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基板、器件及制法、有源矩陣基板的制法及電光學裝置的制作方法

文檔序號:6830731閱讀:185來源:國知局
專利名稱:基板、器件及制法、有源矩陣基板的制法及電光學裝置的制作方法
技術領域
本發(fā)明是關于薄膜圖案形成用基板、器件、器件制造方法,有源矩陣基板的制造方法和電光學裝置,以及電子儀器。
背景技術
以前,作為半導體集成電路等細微配線圖案的制造方法,大多使用光刻蝕法。另一方面,例如,在特開平11-274671公報號和特開2000-216330號等公報中,公開了使用液滴噴出方式的方法。這些公報中所公開的技術,是通過使含有圖案形成用材料的功能液,由液滴噴頭噴出到基板上,在圖案形成面上配置(涂布)材料,形成配線圖案的技術,對于少量多種生產,這種技術是極為有效的。
然而,近年來構成器件的電路越來越向高密度化發(fā)展,例如,對于配線圖案也更加要求細微化和細線化。
然而,利用上述液滴噴出方式的方法,形成這種細微配線時,其配線寬度的精度很難保證。因此,例如,在特開平8-203803號或特開平9-230129號公報中,記載了一種實施表面處理技術,是在基板上設置隔離部件貯存格,貯存格的上部形成疏液性,其他部分形成親液性。
通過使用這種技術,即使是細線,也能由貯存格間的寬度確定配線圖案的寬度,同時,即使有一部件噴出的液滴落在貯存格上,由于貯存格的疏水性,也會彈落掉,而流落到貯存格間溝的親液部內。
另一方面,利用光刻蝕法形成貯存格時,有可能導致成本增高,因此,又有人提出對于形成疏液部和親液部圖案的基板親液部,利用液滴噴出方式,有選擇地噴出液體材料(功能液)。這種情況下,由于分散了導電性微粒的液體材料很容易滯留在親液部,所以不必形成貯存格,就能形成配線圖案,并能保持位置的精度。
然而,如上所述的現(xiàn)有技術存在如下問題。
疏液部和親液部之間,對液滴的潤濕性(親和性)差異小時,落在貯存格上的液滴,即使彈落掉,也有可能不會擴展?jié)駶櫾跍蟽取?br> 并認為,液滴的直徑大于溝的寬度時,也會彈落在溝上,而殘留下來。
再有,使用由疏液性部分和親液性部分形成圖案的基板時,在疏液部和親液部之間,對液滴的潤濕性(親和性)差異小時,落在疏液部上的液滴,即使彈落掉,也有可能在親液部內,不能充分擴展?jié)駶櫋?br>
發(fā)明內容
本發(fā)明就是考慮到上述問題而進行的,其目的在于提供一種確實能將彈落液滴擴展?jié)駶櫾跍蟽?,可形成細線化的薄膜圖案形成用基板、器件、器件制造方法、有源矩陣基板的制造方法、及電光學裝置和電子儀器。
本發(fā)明的另一目的,是提供一種在使用由疏液部和親液部形成圖案的基板時,確實能彈落液滴擴展?jié)駶櫾谟H液部內,并能形成細線化的薄膜圖案形成用基板、器件、器件制造方法、有源矩陣基板的制造方法、及電光學裝置和電子儀器。
為了達到上述目的,本發(fā)明采用以下構成。
本發(fā)明的第1種形態(tài),是通過噴出的功能液形成圖案的基板中,具有被上述功能液涂布的涂布區(qū)域,和圍繞被涂布區(qū)域形成的貯存格,而上述功能液相對于上述被涂布區(qū)域的接觸角,與上述功能液相對于上述貯存格的接觸角之差,在40°或其以上。
因此,本發(fā)明中,在有部分噴出的功能液落在貯存格上時,也能依靠功能液的流動性和毛細管現(xiàn)象等,使功能液準確地進入到貯存格間的被涂布區(qū)域內,從而能得到由貯存格間寬度所定的細線圖案。而且,上述功能液相對于被涂布區(qū)域的接觸角最好在15°或其以下,這種情況下,被涂布區(qū)域的功能液更容易在基板上形成擴展?jié)駶?,并能更均勻地埋入被涂布區(qū)域。由此,在被涂布區(qū)域,隔開間隔噴出的功能液不會分斷,而形成一體化,并可以防止產生斷線等不良現(xiàn)象。
作為對貯存格形成大接觸角的方法,可利用等離子體處理實施表面改質,采用含有氟或氟化合物形成的構成。實施等離子體處理時,調整處理時間,能夠控制疏液性。
本發(fā)明的第2種形態(tài),是在利用噴出的功能液在表面上形成圖案的基板中,具有被上述功能液涂布的被涂布區(qū)域,和圍繞著該被涂布區(qū)域用疏液膜形成的疏液區(qū)域,上述功能液相對于上述被涂布區(qū)域的接觸角,與上述功能液相對于上述疏液區(qū)域的接觸角之差,在40°或其以上。
因此,在本發(fā)明的基板中,即使一部分噴出的功能液落入疏液區(qū)域內,依靠親和性的差異和功能液的流動性等,功能液也能夠準確地進入疏液區(qū)域之間的被涂布區(qū)域內,并能得到由被涂布區(qū)域寬度所定的細線圖案。另外,上述功能液相對于被涂布區(qū)域的接觸角最好在15°或其以下,這種情況下,被涂布區(qū)域的功能液會更容易地在基板上形成擴展?jié)駶?,并能更均勻地埋入被涂布區(qū)域。由此,在被涂布區(qū)域內,隔開間隔噴出的功能液不會分斷,而形成一體化,還可以防止產生斷線等不良現(xiàn)象。
本發(fā)明中,作為上述疏液性膜,最好采用在表面上形成疏液性單分子膜的構成。作為疏液性的單分子膜,最好是由有機分子形成的自組織化膜。這種情況下可以容易形成單分子膜。
在被涂布區(qū)域最好付與親液性,這種情況下,最好采用紫外光照射,或在臭氧氣氛中對基板作進一步處理。這種情況下,對于一旦形成的疏液性膜,在使用根據(jù)圖案的掩模部分上,而且,由于能整體均勻地破壞掉,所以緩解了疏液性,并能均勻地得到所要求的親液性。
另一方面,本發(fā)明的第3種形態(tài),是基板上形成圖案的器件中,對于上述基板,噴出功能液形成上述圖案。
由此,本發(fā)明中,使用由細線圖案形成圖案的基板,可實現(xiàn)小型、薄型的器件。
功能液中含有導電性微粒時,能夠實現(xiàn)由細線圖案形成圖案的器件。
本發(fā)明的第4種形態(tài),是在電光學裝置中具有上述器件。
本發(fā)明的第5種形態(tài),是在電子儀器中具有上述電光學裝置。
由此,可以得到?jīng)]有斷線等不良現(xiàn)象的,小型、薄型的電光學裝置和電子儀器。
本發(fā)明的第6種形態(tài),是在器件的制造方法中,對上述基板,噴出功能液形成上述圖案。
進而本發(fā)明的第7種形態(tài),是在有源矩陣基板的制造方法中,包括以下工序,即,在上述基板上形成柵極配線的第1道工序;在該柵極配線上形成柵極絕緣膜的第2道工序;通過該柵極絕緣膜使半導體形成層疊的第3道工序;在上述柵極絕緣層上形成源電極和漏電極的第4道工序;在該源電極和漏電極上配置絕緣材料的第5道工序;和在配置了上述絕緣膜材料之后形成像素電極的第6道工序。上述第1、第4、和第6道工序中,至少一道工序包括對上述基板噴出功能液。
根據(jù)本發(fā)明,對于柵極配線、源電極和漏電極、像素電極,不會因產生斷線而使質量降低,并能得到由細線圖案形成的薄型有源矩陣基板。


圖1是液滴噴出裝置的簡要立體圖。
圖2是通過壓電方式噴出液狀體的原理說明圖。
圖3A~3D是表示第1種實施方式形成配線圖案的順序的圖。
圖4A~4D是表示第2種實施方式形成配線圖案的順序的圖。
圖5是以對向基板側看液晶顯示裝置的平面圖。
圖6是沿圖5的H-H’線的剖面圖。
圖7是液晶顯示裝置的等價電路圖。
圖8是液晶顯示裝置的局部放大剖面圖。
圖9是有機EL器件的局部放大剖面圖。
圖10是制造薄膜晶體管的工序說明圖。
圖11是制造薄膜晶體管的工序說明圖。
圖12是制造薄膜晶體管的工序說明圖。
圖13是制造薄膜晶體管的工序說明圖。
圖14是表示制造薄膜晶體管另一形態(tài)的圖。
圖15是等離子體型顯示裝置的分解立體圖。
圖16是非接觸型卡片介質的分解立體圖。
圖17~7C是表示本發(fā)明電子儀器的具體例的示圖。
圖中,B-貯存格,F(xiàn)-疏液性膜,H1-被涂布區(qū)域,H2-疏液區(qū)域,P-基板(薄膜圖案形成用基板),31-溝部(被涂布區(qū)域),32-液滴(功能液),33-配線圖案(薄膜圖案),100-液晶顯示裝置(電光學裝置),400-非接觸性卡介質(電子儀器),500-等離子體型顯示裝置(電光學裝置),600-便攜式電話主體(電子儀器),700-信息處理裝置(電子儀器),800-手表主體(電子儀器)具體實施方式
以下參照

本發(fā)明的基板、器件、器件制造方法,有源矩陣基板的制造方法及電光學裝置及電子儀器的實施方式。
(第1種實施方式)本實施方式中,是使用以下情況為實例進行說明,即,利用液滴噴出法,從液滴噴頭的噴嘴,以液滴狀,噴出形成配線圖案用的含有導電性微粒的油墨(功能液),在基板上以導電性膜形成配線圖案。
這樣配線圖案形成用油墨,是將導電性微粒分散在分散劑中的分散液和將有機銀化合物和氧化銀納米粒子分散在溶劑(分散劑)中的溶液所形成的。
本實施方式中,作為導電性微粒,例如可使用含有金、銀、銅、鈀、和鎳中任何一種的金屬微粒,除此之外,還可使用它們的氧化物、以及有機銀化合物、導電性聚合物和超電導體的微粒等。
這些導電性微粒,為提高分散性,也可以在其表面上涂敷有機物等后使用。
導電性微粒的粒徑最好1nm或其以上,0.1μm或其以下。大于0.1μm時,存在堵塞下述的液體噴頭噴嘴的危險。小于1nm時,會增大涂敷劑對導電性微粒的體積比,所得膜中的有機物比率會過大。
作為分散劑,只要是可以分散上述導電性微粒,而不引起凝聚的,就可使用,對此沒有特殊限制。例如,除了水,可以例示甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇類、n-庚烷、n-辛烷、癸烷、十二烷、十四烷、甲苯、二甲苯、對異丙基甲苯、杜烯、茚、二戊烯、四氫萘、十氫萘、環(huán)己苯等烴類化合物、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇甲基乙醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇甲基乙醚、1,2-二甲氧乙烷、二(2-甲氧乙基)醚、p-二噁烷等醚類化合物、還有丙烯碳酸酯、γ-丁內酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、環(huán)己酮等極性化合物。這些中,就微粒的分散性和分散液的穩(wěn)定性、和易于液滴噴出法使用方面考慮,最好是水,醇類、烴類化合物、醚類化合物,更好是將水、烴類化合物作為分散劑。
上述導電性微粒分散液的表面張力,最好0.02N/m或其以上,0.07/m或其以下的范圍。以噴墨法噴出液體時,表面張力低于0.02N/m時,油墨組合物對噴嘴面的潤濕性會增大,容易產生亂飛濺,超過0.07N/m時,在噴嘴端部的彎月面形狀不穩(wěn)定,難以控制噴出量和噴出時間。為了調整表面張力,在不顯著降低與基板的接觸角的范圍內,可以在上述分散液中,添加微量的氟系、硅系、非離子系等表面張力調節(jié)劑。非離子系表面張力調節(jié)劑,可以起到提高液體對基板潤濕性、改進膜的均化性、防止膜產生細微凹凸等的作用。上述表面張力調節(jié)劑,根據(jù)需要,還可含有醇、醚、酯、酮等有機化合物。
上述分散液的粘度,最好1mPa·s或其以上,50mPa·s或其以下。使用噴墨法,以液滴噴出液體材料時,粘度小于1mPa·s時,流出的油墨很容易污染噴沮的周邊部位,粘度大于50mPa·s時,噴嘴孔堵塞的頻率增高,很難噴出圓滑的液滴。
作為形成配線圖案的基板,可以使用玻璃、石英玻璃、Si晶片、塑料膜、金屬板等各種基板。而且,也可以包含在這些材質的基板表面上作為襯底層形成的半導體膜、介電體膜、有機膜等。
在此,作為液滴噴出法的噴出技術,有帶電控制方式、加壓振動方式、電機械變換方式、電熱變換方式、靜電吸引方式等。帶電控制方法,是用帶電電極向材料上付與電荷,在材料由噴嘴噴出后,由偏向電極控制材料的飛行方向。加壓振動方式,是對材料施加30kg/cm2左右的超高壓,使材料從噴嘴端部噴出,在不施加控制電壓時,材料直接進入噴嘴,并噴出,當施加控制電壓時,材料之間會引起靜電排斥,材料形成飛散,不會從噴嘴噴出。電機械變換方式,是利用壓電元件(壓電元件)接受到脈沖電信號而變形的性質,利用壓電元件變形,通過可撓曲物質,向儲留材料的空間付與壓力,從該空間擠出的材料,從噴嘴噴出。
另外,電熱變換方式,是通過設在儲留材料空間內的加熱器,使材料急劇氣化生成氣泡,依靠氣泡的壓力,使空間內的材料噴出。靜電吸引方式,是向儲留材料的空間內,施加微小的壓力,使材料在噴嘴處形成彎月狀,在此狀態(tài)下,施加靜電引力,將材料引出。除此之外,還可以適用由電場引起流體粘性變化的方式、和用放電火花飛出的方式,等等技術。液滴噴出法,材料使用中浪費很少,而且具有在所定位置上準確配置所定量材料的優(yōu)點。利用液滴噴出法噴出的液狀材料(流動體),一滴的量,例如,1-300ng(納克)。
以下對制造器件時所使用的制造器件進行說明。
作為該器件的制造裝置,可使用由液滴噴頭對基板噴出液滴,制造器件的液滴噴出裝置(噴墨裝置)。
圖1是液滴噴出裝置IJ的簡要構成立體圖。
液滴噴出裝置IJ,具有液滴噴頭1、X軸向的驅動軸4、Y軸向的導向軸5、控制裝置CONT、臺面(stage)7、凈化機構8、基座9、和加熱器15。
臺面7,是支撐由該液滴噴出裝置IJ設置油墨(液體材料)的基板P的臺面,具有將基板P固定在基準位置上的未圖示的固定機構。
液滴噴頭1是具有多個噴嘴的多噴嘴型液滴噴頭,縱向和X軸向一致。多個噴嘴,在液滴噴頭1的下面,沿Y軸方向以一定間距并列設置的。由液滴噴頭1的噴嘴,對支撐在臺面7上的基板P,噴出上述含導電性微粒的油墨。
X軸向的驅動馬達2連接在X軸向的驅動軸4。X軸向的驅動馬達2是步進式馬達等,由控制裝置CONT供給X軸向的驅動信號,旋轉X軸向的驅動軸4。當X軸向的驅動軸4旋轉時,液滴噴頭1沿X軸向移動。
Y軸向的導向軸5,相對于基座9固定不動。臺面7具有Y軸向的驅動馬達3。Y軸向的驅動馬達3是步進式馬達等,由控制裝置CONT供給Y軸向的驅動信號,使臺面7沿Y軸向移動。
控制裝置CONT向液滴噴頭1供給控制噴出液滴用的電壓。向X軸向的驅動馬達2,供給控制液滴噴頭1沿X軸向移動的脈沖信號、向Y軸向的驅動馬達3,供給控制臺面7沿Y軸向移動的驅動脈沖信號。
凈化機構8是對液滴噴頭1進行凈化的機構。凈化機構8具有未圖示的Y軸向驅動馬達。通過該Y軸向驅動馬達的驅動,凈化機構沿著Y軸向的導向軸5進行移動。凈化機構8的移動也由控制裝置CONT進行控制。
加熱器15,此處是通過燈退火對基板P進行熱處理的器件,對涂布在基板P上的液體材料中所含的溶劑進行蒸發(fā)和干燥。該加熱器15的電源的接通和中斷,也由控制裝置CONT進行控制。
液滴噴出裝置IJ,隨著液滴噴頭1和支撐基板P的臺面7作相對掃描,并對基板P噴出液滴。因此,在以下的說明中,將X軸向定為掃描方向,將與X軸向直交的Y軸向定為非掃描方向。因此,液滴噴頭1的噴嘴,沿著非掃描方向的Y軸向,以一定的間隔并列設置著。圖1中,液滴噴頭1相對于基板P的行進方向以直角配置,也可調整液滴噴頭1的角度,相對于基板P的行進方向形成交叉。這樣,通過調整液滴噴頭1的角度,可以調節(jié)噴嘴間的間距。也可以任意調節(jié)基板P與噴嘴面的距離。
圖2是通過壓電方式噴出液體材料的原理說明圖。
圖2中,與盛裝液體材料(配線圖案用油墨、功能液)的液體室21鄰接設置了壓電元件22。通過包括盛裝液體材料的材料罐在內的液體材料供給系統(tǒng)23,將液體材料供入液體室21內。壓電元件22與驅動電路24連接,通過該驅動電路24,向壓電元件22施加電壓,通過壓電元件22變形,使液體室21變形,液體材料從噴嘴25噴出。這種情況下,通過改變施加電壓的值,可以控制壓電元件22的畸變量。通過改變施加電壓的頻率,可以控制壓電元件22的畸變速度。由壓電方式進行液滴噴出,由于不對材料加熱,所以其優(yōu)點是對材料的組成不會產生影響。
接著,作為本發(fā)明形成配線圖案方法的一例實施方式,參照圖3A~3D,對在基板上形成導電膜配線的方法進行說明。本實施方式的形成配線圖案方法,是將上述配線圖案用的油墨配置在基板P上,并在該基板P上形成配線用導電膜圖案的方法,大致由貯存格形成工序、殘渣處理工序、疏液化處理工序、材料配置工序及中間干燥工序、和燒成工序所構成。
以下對各個工序作詳細說明。
(貯存格形成工序)
貯存格是以隔離部件發(fā)揮功能的部件,貯存格的形成可以石印法或印刷法等任意方法進行。例如,使用石印法時,以旋轉涂布、噴出涂布、輥子涂布、模具涂布、浸漬涂布等常規(guī)方法,在基板P上涂布有機系感光性材料,與貯存格的高度一致,再在基上涂布抗蝕劑層。同樣,與貯存格形狀一致(配線圖案)實施掩模,通過對抗蝕劑層進行曝光、顯像,殘留下與貯存格形狀一致的抗蝕劑層。最后,進行蝕刻,除去掩模以外部分的貯存格材料。下層是無機物或有機物,對功能液呈現(xiàn)親液性的材料,上層是有機物,呈現(xiàn)疏液性的材料,也可以由2層或其以上的構成形成貯存格(凸部)。
由此,如圖3A所示,例如,以10μm寬度,形成貯存格B、B,以圍繞著形成配線圖案的整個區(qū)域溝部(被涂布區(qū)域)31。
對于基板P,在涂布有機材料之前,作為表面改質處理,實施HMDS處理時((CH3)3SiN HIS(CH3)3形成蒸氣狀,進行涂布的方法),圖3A中,省略了其圖示。
作為形成貯存格的有機材料,最好是原本就對液體材料呈現(xiàn)疏液性的材料,如下述,最好是能利用等離子體處理形成疏液化,與襯底基板的密接性良好的,易于用光蝕刻法形成圖案的絕緣有機材料。例如,可使用丙烯樹脂、聚酰亞胺樹脂、烯烴樹脂、密胺樹脂等高分子材料。
(殘渣處理工序(親液化處理工序))接著,為了除去形成貯存格時殘留在貯存格之間的抗蝕劑層殘渣(有機物),對基板P實施殘渣處理。
作為殘渣處理,可以選擇如下處理方式,即,通過照射紫外線進行殘渣處理的紫外線(UV)照射處理,和在大氣氣氛中,將氧作為處理氣體的O2等離子體處理等,此外,實施O2等離子體處理。
具體而言,從等離子體放電電極,對基板P照射等離子體狀態(tài)的氧。作為O2等離子體處理的條件,例如,等離子體功率為50~100W,氧氣流量為50~00mL(升)/min,相對于等離子體放電電極,基板P的板傳送速度為0.5~10mm/sec,基板溫度為70~90℃。
基板P為玻璃基板時,其表面相對于配線圖案形成材料,具有親液性,但如本實施方式,為了殘渣處理,實施O2等離子體處理和紫外線照射處理,可以提高溝部31的親液性。本實施方式中,通過調整等離子體處理條件,將相對于用作配線圖案形成材料的有機銀化合物(下述),溝部31的接觸角形成在15°或其以下(例如,減慢基板P的傳送速度,延長等離子體處理時間)。
(疏液化處理工序)接著,對貯存格B進行疏液化處理,向其表面什與疏液性。作為疏液化處理,例如,可以采用在大氣氣氛中,將四氟甲烷作處理氣體的等離子體處理法(CF4等離子體處理法)。CF4等離子體處理的條件,例如,等離子體功率為100~800W,四氟化甲烷氣流量為50~100mL/min,相對于等離子體放電電極,基體傳送速度為0.5~1020mm/sec,基體溫度為70~90℃。
另外,作為處理氣體,并不限于四氟甲烷(四氟化碳),也可以使用其他氟碳系氣體。本實施方式中,通過調整等離子體處理條件,使對于用作配線圖案形成材料的有機銀化合物的貯存格B的接觸角,比對溝部31的接觸角大40°或其以上(例如,減慢基板P的傳送速度,延長等離子體處理時間)。
通過進行這種疏液化處理,向構成貯存格B、B的樹脂中導入氟基,對于溝部付與高的疏液性。另外,作為上述親液化處理的O2等離子體處理,最好在形成貯存格B之前進行,但是,由于丙烯樹脂或聚酰亞胺樹脂等具有如下性質,即,通過O2等離子體進行前處理,更容易形成氟化(疏液化),所以最好是在形成貯存格B后,再進行O2等離子體處理。
通過對B、B進行疏液化處理,會對事先親液化處理的基板P表面,多多少少會產生影響,尤其是基板P由玻璃等形成時,由于疏液化處理不會引起氟基導入,所以,基板P的親液性,即潤濕性實際上不會受到損害。
另外,關于貯存格B、B,可以由具有疏液性的材料(例如,具有氟基的樹脂材料)形成,其疏液處理也可以省去。
通過這些貯存格形成工序、殘渣處理工序和疏液化處理工序,可以形成薄膜圖案形成用基板。
(材料配置工序和中間干燥工序)接著利用液滴噴出裝置,以液滴噴出法,在基板P上的溝部31內,涂布形成配線圖案的材料。此處,噴出的油墨(功能液),其中作為導電性材料,使用有機銀化合物,作為溶劑(分散劑),使用二甘醇二乙醚。
即,在材料配置工序中,如圖3B所示,以液滴32形式,從液體噴頭1噴出含有形成配線圖案材料的液體材料,將該液滴32配置在基板P上的溝部31內。作為液滴噴出的條件,油墨重量為4ng/點(dot),油墨速度(噴出速度)為5~7m/sec。本例中,液滴32的直徑D大于由貯存格B、B形成溝部31的密度W(本例中是溝部31的開口處寬度)。具體講,溝部31的開口處寬度W在10μm或其以下左右,而液滴32的直徑D為15~20μm左右。
以液滴噴頭1噴出的這種液滴32,向溝部31內配置成液體狀時,因為液滴32的直徑D大于溝部31的寬度W,所以如圖3C中的二點劃線所示,其一部分落在貯存格B、B上,這時,由于貯存格32、32的表面已形成疏液性,而且呈錐體狀,所以落在貯存格B、B上的這些液滴32,會從貯存格B、B上彈落掉,進而通過溝部31的毛細管作用,而流落到溝部31內,圖3C中實線所示,液滴32進入到溝部31內。
噴出到溝部31內的,或者從貯存格B、B上流落的液狀體32a,由于基板P進行了親液處理,所以容易擴展,由此,液狀體32a能非常均勻地埋入溝部31內。因此,即使溝部31的寬度W比液滴32的直徑D狹窄(小),但是向溝部31內噴出的液滴32(液狀體32a),能很好地進入溝部31內,并形成均勻地埋入。
(中間干燥工序)液體噴出到基板P上后,為除去分散劑,根據(jù)需要進行干燥處理(中間干燥)。干燥處理,例如,利用加熱基板P的普通熱板、電爐等,可進行加熱處理。本實施方式中,例如,180℃下進行加熱60分鐘。這種加熱也可以在N2氣氛等,不一定在大氣中進行。
這種干燥處理也可以利用燈退火進行。
作為燈退火中使用光的光源,沒有特殊限定,可以將紅外線燈、氙燈、YAG激光器、氬激光器、CO2激光器、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArCl等的準分子(激元)激光器用作光源。這些光源,一般使用功率為10~5000W的,但本實施方式中,使用100~1000W的,就足夠了。
通過反復進行上述中間干燥工序和上述材料配置工序,可以形成所要求厚度的膜。
(燒成工序)噴出工序后的導電性材料,例如,有機銀化合物時,為了得到導電性,需要進行熱處理,除去有機銀化合物中的有機成分,使銀粒子殘留。為此,對噴出工序后的基板實施熱處理和/或光處理。
熱處理和/或光處理,通常在大氣中進行,但根據(jù)需要,也可以在氮、氬、氦等惰性氣體氣氛中進行。熱處理和/或光處理的處理溫度,考慮到分散劑的沸點(蒸發(fā)壓)、氣氛氣體的種類和壓力、微粒和有機銀化合物的分散性和氧化性等熱行為,有無涂敷劑及涂敷量、基質材料的耐熱溫度等,適當確定。
例如,為除去有機銀化合物中的有機成分,必須在200℃下燒成。使用塑料等基板時,最好在室溫或其以上,100℃或其以下進行。
通過以上工序,噴出工序后的導電性材料(有機銀化合物)殘留下銀粒子,轉變成導電性膜,如圖3D所示,得到形成連續(xù)膜的導電性圖案,即,配線圖案(薄膜圖案)33。
(實施例)在等離子體功率為550W、四氟甲烷氣體流量為100mL/min、He氣流量為10L/min,相對于等離子體放電電極,基體傳送速度為2mm/sec的條件下,對形成貯存格的玻璃基板實施處理,有機銀化合物(二乙烯乙二醇二甲醚溶劑)的接觸角,對疏液化處理前的貯存格B,在10°或其以下,反之,對疏液化處理后的貯存格B,達到66.2°。純水的接觸角,對疏液化處理后的貯存格B,為19.3°,反之,對疏液化處理后的貯存格B,達到104.1°。而且,任何一種情況下,相對于玻璃基板溝部31的接觸角都在15°或其以下,對于溝部31和貯存格B的接觸角之差,達到40°或其以上。
另外,使用上述液滴噴出裝置IJ,噴出有機銀化合物液滴時,上述疏液化處理前的基板(貯存格材料有機系感光性材料)中,溝部31的寬度W為100μm,可以在溝部31內埋入液狀體,但寬度W為75μm時,卻不能充分埋入。與其相反,在疏液化處理后的基板中,即使寬度W為25μm和10μm的細微寬度,也能埋入。
如上述,本實施方式中,作為形成圖案用的基板,通過使液狀體對溝部31和貯存格B的接觸角之差在40°或其以上,即使一部分液滴落在貯存格B上,也能夠進入到溝部31內,從而得到由貯存格B、B間寬度確定的細線圖案。尤其是,本實施方式中,通過將液狀體對溝部31的接觸角取為15°或其以下,即使寬度比液滴狹窄的溝,液狀體也能埋入,從而實現(xiàn)了細線化,同時,溝部31的液狀體,在基板P上更容易擴展?jié)駶?,并可以更均勻地埋入溝?1。為此,在溝部31中,將隔開間隔噴出的液狀體不分斷,而能夠形成一體化,并可以防止產生斷線等不良現(xiàn)象,作為器件也能夠提高其質量。
(第2種實施方式)作為本發(fā)明的形成配線圖案方法(圖案形成方法)的第2實施方式,以下參照圖4A~4D,對在基板上形成導電膜配線的方法進行說明。
本實施方式的配線圖案形成方法,是將上述配線圖案用的油墨配置在基板P上,并在該基板P上形成配線用導電膜圖案(導電性膜)的方法,大致由表面處理工序、材料配置工序和熱處理/光處理工序構成。
以下對各個工序作詳細說明。
(表面處理工序)表面處理工序,大致分成將基板表面形成疏液化的疏液化處理工序、和將疏液化的基板表面進行親液化的親液化處理工序。
在疏液化處理工序中,是將形成導電膜配線的基板表面,加工成對液體材料呈疏液性。具體講,對基板實施表面處理,是使含有導電性微粒的液體材料接觸角,與對下述被涂布區(qū)域的接觸角之差,在40°或其以上,最好在50°或其以上。
作為控制表面疏液性(潤濕性)的方法,例如,采用在基板表面上形成自組織化膜的方法。
在自組織膜形成法中,是在形成導電膜配線的整個基板面上,由有機分子膜等形成自組織化膜。
為對基板表面進行處理的有機分子膜,具有能夠與基板結合的官能基、對其相反側所謂親液基或疏液基的基板表面性進行改質(控制表面能)的官能基、和結合這些官能基的碳直鏈或部分分支碳鏈,與基板結合,進行自組織化,形成分子膜,例如單分子膜。
此處所說的自組織化膜,是由可與基板上襯底層等的構成原子反應的鍵合性官能基與其他的直鏈分子形成,通過直鏈分子的相互作用,將具有極高取向性的化合物,進行取向形成的膜。這種自組織比膜,由于是將單分子取向形成的膜,所以可形成厚度極薄的膜,而且,能以分子水平形成均勻的膜。即,由于相同分子位于膜的表面上,所以膜表面是均勻的,而且也可以付與優(yōu)良的疏液性或親液性。
作為上述具有高取向性的化合物,例如,通過使用氟烷基硅烷,各化合物形成取向,使氟烷基位于膜的表面上,形成自組織化膜,并在膜表面上付與均勻的疏液性。
作為形成自組織化膜的化合物,例示有十七烷氟-1,1,2,2-四氟癸基三乙氧硅烷、十七烷氟-1,1,2,2-四氟癸基三甲氧硅烷、十七烷氟-1,1,2,2-四氟癸基三氯硅烷、十三烷氟-1,1,2,2-四氟辛基三乙氧硅烷、十三烷氟-1,1,2,2-四氟辛基三甲氧硅烷、十三烷氟-1,1,2,2-四氟辛基三氯硅烷、三氟丙基三甲氧硅烷等氟烷基硅烷(以下,稱作“FAS”)。這些化合物,可以單獨使用,也可以2種或其以上組合使用。通過使用FAS,可以獲得與基板的密接性,和良好的疏液性。
FAS,一般以結構式RnSiX(4-n)表示。其中,n表示1~3的整數(shù),X是甲氧基、乙氧基、鹵原子等水解基。R是氟烷基,具有(CF3)(CF2)x(CH2)y的結構(其中,x表示0~10的整數(shù),y表示0~4的整數(shù)),在多個R或X與Si有結合時,R或X分別都相同,也可以不同。以X表示的水解基,由水解形成硅烷醇,與基板(玻璃、硅)襯底的羥基反應,以硅氧烷鍵與基板結合。另一方面,R在表面上具有(CF2)等氟基,所以將基板的襯底表面改質成不潤濕的(表面能很低)表面。
由有機分子膜等形成的自組織化膜,是通過將上述原料化合物與基板放入同一個密閉容器內,室溫下放置2~3天,可以在基板上形成。通過將整個密閉容器保持在100℃下,用3小時左右,即可在基板上形成。這些是由氣相形成法,由液相也可以形成自組織化膜。例如,將基板在含有原料化合物的溶液中浸漬,洗凈、干燥,也能在基板上形成自組織化膜。
另外,在形成自組織膜之前,最好對基板表面實施前處理,即,向基板表面照射紫外光,并用溶劑洗凈。
這樣,通過實施自組織膜形成法,如圖4A所示,在基板P的表面上形成疏液性膜F。
接著,涂布配線圖案形成材料,緩解應形成配線圖案的被涂布區(qū)域的疏液性,并付與親液性(親液化處理),以控制基板表面的潤濕性。
以下對親液化處理進行說明。
作為親液化處理,有照射波長170~400nm紫外光的方法。這時,使用與配線圖案相應的掩模,照射紫外光,一旦形成的疏液性膜F中,只是配線部分變質,緩解疏液性,并形成親液化。即,通過實施上述疏液化處理和親液化處理,如圖4B所示,基板P上形成以下二個區(qū)域,即,在整個形成配線圖案的位置上付與親液性的被涂布區(qū)域H1,和圍繞著被涂布區(qū)域H1,由疏液性膜F構成的疏液區(qū)域H2。
另外,疏液性的緩解程度可以用照射紫外光的時間進行調整,但也可由紫外光的強度、波長、熱處理(加熱)的組合等進行調整。本實施方式中,是在對被涂布區(qū)域H1的接觸角在15°或其以下的條件下,照射紫外光,使含有導電性微粒的液體材料對被涂布區(qū)域H1的接觸角與對疏液區(qū)域H2的接觸角之差在40°或其以上。
(材料配置工序)接著,利用液滴噴出裝置IJ,以液滴噴出法,將配線圖案形成材料涂布在基板P上的被涂布區(qū)域H1內。此外,作為噴出的功能液(配線圖案用油墨)是將導電性微粒分散在溶劑(分散劑)中形成的分散液。此處所用的導電性微粒是含有金、銀、銅、鈀、鎳中的任何一種的金屬微粒,此外,還可以使用導電性聚合物和超導體的微粒等。
即,在材料配置工序中,如圖4C所示,以液滴形式從液體噴頭1噴出含有配線圖案形成材料的液體材料,將該液滴配置在基板P上的被涂布區(qū)域H1內。作為液滴噴出條件,油墨重量為7ng/dot,油墨速度(噴出速度)為5~7m/sec。
這時,由于疏液區(qū)域H2被付與了疏液性,即使一部分噴出液滴落在疏液區(qū)域H2內,也會從疏液區(qū)域H2中彈落掉,如圖4D所示,仍會滯留在疏液區(qū)域H2之間的被涂布區(qū)域H1內。進而,由于被涂布區(qū)域H1付與了親液性,所以噴出的液狀體更容易在被涂布區(qū)域H1內擴展,由此,液狀體不會分斷,能在所定的位置內,更均勻地埋入被涂布區(qū)域H1內。
(熱處理/光處理工序)噴出工序后的導電性材料,為了使微粒之間形成很好的電接觸,需要完全除去分散劑。為了提高導電性微粒在表面的分散性,在涂敷了有機物等涂敷材料時,這種涂敷材料也需要除去。為此,對噴出工序后的基板,實施熱處理和/或光處理。
熱處理和/或光處理,通常在大氣中進行,根據(jù)需要,也可以在氮、氬、氦等惰性氣體氣氛中進行。熱處理和/或光處理的處理溫度,考慮到分散劑的沸點(蒸發(fā)壓)、氣氛氣體的種類或壓力、微粒的分散性或氧化性等熱行為,有無涂敷劑和涂敷量、基質材料的耐熱溫度等,作適當確定。
例如,為了去除由有機物形成的涂敷劑,需要在300℃下燒成。使用塑料等基板時,最好在室溫或其以上,100℃或其以下進行。
熱處理和/或光處理,例如,使用熱板、電爐等加熱器件的一般加熱處理,除此之外,也可以使用燈退火進行,作為在燈退火中使用光的光源,可以使用紅外線燈、氙燈、YAG激光器、氬激光器、CO2激光器、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArCl等的準分子激光器等。這些光源。一般使用功率為10其以上5000W或其以下的,但本實施方式中,使用100或其以上,1000W或其以下就足夠了。
通過上述熱處理和/或光處理,確保微粒之間的電接觸,并轉變成導電膜。
通過以上說明的一連串工序,可以在基板上形成線狀的導電膜圖案(導電膜配線)。
本實施方式中,作為圖案形成用基板,通過將功能液對被涂布區(qū)域H1和疏液區(qū)域H2的接觸角之差取為40°或其以上,即使一部分被液滴落在疏液區(qū)域H2內,也能流入到被涂布區(qū)域H1內,并可以得到由疏液區(qū)域H2之間寬度確定的細線圖案。尤其是本實施方式中,通過使液狀體對被涂布區(qū)域H1的接觸角取為15°或其以下,使被涂布區(qū)域H1的液狀體在基板P上更容易擴展?jié)駶?,會更均勻地埋入被涂布區(qū)域H1。由此,隔開間隔噴出的液狀體在被涂布區(qū)域H1內不會間斷,并能夠形成一體化,還可以防止產生斷線等不良現(xiàn)象。作為器件,也能夠提高其質量。
(第3種實施方式)作為第3種實施方式,對于本發(fā)明電光學裝置的一例液晶顯示裝置進行說明。圖5是本發(fā)明的液晶顯示裝置,各構成要件及從所示對向的基板側見到的平面圖,圖6是沿圖5中H~H線的剖面圖。圖7是液晶顯示裝置的圖像顯示區(qū)域中,以矩陣狀形成的多個像素中各種元件、配線等的等價電路圖。圖8是液晶顯示裝置的部分放大剖面圖。以下說明使用的各圖,由于在圖面上能識別各層和各部件的大小,對各層和各部件采用了不同的縮比尺寸。
圖5和圖6中示出的本實施方式液晶顯示裝置(電光學裝置)100,形成一對的TFT陣列基板10和相對基板20,由光固化性密封材料的密封材料52貼合在一起,利用這種密封材料52將液晶50封裝在形成畫區(qū)的區(qū)域內。密封材料52,是在基板面內的區(qū)域中,形成密封的框狀,不具有液晶注入口,而是用密封材料形成無密封痕跡的結構。
在密封材料52形成區(qū)域的內側區(qū)中,由遮光性材料形成周邊隔離帶53。在密封材料52的外側區(qū)域,沿著TFT陣列基板10的一邊,形成有數(shù)據(jù)線驅動電路201和安裝端子202,沿著與該邊鄰接的2個邊,形成有掃描線驅動電路204。TFT陣列基板10的余下的一邊,設有多條配線205,以將設在圖像顯示區(qū)兩側的掃描線驅動電路204之間連接。在相對基板20的角部中的至少1處,為了將TFT陣列基板10與對向基板20形成電導通,設有基板間的導通件206。
取代在TFT陣列基板10上形成數(shù)據(jù)線驅動電路201和掃描驅動電路204這一形式,例如,也可以采用將安裝了驅動用LSI的TAB(TapeAutomated Bonding)基板和在TFT陣列基板10周邊處形成的端子群,通過各向異性導電膜形成電的和機械的連接形式。液晶顯示裝置100中,使用的液晶50的種類,即,根據(jù)TN(Twisted Nematic)模式、C-TN法、VA方式、IPS方式等工作模式,和常白模式/常黑模式的不同,按所定方向配置相位差板,偏光板等,此處省去圖示。
以彩色顯示用構成液晶顯示裝置100時,在對向基板20中,在TFT陣列基板10中與下述各像素電極相對向的區(qū)域內,例如形成紅(R)、綠(G)、藍(B)的彩色濾光片,及其保護膜。
在具有如此結構的液晶顯示裝置100的圖像顯示區(qū)內,如圖7所示,以矩陣狀構成多個像素100a,同時,在這些像素100a的各像素中,形成像素開關用的TFT(開關元件)30,供給像素信號S1、S2、…、Sn的數(shù)據(jù)線6a與TFT30的電源形成著電連接。寫入于數(shù)據(jù)線6a的像素信號S1、S2、…、Sn,可以按照線順序供給該順序信號,也可以對于相鄰接的多個數(shù)據(jù)線6a,彼此間以每一組供給。掃描線3a與TFT30的柵極形成電連接,其構成是按照線的順序,將脈沖描述信號G1、G2、…、Gn以此順序施加給描述線3a。
像素電極19與TFT30的漏極形成電連接,通過將開關元件的TFT30形成只打開一定期間的狀態(tài),從數(shù)據(jù)線6a供給的像素信號S1、S2、…、Sn在所定的時間寫入于各個像素。這樣,通過像素電極19寫入給液晶的所定電平的像素信號S1、S2、…、Sn,在圖6所示對向基板20中與對向電極121之間保持一定時間。為了防止保持的像素信號S1、S2、…、Sn泄漏,與在像素電極19和對向電極121之間形成的液晶容量并列附加上蓄積容量60。例如,像素電極19的電壓,利用比施加源電壓的時間長3位數(shù)時間的蓄積容量60進行保持。這樣,既能改善電荷的保持特性,又能實現(xiàn)高對比率的液晶顯示裝置100。
圖8是具有底柵極型TFT30的液晶顯示裝置100的局部放大剖面圖,在本實施方式中,在底柵極型的像素開關用TFT30上方,構筑了蓄積容量60。更具體講,在TFT陣列基板10(相當于上述配線圖案形成方法中的基板P)上,沿著由掃描線3a到數(shù)據(jù)線6a,在基板上突出的部分柵極電極203a部分上,隔著柵極絕緣膜42層疊有半導體層210a。與該柵極電極203a部分相對向的部分半導體層210a,作為通道區(qū)。在半導體層210a上,從和數(shù)據(jù)線6a同一膜,形成了源電極204a和漏電極204b。在源電極204a和漏電極204b與半導體層210a之間,為得到電阻性接合,例如,層疊了由n+型a-Si(無定形硅)層形成的接合層205a和205b,在通道區(qū)的中央部的半導體層210a上,為保護通道,形成絕緣性的制止蝕刻膜208。在漏電極204b的端部上,隔著層間絕緣膜212層疊了島狀的容量電極222,再在容量電極222上,隔著介電體膜22層疊了容量線3b(固定電位側的容量電極)。這樣,容量線3b延伸設置成使圖像顯示區(qū)域內以線條狀延伸到圖像顯示區(qū)域外,落腳到固定電位。
像素電極19配置在蓄積容量60的上方,在容量線3b和像素電極19之間,層疊了層間絕緣膜216。通過設在層間絕緣膜216上的連接通孔217,使像素電極19和容量電極222連接,使容量電極222作為像素電極電位。這樣,在TFT30的通道區(qū)上方區(qū)域的容量電極222上形成孔狀的開口部222a。
在構成上述的TFT中,使用了上述液滴噴出裝置IJ,例如,通過噴出銀化合物的液滴,形成柵極線、源極線、漏極線等,利用細線化,而實現(xiàn)了小型和薄型化,并可以得到不產生斷線等不良現(xiàn)象的優(yōu)質液晶顯示裝置。
(第4種實施方式)在上述實施方式中,其構成是將TFT30用作驅動液晶顯示裝置100的開關元件,除了液晶顯示裝置外,例如,也可以應用于有機EL(電致發(fā)光)顯示裝置。有機EL顯示裝置的構成是用陰極和陽極夾持含有熒光性無機和有機化合物的薄膜,通過向上述薄膜中注入電子和空穴(孔)進行激勵,生成激勵子(激發(fā)子),這種激勵子再結合時發(fā)出光(熒光、磷光),是利用這種光而進行發(fā)光的元件。將在有機EL顯示元件中使用的熒光性材料中,呈現(xiàn)紅、綠、藍各色發(fā)光的材料,即發(fā)光層形成材料和形成空穴注入/電子輸送層的材料作為油墨,在具有上述TFT30的基板上,分別形成圖案,可以制造出自發(fā)光的全色EL裝置。
在本發(fā)明的裝置(電光學裝置)范圍內,也包括這種有機EL裝置,實現(xiàn)了小型、薄型化,并能得到不產生斷線等不良現(xiàn)象的高質量有機EL裝置。
圖9是利用上述液滴噴出裝置IJ制造部分構成要件的有機EL裝置的側面圖。參照圖9,說明有機EL裝置的簡要構成。
圖9中的有機EL裝置301,是在由基板311、電路元件部321、像素電極331、貯存格部341、發(fā)光元件351、陰極361(對向電極)、和密封基板371構成的有機EL元件302上,連接上彈性基板(圖示略)的配線和驅動IC(圖示略)的裝置。電路元件部321的構成是在基板311上形成有源元件的TFT30,并將多個像素電極331有序地排列在電路元件部321上。構成TFT30的柵極配線61,通過上述實施方式的配線圖案形成方法形成。
在各像素電極331之間,以格子狀地形成貯存格部341,在由貯存格部341產生的凹部開口344處,形成了發(fā)光元件351。發(fā)光元件351是由發(fā)紅色光的元件、發(fā)綠色光的元件、以及發(fā)藍色光的元件形成,由此,有機EL裝置301實現(xiàn)了全色顯示。陰極361形成在貯存格部341和發(fā)光元件351的整個上部面上,在陰極361上形成密封用的基板371層疊。
含有有機EL元件的有機EL裝置301制造工藝包括形成貯存格部341的貯存格部形成工序;為適當形成發(fā)光元件351的等離子體處理工序;形成發(fā)光元件351的發(fā)光元件形成工序;形成陰極361的對向電極形成工序;以及在陰極361上層疊密封用基板371后進行密封的密封工序。
發(fā)光元件形成工序,由于是通過在凹部開口344,即像素電極331上形成空穴注入層352和發(fā)光層353,形成發(fā)光元件351,所以包括空穴注入層形成工序和發(fā)光層形成工序??昭ㄗ⑷雽有纬晒ば虬樾纬煽昭ㄗ⑷雽?52,向各像素電極331上噴出液狀材料的第1噴出工序,和將噴出的液狀體材料進行干燥,形成空穴注入層352的第1干燥工序。發(fā)光層形成工序包括為形成發(fā)光層353,向空穴注入層352上噴出液狀體材料的第2噴出工序,對噴出的液狀體材料進行干燥,形成發(fā)光層353的第2干燥工序。另外,形成發(fā)光層353,是利用如上述與紅、綠、藍三色相對應的材料形成3種發(fā)光層,因此,為了分別噴出3種材料,上述第2噴出工序是由3道工序形成。
在該發(fā)光元件形成工序中,就空穴注入層形成工序中的第1噴出工序和發(fā)光層形成工序中的第2噴出工序而言,可使用上述的液滴噴出裝置IJ。
(第5種實施方式)在上述實施方式中,雖然使用本發(fā)明的圖案形成方法,形成TFT(薄膜晶體管)的柵極配線,但也可以制造源電極、漏電極、像素電極等其他的構成要件。以下對制造TFT的方法,參照圖10-圖13進行說明。
如圖10所示,首先,在洗凈的玻璃基板510上面,為設置1個像素間距1/20-1/10的溝511a,根據(jù)光刻蝕法形成第1層的貯存格511。作為該貯存格511,形成后必須具有透光性和疏液性。作為其材質,除了使用丙烯樹脂、聚酰亞胺樹脂、烯烴樹脂、密胺樹脂等高分子材料外,還可以使用聚硅氨烷等無機系材料。
為了使形成后的貯存格511具有疏液性,必須實施CF4等離子體處理等(使用具有氟成分氣體的等離子體處理),但也可以取代這種處理,預先向貯存格511的材質內填充疏液成分(氟基等)。這種情況下,可省去了CF4等離子體處理等。
對于如上形成疏液化的貯存格511,作為噴出油墨的接觸角,最好確保40°或其以上,而作為對玻璃面的接觸角,最好確保10°或其以下。即,本發(fā)明者們根據(jù)試驗確認的結果,例如,導電性微粒(十四烷溶劑)在處理后的接觸角,作為貯存格511的材質,使用丙烯樹脂系時,可確保54.0°(未處理時,在10°或其以下)。這些接觸角,是在等離子體功率為550W、以0.1L/min供給4氟化甲烷氣的處理條件下獲得的。
繼上述第1層的貯存格形成工序,在柵極掃描電極形成工序(第1次導電性圖案形成工序)中,利用噴墨法噴出含有導電性材料的液滴,形成柵極掃描電極512,使之填充到由貯存格511區(qū)分的描畫區(qū)域上述溝511a內。同樣,在形成柵極掃描電極512時,使用本發(fā)明的圖案形成方法。
作為此時的導電性材料,可適于采用Ag、Al、Au、Cu、Pd、Ni、W-Si、導電性聚合物等。如此形成的柵極掃描電極512,由于對貯存格511預先付與了充分的疏液性,所以不會從溝511a內溢出,從而能形成細微的配線圖案。
利用以上工序,在基板510上形成具有由貯存格511和柵極掃描電極512形成的平坦的上表面的,由銀(Ag)形成的第1導電層Al。
為了在溝511a內獲得良好的噴出效果,如圖10所示,作為該溝511a的形狀,最好采用順錐體狀(向噴出單元開口的錐體形狀)。由此能使噴出的液滴充分進入到深處。
以下,如圖11所示,利用等離子體CVD法,進行柵極絕緣膜513、活性層521、接觸層509的連續(xù)成膜。通過改變原料氣和等離子體條件,作為柵極絕緣膜513,形成氮化硅膜,作為活性層521,形成無定形硅膜,作為接觸層509,形成n+型硅膜。以CVD法形成時,需要經(jīng)受300-350℃的加熱,通過將無機系材料用于貯存格,能夠避免有關透明性和耐熱性的問題。
繼上述半導體層形成工序,是第2層的貯存格形成工序,如圖12所示,為了在柵極絕緣膜513的上面,設置以1個像素間距的1/20-1/10,而且與上述溝511a交叉的溝514a,按照光刻蝕法形成第2層的貯存格514。作為該貯存格514,形成后需要具有透光性和疏液性,作為其材質,除了使用丙烯樹脂、聚酰亞胺樹脂、烯烴樹脂、密胺樹脂等離子材料外,還可使用聚硅氨烷等無機系材料。
該形成后,為了使貯存格514保持疏液性,需要實施CF4等離子體處理(使用具有氟成分氣體的等離子體處理),也可以取代這一形式,而采用預先向貯存格514的材質中填充疏液成分(氟基等)的形式。這種情況,可省去了CF4等離子體處理等。
對于如上疏液化的貯存格514,作為噴出油墨的接觸角,最好確保40°或其以上。
繼上述第2層的貯存格形成工序,是源·漏電極形成工序(第2層導電性圖案形成工序),以噴墨法噴出含有導電性材料的液滴,填充到由貯存格514區(qū)分的描繪區(qū)域的上述溝514a內,如圖13所示,形成對上述柵極掃描電極512成交叉的源電極515和漏電極516。同樣,在形成源電極515和漏電極516時,使用了本發(fā)明的圖案形成方法。
作為此時的導電性材料,適宜采用Ag、Al、Au、Cu、Pd、Ni、W-Si、導電性聚合物等。如形成的源電極515和漏電極516,由于預先給貯存格514付與了充分的疏液性,所以不會從溝514a內溢出,并能夠形成細微的配線圖案。
配置絕緣材料517,以覆蓋住配置了源電極515和漏電極516的溝514a。通過以上工序,在基板510上,由貯存格514和絕緣材料517形成平坦的上表面520。
同樣,在絕緣材料517上形成接觸通孔519,同時在上表面520上形成圖案像素電極(ITOIndium Tin Oxide(銦錫氧化物))518,通過接觸孔519將漏電極516和像素電極518連接,由此形成TFT。
(第6種實施方式)圖14是表示液晶顯示裝置的另一實施方式。
圖14所示的液晶顯示裝置(電光學裝置)901,大致區(qū)分一下,具有彩色的液晶屏(電光學屏)902,和與液晶屏902連接的電路基板903。根據(jù)需要,在液晶屏902上附設有背燈等照明器件,以及其他的附帶設備。
液晶屏902具有由密封材料904連接的一對基板905a和基板905b,在這些基板905a和基板905b之間形成間隙,所謂在單元間隙中封裝液晶。這些基板905a和基板905b,一般利用透明性材料,如玻璃,合成樹脂等形成。在基板905a和基板905b的外側表面上附貼偏光板906a,及另一枚偏光板。圖14中省去了另一枚偏光板的圖示。
在基板905a的內側面上形成電極907a,在基板905b的內側面上形成電極907b,這些電極907a、907b,形成線條狀,或文字、數(shù)字、及其他適宜的圖案形狀。這些電極907a、907b,例如,可以利用ITO等透明性材料形成?;?05a相對于基板905b進行伸出,形成伸出部,在該伸出部上形成了多個端子908。這些端子908,在基板905a上形成電極907a時,與電極907a同時形成。因此,這些端子908,例如由ITO形成的。在這些端子908上,還含有從電極907a形成一體延伸的部分,以及通過導電材料(未圖示)與電極907b連接的部分。
在電路基板903上,配線基板909的所定位置安裝半導體元件900,作為液晶驅動用IC。雖然圖示省略,但在安裝半導體元件900的部位以外部位的所定位置上,也可以安裝電阻、電容器、及其他芯片另件。配線基板909,例如,通過將在聚酰亞胺等具有可撓曲性的膜狀基質基板911上形成的Cu等金屬膜,進行形成圖案后形成配線圖案912,以此而制造,。
本實施方式中,液晶屏902中的電極907a、907b及電路基板903中的配線圖案912,由上述器件制造方法形成。
根據(jù)本實施方式的液晶顯示裝置,可實現(xiàn)小型化、薄型化,并能得到不產生斷線等不良現(xiàn)象的優(yōu)質液晶顯示裝置。
(第7種實施方式)以下作為第7種實施方式,對本發(fā)明電光學裝置的一例等離子體型顯示裝置進行說明。
圖15是表示本實施方式的等離子體型顯示裝置500分解立體圖。
等離子體型顯示裝置500的構成,包括彼此相對配置的基板501、502,及它們之間形成的放電顯示部510。
放電顯示部510是多個放電室516的集合體。多個放電室516中,配置紅色放電室516(R)、綠色放電室516(G)、藍色放電室516(B),三個的放電室516構成一對,形成1個像素。
在基板501的上面,以所定間距,線條狀形成地址電極511,并形成電介質層519覆蓋住地址電極511和基板501的上面。在電介質層519上,位于地址電極511、511之間,而且沿著各個地址電極511,形成隔壁515。隔壁515包括與地址電極511的寬度左右兩側鄰接的隔壁,和在與地址電極511直交方向上延伸設置的隔壁。而且,與由隔壁515隔離成長方形狀區(qū)域相對應,形成放電室516。
在由隔壁515分隔成的長方形區(qū)域內側配置有熒光體517。熒光體517是發(fā)紅、綠、藍任何一種的熒光體,在紅色放電室516(R)的底部配置紅色熒光體517(R)、在綠色放電室516(G)的底部配置綠色熒光體517(G)、在藍色放電室516(B)的底部配置藍色熒光體517(B)。
而在基板502上,與在前的地址電極511成直交的方向上,以所定間隔,線條狀形成有多個顯示電極512。并形成覆蓋它們的電介質層513、及由MgO等形成的保護膜514。
將基板501和基板502相對彼此貼合在一起,使上述地址電極511…與顯示電極512…相互形成直交。
上述地址電極511和顯示電極512與未圖示的交流電源連接。通過向各個電極通電,在放電顯示部分510中,激勵熒光體517發(fā)光,能夠形成彩色顯示。
本實施方式中,根據(jù)上述配線圖案形成方法,分別形成上述的地址電極511和顯示電極512,所以實現(xiàn)了小型化和薄型化,并能得到不產生斷線等不良現(xiàn)象的優(yōu)質等離子體型顯示裝置。
(第8種實施方式)接著,作為第8種實施方式,對非接觸型卡介質的實施方式進行說明。
如圖16所示,本實施方式的非接觸型卡介質(電子儀器)400,是在由卡基體402和卡蓋418形成的筐體內,內裝有半導體集成電路芯片408和天線電路412,由未圖示的外部收發(fā)信號機和電磁波或靜電容量結合中的至少一種,進行供給電力或接受數(shù)據(jù)中的至少一種。
本實施方式中,上述天線電路412,可用上述實施方式的配線圖案形成方法形成。
根據(jù)本實施方式的非接觸型卡介質,可實現(xiàn)小型化和薄型化,并能得到不產生斷線等不良現(xiàn)象的優(yōu)質非接觸型卡介質。
作為本發(fā)明的器件(電光學裝置),除上述之外,還可適用于在基板上形成的小面積薄膜中進行與膜面平行流動電流,利用產生電子釋放現(xiàn)象,進行表面?zhèn)鲗偷尼尫烹娮釉取?br> (第9種實施方式)作為第9種實施方式,對本發(fā)明的電子儀器實例進行說明。
圖17A是一例攜帶式電話的立體圖。圖17A中,符號600表示攜帶電話主體,符號601表示具有上述實施方式液晶顯示裝置的液晶顯示部。
圖17B是表示文字處理器、個人計算機等便攜式信息處理裝置實例立體圖。圖17B中,符號700表示信息處理裝置、符號701表示鍵盤等輸入部分、符號703表示信息處理主體、符號702表示具有上述實施方式液晶顯示裝置的液晶顯示部分。
圖17C是手表型電子儀器實例立體圖。圖17C中,符號800表示手表主體、符號801表示具有上述實施方式液晶顯示裝置的液晶顯示部。
圖17A~7C所示的電子儀器,由于具有上述實施方式的液晶顯示裝置,所以可達到小型化、薄型化及優(yōu)質化。
本實施方式的電子儀器,雖然是具有液晶裝置的,也可以形成具有有機電致發(fā)光顯示裝置、等離子體型顯示裝置等其他電光學裝置的電子儀器。
以上參照附圖,對本發(fā)明最佳實施方式實例作了說明,但不能說本發(fā)明就限定于這些實例。上述例中,所示各構成部件的諸種形狀和組合,僅是一種例證,在不脫離本發(fā)明實質范圍內,可根據(jù)設計要求等,作各種變動。
例如,為了向貯存格付與疏液性,進行等離子體處理,但是,如上所述,其構成也可以用含有氟或氟化合物的材料形成貯存格。也可以進行除等離子體處理外的其他處理。
進而,在上述實施方式中,作為構成,來用噴出液滴經(jīng)大于溝部寬度的形式,但不限于此,也可以采用溝部寬度大于液滴徑的形式。
另外,上述實施方式中,對基板P上被涂布區(qū)域H1的接觸角為15°或其以下,但并不限于此,也可使對于疏液區(qū)域H2和被涂布區(qū)域H1的接觸角之差40°或其以上。
以上雖然說明了本發(fā)明的最佳實施例,但本發(fā)明并不限定于這些實施例。在不超出本發(fā)明宗旨的范圍內,可以對其構成增加、省略、更換、及其他變更。本發(fā)明并不受上述說明所限定,只由保護的范圍所限定。
本申請對2003年5月9日提出的日本國特許申請第2003-131600號、2003年5月9日提出的日本國特許申請第2003-131601號、和2004年4月9日提出的日本國特許申請第2004-115371號提出優(yōu)先權,并引用其內容。
權利要求
1.一種基板,是通過被噴出的功能液形成圖案,其特征在于,具有涂布上述功能液的被涂布區(qū)域,和圍繞該被涂布區(qū)域而形成的貯存格,上述功能液對上述被涂布區(qū)域的接觸角與上述功能液對上述貯存格的接觸角之差在40°或其以上。
2.根據(jù)權利要求1所述的基板,其特征在于,上述功能液對上述被涂布區(qū)域的接觸角在15°或其以下。
3.根據(jù)權利要求1所述的基板,其特征在于,上述貯存格,通過等離子體處理實施表面改質。
4.根據(jù)權利要求1所述的基板,其特征在于,上述貯存格含有氟或氟化合物。
5.一種器件,是在基板上形成圖案而成,其特征在于,對權利要求1所述的基板,噴出功能液而形成上述圖案。
6.根據(jù)權利要求5所述的器件,其特征在于,在上述功能液中含有導電性微粒。
7.根據(jù)權利要求5所述的器件,其特征在于,在上述功能液中,含有通過熱處理或光處理實現(xiàn)導電性的材料。
8.一種電光學裝置,其特征在于,其中具有權利要求5所述的器件。
9.一種電子儀器,其特征在于,其中具有權利要求8所述的電光學裝置。
10.一種器件制造方法,其特征在于,對權利要求1所述的基板,噴出功能液,形成上述圖案。
11.一種有源矩陣基板的制造方法,其特征在于,其中具有在權利要求1所述的基板上形成柵極配線的第1道工序;在上述柵極配線上形成柵極絕緣膜的第2道工序;隔著上述柵極絕緣膜層疊半導體層的第3道工序;在上述柵極絕緣層上形成源電極和漏電極的第4道工序;在上述源電極和漏電極上配置絕緣材料的第5道工序;和在配置了上述絕緣材料之后形成像素電極的第6道工序,上述第1、第4、和第6道工序中,至少1道工序包括對上述基板噴出功能液。
12.一種基板,是通過被噴出的功能液,在表面上形成圖案,其特征在于,具有涂布了上述功能液的被涂布區(qū)域;由圍繞該被涂布區(qū)域的疏液性膜形成的疏液區(qū)域,上述功能液對上述被涂布區(qū)域的接觸角,與上述功能液對上述疏液區(qū)域的接觸角之差在40°或其以上。
13.根據(jù)權利要求12所述的基板,其特征在于,上述功能液對上述被涂布區(qū)域的接觸角在15°或其以下。
14.根據(jù)權利要求12所述的基板,其特征在于,上述疏液性膜是在上述表面上形成的單分子膜。
15.根據(jù)權利要求14所述的基板,其特征在于,上述單分子膜是由有機分子形成的自組織化膜。
16.一種器件,是在基板上形成圖案而形成的,其特征在于,對權利要求12所述的基板,噴出功能液,形成上述圖案。
17.根據(jù)權利要求16所述的器件,其特征在于,上述功能液中含有導電性微粒。
18.根據(jù)權利要求16所述的器件,其特征在于,上述功能液中,含有通過熱處理或光處理呈現(xiàn)導電性的材料。
19.一種電光學裝置,其特征在于,其中具有權利要求16所述的器件。
20.一種電子儀器,其特征在于,其中具有權利要求19所述的電光學裝置。
21.一種器件制造方法,其特征在于,對權利要求12所述的基板,噴出功能液而形成上述圖案。
22.一種有源矩陣基板的制造方法,其特征在于,其中具有在權利要求12所述的基板上形成柵極配線的第1道工序;在上述柵極配線上形成柵極絕緣膜的第2道工序;隔著上述柵極絕緣膜層疊半導體層的第3道工序;在上述柵極絕緣層上形成源電極和漏電極的第4道工序;在上述源電極和漏電極上配置絕緣材料的第5道工序;和在配置了上述絕緣材料之后形成像素電極的第6道工序,上述第1、第4、和第6道工序中的至少1道工序,包括對上述基板噴出功能液。
全文摘要
本發(fā)明提供的基板是通過噴出的功能液,形成圖案的基板,具有涂布上述功能液的被涂布區(qū)域,和圍繞該被涂布區(qū)域形成的貯存格。上述功能液對上述涂布區(qū)域的接觸角與上述功能液對上述貯存格的接觸角之差,在40°或其以上。
文檔編號H01L29/786GK1550334SQ20041004336
公開日2004年12月1日 申請日期2004年5月8日 優(yōu)先權日2003年5月9日
發(fā)明者平井利充 申請人:精工愛普生株式會社
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