半導體裝置的制造方法以及半導體裝置的制作方法

文檔序號：7237224閱讀：135來源：國知局

專利名稱：半導體裝置的制造方法以及半導體裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及采用印刷法的半導體裝置、半導體裝置的制造方法。
背景技術：
將半導體、絕緣膜及導電膜等的各種薄膜層疊在襯底上并適當地采用光刻技術形成預定的圖案來制造薄膜晶體管(下面，也寫為
"TFT")及使用其的電路。光刻技術是指利用光來將電路等的圖案轉印到作為目標的襯底上，該電路等的圖案是形成在被稱為光掩模的透明平板表面上的由不透光的材料形成的。該技術已經廣泛地應用在半導體集成電路等的制造工序中。
在采用以往的光刻技術的制造工序中，僅處理使用被稱為光致抗蝕劑的感光有機樹脂材料形成的掩模圖案就包括曝光、顯影、焙燒、剝離等多步工序。因此，光刻工序的數目越多，制造成本越不可避免地增加。為了改善上述問題，已經設法縮減光刻工序來制造TFT (例如，參照專利文獻l)。在專利文獻l中，在一次使用通過光刻工序形成的抗蝕劑掩模之后，通過膨脹而使它的體積增大，將其作為具有不同形狀的抗蝕劑掩模進行再利用。日本專利申請公開2000-133636號公報

發明內容
本發明的目的在于提供一種技術，其中在薄膜晶體管(TFT: Thin Film Transistor)、使用其的電路、以及由薄膜晶體管形成的半導體裝置及顯示裝置的制造工程中，可以縮減光刻工序的次數，且使制造工序簡化。即使使用一邊超過lm的大面積襯底，也可以成品率好地制造。
此外，本發明的目的也在于提供一種技術，其中以自對準制造薄膜晶體管并生產性好地制造高可靠性的半導體裝置。
在本發明中，使用通過光照射不溶解于特定的溶劑(例如有機溶劑)中的包含光聚合反應基的有機層，來通過背面曝光選擇性地聚合
包含光聚合反應基的有機層，將它加工為所希望的形狀，并形成有機聚合層。利用包含無機材料的柵絕緣層和有機聚合層之間的相對于憎液劑的吸附性的差異，來使柵絕緣層和有機聚合層具有潤濕性的差異。像這樣，可以通過對控制潤濕性的區域噴出包含導電材料的組成物，可以將源電極層及漏電極層僅形成于有機聚合層。因此，可以以自對準制造薄膜晶體管。從而，通過采用本發明，可以以低成本和高生產率制造半導體裝置、顯示裝置等。
另外，在本說明書中，半導體裝置是指通過利用半導體特性來能夠起作用的裝置。通過采用本發明，可以制造包括多層布線層及處理器電路的芯片等的半導體裝置。
本發明也可以應用于作為具有表示功能的裝置的顯示裝置。作為采用本發明的顯示裝置，舉出將包含顯示被稱為電致發光(下面也稱
為"EL")的發光的有機物質、無機物質、或有機物質和無機物質的混合物質的層夾在電極之間的發光元件和TFT連接的發光顯示裝置、以及使用具有液晶材料的液晶元件作為顯示元件的液晶顯示裝置等。
本發明的半導體裝置的制造方法之一包括如下步驟在透光襯底上形成柵電極層；在柵電極層上包含無機材料的柵絕緣層；在包含無機材料的柵絕緣層上形成包含光聚合反應基的有機層；將柵電極層用作掩模，來將經過襯底的光選擇性地照射到包含光聚合反應基的有機層并選擇性地聚合包含光聚合反應基的有機層；去除包含光聚合反應基的有機層的聚合區域以外來形成有機聚合層；在有機聚合層的形成區域以外的包含無機材料的柵絕緣層上形成具有水解基的有機硅烷膜；在有機聚合層上噴出包含導電材料的組成物來形成源電極層及漏電極層；以及在柵電極層、源電極層、及漏電極層上形成半導體層。
本發明的半導體裝置的制造方法之一包括如下步驟在透光村底上形成柵電極層；在柵電極層上形成包含無機材料的柵絕緣層；在包含無機材料的柵絕緣層上形成包含光聚合反應基的有機層；將柵電極層用作掩模，來將經過襯底的光選擇性地照射到包含光聚合反應基的有機層并選擇性地聚合包含光聚合反應基的有機層；去除包含光聚合反應基的有機層的聚合區域以外來形成有機聚合層；在有機聚合層的形成區域以外的包含無機材料的柵絕緣層上形成第一具有水解基的
有機硅烷膜；在有機聚合層上噴出包含導電材料的組成物來形成源電極層及漏電極層；去除第一具有水解基的有機硅烷膜；在柵電極層、源電極層、及漏電極層上形成第二具有水解基的有機硅烷膜；以及在第二具有水解基的有機硅烷膜上形成半導體層。此外，具有水解基的
有機硅烷可以使用包括氟化破基、或烷基作為末端基。
本發明的半導體裝置包括具有絕緣表面的襯底上的柵電極層；柵電極層上的包含無機材料的柵絕緣層；包含無機材料的柵絕緣層上的不重疊于柵電極層的區域的有機聚合層；有機聚合層上的源電極層及漏電極層；包含無機材料的柵絕緣層、源電極層、及漏電極層上的半導體層。
本發明的半導體裝置包括具有絕緣表面的襯底上的柵電極層；柵電極層上的包含無機材料的柵絕緣層；包含無機材料的柵絕緣層上的不重疊于柵電極層的區域的有機聚合層；有機聚合層上的源電極層及漏電極層；其中間夾著具有水解基的有機硅烷膜形成在包含無機材料的柵絕緣層、源電極層、及漏電極層上的半導體層。
在本發明中，以自對準形成源電極層及漏電極層。因此不發生因掩模的對準偏差引起的形狀缺陷等，從而可以控制性好地形成源電極
層及漏電極層。因此，通過采用本發明，成品率好地制造高可靠性的半導體裝置、顯示裝置等。

圖1A至1E是說明本發明的概念圖2A至2C是說明本發明的概念圖3A至3C是說明本發明的顯示裝置的制造方法的圖4A至4C是說明本發明的顯示裝置的制造方法的圖5A至5C是說明本發明的顯示裝置的制造方法的圖6A至6C是說明本發明的顯示裝置的制造方法的圖7A至7C是說明本發明的顯示裝置的制造方法的圖8A和8B是說明本發明的顯示裝置的制造方法的圖9A和9B是說明本發明的顯示裝置的圖IO是說明本發明的EL顯示模塊的結構例子的截面圖IIA至IIC是說明本發明的顯示裝置的圖；圖12A至12D是說明能夠適用于本發明的發光元件的結構的圖13A至13C是說明能夠適用于本發明的發光元件的結構的圖14A至14C是說明能夠適用于本發明的發光元件的結構的圖15A和15B是說明本發明的顯示裝置的制造方法的圖16A至16C是說明本發明的顯示裝置的制造方法的圖17A和17B是說明本發明的顯示裝置的制造方法的圖18A和18B是說明本發明的顯示裝置的制造方法的圖19A和19B是說明本發明的顯示裝置的圖20A和20B是說明本發明的液晶顯示模塊的結構例子的截面
圖21是說明本發明的顯示裝置的圖22A至22C是本發明的顯示裝置的俯視圖23A和23B是本發明的顯示裝置的俯視圖24是表示適用本發明的電子設備的主要結構的方塊圖25A和25B是表示適用本發明的電子設備的圖26A至26E是表示適用本發明的電子設備的圖27是表示適用本發明的半導體裝置的圖28A和28B是表示適用本發明的電子設備的主要結構的圖29A至29G是表示適用本發明的半導體裝置的圖30是說明能夠適用于本發明的液滴噴出裝置的結構的圖31是表示實施例1的實驗數據的圖32是表示實施例1的實驗數據的圖。
具體實施例方式
參照附圖詳細地說明本發明的實施方式。但是，本發明不局限于下面的說明，所屬領域的普通人員很容易地了解一個事實就是其方式和詳細內容可以被變換為各種各樣的形式，而不脫離本發明的宗旨及其范圍。因此，本發明不應該被解釋為僅限定在下面示出的實施方式所記載的內容中。另外，在下面將說明的本發明的結構中，在不同的附圖中使用共通的附圖標記來表示相同的部分或具有同樣的功能的部分，并省略其重復說明。
實施方式1
參照圖1A至1E來說明本發明的實施方式。本實施方式的目的在于以自對準制造高可靠性的薄膜晶體管。
在本實施方式中，使用通過光照射不溶解于有機溶劑中的包含光聚合反應基的有機層，來通過背面曝光將包含光聚合反應基的有機層選擇性地加工為所希望的形狀以形成有機聚合層。利用包含無機材料的柵絕緣層和有機聚合層之間的相對于憎液劑的吸附性的差異，來使柵絕緣層和有機聚合層具有潤濕性的差異。像這樣，通過對控制潤濕性的區域噴出包含導電材料的組成物，可以將源電極層及漏電極層僅形成于有機聚合層。因此，可以以自對準制造薄膜晶體管。從而，通過采用本發明，可以以低成本和高生產率制造半導體裝置、顯示裝置等。
在透光村底50上形成柵電極層51且在柵電極層51上形成柵絕緣層52。在重疊于柵電極層51的柵絕緣層52上形成包含光聚合反應基的有機層53。柵絕緣層52包含無機材料。作為該包含光聚合反應基的有機層53，使用通過照射光來交聯，聚合，并提高相對于有機溶劑的不溶解性的材料。柵絕緣層可以是層或疊層，但是作為其最表面，使用氧化硅、氮化硅、包含氧的氮化硅、包含氮的氧化硅等的無機膜、或者包含有機聚硅氧烷等的無機成分且具有水解基的有機硅烷容易吸附的材料。
作為包含光聚合反應基的有機層，采用光照射部成為相對于特定的溶劑顯示難溶性(變成不容易溶解)的材料，即可。例如，可以使用如下材料具有肉桂酰基、苯亞烯丙基(cinnamylidene)、苯二丙烯酸酯基(phenylenediacrylate)等光二聚型樹脂(photoisomerization resin);重氮鹽及重氮氧化物等的重氮類化合物；聚乙烯醇等的具有羥基的樹脂和重氮類化合物的混合物質；以及具有丙烯酸酯等的乙烯基并通過光照射聚合的單體、低聚物等的通過光照射聚合的材料。在本說明書中，聚合是指至少兩個以上的分子的組合，分子量因聚合而增大。聚合包括交聯反應，即分子以架橋的形狀來組合。有機聚合層是聚合包含光聚合反應基的有機層而使分子量增大的層。因光聚合反形成的有機聚合層包含環丁基(cyclobutane )環等。
在本實施方式中，通過液滴噴出法噴出包含聚乙烯醇肉桂酸酯的液狀組成物，進行干燥、焙燒來使它固化，來選擇性地形成包舍光聚
合反應基的有基層53 (參照圖1A)。
作為可以將形成物選擇性地形成為所希望的圖案的方法，采用液滴噴出(噴射)法(根據其方式，也被稱為噴墨法)，該液滴噴出法能夠選擇性地噴出(噴射)為特定的目的而調制的組成物的液滴來將薄膜形成為預定的圖案。此外，可以采用能夠將形成物轉印或描畫為所希望的圖案的方法如各種印刷法(可以以所要求的圖案形成的方法，例如絲網(孔版)印刷、膠(平版)印刷、凸版印刷或銅版(凹版)印刷等)、分配器法、選擇性的涂敷法等。
本實施方式在半導體裝置、顯示裝置的制造方法中采用如下方法，即將包含流動體化的膜形成材料(導電材料或絕緣材料)的組成物作為液滴噴出，并選擇性地形成為所希望的圖案。對被形成區域噴出包含膜形成材料的液滴，進行焙燒、干燥等來固定化(或固化)，并形成為所希望的圖案。如本實施方式那樣通過液滴噴出法選擇性地形成包含光聚合反應基的有機層53，來使制造工序更簡化。
從透光襯底50 —側，將光66從光源65經過透光襯底50來照射到包含光聚合反應基的有機層53 (參照圖1B)。光66雖然透過透光襯底50和柵絕緣層52，但是不透過非透光性的柵電極層51而被遮斷。因此，在包含光聚合反應基的有機層53中，重疊于柵電極層51 的區域成為非曝光區域55，而曝光區域54a、 54b的包含光聚合反應基的有機層由光改變性質。在本實施方式中，曝光區域54a、 54b的包含光聚合反應基的有機層交聯并聚合，來成為相對于有機溶劑顯示難溶性。光66為使包含光聚合反應基的有機層聚合的波長及強度的光，即可。在本實施方式中使用波長為300nm至350nm的紫外光。
域。選擇可以只將非曝光區域選擇性地溶解并去除，而不溶解曝光區域的有機溶劑。在本實施方式中，浸沒在二曱基曱酰胺中來形成有機聚合層57a、 57b。
接著，使用具有水解基的有機硅烷來進行憎液處理，以控制潤濕性。本實施方式4吏用六甲基二石圭胺烷(hexamethyldisilazane: HMDS ) 作為具有水解基的有機硅烷。如具有水解基的有機硅烷膜56a、 56b、
含無機材料的柵絕^層(參照圖一ic)。,由于具有水"基的;機硅烷
相對于源電極層及漏電極層的形成材料的包含導電材料的組成物顯示憎液性，有機硅烷緊密地吸附的柵絕緣層上相對于包含導電材料的
組成物顯示與有機聚合層57a、 57b的表面上相比更低的潤濕性。在圖1C中，在柵絕緣層上以虛線來示出具有水解基的有機硅烷膜56a、 56b、 56c,以表示具有水解基的有機硅烷緊密地吸附。
此外，優選在形成具有水解基的有機硅烷之前，進行紫外線臭氧處理及氧(02)灰化等。通過紫外線臭氧處理及氧(02)灰化可以分解柵絕緣層上的有機物質，來具有水解基的有機硅烷容易吸附到柵絕緣層上，并且將羥基引入到有機聚合層來提高有機聚合層的潤濕性。
該潤濕性的差異是雙方區域的相對關系，源電極層及漏電極層的形成區域和其周圍區域的相對于包含形成源電極層及漏電極層的導電材料的組成物的潤濕性程度具有差異，即可。此外，潤濕性不同的區域是指包含導電材料的組成物的接觸角互不相同的區域。包含導電材料的組成物的接觸角大的區域成為潤濕性更低的區域(下面，也被稱為低潤濕性區域)，而接觸角小的區域成為潤濕性高的區域(下面，也被稱為高潤濕性區域)。當接觸角大時，具有流動性的液狀組成物不擴展在區域表面上而被排斥，從而不使表面潤濕。但是，當接觸角小時，具有流動性的組成物擴展在表面上，從而充分地使表面潤濕。因此，潤濕性不同的區域具有不同的表面能量。潤濕性低的區域的表面能量小，而在潤濕性高的區域的表面能量大。在本發明中，該潤濕性不同的區域的接觸角差異為30°以上，優選為40。以上。
以化學式Rn-Si-X(4-n) (n=l、 2、 3)或RrSi-NR-Si-R3來表示具有水解基的有機硅烷。在此，R包括烷基等的較惰性的基。此外，X包括通過與基質表面的羥基或吸附水縮合來能夠組合的水解基如鹵素、曱氧基、乙氧基、或乙酰氧基等。
此外，作為具有水解基的有機硅烷的代表例子，可以使用R具有氟代烷基的包含氟類水解基的有機硅烷(氟代烷基硅烷(下面，也稱為FAS ) )。 FAS的R具有以(CF3) ( CF2) x ( CH2) y ( X: 0以上至 IO以下的整數，y: 0以上至4以下的整數)來表示的結構。在多個R 或X與Si組合的情況下，R或X可以互相相同或不同。作為FAS的典型，可以舉出氟代烷基硅烷如十七氟四氫癸基三乙氧基硅烷、十七氟四氫癸基三氯硅烷、十三氟四氫辛基三氯硅烷、三氟丙基三曱氧基
硅烷等。
當然，作為具有水解基的有機硅烷的R，可以使用沒有氟碳鏈而具有烷基的物質。例如，可以使用十八烷基三曱氧基硅烷等。
作為具有水解基的有機硅烷的溶劑，可以使用碳化氫類溶劑如n-戊烷、n-己烷、n-庚烷、n-辛烷、n-癸烷、二環戊烷、苯、甲苯、二曱苯、杜烯、茚、四氫化萘、十氫化萘、異三十烷等、或使用四氫呋喃等。
然后，從液滴噴出裝置67的噴嘴向被形成區域的有機聚合層 57a、有機聚合層57b噴出包含導電材料的液滴。噴出了的液滴不附著到低潤濕性區域的柵絕緣層上的具有水解基的有機硅烷膜56a、 56b、 56c，而形成在有機聚合層57a、 57b上，該有機聚合層57a、 57b 是具有比低潤濕性區域高的潤濕性的高潤濕性區域。即使因噴出液滴的噴嘴的噴出口的尺寸、噴出口的掃描能力等不能精密地控制導電材料的噴出方法，也可以通過對被形成區域以外進行憎液處理，來液滴僅附著到被形成區域而將源電極層或漏電極層58a、 58b形成為所希望的圖案(參照圖1D)。這是因為如下緣故由于被形成區域和其周圍區域具有不同的潤濕性，因此液滴在低潤濕性區域中被排斥，而留在潤濕性更高的形成區域中。就是說，由于因低潤濕性區域液滴被排斥，因此發揮像高潤濕性區域和低潤濕性區域的境界具有分隔壁的功能。從而，包含具有流動性的導電材料的組成物也留在高潤濕性區域中，所以可以將源電極層及漏電極層形成為所希望的形狀。
例如在要形成微細的電極層等的情況下，通過采用本發明，當液滴的噴出口多少大時也液滴在形成區域上不擴展而可以將導電層，形成在形成區域，從而可以防止因有錯誤地形成在不形成的區域而引起的缺陷如短路等。如本實施方式那樣，通過進行從襯底一側的光照射來改變物質表面的性質，不但可以控制性好地形成導電層，而且處理大面積，所以提高生產性。此外，通過與液滴噴出法組合，與采用旋轉涂敷法等涂敷形成整個面的情況相比，能夠防止材料的損失并降低成本。根據本發明，即使采用因小型化、薄膜化將布線等密集并復雜地配置的設計，也可以控制性好地形成。
具有水解基的有機硅烷膜也可根據其形成條件而使其膜厚度極薄，而不保持作為膜的方式。
此外，提高潤濕性的處理是指將保留在其區域上噴出的液滴的能力(也被稱為附著力、固定力)處于比周圍區域高的狀態，也同樣地意味著通過進行光照射處理來改變區域的性質并提高與液滴的粘附性。此外，也可以只有與液滴接觸并保留它的表面具有其潤濕性，而不需要在整個膜厚度方向上具有同樣的性質。
既可以在形成源電極層及漏電極層之后保留作為預處理形成的具有水解基的有機硅烷，又可以在形成源電極層及漏電極層之后去除不需要的部分。當去除時，也可以使用源電極層及漏電極層作為掩模，通過使用氧等的灰化、蝕刻、等離子體處理等來去除，即可。
由于源電極層或漏電極層58a以及源電極層或漏電極層58b形成在有機聚合層57a、 57b表面，因此如圖1D那樣，源電極層或漏電極層58a、 58b可能會覆蓋有機聚合層57a、 57b的上面及側面地形成。但是，根據具有水解基的有機硅烷的憎液強度及吸附狀態(密度等)，有時可能只形成在有機聚合層57a、 57b的上面，而不形成在側面。
對具有水解基的有機硅烷膜進行蝕刻且在源電極層或漏電極層 58a及源電極層或漏電極層58b上形成半導體層59 (參照圖1E)。在本實施方式中，使用并五苯來形成半導體層59。在上述工序中，可以制造本實施方式的非共面型薄膜晶體管60。
此外，也可以在形成半導體層之前將具有水解基的有機硅烷膜提供在半導體形成區域，以提高半導體層的遷移率。圖2A對應于圖1D, 是形成源電極層或漏電極層58a、 58b的工序。接著，去除具有水解基的有機硅烷膜56a、 56b、 56c,然后如圖2B所示那樣，在半導體層形成區域中，形成具有水解基的有機硅烷膜61。在本實施方式中，使用并五苯作為半導體層62，并且使用十八烷基三甲氧基硅烷(ODS) 作為具有水解基的有機硅烷膜61。十八烷基三甲氧基硅烷對并五苯的遷移率提高很有效。在形成十八烷基三曱氧基硅烷作為具有水解基的有機硅烷膜61之后，采用蒸鍍法形成并五苯的膜，來形成半導體層 62。在上述工序中，如圖2C那樣可以制造本實施方式的非共面型薄膜晶體管64。
在本實施方式中，以自對準形成源電極層及漏電極層。因此不產
生因掩模的對準偏差所引起的形狀缺陷等，而控制性好地形成布線。從而，采用本發明來可以成品率好地制造高可靠性的半導體裝置、顯示裝置等。
實施方式2
圖22A是顯示本發明的顯示面板的結構的俯視圖，其中在具有絕緣表面的襯底2700上形成有將像素2702排列為矩陣狀的像素部 2701、掃描線一側輸入端子2703、信號線一側輸入端子2704。像素數可以根據各種標準來設定，若是XGA，像素數是1024 x 768 x3 (RGB)，若是UXGA，像素數是1600 x 1200 x 3 (RGB)，若對應于全規格高清晰畫質，像素數是1920 x 1080x 3 (RGB)即可。
像素2702是通過從掃描線一側輸入端子2703延伸的掃描線和從信號線一側輸入端子2704延伸的信號線交叉，以矩陣狀排列的像素。像素2702中的每一個具備開關元件和連接于該開關元件的像素電極。開關元件的典型例子是TFT。通過TFT的柵電極一側連接到掃描線，且源極一側或漏極一側連接到信號線，由此能夠利用從外部輸入的信號獨立地控制每一個像素。
圖22A示出了使用外部驅動電路控制輸入到掃描線及信號線中的信號的顯示面板的結構，如圖23A所示，也可以通過COG(ChipOn Glass;玻璃上安裝芯片)方式將驅動器IC 2751安裝在襯底2700上。此外，作為其他安裝方式，也可以使用如圖23B所示的TAB (Tape Automated Bonding;帶式自動接合)方式。驅動器IC既可以是形成在單晶半導體襯底上的，又可以是在玻璃襯底上由TFT形成電路的。在圖23A和23B中，驅動器IC 2751與FPC 2750連接。
此外，當由結晶性高的多晶(微晶)半導體形成設置在像素中的 TFT時，如圖22B所示，也可以在邱于底3700上形成掃描線一側驅動電路3702。在圖22B中，3701表示像素部，并且與圖"A同樣地使用外部驅動電路來控制信號線一側驅動電路。如在本發明中形成的 TFT，在設置于像素中的TFT由遷移率高的多晶(微晶)半導體、單晶半導體等形成的情況下，如圖22C所示，也可以在襯底4700上集成地形成掃描線一側驅動電路4702和信號線一側驅動電路4704。
參照圖3A至9B來說明本發明的一個實施方式。本實施方式說明制造采用本發明的具有底柵結構的非共面型薄膜晶體管的顯示裝置的一個例子，該顯示裝置的目的在于通過更簡化了的工序以低成本以自對準制造。圖3至圖7中的A是顯示裝置的像素部的俯視圖。圖3
至圖7中的B是沿圖3至圖7的A的線A-C的截面圖，而C是沿圖中的線B-D的截面圖。圖8A和8B是顯示裝置的截面圖。圖9A是俯視圖，而圖9B是沿圖9A中的線L-K (包括線I-J)的截面圖。
襯底IOO使用由鋇硼硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃等構成的玻璃襯底；石英襯底；或具有能夠承受本制造工序的處理溫度的耐熱性的塑料襯底。另外，也可以采用CMP法等來拋光襯底100的表面，以使該表面平整。由于在本實施方式中進行透過襯底ioo來照射光的處理，因此，襯底100需要使用透過用于處理的光的物質而成且具有透光性。
另外，也可以在村底100上形成絕緣層。使用通過如CVD法、等離子體CVD法、濺射法、或旋轉涂敷法的方法，使用含有硅的氧化物材料、氮化物材料的單層或疊層來形成該絕緣層。可以使用丙烯酸、曱基丙烯酸或這些的衍生物；耐熱高分子如聚酰亞胺、芳香族聚酰胺、或聚苯并咪唑等；或者硅氧烷樹脂。另外，硅氧烷樹脂相當于包含Si-O-Si鍵的樹脂。硅氧烷具有由硅(Si)和氧(0)的鍵形成的骨架架構。將至少包含氪的有機基(例如烷基、芳烴)用作取代基。也可以將氟基團用作取代基。也可以將至少包含氫的有機基、氟基團用作取代基。此外，也可以使用乙烯樹脂如聚乙烯醇及聚乙烯醇縮丁醛等、環氧樹脂、酚醛樹脂、酚醛清漆樹脂、丙烯樹脂、蜜胺樹脂、氨酯樹脂等的樹脂材料。另外，也可以使用有機材料如苯并環丁烯、聚對二曱苯、氟化芳基醚、或聚酰亞胺等，包含水溶性均聚物和水溶性共聚物的組成物材料等。另外，還可以采用液滴噴出法、印刷法(形成圖案的方法如絲網印刷或膠印刷等)、涂敷法如旋轉涂敷法、浸漬法等。可以不形成該絕緣層，但該絕緣層具有遮斷來自襯底100的污染物質等的效果。
在襯底100上形成柵電極層103及柵電極層104。可以使用CVD 法、賊射法、液滴噴出法等形成柵電極層103及柵電極層104。柵電極層103及柵電極層104由選自Ag、 Au、 Ni、 Pt、 Pd、 Ir、 Rh、 Ta、 W、 Ti、 Mo、 Al、 Cu中的元素或者以所述元素為主要成分的合金材料或化合物材料形成，即可。此外，也可以使用以摻雜了磷等的雜質元素的多晶硅膜為代表的半導體膜，或者使用AgPdCu合金。另外，可以使用單層結構或者多層結構，例如，可以使用氮化鎢膜和鉬(Mo)
膜的兩層結構，或者按順序層疊膜厚度為50nm的鴒膜、膜厚度為 500nm的鋁和硅的合金(Al-Si)膜、以及膜厚度30nm的氮化鈦膜的三層結構。此外，在采用三層結構的情況下，可以使用氮化鴒替代第一導電膜的鴒，可以使用鋁和鈦的合金(Al-Ti)膜替代第二導電膜的鋁和硅的合金(Al-Si)膜，可以使用鈦膜替代第三導電膜的氮化鈦膜。
在為形成柵電極層103及柵電極層104而需要蝕刻的情況下，形成掩模并通過干蝕刻或濕蝕刻來加工，即可。可以通過使用ICP (Inductivity Coupled Plasma;感應耦合型等離子體)蝕刻法并適當地調整蝕刻條件(施加到線圏型電極的電量、施加到襯底一側電極的電量、襯底一側電極的溫度等)，將電極層蝕刻為錐形。另外，作為蝕刻氣體，可以適當地使用以Cl2、 BC13、 SiCl4或CCl4等為代表的氯類氣體；以CF4、 SFs或NF3等為代表的氟類氣體；或02。
可以選擇性地噴出組成物來形成掩模。當像這樣選擇性地形成掩模時，產生加工掩模的形狀的工序簡化的效果。使用環氧樹脂、酚醛樹脂、酚醛清漆樹脂、丙烯樹脂、蜜胺樹脂、氨酯樹脂、有機材料如苯并環丁烯、聚對二曱苯、氟化芳基醚、或聚酰亞胺等、以及具有硅氧烷鍵的樹脂并采用液滴噴出法來形成掩模。釆用任一材料，通過調整溶劑的濃度、添加表面活性劑等適當地調整其表面張力和粘性。
此外，在本實施方式中采用液滴噴出法形成掩模的情況下，也可以作為預處理進行控制被形成區域及其鄰近區域的潤濕性的處理。在本發明中，當通過液滴噴出法噴出液滴來形成導電層或絕緣層時，通過控制導電層或絕緣層的被形成區域及其鄰近區域的潤濕性，可以控制該導電層或絕緣層的形狀。通過該處理，可以控制性好地形成導電層或絕緣層。按照要形成的導電層或絕緣層的形狀來控制潤濕性。既潤濕性可以均勻，又可以使潤濕性具有高低，從而在被形成區域內形成具有不同的潤濕性的多個區域。在使用液狀材料時，該工序可以適用于形成所有導電層或絕緣層的預處理。
在本實施方式中，使用液滴噴出單元來形成柵電極層103、 104。液滴噴出單元是一種單元的總稱，其具有噴出液滴的單元，例如具有組成物的噴出口的噴嘴、具有一個或多個噴嘴的噴頭等。將液滴噴出單元所具備的噴嘴的直徑設定為0.02nm至lOOpm (優選為30nm以下)，將從該噴嘴噴出的組成物的噴出量設定為O.OOlpl至100pl (優選為O.lpl以上至40pl以下，更優選為10pl以下)。噴出量相對于噴嘴的直徑的尺寸成比例增加。此外，優選被處理物和噴嘴的噴出口之間的距離盡可能地近，以便將液滴滴落在所希望的位置。更優選，將距離設定為0.1mm至3mm (優選為lmm以下)左右。
圖30示出用于液滴噴出法的液滴噴出裝置的一個方案。液滴噴出單元1403的各噴頭1405、噴頭1412與控制單元1407連接，并且其通過被計算機1410控制可以描畫預先設置好的圖案。關于描畫的時機，例如以在襯底1400上形成的標記1411為基準進行即可。或者，也可以以襯底1400的邊緣為基準確定基準點。使用攝像單元1404檢測該基準點，并將它在圖像處理單元1409中變換為數字信號，計算機1410識別其并產生控制信號，發送到控制單元1407。作為攝像單元1404，可以使用利用電荷耦合元件(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)的圖像傳感器等。當然，要形成在襯底1400上的圖案的信息是存入到記錄媒體1408中的，基于該信息將控制信號送到控制單元1407，從而可以分別控制液滴噴出單元l403的各個噴頭M05、噴頭1412。噴出的材料從材料供應源1413和材料供應源1414經過管道分別供應到噴頭1405、噴頭1412。
噴頭1405內部如虛線1406所示具有充填液態材料的空間和噴出口的噴嘴。雖然附圖中沒有示出，噴頭M12也具有與噴頭1405同樣的內部結構。在將噴頭1405和噴頭1412的噴嘴設置為互相不同的尺寸的情況下，可以以不同的寬度同時描畫不同的材料。一個噴頭可以分別噴出導電性材料或有機、無機材料等來進行描畫，在如層間膜的較大區域上描畫的情況下，為了提高生產率可以從多個噴嘴同時噴出相同的材料進行描畫。在使用大型襯底的情況下，噴頭1405和噴頭 1412可以在村底上沿箭頭方向自如地掃描，并且可以自由地設定描畫的區域，從而可以在一片襯底上描畫多個相同的圖案。
在使用液滴噴出法形成膜(絕緣膜、或導電膜等)的情況下，噴出含有加工為粒子狀的導電性材料的組成物，通過焙燒使其熔合或熔
接而固化以形成膜。如此，通過賊射法等形成的膜的大部分具有柱狀結構，而通過噴出含有導電性材料的組成物并進行焙燒形成的膜顯示出具有大量粒界的多晶狀態的情況居多。
作為從噴出口噴出的組成物，采用溶解或者分散在溶劑中的導電
性材料。導電性材料相當于Ag、 Au、 Cu、 Ni、 Pt、 Pd、 Ir、 Rh、 W、 Al等的一種或多種金屬的微粒子或分散性納米粒子。另外，在所述導電性材料中可以混合Cd、 Zn的金屬硫化物；Fe、 Ti、 Ge、 Si、 Zr、 Ba等的氧化物；或者卣化銀的一種或多種的微粒子或者分散性納米粒子。此外，雖然因透明導電膜具有透光性而當背面曝光時透過光，但是可以與不透過光的材料層疊來使用。作為透明導電膜，可以采用銦錫氧化物(ITO)、含有氧化硅和銦錫氧化物的ITSO、有機銦、有機錫、氧化鋅、氮化鈦等。另外，也可以使用包含氧化鋅(ZnO)的氧化銦鋅(IZO (indium zinc oxide ))、氧化鋅(ZnO )、在ZnO中摻雜了鎵(Ga)的物質、氧化錫(Sn02)、包含氧化鴒的銦氧化物、包含氧化鵠的銦鋅氧化物、包含氧化鈦的銦氧化物、包含氧化鈦的銦錫氧化物等。然而，作為從噴出口噴出的組成物，考慮到電阻率，優選使用將金、銀、銅的任一種材料溶解或分散在溶劑中來獲得的組成物。更優選采用電阻低的銀、銅。但是，當采用銀、銅時，作為對付雜質的對策，優選同時設置阻擋膜。可以將氮化硅膜、硼化鎳(NiB) 用作阻擋膜。
使用溶解或者分散在溶劑中的導電材料作為噴出的組成物，其中還包含分散劑或者也被稱為粘合劑的熱固性樹脂。特別地，該粘合劑具有防止當焙燒時的裂紋的產生或者焙燒的不均勻。因此，所形成的導電層有時包含有機材料。所包含的有機材料取決于加熱溫度、氣氛、或時間而不同。該有機材料為用作金屬粒子的粘合劑、溶劑、分散劑以及覆蓋劑的有機樹脂等，典型地舉出有機樹脂如聚酰亞胺、丙烯、酚醛清漆樹脂、蜜胺樹脂、酚醛樹脂、環氧樹脂、硅酮樹脂、呋喃樹脂、或者鄰苯二曱酸二烯丙基樹脂等。
此外，也可以使用導電性材料的周圍被其他導電性材料涂覆，并形成多層的粒子。例如，可以采用一種三層結構的粒子等，其中在銅的周圍涂覆硼化鎳(NiB)，并且在其周圍涂敷銀。作為溶劑，采用醋酸丁酯、醋酸乙酯等酯類；異丙醇、乙醇等醇類；甲乙酮、丙酮等的有機溶劑等；或水。組成物的粘度優選為20mPa . s (cp)以下，這
是為了能夠防止噴出時引起的干燥，且使組成物順利地從噴出口噴出。此外，組成物的表面張力優選為40mN/m以下。然而，可以根據所采用的溶劑、用途適當地調整組成物的粘度等。作為一個例子，優
選將在溶劑中溶解或者分散了 ITO、有機銦、有機錫的組成物的粘度設定為5 mPa . s至20mPa . s,將在溶劑中溶解或分散了銀的組成物的粘度設定為5 mPa . s至20mPa s,將在溶劑中溶解或分散了金的組成物的粘度i殳定為5 mPa s至20mPa . s。
另外，導電層可以層疊多種導電性材料。此外，也可以在首先采用銀作為導電性材料，通過液滴噴出法形成導電層之后，使用銅等進行鍍敷。鍍敷通過電鍍或者化學(無電解)鍍敷法實施即可。可以通過將村底表面浸沒在充滿含有鍍敷材料的溶液的容器中，但也可以將襯底傾斜(或者垂直)豎起，使含有鍍敷材料的溶液流過襯底表面來進行涂敷。通過將襯底傾斜(或垂直)豎起涂布溶液來進行鍍敷，具有如下優點，即在工序中使用的裝置可以實現小型化。
盡管依存于各噴嘴的直徑或圖案形狀等，為了防止噴嘴被塞住、制造高精致的圖案，導電體的粒子的直徑優選盡可能地小，粒子的直徑優選為O.lpm以下。組成物是通過電解法、霧化法、或濕還原法等各種方法形成的，其粒子大小一般大約為0.01nm 10nm。然而，如果通過氣體蒸發法形成，由分散劑保護的納米粒子微小，大約為7nm，另外，當使用覆蓋劑覆蓋各粒子的表面時，納米分子在溶液中不凝集，并在室溫下穩定地分散，顯示與液體幾乎相近的行為。因此，優選使用覆蓋劑。
噴出組成物的工序也可以在減壓下進行。也可以當噴出時對襯底進行加熱。在噴出組成物之后，進行干燥和焙燒的一方或兩方工序。干燥和焙燒的工序雖然都是加熱處理工序，但是其目的、溫度和時間
不同，例如干燥在100。C進行3分鐘，而焙燒在200'C至550'C進行l5 分鐘至60分鐘。干燥工序和焙燒工序在常壓或減壓下，通過照射激光、瞬間熱退火、加熱爐等來進行。另外，進行該加熱處理的時機、加熱處理次數沒有特別的限定。為了良好地進行干燥和焙燒工序，此時的溫度盡管依賴于襯底的材質及組成物的性質，但一般設定為室溫至800'C (優選為100。C至550'C)。根據本工序，揮發組成物中的溶劑或化學性去除分散劑的同時，周圍的樹脂硬化收縮，由此使得納米粒子彼此接觸，加速熔合和熔接。
光的照射(可:^為前者的k體激光器「 C舉出受激準;子激光
器、YAG激光器等，而作為后者的固體激光器，可以舉出采用摻雜有 Cr、 Nd等的YAG、 YV04、 GdV04等結晶的激光器等。另外，涉及到激光的吸收率，優選采用連續振蕩激光器。此外，也可以采用組合了脈沖振蕩和連續振蕩的激光照射方法。然而，根據襯底的耐熱性，利用激光束的照射的加熱處理優選在幾微秒到幾十秒之內瞬間進行，以便不破壞該襯底。瞬間熱退火(RTA)通過在惰性氣體氣氛下利用照射從紫外到紅外的光的紅外線燈或者卣素燈等，使溫度迅速升高，瞬間加熱幾微秒至幾分鐘來進行。因為瞬間進行該處理，因此可以僅加熱最表面的薄膜，而位于下層的膜不受影響。亦即，塑料襯底等耐熱性低的襯底也不會受到其影響。
另外，在通過液滴噴出法噴出組成物形成柵電極層103、 104等之后，為了提高其平整性，可以用壓力壓平表面來使其平整化。作為壓平的方法，可以使用輥狀物體在其表面上掃描來減少凹凸，或者也可以使用平整的板形物體壓平表面等。當壓平時，也可以進行加熱工序。此外，也可以使用溶劑等軟化或溶解其表面，使用氣刀消除其表面的凹凸部。此外，也可以采用CMP法進行拋光。該工序可以適用
于由液滴噴出法在表面上產生的凹凸的平整化。
在此，對于采用上述液滴噴出法來形成膜的方法，以導電層為例子來說明，但是，噴出、干燥、焙燒、溶劑等的條件以及詳細的說明也可以適用于本實施方式所示的具有水解基的有機硅烷、絕緣層、包含光聚合反應基的有機層。通過與液滴噴出法組合，與采用旋轉涂敷法等涂敷形成整個面的情況相比，能夠實現成本的降低。
接著，在柵電極層103和柵電極層104上形成柵絕緣層105。柵絕緣層105包含無機材料。柵絕緣層105需要相對于照射的光具有透光性。這是因為在對形成在其上的包含光聚合反應基的有機層進行光照射時使光經過的緣故。作為柵絕緣層105，使用硅的氧化物材料或氮化物材料等形成即可，可以為單層或疊層。在本實施方式中，使用氮化硅膜、氧化硅膜、及氮化硅膜三層的疊層。此外，也可以使用這些膜或氧氮化硅膜的單層、或者由雙層而成的疊層。優選使用膜的性質致密的氮化硅膜。柵絕緣層可以是單層或疊層，但是其最外表面使用無機膜如氧化硅、氮化硅、包含氧的氮化硅、包含氮的氧化硅等、或者包含有機聚硅氧烷等的無機成分并具有水解基的有機硅烷容易吸附的材料。另外，為了在低溫下形成柵極漏電流少且致密的絕緣膜，優選將氬等的稀有氣體元素包含在反應氣體中，并將它混入到絕緣膜中。
此外，也可以在形成襯底、絕緣層、半導體層、柵絕緣層、層間絕緣層、其他構成顯示裝置及半導體裝置的絕緣層、導電層等之后，通過等離子體處理進行氧化或者氮化，使所述襯底、絕緣層、半導體層、柵絕緣層、層間絕緣層的表面氧化或氮化。當使用等離子體處理使半導體層及絕緣層氧化或氮化時，該半導體層及絕緣層的表面性質
被改，可以獲得比采用CVD法或賊射法形成的絕緣層更為致密的絕緣層。因此，可以抑制針孔等的缺陷，并提高半導體裝置的特性等。可以對柵電極層、源布線層、或漏布線層等的導電層進行上述等離子體處理，通過氮化或氧化(或氮化和氧化的雙方)可以使該表面氮化或氧化。
此外，在上述氣體氣氛中以電子密度1 x 10"cm—s以上且等離子體電子溫度1.5eV以下的條件來進行等離子體處理。更詳細地，以電子密度為1 x 10"cm—3以上至1 x l013cm—3以下且等離子體電子溫度為 0.5eV以上至1.5eV以下的條件來進行該等離子體處理。由于等離子
體的電子密度高且形成在村底上的被處理物附近的電子溫度低，所以防止由等離子體損傷被處理物的情況。另外，由于等離子體電子密度高，為1 x 10"cm-s以上，因此采用等離子體處理并使被處理物氧化或
氮化來形成的氧化膜或氮化膜，與采用CVD法及濺射法等形成的膜相比，其膜厚度等具有優良的均勻性，并且可以形成致密的膜。另外，由于等離子體電子溫度低，為1.5eV以下，因此與現有的等離子體處理或熱氧化法相比，可以在更低的溫度下進行氧化或氮化處理。例如，即使在比玻璃襯底的應變點低IO(TC以上的溫度下進行等離子體處理，也可以充分地進行氧化或氮化處理。另外，作為用于形成等離子體的頻率，可以使用如微波(2.45GHz)的高頻。另外，下面，除非另外指出，否則就是以上述條件來進行等離子體處理。
在本實施方式中，通過形成有機聚合層并進行憎液處理，以自對準形成晶體管的源電極層及漏電極層。此外，通過進行背面曝光選擇性地聚合包含光聚合反應基的有機層，來形成有機聚合層。利用包含無機材料的柵絕緣層和有機聚合層之間的相對于憎液劑的吸附性的
差異來對柵電極層和有機聚合層賦予潤濕性的差異。像這樣，通過對控制潤濕性的區域噴出包含導電材料的組成物，可以僅在有機聚合層上形成源電極層及漏電極層。.因此，可以以自對準制造薄膜晶體管。由此，通過采用本發明，可以以低成本且高生產性制造顯示裝置等。
此外，也可以使用抗蝕劑掩模、蒸鍍掩模等形成包含光聚合反應基的有機層，而且還可以與上述液滴噴出(噴射)法、印刷法(如絲網(孔版)印刷、膠(平版)印刷、凸版印刷、或者銅版(凹版)印刷)、分配器法等組合。如本實施方式那樣，通過液滴噴出法選擇性地形成包含光聚合反應基的有機層，來進一步簡化制造工序。
在本實施方式中，通過液滴噴出法選擇性地形成包含光聚合反應
基的有機層101a及包含光聚合反應基的有機層101b。由液滴噴出裝置噴出具有包含光聚合反應基的有機材料的液狀組成物，來形成包含光聚合反應基的有機層101a、 101b (參照圖3A和3B)。包含光聚合反應基的有機層101a、 101b通過進行干燥或焙燒來固化。在本實施方式中，通過采用液滴噴出法噴出將聚乙烯醇肉桂酸酯溶解在二曱基曱酰胺中的溶液并進行干燥或加熱處理固化為膜狀，來形成包含光聚合反應基的有機層。根據其形成條件，在本說明書中寫為膜的通過液滴噴出法形成的膜有時為非常薄的膜，而可以不保持作為膜的方式，例如該膜具有非連續島狀結構等。
作為包含光聚合反應基的有機層101a、 101b，使用光照射部成為相對于特定的溶劑顯示難溶性(變成不容易溶解)的材料即可。例如，可以使用如下材料具有肉桂酰基、苯亞烯丙基(cinnamylidene)、苯二丙烯酸酯基(phenylenediacrylate )等光二聚型樹脂 (photoisomerization resin );重氮鹽及重氮氧化物等的重氮類化合物；聚乙烯醇等的具有羥基的樹脂和重氮類化合物的混合物質；以及如具有丙烯酸酯等的乙烯基并通過光照射聚合的單體、低聚物等的通過光照射交聯并聚合的材料。
從透光襯底100 —側，將光141從光源140經過透光襯底100并照射到包含光聚合反應基的有機層101a、 101b (參照圖4A和4B)。光141雖然透過透光襯底100和柵絕緣層105，但是不透過非透光性的^3"電極層103、 104而被遮斷。因此，在包含光聚合反應基的有機層101a、 101b中，重疊于柵電極層103、 104的區域成為非曝光區域
143a、 143b，并且曝光區域142a、 142b、 142c、 142d的包含光聚合反應基的有機層由光改變性質。在本實施方式中，曝光區域142a、 142b、 142c、 142d的包含光聚合反應基的有機層交聯并聚合，來成為相對于有機溶劑顯示難溶性。光141為使包含光聚合反應基的有機層反應并改變性質的波長及強度的光，即可。在本實施方式中使用波長為300nm 至350nm的紫外光。
對所使用的光沒有特別的限制，可以使用紅外光、可見光和紫外光中的任何一種或它們的組合。例如，可以使用從下述光源發射的光紫外燈、黑光、卣素燈、金卣燈、氙弧燈、碳弧燈、高壓鈉燈、或者高壓汞燈。在這種情況下，可以將燈光源點亮必要長的時間來照射光或者多次照射光。
此外，作為用于改變性質的光可以使用激光，并且作為激光振蕩器可以使用能夠振蕩紫外光、可見光、或紅外光的激光振蕩器。作為激光振蕩器，可以使用KrF、 ArF、 XeCl或Xe等的受激準分子激光振蕩器；He、 He-Cd、 Ar、 He-Ne或HF等的氣體激光振蕩器；使用摻雜了 Cr、 Nd、 Er、 Ho、 Ce、 Co、 Ti或Tm的YAG、 GdV04、 YV04、 YLF或YA103等結晶的固態激光振蕩器；或者GaN、 GaAs、 GaAlAs 或InGaAsP等的半導體激光振蕩器。在固態激光振蕩器中，優選采用基波的一次諧波至五次諧波。
為了調整使用燈光源的光以及從激光振蕩器發射的激光的形狀或激光行進的路徑，也可以設置由遮光板、反射鏡或半反射鏡等反射體、柱面透鏡或凸透鏡等構成的光學系統。此外，既可以設置一個燈光源或激光振蕩器，又可以設置多個燈光源或激光振蕩器。對應于被照射光的處理物(處理物的材質、膜厚度等)來適當地選擇包括光源的光學系統和被照射光的襯底的配置。
另外，在圖4A和4B中，將從多個光源發射的光設定為與襯底 100表面幾乎垂直來照射光。
另外，作為照射方法，既可以移動襯底來選擇性地照射光，又可以在XY軸方向掃描來照射光。在此情況下，優選使用多面體鏡及檢流計反射鏡作為光學系統。
此外，也可以采用組合使用燈光源的光和激光的光。可以對執行較廣范圍的曝光處理的區域進行使用燈的照射處理，而僅對執行高精
密的曝光處理的區域進行使用激光的照射處理。通過像這樣進行光的照射處理，也可以提高生產率，且獲得高精密地加工的布線襯底、顯示裝置等。
使用有機溶劑來去除包含光聚合反應基的有機層的非啄光區域。選擇可以只將非曝光區域選擇性地溶解并去除，而不溶解曝光區域的有機溶劑。在本實施方式中，浸沒在二曱基曱酰胺中來形成有機
聚合層114a、 114b、 114c、 U4d。
接著，使用具有水解基的有機硅烷來進行憎液處理，以控制潤濕性。本實施方式使用六曱基二硅胺烷(hexamethyldisilazane: HMDS ) 作為具有水解基的有機硅烷。具有水解基的有機硅烷膜U5a、 115b、 115c、 115d、 115e、 115f與有機聚合層相比更緊密地吸附到包含無機材料的柵絕緣層(參照圖5A和5B )。由于具有水解基的有機硅烷相對于源電極層及漏電極層的形成材料的包含導電材料的組成物顯示憎液性，有機硅烷緊密地吸附的柵絕緣層上相對于包含導電材料的組成物顯示與有機聚合層114a、 114b、 114c、 114d的表面上相比更低的潤濕性。在圖5A和5B中，在柵絕緣層上以虛線來示出具有水解基的有機硅烷膜115a、 115b、 115c、 115d、 115e、 115f，以表示具有水解基的有機硅烷緊密地吸附。
此外，優選在形成具有水解基的有機硅烷膜之前，進行紫外線臭氧處理及氧(02)灰化等。通過紫外線臭氧處理及氧(02)灰化可以分解柵絕緣層上的有機物質，來具有水解基的有機硅烷容易吸附到柵絕緣層上，并且將羥基引入到有機聚合層來提高有機聚合層的潤濕性。
然后，從液滴噴出裝置102a、 102b的噴嘴向被形成區域的有機聚合層U4a、 U4b、 114c、 114d噴出包含導電材料的液滴。噴出了的液滴不附著到低潤濕性區域的柵絕緣層上的具有水解基的有機硅烷膜 U5a、 115b、 115c、 115d、 U5e、 U5f,而形成在有機聚合層114a、 114b、 114c、 114d上，該有機聚合層114a、 1Mb、 114c、 114d是具有比低潤濕性區域高的潤濕性的高潤濕性區域。即使因噴出液滴的噴嘴的噴出口的尺寸、掃描能力等不能精密地控制導電材料的噴出方法，也可以通過對被形成區域以外進行憎液處理，來液滴僅附著到被形成區域而將源電才及層或漏電極層109a、 109b以及源電極層或漏電
極層110a、 110b形成為所希望的圖案(參照圖5A和5B)。這是因為如下緣故由于被形成區域和其周圍區域具有不同的潤濕性，因此液滴在低潤濕性區域中被排斥，而留在潤濕性更高的形成區域中。就是說，由于因低潤濕性區域液滴被排斥，因此發揮像高潤濕性區域和低潤濕性區域的境界具有分隔壁的功能。從而，包含具有流動性的導電材料的組成物也留在高潤濕性區域中，所以可以將源電極層及漏電極層形成為所希望的形狀。
例如在要形成微細的電極層等的情況下，通過采用本發明，當液滴的噴出口多少大時也液滴在形成區域上不擴展而可以將導電層僅形成在形成區域，從而可以防止因有錯誤地形成在不形成的區域而引起的缺陷如短路等。如本實施方式那樣，通過進行從襯底一側的光照射來改變物質表面的性質，不但可以控制性好地形成導電層，而且處理大面積，所以提高生產性。此外，通過與液滴噴出法組合，與采用旋轉涂敷法等涂敷形成整個面的情況相比，能夠防止材料的損失并降低成本。根據本發明，即使采用因小型化、薄膜化將布線等密集并復雜地配置的i殳計，也可以控制性好地形成。
既可以在形成源電極層及漏電極層之后保留作為預處理形成的具有水解基的有機硅烷膜，又可以在形成源電極層及漏電極層之后去除不需要的部分。通過使用氧等的灰化、蝕刻、等離子體處理等來去除，即可。在本實施方式中去除具有水解基的有機硅烷膜U5a、 U5b、 115c、 115d、 115e、 115f。
在本實施方式中，以自對準形成源電極層及漏電極層。因此不發生因掩模的對準偏差引起的形狀缺陷等，從而可以控制性好地形成布線。因此，通過采用本發明，成品率好地制造高可靠性的半導體裝置、顯示裝置等。
采用液滴噴出法形成由抗蝕劑或者如聚酰亞胺的絕緣物構成的掩模。使用該掩模通過蝕刻加工將開口 125形成在柵絕緣層105的一部分，來使配置在柵絕緣層105之下層一側的柵電極層104的一部分露出。作為蝕刻加工，可以采用等離子體蝕刻(千蝕刻)或濕蝕刻，但是當處理大面積村底時等離子體蝕刻較有效。作為蝕刻氣體可以使用CF4或NF3等的氟類氣體或者Cl2或BCl3等的氯類氣體，并且還可以向蝕刻氣體適當地添加He或Ar等的惰性氣體。此外，當使用大氣
壓放電來進行蝕刻加工時，可以局部地進行;改電加工，而不需要將掩模層形成在襯底整個表面上。
用于為形成開口 125而進行的蝕刻的掩模也可以選擇性地噴出組成物來形成。當像這樣選擇性地形成掩模時具有開口形成的工序簡化的效果。通過液滴噴出法，使用有機材料如環氧樹脂、酚醛樹脂、酚醛清漆樹脂、丙烯樹脂、蜜胺樹脂、氨酯樹脂、苯并環丁烯、聚對二曱苯、氟化芳基醚、聚酰亞胺等、以及具有硅氧烷鍵的樹脂來形成掩模。當使用任何材料時，通過調整溶劑的濃度或添加表面活性劑等來適當地調整其表面張力或粘度。
使用液滴噴出裝置將包含液狀導電材料的組成物噴出到柵絕緣層105上，從而形成布線層lll、布線層113、以及布線層114(參照圖6A至6C)。布線層111還用作源布線層或漏布線層，布線層lll 形成為接觸到源電極層或漏電極層109a且互相電連接。布線層1" 形成為接觸源電極層或漏電極層109b和柵電極層104,并在形成于柵絕緣層105內的開口 125中互相電連接。布線層113還用作電源線，形成為接觸到源電極層或漏電極層110b并互相電連接(參照圖6A至 6C)。還在布線層113、柵絕緣層105、以及柵電極層104的層疊區域中形成電容器。
如本實施方式所示那樣，采用液滴噴出法形成布線層111、布線層113、以及布線層114的導電材料可以使用以Ag(銀)、Au(金)、 Cu (銅)、W (鴒)、Al (鋁)等金屬粒子為主要成分的組成物。另外，可以組合具有透光性的氧化銦錫(ITO)、由氧化銦錫和氧化硅構成的ITSO、有機銦、有機錫、氧化鋅、氮化鈦等。
此外，也可以在通過PVD法、CVD法、蒸鍍法等形成導電膜之后，蝕刻為所希望的形狀形成布線層111、布線層113、以及布線層 114。另外，可以通過印刷法、電鍍法等將布線層選擇性地形成在預定的位置。再者，還可以使用回流法或鑲嵌(damascene)法。使用如 Ag、 Au、 Cu、 Ni、 Pt、 Pd、 Ir、 Rh、 W、 Al、 Ta、 Mo、 Cd、 Zn、 Fe、 Ti、 Si、 Ge、 Zr或Ba的元素、這些元素的合金或其氮化物形成布線層，即可。
接著，形成半導體層。根據需要來形成具有一種導電類型的半導體層，即可。可以制造形成具有n型的半導體層的n溝道型TFT的
NMOS結構、形成具有p型的半導體層的p溝道型TFT的PMOS結構、以及n溝道型TFT和p溝道型TFT的CMOS結構。此外，也可以通過為賦予導電性而摻雜添加賦予導電性的元素并將雜質區域形成在半導體層中，形成n溝道型TFT、 p溝道型TFT。也可以通過使用PH3氣體進行等離子體處理來替代具有n型的半導體層的形成，給半導體層賦予導電性。
作為用于形成半導體層的材料可以使用如下材料使用以硅烷或
非晶半導體(下文中也稱為"AW );利用光能或-熱能來使非晶半導體晶化的多晶半導體、或半晶(也稱為微結晶或微晶。下文中也稱為 "SAS，，)半導體等。可以使用濺射法、LPCVD法、等離子體CVD
法等形成半導體層。
SAS具有非晶結構和結晶結構(包含單晶和多晶)之間的中間結
構并具有在自由能方面穩定的第三態，且包括具有短程序列和晶格畸變的結晶區域。通過對包含硅的氣體進行輝光放電分解(等離子體 CVD),來形成SAS。作為包含硅的氣體，可以使用SiH4，除此之外還可以使用Si2H6、 SiH2Cl2、 SiHCl3、 SiCl4、 SiF4等。另外，可以混合 F2或GeF4。也可以使用H2,或者112和選自He、 Ar、 Kr、 Ne中的一種或多種稀有氣體元素對該包含硅的氣體進行稀釋。另外，也可以在由氟類氣體形成的SAS層上層疊由氫類氣體形成的SAS層作為半導體層。
作為非晶半導體，可以典型地舉出氫化非晶硅，而作為結晶半導體，可以典型地舉出多晶硅等。多晶硅包括如下所謂的高溫多晶硅，該高溫多晶硅使用在800。C以上的加工溫度下形成的多晶硅作為主要材料；所謂的低溫多晶硅，該低溫多晶硅使用在600。C以下的加工溫度來形成的多晶硅作為主要材料；以及通過添加促進晶化的元素等來晶化的多晶硅等。當然，如上所述那樣，可以使用半晶半導體或在半導體層的一部分包含結晶相的半導體。
此外，作為半導體的材料，除了硅(Si)或鍺(Ge)等的單一元素之外，還可以使用化合物半導體如GaAs、 InP、 SiC、 ZnSe、 GaN、 SiGe等。另外，可以使用氧化物半導體的氧化鋅(ZnO)、氧化錫 (Sn02)等。當使用ZnO作為半導體層時，柵絕緣層優選使用Y203、A1203、 Ti02及其疊層等，作為柵電極層、源電極層、及漏電極層優選使用ITO、 Au、 Ti等。另外，也可以對ZnO添加In、 Ga等。
在使用結晶半導體層作為半導體層的情況下，作為該結晶半導體層的制造方法，采用激光晶化法、熱晶化法、使用鎳等的促進晶化的元素的熱晶化法等，即可。此外，也可以照射激光來晶化SAS的微晶半導體，從而提高結晶性。在不引入促進晶化的元素的情況下，當對非晶硅膜照射激光之前，通過在氮氣氛中以500。C來加熱該非晶硅膜一個小時，將非晶硅膜中包含的氫的濃度釋放為1 x 102Qatoms/cm3以下。這是因為，包含多氫的非晶硅膜當被照射激光時會受到損傷的緣故。
作為將金屬元素引入到非晶半導體層中的方法并沒有特別的限制，只要能夠使該使該金屬元素存在于非晶半導體層表面上或其內部。例如，可以采用濺射法、CVD法、等離子體處理法(也包括等離子體CVD法)、吸附法、或者涂敷金屬鹽溶液的方法。在這些方法之中，從容易調整金屬元素濃度的角度考慮，使用溶液的方法較簡單方便，從而優選。此外，此時優選使用氧氣氛中的UV光照射、熱氧化法、使用包含羥基的臭氧水或過氧化氫的處理等方法形成氧化膜，以改善該非晶半導體層表面的潤濕性并將水溶液擴展到非晶半導體層的整個表面上。
此外，也可以在使非晶半導體層晶化來形成結晶半導體層的晶化工序中，對非晶半導體層添加促進晶化的元素(也稱為催化元素或金屬元素)，并進行熱處理(550。C至750。C下3分鐘至24小時)，以進行晶化。作為該促進硅的晶化的金屬元素，可以使用選自下述元素中的一種或多種鐵(Fe)、鎳(Ni)、鈷(Co)、釕(Ru)、銠(Rh)、 4巴(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、鈾(Pt) 、 4同(Cu)以及金(Au)。
為了從結晶半導體層去除促進晶化的元素或減少它，將包含雜質元素的半導體層形成為與結晶半導體層接觸并將它用作吸氣裝置。作為雜質元素，可以使用賦予n型的雜質元素、賦予p型的雜質元素、或者稀有氣體元素。例如，可以使用選自下述元素中的一種或多種磷(P )、氮(N)、砷(As)、銻(Sb )、鉍(Bi)、硼(B )、氦 (He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、及氙(Xe)。在包含促進晶化的元素的結晶半導體層上形成包含稀有氣體元素的半導體
層，并進行熱處理(550。C至75(TC下3分鐘至24小時)。在結晶半導體層中所包含的促進晶化的元素移動到包含稀有氣體元素的半導體層中，并結晶半導體層中的促進晶化的元素被去除或減少。之后，去除用作吸氣裝置的包含稀有氣體元素的半導體層。
既可以組合通過熱處理和激光照射的晶化來進行非晶半導體層的晶化，又可以多次進行熱處理及激光照射之一。
此外，也可以通過等離子體法將結晶半導體層直接形成在襯底。此外，還可以采用等離子體法來將結晶半導體層選擇性地形成在襯底。
可以通過印刷法、噴射法、旋轉涂敷法、液滴噴出法等使用有機半導體材料來形成半導體。在此情況下，由于不需要進行蝕刻工序，因此能夠縮減工序數。作為有機半導體，使用低分子材料、高分子材料等，還可以使用有機色素、導電高分子等的材料。作為用于本發明
的有機半導體材料，優選使用其骨架由共軛雙鍵構成的7T電子共軛高分子材料。可以典型地使用可溶性高分子材料如聚噻吩、聚芴、聚(3-烷基噻吩)、聚噻吩衍生物等、或者并五苯等。
除上述之外，作為可以使用于本發明的有機半導體材料，舉出一種材料，該材料可以通過在形成可溶性的前體的膜之后處理來形成半導體層。另外，作為這種有機半導體材料，舉出聚噻吩乙烯、聚(2，
5-p塞吩乙烯)、聚乙炔、聚乙炔衍生物、聚丙炔乙烯等。
當將前體轉換為有機半導體時，除了加熱處理之外還添加氯化氫
氣體等的反應催化劑。此外，作為使可溶性有機半導體材料溶解的典型溶劑可以適用如下溶劑曱苯、二曱苯、氯苯、二氯苯、苯甲醚、氯仿、二氯曱烷、Y丁內酯、丁基溶纖劑、環己胺、NMP(N-甲基-2-吡咯啉)、環己酮、2-丁酮、二氧六環、二甲基甲酰胺(DMF) 、 THF (四氫呋喃)等。
在源電極層或漏電極層109a以及源電極層或漏電極層109b上形成半導體層107，并且在源電極層或漏電極層110a以及源電極層或漏電極層110b上形成半導體層108。在本實施方式中，使用并五苯形成半導體層107、半導體層108。通過上述工序，可以制造本實施方式中的非共面型薄膜晶體管130、非共面型薄膜晶體管131 (參照圖7A 至7C)。
此外，也可以在形成半導體層之前，如在實施方式1中參照圖2A 至2C來說明那樣將具有水解基的有機硅烷膜形成在半導體層形成區域，以提高半導體層的遷移率。在半導體層形成區域中，形成具有水解基的有機硅烷膜。例如，使用并五苯作為半導體層，而使用十八烷基三曱氧基硅烷(ODS)作為具有水解基的有機硅烷膜。十八烷基三甲氧基硅烷對并五苯的遷移率提高很有效。
隨后，將包含導電材料的組成物選擇性地噴出在柵絕緣層105 上，以形成第一電極層117 (參照圖7A至7C)。當從襯底100—側發射光時，通過使用包含下述材料的組成物形成預定的圖案并焙燒它，來形成第一電極層117:氧化銦錫(ITO)、包含氧化硅的氧化銦錫(ITSO )、包含氧化鋅(ZnO )的氧化銦鋅(IZO( indium zinc oxide))、氧化鋅(ZnO)、摻雜了鎵(Ga)的ZnO、氧化錫(Sn02)、包含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鎢的氧化銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化銦錫等。在本實施方式中，通過噴出并焙燒包含ITO的組成物來形成第一電極層117。
下面，描述各個具有透光性的導電材料的組成比例的一個例子。組成比例分別為如下即可包含氧化鎢的氧化銦的組成比例為，氧化鴒1.0wt%，氧化銦99.0wt%;包含氧化鴒的氧化銦鋅的組成比例為，氧化鴒1.0wt%,氧化鋅0，5wt%，氧化銦98.5wt%;包含氧化鈦的氧化銦的組成比例為，氧化鈦為1.0wt。/o至5.0wt%,氧化銦為95.0wt% 至99.0wt。/o;氧化銦錫(ITO)的組成比例為，氧化錫10.0wt%，氧化銦卯.0wt。/。；氧化銦鋅(IZO)的組成比例為，氧化鋅10.7wt%，氧化銦89.3wt%;包含氧化鈦的氧化銦錫的組成比例為，氧化鈦5.0wt%，氧化錫10.0wt%，氧化銦85.0wt%。上述組成比例為例子，適當地設定該組成比例，即可。
此外，即使使用如沒有透光性的金屬膜等的材料，通過使其膜厚度減薄(優選為5nm至30nm左右)來處于光能夠透過的狀態，可以從第一電極層117釋放光。此外，可以用于第一電極層117的金屬薄膜為由鈦、鴒、鎳、金、鉑、銀、鋁、鎂、鈣、鋰、鋅或其合金構成的導電膜，或者由以所述元素為主要成分的化合物材料如氮化鈦、 TiSixNY、 WSix、氮化鴒、WSixNY、或NbN等構成的膜。
第一電極層117只要電連接到源電極層或漏電極層110a,因此其
連接結構不限于本實施方式。可以采用如下結構在源電極層或漏電極層110a上形成用作層間絕緣層的絕緣層，且通過布線層電連接到第一電極層117。在這種情況下，也可以不去除該絕緣層，而在源電極層或漏電極層110a上形成相對于絕緣層具有憎液性的物質來形成開口 (接觸孔)。然后，當使用涂敷法等涂敷包含絕緣材料的組成物時，絕緣層形成于形成有具有憎液性的物質的區域之外的區域。
在通過加熱、千燥等固化而形成絕緣層之后，去除具有憎液性的物質來形成開口。形成布線層以填充該開口，將第一電極層117形成為與該布線層接觸。由于當采用該方法時不需要通過蝕刻形成開口，因此發揮簡化工序的效果。
此外，在采用將所產生的光發射到與襯底100—側相反的一側的結構的情況(制造頂部發射型的顯示面板的情況)下，可以使用以Ag (銀)、Au (金)、Cu (銅)、W (鎢)、Al (鋁)等的金屬粒子為主要成分的組成物。作為其他方法，也可以通過濺射法形成透明導電膜或光反射導電膜，通過液滴噴出法形成掩模圖案，并且組合組合蝕刻加工，來形成第一導電層U7。
也可以通過采用CMP法或使用聚乙烯醇類的多孔質來清洗并拋光第一電極層117,以使其表面平整化。此外，也可以在進行使用CMP 法的拋光之后，對第一電極層U7的表面進行紫外線照射、氧等離子體處理等。
通過上述工序，在襯底100上非共面型薄膜晶體管和第一電極層 117連接到襯底100上的用于顯示面板的TFT村底完成。
接著，選擇性地形成絕緣層121 (也被稱為分隔壁)。絕緣層1" 在第一電極層117上具有開口部地形成。在本實施方式中，將絕緣層 121形成在整個表面上，并且使用抗蝕劑等的掩模進行蝕刻來加工。
在采用能夠選擇性地直接形成的液滴噴出法及印刷法等形成絕緣層 121的情況下，不一定需要通過蝕刻的加工。
作為絕緣層121可以使用如下材料氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化鋁、氮化鋁、氧氮化鋁、及其他無機絕緣材料；丙烯酸、曱基丙烯酸、及這些的衍生物；聚酰亞胺、芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑等的耐熱高分子；或者硅氧烷樹脂材料。也可以使用丙烯、聚酰亞胺等的感光、非感光材料來形成。絕緣層121優選采用曲率半徑連續地改變
的形狀，形成在其上的電致發光層122、第二電極層123的覆蓋性提高。
在用于顯示面板的TFT襯底的襯底100上形成發光元件(參照圖 8A和8B )。
在形成電致發光層122之前，在大氣壓中以200。C進行熱處理來去除吸附到第一電極層U7和絕緣層121中或其表面的水分。此外，在減壓下以200'C至400°C，優選以250。C至350'C進行熱處理，就這
形成電致發光層122:、 "人' ；、、，'
作為電致發光層122，通過使用蒸鍍掩模的蒸鍍法等來選擇性地形成顯示紅色(R)、綠色(G)、和藍色(B)的發光的材料。與彩色濾光片同樣地，可以通過液滴噴出法形成顯示紅色(R)、綠色(G)、和藍色(B)的發光的材料(低分子材料、高分子材料等)。在此情況下優選采用液滴噴出法，這是因為即使不使用掩模也可以分別涂敷 RGB的緣故。將第二電極層123疊層在電致發光層上，來完成使用發光元件并具有顯示功能的顯示裝置。
雖然未圖示，但以覆蓋第二電極層123的方式提供鈍化膜很有效。在構成顯示裝置時提供的鈍化膜可以采用單層結構或多層結構。作為鈍化膜可以使用包含氮化硅(SiN)、氧化硅(SiOJ 、氧氮化硅(SiON )、氮氧化硅(SiNO )、氮化鋁(A1N)、氧氮化鋁(A10N )、氮含量多于氧含量的氮氧化鋁(A1N0 )、氧化鋁、類金剛石碳(DLC )、或含氮的碳膜(CNX)的絕緣膜的單層，或者該絕緣膜的疊層。例如，可以使用如含氮的碳膜(CNX)和氮化硅(SiN)的疊層、有機材料、如苯乙烯聚合物等的高分子材料的疊層。另外，也可以使用硅氧烷材料(無機硅氧烷、有機珪氧烷)。
此時，優選使用覆蓋率好的膜作為鈍化膜，使用碳膜，特別是 DLC膜很有效。由于可以在室溫至IOO'C以下的溫度范圍內形成DLC 膜，因此也可以容易形成在耐熱性低的電致發光層的上方。可以通過等離子體CVD法(典型地為RF等離子體CVD法、微波CVD法、電子回旋共振(ECR) CVD法、熱燈絲CVD法等)、燃燒火焰法、濺射法、離子束蒸鍍法、激光蒸鍍法等形成DLC膜。將氫氣體、碳化氫類氣體(例如CH^ C2H2、 (:2116等)用作形成膜的反應氣體，并且通過輝光放電使該反應氣體離子化，使該離子加速以與施加有負自偏
壓的陰極相撞來形成DLC膜。此外，通過采用<:2114氣和1^2氣作為反應氣體來形成CN膜，即可。DLC膜由于具有對于氧的高阻擋效果，從而能夠抑制電致發光層的氧化。因此，可以防止在隨后進行的密封工序中電致發光層被氧化的問題。
如圖9B所示那樣，形成密封材136并用密封襯底145進行密封。之后，也可以將柔性線路板連接到與柵電極層103電連接而形成的柵極布線層，以與外部電連接。與布線層111電連接而形成的源極布線層也是相同的。
在具有元件的襯底100和密封襯底145之間封入充填劑135來密封。如也可以與實施方式3所示的液晶材料相同地采用滴落法來封入充填劑。也可以充填氮等的惰性氣體代替充填劑135。此外，通過在顯示裝置內設置干燥劑，可以防止由水分引起的發光元件的劣化。干燥劑可以在密封襯底145 —側或具有元件的襯底100 —側設置，也可以在密封材136被形成的區域中的村底上形成凹部來設置。此外，若在對應于和顯示無關的區域諸如密封襯底145的驅動電路區域或布線區域等設置干燥劑，即使干燥劑是不透明的物質也不會降低開口率。也可以使充填劑135含有吸濕性材料從而具有干燥劑的功能。通過上述步驟，完成使用發光元件并且具有顯示功能的顯示裝置(參照圖9A 和9B )。
此外，由各向異性導電膜138將FPC139粘接到端子電極層137, 而與端子電極層137電連接，以便連接顯示裝置的內部和外部。
圖9A示出顯示裝置的俯視圖。如圖9A所示那樣，使用密封材 136來將像素區域150、掃描線驅動區域151a、掃描線驅動區域151b、連接區域153密封在襯底100和封止襯底145之間，并且在襯底100 上設有由驅動器IC形成的信號線一側驅動電路152。在驅動電路區域中設有薄膜晶體管133、薄膜晶體管134,而在像素區域中，設有薄膜晶體管131、薄膜晶體管130。
另外，在本實施方式中，雖然示出了使用玻璃村底密封發光元件的情況，然而，密封處理是指保護發光元件免受水分影響的處理，可以使用下述方法中的任一方法使用覆蓋材料機械封入的方法、使用熱固性樹脂或紫外線固化性樹脂封入的方法、使用金屬氧化物或金屬
氮化物等阻擋能力高的薄膜密封的方法。作為覆蓋材料，可以使用玻璃、陶瓷、塑料或金屬，但是當光射出到覆蓋材料一側時必需使用透光性的材料。另外，覆蓋材料和形成有上述發光元件的襯底使用熱固性樹脂或紫外線固化性樹脂等密封材彼此貼合，并且通過熱處理或紫外線照射處理固化樹脂來形成密閉空間。在該密閉空間中設置以氧化鋇為代表的吸濕材料也是有效的。該吸濕材料可以接觸地設在密封材上，或者也可以設在隔壁上或周圍部分，以便不阻礙來自發光元件的光。而且，也能使用熱固性樹脂或紫外線固化性樹脂填充覆蓋材料和形成有發光元件的襯底之間的空間。在這種情況下，在熱固性樹脂或紫外線固化性樹脂中添加以氧化鋇為代表的吸濕材料是有效的。
在本實施方式中，盡管示出了開關TFT是單柵極結構，但也可以采用多柵極結構如雙柵極結構等。另外，在通過利用SAS或者結晶半導體制造半導體層的情況下，也可以通過添加賦予一種導電類型的雜質來形成雜質區域。在此情況下，半導體層也可以具有不同濃度的雜質區域。例如，也可以使半導體層的溝道區域附近、與柵電極層層疊的區域為低濃度雜質區域，使其外側區域為高濃度雜質區域。
如上所述那樣，在本實施方式中，可以使工序簡化。此外，通過采用液滴噴出法來將各種結構物(部件)及掩模層直接形成在襯底上，即使使用具有一邊長超過1000mm的第五代之后的玻璃襯底，也可以容易制造顯示面板。
在本實施方式中，以自對準形成源電極層及漏電極層。因此不發生因掩模的對準偏差引起的形狀缺陷等，從而可以控制性好地形成布線。因此，通過采用本發明，成品率好地制造高可靠性的半導體裝置、顯示裝置等。
實施方式3
參照圖15A至19B來說明本發明的一個實施方式。本實施方式說
明制造采用本發明的具有非共面型薄膜晶體管的顯示裝置的一個例子，該顯示裝置的目的在于通過更簡化了的工序以低成本以自對準制造。圖15A至圖18A是顯示裝置的像素部的俯視圖。圖15B至圖18B 是制造圖15A至圖18A的工序中的沿線E-F的截面圖。圖19A也是顯示裝置的俯視圖，而圖19B是沿圖19A的線0-P(包括線U-W)的截面圖。另外，示出使用液晶材料作為顯示元件的液晶顯示裝置的一個例子。因此，省略相同的部分或具有同樣的功能的部分的重復說明。
在本實施方式中，當制造源電極層、漏電極層、電容布線層、其
他布線層之際，適用本發明。在村底200上形成柵電極層203，并形成覆蓋柵電極層203的柵絕緣層202。柵絕緣層202包括無機材料。
在本發明中，當對形成在襯底200上的包含光聚合反應基的有機層照射光之際，利用背面曝光來以經過襯底200的方式從襯底200 — 側照射光，并且聚合已形成的包含光聚合反應基的有機層。因此，襯底200必須是透過能夠充分聚合包含光聚合反應基的有機層的光(光波長、能量等)的物質。此外，柵絕緣層202也與襯底200同樣地需要上述透光性。與此相反，由于柵電極層203用作當背面曝光時遮光的掩模，所以需要相對于使用的光具有非透光性。
可以使用CVD法、濺射法、液滴噴出法等形成柵電極層203。柵電極層203可以使用選自Ag、 Au、 Ni、 Pt、 Pd、 Ir、 Rh、 Ta、 W、 Ti、
來形成。此外，可以使^以摻雜;磷等的雜質元素的多:曰日硅膜為代表
的半導體膜、或者AgPdCu合金。另外，可以使用單層結構或者多個層而成的結構，例如，可以使用氮化鎢膜和鉬(Mo)膜的兩層結構，或者按順序層疊膜厚度為50nm的鎢膜、膜厚度500nm的鋁和硅 (Al-Si)合金膜、以及膜厚度30nm的氮化鈦膜的三層結構。另外，在采用三層結構的情況下，第一導電膜可以使用氮化鎢替代鎢，第二導電膜可以使用鋁和鈦(Al-Ti)的合金膜替代鋁和硅(Al-Si)合金膜，第三導電膜可以使用鈦膜替代氮化鈦膜。
在當形成柵電極層203時需要通過蝕刻的加工的情況下，形成掩模，采用干蝕刻或濕蝕刻進行加工即可。可以通過使用ICP( Inductivity Coupled Plasma;感應耦合型等離子體)蝕刻法并適當地調整蝕刻條件(施加到線圏型電極的電量、施加到襯底一側電極的電量、襯底一側電極的溫度等)，將電極層蝕刻為錐形。另外，作為蝕刻氣體，可以適當地使用以Cl2、BCl3、SiCl4或CCl4等為代表的氯類氣體；以CF4、 SF6或NF3等為代表的氟類氣體；或02。
在本實施方式中，通過形成有機聚合層并進行憎液處理，以自對準形成晶體管的源電極層及漏電極層。此外，通過進行背面曝光選擇
性地聚合包含光聚合反應基的有機層，來形成有機聚合層。利用包含無機材料的柵絕緣層和有機聚合層之間的相對于憎液劑的吸附性的差異來對柵電極層和有機聚合層賦予潤濕性的差異。像這樣，通過對控制潤濕性的區域噴出包含導電材料的組成物，可以僅在有機聚合層上形成柵電極層及漏電極層。因此，可以以自對準制造薄膜晶體管。由此，通過采用本發明，可以以低成本且高生產性制造顯示裝置等。
此外，也可以使用抗蝕劑掩模、蒸鍍掩模等形成包含光聚合反應基的有機層，而且還可以與液滴噴出(噴射)法、印刷法(如絲網(孔版)印刷、膠(平版)印刷、凸版印刷、或者銅版(凹版)印刷)、分配器法等組合。如本實施方式那樣，通過液滴噴出法選擇性地形成包含光聚合反應基的有機層，來進一步簡化制造工序。
在本實施方式中，通過液滴噴出法來選擇性地形成包含光聚合反
應基的有機層201a及包含光聚合反應基的有機層201b。由液滴噴出
裝置噴出具有包含光聚合反應基的有機材料的液狀組成物，來形成包含光聚合反應基的有機層201a、 201b(參照圖15A和15B)。包含光聚合反應基的有機層201a、 201b通過進行干燥或焙燒來固化。在本實施方式中，通過采用液滴噴出法噴出將聚乙烯醇肉桂酸酯溶解在二甲基曱酰胺中的溶液并進行干燥或加熱處理固化為膜狀，來形成進行包含光聚合反應基的有機層的選擇性的聚合形成的有機聚合層。根據其形成條件，在本說明書中寫為膜的通過液滴噴出法形成的膜有時為非常薄的膜，有時為具有非連續島狀結構的膜等。可以不保持作為膜的方式。
作為包含光聚合反應基的有機層201a、 201b，使用光照射部成為相對于特定的溶劑顯示難溶性(變成不容易溶解)的材料即可。例如，可以使用如下材料具有肉桂酰基、苯亞烯丙基(cinnamylidene)、苯二丙烯酸酯基(phenylenediacrylate )等光二聚型樹脂 (photoisomerization resin ); 重氮鹽及重氮氧4匕凈為等的重氮類4匕合物；聚乙烯醇等的具有羥基的樹脂和重氮類化合物的混合物質；以及如具有丙烯酸酯等的乙烯基并通過光照射聚合的單體、低聚物等的通過光照射交聯并聚合的材料。
從透光襯底200 —側，將光224從光源223經過透光襯底200并照射到包含光聚合反應基的有機層201a、 201b(參照圖16A和16B )。
光224雖然透過透光襯底200和柵絕緣層202,但是不透過非透光性的柵電極層203而被遮斷。因此，在包含光聚合反應基的有機層201a、 201b中，重疊于柵電極層203的區域成為非曝光區域222a、 222b、 222c,并且將曝光區域221a、 221b、 221c、 221d、 221e的包含光聚合
反應基的有機層選擇性地聚合來形成的有機聚合層由光改變性質。在本實施方式中，將曝光區域221a、 221b、 221c、 221d、 221e的包含光聚合反應基的有機層選擇性地聚合來形成的有機聚合層交聯并聚合，來成為相對于有機溶劑顯示難溶性。光224為使將包含光聚合反應基的有機層選擇性地聚合來形成的有機聚合層反應并改變性質的波長及強度的光，即可。在本實施方式中使用波長為300nm至350nm 的紫外光。
使用有機溶劑來去除非曝光區域的包含光聚合反應基的有機層，并且形成有機聚合層208a、 208b、以及208c(參照圖MC)。圖 16C是圖16B的下一次工序。選擇如下有機溶劑，即可以只將非曝光區域選擇性地溶解并去除，而不溶解曝光區域。在本實施方式中，浸沒在二甲基曱酰胺中來形成有機聚合層208a、 208b、 20Sc。
接著，使用具有水解基的有機硅烷來進行憎液處理，以控制潤濕性。本實施方式使用六曱基二硅胺烷(hexamethyldisilazane: HMDS ) 作為具有水解基的有機硅烷。具有水解基的有機硅烷膜224a、 224b、 224c與有機聚合層相比更緊密地吸附到柵絕緣層。由于具有水解基的有機硅烷相對于源電極層及漏電極層的形成材料的包含導電材料的組成物顯示憎液性，有機硅烷緊密地吸附的柵絕緣層上相對于包含導電材料的組成物顯示與有機聚合層208a、 208b、 208c的表面上相比更低的潤濕性。在圖16C中，在柵絕緣層上以虛線來示出具有水解基的有機硅烷膜224a、 224b、 224c，以表示具有水解基的有機硅烷緊密地吸附。
非曝光區域222a、 222b、 222c是源電極層或漏電極層以及電容布線層的被形成區域。由于在本實施方式中通過液滴噴出法形成源電極層或漏電極層以及電容布線層，因此形成掩模層，以防止在非曝光區域222a、 222b、 222c上形成具有水解基的有機硅烷膜。也可以使用包含與光聚合反應基的有機層相同的掩模層。
此外，優選在形成具有水解基的有機硅烷膜之前，進行紫外線臭
氧處理及氧(02)灰化等。通過紫外線臭氧處理及氧(02)灰化可以
分解柵絕緣層上的有機物質，來具有水解基的有機硅烷容易吸附到柵絕緣層上，并且將羥基引入到有機聚合層來提高有機聚合層的潤濕性。
然后，從液滴噴出裝置207的噴嘴向被形成區域的有機聚合層 208a、 208b、 208c噴出包含導電材料的液滴。噴出了的液滴不附著到低潤濕性區域的柵絕緣層上的具有水解基的有機硅烷膜224a、 224b、 224c,而形成在有機聚合層208a、 208b、 208c上，該有機聚合層208a、 208b、 208c是具有比低潤濕性區域高的潤濕性的高潤濕性區域。即使因噴出液滴的噴嘴的噴出口的尺寸、掃描能力等不能精密地控制導電材料的噴出方法，也可以通過對被形成區域以外進行憎液處理，來液滴僅附著到被形成區域而將源電極層或漏電極層204、 205以及電容布線層206形成為所希望的圖案(參照圖17A和17B)。這是因為如下緣故由于被形成區域和其周圍區域具有不同的潤濕性，因此液滴在低潤濕性區域中被排斥，而留在潤濕性更高的形成區域中。就是說，由于因低潤濕性區域液滴被排斥，因此發揮像高潤濕性區域和低潤濕性區域的境界具有分隔壁的功能。從而，包含具有流動性的導電材料的組成物也留在高潤濕性區域中，所以可以將源電極層及漏電極層形成為所希望的形狀。
例如在要形成微細的電極層等的情況下，通過采用本發明，當液滴的噴出口多少大時也液滴在形成區域上不擴展而可以將導電層僅形成在形成區域，從而可以防止因有^l晉誤地形成在不形成的區域而引起的缺陷如短路等。如本實施方式那樣，通過進行從襯底一側的光照射來改變物質表面的性質，不但可以控制性好地形成導電層，而且處理大面積，所以提高生產性。此外，通過與液滴噴出法組合，與采用旋轉涂敷法等涂敷形成整個面的情況相比，能夠防止材料的損失并降低成本。根據本發明，即使采用因小型化、薄膜化將布線等密集并復雜地配置的設計，也可以控制性好地形成。
既可以在形成源電極層及漏電極層之后保留作為預處理形成的具有水解基的有機硅烷膜，又可以在形成源電極層及漏電極層之后去除不需要的部分。通過使用氧等的灰化、蝕刻、等離子體處理等來去除，即可。在本實施方式中去除具有水解基的有機硅烷膜224a、 224b、
224c 。
在本實施方式中，以自對準形成源電極層及漏電極層。因此不發生因掩模的對準偏差引起的形狀缺陷等，從而可以控制性好地形成布線。因此，通過采用本發明，成品率好地制造高可靠性的半導體裝置、顯示裝置等。
作為當如本實施方式那樣通過液滴噴出法形成源電極層及漏電極層、電容布線層之際使用的導電材料，可以使用以如下金屬粒子為主要成分的組成物Ag (銀)、Au (金)、Cu (銅)、W (鎢)、Al (鋁) 等。此外，還可以組合具有透光性的氧化銦錫(ITO)、由氧化銦錫和氧化硅構成的ITSO、有機銦、有機錫、氧化鋅、氮化鈦等。
在源電極層或漏電極層204及源電極層或漏電極層205上形成半導體層211。在本實施方式中，使用并五苯形成半導體層211。通過上述工序，可以制造本實施方式中的非共面型薄膜晶體管220、電容 225 (參照圖18A和18B)。
此外，也可以在形成半導體層之前，如在實施方式1中參照圖2A 至2C來說明那樣將具有水解基的有機硅烷膜形成在半導體層形成區域，以提高半導體層的遷移率。在半導體層形成區域中，形成具有水解基的有機硅烷膜。例如，使用并五苯作為半導體層，而使用十八烷基三甲氧基硅烷(ODS)作為具有水解基的有機硅烷。十八烷基三曱
氧基硅烷對并五苯的遷移率提高很有效。
在薄膜晶體管220及電容225上形成絕緣層212、絕緣層213。
絕緣層213起到平整化膜的作用。
可以使用選自氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化鋁 (A1N )、氧氮化鋁(A10N)、氮含量多于氧含量的氮氧化鋁(A1N0 )、氧化鋁、類金剛石碳(DLC)、或含氮的碳薄膜(CNx) 、 PSG (磷硅玻璃)、BPSG(硼磷硅玻璃)、礬土膜、聚硅氮烷、包含其他無機絕緣材料的物質中的材料來形成絕緣層212、 213。此外，也可以使用硅氧烷樹脂。此外，也可以使用有機絕緣材料。可以使用感光有機材料或非感光有機材料，采用聚酰亞胺、丙烯、聚酰胺、聚酰胺-酰亞胺、抗蝕劑、苯并環丁烯、低介電常數材料。
接著，在絕緣層"2、 213中形成達到源電極層或漏電極層205 的開口，并且與源電極層或漏電極層205接觸地形成像素電極層235。
可以使用與上述第一電極層117相同的材料來形成像素電極層235。在制造透過型液晶顯示面板的情況下，可以使用含有氧化鴒的銦氧化物、含有氧化鎢的銦鋅氧化物、含有氧化鈦的銦氧化物、含有氧化鈦的銦錫氧化物等。當然，也可以使用銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、添加了氧化硅的銦錫氧化物(ITSO)等。此外，作為具有反射性的金屬薄膜，可以使用鈦、鵠、鎳、金、鈾、銀、鋁、鎂、鉤、鋰、以及由這些的合金構成的導電膜等。
可以采用蒸鍍法、濺射法、CVD法、印刷法或液滴噴出法等形成像素電極層235。在本實施方式中，使用銦錫氧化物(ITO)作為像素電極層235。
接著，通過印刷法及旋轉涂敷法，覆蓋像素電極層235及絕緣層 213地形成被稱作定向膜的絕緣層231。另外，當采用絲網印刷法、膠印刷法時，可以選擇性地形成絕緣層231。然后，進行研磨。接著，通過液滴噴出法將密封材282形成在形成有像素的區域的周邊。
然后，將設有用作定向膜的絕緣層233、用作相對電極的導電層 239、用作彩色濾光片的著色層234、以及偏振片237的相對襯底236 經由間隔物281地貼附到TFT襯底的襯底200,并且可以通過將夜晶層232設在其空隙制造液晶顯示面板(參照圖18A至圖19B)。村底 200的具有元件的表面和其相反一側也設有偏振片238。在密封材中也可以混入有填料，再者，在相對襯底236上也可以形成有屏蔽膜(黑矩陣)等;另外，為形成液晶層的方法，可以采用分配器法一(，落
注入液晶的浸漬法(抽吸方式)。
在利用采用分配器法的液晶滴落法時，使用密封材形成閉環，且從噴頭將液晶一次或多次滴落到該閉環中。當液晶材料的粘性高時，連續地噴出并保持連續狀態地附著到被形成區域。另一方，在液晶材料的粘性低的情況下，間歇地噴出并滴落液滴。此時設置阻擋層，以防止密封劑和液晶的反應。接著，在真空中貼合襯底，然后進行紫外線固化，來處于填充液晶的狀態。此外，也可以TFT襯底一側形成密
封劑，并滴落液晶。
間隔物也可以通過散布幾pm的粒子來設置，但在本實施方式中
采用在村底的整個表面上形成樹脂膜后，對其進行蝕刻加工來形成間
隔物的方法。在通過旋涂器涂敷這種間隔物的材料后，通過曝光和顯
影處理將其形成為預定的圖形。而且，通過用潔凈烘箱等在150。C至 200'C進行加熱并使其固化。這樣制造的間隔物可以根據曝光和顯影處理的條件而具有不同形狀，但是，間隔物的形狀優選為頂部平整的柱狀，這樣可以當與相對一側的襯底貼在一起時，確保液晶顯示裝置的機械強度。形狀可以為圓錐、棱錐等而沒有特別的限制。
接著，形成連接部分，以將通過上述工序形成的顯示裝置的內部與外部布線襯底互相連接。在大氣壓或者接近大氣壓的壓力下通過使用氧氣體的灰化處理去除連接部分的絕緣層。使用氧氣體以及選自氫、CF4、 NF3、 H20、及CHF3中的一種或多種進行該處理。在該工序中，在使用相對襯底密封之后進行灰化處理以防止因靜電所引起的損傷或破壞，然而，當靜電的影響很小時，可以在任何時序進行灰化處理。
接著，通過各向異性導電層285將連接用布線襯底的FPC286形成到與像素部電連接的端子電極層287。FPC286具有傳達來自外部的信號及電位的作用。可以通過上述工序來制造具有顯示功能的液晶顯示裝置。
在圖19A中示出液晶顯示裝置的俯視圖。如圖19A所示那樣，像素區域290、掃描線驅動區域291a、掃描線驅動區域291b由密封材 282密封在襯底200和相對襯底236之間，并且在襯底200上設有由驅動器IC形成的信號線一側驅動電路292 。在驅動區域中設有包括薄膜晶體管283及薄膜晶體管284的驅動電路。
由于在本實施方式的周邊驅動電路中，薄膜晶體管283及薄膜晶體管284是n溝道型薄膜晶體管，所以設有由薄膜晶體管283及薄膜晶體管284構成的NMOS電路。
在本實施方式的驅動電路區域中，將NMOS結構用作反相器。像這樣，在采用NMOS結構的情況下，將一部分TFT的柵電極層連接到源電極層或漏電極層。
在本實施方式中，盡管開關TFT采用單柵極結構，但也可以采用雙柵極結構或更多的多柵極結構等。另外，在通過使用SAS或者結晶半導體制造半導體層的情況下，也可以通過添加賦予一種導電類型的雜質來形成雜質區域。在此情況下，半導體層也可以具有不同濃度的雜質區域。例如，可以使半導體層的溝道區附近、與柵電極層層疊的區域為低濃度雜質區域，使其外側區域為高濃度雜質區域。
如上所述那樣，在本實施方式中，可以使工序簡化。此外，通過采用液滴噴出法來將各種結構物(部件)及掩模層直接形成在襯底
上，即使使用具有一邊長超過1000mm的第五代之后的玻璃襯底，也可以容易制造顯示面板。
在本實施方式中，以自對準形成源電極層及漏電極層。因此不發生因掩模的對準偏差引起的形狀缺陷等，從而可以控制性好地形成布線。因此，通過采用本發明，成品率好地制造高可靠性的半導體裝置、顯示裝置等。
實施方式4
可以適用本發明來以自對準形成薄膜晶體管，且使用該薄膜晶體管來形成顯示裝置。但是，當使用發光元件及驅動該發光元件的晶體管時，從該發光元件發射的光進行底部發射、頂部發射、雙面發射的任何一種。在此，對于對應于各種情況的發光元件的疊層結構，參照圖11A至11C來說明。在本實施方式中，說明顯示裝置的一個例子，該顯示裝置的目的在于通過更簡化了的工序以低成本制造。
在本實施方式中，使用在實施方式1中制造的非共面型晶體管的薄膜晶體管461、薄膜晶體管471、薄膜晶體管481。薄膜晶體管481 設在透光襯底480上，并且由柵電極層493、柵絕緣層497、半導體層494、源電極層或漏電極層492a、源電極層或漏電極層492b形成。柵絕緣層497包含無機材料。覆蓋薄膜晶體管481地設有用作分隔壁的絕緣層498。通過將柵電極層493用作掩模的背面曝光選擇性地聚合包含光聚合反應基的有機層來形成有機聚合層491a、 491b。當在有機聚合層491a、 491b以及柵絕緣層497上形成具有水解基的有機硅烷膜，來進行使柵絕緣層497的憎液性更高于有機聚合層491a、 491b 的憎液性的處理之后，噴出包含導電性的組成物來以自對準形成源電極層或漏電極層492a、 492b。
首先，參照圖11A來說明發射到襯底480 —側的情況，即進行下面發射的情況。在此情況下，與源電極層或漏電極層4Wb接觸地按順序層疊第一電極層484、電致發光層485、第二電極層486,以電連接到薄膜晶體管481。透過光的襯底480需要至少相對于可見區域的
光具有透光性。接著，參照圖UB來說明發射到與襯底460相反一側的情況，即進行頂部發射的情況。可以與上述薄膜晶體管同樣地形成薄膜晶體管461。
電連接到薄膜晶體管461的源電極層或漏電極層462接觸并電連接到第一電極層463。按順序層疊第一電極層463、電致發光層464、以及第二電極層465。源電極層或漏電極層462是具有反射性的金屬層并將從發光元件發射的光反射到箭頭所示的上面。源電極層或漏電極層462具有與第一電極層463層疊的結構，因此當將透光性的材料使用于第一電極層463且透過光時也該光被源電極層或漏電極層462 反射，并發射到與襯底460相反一側。當然，也可以使用具有反射性的金屬膜形成第一電極層463。由于從發光元件釋放的光透過第二電極層465來釋放，因此使用至少在可見區域中具有透光性的材料來形成第二電極層465。最后，參照圖11C來說明光發射到與襯底470 — 側和其相反一側的情況，即進雙面發射的情況。薄膜晶體管471也是溝道保護薄膜晶體管。第一電極層472與電連接到薄膜晶體管471的半導體層的源電極層或漏電極層477電連接。按順序層疊第一電極層 472、電致發光層473、以及第二電極層474。此時，當使用至少在可
見區域中具有透光性的材料或以能夠透過光的厚度來形成第一電極層472和第二電極層474的雙方時，可以實現雙面發射。在此情況下，性。圖12A至12D示出在本實施方式中可以適用的發光元件的方式。圖12A至12D是發光元件的元件結構，示出在第一電極層870和第
層860的發光元件。如圖示出那樣，電致發光層860由第一層804、第二層803、第三層802構成。
首先，第一層804為具有向第二層803傳輸空穴的功能的層，并且具有至少包括第一有機化合物和相對于第一有機化合物顯示電子接收性的第一無機化合物的結構。重要的是第一無機化合物不僅與第一有機化合物混合，而且第一無機化合物相對于第一有機化合物顯示電子接收性。通過采用這種結構，在本來幾乎沒有固有的載流子的第一有機化合物中產生大量的空穴載流子，從而顯示非常優異的空穴注
入性及空穴傳輸性。
因此，第一層804不僅獲得被認為是通過混合無機化合物而獲得的效果(耐熱性的提高等)，而且能夠獲得優異的導電性(在第一層 804中，尤其是空穴注入性及傳輸性)。這是不能從常規的空穴傳輸層獲得的效果，常規的空穴傳輸層中只混合了互相沒有電子相互作用的有機化合物和無機化合物。因為該效果，可以使得驅動電壓比以前降低。另外，由于可以在不導致驅動電壓上升的情況下使第一層804 變厚，從而也可以抑制由灰塵等所造成的元件的短路。
如上所述，由于在第一有機化合物中產生空穴載流子，所以，作為第一有機化合物，優選使用空穴傳輸性的有機化合物。作為空穴傳輸性的有機化合物，例如，可以舉出酞菁染料(縮寫H2Pc)、酞菁銅(縮寫CuPc)、酞菁氧釩(縮寫VOPc) 、 4，4，，4，，-三(N,N-二苯基氨基)三苯胺(縮寫TDATA) 、 4,4，,4"-三[N- (3-曱基苯基) -N-苯基氨基]-三苯胺(縮寫MTDATA) 、 1，3，5-三[N，N-二 (m-甲苯基)氨基]苯(縮寫m-MTDAB) 、 N，N，-二苯基-N,N，-雙(3-曱基苯基)-1,1，-聯苯-4，4，-二胺(縮寫TPD) 、 4，4，-雙[>^- (l-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(縮寫NPB) 、 4，4，-雙(N-[4-二 (m-甲苯基)氨基]苯基 -N-苯基氨基)聯苯(縮寫DNTPD) 、 4，4，,4，，-三(N-咔唑基)三苯胺(縮寫TCTA)等，然而不局限于上述化合物。另外，在上述化合物中，以TDATA、 MTDATA、 m-MTDAB、 TPD、 NPB、 DNTPD、 TCTA等為代表的芳香族胺化合物容易產生空穴栽流子，所以為優選用作第一有機化合物的化合物群。
另一方面，第一無機化合物可以為任何材料，只要該材料容易從第一有機化合物接收電子即可，可以是各種金屬氧化物或金屬氮化物。由于周期表中第4族至第12族中任一種的過渡金屬氧化物容易顯示電子接收性，所以優選。具體地，可以舉出氧化鈦、氧化鋯、氧化釩、氧化鉬、氧化鎢、氧化錸、氧化釕、氧化鋅等。此外，在上述金屬氧化物中，周期表中第4族至第8族中任一種過渡金屬氧化物具有高電子接收性的較多，它們是優選的化合物群。特別地，氧化釩、氧化鉬、氧化鎢、氧化錸能夠真空蒸鍍并容易使用，所以優選。
另外，第一層804也可以通過層疊多個適用上述有機化合物和無機化合物的組合的層來形成。此外，也可以進一步包含其他有機化合物或其他無機化合物。
接著，說明第三層802。第三層802為具有向第二層803傳輸電子的功能的層，并且至少包括第三有機化合物和相對于第三有機化合物顯示電子給予性的第三無機化合物。重要的是第三無機化合物不僅與第三有機化合物混合，而且第三無機化合物相對于第三有機化合物顯示電子給予性。通過采用這種結構，在本來幾乎沒有固有載流子的第三有機化合物中產生大量的電子載流子，從而顯示優異的電子注入性及電子傳輸性。
因此，第三層802不僅獲得被認為是通過混合無機化合物而獲得的效果(耐熱性的提高等)，而且可以獲得優異的導電性(在第三層 802中，尤其是電子注入性和傳輸性)。這是不能從常規的電子傳輸層獲得的效果，常規的電子傳輸層中只混合了互相沒有電子相互作用的有機化合物和無機化合物。因為該效果，可以使得驅動電壓比以前降低。另外，由于可以在不導致驅動電壓上升的情況下使第三層802 變厚，從而也可以抑制由灰塵等所造成的元件的短路。
如上所述，由于在第三有機化合物中產生電子載流子，所以，作為第三有機化合物，優選使用電子傳輸性的有機化合物。作為電子傳輸性的有機化合物，例如，可以舉出三(8-喹啉)鋁(縮寫Alq3)、三(4-甲基-8-唾啉)鋁(縮寫Almq3)、雙(10-羥基苯并[h]-喹啉) 鈹(縮寫BeBq2)、雙(2-曱基-8-喹啉)(4-苯基苯酚)鋁(縮寫 BAlq)、雙[2- (2，-羥基苯基)苯并嗯唑]鋅(縮寫Zn (BOX) 2)、雙[2- (2，-鞋基苯基)苯并噻唑]鋅(縮寫Zn (BTZ) 2)、紅菲咯啉
(縮寫BPhen)、浴銅靈(縮寫BCP) 、 2- ( 4-聯苯基)-5- ( 4-叔丁基苯基)-1,3，4-惡二唑(縮寫PBD)、 1，3-雙[5-(4-叔丁基苯基) -1,3,4-惡二唑-2-基]笨(縮寫:OXD-7) 、 2,2，，2"- ( 1，3，5-苯三基
(benzenetriyl))-三(l-苯基-lH-苯并咪唑)(縮寫TPBI) 、 3-( 4-聯苯基)-4-苯基-5- (4-叔丁基苯基)-1，2,4-三唑(縮寫TAZ) 、 3-
(4-聯苯基)-4- (4-乙基苯基)-5- (4-叔丁基苯基)-1,2,4-三唑(縮寫p-EtTAZ)等，然而不局限于此。另外，在上述化合物中，如下化合物容易產生電子栽流子以Alq3、 Almq3、BeBq2、 BAlq、Zn(BOX) 2、 Zn (BTZ) 2等為代表的具有包含芳環的螯合配體的螯合金屬絡合物；以BPhen、 BCP等為代表的具有菲咯啉骨架的有機化合物；以及
以PBD、 OXD-7等為代表的具有惡二唑骨架的有機化合物。它們是優選用作第三有機化合物的化合物群。
另一方面，第三無機化合物可以為任何材料，只要該材料容易對第三有機化合物給予電子即可，可以為各種金屬氧化物或金屬氮化物。由于堿金屬氧化物、堿土金屬氧化物、稀土金屬氧化物、堿金屬氮化物、堿土金屬氮化物、稀土金屬氮化物容易顯示電子給與性，所以優選。具體地，可以舉出氧化鋰、氧化鍶、氧化鋇、氧化鉺、氮化鋰、氮化鎂、氮化鈣、氮化釔、氮化鑭等。特別地，氧化鋰、氧化鋇、氮化鋰、氮化鎂、氮化鈣可以真空蒸鍍并容易處理，所以優選。
另外，第三層802也可以通過層疊多個適用上述有機化合物和無機化合物的組合的層來形成。或者，也可以進一步包含其他有機化合物或其他無機化合物。
接著，說明第二層803。第二層803為具有發光功能的層，并且包含發光性的第二有機化合物。此外，還可以具有包含第二無機化合物的結構。第二層803可以使用各種發光性的有機化合物、無機化合物形成。但是，第二層803與第一層804、第三層802相比，被認為難以流過電流，因此，其膜厚度優選為10nm至100nm左右。
對于第二有機化合物沒有特別的限定，只要是發光有機化合物即可，例如，可以舉出9，10-二 (2-萘基)蒽(縮寫DNA) 、 9,10-二 (2-萘基)-2-叔丁基蒽(縮寫t-BuDNA) 、 4,4，-雙(2，2-二苯基乙烯基) 聯苯(縮寫DPVBi)、香豆素30、香豆素6、香豆素5"、香豆素 545T、二萘嵌苯、紅熒烯、吡啶醇、2,5，8,11-四(叔丁基)二萘嵌苯 (縮寫TBP) 、 9,10-二苯基蒽(縮寫DPA) 、 5，12-二苯基并四苯、 4- ( 二氰基亞曱基)-2-曱基-[對(二曱基氨基)苯乙烯基]-4H-吡喃(縮寫DCM1) 、 4- (二氰基亞曱基)-2-曱基-6-[2-(久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃(縮寫DCM2) 、 4- (二氰基亞曱基)-2,6-雙[對(二甲基氨基)苯乙烯基]-4H-吡喃(縮寫BisDCM)等。另外，也可以使用能釋放磷光的化合物如雙[2- ( 4，，6，-二氟苯基)吡啶-N,C"]銥(曱基吡啶)(縮寫FIrpic)、雙(2-[3，，5，-雙(三氟甲基)苯基]p比啶-N，C" 銥(曱基吡啶)(縮寫Ir (CF3ppy) 2 ( pic))、三(2-苯基吡啶-N，C2')銥(縮寫Ir (ppy) 3)、雙(2-苯基吡啶-N,C2')銥(乙酰基丙酮鹽)(縮寫:Ir(ppy)2(acac))、雙[2-( 2，-噻吩基)吡啶-N,C3，]
4
銥(乙酰基丙酮鹽)(縮寫Ir (thp) 2 (acac))、雙(2-苯基喹啉 -N,C2')銥(乙酰基丙酮鹽)(縮寫Ir (pq) 2 ( acac ))、雙[2- ( 2，-苯基噻吩基)吡啶-N,C^']銥(乙酰基丙酮鹽)(縮寫Ir(btp)2(acac))等。
除了單態激發發光材料之外，還可以將含有金屬絡合物等的三重態激發發光材料用于第二層803。例如，在紅色發光性的像素、綠色發光性的像素以及藍色發光性的像素中，使用三重態發光材料形成亮度半衰時間比較短的紅色發光性的像素，并且使用單態激發發光材料形成綠色發光性的像素以及藍色發光性的像素。三重態激發發光材料具有良好的發光效率，從而獲得相同的亮度時具有更低的耗電量。亦即，當用于紅色像素時，流過到發光元件的電流少即可，因而，可以提高可靠性。作為低耗電量化，也可以使用三重態激發發光材料形成紅色發光性的像素和綠色發光性的像素，而使用單態激發發光材料形成藍色發光性的像素。通過使用三重態激發發光材料形成人的視覺靈敏度高的綠色發光元件，來可以進一步實現低耗電量化。
此外，第二層803中，不僅可以添加有顯示上述發光的第二有機化合物，還可以添加有其他有機化合物。作為可以添加的有機化合物，例如可以使用上述的TDATA、 MTDATA、 m-MTDAB、 TPD、 NPB、 DNTPD、 TCTA、 Alq3、 Almq3、 BeBq2、 BAlq、 Zn (BOX) 2、 Zn (BTZ) 2、 BPhen、 BCP、 PBD、 OXD-7、 TPBI、 TAZ、 p-EtTAZ、 DNA、 t-BuDNA、 DPVBi等，除此之外還有4,4，-雙(N-^唑基)-聯苯(縮寫CBP) 、 1，3，5-三[4- ( N-咕唑基)-苯基]苯(縮寫TCPB ) 等，然而，不局限于此。另外，為了使第二有機化合物效率良好地發光，如此在第二有機化合物以外添加的有機化合物優選具有比第二有機化合物的激發能大的激發能，并且，其添加量比第二有機化合物大 (由此，可以防止第二有機化合物的濃度消光)。此外，作為其他功能，也可以與第二有機化合物一起顯示發光(由此，還可以實現白色發光等)。
第二層803可以采用在每個像素中形成發光波長帶不同的發光層而用作進行彩色顯示的結構。典型地，形成對應于R(紅)、G(綠)、 B(藍)各色的發光層。在此情況下，通過在像素的光發射一側設置透過該發光波長帶的光的濾波器的結構，也可以實現顏色純度的提高
和防止像素部的鏡面化(映入)。通過設置濾波器，能夠省略在現有技術中所必需的圓偏光板等，可以不損失發光層發射的光。而且，可以減少在從傾斜方向看像素部(顯示屏)時發生的色調變化。
在第二層803中可以使用的材料可以是低分子類有機發光材料或高分子類有機發光材料。高分子類有機發光材料與低分子類有機材料相比，物理強度高，元件的耐久性高。另外，由于能夠通過涂敷形成膜，所以比較容易制造元件。
發光顏色取決于形成發光層的材料，因而可以通過選擇發光層的材料來形成顯示所要求的發光的發光元件。作為可用于形成發光層的高分子類電致發光材料，可以舉出聚對亞苯基亞乙烯基類、聚對亞苯基類、聚噻吩類、聚芴類等。
作為聚對亞苯基亞乙烯基類，可以舉出聚(對亞苯基亞乙烯基) [PPV]的衍生物，如聚(2,5-二烷氧基-1，4-亞苯基亞乙烯基)[RO-PPV]、聚(2- ( 2，-乙基-己氧基)-5-曱氧基-l，4-亞苯基亞乙烯基)[MEH-PPV]、聚(2- (二烷氧基笨基)-1,4-亞苯基亞乙烯基)[ROPh-PPV]等。作為聚對亞苯基類，可以舉出聚對亞苯基[PPP]的衍生物，如聚(2，5-二烷氧基-l，4-亞苯基)[RO-PPP]、聚(2，5-二己氧基-1,4-亞苯基)等。作為聚噻吩類，可以舉出聚噻吩[PT]的衍生物，如聚(3-烷基噻吩) [PAT]、聚(3-己基p塞吩)[PHT]、聚(3-環己基噻吩)[PCHT]、聚(3-環己基-4-甲基噻吩)[PCHMT]、聚(3,4-二環己基噻吩)[PDCHT]、聚[3- (4-辛基苯基)噻吩][POPT]、聚[3- (4-辛基苯基)-2,2-雙噻吩][PTOPT]等。作為聚藥類，可以舉出聚芴[PF]的衍生物，如聚(9，9-二烷基芴)[PDAF]、聚(9，9-二辛基芴)[PDOF]等。
作為所述第二無機化合物，可以使用任何不容易使第二有機化合物的發光消光的無機化合物，可以使用各種金屬氧化物、金屬氮化物。特別是，周期表中第13族或第14族的金屬氧化物不容易使第二有機化合物的發光消光，所以優選，具體而言，氧化鋁、氧化鎵、氧化硅、氧化鍺是優選的。但是，第二無機化合物不局限于此。
另外，第二層803也可以層疊多個適用上述有才幾化合物和無4幾化合物的組合的層來形成。此外，也可以進一步包含其他有機化合物或無機化合物。發光層的層結構會變化，只要在不脫離本發明的要旨的范圍內，可以允許一些變形，例如，代替不具備特定的電子注入區、
發光區，而可以具有專門用于此目的的電極層或使發光性材料分散。
由上述材料形成的發光元件，通過正向偏壓來發光。使用發光元件形成的顯示裝置的像素，可以以單純矩陣(無源矩陣)方式或有源矩陣方式驅動。在采用任何方式時，都是以某個特定的時序來施加正向偏壓使每個像素發光，但是，在某一特定期間處于非發光狀態。通過在該非發光時間內施加反向的偏壓，可以提高發光元件的可靠性。在發光元件中，有在一定驅動條件下發光強度降低的劣化、以及在像素內非發光區域擴大而表觀上亮度降低的劣化模式，但是，通過進行正向及反向施加偏壓的交流驅動，可以延遲劣化的進行，提高發光顯示裝置的可靠性。此外，數字驅動、模擬驅動都可以適用。
因此，也可以在密封襯底上形成彩色濾光片(著色層)。彩色濾光片(著色層)可以通過蒸鍍法、液滴噴出法形成，若使用彩色濾光片(著色層)，也可以進行高清晰度的顯示。這是因為，可以通過彩
色濾光片(著色層)進行修正，使在每個RGB的發光光譜上寬峰成為陡峭的峰。
可以通過形成顯示單色發光的材料并組合彩色濾光片或色轉換層，進行全色顯示。彩色濾光片(著色層)或色轉換層，例如，形成在第二村底上，并粘貼在襯底上即可。
當然，也可以進行單色發光的顯示。例如，也可以使用單色發光來形成區域彩色型(area color type )顯示裝置。區域彩色型適宜于無源矩陣型的顯示部，可以主要顯示文字或符號。
當選擇第一電極層870及第二電極層850的材料時，需要考慮其功函數，并且，根據像素結構，第一電極層870及第二電極層850的任一個可以為陽極或陰極。當驅動薄膜晶體管的極性為p溝道型時，如圖12(A)所示，優選將第一電極層870為陽極，而將第二電極層 850為陰極。此外，當驅動薄膜晶體管的極性為n溝道型時，如圖12 (B)所示，優選將第一電極層870為陰極，而將第二電極層850為陽極。對可以用于第一電極層870及第二電極層850的材料進行說明。當第一電極層870、第二電極層850用作陽極時，優選使用功函數大的材料(具體地，4.5eV以上的材料)，而當第一電極層8"70、第二電極層850用作陰極時，優選使用功函數小的材料(具體地，3.5eV 以下的材料)。但是，由于第一層804的空穴注入'空穴傳輸特性或
第三層802的電子注入特性、電子傳輸特性優異，所以第一電極層 870、第二電極層850的功函數幾乎都沒有限制，可以使用各種材料。圖12A和12B中的發光元件具有從第一電極層870取出光的結構，所以，第二電極層850未必需要具有透光性。作為第二電極層850，可以以總膜厚度為100nm至800nm使用主要包含如下材料的膜或這種膜的疊層選自Ti、氮化鈦、TiSixNY、 Ni、 W、 WSix、氮化鎢、 WSixNY、 NbN、 Cr、 Pt、 Zn、 Sn、 In、 Ta、 Al、 Cu、 Au、 Ag、 Mg、 Ca、 Li或Mo中的元素；或者其主要成分是上述元素的合金材料或化合物材料。
第二電極層850可以使用蒸鍍法、濺射法、CVD法、印刷法或液滴噴出法等來形成。
此外，如果將如第一電極層870中使用的材料的具有透光性的導電性材料用于第二電極層850，則成為也從第二電極層850取出光的結構。從發光元件發射的光可以采用從第一電極層870和第二電極層 850的雙方發射的雙面發射結構。
另外，通過改變第一電極層870或第二電極層850的種類，本發
明的發光元件具有各種各樣的形式。
圖12B所示為從第一電極層870 —側開始依次設置第三層80厶第二層803、第一層804而構成電致發光層860的情況。
如上所述，在本發明的發光元件中，夾住在第一電極層870和第二電極層850之間的層由電致發光層860而構成，所述電致發光層860 包括有機化合物和無機化合物復合而獲得的層。而且，其為有機和無機復合型發光元件，其中設置有通過混合有機化合物和無機化合物獲得不能各自獲得的高載流子注入性、載流子傳輸性的功能的層(即，第一層804和第三層802 )。此外，當設置在第一電極層870 —側時，
上述第一層804、第三層802特別必要是有機化合物和無機化合物復合獲得的層，當設置在第二電極層850 —側時，也可以僅含有有機化合物或無機化合物。
另外，電致發光層860為混合有有機化合物和無機化合物的層，作為其形成方法可以使用各種方法。例如，可以舉出通過電阻加熱，使有機化合物和無機化合物雙方蒸發進行共蒸鍍的方法。除此之外，還可以一邊通過電阻加熱使有機化合物蒸發，一邊通過電子束(EB)
使無機化合物蒸發，來將它們共蒸鍍。此外，還可以舉出在通過電阻加熱使有機化合物蒸發的同時'減射無機化合物，來同時堆積二者的方法。另外，也可以通過濕法來成膜。
此外，對于第一電極層870及第二電極層850也可以同樣使用通過電阻加熱的蒸鍍法、EB蒸鍍法、濺射、濕法等。
圖12C示出在圖12A中將具有反射性的電極層用作第一電極層 870并且將具有透光性的電極層用作第二電極層850,從發光元件發射的光被第一電極層870反射，然后透過第二電極層850而發射。同樣地，圖12D示出在圖12B中將具有反射性的電極層用作第一電極層 870并且將具有透光性的電極層用作第二電極層850，由發光元件發射的光被第一電極層870反射，然后透過第二電極層850而發射。本實施方式可以與實施方式1或實施方式3適當地分別組合。
實施方式5
在本實施方式中，參照圖13A至14C來說明可以適用于本發明的顯示裝置所包括的發光元件的其他結構。
機化合物來進行區別，一般來說，前者被稱為有機EL元件，而后者被稱為無4幾EL元件。
根據元件的結構，將無機EL元件分類為分散型無機EL元件和薄膜型無機EL元件。它們的不同點在于，前者具有將發光材料的粒子分散在粘合劑中的電致發光層，而后者具有由發光材料的薄膜而構成的電致發光層。然而，它們的共同點在于，兩個都需要由高電場加速的電子。另外，作為可獲得的發光的機理，有兩種類型利用施主能級和受主能級的施主-受主復合發光、以及利用金屬離子的內層電子躍遷的局部發光。一般地，在很多情況下，將施主-受主復合發光使用于分散型無機EL元件，而將局部發光使用于薄膜型無機EL元件。
可以用于本發明的發光材料由母體材料和成為發光中心的雜質元素構成。可以通過改變所含有的雜質元素，獲得各種顏色的發光。作為發光材料的制造方法，可以使用固相法、液相法(共沉淀法)等各種方法。此外，還可以使用如噴霧熱分解法、復分解法、利用前體的熱分解反應的方法、反膠束( reverse micelle )法、組合上述方法和高溫焙燒的方法、冷凍干燥法等的液相法等。
固相法是如下方法稱量母體材料和雜質元素或包含其的化合物，在研缽中混合，并且通過在電爐中加熱并焙燒而彼此反應，使得雜質元素包含在母體材料中。焙燒溫度優選為700。C至150(TC。這是因為在太低的溫度下固相反應不進行，而在太高的溫度下母體材料分解的緣故。另外，也可以在粉末狀態下進行焙燒，但是優選在小球狀態下進行焙燒。該方法雖然需要在比較高溫度下的焙燒，但是這是很簡單的方法，因此，實現高生產性以適合于大量生產。
液相法(共沉淀法)是如下方法使母體材料或包含其的化合物與雜質元素或包含其的化合物在溶液中彼此反應，干燥，然后焙燒。發光材料的粒子均勻分布，從而在粒徑小且焙燒溫度低的情況下，也可以進行反應。
作為用于發光材料的母體材料，可以使用硫化物、氧化物、氮化物。作為硫化物，例如可以使用硫化鋅(ZnS)、硫化鎘(CdS)、硫化鈞(CaS )、硫化釔(Y2S3)、硫化鎵(Ga2S3)、硫化鍶(SrS )、硫化鋇(BaS)等。此外，作為氧化物，例如可以使用氧化鋅(ZnO)、氧化釔(丫203 )等。此外，作為氮化物，例如可以使用氮化鋁(A1N)、氮化鎵(GaN)、氮化銦(InN)等。而且，可以使用硒化鋅(ZnSe)、碲化鋅(ZnTe)等，也可以使用疏化鈣-鎵(CaGa2S4)、硫化鍶-鎵
(SrGa2S4)、硫化鋇-鎵(BaGa2S4)等的三元系混晶。
作為局部發光的發光中心，可以使用錳(Mn)、銅(Cu)、釤
(Sm )、鋱(Tb )、鉺(Er)、銩(Tm )、銪(Eu )、鈰(Ce)、鐠(Pr)等。另外，也可以添加有氟(F)、氯(Cl)等鹵素。上述鹵素還可以用作電荷補償。
另一方面，作為施主-受主復合發光的發光中心，可以使用包含形成施主能級的第一雜質元素以及形成受主能級的第二雜質元素的發光材料。作為第一雜質元素，例如可以使用氟(F)、氯(Cl)、鋁
(Al)等。作為第二雜質元素，例如可以使用銅(Cu)、銀(Ag)等。在通過固相法合成施主-受主復合型發光的發光材料的情況下，分別稱量母體材料、第一雜質元素或包含其的化合物、以及第二雜質元素或包含其的化合物，在研缽中混合，然后在電爐中加熱并焙燒。作為母體材料，可以使用上述母體材料。作為第一雜質元素或包含其的化合物，例如，可以使用氟(F)、氯(Cl)、硫化鋁(A12S3)等。
作為第二雜質元素或包含第二雜質元素的化合物，例如，可以使用銅
(Cu)、銀(Ag)、硫化銅(Cu2S)、硫化銀(Ag2S)等。焙燒溫度優選為700'C至1500'C。這是因為在太低的溫度下固相反應不進行，而在太高的溫度下母體材料分解的緣故。另外，也可以在粉末狀態下進行焙燒，但是優選在小球狀態下進行焙燒。
另外，作為在利用固相反應的情況下的雜質元素，可以組合由第一雜質元素和第二雜質元素構成的化合物而使用。在這種情況下，由于雜質元素容易擴散，固相反應變得容易進行，因此可以獲得均勻的發光材料。再者，由于其他雜質元素不會進入，所以可以獲得純度高的發光材料。作為由第一雜質元素和第二雜質元素構成的化合物，例如，可以使用氯化銅(CuCl)、氯化銀(AgCl)等。
另外，這些雜質元素的濃度相對于母體材料為0.01atom。/o至 10atom。/o即可，優選在0.05atom。/o至5atom。/o的范圍內。
在薄膜型無機EL元件中，電致發光層是包含上述發光材料的層，可以通過使用真空蒸鍍法如電阻加熱蒸鍍法、電子束蒸鍍(EB蒸鍍) 法等；物理氣相生長法(PVD)如濺射法等；化學氣相生長法(CVD) 法如有機金屬CVD法、氫化物傳輸減壓CVD法等；以及原子層外延法 (ALE)等來形成。
圖13A至13C示出了可以用作發光元件的薄膜型無機EL元件的一個例子。在圖13A至13C中，發光元件包括第一電極層"0、電致發光層352、第二電極層353。
圖13B和圖13C所示的發光元件具有在圖13A的發光元件中將絕緣層設置在電極層和電致發光層之間的結構。圖13B所示的發光元件在第一電極層350和電致發光層352之間具有絕緣層354，而圖1!3C 所示的發光元件在第一電極層350和電致發光層352之間具有絕緣層 354a,且在第二電極層353和電致發光層352之間具有絕緣層3Mb。像這樣，絕緣層可以僅設置在電致發光層和夾住電致發光層的一對電極層中的一個電極層之間，或者還可以提供在電致發光層和兩個電極層之間。此外，絕緣層可以是單層也可以是包括多個層而成的疊層。
另外，盡管在圖13B中與第一電極層"0接觸地設置絕緣層354，但也可以通過顛倒絕緣層和電致發光層的順序而與第二電極層353接觸地設置絕緣層354。
在采用分散型無機EL元件的情況下，將粒子狀的發光材料分散在粘合劑中來形成膜狀的電致發光層。當通過發光材料的制造方法不能充分獲得具有所希望的尺寸的粒子時，通過使用研缽等進行粉碎等而加工成粒子狀即可。粘合劑指的是用于以分散狀態固定粒狀的發光材料并且用于保持作為電致發光層的形狀的物質。發光材料利用粘合劑均勻分散并固定在電致發光層中。
在采用分散型無機EL元件的情況下，作為形成電致發光層的方法，也可以^^用可以選擇性地形成電致發光層的液滴噴出法、印刷法 (如絲網印刷或膠印刷等)、旋轉涂敷法等的涂敷法、浸漬法、分配器法等。對電致發光層的膜厚度沒有特別的限制，但優選在10nm至 1000nm的范圍內。另外，在包含發光材料及粘合劑的電致發光層中，發光材料的比例優選設為50wt。/。以上至80wt。/o以下。
圖14A至14C示出可以用作發光元件的分散型無機EL元件的一個例子。圖14A中的發光元件具有第一電極層360、電致發光層362、第二電極層363的疊層結構，并且在電致發光層362中包含由粘合劑保持的發光材料361。
作為可以用于本實施方式的粘合劑，可以使用絕緣材料、有機材料及無機材料，并且也可以使用有機材料和無機材料的混合材料。作為有機絕緣材料，可以使用如氰乙基纖維素類樹脂那樣的具有比較高介電常數的聚合物；以及如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯類樹脂、硅酮樹脂、環氧樹脂、偏二氟乙烯等的樹脂。此外，可以使用芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑(polybenzimidazole)等的耐熱性高分子、或者硅氧烷樹脂。另外，硅氧烷樹脂相當于包括Si-O-Si鍵的樹脂。硅氧烷由硅(Si)和氧(0)的鍵構成骨架結構。作為取代基，使用至少含氫的有機基(例如烷基、芳烴)。也可以使用氟作為取代基。或者，作為取代基，也可以使用至少含氫的有機基及氟。此外，也可以使用乙烯樹脂如聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛等、酚醛樹酯、酚醛清漆樹脂、丙烯樹脂、蜜胺樹脂、聚氨酯樹脂、嗯唑樹脂(聚苯并嗨唑)等的樹脂材料。也可以通過恰當地將這些樹脂與具有高介電常數的微粒如鈦酸鋇(BaTi03)或鈦酸鍶(SrTi03)等混合來調整介電常數。
包含在粘合劑中的無機材料可以由選自以下物質的材料形成氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、含氧及氮的硅、氮化鋁(A1N)、含氧及氮的鋁或氧化鋁(A1203 )、氧化鈦(Ti02) 、 BaTi03、 SrTi03、鈦酸鉛(PbTi03)、鈮酸鉀(KNb03)、鈮酸鉛(PbNb03)、氧化鉭 (Ta205 )、鉭酸鋇(BaTa206 )、鉭酸鋰(LiTa03)、氧化釔(Y203 )、氧化鋯(Zr02) 、 ZnS以及包含其他無機材料的物質。借助于在有機材料中(通過添加等)包含具有高介電常數的無機材料，可以進一步控制包含發光材料和粘合劑而成的電致發光層的介電常數，并且可以進一步提高介電常數。
在制造工序中，發光材料被分散在包含粘合劑的溶液中。作為可以用于本實施方式的包含粘合劑的溶液的溶劑，適當地選擇如下溶劑即可，其溶解有粘合劑材料并且可以制造具有適合于形成電致發光層的方法(各種濕法)和所需膜厚的粘度的溶液。可以使用有機溶劑等，例如在使用硅氧烷樹脂作為粘合劑的情況下，可以使用丙二醇一曱基醚、丙二醇一甲基醚乙酸酯(也稱為PGMEA) 、 3_甲氧基-3-曱基-1-丁醇(也稱為MMB)等。
圖14B和14C所示的發光元件具有在圖14A的發光元件中的電極層和電致發光層之間設置絕緣層的結構。圖14B所示的發光元件在第一電極層360和電致發光層362之間具有絕緣層364，而圖14C所示的發光元件在第一電極層360和電致發光層362之間具有絕緣層 364a,且在第二電極層363和電致發光層362之間具有絕緣層364b。像這樣，絕緣層可以僅設置在電致發光層和夾住電致發光層的一對電極層中的一個電極層之間，或者還可以提供在電致發光層和兩個電極層之間。此外，絕緣層可以是單層也可以是包括多個層而成的疊層。
另外，盡管在圖14B中與第一電極層360接觸地設置絕緣層364, 但也可以通過顛倒絕緣層和電致發光層的順序而與第二電極層363接觸地設置絕緣層364。
盡管對圖13A至13C中的絕緣層354、圖14A至14C中的絕緣層364那樣的絕緣層沒有特別限制，但優選具有高絕緣抗性和致密的膜質量，而且更優選具有高介電常數。例如，可以使用氧化硅(Si02)、氧化釔(Y203 )、氧化鈦(Ti02)、氧化鋁(A1203 )、氧化鉿(Hf02)、氧化鉭(Ta205 )、鈦酸鋇(BaTi03 )、鈦酸鍶(SrTi03 )、鈦酸鉛(PbTi03 )、氮化硅(Si3N4)、氧化鋯(Zr02)等，或者它們的混合膜或兩種以上的疊層膜。這些絕緣膜可以通過濺射、蒸鍍、CVD等形成。另外，絕
緣層也可以通過將這些絕緣材料的粒子分散在粘合劑中來形成。粘合劑材料使用與包含在電致發光層中的粘合劑相同的材料、方法來形成
即可。對其膜厚沒有特別的限制，但是優選在10nm至1000nm的范圍內。
本實施方式所示的發光元件可以通過在夾住電致發光層的一對電極層之間施加電壓來獲得發光，該發光元件以直流驅動或交流驅動都可以工作。
本實施方式可以與實施方式1或2適當地分別組合。實施方式6
接下來，說明將用于驅動的驅動器電路安裝到根據實施方式2至 5來制造的顯示面板的方案。在本實施方式中，說明顯示裝置的一個例子，該顯示裝置的目的在于通過更簡化了的工序以低成本制造。
首先，參照圖23A說明采用COG方式的顯示裝置。在襯底2700 上設置有用來顯示文字、圖像等信息的像素部2701。設置有多個驅動電路的村底被分成矩形，且分割后的驅動電路(也稱為驅動器IC )2751 被安裝在襯底2700上。圖23A示出了安裝多個驅動器IC 2751、在驅動器IC 2751端部上的FPC 2750的方式。此外，也可以使分割的尺寸與像素部在信號線一側上的邊長大致相同，并且將膠帶安裝在單數的驅動器IC的端部上。
另外，也可以采用TAB方式。在此情況下，如圖23B所示那樣粘貼多個膠帶，將驅動器IC安裝在該膠帶上即可。與COG方式的情況相同，也可以將單個驅動器IC安裝在單數的膠帶上。在此情況下，從強度上來看，優選一起貼合固定驅動器IC的金屬片等。
從提高生產性的觀點來看，優選將這些安裝在顯示面板上的多個驅動器IC形成在一邊長為300mm至1000mm，進一步為1000mm以
上的矩形襯底上。
換言之，在襯底上形成多個將驅動電路部和輸出入端子作為一個單元的電路圖案，并最終分割取出即可。對于驅動器IC的長邊的長度，考慮到像素部的一邊的長度或像素間距，可以形成為其長邊為 15mm至80mm且其短邊為lmm至6mm的矩形狀，或者也可以形成
為像素區的一邊長的長度，或形成為像素部的一邊長加上各個驅動電路的一邊長的長度。
驅動器IC在外部尺寸方面勝于IC芯片的優點是長邊的長度。當采用長邊為15mm至80mm的驅動器IC時，對應于像素部安裝所需要的數目少于采用IC芯片時的數目。因此，能夠提高制造成品率。另外，當在玻璃襯底上形成驅動器IC時，由于對用作母體的襯底的形狀沒有限制，故不會降低生產性。與從圓形硅片取得IC芯片的情況相比，這是一個很大的優點。
當掃描線一側驅動電路3702如圖22B所示那樣集成地形成在襯底上時，形成有信號線一側驅動電路的驅動器IC被安裝在像素部3701 外側的區域上。這些驅動器IC是信號線一側的驅動電路。為了形成對應于RGB全色的像素區域，XGA級需要3072個信號線，而UXGA 級需要4800個信號線。以這樣的數目形成的信號線在像素部3701的端部分成幾個區塊并形成引線，并且對應于驅動器IC的輸出端子的間距而聚集。
驅動器IC優選由形成在襯底上的結晶半導體形成，并且該結晶半導體優選通過照射連續發光的激光來形成。因此，使用連續發光的固體激光器或氣體激光器作為產生該激光的振蕩器。當采用連續發光的激光器時，所以能夠使用結晶缺陷少且大粒徑的多晶半導體層來制造晶體管。此外，由于遷移率或響應速度良好，故能夠實現高速驅動，從而與常規元件相比可以進一步提高元件工作頻率。由于特性不均勻很小而可以獲得高可靠性。另外，優選使晶體管的溝道長度方向和激光的掃描方向一致，以便進一步提高工作頻率。這是因為在使用連續發光激光器進行激光晶化的工序中，當晶體管的溝道長度方向與激光在襯底上的掃描方向大致平行(優選為-30。以上至30°以下)時，能夠獲得最高遷移率。另外，溝道長度方向與在溝道形成區域中的電流流動方向，即電荷所移動的方向一致。這樣制造的晶體管具有由晶粒在溝道方向上延伸存在的多晶半導體層構成的活性層，這意味著晶粒界面大致沿著溝道方向上形成。
為了進行激光晶化，優選將激光大幅度縮窄，且該激光的形狀(射束點)的寬度優選與驅動器IC的短邊相同，即為1mm以上至3mm 以下左右。此外，為了相對于被照射體確保充分并有效的能量密度，激光的照射區域優選為線狀。但是此處所用的術語"線狀"指的不是嚴格意義上的線條，而是縱橫比大的長方形或長橢圓形。例如，指縱橫
比為2以上(優選為10以上至10000以下)的。像這樣，通過使激光的形狀(射束點)的寬度與驅動器IC的短邊的長度相同，可以提供生產性提高的顯示裝置的制造方法。
如圖23A和23B所示，也可以安裝驅動器IC作為掃描線一側驅動電路及信號線一側驅動電路的雙方。在此情況下，優選在掃描線一側和信號線一側采用具有不同規格的驅動器IC。
在像素區中，信號線和掃描線交叉而形成矩陣，且對應于各個交叉處配置晶體管。本發明的特征在于，使用將非晶半導體或半晶半導體用作溝道部的TFT作為配置在像素區中的晶體管。使用等離子體 CVD法或濺射法等的方法來形成非晶半導體。可以采用等離子體CVD 法以300。C以下的溫度形成半非晶半導體。例如，即使為外部尺寸為 550mmx650mm的非堿性玻璃襯底，也在短時間內形成晶體管形成所需的膜厚度。這種制造技術的特點在制造大畫面顯示裝置時有效。此外，通過使用SAS來構成溝道形成區域，半晶TFT可以獲得 2cmVV . sec至10cm2/V . sec的場效應遷移率。此外，當采用本發明時，由于可以以良好的控制性來形成所希望的形狀的圖形，故可以穩定地形成這種微細的布線，而沒有產生短路等的缺陷。并且，可以形成具有為使像素充分工作而需要的電特性的TFT。因此，可以將該TFT 用作像素的開關用元件、以及構成掃描線一側的驅動電路的元件。從而，可以制造實現了系統型面板(systemonpanel)的顯示面板。
通過使用由SAS形成半導體層的TFT，掃描線一側驅動電路也可以集成地形成在襯底上。在使用由AS形成半導體層的TFT的情況下，優選安裝驅動器IC作為掃描線一側驅動電路及信號線一側驅動電路的雙方。
在此情況下，優選在掃描線一側和信號線一側使用具有不同規格的驅動器IC。例如，雖然構成掃描線一側的驅動器IC的晶體管被要求承受大約30V的電壓，但驅動頻率為100kHz以下，不太要求高速工作。因此，優選將構成掃描線一側驅動器的晶體管的溝道長度(L) 設定得足夠大。另一方面，信號線一側的驅動器IC的晶體管承受大約12V的電壓即足夠，但驅動頻率在3V下為65MHz左右，要求高速工作。因此，優選根據微米規則來設定構成驅動器的晶體管的溝道長度等。當采用本發明時，可以控制性好地形成微細的圖案，因此能
夠充分地對應這種微米規則。
對安裝驅動器IC的方法沒有特別的限制，可以采用如COG法、引線鍵合法、或TAB法。
通過將IC驅動器的厚度設定為與相對襯底相同的厚度，使它們之間的高度大致相同，這有助于顯示裝置整體的薄型化。另外，通過使用相同材質制造各襯底，即使在該顯示裝置上產生溫度變化，也不產生熱應力，不會損害由TFT制造的電路的特性。此外，如本實施方式所述那樣通過使用比IC芯片長的驅動器IC來安裝驅動電路，可以減小安裝在一個像素區域中的驅動器IC的數目。
可以如上所述那樣將驅動電路組合在顯示面板上。
本實施方式可以與實施方式2至5分別組合來采用。
實施方式7
參照圖IO來描述本實施方式。圖10示出了用根據本發明制造的 TFT襯底2800來構成EL顯示模塊的一個例子。在本實施方式中說明顯示裝置的一個例子，該顯示裝置的目的在于通過更簡化了的工序以低成本制造。在圖10中，在TFT襯底2800上形成有由像素構成的像素部。
在圖10中，在像素部的外側且在驅動電路和像素之間具備有保護電路2801。將與形成在像素的TFT同樣的TFT或其TFT的柵極連接到源極或漏極的一方來使該保護電路2801進行與二極管相同的工作。由單晶半導體形成的驅動器IC、由多晶半導體膜形成在玻璃襯底上的保持驅動器(stick driver) IC、或由SAS形成的驅動電路等被適用于驅動電路2809。
TFT村底2800經由通過液滴噴出法形成的間隔物2806a、間隔物 2806b與密封襯底2820固定。優選設置間隔物，以便即使當襯底薄或像素部的面積加大時，也將兩個襯底之間的間隔保持為恒定。在與TFT 2802、TFT2803分別連接的發光元件2804、發光元件2805上且在TFT 襯底2800和密封襯底2820之間的空隙中，可以填充至少相對于可見光具有透光性的樹脂材料，并使其固化，或者也可以填充無水化的氮或惰性氣體。
圖10示出了發光元件2804、發光元件2805采用沿圖中的箭頭所示的方向發光的頂部發射型結構的情況。借助于使各個像素發射紅
色、綠色、藍色的不同顏色的光，可以進行多彩色顯示。另外，此時，
借助于在密封村底2820 —側形成對應于各種顏色的著色層2807a、 2807b和2807c,可以提高發射到外部的光的顏色純度。此外，也可以以像素為白色發光元件與著色層2807a、 2807b和2807c組合。
作為外部電路的驅動電路2809通過布線村底2810與設在TFT襯底2800 —端的掃描線或信號線連接端子連接。此外，也可以具有以下結構與TFT襯底2800接觸或靠近地設置熱管2813和散熱板2812 以提高散熱效果，其中熱管2813是用于將熱傳導到裝置外部的管狀高效熱傳導裝置。
另外，圖10示出了頂部發射的EL模塊，但也可以改變發光元件
的結構或外部電路襯底的配置來采用底部發射結構，當然，也可以采用從頂面、底面雙側發射光的雙面發射結構。在頂部發射型結構的情況下，也可以將成為分隔壁的絕緣層著色，用作黑矩陣。可以采用液滴噴出法來形成該分隔壁，將顏料類的黑色樹脂、碳黑等混合到聚酰亞胺等的樹脂材料中形成即可，還可以采用其疊層。
此外，在EL顯示模塊中，也可以使用相位差板、偏振板來遮斷從外部入射的光的反射光。如果是頂部發射型顯示裝置，也可以將成為分隔壁的絕緣層著色，并用作黑矩陣。可以采用液滴噴出法等來形成該分隔壁，可以將碳黑等混合到顏料類黑色樹脂、聚酰亞胺等樹脂材料中來形成，還可以采用其疊層。也可以通過液滴噴出法將不同的材料多次噴射到同一個區域，以形成分隔壁。使用入/4板和入/2板作為相位差板，并設計成能夠控制光即可。作為其結構，從TFT元件村底一側按順序為發光元件、密封襯底(密封材)、相位差板(入/4板、入/2板)、以及偏振板，其中，從發光元件發射的光通過它們從偏振板一側發射到外部。將上述相位差板、偏振板設置在光發射的一側即可，或進行雙面發射的雙面發射型顯示裝置中，也可以設在雙側。此外，在偏振板的外側也可以具有反射防止膜。由此，可以顯示更高清
晰并精密的圖像。
在TFT襯底2800中，可以使用密封材、粘接性樹脂將樹脂薄膜貼附到形成有像素部的一側，來形成密封結構。在本實施方式中示出了使用玻璃村底的玻璃密封，但也可以采用如使用樹脂的樹脂密封、使用塑料的塑料密封、使用薄膜的薄膜密封等的各種密封方法。在樹脂薄膜的表面上優選設置防止水分的透過的氣體阻擋膜。可以通過利用薄膜密封結構，進一步實現薄型化及輕量化。
如上所述那樣，在本實施方式中，可以使工序簡化。此外，通過采用液滴噴出法來將各種結構物(部件)直接形成在襯底上，即使使
用具有一邊長超過1000 mm的第五代之后的玻璃襯底，也可以容易制造顯示面板。
根據本發明，以自對準制造構成顯示裝置的導電層(圖10中的 TFT的源電極層及漏電極層)。本實施方式的薄膜晶體管，通過構成選擇性地聚合包含光聚合反應基的有機層來形成的有機聚合層并進行憎液處理，來以自對準形成晶體管的源電極層或漏電極層。此外，
有機聚:層。利用包含無機-料的柵絕i層和4:聚合層之間的相對
于憎液劑的吸附性的差異，來對柵絕緣層和有機聚合層賦予潤濕性的差異。像這樣，通過對控制潤濕性的區域噴出包含導電材料的組成物，可以僅在有機聚合層上形成源電極層及漏電極層。因此，可以以自對準制造薄膜晶體管。由此，通過采用本發明，可以以低成本且高生產性制造顯示裝置。
本實施方式可以與實施方式1、 2以及4至7分別組合來采用。實施方式8
參照圖20A和20B來說明本實施方式。圖20八和20B示出了使用根據本發明制造的TFT襯底2600來構成顯示裝置(液晶顯示模塊) 的一個例子。在本實施方式中，說明顯示裝置的一個例子，該顯示裝置的目的在于通過更簡化了的工序以低成本制造。
圖20A為液晶顯示模塊的一個例子，其中，TFT襯底2600和相對村底2601被密封材2602固定，且在其間設有包括TFT等的像素部 2603和液晶層2604,以形成顯示區域。在進行彩色顯示時需要著色層2605。在進行RGB方式的情況下，對應于各個像素設有對應于紅、綠、藍的各種顏色的著色層。TFT襯底2600和相對襯底2601的外側配設有偏振板2606、 2607、漫射片2613。光源由冷陰極管2610和反射板2611構成，電路襯底2612通過柔性線路板2609與TFT襯底2600 連接，并且安裝有控制電路、電源電路等的外部電路。
此外，液晶顯示模塊包括背光燈。背光燈可以由發光構件形成。
可以典型地使用冷陰極管、LED、 EL發光裝置等。本實施方式的背光燈優選具有撓性。再者，還可以將反射板及光學薄膜提供到背光燈。偏振板2606、 2607粘接到TFT襯底2600、相對襯底2601。此外，也可以在襯底之間具有相位差板地層疊。另外，根據需要，也可以對可見一側的偏振板2606進行反射防止處理。
液晶顯示模塊可以采用TN(扭曲向列)模式、IPS(平面內轉換) 模式、FFS(邊緣電場轉換)模式、MVA(多疇垂直取向)模式、PVA (垂直取向構型)模式、ASM (軸對稱排列微胞)模式、OCB (光學補償彎曲)模式、FLC (鐵電性液晶)模式、AFLC (反鐵性電液晶) 模式等。
圖20B示出了一個例子，其中，將OCB模式應用于圖20A的液晶顯示模塊，于是該成為FS-LCD (場順序液晶顯示器)。FS-LCD在一幀期間內分別進行紅色發光、綠色發光、以及藍色發光，通過時間分割來合成圖像，從而能夠進行彩色顯示。而且，采用發光二極管或冷陰極管等來進行各個發光，因而不需要彩色濾光片。因此，由于不需要排列三原色的彩色濾光片、限定各種顏色的顯示區，所以任何區域都可以進行三種顏色的顯示。另一方面，由于在一幀期間內進行三種顏色的發光，因此要求液晶高速響應。將采用FS方式的FLC模式及OCB模式應用于本發明的顯示裝置，從而能夠完成高性能且高畫像質量的顯示裝置或液晶電視裝置。
OCB模式的液晶層具有所謂的Tl單元結構。Tl單元結構是使液晶
分子取向為使其預傾角沿有源矩陣襯底和相對村底間的中心平面平
面對稱的結構。當在襯底之間不施加電壓時，7T單元結構的取向狀態
是展曲取向，然后當在其間施加電壓時改變為彎曲取向。在彎曲取向狀態下獲得白色顯示。若進一步施加電壓，彎曲取向的液晶分子垂直于兩個村底而取向，并且成為光不透過的狀態。另外，當采用OCB 模式時，能夠獲得比以往的TN模式快大約IO倍的高響應速度。
另外，作為一種對應于FS方式的模式，還可以采用HV(半V) -FLC和SS (表面穩定)-FLC等，所迷HV-FLC和SS-FLC采用能夠高速工作的鐵電性液晶(FLC)。將粘度比較低的向列型液晶用于OCB 模式，HV-FLC、 SS-FLC可以使用具有鐵電相的近晶型液晶。
此外，通過使液晶顯示模塊的單元間隙變窄，來提高液晶顯示模塊的光學響應速度。或者，通過降低液晶材料的粘度，也可以提高光
學響應速度。在TN模式液晶顯示模塊的像素區域的像素間距為30pm 以下時，上述高速化更有效。另外，通過瞬間提高(或降低)施加電壓的過驅動法，能夠進一步實現高速化。
圖20B的液晶顯示模塊示出透過型液晶顯示模塊，設有紅色光源 2910a、綠色光源2910b、藍色光源2910c作為光源。為了分別控制紅色光源2910a、綠色光源2910b、藍色光源2910c的導通或截斷，設置有控制部2912。由控制部2912控制各種顏色的發光，光入射到液晶，并且通過時間分割來合成圖像，從而進行彩色顯示。
如上所述那樣，在本實施方式中，可以使工序簡化。此外，通過采用液滴噴出法來將各種結構物(部件)直接形成在襯底上，即使使用具有一邊長超過1000 mm的第五代之后的玻璃襯底，也可以容易制造顯示面板。
在本發明中，以自對準形成源電極層及漏電極層。因此不發生因掩模的對準偏差引起的形狀缺陷等，從而可以控制性好地形成布線。因此，通過采用本發明，成品率好地制造高可靠性的半導體裝置、顯示裝置等。
本實施方式可以與實施方式1、 3、以及6分別組合來采用。實施方式9
在本實施方式中，說明顯示裝置的一個例子，該顯示裝置的目的在于通過更簡化了的工序以低成本制造。
圖21示出了一種適用本發明的有源矩陣型電子紙。盡管圖21示出了有源矩陣型，但本發明也可以適用于無源矩陣型。
作為電子紙可以使用扭轉球(twist ball)顯示方式。扭轉球顯示方式就是如下步驟來進行顯示的方式將分別涂成白色和黑色的球形粒子配置在第一電極層及第二電極層之間，在第一電極層及第二電極層之間產生電位差而控制所述球形粒子的方向。
晶體管581是非共面型薄膜晶體管，包括柵電極層58厶柵極絕緣層584、布線層585a、布線層585b、以及半導體層586。另外，布線層585b通過形成在絕緣層598的開口與第一電極層587a接觸并電連接。柵絕緣層584包含無機材料。在第一電極層587a、 587b和第二電極層588之間設置有球形粒子589，該球形粒子589具有黑色區
域590a及白色區域590b且其周圍包括充滿了液體的空洞594,并且在球形粒子589的周圍填充有樹脂等填充材料595 (參照圖21)。
在本實施方式中，通過形成有機聚合層583a、 583b并進行憎液處理，以自對準形成晶體管581的布線層585a、 585b。此外，通過進行背面曝光選擇性地聚合包含光聚合反應基的有機層，來形成有機聚合
的吸附性的差異來對柵絕緣層和有機聚合i賦予潤濕性的差異。像這樣，通過對控制潤濕性的區域噴出包含導電材料的組成物，可以僅在有機聚合層上形成布線層。因此，可以以自對準制造薄膜晶體管。由此，通過采用本發明，可以以低成本且高生產性制造顯示裝置等。
此外，還可以代替扭轉J求而4吏用電泳元件。使用直徑為10|um至 20nm的微膠嚢，該微膠嚢中封入有透明液體和帶正電白色微粒和帶負電的黑色微粒。對于設置在第一電極層和第二電極層之間的微膠嚢，當由第一電極層和第二電極層施加電場時，白色微粒和黑色微粒移動到相反方向，從而可以顯示白色或黑色。應用這種原理的顯示元件就是電泳顯示元件，通常被稱為電子紙。電泳顯示元件具有比液晶顯示元件高的反射率，因而不需要輔助光。此外，耗電量低，并且在昏暗的地方也能夠辨別顯示部。另外，即使不給顯示部供應電源，也能夠保持顯示過一次的圖像，因此，即使使具有顯示功能的顯示裝置
遠離電子波源，也能夠保存儲顯示過的圖像。
作為半導體層，可以使用各種半導體如非晶半導體、結晶半導
體、多晶半導體、微晶半導體等。在本實施方式中，使用有機化合物
形成有機晶體管。
本實施方式可以與上述實施方式1及6適當地分別組合。根據本發明，可以以所希望的形狀形成構成顯示裝置的布線等的
構成物。另外，也可以減輕復雜的光刻工序并且通過簡化了的工序制
造顯示裝置，所以減少材料的損失并且可以實現成本的降低。因此，
可以高成品率地制造高性能且高可靠性的顯示裝置。實施方式10
可以采用根據本發明來形成的顯示裝置完成電視裝置。圖24是示出表示電視裝置的主要構成的方塊圖。作為顯示面板，具有如下方式如圖22A所示只形成有像素部901并且掃描線一側驅動電路903
和信號線一側驅動電路902通過如圖23B所示的TAB方式安裝；掃描線一側驅動電路903和信號線一側驅動電路902通過如圖23A所示的COG方式安裝；如圖22B所示形成TFT，在襯底上形成像素部901 和掃描線一側驅動電路903，且另外安裝信號線一側驅動電路902作為驅動器IC;或者如圖22C所示將像素部901、信號線一側驅動電路 902和掃描線一側驅動電路903集成地形成在襯底上等。但是，可以采用任何結構。
作為其他外部電路的結構，在視頻信號的輸入一側包括視頻信號放大電路905、視頻信號處理電路906、以及控制電路907等。該視頻信號放大電路905放大由調諧器904接收的信號中的放大視頻信號，該視頻信號處理電路906將從其輸出的信號轉換為與紅、綠、藍每種顏色相應的色信號，該控制電路907將該視頻信號轉換為驅動器 IC的輸入規格。控制電路907將信號分別輸出到掃描線一側和信號線一側。在進行數字驅動的情況下，也可以具有如下結構，即在信號線一側設置信號分割電路908,并且將輸入數字信號分成m個來供給。
由調諧器904接收的信號中的音頻信號被傳送到音頻信號放大電路909,并且其輸出經過音頻信號處理電路910供給到揚聲器913。控制電路911從輸入部912接收接收站(接收頻率)和音量的控制信息，并且將信號傳送到調諧器904、音頻信號處理電路910。
如圖25A和25B所示，將這種顯示模塊、EL模塊安裝在框體中，從而可以完成電視裝置。當使用如圖IO所示的EL顯示模塊時，可以完成EL電視裝置，而當使用如圖20A和20B所示的液晶顯示模塊時，可以完成液晶電視裝置。由顯示模塊形成主屏2003,并且作為其他輔助設備具有揚聲器部2009、操作開關等。像這樣，根據本發明可以完成電視裝置。
將顯示用面板2002安裝在框體2001中，可以由接收器2005接收普通的電視廣播。而且，可以通過經由調制解調器2004連接到采用有線或無線方式的通信網絡，進行單方向(從發送者到接收者)或雙方向(在發送者和接收者之間或在接收者之間)的信息通信。可以使用安裝在框體中的開關或遙控裝置2006來操作電視裝置。也可以在遙控裝置2006中設置用于顯示輸出信息的顯示部2007。
另外，除了主屏2003之外，在電視裝置中，可以使用第二顯示
用面板形成子屏2008,且附加有顯示頻道或音量等的結構。在這種結構中，可以使用視角優良的EL顯示用面板形成主屏2003，而使用能夠以低耗電量來顯示的液晶顯示用面板形成子屏。另外，為了優先降低耗電量，也可以使用液晶顯示用面板形成主屏2003，并使用EL顯示用面板形成子屏，以使子屏可以閃亮和閃滅。通過使用本發明，即使使用這種大尺寸襯底并且使用許多TFT、電子部件，也可以形成高可靠性的顯示裝置。
圖25B示出了具有例如20英寸至80英寸的大型顯示部的電視裝置，其包括框體2010、顯示部2011、作為操作部的遙控裝置2012、揚聲器部2013等。本發明適用于顯示部2011的制造。圖25B的電視裝置是壁掛式的，所以不需要大的設置空間。
當然，本發明不局限于電視裝置，并且可以適用于各種各樣的用途，如個人計算機的監視器、尤其是大面積的顯示媒體如火車站或機場等的信息顯示板或者街頭上的廣告顯示板等。
實施方式11
作為本發明的電子器具，可以舉出電視裝置(簡稱為電視，或者電視接收機)、數碼相機、數碼攝像機、便攜式電話裝置(簡稱為移動電話機、手機)、PDA等便攜式信息終端、便攜式游戲機、計算機用監視器、計算機、汽車音響等的聲音再現裝置、家用游戲機等的具備記錄媒體的圖像再現裝置等。參照圖26A至26E來說明其具體例子。
圖26A所示的便攜式信息終端設備包括主體9201、顯示部9202
等。顯示部9202可以適用本發明的顯示裝置。結果，可以以低成本
制造高可靠性的便攜式信息終端設備。
圖26B所示的數碼攝像機包括顯示部9701、顯示部9702等。顯
示部9701可以適用本發明的顯示裝置。結果，可以以低成本制造高可靠性的數碼攝像機。
圖26C所示的移動電話機包括主體9101、顯示部9102等。顯示部9102可以適用本發明的顯示裝置。結果，可以以低成本制造高可
靠性的移動電話機。
圖26D所示的便攜式電視裝置包括主體9501、顯示部9502等。顯示部9502可以適用本發明的顯示裝置。結果，可以以低成本制造
高可靠性的電視裝置。此外，可以將本發明的顯示裝置廣泛地適用于
如下的電視裝置安裝到移動電話機等的便攜式終端的小型電視裝置；能夠搬運的中型電視裝置；以及大型電視裝置(例如40英寸以上)。
圖26E所示的便攜式計算機包括主體9401、顯示部9402等。顯示部9402可以適用本發明的顯示裝置。結果，可以以低成本制造高可靠性的便攜式計算機。
像這樣，通過采用本發明的顯示裝置，可以以低成本提供高可靠性的電子設備。
實施方式12
參照圖28A和28B說明本實施方式的半導體裝置的結構。如圖 28A和28B,本發明的半導體裝置20具有以非接觸方式進行數據通信的功能，其包括電源電路ll、時鐘發生電路12、數椐解調/調制電路 13、控制其他電路的控制電路14、接口電路15、存儲電路16、數據總線17、天線(天線線圖)18、傳感器21以及傳感器電路22。
電源電路11是基于從天線18輸入的交流信號生成供應到半導體裝置20內部的每一電路的各種電源的電路。時鐘發生電路12是基于從天線18輸入的交流信號生成供應到半導體裝置20中每一電路的各種時鐘信號的電路。數據解調/調制電路13具有解調和調制與讀寫器 19進行通信的數據的功能。控制電路14具有控制存儲電路16的功能。天線18具有發送/接收電磁波或電波的功能。讀寫器19與半導體裝置進行通信，控制該半導體裝置并控制關于其數據的處理。注意，半導體裝置不限于上述結構，例如可以為追加有其他部件如電源電壓的限幅電路或專用于加密處理的硬件等的結構。
存儲電路16的特征在于具有存儲元件，該存儲元件在一對導電層之間夾著有機化合物層或相變層。注意，存儲電路16既可以僅具有在一對導電層之間夾著有機化合物層或相變層的存儲元件，又可以具有其他結構的存儲電路。該其他結構的存儲電路相當于選自例如 DRAM、 SRAM、 FeRAM、掩模ROM、 PROM、 EPROM、 EEPROM和
閃存中的一種或多種。
傳感器21包括半導體元件如電阻元件、電容耦合元件、電感耦合元件、光生伏打元件、光電轉換元件、熱電元件、晶體管、熱敏電阻或二極管等。傳感器電路22檢測阻抗、電抗、電感、電壓或電流中的變化，然后進行模擬/數字轉換(A/D轉換)，并且將信號輸出到控制電路14。
接著，參照

安裝有本發明的半導體裝置的電子設備的一個方案。在此例示的電子設備是手機，其包括框體5700、 5706、面板 5701、外殼5702、印刷電路板5703、操作按鈕5704以及電池5705 (圖28B )。面板5701可拆卸地結合在外殼5702中，并且使外殼5702 嵌入到印刷電路板5703中。根據在其中安裝面板5701的電子設備適當地改變外殼5702的形狀和尺寸。在印刷電路板5703上安裝多個封裝好的半導體裝置，可以使用本發明的半導體裝置作為封裝好的半導體裝置之一。在印刷電路板5703上安裝的多個半導體裝置具有控制器、中央處理器(CPU)、存儲器、電源電路、音頻處理電路和傳送
/接收電路等的任何功能。
面板5701經由連接薄膜5708連接到印刷電路板5703。將上述的面板5701、外殼5702及印制電路板5703與操作按鈕5罰4和電池 5705 —起容納在框體5700、 5706內部。以可以通過設置在框體5700 中的開口窗口觀察的方式設置面板5701所包括的像素區域5709 。
如上所述，本發明的半導體裝置具有小型、薄型、輕量的特征。由于該特征，可以使其有效地使用電子設備的框體5700、 5706內部的有限空間。
注意，框體5700、 5706僅示出手機的外部形狀的一個例子。本實施方式的電子設備可以根據其功能或用途可以改變成各種方案。實施方式13
根據本發明，可以形成用作具有處理電路的芯片(下面，也稱為處理芯片、無線芯片、無線處理器、無線存儲器、無線標簽)的半導體裝置。本發明的半導體裝置的用途廣泛，例如，可以提供到紙幣、硬幣、有價證券類、證書類、無記名債券類、包裝用容器類、書籍類、記錄媒體、個人用品、交通工具類、食品類、衣服類、保健用品類、生活用品類、藥品類以及電子設備等而使用。
紙幣、硬幣是在市場上使用的貨幣，并且包括如在特定區域中以與貨幣相同方式使用的東西(兌換券)、紀念幣等。有價證券類是指支票、證券、商業票據等，并且可以配置有具有處理器電路的芯片190
(參照圖29A)。證書類是指駕照、居住證等，并且可以配置有具有處理器電路的芯片191 (參照圖29B)。個人用品是指包、眼鏡等，并且可以配置有具有處理器電路的芯片197 (參照圖29C)。無記名債券類是指郵票、米券、各種禮品券等。包裝用容器類是指用于盒飯等的包裝紙、塑料瓶等，并且可以配置有具有處理器電路的芯片193 (參照圖29D)。書籍類是指文件、書等，并且可以配置有具有處理器電路的芯片194 (參照圖29E)。記錄媒體是指DVD軟件、錄像帶等，并且可以配置有具有處理器電路的芯片195 (參照圖29F)。交通工具類是指車輛如自行車等、船舶等，并且可以配置有具有處理器電路的芯片196(參照圖29G)。食品類是指食物、飲料等。衣服類是指服裝、鞋襪等。保健用品類是指醫療用具、健康用具等。生活用品類是指家具、照明設備等。藥品類是指醫藥藥品、農藥等。電子設備是指液晶顯示裝置、EL顯示裝置、電視裝置(電視接收機和薄型電視接收機)、移動電話等。
通過將包括處理器電路的芯片設置到紙幣、硬幣、有價證券類、證書類、無記名債券類等，可以防止對其的偽造。另外，通過將包括處理器電路的芯片設置到包裝用容器類、書籍類、記錄介質、個人用品、食品類、生活用品類、電子設備等，可以實現檢查系統或租賃店的系統等的效率化。通過將包括處理器電路的芯片設置到交通工具類、保健用品類、藥品類等，可以防止對其的偽造、或偷竊，并且防止藥品的誤食。包括處理器電路的芯片可以貼附到物品的表面上，或嵌入到物品中。例如，包括處理器電路的芯片優選嵌入到書籍的紙中，或嵌入到由有機樹脂構成的包裝的該有機樹脂中。
此外，通過將根據本發明可以形成的包括處理器電路的芯片應用于產品管理系統或流通系統時，可以獲得高功能的系統。例如，通過使用設置于傳送帶旁邊的讀寫器讀取存儲在設在運輸標簽的包括處理器電路的芯片中的信息，讀出關于流通過程或配送目的地等的信息，可以容易地進行商品檢查或貨物分配。
參照圖27說明包括處理器電路的芯片的結構，該芯片的目的在于通過根據本發明的簡化了的工序以低成本制造。使用薄膜集成電路 9303以及連接到其的天線9304制造該包括處理器電路的芯片。此外，使用覆蓋材料9301、 9302夾住薄膜集成電路9303及天線9304。也可以使用粘接劑將薄膜集成電路9303粘接到覆蓋材料。在圖27中，經由粘接劑9320將薄膜集成電路9303的一側粘接到覆蓋材料9301。
通過剝離工序剝離薄膜集成電路9303,來將其設置在覆蓋材料上。本實施方式中的薄膜晶體管是非共面型薄膜晶體管。作為本實施方式中的晶體管，通過形成有機聚合層9321a、 9321b、 9321c、 9321d 并進行憎液處理，以自對準形成晶體管的源電極層或漏電極層 9322a、 9322b、 9322c、 9322d。此外，通過進行背面曝光選擇性地聚合包含光聚合反應基的有機層，來形成有機聚合層。利用包含無機材料的柵絕緣層和有機聚合層之間的相對于憎液劑的吸附性的差異來對柵絕緣層和有機聚合層賦予潤濕性的差異。像這樣，通過對控制潤濕性的區域噴出包含導電材料的組成物，可以僅在有機聚合層上形成源電極層或漏電極層。因此，可以以自對準制造薄膜晶體管。由此，通過采用本發明，可以以低成本且高生產性制造半導體裝置。此外，適用于薄膜集成電路9303的其他半導體元件不局限于此。例如，除了 TFT之外，還可以使用存儲元件、二極管、光電轉換元件、電阻元件、線圏、電容元件、電感器等。
如圖27所示那樣，在薄膜集成電路9303的TFT上形成有層間絕緣膜9311,還形成有通過層間絕緣層9311連接到TFT的天線W04。另外，在層間絕緣層9311及天線9304上形成有由氮化硅膜等構成的阻擋膜9312。
使用液滴噴出法噴出具有如金、銀、或銅等的導電體的液滴，并進行干燥和焙燒，由此形成天線9304。使用液滴噴出法形成天線，可
以減少工序數目，因此可以縮減成本。
覆蓋材料9301、 9302優選使用薄膜(由聚丙烯、聚酯、乙烯、聚氟乙烯、氯乙烯等構成)、由纖維材料構成的紙、基材薄膜(聚酯、聚酰胺、無機蒸發薄膜、紙類等)以及粘接合成樹脂薄膜(丙烯類合成樹脂、環氧類合成樹脂等)的疊層薄膜等。對薄膜及被處理物通過使用熱壓合進行粘接、貼合處理。通過熱處理熔化設于薄膜的最外表面上的粘附層或設于最外層(非該粘接層)的層，并且進行加壓來粘接。
對于覆蓋材料，可以通過使用焚燒不會引起污染的材料，例如紙、纖維、石墨碳等，來可以燒盡或切割已使用的包括處理器電路的
芯片。此外，使用上述材料的包括處理器電路的芯片因為即使在焚燒時也不會產生毒性氣體，所以是無污染的。
另外，在圖27中，雖然經由粘接劑9320將包括處理器電路的芯片設在覆蓋材料9301上，然而，可以將包括處理器電路的芯片貼附到物品上來使用，而不是用覆蓋材料9301。
實施例1
在本實施例中示出采用本發明來制造薄膜晶體管的例子。
首先，在襯底上通過濺射法形成鉬膜作為柵電極層，在鉬膜上通過旋轉涂敷法形成酚醛清漆樹脂與蜜胺樹脂的混合樹脂膜和硅氧烷樹脂膜的疊層作為柵絕緣層。
接著，在柵絕緣層上形成包含光聚合反應基的有機層。在本實施例中，通過液滴噴出法噴出將聚乙烯醇肉桂酸酯溶解在二曱基曱酰胺中的溶液來形成包含光聚合反應基的有機層。
從襯底的背面進行光照射(波長為300nm至350nm )，對包含光聚合反應基的有機層選擇性地曝光來進行光交聯。使用二曱基曱酰胺作為有機溶劑并浸沒在其中，選擇性地去除在包含光聚合反應基的有機層中的光照射區域之外的區域，并且形成有機聚合層。
在有機聚合層以及柵絕緣層上形成具有水解基的有機硅膜。在本實施例中，使用HMDS作為具有憎液性的具有水解基的有機硅。HMDS 相對于包含銀作為導電材料的液狀組成物顯示憎液性(低潤濕性)，該液狀組成物成為源電極層及電極層形成材料。由于具有水解基的有機硅比有機聚合層相比在柵絕緣層上更緊密地形成，因此柵絕緣層表面相對于柵電極層及漏電極層形成材料具有比有機聚合層表面低的潤濕性。
當在如上所述那樣控制潤濕性的柵絕緣層及有機聚合層上噴出包含導電材料的組成物時，液狀組成物保留在潤濕性更高的有機聚合層上。通過干燥、焙燒，在有機聚合層上形成源電極層及漏電極層。
在去除使用于憎液處理的具有水解基的有機硅烷(HMDS)并形成十八烷基三曱氧基硅烷作為具有水解基的有機硅烷之后，形成有機半導體層作為半導體層。在本實施例中，使用并五苯作為有機半導體層且通過蒸鍍法來形成。像這樣，可以以自對準制造薄膜晶體管。
圖31示出所形成的柵電極層和源電極層或漏電極層的光學顯微
鏡照片。在圖31中，在襯底上形成有柵導電層80和源電極層或漏電極層81。由于在圖31中，源電極層或漏電極層81形成為與選擇性地形成的有機聚合層的圖案相同的形狀，因此源電極層或漏電極層81 通過柵絕緣層以自對準選擇性地形成，而幾乎不重疊于柵導電層80。
此外，圖32示出所制造的非共面型薄膜晶體管的電特性。圖32 示出柵電壓漏電流特性。根據圖32來可以確認，采用本發明制造的薄膜晶體管工作并發揮作用作為晶體管。
在本實施例中，通過背面曝光選擇性地聚合包含光聚合反應基的有機層來形成有機聚合層。利用柵絕緣層和有機聚合層之間的相對于憎液劑的吸附性的差異，對柵絕緣層和有機聚合層賦予潤濕性的差異。通過對這種被控制潤濕性的區域噴出包含導電材料的組成物，將源電極層及漏電極層僅形成在有機聚合層。因此，可以以自對準形成薄膜晶體管。從而，采用本發明來可以低成本且高生產性地制造半導
體裝置、顯示裝置等。
本說明書根據2006年10月31日在日本專利局受理的日本專利申請編號2006-295423而制作，所述申請內容包括在本說明書中。
權利要求
1.一種半導體裝置的制造方法，包括如下步驟在透光襯底上形成柵電極層；在所述柵電極層和所述襯底上形成包含無機材料的柵絕緣層；在所述柵絕緣層上形成包含光聚合反應基的有機層；將所述柵電極層用作掩模，且通過將來自所述襯底的背面的光照射到所述有機層而選擇性地聚合所述有機層；通過去除所述有機層的聚合以外的剩余部分，形成有機聚合層；在形成了所述有機聚合層的區域以外的區域的所述柵絕緣層上形成包括水解基的有機硅烷膜；通過在所述有機聚合層上涂敷包含導電材料的組成物形成源電極層及漏電極層；以及在所述柵電極層、所述源電極層、以及所述漏電極層上形成半導體層。
2. —種半導體裝置的制造方法，包括如下步驟在透光襯底上形成柵電極層；在所述柵電極層和所述襯底上形成包含無機材料的柵絕緣層；在所述柵絕緣層上形成包含光聚合反應基的有機層；將所述柵電極層用作掩模，且通過將來自所述襯底的背面的光照射到所述有機層而選擇性地聚合所述有機層；通過去除所述有機層的聚合以外的剩余部分，形成有機聚合層；在形成了所述有機聚合層的區域以外的區域的所述柵絕緣層上形成包括第一水解基的第一有機硅烷膜；通過在所述有機聚合層上涂敷包含導電材料的組成物形成源電極層及漏電極層；去除所述第一有機硅烷膜；在所述柵電極層、所述源電極層、以及所述漏電極層上形成具有第二水解基的第二有機硅烷膜；以及在所述第二有機硅烷膜上形成半導體層。
3. 根據權利要求2所述的半導體裝置的制造方法，其中使用十八烷基三甲氧基硅烷形成所述第二有機硅烷膜。
4. 根據權利要求1所述的半導體裝置的制造方法，其中形成電連　接到所述源電極層或所述漏電極層的顯示元件。
5. 根據權利要求2所述的半導體裝置的制造方法，其中形成電連接到所述源電極層或所述漏電極層的顯示元件。
6. 根椐權利要求1所述的半導體裝置的制造方法，其中使用有機半導體材料形成所述半導體層。
7. 根據權利要求2所述的半導體裝置的制造方法，其中使用有機半導體材料形成所述半導體層。
8. —種半導體裝置，包括透光襯底上的柵電極層；所述柵電極層上的包含無機材料的柵絕緣層；所述柵絕緣層上的不重疊于所述柵電極層的區域的有機聚合層；所述有機聚合層上的源電極層及漏電極層；以及所述柵絕緣層、所述源電極層、以及所述漏電極層上的半導體層。
9. 一種半導體裝置，包括透光襯底上的柵電極層；所述柵電極層上的包含無機材料的柵絕緣層；所述柵絕緣層上的不重疊于所述柵電極層的區域的有機聚合層；所述有機聚合層上的源電極層及漏電極層；以及所述柵絕緣層上的半導體層，其中間夾著具有水解基的有機硅烷膜。
10. 根據權利要求9所述的半導體裝置，其中所述具有水解基的有機硅烷膜是十八烷基三曱氧基硅烷膜。
11. 根據權利要求8所述的半導體裝置，還包括電連接到所述源電極層或所述漏電極層的顯示元件。
12. 根據權利要求9所述的半導體裝置，還包括電連接到所述源電極層或所述漏電極層的顯示元件。
13. 根據權利要求8所述的半導體裝置，其中所述半導體層是有機半導體層。
14. 根據權利要求9所述的半導體裝置，其中所述半導體層是有機半導體層。
全文摘要
本發明的一種半導體裝置的制造方法包括如下步驟在透光襯底上形成柵電極；在所述柵電極和所述襯底上形成包含無機材料的柵絕緣層；在所述絕緣層上形成包含光聚合反應基的有機層；將所述柵電極用作掩模，且通過將來自所述襯底的背面的光照射到所述有機層選擇性地聚合所述有機層；通過去除所述有機層的聚合以外的剩余部分，形成有機聚合層；在形成了所述有機聚合層的區域以外的區域的所述柵絕緣層上形成具有水解基的有機硅烷膜；通過在所述有機聚合層上涂敷包含導電材料的組成物形成源電極及漏電極；以及在所述柵電極、所述源電極、以及漏電極上形成半導體層。
文檔編號H01L51/40GK101174675SQ20071018497
公開日2008年5月7日申請日期2007年10月31日優先權日2006年10月31日
發明者藤井嚴, 高橋繪里香申請人:株式會社半導體能源研究所

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