專利名稱：顯示裝置及其制造法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示裝置，包括在玻璃襯底之上形成的例如晶體管的有源元件，以及涉及一種制造該顯示裝置的方法。
背景技術(shù)：
通常，如同制造半導體集成電路的技術(shù)一樣，已經(jīng)通過使用光掩模的光線曝光使各種薄膜形成圖案制造包括在玻璃襯底之上形成的薄膜晶體管的有源矩陣驅(qū)動液晶顯示裝置。
但是，隨著制造此類液晶顯示裝置所使用的玻璃襯底尺寸變得更大，已經(jīng)變得難以通過常規(guī)形成圖案方法以低成本高生產(chǎn)率制造顯示面板。因此，即使通過連續(xù)曝光等形成與大襯底對應的顯示面板，加工時間也由于多次曝光處理而增加。另外，研發(fā)一種可以處理此類大襯底的光線曝光裝置需要巨額投資。
另外，在其中各種薄膜全部在襯底表面之上形成并且隨后被蝕刻除去以便僅保留所需部分的制造方法的情況下，隨著襯底尺寸變得更大，花費的材料成本更高，并且需要處理例如液體廢物的大量廢物。
本發(fā)明的公開內(nèi)容鑒于以上問題完成本發(fā)明。本發(fā)明的一個目的是提供一種顯示裝置，其可以通過改進材料效率的簡化制造工藝制造。本發(fā)明的另一個目的是提供一種該顯示裝置的制造方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，通過有選擇地形成圖案，形成制造顯示裝置所需的至少一個或多個圖案，例如形成布線或電極的導電層以及用于形成預定圖案的掩模層，并且同時除去不在半導體層之下的一部分柵極絕緣薄膜。液滴噴射方法用于通過從細微孔有選擇地噴射組合物液滴有選擇地形成預定圖案。另外，可以使用絲網(wǎng)印刷技術(shù)或膠版印刷技術(shù)。
一種制造本發(fā)明的顯示裝置的方法包括第一步，通過液滴噴射方法在具有絕緣表面或具有預處理基礎表面的襯底之上形成柵極；第二步，在該柵極之上形成柵絕緣層以及在該柵絕緣層之上形成第一半導體層；第三步，通過液滴噴射方法在第一半導體層之上在與柵極重疊的區(qū)域之上形成通道保護層；第四步，在柵絕緣層、第一半導體層和通道保護層之上形成含有具有導電性類型雜質(zhì)的第二半導體層；第五步，在第二半導體層之上有選擇地形成第一掩模層；第六步，使用第一掩模層蝕刻第二半導體層、其下的第一半導體層以及柵極絕緣薄膜；第七步，通過液滴噴射方法在柵極之上有選擇地形成第一絕緣層；第八步，通過液滴噴射方法有選擇地形成源極布線和漏極布線；第九步，在通道保護層之上蝕刻第二絕緣層；第十步，在襯底整個表面之上形成鈍化膜；第十一步，在鈍化膜的整個基面之上通過液滴噴射方法形成第二絕緣層；第十二步，在漏極布線之上蝕刻鈍化膜；和第十三步，在第二絕緣層之上形成透明導電薄膜以便連接漏極布線。在第十一步中，第二絕緣層通過液滴噴射方法有選擇地在除了其中漏極布線與透明導電薄膜連接的區(qū)域之外的襯底整個表面之上形成。
一種制造本發(fā)明的顯示裝置的方法包括第一步，通過液滴噴射方法在具有絕緣表面或具有基礎薄膜的襯底之上形成柵極；第二步，在該柵極之上形成柵絕緣層以及在該柵絕緣層之上形成第一半導體層；第三步，通過液滴噴射方法在第一半導體層之上在與柵極重疊的區(qū)域之上形成通道保護層；第四步，在柵絕緣層、第一半導體層和通道保護層之上形成含有具有導電性類型雜質(zhì)的第二半導體層；第五步，在第二半導體層之上有選擇地形成第一掩模層；第六步，使用第一掩模層蝕刻第二半導體層、其下的第一半導體層以及柵極絕緣薄膜；第七步，通過液滴噴射方法在柵極之上有選擇地形成第一絕緣層；第八步，通過液滴噴射方法有選擇地形成源極布線和漏極布線；第九步，使用源極布線和漏極布線作為掩模在通道保護層之上蝕刻第二絕緣層；第十步，在襯底整個表面之上形成鈍化膜；第十一步，在鈍化膜的整個表面之上通過液滴噴射方法形成第二絕緣層；第十二步，使用第二絕緣層作為掩模在漏極布線之上蝕刻鈍化膜；和第十三步，在第二絕緣層之上形成透明導電薄膜以便連接漏極布線。在第十一步中，第二絕緣層通過液滴噴射方法有選擇地在除了其中漏極布線與透明導電薄膜連接的區(qū)域之外的襯底整個表面之上形成。
在上述第二步中，優(yōu)選的是通過等離子體增強汽相生長(等離子體CVD)或通過濺射不暴露于大氣連續(xù)形成柵絕緣層和第一半導體層的各層。
分層順序地形成第一氮化硅薄膜、二氧化硅薄膜和第二氮化硅薄膜，以形成柵極絕緣薄膜；因此可以防止柵極氧化。另外，可以得到在柵極絕緣薄膜朝上側(cè)面上形成的柵極絕緣薄膜和半導體層之間的優(yōu)選界面。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，在形成圖案過程中使用的柵極、布線和掩模通過有選擇地形成圖案的方法形成。但是，制造顯示裝置所需的至少一個或多個圖案可以通過可以有選擇地形成制造液晶顯示裝置的圖案的液滴噴射方法等形成，由此達到目的。
本發(fā)明的顯示裝置包括連接到薄膜晶體管的像素電極。該薄膜晶體管具有在襯底之一之上提供的柵極；與柵極接觸的包括氮化硅層、氮氧化硅層和二氧化硅層的至少一個的島形柵極絕緣薄膜；半導體層；以及連接到半導體層的由導電性材料形成的源極布線和漏極布線。另外，提供半導體層的一端，使得其不從柵絕緣層的一端伸出。在薄膜晶體管中，柵極、島形柵極絕緣薄膜、半導體層以及源極布線和漏極布線從襯底側(cè)順次層壓。
本發(fā)明的顯示裝置包括連接到薄膜晶體管的像素電極。該薄膜晶體管具有在襯底之一之上提供的柵極；與柵極接觸的包括氮化硅層、氮氧化硅層和二氧化硅層的至少一個的島形柵極絕緣薄膜；半導體層；以及連接到半導體層的由導電性材料形成的源極布線和漏極布線。另外，提供半導體層的一端，使得其與柵絕緣層的一端相重合。
本發(fā)明的顯示裝置包括連接到薄膜晶體管的像素電極。該薄膜晶體管具有在襯底之一之上提供的柵極；與柵極接觸的包括氮化硅層、氮氧化硅層和二氧化硅層的至少一個的島形柵極絕緣薄膜；半導體層；連接到半導體層的由導電性材料形成的源極布線和漏極布線；以及與源極布線和漏極布線接觸的氮化硅層或氮氧化硅層。另外，提供半導體層的一端，使得其不從柵絕緣層的一端伸出。
本發(fā)明的顯示裝置包括連接到薄膜晶體管的像素電極。該薄膜晶體管具有在襯底之一之上提供的柵極；與柵極接觸的包括氮化硅層、氮氧化硅層和二氧化硅層的至少一個的島形柵極絕緣薄膜；半導體層；連接到半導體層的由導電性材料形成的源極布線和漏極布線；以及與源極布線和漏極布線接觸的氮化硅層或氮氧化硅層。另外，提供半導體層的一端，使得其與柵絕緣層的一端相重合。
本發(fā)明的顯示裝置包括具有在襯底之一之上提供的柵極的第一薄膜晶體管；與柵極接觸的包括氮化硅層、氮氧化硅層和二氧化硅層的至少一個的島形柵極絕緣薄膜；半導體層；和連接到半導體層的由導電性材料形成的源極布線和漏極布線；連接到第一薄膜晶體管的像素電極，和具有所形成的與第一薄膜晶體管具有相同結(jié)構(gòu)的第二薄膜晶體管的驅(qū)動電路；以及從驅(qū)動電路伸出并連接到第一薄膜晶體管的柵極的布線層。在此，可以提供像素區(qū)域或驅(qū)動電路區(qū)域的半導體層的一端，使得其不從柵絕緣層的一端伸出。
本發(fā)明的顯示裝置包括具有在襯底之一之上提供的柵極的第一薄膜晶體管；與柵極接觸的包括氮化硅層、氮氧化硅層和二氧化硅層的至少一個的島形柵極絕緣薄膜；半導體層；和連接到半導體層的由導電性材料形成的源極布線和漏極布線；連接到第一薄膜晶體管的像素電極，和具有所形成的與第一薄膜晶體管具有相同結(jié)構(gòu)的第二薄膜晶體管的驅(qū)動電路；以及從驅(qū)動電路伸出并連接到第一薄膜晶體管的柵極的布線層。在此，可以提供半導體層的一端，使得其與柵絕緣層的一端相重合。
本發(fā)明的顯示裝置包括具有在襯底之一之上提供的柵極的第一薄膜晶體管；與柵極接觸的包括氮化硅層、氮氧化硅層和二氧化硅層的至少一個的島形柵極絕緣薄膜；半導體層；和連接到半導體層的由導電性材料形成的源極布線和漏極布線；與源極布線和漏極布線接觸的氮化硅層或氮氧化硅層；連接到第一薄膜晶體管的像素電極，和具有所形成的與第一薄膜晶體管具有相同結(jié)構(gòu)的第二薄膜晶體管的驅(qū)動電路；以及從驅(qū)動電路伸出并連接到第一薄膜晶體管的柵極的布線層。在此，可以提供像素區(qū)域或驅(qū)動電路區(qū)域的半導體層的一端，使得其不從柵絕緣層的一端伸出。
本發(fā)明的顯示裝置包括具有在襯底之一之上提供的柵極的第一薄膜晶體管；與柵極接觸的包括氮化硅層、氮氧化硅層和二氧化硅層的至少一個的島形柵極絕緣薄膜；半導體層；和連接到半導體層的由導電性材料形成的源極布線和漏極布線；與源極布線和漏極布線接觸的氮化硅層或氮氧化硅層；連接到第一薄膜晶體管的像素電極，和具有所形成的與第一薄膜晶體管具有相同結(jié)構(gòu)的第二薄膜晶體管的驅(qū)動電路；以及從驅(qū)動電路伸出并連接到第一薄膜晶體管的柵極的布線層。在此，提供半導體層的一端，使得其與柵絕緣層的一端相重合。
根據(jù)本發(fā)明，該顯示裝置為液晶顯示裝置，襯底把液晶材料夾在中間。
根據(jù)本發(fā)明，柵極或柵極布線可以通過有選擇地形成圖案由導電性材料形成。Ag或含有Ag的合金；涂有NiB、Ag的Cu顆粒，或其層壓材料等可以用作導電性材料?？梢酝ㄟ^在其上提供氮化硅薄膜或氮氧化硅薄膜防止柵極或柵極布線氧化。
根據(jù)本發(fā)明，作為薄膜晶體管主要部件的半導體層可以由通過使用半導體材料氣體的汽相生長或濺射形成的非晶半導體(以下也稱為AS)、半非晶半導體(也稱為微晶，以下也稱為SAS)等形成，所述半導體材料氣體由可以使用的硅烷和鍺代表。
SAS是一種具有非晶和晶體結(jié)構(gòu)(包括單晶和多晶)之間的中間結(jié)構(gòu)的半導體。這是一種具有在自由能狀態(tài)穩(wěn)定，和其中包括具有短程有序和晶格畸變的晶區(qū)的第三態(tài)半導體。至少在薄膜中的一部分區(qū)域中可以觀察到0.5nm到20nm的晶區(qū)。當含有硅作為主要組分時，拉曼光譜遷移到低于520cm-1的較低頻率側(cè)。在X射線衍射中觀察到由硅晶格產(chǎn)生的(111)或(220)衍射峰。含有至少1原子％或更多的氫或鹵素作為懸掛鍵的中和劑。SAS通過對硅化物氣體進行生長噴射分解(等離子體CVD)形成。除SiH4之外，Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等可以用作硅化物氣體。另外，可以混合GeF4。該硅化物氣體可以用H2或者H2和一種或多種He、Ar、Kr和Ne稀有氣體元素稀釋。稀釋比從2倍到1000倍變化。壓力范圍大約為0.1Pa到133Pa，電源頻率為1MHz到120MHz，優(yōu)選為13MHz到60MHz。襯底加熱溫度可以為300℃或更低。理想的是，作為薄膜中的雜質(zhì)元素，例如氧、氮或碳的大氣成分雜質(zhì)為1×1020原子/cm3或更少，具體地氧濃度為5×1019原子/cm3或更少，優(yōu)選為1×1019原子/cm3或更少。
僅用n-通道薄膜晶體管形成的驅(qū)動電路可以通過使用SAS提供。因此，可以通過使用可以在1cm2/V·sec到15cm2/V·sec的電場效應遷移率下操作的薄膜晶體管在一個襯底之上形成驅(qū)動電路。
根據(jù)本發(fā)明，形成布線或掩模圖案可以通過液滴噴射方法等直接進行；因此可以得到其中材料的材料效率預期改進和制造步驟簡化的薄膜晶體管，以及得到使用該薄膜晶體管的液晶顯示裝置。
另外，除了半導體層下的區(qū)域之外，不形成柵極絕緣薄膜；因此TFTs容易用布線互相連接。如果TFTs由具有高電場效應遷移率的多晶半導體或微晶硅半導體形成，則例如掃描線驅(qū)動電路的各種電路可以通過與像素TFT相同的工藝輕易地裝配到襯底上。
附圖簡述

圖1是顯示液晶顯示裝置結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖2是顯示液晶顯示裝置結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖3是顯示液晶顯示裝置結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖4A到4E是說明液晶顯示裝置的制造方法的剖視圖。
圖5A到5E是說明液晶顯示裝置的制造方法的剖視圖。
圖6A到6D是說明液晶顯示裝置的制造方法的剖視圖。
圖7A到7E是說明液晶顯示裝置的制造方法的剖視圖。
圖8A到8D是說明液晶顯示裝置的制造方法的剖視圖。
圖9A到9C是說明液晶顯示裝置的制造方法的剖視圖。
圖10A到10E是說明液晶顯示裝置的制造方法的剖視圖。
圖11A到11E是說明液晶顯示裝置的制造方法的剖視圖。
圖12A到12E是說明液晶顯示裝置的制造方法的剖視圖。
圖13是說明液晶顯示裝置的制造方法的剖視圖。
圖14A到14C顯示描繪液晶顯示裝置的制造方法的俯視圖和剖視圖。
圖15A到15C顯示說明液晶顯示裝置的制造方法的俯視圖和剖視圖。
圖16A到16C顯示說明液晶顯示裝置的制造方法的俯視圖和剖視圖。
圖17A到17C顯示說明液晶顯示裝置的制造方法的俯視圖和剖視圖。
圖18是說明液晶顯示裝置的制造方法的剖視圖。
圖19A和19B是說明液晶顯示裝置驅(qū)動電路的裝配方法(COG)的附圖。
圖20A和20B是說明液晶顯示裝置驅(qū)動電路的裝配方法(TAB)的附圖。
圖21A和21B是說明液晶顯示裝置驅(qū)動電路的裝配方法(COG)的附圖。
圖22是說明當液晶顯示裝置的掃描線驅(qū)動電路由TFT形成時的電路構(gòu)造的附圖。
圖23是說明液晶顯示裝置的掃描線驅(qū)動電路由TFT形成的情況下的電路構(gòu)造(移位寄存器電路)的附圖。
圖24是說明液晶顯示裝置的掃描線驅(qū)動電路由TFT形成的情況下的電路構(gòu)造(緩沖電路)的附圖。
圖25是顯示液晶電視主結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖26是說明液晶顯示裝置模塊結(jié)構(gòu)的附圖。
圖27是說明根據(jù)本發(fā)明完成的電視接收機結(jié)構(gòu)的附圖。
圖28是顯示液晶顯示裝置的俯視圖。
圖29是圖28中所示液晶顯示裝置的等效電路簡圖。
圖30是說明液滴噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的附圖。
實施本發(fā)明的最佳方式本發(fā)明的實施方案模式將參考附圖做詳細說明。應指出，相同標記數(shù)字在各個附圖中表示相同部分，并且該說明將不在以下說明中重復。另外，應理解，各種變化和改進對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的，除非這種變化和改進脫離本發(fā)明的內(nèi)容和范圍。因此，解釋本發(fā)明不限于該實施方案模式中的說明。
圖1顯示本發(fā)明某一方面的液晶顯示裝置結(jié)構(gòu)的俯視圖。在具有絕緣表面的襯底100上形成其中像素102排列在矩陣中的像素部分101、掃描線輸入端103和信號線輸入端104。根據(jù)各種標準提供像素數(shù)目。XGA的像素數(shù)目可以為1024×768×3(RGB)，UXGA的像素數(shù)目可以為1600×1200×3(RGB)，以及與其對應的全點高分辨率(full-speck high vision)的像素數(shù)目為1920×1080×3(RGB)。
像素102通過在驅(qū)動電路中使由掃描線輸入端103發(fā)出的掃描線與由信號線輸入端104發(fā)出的信號線交叉排列在矩陣中。發(fā)出的掃描線電連接于像素102中提供的薄膜晶體管的柵極，向其發(fā)射信號。發(fā)出的信號線電連接于源極或漏極，向其發(fā)射信號。每個像素102具有開關(guān)元件和與其連接的像素電極。開關(guān)元件的典型實例為TFT。TFT的柵極側(cè)連接到掃描線，其源極或漏極側(cè)連接到信號線；因此每個像素可以由從外部輸入的信號獨立控制。作為典型實例，開關(guān)元件、TFT可以在驅(qū)動電路中提供。驅(qū)動電路中的TFT可以具有與像素102中的TFTs相同的結(jié)構(gòu)；因此驅(qū)動電路中的TFTs和像素102中的TFTs可以同時制造。
TFT包括作為主要組分的半導體層、柵絕緣層和柵極。也包括與在半導體層中形成的源極和漏極區(qū)連接的布線。其中半導體層、柵絕緣層和柵極從襯底側(cè)排列的頂柵型、其中柵極、柵絕緣層和半導體層從襯底側(cè)排列的底柵型通稱為TFT的結(jié)構(gòu)。但是，任何一種結(jié)構(gòu)都可以應用于本發(fā)明。
通過使用由硅烷或鍺烷代表的半導體材料氣體用汽相生長法或濺射法制造的非晶半導體(以下也表示為“AS”)；通過使用光能或熱能使非晶半導體結(jié)晶形成的多晶半導體；半非晶(也稱為微晶，以及以下也表示為“SAS”)半導體等等可以用作形成半導體層的材料。
SAS是一種具有非晶和晶體結(jié)構(gòu)(包括單晶和多晶)之間的中間結(jié)構(gòu)的半導體。這是一種具有在自由能狀態(tài)穩(wěn)定，和其中包括具有短程有序和晶格畸變的晶區(qū)的第三態(tài)半導體。至少在薄膜中的一部分區(qū)域中可以觀察到0.5nm到20nm的晶區(qū)。當含有硅作為主要組分時，拉曼光譜遷移到低于520cm-1的較低頻率側(cè)。在X射線衍射中觀察到由硅晶格產(chǎn)生的(111)或(220)衍射峰。含有至少1原子％或更多的氫或鹵素作為懸掛鍵的中和劑。SAS通過對硅化物氣體進行生長噴射分解(等離子體CVD)形成。除SiH4之外，Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等可以用作硅化物氣體。另外，可以混合GeF4。該硅化物氣體可以用H2或者H2和一種或多種He、Ar、Kr和Ne稀有氣體元素稀釋。稀釋比從2倍到1000倍變化。壓力范圍大約為0.1Pa到133Pa，電源頻率為1MHz到120MHz，優(yōu)選為13MHz到60MHz。襯底加熱溫度可以為300℃或更低。理想的是，作為薄膜中的雜質(zhì)元素，例如氧、氮或碳的大氣成分雜質(zhì)為1×1020原子/cm3或更少，具體地，氧濃度為5×1019原子/cm3或更少，優(yōu)選為1×1019原子/cm3或更少。
作為用于通過液滴噴射方法形成布線的導電性材料，可以使用含有少量例如Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)、W(鎢)、Al(鋁)的金屬、少量涂有Ag的Cu等的組合物。另外，可以混合發(fā)射光線的氧化銦錫(ITO)或含有二氧化硅的氧化銦錫(ITSO)。特別地，因為柵極布線優(yōu)選具有低電阻，所以優(yōu)選使用其中金、銀或銅的任何一種溶解在或分散在溶劑中的材料，并且考慮到電阻率值，更優(yōu)選使用具有低電阻的銀或銅。
作為用于形成布線的導電性材料，銀是昂貴的。因此，如果將來可以通過使用液滴噴射體系形成具有幾微米寬度的線條，那么可以通過結(jié)合電鍍技術(shù)，例如鍍銅得到所需寬度。在進行電鍍的情況下，可以采用其中電鍍液在大襯底上流動的方法，代替其中大襯底浸入如水池的電鍍浴的方法。
為了改進用于形成布線的導電性材料和襯底、有機中間層絕緣薄膜、無機中間層絕緣薄膜或?qū)щ姳∧ぶg的粘合性，可以通過濺射或汽相沉積以0.01nm到10nm厚度由Ti(鈦)、W(鎢)、Cr(鉻)、Al(鋁)、Ta(鉭)、Ni(鎳)、Zr(鋯)、Hf(鉿)、V(釩)、Ir(銥)、Nb(鈮)、Pd(鈀)、Pt(鉑)、Mo(鉬)、Co(鈷)或Rh(銠)的金屬材料形成粘合性改進層。優(yōu)選的是因此在要在襯底之上提供圖案的表面上進行預處理?？梢孕纬蒚iOx的光催化劑層代替金屬材料。這種粘合性改進層不僅可以在導電性材料層下形成，而且可以在導電性材料層上形成，以改進導電性材料層和要形成的有機中間層絕緣薄膜、無機中間層絕緣薄膜或?qū)щ姳∧ぶg的粘合性。
圖1顯示液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)，其中輸入掃描線和信號線的信號由外部驅(qū)動電路控制。此外，如圖2所示，驅(qū)動IC105和106可以通過COG(玻璃上的芯片)裝配到襯底100上。驅(qū)動ICs可以在單晶半導體襯底上形成或者可以由具有在玻璃襯底上的TFT的電路形成。
如圖3所示，當在像素上提供的TFT由SAS形成時，掃描線驅(qū)動電路107可以在襯底100上整體形成。標記數(shù)字108表示保護二極管。
圖30顯示用于形成圖案的液滴噴射裝置的一種模式。液滴噴射裝置1403的每個機頭1405分別連接到控制裝置1407。控制裝置1407根據(jù)輸入計算機1410的程序控制液滴從機頭1405噴射。當中間層絕緣薄膜通過大量噴射形成時，多個狹窄線條使用相同材料重疊以便改進生產(chǎn)量。噴射液滴的定時可以根據(jù)例如在襯底1400上形成的標記1411確定。另外，參考點可以固定在襯底1400的邊緣作為參照。參考點通過例如CCD的成像裝置1404探測，并且計算機1410識別由圖像處理裝置1409轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號，產(chǎn)生控制信號。當然，要在襯底1400上形成的圖案信息位于記錄介質(zhì)1408中。根據(jù)該信息，可以將控制信號傳輸?shù)娇刂蒲b置1407，并且液滴噴射裝置1403的每個機頭1405可以分別控制。
另外，在使用大襯底的情況下，液滴噴射裝置1403可以具有等于液晶顯示裝置最大寬度的尺寸。如果液滴噴射裝置1403的尺寸等于要制造的液晶顯示裝置的最大寬度，則可以有效地制造該液晶顯示裝置。
接下來，將根據(jù)使用液滴噴射方法的制造步驟描述有關(guān)像素102的細節(jié)。
實施方案模式1在本實施方案模式中，將描述通道保護型薄膜晶體管的制造方法。
圖4A到6E顯示通過液滴噴射方法形成柵極和連接到該柵極的柵極布線的過程。
除了例如用熔法或浮法制造的硼硅酸鋇玻璃、硼硅酸鋁玻璃或硅酸鋁玻璃的非堿性玻璃襯底以及陶瓷襯底之外，可以承受加工溫度等的具有耐熱性的塑性襯底可以用于襯底100。另外，也可以應用例如單晶硅的半導體襯底、其中例如不銹鋼的金屬襯底的表面提供有絕緣層的襯底。
由例如Ti(鈦)、W(鎢)、Cr(鉻)、Al(鋁)、Ta(鉭)、Ni(鎳)、Zr(鋯)、Hf(鉿)、V(釩)、Ir(銥)、Nb(鈮)、Pd(鈀)、Pt(鉑)、Mo(鉬)、Co(鈷)或Rh(銠)的金屬材料或其氧化物(TiOx等)形成的粘合性改進層201優(yōu)選通過例如濺射或汽相沉積的方法在襯底100上形成(圖4A)。粘合性改進層201可以形成具有0.01nm到10nm的薄膜厚度；但是，因為可以將其形成得非常薄，所以其不必具有層狀結(jié)構(gòu)。因此，優(yōu)選的是在要提供有圖案的柵極等的表面之上進行預處理。當?shù)玫胶线m的粘合性時，柵極可以通過液滴噴射方法直接在襯底100上形成，而不形成粘合性改進層201。
可以適當?shù)厥褂谜澈闲愿倪M層201以便改進如下形成的所有層的粘合性，以及改進襯底100和柵極布線202之間的粘合性。
柵極布線202和柵極203通過用液滴噴射方法噴射含有導電性物質(zhì)的組合物而在粘合性改進層201上形成(圖4B)。含有例如銀、金、銅、鎢或鋁的金屬作為主要組分的組合物可以用作形成這些層的導電性物質(zhì)。另外，可以混合發(fā)射光線的氧化銦錫(ITO)和含有二氧化硅的氧化銦錫(ITSO)。特別地，柵極布線優(yōu)選是低電阻的。因此，優(yōu)選使用其中金、銀或銅的任何一種溶解在或分散在溶劑中的材料，并且考慮到電阻率值，更優(yōu)選使用具有低電阻的銀或銅。但是，在使用銀或銅的情況下，可以另外提供阻擋薄膜用于雜質(zhì)測量。溶劑對應地有例如乙酸丁酯的酯類、例如異丙醇的醇類、例如丙酮的有機溶劑等。通過調(diào)節(jié)溶劑密度和添加表面活性劑等適當調(diào)節(jié)表面張力和粘度。
用于液滴噴射方法的噴嘴直徑設置為0.02μm到100μm(優(yōu)選為30μm或更少)，從噴嘴噴射的組合物噴射量優(yōu)選設置為0.001pl到100pl(優(yōu)選為10pl或更少)。存在用于液滴噴射方法的按需(on-demand)型和連續(xù)型兩種類型，兩者都可使用。此外，存在使用通過向壓電材料施加電壓轉(zhuǎn)變性能的壓電系統(tǒng)，和通過設置在噴嘴中的加熱器使組合物沸騰以及用噴嘴噴射要用于液滴噴射方法的組合物的加熱系統(tǒng)，兩者都可使用。目標物和噴嘴噴射口之間的距離優(yōu)選盡可能靠近，以便使液滴滴在所需位置，其優(yōu)選設置為0.1mm到3mm(優(yōu)選為1mm或更少)。當保持相對距離時，噴嘴和目標物之一移動并畫出所需圖案。另外，在噴射組合物之前，可以在目標物表面上進行等離子體處理。這一點是利用當進行等離子體處理時，目標物的表面變得親水和憎水。例如，其變得親合去離子水以及其變得排斥用醇溶解的漿料。
噴射組合物的步驟可以在低壓下進行，使得當噴射組合物以及到達目標物上時，組合物的溶劑可以揮發(fā)，并且可以省略或縮短后續(xù)的干燥和烘干步驟。噴射組合物之后，干燥和烘干步驟之一或兩者通過激光輻射、快速熱退火、加熱爐等在常壓或低壓下進行。干燥和烘干步驟都是熱處理步驟。例如，干燥在100℃進行3分鐘以及烘干在200℃到350℃的溫度進行15分鐘到120分鐘。因此，目標、溫度和時間是不同的。為了使干燥和烘干步驟進行良好，可以加熱襯底，其溫度設置為100℃到800℃(優(yōu)選為200℃到350℃)，但是取決于襯底的材料等。經(jīng)過該步驟，組合物中的溶劑被蒸發(fā)或者分散劑被化學除去，以及樹脂周圍固化和收縮，由此加速熔融和熔接。這一點在氧氣、氮氣或大氣氣氛下進行。但是，該步驟優(yōu)選在其中溶劑分解或金屬元素分散容易除去的氧氣氣氛下進行。
連續(xù)波或脈沖氣體激光器或固態(tài)激光器可以用于使用激光的輻射。存在準分子激光器、Ar激光器等作為氣態(tài)激光器，以及存在使用例如與Cr、Nd等摻雜的YAG或YVO4的晶體的激光器作為固態(tài)激光器。就激光吸收率而言，優(yōu)選的是使用連續(xù)波激光器。另外，也可以使用所謂的結(jié)合連續(xù)振蕩和脈沖振蕩的激光輻射混合方法。然而，通過激光輻射的熱處理可以從幾微秒到幾十秒快速進行，取決于襯底耐熱性。快速熱退火(RTA)通過使用發(fā)射從紫外光到紅外光的紅外燈、鹵素燈等，在惰性氣體氣氛下使溫度快速升高，施加幾微秒到幾分鐘的快速加熱進行。該處理快速進行；因此，基本上僅在最上面的表面可以受熱，并且因此存在較低層不受影響的優(yōu)點。
形成柵極布線202、柵極203和粘合性改進層201之后，理想的是進行以下兩個步驟之一作為對其表面被暴露的粘合性改進層201的處理。
第一種方法是通過使與柵極布線202和柵極203不重疊的粘合性改進層201絕緣形成絕緣層205的步驟(參見圖4C)。換句話說，使與柵極布線202和柵極203不重疊的粘合性改進層201氧化而絕緣。在粘合性改進層201通過用這樣的方式氧化絕緣的情況下，粘合性改進層201優(yōu)選形成具有0.01nm到10nm的薄膜厚度，使得其可容易被氧化。應指出，暴露于氧氣氣氛的方法或進行熱處理的方法都可以用作氧化方法。
第二種方法是使用柵極布線202、柵極203，并且柵極203作為掩模蝕刻和除去粘合性改進層201的步驟。在使用該步驟的情況下，對于粘合性改進層201的薄膜厚度沒有限制。
接下來，通過使用等離子體CVD方法或濺射方法在柵極和柵極布線上以單層或?qū)訅航Y(jié)構(gòu)形成柵絕緣層(見圖4D)。作為特別優(yōu)選的模式，組成包括氮化硅的絕緣層205、包括二氧化硅的絕緣層206和包括氮化硅的絕緣層207的三層堆疊體作為柵極絕緣薄膜。應指出，例如氬氣的稀有氣體可以包含在反應性氣體中以及混入要形成的絕緣薄膜，以便形成在低沉積溫度下幾乎不具有柵漏電流的致密絕緣薄膜。由于氧化造成的劣化可以通過形成包括氮化硅或氮化硅氧化物以及與柵極布線202和柵極203接觸的絕緣層205而加以防止。
接下來，在柵極之上形成半導體層208，其間具有柵絕緣層。半導體層208由用汽相生長方法或濺射方法，使用由硅烷或鍺烷代表的半導體材料氣體制造的AS形成，或者由SAS形成。等離子體CVD方法或熱CVD方法可以用作汽相生長方法。
在使用等離子體CVD方法的情況下，AS由是半導體材料氣體的SiH4或者SiH4和H2的混合氣體形成。當SiH4用H2稀釋3倍到1000倍形成混合氣體時，或者當用GeF4稀釋Si2H6使得Si2H6對GeF4的氣體流速為20到40比0.9時，可以得到Si組成比為80％或更多的SAS。特別地，因為半導體層208可以具有來自與基礎的界面的結(jié)晶度，所以后者情況是優(yōu)選的。
經(jīng)過以上步驟，可能的是不暴露于大氣而連續(xù)形成絕緣層205到半導體層208。換句話說，可以形成層壓層之間的各個界面而不受大氣成分污染以及空氣中漂浮的雜質(zhì)元素氣載污染；因此可以使TFT性能的變化降低。
接下來，通道保護薄膜209通過在絕緣層208上在其中柵極203在其下形成的位置有選擇地噴射組合物而形成。也就是說，通道保護薄膜209與柵極203重疊(參見圖4E)。例如環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、酚醛樹脂、酚醛清漆樹脂、三聚氰胺樹脂或聚氨酯樹脂的樹脂材料用作通道保護薄膜209。另外，通道保護薄膜209通過使用有機材料用液滴噴射方法形成，所述有機材料例如苯并環(huán)丁烯、聚對亞苯基二甲基、閃光或發(fā)光聚酰亞胺；由例如硅氧烷基聚合物聚合制造的化合物材料；含有水溶性均聚物和水溶性共聚物的復合材料；等等。在使用任何一種材料中，通過稀釋溶劑或添加表面活性劑等適當調(diào)節(jié)表面張力和粘度。
接下來，n型半導體薄膜210在半導體薄膜208和通道保護薄膜209之上形成(圖5A)。n型半導體薄膜210可以使用硅烷氣體和磷化氫氣體由AS或SAS形成。
接下來，掩模211在n型半導體層210之上形成。具有與半導體層212相同導電率的半導體層213通過使用掩模211蝕刻n型半導體層210、半導體層208、絕緣層205、包括二氧化硅的絕緣層206和由氮化硅形成的絕緣層207形成(圖5B和圖5C)。這里，進行蝕刻使得半導體層210的一端與柵絕緣層的一端相重合，也就是說半導體層210的該端不從柵絕緣層的該端伸出。蝕刻的半導體層稱為島形半導體層，以及蝕刻的柵絕緣層稱為島形柵絕緣層。
除去掩模211之后，在柵極布線202之上和其中源極布線215將要形成的位置上噴射組合物，其防止柵極布線和源極布線之間短路，由此形成中間層絕緣薄膜214(圖5D)。中間層絕緣薄膜214由例如環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、酚醛樹脂、酚醛清漆樹脂、三聚氰胺樹脂或和聚氨酯樹脂的樹脂形成。另外，中間層絕緣薄膜214通過液滴噴射方法使用有機材料形成，所述有機材料例如苯并環(huán)丁烯、聚對亞苯基二甲基、閃光或發(fā)光聚酰亞胺；由例如硅氧烷基聚合物聚合制造的化合物材料；含有水溶性均聚物和水溶性共聚物的組合物；等等。在使用任何一種材料中，通過稀釋溶劑或添加表面活性劑等適當調(diào)節(jié)表面張力和粘度。中間層絕緣薄膜能夠使表面平面化。
接下來，源極布線和漏極布線215和216通過使用液滴噴射方法噴射含有導電性材料的組合物形成(圖5E)。
隨后，使用源極布線和漏極布線215和216作為掩模蝕刻通道保護薄膜209之上的n型半導體薄膜210；因此形成源極和漏極區(qū)的n型半導體薄膜217和218得以形成(圖6A)。導線電阻可以隨形成源極和漏極區(qū)的n型半導體薄膜217和218而減少。在該實施方案模式中，源極布線和漏極布線用作掩模；替代地，另一個掩?？梢元毩⑻峁?br> 接下來，用作鈍化薄膜的絕緣層219在整個表面之上形成以便保護通道區(qū)(圖6B)。絕緣層219優(yōu)選用通過等離子體CVD或濺射形成的氮化硅薄膜形成。要求該薄膜精細，由此防止例如有機物質(zhì)、金屬和在空氣中懸浮的水汽的污染物進入。為了該目的，如果氮化硅薄膜通過使用硅作為目標物以及氮氣和例如氬氣的稀有氣體元素的混合物作為濺射氣體的RF濺射形成；由此細度可以通過用稀有氣體元素浸漬薄膜得到促進，其是優(yōu)選的。
接下來，絕緣層220在襯底的整個表面之上形成(圖6C)。絕緣層220通過根據(jù)其中像素由對應于第一電極226形成的位置提供具有通孔的開口形成。該絕緣層220可以由例如二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化鋁、氮化鋁、氮氧化鋁等的無機絕緣材料；丙烯酸、甲基丙烯酸和其衍生物；具有耐熱性的高分子量物質(zhì)，例如聚酰亞胺、芳族聚酰胺或聚苯并咪唑；包括Si-O-Si鍵，其中化合物由硅、氧和氫制造，通過使用硅氧烷襯底料作為起始材料形成的無機硅氧烷；或其中硅之上的氫用例如甲基或苯基的有機基團取代的有機硅氧烷絕緣材料形成。當絕緣層220由光敏材料或非光敏材料，例如丙烯酸或聚酰亞胺形成時，因為其邊緣具有曲率半徑連續(xù)變化的形狀以及較上層中的薄膜沒有分段不連續(xù)形成，所以其是優(yōu)選的。
絕緣層220通過液滴噴射方法、旋涂或浸漬涂布在整個表面之上形成。開口通過蝕刻等在絕緣層220的預定部分形成。這里，在絕緣層220下形成的絕緣層219被同時蝕刻，以便使柵極布線202、源極布線和漏極布線215和216的預定部分暴露。另外，當絕緣層220通過液滴噴射方法有選擇地形成時，因為不必蝕刻絕緣層220，所以其是優(yōu)選的。
作為在絕緣層220中形成開口的方法，可以使用以下步驟。首先，在形成絕緣層220之前，襯底的整個表面通過涂布例如氟基偶聯(lián)劑的液態(tài)防水試劑，如氟烷基硅烷；或者含有氟的有機材料，例如CHF3產(chǎn)生防水性。隨后，將掩模材料應用于其中將要形成開口的部分，以及進行O2拋光等；由此除去在除了具有掩模的部分之外的區(qū)域上施加的液態(tài)防水試劑。接下來，除去掩模，以及通過旋涂、浸漬涂布或液滴噴射方法在襯底整個表面之上形成絕緣層220。絕緣層220不在產(chǎn)生防水性的部分形成；由此在該部分形成開口。應指出，在施加液態(tài)防水試劑中，只要開口通過液滴噴射方法用液態(tài)防水試劑涂布，就不需要形成掩模、除去液態(tài)防水試劑和除去掩模的步驟。
接下來，對應于像素電極221的像素電極層通過噴射含有導電性材料的組合物電連接到漏極布線216(圖6D)。像素電極221通過烘干具有特定圖案的組合物形成，所述組合物含有氧化銦錫(ITO)、含有二氧化硅的氧化銦錫(ITSO)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2)等。在反射型液晶顯示裝置的情況下，可以使用含有Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)、W(鎢)或Al(鋁)的組合物作為主要組分。作為另一種方法，透明導電薄膜或反光導電薄膜通過濺射形成；掩模圖案通過液滴噴射方法形成；以及像素電極可以通過結(jié)合蝕刻形成。圖14A顯示平面結(jié)構(gòu)，圖14B顯示A-B，以及圖14C顯示對應于C-D的縱向部分結(jié)構(gòu)；因此可以同時參見附圖。
通過以上步驟，完成用于液晶顯示裝置的TFT襯底200，其中底柵(反向交錯)TFT和像素電極在襯底100之上連接(圖6D)。
接下來，稱為校正層的絕緣層222通過印刷或旋涂形成以便覆蓋像素電極221。絕緣層222可以通過絲網(wǎng)印刷或膠版印刷如所示有選擇地形成。其后，進行研磨。隨后，在圍繞由液滴噴射方法形成的像素的周圍區(qū)域上形成密封劑223(圖13)。
將具有用作校正層的絕緣層224和用作反向電極的導電層225的反向襯底229粘貼到TFT襯底200上，其間具有隔離物(未示出)。襯底之間的間隙可以具有液晶層，由此制造液晶顯示裝置(圖13)。可以將填料混入密封劑223。另外，反向襯底229可以具有濾色片或屏光薄膜(黑色基質(zhì))等。應指出，在粘貼反向襯底229之后，作為形成液晶層的方法有分配方法(液滴法)或通過毛細現(xiàn)象注入液晶的浸漬涂布(泵起法)。
如上所述，在該實施方案模式中，通過跳過光線曝光步驟可以省略使用光掩模，從而可以簡化工藝。此外，因為通過液滴噴射方法在襯底上直接形成一些圖案，所以液晶顯示裝置可以容易制造，即使該襯底的一邊(第五代計算機之后)具有一米或更高長度。
實施方案模式2通道保護型結(jié)構(gòu)已經(jīng)在實施方案模式1中示出。在該實施方案中，其中不形成通道保護薄膜的通道蝕刻型將作為另一種模式加以描述。
柵極布線202和柵極203通過在襯底100上噴射含有導電性材料的組合物形成。接下來，具有單層或分層結(jié)構(gòu)的柵極絕緣薄膜通過等離子體CVD或濺射形成。作為特別優(yōu)選形式，具有由氮化硅形成的絕緣層205、由二氧化硅形成的絕緣層206和由氮化硅形成的絕緣薄膜207的三層堆疊體相當于柵極絕緣薄膜。另外，直至形成用作活性層的半導體薄膜208。因此，圖4A到4D中所示的步驟與實施方案模式1相似。
接下來，n型半導體薄膜301在半導體薄膜208之上形成(圖7A)。n型半導體薄膜301可以使用硅烷氣體和磷化氫氣體由AS或SAS形成。
通過以上步驟，可能的是不暴露于大氣而連續(xù)形成絕緣層205到半導體層301。換句話說，可以形成層壓層之間的各個界面而不受大氣成分污染以及空氣中懸浮的污染雜質(zhì)元素污染；因此可以使TFT性能的變化降低。
接下來，掩模302通過液滴噴射方法在半導體層301上有選擇地噴射組合物形成(圖7B)。使用掩模302將半導體層208和n型半導體層301，以及柵絕緣層205、206和柵絕緣層207同時蝕刻；由此形成半導體層303和n型半導體層304(圖7C)。
除去掩模302之后，在柵極布線202之上和其中源極布線306將要形成的位置上噴射組合物，由此形成中間層薄膜305(圖7D)。中間層薄膜305由例如環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、酚醛樹脂、酚醛清漆樹脂、三聚氰胺樹脂或和聚氨酯樹脂的樹脂形成。另外，中間層絕緣薄膜305通過液滴噴射方法使用有機材料形成，所述有機材料例如苯并環(huán)丁烯、聚對亞苯基二甲基、閃光或發(fā)光聚酰亞胺；由例如硅氧烷基聚合物聚合制造的化合物材料；含有水溶性均聚物和水溶性共聚物的組合物；等等。在使用任何一種材料中，通過稀釋溶劑或添加表面活性劑等適當調(diào)節(jié)表面張力和粘度。
含有導電性材料的組合物在半導體層304上噴射；由此形成源極布線和漏極布線306和307(圖7E)。
隨后，半導體層308和309通過使用源極布線和漏極布線306和307作為掩模蝕刻n型半導體層304形成。在這種情況下，半導體層303也在一定程度上被蝕刻，以及形成半導體層310(圖8A)。后續(xù)步驟與實施方案模式1中的步驟相同(圖8B到8D)。
通過以上步驟，完成用于液晶顯示裝置的TFT襯底300，其中底柵(反向交錯)通道蝕刻TFT和像素電極221在襯底100之上連接(圖8D)。圖15A顯示平面結(jié)構(gòu)，圖15B顯示A-B，以及圖15C顯示對應于C-D的縱向部分結(jié)構(gòu)；因此可以同時參見附圖。
實施方案模式3在實施方案模式1和2中，各模式中均為其中襯底整個表面用保護層219和絕緣薄膜220覆蓋。在本實施方案模式中，僅TFT和布線用保護層219和絕緣薄膜701覆蓋。
在襯底100之上形成半導體薄膜之后，形成絕緣薄膜以便保護通道區(qū)。由此，圖6A和6B中所示的步驟與實施方案模式1相似。在形成通道蝕刻型半導體薄膜的情況下，可以使用實施方案模式2。
接下來，絕緣層701通過液滴噴射方法僅在襯底的半導體層、柵極布線202和源極布線和漏極布線215和216之上有選擇地形成(圖9A)。絕緣層701不在要電連接到隨后在漏極布線216之上形成的像素電極221的部分，以及要電連接到柵極布線和源極布線215之上的外部布線(未示出)之上形成。該絕緣層701可以由例如二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化鋁、氮化鋁、氮氧化鋁等的無機絕緣材料；丙烯酸、甲基丙烯酸和其衍生物；具有耐熱性的高分子量物質(zhì)，例如聚酰亞胺、芳族聚酰胺或聚苯并咪唑；包括Si-O-Si鍵，其中化合物由硅、氧和氫制造，通過使用硅氧烷襯底料作為起始材料形成的無機硅氧烷；或其中硅之上的氫用例如甲基或苯基的有機基團取代的有機硅氧烷絕緣材料形成。當絕緣層由光敏材料或非光敏材料，例如丙烯酸或聚酰亞胺形成時，因為其邊緣具有曲率半徑連續(xù)變化的形狀以及較上層中的薄膜沒有分段不連續(xù)形成，所以其是優(yōu)選的。
然后，保護層219通過使用絕緣層710作為掩模的干蝕刻或濕蝕刻加以蝕刻，由此形成開口。在此，在保護層219下的柵極布線202的預定部分和源極和漏極布線215和216的預定部分被暴露。
接下來，對應于像素電極702的像素電極層通過有選擇地噴射含有導電性材料的組合物電連接到漏極布線216(圖9C)。像素電極702通過烘干具有特定圖案的組合物形成，所述組合物含有氧化銦錫(ITO)、含有二氧化硅的氧化銦錫(ITSO)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2)等。在反射型液晶顯示裝置的情況下，可以使用含有例如Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)、W(鎢)或Al(鋁)的金屬顆粒的組合物作為主要組分。作為另一種方法，透明導電薄膜或反光導電薄膜通過濺射形成；掩模圖案通過液滴噴射方法形成；以及像素電極可以通過結(jié)合蝕刻形成。
通過以上步驟，完成用于液晶顯示裝置的TFT襯底700，其中底部柵(反向交錯)TFT和像素電極221在襯底100之上連接(圖9C)。圖16A表示平面結(jié)構(gòu)，圖16B表示A-B，以及圖16C表示對應于C-D的縱向部分結(jié)構(gòu)；因此可以同時參見附圖。
實施方案模式4實施方案模式4中將描述一種模式，其中像素電極501在漏極布線516下形成。作為實施方案模式的一個例子，在此將描述一種其中提供用于保護通道區(qū)的絕緣層(以下稱為通道保護層)的通道保護類型。不管用何種方法，也可以形成其中通道區(qū)不具有如實施方案模式3中的通道保護層的通道蝕刻類型。
圖10A到10E、11A到11E和12A到12E表示通過液滴噴射方法在襯底100之上形成柵極和連接到該柵極的柵極布線的步驟。
粘合性改進層201通過濺射、蒸汽沉積等在襯底100之上形成(圖10A)。應指出，如果可以得到充分的粘合性，柵極可以直接在襯底100上形成，而不形成粘合性改進層。
對應于像素電極501的像素電極層通過在粘合性改進層201上有選擇地噴射含有導電性材料的組合物形成(圖10B)。像素電極501可以通過烘干具有特定圖案的組合物形成，所述組合物含有氧化銦錫(ITO)、含有二氧化硅的氧化銦錫(ITSO)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2)等。在反射型液晶顯示裝置的情況下，可以使用含有例如Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)、W(鎢)或Al(鋁)的金屬顆粒的組合物作為主要組分。作為另一種方法，透明導電薄膜或反光導電薄膜通過濺射形成；掩模圖案通過液滴噴射方法形成；以及像素電極可以通過結(jié)合蝕刻形成。另外，像素電極可以在形成粘合性改進層201之前，在粘合性改進層201下形成。
柵極布線502和柵極503通過用液滴噴射方法噴射含有導電性材料的組合物，在粘合性改進層201上形成(圖10C)。含有例如Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)、W(鎢)或Al(鋁)的金屬顆粒的組合物可以用作形成這些層的導電性物質(zhì)。另外，可以混合發(fā)射光線的氧化銦錫(ITO)和含有二氧化硅的氧化銦錫(ITSO)。特別地，柵極布線優(yōu)選是低電阻的。因此，優(yōu)選使用其中金、銀或銅的任何一種溶解在或分散在溶劑中的材料，以及考慮到電阻率值，更優(yōu)選使用具有低電阻的銀或銅。但是，在使用銀或銅的情況下，可以另外提供阻擋薄膜用于雜質(zhì)測量。溶劑對應地有例如乙酸丁酯的酯類、例如異丙醇的醇類、例如丙酮的有機溶劑等。通過調(diào)節(jié)溶劑密度和添加表面活性劑等適當調(diào)節(jié)表面張力和粘度。
形成柵極布線202、柵極503之后，理想的是進行以下兩個步驟之一，作為其表面被曝光的粘合性改進層201的處理。
第一種方法是通過使與柵極布線502、柵極503和像素電極501不重疊的粘合性改進層201絕緣形成絕緣層504的步驟(參見圖10D)。這里，使與柵極布線502和柵極503不重疊的粘合性改進層201氧化以便絕緣。在粘合性改進層201通過用這樣的方式氧化絕緣的情況下，粘合性改進層201優(yōu)選形成具有0.01nm到10nm的薄膜厚度，這樣其可容易氧化。應指出，暴露于氧氣氣氛的方法或進行熱處理的方法都可以用作氧化方法。
第二種方法是使用柵極布線502、柵極503和像素電極501作為掩模蝕刻和除去粘合性改進層201的步驟。在使用該步驟的情況下，對于粘合性改進層201的薄膜厚度沒有限制。
接下來，柵絕緣層通過使用等離子體CVD方法或濺射方法以單層或分層結(jié)構(gòu)形成。作為特別優(yōu)選的形式，組成由氮化硅制造的絕緣層505、由二氧化硅制造的絕緣層506和由氮化硅制造的絕緣層507的三層堆疊體作為柵極絕緣薄膜。應指出，例如氬氣的稀有氣體可以包含在活性氣體中以及混入要形成的絕緣薄膜，以便形成在低沉積溫度下幾乎不具有柵漏電流的致密絕緣薄膜。由于氧化的劣化可以通過由氮化硅或氮化硅氧化物形成與柵極布線502和柵極503接觸的絕緣層505加以防止。
接下來，形成半導體層508(圖10E)。半導體層508由用汽相生長方法，使用由硅烷或鍺烷代表的半導體材料氣體制造的AS或SAS形成，或者由濺射方法，使用硅靶制造的AS或SAS形成。等離子體CVD方法或熱CVD方法可以用作汽相生長方法。
在使用等離子體CVD方法的情況下，AS由是半導體材料氣體的SiH4或者SiH4和H2的混合氣體形成。當SiH4用H2稀釋3倍到1000倍形成混合氣體時，或者當Si2H6用GeF4稀釋結(jié)果Si2H6對GeF4的氣體流速為20到40比0.9時，可以得到Si組成比率為80％或更多的SAS。特別地，因為半導體層508可以具有來自與基底的界面的結(jié)晶度，所以后者情況是優(yōu)選的。
通過以上步驟，可能的是不暴露于空氣而連續(xù)形成絕緣層505到半導體層508。換句話說，可以形成層壓層之間的各個界面而不受大氣成分以及空氣中漂浮的污染雜質(zhì)元素氣載污染；因此可以使TFT性能的變化降低。
接下來，通道保護薄膜509通過在與柵極503相對并且位于絕緣層508上的位置有選擇地噴射組合物形成(參見圖11A)。例如環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、酚醛樹脂、酚醛清漆樹脂、三聚氰胺樹脂或聚氨酯樹脂的樹脂材料用作通道保護薄膜509。另外，通道保護薄膜209通過使用有機材料用液滴噴射方法形成，所述有機材料例如苯并環(huán)丁烯、聚對亞苯基二甲基、閃光或發(fā)光聚酰亞胺；由例如硅氧烷基聚合物聚合制造的化合物材料；含有水溶性均聚物和水溶性共聚物的復合材料；等等。在使用任何一種材料中，通過稀釋溶劑或添加表面活性劑等適當調(diào)節(jié)表面張力和粘度。
接下來，n型半導體薄膜510在半導體薄膜508之上形成(圖11B)。n型半導體薄膜510可以使用硅烷氣體和磷化氫氣體由AS或SAS形成。
接下來，掩模511通過液滴噴射方法在半導體層510之上形成(圖11C)。通過使用掩模511蝕刻n型半導體層510、半導體層508、半導體層505、由二氧化硅形成的絕緣層506、由氮化硅形成的絕緣層507，形成具有與半導體層512相同導電率的半導體層513(圖11D)。
除去掩模511之后，在柵極布線502之上和其中源極布線515將要形成的位置上噴射組合物，由此形成中間層絕緣薄膜514(圖11E)。中間層絕緣薄膜214由例如環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、酚醛樹脂、酚醛清漆樹脂、三聚氰胺樹脂或和聚氨酯樹脂的樹脂形成。另外，中間層絕緣薄膜514通過液滴噴射方法使用有機材料形成，所述有機材料例如苯并環(huán)丁烯、聚對亞苯基二甲基、閃光或發(fā)光聚酰亞胺；由例如硅氧烷基聚合物聚合制造的化合物材料；含有水溶性均聚物和水溶性共聚物的組合物；等等。在使用任何一種材料中，通過稀釋溶劑或添加表面活性劑等適當調(diào)節(jié)表面張力和粘度。
接下來，源極布線和漏極布線515和516通過液滴噴射方法有選擇地噴射含有導電性材料的組合物形成(圖12A)。作為用于形成布線的導電性材料，可以使用含有例如Ag(銀)、Au(金)、Cu(銅)、W(鎢)或Al(鋁)的金屬顆粒的組合物。同樣，透明氧化銦錫(ITO)、含有二氧化硅的氧化銦錫(ITSO)、有機銦、有機錫、氧化鋅、氮化鈦等可以作為材料混合。
隨后，使用源極布線和漏極布線515和516作為掩模蝕刻通道保護薄膜509之上的具有一種導電率類型的半導體薄膜513；因此形成源極和漏極區(qū)的n型半導體薄膜217和218得以形成(圖12B)。
接下來形成屬于絕緣層的保護層519以便保護通道區(qū)(圖12C)。絕緣層519優(yōu)選用通過等離子體CVD或濺射形成的氮化硅薄膜形成。要求該薄膜精細，由此防止例如有機物質(zhì)、金屬和在空氣中懸浮的水汽的污染物進入。為了該目的，如果氮化硅薄膜通過使用硅作為目標物以及氮氣和例如氬氣的稀有氣體元素的混合物作為濺射氣體的RF濺射形成；由此細度可以通過用稀有氣體元素浸漬薄膜得到促進，其是優(yōu)選的。
接下來，絕緣層520通過液滴噴射方法僅在襯底的半導體層、柵極布線502和源極布線和漏極布線515和516之上有選擇地形成(圖12D)。絕緣層520不在要電連接到隨后在漏極布線516之上形成的像素電極521的部分，以及要電連接到柵極布線502和源極布線515之上的外部布線(未示出)之上形成。該絕緣層520可以由例如二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化鋁、氮化鋁、氮氧化鋁等的無機絕緣材料；丙烯酸、甲基丙烯酸和其衍生物；具有耐熱性的高分子量物質(zhì)，例如聚酰亞胺、芳族聚酰胺或聚苯并咪唑；包括Si-O-Si鍵，其中化合物由硅、氧和氫制造，通過使用硅氧烷襯底料作為起始材料形成的無機硅氧烷；或其中硅之上的氫用例如甲基或苯基的有機基團取代的有機硅氧烷絕緣材料形成。
然后，絕緣層519通過使用絕緣層520作為掩模的干蝕刻或濕蝕刻加以蝕刻，由此形成開口(圖12E)。在此，柵極布線502、源極布線和漏極布線515和516，以及位于絕緣層519下的像素電極501的預定部分被暴露。
通過以上步驟，完成用于液晶顯示裝置的TFT襯底500，其中底部柵(反向交錯)TFT和像素電極在襯底100之上連接(圖12E)。圖17A顯示平面結(jié)構(gòu)，圖17B顯示A-B，以及圖17C顯示對應于C-D的縱向部分結(jié)構(gòu)；因此可以同時參見附圖。
實施方案1如圖3所述，在由實施方案模式1、實施方案模式2、實施方案模式3或?qū)嵤┓桨改Ｊ?制造的液晶顯示裝置中，可以通過由SAS形成半導體層在襯底100上形成掃描線驅(qū)動電路。
圖22顯示由使用SAS的n-通道類型TFTs組成的掃描線驅(qū)動電路，其中得到1cm2/V·sec到15cm2/V·sec的電場效應遷移率。
標記數(shù)字1500中所述的方塊對應于圖22中為一個步驟輸出樣本脈沖的脈沖輸出電路，以及移位寄存器由n片脈沖輸出電路組成。標記數(shù)字1501表示緩沖電路，以及像素1502(對應于圖3中的像素102)連接在其末端。
圖23顯示脈沖輸出電路1500的具體結(jié)構(gòu)，以及電路由n-通道型TFTs 601到613組成。此時，TFTs的尺寸可以根據(jù)使用SAS的n-通道型TFTs的操作特性確定。例如，當通道長度設定為8μm時，通道寬度可以設定為10μm到80μm。
另外，圖24顯示緩沖電路1501的具體結(jié)構(gòu)。緩沖電路由n-通道型TFTs 620到635以同樣方式組成。此時，TFTs的尺寸可以根據(jù)使用SAS的n-通道型TFTs的操作特性確定。例如，當通道長度設定為10μm時，通道寬度可以設定為10μm到1800μm。
必要的是通過布線將TFTs互相連接以實現(xiàn)這種電路，以及圖18顯示在這種情況下布線的結(jié)構(gòu)實例。如同實施方案模式1一樣，圖18顯示一種狀態(tài)，其中形成柵極203、柵絕緣層(由氮化硅形成的絕緣層205、由二氧化硅形成的絕緣層206和由氮化硅形成的絕緣層207的三層堆疊體)、由SAS形成的半導體層212、形成通道保護層的絕緣層209、形成源極和漏極的n-型半導體層217和218，以及連接到源極和漏極的布線215和216。在這種情況下，在與形成柵極203中相同的步驟中在襯底之上形成連接布線232、233和234。開口在柵絕緣層中提供，這樣連接布線232、233和234被暴露。通過由連接到源極和漏極的布線215和216以及在相同步驟中形成的連接線235將TFTs連接實現(xiàn)各種電路。
實施方案2參考圖28說明一種模式，其中為掃描線輸入端部分和信號線輸入端部分提供保護二極管。為圖28中的像素102提供TFT 260和電容265。該TFT具有與實施方案模式1中的TFT相同的結(jié)構(gòu)。標記數(shù)字1224表示像素電極，以及1204表示電容線。
為信號線輸入端部分提供保護二極管261和262。保護二極管在與TFT 260相同的步驟中制造以及通過均連接到柵和漏極或源極之一作為二極管。圖29顯示圖28中所示俯視圖的等效電路圖。
保護二極管261包括柵極250、半導體層251、通道保護252的絕緣層以及布線249和253。保護二極管262具有相同結(jié)構(gòu)。連接該保護二極管的共用電位線254和255在與柵極相同的層形成。因此，必須在柵絕緣層中形成連接孔以電連接布線253。
掩模可以通過液滴噴射方法形成，可以在柵絕緣層中進行蝕刻工藝形成連接孔。在這種情況下，當通過常壓噴射施加蝕刻工藝時，局部噴射工藝同樣可能，以及其不必在襯底整個表面之上形成掩模。
保護二極管261和262在與連接到TFT 260中的源極和漏極的布線215和216相同的層中形成，以及具有其中連接的布線249連接到源極側(cè)或漏極側(cè)的結(jié)構(gòu)。
掃描信號線側(cè)的輸入端部分同樣具有與保護二極管263和264以及布線256相同的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，在輸入階段中提供的保護二極管可以同時形成。應指出，放置保護二極管的位置不局限于本實施方案模式，以及也可以如圖3所示在驅(qū)動電路和像素之間提供。
實施方案3接下來，將參考圖19到21描述根據(jù)實施方案模式1到4的任何一個制造的液晶顯示裝置上裝配驅(qū)動電路的形式。
首先，參考圖19A和19B描述使用COG的顯示裝置。在該顯示裝置中，在襯底1001之上提供顯示例如文字和圖像的信息的像素區(qū)域1002以及掃描線驅(qū)動電路1003和1004。具有多個驅(qū)動電路的襯底1005和1008被分割成矩形形狀。分離的驅(qū)動電路(以下稱為驅(qū)動ICs)連接到襯底1001。圖19A顯示多個驅(qū)動ICs 1007，以及帶1006連接到驅(qū)動ICs 1007的末端。圖19B顯示驅(qū)動IC 1010，以及帶1009連接到驅(qū)動IC 1010的末端。
參考圖20A和20B描述使用TAB的顯示裝置。在襯底1001之上提供像素區(qū)域1002、掃描線驅(qū)動電路1003和1004。這里，如圖20A中的，多個帶1006粘貼在襯底1001上，以及驅(qū)動ICs 1007連接到帶1006。圖20B中，帶1009粘貼在襯底1001上，以及驅(qū)動IC1010連接到帶1009。在采用后者的情況下，就強度而論，可以同時提供固定驅(qū)動IC 1010的金屬片等。
就改進生產(chǎn)率而言，用于液晶顯示裝置的多個驅(qū)動ICs可以裝配在具有300mm到1000mm或更高側(cè)邊的矩形襯底1005和1008上。
其中驅(qū)動電路部分和輸入/輸出端作為一個單元使用的多個電路圖案可以在襯底1005和1008上形成，以及最終被分開和取得。就驅(qū)動IC長側(cè)邊的長度而論，考慮到像素部分或像素間距一個側(cè)邊的長度，可以形成長側(cè)邊為15到80mm以及短側(cè)邊為1到6mm的矩形，如圖19A和20A所示。像素部分1002的一個側(cè)邊，或像素部分1002的一個側(cè)邊加上每個驅(qū)動電路1003和1004的一個側(cè)邊的長度可以用于形成驅(qū)動IC，如圖19B和20B所示。
在IC芯片之上的驅(qū)動IC的第一位是較長側(cè)邊的長度。當使用具有15到80mm較長側(cè)邊的驅(qū)動IC時，對應于像素區(qū)域1002的裝配所需的驅(qū)動ICs的數(shù)目小于IC芯片的數(shù)目。因此，制造中的工藝產(chǎn)率可以改進。當驅(qū)動IC在玻璃襯底上形成時，因為驅(qū)動IC不局限于用作母體主體的襯底形狀，所以不會降低生產(chǎn)率。與從圓形硅晶片取得IC芯片相比，這一點是重要的優(yōu)點。
圖19A、19B、20A和20B中，具有驅(qū)動電路的驅(qū)動IC 1007或1010裝配在像素區(qū)域1002的區(qū)域外部。驅(qū)動ICs 1007和1010為信號線驅(qū)動電路。為了形成對應于RGB全色的像素區(qū)域，XGA類別的3072信號線和UXGA類別的4800信號線是必要的。上述信號線的數(shù)目通過分開像素區(qū)域1002邊緣中的幾個方塊形成引出線，以及根據(jù)驅(qū)動ICs 1007和1010的輸出端的節(jié)距集中。
驅(qū)動IC優(yōu)選由在襯底之上形成的結(jié)晶半導體形成。該結(jié)晶半導體優(yōu)選通過用連續(xù)波激光器的光線輻射形成。因此，連續(xù)波固態(tài)激光器或氣態(tài)激光器用作發(fā)射激光的振蕩器。當使用連續(xù)波激光器時，幾乎沒有晶體缺陷。因此，晶體管可以通過使用具有大晶粒大小的多晶半導體薄膜制造。另外，因為遷移率或響應速率良好，所以高速驅(qū)動是可能的，以及可能的是相比常規(guī)元素的工作率，進一步改進元素的工作率；因此因為幾乎沒有性能變化，所以可以得到高可靠性。應指出，晶體管的通道長度方向可以與激光的掃描方向相同，以進一步改進工作率。這一點是因為在通過連續(xù)波激光器產(chǎn)生激光結(jié)晶化的步驟中，當晶體管的通道長度方向與激光的掃描方向相對于襯底是差不多平行(優(yōu)選-30°到30°)時，可以得到高遷移率。在通道形成區(qū)域中通道長度方向與電流的流動方向相同，換句話說與其中電荷移動的方向相同。由此形成的晶體管具有包括多晶半導體薄膜的活性層，其中晶粒在通道方向延伸，以及這一點意味著晶粒邊界差不多沿著通道方向形成。
在進行激光結(jié)晶化中，優(yōu)選的是激光大規(guī)模地變窄，并且其束斑優(yōu)選具有大約1mm到3mm的寬度，其與驅(qū)動IC的較短側(cè)邊的寬度相同。另外，為了確保要被輻射的物體的合適和有效的能量密度，激光的輻射區(qū)域優(yōu)選為直線形狀。但是，在這里直線形狀并不表示固有含義中的線，而是表示具有大縱橫比的矩形或橢圓形。例如，直線形狀表示縱橫比為2或更高(優(yōu)選10到10000)的矩形或橢圓形。因此，生產(chǎn)率可以通過使激光束斑的寬度與驅(qū)動IC的較短側(cè)邊的寬度相等得到改進。
圖19A和19B以及圖20A和20B中顯示一種模式，其中掃描線驅(qū)動電路隨像素部分整體形成以及驅(qū)動IC以信號線驅(qū)動電路的形式裝配。但是，本實施方案模式不局限于該形式，并且驅(qū)動IC可以以掃描線驅(qū)動電路和信號線驅(qū)動電路的形式裝配。在那種情況下，優(yōu)選的是使在掃描線側(cè)和信號線側(cè)使用的驅(qū)動ICs的規(guī)格不同。
在像素區(qū)域1002中，信號線和掃描線交叉形成矩陣，并且晶體管設置在每個交叉部分中。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，具有由非晶半導體或半非晶半導體形成的通道部分的TFT可以用作設置在像素部分1002中的晶體管。非晶半導體由等離子體CVD方法、濺射方法等形成?？赡艿氖窃?00℃或更低溫度下用等離子體CVD形成半非晶半導體。即使在例如550mm×650mm外部尺寸的非堿性玻璃襯底的情況下，形成晶體管所需的薄膜厚度也在短時間內(nèi)形成。這種生產(chǎn)工藝的特征在制造大尺寸屏幕的顯示裝置中有效。另外，半非晶TFT可以通過由SAS形成通道區(qū)得到1到15cm2/V·sec的電場效應遷移率。TFT可以用作像素的開關(guān)元件或形成掃描線驅(qū)動電路的元件。因此，可以制造實現(xiàn)板上系統(tǒng)的EL顯示面板。
圖19A到20B顯示每個TFT具有由SAS形成的半導體薄膜的條件下，這樣掃描線驅(qū)動電路在襯底之上整體形成的情形，如實施方案模式3中的。在使用具有由AS形成的半導體層的TFT情況下，掃描線驅(qū)動電路和信號線驅(qū)動電路可以以驅(qū)動ICs的形式裝配。
在那種情況下，優(yōu)選的是使掃描線和信號線側(cè)之間使用的驅(qū)動ICs的規(guī)格不同。例如，組成掃描線驅(qū)動ICs的晶體管需要大約30V的經(jīng)受壓力；但是100kHz或更少的驅(qū)動頻率以及高速操作是相對不需要的。因此，優(yōu)選的是設定足夠長的組成掃描線驅(qū)動器的晶體管的通道長度(L)。另一方面，大約12V的經(jīng)受壓力對于信號線驅(qū)動ICs的晶體管來說足夠；但是需要在3V下的大約65MHz的驅(qū)動頻率以及高速操作。因此，優(yōu)選的是設定根據(jù)微米定律設定組成驅(qū)動器的晶體管的通道長度等。
圖21A和21B顯示在圖2中的液晶顯示裝置情況下，其中驅(qū)動IC通過COG裝配的結(jié)構(gòu)。圖21A顯示其中驅(qū)動IC 106使用各向異性導電性材料裝配在TFT襯底上的結(jié)構(gòu)。在TFT襯底200之上提供像素部分101、信號線輸入端104(在掃描線驅(qū)動電路103的情況下相同)。反向襯底229用密封劑226粘貼到TFT襯底200。液晶層230在襯底之間形成。
FPC 812使用各向異性導電性材料連接到信號線輸入端104。各向異性導電性材料包括樹脂815和導電性顆粒814，其每個表面用Au等覆蓋并且其直徑為幾十到幾百微米。由于有導電性顆粒214，信號線輸入端104電連接到在FPC 812中形成的布線813。驅(qū)動IC106也用各向異性導電性材料連接到TFT襯底。由于有包括在樹脂811中的導電性顆粒810，在驅(qū)動IC 106中提供的輸入-輸出端809電連接到信號線輸入端104。
如圖21B所示，驅(qū)動IC 106用粘合劑816固定到TFT襯底200，并且驅(qū)動IC的輸入-輸出端809可以用Au布線817連接到信號線輸入端104。然后，在此使用密封樹脂818進行密封。關(guān)于驅(qū)動IC的裝配方法沒有限制，可以使用已知的方法，例如COG、引線接合或TAB。
驅(qū)動IC形成與反向襯底相同的厚度。因此，它們可以具有幾乎相同的高度，以一個整體產(chǎn)生薄的顯示裝置。另外，每個襯底由一種材料形成；因此即使當顯示裝置中的溫度變化時，也不產(chǎn)生熱應力，并且由此不損壞包括TFTs的電路的性能。另外，如該實施方案所示，驅(qū)動電路用比IC芯片長的驅(qū)動IC裝配，這樣要裝配在像素區(qū)域上的驅(qū)動ICs的數(shù)目可以減少。
如上所述，驅(qū)動電路可以裝配在液晶顯示裝置上。
實施方案4液晶電視接收機可以通過根據(jù)實施方案模式1到4制造的液晶顯示裝置完成。圖25顯示液晶電視接收機主結(jié)構(gòu)的方塊圖。如圖1中所示的結(jié)構(gòu)，存在這樣的情況，其中掃描線驅(qū)動電路403和信號線驅(qū)動電路402通過TAB方法通過僅形成像素部分401裝配。如圖2中所示的結(jié)構(gòu)，掃描線驅(qū)動電路403和信號線驅(qū)動電路402通過COG方法裝配在像素區(qū)域401和其周邊。如圖3所示，存在這樣的情況，其中TFT由SAS形成，信號線驅(qū)動電路402通過整體形成像素區(qū)域401以驅(qū)動IC的形式裝配，以及掃描線驅(qū)動電路403裝配在襯底之上。但是，可以應用任何一種形式。
作為外電路的另一種結(jié)構(gòu)，在視頻信號的輸入側(cè)，提供調(diào)諧器404、放大來自調(diào)諧器的視頻信號的視頻信號放大器電路405；對應于紅、綠和藍的每種彩色將其中輸出的信號轉(zhuǎn)換成彩色信號的視頻信號處理電路406；將視頻信號轉(zhuǎn)換成驅(qū)動IC的輸入規(guī)格的控制電路407；等等?？刂齐娐?07分別將信號輸出進入掃描線側(cè)和信號線側(cè)。在數(shù)字驅(qū)動的情況下，信號分配電路408在信號線側(cè)上提供，以及可以具有其中輸入數(shù)字信號通過分成m-段提供的結(jié)構(gòu)。
在由調(diào)諧器404收到的信號中，音頻信號被傳輸?shù)揭纛l信號放大器電路409，并且經(jīng)由音頻信號處理電路410為揚聲器413提供輸出?？刂齐娐?11接收接收臺的控制信息(接收頻率)或者來自輸入部分412的音量，并且向調(diào)諧器404或音頻信號處理電路410發(fā)送信號。
圖26是液晶顯示裝置模塊的實例。TFT襯底200和反向襯底229用密封劑226固定，并且其間提供像素部分101和液晶層230形成顯示區(qū)域。在實現(xiàn)彩色顯示中需要顯色層270。在RGB系統(tǒng)的情況下，對應于每個像素提供對應于紅、綠和藍各個顏色的顯色層270。偏振片271和267在TFT襯底200和對面的襯底229的外側(cè)提供。光源由冷陰極管258和光線引導片259組成，以及電路板257通過柔性印制電路板273和端子231連接到TFT襯底200，并且引入例如控制電路或供電電路的外電路。
圖27顯示一種狀態(tài)，其中電視接收機通過將液晶顯示裝置模塊裝入外殼2301完成。顯示屏2303由液晶顯示裝置模塊形成，以及揚聲器2304、操作轉(zhuǎn)換器2305等作為其它附屬設備提供。因此，根據(jù)本發(fā)明可以完成電視接收機。
當然，本發(fā)明的液晶顯示裝置不局限于電視接收機，其適用于例如在車站、機場處的信息顯示板，移動電話顯示器等的顯示媒介，或者街道上的廣告顯示板以及個人電腦監(jiān)視器。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，包括薄膜晶體管，包括在襯底之一之上的包括導電性材料的柵極；包括氮化硅層、氮氧化硅層和二氧化硅層的至少一個的島形柵極絕緣薄膜，其與柵極連接；半導體層；和包括導電性材料的源極布線和漏極布線，其連接到半導體層；和連接到薄膜晶體管的像素電極，其中提供半導體層的一端使得其不從柵絕緣層的一端伸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，進一步包括粘合性改進層，該層包括在形成要形成的至少一個層之前用于預處理的金屬材料和金屬氧化物材料之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，進一步包括在半導體層之上的保護薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中柵極及源極布線和漏極布線的至少一個的導電性材料含有選自Ag、Au、Cu、W和Al的一種作為主要組分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中薄膜晶體管可以在1cm2/V·sec到15cm2/V·sec的電場效應遷移率下操作，以及薄膜晶體管的半導體層含有氫和鹵素以及具有晶體結(jié)構(gòu)的半導體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中顯示裝置為液晶顯示裝置并且襯底把液晶材料夾在中間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中顯示裝置裝配在電視接收機、個人電腦、移動電話、信息顯示器和廣告牌之一中。
8.一種顯示裝置，包括薄膜晶體管，包括在襯底之一之上的包括導電性材料的柵極；包括氮化硅層、氮氧化硅層和二氧化硅層的至少一個的島形柵極絕緣薄膜，其與柵極連接；半導體層；和包括導電性材料的源極布線和漏極布線，其連接到半導體層；和連接到薄膜晶體管的像素電極，其中提供半導體層的一端使得其與柵絕緣層的一端相重合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，進一步包括粘合性改進層，該層包括在形成要形成的至少一個層之前用于預處理的金屬材料和金屬氧化物材料之一。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，進一步包括在半導體層之上的保護薄膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其中柵極及源極布線和漏極布線的至少一個的導電性材料含有選自Ag、Au、Cu、W和Al的一種作為主要組分。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其中薄膜晶體管可以在1cm2/V·sec到15cm2/V·sec的電場效應遷移率下操作，以及薄膜晶體管的半導體層含有氫和鹵素以及具有晶體結(jié)構(gòu)的半導體。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其中顯示裝置為液晶顯示裝置并且襯底把液晶材料夾在中間。
14.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其中顯示裝置裝配在電視接收機、個人電腦、移動電話、信息顯示器和廣告牌之一中。
15.一種顯示裝置，包括薄膜晶體管，包括在襯底之一之上的包括導電性材料的柵極；包括氮化硅層、氮氧化硅層和二氧化硅層的至少一個的島形柵極絕緣薄膜，其與柵極連接；半導體層；包括導電性材料的源極布線和漏極布線，其連接到半導體層；和與源極布線和漏極布線連接的氮化硅層和氮氧化硅層之一；和連接到薄膜晶體管的像素電極，其中提供半導體層的一端使得其不從柵絕緣層的一端伸出。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，進一步包括粘合性改進層，該層包括在形成要形成的至少一個層之前用于預處理的金屬材料和金屬氧化物材料之一。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，進一步包括在半導體層之上的保護薄膜。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其中柵極及源極布線和漏極布線的至少一個的導電性材料含有選自Ag、Au、Cu、W和Al的一種作為主要組分。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其中薄膜晶體管可以在1cm2/V·sec到15cm2/V·sec的電場效應遷移率下操作，以及薄膜晶體管的半導體層含有氫和鹵素以及具有晶體結(jié)構(gòu)的半導體。
20.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其中顯示裝置為液晶顯示裝置并且襯底把液晶材料夾在中間。
21.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其中顯示裝置裝配在電視接收機、個人電腦、移動電話、信息顯示器和廣告牌之一中。
22.一種顯示裝置，包括薄膜晶體管，包括在襯底之一之上的包括導電性材料的柵極；包括氮化硅層、氮氧化硅層和二氧化硅層的至少一個的島形柵極絕緣薄膜，其與柵極連接；半導體層；包括導電性材料的源極布線和漏極布線，其連接到半導體層；和與源極布線和漏極布線連接的氮化硅層和氮氧化硅層之一；和連接到薄膜晶體管的像素電極，其中提供半導體層的一端使得其與柵絕緣層的一端相重合。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的裝置，進一步包括粘合性改進層，該層包括在形成要形成的至少一個層之前用于預處理的金屬材料和金屬氧化物材料之一。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的裝置，進一步包括在半導體層之上的保護薄膜。
25.根據(jù)權(quán)利要求22的裝置，其中柵極及源極布線和漏極布線的至少一個的導電性材料含有選自Ag、Au、Cu、W和Al的一種作為主要組分。
26.根據(jù)權(quán)利要求22的裝置，其中薄膜晶體管可以在1cm2/V·sec到15cm2/V·sec的電場效應遷移率下操作，以及薄膜晶體管的半導體層含有氫和鹵素以及具有晶體結(jié)構(gòu)的半導體。
27.根據(jù)權(quán)利要求22的裝置，其中顯示裝置為液晶顯示裝置并且襯底把液晶材料夾在中間。
28.根據(jù)權(quán)利要求22的裝置，其中顯示裝置裝配在電視接收機、個人電腦、移動電話、信息顯示器和廣告牌之一中。
29.一種顯示裝置，包括第一薄膜晶體管，包括在襯底之一之上的包括導電性材料的柵極；包括氮化硅層、氮氧化硅層和二氧化硅層的至少一個的島形柵極絕緣薄膜，其與柵極連接；半導體層；和包括導電性材料的源極布線和漏極布線，其連接到半導體層；和連接到第一薄膜晶體管的像素電極，具有與第一薄膜晶體管相同結(jié)構(gòu)的第二薄膜晶體管的驅(qū)動電路；和從驅(qū)動電路伸出并連接到第一薄膜晶體管的柵極的布線層，其中提供半導體層的一端使得其不從柵絕緣層的一端伸出。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的裝置，進一步包括粘合性改進層，該層包括在形成要形成的至少一個層之前用于預處理的金屬材料和金屬氧化物材料之一。
31.根據(jù)權(quán)利要求29的裝置，進一步包括在半導體層之上的保護薄膜。
32.根據(jù)權(quán)利要求29的裝置，其中柵極及源極布線和漏極布線的至少一個的導電性材料含有選自Ag、Au、Cu、W和Al的一種作為主要組分。
33.根據(jù)權(quán)利要求29的裝置，其中第一和第二薄膜晶體管可以在1cm2/V·sec到15cm2/V·sec的電場效應遷移率下操作，以及第一和第二薄膜晶體管的每一個的半導體層含有氫和鹵素以及具有晶體結(jié)構(gòu)的半導體。
34.根據(jù)權(quán)利要求29的裝置，其中顯示裝置為液晶顯示裝置并且襯底把液晶材料夾在中間。
35.根據(jù)權(quán)利要求29的裝置，其中顯示裝置裝配在電視接收機、個人電腦、移動電話、信息顯示器和廣告牌之一中。
36.一種顯示裝置，包括第一薄膜晶體管，包括在襯底之一之上的包括導電性材料的柵極；包括氮化硅層、氮氧化硅層和二氧化硅層的至少一個的島形柵極絕緣薄膜，其與柵極連接；半導體層；和包括導電性材料的源極布線和漏極布線，其連接到半導體層；和連接到第一薄膜晶體管的像素電極，具有與第一薄膜晶體管相同結(jié)構(gòu)的第二薄膜晶體管的驅(qū)動電路；和從驅(qū)動電路伸出并連接到第一薄膜晶體管的柵極的布線層，其中提供半導體層的一端使得其與柵絕緣層的一端相重合。
37.根據(jù)權(quán)利要求36的裝置，進一步包括粘合性改進層，該層包括在形成要形成的至少一個層之前用于預處理的金屬材料和金屬氧化物材料之一。
38.根據(jù)權(quán)利要求36的裝置，進一步包括在半導體層之上的保護薄膜。
39.根據(jù)權(quán)利要求36的裝置，其中柵極及源極布線和漏極布線的至少一個的導電性材料含有選自Ag、Au、Cu、W和Al的一種作為主要組分。
40.根據(jù)權(quán)利要求36的裝置，其中第一和第二薄膜晶體管可以在1cm2/V·sec到15cm2/V·sec的電場效應遷移率下操作，以及第一和第二薄膜晶體管的每一個的半導體層含有氫和鹵素以及具有晶體結(jié)構(gòu)的半導體。
41.根據(jù)權(quán)利要求36的裝置，其中顯示裝置為液晶顯示裝置并且襯底把液晶材料夾在中間。
42.根據(jù)權(quán)利要求36的裝置，其中顯示裝置裝配在電視接收機、個人電腦、移動電話、信息顯示器和廣告牌之一中。
43.一種顯示裝置，包括第一薄膜晶體管，包括在襯底之一之上的包括導電性材料的柵極；包括氮化硅層、氮氧化硅層和二氧化硅層的至少一個的島形柵極絕緣薄膜，其與柵極連接；半導體層；包括導電性材料的源極布線和漏極布線，其連接到半導體層；和與源極布線和漏極布線連接的氮化硅層和氮氧化硅層之一；連接到第一薄膜晶體管的像素電極，具有與第一薄膜晶體管相同結(jié)構(gòu)的第二薄膜晶體管的驅(qū)動電路；和從驅(qū)動電路伸出并連接到第一薄膜晶體管的柵極的布線層，其中提供半導體層的一端使得其不從柵絕緣層的一端伸出。
44.根據(jù)權(quán)利要求43的裝置，進一步包括粘合性改進層，該層包括在形成要形成的至少一個層之前用于預處理的金屬材料和金屬氧化物材料之一。
45.根據(jù)權(quán)利要求43的裝置，進一步包括在半導體層之上的保護薄膜。
46.根據(jù)權(quán)利要求43的裝置，其中柵極及源極布線和漏極布線的至少一個的導電性材料含有選自Ag、Au、Cu、W和Al的一種作為主要組分。
47.根據(jù)權(quán)利要求43的裝置，其中第一和第二薄膜晶體管可以在1cm2/V·sec到15cm2/V·sec的電場效應遷移率下操作，以及第一和第二薄膜晶體管的每一個的半導體層含有氫和鹵素以及具有晶體結(jié)構(gòu)的半導體。
48.根據(jù)權(quán)利要求43的裝置，其中顯示裝置為液晶顯示裝置并且襯底把液晶材料夾在中間。
49.根據(jù)權(quán)利要求43的裝置，其中顯示裝置裝配在電視接收機、個人電腦、移動電話、信息顯示器和廣告牌之一中。
50.一種顯示裝置，包括第一薄膜晶體管，包括在襯底之一之上的包括導電性材料的柵極；包括氮化硅層、氮氧化硅層和二氧化硅層的至少一個的島形柵極絕緣薄膜，其與柵極連接；半導體層；包括導電性材料的源極布線和漏極布線，其連接到半導體層；和與源極布線和漏極布線連接的氮化硅層和氮氧化硅層之一；連接到第一薄膜晶體管的像素電極，具有與第一薄膜晶體管相同結(jié)構(gòu)的第二薄膜晶體管的驅(qū)動電路；和從驅(qū)動電路伸出并連接到第一薄膜晶體管的柵極的布線層，其中提供半導體層的一端使得其與柵絕緣層的一端相重合。
51.根據(jù)權(quán)利要求50的裝置，進一步包括粘合性改進層，該層包括在形成要形成的至少一個層之前用于預處理的金屬材料和金屬氧化物材料之一。
52.根據(jù)權(quán)利要求50的裝置，進一步包括在半導體層之上的保護薄膜。
53.根據(jù)權(quán)利要求50的裝置，其中柵極及源極布線和漏極布線的至少一個的導電性材料含有選自Ag、Au、Cu、W和Al的一種作為主要組分。
54.根據(jù)權(quán)利要求50的裝置，其中第一和第二薄膜晶體管可以在1cm2/V·sec到15cm2/V·sec的電場效應遷移率下操作，以及第一和第二薄膜晶體管的每一個的半導體層含有氫和鹵素以及具有晶體結(jié)構(gòu)的半導體。
55.根據(jù)權(quán)利要求50的裝置，其中顯示裝置為液晶顯示裝置并且襯底把液晶材料夾在中間。
56.根據(jù)權(quán)利要求50的裝置，其中顯示裝置裝配在電視接收機、個人電腦、移動電話、信息顯示器和廣告牌之一中。
57.一種制造顯示裝置的方法，包括以下步驟通過液滴噴射方法在具有絕緣表面和預處理基礎表面之一的襯底之上有選擇地形成柵極；在柵極之上形成柵絕緣層，在柵絕緣層之上形成第一半導體層，通過液滴噴射方法在第一半導體層之上在與柵極重疊的區(qū)域之上有選擇地形成通道保護層；在柵絕緣層、第一半導體層和通道保護層之上形成含有具有導電性類型雜質(zhì)的第二半導體層；在第二半導體層之上有選擇地形成第一掩模層；使用第一掩模層蝕刻第一半導體層、第二半導體層以及柵絕緣層；通過液滴噴射方法在柵極之上有選擇地形成第一絕緣層；通過液滴噴射方法有選擇地形成源極布線和漏極布線；在通道保護層之上蝕刻第二絕緣層；在襯底整個表面之上形成鈍化膜；通過液滴噴射方法在鈍化膜之上有選擇地形成第二絕緣層；在漏極布線之上蝕刻鈍化膜；和在第二絕緣層之上形成透明導電薄膜以便連接漏極布線。
58.根據(jù)權(quán)利要求57的方法，其中形成柵絕緣層和在柵極之上形成第一半導體層的步驟連續(xù)進行而不暴露于大氣。
59.根據(jù)權(quán)利要求57的方法，其中形成柵絕緣層和形成第一半導體層的步驟連續(xù)進行而不暴露于大氣。
60.根據(jù)權(quán)利要求57的方法，其中柵絕緣層由其中順序形成氮化硅薄膜、二氧化硅薄膜和氮化硅薄膜的層壓材料形成。
61.根據(jù)權(quán)利要求57的方法，其中使用第一掩模層蝕刻第二半導體層、第一半導體層和柵絕緣層；于是提供第一半導體的一端使得其不從柵絕緣層的一端伸出。
62.根據(jù)權(quán)利要求57的方法，其中顯示裝置為液晶顯示裝置。
63.一種制造顯示裝置的方法，包括以下步驟通過液滴噴射方法在具有絕緣表面和預處理基礎表面之一的襯底之上有選擇地形成柵極；在柵極之上形成柵絕緣層，在柵絕緣層之上形成分層的第一半導體層，通過液滴噴射方法在半導體層之上在與柵極重疊的區(qū)域之上有選擇地形成通道保護層；在柵絕緣層、第一半導體層和通道保護層之上形成含有具有導電性類型雜質(zhì)的第二半導體層；在第二半導體層之上有選擇地形成第一掩模層；通過使用第一掩模層蝕刻第一半導體層、第二半導體層以及柵極絕緣薄膜；通過液滴噴射方法在柵極之上有選擇地形成第一絕緣層；通過液滴噴射方法有選擇地形成源極布線和漏極布線；使用源極布線和漏極布線作為掩模在通道保護層之上蝕刻第二絕緣層；在襯底整個表面之上形成鈍化膜；通過液滴噴射方法在鈍化膜之上有選擇地形成第二絕緣層；使用第二絕緣層作為掩模在漏極布線之上蝕刻鈍化膜；和在第二絕緣層之上形成透明導電薄膜以便連接漏極布線。
64.根據(jù)權(quán)利要求63的方法，其中形成柵絕緣層和形成第一半導體層的步驟連續(xù)進行而不暴露于大氣。
65.根據(jù)權(quán)利要求63的方法，其中柵絕緣層由其中順序形成氮化硅薄膜、二氧化硅薄膜和氮化硅薄膜的層壓材料形成。
66.根據(jù)權(quán)利要求63的方法，其中使用第一掩模層蝕刻第二半導體層、第一半導體層和柵絕緣層；于是提供第一半導體的一端使得其不從柵絕緣層的一端伸出。
67.根據(jù)權(quán)利要求63的方法，其中顯示裝置為液晶顯示裝置。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，通過液滴噴射方法形成制造顯示裝置所需的至少一個或多個圖案，例如形成布線或電極的導電層以及掩模。那時，其中不在半導體層下的一部分柵極絕緣薄膜在本發(fā)明的制造步驟過程中被除去。
文檔編號H01L21/288GK1906527SQ200480040429
公開日2007年1月31日 申請日期2004年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月14日
發(fā)明者福地邦彥, 藤井巖, 中村理, 前川慎志 申請人:株式會社半導體能源研究所