專利名稱：顯示裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使像素排列在平面上而進行圖像等的顯示的顯示裝置的制造方法，特別涉及使用撓性襯底連續(xù)制造該顯示裝置的技術(shù)。
背景技術(shù)：
作為利用液晶的電光學(xué)性質(zhì)的顯示裝置(液晶顯示裝置)的具體商品形態(tài)，市場上正在銷售計算機的監(jiān)視器裝置(液晶監(jiān)視器)和電視接收器(液晶電視)。
現(xiàn)在成為主流的有源矩陣型液晶顯示裝置形成在各像素上設(shè)置稱為薄膜晶體管(TFT)的開關(guān)元件的像素結(jié)構(gòu)。制造這樣的顯示裝置的技術(shù)與半導(dǎo)體集成電路的制造技術(shù)相同，將采用光掩模的光刻法工藝與采用真空裝置的被覆膜形成和蝕刻工藝等加以適當組合。
這樣的制造工序?qū)⒗脼R射法和化學(xué)氣相生長(CVD)法形成導(dǎo)體、絕緣體、以及半導(dǎo)體膜等被覆膜的處理；在該被覆膜上涂敷感光性的抗蝕膜，利用投影曝光裝置使其通過掩模進行曝光后，將抗蝕膜浸在顯影液中形成所希望的圖案的處理；以及用溶液和活性反應(yīng)氣體進行蝕刻的處理加以組合并反復(fù)進行。
已有的顯示裝置的制造技術(shù)包含使用包含有機類以及無機類的多種而且大量的化學(xué)物質(zhì)。特別是在光刻法工序中使用大量的有機類藥品，因此在廢液處理上需要的大量的人力和費用。具體而言，利用旋轉(zhuǎn)涂敷形成抗蝕劑組成物時，約浪費95％的材料。即材料幾乎都被廢棄。還有，在進行顯影、剝離的處理時消耗大量藥液。另外，整個襯底上形成的導(dǎo)體、絕緣體、以及半導(dǎo)體膜等被覆膜也幾乎都被蝕刻去除，配線等在襯底上留下的比率約為百分幾～百分幾十。
根據(jù)以上各點可知，若采用已有的顯示裝置的制造技術(shù)，則幾乎都將所有的材料都廢棄，因而不僅對制造成本造成影響，還導(dǎo)致環(huán)境負荷增大。流入制造生產(chǎn)線的襯底的尺寸越大，這種傾向越明顯。
本發(fā)明是鑒于該問題而作出的，其目的在于降低制造顯示裝置時的材料消耗量，簡化制造處理步驟以及處理時使用的裝置，消減制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種制造顯示裝置的技術(shù)，該顯示裝置具有使用直接描繪并形成在半導(dǎo)體膜、配線或絕緣膜上形成的接觸孔等圖案、或者由形成該圖案用的高分子樹脂形成的組成物的掩模圖案的單元、去除蝕刻和灰化等的被覆膜的單元、有選擇地在規(guī)定區(qū)域形成絕緣膜、半導(dǎo)體膜以及金屬膜的被覆膜形成單元。
即，本發(fā)明的顯示裝置，至少采用具有組成物的噴出口沿一軸方向排列多個的液滴噴出單元的圖案描繪單元、使氣體等離子體化同時去除該等離子體噴出口沿一軸方向排列多個而形成的被覆膜的被覆膜去除單元、以及使氣體等離子體化同時使該等離子體噴出口沿一軸方向排列多個而且形成被覆膜的被覆膜形成單元；顯示裝置的制造方法包含利用所述被覆膜形成單元形成絕緣膜、半導(dǎo)體膜、金屬膜以及其他被覆膜的工序、利用所述圖案描繪單元將含有導(dǎo)電性材料的組成物描繪在襯底上形成配線圖案的工序、利用所述圖案形成單元將含有高分子樹脂的組成物描繪在襯底上形成掩模圖案的工序、利用所述被覆膜去除單元有選擇地去除襯底上形成的被覆膜的蝕刻工序、以及利用所述被覆膜去除單元將由高分子樹脂形成的掩模圖案加以去除的工序。
又，本發(fā)明的顯示裝置的制造方法，包含利用具有使組成物的噴出口沿一軸方向排列多個的液滴噴出單元的圖案描繪單元形成包含柵極、源極以及漏極的導(dǎo)電膜的圖案的工序、利用使氣體等離子體化同時使該等離子體的噴出口沿一軸方向排列多個形成被覆膜的被覆膜形成單元，形成非單晶半導(dǎo)體膜以及無機絕緣膜的工序、以及利用使氣體等離子體化同時去除使該等離子體的噴出口沿一軸方向排列多個而形成的被覆膜的被覆膜去除單元，去除非單晶半導(dǎo)體膜以及/或者絕緣膜的一部分的工序。
上述各個工序可以在大氣壓或者接近大氣壓的壓力條件下進行。所謂大氣壓或者接近大氣壓的壓力，可以選擇1.3×101～1.06×105Pa。
圖案描繪單元中，作為具有組成物的噴出口的液滴噴出單元，可以采用噴墨方式那樣用壓電元件使組成物噴出的構(gòu)成、或在噴出口設(shè)置針形閥以控制滴落量的構(gòu)成。
作 為形成起配線等作用的導(dǎo)電性圖案的組成物，也可以采用包含顆粒直徑1μm左右的金屬微粒的導(dǎo)電性組成物，以及使粒子直徑1μm左右的金屬微粒和1μm以下的超微粒(納米顆粒)分散在導(dǎo)電性高分子組成物中的材料。
被覆膜形成單元采用具有使等離子體化的氣體或者包含反應(yīng)性原子團或離子類的氣體噴出口沿一軸方向排列多個的噴嘴體的構(gòu)成。另外，被覆膜去除單元也可以采用同樣的構(gòu)成。這可以通過適當選擇導(dǎo)入的氣體分別使用。被覆膜形成單元中適用的代表性的反應(yīng)性氣體是硅烷等硅化物氣體，可以形成非單晶半導(dǎo)體膜。另外，通過使氧氣和一氧化二氮等氧化氣體、以及氮氣和氨氣等氮化物氣體與硅化物氣體組合，可以形成氧化硅或者氮化硅等絕緣膜。
作為被覆膜去除單元中適用的代表性的反應(yīng)性氣體，通過使用三氟化氮、六氟化硫等氟化物氣體、以及氯和三氯化硼等氯化物氣體，可以進行以半導(dǎo)體膜為代表的各種被覆膜的蝕刻處理。
如上所述，可以使顯示裝置在撓性襯底上形成，而無需使用光掩模。另外，本發(fā)明的工序中，形成被覆膜的工序、形成配線圖案的工序、蝕刻工序以及去除掩模圖案的工序都可以在大氣壓或者接近大氣壓的壓力條件下進行。


圖1示出本發(fā)明的顯示裝置的制造工序，示出采用輥對輥法之一例。
圖2示出本發(fā)明的顯示裝置的制造工序，示出采用輥對輥法之一例圖3示出本發(fā)明的顯示裝置的制造工序，示出采用輥對輥法之一例圖4A以及圖4B示出本發(fā)明的圖案描繪單元之一例。
圖5示出本發(fā)明的圖案描繪單元的之一例。
圖6A以及圖6B示出本發(fā)明的被覆膜形成單元或者被覆膜去除單元之一例。
圖7示出本發(fā)明的被覆膜形成單元或者被覆膜去除單元中的噴嘴體的結(jié)構(gòu)。
圖8示出本發(fā)明的被覆膜形成單元或者被覆膜去除單元中的噴嘴體的結(jié)構(gòu)。
圖9A～圖9D是對本發(fā)明中的顯示裝置的制造工序進行說明的截面圖。
圖10A～圖10D是對本發(fā)明中的顯示裝置的制造工序進行說明的截面圖。
圖11A～圖11D是對本發(fā)明中的顯示裝置的制造工序進行說明的截面圖。
圖12是對本發(fā)明中的顯示裝置的制造工序進行說明的截面圖。
圖13A～圖13D是對本發(fā)明中的顯示裝置的制造工序進行說明的截面圖。
圖14A～圖14D是對本發(fā)明中的顯示裝置的制造工序進行說明的截面圖。
圖15A～圖15C是對本發(fā)明中的顯示裝置的制造工序進行說明的截面圖。
圖16A～圖16C示出本發(fā)明中的顯示裝置的一種狀態(tài)。
具體實施例方式
下面參考附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。本發(fā)明特別采用將具有撓性的襯底從一端連續(xù)發(fā)送到另一端并在其間進行規(guī)定的加工處理的方式。即進行逐漸使具有撓性的襯底從一個輥開卷并卷繞在另一個輥上的所謂輥對輥方式的工序。
下面用附圖4A、4B對本發(fā)明的圖案描繪單元的一個狀態(tài)進行說明。具有在撓性襯底400從一個輥401開卷并卷繞在另一個輥402的期間，將組成物噴在撓性襯底400上的液滴噴出單元403。該液滴噴出單元403采用多個具備噴出口406的噴頭405，并將其沿一軸方向(撓性襯底400的寬度方向)排列。攝像單元404是為了檢測撓性襯底400上的標記位置和觀察圖案而設(shè)置的。而且，圖4A是側(cè)視示意圖，圖4B是俯視示意圖。
也就是將噴出口406沿一軸方向排列的液滴噴出單元403配置成與撓性襯底400的輸送方向交叉。不一定要使液滴噴出單元403與襯底輸送方向構(gòu)成的角度為垂直，可以使其以45～90度的角度交叉。利用該液滴噴出單元403形成的圖案的析像度由噴出口406的間距決定，但通過將與撓性襯底400的輸送方向交叉的角度設(shè)定在90度以下，可以實質(zhì)上使噴出口的間距變窄，因此對于形成微小圖案的目的是理想的。
液滴噴出單元403的噴頭405只要是可以控制噴出或者滴落的組成物的量和定時的噴頭即可，可以像噴墨方式那樣采用壓電元件使組成物噴出的結(jié)構(gòu)、以及在噴出口設(shè)置針形閥以控制滴落量的結(jié)構(gòu)。
構(gòu)成液滴噴出單元403的噴頭405不一定在相同的定時同時進行噴出動作，可以安裝撓性襯底400的移動控制各個噴頭405噴出組成物的定時，以此形成作為目的的由組成物形成的圖案。
也就是說，如圖5所示，滴落噴出單元403的各個噴頭405與控制單元407連接，通過由計算機410對該噴頭進行控制可以描繪預(yù)先被編程的圖案。描繪的定時可以以例如撓性襯底400上形成的標記411為基準進行。用攝像單元404對圖案進行檢測，由計算機410對利用圖像處理單元409變換成數(shù)字信號的圖案進行識別后產(chǎn)生控制信號并發(fā)送到控制單元407。當然，應(yīng)該在撓性襯底400上形成的圖案的信息存放在存儲媒體408中，以該信息為依據(jù)將控制信號發(fā)送到控制單元407，可以分開控制液滴噴出單元403的各個噴頭405。
圖6A以及圖6B示出具有使等離子體化的氣體或者包含反應(yīng)性的游離基或離子類的氣體的噴出口沿一軸方向排列多個的噴嘴體，進行被覆膜去除的被覆膜去除單元的一種形態(tài)。具備具有在撓性襯底600從一個輥601開卷并卷繞在另一個輥602的期間，噴出上述反應(yīng)性氣體的多個噴出口605的噴嘴體603。噴嘴體603的各個噴出口605上連接等離子體發(fā)生單元606、氣體供給單元607、以及氣體排出單元608。
這種情況下，也可以與圖5中示出的例子一樣，利用計算機獨立控制各個噴嘴體603，且以圖像單元604的圖像信息(位置信息)為依據(jù)有選擇地對撓性襯底600的規(guī)定區(qū)域噴出反應(yīng)性氣體，進行規(guī)定的處理。也就是為了達到去除被覆膜的目的，可以與噴墨技術(shù)一樣，通過噴射活性的游離基和反應(yīng)氣體的方法，使反應(yīng)在該部分進行從而有選擇地去除被覆膜。
被覆膜若是以光刻膠材料為代表的高分子組成物，則可以通過將包含氧氣的氣體用作氣體，進行去除該組成物的所謂灰化(ashing)處理。
另外，若選擇以硅烷等為代表的硅化物氣體，則可以堆積被覆膜，從而可以作為被覆膜形成單元使用。在形成例如非單晶硅膜時，可以使用以硅烷為代表的硅化物氣體。若使一氧化二氮等氧化物氣體或者氮化物氣體與硅化物氣體混合，則也可以形成氧化硅膜或者氮化硅。
圖7示出尤其是利用等離子體化的氣體、或者反應(yīng)性的游離基或離子類的氣體進行蝕刻和灰化(抗蝕膜的去除)等表面處理時適用的噴嘴體的結(jié)構(gòu)。噴嘴體701上連接供給進行蝕刻和灰化等表面處理用的氣體的氣體供給單元703及其氣體排出單元706、以及不活潑氣體供給單元707及其排氣單元710。由氣體供給單元703供給的氣體在內(nèi)周氣體供給筒700內(nèi)生成等離子體化氣體、或者反應(yīng)性的游離基或離子類氣體，由氣體噴出口704噴射到被處理體上。之后，該氣體從外周氣體排氣筒705由氣體排出單元706排出。
形成通過將不活潑氣體供給口708設(shè)置在其外圍，并在最外圍設(shè)置排氣口709形成氣簾，從而遮斷處理空間與周邊環(huán)境氣體的聯(lián)系的結(jié)構(gòu)。
又，在氣體供給單元703與氣體排出單元706之間設(shè)置氣體精制單元712，也可以編入使氣體循環(huán)的構(gòu)成。通過編入這樣的構(gòu)成，可以降低氣體的消耗量。另外，也可以采用將體排出單元706排出的氣體加以回收、精制，再由氣體供給單元703再度進行利用的方式。
為了在大氣壓或者接近大氣壓的壓力條件維持穩(wěn)定的放電，可以將噴嘴體701與被處理物之間的間隔設(shè)定在50mm以下，設(shè)定在10mm為佳，設(shè)定在5mm以下更佳。
該噴嘴體的形狀最好是采用以內(nèi)周氣體供給筒700的內(nèi)側(cè)所具有的電極702為中心的同軸圓筒型，但若是同樣能夠提供局部等離子體化的處理氣體的結(jié)構(gòu)，則不局限于此。
作為電極702，可以采用不銹鋼、黃銅及其他合金、以及鋁、鎳及其他純金屬，并且以棒狀、球狀、平板狀、筒狀等形狀形成。將電力提供給電極702的電源711可以應(yīng)用直流電源或者高頻電源。在使用直流電源的情況下，為了使放電穩(wěn)定化，最好是間歇性地供電，而且最好是將其頻率設(shè)定為50Hz～100kHz，將脈沖持續(xù)時間設(shè)定為1～1000μsec。
在處理氣體的選擇方面，為了達到去除抗蝕劑的目的，可以使用氧氣。為了達到對硅等半導(dǎo)體膜進行蝕刻加工的目的，可以使用三氟化氮(NF3)、六氟化硫(SF6)、以及其他氟化物氣體，為了達到蝕刻鋁、鈦、鎢等金屬的目的，可以將四氟化碳(CF4)、六氟化硫(SF6)以及其他他氟化物氣體、與氯(Cl2)、三氯化硼(BCl3)以及其他氯化物氣體加以適當組合進行使用。另外，為了穩(wěn)定地使放電持續(xù)，可以用氦、氬、氪、氙等稀有氣體將該氟化物氣體以及氯化物氣體稀釋后使用。
為形成氣簾而使用的氣體使用氦、氬、氪、氙等稀有氣體、以及氮氣等不活潑氣體。利用這種氣簾功能，由所述不活潑氣體包圍等離子體化處理氣體作用于被處理物的反應(yīng)空間，從而遮斷其與周邊環(huán)境氣體的聯(lián)系。
大氣壓或者接近大氣壓的壓力可以設(shè)定為1.3×101～1.06×105Pa。為了使該內(nèi)部即反應(yīng)空間相對于大氣壓保持在負壓，可以采用將噴嘴體701以及被處理襯底保持在形成閉合空間的反應(yīng)室內(nèi)并通過抽氣單元維持負壓狀態(tài)的結(jié)構(gòu)。即使在這種情況下，進行選擇性處理時設(shè)置氣簾機構(gòu)也是有效的。
蝕刻加工過程中，特別是在需要進行選擇性加工的情況下，如圖8所示，噴嘴體801也可以采用將內(nèi)周氣體供給筒800的氣體噴出口704縮小，或者將電極802做成棒狀或者針狀電極以抑制等離子體的擴散的結(jié)構(gòu)。另外，電極802的前端可以做成從氣體噴嘴口704凸出并在其與被處理體811之間能夠形成高密度等離子體的結(jié)構(gòu)。其他結(jié)構(gòu)與圖7相同，故省略其詳細說明。
接著，參考圖9～圖12，對將上述的圖案描繪單元、被覆膜去除單元、被覆膜形成單元加以組合，由長尺寸狀態(tài)的撓性襯底制造顯示裝置的方法進行說明。而且，這里舉例示出的顯示裝置是在各像素上設(shè)置TFT的有源矩陣型顯示裝置。
圖9A是為形成柵極以及配線而形成導(dǎo)電性被覆膜的工序。利用具有將等離子體的噴出口沿一軸方向排列多個的噴嘴體的被覆膜形成單元12，在襯底10上形成鋁、鈦、鉭、或者鉬等的導(dǎo)電膜11。導(dǎo)電膜11無需在整個襯底10上形成，只要有選擇地在形成柵極及配線的區(qū)域附近成膜就可以。
然后，如圖9B所示，利用將組成物的的噴出口沿一軸方向排列多個的液滴噴出單元13，有選擇地噴出抗蝕劑組成物，使形成柵極用的掩模圖案14在導(dǎo)電膜11上形成。在這種情況下，由于噴出口只沿一軸方向排列，因此該液滴噴出單元只要使所需部位的噴頭動作就可以(噴頭13a)，為了對整個襯底進行處理，可以使襯底10和液滴噴出單元13的任意一個、或者雙方移動。這樣的處理在以下的工序中也同樣進行。
圖9C是用掩模圖案14進行蝕刻從而形成柵極及配線16的工序。蝕刻是采用使噴出口沿一軸方向排列多個，去除被覆膜的被覆膜去除單元進行的。對導(dǎo)電膜11進行蝕刻時采用氟化物氣體或者氯化物氣體，但無需使噴嘴體15對整個襯底10噴射該反應(yīng)氣體，只要使噴嘴體15中的與形成導(dǎo)電膜11的區(qū)域?qū)χ玫膰娮祗w15a動作并只對改區(qū)域進行處理即可。
圖9D是去除掩模圖案14的工序，采用使等離子體的噴出口沿一軸方向排列多個以去除被覆膜的被覆膜去除單元。在噴嘴體17中，為進行灰化而進行氧氣等離子體處理，但無需對整個襯底進行該處理，只要使形成掩模圖案的區(qū)域附近的噴嘴體17a動作，有選擇地進行處理即可。
圖10A示出柵極絕緣膜19、非單晶硅膜20以及保護膜21的形成。形成這些疊層體時，可以采用準備多個負責(zé)形成各個被覆膜的噴嘴體18以連續(xù)進行成膜的方式，也可以采用使噴嘴18每掃描一次就切換反應(yīng)氣體種類，依次形成疊層體的方式。應(yīng)形成被覆膜的區(qū)域并非襯底10的整個面，因此也可以由整個噴嘴體18只對例如應(yīng)形成TFT的區(qū)域供給等離子體化的反應(yīng)氣體以形成被覆膜。在形成氧化硅膜的情況下，也有使用硅烷和氧氣等氧化物氣體或者使用TEOS的選擇項。柵極絕緣膜19可以在整個襯底形成，當然，也可以有選擇地在形成TFT的區(qū)域附近形成。
圖10B是形成掩模圖案23的工序，利用使組成物的噴出口沿一軸方向排列多個的液滴噴出單元22的被選擇的噴頭22a，有選擇地噴出抗蝕劑組成物，從而構(gòu)成形成通道(channel)部的保護膜用的掩模圖案23。
圖10C是采用掩模圖案23且用噴嘴體24進行保護膜21的蝕刻，從而形成通道部的保護膜25的工序。由氮化硅膜形成的通道(channel)保護膜可以使用SF6等氟化物氣體。
然后，利用被覆膜去除單元，與圖9D的情況同樣地去除掩模圖案23。
圖10D是形成單一導(dǎo)電型的非單晶硅膜27的工序，用于形成TFT的源極及漏極。典型性的是由n型的非單晶硅形成該膜，由噴嘴體26供給的反應(yīng)性氣體可以是將硅烷等硅化物氣體與以磷化氫為代表的包含元素周期表第15族元素的氣體加以混合的氣體。
圖11A是涂敷形成導(dǎo)電糊以形成源極及漏極配線29、30的工序。液滴噴出單元28可以采用利用壓電元件噴出液滴的構(gòu)成，也可以采用分配器(dispenser)方式?？傊?，利用液滴噴出單元28的被選擇的噴頭28a有選擇地使包含粒徑1μm左右的金屬微粒的導(dǎo)電性組成物滴落，直接形成源極和漏極配線29、30的圖案。或者也可以采用使粒子直徑1μm左右的金屬微粒和1nm以下的超微粒分散在導(dǎo)電性高分子組成物中的組成物。通過采用該組成物，有可以減小與單一導(dǎo)電型非單晶硅膜27的接觸電阻的有目的的效果。然后，為了使組成物的溶劑揮發(fā)從而使配線圖案固化，可以同樣地從噴嘴體噴射加熱的不活潑氣體，也可以用碘鎢燈加熱器進行加熱。
圖11B示出將形成的源極和漏極配線29、30作為掩模，對位于其下層側(cè)的單一導(dǎo)電型的非單晶硅膜27以及非單晶硅膜20進行蝕刻的工序。蝕刻通過由噴嘴體31噴射等離子體化的氟化物氣體進行。在這種情況下，通過使噴射的反應(yīng)性氣體的量在配線形成區(qū)域附近與其他區(qū)域中分別不同，且在非單晶硅膜露出的區(qū)域大量噴射反應(yīng)氣體，可以取得蝕刻的平衡并抑制反應(yīng)性氣體的消耗量。
圖11C是全面形成保護膜的工序，使等離子體化的反應(yīng)性氣體從噴嘴體32噴出，代表性地形成氮化硅膜33的被覆膜。
圖11D是形成接觸孔的工序，通過使用噴嘴體34對形成接觸孔的場所有選擇地噴出等離子體化的反應(yīng)性氣體，可以以無掩模的方式形成接觸孔35。
然后，如圖12所示，采用印刷法形成像素電極37。該像素電極是利用液滴噴出單元36在襯底上將包含氧化銦錫、氧化錫、氧化鋅等導(dǎo)電性顆粒的粉末的組成物直接形成規(guī)定的圖案形狀地形成的。通過將使氧化銦錫的微粒分散在導(dǎo)電性高分子上的組成物用作該組成物，尤其可以降低與單一導(dǎo)電型的非單晶硅膜27的接觸部的電阻。在該工序中形成像素電極。
利用后述的工序可以制造形成各個像素上設(shè)置TFT的開關(guān)元件的有源矩陣型液晶顯示裝置用的一個襯底即元件襯底，無需采用已有的光刻法工序。
作為本發(fā)明的氣體實施方式，通過利用圖4～圖8中說明的構(gòu)成的圖案描繪單元、被覆膜形成單元、被覆膜去除單元，可以制造TFT以及使用TFT的顯示裝置，無需采用使用抗蝕劑組成物的掩模圖案。
圖13A是利用液滴噴出單元50在襯底10上形成絕緣性樹脂材料構(gòu)成的圍欄51。具有開口部49的圍欄51，如圖13B所示是在利用液滴噴出單元52形成柵極53時使用的。即構(gòu)成對開口部49噴出導(dǎo)電性組成物時使該組成物不向周邊擴散地形成規(guī)定圖案用的隔板。
圖13C是形成柵極絕緣膜的工序，用噴嘴體54在柵極53上形成柵極絕緣膜55。接著，如圖13D所示，使用噴嘴體56且利用大氣壓等離子體形成半導(dǎo)體膜57。
圖14A是使用噴嘴體58且利用大氣壓等離子體在半導(dǎo)體膜57上形成保護膜59的工序，有選擇地形成二氧化硅和氮化硅等絕緣膜。該工序在做成通道蝕刻(channel etch)型的情況下不需要。
圖14B是形成TFT的源極和漏極用的單一導(dǎo)電型的半導(dǎo)體膜61的工序，利用采用噴嘴體60的大氣壓等離子體CVD法，有選擇地形成被覆膜。
圖14C涂敷導(dǎo)電糊以形成源極以及漏極63。液滴噴出單元62可以采用使用壓電元件以噴出液滴的構(gòu)成，也可以采用分配器方式?？傊羞x擇地使包含顆粒直徑1μm左右的金屬微粒的導(dǎo)電性組成物滴落，直接形成源極和漏極配線圖案。之后，使組成物的溶劑揮發(fā)從而使配線圖案固化時，可以同樣地從噴嘴體噴射加熱的不活潑氣體，也可以用碘鎢燈加熱器進行加熱。
圖14D將形成的源極和漏極配線63作為掩模，對位于其下層側(cè)的單一導(dǎo)電型的非單晶硅膜61進行蝕刻。蝕刻是通過由噴嘴體64噴射等離子體化的氟化物氣體進行的。在這種情況下，在配線形成區(qū)域附近與其他區(qū)域中使噴射的反應(yīng)性氣體的量噴出量分別不同，在非單晶硅膜露出的區(qū)域大量噴射反應(yīng)氣體，可以取得蝕刻的平衡并抑制反應(yīng)性氣體的消耗量。
圖15A是形成保護膜的工序，使等離子體化的反應(yīng)性氣體從噴嘴體65噴出，形成氮化硅膜66的被覆膜。
圖15B是形成接觸孔的工序，通過使用噴嘴體67對形成接觸孔的場所有選擇地噴出等離子體化的反應(yīng)性氣體，可以以無掩模的方式形成接觸孔68。
然后，如圖15C所示，采用印刷法形成像素電極70。該像素電極是利用液滴噴出法形成包含氧化銦錫、氧化錫、氧化鋅等導(dǎo)電性顆粒的粉末的組成物，通過用噴嘴體69直接在襯底上以規(guī)定的圖案形狀形成。在該工序中可以形成像素電極。
利用后述的工序可以制造形成各個像素上設(shè)置TFT的開關(guān)元件的有源矩陣型顯示裝置用的一個襯底即元件襯底，無需采用已有的光刻法工序。
圖1～圖4對應(yīng)用于連續(xù)進行以上工序的輥對輥方式的情況的一種方式進行說明。在這里，與圖9～圖12中所示的工序?qū)?yīng)，對這一方式進行說明。
如圖1所示，將撓性的長尺寸襯底100依次從開卷側(cè)的輥101送出，然后利用液滴噴出單元102及加熱單元103形成金屬膜。加熱單元103可以采用燈式加熱器和氣體加熱型加熱器。然后，利用液滴噴出單元104和加熱單元105形成掩模圖案。
形成掩模圖案之后，采用使等離子體噴出口沿一軸方向排列多個以去除被覆膜的被覆膜的噴嘴體106進行蝕刻，以形成柵極/配線。蝕刻金屬膜采用氟化物氣體或者氯化物氣體，但噴嘴體無需對襯底的整個面噴射該反應(yīng)性氣體，只要積極地處理去除金屬膜的周邊區(qū)域就可以。去除掩模圖案時采用使等離子體的噴出口沿一軸方向排列多個以去除被覆膜的噴嘴體107。
采用等離子體噴出口沿一軸方向排列多個以形成被覆膜的噴嘴體108、109以及110，連續(xù)形成柵極絕緣膜、非單晶硅膜、以及保護膜。應(yīng)形成被覆膜的區(qū)域并非撓性的長尺寸襯底100的整個面，因此也可以由整個噴嘴體只對應(yīng)形成TFT的區(qū)域供給等離子體化的反應(yīng)氣體以形成被覆膜。
圖2中利用組成物的噴出口沿一軸方向排列多個的液滴噴出單元111和加熱單元112有選擇地噴出抗蝕劑組成物，構(gòu)成形成通道保護膜用的掩模圖案。利用等離子體噴出口沿一軸方向排列多個以去除被覆膜的噴嘴體113進行的蝕刻、以及等離子體噴出口沿一軸方向排列多個以去除被覆膜的噴嘴體114進行的灰化與先前相同。
然后，利用等離子體的噴出口沿一軸方向排列多個以形成被覆膜的噴嘴體115，形成n型的非單晶半導(dǎo)體膜。然后，為了形成源極和漏極配線，涂敷導(dǎo)電糊，采用液滴噴出單元116形成?？傊?，有選擇地使包含顆粒直徑為1μm左右的金屬微粒的導(dǎo)電性組成物滴落，直接形成源極和漏極配線圖案。然后，為了使組成物的溶劑揮發(fā)從而使配線圖案固化，用加熱單元117進行加熱。
將源極和漏極配線作為掩模，對位于其下層側(cè)的n型非單晶硅膜和非單晶硅膜進行蝕刻。蝕刻是由噴嘴體118噴射等離子體化的氟化物氣體進行的。在這種情況下，也使配線形成區(qū)域附近與其他區(qū)域上噴射的反應(yīng)性氣體的噴射量分別不同，在非單晶硅膜露出的區(qū)域大量噴射反應(yīng)氣體，可以取得蝕刻的平衡并抑制反應(yīng)性氣體的消耗量。
是整個面上形成保護膜的工序，使等離子體化的反應(yīng)性氣體從噴嘴體119噴出，形成氮化硅膜的被覆膜。
然后，在圖3中，利用噴嘴體120，對形成接觸孔的地方有選擇地噴射等離子體化的反應(yīng)性氣體，以無掩模的方式形成接觸孔。
然后用液滴噴出單元121和加熱單元122形成透明電極。該透明電極是通過采用液滴噴出單元以規(guī)定的圖案形狀直接在襯底上形成包含氧化銦錫、氧化錫、氧化鋅等導(dǎo)電性顆粒的粉末的組成物而形成的。在該工序中可以形成像素電極。
以下所述的工序是制造液晶顯示裝置時需要的工序，利用液滴噴出單元123形成方向性涂層，并且利用摩擦單元124進行摩擦處理。進而利用液滴噴出單元126描繪密封材料且利用散布單元127散布墊塊，然后利用液晶噴出單元128使液晶滴落在撓性的長尺寸襯底100上。
襯底由其他開卷輥129提供并繃在相對側(cè)。利用固化單元130使密封材料固化，將兩枚襯底加以固定。還可以利用截斷單元131切出適當?shù)拿姘宄叽缫灾圃煲壕?32。
采用根據(jù)這樣的構(gòu)成制造的顯示裝置，可以做成圖16中例示的電視接收機、計算機、圖像再現(xiàn)裝置、以及其他電子裝置。
圖16A是應(yīng)用本發(fā)明做成電視接收機的一個例子。由框架2001、支撐臺2002、顯示部2003、揚聲器部2004、視頻輸入端子2005等構(gòu)成。通過采用本發(fā)明，特別是可以以低成本制造30型以上的屏幕尺寸的電視接收機。還有，通過使用本發(fā)明的顯示裝置，可以做成電視接收機。這是將特征為比重小于玻璃且薄的撓性襯底用作襯底所產(chǎn)生的效果。
圖16B是應(yīng)用本發(fā)明做成筆記本型個人計算機之一例。由主體2201、框架2202、顯示部2203、鍵盤2204、外部連接端口2205、點擊鼠標2206等構(gòu)成。通過采用本發(fā)明，可以以低成本制造具有15～17型等級的顯示部2203的個人計算機。
圖16C是應(yīng)用本發(fā)明做成圖像再現(xiàn)裝置的一個例子。由主體2401、框架2402、顯示部A2403、顯示部B2404、記錄媒體讀入部2405、操作按鍵2406、揚聲器部2407等構(gòu)成。通過采用本發(fā)明，可以以低成本制造具有15～17型等級的顯示部A2403且可以謀求輕量化的圖像再現(xiàn)裝置。
為了根據(jù)上述實施方式形成細微圖案，可以使用使平均顆粒直徑為1～50nm，最好是3～7nm的金屬微粒分散在有機溶劑中的組成物。具有代表性的是銀或金的微粒，且其表面上覆蓋胺、乙醇、以及硫醇(thiol)等分散劑的組成物。有機溶劑是酚醛樹脂和環(huán)氧樹脂類樹脂等，使用熱固化性或者光固化性的樹脂。在調(diào)整該組成物的粘度時，可以添加觸變(チキソ)劑或者稀釋溶劑。
利用液滴噴出單元適量噴在被形成面上的組成物通過加熱處理或者光照處理使有機溶劑固化。金屬微粒之間因有機溶劑的固化伴隨的體積收縮而相互接觸，從而促進融合、熔接或者凝聚。即形成使平均顆粒直徑為1～50nm，最好是3～7nm的金屬微粒融合、熔接或者凝聚的配線。這樣，利用金屬微粒之間因融合、熔接或者凝聚而形成面接觸的狀態(tài)，可以實現(xiàn)配線的低電阻化。
本發(fā)明通過采用這樣的組成物以形成導(dǎo)電性圖案，容易形成線寬在1～10μm左右的配線圖案。另外，即使接觸孔的直徑同樣在1～10μm左右，也可以將組成物填充在該接觸孔中。即可以以細微的配線圖案形成多層配線結(jié)構(gòu)。
再者，若使用絕緣物質(zhì)的微粒替代金屬微粒，同樣可以形成絕緣性圖案。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置的制造方法，顯示裝置具有將組成物的噴出口沿一軸方向排列多個的液滴噴出單元的圖案形成單元、使氣體等離子體化同時去除該等離子體噴出口沿一軸方向排列多個而形成的被覆膜的被覆膜去除單元、以及使氣體等離子體化同時使該等離子體噴出口沿一軸方向排列多個而且形成被覆膜的被覆膜形成單元，其特征在于，包含以下工序利用所述被覆膜形成單元形成絕緣膜、半導(dǎo)體膜、金屬膜以及其他被覆膜的工序、利用所述圖案形成單元將含有導(dǎo)電性材料的組成物描繪在襯底上形成配線圖案的工序、利用所述圖案形成單元將含有高分子樹脂的組成物描繪在襯底上形成掩模圖案的工序、利用所述被覆膜去除單元有選擇地去除襯底上形成的被覆膜的蝕刻工序、以及利用所述被覆膜去除單元將由高分子樹脂形成的掩模圖案加以去除的工序。
2.如權(quán)利要求1中所述的顯示裝置的制造方法，其特征在于，形成被覆膜的工序、形成配線圖案的工序、蝕刻工序、以及去除掩模圖案的工序，分別在大氣壓或者接近大氣壓的壓力條件進行。
3.一種顯示裝置的制造方法，其特征在于，包含以下工序利用具有將組成物的噴出口沿一軸方向排列多個的液滴噴出單元的圖案描繪單元形成含有柵極、源極以及漏極的導(dǎo)電膜的圖案的工序、利用使氣體等離子體化同時將該等離子體的噴出口沿一軸方向排列多個形成被覆膜的被覆膜形成單元，形成非單晶半導(dǎo)體膜以及無機絕緣膜的工序、以及利用將氣體等離子體化同時去除將該等離子體的噴出口沿一軸方向排列多個而形成的被覆膜的被覆膜去除單元，去除非單晶半導(dǎo)體以及/或者絕緣膜的一部分的工序。
4.如權(quán)利要求3中所述的顯示裝置的制造方法，其特征在于，形成包含柵極、源極以及漏極的導(dǎo)電膜的圖案的工序、形成非單晶半導(dǎo)體膜、無機絕緣膜的工序、以及去除非單晶半導(dǎo)體膜以及/或者絕緣膜的一部分的工序，分別在大氣壓或者接近大氣壓的壓力條件下進行。
全文摘要
本發(fā)明的目的是謀求降低與顯示裝置的制造相關(guān)的材料消耗量，簡化制造過程以及制造過程中使用的裝置，并且謀求削減制造成本。本發(fā)明提供一種制造顯示裝置的技術(shù)，該顯示裝置具有直接描繪并形成在半導(dǎo)體膜、配線或者絕緣膜上形成的接觸孔等圖案、或者形成這些圖案用的掩模圖案的單元；以及應(yīng)用有選擇地使絕緣膜、半導(dǎo)體膜、以及金屬膜在規(guī)定區(qū)域形成的被覆膜形成單元。
文檔編號H01L51/40GK1745462SQ20048000324
公開日2006年3月8日 申請日期2004年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月5日
發(fā)明者山崎舜平, 荒井康行 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所