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CN1871711A - 显示器件及其制造方法,以及电视接收机 - Google Patents

显示器件及其制造方法,以及电视接收机 Download PDF

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CN1871711A
CN1871711A CN200480031537.9A CN200480031537A CN1871711A CN 1871711 A CN1871711 A CN 1871711A CN 200480031537 A CN200480031537 A CN 200480031537A CN 1871711 A CN1871711 A CN 1871711A
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Abstract

根据本发明，提供了一种显示器件，在该显示器件中，TFT与发光元件连接，在发光元件处具有产生称为电致发光的发光的有机物质或包括夹在电极之间的有机物质与无机物质的混和物的介质，本方面将通过形成至少一个多个诸如用于形成预定图形的掩模层之类的导电层来制造显示屏，所述导电层形成引线或电极和制造显示屏所需的图形，所述预定图形通过能够选择性地形成图形的方法来形成。点滴滴注方法能够依照具体物体通过选择性地滴注合成物的点滴和通过形成导电层或绝缘层来形成预定图形，被作为能够选择性地形成图形的方法来使用。

Description

显示器件及其制造方法，以及电视接收机
(1)技术领域
本发明涉及应用诸如形成在玻璃基板上的晶体管之类的有源元件的显示器件以及用于制造该器件的方法。
(2)背景技术
通常，众所周知所谓有源矩阵驱动方法的显示屏是由玻璃基板上的薄膜晶体管(下文中也称为“TFT”)所构成的。像半导体集成电路制造方法一样，该显示屏需要对由使用光掩膜的曝光步骤所产生的诸如导体、半导体或绝缘体之类的薄膜进行图形化的步骤。
用于制造显示屏的母玻璃基板的尺寸从90年代早期第一代的300mm×400mm增大到2000年第四代的680mm×880mm或730mm×920mm。此外，该制造技术形成了能够从一个基板获得许多显示屏的发展。
当玻璃基板或显示屏的尺寸较小时，通过使用光刻机能够相当容易地进行图形化处理。然而，随着基板尺寸的增大，进行一次曝光处理，就不能同时处理显示屏的整个表面。从而，必须划分区域，把光刻胶施加到多个方块区域并在每个预定的方块区域上进行曝光处理。关于曝光处理，已经开发了通过依次重复处理实现基板整个表面曝光的方法(例如，见参考文件1：第Hei 11-326951号日本专利申请公开以及参考文件2：US 6,291,136)。
(3)发明内容
但是在第五代中，玻璃基板已进一步扩大到1000mm×1200mm或1100mm×1300mm的尺寸，而在下一代将采取1500mm×1800mm或更大的尺寸。在扩大区域和增加要获得的显示屏的数量方面大尺寸玻璃基板是有效的；但是，在传统的图形化的方法中，难以用低成本和高生产率来制造显示屏。换言之，在通过连续的曝光来进行多次曝光时，会增加处理时间，并需要巨大的投资用于开发能够处理大尺寸玻璃基板的光刻机。
此外，在基板的整个表面上形成各种类型的薄膜和通过刻蚀去除薄膜以留出少量区域的方法中，存在着浪费材料成本和强迫处理大量废水的问题。
考虑到上述情形，本发明的目的是提供一种能够提高材料的利用效率并简化制造步骤的显示器件及其制造技术。
根据本发明的一个方面，采用能够选择性地形成制造显示屏的图形的方法，形成至少一层或多层用于构成引线或电极的导电层、以及诸如形成预定图形的掩膜之类制造显示屏所需的图形。点滴滴注方法(也称为系统将采用的喷墨法)依照具体的目标选择性地滴注合成物的点滴能够形成预定图形，这种方法作为能够选择性地形成图形的方法而被使用。
在本发明中，使用点滴滴注方法，通过完成显示器件实现上述目标，其中TFT与发光元件连接，在发光元件处，产生称为电致发光(下文称为“EL”)的有机材料或包括有机材料和无机材料混和物的介质夹在电极之间。
根据本发明的另一个方面，用于制造发光器件的方法包括以下步骤：采用点滴滴注方法在具有绝缘表面的基板上产生栅极电极；使栅极绝缘层、半导体层和绝缘层在栅极电极上层叠；采用点滴滴注方法在与栅极电极重叠的位置上形成第一掩膜；使用第一掩膜通过刻蚀绝缘层形成沟道保护层；形成包含一种导电类型杂质的半导体层；采用点滴滴注方法在包括栅极电极的区域中形成第二掩膜；刻蚀包含一种导电类型杂质的半导体层和在包含一种导电类型杂质的半导体层之下的半导体层；采用点滴滴注方法形成要与源极和漏极相连接的引线；以及通过使用要与源极和漏极相连接的引线作为掩膜，刻蚀在沟道保护层上包含一种导电类型杂质的半导体层。
根据本发明的另一个方面，用于制造发光器件的方法包括以下步骤：采用点滴滴注方法在具有绝缘表面的基板上形成栅极电极和连接引线；使栅极绝缘层、半导体层和绝缘层在栅极电极上层叠；采用点滴滴注方法在与栅极电极重叠的位置上形成第一掩膜；使用第一掩膜通过刻蚀绝缘层形成沟道保护层；形成包含一种导电类型杂质的半导体层；采用点滴滴注方法在包括栅极电极的区域中形成第二掩膜；刻蚀包含一种导电类型杂质的半导体层和在包含一种导电类型杂质的半导体层之下的半导体层；通过选择性刻蚀栅极绝缘层局部暴露连接引线；采用点滴滴注方法形成要连接到源极和漏极的引线并将至少一条引线与连接引线相连接，以及通过把要连接到源极和漏极的引线用作掩膜刻蚀在沟道保护层上包含一种导电类型杂质的半导体层。
在栅极电极上层叠栅极绝缘层、半导体层和绝缘层的上述步骤中，较佳的是，使用等离子体的气相生长方法(等离子体CVD)或溅射方法在不暴露到空气的情况下依次形成栅极绝缘层、半导体层和绝缘层的每一层。
通过依次层叠第一氮化硅膜、氧化硅膜和氮化硅膜以形成栅极绝缘膜，能够防止栅极电极被氧化并且能够在栅极绝缘膜和在栅极绝缘膜上层侧上形成的半导体层之间形成符合要求的界面。
如上所述，根据本发明的另一个方面，采用点滴滴注方法形成栅极电极、引线和掩膜在图形化过程中被使用。但是，至少一个或多个制造EL显示器件所需的图形可采用能够选择性地形成制造显示器件的图形的方法来形成，从而实现形成其目的。
根据本发明的下面的方面，显示器件具有以发光元件矩阵方式所设置的像素部分，在发光元件，具有包括产生EL的发光材料的有机材料或夹在一对电极之间的包括有机材料和无机材料的混合物的介质，并且显示器件能够通过把每一发光元件与TFT相连接来控制发光状态和不发光状态。
根据本发明的另一个方面，发光器件包括：发光元件，在该发光元件中发光材料被夹在一对电极之间；以及薄膜晶体管，所述薄膜晶体管从基板侧包括以下层：通过使导电纳米颗粒的熔融和/或焊接(通过熔化)形成的栅极电极；栅极绝缘层，该栅极绝缘层至少包含形成与栅极电极接触的氮化硅层或氧化氮化硅(silicon ntride oxide)层，和氧化硅层；以及半导体层，在其中设置了发光元件和薄膜晶体管相连接的像素。
根据本发明的另一个方面，发光器件包括：发光元件，在该发光元件中发光材料被夹在一对电极之间；以及薄膜晶体管，所述薄膜晶体管从基板侧包括以下层：通过使导电纳米颗粒的熔融和/或焊接(通过熔化)形成的栅极电极；栅极绝缘层，该栅极绝缘层至少包含形成与栅极电极接触的氮化硅层或氧化氮化硅层，和氧化硅层；半导体层；引线，所述引线与源极和漏极连接并通过使导电纳米颗粒的熔融和/或焊接(通过熔化)形成；以及形成与引线接触的氮化硅层或氧化氮化硅层，其中设置了发光元件和薄膜晶体管相连接的像素。
根据本发明的另一个方面，发光器件包括：发光元件，在该发光元件中发光材料被夹在一对电极之间；以及第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管层叠基板侧并：通过使导电纳米颗粒的熔融和/或焊接(通过熔化)形成的栅极电极；栅极绝缘层，该栅极绝缘层至少包含形成与栅极电极接触的氮化硅层或氧化氮化硅层，和氧化硅层；半导体层；驱动电路，所述驱动电路包括与第一薄膜晶体管具有相同层结构的第二晶体管；以及，引线，所述引线从驱动电路延伸并与第一薄膜晶体管的栅极电极相连接，其中设置了发光元件和与第一薄膜晶体管相连接的像素。
根据本发明的另一个方面，发光器件包括：发光元件，在该发光元件中发光材料被夹在一对电极之间；以及第一薄膜晶体管，所述薄膜晶体管从基板侧包括以下层：通过使导电纳米颗粒的熔融和/或焊接(通过熔化)形成的栅极电极；栅极绝缘层，该栅极绝缘层至少包含形成与栅极电极接触的氮化硅层或氧化氮化硅层，和氧化硅层；半导体层；引线，所述引线与源极和漏极连接并通过使导电纳米颗粒的熔融和/或焊接(通过熔化)形成；以及形成与引线接触的氮化硅层或氧化硅层；驱动电路，所述驱动电路包括与第一薄膜晶体管具有相同层结构所形成的第二薄膜晶体管；以及，引线，所述引线从驱动电路延伸并与第一薄膜晶体管的栅极电极相连接，其中设置了发光元件和与第一薄膜晶体管相连接的像素。
根据本发明，用点滴滴注方法形成栅极电极和引线，能够用Ag或包含Ag的合金来构成导电材料。此外，在栅极电极或与引线相接触的上层上设有氮化硅膜或氧化氮化硅膜；因此，能够防止栅极电极由于氧化而劣化。
在本发明中，作为TFT主要部分的半导体层，有可能包含氢和卤素，并由包含晶体结构的半非晶半导体构成。因此，能够提供只包括n沟道型TFT的驱动电路。换言之，半导体层包含氢和卤素并且是具有晶体结构的半导体，从而用TFT在一个基板上实现驱动电路，该TFT能够用从1cm2/V.sec到15cm2/V.sec的电场效应迁移率来工作。
根据本发明，能够直接用点滴滴注方法进行引线或掩膜的图形化；因此，能够获得具有较高材料利用率和简化制造步骤的TFT，以及使用该TFT的显示器件。
(4)附图说明
图1示出了用于说明根据本发明的某个方面的EL显示屏的结构的俯视图；
图2示出了用于说明根据本发明的某个方面的EL显示屏的结构的俯视图；
图3示出了用于说明根据本发明的某个方面的EL显示屏的结构的俯视图；
图4A到4C的每一个示出了用于说明根据本发明的某个方面制造EL显示屏的步骤的横截面图；
图5A到5C的每一个示出了用于说明根据本发明的某个方面制造EL显示屏的步骤的横截面图；
图6A到6C的每一个示出了用于说明根据本发明的某个方面制造EL显示屏的步骤的横截面图；
图7示出了用于说明根据本发明的某个方面制造EL显示屏的步骤的横截面图；
图8示出了用于说明根据本发明的某个方面制造EL显示屏的步骤的俯视图；
图9示出了用于说明根据本发明的某个方面制造EL显示屏的步骤的俯视图；
图10示出了用于说明根据本发明的某个方面制造EL显示屏的步骤的俯视图；
图11示出了用于说明根据本发明的某个方面制造EL显示屏的步骤的俯视图；
图12A到12C的每一个示出了用于说明根据本发明的某些方面制造EL显示屏的步骤的横截面图；
图13示出了用于说明根据本发明的某个方面制造EL显示屏的步骤的横截面图；
图14示出了用于说明根据本发明的某个方面制造EL显示屏的步骤的横截面图；
图15示出了用于说明根据本发明的某个方面制造EL显示屏的步骤的俯视图；
图16示出了在图15中示出的EL显示屏的等效电路图；
图17A和17B的每一个示出了根据本发明的某些方面所适用的发光元件的模型的示意图；
图18A和18B的每一个示出了根据本发明的某些方面的适用发光元件的模型的示意图；
图19A和19B的每一个示出了根据本发明某些方面的EL显示屏驱动电路的装配方法；
图20A和20B的每一个示出了根据本发明某些方面的EL显示屏驱动电路的装配方法；
图21A到21F的每一个示出了用于说明根据本发明某些方面的EL显示屏所适用的像素结构的电路图；
图22示出了用于说明根据本发明某个方面在EL显示屏中采用TFT形成扫描线驱动电路情况下的电路结构的示意图；
图23示出了用于说明根据本发明某个方面在EL显示屏中采用TFT形成扫描线驱动电路情况下的电路结构的示意图(移位寄存器电路)；
图24示出了用于说明根据本发明的某个方面在EL显示屏中采用TFT形成扫描线驱动电路情况下的电路结构的示意图(缓冲器电路)；
图25示出了用于说明可应用到根据本发明的某个方面所适用的点滴滴注设备的结构的视图；
图26示出了用于说明根据本发明的某个方面的EL显示屏的横截面图；
图27示出了用于说明根据本发明的某个方面的EL显示模块结构实例的横截面图；
图28示出了用于说明根据本发明的某个方面的EL显示模块结构实例的横截面图；
图29示出了根据本发明的某个方面的EL电视接收机的主要结构的框图；
图30示出了用于说明根据本发明的某个方面待完成的EL电视接收机的结构的视图；
图31示出了用于说明根据本发明的某个方面的EL显示屏的俯视图。
(5)具体实施方式
参照附图将详细说明本发明的实施例方式。注意，在各附图之间，相同的标号指示相同的部件，其说明在后面的说明中将不做重复。此外，要理解的是，对本领域技术人员而言，各种变化和修改是明显的，除非这种修改和变化背离了本发明的内容和范围。因此，不可将本发明解释为限制于该实施例方式的描述。
图1示出了根据本发明的EL显示屏结构的俯视图。以矩阵方式排列像素102的像素部分101、扫描线输入端103、及信号线输入端104形成在具有绝缘表面的基板100上。可以根据不同的标准来设置像素的数量。XGA的像素数量可以是1024×768×3(RGB)，UXGA可以是1600×1200×3(RGB)，与其相对应的全亮点高清晰度电视的像素数量可以是1920×1080×3(RGB)。
像素102通过使从扫描线输入端103延伸的扫描线与从信号线输入端104延伸的信号线交叉以矩阵方式排列。每个像素102都设有可用于控制在信号线和驱动晶体管之间连接状态的晶体管(下文中也称为“开关晶体管”或“开关TFT”)和用于控制流经发光元件的电流的晶体管(下文中也称为“驱动晶体管”或“驱动TFT”)，并且该驱动晶体管与发光元件串联连接。
TFT包括作为主要组件的半导体层、栅极绝缘层以及栅极电极。也包括与半导体中所形成的源极和漏极区域相连接的引线。其中自基板侧排列半导体层、栅极绝缘层和栅极电极的上栅极类型，以及，其中自基板侧排列栅极电极、栅极绝缘层和半导体层的下栅极类型等称为TFT的结构。但是，任何一种结构都可以应用于本发明。
通过使用以甲硅烷或锗烷(germane)为代表的半导体材料气体结合气相生长方法或溅射方法所制造的非晶半导体(下文中也称为“AS”)；通过采用光能或热能结晶非晶半导体所形成的多晶半导体；半微晶(也称为微晶粒或微晶体的，下文中也称为“SAS”)半导体等可用于形成半导体层的材料。
SAS是具有介于非晶结构和晶体结构之间的中间结构(包括单晶体和多晶体)的半导体。这是一种具有在自由能量的情况下处于稳定的第三种情形的半导体，并且其中包括具有短距离级和晶格变形的结晶区。在膜的部分区域中至少能观察到从0.5nm到20nm的结晶区。在硅作为主要合成物而被包含时，拉曼光谱转移到小于520cm-1的较低频率侧。在X衍射中可观察到由硅的晶格所产生的(111)或(220)的衍射峰。至少包含1原子％或更多的氢或卤素以终止悬空键。通过多硅化物气体执行生长放电分解(等离子体CVD)可形成SAS。除SiH4之外，Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等也可用于硅化物气体。此外，也可混和GeF4。该硅化物气体可以采用H2或H2和一种或多种He、Ar、Kr和Ne的稀有气体元素来稀释。稀释率范围从2倍到1000倍。压力范围大约从0.1Pa到133Pa，功率频率范围从1MHz到120MHz，最好从13MHz到60MHz。基板加热温度可以为300℃或更低。理想的是，诸如氧、氮或碳之类的大气合成物杂质为1×1020cm-1，或更低，作为膜中的杂质元素。具体地说，氧浓度为5×1019/cm3或更小，最好是1×1019/cm3或更小。
图1示出了通过外部驱动电路控制输入扫描线和信号线的信号的EL显示屏的结构。此外，如图2所示，可以采用COG(玻璃上芯片)将驱动IC安装在基板100上。图2示出了把扫描线驱动IC 105和信号线驱动IC 106装配在基板100上的方式。在扫描线输入端103和像素部分101之间设有扫描线驱动IC105。
此外，为像素所制备的TFT可由SAS构成。由于使用SAS的TFT具有从1cm2/V.sec到15cm2/V.sec的电场效应迁移率，可以形成驱动电路。图3示出了形成扫描线驱动电路107的例子。此外，也可在扫描线驱动电路107和像素部分101之间设置保护电路108。通过由基板100上的TFT形成扫描线驱动电路107，能够减少输入端的数量。
图25示出了用于形成图形的点滴滴注设备的一种方式。点滴滴注装置1401的各个头1403与控制装置1404独立连接。控制装置1404控制来自头1403的点滴滴注。基于输入到计算机1407的程序控制滴注点滴的定时。例如，根据形成在基板100上的标记1408可以确定滴注点滴的位置。此外，可用基板的边沿来固定作为基准的基准点。通过诸如CCD的检测装置1402来检测基准点，计算机1407识别由图像处理装置1406转换的数字信号以产生控制信号。当然，要形成在基板100上的图形信息可放置在记录介质1405中。根据该信息，可将控制信号发送到控制装置1404，并且能够独立地控制点滴滴注装置1401的各个头1403。
接下来，下文中将说明使用这种点滴滴注装置制造EL显示屏的步骤。
(实施例方式1)
在实施例方式1中将说明沟道保护型TFT以及使用TFT的显示器件的制造方法。
图4A示出了采用点滴滴注方法在基板100上形成栅极电极、栅极引线和与栅极电极相连接的电容器引线的步骤。注意，图4A示出了纵向剖面结构，而图8示出了对应于图4A的A-B和C-D的平面结构。
除了用熔融法和浮法制造的诸如硼硅酸钡玻璃、硼硅酸铝玻璃或硅酸铝玻璃之类的无碱玻璃基板之外，具有能够承受处理温度等的耐热性的陶瓷基板、塑料基板可用于基板100。此外，也可采用诸如单晶硅的半导体基板、以及诸如不锈钢之类的金属基板表面设有绝缘层的基板。
通过诸如溅射方法或气相淀积方法之类的方法，优选在基板100上形成由诸如Ti(钛)、W(钨)、Cr(铬)、Ta(钽)、Ni(镍)或Mo(钼)之类的金属材料或它们的氧化物构成的基层201。导电层201可以形成为具有从0.01nm到10nm的膜厚，但是，由于它可以形成得非常薄，未必需要层结构。注意，提供该基层201是为了形成具有良好粘合的栅极电极。在获得足够的粘合性时，可以用点滴滴注方法在基板100上直接形成栅极电极，而不用形成基层201。
采用点滴滴注方法，通过滴注包含导电材料的合成物，可在基层201上形成栅极引线202、栅极电极203、电容器电极204和栅极电极205。包含诸如Ag(银)、Au(金)、Cu(铜)、W(钨)或Al(铝)之类金属颗粒作为主要组分的合成物能够用于形成这些层的导电材料。具体地说，栅极引线优选低电阻。因此，优选使用溶解或分散于溶剂的金、银、或铜中的任何一种材料，考虑到具体的阻值，较佳的是使用具有低阻值的银或铜。由于栅极电极必须被精密地形成，优选使用包含平均颗粒尺寸从5nm到10nm的颗粒的纳米浆料。
此外，也可通过滴注包含用其它导电材料覆盖在导电材料周围的的颗粒的合成物，来形成栅极电极。例如，对于用Ag来覆盖Cu周围的颗粒，可以使用在Cu和Ag之间设有由Ni或NiB(硼化镍)制成的缓冲层的导电颗粒。溶剂对应于诸如乙酸丁酯之类的酯，诸如异丙醇之类的醇、诸如丙酮之类的有机溶剂等。通过调节溶液的浓度和增加表面活性剂，可以适当地调节表面张力和粘性。
将点滴滴注方法中使用的管嘴的直径设置为从0.02μm到100μm(优选30μm或更小)，将从管嘴滴注合成物的滴注量优选设置为从0.001pl到100pl(优选10pl或更小)。点滴滴注方法有两种类型，请求类型和连续类型，二者都可被使用。此外，对点滴滴注方法，还有利用对压电材料施加电压而获得的转换特性的压电系统和在管嘴中设置加热器用于汽化合成物和滴注合成物的加热系统，这两种系统都可以使用。在物体和管嘴的滴注开口之间的距离最好是尽可能靠近，以便于在所需的位置滴下点滴，该距离优选设置为从0.1mm到3mm(优选1mm或更小)。在保持相对距离的同时，可移动管嘴和物体中的一个并画出所需的图形。此外，在滴注合成物之前，可以在物体的表面上执行等离子体处理。这是为了利用在进行等离子体处理时使物体表面变成亲水的和疏液的。例如，它变为对去离子水是亲水的和变为对用乙醇溶解的浆料是疏液的。
可在低压下执行滴注合成物的步骤，以使在滴注合成物的同时溶剂能够被挥发并落在物体上，从而可省略或缩短随后的干燥和烘焙步骤。在包含导电材料的合成物的烘焙步骤中，能够降低包括栅极电极的导电膜的电阻率，并使导电膜变薄，并通过有效地使用标度比从10％到30％的与氧气混和的气体能够使导电膜变薄和平滑。
在滴注合成物之后，可在大气压力或低压之下采用激光的辐照、快速热退火、加热炉等来执行干燥和烘焙步骤的任一步骤或二者。例如，在100℃进行3分钟的干燥，在从200℃到350℃的温度进行持续从15分钟到120分钟的烘焙。为了能较好地执行干燥和烘焙步骤，可以加热基板，其温度被设为从100℃到800℃(优选从200℃到350℃的温度)，但这取决于基板的材料等。通过这个步骤，在合成物中的溶剂被挥发，或分散剂被化学地去除，并且周围的树脂固化和收缩，从而加速熔融和焊接。这可在氧气氛围、氮气氛围或空气中进行。然而，该步骤优选在氧气氛围中进行，在氧气氛围中容易除去分解和分散金属元素的溶剂。
连续波或脉冲波的气体激光器或固态激光器可用于激光的辐照。有作为气体激光器的准分子激光器等，并有使用诸如用Cr、Nd等掺杂的YAG或YVO4之类的晶体的激光器作为固态激光器。根据激光吸收比，优选使用连续波激光器。此外，也可使用结合连续振荡和脉冲振荡的激光辐照的所谓混和方法。但是，取决于基板的耐热性，可从几微秒到几十秒迅速地执行用激光辐照的热处理。在惰性气体氛围下，使用发射从紫外光到红外光的光的红外灯、卤素灯等，通过快速升温，用从几微秒到几分钟快速加热执行快速热退火(RTA)。该处理被快速地执行，因此，基本上，只有最上层表面的薄膜能被加热，从而，具有较低层不受影响的优点。
纳米浆料是一种导电颗粒，其颗粒尺寸从5nm到10nm，它在有机溶剂中分散或溶解，也包含称为粘合剂的分散剂或热固树脂。粘合剂具有在烘焙期间防止产生裂纹或不均匀的烘焙状态的作用。根据干燥或烘焙步骤，同时进行有机溶剂的蒸发、分散剂的分解和去除、用粘合剂的固化收缩；因此，纳米颗粒使彼此的熔融和/或焊接要变硬。在这种情况下，纳米颗粒从几十个纳米生长到几百纳米。已经生长的颗粒彼此靠近，使熔融和/或焊接以彼此成链状连接以形成金属链体。另一方面，几乎所有剩余的有机合成物(大约从80％到90％)被推向金属链体的外面。结果，形成了包含金属链体的导电膜和覆盖在导电膜外面的有机组分。此外，当纳米浆料在包含氮和氧的氛围中烘焙时，包含在气体中的氧气与包含在由有机组分制成的膜中的碳、氢等发生反应，因此，能够去除由有机组分制成的膜。
此外，当在烘焙氛围中不包含氧时，通过另外执行氧等离子体处理等，能够去除由有机组分制成的膜。用这种方式，通过在包含氮和氧的氛围下烘焙纳米浆料，或通过在干燥之后执行氧等离子处理，可去除由有机组分制成的膜。因此，能够使包含剩余金属链体的导电膜平滑、变薄，或降低阻抗，因为由有机组分制成的膜被去除了。通过在低压下滴注合成物，在包含导电材料的合成物中的溶剂被挥发；因此，就能够缩短随后的热处理(干燥和烘焙)的时间。
在形成栅极引线202、栅极电极203、电容器电极204及栅极电极205之后，期望执行以下两个步骤之一，作为表面被暴露的基层201的处理。
第一种方法是通过使基层201绝缘且不与栅极引线202、栅极电极203、电容器电极204和栅极电极205重叠来形成绝缘层206的步骤(见图4B)。换言之，对不与栅极引线202、栅极电极203、电容器电极204和栅极电极205重叠的基层201被氧化从而使之绝缘。在以这种方式通过氧化使基层201绝缘的情况下，基层201优选形成为具有从0.01nm到10nm的膜厚，以使它能够容易地被氧化。注意，可使用暴露到氧气氛围的方法或执行热处理的方法中的任一种方法作为氧化方法。
第二种方法是使用栅极引线202、栅极电极203、电容器电极204和栅极电极205作为掩膜，刻蚀和去除基层201的步骤。在使用该步骤的情况下，对基层201的膜厚度没有限制。
接下来，通过使用等离子体CVD方法或溅射方法，以单层或层叠结构形成栅极绝缘层207(见图4C)。作为特定的优选模式，可由3层的层叠体来构成栅极绝缘膜，其中层叠体的第一绝缘层208由氮化硅制成，第二绝缘层209由氧化硅制成，而第三绝缘层210由氮化硅制成。注意，诸如氩气之类的稀有气体可包含在反应气体中并混和进入待形成的绝缘膜，以便在较低的淀积温度下形成具有微小栅极漏电流的致密绝缘膜。通过优选由氮化硅或氧化氮化硅形成与栅极引线202、栅极电极203、电容器电极204和栅极电极205接触的第一绝缘层208，能够防止由氧化引起的变差。
接下来，形成半导体层211。半导体层211可使用以硅烷或锗烷为代表的半导体材料气体的气相生长方法或溅射方法所制造的AS构成，或由SAS构成。可以使用等离子体CVD方法或热CVD方法作为气相生方法。
在使用等离子体CVD方法的情况下，AS由作为半导体材料气体的SiH4或SiH4和H2的混和气体形成。当用H2按照3倍到1000倍来稀释SiH4以产生混和气体时，或当用GeF4来稀释Si2H6以使Si2H6对GeF4的气体流率是从20到40对0.9时，能够获得硅合成物比是80％或更大的SAS。具体地说，由于半导体层211能够具有与第三绝缘层界面的结晶性，优选后者。
通过等离子体CVD方法或溅射方法可将绝缘层212形成在半导体层211上。如下面的步骤所示，绝缘层212留在与栅极电极相对的半导体层211上并用作沟道保护层。半导体层211优选由致密膜形成以便阻止诸如金属或有机材料之类的外部杂质并保持绝缘层212和半导体层211之间界面的清洁。理想地是，绝缘层212在低温下形成。例如，在辉光放电分解方法中，由于即使在100℃或更低的淀积温度下也能形成致密膜，优选用诸如氩气的稀有气体从100倍到500倍稀释硅化物气体形成的氮化硅膜。
有可能对绝缘层212连续地形成栅极绝缘层207而不用暴露在空气中。换言之，所形成的层叠的各层之间的每一界面，都不会被空气成份或漂浮在空气中的空气传播杂质元素所污染，从而，能够减少TFT的特性的变化。
接下来，通过选择性地在与栅极电极203和栅极电极205相对且在绝缘层212上的位置滴注合成物可形成掩膜213(见图4C)。诸如环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、酚醛清漆树脂、三聚氰胺树脂或聚氨酯树脂之类的树脂可用于掩膜213。此外，通过使用诸如苯并环丁烯(benzocyclobutene)、聚对亚苯基二甲基(parylene)、火舌(flare)或透光聚酰亚胺之类的有机材料、诸如基于硅氧烷的聚合物之类的化合物材料、诸如包含水溶性均聚物和水溶性共聚物的组合材料用点滴滴注方法可形成掩膜213。或者，可以使用包含光敏剂的商业光刻胶材料。例如，可以使用由酚醛清漆树脂构成的典型的正型光刻胶和作为光敏剂的萘醌二氮化物(napthoquinonedi azide)化合物，由基础树脂、二苯甲硅烷二醇(diphenylsilane diol)和酸产生剂等构成的负型光刻胶。在使用任何一种材料方面，通过稀释溶液的浓度或添加表面活性剂等，可适当调节表面张力和粘度。
如图4C中所示，可使用掩膜213来刻蚀绝缘层212，并形成起到沟道保护层作用的绝缘层214(见图5A)。通过去除掩膜213，n型半导体层215形成在半导体层211和绝缘体层214上。n型半导体层215可通过使用硅烷气体和磷气体来形成并能够由AS或SAS来构成。
接下来，可采用点滴滴注方法在n型半导体215上形成掩膜216。通过使用该掩膜216，可刻蚀n型半导体层215和半导体层211，并形成半导体层217和n型半导体层218。(见图5B)。注意图5B示意性地示出了纵向剖面结构，而图9示出了对应于图5B的A-B和C-D的平面结构。
接下来，通过刻蚀工艺在部分栅极绝缘层207中形成通孔219，因此，部分地暴露了淀积在较低层的栅极电极205(见图5C)。通过形成与点滴滴注方法的上述掩膜相同的掩膜能够执行刻蚀工艺。等离子体刻蚀或湿法刻蚀可应用于该刻蚀工艺。对于大尺寸基板而言，等离子体刻蚀是合适的。诸如CF4、NF3、Cl2或BCl3之类的氟基或氯基气体可作为刻蚀气体适用，且可以适当地添加He或Ar。此外，当应用大气压力滴注的刻蚀处理时，采用局部滴注工艺也是可能的，因而就没有必要在基板的整个表面上形成掩膜。
随后，通过选择性地滴注包含导电材料的合成物，用点滴滴注方法可形成与源极和漏级相连的引线220、221、222和223(见图6A)。图6A示出了纵向结构，而图10示出了对应于图6A中示出的A-B和C-D的平面结构。如图10中所示，同时形成了从基板100的一端延伸的引线240。这提供给与引线220的电气连接。此外，如图6A中所示，引线221和栅极电极205在形成于栅极绝缘层207中的通孔219中电气连接。包含诸如Ag(银)、Au(金)、Cu(铜)、W(钨)或Al(铝)之类金属颗粒作为主要组分的合成物能够用于形成此引线的导电材料。此外，可以结合透光的氧化铟锡(下文称作“ITO”)、包含氧化硅的氧化铟锡(下文称作“ITSO”)、有机铟、有机锡、氧化锌、氮化钛等。
接下来，使用引线220、221、222和223作为掩膜，通过刻蚀在绝缘层214上的n型半导体层218可形成构成源极和漏极区域的n型半导体层224和225(见图6B)。
通过选择性地滴注包含导电材料的合成物可形成对应于像素电极的第一电极226，以使其与引线223电气连接(见图6C)。注意图6C示出了纵向结构，而图11示出了对应于图6C的A-B和C-D的平面结构。通过上述步骤，形成了开关TFT 231、驱动TFT 232和电容部分233。
通过使用点滴滴注方法可形成第一电极226。在制造透射型EL显示屏的情况下，包含氧化铟锡(ITO)、含有氧化硅的氧化铟锡(ITSO)、氧化锌、氧化锡等的合成物可用作第一电极226。然后，可形成预定的图形并通过烘焙形成像素电极。
通过溅射方法可由氧化铟锡(ITO)、含有氧化硅的氧化铟锡(ITSO)、氧化锌(ZnO)等制成第一电极226。优选的是，采用通过使用在ITO中含有2wt.％到10wt.％的氧化硅的靶，采用溅射方法来使用含有氧化硅的氧化铟锡。此外，可使用包含氧化硅的导电氧化物以及其中2wt.％到20wt.％的氧化锌与氧化铟混和(下文称为“IZO”)的导电氧化物。
第一电极22由含有氧化硅的氧化铟锡构成，它非常靠近由栅极绝缘层207中所包含的氮化硅制成的第三绝缘层210。在光照射在基板100的侧面上通过第一电极226时，这种结构能降低光的损耗。
此外，在光照射在与基板100相对侧的结构的情况下，包含诸如Ag(银)、Au(金)、Cu(铜)、W(钨)或Al(铝)之类金属颗粒的合成物能够用于第一电极226。
此外，可以整体形成氮化硅或氧化氮化硅的保护层227和绝缘层228。可通过诸如旋涂方法或浸泡方法之类的应用方法形成的绝缘体可施加到绝缘层228上。保护层227和绝缘层228被形成为覆盖第一电极226的边缘。通过刻蚀处理能够形成图6C中示出的保护层227和绝缘层228的结构，因而，暴露出第一电极226的表面。第一电极226和栅极引线202被处理成，通过同时刻蚀绝缘层228低层的保护层227和栅极绝缘层207使其被暴露。
依照通过对应于第一电极226形成像素的位置，通过提供具有通孔的开口形成绝缘层228。绝缘层228可由下列材料构成，诸如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化铝、氮化铝、氧氮化铝等之类的无机绝缘材料；丙烯酸、甲基丙烯酸及它们的衍生物；诸如聚酰亚胺、芬芳聚酰胺或聚苯并咪唑之类具有高耐热性的高分子重量材料；通过使用基于硅氧烷材料作为原材料而形成的在由硅、氧和氢制成的化合物中包括Si-O-Si键的无机硅氧烷；其中硅上的氢被诸如甲基或苯基之类的有机基所取代的有机硅氧烷材料。当绝缘层228由光敏材料或诸如丙烯或聚酰亚胺之类的非光敏材料构成时，它是较佳的，因为其边缘具有曲率半径连续变化的形状且所形成的上层薄膜没有台阶断点。
通过上述步骤，就完成了用于EL显示屏的TFT显示基板200，其中下栅极类型(也称之为倒装类型)的TFT与基板100上的第一电极相连接。
图7示出了在TFT基板200上形成EL层229及与密封基板236组合的方式。在形成EL层229之前，在大气压力下进行在100℃或更高温度的热处理，以除去在绝缘层228中或其表面上所吸收的水分。此外，进行从200℃到400℃的温度下的热处理，在低压下优选从250℃到350℃。较佳的是，采用真空气相淀积方法或点滴滴注方法在低压和暴露于空气的条件下形成EL层229。
此外，通过将第一电极226暴露于氧气等离子体或用紫外光照射它，可执行附加的表面处理。将第二电极230形成于EL层229上以形成发光元件234。该发光元件234具有与驱动TFT 232连接的结构。
随后，形成密封剂235并通过使用密封基板236进行密封。其后，可将柔性接线板237与栅极电极202相连接(见图7)。
如上所述，在该实施例方式中，通过制造TFT可制造组合发光元件的显示器件，而不用使用光掩膜的曝光步骤。能够省略部分或所有根据曝光步骤的诸如施加光刻胶、曝光或显影之类的处理。此外，即使通过使用第五代之后的玻璃基板，也能够容易地制造EL显示屏，通过点滴滴方法，可直接在超过1000mm基板的一侧上形成各种图形。
(实施例方式2)
在实施例方式中将说明沟道刻蚀型TFT的制造方法以及使用该TFT的显示器件的制造方法。
用点滴滴注方法通过滴注包含导电材料的合成物，可在基板100上形成栅极引线202、栅极电极203、电容器电极204、栅极电极205。接下来，用等离子体CVD方法和溅射方法形成具有单层结构或层叠结构的栅极绝缘层207。用与实施例方式1相同的方式，可用氮化硅或氧化硅形成绝缘层207。此外，形成具有有源层功能的半导体层211。上述步骤与实施例方式1中的步骤相同。
n型半导体层215形成在半导体层211上(见图12A)。接着，通过在n型半导体层215上选择性地滴注光刻胶合成物形成掩膜302。随后，通过使用掩膜302刻蚀半导体层211和n型半导体层215。
依照通过刻蚀分开的半导体层的淀积，通过滴注包含导体材料的合成物可形成引线220、221、222和223。使用引线作为掩膜，可刻蚀n型半导体层。n型半导体层224和225留在与引线220、221、222和223重叠的部分上，用作包括作为源极或漏极工作区域的层。半导体层303包括形成沟道的区域，并可形成与n型半导体层224和225相连接。像实施例方式1一样，在部分栅极绝缘层207中形成通孔219，并且在该刻蚀处理之前执行局部暴露淀积在下层一侧的栅极电极205的步骤。因此，能够形成引线221和栅极电极205的连接结构(见图12B)。
随后，通过滴注包含导电材料的合成物形成第一电极226以电气地连接到引线223(见图12C)。
其后，像实施例方式1一样，形成保护层227、绝缘层228、EL层229和第二电极230。此外，形成密封剂235并通过使用密封基板236进行密封。其后，可以将柔性接线板连接到栅极引线202。如上所述，能够制造具有显示功能的EL显示屏(见图13)。
(实施例方式3)
如图3所说明的那样，在用实施例方式1和实施例方式2制造的EL显示屏中，通过形成SAS的半导体层，能够在基板100上形成扫描线驱动电路。
图22示出了由使用SAS的n沟道TFT组成的扫描线驱动电路的框图，其中SAS可获得迁移率从1cm2/V.sec到15cm2/V.sec的电场效应。
在图22中，脉冲输出电路500是输出单级采样脉冲并包括移位寄存器的电路。脉冲输出电路500与缓冲器电路501相连接，缓冲器电路501在其一端与像素502相连接(对应于图3中的像素102)。
图23示出了脉冲输出电路500的具体结构，该脉冲输出电路500由n沟道型TFT601到613组成。根据使用SAS的n沟道型TFT的工作特性，TFT的尺寸可由脉冲输出电路500来确定。例如，当沟道长度设为8μm时，沟道宽度可设为从10μm到80μm的范围。
此外，图24示出了缓冲器501的具体结构。缓冲器电路以相同方式由n沟道型TFT620到635组成。同时，根据使用SAS的n沟道型TFT的工作特性，来确定TFT的尺寸。例如，当沟道长度设为10μm时，沟道宽度可设为从10μm到1800μm的范围。
必须用引线来彼此相互连接TFT以实现这种电路，图14示出了在此情况下的引线的结构例子。像实施例方式1一样，图14示出了栅极电极203、栅极绝缘层207(3层的层叠体，包括包含氮化硅的第一绝缘层208，包含氧化硅的第二绝缘层209，包含氮化硅的第三绝缘层210)、以及由SAS构成的半导体层217的状态，以及形成构成沟道保护层的绝缘层214、构成源极和漏极的n型半导体层224和225、和引线220和221。在这种情况下，用与形成栅极电极203相同的步骤，在基板100上形成连接引线250、251和252。在栅极绝缘层上执行局部的刻蚀处理，以使连接引线250、251和252被暴露。因此，使用引线220和221、以及用在相同步骤中所形成的连接引线253，通过适当地连接TFT，就能够实现各种类型的电路。
(实施例方式4)
参照图26和图31，在实施例方式4中说明用点滴滴注方法制造上栅极型TFT。
采用点滴滴注方法在基板100上形成引线271、272、273、274和275。包含诸如Ag(银)、Au(金)、Cu(铜)、W(钨)或Al(铝)之类金属颗粒作为主要组分的合成物能够作为形成这些层的导电材料。具体地说，与源极和漏极相连接的引线优选低电阻。因此，优选使用能在溶剂中溶解或分散的金、银、或铜中的任何一种的材料，考虑到具体的阻值，较佳的是使用具有低阻值的银或铜。溶剂对应于诸如乙酸丁酯之类的酯，诸如异丙醇之类的醇、丙酮等有机溶剂。通过调节溶液的浓度和增加表面活性剂，可以适当地调节表面张力和粘性。像实施例方式1一样，可提供基层。
在与源极和漏极相连接的引线271、272、273、274和275的整个表面上形成n型半导体层之后，通过刻蚀除去引线272和273、引线274和275之间的n型半导体层。然后，用气相生长方法或溅射方法形成AS或SAS。在使用等离子体CVD方法时，通过使用作为半导体材料气体的SiH4或SiH4和H2的混和气体形成AS。通过用H2按照3倍到1000倍来稀释SiH4，可由该混和气体形成SAS。其后，刻蚀AS或SAS和n型半导体层。因此，形成半导体层278和n型半导体层276和277。在形成SAS时，在半导体层278的表面侧上的结晶性更令人满意，并适合栅极电极279和280形成在半导体层278上的上栅极型TFT结合。
通过使用点滴滴注方法所形成的掩膜，在对应于引线272、273、274和275的位置上形成半导体278。换言之，所形成的半导体层278与引线272和273相重叠(或引线274和275)。此时，n型半导体层276被夹在半导体层278和引线272、273、274和275之间。
然后，用等离子体CVD方法和溅射方法形成具有单层结构或层叠结构的栅极绝缘层207。用与实施例方式1相同的方式，可用氮化硅或氧化硅形成绝缘层207。此外，形成具有有源层功能的半导体层211。上述步骤与实施例方式1中的步骤相同。
在栅极绝缘层207中形成通孔并局部暴露引线273和275之后，用点滴滴注方法形成栅极电极279和280。包含诸如Ag(银)、Au(金)、Cu(铜)、W(钨)或Al(铝)之类金属颗粒作为主要组分的合成物能够作为形成该层的导电材料。
通过选择性地滴注包含导电材料的合成物可形成第一电极226，并与引线275电气连接。第一电极能够用作显示器件的像素电极。通过上述步骤，能够获得TFT基板，在TFT基板上形成了开关TFT 291、驱动TFT 292和电容部分293。
通过使用点滴滴注方法可形成第一电极226。在制造透射型EL显示器件的情况下，第一电极226可由包含氧化铟锡(ITO)、含有氧化硅的氧化铟锡(ITSO)、氧化锌、氧化锡等的合成物来形成预定的图形，并通过烘焙形成像素电极。
优选用溅射方法由氧化铟锡(ITO)、含有氧化硅的氧化铟锡(ITSO)、氧化锌等来制成第一电极226。较佳的是，通过使用在ITO中含有2wt.％到10wt.％的氧化硅的靶，采用溅射方法来使用含有氧化硅的氧化铟锡。
作为本实施例的优选结构，由包含在栅极绝缘层207中的氮化硅制成的第三绝缘层210形成与由含有氧化硅的氧化铟锡构成的第一电极226的紧密接触。因此，能够实现提高EL层所产生的光向外辐射的透光率的效果。
此外，绝缘层228可以形成在整个表面上。在采用旋涂方法或浸泡方法在整个表面上形成绝缘层之后，如图26所示，用刻蚀工艺在绝缘层228上形成开口。通过同时刻蚀绝缘层228下层的保护层227和栅极绝缘层207，通过该刻蚀把第一电极226和引线271处理成暴露。此外，当通过点滴滴注方法形成绝缘层228时，未必需要刻蚀处理。
依照对应于第一电极226所形成像素的位置，通过提供具有通孔的开口形成绝缘层228。绝缘层228可由下列材料构成，诸如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化铝、氮化铝、氧氮化铝等之类的无机绝缘材料；丙烯酸、甲基丙烯酸及它们的衍生物；诸如聚酰亚胺、芬芳聚酰胺或聚苯并咪唑之类具有高耐热性的高分子重量材料；通过使用基于硅氧烷材料作为原材料的而形成的在由硅、氧和氢制成的化合物中包括Si-O-Si键的无机硅氧烷；其中硅上的氢被诸如甲基或苯基之类的有机基所代替的有机硅氧烷材料。当绝缘层228由光敏材料或诸如丙烯或聚酰亚胺之类的非光敏材料构成时，它是较佳的，因为其边缘具有曲率半径连续变化的形状且所形成的上层薄膜没有台阶断开。
通过上述步骤，就完成了用于EL显示屏的TFT基板，其中上栅极型(也称为正向叠加型)TFT和第一电极在基板100上相连接。
其后，形成EL层229并组合密封基板236。在形成EL层229之前，在大气压力下进行200℃的热处理，以除去在绝缘层228中或其表面所吸收的水分。此外，在从200℃到400℃的温度下进行热处理，较佳的是在低压下从250℃到350℃。较佳的是，在低压下采用真空气相淀积方法或点滴滴注方法形成EL层229而不用暴露于空气。
此外，将第二电极230形成于EL层229上以形成发光元件234。该发光元件234具有与驱动TFT 292相连接的结构。
随后，形成密封剂235并固定密封基板236。其后，可将柔性接线板237与引线271相连接。
如上所述，在该实施例方式中没有使用光掩膜的曝光步骤。因此，能够省略该步骤。此外，即使使用第五代之后的玻璃基板，其一面超过1000mm，通过采用点滴滴注方法，直接在基板上形成各种图形，也能够容易地制造显示器件。
(实施例方式5)
参照图17A和17B以及图18A和18B说明实施例方式1到实施例方式4所使用的透光元件的方式。
图17A是由透光氧化物导电物质形成第一电极801的例子。透光导电氧化物质优选为浓度含有1原子％到15原子％的氧化硅的氧化铟锡。EL层802包括空穴注入层或空穴传输层804、发光层805、电子传输层或电子注入层806，都层叠在EL层802中。第二电极803由包含碱性金属或例如LiF或MgAg的碱土金属的第一电极层807及由诸如铝之类的金属材料构成的第二电极层808构成。如具有箭头的图1所示，具有这种结构的像素能够从第一电极801侧射出光。
图17B示出了从第二电极803射出光的例子。第一电极801由第一电极层809和第二电极层810组成，第一电极层809由诸如铝或钛之类的金属、或包含金属和浓度在化学计量合成物比中或更小的比例中的氮的导电材料构成，第二电极层810浓度包含1原子％到15原子％的氧化硅的导电氧化物材料构成。EL层802包括空穴注入层或空穴传输层804、发光层805、电子传输层或电子注入层806，都层叠在EL层802中。第二电极803由包含碱性金属或例如LiF或MgAg的碱土金属的第一电极层807及由诸如铝之类的金属材料构成的第二电极层808构成。但是，通过使厚度为100nm或小于100nm，将任何一层保持在可透射光的状态。因此，有可能从第二电极803照射光。
图18A示出了从第一电极801辐射出光，并示出了电子传输层或电子注入层806、发光层805、空穴注入层或空穴传输层804依次在EL层中层叠的结构。从EL层802侧开始，第二电极803由第二电极层810和第一电极层809组成，第二电极层810由浓度包含1原子％到15原子％的氧化硅的导电氧化物材料构成，第一电极层809由诸如铝或钛之类的金属、或含有浓度在化学计量合成物比中或更小的比例中的氮的金属构成。第一电极801由包含碱性金属或例如LiF或MgAg的碱土金属的第一电极层807及由诸如铝之类的金属材料构成的第二电极层808构成。但是，通过使厚度为100nm或小于100nm，将任何一层保持在可透射光的状态。因此，有可能从第一电极801照射光。
图18B示出了从第二电极803辐射出光，并示出了电子传输层或电子注入层806、发光层805、空穴注入层或空穴传输层804依次在EL层中层叠的结构。第二电极803由浓度包含1原子％到15原子％的氧化硅的导电氧化物材料构成。在该结构中，由为无机物(通常为氧化钼或氧化钒)金属氧化物构成空穴注入层或空穴传输层804。因此，提供了在形成第二电极803时所介入的氧并改善了空穴注入性能，从而降低了驱动电压。
(实施例方式6)
接下来，参照图19A和19B以及图20A和20B说明实施例方式1到实施例方式4所适用的装配驱动EL显示屏的驱动电路的方式。
首先，参照图19A和图19B说明采用COG方法的显示器件。图19A和图19B各自示出了在基板1001上设置显示诸如字符或图像之类的显示信息的像素部分1002及扫描线驱动电路1003和1004的显示器件。
在图19A中，通过分离多个驱动电路在其上形成的大尺寸基板1005，可取出和装配个体驱动电路(下文中称为驱动IC)。大尺寸基板1005可与用于显示器件的玻璃基板相同。通过在矩形基板上形成多个驱动IC并分隔它能够获得驱动IC 1007，矩形基板的一边从300mm到1000mm或更大。考虑到像素部分或像素间距一边的长度，驱动IC 1007可以长轴从15mm到80mm和短轴从1mm到6mm的矩形形状来形成并分隔。采用使用晶体半导体膜的TFT在大尺寸基板1005上形成驱动IC，能够降低一部分成本。
图19A示出了多个驱动IC安装在基板1001上并具有通过在驱动IC 1007的端部连接的柔性引线1006从外部电路输入信号的结构的方式。图19B示出了把从大尺寸基板1008分开的长驱动IC 1010安装在基板1001上的结构。也示出了柔性引线1009安装在驱动IC 1010末端的方式。通过使用该长驱动IC能够减少部件的数量和步骤的数量。
接下来，参照图20A和20B说明采用TAB方法的显示器件。在基板1001上设有像素部分1002以及扫描线驱动电路1003和1004。在图20A中，多个柔性引线1006与基板1001相连接。驱动IC 1007安装在柔性引线1006上。图20B示出了将柔性引线1009连接在基板1001上和驱动IC 1010安装在柔性引线1009上的方式。在施加后者的情况下，考虑到强度，可将固定驱动IC 1010的金属片连接在一起。通过使用该长驱动IC能够减少部件的数量和步骤的数量。
通过如图19A和19B以及图20A和20B中所示，通过在玻璃基板上形成驱动IC能够减轻在长轴上的特定限制，并可获得用于安装对应于像素部分1002所需的更少数量。换言之，由于机械强度或基板的限制，长驱动IC不能由单晶硅所构成的驱动IC来形成。当驱动IC形成在玻璃基板上时，由于它不限于作为母体使用的基板形状，驱动IC不会损失生产率。与从圆形硅晶圆获取IC芯片的情况相比，这是一个巨大的优势。
在图19A和19B以及图20A和20B所示的驱动IC 1007为信号线驱动电路。为了形成对应于RGB全彩色的像素部分，在XGA类中的3072条信号线和在UXGA类中4800条信号线是必须的。通过在像素部分1002的边缘分成几个方块，将这样数量所形成的信号线一起形成引出线，并依照驱动IC 1007的输出端的间距来聚集。
驱动IC优选由在基板上形成的晶体半导体来构成。优选通过采用连续波激光照射来形成晶体半导体。因此，连续波固态激光器或气体激光器可用作产生激光的振荡器。在使用连续波激光时，很少有晶体缺陷，因此，可使用具有大晶粒尺寸的多晶半导体层来制成晶体管。此外，由于具有良好的迁移率或响应速度，有可能实现高速驱动，并与传统的元件相比有可能进一步提高元件的工作频率；因此，能够获得高可靠性，因为它的特性变化很小。注意，晶体管的沟道长度方向和激光的扫描方向可以相互一致，以进一步提高工作频率。这是因为在用连续波激光器的激光结晶步骤中晶体管的沟道长度方向和激光对基板的扫描方向几乎平行(优选，从-30°到30°)时，能够获得最高的迁移率。沟道长度方向与沟道形成区域中的电流漂浮方向一致，换言之，即电荷移动的方向。由此制造的晶体管具有由多晶半导体层构成的有源层，在多晶半导体层中晶粒在沟道方向延伸，这意味着几乎沿着沟道方向形成晶界。
在执行激光结晶的过程中，优选使激光大大变窄，其束斑点优选具有大约从1mm到3mm的宽度，其宽度与驱动IC的短轴相同。此外，为了保证有足够和有效的能量密度来照射物体，激光的照射区域优选线性形状。但是，这里的线性不涉及严格意义上的直线，而是涉及具有大的纵横比的矩形或椭圆形。例如，线性形状涉及纵横比为2或更大(优选从10到10000)的矩形或椭圆形。因此，通过识别激光束斑点的宽度能够提高生产率，所示束斑点的宽度为驱动IC短轴的宽度。
在图19A和19B以及图20A和20B中，示出了扫描线驱动电路与像素部分整体形成并将驱动IC作为信号线驱动电路来安装的方式。但是，该实施例方式不限于这种方式，驱动IC可以作为扫描线驱动电路和信号线驱动电路二者来安装。在这种情况下，较佳的是区分要在扫描线和信号线侧之间使用的驱动IC的规范。例如，对于组成扫描线驱动IC的晶体管，需要大约30V的承受电压；然而，驱动频率是100kHz或低于I00kHz，且比较而言不需要高速操作。因此，较佳的是，设置成组成扫描线驱动器的晶体管的沟道长度(L)足够长。另一方面，用于信号线驱动IC的晶体管大约12V的承受电压就足够了；然而，驱动频率在3V时大约为65MHz，且需要高速操作。因此，优选用微米规则设置组成扫描线驱动器的晶体管的沟道长度等。
在像素部分1002，信号线和扫描线交叉以形成矩阵，依照每一交叉设置晶体管。在这个实施例方式中，具有非晶半导体或半非晶半导体构成沟道的结构的TFT可用作设置在像素部分1002中的晶体管。通过诸如等离子体CVD方法或溅射方法之类的方法可形成非晶半导体。采用等离子体CVD，有可能在300℃或低于300℃下形成半非晶半导体。即使在外部尺寸从例如550mm×650mm的无碱玻璃基板的情况下，在较短的时间内形成构成晶体管所需的膜厚。在制造大尺寸屏幕显示器件方面这种制造技术的特征是有效的。此外，通过用SAS组成沟道形成区域，半非晶TFT能够获得1cm2/V.sec到15cm2/V.sec的电场效应迁移率。因此，该TFT能够被用作像素的开关元件并作为组成扫描线驱动电路的元件。
如上所述，能够将驱动电路与EL显示屏结合在一起。根据该实施例方式，即使使用第五代之后玻璃基板、一面尺寸超过1000mm，也能够容易地制造显示器件。
(实施例方式7)
参照图21A到21F中所示的等效电路图，说明可应用于实施例方式1到实施例方式6中示出的显示器件的像素结构。
在图21A中示出的像素中，信号线410和电源线411到413以列方向设置，而扫描线以行方向设置。此外，还包括开关TFT 401、驱动TFT 403、电流控制TFT 404、电容器元件402和发光元件405。
在图21C中示出的像素与图21A中示出的像素具有相同的结构，除了驱动TFT 403的栅极电极与以行方向所设置的电源线416相连接。在图21A和图21C中示出的像素之间的差异在于在电源线412以行方向设置时(图21A)和在电源线以列方向设置时(图21C)由不同的导电层形成电源线。这里，与驱动TFT403的栅极电极相连接的引线被作为关注的焦点并且其数字在图21A和21C中被分开示出以显示引线具有待形成的不同层。
在图21A和图21C中所示的像素中，驱动TFT 403和电流控制TFT 404串联连接。优选设置驱动TFT 403的沟道长度L3和沟道宽度W3以及驱动TFT404的沟道长度L4和沟道宽度W4使其满足L3/W3∶L4/W4＝5到6000∶1。作为满足6000∶1的情况的例子，L3为500μm，W3为3μm，L4为3μm，W4为100μm。
驱动TFT 403工作在饱和区域，并控制流经发光元件405的电流。电流控制TFT 404工作在线性区域并控制供给到发光器件405的电流。如果这些TFT具有相同的导电类型，优选按照制造步骤。此外，对于驱动TFT 303，不仅可用使用增强型而且可以使用耗尽型TFT。在具有上述实施例的本发明中，电流控制TFT 404工作在线性区域中，因此，电流控制TFT 404中的VGS的轻微变化不影响发光元件405的电流值。换言之，发光元件405的电流值只取决于工作在饱和区域中的驱动TFT 403。在具有上述实施例的本发明中，能够提供通过改善由TFT特性变化导致的亮度变化而提升品质的显示器件。
图21A和图21C的每一个示出了提供了电容元件402的结构，然而，本发明不限于此。在栅极电容等能够替代可保持视频信号的电容时，可以明确地不提供电容元件402。
发光元件405具有电致发光层夹在两个电极之间的结构，提供在像素电极和对置电极(在阳极和阴极之间)的电位差以使得电压以正向偏压方向被施加。电致发光层由诸如有机材料或无机材料的普及材料组成，在发光从单一激发态返回到基态的荧光和在发光从三重激发态返回到基态的磷光包括在此电致发光层的发光中。
在图21B中示出的像素与图21A中示出的像素具有相同的结构，除了增加了TFT 406和扫描线415。用相同的方式，在图21D中示出的像素与图21C中示出的像素具有相同的结构，除了增加了TFT 406和扫描线417。在TFT 406中，通过新设置的扫描线415来控制导通和截止。当TFT 406导通时，将保持在电容元件402中的电荷放电，TFT 406截止。换言之，通过设置TFT 406，有可能强迫形成电流不流经发光元件405的状态。
因此，在图21B和图21D的结构中，能够在写入时期或写入时期刚开始之后同时开始发光时期而没有等待信号写入所有的像素。因此，有可能提高负荷比。
在图21A到21D示出的像素中，TFT 401控制视频信号输入到像素。在开关TFT 401导通和视频信号输入给像素时，视频信号被保持在电容元件402中。类似在图21A到21D中示出的像素，提供了串联连接到发光元件的多个TFT，它们中的一个工作在饱和区，因此，能够执行控制发光元件405中的亮度变化的显示。
在图21E中示出的像素，信号线410、电源线411和412是以列方向设置的，而扫描线414是以行方向设置的。此外，还包括开关TFT 401、驱动TFT 403、电容器元件402和发光元件405。在图21F中示出的像素与图21E中示出的像素具有相同的结构，除了增加了TFT 406和扫描线415。在用时间灰度级执行显示时，通过设置在图21F的结构中的TFT 406，能够增加发光时期与不发光时期之比。
(实施例方式8)
在实施例方式1和实施例方式2所示的显示器件中，参照图15说明扫描线输入端部分和信号线输入端部分设有保护二极管的方式。对图15中的像素102设有用于开关TFT 231和驱动TFT 232。
对信号线输入端部分设有保护二极管561和562。这些保护二极管的制造步骤与开关TFT 231和驱动TFT 232相同。通过与栅极及漏极和源极中的一个相连接，保护二极管561和562作为二极管工作。图16示出了诸如图15中示出的俯视图的等效电路图。
保护二极管561包括栅极电极550，半导体层551、用于沟道保护的绝缘层552以及引线553。保护二极管562具有相同结构。在与栅极电极相同的层中形成与该保护二极管相连接的公共电势线554和555。因此，必须在栅极绝缘层中形成接触孔以与引线553电气连接。
通过点滴滴注方法可形成掩膜，而进行刻蚀处理可以在栅极绝缘层中形成接触孔。在这种情况下，在用大气压放电的刻蚀处理时，局部放电处理也是可能的，而不需要在基板的整个表面上形成掩膜。
在与开关晶体管231的引线220相同的层中形成信号引线238，并具有连接到那的信号引线238和源极侧或漏极侧相连接的结构。
扫描信号线侧的输入端部分的保护二极管563和564也具有相同的结构。根据本发明，能够同时形成在输入级中设置的保护二极管。注意，保护二极管的淀积位置不限于本实施例方式，并且也能够提供在图3中示出的驱动电路和像素之间。
(实施例方式9)
图27和28示出了通过使用按照点滴滴注方法制造的TFT基板200构成EL显示屏的例子。在图27和28中，TFT基板200设有包括像素102的像素部分101。
在图27中，与在像素或保护电路部分701中形成的TFT相同的TFT设置在驱动电路703和像素102之间以及像素部分101外部，保护电路部分701与连接到栅极和TFT的源极或漏极中的一个的二极管以相同的方式工作。由单晶半导体构成的驱动IC、由玻璃基板上的多晶半导体形成的棒状驱动IC、由SAS形成的驱动电路等可应用于驱动电路703。
通过把用点滴滴注方法形成的衬垫夹入中间，将TFT基板200固定到密封基板236上。即使在基板具有较薄的厚度或像素部分的区域被扩大时，优选设置衬垫以在两个基板之间保持恒定的间距。在发光器件234上的TFT基板200与密封基板236之间的间隙可填充用于坚固的透光树脂材料或填充无水氮或惰性气体。
图27示出了发光元件具有上发射型的结构，光在结构的附图以箭头所示的方向照射。通过对红色使用像素102a、对绿色使用像素102b、对蓝色使用像素102c来区分发光色彩，每一像素能够执行多色彩显示。此时，通过在密封基板236的一面上形成对应于各种色彩的色彩层709a、色彩层709b、色彩层709c，从而改善向外部发射的发光的色彩纯度。此外，作为白色发光元件，像素102a、102b和102c可以与色彩层709a、709b和709c组合在一起。
用接线板704可将外部电路705与设置在TFT基板200的一端上的扫描线或信号线连接端相连接。此外，可设置加热管706和散热片707，使之与TFT基板200相接触，或提供在TFT基板的附近以具有改善散热效果的结构。
图27示出了上发射型EL模块，但是，通过改变发光元件或外部电路基板结构的配置，也可接受下发射结构。
图28示出了通过使用密封剂235和粘结树脂702把树脂膜709粘合在TFT基板200所形成像素部分的面上以形成密封结构的例子。阻止水汽渗入的气障膜可设置在树脂膜709的表面上。图28示出了透光元件的光透过基板照射的下发射结构，但是，通过对树脂膜708或粘结树脂702给予透光特性，上发射结构也是可接受的。在任何一种情况，通过施加膜密封结构，能够获得更薄和更亮的显示器件。
(实施例模式10)
通过用实施例方式9制造的EL显示模块，能够完成EL电视接收机。图29示出了EL电视接收机的主要结构的框图。如图1中示出的结构，存在着通过形成像素部分901，用TAB方法安装扫描线驱动电路903和信号线驱动电路902的情况。如图2中示出的结构，通过COG方法，可将扫描线驱动电路903和信号线驱动电路902安装在像素部分901及其外围上。如图3中所示，存在着由SAS构成TFT，以及通过在基板上整体形成像素部分901和扫描线驱动电路903把信号线驱动电路902作为驱动IC单独安装的情况。然而，可采用任何一种方式。
作为外部电路的另一种结构，在视频信号的输入侧，从调谐器904接收信号，包括放大视频信号的视频信号放大器电路905、把从那输出的信号转换为对应于红色、绿色和蓝色的各种颜色的色彩信号的视频信号处理电路906、用于把视频信号转换为驱动IC的输入规范的控制电路907等。控制电路907把信号分别输出到扫描线侧和信号线侧。在数字驱动的情况下，在信号线侧上提供了信号分离电路，并可具有通过分成m条提供输入数字信号的结构。
在从调谐器904接收到的信号中，将音频信号传送给音频信号放大器电路909，其输出通过音频信号处理电路910提供给扬声器913。控制电路911接收接收台的控制信息(接收频率)或从输入部分912接收音量并将信号发送给调谐器904或音频信号处理电路910。
如图30中示出，通过合并这样的外部电路可将图27和图28中示出的EL模块包括进外壳920，从而完成电视接收机。显示屏921可由EL显示模块构成，而把扬声器922、操作开关924等设为其它附属的器件。因此，根据本发明可以完成电视接收机。
当然，本发明不限于电视接收机，并可应用到诸如在车站、机场等所采用的信息显示牌之类的大尺寸区域的显示介质，或者街上的广告显示牌以及个人计算机监视器。

Claims (13)

1.一种发光器件，包括：
发光元件，在所述发光元件中发光材料被夹在一对电极之间；以及
薄膜晶体管，所述薄膜晶体管从基板侧包括以下层：
通过熔化导电纳米颗粒形成的栅极电极；
与栅极电极接触形成的栅极绝缘层，所述栅极绝缘层至少包含由氮化硅或氧化氮化硅层组成的层和氧化硅层，以及
半导体层，
其中，设置了发光元件和薄膜晶体管相连接的像素。
2.一种发光器件，包括：
发光元件，在所述发光元件中发光材料被夹在一对电极之间；以及
薄膜晶体管，所述薄膜晶体管从基板侧包括以下层：
通过熔化导电纳米颗粒形成的栅极电极；
与栅极电极接触形成的栅极绝缘层，所述栅极绝缘层至少包含由氮化硅或氧化氮化硅层组成的层和氧化硅层，
半导体层；
引线，所述引线与源极和漏极连接并通过熔化导电纳米颗粒形成；以及
通过与引线接触形成的氮化硅层或氧化氮化硅层，
其中，设置了发光元件和薄膜晶体管相连接的像素。
3.一种发光器件，包括：
发光元件，在所述发光元件中发光材料被夹在一对电极之间；以及
第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管从基板侧包括以下层：
通过熔化导电纳米颗粒形成的栅极电极；
与栅极电极接触形成的栅极绝缘层，所述栅极绝缘层至少包含由氮化硅或氧化氮化硅层组成的层和氧化硅层，以及
半导体层；
驱动电路，所述驱动电路包括与所述第一薄膜晶体管具有相同层结构的第二晶体管；以及，
引线，所述引线从所述驱动电路延伸并与所述第一薄膜晶体管的栅极电极相连接，
其中，设置了发光元件和薄膜晶体管相连接的像素。
4.一种发光器件，包括：
发光元件，在该发光元件中发光材料被夹在一对电极之间；以及
第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管从基板侧包括以下层：
通过熔化导电纳米颗粒形成的栅极电极；
与栅极电极接触形成的栅极绝缘层，所述栅极绝缘层至少包含由氮化硅或氧化氮化硅层组成的层和氧化硅层，以及
半导体层；
引线，所述引线与源极和漏极连接并通过熔化导电纳米颗粒形成；以及
与引线接触形成的氮化硅层或氧化氮化硅层，
驱动电路，所述驱动电路包括与所述第一薄膜晶体管具有相同层结构的第二晶体管；以及，
引线，所述引线从所述驱动电路延伸并与所述第一薄膜晶体管的栅极电极相连接，
其中，设置了发光元件和薄膜晶体管相连接的像素。
5.如权利要求1至4的任一个所述的发光器件，其特征在于，所述导电纳米颗粒包括银。
6.如权利要求2或4的所述的发光器件，其特征在于，所述半导体层包含氢或卤素，并且是具有晶体结构的半非晶半导体。
7.如权利要求2或4的所述的发光器件，其特征在于，所述驱动电路仅由n沟道型薄膜晶体管构成。
8.如权利要求1至4的任一个所述的发光器件，其特征在于，所述薄膜晶体管包括半导体层，所述半导体层包含氢和卤素并且是具有晶体结构的半导体，其中所述薄膜晶体管能够用从1cm2/V.sec到15cm2/V.sec的电场效应迁移率来工作。
9.如权利要求1至4的任一个所述的发光器件，其特征在于，所述发光器件包括显示屏。
10.一种制造发光器件的方法，包括以下步骤：
用点滴滴注方法在具有绝缘表面的基板上形成栅极电极；
使栅极绝缘层、半导体层和绝缘层在所述栅极电极上层叠；
用点滴滴注方法在与所述栅极电极重叠的位置上形成第一掩膜；
用所述第一掩膜通过刻蚀所述绝缘层形成沟道保护层；
形成包含一种导电类型杂质的半导体层；
用点滴滴注方法在包括所述栅极电极的区域中形成第二掩膜；
刻蚀包含一种导电类型杂质的半导体层和半导体层；
用点滴滴注方法形成要与源极和漏极相连接的引线；以及
通过使用要与源极和漏极相连接的引线作为掩膜，刻蚀在所述沟道保护层上包含一种导电类型杂质的半导体层。
11.一种制造发光器件的方法，包括以下步骤：
用点滴滴注方法在具有绝缘表面的基板上形成栅极电极和连接引线；
使栅极绝缘层、半导体层和绝缘层在所述栅极电极上层叠；
用点滴滴注方法在与所述栅极电极重叠的位置上形成第一掩膜；
用所述第一掩膜通过刻蚀所述绝缘层形成沟道保护层；
形成包含一种导电类型杂质的半导体层；
用点滴滴注方法在包括所述栅极电极的区域中形成第二掩膜；
刻蚀包含一种导电类型杂质的半导体层和半导体层；
通过选择性刻蚀栅极绝缘层局部暴露所述连接引线；
形成要连接到源极和漏极的引线并将至少一条引线与所述连接引线相连接；以及
通过把要连接到源极和漏极的引线用作掩膜，刻蚀在所述沟道保护层上包含一种导电类型杂质的半导体层。
12.如权利要求10或11所述的制造发光器件的方法，其特征在于，在不暴露于空气的情况下，执行使所述栅极绝缘层、所述半导体层和所述绝缘层在所述栅极电极上层叠的步骤。
13.如权利要求10或11所述的制造发光器件的方法，其特征在于，所述栅极绝缘膜由第一氮化硅膜、氧化硅膜和第二氮化硅膜依次层叠。
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