導電体142〜145の形状やその大きさに従って適宜変更するとよい。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。
Next, a composition containing a conductive material is discharged over the
Fabrication of a pattern performed by a droplet discharge method is performed using a droplet discharge unit. The droplet discharge means is a general term for a device having means for discharging droplets such as a nozzle having a composition discharge port and a head having one or a plurality of nozzles. The diameter of the nozzle provided in the droplet discharge means is set to 0.02 to 100 μm (preferably 30 μm or less), and the discharge amount of the composition discharged from the nozzle is 0.001 pl to 100 pl (preferably 10 pl). The following should be set. This discharge amount increases in proportion to the size of the nozzle diameter. However, the nozzle diameter may be appropriately changed according to the shape and size of the
吐出口から吐出する組成物は、導電体を溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。導電体は、銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、イリジウム(Ir)、ロジウム(Rh)、タングステン(W)、アルミニウム(Al)等の金属、ハロゲン化銀の微粒子、又は分散性ナノ粒子に相当する。または、透明導電膜として用いられるインジウム錫酸化物(ITO)、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛(ZnO)、窒化チタン(TiN)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る。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。
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に相当する。
組成物の粘度は50cp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。なお、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5〜50mPa・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10〜20mPa・Sである。
A composition in which a conductor is dissolved or dispersed in a solvent is used as the composition discharged from the discharge port. Conductors are silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), nickel (Ni), platinum (Pt), palladium (Pd), iridium (Ir), rhodium (Rh), tungsten (W), aluminum It corresponds to a metal such as (Al), silver halide fine particles, or dispersible nanoparticles. Alternatively, it corresponds to indium tin oxide (ITO), organic indium, organic tin, zinc oxide (ZnO), titanium nitride (TiN), or the like used as a transparent conductive film. However, it is preferable to use a composition in which any one of gold, silver, and copper is dissolved or dispersed in a solvent in consideration of the specific resistance value as the composition discharged from the discharge port. More preferably, low resistance silver or copper is used. However, when silver or copper is used, a barrier film may be provided as a countermeasure against impurities.
The solvent corresponds to esters such as butyl acetate and ethyl acetate, alcohols such as isopropyl alcohol and ethyl alcohol, organic solvents such as methyl ethyl ketone and acetone.
The viscosity of the composition is preferably 50 cp or less, in order to prevent the drying from occurring or to smoothly discharge the composition from the discharge port. The surface tension of the composition is preferably 40 mN / m or less. Note that the viscosity of the composition and the like may be appropriately adjusted according to the solvent to be used and the application. As an example, the viscosity of a composition in which ITO, organic indium, or organic tin is dissolved or dispersed in a solvent is 5 to 50 mPa · S, the viscosity of a composition in which silver is dissolved or dispersed in a solvent is 5 to 20 mPa · S, The viscosity of the composition in which gold is dissolved or dispersed in a solvent is 10 to 20 mPa · S.
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0.5〜10μm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分子は約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〜30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、この加熱処理は、第1の導電体142〜145の形成後に行ってもよいし、該第1の導電体142〜145の上層に絶縁体を形成後に行ってもよく、その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。
Although depending on the diameter of each nozzle and the desired pattern shape, the diameter of the conductor particles is preferably as small as possible for preventing nozzle clogging and producing a high-definition pattern. 1 μm or less is preferable. The composition is formed by a known method such as an electrolytic method, an atomizing method, or a wet reduction method, and its particle size is generally about 0.5 to 10 μm. However, when formed in a gas evaporation method, the nanomolecules protected with the dispersant are as fine as about 7 nm. When the surface of each particle is covered with a coating agent, the nanoparticles are aggregated in the solvent. And stably disperse at room temperature and shows almost the same behavior as liquid. Therefore, it is preferable to use a coating agent.
When the step of discharging the composition is performed under reduced pressure, the solvent of the composition is volatilized between the time of discharging the composition and landing on the object to be processed, and the subsequent drying and baking steps are omitted. be able to. Further, it is preferable to perform under reduced pressure because an oxide film or the like is not formed on the surface of the conductor.
In addition, after discharging the composition, one or both steps of drying and baking are performed. The drying and baking steps are both heat treatment steps. For example, drying is performed at 100 degrees for 3 minutes, and baking is performed at 200 to 350 degrees for 15 minutes to 30 minutes. Time is different. The drying process and the firing process are performed under normal pressure or reduced pressure by laser light irradiation, rapid thermal annealing, a heating furnace, or the like. Note that this heat treatment may be performed after the
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、該基板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100にも影響を与えない。
For the laser light irradiation, a continuous wave or pulsed gas laser or solid-state laser may be used. Examples of the former gas laser include an excimer laser and a YAG laser, and examples of the latter solid-state laser include a laser using a crystal such as YAG or YVO 4 doped with Cr, Nd, or the like. Note that it is preferable to use a continuous wave laser because of the absorption rate of the laser light. In addition, a so-called hybrid laser irradiation method combining pulse oscillation and continuous oscillation may be used. However, depending on the heat resistance of the
Instantaneous thermal annealing (RTA) uses an infrared lamp or a halogen lamp that irradiates ultraviolet light or infrared light in an inert gas atmosphere, and rapidly raises the temperature for several minutes to several microseconds. This is done by applying heat instantaneously. Since this treatment is performed instantaneously, only the outermost thin film can be heated substantially without affecting the lower layer film. That is, the
次に、作製された第1の導電体142〜145と、必要に応じて作製されたレジストの一方又は両方をマスクとして、半導体165〜167にP型又はN型を付与する不純物を添加して、不純物を含む不純物領域159〜161と、チャネル形成領域162〜164を形成する。
そうすると、不純物領域159〜161のいずれか1つとチャネル形成領域162〜164のいずれか1つを含む半導体165〜167、絶縁体141、及び第1の導電体143〜145から構成されるトランジスタ(薄膜トランジスタ、TFT)130〜132が完成する。
Next, an impurity imparting P-type or N-type is added to the
Then, a transistor (thin film transistor) including the
次に、絶縁体141上に、プラズマCVD法、スパッタリング法、SOG(SpinOnGlass)法及びスピンコート法等の公知の方法を用いて、50nm〜5μm(好適には100nm〜2μm)の厚さで、絶縁体を全面に形成し、マスクを用いて所望の形状にパターニングして、層間絶縁体147〜153を形成する(図3(C))。
なお、層間絶縁体147〜153は、液滴吐出法により形成することが好ましい。その理由として、公知の方法(特にスピンコート法)に比べて、材料の利用効率が格段に向上する点が挙げられる。また、液滴吐出法により、所望の箇所のみに組成物を吐出すれば、露光・現像等の工程を省略することができるため、歩留まりが格段に向上する。但し、この場合には、ソース・ドレイン配線を形成する前に、ゲート絶縁膜として機能する絶縁体141をパターン加工する必要がある。
Next, a thickness of 50 nm to 5 μm (preferably 100 nm to 2 μm) is formed on the
Note that the
層間絶縁体147〜153の材料は、酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜及び酸化窒化珪素膜等の珪素を含む材料、アクリル、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等を用いて、単層又は積層して形成する。有機材料を用いると、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。但し、有機材料は、脱ガス発生の防止のため、層間絶縁体147〜153の下層と上層に、珪素を含む無機材料で薄膜を形成するとよい。具体的には、プラズマCVD法やスパッタリング法により、窒化酸化珪素膜や窒化珪素膜を形成することが好適である。
上記構成を有する本発明は、層間に配置する絶縁体として有機材料を用いても、該有機材料は外部から遮断されているため、水分を吸収することがなく、発光素子の劣化を防止することができる。有機材料は水分を吸収する性質を有している反面、その平坦性は高く、層間に位置する薄膜や土手としての利用することによる利点は高い。つまり、本発明では、有機材料の吸水性という性質を気にすることなく、平坦性が必要な箇所に有機材料を用いることができる。また、有機材料は、低誘電率であるという利点をも有し、層間に位置する薄膜として用いると配線容量が低減するため、高速動作が必要な表示装置に用いることが好適である。
シロキサン系ポリマーは、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種を有する材料の代表例として挙げたものであり、上記条件の範疇にある様々な材料を用いることができる。このシロキサン系ポリマーは、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。この加熱処理により、例えば水素化と焼成の処理を同時に行うことができる。
Materials for the
In the present invention having the above structure, even when an organic material is used as an insulator disposed between layers, the organic material is blocked from the outside, so that moisture is not absorbed and deterioration of the light-emitting element is prevented. Can do. The organic material has a property of absorbing moisture, but has a high flatness, and has an advantage of being used as a thin film or a bank located between layers. That is, in the present invention, the organic material can be used in a place where flatness is required without worrying about the water absorption property of the organic material. In addition, the organic material has an advantage that it has a low dielectric constant, and when used as a thin film positioned between layers, the wiring capacity is reduced. Therefore, the organic material is preferably used for a display device that requires high-speed operation.
A siloxane-based polymer is a material having a skeleton structure formed of a bond of silicon and oxygen and containing at least hydrogen as a substituent, or a material having at least one of fluorine, an alkyl group, or an aromatic hydrocarbon as a substituent. These are given as representative examples, and various materials within the above conditions can be used. This siloxane-based polymer is excellent in flatness, has transparency and heat resistance, and can be heat-treated at a temperature of about 300 ° C. to 600 ° C. or less after forming an insulator made of a siloxane polymer. . By this heat treatment, for example, hydrogenation and baking treatment can be performed simultaneously.
次に、絶縁体141及び層間絶縁体147〜153上に、液滴吐出法により、導電性材料を含む組成物を吐出して、引き回し配線又はソース配線・ドレイン配線として機能する第2の導電体154〜158を形成する。
Next, a second conductor that functions as a lead wiring or a source wiring / drain wiring by discharging a composition containing a conductive material onto the
次に、トランジスタ132が含む不純物領域161に接する導電体158に接するように、液滴吐出法により、第1の電極(画素電極)として機能する導電体134を形成する(図2(A))。次いで、公知の方法により、土手として機能する絶縁体133を形成し、前記導電体134に接するように電界発光層135を形成し、該電界発光層135に接するように導電体136を積層形成する。そうすると、導電体134、電界発光層135及び導電体136からなる発光素子が完成する。
なお、発光素子を構成する一対の電極は、一方は陽極、他方は陰極に相当する。陽極及び陰極には、金属、合金、電気伝導体化合物及びこれらの混合物といった材料を用いることが好ましく、陽極には仕事関数の大きい材料、陰極には仕事関数の小さい材料を用いる。陽極と陰極の間に挟まれる電界発光層は、有機材料(低分子、高分子、中分子)、無機材料の広汎に渡る材料により、単層、積層又は混合構造で形成され、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。また、電界発光層を構成する材料として、シングレットの材料、トリプレットの材料のいずれでもよく、これらの材料やその構造等については、特開2002−151269号公報を参考にするとよい。
Next, a
Note that one of a pair of electrodes included in the light-emitting element corresponds to an anode and the other corresponds to a cathode. It is preferable to use materials such as metals, alloys, electrical conductor compounds, and mixtures thereof for the anode and the cathode. A material having a high work function is used for the anode, and a material having a low work function is used for the cathode. The electroluminescent layer sandwiched between the anode and the cathode is formed of a single layer, a stacked layer, or a mixed structure by a wide range of organic materials (low molecules, polymers, medium molecules) and inorganic materials. Luminescence in the light includes light emission (fluorescence) when returning from the singlet excited state to the ground state and light emission (phosphorescence) when returning from the triplet excited state to the ground state. The material constituting the electroluminescent layer may be either a singlet material or a triplet material. For these materials and their structures, refer to JP-A No. 2002-151269.
また、発光素子から発せられる光は、基板100の方向(下面出射)、又は基板100とは反対の方向(上面出射)のどちらに出射してもよい。さらに、発光素子を構成する一対の電極として、透光性を有する材料を用いるか、又は光を透過する厚さに形成することで、上面出射と下面出射の両者を行う両面出射を行ってもよい。 The light emitted from the light emitting element may be emitted either in the direction of the substrate 100 (lower surface emission) or in the direction opposite to the substrate 100 (upper surface emission). Further, as a pair of electrodes constituting the light-emitting element, a light-transmitting material is used, or a double-sided emission that performs both top emission and bottom emission is performed by forming a light transmitting thickness. Good.
最後に、全面に保護膜として機能する絶縁体137を形成する。なお、土手として機能する絶縁体133は、公知の方法により、珪素を含む材料や、有機材料等を用いて形成する。但し、電界発光層135はその膜厚が薄く、段切れしやすいため、曲率半径が連続的に変化するなだらかな面を得ることが可能な感光性アクリルや感光性のポリイミドを用いて形成するとよい。
Finally, an
続いて、層間絶縁体147〜153の外周に、スクリーン印刷法又はディスペンサ法により、シール材105を形成し、該シール材105を用いて、基板100と基板111を貼り合わせる。上記工程を経て、発光素子を有する表示装置が完成する。
Subsequently, a sealing
上記作製方法を有する本発明は、第1の導電体142〜145、第2の導電体154〜158、導電体134、136の、導電性を有する全てのパターンを液滴吐出法で形成することを特徴とする。
上記特徴により、以下のような効果をもたらす。まず、全面に導電性材料からなる薄膜を形成し、その後パターン加工を行うと、コンタクトホール(開口部)の側面や端部に残った導電性材料により、配線間のショートが生じることがあるが、液滴吐出法で形成する本発明では、そのようなショートの発生を防止することができる。また、液滴吐出法を用いる本発明は、材料の利用効率が大幅に向上し、廃液処理量が少なくなるため、環境問題の解決に貢献したプロセスを提供することができる。さらに、マスクが不要なために製造工程が簡略化し、歩留まりが向上する。また、所謂第5世代以降の一辺が1メータ以上の基板にも容易に対応可能であり、常圧下であれば、真空機構などがいらないため、クリーンルーム内のフットプリントの増大を抑制することができる。
In the present invention having the above manufacturing method, all conductive patterns of the
The following features bring about the following effects. First, when a thin film made of a conductive material is formed on the entire surface, and then patterned, the conductive material remaining on the side surface or end of the contact hole (opening) may cause a short circuit between wirings. In the present invention formed by the droplet discharge method, occurrence of such a short circuit can be prevented. Further, according to the present invention using the droplet discharge method, the utilization efficiency of the material is greatly improved and the amount of waste liquid processing is reduced, so that it is possible to provide a process that contributes to solving environmental problems. Furthermore, since a mask is unnecessary, the manufacturing process is simplified and the yield is improved. In addition, it is possible to easily cope with a substrate having a side of a so-called fifth generation and beyond, and a substrate of 1 meter or more, and if it is under normal pressure, a vacuum mechanism or the like is not required, so an increase in footprint in the clean room can be suppressed. .
なお、図2に示した断面構造では、第2の導電体155〜158が形成されたレイヤーと同じレイヤーに画素電極として機能する導電体134が形成されている。しかしながら、発光素子から発せられる光が基板100と反対側に出射する所謂上面出射の場合、開口率の向上のため、第2の導電体155〜158上に、絶縁体を1層追加して形成し、該絶縁体上に画素電極として機能する導電体を形成してもよい。その場合の断面構造を図4に示す。
In the cross-sectional structure shown in FIG. 2, a
図4において、基板100上にトランジスタ132、該トランジスタ132上に層間絶縁体151〜153、該層間絶縁体151〜153に接する第2の導電体157、158、該第2の導電体158上に層間絶縁体170、171、該層間絶縁体170、171に接する第3の導電体174、絶縁体172、173上に該第3の導電体174に接する導電体(画素電極)134、電界発光層135及び導電体(対向電極)136からなる発光素子、そして、全面を覆う絶縁体137を有する。
層間絶縁体151〜153と、層間絶縁体170、171の一方又は両方は、公知の方法により、有機材料や珪素を含む無機材料で形成する。但し、有機材料を用いる場合には、脱ガス発生防止のため、有機材料で形成された薄膜の上層と下層の一方又は両方に、珪素を含む材料による薄膜を形成するとよい。
図4に示す構成を有する表示装置は、画素電極として機能する導電体134の配置面積を拡大することができるため、その開口率を向上させることができる。
(実施の形態2)
In FIG. 4, a
One or both of the
In the display device having the structure illustrated in FIG. 4, the arrangement area of the
(Embodiment 2)
本発明の表示装置について、図5、12を用いて説明する。図5は本発明の表示装置の上面図であり、基板200上に、各々が発光素子を含む複数の画素がマトリクス状に配置された表示部251、走査線駆動回路252、253、信号線駆動回路254、シール材255、引き回し配線256、257、層間絶縁体258、接続端子259、バリア体260が設けられた表示装置の上面図である。
The display device of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a top view of the display device of the present invention. A
引き回し配線256は、ここでは表示部251の外周に配置される3本の電源線を総称したものである。引き回し配線257も電源線であり、ここではカソード線とする。
層間絶縁体258とは、基板200上に形成された複数層の絶縁体のうち、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からなる絶縁体であり、具体的には、薄膜トランジスタが含むゲート絶縁膜の上層に配置された、単層又は積層の絶縁体に相当する。多くの場合において、前記絶縁体には開口部が設けられ、該開口部に充填される導電体は、上層のパターンと下層のパターンを接続する配線として機能する。従って膜厚は比較的厚く形成され、具体的には50nm〜5μm(好適には100nm〜2μm)の厚さで形成される絶縁体に相当する。
バリア体260とは、発光素子の劣化を促進する物質の侵入を防止する絶縁性材料又は導電性材料からなり、具体的には、エポキシ樹脂や導電体の水分や酸素の侵入を防止する材料を用いる。
Here, the
The
The
本発明の表示装置は、シール材255と層間絶縁体258が設けられる箇所に特徴を有する。詳しくは、層間絶縁体258が表示部251内と、引き回し配線256、257と配線が交差する部分のみに設けられる点、シール材255が信号線駆動回路254上を除いて、層間絶縁体258の外周に設けられる点を特徴とする。そして、信号線駆動回路254上の露出した層間絶縁体258の端部を、液滴吐出法により形成したバリア体260により被覆する点を最大の特徴とする。
なお、引き回し配線256、257と配線が交差する部分とは、引き回し配線256と表示部251内に配置される信号線が交差する部分、引き回し配線256同士が交差する部分である。
The display device of the present invention is characterized in that the
Note that the portions where the
次に、図12に示す本発明の表示装置の上面図について説明する。図12に示す表示装置は、図5に示す表示装置の構成と比較すると、バリア体261、262が新たに設けられ、かつ、シール材255が設けられる位置が異なっている。また、引き回し配線256は、3本の電源線を総称したものでなく、1本の電源線に相当するものである。
Next, a top view of the display device of the present invention shown in FIG. 12 will be described. The display device shown in FIG. 12 is different from the configuration of the display device shown in FIG. 5 in that the
上記構成を有する本発明の表示装置は、シール材255と層間絶縁体258が設けられる箇所に特徴を有し、層間絶縁体258が表示部251内と、引き回し配線256、257と配線が交差する部分のみに設けられる点、シール材255が走査線駆動回路252、253と信号線駆動回路254上を除いて、層間絶縁体258の外周に設けられる点を特徴とする。そして、走査線駆動回路252、253と信号線駆動回路254の端部は、液滴吐出法により形成したバリア体260〜262により被覆する点を最大の特徴とする。
The display device of the present invention having the above structure is characterized in that the
上記特徴を有する本発明は、駆動回路上以外は層間絶縁体258の外周にシール材255が設けられ、且つ、信号線駆動回路254上の層間絶縁体258の露出した部分は、液滴吐出法により形成したバリア体により被覆するために、発光素子に直接接する絶縁体に水分や酸素が侵入することを防止し、該発光素子の劣化を防止することができる。従って、ダークスポットやシュリンクを引き起こさず、製品としての信頼性を向上させた表示装置を提供することができる。さらに、駆動回路上にシール材255を設けるため、狭額縁化が実現された表示装置を提供することができる。
In the present invention having the above characteristics, a
なお図5、12では、基板200上に表示部251と、走査線駆動回路252、253と信号線駆動回路254が一体形成された表示装置を図示するが、表示装置の用途等に依っては、走査線駆動回路252、253のみを一体形成して、信号線駆動回路254はドライバICをCOG方式で実装する方法や、全ての駆動回路についてドライバICで代用する方法を採用してもよい。つまり、信号線駆動回路254を形成しない場合には、シール材255は、表示部251上に配置され、そうするとさらなる狭額縁化が実現される。
5 and 12 illustrate a display device in which the
図6(A)は、図5のA−A’における断面図であり、接続端子259、表示部251及び信号線駆動回路254の断面図である。図6(B)は、図5のB−B’における断面図であり、接続端子259と信号線駆動回路254の端部の断面図である。ここで、図6(A)の断面構造について、図7、8を用いて、その作製工程に従って以下に説明する。
6A is a cross-sectional view taken along line A-A ′ in FIG. 5, and is a cross-sectional view of the
基板200は、ガラス基板、石英基板、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プラスチック基板を用いる(図7(A))。必要に応じて、基板200上に絶縁体からなる下地膜を形成する。
続いて、基板200上に、液滴吐出法により、導電性材料を含む組成物を吐出して、導電体201を形成する。導電体201は、ゲート電極として機能する。
次に、公知の方法により、酸化珪素膜、窒化珪素膜等からなる絶縁体202を形成する。絶縁体202はゲート絶縁膜として機能する。
続いて、公知の方法により、絶縁体202上に、半導体203を形成する。ここでは、非晶質半導体とする。次いで、公知の方法により、半導体203上に、一導電型の不純物を含む半導体であるN型半導体204を形成する。N型半導体204は、非晶質半導体に不純物元素を添加するドーピング法を用いて形成しもよいし、シランガスとフォスフィンガスを用いて形成してもよい。次に、レジストとなるマスク205を形成する。このマスク205は、液滴吐出法により形成すると、露光・現像等の工程が省略でき、さらに材料の利用効率も向上するため好ましい。
As the
Subsequently, a
Next, an
Subsequently, the
そして、マスク205を用いて、半導体203及びN型半導体204を同時にパターン加工して、半導体206、N型半導体207を形成する(図7(B))。次に、液滴吐出法により、導電性材料を含む組成物を吐出して、導電体209、210を形成する。
Then, the
続いて、導電体209、210をマスクとして、半導体206及びN型半導体207を同時にパターン加工して、半導体211、N型半導体212、213を形成する(図7(C))。そうすると、導電体201、絶縁体202、半導体206及びN型半導体207を含むトランジスタ231が完成する。
なお、ここで完成したトランジスタ231は、非晶質半導体により構成されている。このa−SiTFTを発光素子の駆動用トランジスタとして用いる場合、その電流能力の向上を目的として、チャネル幅W/チャネル長L=1〜100(好ましくは5〜20)に設定することが好適である。具体的には、チャネル長を5〜15μm、チャネル幅Wを20〜1200μm(好ましくは40〜600μm)に設定することが好適である。なお、チャネル幅Wとチャネル長を上記のように設定すると、画素内におけるトランジスタの占有面積が大きくなってしまう。従って、発光素子は基板と反対の方向に出射する上面出射を行うことが好ましい。
Subsequently, using the
Note that the completed
次に、全面に絶縁体232を形成する。この絶縁体232は、トランジスタ231が含むチャネル形成領域を保護する機能を有する。
次いで、絶縁体232上に、公知の方法を用いて、50nm〜5μm(好適には100nm〜2μm)の厚さで、全面に絶縁体を形成し、マスクを用いて所望の形状にパターニングして、層間絶縁体214、215を形成する。
なお、層間絶縁体214、215は液滴吐出法で形成することが好ましい。その理由として、公知の方法(特にスピンコート法)に比べて、材料の利用効率が格段に向上する点が挙げられる。また、液滴吐出法により、所望の箇所のみに組成物を吐出すれば、露光・現像等の工程を省略することができるため、歩留まりが格段に向上する。但し、この場合には、後の工程で導電体210に接続する導電体を新たに形成する前に、絶縁体232をパターン加工する必要がある。
Next, an
Next, an insulator is formed over the entire surface of the
Note that the
層間絶縁体214、215の材料は、酸化珪素膜等の珪素を含む材料、アクリルや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等を用いて、単層又は積層して形成する。
シロキサン系ポリマーは、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、アルキル基若しくは芳香族炭化水素のうち少なくとも1種を有する材料の代表例として挙げたものであり、上記条件の範疇にある様々な材料を用いることができる。
有機材料と、珪素と酸素との結合で骨格構造が形成された材料は、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、珪素と酸素との結合で骨格構造が形成された材料は、また透明性や耐熱性をも有し、成膜後に300度程度の加熱処理を行うことができる。この加熱処理により、水素化と焼成の処理を同時に行うことができる。
A material of the
A siloxane-based polymer is a representative of a material having a skeleton structure composed of a bond of silicon and oxygen and containing at least hydrogen as a substituent, or a material having at least one of fluorine, an alkyl group, or an aromatic hydrocarbon as a substituent. It is mentioned as an example, and various materials within the above conditions can be used.
A material in which a skeleton structure is formed by a combination of an organic material and silicon and oxygen has excellent flatness. Therefore, even when a conductor is formed later, the film thickness becomes extremely thin at a step portion. It is preferable that no disconnection occurs. In addition, a material in which a skeleton structure is formed by a bond of silicon and oxygen also has transparency and heat resistance, and can be subjected to heat treatment at about 300 degrees after film formation. By this heat treatment, hydrogenation and baking treatment can be performed simultaneously.
次に、導電体210に接するように、液滴吐出法により、導電性材料を含む組成物を吐出して、引き回し配線等の配線又はソース配線・ドレイン配線として機能する第2の導電体208、216、217を形成する(図8(A))。
Next, a
この際、図示するように、層間絶縁体214の端部230は露出した状態にある。露出した状態のままであると、ここから水分や酸素が侵入し、これらの侵入物により発光素子が劣化する可能性がある。そこで、露出した端部230を、液滴吐出法により、組成物を吐出して、バリア体218を形成する(図8(B))。
ここで用いる組成物は、水分や酸素の侵入を防止する性質を有し、且つ、液滴吐出法で形成が可能な粘度が50cp以下の組成物を用いればよい。これらの性質を有するものとしては、例えば、公知の導電性材料や、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。なおこれらの樹脂材料を用いる場合、その粘度は、溶媒を用いて溶解又は分散することで調整するとよい。また、撥水性の樹脂が好ましく、例えば、フッ素原子が含まれた樹脂、あるいは炭化水素のみで構成された樹脂が挙げられる。より詳しくは、分子内にフッ素原子を含有するモノマーを含む樹脂、或いは全て炭素と水素原子のみから構成されるモノマーを含む樹脂が挙げられる。
なお、バリア体218を導電性材料で形成する際には、配線とのショートが生じないように、パターンを形成する必要がある。従って、配線とのショートが発生する可能性がある領域においては、バリア体218は樹脂材料で形成することが好ましい。また、バリア体218の形成に際し、端部230の角度によっては、段切れを起こす可能性がある。従って、端部230は、ならだかな傾斜面になるように形成することが必要であり、具体的には、30〜70度のテーパー形状に形成するとよい。さらに、この段切れを防止するために、1滴又は複数滴を吐出後に焼成して、組成物を固化する処理を繰り返し行うとよい。
At this time, as illustrated, the end 230 of the
The composition used here may have a property of preventing intrusion of moisture and oxygen and a composition having a viscosity of 50 cp or less that can be formed by a droplet discharge method. As what has these characteristics, resin materials, such as a well-known electroconductive material and an epoxy resin, an acrylic resin, a phenol resin, a novolak resin, a melamine resin, a urethane resin, are used, for example. In addition, when using these resin materials, the viscosity is good to adjust by melt | dissolving or disperse | distributing using a solvent. In addition, a water-repellent resin is preferable, and examples thereof include a resin containing a fluorine atom or a resin composed only of a hydrocarbon. More specifically, a resin containing a monomer containing a fluorine atom in the molecule, or a resin containing a monomer composed entirely of carbon and hydrogen atoms can be given.
Note that when the
また、図8(C)は、図5のB−B’における断面図である。図示するように、B−B’における領域では、層間絶縁体229は導電体233に被覆されている。従って、外部からの水分や酸素の侵入はある程度防止できる。しかし、より確実に外部からの不純物の侵入を防止するために、バリア体228を形成することが好ましい。
FIG. 8C is a cross-sectional view taken along B-B ′ of FIG. As shown in the drawing, the
次に、導電体217に接するように、液滴吐出法により、第1の電極(画素電極)として機能する導電体220を形成する(図6(A))。次に、公知の方法により、土手となる絶縁体221、222を形成し、前記導電体220に接するように電界発光層223を形成し、該電界発光層223に接するように導電体224を積層形成する。そうすると、導電体220、電界発光層223及び導電体224からなる発光素子が完成する。最後に、全面に保護膜として機能する絶縁体225を形成する。
Next, a
次に、スクリーン印刷法又はディスペンサ法により、シール材226を形成し、該シール材226を用いて、基板200と対向基板227を貼り合わせる。上記工程を経て、図6(A)(B)に示すような、発光素子を有する表示装置が完成する。
Next, a
なお、バリア体218は、シール材を用いて行う封止前に形成しているが、本発明はこれに限定されず、封止後、バリア体218の形成を行ってもよい。その場合、バリア体218は、表示部251上に形成しなければ、対向基板227を被覆するように形成してもよい。
Note that although the
上記作製方法を有する本発明は、導電体201、208〜210、216、217、220の導電性を有する全てのパターンを液滴吐出法で形成することを特徴とする。
上記特徴により、以下のような効果をもたらす。まず、全面に導電性材料からなる薄膜を形成し、その後パターン加工を行うと、コンタクトホール(開口部)の側面や端部に導電性材料が残ってしまい、配線間のショートが生じることがあるが、液滴吐出法で形成する本発明では、そのようなショートの発生を防止することができる。
The present invention having the above manufacturing method is characterized in that all the conductive patterns of the
The following features bring about the following effects. First, if a thin film made of a conductive material is formed on the entire surface and then patterned, the conductive material may remain on the side surface and end of the contact hole (opening), resulting in a short circuit between the wirings. However, in the present invention formed by the droplet discharge method, such a short circuit can be prevented.
なお、図6に示した断面構造では、導電体216、217が形成されたレイヤーと同じレイヤーに画素電極として機能する導電体220が形成されている。しかしながら、図4に示すように、発光素子から発せられる光が基板200と反対側に出射する所謂上面出射の場合、開口率の向上のため、導電体216、217上に、絶縁体を1層追加して形成し、該絶縁体上に画素電極として機能する導電体を形成してもよい。上記構成を有する表示装置は、画素電極として機能する導電体134の配置面積を拡大することができるため、その開口率を向上させることができる。
In the cross-sectional structure shown in FIG. 6, a
本実施の形態は、実施の形態1と自由に組み合わせることができる。 This embodiment mode can be freely combined with Embodiment Mode 1.
本発明の配線の作製及び半導体装置の作製の際に用いられる液滴吐出装置の一例について、図9を用いて説明する。まず、液滴吐出装置の構成について図9(A)を用いて簡単に説明する。本装置の必須の構成要素としては、1つのノズルを具備する液滴吐出手段(図示せず)、又は複数のノズルが一軸方向に配列されたヘッドを具備する液滴吐出手段(図示せず)、該液滴吐出手段を制御するコントローラ及びCPU(図示せず)、基板6401を固定しXYθ方向に可動するステージ6403等が挙げられる。なお、タクトタイムの向上という点から、複数のノズルが一軸方向に配列されたヘッドを具備する液滴吐出手段を用いることが好ましい。
An example of a droplet discharge device used for manufacturing the wiring and the semiconductor device of the present invention will be described with reference to FIGS. First, the structure of the droplet discharge device will be briefly described with reference to FIG. As an essential component of this apparatus, a droplet discharge means (not shown) having one nozzle, or a droplet discharge means (not shown) having a head in which a plurality of nozzles are arranged in a uniaxial direction. And a controller and CPU (not shown) for controlling the droplet discharge means, a
6402は液滴吐出手段を設置する枠であり、図9(B)に図示する液滴吐出手段を嵌める構造になっている。このステージ6403は、基板6401を真空チャック等の手法で固定する機能も有する。そして、液滴吐出手段が有する各ノズルの吐出口から基板6401の方向に組成物が吐出されて、パターンが形成される。
ステージ6403と液滴吐出手段は、コントローラを介してCPUにより制御される。また、CCDカメラなどの撮像手段(図示せず)もCPUにより制御される。撮像手段は、マーカーの位置を検出して、その検出した情報をCPUに供給する。なお、パターンの作製に際し、液滴吐出手段を移動してもよいし、液滴吐出手段を固定してステージ6403を移動させてもよい。但し、液滴吐出手段を移動する場合には、組成物の加速度や、液滴吐出手段に具備されたノズルと被処理物との距離、その環境を考慮して行う必要がある。
The
その他、図示しないが、付随する構成要素として、吐出した組成物の着弾精度を向上させるために、液滴吐出手段が上下に動く移動機構とその制御手段等を設けてもよい。そうすると、吐出する組成物の特性に応じて、ヘッドと基板6401の距離を変えることができる。さらに、清浄な空気を供給し、作業領域の埃を低減するクリーンユニット等を設けてもよい。また、図示しないが、基板を加熱する手段、加えて温度、圧力等、種々の物性値を測定する手段を、必要に応じて設置しても良く、これら手段も、筐体の外部に設置した制御手段によって一括制御することが可能である。さらに制御手段をLANケーブル、無線LAN、光ファイバ等で生産管理システム等に接続すれば、工程を外部から一律管理することが可能となり、生産性を向上させることに繋がる。なお、着弾した組成物の乾燥を早め、また組成物の溶媒成分を除去するために、真空排気を行って、減圧下で動作させてもよい。
In addition, although not shown in the drawings, as an accompanying component, in order to improve the landing accuracy of the discharged composition, a moving mechanism in which the droplet discharging means moves up and down, its control means, and the like may be provided. Then, the distance between the head and the
図9(B)は液滴吐出手段を示しており、6404は圧電素子、6405、6406は枠であり、図9(A)に示す枠6402に嵌める際に用いる。6407は吐出口である。なお、図9(B)では、圧電素子を用いた、所謂ピエゾ方式の場合を図示したが、溶液の材料によっては、発熱体を発熱させ気泡を生じさせ溶液を押し出す方式を用いても良い。この場合、圧電素子を発熱体に置換した構造となる。また液滴吐出のためには、溶液と、液室流路、予備液室、流体抵抗部、加圧室、溶液吐出口との濡れ性が重要となる。そのため材質との濡れ性を調整するための炭素膜、樹脂膜等をそれぞれの流路に形成してもよい。また、枠6405、6406の内部には、配線や供給管等が設けられ、図9(A)に示す装置に図9(B)に示す液滴吐出手段が取り付けられた際には、該配線は圧電素子を制御するための駆動回路に接続され、該供給管は組成物が充填されたタンクに接続される。
FIG. 9B shows a droplet discharge means,
本発明を適用して作製される電子機器の一例として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、カーオーディオなどの音響再生装置、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、携帯型ゲーム機又は電子書籍等)、家庭用ゲーム機などの記録媒体を備えた画像再生装置(具体的には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。それら電子機器の具体例を図10、図11に示す。 As an example of an electronic device manufactured by applying the present invention, a video camera, a digital camera, a goggle type display, a navigation system, a sound reproducing device such as a car audio, a notebook type personal computer, a game device, a portable information terminal (mobile computer) , A mobile phone, a portable game machine, an electronic book, etc.), an image playback device equipped with a recording medium such as a home game machine (specifically, a display capable of playing back a recording medium such as a DVD and displaying the image) And the like). Specific examples of these electronic devices are shown in FIGS.
図10(A)は携帯端末であり、本体9101、表示部9102等を含む。図10(B)は、携帯端末の内部に配置された、表示部9102、駆動回路9103が一体形成されたパネルを示す。図10(C)はPDAであり、本体9201、表示部9202等を含む。図10(D)は、携帯型ゲーム機器であり、本体9401、表示部9402等を含む。図10(E)は、デジタルビデオカメラであり、表示部9701、9702等を含む。
FIG. 10A illustrates a portable terminal, which includes a
本発明は、表示部9102、9202、9402、9701及び9702が含む各パネルとその作製に適用される。これらの表示部を含む各パネルは、一対の基板が貼り合わせられたものであり、本発明は、このパネルとその作製方法に適用される。
The present invention is applied to each panel included in the
図11(A)は、テレビであり、筐体9501、表示部9502等を含む。図11(B)は、パソコンと付属して用いるモニターであり、筐体9601、表示部9602等を含む。図11(C)は、ノートパソコンであり、筐体9801、表示部9802等を含む。
FIG. 11A illustrates a television, which includes a
本発明は、表示部9502、9602及び9802を含む各パネルの作製に適用される。なお、図11(A)〜(C)に示す電子機器のように、10インチ以上のサイズの表示部9502、9602及び9802を含む各パネルは、価格やプロセスの観点から、実施の形態2で示したように、非晶質半導体でチャネル部を形成する薄膜トランジスタ(a−SiTFT)により構成することが好適である。非晶質半導体は、作製工程における結晶化工程を省くことができるため、安価な電子機器を提供することができる。
The present invention is applied to manufacture of each panel including the
ダークスポットやシュリンクを引き起こさず、製品としての信頼性を向上させた本発明の表示装置を適用すれば、長寿命化を実現した電子機器を提供することができる。また、液滴吐出法を適用することで簡略化した表示装置の作製方法を提供する本発明により、低価格化を実現した電子機器を提供することができる。 By applying the display device of the present invention, which does not cause dark spots and shrinkage and has improved reliability as a product, an electronic device with a long life can be provided. In addition, according to the present invention which provides a method for manufacturing a display device that is simplified by applying a droplet discharge method, an electronic device with reduced cost can be provided.
なお、上記に挙げた電子機器において、図10に示す携帯型の端末には、表示部に設ける表示素子として、自発光型の発光素子を用いることが好ましい。発光素子は、バックライトなどが必要ないため、液晶素子を用いる場合に比べて、薄型・小型・軽量が実現されるためである。また、図11に示すように、10インチ以上の比較的大型の電子機器においても、発光素子を用いることによって、薄型、小型・軽量が実現される。特に、図11(A)に示すような、40インチ程度のテレビにおいては、CRTのテレビと比較すると、その重さや大きさが格段に向上する。 Note that in the above-described electronic device, a self-luminous light-emitting element is preferably used as a display element provided in the display portion in the portable terminal illustrated in FIG. This is because a light-emitting element does not require a backlight or the like, and thus is thinner, smaller, and lighter than when a liquid crystal element is used. In addition, as shown in FIG. 11, even in a relatively large electronic device of 10 inches or more, thinness, small size, and light weight are realized by using a light emitting element. In particular, in a television of about 40 inches as shown in FIG. 11A, the weight and size are significantly improved compared to a CRT television.
100 基板
101 表示部
102 走査線駆動回路
103 走査線駆動回路
104 信号線駆動回路
105 シール材
106 引き回し配線
106r 導電体
106g 導電体
106b 導電体
107 引き回し配線
108 層間絶縁体
109 接続端子
110 領域
111 基板
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記第1の薄膜トランジスタと前記第2の薄膜トランジスタ上に層間絶縁層を形成し、
前記層間絶縁層上に発光素子を形成し、
前記第1の薄膜トランジスタと前記発光素子が設けられた表示部内に、導電性材料を含む第1の組成物を吐出して配線を形成し、
前記表示部の外周に、導電性材料を含む第2の組成物を吐出して、引き回し配線を形成し、
前記第2の薄膜トランジスタが設けられた駆動回路内の前記層間絶縁層の端部を被覆するように、絶縁性材料を含む組成物を吐出してバリア体層を形成し、
前記表示部内の前記層間絶縁層の外周と、前記駆動回路内の前記層間絶縁層上に、シール材を形成し、
前記第1の基板と対向するように第2の基板を設けて、前記シール材を用いて前記第1の基板と前記第2の基板を貼り合わせ、
前記第1の薄膜トランジスタと前記第2の薄膜トランジスタのそれぞれが含むゲート電極は、導電性材料を含む第3の組成物を吐出して形成され、
前記層間絶縁層は、前記表示部内、及び前記配線と前記引き回し配線との交差部に形成され、
前記配線及び前記引き回し配線が設けられている領域において、前記配線と前記引き回し配線との交差部以外には前記層間絶縁層が設けられておらず、
前記層間絶縁層は、有機材料または珪素と酸素の結合で骨格構造が形成された材料により形成され、
前記層間絶縁層の端部は、30〜70度のテーパー形状を有し、
前記バリア体層を、前記絶縁性材料を含む組成物の液滴を1滴または複数滴吐出した後に焼成する処理を繰り返し行うこと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 first thin film transistor and a second thin film transistor on a first substrate;
Forming an interlayer insulating layer on the first thin film transistor and the second thin film transistor;
Forming a light emitting element on the interlayer insulating layer;
In the display portion provided with the first thin film transistor and the light emitting element, a first composition containing a conductive material is discharged to form a wiring.
On the outer periphery of the display portion, a second composition containing a conductive material is discharged to form a lead wiring,
A barrier body layer is formed by discharging a composition containing an insulating material so as to cover an end portion of the interlayer insulating layer in the driving circuit provided with the second thin film transistor;
Forming a sealing material on the outer periphery of the interlayer insulating layer in the display unit and on the interlayer insulating layer in the drive circuit;
A second substrate is provided so as to face the first substrate, and the first substrate and the second substrate are bonded together using the sealing material,
A gate electrode included in each of the first thin film transistor and the second thin film transistor is formed by discharging a third composition including a conductive material,
The interlayer insulating layer is formed in the display portion and at the intersection of the wiring and the lead wiring,
In the region where the wiring and the routing wiring are provided, the interlayer insulating layer is not provided other than the intersection of the wiring and the routing wiring,
The interlayer insulating layer is formed of an organic material or a material in which a skeleton structure is formed by a bond of silicon and oxygen,
The end of the interlayer insulating layer has a tapered shape of 30 to 70 degrees,
A method for manufacturing a display device, wherein the barrier body layer is formed by repeatedly performing a firing process after discharging one or a plurality of droplets of the composition containing the insulating material.
前記絶縁性材料は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、メラミン樹脂、またはウレタン樹脂であることを特徴とする表示装置の作製方法。 In claim 1 ,
The method for manufacturing a display device, wherein the insulating material is an epoxy resin, a phenol resin, a novolac resin, a melamine resin, or a urethane resin.
前記絶縁性材料は、分子内にフッ素原子を含有するモノマーを含む樹脂、または炭素原子と水素原子のみから構成されるモノマーを含む樹脂であることを特徴とする表示装置の作製方法。 In claim 1 ,
The method for manufacturing a display device, wherein the insulating material is a resin including a monomer containing a fluorine atom in a molecule or a resin including a monomer including only a carbon atom and a hydrogen atom.
前記第1の組成物、前記第2の組成物および前記第3の組成物は、それぞれ、被覆剤により粒子の表面が覆われた導電体を溶解または分散させたものであることを特徴とする表示装置の作製方法。 In any one of Claims 1 thru | or 3 ,
Each of the first composition, the second composition, and the third composition is obtained by dissolving or dispersing a conductor whose particle surface is covered with a coating agent. A method for manufacturing a display device.
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