專利名稱：形成圖案的方法，薄膜晶體管，顯示設(shè)備及制法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的背景本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及形成圖案的方法，薄膜晶體管和制造它們的方法，顯示器設(shè)備和制造它的方法，和使用它們的電視裝置。
相關(guān)技術(shù)的敘述薄膜晶體管(以下，稱為“TFT”)和使用該薄膜晶體管的電子電路是通過將各種類型的半導(dǎo)體、絕緣材料、導(dǎo)電材料等的薄膜層壓在基片上和然后用照相平版印刷技術(shù)適當(dāng)?shù)匦纬深A(yù)定圖案來制造的。該照相平版印刷技術(shù)是指利用光將通過使用不傳輸光的材料在透明平板的表面上形成的電路或類似物的圖案(稱作光掩模)轉(zhuǎn)移到目標(biāo)基片上的一種技術(shù)，該技術(shù)已經(jīng)廣泛地用于半導(dǎo)體集成電路等的制造方法中。
在使用普通的照相平版印刷技術(shù)的制造方法中，需要進行包括曝光，顯影，烘烤，剝離等的多階段工藝，僅僅為了處理通過使用稱作光刻膠的光敏有機樹脂材料所形成的掩模圖案。因此，隨著照相平版印刷術(shù)步驟的數(shù)量變得更多，生產(chǎn)成本不可避免地增大。為了改進如上所述的此類問題，已經(jīng)嘗試通過減少照相平版印刷術(shù)步驟的數(shù)量來制造TFT(例如，參考文獻1日本專利公開No.H11-251259)。
然而，在參考文獻1中公開的技術(shù)之中，在TFT制造方法中進行多次的照相平版印刷術(shù)步驟的僅僅一部分被印刷方法替代并且無法在步驟的數(shù)量上有大幅度削減。此外，在照相平版印刷技術(shù)中用于轉(zhuǎn)移掩模圖案的曝光裝置通過等面積投影曝光或縮減投影曝光來轉(zhuǎn)移幾個微米到1微米或更小的圖案。從技術(shù)角度考慮，在理論上該曝光裝置難以讓具有1米以上邊長的大面積基片一起曝光。
本發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種技術(shù)，其中在TFT，使用TFT的電子電路，和使用TFT形成的顯示設(shè)備的制造工藝中，該制造工藝通過減少照相平版印刷術(shù)步驟的數(shù)量來簡化和其中具有1米以上邊長的大面積基片能夠在較低成本下以較高的產(chǎn)率制造。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種技術(shù)，其中構(gòu)成這些顯示設(shè)備的布線或類似物的圖案能夠以優(yōu)選的可控制性形成為具有所需的形狀。
在本發(fā)明中，圖案表示電路圖案，掩模圖案，布線圖案，電極圖案等，但本發(fā)明不限于它們。
根據(jù)本發(fā)明，吸收被輻射的那一波長的激光的吸光材料被添加(混合)到需要用激光輻射的加工對象中以改性該加工對象的表面。然后，圖案形成用材料通過排放方法(discharge method)(包括施涂方法等)或類似方法附著于該改性表面上形成圖案。激光的加工效率能夠通過所包含的吸光材料的光吸收和能量輻射操作來增強。
根據(jù)本發(fā)明的顯示設(shè)備包括發(fā)光顯示設(shè)備，其中在電極之間包夾了發(fā)射光(稱作電致發(fā)光，下面也稱作“EL”)的一種有機物質(zhì)的或包括有機物質(zhì)和無機物質(zhì)的混合物的一種介質(zhì)的發(fā)光元件連接到TFT；液晶顯示器，其中具有液晶材料的液晶元件用作顯示元件；等。
根據(jù)本發(fā)明的形成圖案的方法包括以下步驟形成具有包括吸光材料的物質(zhì)的第一區(qū)域；通過用具有被該吸光材料吸收的波長的激光選擇性地輻射該物質(zhì)改性該物質(zhì)的表面來形成第二區(qū)域；和通過將包括圖案形成用材料的化合物排放到第二區(qū)域中來形成圖案。
根據(jù)本發(fā)明的形成圖案的另一種方法包括以下步驟形成具有包括吸光材料的物質(zhì)的第一區(qū)域；通過用具有被該吸光材料吸收的波長的激光選擇性地輻射該物質(zhì)改性該物質(zhì)的表面來形成第二區(qū)域；除去該吸光材料；和通過將包括圖案形成用材料的化合物排放到第二區(qū)域中來形成圖案。
根據(jù)本發(fā)明的制造薄膜晶體管的方法包括以下步驟形成具有包括吸光材料的物質(zhì)的第一區(qū)域；通過用具有被該吸光材料吸收的波長的激光選擇性地輻射該物質(zhì)改性該物質(zhì)的表面來形成第二區(qū)域；和通過將包括導(dǎo)電材料的化合物排放到第二區(qū)域中來形成電極層。
根據(jù)本發(fā)明的制造薄膜晶體管的另一種方法包括以下步驟形成具有包括吸光材料的物質(zhì)的第一區(qū)域；通過用具有被該吸光材料吸收的波長的激光選擇性地輻射該物質(zhì)改性該物質(zhì)的表面來形成第二區(qū)域；除去該吸光材料；和通過將包括導(dǎo)電材料的化合物排放到第二區(qū)域中來形成電極層。
在上述結(jié)構(gòu)中，顯示設(shè)備能夠通過將導(dǎo)電層形成為柵電極層來制造。另外，該物質(zhì)的表面能夠改性，以使第二區(qū)域?qū)τ谠摶衔锼哂械臐櫇裥愿哂诘谝粎^(qū)域的相應(yīng)潤濕性。
根據(jù)本發(fā)明的薄膜晶體管包括在具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的絕緣表面上提供的電極層，其中第一區(qū)域和第二區(qū)域被提供在包括吸光材料的物質(zhì)上，該電極層提供在第二區(qū)域中，和第二區(qū)域?qū)τ谠撾姌O層的潤濕性高于第一區(qū)域的相應(yīng)潤濕性。
根據(jù)本發(fā)明的薄膜晶體管包括在具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的絕緣表面上提供的電極層，其中第二區(qū)域被提供在包括吸光材料的物質(zhì)上，該電極層提供在第二區(qū)域中，和第二區(qū)域?qū)τ谠撾姌O層的潤濕性高于第一區(qū)域的相應(yīng)潤濕性。
根據(jù)本發(fā)明的顯示設(shè)備包括薄膜晶體管，后者包括在具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的絕緣表面上提供的柵電極層，其中第一區(qū)域和第二區(qū)域被提供在包括吸光材料的物質(zhì)上，該柵電極層提供在第二區(qū)域中，和第二區(qū)域?qū)τ谠摉烹姌O層的潤濕性高于第一區(qū)域的相應(yīng)潤濕性。
根據(jù)本發(fā)明的顯示設(shè)備包括薄膜晶體管，后者包括在具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的絕緣表面上提供的柵電極層，其中第二區(qū)域被提供在包括吸光材料的物質(zhì)上，該柵電極層提供在第二區(qū)域中，和第二區(qū)域?qū)τ谠摉烹姌O層的潤濕性高于第一區(qū)域的相應(yīng)潤濕性。
根據(jù)本發(fā)明的電視設(shè)備的顯示屏包括具有薄膜晶體管的顯示設(shè)備，該薄膜晶體管包括在具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的絕緣表面上提供的柵電極層，其中第一區(qū)域和第二區(qū)域被提供在包括吸光材料的物質(zhì)上，該柵電極層提供在第二區(qū)域中，和第二區(qū)域?qū)τ谠摉烹姌O層的潤濕性高于第一區(qū)域的相應(yīng)潤濕性。
根據(jù)本發(fā)明的電視設(shè)備的顯示屏包括具有薄膜晶體管的顯示設(shè)備，該薄膜晶體管包括在具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的絕緣表面上提供的柵電極層，其中第二區(qū)域被提供在包括吸光材料的物質(zhì)上，該柵電極層提供在第二區(qū)域中，和第二區(qū)域?qū)τ谠摉烹姌O層的潤濕性高于第一區(qū)域的相應(yīng)潤濕性。
在上述結(jié)構(gòu)中，包括吸光材料的物質(zhì)可以是有該吸光材料溶解和混入到該物質(zhì)中，或有吸光材料分散在該物質(zhì)中的液體。另外，顏料能夠用作該吸光材料，和包括吸光材料的物質(zhì)可以在形成后包括具有氟碳鏈的物質(zhì)(它是含有氟的物質(zhì))。
根據(jù)本發(fā)明，能夠以優(yōu)選的可控制性形成所需的圖案；因此材料的損失和成本能夠減少。因此，能夠以理想的產(chǎn)率制造高性能和高度可靠的顯示設(shè)備。
附圖的簡述

圖1A到1E是描述本發(fā)明的某個方面的視圖；圖2A到2C是描述本發(fā)明的某個方面的視圖；圖3A到3C是描述根據(jù)本發(fā)明的某個方面的制造顯示設(shè)備的方法的視圖；圖4A到4C是描述根據(jù)本發(fā)明的某個方面的制造顯示設(shè)備的方法的視圖；圖5A到5C是描述根據(jù)本發(fā)明的某個方面的制造顯示設(shè)備的方法的視圖；圖6A到6C是描述根據(jù)本發(fā)明的某個方面的制造顯示設(shè)備的方法的視圖；圖7A到7C是描述根據(jù)本發(fā)明的某個方面的制造顯示設(shè)備的方法的視圖；圖8A到8C是描述根據(jù)本發(fā)明的某個方面的制造顯示設(shè)備的方法的視圖；圖9A和9B是描述根據(jù)本發(fā)明的某個方面的制造顯示設(shè)備的方法的視圖；圖10A到10E是描述根據(jù)本發(fā)明的某個方面的制造顯示設(shè)備的方法的視圖；圖11A和11B是描述根據(jù)本發(fā)明的某個方面的制造顯示設(shè)備的方法的視圖；圖12A到12C是根據(jù)本發(fā)明的某個方面的顯示設(shè)備的橫截面視圖；圖13是描述應(yīng)用于本發(fā)明的某個方面的激光直接成像裝置的結(jié)構(gòu)的視圖；圖14A到14C是根據(jù)本發(fā)明的某個方面的顯示設(shè)備的頂視圖；圖15A和15B是根據(jù)本發(fā)明的某個方面的顯示設(shè)備的頂視圖；圖16是描述根據(jù)本發(fā)明的某個方面的制造顯示設(shè)備的方法的視圖；圖17A到17F是描述適用于根據(jù)本發(fā)明的某個方面的EL顯示面板的像素(pixel)的結(jié)構(gòu)的電路圖；圖18A和18B是描述根據(jù)本發(fā)明的某個方面的顯示面板的頂視圖；圖19是描述根據(jù)本發(fā)明的某個方面的EL顯示模塊的結(jié)構(gòu)例子的剖視圖；圖20A和20B是顯示了本發(fā)明的某個方面所適用的電子設(shè)備的圖；圖21A到21D是顯示了本發(fā)明的某個方面所適用的電子設(shè)備的圖；圖22是描述根據(jù)本發(fā)明的某個方面的EL顯示模塊的結(jié)構(gòu)例子的剖視圖；圖23是描述在圖24中的EL顯示面板的等效電路圖。
圖24是描述根據(jù)本發(fā)明的某個方面的EL顯示模塊的頂視圖；圖25是描述電路結(jié)構(gòu)的視圖，當(dāng)在根據(jù)本發(fā)明的某個方面的EL顯示面板中掃描線驅(qū)動電路由TFT形成時；
圖26是描述電路結(jié)構(gòu)的圖解，當(dāng)在根據(jù)本發(fā)明的某個方面的EL顯示面板中掃描線驅(qū)動電路由TFT形成(轉(zhuǎn)換電阻器電路)時；圖27是描述電路結(jié)構(gòu)的圖解，當(dāng)在根據(jù)本發(fā)明的某個方面的EL顯示面板中掃描線驅(qū)動電路由TFT形成(緩沖電路)時；圖28是描述適用于本發(fā)明的某個方面的液滴卸載裝置的結(jié)構(gòu)的圖；圖29是描述適用于本發(fā)明的某個方面的液滴排放注射法的圖；圖30是描述根據(jù)本發(fā)明的某個方面的液晶模塊的結(jié)構(gòu)例子的剖視圖；圖31A到31D顯示了根據(jù)本發(fā)明的某個方面制造的圖案；圖32A到32C顯示了根據(jù)本發(fā)明的某個方面制造的圖案；圖33是顯示了在應(yīng)用于本發(fā)明的某個方面的激光的掃描速率與用激光輻射的區(qū)域之間的關(guān)系的圖形；和圖34是顯示了在應(yīng)用于本發(fā)明的某個方面的激光的能量密度與用激光輻射的區(qū)域之間的關(guān)系的圖形。
本發(fā)明的詳細(xì)說明[實施方案模式1]本發(fā)明的實施方案模式將在下面參考附圖詳細(xì)地描述。然而，本發(fā)明不局限于下列敘述和容易地理解的是各種變化和改進對于本領(lǐng)域中技術(shù)人員是顯而易見的，除非這些變化和改進脫離了本發(fā)明的內(nèi)容和范圍。因此，本發(fā)明不限于下面給出的實施方案模式中的敘述來解釋。需要指出的是，在下面描述的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，相同的參考編號表示相同部分或在不同附圖中具有相同功能的部分，而該解釋沒有重復(fù)。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案模式是參考圖1A到1E來描述的。兩個例子示于圖1A到1E中。它們中的一個是達(dá)到圖1E到圖1A和1B的例子，和另一個是達(dá)到圖1E到圖1C和1D的例子。
本發(fā)明的一個特征是，為了制造顯示面板所需要的至少一個或多個圖案，如布線層，形成電極的導(dǎo)電層或形成預(yù)定圖案的掩模層，是由能夠選擇性地形成制造顯示設(shè)備的圖案的方法所形成的。能夠由選擇性排放(施涂)為了具體目的而混合的混合物的液滴將導(dǎo)電層、絕緣層等形成為預(yù)定圖案的液滴排放(施涂)方法(也稱為噴墨法，取決于它的模式)被用作能夠選擇性形成圖案的方法。另外，能夠轉(zhuǎn)移圖案或為圖案成像的方法，例如各種印刷方法(形成圖案的方法，如絲網(wǎng)(油印)印刷)，膠印(平版印刷)印刷，凸版印刷或凹版印刷(銅版印刷)等)也可以使用。
在這一實施方案模式中，可以使用通過排放(施涂)作為液滴形式的包括流體圖案的化合物來形成圖案的方法。圖案是通過將包括圖案形成用材料的液滴排放到圖案形成區(qū)域中，隨后進行烘烤、干燥和類似操作讓其固定成形而形成的。根據(jù)本發(fā)明，預(yù)處理是在圖案形成區(qū)域上進行的。
用于形成圖案的液滴排放裝置的一個模式示于圖28中。液滴排放裝置1403的排放頭1405和1412的每一個被連接到控制裝置1407，并由計算機1410控制，因此形成預(yù)編程的圖案。形成位置可以以在例如基片1400上形成的標(biāo)記1411為基礎(chǔ)來確定。另外地，參考點能夠以基片1400的邊緣為基礎(chǔ)來固定。該參考點通過成像裝置1404如CCD來檢測并在圖像處理裝置1409中轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號。然后，該數(shù)字信號是由計算機1410識別，然后產(chǎn)生控制信號并傳輸?shù)娇刂蒲b置1407。自然地，有關(guān)在基片1400上形成的圖案的信息被貯存在存儲介質(zhì)1408中，和控制信號被傳輸?shù)揭孕畔榛A(chǔ)的控制裝置1407，因此液滴排放裝置1403的各排放頭1405和1412能夠分別控制。各排放頭1405和1412通過管線供應(yīng)從材料供應(yīng)源1413和1414排出的材料。
該排放頭1405具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有填充了液體材料的空間和噴嘴，而該噴嘴是由虛線1406顯示的排放口。雖然未顯示，但是排放頭1412具有與排放頭1405類似的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。排放頭1405和1412的尺寸是彼此不同的，和不同的材料能夠同時形成為具有不同的寬度。導(dǎo)電材料，有機材料，無機材料等能夠從一個排放頭排出。當(dāng)液滴描繪在寬的區(qū)域如絕緣膜上時，一種材料同時從多個噴嘴排放以改進產(chǎn)量，和因此進行描繪。當(dāng)使用大尺寸的基片時，該排放頭1405和1412能夠在箭頭指示的方向上自由地在基片上掃描，和需要描繪的區(qū)域能夠自由地選定。因此，能夠在一個基片上形成多個相同的圖案。
在利用液滴排放方法的導(dǎo)電層等的圖案形成方法中，圖案是如下形成的。加工成顆粒形狀的圖案形成材料被排放，和通過進行烘烤來焊接或焊接熔合以固化該圖案形成材料。因此，由濺射方法或類似方法形成的圖案常常顯示柱形，而由本發(fā)明的方法形成的圖案常常顯示為具有大量晶粒邊界的多晶狀態(tài)。
參考圖13來描述在加工區(qū)域上使激光(也稱作激光束)成像的激光直接成像裝置。在這一實施方案模式中，使用激光直接成像裝置，因為用激光輻射的區(qū)域不通過掩模等來進行選擇，但是通過選擇加工區(qū)域和直接輻射該區(qū)域來加工。如圖13中所示，激光直接成像裝置1001包括個人電腦(以下稱為“PC”)1002，它在輻射激光時進行各種控制；輸出激光的激光振蕩器1003；激光振蕩器1003的電源1004；用于衰減激光的光學(xué)系統(tǒng)(ND濾鏡)1005；用于調(diào)節(jié)激光強度的聲光調(diào)節(jié)器(AOM)1006；包括用于擴大或放大激光的橫截面的透鏡、用于改變光路的鏡面等的光學(xué)系統(tǒng)1007；具有X階段(stage)和Y階段的基片移動機構(gòu)1009；將來自PC的控制數(shù)據(jù)輸出從數(shù)字轉(zhuǎn)化成模擬的D/A轉(zhuǎn)換器，根據(jù)來自D/A轉(zhuǎn)換器1010的模擬電壓輸出來控制聲光調(diào)節(jié)器1006的驅(qū)動器1011；和驅(qū)動器1012，它輸出驅(qū)動信號來驅(qū)動該基片移動機構(gòu)1009。
作為激光振蕩器1003，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、Xe等的準(zhǔn)分子激光振蕩器；He、He-Cd、Ar、He-Ne、HF等的氣體激光振蕩器；使用被Cr、Nd、Er、Ho、Ce、Co、Ti或Tm摻雜的晶體如YAG、GdVO4、YVO4、YLF或YAlO3的固體激光振蕩器；或GaN、GaAs、GaAlAs、InGaAsP等的半導(dǎo)體激光振蕩器。作為固體激光器振蕩器，優(yōu)選從基本波的第一高次諧波施加到第五高次諧波。
然后，描述使用激光直接成像裝置的物質(zhì)(表面)的改性處理。當(dāng)基片1008被裝配在該基片移動機構(gòu)1009上時，該PC1002通過使用未在圖中示出的攝像機檢測在基片上的標(biāo)記的位置。然后，以在基片上該標(biāo)記的所檢測到的位置數(shù)據(jù)以及由PC1002預(yù)編程的圖形數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)產(chǎn)生移動該基片移動機構(gòu)1009的移動數(shù)據(jù)。該PC1002通過驅(qū)動器1011控制聲光調(diào)節(jié)器1006的輸出光的量。因此，在來自激光振蕩器1003的激光輸出被光學(xué)系統(tǒng)1005衰減之后，光的量由聲光調(diào)節(jié)器1006控制到預(yù)定的光量。來自聲光調(diào)節(jié)器1006的激光(射束點)輸出的光路和形狀通過光學(xué)系統(tǒng)1007來改變，和用透鏡聚集。然后，在基片上形成的被加工的對象用激光輻射，進行改性處理。在此時，以PC1002產(chǎn)生的移動數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，該基片移動機構(gòu)1009在X軸方向和縱軸方向上移動和被控制。結(jié)果，預(yù)定的斑點用激光輻射，從而在需要加工的對象上進行改性處理。
結(jié)果，如圖1B中所示，在需要加工的對象上用激光輻射的區(qū)域被改性和增強了潤濕性。因此，在區(qū)域58中的潤濕性與區(qū)域57a和57b相比是更高的；因此，形成了具有不同潤濕性的一些區(qū)域，即潤濕性較高的高潤濕性區(qū)域58和潤濕性低的低潤濕性區(qū)域57a和57b。激光能量的一部分由于需要加工的對象的材料而轉(zhuǎn)化成熱量并與需要加工的對象的一部分反應(yīng)。因此，會遇到當(dāng)被加工的對象的區(qū)域58的寬度略微地寬于激光的寬度時的一種情況。激光的直徑能夠借助于較短波長的激光被聚集成更窄；因此，優(yōu)選的是輻射具有短波長的激光以形成具有小寬度的加工區(qū)域。
在膜表面上激光的光斑形狀由光學(xué)系統(tǒng)處理成圓點形狀，圓形，橢圓形，矩形，或直條形(準(zhǔn)確地說，細(xì)長的矩形)。
雖然其中激光從基片的表面一側(cè)輻射使該基片曝光的該裝置的例子示于圖13中，但是也可以使用其中光學(xué)系統(tǒng)或基片移動機構(gòu)適當(dāng)?shù)丶右愿淖兒图す鈴幕谋硞?cè)輻射使基片曝光的激光直接成像裝置。
雖然該基片通過移動該基片來選擇性地用激光輻射，但是該激光能夠通過在X-Y軸方向上移動該激光來進行輻射，但不限于此。在這種情況下，優(yōu)選將多角鏡或檢流計反射鏡用于光學(xué)系統(tǒng)1007。
根據(jù)本發(fā)明，如圖1A到1E中所示，利用激光的輻射處理是作為預(yù)處理在圖案形成區(qū)域和與其相鄰的區(qū)域上進行，以進行為了選擇地改性該表面的處理。包括圖案材料的化合物附著于改性表面上形成圖案。在這一實施方案模式中，輻射激光以使被輻射的區(qū)域的潤濕性發(fā)生改性。因此，形成了對于圖案形成材料具有不同潤濕性的圖案形成區(qū)域和與其相鄰的區(qū)域。潤濕性的差異是在兩區(qū)域之間的相對關(guān)系。當(dāng)在圖案形成區(qū)域和與其相鄰的非圖案形成區(qū)域之間具有在對于圖案形成材料的潤濕性上的差異時，它是可允許的。具有不同潤濕性的區(qū)域意味著這些區(qū)域具有不同的接觸角。具有形成材料的較大接觸角的區(qū)域是指具有低潤濕性的區(qū)域(下面也稱作“低潤濕性區(qū)域”)，和具有形成材料的較小接觸角的區(qū)域是指具有高潤濕性的區(qū)域(以下也稱作“高潤濕性區(qū)域”)。這是因為當(dāng)接觸角較大時，具有流動性的液體化合物沒有擴散在區(qū)域的表面上和該化合物被排斥；因此，該表面沒有被潤濕；而當(dāng)接觸角是小的時，具有流動性的化合物在表面上擴散，和潤濕該表面。在本發(fā)明中，在具有不同潤濕性的區(qū)域之間在接觸角上的差異是30℃或更多，優(yōu)選40℃或更多。
在這一實施方案模式中，用激光進行輻射處理以形成具有不同潤濕性的區(qū)域。該物質(zhì)是在圖案形成區(qū)域和與其相鄰的區(qū)域上形成，利用激光來進行選擇性增強潤濕性的處理和選擇性降低潤濕性的處理。在這一實施方案模式中，具有低潤濕性的物質(zhì)是在圖案形成區(qū)域和與其相鄰的區(qū)域上形成的，和能夠分解具有低潤濕性的物質(zhì)的激光被用來進行輻射以分解和除去在加工區(qū)域中的具有低潤濕性的物質(zhì)；因此，在加工區(qū)域中的潤濕性得到增強，導(dǎo)致了形成高潤濕性區(qū)域。具有低潤濕性的物質(zhì)可以是包括可降低潤濕性的材料的物質(zhì)。降低潤濕性的材料被激光輻射處理所分解和破壞以抵消降低潤濕性的作用。有必要使用具有一定波長的激光，該波長被具有低潤濕性的物質(zhì)所吸收。然而，需要具有300nm或300nm以下的高能量的光，如紫外光，這取決于物質(zhì)；因此，該選擇范圍是窄的。另外，還需要多次進行輻射以進行足夠的處理；因此，該裝置或工藝所需的成本或時間會增加，因此引起生產(chǎn)能力下降。
因此，根據(jù)本發(fā)明，在激光的波長區(qū)域中具有吸收區(qū)域的吸光材料被添加到需要加工的物質(zhì)中以提高激光輻射處理的效率。在激光的波長區(qū)域中具有吸收區(qū)域的吸光材料將吸收該輻射的激光并將該激光發(fā)射(輻射)到它的周圍。發(fā)射的能量與周圍的物質(zhì)反應(yīng)。結(jié)果，物質(zhì)性能會發(fā)生改變和改性。根據(jù)本發(fā)明，激光的選擇范圍變寬，因為吸光材料可以根據(jù)激光來選擇。另外，處理能夠充分地進行，甚至當(dāng)激光本身具有較低的能量時，因為激光的輻照效率也能夠增強。因此，裝置或工藝得到簡化以及成本或時間可以減少，這導(dǎo)致增強生產(chǎn)能力。
在這一實施方案模式中，吸光材料53或吸光材料63被添加到具有低潤濕性的物質(zhì)52中。具有低潤濕性的物質(zhì)被混入到溶劑或類似物中而處于液體形式，因為使用了采用液體形式的具有低潤濕性的物質(zhì)的施涂方法。然而，該形成方法不局限于這一實施方案模式，因為物質(zhì)可以附著于一個形成區(qū)域和與其相鄰的區(qū)域。例如，具有低潤濕性的物質(zhì)能夠通過溶膠-凝膠法，如浸漬涂敷方法，旋涂方法，液滴排放方法或離子電鍍方法，離子束方法，CVD方法，濺射方法，RF磁控濺射方法，或等離子體噴鍍方法來形成。當(dāng)由施涂方法如浸漬涂敷方法或旋涂方法形成時，和當(dāng)應(yīng)該除去溶劑時，可以進行烘烤或干燥。當(dāng)使用直接在形成區(qū)域和與其相鄰的區(qū)域上形成圖案的方法如液滴排放方法時，該費用能夠縮減，因為材料可用性增強。
當(dāng)可溶于具有低潤濕性的物質(zhì)52中的物質(zhì)如著色劑用作吸光材料時，添加在具有低潤濕性的物質(zhì)52中的吸光材料因為溶解到該具有低潤濕性的物質(zhì)52中而變成液態(tài)的具有低潤濕性的化合物，如圖1A中所示。該化合物作為液滴55從排放裝置54中排放到基片50上而形成具有低潤濕性的化合物51。
具有低潤濕性的化合物51的僅僅圖案形成區(qū)域用激光輻射設(shè)備以激光56進行輻射。包括在具有低潤濕性的化合物51中的吸光材料在激光的波長范圍中具有吸收區(qū)域；因此，該吸光材料吸收所輻射的激光而發(fā)射能量。具有低潤濕性的物質(zhì)被發(fā)射的能量所分解和破壞，增強在加工區(qū)域中的潤濕性。因此，形成了高潤濕性區(qū)域58，和該形成區(qū)域和與其相鄰的區(qū)域經(jīng)過形成后具有不同的潤濕性。因此，潤濕性在非加工區(qū)域中是較低的；因此形成了低潤濕性區(qū)域57a和57b。
在形成具有不同潤濕性的區(qū)域之后，包括在具有低潤濕性的化合物中的吸光材料可用醇或水清洗并被除去。在這種情況下，為了僅僅除去該吸光材料，需要選擇具有高選擇比率的溶劑，以使具有低潤濕性的物質(zhì)52未溶解。在這一實施方案模式中，用溶解吸光材料53的溶劑進行清洗和除去吸光材料53，據(jù)此形成了高潤濕性區(qū)域71，低潤濕性區(qū)域72a和72b(參見圖1E)。
圖1A和1B顯示了吸光材料可溶于具有低潤濕性的物質(zhì)52中的情況，和吸光材料如著色劑不溶于該物質(zhì)中的情況示于圖1C和1D中。吸光材料63不溶于具有低潤濕性的物質(zhì)52中。因此，該吸光性物質(zhì)63作為顆粒物被分散和包括在具有低潤濕性的物質(zhì)52中。有吸光材料作為顆粒物形式分散和包括在其中的具有低潤濕性的組分是作為液滴65從排放裝置中排放到基片60上而形成具有低潤濕性的化合物61。需要使用一種顆粒，在這種情況下它小于加工區(qū)域。這是因為加工區(qū)域的最小值是由顆粒的尺寸決定的，引起從該顆粒發(fā)射出的能量影響周圍的物質(zhì)。
僅僅圖案形成區(qū)域用激光輻射設(shè)備以激光66進行輻射，從而形成高潤濕性區(qū)域68，和低潤濕性區(qū)域67a和67b(參見圖1D)。然后，吸光材料63由可以溶解吸光材料63的溶劑進行清洗和被除去，從而形成了高潤濕性區(qū)域71和低潤濕性區(qū)域72a和72b(參見圖1E)。
然后，包括圖案形成材料的液滴74從液滴排放裝置73的噴嘴排放到高潤濕性區(qū)域71(它是形成區(qū)域)中。該排放的液滴74是在高潤濕性區(qū)域71中，而不是在低潤濕性區(qū)域72a和72b中形成的(參見圖2B)。甚至當(dāng)噴嘴的排放口(從它排放液滴)大于所需尺寸時，通過進行為了增強在該形成區(qū)域上的潤濕性的處理，該液滴僅僅附著于該形成區(qū)域上而形成所需的圖案75(參見圖2C)。這是因為該形成區(qū)域和與其相鄰的區(qū)域具有不同的潤濕性；因此，該液滴從周圍的低潤濕性區(qū)域中被逐出而保留在具有較高潤濕性的形成區(qū)域中。換句話說，包括圖案形成材料的化合物僅僅排放到該高潤濕性區(qū)域中和液滴被包圍該高潤濕性區(qū)域的周邊的低潤濕性區(qū)域所拒斥。因此，在高潤濕性區(qū)域和低潤濕性區(qū)域之間的邊界用作分隔壁(堤壩)。圖案能夠在形成后具有所需的形狀，因為甚至具有流動性的圖案形成材料能夠保留在高潤濕性區(qū)域中。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)形成例如導(dǎo)電層等的小圖案時，甚至當(dāng)液滴的排放口是稍大一些時液滴不擴散在形成區(qū)域上，因此，圖案被制得較窄。另外，布線的膜厚度能夠通過控制液滴的量來控制。與在這一實施方案模式中一樣，當(dāng)物質(zhì)的表面通過激光輻射來改性時，通過用激光輻射能夠進行小型加工；因此，以優(yōu)選的可控制性形成小型布線、電極等。另外，通過結(jié)合液滴排放方法，與由旋涂方法或類似方法的總體施涂形成相比能夠防止材料的損失；因此，該成本能夠降低。
在這一實施方案模式中，具有低潤濕性的化合物是作為預(yù)處理而形成的。該膜能夠極其薄的，這取決于該形成條件。因此，化合物未必保持薄膜的形式。
增強潤濕性的處理是指保持被排放到某區(qū)域上的液滴的強度(也稱為“粘附強度”或“固定強度”)比在周圍區(qū)域中的強度更高。利用激光輻射處理改性某區(qū)域以增強對液滴的粘合性具有與增強潤濕性的工藝相同的意義。僅僅與液滴接觸和保持該液滴的表面可具有該潤濕性，和整個膜厚度方向未必具有類似的性能。
作為預(yù)處理所形成的改變潤濕性的物質(zhì)在形成圖案之后可以保留，或不必要的部分可以在形成圖案后被除去。該圖案可以用作掩模，以及使用氧氣或類似物的灰化，蝕刻等可以用于該除去。
作為形成低潤濕性區(qū)域的該溶液的化合物的例子，可以使用以化學(xué)式 Rn-Si-X(4-n)(n＝1，2，3)表達(dá)的硅烷偶聯(lián)劑。這里，R指示含有比較而言非活性的基團如烷基的物質(zhì)。此外，包括能夠通過與在表面上的羥基或吸收水發(fā)生縮合而鍵接的可水解基團，如鹵素，甲氧基，乙氧基，或乙酰氧基。
通過使用其中R為氟烷基的氟型硅烷偶聯(lián)劑(氟烷基硅烷(下面稱作FAS))作為該硅烷偶聯(lián)劑的代表性例子，該潤濕性能夠降低。FAS的R具有以(CF3)(CF2)x(CH2)y(x0到10的整數(shù)，y0到4的整數(shù))表達(dá)的結(jié)構(gòu)。對于多個R或X鍵接到Si上的情況，R或X可以全部是相同的或不同的。氟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，三氟丙基三甲氧基硅烷能夠作為FAS給出。
作為形成低潤濕性區(qū)域的溶液的溶劑，可以使用形成低潤濕性區(qū)域的溶劑如烴類溶劑，四氫呋喃等，即正戊烷，正己烷，正庚烷，正辛烷，正癸烷，二環(huán)戊烷，苯，甲苯，二甲苯，均四甲苯，茚，四氫萘，十氫萘，角鯊烯等。
作為形成低潤濕性區(qū)域的溶劑的化合物的例子，能夠使用具有氟碳鏈的物質(zhì)(氟樹脂)。作為氟樹脂，能夠使用聚四氟乙烯(PTFE；聚四氟乙烯樹脂)，全氟烷氧基鏈烷烴(PFA；四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物樹脂)，全氟乙烯丙烯共聚物(PFEP；四氟乙烯-六氟丙烯共聚物樹脂)，乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE；四氟乙烯-乙烯共聚物樹脂)，聚偏二氟乙烯(PVDF；聚偏二氟乙烯樹脂)，聚氯三氟乙烯(PCTFE；聚三氟氯乙烯樹脂)，乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE；聚三氟氯乙烯-乙烯共聚物樹脂)，聚四氟乙烯-全氟二氧雜環(huán)戊烯共聚物(TFE/PDD)，聚氟乙烯(PVF；氟乙烯樹脂)等。
另外，不形成低潤濕性區(qū)域(換句話說，形成高潤濕性區(qū)域)的有機材料可通過隨后使用CF4等離子體或類似物進行處理來形成低潤濕性區(qū)域。例如，能夠使用其中可溶性樹脂如聚乙烯醇(PVA)混入到溶劑如H2O中的材料。 另外，聚乙烯醇可以與另一種可溶性樹脂混合，也可以使用?？梢允褂糜袡C材料(有機樹脂材料)(聚酰亞胺，丙烯酸樹脂)，一種這樣的材料其中骨架是由硅(Si)和氧(O)構(gòu)成，并且它包括至少氫作為取代基，或氟、烷基和芳族烴中的至少一種作為取代基。此外，即使當(dāng)使用具有低潤濕性區(qū)域的材料時，潤濕性能夠通過進行等離子體處理或類似處理來進一步降低。
基膜在形成之后可改進該圖案和形成區(qū)域的粘合性。例如，當(dāng)含有銀的導(dǎo)電材料施加到基片上形成銀線時，二氧化鈦膜可以在該基片上作為導(dǎo)電薄膜來形成以改進粘合性。該二氧化鈦膜對于所要形成的含有銀的導(dǎo)電材料或類似材料具有優(yōu)異的粘合性，因此提高了可靠性。
作為吸光材料，可以使用有機材料，無機材料，包括無機材料和有機材料的物質(zhì)等，而在所使用的激光的波長范圍中具有吸收區(qū)域的吸光材料可以被選擇。它可以是導(dǎo)電材料如金屬或絕緣材料如有機樹脂。作為無機材料，鐵，金，銅，硅或鍺，作為有機材料，塑料如聚酰亞胺或丙烯酸樹脂，顏料，或類似物都能夠使用。例如，作為與具有532nm波長的激光對應(yīng)的顏料，若丹明B，曙紅Y，甲基橙，玫瑰紅等，和作為與具有405nm波長的激光對應(yīng)的顏料，香豆素(香豆素6H，香豆素102，香豆素152，香豆素153等)分別都能夠使用。作為顏料，炭黑，顏料的黑色樹脂等也可以使用。
通過在某區(qū)域上進行預(yù)處理而使得在圖案被形成后改進了該區(qū)域與該圖案的粘合性(與周圍區(qū)域相比)，該圖案能夠形成為具有所需的形狀。另外，小圖案能夠通過用激光輻射的小型加工來自由地設(shè)計。根據(jù)本發(fā)明，能夠以優(yōu)選的可控制性形成所需的圖案；因此材料的損失和成本能夠減少。因此，能夠以理想的產(chǎn)率制造高性能和高度可靠的發(fā)光顯示設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的實施方案模式是參考圖3A到3C，圖4A到4C，圖5A到5C，圖6A到6C，圖7A到7C，圖8A到8C，圖9A和9B，圖14A到14C，和圖15A和15B來進行描述。更詳細(xì)地，描述了應(yīng)用本發(fā)明的制造具有通道蝕刻型薄膜晶體管的顯示設(shè)備的方法。在圖3到8中的圖A顯示了顯示設(shè)備像素部分的頂視圖，在圖3到8中的圖B顯示了沿著在圖3到8中的圖A中的A-C線截取的橫截面視圖，和在圖3到8中的圖C顯示了沿著在圖3到8中的圖A中的B-D線截取的橫截面視圖。
圖14A是顯示根據(jù)本發(fā)明的顯示面板的結(jié)構(gòu)的頂視圖。像素部分2701(其中像素2702排列在矩陣中)，掃描線輸入末端2703，和信號線輸入末端2704是在具有絕緣表面的基片2700上形成的。像素的數(shù)量可以根據(jù)各種標(biāo)準(zhǔn)來確定。XGA的像素的數(shù)量可以是1024×768×3(RGB)，UXGA的像素的數(shù)目可以是1600×1200×3(RGB)，和full-spechigh vision的像素的數(shù)量可以是1920×1080×3(RGB)。
像素2702是通過將從掃描線輸入終端2703延伸出的掃描線與從信號線輸入終端2704延伸出的信號線交叉而排列在矩陣中。像素2702的每一個都配有開關(guān)元件和與其相連的像素電極。開關(guān)元件的典型實例是TFT。TFT的柵電極連接到掃描線，而它的源極或漏極連接到信號線，這使得每一個像素獨立地被來自外部的信號輸入所控制。
TFT包括半導(dǎo)體層，柵門絕緣層，和柵電極層作為它的主要組件。連接到在半導(dǎo)體層中形成的源極-漏極區(qū)的布線層也包括在TFT中。其中半導(dǎo)體層、柵門絕緣層和柵電極層從基片側(cè)排列的頂部柵門型，其中柵電極層、柵門絕緣層和半導(dǎo)體層從基片側(cè)排列的底部柵門型，等等，已知是TFT的典型結(jié)構(gòu)。然而，這些結(jié)構(gòu)中的任一種都可以用于本發(fā)明中。
通過使用以硅烷或鍺烷為代表的半導(dǎo)體材料由汽相生長方法或濺射方法所制造的無定形半導(dǎo)體(以下也稱作“AS”)；通過使用光能或熱能讓無定形半導(dǎo)體發(fā)生結(jié)晶所形成的多晶半導(dǎo)體；半無定形的(也稱作微晶)半導(dǎo)體(以下也稱作“SAS”)；等等，能夠用作形成半導(dǎo)體層的原材料。
該SAS是指具有在無定形結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)(包括單晶和多晶)之間的中間結(jié)構(gòu)并具有就自由能而言是穩(wěn)定的第三狀態(tài)的一種半導(dǎo)體，并且包括具有近程有序和晶格畸變的結(jié)晶區(qū)。具有0.5nm到20nm的結(jié)晶區(qū)能夠在該膜中的區(qū)域的至少一部分中觀察到。當(dāng)硅作為主要組分而包含時，拉曼光譜轉(zhuǎn)移到比520cm-1更低的頻率側(cè)。由硅的晶格所引起的(111)或(220)的衍射峰能夠在X射線衍射中觀察到。包含至少1原子％或更多的氫或鹵素以終止懸空鍵。通過對硅化物氣體進行輝光放電分解(等離子體CVD)來形成SAS。SiH4是作為典型的硅化物氣體而給出。另外，Si2H6，SiH2Cl2，SiHCl3，SiCl4，SiF4等也能夠用作該硅化物氣體。此外，F(xiàn)2或GeF4可以混合進去。這一硅化物氣體可以用H2或用H2與He、Ar、Kr和Ne中的一種或多種稀有氣體元素一起來稀釋。稀釋比率可以是2倍到1000倍。壓力是大約0.1Pa到133Pa，和功率頻率是1MHz到120MHz，優(yōu)選13MHz到60MHz。基片加熱溫度可以是300℃或300℃以下，和該膜也可以在100℃到200℃的溫度下形成。希望，大氣成分雜質(zhì)如氧，氮，或碳是1×1020原子/cm-3或更少，作為在膜中的雜質(zhì)元素；具體地說，氧濃度是5×1019原子/cm-3或更少，優(yōu)選1×1019原子/cm-3或更少。優(yōu)選的SAS能夠通過添加稀有氣體元素如氦、氬、氪或氖進一步促進晶格畸變以增強穩(wěn)定性來獲得。另外，包括氫型(hydrogen-based)氣體的SAS層可以層壓在包括氟型(fluorine-based)氣體的SAS層之上。
圖14A顯示了顯示面板的結(jié)構(gòu)，它控制由外部驅(qū)動電路輸入到掃描線和信號線中的信號。此外，驅(qū)動IC 2751可以由COG(芯片在玻璃上)方法被裝配在基片2700上，如圖15A中所示。作為另一種實施方案模式，可以使用在圖15B中所示的TAB(膠帶自動粘結(jié))方法。驅(qū)動IC可以在單晶半導(dǎo)體基片上形成或是用TFT在玻璃基片上形成的電路。在圖15A和15B中，驅(qū)動IC 2751連接到FPC(軟性印制電路)2750。
當(dāng)在像素中提供的TFT由SAS形成時，掃描線驅(qū)動電路3702可以在基片3700上整體形成，如圖14B中所示。在圖14B中，按照與在圖14A中同樣的方式，像素部分3701被連接到信號線輸入末端3704的外部驅(qū)動電路所控制。當(dāng)在像素中提供的TFT是由具有高淌度的多晶(微晶)半導(dǎo)體，單晶半導(dǎo)體等形成時，像素部分4701、掃描線驅(qū)動電路4702和信號線驅(qū)動電路4704能夠在基片4700上整體形成，如在圖14C中所示。
能夠承受該制造工藝的工藝溫度的由硼硅酸鋇玻璃、硼硅酸鋁玻璃等形成的玻璃基片，石英基片，硅基片，金屬基片，不銹鋼基片或塑料基片，被用于基片100。CMP方法或類似方法可用于拋光該基片100的表面，以使它變成平面化。另外，絕緣層可以在基片100上形成。該絕緣層是通過已知方法如CVD方法、等離子體CVD方法、濺射方法、旋涂方法，由包括硅的氧化物材料或氮化物材料形成的單層或?qū)訅簩铀纬傻?。該絕緣層不是必須要形成的，然而，它具有將污染物質(zhì)與基片100阻斷的效果。當(dāng)形成基層來防止受玻璃基片污染時，可以在其上面形成具有不同潤濕性的多個區(qū)域(高潤濕性區(qū)域和低潤濕性區(qū)域)。
作為預(yù)處理，圖案形成區(qū)域經(jīng)過改性而具有不同的潤濕性，相對于與其相鄰的區(qū)域而言。在這一實施方案模式中，形成具有低潤濕性的物質(zhì)，和該潤濕性通過使用激光輻射處理來有選擇地改變以形成高潤濕性區(qū)域和低潤濕性區(qū)域。潤濕性的差異能夠由接觸角來證實和它優(yōu)選是40℃或更高。在本發(fā)明中，在輻射用的激光的波長范圍中具有吸收區(qū)域的吸光材料被添加(混合)到加工對象中以改進激光的輻射處理效率。
在這一實施方案模式中，顏料用作該吸光材料。由低潤濕性物質(zhì)和顏料形成的具有低潤濕性的化合物101是在基片100上形成的(參見圖3A-3C)。
作為用于形成低潤濕性區(qū)域的該溶液的化合物的例子，可以使用以化學(xué)式Rn-Si-X(4-n)(n＝1，2，3)表達(dá)的硅烷偶聯(lián)劑。這里，R指示含有比較而言非活性的基團如烷基的物質(zhì)。此外，X包括能夠通過與在表面上的羥基或吸收水發(fā)生縮合而鍵接的可水解基團，如鹵素，甲氧基，乙氧基，或乙酰氧基。
通過使用其中R為氟烷基的氟型硅烷偶聯(lián)劑(氟烷基硅烷(下面稱作FAS))作為該硅烷偶聯(lián)劑的代表性例子，該潤濕性能夠降低。FAS的R具有以(CF3)(CF2)x(CH2)y(x0到10的整數(shù)，y0到4的整數(shù))表達(dá)的結(jié)構(gòu)。對于多個R或X鍵接到Si上的情況，R或X可以全部是相同的或不同的。氟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，三氟丙基三甲氧基硅烷能夠用作FAS。
作為形成低潤濕性區(qū)域的溶液的溶劑，可以使用形成低潤濕性區(qū)域的溶劑如烴類溶劑，四氫呋喃等，即正戊烷，正己烷，正庚烷，正辛烷，正癸烷，二環(huán)戊烷，苯，甲苯，二甲苯，均四甲苯，茚，四氫萘，十氫萘，角鯊烯等。
作為形成低潤濕性區(qū)域的溶劑的化合物的例子，能夠使用具有氟碳鏈的材料(氟樹脂)。作為氟樹脂，能夠使用聚四氟乙烯(PTFE；聚四氟乙烯樹脂)，全氟烷氧基鏈烷烴(PFA；四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物樹脂)，全氟乙烯丙烯共聚物(PFEP；四氟乙烯-六氟丙烯共聚物樹脂)，乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE；四氟乙烯-乙烯共聚物樹脂)，聚偏二氟乙烯(PVDF；聚偏二氟乙烯樹脂)，聚氯三氟乙烯(PCTFE；聚三氟氯乙烯樹脂)，乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE；聚三氟氯乙烯-乙烯共聚物樹脂)，聚四氟乙烯-全氟二氧雜環(huán)戊烯共聚物(TFE/PDD)，聚氟乙烯(PVF；氟乙烯樹脂)等。
另外，不形成低潤濕性區(qū)域(換句話說，形成高潤濕性區(qū)域)的有機材料可通過隨后使用CF4等離子體或類似物進行處理來形成低潤濕性區(qū)域。例如，能夠使用其中可溶性樹脂如聚乙烯醇(PVA)混入到溶劑如H2O中的材料。另外，聚乙烯醇可以與另一種可溶性樹脂混合，也可以使用?？梢允褂糜袡C材料(有機樹脂材料)(聚酰亞胺，丙烯酸樹脂)，一種這樣的材料其中骨架是由硅(Si)和氧(O)構(gòu)成，并且它包括至少氫作為取代基，或氟、烷基和芳族烴中的至少一種作為取代基。此外，即使當(dāng)使用具有低潤濕性區(qū)域的材料時，潤濕性能夠通過進行等離子體處理或類似處理來進一步降低。
在這一實施方案模式中，F(xiàn)AS用作低潤濕性物質(zhì)，和屬于顏料的若丹明B用作吸光材料。這一低潤濕性物質(zhì)被用于包括導(dǎo)電材料的化合物，它構(gòu)成在后面的步驟中形成的柵電極層。在這一實施方案模式中，使用具有532nm波長的激光；因此，選擇吸收該波長范圍的若丹明B。吸光材料可以根據(jù)激光波長來適當(dāng)?shù)剡x擇。在這一實施方案模式中，雖然該應(yīng)用是利用旋涂方法在整個表面上進行的，但是該吸光材料可以有選擇地在圖案形成區(qū)域和與其相鄰的區(qū)域中形成。在這種情況下，材料可用性會增強，因為材料被防止變成廢物。
然后，形成柵電極層的區(qū)域由激光輻射設(shè)備用激光171a和171b進行輻射以分解在輻射區(qū)域中的具有低潤濕性的物質(zhì)，因此增強潤濕性。被混入到具有低潤濕性的化合物中的吸光材料會吸收激光和放出該能量。因此，激光輻射的加工效率得到增強。根據(jù)該激光輻射處理，輻射過的區(qū)域變成高潤濕性區(qū)域102a和102b，它們具有較高的潤濕性，與它周圍的區(qū)域相比較(參見圖4A-4C)。根據(jù)本發(fā)明，激光的選擇范圍能夠變寬，因為吸光材料可以根據(jù)激光來選擇。另外，處理能夠充分地進行，甚至當(dāng)激光本身具有較低的能量時，因為激光的輻輻射效率也能夠增強。因此，設(shè)備或工藝得到簡化以及成本或時間可以減少，因此也增強生產(chǎn)能力。
在形成具有不同潤濕性的區(qū)域之后，包括在具有低潤濕性的化合物中的吸光材料可用醇，水或類似物清洗并被除去。因為僅僅該吸光材料被除去，需要選擇具有高選擇比率的溶劑，以便不致于溶解具有低潤濕性的物質(zhì)。對于從基片100中吸取(extract)光的雙發(fā)射類型發(fā)光顯示設(shè)備或透射類型液晶顯示器，優(yōu)選除去該吸光材料，因為有一種可能性光吸取效率降低。對于布線基片，頂部發(fā)射類型發(fā)光顯示設(shè)備，反射類型液晶顯示器等，該吸光材料不必然地被除去。
包括導(dǎo)電材料的化合物從液滴排放裝置180a和180b排放到高潤濕性區(qū)域102a和102b中，和形成柵門電極層103和104(參見圖5A-5C)。甚至當(dāng)噴嘴的排放口(從它排放液滴)大于所需尺寸時，通過進行為了增強在形成區(qū)域上的潤濕性的處理，該液滴僅僅附著于該形成區(qū)域上而形成所需的圖案。這是因為該形成區(qū)域和與其相鄰的區(qū)域具有不同的潤濕性；因此，該液滴從周圍的低潤濕性區(qū)域中被逐出而保留在具有較高潤濕性的形成區(qū)域中。換句話說，包括導(dǎo)電材料的化合物僅僅排放到該高潤濕性區(qū)域102a和102b中和液滴被包圍該高潤濕性區(qū)域的周邊的低潤濕性區(qū)域所拒斥；因此，在高潤濕性區(qū)域102a和102b與由具有低潤濕性的化合物101形成的低潤濕性區(qū)域之間的邊界用作分隔壁(堤壩)。圖案能夠在形成后具有所需的形狀，因為包括具有流動性的導(dǎo)電材料的化合物能夠保留在高潤濕性區(qū)域102a和102b中。在通道方向上窄的柵門電極層的寬度是10μm或更低，優(yōu)選5μm或更低。
在這一實施方案模式中，該高潤濕性區(qū)域102a和102b在形成后具有窄的部分和較寬的部分，它們穩(wěn)定地用作柵電極層103和104的柵電極。據(jù)此，排放到窄部分中的額外化合物流過該寬區(qū)域；因此，能夠以理想的可控制性形成了更穩(wěn)定的電極層。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)形成例如電極層等的小圖案時，甚至當(dāng)液滴的排放口是稍大一些時液滴不擴散在形成區(qū)域上，因此，圖案被制得較窄。另外，布線的膜厚度能夠通過控制液滴的量來控制。與在這一實施方案模式中一樣，當(dāng)物質(zhì)通過激光輻射來改性時，通過用激光輻射能夠進行小型加工；因此，以優(yōu)選的可控制性形成小型布線、電極等。另外，通過結(jié)合液滴排放方法，與由旋涂方法或類似方法的總體施涂形成相比能夠防止材料的損失；因此，該成本能夠降低。
另外，作為預(yù)處理，可以形成用作粘合劑的有機材料以增強對于由液滴排放方法形成的圖案的粘合性。在這種情況下，具有不同潤濕性的形成區(qū)域的處理可以在該物質(zhì)上進行?？梢允褂糜袡C材料(有機樹脂材料)(聚酰亞胺，丙烯酸樹脂)，一種這樣的材料其中骨架是由硅(Si)和氧(O)構(gòu)成，并且它包括至少氫作為取代基，或氟、烷基和芳族烴中的至少一種作為取代基。
柵電極層103和104通過使用液滴排放裝置來形成的。該液滴排放裝置是具有排放液滴的機構(gòu)如帶有化合物的排放口的噴嘴或裝有一個噴嘴或多個噴嘴的排放頭的那些裝置的通用術(shù)語。包括在液滴排放裝置中的噴嘴的直徑被設(shè)定在0.02μm到100μm(優(yōu)選，30μm或更少)范圍內(nèi)和從該噴嘴排放的化合物的量是在0.001pl到100pl范圍內(nèi)(優(yōu)選，0.1pl到40pl，更優(yōu)選，10pl或更少)。被排放的化合物的量與噴嘴直徑的大小成比例地提高。此外，優(yōu)選的是在需要加工的對象和噴嘴的排放口之間的距離是盡可能短的，以便將該液滴滴落在所希望的位置上。有利地，該距離大致設(shè)定在約0.1mm至3mm范圍內(nèi)(更優(yōu)選之間，1mm或1mm以下)。
對于從排放口排放的化合物，使用被溶解或分散在溶劑中的導(dǎo)電材料。該導(dǎo)電材料對應(yīng)于金屬如Ag，Au，Cu，Ni，Pt，Pd，Ir，Rh，W，或Al的，金屬如Cd或Zn的硫化物的，F(xiàn)e，Ti，Si，Ge，Zr，Ba等的氧化物的，或鹵化銀的，細(xì)顆?；蚍稚┘{米顆粒。另外，它還對應(yīng)于氧化錫銦(ITO)，由氧化錫銦和二氧化硅形成的ITSO，有機銦，有機錫，氧化鋅，一氮化鈦等，它用作透明導(dǎo)電薄膜。然而，對于從排放口中排放的化合物，優(yōu)選使用溶解或分散在溶劑中的金，銀，和銅的任何材料，考慮比電阻值。更優(yōu)選使用具有低電阻值的銀或銅。當(dāng)使用銀或銅時，可以另外提供阻隔膜，作為防止雜質(zhì)的措施。氮化硅薄膜或鎳硼(NiB)能夠用作該阻隔膜。
另外，可以使用其中導(dǎo)電材料涂有其它導(dǎo)電材料而成為多層的顆粒物。例如，可以使用其中銅涂有鎳硼(NiB)，而后者進一步涂有銀的三層結(jié)構(gòu)顆粒物。對于此類溶劑，可以使用酯如乙酸丁酯和乙酸乙酯；醇如異丙醇和乙醇；有機溶劑如甲基乙基酮和丙酮；等等?；衔锏恼扯葍?yōu)選是20mPa·s或更少。這是因為化合物被阻止干燥或化合物順利地從排放口排出?；衔锏谋砻鎻埩?yōu)選是40mN/m或更少。然而，化合物等的粘度可以根據(jù)所使用的溶劑和具體的應(yīng)用來適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)。例如，其中ITO、有機銦或有機錫溶解或分散在溶劑中的化合物的粘度可以設(shè)定在5mPa·s到 20mPa·s，其中銀溶解或分散在溶劑中的化合物的粘度可以設(shè)定在5mPa·s到20mPa·s，和其中金溶解或分散在溶劑中的化合物的粘度可以設(shè)定在5mPa·s到20mPa·s。
該導(dǎo)電層可以通過將多層的導(dǎo)電材料層壓來形成。另外，該導(dǎo)電層可以通過使用銀作為導(dǎo)電材料由液滴排放方法形成；之后它可以鍍敷銅或類似物。鍍敷可以由電鍍或化學(xué)(無電)鍍敷方法來進行。鍍敷可以通過將基片表面浸泡到裝有具有鍍敷材料的溶液的容器中來進行?？梢允┩烤哂绣兎蟛牧系娜芤?，以使得在該基片傾斜地(或垂直地)放置時該溶液流過該基片表面。當(dāng)在基片垂直地放置的情況下通過施涂溶液來進行鍍敷時，會有使工藝裝置微型化的優(yōu)點。
導(dǎo)電材料的顆粒直徑優(yōu)選是盡可能小，以防止堵塞噴嘴和制造出高清晰的圖案，雖然這取決于各噴嘴的直徑，圖案的所需形狀等。優(yōu)選，導(dǎo)電材料的顆粒的直徑是0.1μm或更少。該化合物是由已知方法如電解方法、霧化方法、濕還原方法等形成，和它的粒度典型地是約0.01μm到10μm。然而，當(dāng)使用氣體蒸發(fā)方法時，被分散劑保護的納米分子是小的，約7nm。當(dāng)顆粒的各表面被涂層覆蓋時，該納米顆粒不會在溶劑中內(nèi)聚并在室溫下均勻地分散在溶劑中，并顯示出與液體性質(zhì)類似的性質(zhì)。因此，優(yōu)選使用涂層。
在本發(fā)明中必要的是，化合物具有流動性，甚至當(dāng)它落下至需要加工的對象上時，因為它利用在圖案形成區(qū)域和與其相鄰的區(qū)域之間的在對于流體化合物而言的潤濕性上的差異而被加工成具有所需的圖案形狀。然而，排放化合物的過程可以在低壓下進行，如果流動性沒有喪失。另外，當(dāng)該過程是在低壓下進行時，氧化物膜或類似物沒有在導(dǎo)電材料的表面上形成，因此，它是優(yōu)選的。在排放該化合物之后，可以進行在干燥和烘烤兩者中的一個或兩個步驟。每一干燥和烘烤步驟是熱處理的步驟。例如，干燥是在100℃下進行三分鐘和烘烤是在200℃到350℃的溫度下進行15分鐘到30分鐘，它們當(dāng)中的每一個步驟具有不同的目的，溫度，和時間。干燥和烘烤的兩步驟是在正常壓力下或在低壓下通過激光輻射、快速熱退火、加熱爐等來進行的。需要指出的是，熱處理的時間長度沒有特別地限制。該基片可以被加熱以便有利地進行干燥和烘烤兩步驟。在此時基片的溫度取決于基片等的材料，但它典型地是100℃到800℃(優(yōu)選200℃到350℃)。根據(jù)該步驟，納米顆粒彼此接觸，而熔合和熔接是通過硬化和收縮周圍樹脂以及蒸發(fā)在該化合物中的溶劑或以化學(xué)方式除去該分散劑來得到促進。
連續(xù)波或脈波氣體激光器或固體激光器可以用于激光輻射。準(zhǔn)分子激光器，YAG激光器等能夠作為前一類型的氣體激光器給出，和使用摻雜了Cr、Nd等的YAG或YVO4GdVO4或類似物的晶體的激光能夠作為后一固體激光器給出。應(yīng)當(dāng)指出，優(yōu)選使用與激光的吸收相關(guān)的連續(xù)波激光器。另外，可以使用綜合了脈沖波和連續(xù)波的所謂的雜混激光輻射方法。然而，優(yōu)選的是，利用激光輻射的該熱處理是在幾個微秒到幾十秒之內(nèi)瞬間完成的，因此該基片100沒有被損壞，這取決于基片100的耐熱性。快速熱退火(RTA)是通過在惰性氣體氣氛中使用發(fā)射出從紫外到紅外的光的紅外燈或鹵素?zé)艨焖俚厣邷囟群图訜釒孜⒚氲綆追昼妬磉M行的。因為該處理是瞬間進行的，只有在頂面上的薄膜被主要地加熱，而下層膜不受影響。換句話說，甚至具有低耐熱性的基片如塑料基片不受影響。
在由液滴排放方法排放化合物形成柵門布線層103和104之后，它的表面可以用壓力加壓處理以增強它的平面性來平面化。作為加壓方法，凸起可以通過在表面上進行輥形物體掃描來變平滑，或該表面可以用平板形物體垂直加壓。加熱步驟可以是加壓時進行。另外地，表面的凸起部分可以使用氣刀，通過用溶劑等軟化或熔化表面而被除去。CMP方法也可用于拋光該表面。這一步驟可用于將表面平面化，當(dāng)由液滴排放方法產(chǎn)生凸起時。
隨后，在柵電極層103和104上形成柵門絕緣層106(參見圖6A到6C)。該柵門絕緣層106可以由已知材料如硅的氧化物或氮化物材料形成，并可以是層壓層或單層。在這一實施方案模式中，使用氮化硅薄膜、二氧化硅膜和氮化硅薄膜的三層的層壓層。另外地，它們的單層或氮氧化硅膜的單層，或兩層的層壓層都可以使用。具有細(xì)小膜質(zhì)量的氮化硅薄膜是優(yōu)選使用的。在將銀、銅或類似物用于由液滴排放方法形成的導(dǎo)電層和然后在其上面形成作為阻隔膜的氮化硅薄膜或NiB膜的情況下，該氮化硅薄膜或NiB膜有效地防止雜質(zhì)擴散和有效地使該表面平面化。應(yīng)當(dāng)指出，稀有氣體元素如氬氣優(yōu)選包括在反應(yīng)活性氣體中并優(yōu)選被混入到所形成的絕緣膜中，以便在低的膜形成溫度下形成具有較少柵門泄漏電流的微型絕緣膜。
接著，形成半導(dǎo)體層。如有必要，可以形成具有一種導(dǎo)電性的半導(dǎo)體層。在這一實施方案模式中，作為具有一種導(dǎo)電性的半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體層107和108和N型半導(dǎo)體層109和110被層壓(參見圖6A-6C)。另外，能夠制造出其中形成了N型半導(dǎo)體層的N-通道TFT的NMOS結(jié)構(gòu)，其中形成了P型半導(dǎo)體層的P-通道TFT的PMOS結(jié)構(gòu)，和N-通道TFT和P-通道TFT的CMOS結(jié)構(gòu)。另外，該N-通道TFT和P-通道TFT能夠通過添加以摻雜作用產(chǎn)生導(dǎo)電性的元素以賦予導(dǎo)電性和通過在半導(dǎo)體層中形成雜質(zhì)區(qū)域來形成。
半導(dǎo)體層可以由已知方法(濺射方法，LPCVD方法，等離子體CVD方法等)來形成。雖然半導(dǎo)體層的材料不受限制，但是該半導(dǎo)體層可以由硅或硅鍺(SiGe)合金等形成。
半導(dǎo)體層是通過使用無定形半導(dǎo)體(典型地，氫化無定形硅)，結(jié)晶性的半導(dǎo)體(典型地，多晶硅)，或半無定形半導(dǎo)體來形成的。多晶硅(Polysilicon)(多晶硅(polycrystalline silicon))包括使用由800℃或800℃以上的加工溫度形成的多晶硅作為主要原材料的所謂高溫多晶硅，使用由600℃或600℃以下的加工溫度形成的多晶硅作為主要原材料的所謂低溫多晶硅，添加促進結(jié)晶的元素或類似物來結(jié)晶的多晶硅，等等。
作為另一種材料，半無定形半導(dǎo)體或在半導(dǎo)體層的一部分中含有結(jié)晶相的半導(dǎo)體也可以使用。
當(dāng)結(jié)晶性半導(dǎo)體層用作半導(dǎo)體層時，已知的方法(激光結(jié)晶方法，熱結(jié)晶方法，使用促進結(jié)晶的元素如鎳的熱結(jié)晶方法等)可以用作制造結(jié)晶性半導(dǎo)體層的方法。結(jié)晶度能夠通過用激光輻射微晶(它是SAS)使之結(jié)晶來增強。在不引入促進結(jié)晶的元素的情況下，在用激光輻射無定形硅膜之前，通過在氮氣氛中在500℃的溫度下加熱該無定形硅膜1小時釋放氫氣，直至在無定形硅膜中所含的氫濃度變成1×1020原子/cm3或更少為止。這是因為當(dāng)含有較多氫的無定形硅膜用激光輻射時，膜受損壞。
對于將金屬元素引入到無定形半導(dǎo)體層中的方法沒有特殊的限制，只要它是能夠使金屬元素存在于無定形半導(dǎo)體層的表面上或它內(nèi)部的一種方法就行。例如，能夠使用濺射方法，CVD方法，等離子體處理方法(包括等離子體CVD方法)，表面吸附方法，或施涂金屬鹽溶液的方法。在它們之中，使用溶液的方法是簡單而容易的，并且對于金屬元素的濃度調(diào)節(jié)的容易性而言是有利的。優(yōu)選的是，氧化物膜是通過在氧氣氛中的UV光輻射，熱氧化方法，用包括羥基的臭氧水或過氧化氫的處理，或類似方法來形成的，為的是改進在無定形半導(dǎo)體層的表面上的潤濕性和將水溶液展開在該無定形半導(dǎo)體層的整個表面上。
另外，熱處理和激光輻射可以相結(jié)合以使該無定形半導(dǎo)體層結(jié)晶。該熱處理和/或該激光輻射可以獨立地進行數(shù)次。
結(jié)晶性半導(dǎo)體層可以通過等離子體方法直接在基片上形成。另外地，結(jié)晶性半導(dǎo)體層可以通過使用等離子體方法有選擇地在基片上形成。
使用有機材料的有機半導(dǎo)體可以用作半導(dǎo)體。低分子量材料，高分子量材料，或類似物用于該有機半導(dǎo)體，和另外，能夠使用諸如有機顏料、導(dǎo)電性高分子量材料之類的材料。作為例子能夠給出并五苯，聚噻吩，聚芴等。
在這一實施方案模式中無定形半導(dǎo)體用作半導(dǎo)體。形成了半導(dǎo)體層，然后，由等離子體CVD方法或類似方法形成了作為具有一種導(dǎo)電性的半導(dǎo)體層的N型半導(dǎo)體層。
隨后，半導(dǎo)體層和該N型半導(dǎo)體層通過使用由絕緣材料如光刻膠或聚酰亞胺形成的掩模同時產(chǎn)生圖案，而形成半導(dǎo)體層107和108和N型半導(dǎo)體層109和110。該掩模能夠通過選擇性地排放化合物來形成。樹脂材料如環(huán)氧樹脂，丙烯酸酯樹脂，酚醛樹脂，酚醛清漆樹脂，蜜胺樹脂，或聚氨酯樹脂用于該掩模。另外，該掩模是利用液滴排放方法，通過使用有機材料，如苯并環(huán)丁烯、聚對亞苯基二甲基、flare或透光聚酰亞胺，由硅氧烷型聚合物等的聚合反應(yīng)形成的化合物材料，含有水溶性均聚物和水溶性共聚物的材料，等等，來形成的。另外地，可以使用包括光敏劑的市場上可買到的光刻膠材料。例如，可以使用典型的正類型光刻膠，如酚醛清漆樹脂和萘醌二疊氮化物化合物(它是光敏劑)，負(fù)型光刻膠如堿性樹脂，二苯基硅烷二醇，和酸產(chǎn)生劑，等等。在使用這些材料中的任何一種時，通過調(diào)節(jié)溶劑的濃度或添加表面活性劑等，表面張力和粘度可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)。
在這一實施方案模式中，當(dāng)掩模是由液滴排放方法形成時，形成具有不同潤濕性的圖案形成區(qū)域和與其相鄰的區(qū)域的處理可以作為預(yù)處理來進行。在本發(fā)明中，當(dāng)由液滴排放方法排放液滴來形成圖案時，該圖案的形狀能夠通過在圖案形成區(qū)域中形成低潤濕性區(qū)域和高潤濕性區(qū)域來控制。對形成區(qū)域進行處理會引起在該形成區(qū)域中潤濕性的差異，這使得液滴僅僅保留在高潤濕性形成區(qū)域中。因此，該圖案能夠以理想的可控制性來形成。當(dāng)使用液體材料時這一步驟適用于形成任何圖案的預(yù)處理。
然后，由絕緣材料如光刻膠或聚酰亞胺形成的掩模是通過液滴排放方法形成的。由刻蝕方法使用掩模在柵門絕緣層106的一部分中形成通孔145，和位于它的下層一側(cè)上的柵電極層104的一部分被曝光。等離子體蝕刻(干刻蝕)或濕蝕刻可以采用為刻蝕方法。然而，等離子體蝕刻適于處理大面積基片。氟型或氯型氣體如CF4、NF3、Cl2或BCl3用作蝕刻氣體，和惰性氣體如He或Ar可以是適當(dāng)?shù)靥砑?。另外，?dāng)應(yīng)用大氣壓力排放刻蝕工藝時能夠進行局部排放過程，和掩模層沒有必要在整個基片上形成。
源極/漏極層111，112，113和114是在除去掩模之后通過排放包括導(dǎo)電材料的化合物來形成的。然后，半導(dǎo)體層107和108，和N型半導(dǎo)體層109和110是通過使用源極/漏極層111，112，113和114作為掩模讓半導(dǎo)體層107和108曝光來形成圖案(參見圖7A-7C)。該源極/漏極層111也用作源極布線層，并且該源極/漏極層113也可用作供電線。
形成源極/漏極層111，112，113和114的步驟能夠按照與形成上述柵電極層104同樣的方法來進行。
作為形成該源極/漏極層111，112，113和 114的導(dǎo)電材料，能夠使用主要含有Ag(銀)，Au(金)，Cu(銅)，W(鎢)，Al(鋁)等的金屬微粒的化合物。另外地，具有透光性能的氧化錫銦(ITO)，包括銦氧化錫和二氧化硅的ITSO，有機銦，有機錫，氧化鋅，一氮化鈦等可以相結(jié)合使用。
該源極/漏極層112和柵電極層104是通過在柵門絕緣層106中形成的通孔145彼此實現(xiàn)電連接。該源極/漏極層的一部分形成電容器元件。
通過在形成該源極/漏極層111，112，113和114之后使用該源極/漏極層111，112，113和114作為掩模來進行在柵門絕緣層106的一部分中形成通孔145的過程。然后在通孔145中形成導(dǎo)電層，和該源極/漏極層112和柵電極層104實現(xiàn)電連接。這一情況有利于簡化該方法。
然后，通過在柵門絕緣層106上有選擇地排放包括導(dǎo)電材料的化合物來形成第一電極層117(參見圖8A-8C)。當(dāng)形成第一導(dǎo)電層117時，自然地，形成低潤濕性區(qū)域和高潤濕性區(qū)域的預(yù)處理可以按照與形成柵電極層104同樣的方法來進行。第一電極層117能夠以更理想的可控制性并通過有選擇地將包括導(dǎo)電材料的化合物排放在高潤濕性區(qū)域上來形成。當(dāng)光從基片100側(cè)射出時，或當(dāng)制造光透射性的顯示面板時，第一電極層117可以通過使用包括氧化錫銦(ITO)的材料，含有二氧化硅的氧化錫銦(ITSO)，含有氧化鋅(ZnO)的氧化鋅銦(IZO)，氧化鋅(ZnO)，其中鎵(Ga)摻雜在ZnO中的材料，或氧化錫(SnO2)等形成預(yù)定圖案，和然后烘烤來形成。
優(yōu)選，第一電極層117是利用濺射方法由氧化錫銦(ITO)，含有二氧化硅的氧化錫銦(ITSO)，氧化鋅(ZnO)或類似物形成的。更優(yōu)選的是使用含有二氧化硅的氧化錫銦，它通過使用目標(biāo)物由濺射方法來形成的，其中ITO含有2％到10wt％的二氧化硅。另外，可以使用其中ZnO被鎵(Ga)摻雜的導(dǎo)電材料，或含有二氧化硅和其中氧化銦與2％到20wt％的氧化鋅(ZnO)混合的氧化物導(dǎo)電材料。掩模層可以由液滴排放方法形成并在由濺射方法形成第一電極層117之后被蝕刻而具有所需的圖案。在這一實施方案模式中，第一電極層117是通過液滴排放方法由透光導(dǎo)電材料形成的。具體地說，它通過使用氧化錫銦或由ITO和二氧化硅組成的ITSO來形成的。
在這一實施方案模式中，以上所述的是由氮化硅薄膜，氮氧化硅膜(二氧化硅膜)，氮化硅薄膜(它由氮化硅形成)的三層組成的柵門絕緣層的例子。作為優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，由含有二氧化硅的氧化錫銦構(gòu)成的第一電極層117優(yōu)選與包括在柵門絕緣層106中的由氮化硅組成的絕緣層接近接觸而形成。因此，能夠引起提高在電致發(fā)光層中產(chǎn)生的光發(fā)射出來的速率的效果。柵門絕緣層可以插在柵門布線層和源極/漏極層或第一電極層之間并可用作電容器元件的一部分。
第一電極層117能夠在形成源極/漏極層114之前有選擇地在柵門絕緣層106上形成。在這種情況下，這一實施方案模式具有源極/漏極層114和第一電極層117的連接結(jié)構(gòu)，其中源極/漏極層114層壓在第一電極層上。當(dāng)?shù)谝浑姌O層117是在形成源極/漏極層114之前被形成時，它能夠在平的形成區(qū)域上形成。因此，第一電極層117能夠在形成之后具有理想的平面性，因為能夠獲得理想的覆蓋和沉積性能以及拋光處理如CMP能夠充分地進行。
也可以使用一種結(jié)構(gòu)，其中屬于中間絕緣層的絕緣層是在該源極/漏極層114之上形成的，后者通過布線層被電連接到第一電極層117上。在這種情況下，不是通過除去絕緣層來形成開孔(接觸孔)，而是，對于絕緣層具有低潤濕性的物質(zhì)在該源極/漏極層114之上形成。絕緣層是在某區(qū)域上形成的，但是這樣的區(qū)域除外在該區(qū)域中當(dāng)包括絕緣層形成用材料的化合物通過施涂方法或類似方法來施涂時形成了具有低潤濕性的物質(zhì)。
在通過干燥或類似方法固化它而形成絕緣層之后，具有低潤濕性的物質(zhì)被除去后形成開孔。形成布線層以填充開孔，和形成第一電極層117從而與布線層接觸。通過使用這一方法，開孔不必然地通過蝕刻來形成；因此，會有簡化該方法的效果。
當(dāng)對于其中發(fā)射出的光被發(fā)射到基片100側(cè)的相對側(cè)上的一種結(jié)構(gòu)而言制造反射型EL顯示面板時，能夠使用主要含有Ag(銀)，Au(金)，Cu(銅)，W(鎢)，或Al(鋁)等的金屬微粒的化合物。另外地，第一電極層117可以通過由濺射方法形成透明導(dǎo)電薄膜或具有光反射率的導(dǎo)電薄膜，由液滴排放方法形成掩模圖案，和然后結(jié)合用刻蝕過程，來形成的。
第一導(dǎo)電層117可以由CMP方法或通過用聚乙烯醇型多孔體清洗來清洗和拋光，以使第一導(dǎo)電層117的表面變平整。另外，在利用CMP方法拋光之后，紫外線輻射或氧等離子體處理方法等可以在第一電極層117的表面上進行。
根據(jù)上述步驟，具有底部柵門類型(也稱作“反轉(zhuǎn)交錯排列類型(reverse stagger type)”)的TFT的該基片100和顯示面板的TFT基片100(像素電極連接于它)，得以完全制成。在這一實施方案模式中的TFT是通道蝕刻類型。
隨后，有選擇地形成絕緣層(也稱作分隔壁或堤壩)121。絕緣層121在第一絕緣層117上形成后具有開孔。在這一實施方案模式中，絕緣層121是在整個表面上形成，并且通過使用光刻膠或類似物的掩模來蝕刻和產(chǎn)生圖案。當(dāng)絕緣層121通過使用液滴排放方法或能夠直接和有選擇地形成絕緣層121的印刷方法來形成時，利用蝕刻產(chǎn)生圖案不是必然需要的。絕緣層121也可以由根據(jù)本發(fā)明的預(yù)處理形成為具有所需形狀。
絕緣層121能夠由以下材料形成二氧化硅，氮化硅，氮氧化硅，氧化鋁，氮化鋁，氧氮化鋁或另一種無機絕緣材料；丙烯酸，甲基丙烯酸，或它的衍生物；耐熱性聚合物如聚酰亞胺，聚苯并咪唑；或有機硅氧烷型絕緣材料，其中有機基團如甲基或苯基取代與硅鍵接的氫，或無機硅氧烷型材料，它們中的每一種含有在包括硅、氧和氫的化合物之中的Si-O-Si鍵，后者通過使用硅氧烷材料作為起始原料來形成的。絕緣層121也可以通過使用光敏材料如丙烯酸酯樹脂或聚酰亞胺，或非光敏材料來形成。絕緣層121優(yōu)選具有一種形狀，其中半徑曲率連續(xù)地變化。因此，在絕緣層121上形成的電致發(fā)光層122和第二電極層123的覆蓋率得以增強。
在由液滴排放方法排放化合物來形成絕緣層121之后，絕緣層的表面可以用壓力進行加壓處理使之平面化，以便增強它的平面性。作為加壓方法，凸起可以通過掃描輥形物體來變平滑，或該表面可以用平板形物體垂直加壓。另外地，表面的凸起部分可以使用氣刀，通過用溶劑等軟化或熔化表面而被除去。CMP方法也可用于拋光該表面。這一步驟可用于將表面平面化，當(dāng)由液滴排放方法產(chǎn)生凸起時。當(dāng)根據(jù)該步驟增強平面性時，顯示面板的顯示變化或類似變化能夠加以阻止；因此顯示出高清晰度圖像。
發(fā)光元件是在具有顯示面板的TFT的基片100上形成的(參見圖9A和9B)。
在形成該電致發(fā)光層122之前，在絕緣層121中或被吸附在其表面上的水分通過在大氣壓力下在200℃的溫度下進行熱處理而被除去。優(yōu)選的是在200℃到400℃，優(yōu)選250℃到350℃的溫度下，在低壓下進行熱處理，并通過真空蒸發(fā)方法或在低壓下進行的液滴排放方法，無需暴露于大氣空氣，形成電致發(fā)光層122。
作為電致發(fā)光層122，各自指定紅(R)，綠(G)和藍(lán)(B)的發(fā)光的材料可通過使用適合于各材料的蒸發(fā)掩模或類似物由蒸發(fā)法有選擇地形成。各自指定紅(R)，綠(G)和藍(lán)(B)的發(fā)光的材料(低分子量材料，高分子量材料，或類似物)能夠按照與濾色器同樣的方法由液滴排放方法形成。這一情況是優(yōu)選的，因為RGB的單獨著色能夠甚至在不使用掩模的情況下進行。然后，第二電極層123被層壓在電致發(fā)光層122上，完全構(gòu)成了使用發(fā)光元件的具有顯示功能的顯示設(shè)備。
雖然沒有顯示，但是有效的是提供鈍化膜來覆蓋第二電極層123。在形成顯示設(shè)備上提供的保護膜可以具有單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。作為鈍化膜，能夠使用單層的含有氮化硅(SiN)的絕緣膜，二氧化硅(SiO2)，氮氧化硅(SiON)，氮氧化硅(SiNO)，氮化鋁(AlN)，氧氮化鋁(AlON)，具有比氧含量更高的氮含量的氮氧化鋁，氧化鋁，金剛石狀碳(DLC)或含氮的碳膜(CNx)，或結(jié)合了絕緣膜的層壓層。例如，能夠使用層壓層如含氮的碳膜(CNx)和氮化硅(SiN)或有機材料，或可以使用聚合物如苯乙烯聚合物的層壓層。另外地，可以使用一種材料，它具有由硅(Si)和氧(O)的鍵形成的骨架，并且它包括至少氫作為取代基，或氟，烷基，和芳族烴中的至少一種作為取代基。
在此時，優(yōu)選將具有理想覆蓋率的膜用作該鈍化膜，和碳膜，特別地，DLC膜是有效的。DLC膜能夠在從室溫到100℃或100℃以下的溫度范圍內(nèi)形成；因此，DLC膜能夠容易地在具有低耐熱性的電致發(fā)光層上形成。DLC膜能夠通過等離子體CVD方法(典型地，RF等離子體CVD方法，微波CVD方法，電子回旋共振(ECR)CVD方法，熱長絲CVD方法或類似方法)，燃燒火焰方法，濺射方法，離子束蒸發(fā)方法，激光蒸發(fā)方法等來形成。氫氣和烴型氣體(例如CH4、C2H2、C6H6或類似方法)用作被用于形成膜的反應(yīng)活性氣體。反應(yīng)氣體通過輝光放電來離子化。該離子被加速與施加了負(fù)的自偏壓的陰極碰撞。CN膜可以通過使用C2H2氣體和N2氣體作為反應(yīng)活性氣體來形成。DLC膜對于氧氣具有高阻斷效果并能夠抑制電致發(fā)光層的氧化。因此，該電致發(fā)光層能夠在后續(xù)的密封步驟中防止氧化。
隨后，形成密封劑和用密封基片來進行密封。然后，軟的布線基片可以連接到柵門布線層上，后者通過電連接到柵電極層106上而電連接到外部來形成的。這與源極布線層一樣，后者是通過電連接該源極/漏極層111來形成的。
通過使用本發(fā)明制造的EL顯示面板的完整圖示于圖18A和18B中。圖18A顯示了EL顯示面板的頂視圖和圖18B顯示了沿著在圖18A中的E-F線截取的剖視圖。在圖18A和18B中，在元件基片3300上形成的像素部分3301包括像素3302，柵門布線層3306a和3306b，和源極布線層3308，和該元件基片3300通過用密封劑3303粘結(jié)而被固定到密封基片3310上。在這一實施方案模式中，驅(qū)動IC 3351提供在FPC 3351上并由TAB方法裝配。
如在圖18A和18B中所示，干燥劑3305，3304a和3304b提供在顯示面板中，以防止由于元件的水分所引起的損害。形成干燥劑3305以使之環(huán)繞像素部分的周圍，和該干燥劑3304a和3304b是在對應(yīng)于該柵門布線層3306a和3306b的區(qū)域中形成的。在這一實施方案模式中，該干燥劑被提供在密封基片中形成的減壓(depressed)部分中，這不會阻止EL顯示面板變薄。能夠獲得大的吸收區(qū)，因為也在與柵門布線層對應(yīng)的區(qū)域中形成干燥劑，因此增強吸收效率。另外，因為該干燥劑是在不直接發(fā)射光的柵門布線層上形成的，光吸取(lightextraction)效率不會降低。在這一實施方案模式中，填料3307被填充在顯示面板中。當(dāng)具有吸濕性能的物質(zhì)用作該填料時，能夠獲得進一步吸收效果而該元件能夠防止受損害。
在這一實施方案模式中，雖然顯示了其中發(fā)光元件用玻璃基片密封的情況，但密封處理是保護發(fā)光元件免受水分影響的一種處理。因此，能夠使用以下方法中的任何一種其中發(fā)光元件用覆蓋材料以機械方式密封的一種方法，其中發(fā)光元件用熱固性樹脂或紫外光可固化的樹脂密封的一種方法，和其中發(fā)光元件用具有高阻隔能力的薄膜如金屬氧化物、氮化物或類似物密封的一種方法。對于覆蓋材料，能夠使用玻璃，陶瓷，塑料或金屬。然而，當(dāng)光發(fā)射到覆蓋材料側(cè)時，該覆蓋材料需要具有光透射性能。圍合的空間是通過覆蓋材料附著于基片上，在其之上上述發(fā)光元件是用密封劑如熱固性樹脂或紫外光可固化樹脂形成的，然后通過用熱處理或紫外線照射處理固化該樹脂來形成的。也有效的是通過在圍合空間中提供以氧化鋇為代表的吸濕的吸收性材料。該吸收性物質(zhì)可以提供在密封劑之上或在分隔壁或邊緣部分之上，以便不阻斷從發(fā)光元件發(fā)射出的光。此外，還有可能填充在覆蓋材料和基片之間的空間，在基片之上發(fā)光元件是用熱固性樹脂或紫外光可固化的樹脂形成的。在這種情況下，有效的是將以氧化鋇為代表的吸濕性材料添加在熱固性樹脂或紫外光可固化的樹脂中。
在這一實施方案模式中，雖然顯示了轉(zhuǎn)換TFT的單個柵門結(jié)構(gòu)，但是也可以使用多柵門結(jié)構(gòu)如雙柵門結(jié)構(gòu)。當(dāng)通過使用SAS或晶體半導(dǎo)體制造半導(dǎo)體時，通過添加可賦予一種導(dǎo)電類型的雜質(zhì)來形成雜質(zhì)區(qū)域。在這種情況下，半導(dǎo)體層可具有不同濃度的雜質(zhì)區(qū)域。例如，半導(dǎo)體層可具有在通道形成區(qū)域和與柵電極層一起層壓的區(qū)域的周邊的低濃度雜質(zhì)區(qū)域和在其外部的高濃度雜質(zhì)區(qū)域。
如上所述，在這一實施方案模式中，不使用采用光掩模的照相平版印刷術(shù)步驟，因此能夠省略一些步驟。另外，顯示面板能夠通過利用液滴排放方法直接在基片上形成各種圖案來容易地制造，甚至當(dāng)使用處于在一側(cè)上具有1000mm或更多的第五代之中和之后的玻璃基片時。
根據(jù)本發(fā)明，能夠以優(yōu)選的可控制性形成所需的圖案；因此材料的損失和成本能夠減少。因此，能夠以理想的產(chǎn)率制造高性能和高度可靠的顯示設(shè)備。參考圖10A到10E和圖11A和11B來描述本發(fā)明的實施方案模式。在這一實施方案模式中，通過使用頂部柵門類型(反轉(zhuǎn)交錯排列類型)薄膜晶體管作為薄膜晶體管來制造顯示設(shè)備。顯示了作為顯示元件的使用液體材料的液晶顯示器的一個例子。因此，相同的部分或具有類似功能的部分不重復(fù)解釋。注意，圖10A到10E和圖11A和11B顯示了該顯示設(shè)備的橫截面視圖。
顏料也在這一實施方案模式中用作吸光材料，和吸光材料通過激光輻射處理加以改性以改變在輻射區(qū)域中的潤濕性。其中在激光的波長區(qū)域中具有吸收區(qū)域的吸光材料被混入到具有低潤濕性的物質(zhì)中所形成的具有低潤濕性的化合物用排放裝置382排放到基片300上而形成具有低潤濕性的物質(zhì)351。
具有低潤濕性的化合物351的兩端用激光370a和370b輻射而形成具有高潤濕性的高潤濕性區(qū)域360a和360b。該激光被吸光材料吸收，激光因為被吸收在吸光材料中而提高輻射處理效率。與在這一實施方案模式中一樣，當(dāng)膜通過激光輻射來改性時，具有不同潤濕性的微型圖案能夠以理想的可控制性來形成，因為微型工藝由激光成為可能。另外，該成本能夠降低，因為材料的損失能夠得到防止，與通過旋涂方法或類似方法的整體施涂形成相比。夾在高潤濕性區(qū)域360a和高潤濕性區(qū)域360b之間的低潤濕性區(qū)域301具有窄的線形狀，因為它通過利用激光的微型工藝來形成。在這一實施方案模式中，低潤濕性區(qū)域通過在多個區(qū)域如高潤濕性區(qū)域360a和360b上用激光進行輻射處理來變窄。然而，本發(fā)明不限于此，而且潤濕性可以通過進行激光輻射處理來控制，以便與布線的所需間隔對應(yīng)。包括導(dǎo)電材料的化合物作為具有流動性的液滴從液滴排放裝置380中排放，從而跨越該低潤濕性區(qū)域301和覆蓋高潤濕性區(qū)域360a和360b。
因此，包括具有流動性的導(dǎo)電材料的所排放的化合物在低潤濕性區(qū)域301上沒有穩(wěn)定化，因為在形成區(qū)域的潤濕性上的差異，但是從高潤濕性區(qū)域360a和360b的上表面流向高潤濕性區(qū)域360a和360b。這是因為包括導(dǎo)電材料的化合物在低潤濕性區(qū)域301中被拒斥，它對于包括導(dǎo)電材料的化合物具有低潤濕性；因此，化合物未固定和流向具有更高穩(wěn)定性的高潤濕性區(qū)域360a、360b。結(jié)果，包括導(dǎo)電材料的化合物的形狀轉(zhuǎn)變成源極/漏極層330和需要穩(wěn)定化的源極/漏極層308(參見圖10C)。因此，在源極/漏極層330和308之間的間隔能夠以優(yōu)選的可控制性形成，即使它是窄的，和該源極/漏極層330和308不彼此接觸。半導(dǎo)體的通道寬度據(jù)此而變窄，因此，阻力降低，流動性增大，并且它以優(yōu)選的可控制性形成，導(dǎo)致可以防止缺陷如短路。根據(jù)本發(fā)明，布線或類似物能夠以優(yōu)選的可控制性來形成，即使當(dāng)使用其中因為布線或類似物的微型化和薄化而使布線或類似物被整體和復(fù)雜地布置的一種設(shè)計時。
在形成該電極層后，作為預(yù)處理而形成的改變潤濕性的物質(zhì)可以保留，或不需要的部分可以在形成圖案后被除去。圖案可以用作該除去的掩模，和不需要的部分可以通過用氧氣或類似物的灰化法，蝕刻法等來除去。使用激光的輻射處理在進行后形成具有不同潤濕性的區(qū)域，然后，該吸光材料可以用能夠溶解該吸光材料的溶劑如醇來除去。
N型半導(dǎo)體層是在該源極/漏極層330和308上形成并用由光刻膠或類似物形成的掩模進行蝕刻。該光刻膠可以通過使用液滴排放方法來形成。半導(dǎo)體層是在N型半導(dǎo)體層上形成的并再次通過使用掩?；蝾愃莆飦硇纬蓤D案。因此，形成了N型半導(dǎo)體層307和306。
然后，柵門絕緣層305通過使用等離子體CVD方法或濺射方法被形成為單層或?qū)訅航Y(jié)構(gòu)(參見圖 10D)。作為優(yōu)選的模式，尤其，包括氮化硅的絕緣層305a，包括二氧化硅的絕緣層305b和包括氮化硅的絕緣層305c的三層的層壓體對應(yīng)于該柵門絕緣層。
然后，由光刻膠或類似物形成的掩模是在柵門絕緣層305上形成的，和該柵門絕緣層305被蝕刻而形成通孔345(參見圖10E)。在這一實施方案模式中，掩模通過液滴排放方法有選擇地形成。
導(dǎo)電材料包括化合物的由液滴排放裝置381排放在柵門絕緣層305上而形成柵電極層303。與在實施方案模式1中一樣，柵電極層也可以在形成后具有所需形狀并且是更窄的。當(dāng)使用本發(fā)明時，在柵電極層303的通道方向上的寬度能夠是窄的；因此，能夠?qū)崿F(xiàn)更低的阻力和更高的流動性。
像素電極層311是由液滴排放方法形成的。像素電極層311和源極/漏極層308彼此通過在此之前形成的通孔345實現(xiàn)電連接。用于上述第一電極層117的相同材料能夠用于像素電極層311，和當(dāng)制造透光的液晶顯示面板時，由包括氧化錫銦(ITO)，含有二氧化硅的氧化錫銦(ITSO)，氧化鋅(ZnO)，氧化錫(SnO2)或類似物的化合物形成預(yù)定圖案，然后通過烘烤來成形。
稱作校直膜的絕緣層312是由印刷方法或旋涂方法形成的，以覆蓋該像素電極層311。絕緣層312能夠通過使用絲網(wǎng)印刷方法或膠版印刷方法有選擇地形成。然后，進行摩擦和在其中像素由液滴排放方法形成的周圍區(qū)域中形成密封劑(未顯示)。
隨后，液晶顯示面板能夠通過用間隔片將提供了用作校直膜的絕緣層321、用作濾色器的著色層322、用作對電極的導(dǎo)電層323的計數(shù)器基片324，和提供了起偏振片325的配對基片324附裝在TFT基片300上，和通過提供具有液晶層320的空間來制造(參見圖11B)。密封劑可以與填料混合，和進一步，該計數(shù)器基片324可以提供有遮蔽膜(黑色基質(zhì))，等等。應(yīng)該指出，在附裝該計數(shù)器基片324之后利用毛細(xì)管現(xiàn)象注入液晶的分配器類型(滴落型)或浸漬型(泵抽型)能夠用作形成液晶層的方法。
參考圖29描述使用分配器型的液晶滴注射方法。在圖29中的液晶滴注射方法包括控制裝置40，圖像獲取裝置42，排放頭43，液晶33，標(biāo)記35和45，阻隔層34，密封劑32，TFT基片30，和計數(shù)器基片20。閉合環(huán)是用密封劑32形成的，和該液晶33一次或多次從排放頭43滴落在其中。當(dāng)該液晶材料具有高度粘合性時，該液晶材料連續(xù)地排放和以互聯(lián)的方式附著于形成區(qū)域。另一方面，當(dāng)該液晶材料具有低粘合性時，該液晶材料斷續(xù)地排放和液滴被滴下，如在圖29中一樣。在此時，該阻隔層34用來防止密封劑32和液晶33彼此反應(yīng)。隨后，該基片在真空中附裝，然后，進行紫外光固化，以使該空間填充該液晶。
連接部分經(jīng)過形成后將在以上步驟中形成的像素部分和外部布線基片相連接。在連接部分中的絕緣層通過在大氣壓力下或接近大氣壓力的壓力下使用氧氣進行灰化處理而被除去。這一處理是通過使用氧氣和選自氫氣、CF4、NF3、H2O和CHF3中的一種或多種氣體來進行的。在這一步驟中，在使用配對基片密封之后進行灰化處理以防止由于靜電造成的損壞或破壞，然而，灰化處理可以在任何時間進行，當(dāng)有較少的靜電作用時。
提供連接布線基片，以使布線層與插入中間的各向異性導(dǎo)電層實現(xiàn)電連接。布線基片具有從外部傳輸信號或電位的功能。通過上述步驟，能夠制造出包括顯示功能的液晶顯示面板。
在這一實施方案模式中，雖然描述了具有單個柵門結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換TFT，但是也可以使用多柵門結(jié)構(gòu)如雙柵門結(jié)構(gòu)。當(dāng)通過使用SAS或晶體半導(dǎo)體制造半導(dǎo)體時，通過添加可賦予一種導(dǎo)電類型的雜質(zhì)來形成雜質(zhì)區(qū)域。在這種情況下，半導(dǎo)體層可具有不同濃度的雜質(zhì)區(qū)域。例如，與柵電極層層壓和鄰近半導(dǎo)體層的通道區(qū)域的一個區(qū)域可以是低濃度雜質(zhì)區(qū)域，和它的外部區(qū)域可以是高濃度雜質(zhì)區(qū)域。
如上所述，這些步驟能夠通過不使用采用光掩模的曝光步驟在這一實施方案模式中省略。另外，顯示面板能夠通過利用液滴排放方法直接在基片上形成各種圖案來容易地制造，甚至當(dāng)使用處于在一側(cè)上具有1000mm或更多的第五代之中和之后的玻璃基片時。
根據(jù)本發(fā)明，能夠以優(yōu)選的可控制性形成所需的圖案；因此材料的損失和成本能夠減少。因此，能夠以理想的產(chǎn)率制造高性能和高度可靠的顯示設(shè)備。薄膜晶體管能夠通過使用本發(fā)明來形成，和顯示設(shè)備能夠利用薄膜晶體管來形成。另外，當(dāng)使用發(fā)光元件和N型晶體管用作驅(qū)動發(fā)光元件的晶體管時，從發(fā)光元件中發(fā)射出的光可以進行底部發(fā)射，頂部發(fā)射和雙發(fā)射中的任何一種發(fā)射。這里，圖12A到12C用于描述根據(jù)各發(fā)射的發(fā)光元件的層壓結(jié)構(gòu)。
在這一實施方案模式中，使用為本發(fā)明所適用的通道保護型薄膜晶體管481。該通道保護膜可以利用液滴排放方法滴落聚酰亞胺、聚乙烯醇或類似物來形成。結(jié)果，照相平版印刷術(shù)步驟能夠省略。作為通道保護膜，能夠使用一種類型的無機材料(二氧化硅，氮化硅，氮氧化硅，氮化氧化硅等)，光敏或非光敏的有機材料(有機樹脂材料)(聚酰亞胺，丙烯酸樹脂，聚酰胺，聚酰亞胺-酰胺，光刻膠，苯并環(huán)丁烯或類似物)，具有低介電常數(shù)的低K材料，等等；包括它們當(dāng)中的多種的膜材；它們的層壓層；等等。另外地，可以使用一種材料，它具有由硅(Si)和氧(O)的鍵形成的骨架，并且它包括至少氫作為取代基，或氟，烷基，和芳族烴中的至少一種作為取代基。作為制造方法，能夠使用汽相生長方法如等離子體CVD方法或熱CVD方法，或濺射方法。液滴排放方法或印刷紙方法(形成圖案的方法，如絲網(wǎng)印刷或膠版印刷)也可以使用。由施涂方法獲得的TOF膜或SOG膜也能夠使用。
首先，參考圖12A來描述其中光發(fā)射到基片480的一側(cè)，換言之，進行底部發(fā)射，的情況。在這種情況下，源極/漏極482，第一電極484，電致發(fā)光層485，和第二電極486順序地層壓，從而電連接該晶體管481。接著，參考圖12B來描述其中光發(fā)射到與基片480相對的一側(cè)上，換言之，進行頂部發(fā)射，的情況。與晶體管481實現(xiàn)電連接的源極/漏極462，第一電極463，電致發(fā)光層464和第二電極465順序地層壓。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使當(dāng)?shù)谝浑姌O463發(fā)射光時，該光被該源極/漏極462反射并發(fā)射到與基片480相對的一側(cè)。需要指出，在這一結(jié)構(gòu)中，不需要將具有透光性能的材料用于第一電極463。最后，參考圖12C來描述其中光同時發(fā)射到基片480的一側(cè)和它的相對側(cè)上，換言之，進行雙發(fā)射的情況。與晶體管481實現(xiàn)電連接的源極/漏極471，第一電極472，電致發(fā)光層473和第二電極474順序地層壓。在此時，當(dāng)?shù)谝浑姌O472和第二電極474是由具有透光性能的材料形成，或經(jīng)過形成后具有能夠透射光的膜厚度時，能夠?qū)崿F(xiàn)雙發(fā)射。
發(fā)光元件具有一種結(jié)構(gòu)，其中電致發(fā)光層夾在第一電極和第二電極之間。需要考慮工作性能來選擇第一電極和第二電極的材料。第一電極和第二電極能夠是陽極或陰極，這取決于像素結(jié)構(gòu)。在這一實施方案模式中，優(yōu)選讓第一電極作為陰極，和第二電極作為陽極，因為驅(qū)動TFT的極性是n-通道類型。另外，當(dāng)驅(qū)動TFT的極性是p-通道類型時，優(yōu)選將第一電極作為陽極，和第二電極作為陰極。
當(dāng)?shù)谝浑姌O是陽極時，在該電致發(fā)光層中，優(yōu)選從陽極側(cè)按順序來層壓HIL(空穴注入層)，HTL(孔傳輸層)，EML(光發(fā)射層)，ETL(電子傳遞層)，和EIL(電子注入層)。當(dāng)?shù)谝浑姌O是陰極時，優(yōu)選反向?qū)訅焊鲗?，即從陰極側(cè)按順序來層壓EIL(電子注入層)，ETL(電子傳遞層)，EML(光發(fā)射層)，HTL(空穴傳輸層)，HIL(空穴注入層)，和陰極(它是第二電極)。另外，除層壓結(jié)構(gòu)之外，該電致發(fā)光層也能夠以單層結(jié)構(gòu)或組合結(jié)構(gòu)來形成。
作為電致發(fā)光層，各自指定紅(R)，綠(G)和藍(lán)(B)的發(fā)光的材料可通過使用適合于各材料的蒸發(fā)掩?；蝾愃莆镉烧舭l(fā)法有選擇地形成。各自指定紅(R)，綠(G)和藍(lán)(B)的發(fā)光的材料(低分子量材料或高分子量材料，或類似物)能夠按照與濾色器同樣的方法由液滴排放方法形成。這一情況是優(yōu)選的，因為RGB能夠獨立地著色，無需使用掩模。
對于以上頂部發(fā)射類型，當(dāng)ITSO或具有發(fā)光性能的ITSO用于第二電極時，能夠使用其中Li被添加到苯并惡唑衍生物(BzOS)中的BzOS-Li。對應(yīng)于R、G和B的各自發(fā)光顏色的被摻雜劑摻雜的Alq3(對于R的情況DCM或類似物，和對于G的情況DMQD或類似物)例如可以用作EML。
需要指出，電致發(fā)光層不局限于上述材料。例如，空穴注射能力能夠通過共蒸發(fā)氧化物如氧化鉬(MoOxX＝2-3)和α-NPD或紅熒烯，代替使用CuPc或PEDOT來增強。有機材料(包括低分子量材料或高分子量材料)或有機材料和無機材料的復(fù)合材料能夠用作電致發(fā)光層的原材料。下面詳細(xì)描述用于形成發(fā)光元件的材料。
作為屬于電荷注入傳輸物質(zhì)的具有高電子傳輸能力的物質(zhì)，例如能夠給出具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金屬配合物，如三(8-喹啉根)鋁(縮寫Alq3)，三(5-甲基-8-喹啉根)鋁(縮寫Almq3)，雙(10-羥基苯并[h]-喹啉根)鈹(縮寫B(tài)eBq2)，雙(2-甲基-8-喹啉根)-4-苯基苯酚根-鋁(縮寫B(tài)Alq)，等等。作為具有高空穴傳輸能力的物質(zhì)，能夠給出，例如，芳族胺化合物(換句話說，具有苯環(huán)-氮的鍵的化合物)，如4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(縮寫α-NPD)，4，4’-雙[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(縮寫TPD)，4，4′，4”-三(N，N-二苯基-氨基)-三苯胺(縮寫TDATA)，或4，4′，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯胺(縮寫MTDATA)。
作為屬于電荷注入輸送物質(zhì)的具有高電子注射能力的物質(zhì)，能夠給出堿金屬或堿土金屬的化合物，如氟化鋰(LiF)，氟化銫(CsF)，或氟化鈣(CaF2)。除此之外，它可以是具有高電子傳輸能力的物質(zhì)如Alq3與堿土金屬如鎂(Mg)的混合物。
作為屬于電荷注入輸送物質(zhì)的具有高空穴注射能力的物質(zhì)，能夠給出，例如，金屬氧化物如氧化鉬(MoOx)，氧化釩(VOx)，氧化釕(RuOx)，氧化鎢(WOx)，氧化錳(MnOx)。另外，能夠給出酞菁化合物，如酞菁(縮寫H2Pc)或銅酞菁(CuPC)。
該發(fā)光層可以具有一種結(jié)構(gòu)，以便通過為每一個像素提供具有不同發(fā)射波長區(qū)域的發(fā)光層來進行彩色顯示。典型地，形成了對應(yīng)于R(紅)，G(綠)，和B(藍(lán))的顏色的發(fā)光層。在這一情況下，通過為像素的光發(fā)射側(cè)提供可透射在該像素的光發(fā)射側(cè)的發(fā)射波長區(qū)域內(nèi)的光，色純度能夠改進和像素部分能夠防止具有鏡面(反射)。通過提供濾光器，通常需要的圓形偏振光板(light plate)或類似物可以省略，因此，從發(fā)光層射出的光的損失能夠避免。此外，能夠減少當(dāng)傾斜地觀察像素部分(顯示屏)時所產(chǎn)生的在色調(diào)上的變化。
各種材料能夠用于光發(fā)射材料。作為低分子量有機發(fā)光材料，能夠使用4-二氰基亞甲基-2-甲基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-9-久洛尼定基)乙烯基]-4H-吡喃(縮寫DCJT)；44-二氰基亞甲基-2-叔丁基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基julolidine-9-基-乙烯基)]-4H-吡喃(縮寫DCJTB)；Periflanthene；2，5-二氰基-1，4-雙[2-(10-甲氧基-1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]苯；N，N’-二甲基喹吖啶酮(縮寫DMQd)；香豆素6；香豆素545T；三(8-喹啉根)鋁(縮寫Alq3)；9.9’-聯(lián)蒽；9，10-二苯基蒽(縮寫DPA)；9，10-雙(2-萘基)蒽(縮寫DNA)；等等。另一種物質(zhì)也可以使用。
另一方面，高分子量有機光發(fā)射材料在物理性能上比低分子量材料更強并在元件的耐久性上是優(yōu)異的。另外，高分子量有機光發(fā)射材料能夠由施涂來形成，因此，該元件能夠相對容易地制造。使用高分子量有機光發(fā)射材料的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)具有與使用低分子量有機光發(fā)射材料的情況基本上相同的結(jié)構(gòu)，即，陰極，有機發(fā)光層和陽極按順序?qū)訅骸Ｈ欢?，雙層結(jié)構(gòu)可用于許多情況，當(dāng)形成了使用高分子量有機光發(fā)射材料的發(fā)光層時。這是因為難以形成該層壓結(jié)構(gòu)，與使用低分子量有機光發(fā)射材料的場合一樣。具體地說，使用高分子量有機光發(fā)射材料的發(fā)光元件具有按照順序的陰極，發(fā)光層，空穴傳輸層，和陽極的一種結(jié)構(gòu)。
發(fā)光元件的發(fā)光顏色是根據(jù)形成發(fā)光層的材料決定的；因此，指定所需發(fā)光的發(fā)光元件能夠通過選擇發(fā)光層的合適材料來形成。作為能夠用于形成發(fā)光層的高分子量電致發(fā)光材料，能夠給出聚對亞苯基-亞乙烯基型材料，聚對亞苯基型材料，聚噻吩型材料，聚芴型材料。
作為聚對亞苯基亞乙烯基型材料，可以給出聚(對亞苯基亞乙烯基)[PPV]的衍生物，例如，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-甲氧基-1，4-亞苯基亞乙烯基)[MEH-PPV]；聚(2-(二烷氧基苯基)-1，4-亞苯基乙酰氧基)[ROPh-PPV]；和類似物。作為聚對亞苯基型材料，能夠給出聚對亞苯基[PPP]的衍生物，例如，聚(2，5-二烷氧基-1，4-亞苯基)[RO-PPP]；聚(2，5-二己氧基-1，4-亞苯基)；等等。作為聚噻吩型材料，能夠給出聚噻吩[PT]的衍生物，例如，聚(3-烷基噻吩)[PAT]；聚(3-己基噻吩)[PHT]；聚(3-環(huán)己基噻吩) [PCHT]；聚(3-環(huán)己基-4-甲基噻吩)[PCHMT]；聚(3，4-二環(huán)己基噻吩)[PDCHT]；聚[3-(4-辛基苯基)-噻吩][POPT]；聚[3-(4-辛基苯基)-2，2-聯(lián)噻吩][PTOPT]；等等。作為聚芴型材料，能夠給出聚芴[PF]的衍生物，例如，聚(9，9-二烷基芴)[PDAF]；聚(9，9-二辛基芴)[PDOF]；等等。
當(dāng)具有空穴傳輸性能的高分子量有機光發(fā)射材料被插入在陽極和具有發(fā)光性能的高分子量有機光發(fā)射材料之間時，能夠增強從陽極的空穴注入能力。一般，與受主材料一起溶于水中的具有空穴傳輸能力的高分子量有機光發(fā)射材料通過旋涂方法等施涂。另外，具有空穴注入能力的高分子量光發(fā)射材料不溶于有機溶劑中；因此，它能夠?qū)訅涸诰哂邪l(fā)光性能的上述高分子量有機光發(fā)射材料上。作為具有空穴傳輸性能的高分子量有機光發(fā)射材料，能夠給出用作受主材料的PEDOT和莰酮-10-磺酸(CSA)的混合物，和用作受主材料的聚苯胺[PANI]和聚苯乙烯磺酸[PSS]的混合物，等等。
發(fā)光層能夠在制成后發(fā)射普通顏色或白色的光。當(dāng)使用白光發(fā)射材料時，通過應(yīng)用一種結(jié)構(gòu)而使彩色顯示成為可能，在該結(jié)構(gòu)中提供在像素的發(fā)光側(cè)上透射具有特定波長的光的濾光器(著色層)。
為了形成發(fā)射白光的發(fā)光層，例如Alq3，被屬于紅光發(fā)射顏料的尼羅紅部分地?fù)诫s的Alq3，alq3，p-EtTAZ，TPD(芳族二胺)順序地通過蒸汽沉積方法層壓而獲得白光。對于發(fā)光層由使用旋涂的施涂法形成的情況，由旋涂形成的層優(yōu)選通過真空加熱來烘烤。例如，聚(乙烯二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)溶液(PEDOT/PSS)的水溶液可以完全地施涂和烘烤，以形成用作空穴注入層的膜。然后，被發(fā)光中心顏料(1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二烯(TPB)摻雜的聚乙烯基咔唑(PVK)溶液；4-二氰基亞甲基-2-甲基-6-(對-二甲基氨基-苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM1)；尼羅紅；香豆素6；等等)可以完全地施涂和烘烤以形成用作發(fā)光層的膜。
該發(fā)光層可以形成為單層。例如，具有電子傳輸性能的1，3，4-惡二唑衍生物(PBD)可以分散在具有空穴注入能力的聚乙烯基咔唑(PVK)中。此外，通過分散作為電子傳遞劑的30wt％的PBD和分散合適量的四種類型的顏料(TPB，香豆素6，DCM1和尼羅紅)來獲得白光發(fā)射。除了如這里所示的可以獲得白光發(fā)射的發(fā)光元件之外，能夠提供紅光發(fā)射、綠光發(fā)射或藍(lán)光發(fā)射的發(fā)光元件能夠通過適當(dāng)?shù)剡x擇發(fā)光層的材料來制造。
當(dāng)具有空穴傳輸性能的高分子量有機光發(fā)射材料通過被插入在陽極和具有發(fā)光性能的高分子量有機光發(fā)射材料之間來形成時，能夠增強從陽極的空穴注入能力。一般，與受主材料一起溶于水中的具有空穴傳輸能力的高分子量有機光發(fā)射材料通過旋涂方法等施涂。另外，具有空穴傳輸能力的高分子量光發(fā)射材料不溶于有機溶劑中；因此，它能夠?qū)訅涸诰哂邪l(fā)光性能的上述有機光發(fā)射材料上。作為具有空穴傳輸性能的高分子量有機光發(fā)射材料，能夠給出用作受主材料的PEDOT和莰酮-10-磺酸(CSA)的混合物，和用作受主材料的聚苯胺[PANI]和聚苯乙烯磺酸[PSS]的混合物，等等。
此外，含有金屬配合物等的三重線態(tài)激勵材料以及單線態(tài)激勵光發(fā)射材料可用于該發(fā)光層。例如，在發(fā)射紅、綠和藍(lán)光的像素之中，在較短時間內(nèi)發(fā)光度減少了一半的發(fā)射紅光的像素是由三重線態(tài)激勵光發(fā)射材料形成的和剩余的是由單線態(tài)激勵光發(fā)射材料形成的。三重線態(tài)激勵光發(fā)射材料具有一種特征該材料具有良好的發(fā)光效率和消耗較低的功率獲得相同的發(fā)光度。當(dāng)?shù)谌N激勵光發(fā)射材料用于紅色像素時，需要僅僅少量的電流應(yīng)用于發(fā)光元件。如此，可靠性能夠得到改進。發(fā)射紅光的像素和發(fā)射綠光的像素可以由三重線態(tài)激勵光發(fā)射材料形成和發(fā)射藍(lán)光的像素可以由單線態(tài)激勵光發(fā)射材料形成，以實現(xiàn)低電耗。低電耗能夠進一步通過用三重線態(tài)激勵光發(fā)射材料形成可發(fā)射出具有良好可見度的綠光的發(fā)光元件來實現(xiàn)。
用作摻雜劑的金屬配合物是三重線態(tài)激勵光發(fā)射材料的例子，而有屬于第三過渡系元素的鉑作為中心金屬的金屬配合物，有銥作為中心金屬的金屬配合物和類似物是已知的。三重線態(tài)激勵光發(fā)射材料不局限于此類化合物。具有上述結(jié)構(gòu)和含有屬于元素周期表的8-10族的任何一個族的元素作為中心金屬的化合物也能夠使用。
用于形成發(fā)光層的上述材料僅僅是舉例而已。發(fā)光元件能夠通過適當(dāng)?shù)貙訅汗δ軐尤缈昭ㄗ⑷雮鬏攲?，空穴傳輸層，電子注入傳輸層，電子傳遞層，發(fā)光層，電子阻擋層，和空穴阻擋層來形成。此外，混合層或混合接合處可通過結(jié)合這些層來形成。發(fā)光層的層狀結(jié)構(gòu)能夠作變化。若不提供特定的電子注入?yún)^(qū)域或發(fā)光區(qū)域，則諸如為了該目的提供電極或提供分散的發(fā)光材料之類的改性是可接受的，只要它不偏離本發(fā)明的范圍。
用上述材料形成的發(fā)光元件通過在正向上施加偏壓而發(fā)射出光。用發(fā)光元件形成的顯示設(shè)備的像素能夠由簡單的矩陣模式或有源矩陣模式來驅(qū)動。在任何情況下，每一個像素通過在特定時間對其施加正向偏壓而發(fā)射出光；然而，該像素在某些時間處于非發(fā)光狀態(tài)。發(fā)光元件的可靠性能夠通過在這一非發(fā)光時間中施加向后的偏壓來改進。在發(fā)光元件中，會有一種劣化模式，其中在特定的驅(qū)動條件下發(fā)射強度會下降，或有一種劣化模式，其中非發(fā)光的區(qū)域在像素中擴大和發(fā)光度明顯地減少。然而，劣化的進程能夠通過交流電驅(qū)動來減慢。因此，發(fā)光裝置的可靠性能夠得到改進。另外，數(shù)字驅(qū)動和模擬驅(qū)動兩者都能夠應(yīng)用。
濾色器(著色層)可以在基片480的配對基片上形成，雖然它沒有在圖12A到12C中示出。該濾色器(著色層)能夠由液滴排放方法形成，和在這種情況下，激光輻射處理能夠作為上述基礎(chǔ)預(yù)處理來應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明，濾色器(著色層)能夠以理想的可控制性形成而后具有所需圖案。通過使用濾色器(著色層)，也能夠進行清晰的顯示。這是因為寬峰能夠能夠在各RGB的發(fā)光譜中改善成銳利的。
如上所述，給出了其中材料指明R、G和B的發(fā)光的情況，然而，通過形成顯示單色的材料和結(jié)合一種濾色器和顏色轉(zhuǎn)化層能夠進行全色顯示。該濾色器(著色層)或顏色轉(zhuǎn)化層是在，例如，第二基片(密封基片)上形成的和可以附著于基片。如上所述，指定普通顏色的材料、濾色器(著色層)和顏色轉(zhuǎn)化層中的任何一種能夠由液滴排放方法形成。
自然地，可以顯示出普通的顏色。例如，具有區(qū)域顏色類型的顯示設(shè)備可以通過使用普通顏色發(fā)射來制造。無源的矩陣型顯示器部分適合于該區(qū)域顏色類型，并主要地顯示文字或信號。
在上述結(jié)構(gòu)中，有可能使用具有低功函數(shù)的材料作為陰極，而例如，Ca，Al，CaF，MgAg，AlLi等是令人想望的。單層型，層壓層型，在各層之間不具有界面的混合型中的任何一種能夠用于電致發(fā)光層。該電致發(fā)光層可以由單線態(tài)材料，三重線態(tài)材料，或各種材料混合而成的材料所形成；或由電荷注入輸送物質(zhì)和包括有機化合物或無機化合物的光發(fā)射材料所形成，它包括低分子量有機化合物材料、中等分子量有機化合物(它指不具有升華性能的有機化合物，和分子的數(shù)量是20或20以下或該分子的長度是10μm或10μm以下)和高分子量有機化合物的單層或多層，這些化合物由分子的數(shù)量所定義，并可以與電子注入輸送無機化合物或空穴注入輸送無機化合物相結(jié)合。第一電極484，第一電極463，和第一電極472通過使用透射光的透明導(dǎo)電薄膜來形成，和例如，除ITSO或ITSO以外還使用其中2％-20％的氧化鋅(ZnO)混合在氧化銦中的透明導(dǎo)電薄膜。在真空氣氛中的等離子體處理或熱處理優(yōu)選在形成第一電極484，第一電極463，和第一電極472之前進行。該分隔壁(也稱作堤壩)是通過使用含有硅的材料，有機材料或復(fù)合物材料來形成的。另外，可以使用多孔膜。然而，當(dāng)光敏材料或非光敏材料如丙烯酸樹脂或聚酰亞胺用于形成時，它的側(cè)面具有一種形狀其中半徑曲率連續(xù)地變化和在上層薄膜中沒有產(chǎn)生因為階躍所引起的間斷；因此，它是優(yōu)選的。這一實施方案模式能夠自由地與上述實施方案模式相結(jié)合。(實施方案模式3)在根據(jù)實施方案模式2-4所制造的顯示面板中，如在圖14B中所解釋，掃描線驅(qū)動電路能夠通過形成SAS的半導(dǎo)體層而在基片3700上形成。
圖25顯示了包括使用SAS(其中獲得了從1cm2/V·sec到15cm2/V·sec的電場效應(yīng)淌度)的n-通道型TFT的掃描線驅(qū)動電路的方塊圖。
在圖25中，方塊500對應(yīng)于為一個階段輸出取樣脈沖的脈沖輸出電路而移位存貯器包括n脈沖輸出電路。參考數(shù)字901表示緩沖電路并連接到像素902。
圖26顯示了由方塊500所示出的脈沖輸出電路500的特定結(jié)構(gòu)，和這一脈沖輸出電路500包括n-通道型 TFT 601到613?？紤]到使用SAS的n-通道類型TFT的工作特性來決定TFT的大小。例如，當(dāng)通道長度設(shè)定為8μm時，該通道寬度能夠設(shè)定為10μm到80μm。
另外，圖27顯示了緩沖電路901的特定結(jié)構(gòu)。該緩沖電路同樣地包括n-通道類型TFT 620到635。在此時，考慮到使用SAS的n-通道類型TFT的工作特性來決定TFT的大小。例如，當(dāng)通道長度設(shè)定為10μm時，該通道寬度能夠設(shè)定為10μm到1800μm。根據(jù)本發(fā)明，圖案能夠以理想的可控制性形成而具有所需形狀；因此，具有10μm通道寬度的象這樣的窄布線能夠穩(wěn)定地形成而無間斷。
需要由布線讓TFT彼此連接以實現(xiàn)該電路，和圖16顯示了對于這樣一種情況的布線的結(jié)構(gòu)例子。與在實施方案模式4中一樣，圖16顯示了一種狀態(tài)，其中柵電極層103，柵門絕緣層106(包括含有氮化硅的絕緣層，含有二氧化硅的絕緣層，和含有氮化硅的絕緣層的三層層壓體)，由SAS形成的半導(dǎo)體層107，形成源極/漏極的n型半導(dǎo)體層109，和源極/漏極層111和112都可形成。在這種情況下，在與柵電極層103相同的步驟中在基片100上形成連接布線層160，161和162。包括吸光材料的具有低潤濕性的物質(zhì)是在基片100上形成的，和利用具有被該吸光材料所吸收的波長的激光來進行的輻射處理是在需要形成柵電極層103，該連接布線層160，161和162的區(qū)域上進行的。因此，處理過的區(qū)域變成高潤濕性區(qū)域102a，102b，102c，和102d，與該周圍區(qū)域相比較。然后，柵門絕緣層的一部分進行蝕刻加工以使該連接布線層160、161和162暴露，和各種電路能夠通過源極/漏極層111和112和在它的相同步驟中形成的連接布線層163來適當(dāng)?shù)剡B接TFT而實現(xiàn)。下面描述在根據(jù)實施方案模式2到5制造的顯示面板上裝配驅(qū)動電路的模式。
首先，參考圖15A描述使用COG方法的顯示設(shè)備。用于顯示有關(guān)字符、成像等的信息的像素部分2701被提供在基片2700上。提供多個驅(qū)動電路的基片被分成矩形，和分開的驅(qū)動電路(以下簡稱驅(qū)動IC)2751被裝配在該基片2700上。圖15A顯示了在驅(qū)動IC 2751的末端上裝配多個的驅(qū)動ICs 2751和FPC 2750的模式。另外，分開的尺寸可以制成幾乎與在信號線側(cè)上像素部分的一條邊的長度相同，和膠帶可以裝配在單個驅(qū)動IC的末端上。
可以采用TAB方法。在這種情況下，多個的膠帶可以附接和驅(qū)動IC可以裝配在該膠帶上。與COG方法的情況類似，單個驅(qū)動IC可以裝配在單個膠帶上。在這種情況下，用于固定驅(qū)動IC的金屬片或類似物可以附接在一起，以提高強度。
被裝配在顯示面板上的多個驅(qū)動IC優(yōu)選是在具有300mm到1000mm或更大的邊長的矩形基片上形成的，以改善生產(chǎn)能力。
換句話說，包括驅(qū)動電路部分和輸入輸出終端作為一個單元的多個電路圖案是在該基片上形成的，和可以最后被分開和取出?？紤]到像素部分的邊長和像素間距，驅(qū)動IC可以形成為具有15mm到80mm的長邊和1mm到6mm的短邊的矩形。另外地，該驅(qū)動IC可以形成為具有像素部分的邊長的長邊長度，或?qū)⒃撓袼夭糠峙c各驅(qū)動電路的邊長相加的長邊長度。
在驅(qū)動IC的IC芯片上外部尺寸的優(yōu)點是長邊的長度。當(dāng)使用具有15mm到80mm的長邊的驅(qū)動IC時，根據(jù)該像素部分所需安裝的數(shù)量比使用IC芯片的情況更少。因此，總制造產(chǎn)率能夠改進。當(dāng)驅(qū)動IC在玻璃基片上形成時，生產(chǎn)能力不受損害，沒有由于用作母體的基片的形狀所引起的限制。這與從圓形硅晶片中取出IC芯片的情況相比是較大的優(yōu)點。
當(dāng)掃描線驅(qū)動電路3702如圖14B中所示在基片上整體地形成時，提供了信號線驅(qū)動電路的驅(qū)動IC被安裝在該像素部分3701之外的區(qū)域上。該驅(qū)動IC是信號線側(cè)驅(qū)動電路。為了形成與RGB全色對應(yīng)的像素部分，對于XGA種類需要3072根信號線和對于UXGA種類需要4800根信號線。以該數(shù)量形成的信號線在該像素部分3701的邊緣部分上被分成幾個區(qū)塊并提供有引線。該信號線與驅(qū)動IC的輸出端子的螺距相關(guān)地被褶裥。
該驅(qū)動IC優(yōu)選由在基片上形成的晶體半導(dǎo)體組成。該晶體半導(dǎo)體優(yōu)選通過用連續(xù)波激光進行輻射來形成。因此，連續(xù)波固體激光器或氣體激光器用作產(chǎn)生激光的振蕩器。當(dāng)使用連續(xù)波激光器時有較少的晶體缺陷，結(jié)果，晶體管能夠通過使用具有較大晶粒尺寸的多晶半導(dǎo)體層來形成。另外，高速驅(qū)動是可能的，因為淌度或響應(yīng)速度是有利的，和有可能進一步改進元件的工作頻率，與普通元件的工作頻率相比。因此，能夠獲得高可靠性，因為有較少的特性變化。需要指出，晶體管的通道長度方向和激光的掃描方向可以指示在相同的方向上以進一步改進工作頻率。這是因為當(dāng)相對于基片而言晶體管的通道長度方向和激光的掃描方向在利用連續(xù)波激光器的激光結(jié)晶的步驟中是幾乎平行(優(yōu)選，從-30°到30°)的時，能夠獲得最高的淌度。該通道長度方向與電流的流動方向即電荷在通道形成區(qū)域中運動的方向一致。如此制造的晶體管具有包括其中晶粒在通道方向上延伸的多晶半導(dǎo)體層的活動層，和這意味著幾乎沿著該通道方向形成了晶粒邊界。
為了進行激光結(jié)晶，優(yōu)選的是將激光很大程度上變窄，和它的射束點優(yōu)選具有與驅(qū)動IC的短的一邊的寬度相同的寬度，大約為1mm-3mm。另外，為了為被輻射的對象確保足夠和有效的能量密度，激光的輻射區(qū)域優(yōu)選是線性形狀的。在這里使用的該術(shù)語“線性”指不是在嚴(yán)格意義上的線，而是具有大的長寬比的矩形或長方形。例如，該線性形狀指具有2或2以上(優(yōu)選從10到10000)的長寬比的矩形或長方形。因此，有可能提供制造顯示設(shè)備的方法，其中通過讓激光的射束點寬度和驅(qū)動IC的短的一邊的寬度具有相同的長度來改進生產(chǎn)能力。
如圖15A和15B中所示，驅(qū)動IC可以作為掃描線驅(qū)動電路和信號線驅(qū)動電路來安裝。在這種情況下，優(yōu)選的是將該掃描線驅(qū)動電路和該信號線驅(qū)動電路的技術(shù)規(guī)格加以區(qū)分。
在該像素部分中，該信號線和該掃描線交叉而形成矩陣而晶體管與各交叉點一致地排列。有無定形半導(dǎo)體或半無定形半導(dǎo)體作為通道部分的TFT用作在本發(fā)明中的像素部分中排列的晶體管。該無定形半導(dǎo)體是由諸如等離子體CVD方法或濺射方法之類的方法形成的。有可能在300℃或300℃以下的溫度下由等離子體CVD方法到形成該半無定形半導(dǎo)體。為了形成晶體管所需要的膜厚度是在短的時間內(nèi)形成的，甚至對于例如550mm×650mm的外部尺寸的非堿性玻璃基片的情況而言。該制造技術(shù)的特征可有效地制造出較大面積的顯示設(shè)備。另外，半無定形的TFT能夠通過形成SAS的通道形成區(qū)域而能夠獲得從2cm2/V·sec到10cm2/V·sec的場效應(yīng)淌度。當(dāng)應(yīng)用本發(fā)明時，具有短通道寬度的窄布線能夠穩(wěn)定地形成而無間斷，因為圖案能夠以理想的可控制性形成為具有所需的形狀。因此，具有電特性的TFT要求充分地發(fā)揮像素功能。因此，這一TFT能夠用作像素的開關(guān)元件和用作構(gòu)成掃描線驅(qū)動電路的元件。所以，能夠制造出其中實現(xiàn)系統(tǒng)在面板上(system-on-panel)的顯示面板。
該掃描線驅(qū)動電路也通過使用具有由半無定形半導(dǎo)體(SAS)形成的半導(dǎo)體層的TFT在該基片上整體形成。對于使用具有由無定形半導(dǎo)體(AS)形成的半導(dǎo)體層的TFT的情況，驅(qū)動IC可以作為掃描線驅(qū)動電路和信號線驅(qū)動電路來安裝。
在這種情況下，優(yōu)選的是將在掃描線上和在信號線上使用的驅(qū)動IC的技術(shù)規(guī)格加以區(qū)分。例如，構(gòu)成掃描線側(cè)驅(qū)動IC的晶體管需要承受大約30v的電壓；然而，驅(qū)動頻率是100kHz或100kHz以下和高速運轉(zhuǎn)是不太需要的。因此，優(yōu)選的是將包括在掃描線驅(qū)動器中的晶體管的通道長度(L)設(shè)定為足夠的長。另一方面，信號線驅(qū)動IC的晶體管要求承受僅僅大約12V的電壓；然而，驅(qū)動頻率是在3V下的65MHz和高速運轉(zhuǎn)是需要的。因此，優(yōu)選的是以微米規(guī)則來設(shè)定包括在驅(qū)動器中的晶體管的通道長度等。根據(jù)本發(fā)明，通過使用激光輻射的處理能夠形成微型圖案；因此，本發(fā)明能夠充分地對應(yīng)于該微米規(guī)則。
裝配驅(qū)動IC的方法沒有特殊的限制和已知的方法如COG方法，布線粘結(jié)方法，或TAB方法都能夠使用。
驅(qū)動IC和計數(shù)器基片的高度能夠通過形成與配對基片有相同厚度的驅(qū)動IC而變成幾乎相同，這有助于使顯示設(shè)備總體上變薄。當(dāng)兩基片是相同材料形成時，不會產(chǎn)生熱應(yīng)力和包括TFT的電路的特性不會受損，甚至當(dāng)在顯示設(shè)備中產(chǎn)生溫度變化時。此外，被安裝在一個像素部分上的驅(qū)動IC的數(shù)量能夠通過安裝比IC芯片更大的驅(qū)動IC作為驅(qū)動電路來減少，如在這一實施方案模式中所述。
如上所述，驅(qū)動電路能夠引入到顯示面板中。在這一實施方案中給出的顯示面板的像素的結(jié)構(gòu)是參考在圖17A到17F中示出的等效電路圖來描述的。
在圖17A中示出的像素中，信號線410和供電線路411到413是以列排列的，和掃描線414是以行排列的。該像素還包括轉(zhuǎn)換TFT 401，驅(qū)動TFT 403，電流控制TFT 404，電容器元件402，和發(fā)光元件405。
在圖17C中所示的像素具有與在圖17A中所示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，只是驅(qū)動TFT 403的柵電極連接到以行排列的該供電線路415。在圖17A和17C中的兩種像素顯示相同的等效電路圖。然而，對于供電線路412是以列排列(圖17A)和供電線路415是以行排列(圖17C)的情況，各供電線路是由在不同層之間的導(dǎo)電層形成的。兩個像素各自示于圖17A和17C中，以便表明各層(其中形成了連接到驅(qū)動TFT 403的柵電極上的布線)在圖17A和17C之間是不同的。
在圖17A和17C兩者中，TFT 403和404在該像素中串聯(lián)地連接，以及TFT 403的通道長度L3/通道寬度W3與TFT 404的通道長度L4/通道寬度W4的比率被設(shè)定為L3/W3∶L4/W4＝5到6000∶1。例如，當(dāng)L3，W3，L4和W4分別是500μm，3μm，3μm，和100μm。根據(jù)本發(fā)明，具有3μm W3的這一窄布線能夠穩(wěn)定地形成而無間斷，因為圖案能夠以理想的可控制性形成為具有所需形狀。因此，能夠形成了具有為圖17A和17C中所示的該像素令人滿意地發(fā)揮功能所需要的電特性的TFT。結(jié)果，能夠制造出在顯示能力上表現(xiàn)優(yōu)異的高度可靠的顯示面板。
TFT 403是在飽和區(qū)域中工作并控制在發(fā)光元件405中流過的電流量；而TFT 404是在線性區(qū)域中工作并控制供應(yīng)到發(fā)光元件405中的電流。鑒于該制造工藝，TFT 403和404優(yōu)選具有相同的導(dǎo)電性。為了驅(qū)動TFT 403，可以使用空虛型TFT代替增強型TFT。根據(jù)具有以上結(jié)構(gòu)的本發(fā)明，在TFT 404的VGS中的輕微變化不會影響在發(fā)光元件405中流過的電流量，因為電流控制TFT 404是在線性區(qū)域中工作的。也就是說，在發(fā)光元件405中流過的電流量是由在飽和區(qū)域中工作的TFT 403決定的。因此，有可能提供顯示設(shè)備，其中通過改進在發(fā)光元件的發(fā)光度上的變化來改進圖像質(zhì)量，歸因于TFT性能的變化。
在圖17A到17D中示出的像素的TFT 401控制被輸入到該像素的視頻信號輸入。當(dāng)該轉(zhuǎn)換TFT 401被接通和視頻信號被輸入到該像素中時，該視頻信號被貯存在電容器元件402中。雖然該像素包括在圖17A到17D中的電容器元件402，但是本發(fā)明不限于它們。當(dāng)柵電容等能夠用作貯存視頻信號的電容器時，則電容器元件402不一定提供。
發(fā)光元件405具有一種結(jié)構(gòu)其中電致發(fā)光層被夾在一雙電極之間。像素電極和配對電極(陽極和陰極)具有在兩者之間的電位差，因此施加正向偏電壓。該電致發(fā)光層是由寬范圍的材料形成，如有機材料，無機材料。在電致發(fā)光層中的發(fā)光包括當(dāng)激發(fā)單重態(tài)回到基態(tài)時產(chǎn)生的發(fā)光(熒光)和當(dāng)激發(fā)三重線態(tài)回到基態(tài)時產(chǎn)生的發(fā)光(磷光)。
在圖17B中所示的像素具有與在圖17A中所示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，只是增加TFT 406和掃描線416。類似地，在圖17D中所示的像素具有與在圖17C中所示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，只是增加TFT 406和掃描線416。
TFT 406由增加的掃描線415控制為開/關(guān)。當(dāng)TFT 406被開啟時，貯存在電容器元件402中的電荷被放電。因此將TFT 404關(guān)閉。也就是說，電流供應(yīng)到發(fā)光元件405中能夠通過提供TFT 406來強制地停止。因此，在采用圖17B和17D中所示的結(jié)構(gòu)將信號寫入到全部像素中之前，光照時段能夠與寫入時段同時開始或在寫入期之后不久開始，因此改進了占空率。
在圖17E中示出的像素中，信號線450和供電線路451和452是以列排列的，和掃描線453是以行排列的。該像素進一步包括轉(zhuǎn)換TFT 441，驅(qū)動TFT 443，電容器元件442，和發(fā)光元件444。在圖17F中所示的像素具有與在圖17E中所示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，只是增加TFT445和掃描線454。需要指出的是，圖17F的結(jié)構(gòu)還允許通過提供TFT445來改進占空率。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，布線等的圖案能夠以理想的可控制性穩(wěn)定地形成但無間斷。因此，TFT能夠具有高的電特性和可靠性，并且本發(fā)明能夠令人滿意地用于應(yīng)用技術(shù)，后者根據(jù)預(yù)定用途來改進像素的顯示容量。為掃描線輸入終端部分和信號線輸入終端部分提供保護二極管的一個模式現(xiàn)參考圖24來進行解釋。為圖24中的像素2702提供TFT501和502，電容器504，和發(fā)光元件503。這一TFT具有與在實施方案模式1中相同的結(jié)構(gòu)。
為信號線輸入終端部分提供保護二極管261和262。這些保護二極管是在與TFT 260的同一步驟中制造的并通過各自連接到一個柵門和漏極或源極的一個上而作為二極管來工作。圖23顯示了等效電路圖，如在圖24中所示的頂視圖。
該保護二極管561包括柵電極層，半導(dǎo)體層，布線層。該保護二極管562具有相同的結(jié)構(gòu)。連接到這一保護二極管上的普通的等勢線554和555是在與柵電極層的同一層上形成的。因此，需要在柵門絕緣層中形成一接觸通孔以便電連接到該布線層。
掩模層可以形成和蝕刻加工而在柵門絕緣層中形成接觸通孔。在這種情況下，當(dāng)應(yīng)用在大氣壓力放電下的蝕刻加工時，放電過程能夠局部地進行，和掩模層不必然在整個表面上形成。
信號布線層是在與在TFT 501中的源極/漏極布線層505的同一層中形成的并具有一種結(jié)構(gòu)其中連接于它的信號布線層連接到該源極或漏極側(cè)。
掃描信號線側(cè)的輸入終端部分也具有相同的結(jié)構(gòu)。該保護二極管563包括柵電極層，半導(dǎo)體層，和布線層。保護二極管564也具有相同的結(jié)構(gòu)。連接到保護二極管上的普通的等勢線556和557是在與該源極/漏極層的同一層中形成的。根據(jù)本發(fā)明，在輸入級中提供的保護二極管能夠同時形成。應(yīng)當(dāng)指出，沉積保護二極管的位置不局限于這一實施方案模式并且也能夠在驅(qū)動電路和像素之間提供。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，布線等的圖案能夠以理想的可控制性來穩(wěn)定地形成，沒有產(chǎn)生成形缺陷。因此，即使當(dāng)布線等是復(fù)雜的并通過形成保護電路而致密地形成時，由于在形成時的安裝缺陷所引起的短路或類似現(xiàn)象不會產(chǎn)生。另外，本發(fā)明能夠充分地對應(yīng)于微型化或薄的設(shè)備，因為不需要考慮寬邊(wide margin)。結(jié)果，能夠制造出具有理想的電特性和高可靠性的顯示設(shè)備。圖22顯示了根據(jù)本發(fā)明制造的構(gòu)成具有TFT基片2800的EL顯示模塊的例子。包括像素的像素部分是在TFT基片2800上形成的。
在圖22中，TFT被提供在驅(qū)動電路和在像素部分外部的該像素之間，該TFT與在通過連接到一個柵門和TFT的源極或漏極的一個上而與二極管以同樣方式工作的像素或保護電路部分2801中形成的TFT相同。由單晶半導(dǎo)體形成的驅(qū)動IC，由多晶半導(dǎo)體薄膜在玻璃基片上形成的棒(stick)驅(qū)動IC，或由SAS形成的驅(qū)動電路應(yīng)用于驅(qū)動電路2809。
TFT基片2800粘結(jié)于密封基片2820，通過在彼此之間插入間隔片2806a和2806b來實現(xiàn)。該間隔片優(yōu)選被提供來保持在兩個基片之間的間距恒定，即使當(dāng)基片是薄的和像素部分的面積擴大時。在TFT基片2800與在分別連接到TFT 2802和2803上的發(fā)光元件2804和2805上的密封基片2820之間的間隔可以用透光樹脂材料填充并固化，或可以填充無水氮氣或惰性氣體。
圖22顯示了一種情況，其中發(fā)光元件2804和2805具有頂部發(fā)射類型的一種結(jié)構(gòu)和具有其中光在該圖中所示的箭頭方向上發(fā)射的一種結(jié)構(gòu)。多色顯示能夠通過具有紅，綠和藍(lán)的不同發(fā)光顏色在各像素中進行。另外，在此時，外部發(fā)射的光的色純度能夠通過形成與在密封基片2820側(cè)上的各顏色對應(yīng)的著色層2807a、2807b和2807c來增強。另外，該著色層2807a，2807b和2807c可以通過使用像素作為白光發(fā)射元件來結(jié)合。
該驅(qū)動電路2809和布線基片2810通過在外部電路基片2811的一端上提供的掃描線或信號線接線端子來彼此連接。另外，熱管2813和吸熱器2812可以被配備來與TFT基片2800接觸或接近，從而具有改進熱效應(yīng)的一種結(jié)構(gòu)。
圖22顯示了頂部發(fā)射類型EL模塊，然而，它也可以通過改變發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)或外部電路基片的布置而成為底部發(fā)射型結(jié)構(gòu)。自然地，還有雙發(fā)射結(jié)構(gòu)，其中光發(fā)射到頂部和底部表面的兩面上。對于頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)，屬于分隔壁的絕緣層可以著色而用作黑色基質(zhì)。這一分隔壁能夠由液滴排放方法或類似方法形成和它可以通過將顏料材料、炭黑等的黑色樹脂混入到樹脂材料如聚酰亞胺中來形成，或它們的層壓結(jié)構(gòu)也可以使用。
另外，在TFT基片2800中，密封結(jié)構(gòu)可以通過將樹脂膜粘附于其中像素部分利用密封劑或粘合劑樹脂來形成的那一面上而形成。在這一實施方案模式中，顯示了使用玻璃基片的玻璃封接，然而，能夠使用各種密封方法，如使用樹脂的樹脂密封方法，使用塑料的塑料密封方法，和使用膜的膜密封方法。防止水分穿透的氣體阻隔膜優(yōu)選被提供在樹脂膜的表面上。通過應(yīng)用膜密封結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)進一步變薄和變輕。電視設(shè)備能夠通過根據(jù)本發(fā)明形成的顯示設(shè)備來構(gòu)造。顯示面板能夠以任何下列方式形成作為在圖14A中所示的結(jié)構(gòu)，當(dāng)僅僅像素部分被形成，和然后掃描線驅(qū)動電路和信號線驅(qū)動電路由圖15B中所示的TAB方法裝配時；作為在圖14A中所示的結(jié)構(gòu)，當(dāng)僅僅像素部分被形成，和然后掃描線驅(qū)動電路和信號線驅(qū)動電路由圖15A中所示的COG方法裝配時；TFT是由SAS形成，像素部分和掃描線驅(qū)動電路在基片上整體地形成，和信號線驅(qū)動電路獨立地作為驅(qū)動IC來裝配，如在圖14B中所示；以及像素部分，信號線驅(qū)動電路，和掃描線驅(qū)動電路在該基片上整體地形成，如圖14C中所示；等等。
外部電路的另一種結(jié)構(gòu)包括在視頻信號的輸入側(cè)的視頻信號放大器電路，它放大由調(diào)諧器接收到的視頻信號；視頻信號處理電路，它將從中輸出的視頻信號轉(zhuǎn)化成與紅、綠和藍(lán)的各種顏色對應(yīng)的色度信號；控制電路，它將視頻信號轉(zhuǎn)化成驅(qū)動IC的輸入規(guī)格；等等?？刂齐娐穼⑿盘柗謩e地輸出到掃描線側(cè)和信號線側(cè)。對于數(shù)字驅(qū)動的情況，信號除法電路可以提供在該信號線側(cè)上而具有一種結(jié)構(gòu)其中輸入的數(shù)字信號被分成m個部分。
在從調(diào)諧器接收的信號當(dāng)中，聲頻信號被傳輸?shù)铰曨l信號放大器電路，和它的輸出通過音頻信號處理電路被提供于揚聲器?？刂齐娐方邮沼嘘P(guān)接收臺(接收頻率)或來自輸入部分的音量的控制信息，并將該信號傳輸?shù)秸{(diào)諧器或音頻信號處理電路。
圖13顯示了液晶顯示器模塊的例子，和TFT 2600和配對基片2601用密封劑2602固定，其中像素部分2603和液晶層2604插入兩者之間形成顯示區(qū)域。對于進行彩色顯示的情況需要著色層2605。對于RGB方法，與紅，綠和藍(lán)對應(yīng)的著色層為每一個像素提供。起偏振片2606和2607，光學(xué)薄膜2613提供在TFT基片2600和該計數(shù)器基片2601外部。光源包括冷陰極管2610和反射板2611，和電路基片2612通過驅(qū)動電路2608和軟布線基片2609連接到TFT基片2600和將外部電路如控制電路或電源電路引入其中。
如在圖20A和20B中所示，電視設(shè)備能夠通過將顯示模塊引入到底板2001中來構(gòu)造。當(dāng)使用如圖22中所示的EL顯示模塊時來構(gòu)造EL電視設(shè)備，和當(dāng)使用如圖30中所示的液晶模塊時來構(gòu)造液晶電視設(shè)備。主屏幕2003通過使用顯示模塊來形成，和揚聲器部分2009，操作轉(zhuǎn)換器等等是作為其它附裝的設(shè)備來提供。以這樣的方式，該電視設(shè)備能夠根據(jù)本發(fā)明來構(gòu)造。
另外，從外部進入的光的反射光可通過使用遲滯膜和起偏振片來遮蔽。圖19是頂部發(fā)射類型的結(jié)構(gòu)和屬于分隔壁的絕緣層3605被著色后用作黑色基質(zhì)。該分隔壁能夠由液滴排放方法形成，和炭黑或類似物混入到樹脂材料如聚酰亞胺中，和它們的層壓體也可以使用。取決于液滴排放方法，不同的材料可以多次排放在同一區(qū)域上而形成分隔壁。在這一實施方案模式中，使用顏料的黑色樹脂。λ/4板和λ/2板可以用作遲滯膜3603和3604和可以設(shè)計來能夠控制光。作為該結(jié)構(gòu)，TFT元件基片2800，發(fā)光元件2804，密封基片(密封劑)2820，遲滯膜(λ/4和λ/2)3603和3604，起偏振片3602順序地層壓，其中從發(fā)光元件發(fā)射出的光被發(fā)射到起偏振片側(cè)的外部來透射該光。該遲滯膜或起偏振片可以提供在發(fā)射光的那一側(cè)上或?qū)τ诠鈴膬擅姘l(fā)射的雙發(fā)射類型顯示設(shè)備的情況可以提供在兩側(cè)上。另外，抗反射膜3601可以提供在起偏振片的外側(cè)上。因此，能夠顯示出更清晰的和更準(zhǔn)確的圖像。
如圖20A中所示，使用顯示元件的顯示面板2002被引入到底板2001中。通過使用接收器2005，除接收一般的電視廣播之外，通過用調(diào)制解調(diào)器2004由固定線或無線電連接到通信網(wǎng)絡(luò)，信息通信也能夠在一個方向上(從發(fā)射機到接收器)或在雙向上(在發(fā)射機和接收器之間或在接收器之間)進行。該電視設(shè)備的操作能夠通過被引入到底板中的轉(zhuǎn)換器或通過遙控設(shè)備2006(它與主體分離)來進行。顯示被輸出的信息的顯示部分2007也可以為該遙控設(shè)備而提供。
另外，在該電視設(shè)備中，除了主屏幕2003外還形成第二顯示面板的副屏幕2008，來另外提供顯示通道、音量等的結(jié)構(gòu)。在這一結(jié)構(gòu)中，該主屏幕2003是由在視角上優(yōu)異的EL顯示面板所形成，而副屏幕可以由能夠以低電耗顯示該副屏幕的液晶顯示器面板形成。為了優(yōu)先考慮低電耗，也可以采用一種結(jié)構(gòu)其中該主屏幕2003是由液晶顯示器面板形成，副屏幕是由EL顯示面板形成的，和副屏幕能夠閃爍。根據(jù)本發(fā)明，甚至通過使用許多TFT和采用此類大尺寸基片的電子零件來制造高可靠性的顯示設(shè)備。
圖20B顯示具有例如20英寸到80英寸的大尺寸顯示部分的電視設(shè)備，它包括底板2010，鍵盤部分2011(它是操作部分)，顯示部分2012，揚聲器部分2013，等等。本發(fā)明被用于制造該顯示部分2012。圖20B顯示了具有彎曲顯示部分的電視設(shè)備，因為能夠彎曲的物質(zhì)用于該顯示部分。因此，能夠制造具有所需形狀的電視設(shè)備，因為顯示部分的形狀能夠自由地設(shè)計。
使用本發(fā)明能夠簡化該工藝。因此，顯示面板能夠容易地制造，甚至當(dāng)使用處于在一側(cè)上具有1000mm或更多的第五代之中和之后的玻璃基片時。
根據(jù)本發(fā)明，能夠以優(yōu)選的可控制性形成所需的圖案；因此材料的損失和成本也能夠減少。因此，甚至具有大屏幕顯示部分的電視設(shè)備能夠使用本發(fā)明以低成本形成，并且不產(chǎn)生缺陷，甚至當(dāng)電視設(shè)備變薄和布線等變得精確時。因此，能夠以理想的產(chǎn)率制造高性能和高度可靠的電視設(shè)備。
自然地，本發(fā)明不局限于該電視設(shè)備和它能夠應(yīng)用于各種用途，尤其作為具有大面積的顯示介質(zhì)，如在車站、機場等的信息顯示板，或在街道的廣告顯示板以及個人電腦的監(jiān)視器。各種顯示設(shè)備能夠通過應(yīng)用本發(fā)明來制造。換句話說，本發(fā)明能夠應(yīng)用于各種電子設(shè)備中，其中這些顯示設(shè)備被引入顯示部分中。
該電子設(shè)備包括攝像機如攝影機或數(shù)字式攝象機，投射器，頭戴式顯示器(護目鏡型顯示器)，汽車導(dǎo)航系統(tǒng)，汽車用立體聲收音機，個人電腦，游戲機，便攜式的信息終端(便攜式電腦，移動電話，電子圖書，等)，具有記錄介質(zhì)的圖像再現(xiàn)設(shè)備(具體地說，能夠播放記錄介質(zhì)如數(shù)字多用途盤(DVD)和具有能夠顯示圖像的顯示設(shè)備的一種設(shè)備)等等。圖21A到21D顯示了它們的例子。
圖21A是個人電腦，它包括主體2101，底板2102，顯示部分2103，鍵盤2104，外接端口2105，點擊鼠標(biāo)2106等等。本發(fā)明被用于制造該顯示部分2103。根據(jù)本發(fā)明，能夠顯示出高可靠性和高分辨率的圖像，甚至個人電腦微型化和布線等變得更精確。
圖21B是裝有記錄介質(zhì)的圖像再現(xiàn)設(shè)備(具體地說，DVD再現(xiàn)設(shè)備)，它包括主體2201，底板2202，顯示器部分A 2203，顯示部分B 2204，記錄介質(zhì)(如DVD)讀取部分2205，操作鍵2206，揚聲器部分2207等等。該顯示器部分A 2203主要地顯示圖像信息和該顯示器部分B 2204主要地顯示字符信息，和本發(fā)明用于制造這些顯示部分A 2203和B2204。根據(jù)本發(fā)明，能夠顯示出高可靠性和高分辨率的圖像，甚至該圖像再現(xiàn)設(shè)備微型化和布線等變得更精確。
圖21C是移動電話，它包括主體2301，聲頻輸出部分2302，聲頻輸入部分2303，顯示部分2304，操作轉(zhuǎn)換器2305，天線2306，等等。通過將根據(jù)本發(fā)明制造的顯示設(shè)備應(yīng)用于該顯示部分2304，能夠以高可靠性和高分辨率進行顯示，即使當(dāng)移動電話微型化和布線等變得更精確時。
圖11D是攝像機，它包括主體2401，顯示部分2402，底板2403，外接端口2404，遙控接收部分2405，圖像接收部分2406，電池2407，聲頻輸入部分2408，操作鍵2409，目鏡部分2410，等等。通過將根據(jù)本發(fā)明制造的顯示設(shè)備應(yīng)用于該顯示部分2304，能夠以高可靠性和高分辨率進行顯示，即使當(dāng)攝像機微型化和布線等變得更精確時。這一實施方案模式能夠自由地與上述實施方案模式相結(jié)合。在這一實施方案中，本發(fā)明的效果是以試驗結(jié)果為基礎(chǔ)來解釋的。
如在實施方案模式1中所示，通過使用具有低潤濕性的物質(zhì)可將基片制成具有低潤濕性。作為具有低潤濕性的物質(zhì)，使用屬于硅烷偶聯(lián)劑的FAS，和若丹明B(它是顏料)用作吸光材料，它們用屬于溶劑的異丙醇稀釋來制造具有具有低潤濕性的化合物。具有低潤濕性的化合物由旋涂方法來施涂。使用若丹明B，它是在532nm的激光波長中具有吸收區(qū)域的顏料，因為使用具有532nm波長的YVO4激光。若丹明B被混合，直至飽和成一種溶液為止。具有低潤濕性的化合物用具有532nm波長的激光輻射，同時安裝了加工對象的階段(stage)被轉(zhuǎn)變來進行加工。然后，用水進行清洗以在某種程度上除去顏料，和包括圖案形成材料的化合物被排放。觀察進行了激光輻射處理的區(qū)域和沒有進行激光輻射處理的區(qū)域的化合物的形狀。作為該圖案形成材料，使用聚酰亞胺，和該排放條件被設(shè)定如下排放頻率是0.1kHz；和安裝該基片的階段速率時1cm/秒。所形成的產(chǎn)品示于圖31A到31D和圖32A到32D。
由光學(xué)顯微鏡拍取的圖案的照片示于圖31A到31D中，其中激光能量密度設(shè)定為1W和激光掃描速率改變?yōu)?A)75cm/秒，(B)50cm/秒，(C)30cm/秒，和(D)10cm/秒。由光學(xué)顯微鏡拍取的圖案的照片示于圖32A到32C中，其中激光掃描速率設(shè)定為10cm/秒和激光能量密度改變?yōu)?A)2W，(B)1W，(C)0.5W。激光的掃描方向是在該頁面的橫向，和包括圖案形成材料的化合物的排放方向是在頁面的縱向，它是前一方向的垂直方向。具有低潤濕性的化合物被著色為紅色，它是若丹明B的顏色，而在輻射激光的加工區(qū)域中的顏色是褪去的。在沒有用激光輻射的區(qū)域中的顏料幾乎被除去，而在用激光輻射的區(qū)域中的顏料通過用水進行后續(xù)清洗仍然保留?？梢韵胂蟮?，獲得了顏料的殘留分布，因為該顏料不能完全地被具有弱溶解力的水清洗所除去，和在用激光輻射過的區(qū)域中的顏料則因為熱或類似原因而獲得了較高的固定力。對于用具有較高溶解力的乙醇清洗該顏料的情況，在用激光輻射過的區(qū)域和未用激光輻射過的區(qū)域中的顏料都可以被除去。用激光輻射過的區(qū)域是被鏈線包圍的區(qū)域。照片中的顏色顯示反轉(zhuǎn)顏色，因為該觀察是在反射明視野中進行的。僅僅利用水的清洗是在圖31A到31D和圖32A到32C中示出的實例中進行；因此，如上所述，在用激光輻射過的區(qū)域中和未用激光輻射的區(qū)域中該顏料都無法完全地被除去。更多顏料保留在用激光輻射過的區(qū)域中。
表1給出了在激光的各掃描速率下測量用激光加工的區(qū)域的寬度的結(jié)果。作為加工區(qū)域的寬度，在三個任意區(qū)域中的寬度被測量獲得平均值。在圖33中的圖顯示了在激光掃描速率與用激光加工的區(qū)域的寬度之間的關(guān)系。
表2給出了在激光的各能量密度下測量用激光加工的區(qū)域的寬度的結(jié)果。作為加工區(qū)域的寬度，在三個任意區(qū)域中的寬度被測量獲得平均值。在圖34中的圖顯示了在激光的能量密度與用激光加工的區(qū)域的寬度之間的關(guān)系。
用激光輻射的區(qū)域的寬度受到激光的掃描速率和能量密度影響。隨著該掃描速率變得緩慢，或激光的能量密度變高，在一個區(qū)域上輻射的能量會增加；因此，廣泛地形成了具有高潤濕性的區(qū)域。
該圖案形成材料沿著高潤濕性區(qū)域擴散，它是用激光加工成圖案形狀的區(qū)域，如圖案3102a，圖案3102b，圖案3102c，圖案3102d，圖案3202a，圖案3202b，和圖案3202c。在未用激光加工的區(qū)域中，圖案沒有擴散形成窄而小的圖案形狀，如圖案3101a，圖案3101b，圖案3101c，圖案3101d，圖案3201a，圖案3201b，和圖案3201c。圖案形成材料在該表面上的接觸角是在未用激光輻射的區(qū)域中的65°，而在用激光輻射的區(qū)域中它是12°，這使得與未用激光輻射的區(qū)域相比有更高的潤濕性。另外，水在該表面上的接觸角是在未用激光輻射的區(qū)域中的95°，而在用激光輻射的區(qū)域中它是17°，這使得與未用激光輻射的區(qū)域相比有更高的潤濕性。
根據(jù)以上結(jié)果可以證實，由于激光的輻射處理而提高潤濕性；因此，能夠形成高潤濕性區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明，激光選擇的范圍能夠變寬，因為吸光材料可以根據(jù)激光來選擇。另外，激光加工能夠充分地進行，甚至當(dāng)該激光具有小的能量時，因為激光的輻射效率能夠增強。因此，設(shè)備或加工工藝得到簡化，導(dǎo)致降低成本或減少時間以及提高生產(chǎn)能力。與在這一實施方案中一樣，當(dāng)物質(zhì)通過激光輻射來改性時，微型布線、電極等能夠以理想的可控制性來自由地形成，因為微型加工由激光成為可能。
權(quán)利要求
1.形成圖案的方法，包括形成具有包括吸光材料的物質(zhì)的第一區(qū)域；通過用具有被該吸光材料吸收的波長的激光選擇性地輻射該第一區(qū)域改性該第一區(qū)域的表面來形成第二區(qū)域；和通過將包括圖案形成材料的化合物排放到第二區(qū)域上來形成圖案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該吸光材料溶于該物質(zhì)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中顏料用作該吸光材料和該顏料被分散在該物質(zhì)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中激光的波長設(shè)定在532nm，和若丹明B，曙紅Y，甲基橙，或玫瑰紅用作該吸光材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中包括吸光材料的該物質(zhì)包括氟碳鏈。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該物質(zhì)的表面被改性，使得第一區(qū)域具有比第二區(qū)域相對于該化合物而言的更高潤濕性。
7.形成圖案的方法，包括形成具有包括吸光材料的物質(zhì)的第一區(qū)域；通過用具有被該吸光材料吸收的波長的激光選擇性地輻射該第一區(qū)域改性該第一區(qū)域的表面來形成第二區(qū)域；除去該吸光材料；和通過將包括圖案形成材料的化合物排放到第二區(qū)域上來形成圖案。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中該吸光材料溶于該物質(zhì)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中顏料用作該吸光材料和該顏料被分散在該物質(zhì)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中激光的波長設(shè)定在532nm，和若丹明B，曙紅Y，甲基橙，或玫瑰紅用作該吸光材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中包括吸光材料的該物質(zhì)包括氟碳鏈。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中該物質(zhì)的表面被改性，使得第一區(qū)域具有比第二區(qū)域相對于該化合物而言的更高潤濕性。
13.制造半導(dǎo)體器件的方法，包括形成具有包括吸光材料的物質(zhì)的第一區(qū)域；通過用具有被該吸光材料吸收的波長的激光選擇性地輻射該第一區(qū)域改性該第一區(qū)域的表面來形成第二區(qū)域；和通過將包括圖案形成材料的化合物排放到第二區(qū)域上來形成圖案。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中顏料用作該吸光材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中包括吸光材料的該物質(zhì)包括氟碳鏈。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中該物質(zhì)的表面被改性，使得第一區(qū)域具有比第二區(qū)域相對于該化合物而言的更高潤濕性。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中該電極層是作為柵電極層形成的。
18.制造半導(dǎo)體器件的方法，包括形成具有包括吸光材料的物質(zhì)的第一區(qū)域；通過用具有被該吸光材料吸收的波長的激光選擇性地輻射該第一區(qū)域改性該第一區(qū)域的表面來形成第二區(qū)域；除去該吸光材料；和通過將包括圖案形成材料的化合物排放到第二區(qū)域上來形成圖案。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中顏料用作該吸光材料。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中包括吸光材料的該物質(zhì)包括氟碳鏈。
21.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中該物質(zhì)的表面被改性，使得第一區(qū)域具有比第二區(qū)域相對于該化合物而言的更高潤濕性。
22.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中該電極層是作為柵電極層形成的。
23.半導(dǎo)體器件，包括在基片上的至少一種薄膜晶體管，該薄膜晶體管包括在具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的絕緣表面上提供的電極層，其中第一區(qū)域和第二區(qū)域包括一種包括吸光材料的物質(zhì)，其中該電極層被提供在第二區(qū)域上，和其中第二區(qū)域具有比第一區(qū)域更高的相對于電極層而言的潤濕性。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的半導(dǎo)體器件，其中該吸光材料是顏料。
25.半導(dǎo)體器件，包括在基片上的至少一種薄膜晶體管，該薄膜晶體管包括在具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的絕緣表面上提供的電極層，其中第二區(qū)域包括一種包括吸光材料的物質(zhì)，其中該電極層被提供在第二區(qū)域上，和其中第二區(qū)域具有比第一區(qū)域更高的相對于電極層而言的潤濕性。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的半導(dǎo)體器件，其中該吸光材料是顏料。
27.電視設(shè)備，包括顯示設(shè)備，該顯示設(shè)備包括薄膜晶體管，它包括在具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的絕緣表面上提供的柵電極層，其中第一區(qū)域和第二區(qū)域包括一種包括吸光材料的物質(zhì)，其中柵電極層提供在第二區(qū)域上，和其中第二區(qū)域具有比第一區(qū)域更高的相對于柵電極層而言的潤濕性。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的電視設(shè)備，其中該吸光材料是顏料。
29.電視設(shè)備，包括顯示設(shè)備，該顯示設(shè)備包括薄膜晶體管，它包括在具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的絕緣表面上提供的柵電極層，其中第二區(qū)域包括一種包括吸光材料的物質(zhì)，其中柵電極層提供在第二區(qū)域上，和其中第二區(qū)域具有比第一區(qū)域更高的相對于柵電極層而言的潤濕性。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的電視設(shè)備，其中該吸光材料是顏料。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供顯示設(shè)備，其中材料可用性得到增強和它能夠通過簡化該制造工藝來制造，和它的制造技術(shù)。本發(fā)明還有一個目的是提供一種技術(shù)，其中構(gòu)成這些顯示設(shè)備的布線或類似物的圖案能夠以優(yōu)選的可控制性形成為具有所需的形狀。根據(jù)本發(fā)明的形成圖案的方法包括以下步驟形成包括吸光材料的第一區(qū)域；通過用具有被該吸光材料吸收的波長的激光選擇性地輻射該物質(zhì)改性該基片的表面來形成第二區(qū)域；和通過將包括圖案形成材料的化合物排放到第二區(qū)域上來形成圖案。
文檔編號B41J2/01GK1674227SQ20051005410
公開日2005年9月28日 申請日期2005年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月4日
發(fā)明者城口裕子 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所