形成图案的方法、薄膜晶体管、显示设备及其制造方法转让专利
申请号 : CN200580008835.0
文献号 : CN100593244C
文献日 : 2010-03-03
发明人 : 前川慎志 , 城口裕子 , 藤井严
申请人 : 株式会社半导体能源研究所
摘要 :
根据本发明的一种形成图案的方法包括步骤：在具有透光性质的衬底上形成掩模；在衬底和掩模上形成具有包含光吸收材料的物质的第一区域；通过使用具有可由光吸收材料吸收的波长、通过衬底的光照射该物质以修改物质表面的一部分而形成第二区域；以及通过将包含图案形成材料的化合物排放到第二区域来形成图案。
权利要求 :
1.一种形成图案的方法，包括步骤：在透光衬底上形成掩模；
在透光衬底和掩模上形成具有包含氟碳化合物链和作为光吸收 材料的颜料的物质的第一区域；
通过使用光照射该物质以修改物质表面的一部分而形成第二区 域，其中所述光具有可由光吸收材料吸收的波长；以及通过排放包含图案形成材料的复合物而在第二区域上形成图 案。
2.一种形成图案的方法，包括步骤：在透光衬底上形成掩模；
在透光衬底和掩模上形成具有包含氟碳化合物链和作为光吸收 材料的颜料的物质的第一区域；
通过用穿过透光衬底的光照射该物质以修改物质表面的一部分 而形成第二区域，其中所述光具有可由光吸收材料吸收的波长；以及通过排放包含图案形成材料的复合物而在第二区域上形成图 案。
3.一种形成图案的方法，包括步骤：在透光衬底上形成掩模；
在透光衬底和掩模上形成具有包含氟碳化合物链和作为光吸收 材料的颜料的物质的第一区域；
通过用穿过透光衬底的光照射该物质以修改物质表面的一部分 而形成第二区域，其中所述光具有可由光吸收材料吸收的波长；
去除光吸收材料；以及
通过排放包含图案形成材料的复合物而在第二区域上形成图 案。
4.根据权利要求1～3中任一项的形成图案的方法，其中光吸收材料溶解在该物质中以形成包含光吸收材料的物 质。
5.根据权利要求1～3中任一项的形成图案的方法，其中光吸收材料分散在该物质中以形成包含光吸收材料的物 质。
6.根据权利要求1～3中任一项的形成图案的方法，其中光的波长是从300nm至400nm，并且香豆素6H、香豆素 30、香豆素102、香豆素152、香豆素153或香豆素545T用作颜 料。
7.根据权利要求1～3中任一项的形成图案的方法，其中该物质表面被修改使得相对于复合物第二区域具有高于第 一区域的润湿度。
8.根据权利要求1～3中任一项的形成图案的方法，其中若丹明B、曙光红Y、甲基橙、玫瑰红、1，4-双(o-甲基苯乙 烯基)苯、炭黑、着色剂的黑树脂、若丹明6G或二氰基亚甲基吡喃 衍生物被用作颜料。
9.一种制造薄膜晶体管的方法，包括步骤：在透光衬底上形成第一导电层；
在透光衬底和第一导电层上形成绝缘层；
在绝缘层上形成包含氟碳化合物链和作为光吸收材料的颜料的 第一区域；
通过用穿过透光衬底的光照射该物质以修改物质表面的一部分 而形成第二区域，其中所述光具有可由光吸收材料吸收的波长；以及通过排放包含导电材料的复合物而在第二区域上形成第二导电 层。
10.一种制造薄膜晶体管的方法，包括步骤：在透光衬底上形成第一导电层；
在透光衬底和第一导电层上形成绝缘层；
在绝缘层上形成包含氟碳化合物链和作为光吸收材料的颜料的 第一区域；
通过用穿过透光衬底的光照射该物质以修改物质表面的一部分 而形成第二区域，其中所述光具有可由光吸收材料吸收的波长；
去除光吸收材料；以及
通过排放包含导电材料的复合物而在第二区域上形成第二导电 层。
11.根据权利要求9或10的制造薄膜晶体管的方法，其中该物质表面被修改使得相对于复合物第二区域具有高于第 一区域的润湿度。
12.根据权利要求9或10的制造薄膜晶体管的方法，其中第一导电层形成为栅电极层，而第二导电层形成为源电极 层和漏电极层。
13.根据权利要求9或10的制造薄膜晶体管的方法，其中若丹 明B、曙光红Y、甲基橙、玫瑰红、香豆素6H、香豆素30、香豆素 102、香豆素152、香豆素153、香豆素545T、1，4-双(o-甲基苯乙烯 基)苯、炭黑、着色剂的黑树脂、若丹明6G或二氰基亚甲基吡喃衍 生物被用作颜料。
14.一种薄膜晶体管，包括：
提供在透光衬底上的第一导电层；
在透光衬底和第一导电层上的绝缘层；
在绝缘层上的包含氟碳化合物链和作为光吸收材料的颜料的物 质；
选择性地在该物质上形成的第二导电层；以及在该物质和第二导电层上的半导体层。
15.一种薄膜晶体管，包括：
提供在透光衬底上的第一导电层；
在透光衬底和第一导电层上的绝缘层；
在绝缘层上包含光吸收材料和氟碳化合物链的物质；
在该物质表面上的第一区域和第二区域；以及在第二区域上的第二导电层，
其中第一区域包含比第二区域更多的氟碳化合物链。
16.根据权利要求15的薄膜晶体管，其中光吸收材料是颜料。
17.根据权利要求14或16的薄膜晶体管，其中若丹明B、曙光 红Y、甲基橙、玫瑰红、香豆素6H、香豆素30、香豆素102、香豆 素152、香豆素153、香豆素545T、1，4-双(o-甲基苯乙烯基)苯、炭 黑、着色剂的黑树脂、若丹明6G或二氰基亚甲基吡喃衍生物被用作 颜料。
18.一种显示设备，包括：
提供在透光衬底上的栅电极层；
在透光衬底和栅电极层上的绝缘层；
在绝缘层上的包含氟碳化合物链和作为光吸收材料的颜料的物 质；
选择性地在该物质上形成的源电极层和漏电极层；以及在该物质、源电极层和漏电极层上的半导体层。
19.一种显示设备，包括：
提供在透光衬底上的栅电极层；
在透光衬底和栅电极层上的绝缘层；
在绝缘层上的包含光吸收材料和氟碳化合物链的物质；
在物质表面上的第一区域和第二区域；以及在第二区域上的源电极层和漏电极层，其中第一区域包含比第二区域更多的氟碳化合物链。
20.根据权利要求19的显示设备，其中光吸收材料是颜料。
21.根据权利要求18或20的显示设备，其中若丹明B、曙光红 Y、甲基橙、玫瑰红、香豆素6H、香豆素30、香豆素102、香豆素 152、香豆素153、香豆素545T、1，4-双(o-甲基苯乙烯基)苯、炭黑、 着色剂的黑树脂、若丹明6G或二氰基亚甲基吡喃衍生物被用作颜 料。
22.一种具有包括显示设备的显示屏的电视设备，该显示设备 包括：提供在透光衬底上的栅电极层；
在透光衬底和栅电极层上的绝缘层；
在绝缘层上的包含氟碳化合物链和作为光吸收材料的颜料的物 质；
选择性地在该物质上形成的源电极层和漏电极层；以及在该物质、源电极层和漏电极层上的半导体层。
23.一种电视设备，包括：
提供在透光衬底上的栅电极层；
在透光衬底和栅电极层上的绝缘层；
在绝缘层上包含光吸收材料和氟碳化合物链的物质；以及在物质表面上的第一区域和第二区域，其中显示屏包括具有在第二区域上的源电极层和漏电极层的显 示设备，以及其中第一区域包含比第二区域更多的氟碳化合物链。
24.根据权利要求23的电视设备，其中光吸收材料是颜料。
25.根据权利要求22或24的电视设备，其中若丹明B、曙光红 Y、甲基橙、玫瑰红、香豆素6H、香豆素30、香豆素102、香豆素 152、香豆素153、香豆素545T、1，4-双(o-甲基苯乙烯基)苯、炭黑、 着色剂的黑树脂、若丹明6G或二氰基亚甲基吡喃衍生物被用作颜 料。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种形成图案的方法，一种薄膜晶体管及其制造方 法，一种显示设备及其制造方法，以及使用其的一种电视装置。
背景技术
薄膜晶体管(在下文，称作“TFT”)以及使用薄膜晶体管的电 子电路通过在衬底上层压各种类型的半导体薄膜、绝缘材料、导电材 料等，然后使用光刻技术适当地形成预先确定的图案来制造。光刻技 术意思是通过使用不透光的材料将在透明平面的表面上形成的电路等 的图案，称作光掩模，利用光转印到目标衬底上的技术，并且该技术 已经在半导体集成电路等的制造过程中广泛使用。
在使用常规光刻技术的制造过程中，仅对于处理通过使用称作 光致抗蚀剂的光敏有机树脂材料而形成的掩模图案，执行包括曝光、 显影、烘培、剥离等的多级处理是必需的。因此，随着光刻步骤的数 目增加得越多，制造成本不可避免地增加得越多。为了改进如上所述 的这种问题，已经尝试通过减少光刻步骤的数目来制造TFT(例 如，参考文献1：日本专利公开H11-251259号)。
但是，在参考文献1中公开的技术中，仅在TFT制造过程中执 行多次的一部分光刻步骤由印刷方法代替，而对于步骤数目的大幅度 减少没有帮助。此外，在光刻技术中用于转印掩模图案的曝光装置通 过等积投影曝光或缩小投影曝光来转印几微米至1微米或更小的图 案。从技术观点，曝光装置曝光边长大于1米的大面积衬底以便一次 照亮全部在理论上是困难的。
本发明的目的在于减少由TFT形成的显示设备、使用TFT的 电子电路以及通过使用TFT而形成的显示设备的制造过程中光刻步 骤的数目，从而进一步简化制造过程。本发明的目的也在于提供一种 边长大于1米的大面积衬底可以更低的成本更高的产量制造的技术。
本发明的目的也在于提供一种构成这些显示设备的布线图案等 可以更好的可控性形成以具有期望形状的技术。
在使用常规光刻技术的制造过程中，仅对于处理通过使用称作 光致抗蚀剂的光敏有机树脂材料而形成的掩模图案，执行包括曝光、 显影、烘培、剥离等的多级处理是必需的。因此，随着光刻步骤的数 目增加得越多，制造成本不可避免地增加得越多。为了改进如上所述 的这种问题，已经尝试通过减少光刻步骤的数目来制造TFT(例 如，参考文献1：日本专利公开H11-251259号)。
但是，在参考文献1中公开的技术中，仅在TFT制造过程中执 行多次的一部分光刻步骤由印刷方法代替，而对于步骤数目的大幅度 减少没有帮助。此外，在光刻技术中用于转印掩模图案的曝光装置通 过等积投影曝光或缩小投影曝光来转印几微米至1微米或更小的图 案。从技术观点，曝光装置曝光边长大于1米的大面积衬底以便一次 照亮全部在理论上是困难的。
本发明的目的在于减少由TFT形成的显示设备、使用TFT的 电子电路以及通过使用TFT而形成的显示设备的制造过程中光刻步 骤的数目，从而进一步简化制造过程。本发明的目的也在于提供一种 边长大于1米的大面积衬底可以更低的成本更高的产量制造的技术。
本发明的目的也在于提供一种构成这些显示设备的布线图案等 可以更好的可控性形成以具有期望形状的技术。
发明内容
本发明涉及通过添加(混合)吸收由照射到将用光照射的主体 的光波长的光吸收材料修改主体表面。主体在具有透光性质的物质上 形成，并且主体用来自具有透光性质的物质一侧通过具有透光性质的 物质的光照射。此时，待修改区域可以通过在透光物质与主体之间形 成掩模而精确控制以形成非照射区域。然后，图案通过排放(包括涂 敷等)图案形成材料将图案形成材料附加在修改表面上而形成。使用 光的处理效率可以由包含的光吸收材料的光吸收和能量辐射功能而增 强。
根据本发明的显示设备包括发光显示设备，其包括连接到发光 元件的TFT，其中包含产生称作电致发光(在下文也称作“EL”)的 发光的有机物质或者有机物质和无机物质的混合物的介质夹在电极之 间；液晶显示设备，其中具有液晶材料的液晶元件用作显示元件。
根据本发明形成图案的方法包括步骤：在具有透光性质的衬底 上形成掩模；在衬底和掩模上形成具有包含作为光吸收材料的颜料的 物质的第一区域；通过使用具有可由光吸收材料吸收的波长、通过衬 底的光照射该物质以修改物质表面的一部分而形成第二区域；以及通 过将包含图案形成材料的复合物(compound)排放到第二区域来形 成图案。
根据本发明形成图案的方法包括步骤：在具有透光性质的衬底 上形成掩模；在衬底和掩模上形成具有包含作为光吸收材料的颜料的 物质的第一区域；通过使用具有可由光吸收材料吸收的波长、通过衬 底的光照射该物质以修改物质表面的一部分而形成第二区域；去除光 吸收材料；以及通过将包含图案形成材料的复合物排放到第二区域来 形成图案。
根据本发明制造薄膜晶体管的方法包括步骤：在具有透光性质 的衬底上形成第一导电层；在衬底和第一导电层上形成绝缘层；在绝 缘层上形成具有包含作为光吸收材料的颜料的物质的第一区域；通过 使用具有可由光吸收材料吸收的波长、通过衬底的光照射该物质以修 改物质表面的一部分而形成第二区域；以及通过将包含导电材料的复 合物排放到第二区域来形成第二电极层。
根据本发明制造薄膜晶体管的方法包括步骤：在具有透光性质 的衬底上形成第一导电层；在衬底和第一导电层上形成绝缘层；在绝 缘层上形成具有包含作为光吸收材料的颜料的物质的第一区域；通过 使用具有可由光吸收材料吸收的波长、通过衬底的光照射该物质以修 改物质表面的一部分而形成第二区域；去除光吸收材料；以及通过将 包含导电材料的复合物排放到第二区域来形成第二电极层。
根据上面的结构，显示设备可以通过形成第一导电层作为栅电 极层，以及第二导电层作为源电极层和漏电极层来制造。此外，物质 表面可以修改使得第二区域比第一区域具有相对于该复合物的更高润 湿度(wettability)。
根据本发明的薄膜晶体管包括：提供在具有透光性质的衬底上 的第一导电层；衬底和第一导电层上的绝缘层；绝缘层上包含作为光 吸收材料的颜料的物质；选择性地位于该物质上的第二导电层；以及 该物质和第二导电层上的半导体层。
根据本发明的薄膜晶体管包括：提供在具有透光性质的衬底上 的第一导电层；衬底和第一导电层上的绝缘层；绝缘层上包含光吸收 材料和氟碳化合物链的物质；该物质表面上的第一区域和第二区域； 以及第二区域上的第二导电层，其中第一区域比第二区域包含更多的 氟碳化合物链。
根据本发明的显示设备包括：提供在具有透光性质的衬底上的 栅电极层；衬底和栅电极层上的绝缘层；绝缘层上包含作为光吸收材 料的颜料的物质；选择性地位于该物质上的源电极层和漏电极层；以 及该物质、源电极层和漏电极层上的半导体层。
根据本发明的显示设备包括：提供在具有透光性质的衬底上的 栅电极层；衬底和栅电极层上的绝缘层；绝缘层上包含光吸收材料和 氟碳化合物链的物质；该物质表面上的第一区域和第二区域；以及第 二区域上的源电极层和漏电极层，其中第一区域比第二区域包含更多 的氟碳化合物链。
根据本发明的电视设备具有包括显示设备的显示屏，其中显示 设备包括：提供在具有透光性质的衬底上的栅电极层；衬底和栅电极 层上的绝缘层；绝缘层上包含作为光吸收材料的颜料的物质；选择性 地位于该物质上的源电极层和漏电极层；以及源电极层和漏电极层上 的半导体层。
根据本发明的电视设备包括：提供在具有透光性质的衬底上的 栅电极层；衬底和栅电极层上的绝缘层；绝缘层上包含光吸收材料和 氟碳化合物链的物质；该物质表面上的第一区域和第二区域；以及包 括具有第二区域上的源电极层和漏电极层的显示设备的显示屏，其中 第一区域比第二区域包含更多的氟碳化合物链。
上述结构可以是包含光吸收材料的物质是液态并且光吸收材料 通过溶解而混合在包含光吸收材料的物质中的状态，或者包含光吸收 材料的物质是液态并且光吸收材料分散在包含光吸收材料的物质中的 状态。颜料或光催化剂物质可以用作光吸收材料，并且包含光吸收材 料的物质可以形成使得包含作为具有氟的物质的氟碳化合物链。
根据本发明，期望的图案可以更好的可控性形成，并且材料损 耗和成本可以减少。因此，高性能且高度可靠的显示设备可以更好的 产量制造。
根据本发明的显示设备包括发光显示设备，其包括连接到发光 元件的TFT，其中包含产生称作电致发光(在下文也称作“EL”)的 发光的有机物质或者有机物质和无机物质的混合物的介质夹在电极之 间；液晶显示设备，其中具有液晶材料的液晶元件用作显示元件。
根据本发明形成图案的方法包括步骤：在具有透光性质的衬底 上形成掩模；在衬底和掩模上形成具有包含作为光吸收材料的颜料的 物质的第一区域；通过使用具有可由光吸收材料吸收的波长、通过衬 底的光照射该物质以修改物质表面的一部分而形成第二区域；以及通 过将包含图案形成材料的复合物(compound)排放到第二区域来形 成图案。
根据本发明形成图案的方法包括步骤：在具有透光性质的衬底 上形成掩模；在衬底和掩模上形成具有包含作为光吸收材料的颜料的 物质的第一区域；通过使用具有可由光吸收材料吸收的波长、通过衬 底的光照射该物质以修改物质表面的一部分而形成第二区域；去除光 吸收材料；以及通过将包含图案形成材料的复合物排放到第二区域来 形成图案。
根据本发明制造薄膜晶体管的方法包括步骤：在具有透光性质 的衬底上形成第一导电层；在衬底和第一导电层上形成绝缘层；在绝 缘层上形成具有包含作为光吸收材料的颜料的物质的第一区域；通过 使用具有可由光吸收材料吸收的波长、通过衬底的光照射该物质以修 改物质表面的一部分而形成第二区域；以及通过将包含导电材料的复 合物排放到第二区域来形成第二电极层。
根据本发明制造薄膜晶体管的方法包括步骤：在具有透光性质 的衬底上形成第一导电层；在衬底和第一导电层上形成绝缘层；在绝 缘层上形成具有包含作为光吸收材料的颜料的物质的第一区域；通过 使用具有可由光吸收材料吸收的波长、通过衬底的光照射该物质以修 改物质表面的一部分而形成第二区域；去除光吸收材料；以及通过将 包含导电材料的复合物排放到第二区域来形成第二电极层。
根据上面的结构，显示设备可以通过形成第一导电层作为栅电 极层，以及第二导电层作为源电极层和漏电极层来制造。此外，物质 表面可以修改使得第二区域比第一区域具有相对于该复合物的更高润 湿度(wettability)。
根据本发明的薄膜晶体管包括：提供在具有透光性质的衬底上 的第一导电层；衬底和第一导电层上的绝缘层；绝缘层上包含作为光 吸收材料的颜料的物质；选择性地位于该物质上的第二导电层；以及 该物质和第二导电层上的半导体层。
根据本发明的薄膜晶体管包括：提供在具有透光性质的衬底上 的第一导电层；衬底和第一导电层上的绝缘层；绝缘层上包含光吸收 材料和氟碳化合物链的物质；该物质表面上的第一区域和第二区域； 以及第二区域上的第二导电层，其中第一区域比第二区域包含更多的 氟碳化合物链。
根据本发明的显示设备包括：提供在具有透光性质的衬底上的 栅电极层；衬底和栅电极层上的绝缘层；绝缘层上包含作为光吸收材 料的颜料的物质；选择性地位于该物质上的源电极层和漏电极层；以 及该物质、源电极层和漏电极层上的半导体层。
根据本发明的显示设备包括：提供在具有透光性质的衬底上的 栅电极层；衬底和栅电极层上的绝缘层；绝缘层上包含光吸收材料和 氟碳化合物链的物质；该物质表面上的第一区域和第二区域；以及第 二区域上的源电极层和漏电极层，其中第一区域比第二区域包含更多 的氟碳化合物链。
根据本发明的电视设备具有包括显示设备的显示屏，其中显示 设备包括：提供在具有透光性质的衬底上的栅电极层；衬底和栅电极 层上的绝缘层；绝缘层上包含作为光吸收材料的颜料的物质；选择性 地位于该物质上的源电极层和漏电极层；以及源电极层和漏电极层上 的半导体层。
根据本发明的电视设备包括：提供在具有透光性质的衬底上的 栅电极层；衬底和栅电极层上的绝缘层；绝缘层上包含光吸收材料和 氟碳化合物链的物质；该物质表面上的第一区域和第二区域；以及包 括具有第二区域上的源电极层和漏电极层的显示设备的显示屏，其中 第一区域比第二区域包含更多的氟碳化合物链。
上述结构可以是包含光吸收材料的物质是液态并且光吸收材料 通过溶解而混合在包含光吸收材料的物质中的状态，或者包含光吸收 材料的物质是液态并且光吸收材料分散在包含光吸收材料的物质中的 状态。颜料或光催化剂物质可以用作光吸收材料，并且包含光吸收材 料的物质可以形成使得包含作为具有氟的物质的氟碳化合物链。
根据本发明，期望的图案可以更好的可控性形成，并且材料损 耗和成本可以减少。因此，高性能且高度可靠的显示设备可以更好的 产量制造。
附图说明
图1A～1F是描述本发明的某个方面的视图；
图2A～2C是描述本发明的某个方面的视图；
图3A～3C是描述根据本发明某个方面制造显示设备的方法的视 图；
图4A～4C是描述根据本发明某个方面制造显示设备的方法的视 图；
图5A～5C是描述根据本发明某个方面制造显示设备的方法的视 图；
图6A～6C是描述根据本发明某个方面制造显示设备的方法的视 图；
图7A～7C是描述根据本发明某个方面制造显示设备的方法的视 图；
图8A～8C是描述根据本发明某个方面制造显示设备的方法的视 图；
图9A和9B是描述根据本发明某个方面制造显示设备的方法的 视图；
图10A～10C是描述根据本发明某个方面制造显示设备的方法的 视图；
图11A和11B是描述根据本发明某个方面制造显示设备的方法 的视图；
图12A～12C是根据本发明某个方面的显示设备的横截面视图；
图13是描述根据本发明某个方面的液晶显示模块结构实例的横 截面视图；
图14A～14C是根据本发明某个方面的显示设备的顶视图；
图15A和15B是根据本发明某个方面的显示设备的顶视图；
图16是描述根据本发明某个方面制造显示设备的方法的视图；
图17A～17F是描述根据本发明某个方面可适用于EL显示板的 像素结构的电路图；
图18A和18B是描述根据本发明某个方面的显示板的顶视图；
图19是描述根据本发明某个方面的EL显示模块结构实例的横 截面视图；
图20A和20B是显示本发明某个方面应用于其中的电子设备的 图；
图21A～21D是显示本发明某个方面应用于其中的电子设备的 图；
图22是描述根据本发明某个方面的EL显示模块结构实例的横 截面视图；
图23是在图24中描述的EL显示板的等效电路图；
图24是描述根据本发明某个方面的EL显示板的顶视图；
图25是描述当在根据本发明某个方面的EL显示板中扫描线驱 动电路由TFT形成时的电路结构的视图；
图26是描述当在根据本发明某个方面的EL显示板中扫描线驱 动电路由TFT形成时的电路结构(移位寄存电路)的图；
图27是描述当在根据本发明某个方面的EL显示板中扫描线驱 动电路由TFT形成时的电路结构(缓冲电路)的图；
图28是描述可适用于本发明某个方面的液滴排放设备结构的 图；
图29是描述可适用于本发明某个方面的液滴排放注射法的图；
图30A～30D每个显示可以应用于本发明的发光元件的结构。
图2A～2C是描述本发明的某个方面的视图；
图3A～3C是描述根据本发明某个方面制造显示设备的方法的视 图；
图4A～4C是描述根据本发明某个方面制造显示设备的方法的视 图；
图5A～5C是描述根据本发明某个方面制造显示设备的方法的视 图；
图6A～6C是描述根据本发明某个方面制造显示设备的方法的视 图；
图7A～7C是描述根据本发明某个方面制造显示设备的方法的视 图；
图8A～8C是描述根据本发明某个方面制造显示设备的方法的视 图；
图9A和9B是描述根据本发明某个方面制造显示设备的方法的 视图；
图10A～10C是描述根据本发明某个方面制造显示设备的方法的 视图；
图11A和11B是描述根据本发明某个方面制造显示设备的方法 的视图；
图12A～12C是根据本发明某个方面的显示设备的横截面视图；
图13是描述根据本发明某个方面的液晶显示模块结构实例的横 截面视图；
图14A～14C是根据本发明某个方面的显示设备的顶视图；
图15A和15B是根据本发明某个方面的显示设备的顶视图；
图16是描述根据本发明某个方面制造显示设备的方法的视图；
图17A～17F是描述根据本发明某个方面可适用于EL显示板的 像素结构的电路图；
图18A和18B是描述根据本发明某个方面的显示板的顶视图；
图19是描述根据本发明某个方面的EL显示模块结构实例的横 截面视图；
图20A和20B是显示本发明某个方面应用于其中的电子设备的 图；
图21A～21D是显示本发明某个方面应用于其中的电子设备的 图；
图22是描述根据本发明某个方面的EL显示模块结构实例的横 截面视图；
图23是在图24中描述的EL显示板的等效电路图；
图24是描述根据本发明某个方面的EL显示板的顶视图；
图25是描述当在根据本发明某个方面的EL显示板中扫描线驱 动电路由TFT形成时的电路结构的视图；
图26是描述当在根据本发明某个方面的EL显示板中扫描线驱 动电路由TFT形成时的电路结构(移位寄存电路)的图；
图27是描述当在根据本发明某个方面的EL显示板中扫描线驱 动电路由TFT形成时的电路结构(缓冲电路)的图；
图28是描述可适用于本发明某个方面的液滴排放设备结构的 图；
图29是描述可适用于本发明某个方面的液滴排放注射法的图；
图30A～30D每个显示可以应用于本发明的发光元件的结构。
具体实施方式
本发明的实施方式将参考附随附图在下面详细描述。但是，本 发明并不局限于下面的描述，并且容易理解，各种改变和修改将对本 领域技术人员显然，除非这种改变和修改背离于本发明的内容和范 围。因此，本发明在下文所示的实施方式中并不局限于该描述而说 明。注意，在下文描述的本发明的结构中，不同附图中相同的参考数 字表示相同的部分或具有相同功能的部分，并且描述将不重复。
[实施方式1]
根据本发明的一种实施方式参考图1A～1F来描述。两个实例在 图1A～1F中显示。它们中一个是通过图1A，1B和1C到达图1F的 实例，而另一个是通过图1A，1D和1E到达图1F的实例。
本发明的一个特征在于制造显示板所需的图案中至少一个或多 个，例如布线层、形成电极的导电层或者形成预先确定图案的掩模层 由能够选择性形成图案的方法形成以制造显示设备。液滴排放(涂 敷)法(也称作喷墨法，取决于其方式)，其中导电层、绝缘层等形 成并且预先确定的图案可以通过选择性地排放(涂敷)为特定目的而 混合的一滴复合物而形成，用作能够选择性形成图案的方法。另外， 也可以使用能够转印或绘制图案的方法，例如各种印刷方法(形成图 案的方法，例如丝网(油印)印刷、胶版(平版)印刷、凸版印刷或 凹版(铜版印刷)等。
在该实施方式中，使用通过排放(涂敷)作为液滴的包含流体 图案形成材料的复合物来形成图案的方法。图案通过将由包含图案形 成材料的复合物形成的液滴排放到图案形成区域，并且通过执行烘 培、烘干等以固定来形成。根据本发明，预处理在图案形成区域上执 行。
用于形成图案的液滴排放设备的一种方式在图28中显示。液滴 排放装置1403的头1405和1412的每个连接到控制装置1407，并且 由计算机1410控制，使得可以绘制预定图案。绘制的位置可以基于 例如在衬底1400上形成的标记1411而确定。作为选择，参考点可以 基于衬底1400的边缘而固定。参考点由成像装置1404检测，并且在 图像处理装置1409处变成数字信号。然后，数字信号由计算机1410 识别，并且控制信号产生并发送到控制装置1407。作为成像装置 1404，利用电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物晶体管 (CMOS)等的成像传感器可以使用。当然，关于在衬底1400上形 成的图案的信息存储在存储介质1408中，并且控制信号基于该信息 发送到控制装置1407，使得液滴排放装置1403的每个头1405和 1412可以单独控制。每个头1405和1412提供有通过导管从材料供 给源1413和1414排放的材料。
头1405拥有如由虚线1406所示具有充满液体材料的空间和作 为排放口的喷嘴的内部结构。虽然没有显示，头1412具有与头1405 类似的内部结构。头1405和1412的大小彼此不同，并且不同材料可 以同时绘制以具有不同的宽度。导电材料、有机材料、无机材料等可 以从一个头排放并绘制。当液滴绘制在宽阔区域例如层间绝缘膜上 时，一种材料同时从多个喷嘴排放以提高通过量，从而绘制可以执 行。当使用大尺寸衬底时，头1405和1412可以在由箭头指示的方向 上在衬底上自由地扫描，并且绘制区域可以自由地设置。因此，多个 相同图案可以绘制在一个衬底上。
在使用液滴排放法的导电层等的图案形成方法中，图案如下形 成。以微粒形状处理的图案形成材料被排放，并且通过焊接而焊接或 连接，通过执行烘培以固化图案形成材料。因此，虽然由溅射法等形 成的图案经常显示柱状结构，图案经常显示具有许多晶粒间界的多晶 态。
根据本发明，如图1A～1F所示，使用光的照射处理作为预处理 在图案形成区域和与其相邻的区域上执行以执行选择性修改表面的处 理。包含图案形成材料的复合物然后附加到修改表面以形成图案。
用于修改处理的光包括，但不局限于，红外光、可见光、或紫 外光或者其组合。例如，可以使用从紫外线灯、黑光灯、卤素灯、金 属卤化物灯、氙弧灯、碳弧灯、高压钠灯或高压汞灯发出的光。灯光 源可以激活长达所需时间，或者可以激活多于一次。
另外，可以使用激光，并且作为激光振荡器，可以使用可以振 荡紫外光、可见光或红外光的激光振荡器。作为激光振荡器，KrF、 ArF、XeCl、Xe等的准分子激光振荡器；He、He-Cd、Ar、He- Ne、HF等的气体激光振荡器；使用掺杂有Cr、Nd、Er、Ho、Ce、 Co、Ti或Tm的晶体例如YAG、GdVO4、YVO4、YLF或YAlO3的 固体激光振荡器；或者GaN、GaAs、GaAlAs、InGaAsP等的半导 体激光振荡器可以使用。作为固体激光振荡器，优选地应用基波的第 一高谐波至第三高谐波。包括遮光器、反光器例如镜子或半透明反射 镜，以及柱面透镜或凸透镜的光学系统可以用于控制从激光振荡器发 出的激光的形状或路线。
衬底可以为选择性光照射而移动，或者光可以为照射而在x-y 方向上移动。在这种情况下，多边形镜面或电流镜优选地在光学系统 中使用。
在该实施方式中，照射区域用光照射以修改和改变区域的润湿 度。因此，形成相对于图案形成材料具有不同润湿度的图案形成区域 和与其相邻的区域。相对于图案形成材料的区域的润湿度可以具有相 对差异，作为图案形成区域和与其相邻的图案没有形成的区域(非图 案形成区域)的润湿度之间的差异。具有不同润湿度的区域具有包含 图案形成材料的复合物的不同接触角。相对于包含图案形成材料的复 合物具有较大接触角的区域是具有较低润湿度的区域(在下文，也称 作“低润湿度区域”)，而相对于包含图案形成材料的复合物具有较小 接触角的区域是具有高润湿度的区域(在下文，也称作“高润湿度区 域”)。这是因为当接触角大时，具有流动性的液体复合物不会蔓延 并且由区域表面驱逐；因此，表面不湿；而当接触角小时，具有流动 性的复合物在表面上蔓延，并且表面是湿的。因此，具有不同润湿度 的区域具有不同的表面能。低润湿度区域的表面具有低的表面能，而 高润湿度区域的表面具有高的表面能。在本发明中，具有不同润湿度 的区域之间接触角的差是30°或更多，优选地40°或更多。
在该实施方式中，使用光的照射处理执行以形成具有不同润湿 度的区域。物质在图案形成区域和与其相邻的区域上形成，并且选择 性增强润湿度的处理和选择性降低润湿度的处理使用光来执行。在该 实施方式中，具有低润湿度的物质在图案形成区域和与其相邻的区域 上形成，并且能够分解具有低润湿度的物质的光被照射以分解并去除 处理区域中具有低润湿度的物质。因此，处理区域的润湿度增强，并 且形成高润湿度区域。所以，包含在高润湿度区域中的低润湿度物质 的浓度(例如，具有减小润湿度的效应的氟碳化合物链的浓度、数目 或量)变得低于低润湿度区域中。具有低润湿度的物质可以是包含具 有减小低润湿度的效应的材料的物质。减小润湿度的材料由光照射处 理分解和损坏以抵销减小润湿度的效应。
根据本发明，主体通过将背面暴露于光而使用通过提供有主体 的物质(衬底)的光照射从而以更好的可控性精确地形成具有不同润 湿度的区域。在该实施方式中，掩模预先在具有透光性质的衬底上形 成，并且具有低润湿度的物质在其上形成。除掩模区域之外的区域的 具有低润湿度的物质中减小润湿度的材料通过用来自具有透光性质的 衬底一侧的光照射而分解。在掩模上形成的具有低润湿度的物质不用 光照射；因此，具有不同润湿度的区域以更好的可控性形成。光需要 具有由具有低润湿度的物质吸收的波长。但是，具有大能量波长为 200nm或更小的光，例如紫外光，依赖于物质而需要；因此，选择 范围狭窄。此外，在由具有透光性质的衬底吸收的波长的情况下，光 吸收到具有透光性质的衬底中，而主体不用光照射；因此，表面不能 修改。另外，同样需要执行多次照射以执行充分的处理；因此，装置 或处理所需的成本或时间增加，使得生产效率降低。
因此，在本发明中，具有光波长范围内的吸收范围的光吸收材 料混合到主体以便提高光照射的处理效率。具有光波长范围内的吸收 范围的光吸收材料吸收照射的光并且发出(辐射)热能等到周围区 域。发出的能量与周围物质反应。结果，物质性质改变和修改。根据 本发明，光的选择范围加宽，因为光吸收材料可以根据光的波长来选 择。因此，具有不由形成主体的物质吸收的范围的波长可以选择，并 且可以执行以更好的可控性执行表面照射处理的光照射。另外，甚至 当光自身具有较低能量时处理可以充分地执行，因为光的照射效率也 可以增强。因此，装置或处理简化且成本或时间减少，这导致增强生 产率。
在该实施方式中，将显示以更好的可控性形成布线图案的实 例。首先，掩模70在具有透光性质的衬底50上形成(图1A)。因 为掩模70被制造以用作阻挡光的掩模，需要使用几乎不透光的材 料。在该实施方式中，绝缘材料用于掩模70，而导电材料用于在掩 模70上形成的图案75a和图案75b。在这种情况下，掩模70用作电 绝缘包括图案75a和图案75b的布线的绝缘体。在导电材料用于掩模 70、图案75a和图案75b的情况下，如果绝缘层在掩模70以及图案 75a和图案75b之间形成，并且绝缘层根据本发明预处理，布线可以 形成以具有层压结构。
在该实施方式中，光吸收材料53或光吸收材料63添加到具有 低润湿度的物质52。具有低润湿度的物质与光吸收材料的混合物混 合到液态的溶剂等中，因为混合物通过使用液滴排放法选择性排放而 形成。但是，形成方法并不局限于该实施方式，因为物质可以附加到 形成区域和与其相邻的区域。例如，混合物可以由溶胶凝胶法例如浸 涂法、旋涂法、或离子电镀法、离子束法、CVD法、溅射法、RF磁 控管溅射法、等离子热喷涂法、或等离子喷涂法形成。当由涂敷法例 如浸涂法或旋涂法形成时，并且当溶剂应当去除时，可以执行烘培或 烘干。当使用直接在形成区域和与其相邻的区域上形成图案的方法例 如液滴排放法时，成本可以缩减，因为材料可用性增强。
当可溶解在具有低润湿度的物质52中的物质例如染料用作光吸 收材料时，添加在具有低润湿度的物质52中的光吸收材料溶解在具 有低润湿度的物质52中以变成具有低润湿度的液体复合物，并且作 为液滴55从排放设备54排放到衬底50上以形成具有低润湿度的复 合物51，如图1B中所示。
具有低润湿度的复合物51用来自光源56通过衬底50的光59 照射(参看图1C)。包含在具有低润湿度的复合物51中的光吸收材 料具有光波长内的吸收范围。因此，光吸收材料吸收照射的光并且辐 射能量例如热量。具有低润湿度的复合物由辐射能量分解和损坏以增 强处理区域中的润湿度。掩模70上具有低润湿度的复合物的表面不 处理，因为掩模70的形成区域由掩模70阻挡。因此，形成作为具有 高润湿度的区域的高润湿度区域57a和57b，并且形成区域和与其相 邻的区域具有不同的润湿度。因此，没有处理的区域具有比较低的润 湿度，以作为低润湿度区域58。
在形成具有不同润湿度的区域之后，包含在具有低润湿度的复 合物中的光吸收材料可以使用酒精或水冲洗并去除。在这种情况下， 仅光吸收材料被去除。因此，应当使用具有高选择比的溶剂以便不溶 解具有低吸收度的物质52。在该实施方式中，冲洗使用溶解光吸收 材料53的溶剂执行以去除光吸收材料53，从而形成低润湿度区域 71，高润湿度区域72a和72b(参看图1F)。
图1B显示光吸收材料可溶解在具有低润湿度的物质52中的情 况，而光吸收材料不能溶解的情况例如着色剂在图1D和1E中显 示。光吸收材料63作为微粒包含在具有低润湿度的物质52中，因为 光吸收材料63不能溶解在具有低润湿度的物质52中。光吸收材料通 过作为微粒分散而包含于其中的复合物作为液滴65从排放设备64排 放到衬底50上以形成具有低润湿度的复合物61。在这种情况下，应 当使用小于处理区域的微粒。这是因为处理区域的最小值由微粒的大 小确定，因为从微粒发出的能量影响周围物质。
光69从光源66通过衬底50照射以形成低润湿度区域68，以及 高润湿度区域67a和67b(参看图1E)。类似地，光吸收材料63使 用溶解光吸收材料63的溶剂冲洗以去除光吸收材料63，从而形成低 润湿度区域71，以及高润湿度区域72a和72b(参看图1F)。
然后，包含图案形成材料的液滴74从液滴排放设备73的喷嘴 排放到作为形成区域的高润湿度区域72a和72b。排放的液滴74在 高润湿度区域72a和72b中形成而不粘附到低润湿度区域71(参看 图2B)。甚至当图案形成材料取决于液滴从其排放的喷嘴的排放口 大小或排放口的扫描能力而不能精确地排放时，通过在形成区域上执 行增强润湿度的处理，液滴仅附加到形成区域以形成期望图案75a和 75b(参看图2C)。这是因为形成区域和与其相邻的区域具有不同的 润湿度；因此，液滴在低润湿度区域中驱逐以保持在具有较高润湿度 的形成区域中。换句话说，液滴由低润湿度区域驱逐；因此，高润湿 度区域和低润湿度区域之间的边界用作隔墙(堤)。因此，甚至包含 具有流动性的图案形成材料的复合物可以保持在高润湿度区域中；从 而，图案可以形成以具有期望的形状。
根据本发明，当形成例如电极层等的细微图案时，即使当液滴 的排放口有点大时，液滴也不会在形成区域上蔓延，因此，导电层可 以仅在形成区域中形成，并且可以防止由除形成区域之外的区域中的 形成而引起的缺陷例如短路。另外，布线的薄膜厚度可以控制。如在 该实施方式中，当物质表面由来自衬底一侧的光照射改造时，除了以 更好的可控性形成图案之外，大面积可以处理；从而，生产效率提 高。通过结合液滴排放法，与由旋涂法等的整个表面涂敷形成相比较 材料损耗可以避免；因此，成本可以减少。根据本发明，图案可以更 好的可控性形成，甚至在布线等因小型化和较薄薄膜形成而整体且杂 乱地提供的情况下。
在该实施方式中，具有低润湿度的复合物作为预处理形成。薄 膜可以取决于形成条件而非常薄，使得物质可能不具有薄膜形式。
增强润湿度的处理被执行以使得保持排放的液滴在区域上的强 度(也称作“粘附性”或“固定强度”)强于其周围，这与通过改造该区 域来增强与液滴的粘附等效。仅与液滴接触并保持液滴的表面可以具 有润湿度，而整个薄膜不一定具有类似的性质。
在形成图案之后改变作为预处理形成的润湿度的物质可以保 留，或者多余部分可以在形成图案之后去除。图案可以用作掩模，并 且使用氧气等的灰化、刻蚀等可以用于去除。
作为形成低润湿度区域的溶液的复合物实例，使用以化学式 Rn-Si-X(4-n)(n＝1，2，3)表示的硅烷偶联剂。这里，R表示包含 比较不活跃基团例如烷基的物质。此外，X包括水解基团例如卤素、 甲氧基、乙氧基、醋酸基，其可以通过缩合与物质表面上的羟基或吸 收性水结合。
通过使用氟代烷基用于R的基于氟的硅烷偶联剂(氟代烷基硅 烷(在下文称作FAS))作为硅烷偶联剂的典型实例，润湿度可以 降低。FAS的R具有以(CF3)(CF2)x(CH2)y(x：0～10的整数，y：0～4 的整数)表示的结构。在多个R或X结合到Si的情况下，R或X可 以全部相同或不同。氟代烷基硅烷例如七癸氟代四氢癸基三乙氧基硅 烷，七癸氟代四氢癸基三氯硅烷，三癸氟代四氢辛基三氯硅烷，三氟 代丙基三甲氧基硅烷可以作为FAS给出。
作为具有低润湿度的物质，可以使用不具有硅烷偶联剂中用于 R的氟碳化合物链而具有烷基的物质。例如八癸基三甲氧基硅烷等可 以用作有机硅烷。
作为形成低润湿度区域的溶液的溶剂，可以使用基于碳氢化合 物的溶剂例如n-戊烷，n-乙烷，n-庚烷，n-辛烷，n-癸烷，双环戊 烷，苯，甲苯，二甲苯，四甲基苯，茚，四氢化萘，十氢化萘，角鲨 烯，四氢呋喃，二氧己环，乙醇，二甲基亚砜等。
作为形成低润湿度区域的溶液的复合物实例，可以使用具有氟 碳化合物链的物质(含氟树脂)。作为含氟树脂，聚四氟乙烯 (PTFE：聚四氟乙烯树脂)，全氟代烷氧基链烷(PFA：四氟乙烯- 全氟代烷基乙烯醚共聚物树脂)，全氟代乙烯-丙烯共聚物(PFEP； 四氟乙烯-六氟丙烯共聚物树脂)，乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE； 四氟乙烯-乙烯共聚物树脂)，聚偏二氟乙烯(PVDF；聚偏二氟乙烯 树脂)，聚三氟氯乙烯(PCTFE；聚三氟氯乙烯树脂)，乙烯-三氟 氯乙烯共聚物(ECTFE；聚三氟氯乙烯-乙烯共聚物树脂)，聚四氟 乙烯-全氟代二氧杂环戊烯共聚物(TFE/PDD)，聚氟乙烯(PVF： 氟乙烯树脂)等可以使用。
另外，不形成低润湿度区域(换句话说，形成高润湿度区域) 的有机材料可以用来通过随后使用CF4等离子等执行处理来形成低润 湿度区域。例如，可以使用可溶树脂例如聚乙烯醇(PVA)混合到溶 剂例如H2O中的材料。另外，PVA可以与另一种可溶树脂混合，也 可以使用。使用基于由有机材料(有机树脂材料)(聚酰亚胺，丙烯 酸)，硅(Si)和氧(O)的键构造，并且包括至少氢(例如烷基或 芳香烃)作为取代基的有机基团。作为选择，氟代基团可以用作取代 基。此外作为选择，包含至少氢和氟代基团的有机基团可以用作取代 基。甚至当使用具有低润湿度表面的材料时，润湿度可以通过执行等 离子处理等而进一步减小。
基膜可以形成以提高图案和形成区域的粘附性。例如，当包含 银的导电材料作为掩模70涂敷到衬底以形成银布线时，氧化钛薄膜 可以作为导电薄膜在衬底上形成以提高粘附性。氧化钛薄膜具有与待 形成的包含银等的导电材料的更好粘附性，从而增强可靠性。
作为光吸收材料，可以使用有机材料、无机材料、包含无机材 料和有机材料的物质等，并且可以选择具有待使用的光波长内的吸收 范围的光吸收材料。它可能是导电材料例如金属或绝缘材料例如有机 树脂。作为无机材料，铁、金、铜、硅或锗，作为有机材料，塑料例 如聚酰亚胺或丙烯酸、颜料等可以使用。例如，作为与具有532nm 波长的光相对应的颜料，若丹明B、曙光红Y、甲基橙、玫瑰红等， 以及作为与具有300nm～400nm范围波长的光相对应的颜料，香豆素 (香豆素6H、香豆素30、香豆素102、香豆素152、香豆素153、香 豆素545T等)、Bis-MSB(1，4-双(o-甲基苯乙烯基)苯的缩写)分别 可以使用。作为颜料，炭黑、着色剂的黑树脂等也可以使用。作为另 一种颜料，若丹明6G、二氰基亚甲基吡喃衍生物(DCM)等可以使 用。
作为光吸收材料，具有光催化作用的物质(在下文也称作光催 化物质)可以使用。光催化物质具有光催化活性；因此，光催化物质 通过被照射而激活并且物质表面可以由其能量修改。
氧化钛(TiOX)、钛酸锶(SrTiO3)、硒化镉(CdSe)、钽酸 钾(KTaO3)、硫化镉(CdS)、氧化锆(ZrO2)、氧化铌 (Nb2O5)、氧化锌(ZnO)、氧化铁(Fe2O3)、氧化钨(WO3) 期望用于光催化物质。光催化物质可以用紫外光范围内(具有 400nm或更小，优选地380nm或更小的波长)的光照射以产生光催 化活性。
根据本发明，期望的图案可以更好的可控性形成，并且材料损 耗和成本可以减少。因此，高性能且高度可靠的发光显示设备可以更 好的产量制造。
[实施方式2]
根据本发明的实施方式参考图3A～3C，图4A～4C，图5A～5C， 图6A～6C，图7A～7C，图8A～8C，图9A和9B，图14A～14C，以及 图15A和15B来描述。更详细地，描述制造具有本发明应用于其中 的通道刻蚀型薄膜晶体管的显示设备的方法。图3～8中的图A指示 显示设备像素部分的顶视图，图3～8中的图B显示沿着图3～8中的 图A中的线A-C而获取的横截面视图，以及图3～8中的图C显示沿 着图3～8中的图A中的线B-D而获取的横截面视图。
图14A是显示根据本发明的显示板结构的顶视图。像素2702以 矩阵排列的像素部分2701，扫描线输入端子2703，和信号线输入端 子2704在具有绝缘表面的衬底2700上形成。像素的数目可以根据各 种标准确定。XGA的像素数目可以是1024×768×3(RGB)，UXGA的 像素数目可以是1600×1200×3(RGB)，以及全规模高清晰度的像素数 目可以是1920×1080×3(RGB)。
像素2702通过交叉从扫描线输入端子2703延伸的扫描线和从 信号线输入端子2704延伸的信号线而以矩阵排列。像素2702的每个 提供有开关元件和连接到那里的像素电极。开关元件的典型实例是 TFT。TFT的栅电极连接到扫描线，并且其源极或漏极连接到信号 线，这使得每个像素能够由从外部输入的信号独立控制。
TFT包括半导体层、栅极绝缘层和栅电极层作为其主要组成部 分。连接到在半导体层中形成的源极-漏极区域的布线层也包括在 TFT中。半导体层、栅极绝缘层和栅电极层从衬底一侧排列的顶部 栅极型，栅电极层、栅极绝缘层和半导体层从衬底一次排列的底部栅 极型等显示为TFT的典型结构。但是，任何一种结构可以在本发明 中使用。
由汽相生长法或溅射法使用典型为硅烷或锗烷的半导体材料气 体制造的非晶半导体(在下文也称作“AS”)；通过利用光能或热能 结晶非晶半导体而形成的多晶半导体；半结晶(也称作微晶或微晶 体)半导体(在下文也称作“SAS”)等可以用作形成半导体层的材 料。
SAS意思是具有非晶结构和结晶结构(包括单晶体和多晶体) 之间的中间结构并且具有在自由能方面稳定的第三状态的半导体，并 且包括具有短程有序和晶格畸变的结晶区。0.5nm～20nm范围的结晶 区可以在薄膜中至少一部分区域中观察到。当硅作为主要成分而包含 时，拉曼光谱移动到低于520cm-1的频率侧。由硅的晶格引起的 (111)或(220)的衍射峰在X射线衍射中观察到。至少1原子％ 或更多的氢或卤素包含以终止不饱和键。SAS通过在硅化物气体上 执行辉光放电分解(等离子CVD)而形成。SiH4作为典型硅化物气 体而给出。另外，Si2H6，SiH2Cl2，SiHCl3，SiCl4，SiF4等也可以用 作硅化物气体。此外，F2或GeF4可以混合。该硅化物气体可以用 H2，或者H2以及He，Ar，Kr和Ne的一种或多种稀有气体元素稀 释。稀释比在2倍至1000倍的范围。压力大约在0.1Pa至133Pa的 范围，且电力频率在1MHz至120MHz，优选地13HMz至60MHz 的范围。衬底加热温度优选地为300℃或更低，并且薄膜也可以在 100℃至200℃范围的温度形成。期望地，大气组成杂质例如氧、氮 或碳为1×1020原子/cm-3或更低，作为当形成薄膜时在薄膜中吸收的 杂质元素；特别地，氧浓度为5×1019原子/cm-3或更低，优选地 1×1019原子/cm-3或更低。优选的SAS可以通过添加稀有气体元素例 如氦、氩、氪或氖来进一步促进晶格畸变以增强稳定性而获得。另 外，包含基于氢的气体的SAS层可以作为半导体层而层压在包含基 于氟的气体的SAS层上。
图14A显示控制由外部驱动电路输入到扫描线和信号线的信号 的显示板的结构。此外，驱动IC 2751可以由COG(玻璃覆晶)方 法装配在衬底2700上，如图15A中所示。作为另一种实施方式，如 图15B中所示的TAB(卷带自动接合)方法也可以使用。驱动IC可 以包括单晶半导体衬底或由TFT在玻璃衬底上形成的电路。在图 15A和15B中，驱动IC 2751连接到FPC(柔性印制电路)2750。
当提供在像素中的TFT由SAS形成时，扫描线驱动电路3702 可以整体地形成在衬底3700上，如图14B中所示。在图14B中，像 素部分3701以与图14A中相同的方式由连接到信号线输入端子3704 的外部驱动电路控制。当提供在像素中的TFT由多晶(微晶)半导 体、具有高迁移率的单晶半导体等形成时，像素部分4701、扫描线 驱动电路4702和信号线驱动电路4704在图14C中可以整体地形成 在衬底4700上。
由硼硅酸钡玻璃、硼硅酸铝玻璃等形成的玻璃衬底；石英衬 底；硅衬底；金属衬底；不锈钢衬底；或可以承受制造过程处理温度 的塑料衬底用于具有透光性质的衬底100。具有透光性质的衬底100 的表面可以由CMP等抛光以平面化。另外，绝缘层可以在具有透光 性质的衬底100上形成。绝缘层由已知方法例如CVD法、等离子 CVD法、溅射法或旋涂法使用包含硅的氧化物材料或氮化物材料由 单层或薄片层形成。绝缘层不一定形成；但是，它具有阻挡污染物进 入具有透光性质的衬底100的效应。在本发明中，在修改包含光吸收 材料的物质表面时，光从包含光吸收材料的物质形成于其上的具有透 光性质的衬底100一侧通过衬底100照射。因此，具有透光性质的衬 底100需要是透射足够的光以修改包含光吸收材料的物质表面的物 质。
栅电极层103和栅电极层104在具有透光性质的衬底100上形 成。栅电极层103和栅电极层104可以由CVD法、溅射法、液滴排 放法等形成。栅电极层103和栅电极层104可以由选自Ta、W、 Ti、Mo、Al和Cu的元素，合金材料或主要包含该元素的复合物材 料形成。作为选择，典型为掺杂有杂质元素例如磷的多晶硅薄膜的半 导体薄膜，或者AgPdCu合金可以使用。单层结构或层压结构可以 使用。例如，氮化钨(TiN)薄膜和钼(Mo)薄膜的两层结构，或 者50nm厚的钨薄膜、500nm厚的铝和硅的合金(Al-Si)薄膜以及 30nm氮化钛薄膜的三层结构顺序层压。此外，在三层结构的情况 下，可以使用氮化钨代替第一导电薄膜的钨，可以使用铝和钛的合金 (Al-Ti)薄膜代替第二导电薄膜的硅和铝的合金(Al-Si)薄膜，以 及可以使用钛薄膜代替第三导电薄膜的氮化钛薄膜。
在栅电极层103和栅电极层104需要形成图案的情况下，图案 形成可以在形成掩模之后通过干法刻蚀或湿法刻蚀来执行。电极层可 以通过适当地控制刻蚀条件(施加到盘绕式电极的电功率的量，施加 到衬底侧电极的电功率的量，衬底侧电极的温度等)使用ICP(电感 耦合等离子体)刻蚀法而刻蚀以具有期望的锥形。注意，基于氯的气 体，典型为Cl2，BCl3，SiCl4和CCl4；基于氟的气体，典型为CF4， SF6和NF3；或O2可以适当地用于刻蚀气体。
用于图案形成的掩模可以通过选择性地排放组成物而形成。图 案形成步骤可以通过这样选择性地形成掩模来简化。树脂材料例如环 氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、酚醛清漆树脂、三聚氰胺树脂或氨 基甲酸酯树脂用于掩模。另外，掩模可以由液滴排放法使用有机材料 例如苯并环丁烯、聚对二甲苯、闪耀或透光聚酰亚胺；由例如基于硅 氧烷聚合物的聚合而制成的复合物材料；包含水溶性均聚物和水溶性 共聚物的合成材料等形成。作为选择，包含光敏剂的可商业获得的抗 蚀剂材料可以使用。例如，作为光敏剂的典型正型抗蚀剂例如酚醛清 漆树脂和重氮萘醌复合物，或者负型抗蚀剂例如基础树脂和二苯基硅 二醇以及酸产生剂可以使用。在使用任何材料时，表面张力和粘度通 过调节溶剂浓度或增加表面活性剂等适当地控制。
在该实施方式中，栅电极层103和栅电极层104由液滴排放装 置形成。液滴排放装置是具有排放液滴装置的装置的一般术语，例如 具有复合物排放口的喷嘴或装配有一个或多个喷嘴的头。包含在液滴 排放装置中的喷嘴的直径设置在0.02μm～100μm(优选地，30μm或 更小)的范围中，并且从喷嘴排放的复合物的量设置为 0.001pl～100pl(优选地，0.1pl～40pl，更优地，10pl或更小)的范围 中。排放的组成物的量与喷嘴的直径大小成比例地增加。此外，优选 地，待处理主体与喷嘴的排放口之间的距离尽可能地短，以便将液滴 滴落在期望位置上。有利地，距离近似设置为大约0.1mm～3mm(更 优地，1mm或更小)的范围中。
对于从排放口排放的复合物，使用溶解或分散在溶剂中的导电 材料。导电材料是金属例如Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、 W或Al的细微微粒或分散纳米微粒，金属例如Cd或Zn的硫化 物，Fe、Ti、Si、Ge、Zr、Ba等的氧化物，或卤化银。导电材料可 以是用作透明导电薄膜的氧化铟锡(ITO)，由氧化铟锡和氧化硅形 成的ITSO、有机铟、有机锡、氧化锌、氮化钛等。一种元素或多种 元素的微粒可以用作导电材料。但是，对于从排放口排放的复合物， 考虑特定的电阻值，优选地使用溶解或分散在溶剂中的金、银和铜的 材料的任何一种。更优地，使用具有低电阻值的银或铜。当使用银或 铜时，阻挡膜可以另外作为防止杂质的对抗措施而提供。氮化硅薄膜 或镍硼(NiB)可以用于该阻挡膜。
另外，可以使用导电材料由另一种导电材料涂敷以形成多层的 微粒。例如，铜用镍硼(NiB)涂敷，其进一步用银涂敷的三层结构 微粒可以使用。关于溶剂，酯例如醋酸丁酯和醋酸乙酯；醇例如异丙 醇和乙醇；有机溶剂例如甲基乙基酮和丙酮等可以使用。复合物的粘 度优选地为20mPa·S或更小。这防止复合物干燥，或组成物平滑地 从排放口排放。复合物的表面张力优选地为40mN/m或更小。但 是，复合物等的粘度可以根据使用的溶剂和应用而适当地控制。例 如，ITO、有机铟、或有机锡溶解或分散在溶剂中的复合物的粘度可 以设置为5mPa·S～20mPa·S，银溶解或分散在溶剂中的复合物的粘度 可以设置为5mPa·S～20mPa·S，以及金溶解或分散在溶剂中的组成物 的粘度可以设置为5mPa·S～20mPa·S。
导电层可以通过层压多个导电材料来形成。另外，导电层可以 由液滴排放装置使用银作为导电材料而形成；此后，它可以用铜等电 镀。电镀可以通过电镀或化学(无电)电镀法来执行。电镀可以通过 将衬底表面浸渍在充满具有电镀材料的溶液的容器中来执行。具有电 镀材料的溶液可以应用使得溶液在衬底表面上流动，衬底倾斜地(或 垂直地)放置。当电镀通过应用溶液且衬底垂直放置而执行时，存在 小型化处理装置的优点。
为了防止阻塞喷嘴和制造高清晰度图案，导电材料微粒直径优 选地尽可能地小，虽然它取决于每个喷嘴的直径、期望的图案形状 等。优选地，导电材料的微粒直径为0.1μm或更小。复合物由已知 方法例如电解法、喷雾法、湿还原法等形成，其微粒大小典型地为 0.01μm～10μm的范围。但是，当使用气体蒸发法时，使用分散剂保 护的纳米分子是微小的，大约7nm。当微粒的每个表面用涂层覆盖 时，纳米微粒在溶剂中不粘结并且在室温下均匀地分散在溶剂中，并 且显示与液体类似的性质。因此，优选地使用涂层。
在本发明中，因为主体通过利用图案形成区域和与其相邻的区 域之间相对于流体复合物的润湿度差异而处理以具有期望图案形状， 即使当主体注定被处理时，复合物具有流动性是必需的。但是，排放 复合物的处理可以在低压下执行，如果没有省去其流动性。另外，当 处理在低压下执行时，氧化物薄膜等不在导电材料表面上形成；因 此，这是优选的。在排放复合物之后，烘干和烘培的任何一个步骤或 两个步骤执行。烘干和烘培的每个步骤是热处理步骤。例如，烘干在 100℃执行三分钟，而烘培在200℃～350℃范围的温度下执行15分 钟～30分钟，其每个具有不同的目的、温度和时期。烘干和烘培的步 骤由激光照射、快速热退火、加热炉等在常压或低压下执行。注意， 热处理的时间没有特别限制。衬底可以加热以有利地执行烘干和烘培 的步骤。此时衬底的温度取决于衬底的材料等，但是典型地在 100℃～800℃(优选地，200℃～350℃)。根据这些步骤，纳米微粒 变得彼此接触，并且熔化和焊接通过硬化和收缩外围树脂以及蒸发复 合物中的溶剂或者化学地去除分散剂来加速。
连续波或脉冲波气体激光器或固体激光器可以用于激光照射。 准分子激光器、YAG激光器等可以作为前者气体激光器而给出，而 使用掺杂有Cr、Nd等的YAG或YVO4GdVO4等的晶体的激光器可 以作为后者固体激光器而给出。注意，优选地，关于激光的吸收使用 连续波激光器。而且，组合脉冲波和连续波的所谓混合激光照射法可 以使用。但是，优选地，由激光照射的热处理取决于衬底100的耐热 性在几微秒至几十秒内瞬时执行，使得衬底100不被损坏。快速热退 火(RTA)通过在惰性气体气氛中快速地升高温度并且使用发出紫 外至红外光的红外线灯或卤素灯加热几微秒至几分钟来执行。因为处 理瞬时执行，仅顶面上的薄膜可以基本上加热而较低层薄膜不受影 响。换句话说，甚至具有低耐热性的衬底例如塑料衬底不受影响。
在通过液滴排放法排放复合物来形成栅电极层103和104之 后，其表面可以通过使用压力压制它而平面化以增加其平面性。作为 压制方法，凹陷处和凸起处可以通过使得滚筒形物体在表面上扫描而 变平滑，或者表面可以使用平板形物体垂直压制。加热步骤可以在压 制时执行。作为选择，表面上的凹陷处和凸起处可以通过使用溶剂等 软化或熔化表面来使用空气刮刀去除。CMP方法也可以用于抛光表 面。该步骤可以适用于当凹陷处和凸起处由液滴排放法产生时平面化 表面。
随后，栅极绝缘层106在栅电极层103和104上形成(参看图 3A～3C)。栅极绝缘层106需要具有透光性质使得当在栅极绝缘层 106上形成的包含光吸收材料的物质表面被修改时光透射。栅极绝缘 层106可以由已知材料例如硅的氧化物或氮化物材料形成，并且可以 是薄片层或单层。在该实施方式中，使用氮化硅薄膜、氧化硅薄膜和 氮化硅薄膜的三层薄片层。作为选择，可以使用它们或氧氮化硅薄膜 的单层，或者两层的薄片层。具有微小薄膜质量的氮化硅薄膜可以优 选地使用。在使用银、铜等用于由液滴排放法形成的导电层，然后， 在其上形成氮化硅薄膜或NiB薄膜作为阻挡膜的情况下，氮化硅薄 膜或NiB薄膜在防止杂质扩散和平面化表面方面是有效的。注意， 稀有气体元素例如氩优选地包含在反应气体中，并且优选地混合到顺 序形成的绝缘膜中，以在低薄膜形成温度下形成具有很少栅极泄漏电 流的微小绝缘膜。
作为形成源/漏电极层的预处理，图案形成区域被修改以相对于 与其相邻的区域具有不同的润湿度。在该实施方式中，具有低润湿度 的物质形成，并且润湿度由使用光的照射处理选择性地改变以形成高 润湿度区域和低润湿度区域。润湿度的差异可以由接触角确认并且优 选地是40℃或更高。在本发明中，具有待照射光波长内的吸收范围 的光吸收材料添加(混合)到主体中以提高光的照射处理效率。
在该实施方式中，颜料用作光吸收材料。由具有低润湿度的物 质形成的具有低润湿度的复合物101a和101b以及颜料在衬底100上 形成(参看图4A～4C)。
作为形成低润湿度区域的溶液的复合物实例，使用以化学式Rn- Si-X(4-n)(n＝1，2，3)表示的硅烷偶联剂。这里，R表示包含比较不 活跃基团例如烷基的物质。此外，X包括水解基团例如卤素、甲氧 基、乙氧基或醋酸基，其可以通过缩合与物质表面上的羟基或吸收性 水结合。
通过使用氟代烷基用于R的基于氟的硅烷偶联剂(氟代烷基硅 烷(在下文称作FAS))作为硅烷偶联剂的典型实例，润湿度可以 降低。FAS的R具有以(CF3)(CF2)x(CH2)y(x：0～10的整数，y：0～4 的整数)表示的结构。在多个R或X结合到Si的情况下，R或X可 以全部相同或不同。氟代烷基硅烷例如七癸氟代四氢癸基三乙氧基硅 烷，七癸氟代四氢癸基三氯硅烷，三癸氟代四氢辛基三氯硅烷，三氟 代丙基三甲氧基硅烷可以作为FAS给出。
作为形成低润湿度区域的溶液的溶剂，使用形成低润湿度区域 的溶剂，例如基于碳氢化合物的溶剂，四氢呋喃等，也就是n-戊 烷，n-乙烷，n-庚烷，n-辛烷，n-癸烷，双环戊烷，苯，甲苯，二甲 苯，四甲基苯，茚，四氢化萘，十氢化萘，角鲨烯等。
作为形成低润湿度区域的溶剂的复合物实例，可以使用具有氟 碳化合物链的材料(含氟树脂)。作为含氟树脂，聚四氟乙烯 (PTFE：聚四氟乙烯树脂)，全氟代烷氧基链烷(PFA：四氟乙烯- 全氟代烷基乙烯醚共聚物树脂)，全氟代乙烯-丙烯共聚物(PFEP； 四氟乙烯-六氟丙烯共聚物树脂)，乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE； 四氟乙烯-乙烯共聚物树脂)，聚偏二氟乙烯(PVDF；聚偏二氟乙烯 树脂)，聚三氟氯乙烯(PCTFE；聚三氟氯乙烯树脂)，乙烯-三氟 氯乙烯共聚物(ECTFE；聚三氟氯乙烯-乙烯共聚物树脂)，聚四氟 乙烯-全氟代二氧杂环戊烯共聚物(TFE/PDD)，聚氟乙烯(PVF： 氟乙烯树脂)等可以使用。
另外，不形成低润湿度区域(换句话说，形成高润湿度区域) 的有机材料可以用来通过随后使用CF4等离子等执行处理来形成低润 湿度区域。例如，可以使用可溶树脂例如聚乙烯醇(PVA)混合到溶 剂例如H2O中的材料。另外，PVA可以与另一种可溶树脂混合，可 以使用。使用基干由有机材料(有机树脂材料)(聚酰亚胺，丙烯 酸)，硅(Si)和氧(O)的键构造，并且包括至少氢(例如烷基或 芳香烃)作为取代基的有机基团。作为选择，氟代基团可以用作取代 基。此外作为选择，包含至少氢和氟代基团的有机基团可以用作取代 基。甚至当使用具有低润湿度表面的材料时，润湿度可以通过执行等 离子处理等而进一步减小。
在该实施方式中，FAS用作具有低润湿度的物质，并且作为颜 料的香豆素545T用作光吸收材料。该物质相对于包含随后构成源/漏 电极层的导电材料的复合物是可湿的。在该实施方式中使用的FAS 使用具有200nm或更小波长的光分解；但是，玻璃衬底吸收并且不 透射具有300nm或更小波长的光。因此，如果玻璃衬底用作衬底， FAS不能使用光照射。因此，在该实施方式中，FAS作为光吸收材 料与具有300nm～400nm附近的吸收波长范围的香豆素545T混合 (溶解)，并且作为发出具有200nm～450nm波长的光的紫外线灯的 金属卤化物灯用作光源。光吸收材料可以依赖于使用的光的波长而适 当地选择。在该实施方式中，具有低润湿度的物质由液滴排放法在图 案形成区域和与其相邻的区域中选择性地形成，但是，具有低润湿度 的物质可以由旋涂法等涂敷到宽阔区域(例如到整个表面)，此后可 以执行图案形成。当液滴排放法如在该实施方式中使用时，材料的浪 费可以减少，并且材料的使用效率提高。
随后，光吸收材料以及包含具有低润湿度的物质的具有低润湿 度的复合物101a和101b用从光源170a和170b发出来自具有透光 性质的衬底100一侧通过衬底100的光171a和171b照射。照射区域 中具有低润湿度的物质由光171a和171b分解并且润湿度增强。光吸 收材料包含在作为主体的具有低润湿度的复合物中。光吸收材料吸收 光并且发出其能量以增强光的照射处理效率。在与栅电极层103和 104重叠的区域中具有低润湿度的复合物的表面没有修改，因为栅电 极层103和104用作掩模。具有比较高的润湿度的高润湿度区域 151a和151b以及具有比较低的润湿度的低润湿度区域150由使用光 171a的照射处理在具有低润湿度的复合物101a的表面上形成(参看 图5B)。类似地，具有比较高的润湿度的高润湿度区域153a和 153b以及具有比较低的润湿度的低润湿度区域152由使用光171b的 照射处理在具有低润湿度的复合物101b的表面上形成(参看图 5C)。根据本发明，光的选择范围变宽，因为光吸收材料可以根据 光而选择。因此，可以选择不能由形成主体的物质吸收的范围中的波 长，并且执行具有更好可控性的表面修改处理的光照射可以执行。另 外，甚至当光自身具有低能量时处理可以充分地执行，因为光的照射 效率也可以增强。因此，设备或处理简化，这引起成本或时间的减 少，从而增强生产率。
在该实施方式中，当掩模由液滴排放法形成时，形成图案形成 区域和与其相邻的区域以具有不同润湿度的处理可以作为预处理而执 行。在本发明中，当图案由液滴排放法通过排放液滴而形成时，图案 形状可以通过在图案形成区域和与其相邻的区域中形成低润湿度区域 和高润湿度区域来控制。在形成区域和与其相邻的区域上执行处理引 起形成区域和与其相邻的区域中润湿度的差异，使得液滴仅保持在高 润湿度形成区域中。因此，图案可以更好的可控性形成。该步骤可适 用于在使用液体材料的情况下形成任何图案的预处理。
由绝缘体例如抗蚀剂或聚酰亚胺形成的掩模通过使用液滴排放 法而形成。通孔145通过使用掩模刻蚀在栅极绝缘层106的一部分中 形成，并且位于较低层中的栅电极层104的一部分暴露。等离子刻蚀 (干法刻蚀)或湿法刻蚀可以为该刻蚀而采用。但是，等离子刻蚀适 用于处理大的衬底。基于氟或基于氯的气体例如CF4，NF3，Cl2或 BCl3用作刻蚀气体，并且惰性气体例如He或Ar可以适当地添加。 另外，当应用大气压力排放刻蚀处理时，局部排放处理可以执行，并 且掩模层不需要整个在衬底上形成。
在形成具有不同润湿度的区域之后，包含在具有低润湿度的复 合物中的光吸收材料可以用酒精、水等清洗以去除。为了仅去除光吸 收材料，选择具有高选择比的溶剂以便不溶解具有低润湿度的物质是 必要的。在从具有透光性质的衬底100中提取光的双发射型发光显示 设备或透射型液晶显示设备的情况下，优选地去除光吸收材料，因为 存在光提取效率退化的可能性。在布线衬底、顶部发射型发光显示设 备、反射型液晶显示设备等的情况下，光吸收材料不一定去除。
包含导电材料的复合物从液滴排放设备180a和180b排放到高 润湿度区域151a，151b，153a和153b，并且源/漏电极层111， 112，113和114形成(参看图6A～6C)。甚至当包含图案形成材料 的复合物的排放方法因液滴从其排放的喷嘴的排放口大小、排放口的 扫描能力等而不能精确控制时，通过在形成区域上执行增强润湿度的 处理，液滴仅附加到形成区域以形成期望的图案。这是因为形成区域 和与其相邻的区域具有不同的润湿度；因此，液滴在低润湿度区域中 驱逐以保持在具有较高润湿度的形成区域中。换句话说，液滴由低润 湿度区域驱逐，这意味着高润湿度区域和低润湿度区域之间的边界用 作隔墙(堤)。因此，源/漏电极层可以形成以具有期望的形状，因 为包含具有流动性的导电材料的复合物可以保持在高润湿度区域中。
源/漏电极层111也用作源极布线层，并且源/漏电极层113也用 作电源线。
源/漏电极层111，源/漏电极层112，源/漏电极层113和源/漏电 极层114可以与上述栅电极层103和栅电极层104类似的方式形成。
作为形成源/漏电极层111，112，113和114的导电材料，主要 包含Ag(银)、Au(金)、Cu(铜)、W(钨)、Al(铝)等的金 属微粒的复合物可以使用。作为选择，具有透光性质的氧化铟锡 (ITO)、包含氧化铟锡和氧化硅的ITSO、有机铟、有机锡、氧化 锌、氮化钛等可以组合。
源/漏电极层112和栅电极层104通过在栅极绝缘层106中形成 的通孔145而电连接到彼此。源/漏电极层的一部分形成电容器元 件。
根据本发明，在形成细微图案时，例如，电极层形成，导电层 可以在形成区域中形成而液滴不会在区域上蔓延，即使液滴排放口有 点大。因此，可以防止当液滴错误地涂敷到除形成区域之外的区域时 引起的缺陷例如短路。此外，布线的厚度也可以控制。当表面改造如 该实施方式中由来自衬底一侧的光照射执行时，除了图案可以更好的 可控性形成的区域之外，大面积可以处理；因此，生产效率提高。通 过结合液滴排放法，与由旋涂法等的整个表面涂敷形成相比较材料损 耗可以避免；因此，成本可以减少。根据本发明，图案可以更好的可 控性形成，甚至在布线等因小型化和较薄薄膜形成而整体且杂乱地提 供的情况下。
作为预处理，用作粘合剂的有机材料可以形成以增强与由液滴 排放法形成的图案的粘附。在这种情况下，形成具有不同润湿度的区 域的处理可以在物质上执行。使用基干由有机材料(有机树脂材料) (聚酰亚胺，丙烯酸)，硅(Si)和氧(O)的键构造，并且包括至 少氢(例如烷基或芳香烃)作为取代基的有机基团。作为选择，氟代 基团可以用作取代基。此外作为选择，包含至少氢和氟代基团的有机 基团可以用作取代基。
接下来，形成半导体层。如果必要的话，具有一种导电性的半 导体层可以形成，并且使用PH3等的等离子处理可以在形成半导体 层之前执行。另外，n型半导体层形成于其中的n通道TFT的 NMOS结构，p型半导体层形成于其中的p通道TFT的PMOS结 构，以及n通道TFT和p通道TFT的CMOS结构可以制造。另 外，n通道TFT和p通道TFT可以通过使用掺杂而添加提供导电性 的元素以提供导电性从而在半导体层中形成杂质区域来形成。
半导体层可以由已知技术(溅射法、LPCVD法、等离子CVD 法等)形成。半导体层的材料不受限制，并且硅锗(SiGe)合金等可 以使用。
半导体层通过使用非晶半导体(典型地，氢化非晶硅)，结晶 半导体(典型地，多晶硅)或半结晶半导体来形成。多晶硅(多晶体 硅)包括使用通过800℃或更高的处理温度形成的多晶硅作为主要材 料的所谓高温多晶硅，使用通过600℃或更低的处理温度形成的多晶 硅作为主要材料的所谓低温多晶硅，通过添加促进结晶的元素等结晶 的多晶硅等。
作为另一种材料，半结晶半导体或在半导体层的一部分中包含 结晶相的半导体也可以使用。
当结晶半导体层用作半导体层时，已知方法(激光结晶法、热 结晶法、使用促进结晶的元素例如镍的热结晶法等)可以用作制造结 晶半导体层的方法。结晶度可以通过使用激光照射作为SAS的微晶 以结晶来增强。在不引入促进结晶的元素的情况下，在使用激光照射 非晶硅薄膜之前，释放氢，直到包含在非晶硅薄膜中的氢浓度通过在 氮气氛下在500℃的温度加热非晶硅薄膜长达一个小时而变成1×1020 原子/cm3或更小。这是因为包含大量氢的非晶硅薄膜通过用激光照射 而损坏。
关于将金属元素引入到非晶半导体层中的方法不存在特别限 制，只要它是能够使得金属元素存在于非晶半导体层表面上或内部的 方法。例如，溅射法、CVD法、等离子处理法(包括等离子CVD 法)、吸附法或应用金属盐溶液的方法可以使用。其中，使用溶液的 方法是简单且容易的，并且在容易调节金属元素的浓度方面是有利 的。优选地，氧化物薄膜由氧气氛中的UV光照射、热氧化法、使用 臭氧水或包含羟基的过氧化氢的处理等形成，以便在非晶半导体层的 表面上提高润湿度，并且在非晶半导体层的整个表面上蔓延水溶液。
热处理和激光照射可以结合以结晶非晶半导体层。热处理和/或 激光照射可以独立地执行多次。
结晶半导体层可以由等离子法直接在衬底上形成。作为选择， 结晶半导体层可以通过使用等离子法选择性地在衬底上形成。
半导体区域可以通过印刷法、喷雾法、旋涂、液滴排放法等由 有机半导体材料形成。在这种情况下，因为不需要上面的刻蚀步骤， 步骤数目可以减少。低分子量材料、高分子量材料等用于有机半导 体，另外，材料例如有机颜料、导电高分子量材料可以使用。具有由 共轭双键构成的基干的π电子共轭高分子量材料优选地用作本发明中 使用的有机半导体材料。典型地，可溶高分子量材料例如聚噻吩、多 荧光、聚(3-烷基噻吩)、聚噻吩衍生物或并五苯可以使用。
第一半导体区域可以通过在沉积可溶前体物质之后执行处理而 由其形成的材料作为根据本发明可以使用的有机半导体材料的实例给 出。注意，polythienylenevinylene，聚(2，5-thienylenevinylene)，聚乙 炔，聚乙炔衍生物，聚丙炔次亚乙烯等作为通过使用前体物质形成的 这种有机半导体材料的实例给出。
在将前体物质转换成有机半导体时，反应催化剂例如氯化氢气 体另外添加到热处理。下面可以用作溶解具有可溶性的有机半导体材 料的典型溶剂：甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、苯甲醚、三氯甲烷、 二氯甲烷、γ-丁基内酯、丁基溶纤剂、环己胺、NMP(N-甲基-2-吡 咯烷酮)、环己酮、2-丁酮、二氧己环、二甲基甲酰胺(DMF)、 THF(四氢呋喃)等。
在该实施方式中，半导体层107和108由液滴排放法使用并五 苯形成(参看图7A～7C)。
然后，第一电极层117通过在栅极绝缘层106上选择性地排放 包含导电材料的组合物形成(图8A～8C)。当第一电极层117形成 时，自然地，可以执行形成低润湿度区域和高润湿度区域的预处理。 第一电极层117可以通过在高润湿度区域上排放包含导电材料的复合 物而以更好的可控性且更选择性地形成。当光从具有透光性质的衬底 100一侧发出时，或者当制造透射显示板时，第一电极层117可以通 过使用包含氧化铟锡(ITO)的材料、包含氧化硅的氧化铟锡 (ITSO)、包含氧化锌(ZnO)的氧化铟锌(IZO)、氧化锌 (ZnO)、镓(Ga)掺杂在ZnO中的材料或氧化锡(SnO2)等形成 预先确定的图案并且通过烘培该图案来形成。
优选地，第一电极层117通过溅射法由氧化铟锡(ITO)、包 含氧化硅的氧化铟锡(ITSO)、氧化锌(ZnO)等形成。更优地， 使用由溅射法使用ITO按重量2％～10％包含氧化硅的目标形成的包 含氧化硅的氧化铟锡。除此之外，ZnO掺杂有镓(Ga)的导电材 料，或者包含氧化硅并且氧化铟按重量2％～20％与氧化锌(ZnO) 混合(IZO(氧化铟锌))的氧化物导电材料可以使用。在由溅射法 形成第一电极层117之后，掩模层可以由液滴排放法形成并且刻蚀以 具有期望的图案。在该实施方式中，第一电极层117通过液滴排放法 由透光导电材料形成。特别地，它通过使用氧化铟锡或由ITO和氧 化硅制成的ITSO来形成。
在该实施方式中，由氮化硅薄膜、氧氮化硅薄膜(氧化硅薄 膜)、由氮化硅形成的氮化硅薄膜的三层形成的栅极绝缘层的实例在 上面描述。作为优选结构，由包含氧化硅的氧化铟锡制成的第一电极 层117优选地与由包含在栅极绝缘层106中的氮化硅形成的绝缘层紧 密接触。因此，可以产生增加在电致发光层中产生的光发出到外部的 比率的效应。栅极绝缘层可以置于栅电极层和第一电极层之间，并且 可以用作电容器元件的一部分。
第一电极层117可以在形成源/漏电极层114之前在栅极绝缘层 106上选择性地形成。在这种情况下，该实施方式具有源/漏电极层 114和第一电极层117的连接结构，其中源/漏电极层114层压在第一 电极层上。当第一电极层117在形成源/漏电极层114之前形成时， 它可以在平坦形成区域上形成。因此，第一电极层117可以形成以具 有更好的平面性，因为更好的覆盖和沉积性质可以获得，并且抛光处 理例如CMP可以充分地执行。
作为层间绝缘层的绝缘层在源/漏电极层114上形成以通过布线 层电连接到第一电极层117的结构也可以使用。在这种情况下，代替 通过去除绝缘层而形成开口(接触孔)，相对于绝缘层具有低润湿度 的物质在源/漏电极层114上形成。当包含绝缘层形成材料的复合物 由涂敷法等涂敷时，绝缘层在除具有低润湿度的物质形成的区域之外 的区域中形成。
在通过加热、烘干等固化它来形成绝缘层之后，具有低润湿度 的物质被去除以形成开口。布线层形成以填充开口，并且第一电极层 117形成以便与布线层接触。通过使用该方法，开口不一定通过刻蚀 形成；因此，存在处理简化的效果。
当反射型EL显示板在使用发出的光发出到具有透光性质的衬 底100一侧相对侧的结构的情况下制造时，可以使用主要包含Ag (银)、Au(金)、Cu(铜)、W(钨)或Al(铝)等的金属微粒 的复合物。作为选择，第一电极层117可以通过由溅射法形成透明导 电薄膜或光反射导电薄膜、由液滴排放法形成掩模图案，然后结合刻 蚀处理而形成。
第一导电层117可以由CMP法或者通过使用基于聚乙烯醇的多 孔体清洗来抛光，使得第一导电层117的表面变得平坦。另外，在使 用CMP法抛光之后，紫外线照射或氧气等离子处理等可以在第一电 极层117的表面上执行。
根据上述步骤，完成显示板的TFT衬底100，其中底部栅极型 的TFT和像素电极连接到具有透光性质的衬底100。该实施方式中 的TFT是共面型。
随后，绝缘层(也称作隔墙或堤)121选择性地形成。绝缘层 121在第一电极层117上形成以具有开口。在该实施方式中，绝缘层 121在整个表面上形成，并且通过使用抗蚀剂等的掩模刻蚀并形成图 案。当绝缘层121通过使用可以直接和选择性地形成绝缘层121的液 滴排放法或印刷法形成时，通过刻蚀形成图案不一定需要。绝缘层 121也可以由根据本发明的预处理形成以具有期望的形状。
绝缘层121可以由氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化铝、氮化 铝、氧氮化铝、或另一种无机绝缘材料；丙烯酸、甲基丙烯酸或其衍 生物；耐热聚合物例如聚酰亚胺、芳香族聚酰胺或聚苯并咪唑；包含 硅、氧和氢的复合物中包含Si-O-Si键的基于无机硅氧烷的绝缘材 料，或者有机基团例如甲基或苯基代替与硅结合的氢的基于有机硅氧 烷的绝缘材料形成。绝缘层121也可以通过使用光敏材料例如丙烯酸 或聚酰亚胺，或非光敏材料形成。绝缘层121优选地具有曲率半径连 续变化的形状。因此，增强在绝缘层121上形成的电致发光层122和 第二电极层123的覆盖。
在通过由液滴排放法排放复合物而形成绝缘层121之后，绝缘 层的表面可以使用压力压制而平面化以增加其平面性。作为压制方 法，凹陷处和凸起处可以通过扫描滚筒形物体而变平滑，或者表面可 以使用平板形物体垂直压制。作为选择，表面上的凹陷处和凸起处可 以通过使用溶剂等软化或熔化表面来使用空气刮刀去除。CMP方法 也可以用于抛光表面。该步骤可以适用于当凹陷处和凸起处由液滴排 放法产生时平面化表面。当平面性根据该步骤增强时，可以防止显示 板的显示变化等；因此，可以显示高清晰度图像。
发光元件在显示板的具有TFT的衬底100上形成(参看图9A 和9B)。
在形成电致发光层122之前，电极层117和绝缘层121中或者 吸附在其表面上的湿气通过在大气压力下在200℃的温度执行热处理 而去除。低压下在200℃～400℃，优选地250℃～350°的温度执行热处 理，并且由真空沉积法或在低压下执行的液滴排放法形成电致发光层 122而不暴露于大气是优选的。
作为电致发光层122，材料每个指示红色(R)、绿色(G)和 蓝色(B)的发光由使用蒸发掩模等的蒸发法为每个选择性地形成。 材料(低分子量材料、高分子量材料等)每个指示红色(R)、绿色 (G)和蓝色(B)的发光可以由液滴排放法以与滤色器相同的方式 形成。这种情况是优选的，因为RGB的独立着色可以执行甚至不使 用掩模。然后，第二电极层123层压在电致发光层122上，以完成具 有使用发光元件的显示功能的显示设备。
虽然没有显示，提供钝化膜以便覆盖第二电极层123是有效 的。当形成显示设备时提供的保护膜可以具有单层结构或多层结构。 作为钝化膜，包含氮化硅(SiN)、氧化硅(SiO2)、氧氮化硅 (SiON)、氮氧化硅(SiNO)、氮化铝(AlN)、氧氮化铝 (AlON)、氮含量多于氧含量的氮氧化铝、氧化铝、类金刚石碳 (DLC)或含氮碳膜(CNx)的单层，或者绝缘膜组合的薄片层(例 如，含氮碳膜(CNx)和氮化硅(SiN)的薄片层)可以使用。薄片 层例如有机材料也可以使用，或者聚合物例如苯乙烯聚合物的薄片层 可以使用。作为选择，使用基干由硅(Si)和氧(O)的键构造，并 且包括至少氢(例如烷基或芳香烃)作为取代基的有机基团。作为选 择，氟代基团可以用作取代基。此外作为选择，包含至少氢和氟代基 团的有机基团可以用作取代基。
此时，优选地，使用具有更好覆盖的薄膜作为钝化膜，并且碳 膜特别是DLC薄膜是有效的。DLC薄膜可以在室温至100℃或更低 范围的温度中形成；因此，DLC薄膜可以容易地在具有低耐热性的 电致发光层上形成。DLC薄膜可以由等离子CVD法(典型地，RF 等离子CVD法、微波CVD法、电子回旋共振(ECR)CVD法、热 细丝CVD法等)、燃烧火焰法、溅射法、离子束蒸发法、激光蒸发 法等形成。氢气和基于碳氢化合物的气体(例如CH4，C2H2，C6H6 等)用作用于形成薄膜的反应气体。反应气体由辉光放电电离。离子 加速以与施加有负自偏压的阴极碰撞。CN薄膜可以通过使用C2H2 气体和N2气体作为反应气体形成。DLC薄膜具有关于氧的高阻挡效 应，并且可以抑制电致发光层的氧化。因此，电致发光层可以防止在 随后密封步骤中氧化。
随后，密封剂形成并且密封使用密封衬底形成。然后，柔性布 线衬底可以连接到通过电连接到栅电极层103而形成的栅极布线层以 电连接到外部。这对于通过电连接到源/漏电极层111形成的源极布 线层相同。
通过使用本发明而制造的EL显示板的完成附图在图18A和 18B中显示。图18A显示EL显示板的顶视图而图18B显示沿着图 18A中的线E-F而获取的横截面视图。在图18A和18B中，在元件 衬底3300上形成的像素部分3301包括像素3302、栅极布线层3306a 和3306b，以及源极布线层3308，并且元件衬底3300通过与密封剂 3303结合而固定到密封衬底3310。在该实施方式中，驱动IC 3351 提供在FPC 3351上并且由TAB方法装配。
如图18A和18B中所示，干燥剂3305，3304a和3304b提供在 显示板中以便防止元件因湿气而引起的退化。干燥剂3305形成以便 围绕像素部分的周围，并且干燥剂3304a和3304b在与栅极布线层 3306a和3306b相对应的区域中形成。在该实施方式中，干燥剂提供 在密封衬底中形成的凹陷部分中，这不防止EL显示板变薄。大的吸 收范围可以获得，因为干燥剂也在与栅极布线层相对应的区域中形 成，因此增强吸收效率。另外，因为干燥剂在不直接发光的栅极布线 层上形成，光提取效率不退化。在该实施方式中，填充剂3307填充 在显示板中。当具有湿气吸收性质的物质例如干燥列用作填充剂时， 可以获得进一步的吸收效果并且可以防止元件退化。
在该实施方式中，虽然显示发光元件使用玻璃衬底密封的情 况，密封处理是保护发光元件不受湿气的处理。因此，发光元件使用 覆盖材料机械密封的方法，发光元件使用热固性树脂或紫外光固化树 脂密封的方法，以及发光元件使用具有高阻挡能力的薄膜例如金属氧 化物、氮化物等密封的方法中任何一种可以使用。对于覆盖材料，玻 璃、陶瓷、塑料或金属可以使用。但是，当光发出到覆盖材料一侧 时，覆盖材料需要具有透光性质。封闭空间通过使用密封剂例如热固 性树脂或紫外光固化树脂将覆盖材料连接到上述发光元件形成于其上 的衬底，然后通过使用热处理或紫外线照射处理来固化树脂而形成。 在封闭空间中提供润湿材料典型地氧化钡也是有效的。吸收材料可以 提供在密封剂上或者隔墙或外围部分上，以便不阻挡从发光元件发出 的光。此外，用热固性树脂或紫外光固化树脂填充覆盖材料与发光元 件形成于其上的衬底之间的空间也是可能的。在这种情况下，在热固 性树脂或紫外光固化树脂中添加润湿材料典型地氧化钡是有效的。
在该实施方式中，虽然显示开关TFT的单栅极结构，多栅极结 构例如双栅极结构也可以使用。当半导体通过使用SAS或结晶半导 体制造时，杂质区域可以通过添加给予一种导电型的杂质而形成。在 这种情况下，半导体层可以拥有具有不同浓度的杂质区域。例如，半 导体层可以具有通道形成区域和与栅电极层层压的区域外围中的低浓 度杂质区域，以及其外部的高浓度杂质区域。
如上所述，在该实施方式中，使用光掩模的光刻步骤不使用， 并且这种步骤可以省略。另外，显示板可以通过使用液滴排放法在衬 底上直接形成各种图案而制造，即使当使用一侧具有1000mm或更 多的第五代中或第五代后的玻璃衬底时。
根据本发明，期望的图案可以更好的可控性形成，并且材料损 耗和成本可以减少。因此，高性能且高度可靠的显示设备可以更好的 产量制造。
[实施方式3]
本发明的实施方式参考图10A～10C以及图11A和11B描述。 在该实施方式中，显示设备通过使用顶部栅极型(交错型)薄膜晶体 管作为薄膜晶体管来制造。显示使用液体材料的液晶显示设备作为显 示元件的实例。因此，相同的部分或者具有类似功能的部分不重复说 明。注意图10A～10C以及图11A和11B说明显示设备的横截面视 图。
同样在该实施方式中，光照射处理通过衬底执行以修改照射区 域，以便通过使用颜料作为光吸收材料而改变其润湿度。
源/漏电极层330和源/漏电极层308在具有透光性质的衬底300 上形成。电极层在该实施方式中由液滴排放法形成。
n型半导体层在源/漏电极层330和308上形成，并且使用由抗 蚀剂等形成的掩模刻蚀。抗蚀剂可以通过使用液滴排放法形成。半导 体层在n型半导体层上形成并且通过再次使用掩模等形成图案。因 此，n型半导体层307和306形成。半导体层306在该实施方式中由 作为无机材料的硅制成；但是，它也可以由有机半导体例如上面并五 苯形成。当有机半导体由液滴排放法等选择性地形成时，图案形成处 理可以简化。
然后，栅极绝缘层305由等离子CVD法或溅射法形成为单层或 层压(图10A)。栅极绝缘层305可以使用无机材料或有机材料。作 为优选方式，特别地，包含氮化硅的绝缘层、包含氧化硅的绝缘层， 以及包含氮化硅的绝缘层的三层层压体相当于栅极绝缘层。
随后，由抗蚀剂等形成的掩模在栅极绝缘层305上形成，并且 栅极绝缘层305被刻蚀以形成通孔345。在该实施方式中，掩模由液 滴排放法选择性地形成。
具有光波长范围内的吸收范围的光吸收材料混合到具有低润湿 度的物质中的具有低润湿度的复合物350形成(参看图10B)。
具有低润湿度的复合物350使用从光源370发出来自具有透光 性质的衬底300一侧的光371照射。具有低润湿度的复合物350的表 面由经过衬底300、半导体层306、和栅极绝缘层305的光371修 改。源/漏电极层330和308用作掩模。因此，具有比较高的润湿度 的高润湿度区域301以及具有比较低的润湿度的低润湿度区域302a 和302b在具有低润湿度的复合物350的表面上形成(参看图 10C)。光由导致增强照射处理效率的光吸收材料吸收，这引起增加 处理能力。当如该实施方式中薄膜通过使用源/漏电极层作为掩模而 修改时，具有不同润湿度的细微图案可以更好的可控性形成。另外， 通过结合液滴排放法，材料损耗和成本与通过使用旋涂法等的整个涂 敷形成相比较可以减小。
在该实施方式中，光照射在具有透光性质的衬底300、半导体层 306、栅极绝缘层305上形成的包含光吸收材料的物质上执行，以修 改物质表面。因此，光经过的透光衬底300、半导体层306和栅极绝 缘层305中的光吸收被抑制，使得修改包含光吸收材料的物质表面的 处理所需的能量给出到包含光吸收材料的物质是重要的。给出到包含 光吸收材料的物质表面的修改处理的能量因光经过的材料的吸收量、 光吸收材料的组成量(浓度)等而改变。因此，能量可以适当地设 置。
包含导电材料的复合物以液滴的流动性形式从液滴排放设备381 排放到高润湿度区域301以形成栅电极层303(图11A)。包含导电 材料具有流动性的排放复合物因形成区域的润湿度差异而由低润湿度 区域302a和302b驱逐，而不固定到那里。因此，复合物以更好的可 控性和稳定性在高润湿度区域301中形成，这更加稳定。
改变作为预处理形成的润湿度的物质可以在形成电极层之后保 留，或者多余部分可以在形成图案之后去除。物质可以通过使用图案 作为掩模而去除，并且使用氧等的灰化、刻蚀、等离子处理等可以使 用。另外，在执行光照射处理以形成具有不同润湿度的区域之后，光 吸收材料可以使用光吸收材料溶解于其中的溶剂例如酒精去除。
像素电极层311由液滴排放法形成。像素电极层311和源/漏电 极层308通过之前形成的通孔345连接到彼此。用于上述第一电极层 117的相同材料可以用于像素电极层311，并且当制造透射液晶显示 板时，预先确定的图案由包含氧化铟锡(ITO)，包含氧化硅的氧化 铟锡(ITSO)，氧化锌(ZnO)，氧化锡(SnO2)等的复合物形 成，然后通过烘培形成。
然后，称作配向膜的绝缘层312通过印刷法或旋涂法形成以便 覆盖像素电极层311。绝缘层312可以使用丝网印刷法或胶版印刷法 选择性地形成。然后，执行摩擦并且密封剂在像素由液滴排放法形成 的外围区域(没有显示)中形成。
随后，液晶显示板可以通过将提供有用作配向膜的绝缘层321 的反衬底324，用作滤色器的着色层322，用作反电极的导电层 323，以及提供有偏光板325的反衬底324附加到FFT衬底300，隔 板位于其中，并且通过提供与液晶层320的空间而制造(参看图 11B)。密封剂可以与填充剂混合，此外，反衬底324可以提供有遮 蔽膜(黑矩阵)等。注意，在附加反衬底324之后通过使用毛细现象 注射液晶的分配型(滴落型)或浸渍型(抽吸型)可以用作形成液晶 层的方法。
使用分配型的液晶滴落注射法参考图29描述。图29中的液晶 滴落注射法包括控制设备40，图像获取装置42，头43，液晶33，标 记35和45，阻挡层34，密封剂32，TFT衬底30和反衬底20。闭 环由密封剂32形成，并且液晶33从头43中在那里滴落一次或多 次。当液晶材料高度粘附时，液晶材料连续地排放并附加到互连的形 成区域。另一方面，当液晶材料低粘附时，液晶材料间歇地排放并且 液滴如图29中滴落。此时，阻挡层34提供以防止密封剂32和液晶 33彼此反应。随后，衬底在真空中附加，然后紫外光固化执行以使 得空间用液晶填充。
连接部分形成以连接在上面步骤中形成的像素部分和外部布线 衬底。连接部分中的绝缘层通过在大气压力或接近大气压力的压力下 使用氧气的灰化处理来去除。该处理通过使用氧气以及氢气，CF4， NF3，H2O和CHF3的一种或多种气体执行。在该步骤中，灰化处理 在通过使用反衬底密封之后执行以防止因静电引起的损坏或毁坏，但 是，灰化处理可以在存在很少静电缺陷的任何时候执行。
连接布线衬底被提供以便电连接布线层和置于其间的各向异性 导电层。布线衬底具有传送来自外部的信号或电势的功能。通过上述 步骤，可以制造包含显示功能的液晶显示板。
在该实施方式中，描述具有单栅极结构的开关TFT，但是，多 栅极结构例如双栅极结构可以使用。当半导体使用SAS或结晶半导 体制造时，杂质区域可以通过添加给予一种导电型的杂质而形成。在 这种情况下，半导体层可以拥有具有不同浓度的杂质区域。例如，与 栅电极层层压并且与半导体层的通道区域相邻的区域可能是低浓度杂 质区域，而其外部区域可能是高浓度杂质区域。
如上所述，步骤可以在该实施方式中通过不应用例如光掩模的 曝光步骤而省略。另外，显示板可以通过使用液滴排放法在衬底上直 接形成各种图案而制造，即使当使用一侧具有1000mm或更多的第 五代中和第五代后的玻璃衬底时。
根据本发明，期望的图案可以更好的可控性形成，并且材料损 耗和成本可以减少。因此，高性能且高度可靠的显示设备可以更好的 产量制造。
[实施方式4]
薄膜晶体管可以通过应用本发明而形成，并且显示设备可以使 用薄膜晶体管而形成。另外，当使用发光元件并且n型晶体管用作 驱动发光元件的晶体管时，从发光元件发出的光执行底部发射、顶部 发射和双发射的任何一种。这里，每种发射的发光元件的层压结构将 参考图12A～12C描述。
此外，在该实施方式中，使用根据本发明的通道保护薄膜晶体 管471和481，以及通道刻蚀薄膜晶体管461。薄膜晶体管481提供 在具有透光性质的衬底480上并且包括栅电极层493，栅极绝缘层 497，半导体层494，n型半导体层495，源/漏电极层487，和通道保 护层496。在该实施方式中，具有非晶结构的硅膜用作半导体层，并 且n型半导体层用作一种导电型的半导体层。如果必要的话，一种 导电型的半导体层可以形成，并且代替形成n型半导体层，半导体 可以由在PH3气氛下的等离子处理给出导电性。半导体层并不局限 于该实施方式的方式，并且结晶半导体层可以如在实施方式2中一样 使用。在使用多晶硅等的结晶半导体层的情况下，具有一种导电型的 杂质区域可以通过掺杂(添加)杂质到结晶半导体层中而不形成该一 种导电型半导体层来形成。此外，例如并五苯的有机半导体可以形 成。例如，当有机半导体由液滴排放法选择性形成时，图案形成处理 可以简化。
包含光吸收材料的物质490在通道保护层496和n型半导体层 495上形成。在该实施方式中，包含光吸收材料的物质490用来自具 有透光性质的衬底一侧的光照射以修改没有由栅电极层493遮蔽的包 含光吸收材料的物质490的表面。当具有被光吸收材料吸收的波长的 光被照射时，光吸收材料吸收照射的光并且发出吸收的光。这样发出 的能量修改表面，导致增加光照射的修改处理能力。具有除由具有透 光性质的衬底吸收的波长之外的波长的光可以选择，因为照射光的波 长选择范围通过选择光吸收材料而变宽。
在该实施方式中，光吸收材料混合到相对于包含导电材料的复 合物具有低润湿度的物质中，以通过使用光照射修改除栅电极层493 用作掩模的通道保护层496的表面之外的区域以便成为高润湿度区 域。因此，作为比较高润湿度区域的高润湿度区域492a，492b，以 及作为比较低润湿度区域491的低润湿度区域491在包含光吸收材料 的物质490的表面上形成。通道保护层表面上的低润湿度区域491比 周围n型半导体表面上的高润湿度区域492a和492b具有更低的润 湿度。结果，源/漏电极层487以更好的可控性在具有高润湿度的高 润湿度区域492a和492b上形成。因为在该实施方式中使用的具有低 润湿度的物质是薄至分子级的FAS，n型半导体层和电极层不绝缘。 具有低润湿度的物质可以通过根据使用的结构选择材料和/或厚度而 做成导电或绝缘。关于薄膜晶体管481，相对于包含导电材料的复合 物具有低润湿度的物质在通道保护层上形成。当该物质相对于形成以 覆盖薄膜晶体管481的绝缘层498也具有低润湿度时，将引起形成缺 陷例如绝缘层498的粘附减小。因此，去除包含光吸收材料的物质或 者通过光照射修改物质以提高润湿度是优选的。在绝缘层由汽相沉积 法、CVD法、溅射法等形成的情况下，这种处理不一定执行。图 12A中所示覆盖薄膜晶体管481的绝缘层498由汽相沉积法形成，这 是处理不在通道保护层上的低润湿度物质上执行的实例。图12C显 示在形成绝缘层478之前与图12A中低润湿度区域491相对应的区 域使用光照射以提高润湿度的实例，因为覆盖薄膜晶体管471的绝缘 层478由液滴排放法形成。
通道保护层496可以由液滴排放法使用聚酰亚胺、聚乙烯醇等 形成。结果，曝光步骤可以省略。通道保护层可以由无机材料(氧化 硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅等)，光敏或非光敏有机材料(有 机树脂材料例如聚酰亚胺、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亚胺氨化物、苯并 环丁烯)，抗蚀剂，具有低介电常数的低k材料等的一种或多种； 这种薄膜的薄片层等形成。另外，使用基干由硅(Si)和氧(O)的 键构造，并且包括至少氢(例如烷基或芳香烃)作为取代基的有机基 团。作为选择，氟代基团可以用作取代基。此外作为选择，包含至少 氢和氟代基团的有机基团可以用作取代基。作为制造方法，汽相生长 法例如等离子CVD法或热CVD法，或溅射法可以使用。液滴排放 法或印刷法(用于形成图案的方法，例如丝网印刷或胶版印刷)也可 以使用。由涂敷法获得的TOF薄膜或SOG薄膜也可以使用。
首先，光发出到具有透光性质的衬底480一侧，换句话说，执 行底部发射的情况将参考图12A描述。在这种情况下，第一电极 484、电致发光层485和第二电极486顺序地与源/漏电极层487接触 而层压，以便电连接到薄膜晶体管481。接下来，光发出到具有透光 性质的衬底460相对的一侧，换句话说，执行顶部发射的情况将参考 图12B描述。薄膜晶体管461可以与上述薄膜晶体管类似的方式形 成，除了它不具有通道保护层，并且n型半导体层、包含光吸收材 料的物质，以及半导体层的部分通过使用源/漏电极层作为掩模刻蚀 而去除。因此，相对于通道刻蚀薄膜晶体管461，包含用于可控图案 形成的光吸收材料的物质的部分被去除。关于通道保护薄膜晶体管 481，在该实施方式中，通道保护层上包含光吸收材料的物质没有去 除，但是，它可以去除，甚至在通道保护型的情况下。另外，仅混合 在包含光吸收材料的物质中的光吸收材料可以如实施方式1中所示使 用溶剂等去除。
电连接到薄膜晶体管461的源/漏电极层462，第一电极层 463，电致发光层464，第二电极层465顺序层压。使用上述结构， 即使第一电极层463发光，光由源/漏电极层462反射，并且光发出 到与具有透光性质的衬底460一侧相对的一侧。在该结构中，第一电 极层463不需要使用透光材料。最后，光从具有透光性质的衬底470 及其相对侧两侧发出，也就是执行双发射的情况将参考图12C描 述。薄膜晶体管471是与薄膜晶体管481相同的通道保护薄膜晶体 管。它可以类似薄膜晶体管481而形成。电连接到薄膜晶体管471的 源/漏电极层477，第一电极层472，电致发光层473，第二电极层 474顺序层压。在这种情况下，当第一电极层472和第二电极层474 都由具有透光性质的材料形成或者都形成得足够薄以透光，双发射实 现。
可适用于该实施方式的发光元件的方式在图30A～30D中显示。 发光元件具有电致发光层860置于第一电极层870和第二电极层850 之间的结构。第一电极层和第二电极层的材料需要考虑功函数而选 择。第一电极层和第二电极层取决于像素结构可以是阳极或阴极。在 该实施方式中，驱动TFT具有n通道导电性，使得第一电极层用作 阴极而第二电极层用作阳极是优选的。在驱动TFT具有p通道导电 性的情况下，第一电极层可以用作阳极而第二电极层可以用作阴极。
图30A和30B显示第一电极层870是阳极而第二电极层850是 阴极的情况。电致发光层860优选地具有HlL(空穴注入层)和 HTL(空穴传输层)804，EML(发光层)803，ETL(电子传输 层)和EIL(电子注入层)802，以及第二电极层850从第一电极层 870一侧顺序层压的结构。图30A显示光从包括具有透光导电氧化物 材料的电极层805的第一电极层870发出的结构，并且第二电极层具 有包含碱金属或碱土金属例如LiF或MgAg的电极层801以及由金 属材料例如铝形成的电极层800从发光层860一侧顺序层压的结构。 图30B显示光从第二电极层850发出的结构，并且第一电极层包括 由金属例如铝或钛，或者包含这种金属和化学计量比或更少浓度的氮 的金属材料形成的电极层807，以及由以1～15原子％的浓度包含氧 化硅的导电氧化物材料形成的第二电极层806。第二电极层从电致发 光层860一侧包括包含碱金属或碱土金属例如LiF或MgAg的电极 层801以及由金属材料例如铝形成的电极层800；每层形成为100nm 或更小的厚度以透光；因此，光可以从第二电极层850发出。
图30C和30D显示第一电极层870是阴极而第二电极层850是 阳极的情况。电致发光层860优选地具有EIL(电子注入层)和 ETL(电子传输层)802，EML(发光层)803，HTL(空穴传输 层)和HIL(空穴注入层)804，以及作为阳极的第二电极层850从 阴极一侧顺序层压的结构。图30C显示光从第一电极层870发出的 结构。第一电极层870从电致发光层860一侧包括包含碱金属或碱土 金属例如LiF或MgAg的电极层801以及由金属材料例如铝形成的 电极层800；每层形成具有100nm或更小的厚度以透光；因此，光 可以通过第一电极层870发出。第二电极层从电致发光层860一侧包 括由以1原子％～15原子％的浓度包含氧化硅的导电氧化物材料形成 的第二电极层806以及由金属例如铝或钛，或者包含这种金属和化学 计量比或更少浓度的氮的金属材料形成的电极层807。图30D显示光 从第二电极层850发出的情况。第一电极层870从电致发光层860一 侧包括包含碱金属或碱土金属例如LiF或MgAg的电极层801以及 由金属材料例如铝形成的电极层800；第一电极层870形成得足够厚 以反射在电致发光层860中产生的光。第二电极层850包括由透光导 电氧化物材料制成的电极层805。除了层压结构之外，电致发光层可 以具有单层结构或混合结构。
作为电致发光层，材料每个指示红色(R)、绿色(G)和蓝色 (B)的发光由使用蒸发掩模等的蒸发法为每个选择性地形成。材料 (低分子量材料或高分子量材料等)每个指示红色(R)、绿色 (G)和蓝色(B)的发光可以由液滴排放法以与滤色器相同的方式 形成。这种情况是优选的，因为RGB可以独立着色而不使用掩模。
在顶部发射型的情况下，当具有透光性质的ITO或ITSO用于 第二电极时，Li添加到苯并唑衍生物(BzOS)等的BzOS-Li可以使 用。掺杂有与R、G和B的各自发光颜色相对应的掺杂剂的Alq3 (在R的情况下DCM等，和在G的情况下DMQD等)可以用作 EML，例如。
注意，电致发光层并不局限于上述材料。例如，空穴注入能力 可以通过共同蒸发氧化物例如氧化钼(MoOX：X＝2～3)和α-NPD 或红荧烯代替使用CuPc或PEDOT而增强。有机材料(包括低分子 量材料或高分子量材料)或有机材料与无机材料的合成材料可以用作 电致发光层的材料。用于形成发光元件的材料在下面详细描述。
作为电荷注入传输物质中具有高电子传输能力的物质，例如， 具有喹啉基干或苯并喹啉基干的金属络合物例如三(8-羟基喹啉)铝 (缩写Alq3)，三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(缩写：Almq3)，二(10- 羟基苯[h]-喹啉)铍(缩写BeBq2)，二(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-联苯氧 基-铝(缩写：BAlq)等可以给出。作为具有高空穴传输能力的物 质，例如芳香胺复合物(换句话说，具有苯环-氮键的复合物)例如 4，4′-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-联苯(缩写：α-NPD)，4，4′-二[N- (3甲基苯基)-N-苯基-氨基]-联苯(缩写：TPD)，4，4′，4″-三(N，N-二 苯基-氨基)-三苯胺(缩写：TDATA)，或者4，4′，4″-三[N-(3-甲基苯 基)-N-苯基-氨基]-三苯胺(缩写：MTDATA)可以给出。
作为电荷注入传输物质中具有高电子注入能力的物质，碱金属 或碱土金属例如氟化锂(LiF)，氟化铯(CsF)或氟化钙(CaF2) 的复合物可以给出。除此之外，它可以是具有高电子传输能力的物质 例如Alq3和碱土金属例如镁(Mg)的混合物。
作为电荷注入传输物质中具有高空穴注入能力的物质，例如， 金属氧化物例如氧化钼(MoOx)，氧化钒(VOx)，氧化钌 (RuOx)，氧化钨(WOx)，氧化锰(MnOx)给出。另外，酞菁 复合物例如酞菁(缩写：H2Pc)或铜酞菁(CuPC)可以给出。
发光层可以具有结构以通过向每个像素提供具有不同发射波长 范围的发光层来执行彩色显示。典型地，与R(红色)，G(绿色) 和B(蓝色)的颜色相对应的发光层形成。在这种情况下，通过在像 素的发光侧向像素的发光侧提供发出发射波长范围的光的过滤器，色 纯度可以提高并且可以防止像素部分具有镜面(反射)。通过提供过 滤器，常规需要的圆形偏光板等可以省略，此外，从发光层发出的光 的损耗可以消除。此外，当像素部分(显示屏)偏斜观看时发生的色 调变化可以减小。
各种材料可以用于发光材料。作为低分子量有机发光材料，4- 二氰基亚甲基-2-甲基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基久咯呢定基-9-yl)乙烯基]- 4H-吡喃；(缩写：DCJT)；4-二氰基亚甲基-2-t-丁基-6-[2-(1，1，7，7- 四甲基久咯呢定基-9-yl)乙烯基]-4H-吡喃(缩写：DCJTB)； Periflanthene；2，5-二氰基-1，4-二[2-(10-甲氧基-1，1，7，7-四甲基久咯呢 定基-9-yl)乙烯基]苯；N，N′-二甲基二羟基喹啉并吖啶(缩写： DMQd)；香豆素6；香豆素545T；三(8-羟基喹啉)铝(缩写 Alq3)；9，9′-二蒽基；9，10-二苯基蒽(缩写：DPA)；9，10-二(2-萘 基)蒽(缩写：DNA)等可以使用。另一种物质也可以使用。
另一方面，高分子量有机发光材料在物理上强于低分子量材 料，并且在元件持久性方面更优。另外，高分子量有机发光材料可以 通过涂敷形成，因此，元件可以相对容易地制造。使用高分子量有机 发光材料的发光元件的结构基本上具有与使用低分子量有机发光材料 的情况下相同的结构，也就是，阴极、有机发光层和阳极顺序层压。 但是，当形成使用高分子量有机发光材料的发光层时，两层结构在许 多情况下使用。这是因为，像使用低分子量有机发光材料的情况一 样，形成这种层压结构是困难的。特别地，使用高分子量有机发光材 料的发光元件具有阴极、发光层、空穴传输层和阳极顺序的结构。
发出颜色依赖于形成发光层的材料而确定；因此，指示期望发 光的发光元件可以通过选择发光层的适当材料而形成。作为可以用于 形成发光层的高分子量电致发光材料，基于聚对苯-次亚乙烯的材 料，基于聚对苯的材料，基于聚噻吩的材料，基于聚芴的材料可以给 出。
作为基于聚对苯-次亚乙烯的材料，聚(对苯次亚乙烯)[PPV]的衍 生物，例如，聚(2，5-二烷氧基-1，4-苯撑次亚乙烯)[RO PPV]；聚(2- (2′-乙基-正己氧基)-5-甲氧基-1，4-苯撑次亚乙烯)[MEH-PPV]；聚(2- (二烷氧基苯)-1，4-苯撑次亚乙烯)[ROPh-PPV]等可以给出。作为基于 聚对苯的材料，聚对苯[PPP]的衍生物，例如，聚(2，5-二烷氧基-1，4- 苯撑)[RO-PPP]；聚(2，5-二正己氧基-1，4-苯撑)等可以给出。作为基 于聚噻吩的材料，聚噻吩[PT]衍生物的衍生物，例如聚(3-烷基噻 吩)[PAT]；聚(3-己基噻吩)[PHT]；聚(3-环己基噻吩)[PCHT]；聚(3- 环己基-4-甲基噻吩)[PCHMT]；聚(3，4-二环己基噻吩)[PDCHT]；聚 (3-(4-辛基苯基)-噻吩)[POPT]；聚[3-(4-辛基苯基)-2，2-二噻 吩][PTOPT]等可以给出。作为基于聚芴的材料，聚芴[PF]的衍生 物，例如，聚(9，9-二烷基芴)[PDAF]；聚(9，9-二辛基芴)[PDOF]等可 以给出。
当具有空穴传输能力的高分子量有机发光材料置于阳极和具有 发光性质的高分子量有机发光材料之间时，来自阳极的空穴注入能力 可以增强。通常，与受体材料一起溶解在水中具有空穴传输能力的高 分子量有机发光材料由旋涂法等涂敷。另外，具有空穴注入能力的高 分子量发光材料可溶解于有机溶剂中；因此，它可以层压在上述具有 发光性质的高分子量有机发光材料上。作为具有空穴传输能力的高分 子量有机发光材料，PEDOT与用作受体材料的樟脑磺酸(CSA)的 混合物，聚苯胺[PANI]与用作受体材料的聚苯乙烯磺酸[PSS]的混合 物等可以给出。
发光层可以制造以发出素色或白色光。当使用白光发射材料 时，彩色显示器可以通过应用提供在像素发光侧上发出具有特定波长 的光的过滤器(着色层)的结构而变得可能。
为了形成发出白色光的发光层，例如，Alq3，部分地掺杂作为 红光发射颜料的奈耳红的Alq3，Alq3，p-EtTAZ，TPD(芳香族二 胺)由汽相沉积法顺序层压以获得白色光。在发光层由使用旋涂的涂 敷法形成的情况下，旋涂形成的层优选地通过真空加热而烘培。例 如，聚(乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)溶液(PEDOT/PSS)的水溶液 可以整个涂敷和烘培以形成用作空穴注入层的薄膜。然后，掺杂有发 光中心颜料(1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二烯(TPB)；4-二氰基亚甲基-2- 甲基-6-(p-二甲胺-苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM1)；奈耳红；香豆素6 等)的聚乙烯咔唑(PVK)溶液可以整个涂敷和烘培以形成用作发 光层的薄膜。
发光层可以形成为单层。例如，具有电子传输能力的1，3，4-恶二 唑衍生物(PBD)可以分散在具有空穴传输能力的聚乙烯咔唑 (PVK)中。此外，白光发射可以通过分散30wt％的PBD作为电 子传输剂以及分散适当量的四种颜料(TPB，香豆素6，DCM1和奈 耳红)来获得。除了白光发射可以如这里所示获得的发光元件之外， 可以提供红光发射、绿光发射、或蓝光发射的发光元件可以通过适当 地选择发光层的材料来制造。
此外，包含金属络合物等的三重激励材料以及单一激励发光材 料可以用于发光层。例如，在发出红色、绿色和蓝色光的像素中，其 发光在相对短的时间内减少一半的发出红光的像素由三重激励发光材 料形成，而其余由单一激励发光材料形成。三重激励发光材料具有材 料具有良好的发光效率并且消耗较少的功率以获得相同发光的特性。 当三重激励发光材料用于红色像素时，仅少量电流需要施加到发光元 件。因此，可靠性可以提高。发出红光的像素和发出绿光的像素可以 由三重激励发光材料形成，而发出蓝光的像素可以由单一激励发光材 料形成以实现低功耗。低功耗可以通过使用三重激励发光材料形成发 出人眼具有高度可见性的绿光的发光元件而进一步实现。
用作掺杂剂的金属络合物是三重激励发光材料的实例，并且具 有作为第三过渡系列元素的铂作为中心金属的金属络合物，具有铱作 为中心金属的金属络合物等已知。三重激励发光材料并不局限于复合 物。具有上述结构的复合物以及属于周期表8～10组的任何一个的元 素作为中心金属也可以使用。
形成发光层的上述材料仅是实例。发光元件可以通过适当地层 压功能层例如空穴注入传输层，空穴传输层，电子注入传输层，电子 传输层，发光层，电子阻挡层和空穴阻挡层来形成。此外，混合层或 混合连接可以通过组合这些层来形成。发光层的层结构可以改变。代 替提供特定的电子注入区域或发光区域，修改例如为此目的提供电极 层或者提供分散的发光材料是可接受的，只要它不背离本发明的范 围。
使用上述材料形成的发光元件通过在正向上施加偏压而发光。 使用发光元件形成的显示设备的像素可以如实施方式2中所示由简单 矩阵模式或有效矩阵模式而驱动。在任何一种情况下，每个像素通过 以特定时序施加正向偏压到那里而发光；但是，像素在某个时间段处 于不发光状态。发光元件的可靠性可以通过在该不发光时间施加反向 偏压而提高。在发光元件中，存在发光强度在特定驱动条件下减小的 退化方式，或者不发光区域在像素中放大并且发光明显减小的退化方 式。但是，退化的进展可以通过交流驱动来减慢。因此，发光设备的 可靠性可以提高。另外，数字驱动和模拟驱动二者都可以适用。
滤色器(着色层)可以在具有透光性质的衬底480的密封衬底 上形成，虽然图12A～12C中没有显示。滤色器(着色层)可以由液 滴排放法形成，并且在这种情况下，光照射处理可以用作上述基础预 处理。根据本发明，滤色器(着色层)可以更好的可控性形成以具有 期望的图案。使用滤色器(着色层)，高清晰度显示器也可以执行。 这是因为宽峰可以使用滤色器(着色层)修改以在每个RGB的发光 光谱中变得锐利。
如上所述，显示指示R，G和B的发光的材料，但是，全色显 示可以通过形成指示单色的材料并且组合滤色器和色彩转换层来执 行。滤色器(着色层)或色彩转换层在例如第二衬底(密封衬底)上 形成，并且可以附加到衬底。如上所述，指示单色的材料、滤色器 (着色层)和色彩转换层的任何一个可以通过液滴排放法形成。
自然地，单色可以显示。例如，具有区域颜色型的显示设备可 以通过使用单色发射而制造。无源矩阵型显示部分适合于区域颜色 型，并且字母或信号可以主要地显示。
在上述结构中，可能使用具有低功函数的材料作为阴极，例如 Ca、Al、CaF、MgAg、AlLi等是期望的。单层型、薄片层型、不具 有层接口的混合型的任何一种可以用于电致发光层。电致发光层可以 由如下材料形成，即单一材料、三重材料或材料混合的材料；或者包 含有机复合物或无机复合物的电荷注入传输物质和发光材料，其包含 一层或多层低分子量有机复合物材料，中间分子量有机复合物(这意 味着不具有升华性质的有机复合物，并且分子数目为20或更少，或 者连接分子的长度为10μm或更小)，以及高分子量有机复合物，并 且可以与电子注入传输无机复合物或空穴注入传输无机复合物结合。 第一电极484、第一电极463和第一电极472通过使用透光的透明导 电薄膜形成，例如除了ITSO或ITSO之外，使用2％～20％的氧化锌 (ZnO)混合在氧化铟中的透明导电薄膜。真空气氛中的等离子处理 或热处理可以在形成第一电极484、第一电极463和第一电极472之 前优选地执行。隔墙(也称作堤)通过使用包含硅的材料、有机材料 或复合物材料形成。另外，多孔膜可以使用。但是，当光敏材料或非 光敏材料例如丙烯酸或聚酰亚胺用来形成时，其侧面具有半径曲率连 续变化的形状并且因步骤而引起的断连接不在上层薄膜中产生；因 此，它是优选的。该实施方式可以自由地与上述实施方式组合。
[实施方式5]
在根据实施方式4～6制造的显示板中，如图14B中说明的，扫 描线驱动电路可以通过使用SAS形成半导体层在衬底3700上形成。
图25显示包括使用SAS的n通道型TFT的扫描线驱动电路的 框图，其中1cm2/V·sec～15cm2/V·sec的电场效应迁移率可以获得。
在图25中，框500对应于输出一级采样脉冲的脉冲输出电路， 并且移位寄存器包括n个脉冲输出电路。参考数字901表示缓冲电路 并且连接到像素902。
图26显示由框500说明的脉冲输出电路的具体结构，并且该脉 冲输出电路500包括n通道型TFT 601～603。TFT的大小可以考虑 使用SAS的n通道型TFT的操作特性而决定。例如，当通道长度设 置为8μm时，通道宽度可以设置为10μm～80μm的范围。
另外，图27显示缓冲电路901的具体结构。缓冲电路以相同方 式包括n通道型TFT 620～635。此时，TFT的大小可以考虑使用 SAS的n通道型TFT的操作特性而决定。例如，当通道长度设置为 10μm时，通道宽度可以设置为10μm～1800μm的范围。根据本发 明，图案可以更好的可控性形成以具有期望的形状；因此，像这种具 有10μm通道宽度的细微布线可以稳定地形成而没有缺陷例如短路。
使用布线将TFT彼此连接以实现这种电路是必要的，并且图16 显示该情况布线的结构实例。与实施方式2中一样，图16显示栅电 极层103，栅极绝缘层106(在该实施方式中包括包含氮化硅的绝缘 层、包含氧化硅的绝缘层，以及包含氮化硅的绝缘层的三层的层压 体)，由有机半导体形成的半导体层107，以及源/漏电极层111和 112形成的状态。在该实施方式中，包含光吸收材料的物质101在栅 极绝缘层106上形成；源/漏电极层111和112的形成区域通过使用 栅电极层103作为掩模用来自具有透光性质的100一侧的光照射而修 改。在该实施方式中，润湿度作为修改处理控制。包含光吸收材料的 物质的表面被修改，并且具有相比较不同润湿度的低润湿度区域 150、高润湿度区域151a和151b形成。包含导电材料的复合物排放 到高润湿度区域151a和151b，使得源/漏电极层111和112可以更 好的可控性形成。
在实施方式2中，因为半导体层107由液滴排放法形成，在低 润湿度区域150上形成的包含光吸收材料的物质也用光照射以增强润 湿度。但是，在该实施方式中，半导体层107由真空沉积法使用作为 有机半导体的并五苯形成；因此，控制低润湿度区域150的润湿度的 步骤不需要。此外，半导体层107可以由液滴排放法等使用液体形式 的复合物形成，如果提供有复合物的表面相对于复合物具有足够的润 湿度。在该实施方式中，低润湿度区域150、高润湿度区域151a和 151b为了方便依赖于相对于包含形成源电极层或漏电极层的导电材 料的复合物的相对润湿度差异而命名。因此，即使当半导体层的形成 区域显示相对于包含形成源电极层或漏电极层的导电材料的复合物的 低润湿度时，形成区域不显示相对于形成半导体层107的复合物的低 润湿度是可能的。在这种情况下，控制半导体层107形成区域润湿度 的步骤不需要。
连接布线层160，161和162通过与栅电极层104相同的步骤在 衬底100上形成。栅极绝缘层的一部分刻蚀使得连接布线层160， 161和162暴露，并且TFT使用源/漏电极层111和112，以及在相 同步骤中形成的连接布线层163适当地连接；因此，各种电路可以实 现。
[实施方式6]
描述将驱动电路装配到根据实施方式4～7制造的显示板上的方 式。
首先，使用COG法的显示设备参考图15A描述。显示关于字 符、图像等的信息的像素部分2701提供在衬底2700上。提供有多个 驱动电路的衬底划分成矩形，并且划分后的驱动电路(在下文称作驱 动IC)2751装配在衬底2700上。图15A显示装配多个驱动IC 2751 以及驱动IC 2751末端的FPC 2750的方式。另外，划分的大小可以 尽可能与信号线侧上像素部分一侧的长度相同，并且磁带可以安装在 单个驱动IC的末端。
可以采用TAB法。在这种情况下，多个磁带可以连接并且驱动 IC可以安装在磁带上。类似于COG法的情况，单个驱动IC可以安 装在单个磁带上。在这种情况下，用于固定驱动IC的金属片等可以 根据强度而连接在一起。
装配在显示板上的多个驱动IC优选地根据提高生产率在具有 300mm～1000mm或更大边长的矩形衬底上形成。
换句话说，包括驱动电路部分和输入输出端子作为单元的多个 电路图案在衬底上形成，并且可以最后划分并取出。考虑像素部分的 边长和像素间距，驱动IC可以形成具有15mm～80mm长边和 1mm～6mm短边的矩形。作为选择，驱动IC可以形成具有像素部分 边长的长边长度或者像素部分加上每个驱动电路边长的长边长度。
驱动IC的IC芯片上外部尺寸的优点在于长边的长度。当使用 具有15mm～80mm长边的驱动IC时，根据像素部分装配所需的数目 小于使用IC芯片的情况。因此，可以提高制造的产量。当驱动IC 在玻璃衬底上形成时，不损害生产率，没有因用作母体的衬底形状的 限制。这与从圆形硅片中取出IC芯片的情况相比较是很大的优点。
当扫描线驱动电路3702如图14B中所示整体地在衬底上形成 时，提供有信号线驱动电路的驱动IC装配在像素部分3701外部的 区域上。驱动IC是信号线一侧的驱动电路。为了形成与RGB金色 相对应的像素部分，XGA类需要3072个信号线而UXGA类需要 4800个信号线。以这种数目形成的信号线在像素部分3701的边缘部 分上划分成几块并且提供有引线。信号线关于驱动IC输出端子的间 距而聚集。
驱动IC优选地由在衬底上形成的结晶半导体制成。结晶半导体 优选地通过使用连续波激光照射来形成。因此，连续波固体激光器或 气体激光器用作产生激光的振荡器。当使用连续波激光时，几乎没有 晶体缺陷，结果，晶体管可以通过使用具有大粒度的多晶半导体层形 成。另外，因为迁移率或响应速度有利，高速驱动是可能的，并且与 常规元件相比进一步提高元件的工作频率是可能的。因此，因为几乎 不存在特性变化，高可靠性可以获得。注意，晶体管的通道长度方向 和激光的扫描方向可以指向相同方向以进一步提高工作频率。这是因 为当在使用连续波激光的激光结晶步骤中晶体管的通道长度方向与激 光相对于衬底的扫描方向几乎平行(优选地-30°～30°)时，可以获得 最高的迁移率。通道长度方向与电流的流动方向，换句话说，电荷在 通道形成区域中移动的方向一致。这样制造的晶体管具有包括晶粒在 通道方向上延伸的多晶半导体层的活性层，并且这意味着晶粒间界几 乎沿着通道方向形成。
为了执行激光结晶，使激光大大地变窄是优选的，并且其射束 点优选地具有与驱动IC的短边相同的宽度，大约为1mm～3mm。另 外，为了保证被照射物体的足够且有效的能量密度，激光的照射区域 优选地是线形。如这里使用的，术语“线形”并不是指严格意义上的直 线而是指具有大的长宽比的矩形或长方形。例如，线形指具有2或更 大(优选地10～10000)长宽比的矩形或长方形。因此，提供一种制 造显示设备的方法，其中通过使激光的射束点宽度与驱动IC的短边 具有相同长度来提高生产率是可能的。
如图15A和15B中所示，驱动IC既可作为扫描线驱动电路也 可作为信号线驱动电路而装配。在这种情况下，区分扫描线驱动电路 和信号线驱动电路的规格是优选的。
在像素部分中，信号线与扫描线交叉以形成矩阵，并且晶体管 根据每个交叉点而布置。具有非晶半导体或半非晶半导体作为通道部 分的TFT在本发明中用作布置在像素部分中的晶体管。非晶半导体 由方法例如等离子CVD法或溅射法形成。由等离子CVD法在300℃ 或更低的温度形成半非晶半导体是可能的。即使在外部尺寸为例如 500mm×650mm的非碱性玻璃衬底的情况下，形成晶体管所需的薄 膜厚度在短时间内形成。这种制造技术的特征在制造大面积显示设备 方面是有效的。另外，半非晶TFT可以通过形成SAS的通道形成区 域来获得2cm2/V.sec～10cm2/V.sec的场效应迁移率。当应用本发明 时，具有短通道宽度的细微布线可以稳定地形成，而不引起缺陷例如 短路，因为图案可以更好的可控性形成以具有期望的形状。因此，可 以形成具有充分运行像素所需的电特性的TFT。因此，该TFT可以 用作像素的开关元件以及用作构成扫描线驱动电路的元件。这样，可 以制造实现系统整合面板的显示板。
扫描线驱动电路也通过使用具有由半非晶半导体(SAS)形成 的半导体层的TFT整体地在衬底上形成。在使用具有由非晶半导体 (AS)形成的半导体层的TFT的情况下，驱动IC既可作为扫描线 驱动电路也可作为信号线驱动电路而装配。
在这种情况下，区分在扫描线上和在信号线上使用的驱动IC的 规格是优选的。例如，构成扫描线一侧驱动IC的晶体管需要承受大 约30V的电压，但是驱动频率是100kHz或更小，并且高速操作相比 较不需要。因此，将包含于扫描线驱动器中的晶体管的通道长度 (L)设置得足够长是优选的。另一方面，信号线驱动IC的晶体管 需要承受仅大约12V的电压，但是驱动频率在3V时为大约 65MHz，并且需要高速操作。因此，以微米规则设置包含于驱动器 中的晶体管的通道长度等是优选的。根据本发明，细微图案可以更好 的可控性形成；因此本发明可以充分地对应于这种微米规则。
装配驱动IC的方法不特别限制，并且可以使用已知的方法例如 COG法、丝焊法，或TAB法。
驱动IC和反衬底的高度可以通过形成驱动IC以具有与反衬底 相同的厚度来制造得几乎相同，这有助于整体减薄显示设备。当两个 衬底由相同材料形成时，不产生热应力并且包括TFT的电路的特性 不被损害，即使当在显示设备中产生温度变化时。此外，如本实施方 式中描述的，装配到一个像素部分上的驱动IC的数目可以通过装配 比IC芯片更长的驱动IC作为驱动电路而减少。
如上所述，驱动电路可以包括在显示板中。
[实施方式7]
在本实施方案中显示的显示板的像素结构参考图17A～17F中所 示的等效电路图描述。
在图17A中所示的像素中，信号线410和电源线411～413按列 布置，而扫描线414按行布置。像素还包括开关TFT 401、驱动 TFT 403、电流控制TFT 404、电容器元件402，以及发光元件 405。
图17C中所示的像素具有与图17A中所示像素相同的结构，除 了驱动TFT 403的栅电极连接到按行布置的电源线412之外。图 17A和17C中的像素都显示相同的等效电路图。但是，在电源线412 按列布置的情况(图17A)和电源线412按行布置的情况(图17C) 之间，每个电源线由不同层中的导电层形成。两个像素每个显示在图 17A和17C中以便显示连接到驱动TFT 403栅电极的布线形成于其 中的层在图17A和17C之间不同。
在图17A和17C中，TFT 403和404在像素中串联，并且TFT 403的通道长度L3/通道宽度W3与TFT 404的通道长度L4/通道宽度 W4的比值设置为L3/W3∶L4/W4＝5～6000∶1。L3、W3、L4和W4分别为 500μm、3μm、3μm和100μm的情况可以作为实例给出。根据本发 明，具有短通道宽度的这种细微布线可以稳定地形成而不引起缺陷例 如短路，因为图案可以更好的可控性形成以具有期望的形状。因此， 可以形成具有满意地运行图17A和17C中所示这种像素所需的电特 性的TFT。结果，可以制造显示能力优越的高度可靠的显示板。
TFT 403在饱和区域中工作并且控制在发光元件405中流动的 电流量，而TFT 404在线形区域中工作并且控制供给到发光元件405 的电流。考虑到制造工艺，TFT 403和404优选地具有相同的导电 性。对于驱动TFT 403，耗尽型TFT可以代替增强型TFT而使用。 根据具有上面结构的发明，TFT 404的VGS的轻微变化不影响在发光 元件405中流动的电流量，因为电流控制TFT 404在线形区域中工 作。也就是，在发光元件405中流动的电流量由在饱和区域中工作的 TFT 403确定。因此，通过改进因TFT性质的变化而引起的发光元 件亮度的变化来提供图像品质提高的显示设备是可能的。
图17A～17D中所示像素的TFT 401控制输入到像素的视频信 号。当开关TFT 401导通且视频信号输入到像素时，视频信号保存 在电容器元件402中。虽然像素在图17A和17C中包含电容器元件 402，本发明并不限于此。当栅电容等可以用作保存视频信号的电容 器时，不一定提供电容器元件402。
发光元件405具有电致发光层夹在一对电极之间的结构。像素 电极和反电极(阳极和阴极)其间具有电势差，使得正向偏压被施 加。电致发光层由广泛的材料例如有机材料、无机材料形成。电致发 光层中的发光包括当激励单个状态返回到接地状态时产生的发光(荧 光)和当激励三重状态返回到接地状态时产生的发光(磷光)。
图17B中所示的像素具有与图17A中所示像素相同的结构，除 了添加TFT 406和扫描线416之外。类似地，图17D中所示的像素 具有与图17C中所示像素相同的结构，除了添加TFT 406和扫描线 416之外。
TFT 406由添加的扫描线416控制为ON/OFF。当TFT 406导 通时，保存在电容器元件402中的电荷放电，从而将TFT 404关 闭。也就是，电流到发光元件405的供给可以通过提供TFT 406而 强行停止。因此，通过采用图17B和17D中所示的结构，在信号写 入到所有像素之前，发光时期可以与布线时期开始同时地或在布线时 期开始之后不久开始，从而可以提高负荷比。
在图17E中所示的像素中，信号线450以及电源线451和452 按列布置，而扫描线453按行布置。像素还包括开关TFT 441、驱动 TFT 443、电容器元件442，以及发光元件444。图17F中所示的像 素具有与图17E中所示像素相同的像素结构，除了添加TFT 445和 扫描线454之外。应当注意，图17F的结构也允许负荷比通过提供 TFT 445而提高。
如上所述，根据本发明，布线等的图案可以更好的可控性稳定 地形成而没有形成缺陷。因此，TFT可以提供有高的电特性和可靠 性，从而本发明可以令人满意地用于根据用途提高像素显示能力的应 用技术。
[实施方式8]
保护二极管为扫描线输入端子部分和信号线输入端子部分提供 的一种方式参考图24说明。TFT 501和502、电容器504，以及发光 元件503在图24中为像素2702而提供。该TFT具有与实施方式2 中相同的结构。
保护二极管561和562为信号线输入端子部分提供。这些保护 二极管在与TFT 501或TFT 502相同的步骤中制造，并且用作每个 连接到栅极以及漏极或源极中一个的二极管。图23显示图24中所示 顶视图的等效电路图。
保护二极管561包括栅电极层、半导体层以及布线层。保护二 极管562具有相同的结构。连接到该保护二极管的公共电势线554和 555在与栅电极层相同的层中形成。因此，在栅极绝缘层中形成接触 孔以电连接到布线层是必要的。
掩模层可以形成并刻蚀处理以在栅极绝缘层中形成接触孔。在 这种情况下，当应用大气压力放电的刻蚀处理时，放电处理可以局部 执行，从而掩模层不一定在整个表面上形成。
信号布线层在TFT 501中与源/漏极布线层505相同的层中形 成，并且具有连接到那里的信号布线层连接到源极或漏极侧的结构。
扫描信号线一侧的输入端子部分也具有相同结构。保护二极管 563具有栅电极层、半导体层，以及布线层。保护二极管564也具有 相同结构。连接到保护二极管的公共电势线556和557在与源/漏极 布线层相同的层中形成。根据本发明，在输入级提供的保护二极管可 以同时形成。注意沉积保护二极管的位置并不局限于该实施方式，并 且也可以提供在驱动电路和像素之间。
如上所述，根据本发明，布线等的图案可以更好的可控性稳定 地形成而不产生形成缺陷。因此，即使当布线等是复杂的并且通过形 成保护电路而密集地形成时，不会产生因形成时的安装缺陷而引起的 短路等。另外，本发明可以充分对应于小型化或薄型化设备，因为没 必要考虑宽的裕度。结果，可以制造具有更好电特性和高可靠性的显 示设备。
[实施方式9]
图22显示构成具有根据本发明制造的TFT衬底2800的EL显 示模块的实例。包括像素的像素部分在TFT衬底2800上形成。
在图22中，与在通过连接到TFT的栅极以及源极或漏极中一 个而以与二极管相同的方式操作的像素或保护电路部分2801中形成 的相同的TFT提供在驱动电路和像素部分外部的像素之间。由单晶 半导体形成的驱动IC、在玻璃衬底上由多晶半导体薄膜形成的粘贴 驱动IC、或由SAS形成的驱动电路应用于驱动电路2809。
TFT衬底2800通过将由液滴排放法形成的隔板2806a和2806b 置于其间而结合到密封衬底2820。隔板优选地被提供以保持两个衬 底之间的空间恒定，即使当衬底薄且像素部分的区域扩大时。分别连 接到TFT 2802和2803的发光元件2804和2805上的TFT衬底2800 和密封衬底2820之间的空间可以用透光树脂材料填充并固化，或者 可以用无水氮或惰性气体填充。
图22显示发光元件2804和2805具有顶部发射型结构并且具有 光在图中所示箭头方向上发出的结构的情况。多色显示可以通过具有 红、绿和蓝的不同发光颜色而在每个像素中执行。另外，此时，向外 发出的发光的色纯度可以通过在密封衬底2820一侧形成与每种颜色 相对应的着色层2807a、2807b和2807c来增强。而且，着色层 2807a、2807b和2807c可以通过使用像素组合作为白光发射元件。
作为外部电路的驱动电路2809通过布线衬底2810连接到在 TFT衬底2800的一端上提供的扫描线或信号线连接端子。另外，热 管2813和散热器2812可以提供以便与TFT衬底2800接触或接近以 具有提高热效应的结构。
图22显示顶部发射型EL模块，但是，它可以通过改变发光元 件的结构或外部电路衬底的沉积而成为底部发射结构。自然地，光从 顶面和底面两侧发出的双发射结构。在顶部发射结构的情况下，作为 隔墙的绝缘层可以着色以用作黑矩阵。该隔墙可以由液滴排放法等形 成并且它可以通过将着色剂材料的黑树脂、炭黑等混合到树脂材料例 如聚酰亚胺中来形成，或者其层压也可以使用。
另外，在TFT衬底2800中，密封结构可以通过使用密封剂或 粘合树脂将树脂薄膜附加到像素部分形成的一侧来形成。在该实施方 式中，显示使用玻璃衬底的玻璃密封，但是各种密封方法例如使用树 脂的树脂密封、使用塑料的塑料密封，以及使用薄膜的薄膜密封可以 使用。防止湿气渗透的气体阻挡膜优选地提供在树脂薄膜表面上。通 过应用薄膜密封结构，可以实现更薄和更轻。
[实施方式10]
电视设备可以由根据本发明形成的显示设备完成。显示板可以 如下任意方式形成：如图14A中所示的结构，在仅像素部分形成的 情况下，然后扫描线驱动电路和信号线驱动电路如图15B中所示由 TAB法装配；如图14A中所示的结构，在仅像素部分形成的情况 下，然后扫描线驱动电路和信号线驱动电路如图15A中所示由COG 法装配；TFT由SAS形成，像素部分和扫描线驱动电路整体地在衬 底上形成，并且信号线驱动电路如图14B中所示单独装配为驱动 IC；并且像素部分、信号线驱动电路，以及扫描线驱动电路如图 14C中所示整体地在衬底上形成；等等。
外部电路的另一种结构在视频信号的输入侧包括视频信号放大 电路，其放大由调谐器接收的视频信号；视频信号处理电路，其将从 那里输出的视频信号转换成与红、绿和蓝每种颜色相对应的色度信 号；控制电路，其将视频信号转换成驱动IC的输入规格；等等。控 制电路分别输出信号到扫描线侧和信号线侧。在数字驱动的情况下， 信号分割电路可以提供在信号线侧，以便具有输入的数字信号通过划 分成m片来提供的结构。
在从调谐器接收的信号中，音频信号发送到音频信号放大电 路，并且其输出通过音频信号处理电路为扬声器提供。控制电路接收 关于接收站的控制信息(接收频率)或来自输入部分的音量，并且将 信号发送到调谐器或音频信号处理电路。
图13显示液晶显示模块的实例，并且TFT衬底2600和反衬底 2601用密封剂2602固定，像素部分2603和液晶层2604置于其间以 形成显示区。在执行彩色显示的情况下需要着色层2605。在RGB方 法的情况下，为每个像素提供与红、绿和蓝相对应的着色层。偏光板 2606和2607、光学薄膜2613提供在TFT衬底2600和反衬底2601 外部。光源包括冷阴极管2610和反射板2611，并且电路衬底2612 通过驱动电路2608和柔性布线衬底2609连接到TFT衬底2600，并 且包括外部电路例如控制电路或电源电路。
如图20A和20B中所示，电视设备可以通过将显示模块包括到 机壳2001中完成。当使用如图22中所示的EL显示模块时EL电视 设备可以完成，并且当使用图30中所示的液晶模块时液晶电视设备 可以完成。主屏幕2003通过使用显示模块形成，并且扬声器部分 2009、操作开关等作为其他附加装备提供。这样，电视设备可以根据 本发明完成。
另外，从外部进入的光的反射光可以通过使用延迟膜和偏光板 遮蔽。图19是顶部发射型的结构并且作为隔墙的绝缘层3605被着色 以用作黑矩阵。隔墙可以由液滴排放法形成，并且炭黑等可以混合到 树脂材料例如聚酰亚胺中，并且其层压也可以使用。依赖于液滴排放 法，不同材料可以在相同区域上排放多次以形成隔墙。在该实施方式 中，使用着色剂的黑树脂。λ/4板和λ/2板可以用作延迟膜3603和 3604，并且可以设计成能够控制光。作为结构，TFT元件衬底 2800、发光元件2804、密封衬底(密封剂)2820、延迟膜(λ/4和 λ/2)3603和3604、偏光板3602顺序层压，其中从发光元件发出的 光发出到偏光板侧外部以发出它们。延迟膜或偏光板可以提供在光发 出的一侧，或者在光从两面发出的双发射型显示设备的情况下可以提 供在两侧。另外，防反射膜3601可以提供在偏光板的外侧。因此， 可以显示更高分辨率和更准确的图像。
如图20A中所示，使用显示元件的显示板2002包括在机壳 2001中。通过使用接收器2005，除了接收一般TV广播之外，信息 通信也可以通过由固定线路或无线经由调制解调器2004连接到通信 网络在一个方向(从发送器到接收器)或在两个方向上(在发送器和 接收器之间或在接收器之间)执行。电视设备的操作可以由包括到机 壳中的开关或者由与主体分开的远程控制设备2006执行。显示待输 出信息的显示部分2007也可以为该远程控制设备提供。
另外，在电视设备中，除了主屏幕2003之外，显示通道、音量 等的结构可以通过形成第二显示板的子屏幕2008来另外提供。在该 结构中，主屏幕2003由视角优越的EL显示板形成，而子屏幕可以 由能够以低功耗显示子屏幕的液晶显示板形成。为了将低功耗列入优 先，主屏幕2003由液晶显示板形成，子屏幕由EL显示板形成，并 且子屏幕能够闪烁打开和关闭的结构也可以使用。根据本发明，具有 高可靠性的显示设备可以甚至通过使用许多TFT和通过使用这种大 尺寸衬底的电子部件制造。
图20B显示具有例如20英寸～80英寸的大尺寸显示部分的电视 设备，其包括机壳2010、显示部分2011、作为操作部分的键盘部分 2012、扬声器部分2013等。本发明应用于制造显示部分2012。图 20B显示具有弯曲显示部分的电视设备，因为能够弯曲的衬底用作显 示部分。这样，可以制造具有期望形状的电视设备，因为显示部分的 形状可以自由地设计。
使用本发明能够简化处理。因此，显示板可以容易地制造，甚 至当使用一侧具有1000mm或更多的第五代中或第五代后的玻璃衬 底时。
根据本发明，期望的图案可以更好的可控性形成，并且材料损 耗和成本也可以减少。因此，甚至具有大屏幕显示部分的电视设备可 以通过使用本发明而以低成本形成，并且甚至当电视设备薄型化且布 线等变得准确时不产生形成缺陷。因此，高性能且高度可靠的电视设 备可以更好的产量制造。
自然地，本发明并不局限于电视设备，并且它可以应用于各种 用途，特别是具有大面积的显示介质例如火车站、机场等处的信息显 示板，或者街道上的广告显示板以及个人计算机的显示器。
[实施方式11]
各种显示设备可以通过应用本发明制造。换句话说，本发明可 以应用于这些显示设备包含在显示部分中的各种电子设备。
电子设备包括照相机例如摄影机或数字照相机、投影仪、头盔 显示器(护目镜型显示器)、汽车导航系统、汽车立体声系统、个人 计算机、游戏机、便携式信息终端(移动计算机、蜂窝式电话、电子 书等)、提供有记录介质的图像再现设备(特别地，能够播放记录介 质例如数字化视频光盘(DVD)并且具有可以显示图像的显示设备 的设备)等。图21A～21D显示其实例。
图21A是个人计算机，其包括主体2101、机壳2102、显示部分 2103、键盘2104、外部连接端口2105、定点鼠标2106等。本发明适 用于制造显示部分2103。根据本发明，具有高可靠性和高分辨率的 图像可以显示，即使个人计算机小型化且布线等变得准确。
图21B是提供有记录介质的图像再现设备(特别地DVD再现 设备)，其包括主体2201、机壳2202、显示部分A 2203、显示部分 B 2204、记录介质(例如DVD)读取部分2205、操作键2206、扬声 器部分2207等。显示部分A 2203主要显示图像信息，而显示部分B 2204主要显示字符信息，并且本发明适用于制造这些显示部分A 2203和B 2204。根据本发明，具有高可靠性和高分辨率的图像可以 显示，即使当图像再现设备小型化且布线等变得准确时。
图21C是蜂窝式电话，其包括主体2301、音频输出部分2302、 音频输入部分2303、显示部分2304、操作开关2305、天线2306 等。通过将根据本发明制造的显示设备应用于显示部分2304，可以 制造具有高可靠性和高分辨率的显示器，即使当蜂窝式电话小型化且 布线等变得准确时。
图21D是摄影机，其包括主体2401、显示部分2402、机壳 2403、外部连接端2404、远程控制接收部分2405、图像接收部分 2406、电池2407、音频输入部分2408、目镜部分2409、操作键2410 等。通过将根据本发明制造的显示设备应用于显示部分2402，可以 制造具有高可靠性和高分辨率的显示器，即使当摄影机小型化且布线 等变得准确时。该实施方式可以与上述实施方式自由组合。
本申请基于2004年3月19日在日本专利局提交的日本专利申 请序列号2004-081493，在此引用其内容作为参考。
[实施方式1]
根据本发明的一种实施方式参考图1A～1F来描述。两个实例在 图1A～1F中显示。它们中一个是通过图1A，1B和1C到达图1F的 实例，而另一个是通过图1A，1D和1E到达图1F的实例。
本发明的一个特征在于制造显示板所需的图案中至少一个或多 个，例如布线层、形成电极的导电层或者形成预先确定图案的掩模层 由能够选择性形成图案的方法形成以制造显示设备。液滴排放(涂 敷)法(也称作喷墨法，取决于其方式)，其中导电层、绝缘层等形 成并且预先确定的图案可以通过选择性地排放(涂敷)为特定目的而 混合的一滴复合物而形成，用作能够选择性形成图案的方法。另外， 也可以使用能够转印或绘制图案的方法，例如各种印刷方法(形成图 案的方法，例如丝网(油印)印刷、胶版(平版)印刷、凸版印刷或 凹版(铜版印刷)等。
在该实施方式中，使用通过排放(涂敷)作为液滴的包含流体 图案形成材料的复合物来形成图案的方法。图案通过将由包含图案形 成材料的复合物形成的液滴排放到图案形成区域，并且通过执行烘 培、烘干等以固定来形成。根据本发明，预处理在图案形成区域上执 行。
用于形成图案的液滴排放设备的一种方式在图28中显示。液滴 排放装置1403的头1405和1412的每个连接到控制装置1407，并且 由计算机1410控制，使得可以绘制预定图案。绘制的位置可以基于 例如在衬底1400上形成的标记1411而确定。作为选择，参考点可以 基于衬底1400的边缘而固定。参考点由成像装置1404检测，并且在 图像处理装置1409处变成数字信号。然后，数字信号由计算机1410 识别，并且控制信号产生并发送到控制装置1407。作为成像装置 1404，利用电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物晶体管 (CMOS)等的成像传感器可以使用。当然，关于在衬底1400上形 成的图案的信息存储在存储介质1408中，并且控制信号基于该信息 发送到控制装置1407，使得液滴排放装置1403的每个头1405和 1412可以单独控制。每个头1405和1412提供有通过导管从材料供 给源1413和1414排放的材料。
头1405拥有如由虚线1406所示具有充满液体材料的空间和作 为排放口的喷嘴的内部结构。虽然没有显示，头1412具有与头1405 类似的内部结构。头1405和1412的大小彼此不同，并且不同材料可 以同时绘制以具有不同的宽度。导电材料、有机材料、无机材料等可 以从一个头排放并绘制。当液滴绘制在宽阔区域例如层间绝缘膜上 时，一种材料同时从多个喷嘴排放以提高通过量，从而绘制可以执 行。当使用大尺寸衬底时，头1405和1412可以在由箭头指示的方向 上在衬底上自由地扫描，并且绘制区域可以自由地设置。因此，多个 相同图案可以绘制在一个衬底上。
在使用液滴排放法的导电层等的图案形成方法中，图案如下形 成。以微粒形状处理的图案形成材料被排放，并且通过焊接而焊接或 连接，通过执行烘培以固化图案形成材料。因此，虽然由溅射法等形 成的图案经常显示柱状结构，图案经常显示具有许多晶粒间界的多晶 态。
根据本发明，如图1A～1F所示，使用光的照射处理作为预处理 在图案形成区域和与其相邻的区域上执行以执行选择性修改表面的处 理。包含图案形成材料的复合物然后附加到修改表面以形成图案。
用于修改处理的光包括，但不局限于，红外光、可见光、或紫 外光或者其组合。例如，可以使用从紫外线灯、黑光灯、卤素灯、金 属卤化物灯、氙弧灯、碳弧灯、高压钠灯或高压汞灯发出的光。灯光 源可以激活长达所需时间，或者可以激活多于一次。
另外，可以使用激光，并且作为激光振荡器，可以使用可以振 荡紫外光、可见光或红外光的激光振荡器。作为激光振荡器，KrF、 ArF、XeCl、Xe等的准分子激光振荡器；He、He-Cd、Ar、He- Ne、HF等的气体激光振荡器；使用掺杂有Cr、Nd、Er、Ho、Ce、 Co、Ti或Tm的晶体例如YAG、GdVO4、YVO4、YLF或YAlO3的 固体激光振荡器；或者GaN、GaAs、GaAlAs、InGaAsP等的半导 体激光振荡器可以使用。作为固体激光振荡器，优选地应用基波的第 一高谐波至第三高谐波。包括遮光器、反光器例如镜子或半透明反射 镜，以及柱面透镜或凸透镜的光学系统可以用于控制从激光振荡器发 出的激光的形状或路线。
衬底可以为选择性光照射而移动，或者光可以为照射而在x-y 方向上移动。在这种情况下，多边形镜面或电流镜优选地在光学系统 中使用。
在该实施方式中，照射区域用光照射以修改和改变区域的润湿 度。因此，形成相对于图案形成材料具有不同润湿度的图案形成区域 和与其相邻的区域。相对于图案形成材料的区域的润湿度可以具有相 对差异，作为图案形成区域和与其相邻的图案没有形成的区域(非图 案形成区域)的润湿度之间的差异。具有不同润湿度的区域具有包含 图案形成材料的复合物的不同接触角。相对于包含图案形成材料的复 合物具有较大接触角的区域是具有较低润湿度的区域(在下文，也称 作“低润湿度区域”)，而相对于包含图案形成材料的复合物具有较小 接触角的区域是具有高润湿度的区域(在下文，也称作“高润湿度区 域”)。这是因为当接触角大时，具有流动性的液体复合物不会蔓延 并且由区域表面驱逐；因此，表面不湿；而当接触角小时，具有流动 性的复合物在表面上蔓延，并且表面是湿的。因此，具有不同润湿度 的区域具有不同的表面能。低润湿度区域的表面具有低的表面能，而 高润湿度区域的表面具有高的表面能。在本发明中，具有不同润湿度 的区域之间接触角的差是30°或更多，优选地40°或更多。
在该实施方式中，使用光的照射处理执行以形成具有不同润湿 度的区域。物质在图案形成区域和与其相邻的区域上形成，并且选择 性增强润湿度的处理和选择性降低润湿度的处理使用光来执行。在该 实施方式中，具有低润湿度的物质在图案形成区域和与其相邻的区域 上形成，并且能够分解具有低润湿度的物质的光被照射以分解并去除 处理区域中具有低润湿度的物质。因此，处理区域的润湿度增强，并 且形成高润湿度区域。所以，包含在高润湿度区域中的低润湿度物质 的浓度(例如，具有减小润湿度的效应的氟碳化合物链的浓度、数目 或量)变得低于低润湿度区域中。具有低润湿度的物质可以是包含具 有减小低润湿度的效应的材料的物质。减小润湿度的材料由光照射处 理分解和损坏以抵销减小润湿度的效应。
根据本发明，主体通过将背面暴露于光而使用通过提供有主体 的物质(衬底)的光照射从而以更好的可控性精确地形成具有不同润 湿度的区域。在该实施方式中，掩模预先在具有透光性质的衬底上形 成，并且具有低润湿度的物质在其上形成。除掩模区域之外的区域的 具有低润湿度的物质中减小润湿度的材料通过用来自具有透光性质的 衬底一侧的光照射而分解。在掩模上形成的具有低润湿度的物质不用 光照射；因此，具有不同润湿度的区域以更好的可控性形成。光需要 具有由具有低润湿度的物质吸收的波长。但是，具有大能量波长为 200nm或更小的光，例如紫外光，依赖于物质而需要；因此，选择 范围狭窄。此外，在由具有透光性质的衬底吸收的波长的情况下，光 吸收到具有透光性质的衬底中，而主体不用光照射；因此，表面不能 修改。另外，同样需要执行多次照射以执行充分的处理；因此，装置 或处理所需的成本或时间增加，使得生产效率降低。
因此，在本发明中，具有光波长范围内的吸收范围的光吸收材 料混合到主体以便提高光照射的处理效率。具有光波长范围内的吸收 范围的光吸收材料吸收照射的光并且发出(辐射)热能等到周围区 域。发出的能量与周围物质反应。结果，物质性质改变和修改。根据 本发明，光的选择范围加宽，因为光吸收材料可以根据光的波长来选 择。因此，具有不由形成主体的物质吸收的范围的波长可以选择，并 且可以执行以更好的可控性执行表面照射处理的光照射。另外，甚至 当光自身具有较低能量时处理可以充分地执行，因为光的照射效率也 可以增强。因此，装置或处理简化且成本或时间减少，这导致增强生 产率。
在该实施方式中，将显示以更好的可控性形成布线图案的实 例。首先，掩模70在具有透光性质的衬底50上形成(图1A)。因 为掩模70被制造以用作阻挡光的掩模，需要使用几乎不透光的材 料。在该实施方式中，绝缘材料用于掩模70，而导电材料用于在掩 模70上形成的图案75a和图案75b。在这种情况下，掩模70用作电 绝缘包括图案75a和图案75b的布线的绝缘体。在导电材料用于掩模 70、图案75a和图案75b的情况下，如果绝缘层在掩模70以及图案 75a和图案75b之间形成，并且绝缘层根据本发明预处理，布线可以 形成以具有层压结构。
在该实施方式中，光吸收材料53或光吸收材料63添加到具有 低润湿度的物质52。具有低润湿度的物质与光吸收材料的混合物混 合到液态的溶剂等中，因为混合物通过使用液滴排放法选择性排放而 形成。但是，形成方法并不局限于该实施方式，因为物质可以附加到 形成区域和与其相邻的区域。例如，混合物可以由溶胶凝胶法例如浸 涂法、旋涂法、或离子电镀法、离子束法、CVD法、溅射法、RF磁 控管溅射法、等离子热喷涂法、或等离子喷涂法形成。当由涂敷法例 如浸涂法或旋涂法形成时，并且当溶剂应当去除时，可以执行烘培或 烘干。当使用直接在形成区域和与其相邻的区域上形成图案的方法例 如液滴排放法时，成本可以缩减，因为材料可用性增强。
当可溶解在具有低润湿度的物质52中的物质例如染料用作光吸 收材料时，添加在具有低润湿度的物质52中的光吸收材料溶解在具 有低润湿度的物质52中以变成具有低润湿度的液体复合物，并且作 为液滴55从排放设备54排放到衬底50上以形成具有低润湿度的复 合物51，如图1B中所示。
具有低润湿度的复合物51用来自光源56通过衬底50的光59 照射(参看图1C)。包含在具有低润湿度的复合物51中的光吸收材 料具有光波长内的吸收范围。因此，光吸收材料吸收照射的光并且辐 射能量例如热量。具有低润湿度的复合物由辐射能量分解和损坏以增 强处理区域中的润湿度。掩模70上具有低润湿度的复合物的表面不 处理，因为掩模70的形成区域由掩模70阻挡。因此，形成作为具有 高润湿度的区域的高润湿度区域57a和57b，并且形成区域和与其相 邻的区域具有不同的润湿度。因此，没有处理的区域具有比较低的润 湿度，以作为低润湿度区域58。
在形成具有不同润湿度的区域之后，包含在具有低润湿度的复 合物中的光吸收材料可以使用酒精或水冲洗并去除。在这种情况下， 仅光吸收材料被去除。因此，应当使用具有高选择比的溶剂以便不溶 解具有低吸收度的物质52。在该实施方式中，冲洗使用溶解光吸收 材料53的溶剂执行以去除光吸收材料53，从而形成低润湿度区域 71，高润湿度区域72a和72b(参看图1F)。
图1B显示光吸收材料可溶解在具有低润湿度的物质52中的情 况，而光吸收材料不能溶解的情况例如着色剂在图1D和1E中显 示。光吸收材料63作为微粒包含在具有低润湿度的物质52中，因为 光吸收材料63不能溶解在具有低润湿度的物质52中。光吸收材料通 过作为微粒分散而包含于其中的复合物作为液滴65从排放设备64排 放到衬底50上以形成具有低润湿度的复合物61。在这种情况下，应 当使用小于处理区域的微粒。这是因为处理区域的最小值由微粒的大 小确定，因为从微粒发出的能量影响周围物质。
光69从光源66通过衬底50照射以形成低润湿度区域68，以及 高润湿度区域67a和67b(参看图1E)。类似地，光吸收材料63使 用溶解光吸收材料63的溶剂冲洗以去除光吸收材料63，从而形成低 润湿度区域71，以及高润湿度区域72a和72b(参看图1F)。
然后，包含图案形成材料的液滴74从液滴排放设备73的喷嘴 排放到作为形成区域的高润湿度区域72a和72b。排放的液滴74在 高润湿度区域72a和72b中形成而不粘附到低润湿度区域71(参看 图2B)。甚至当图案形成材料取决于液滴从其排放的喷嘴的排放口 大小或排放口的扫描能力而不能精确地排放时，通过在形成区域上执 行增强润湿度的处理，液滴仅附加到形成区域以形成期望图案75a和 75b(参看图2C)。这是因为形成区域和与其相邻的区域具有不同的 润湿度；因此，液滴在低润湿度区域中驱逐以保持在具有较高润湿度 的形成区域中。换句话说，液滴由低润湿度区域驱逐；因此，高润湿 度区域和低润湿度区域之间的边界用作隔墙(堤)。因此，甚至包含 具有流动性的图案形成材料的复合物可以保持在高润湿度区域中；从 而，图案可以形成以具有期望的形状。
根据本发明，当形成例如电极层等的细微图案时，即使当液滴 的排放口有点大时，液滴也不会在形成区域上蔓延，因此，导电层可 以仅在形成区域中形成，并且可以防止由除形成区域之外的区域中的 形成而引起的缺陷例如短路。另外，布线的薄膜厚度可以控制。如在 该实施方式中，当物质表面由来自衬底一侧的光照射改造时，除了以 更好的可控性形成图案之外，大面积可以处理；从而，生产效率提 高。通过结合液滴排放法，与由旋涂法等的整个表面涂敷形成相比较 材料损耗可以避免；因此，成本可以减少。根据本发明，图案可以更 好的可控性形成，甚至在布线等因小型化和较薄薄膜形成而整体且杂 乱地提供的情况下。
在该实施方式中，具有低润湿度的复合物作为预处理形成。薄 膜可以取决于形成条件而非常薄，使得物质可能不具有薄膜形式。
增强润湿度的处理被执行以使得保持排放的液滴在区域上的强 度(也称作“粘附性”或“固定强度”)强于其周围，这与通过改造该区 域来增强与液滴的粘附等效。仅与液滴接触并保持液滴的表面可以具 有润湿度，而整个薄膜不一定具有类似的性质。
在形成图案之后改变作为预处理形成的润湿度的物质可以保 留，或者多余部分可以在形成图案之后去除。图案可以用作掩模，并 且使用氧气等的灰化、刻蚀等可以用于去除。
作为形成低润湿度区域的溶液的复合物实例，使用以化学式 Rn-Si-X(4-n)(n＝1，2，3)表示的硅烷偶联剂。这里，R表示包含 比较不活跃基团例如烷基的物质。此外，X包括水解基团例如卤素、 甲氧基、乙氧基、醋酸基，其可以通过缩合与物质表面上的羟基或吸 收性水结合。
通过使用氟代烷基用于R的基于氟的硅烷偶联剂(氟代烷基硅 烷(在下文称作FAS))作为硅烷偶联剂的典型实例，润湿度可以 降低。FAS的R具有以(CF3)(CF2)x(CH2)y(x：0～10的整数，y：0～4 的整数)表示的结构。在多个R或X结合到Si的情况下，R或X可 以全部相同或不同。氟代烷基硅烷例如七癸氟代四氢癸基三乙氧基硅 烷，七癸氟代四氢癸基三氯硅烷，三癸氟代四氢辛基三氯硅烷，三氟 代丙基三甲氧基硅烷可以作为FAS给出。
作为具有低润湿度的物质，可以使用不具有硅烷偶联剂中用于 R的氟碳化合物链而具有烷基的物质。例如八癸基三甲氧基硅烷等可 以用作有机硅烷。
作为形成低润湿度区域的溶液的溶剂，可以使用基于碳氢化合 物的溶剂例如n-戊烷，n-乙烷，n-庚烷，n-辛烷，n-癸烷，双环戊 烷，苯，甲苯，二甲苯，四甲基苯，茚，四氢化萘，十氢化萘，角鲨 烯，四氢呋喃，二氧己环，乙醇，二甲基亚砜等。
作为形成低润湿度区域的溶液的复合物实例，可以使用具有氟 碳化合物链的物质(含氟树脂)。作为含氟树脂，聚四氟乙烯 (PTFE：聚四氟乙烯树脂)，全氟代烷氧基链烷(PFA：四氟乙烯- 全氟代烷基乙烯醚共聚物树脂)，全氟代乙烯-丙烯共聚物(PFEP； 四氟乙烯-六氟丙烯共聚物树脂)，乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE； 四氟乙烯-乙烯共聚物树脂)，聚偏二氟乙烯(PVDF；聚偏二氟乙烯 树脂)，聚三氟氯乙烯(PCTFE；聚三氟氯乙烯树脂)，乙烯-三氟 氯乙烯共聚物(ECTFE；聚三氟氯乙烯-乙烯共聚物树脂)，聚四氟 乙烯-全氟代二氧杂环戊烯共聚物(TFE/PDD)，聚氟乙烯(PVF： 氟乙烯树脂)等可以使用。
另外，不形成低润湿度区域(换句话说，形成高润湿度区域) 的有机材料可以用来通过随后使用CF4等离子等执行处理来形成低润 湿度区域。例如，可以使用可溶树脂例如聚乙烯醇(PVA)混合到溶 剂例如H2O中的材料。另外，PVA可以与另一种可溶树脂混合，也 可以使用。使用基于由有机材料(有机树脂材料)(聚酰亚胺，丙烯 酸)，硅(Si)和氧(O)的键构造，并且包括至少氢(例如烷基或 芳香烃)作为取代基的有机基团。作为选择，氟代基团可以用作取代 基。此外作为选择，包含至少氢和氟代基团的有机基团可以用作取代 基。甚至当使用具有低润湿度表面的材料时，润湿度可以通过执行等 离子处理等而进一步减小。
基膜可以形成以提高图案和形成区域的粘附性。例如，当包含 银的导电材料作为掩模70涂敷到衬底以形成银布线时，氧化钛薄膜 可以作为导电薄膜在衬底上形成以提高粘附性。氧化钛薄膜具有与待 形成的包含银等的导电材料的更好粘附性，从而增强可靠性。
作为光吸收材料，可以使用有机材料、无机材料、包含无机材 料和有机材料的物质等，并且可以选择具有待使用的光波长内的吸收 范围的光吸收材料。它可能是导电材料例如金属或绝缘材料例如有机 树脂。作为无机材料，铁、金、铜、硅或锗，作为有机材料，塑料例 如聚酰亚胺或丙烯酸、颜料等可以使用。例如，作为与具有532nm 波长的光相对应的颜料，若丹明B、曙光红Y、甲基橙、玫瑰红等， 以及作为与具有300nm～400nm范围波长的光相对应的颜料，香豆素 (香豆素6H、香豆素30、香豆素102、香豆素152、香豆素153、香 豆素545T等)、Bis-MSB(1，4-双(o-甲基苯乙烯基)苯的缩写)分别 可以使用。作为颜料，炭黑、着色剂的黑树脂等也可以使用。作为另 一种颜料，若丹明6G、二氰基亚甲基吡喃衍生物(DCM)等可以使 用。
作为光吸收材料，具有光催化作用的物质(在下文也称作光催 化物质)可以使用。光催化物质具有光催化活性；因此，光催化物质 通过被照射而激活并且物质表面可以由其能量修改。
氧化钛(TiOX)、钛酸锶(SrTiO3)、硒化镉(CdSe)、钽酸 钾(KTaO3)、硫化镉(CdS)、氧化锆(ZrO2)、氧化铌 (Nb2O5)、氧化锌(ZnO)、氧化铁(Fe2O3)、氧化钨(WO3) 期望用于光催化物质。光催化物质可以用紫外光范围内(具有 400nm或更小，优选地380nm或更小的波长)的光照射以产生光催 化活性。
根据本发明，期望的图案可以更好的可控性形成，并且材料损 耗和成本可以减少。因此，高性能且高度可靠的发光显示设备可以更 好的产量制造。
[实施方式2]
根据本发明的实施方式参考图3A～3C，图4A～4C，图5A～5C， 图6A～6C，图7A～7C，图8A～8C，图9A和9B，图14A～14C，以及 图15A和15B来描述。更详细地，描述制造具有本发明应用于其中 的通道刻蚀型薄膜晶体管的显示设备的方法。图3～8中的图A指示 显示设备像素部分的顶视图，图3～8中的图B显示沿着图3～8中的 图A中的线A-C而获取的横截面视图，以及图3～8中的图C显示沿 着图3～8中的图A中的线B-D而获取的横截面视图。
图14A是显示根据本发明的显示板结构的顶视图。像素2702以 矩阵排列的像素部分2701，扫描线输入端子2703，和信号线输入端 子2704在具有绝缘表面的衬底2700上形成。像素的数目可以根据各 种标准确定。XGA的像素数目可以是1024×768×3(RGB)，UXGA的 像素数目可以是1600×1200×3(RGB)，以及全规模高清晰度的像素数 目可以是1920×1080×3(RGB)。
像素2702通过交叉从扫描线输入端子2703延伸的扫描线和从 信号线输入端子2704延伸的信号线而以矩阵排列。像素2702的每个 提供有开关元件和连接到那里的像素电极。开关元件的典型实例是 TFT。TFT的栅电极连接到扫描线，并且其源极或漏极连接到信号 线，这使得每个像素能够由从外部输入的信号独立控制。
TFT包括半导体层、栅极绝缘层和栅电极层作为其主要组成部 分。连接到在半导体层中形成的源极-漏极区域的布线层也包括在 TFT中。半导体层、栅极绝缘层和栅电极层从衬底一侧排列的顶部 栅极型，栅电极层、栅极绝缘层和半导体层从衬底一次排列的底部栅 极型等显示为TFT的典型结构。但是，任何一种结构可以在本发明 中使用。
由汽相生长法或溅射法使用典型为硅烷或锗烷的半导体材料气 体制造的非晶半导体(在下文也称作“AS”)；通过利用光能或热能 结晶非晶半导体而形成的多晶半导体；半结晶(也称作微晶或微晶 体)半导体(在下文也称作“SAS”)等可以用作形成半导体层的材 料。
SAS意思是具有非晶结构和结晶结构(包括单晶体和多晶体) 之间的中间结构并且具有在自由能方面稳定的第三状态的半导体，并 且包括具有短程有序和晶格畸变的结晶区。0.5nm～20nm范围的结晶 区可以在薄膜中至少一部分区域中观察到。当硅作为主要成分而包含 时，拉曼光谱移动到低于520cm-1的频率侧。由硅的晶格引起的 (111)或(220)的衍射峰在X射线衍射中观察到。至少1原子％ 或更多的氢或卤素包含以终止不饱和键。SAS通过在硅化物气体上 执行辉光放电分解(等离子CVD)而形成。SiH4作为典型硅化物气 体而给出。另外，Si2H6，SiH2Cl2，SiHCl3，SiCl4，SiF4等也可以用 作硅化物气体。此外，F2或GeF4可以混合。该硅化物气体可以用 H2，或者H2以及He，Ar，Kr和Ne的一种或多种稀有气体元素稀 释。稀释比在2倍至1000倍的范围。压力大约在0.1Pa至133Pa的 范围，且电力频率在1MHz至120MHz，优选地13HMz至60MHz 的范围。衬底加热温度优选地为300℃或更低，并且薄膜也可以在 100℃至200℃范围的温度形成。期望地，大气组成杂质例如氧、氮 或碳为1×1020原子/cm-3或更低，作为当形成薄膜时在薄膜中吸收的 杂质元素；特别地，氧浓度为5×1019原子/cm-3或更低，优选地 1×1019原子/cm-3或更低。优选的SAS可以通过添加稀有气体元素例 如氦、氩、氪或氖来进一步促进晶格畸变以增强稳定性而获得。另 外，包含基于氢的气体的SAS层可以作为半导体层而层压在包含基 于氟的气体的SAS层上。
图14A显示控制由外部驱动电路输入到扫描线和信号线的信号 的显示板的结构。此外，驱动IC 2751可以由COG(玻璃覆晶)方 法装配在衬底2700上，如图15A中所示。作为另一种实施方式，如 图15B中所示的TAB(卷带自动接合)方法也可以使用。驱动IC可 以包括单晶半导体衬底或由TFT在玻璃衬底上形成的电路。在图 15A和15B中，驱动IC 2751连接到FPC(柔性印制电路)2750。
当提供在像素中的TFT由SAS形成时，扫描线驱动电路3702 可以整体地形成在衬底3700上，如图14B中所示。在图14B中，像 素部分3701以与图14A中相同的方式由连接到信号线输入端子3704 的外部驱动电路控制。当提供在像素中的TFT由多晶(微晶)半导 体、具有高迁移率的单晶半导体等形成时，像素部分4701、扫描线 驱动电路4702和信号线驱动电路4704在图14C中可以整体地形成 在衬底4700上。
由硼硅酸钡玻璃、硼硅酸铝玻璃等形成的玻璃衬底；石英衬 底；硅衬底；金属衬底；不锈钢衬底；或可以承受制造过程处理温度 的塑料衬底用于具有透光性质的衬底100。具有透光性质的衬底100 的表面可以由CMP等抛光以平面化。另外，绝缘层可以在具有透光 性质的衬底100上形成。绝缘层由已知方法例如CVD法、等离子 CVD法、溅射法或旋涂法使用包含硅的氧化物材料或氮化物材料由 单层或薄片层形成。绝缘层不一定形成；但是，它具有阻挡污染物进 入具有透光性质的衬底100的效应。在本发明中，在修改包含光吸收 材料的物质表面时，光从包含光吸收材料的物质形成于其上的具有透 光性质的衬底100一侧通过衬底100照射。因此，具有透光性质的衬 底100需要是透射足够的光以修改包含光吸收材料的物质表面的物 质。
栅电极层103和栅电极层104在具有透光性质的衬底100上形 成。栅电极层103和栅电极层104可以由CVD法、溅射法、液滴排 放法等形成。栅电极层103和栅电极层104可以由选自Ta、W、 Ti、Mo、Al和Cu的元素，合金材料或主要包含该元素的复合物材 料形成。作为选择，典型为掺杂有杂质元素例如磷的多晶硅薄膜的半 导体薄膜，或者AgPdCu合金可以使用。单层结构或层压结构可以 使用。例如，氮化钨(TiN)薄膜和钼(Mo)薄膜的两层结构，或 者50nm厚的钨薄膜、500nm厚的铝和硅的合金(Al-Si)薄膜以及 30nm氮化钛薄膜的三层结构顺序层压。此外，在三层结构的情况 下，可以使用氮化钨代替第一导电薄膜的钨，可以使用铝和钛的合金 (Al-Ti)薄膜代替第二导电薄膜的硅和铝的合金(Al-Si)薄膜，以 及可以使用钛薄膜代替第三导电薄膜的氮化钛薄膜。
在栅电极层103和栅电极层104需要形成图案的情况下，图案 形成可以在形成掩模之后通过干法刻蚀或湿法刻蚀来执行。电极层可 以通过适当地控制刻蚀条件(施加到盘绕式电极的电功率的量，施加 到衬底侧电极的电功率的量，衬底侧电极的温度等)使用ICP(电感 耦合等离子体)刻蚀法而刻蚀以具有期望的锥形。注意，基于氯的气 体，典型为Cl2，BCl3，SiCl4和CCl4；基于氟的气体，典型为CF4， SF6和NF3；或O2可以适当地用于刻蚀气体。
用于图案形成的掩模可以通过选择性地排放组成物而形成。图 案形成步骤可以通过这样选择性地形成掩模来简化。树脂材料例如环 氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、酚醛清漆树脂、三聚氰胺树脂或氨 基甲酸酯树脂用于掩模。另外，掩模可以由液滴排放法使用有机材料 例如苯并环丁烯、聚对二甲苯、闪耀或透光聚酰亚胺；由例如基于硅 氧烷聚合物的聚合而制成的复合物材料；包含水溶性均聚物和水溶性 共聚物的合成材料等形成。作为选择，包含光敏剂的可商业获得的抗 蚀剂材料可以使用。例如，作为光敏剂的典型正型抗蚀剂例如酚醛清 漆树脂和重氮萘醌复合物，或者负型抗蚀剂例如基础树脂和二苯基硅 二醇以及酸产生剂可以使用。在使用任何材料时，表面张力和粘度通 过调节溶剂浓度或增加表面活性剂等适当地控制。
在该实施方式中，栅电极层103和栅电极层104由液滴排放装 置形成。液滴排放装置是具有排放液滴装置的装置的一般术语，例如 具有复合物排放口的喷嘴或装配有一个或多个喷嘴的头。包含在液滴 排放装置中的喷嘴的直径设置在0.02μm～100μm(优选地，30μm或 更小)的范围中，并且从喷嘴排放的复合物的量设置为 0.001pl～100pl(优选地，0.1pl～40pl，更优地，10pl或更小)的范围 中。排放的组成物的量与喷嘴的直径大小成比例地增加。此外，优选 地，待处理主体与喷嘴的排放口之间的距离尽可能地短，以便将液滴 滴落在期望位置上。有利地，距离近似设置为大约0.1mm～3mm(更 优地，1mm或更小)的范围中。
对于从排放口排放的复合物，使用溶解或分散在溶剂中的导电 材料。导电材料是金属例如Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、 W或Al的细微微粒或分散纳米微粒，金属例如Cd或Zn的硫化 物，Fe、Ti、Si、Ge、Zr、Ba等的氧化物，或卤化银。导电材料可 以是用作透明导电薄膜的氧化铟锡(ITO)，由氧化铟锡和氧化硅形 成的ITSO、有机铟、有机锡、氧化锌、氮化钛等。一种元素或多种 元素的微粒可以用作导电材料。但是，对于从排放口排放的复合物， 考虑特定的电阻值，优选地使用溶解或分散在溶剂中的金、银和铜的 材料的任何一种。更优地，使用具有低电阻值的银或铜。当使用银或 铜时，阻挡膜可以另外作为防止杂质的对抗措施而提供。氮化硅薄膜 或镍硼(NiB)可以用于该阻挡膜。
另外，可以使用导电材料由另一种导电材料涂敷以形成多层的 微粒。例如，铜用镍硼(NiB)涂敷，其进一步用银涂敷的三层结构 微粒可以使用。关于溶剂，酯例如醋酸丁酯和醋酸乙酯；醇例如异丙 醇和乙醇；有机溶剂例如甲基乙基酮和丙酮等可以使用。复合物的粘 度优选地为20mPa·S或更小。这防止复合物干燥，或组成物平滑地 从排放口排放。复合物的表面张力优选地为40mN/m或更小。但 是，复合物等的粘度可以根据使用的溶剂和应用而适当地控制。例 如，ITO、有机铟、或有机锡溶解或分散在溶剂中的复合物的粘度可 以设置为5mPa·S～20mPa·S，银溶解或分散在溶剂中的复合物的粘度 可以设置为5mPa·S～20mPa·S，以及金溶解或分散在溶剂中的组成物 的粘度可以设置为5mPa·S～20mPa·S。
导电层可以通过层压多个导电材料来形成。另外，导电层可以 由液滴排放装置使用银作为导电材料而形成；此后，它可以用铜等电 镀。电镀可以通过电镀或化学(无电)电镀法来执行。电镀可以通过 将衬底表面浸渍在充满具有电镀材料的溶液的容器中来执行。具有电 镀材料的溶液可以应用使得溶液在衬底表面上流动，衬底倾斜地(或 垂直地)放置。当电镀通过应用溶液且衬底垂直放置而执行时，存在 小型化处理装置的优点。
为了防止阻塞喷嘴和制造高清晰度图案，导电材料微粒直径优 选地尽可能地小，虽然它取决于每个喷嘴的直径、期望的图案形状 等。优选地，导电材料的微粒直径为0.1μm或更小。复合物由已知 方法例如电解法、喷雾法、湿还原法等形成，其微粒大小典型地为 0.01μm～10μm的范围。但是，当使用气体蒸发法时，使用分散剂保 护的纳米分子是微小的，大约7nm。当微粒的每个表面用涂层覆盖 时，纳米微粒在溶剂中不粘结并且在室温下均匀地分散在溶剂中，并 且显示与液体类似的性质。因此，优选地使用涂层。
在本发明中，因为主体通过利用图案形成区域和与其相邻的区 域之间相对于流体复合物的润湿度差异而处理以具有期望图案形状， 即使当主体注定被处理时，复合物具有流动性是必需的。但是，排放 复合物的处理可以在低压下执行，如果没有省去其流动性。另外，当 处理在低压下执行时，氧化物薄膜等不在导电材料表面上形成；因 此，这是优选的。在排放复合物之后，烘干和烘培的任何一个步骤或 两个步骤执行。烘干和烘培的每个步骤是热处理步骤。例如，烘干在 100℃执行三分钟，而烘培在200℃～350℃范围的温度下执行15分 钟～30分钟，其每个具有不同的目的、温度和时期。烘干和烘培的步 骤由激光照射、快速热退火、加热炉等在常压或低压下执行。注意， 热处理的时间没有特别限制。衬底可以加热以有利地执行烘干和烘培 的步骤。此时衬底的温度取决于衬底的材料等，但是典型地在 100℃～800℃(优选地，200℃～350℃)。根据这些步骤，纳米微粒 变得彼此接触，并且熔化和焊接通过硬化和收缩外围树脂以及蒸发复 合物中的溶剂或者化学地去除分散剂来加速。
连续波或脉冲波气体激光器或固体激光器可以用于激光照射。 准分子激光器、YAG激光器等可以作为前者气体激光器而给出，而 使用掺杂有Cr、Nd等的YAG或YVO4GdVO4等的晶体的激光器可 以作为后者固体激光器而给出。注意，优选地，关于激光的吸收使用 连续波激光器。而且，组合脉冲波和连续波的所谓混合激光照射法可 以使用。但是，优选地，由激光照射的热处理取决于衬底100的耐热 性在几微秒至几十秒内瞬时执行，使得衬底100不被损坏。快速热退 火(RTA)通过在惰性气体气氛中快速地升高温度并且使用发出紫 外至红外光的红外线灯或卤素灯加热几微秒至几分钟来执行。因为处 理瞬时执行，仅顶面上的薄膜可以基本上加热而较低层薄膜不受影 响。换句话说，甚至具有低耐热性的衬底例如塑料衬底不受影响。
在通过液滴排放法排放复合物来形成栅电极层103和104之 后，其表面可以通过使用压力压制它而平面化以增加其平面性。作为 压制方法，凹陷处和凸起处可以通过使得滚筒形物体在表面上扫描而 变平滑，或者表面可以使用平板形物体垂直压制。加热步骤可以在压 制时执行。作为选择，表面上的凹陷处和凸起处可以通过使用溶剂等 软化或熔化表面来使用空气刮刀去除。CMP方法也可以用于抛光表 面。该步骤可以适用于当凹陷处和凸起处由液滴排放法产生时平面化 表面。
随后，栅极绝缘层106在栅电极层103和104上形成(参看图 3A～3C)。栅极绝缘层106需要具有透光性质使得当在栅极绝缘层 106上形成的包含光吸收材料的物质表面被修改时光透射。栅极绝缘 层106可以由已知材料例如硅的氧化物或氮化物材料形成，并且可以 是薄片层或单层。在该实施方式中，使用氮化硅薄膜、氧化硅薄膜和 氮化硅薄膜的三层薄片层。作为选择，可以使用它们或氧氮化硅薄膜 的单层，或者两层的薄片层。具有微小薄膜质量的氮化硅薄膜可以优 选地使用。在使用银、铜等用于由液滴排放法形成的导电层，然后， 在其上形成氮化硅薄膜或NiB薄膜作为阻挡膜的情况下，氮化硅薄 膜或NiB薄膜在防止杂质扩散和平面化表面方面是有效的。注意， 稀有气体元素例如氩优选地包含在反应气体中，并且优选地混合到顺 序形成的绝缘膜中，以在低薄膜形成温度下形成具有很少栅极泄漏电 流的微小绝缘膜。
作为形成源/漏电极层的预处理，图案形成区域被修改以相对于 与其相邻的区域具有不同的润湿度。在该实施方式中，具有低润湿度 的物质形成，并且润湿度由使用光的照射处理选择性地改变以形成高 润湿度区域和低润湿度区域。润湿度的差异可以由接触角确认并且优 选地是40℃或更高。在本发明中，具有待照射光波长内的吸收范围 的光吸收材料添加(混合)到主体中以提高光的照射处理效率。
在该实施方式中，颜料用作光吸收材料。由具有低润湿度的物 质形成的具有低润湿度的复合物101a和101b以及颜料在衬底100上 形成(参看图4A～4C)。
作为形成低润湿度区域的溶液的复合物实例，使用以化学式Rn- Si-X(4-n)(n＝1，2，3)表示的硅烷偶联剂。这里，R表示包含比较不 活跃基团例如烷基的物质。此外，X包括水解基团例如卤素、甲氧 基、乙氧基或醋酸基，其可以通过缩合与物质表面上的羟基或吸收性 水结合。
通过使用氟代烷基用于R的基于氟的硅烷偶联剂(氟代烷基硅 烷(在下文称作FAS))作为硅烷偶联剂的典型实例，润湿度可以 降低。FAS的R具有以(CF3)(CF2)x(CH2)y(x：0～10的整数，y：0～4 的整数)表示的结构。在多个R或X结合到Si的情况下，R或X可 以全部相同或不同。氟代烷基硅烷例如七癸氟代四氢癸基三乙氧基硅 烷，七癸氟代四氢癸基三氯硅烷，三癸氟代四氢辛基三氯硅烷，三氟 代丙基三甲氧基硅烷可以作为FAS给出。
作为形成低润湿度区域的溶液的溶剂，使用形成低润湿度区域 的溶剂，例如基于碳氢化合物的溶剂，四氢呋喃等，也就是n-戊 烷，n-乙烷，n-庚烷，n-辛烷，n-癸烷，双环戊烷，苯，甲苯，二甲 苯，四甲基苯，茚，四氢化萘，十氢化萘，角鲨烯等。
作为形成低润湿度区域的溶剂的复合物实例，可以使用具有氟 碳化合物链的材料(含氟树脂)。作为含氟树脂，聚四氟乙烯 (PTFE：聚四氟乙烯树脂)，全氟代烷氧基链烷(PFA：四氟乙烯- 全氟代烷基乙烯醚共聚物树脂)，全氟代乙烯-丙烯共聚物(PFEP； 四氟乙烯-六氟丙烯共聚物树脂)，乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE； 四氟乙烯-乙烯共聚物树脂)，聚偏二氟乙烯(PVDF；聚偏二氟乙烯 树脂)，聚三氟氯乙烯(PCTFE；聚三氟氯乙烯树脂)，乙烯-三氟 氯乙烯共聚物(ECTFE；聚三氟氯乙烯-乙烯共聚物树脂)，聚四氟 乙烯-全氟代二氧杂环戊烯共聚物(TFE/PDD)，聚氟乙烯(PVF： 氟乙烯树脂)等可以使用。
另外，不形成低润湿度区域(换句话说，形成高润湿度区域) 的有机材料可以用来通过随后使用CF4等离子等执行处理来形成低润 湿度区域。例如，可以使用可溶树脂例如聚乙烯醇(PVA)混合到溶 剂例如H2O中的材料。另外，PVA可以与另一种可溶树脂混合，可 以使用。使用基干由有机材料(有机树脂材料)(聚酰亚胺，丙烯 酸)，硅(Si)和氧(O)的键构造，并且包括至少氢(例如烷基或 芳香烃)作为取代基的有机基团。作为选择，氟代基团可以用作取代 基。此外作为选择，包含至少氢和氟代基团的有机基团可以用作取代 基。甚至当使用具有低润湿度表面的材料时，润湿度可以通过执行等 离子处理等而进一步减小。
在该实施方式中，FAS用作具有低润湿度的物质，并且作为颜 料的香豆素545T用作光吸收材料。该物质相对于包含随后构成源/漏 电极层的导电材料的复合物是可湿的。在该实施方式中使用的FAS 使用具有200nm或更小波长的光分解；但是，玻璃衬底吸收并且不 透射具有300nm或更小波长的光。因此，如果玻璃衬底用作衬底， FAS不能使用光照射。因此，在该实施方式中，FAS作为光吸收材 料与具有300nm～400nm附近的吸收波长范围的香豆素545T混合 (溶解)，并且作为发出具有200nm～450nm波长的光的紫外线灯的 金属卤化物灯用作光源。光吸收材料可以依赖于使用的光的波长而适 当地选择。在该实施方式中，具有低润湿度的物质由液滴排放法在图 案形成区域和与其相邻的区域中选择性地形成，但是，具有低润湿度 的物质可以由旋涂法等涂敷到宽阔区域(例如到整个表面)，此后可 以执行图案形成。当液滴排放法如在该实施方式中使用时，材料的浪 费可以减少，并且材料的使用效率提高。
随后，光吸收材料以及包含具有低润湿度的物质的具有低润湿 度的复合物101a和101b用从光源170a和170b发出来自具有透光 性质的衬底100一侧通过衬底100的光171a和171b照射。照射区域 中具有低润湿度的物质由光171a和171b分解并且润湿度增强。光吸 收材料包含在作为主体的具有低润湿度的复合物中。光吸收材料吸收 光并且发出其能量以增强光的照射处理效率。在与栅电极层103和 104重叠的区域中具有低润湿度的复合物的表面没有修改，因为栅电 极层103和104用作掩模。具有比较高的润湿度的高润湿度区域 151a和151b以及具有比较低的润湿度的低润湿度区域150由使用光 171a的照射处理在具有低润湿度的复合物101a的表面上形成(参看 图5B)。类似地，具有比较高的润湿度的高润湿度区域153a和 153b以及具有比较低的润湿度的低润湿度区域152由使用光171b的 照射处理在具有低润湿度的复合物101b的表面上形成(参看图 5C)。根据本发明，光的选择范围变宽，因为光吸收材料可以根据 光而选择。因此，可以选择不能由形成主体的物质吸收的范围中的波 长，并且执行具有更好可控性的表面修改处理的光照射可以执行。另 外，甚至当光自身具有低能量时处理可以充分地执行，因为光的照射 效率也可以增强。因此，设备或处理简化，这引起成本或时间的减 少，从而增强生产率。
在该实施方式中，当掩模由液滴排放法形成时，形成图案形成 区域和与其相邻的区域以具有不同润湿度的处理可以作为预处理而执 行。在本发明中，当图案由液滴排放法通过排放液滴而形成时，图案 形状可以通过在图案形成区域和与其相邻的区域中形成低润湿度区域 和高润湿度区域来控制。在形成区域和与其相邻的区域上执行处理引 起形成区域和与其相邻的区域中润湿度的差异，使得液滴仅保持在高 润湿度形成区域中。因此，图案可以更好的可控性形成。该步骤可适 用于在使用液体材料的情况下形成任何图案的预处理。
由绝缘体例如抗蚀剂或聚酰亚胺形成的掩模通过使用液滴排放 法而形成。通孔145通过使用掩模刻蚀在栅极绝缘层106的一部分中 形成，并且位于较低层中的栅电极层104的一部分暴露。等离子刻蚀 (干法刻蚀)或湿法刻蚀可以为该刻蚀而采用。但是，等离子刻蚀适 用于处理大的衬底。基于氟或基于氯的气体例如CF4，NF3，Cl2或 BCl3用作刻蚀气体，并且惰性气体例如He或Ar可以适当地添加。 另外，当应用大气压力排放刻蚀处理时，局部排放处理可以执行，并 且掩模层不需要整个在衬底上形成。
在形成具有不同润湿度的区域之后，包含在具有低润湿度的复 合物中的光吸收材料可以用酒精、水等清洗以去除。为了仅去除光吸 收材料，选择具有高选择比的溶剂以便不溶解具有低润湿度的物质是 必要的。在从具有透光性质的衬底100中提取光的双发射型发光显示 设备或透射型液晶显示设备的情况下，优选地去除光吸收材料，因为 存在光提取效率退化的可能性。在布线衬底、顶部发射型发光显示设 备、反射型液晶显示设备等的情况下，光吸收材料不一定去除。
包含导电材料的复合物从液滴排放设备180a和180b排放到高 润湿度区域151a，151b，153a和153b，并且源/漏电极层111， 112，113和114形成(参看图6A～6C)。甚至当包含图案形成材料 的复合物的排放方法因液滴从其排放的喷嘴的排放口大小、排放口的 扫描能力等而不能精确控制时，通过在形成区域上执行增强润湿度的 处理，液滴仅附加到形成区域以形成期望的图案。这是因为形成区域 和与其相邻的区域具有不同的润湿度；因此，液滴在低润湿度区域中 驱逐以保持在具有较高润湿度的形成区域中。换句话说，液滴由低润 湿度区域驱逐，这意味着高润湿度区域和低润湿度区域之间的边界用 作隔墙(堤)。因此，源/漏电极层可以形成以具有期望的形状，因 为包含具有流动性的导电材料的复合物可以保持在高润湿度区域中。
源/漏电极层111也用作源极布线层，并且源/漏电极层113也用 作电源线。
源/漏电极层111，源/漏电极层112，源/漏电极层113和源/漏电 极层114可以与上述栅电极层103和栅电极层104类似的方式形成。
作为形成源/漏电极层111，112，113和114的导电材料，主要 包含Ag(银)、Au(金)、Cu(铜)、W(钨)、Al(铝)等的金 属微粒的复合物可以使用。作为选择，具有透光性质的氧化铟锡 (ITO)、包含氧化铟锡和氧化硅的ITSO、有机铟、有机锡、氧化 锌、氮化钛等可以组合。
源/漏电极层112和栅电极层104通过在栅极绝缘层106中形成 的通孔145而电连接到彼此。源/漏电极层的一部分形成电容器元 件。
根据本发明，在形成细微图案时，例如，电极层形成，导电层 可以在形成区域中形成而液滴不会在区域上蔓延，即使液滴排放口有 点大。因此，可以防止当液滴错误地涂敷到除形成区域之外的区域时 引起的缺陷例如短路。此外，布线的厚度也可以控制。当表面改造如 该实施方式中由来自衬底一侧的光照射执行时，除了图案可以更好的 可控性形成的区域之外，大面积可以处理；因此，生产效率提高。通 过结合液滴排放法，与由旋涂法等的整个表面涂敷形成相比较材料损 耗可以避免；因此，成本可以减少。根据本发明，图案可以更好的可 控性形成，甚至在布线等因小型化和较薄薄膜形成而整体且杂乱地提 供的情况下。
作为预处理，用作粘合剂的有机材料可以形成以增强与由液滴 排放法形成的图案的粘附。在这种情况下，形成具有不同润湿度的区 域的处理可以在物质上执行。使用基干由有机材料(有机树脂材料) (聚酰亚胺，丙烯酸)，硅(Si)和氧(O)的键构造，并且包括至 少氢(例如烷基或芳香烃)作为取代基的有机基团。作为选择，氟代 基团可以用作取代基。此外作为选择，包含至少氢和氟代基团的有机 基团可以用作取代基。
接下来，形成半导体层。如果必要的话，具有一种导电性的半 导体层可以形成，并且使用PH3等的等离子处理可以在形成半导体 层之前执行。另外，n型半导体层形成于其中的n通道TFT的 NMOS结构，p型半导体层形成于其中的p通道TFT的PMOS结 构，以及n通道TFT和p通道TFT的CMOS结构可以制造。另 外，n通道TFT和p通道TFT可以通过使用掺杂而添加提供导电性 的元素以提供导电性从而在半导体层中形成杂质区域来形成。
半导体层可以由已知技术(溅射法、LPCVD法、等离子CVD 法等)形成。半导体层的材料不受限制，并且硅锗(SiGe)合金等可 以使用。
半导体层通过使用非晶半导体(典型地，氢化非晶硅)，结晶 半导体(典型地，多晶硅)或半结晶半导体来形成。多晶硅(多晶体 硅)包括使用通过800℃或更高的处理温度形成的多晶硅作为主要材 料的所谓高温多晶硅，使用通过600℃或更低的处理温度形成的多晶 硅作为主要材料的所谓低温多晶硅，通过添加促进结晶的元素等结晶 的多晶硅等。
作为另一种材料，半结晶半导体或在半导体层的一部分中包含 结晶相的半导体也可以使用。
当结晶半导体层用作半导体层时，已知方法(激光结晶法、热 结晶法、使用促进结晶的元素例如镍的热结晶法等)可以用作制造结 晶半导体层的方法。结晶度可以通过使用激光照射作为SAS的微晶 以结晶来增强。在不引入促进结晶的元素的情况下，在使用激光照射 非晶硅薄膜之前，释放氢，直到包含在非晶硅薄膜中的氢浓度通过在 氮气氛下在500℃的温度加热非晶硅薄膜长达一个小时而变成1×1020 原子/cm3或更小。这是因为包含大量氢的非晶硅薄膜通过用激光照射 而损坏。
关于将金属元素引入到非晶半导体层中的方法不存在特别限 制，只要它是能够使得金属元素存在于非晶半导体层表面上或内部的 方法。例如，溅射法、CVD法、等离子处理法(包括等离子CVD 法)、吸附法或应用金属盐溶液的方法可以使用。其中，使用溶液的 方法是简单且容易的，并且在容易调节金属元素的浓度方面是有利 的。优选地，氧化物薄膜由氧气氛中的UV光照射、热氧化法、使用 臭氧水或包含羟基的过氧化氢的处理等形成，以便在非晶半导体层的 表面上提高润湿度，并且在非晶半导体层的整个表面上蔓延水溶液。
热处理和激光照射可以结合以结晶非晶半导体层。热处理和/或 激光照射可以独立地执行多次。
结晶半导体层可以由等离子法直接在衬底上形成。作为选择， 结晶半导体层可以通过使用等离子法选择性地在衬底上形成。
半导体区域可以通过印刷法、喷雾法、旋涂、液滴排放法等由 有机半导体材料形成。在这种情况下，因为不需要上面的刻蚀步骤， 步骤数目可以减少。低分子量材料、高分子量材料等用于有机半导 体，另外，材料例如有机颜料、导电高分子量材料可以使用。具有由 共轭双键构成的基干的π电子共轭高分子量材料优选地用作本发明中 使用的有机半导体材料。典型地，可溶高分子量材料例如聚噻吩、多 荧光、聚(3-烷基噻吩)、聚噻吩衍生物或并五苯可以使用。
第一半导体区域可以通过在沉积可溶前体物质之后执行处理而 由其形成的材料作为根据本发明可以使用的有机半导体材料的实例给 出。注意，polythienylenevinylene，聚(2，5-thienylenevinylene)，聚乙 炔，聚乙炔衍生物，聚丙炔次亚乙烯等作为通过使用前体物质形成的 这种有机半导体材料的实例给出。
在将前体物质转换成有机半导体时，反应催化剂例如氯化氢气 体另外添加到热处理。下面可以用作溶解具有可溶性的有机半导体材 料的典型溶剂：甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、苯甲醚、三氯甲烷、 二氯甲烷、γ-丁基内酯、丁基溶纤剂、环己胺、NMP(N-甲基-2-吡 咯烷酮)、环己酮、2-丁酮、二氧己环、二甲基甲酰胺(DMF)、 THF(四氢呋喃)等。
在该实施方式中，半导体层107和108由液滴排放法使用并五 苯形成(参看图7A～7C)。
然后，第一电极层117通过在栅极绝缘层106上选择性地排放 包含导电材料的组合物形成(图8A～8C)。当第一电极层117形成 时，自然地，可以执行形成低润湿度区域和高润湿度区域的预处理。 第一电极层117可以通过在高润湿度区域上排放包含导电材料的复合 物而以更好的可控性且更选择性地形成。当光从具有透光性质的衬底 100一侧发出时，或者当制造透射显示板时，第一电极层117可以通 过使用包含氧化铟锡(ITO)的材料、包含氧化硅的氧化铟锡 (ITSO)、包含氧化锌(ZnO)的氧化铟锌(IZO)、氧化锌 (ZnO)、镓(Ga)掺杂在ZnO中的材料或氧化锡(SnO2)等形成 预先确定的图案并且通过烘培该图案来形成。
优选地，第一电极层117通过溅射法由氧化铟锡(ITO)、包 含氧化硅的氧化铟锡(ITSO)、氧化锌(ZnO)等形成。更优地， 使用由溅射法使用ITO按重量2％～10％包含氧化硅的目标形成的包 含氧化硅的氧化铟锡。除此之外，ZnO掺杂有镓(Ga)的导电材 料，或者包含氧化硅并且氧化铟按重量2％～20％与氧化锌(ZnO) 混合(IZO(氧化铟锌))的氧化物导电材料可以使用。在由溅射法 形成第一电极层117之后，掩模层可以由液滴排放法形成并且刻蚀以 具有期望的图案。在该实施方式中，第一电极层117通过液滴排放法 由透光导电材料形成。特别地，它通过使用氧化铟锡或由ITO和氧 化硅制成的ITSO来形成。
在该实施方式中，由氮化硅薄膜、氧氮化硅薄膜(氧化硅薄 膜)、由氮化硅形成的氮化硅薄膜的三层形成的栅极绝缘层的实例在 上面描述。作为优选结构，由包含氧化硅的氧化铟锡制成的第一电极 层117优选地与由包含在栅极绝缘层106中的氮化硅形成的绝缘层紧 密接触。因此，可以产生增加在电致发光层中产生的光发出到外部的 比率的效应。栅极绝缘层可以置于栅电极层和第一电极层之间，并且 可以用作电容器元件的一部分。
第一电极层117可以在形成源/漏电极层114之前在栅极绝缘层 106上选择性地形成。在这种情况下，该实施方式具有源/漏电极层 114和第一电极层117的连接结构，其中源/漏电极层114层压在第一 电极层上。当第一电极层117在形成源/漏电极层114之前形成时， 它可以在平坦形成区域上形成。因此，第一电极层117可以形成以具 有更好的平面性，因为更好的覆盖和沉积性质可以获得，并且抛光处 理例如CMP可以充分地执行。
作为层间绝缘层的绝缘层在源/漏电极层114上形成以通过布线 层电连接到第一电极层117的结构也可以使用。在这种情况下，代替 通过去除绝缘层而形成开口(接触孔)，相对于绝缘层具有低润湿度 的物质在源/漏电极层114上形成。当包含绝缘层形成材料的复合物 由涂敷法等涂敷时，绝缘层在除具有低润湿度的物质形成的区域之外 的区域中形成。
在通过加热、烘干等固化它来形成绝缘层之后，具有低润湿度 的物质被去除以形成开口。布线层形成以填充开口，并且第一电极层 117形成以便与布线层接触。通过使用该方法，开口不一定通过刻蚀 形成；因此，存在处理简化的效果。
当反射型EL显示板在使用发出的光发出到具有透光性质的衬 底100一侧相对侧的结构的情况下制造时，可以使用主要包含Ag (银)、Au(金)、Cu(铜)、W(钨)或Al(铝)等的金属微粒 的复合物。作为选择，第一电极层117可以通过由溅射法形成透明导 电薄膜或光反射导电薄膜、由液滴排放法形成掩模图案，然后结合刻 蚀处理而形成。
第一导电层117可以由CMP法或者通过使用基于聚乙烯醇的多 孔体清洗来抛光，使得第一导电层117的表面变得平坦。另外，在使 用CMP法抛光之后，紫外线照射或氧气等离子处理等可以在第一电 极层117的表面上执行。
根据上述步骤，完成显示板的TFT衬底100，其中底部栅极型 的TFT和像素电极连接到具有透光性质的衬底100。该实施方式中 的TFT是共面型。
随后，绝缘层(也称作隔墙或堤)121选择性地形成。绝缘层 121在第一电极层117上形成以具有开口。在该实施方式中，绝缘层 121在整个表面上形成，并且通过使用抗蚀剂等的掩模刻蚀并形成图 案。当绝缘层121通过使用可以直接和选择性地形成绝缘层121的液 滴排放法或印刷法形成时，通过刻蚀形成图案不一定需要。绝缘层 121也可以由根据本发明的预处理形成以具有期望的形状。
绝缘层121可以由氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化铝、氮化 铝、氧氮化铝、或另一种无机绝缘材料；丙烯酸、甲基丙烯酸或其衍 生物；耐热聚合物例如聚酰亚胺、芳香族聚酰胺或聚苯并咪唑；包含 硅、氧和氢的复合物中包含Si-O-Si键的基于无机硅氧烷的绝缘材 料，或者有机基团例如甲基或苯基代替与硅结合的氢的基于有机硅氧 烷的绝缘材料形成。绝缘层121也可以通过使用光敏材料例如丙烯酸 或聚酰亚胺，或非光敏材料形成。绝缘层121优选地具有曲率半径连 续变化的形状。因此，增强在绝缘层121上形成的电致发光层122和 第二电极层123的覆盖。
在通过由液滴排放法排放复合物而形成绝缘层121之后，绝缘 层的表面可以使用压力压制而平面化以增加其平面性。作为压制方 法，凹陷处和凸起处可以通过扫描滚筒形物体而变平滑，或者表面可 以使用平板形物体垂直压制。作为选择，表面上的凹陷处和凸起处可 以通过使用溶剂等软化或熔化表面来使用空气刮刀去除。CMP方法 也可以用于抛光表面。该步骤可以适用于当凹陷处和凸起处由液滴排 放法产生时平面化表面。当平面性根据该步骤增强时，可以防止显示 板的显示变化等；因此，可以显示高清晰度图像。
发光元件在显示板的具有TFT的衬底100上形成(参看图9A 和9B)。
在形成电致发光层122之前，电极层117和绝缘层121中或者 吸附在其表面上的湿气通过在大气压力下在200℃的温度执行热处理 而去除。低压下在200℃～400℃，优选地250℃～350°的温度执行热处 理，并且由真空沉积法或在低压下执行的液滴排放法形成电致发光层 122而不暴露于大气是优选的。
作为电致发光层122，材料每个指示红色(R)、绿色(G)和 蓝色(B)的发光由使用蒸发掩模等的蒸发法为每个选择性地形成。 材料(低分子量材料、高分子量材料等)每个指示红色(R)、绿色 (G)和蓝色(B)的发光可以由液滴排放法以与滤色器相同的方式 形成。这种情况是优选的，因为RGB的独立着色可以执行甚至不使 用掩模。然后，第二电极层123层压在电致发光层122上，以完成具 有使用发光元件的显示功能的显示设备。
虽然没有显示，提供钝化膜以便覆盖第二电极层123是有效 的。当形成显示设备时提供的保护膜可以具有单层结构或多层结构。 作为钝化膜，包含氮化硅(SiN)、氧化硅(SiO2)、氧氮化硅 (SiON)、氮氧化硅(SiNO)、氮化铝(AlN)、氧氮化铝 (AlON)、氮含量多于氧含量的氮氧化铝、氧化铝、类金刚石碳 (DLC)或含氮碳膜(CNx)的单层，或者绝缘膜组合的薄片层(例 如，含氮碳膜(CNx)和氮化硅(SiN)的薄片层)可以使用。薄片 层例如有机材料也可以使用，或者聚合物例如苯乙烯聚合物的薄片层 可以使用。作为选择，使用基干由硅(Si)和氧(O)的键构造，并 且包括至少氢(例如烷基或芳香烃)作为取代基的有机基团。作为选 择，氟代基团可以用作取代基。此外作为选择，包含至少氢和氟代基 团的有机基团可以用作取代基。
此时，优选地，使用具有更好覆盖的薄膜作为钝化膜，并且碳 膜特别是DLC薄膜是有效的。DLC薄膜可以在室温至100℃或更低 范围的温度中形成；因此，DLC薄膜可以容易地在具有低耐热性的 电致发光层上形成。DLC薄膜可以由等离子CVD法(典型地，RF 等离子CVD法、微波CVD法、电子回旋共振(ECR)CVD法、热 细丝CVD法等)、燃烧火焰法、溅射法、离子束蒸发法、激光蒸发 法等形成。氢气和基于碳氢化合物的气体(例如CH4，C2H2，C6H6 等)用作用于形成薄膜的反应气体。反应气体由辉光放电电离。离子 加速以与施加有负自偏压的阴极碰撞。CN薄膜可以通过使用C2H2 气体和N2气体作为反应气体形成。DLC薄膜具有关于氧的高阻挡效 应，并且可以抑制电致发光层的氧化。因此，电致发光层可以防止在 随后密封步骤中氧化。
随后，密封剂形成并且密封使用密封衬底形成。然后，柔性布 线衬底可以连接到通过电连接到栅电极层103而形成的栅极布线层以 电连接到外部。这对于通过电连接到源/漏电极层111形成的源极布 线层相同。
通过使用本发明而制造的EL显示板的完成附图在图18A和 18B中显示。图18A显示EL显示板的顶视图而图18B显示沿着图 18A中的线E-F而获取的横截面视图。在图18A和18B中，在元件 衬底3300上形成的像素部分3301包括像素3302、栅极布线层3306a 和3306b，以及源极布线层3308，并且元件衬底3300通过与密封剂 3303结合而固定到密封衬底3310。在该实施方式中，驱动IC 3351 提供在FPC 3351上并且由TAB方法装配。
如图18A和18B中所示，干燥剂3305，3304a和3304b提供在 显示板中以便防止元件因湿气而引起的退化。干燥剂3305形成以便 围绕像素部分的周围，并且干燥剂3304a和3304b在与栅极布线层 3306a和3306b相对应的区域中形成。在该实施方式中，干燥剂提供 在密封衬底中形成的凹陷部分中，这不防止EL显示板变薄。大的吸 收范围可以获得，因为干燥剂也在与栅极布线层相对应的区域中形 成，因此增强吸收效率。另外，因为干燥剂在不直接发光的栅极布线 层上形成，光提取效率不退化。在该实施方式中，填充剂3307填充 在显示板中。当具有湿气吸收性质的物质例如干燥列用作填充剂时， 可以获得进一步的吸收效果并且可以防止元件退化。
在该实施方式中，虽然显示发光元件使用玻璃衬底密封的情 况，密封处理是保护发光元件不受湿气的处理。因此，发光元件使用 覆盖材料机械密封的方法，发光元件使用热固性树脂或紫外光固化树 脂密封的方法，以及发光元件使用具有高阻挡能力的薄膜例如金属氧 化物、氮化物等密封的方法中任何一种可以使用。对于覆盖材料，玻 璃、陶瓷、塑料或金属可以使用。但是，当光发出到覆盖材料一侧 时，覆盖材料需要具有透光性质。封闭空间通过使用密封剂例如热固 性树脂或紫外光固化树脂将覆盖材料连接到上述发光元件形成于其上 的衬底，然后通过使用热处理或紫外线照射处理来固化树脂而形成。 在封闭空间中提供润湿材料典型地氧化钡也是有效的。吸收材料可以 提供在密封剂上或者隔墙或外围部分上，以便不阻挡从发光元件发出 的光。此外，用热固性树脂或紫外光固化树脂填充覆盖材料与发光元 件形成于其上的衬底之间的空间也是可能的。在这种情况下，在热固 性树脂或紫外光固化树脂中添加润湿材料典型地氧化钡是有效的。
在该实施方式中，虽然显示开关TFT的单栅极结构，多栅极结 构例如双栅极结构也可以使用。当半导体通过使用SAS或结晶半导 体制造时，杂质区域可以通过添加给予一种导电型的杂质而形成。在 这种情况下，半导体层可以拥有具有不同浓度的杂质区域。例如，半 导体层可以具有通道形成区域和与栅电极层层压的区域外围中的低浓 度杂质区域，以及其外部的高浓度杂质区域。
如上所述，在该实施方式中，使用光掩模的光刻步骤不使用， 并且这种步骤可以省略。另外，显示板可以通过使用液滴排放法在衬 底上直接形成各种图案而制造，即使当使用一侧具有1000mm或更 多的第五代中或第五代后的玻璃衬底时。
根据本发明，期望的图案可以更好的可控性形成，并且材料损 耗和成本可以减少。因此，高性能且高度可靠的显示设备可以更好的 产量制造。
[实施方式3]
本发明的实施方式参考图10A～10C以及图11A和11B描述。 在该实施方式中，显示设备通过使用顶部栅极型(交错型)薄膜晶体 管作为薄膜晶体管来制造。显示使用液体材料的液晶显示设备作为显 示元件的实例。因此，相同的部分或者具有类似功能的部分不重复说 明。注意图10A～10C以及图11A和11B说明显示设备的横截面视 图。
同样在该实施方式中，光照射处理通过衬底执行以修改照射区 域，以便通过使用颜料作为光吸收材料而改变其润湿度。
源/漏电极层330和源/漏电极层308在具有透光性质的衬底300 上形成。电极层在该实施方式中由液滴排放法形成。
n型半导体层在源/漏电极层330和308上形成，并且使用由抗 蚀剂等形成的掩模刻蚀。抗蚀剂可以通过使用液滴排放法形成。半导 体层在n型半导体层上形成并且通过再次使用掩模等形成图案。因 此，n型半导体层307和306形成。半导体层306在该实施方式中由 作为无机材料的硅制成；但是，它也可以由有机半导体例如上面并五 苯形成。当有机半导体由液滴排放法等选择性地形成时，图案形成处 理可以简化。
然后，栅极绝缘层305由等离子CVD法或溅射法形成为单层或 层压(图10A)。栅极绝缘层305可以使用无机材料或有机材料。作 为优选方式，特别地，包含氮化硅的绝缘层、包含氧化硅的绝缘层， 以及包含氮化硅的绝缘层的三层层压体相当于栅极绝缘层。
随后，由抗蚀剂等形成的掩模在栅极绝缘层305上形成，并且 栅极绝缘层305被刻蚀以形成通孔345。在该实施方式中，掩模由液 滴排放法选择性地形成。
具有光波长范围内的吸收范围的光吸收材料混合到具有低润湿 度的物质中的具有低润湿度的复合物350形成(参看图10B)。
具有低润湿度的复合物350使用从光源370发出来自具有透光 性质的衬底300一侧的光371照射。具有低润湿度的复合物350的表 面由经过衬底300、半导体层306、和栅极绝缘层305的光371修 改。源/漏电极层330和308用作掩模。因此，具有比较高的润湿度 的高润湿度区域301以及具有比较低的润湿度的低润湿度区域302a 和302b在具有低润湿度的复合物350的表面上形成(参看图 10C)。光由导致增强照射处理效率的光吸收材料吸收，这引起增加 处理能力。当如该实施方式中薄膜通过使用源/漏电极层作为掩模而 修改时，具有不同润湿度的细微图案可以更好的可控性形成。另外， 通过结合液滴排放法，材料损耗和成本与通过使用旋涂法等的整个涂 敷形成相比较可以减小。
在该实施方式中，光照射在具有透光性质的衬底300、半导体层 306、栅极绝缘层305上形成的包含光吸收材料的物质上执行，以修 改物质表面。因此，光经过的透光衬底300、半导体层306和栅极绝 缘层305中的光吸收被抑制，使得修改包含光吸收材料的物质表面的 处理所需的能量给出到包含光吸收材料的物质是重要的。给出到包含 光吸收材料的物质表面的修改处理的能量因光经过的材料的吸收量、 光吸收材料的组成量(浓度)等而改变。因此，能量可以适当地设 置。
包含导电材料的复合物以液滴的流动性形式从液滴排放设备381 排放到高润湿度区域301以形成栅电极层303(图11A)。包含导电 材料具有流动性的排放复合物因形成区域的润湿度差异而由低润湿度 区域302a和302b驱逐，而不固定到那里。因此，复合物以更好的可 控性和稳定性在高润湿度区域301中形成，这更加稳定。
改变作为预处理形成的润湿度的物质可以在形成电极层之后保 留，或者多余部分可以在形成图案之后去除。物质可以通过使用图案 作为掩模而去除，并且使用氧等的灰化、刻蚀、等离子处理等可以使 用。另外，在执行光照射处理以形成具有不同润湿度的区域之后，光 吸收材料可以使用光吸收材料溶解于其中的溶剂例如酒精去除。
像素电极层311由液滴排放法形成。像素电极层311和源/漏电 极层308通过之前形成的通孔345连接到彼此。用于上述第一电极层 117的相同材料可以用于像素电极层311，并且当制造透射液晶显示 板时，预先确定的图案由包含氧化铟锡(ITO)，包含氧化硅的氧化 铟锡(ITSO)，氧化锌(ZnO)，氧化锡(SnO2)等的复合物形 成，然后通过烘培形成。
然后，称作配向膜的绝缘层312通过印刷法或旋涂法形成以便 覆盖像素电极层311。绝缘层312可以使用丝网印刷法或胶版印刷法 选择性地形成。然后，执行摩擦并且密封剂在像素由液滴排放法形成 的外围区域(没有显示)中形成。
随后，液晶显示板可以通过将提供有用作配向膜的绝缘层321 的反衬底324，用作滤色器的着色层322，用作反电极的导电层 323，以及提供有偏光板325的反衬底324附加到FFT衬底300，隔 板位于其中，并且通过提供与液晶层320的空间而制造(参看图 11B)。密封剂可以与填充剂混合，此外，反衬底324可以提供有遮 蔽膜(黑矩阵)等。注意，在附加反衬底324之后通过使用毛细现象 注射液晶的分配型(滴落型)或浸渍型(抽吸型)可以用作形成液晶 层的方法。
使用分配型的液晶滴落注射法参考图29描述。图29中的液晶 滴落注射法包括控制设备40，图像获取装置42，头43，液晶33，标 记35和45，阻挡层34，密封剂32，TFT衬底30和反衬底20。闭 环由密封剂32形成，并且液晶33从头43中在那里滴落一次或多 次。当液晶材料高度粘附时，液晶材料连续地排放并附加到互连的形 成区域。另一方面，当液晶材料低粘附时，液晶材料间歇地排放并且 液滴如图29中滴落。此时，阻挡层34提供以防止密封剂32和液晶 33彼此反应。随后，衬底在真空中附加，然后紫外光固化执行以使 得空间用液晶填充。
连接部分形成以连接在上面步骤中形成的像素部分和外部布线 衬底。连接部分中的绝缘层通过在大气压力或接近大气压力的压力下 使用氧气的灰化处理来去除。该处理通过使用氧气以及氢气，CF4， NF3，H2O和CHF3的一种或多种气体执行。在该步骤中，灰化处理 在通过使用反衬底密封之后执行以防止因静电引起的损坏或毁坏，但 是，灰化处理可以在存在很少静电缺陷的任何时候执行。
连接布线衬底被提供以便电连接布线层和置于其间的各向异性 导电层。布线衬底具有传送来自外部的信号或电势的功能。通过上述 步骤，可以制造包含显示功能的液晶显示板。
在该实施方式中，描述具有单栅极结构的开关TFT，但是，多 栅极结构例如双栅极结构可以使用。当半导体使用SAS或结晶半导 体制造时，杂质区域可以通过添加给予一种导电型的杂质而形成。在 这种情况下，半导体层可以拥有具有不同浓度的杂质区域。例如，与 栅电极层层压并且与半导体层的通道区域相邻的区域可能是低浓度杂 质区域，而其外部区域可能是高浓度杂质区域。
如上所述，步骤可以在该实施方式中通过不应用例如光掩模的 曝光步骤而省略。另外，显示板可以通过使用液滴排放法在衬底上直 接形成各种图案而制造，即使当使用一侧具有1000mm或更多的第 五代中和第五代后的玻璃衬底时。
根据本发明，期望的图案可以更好的可控性形成，并且材料损 耗和成本可以减少。因此，高性能且高度可靠的显示设备可以更好的 产量制造。
[实施方式4]
薄膜晶体管可以通过应用本发明而形成，并且显示设备可以使 用薄膜晶体管而形成。另外，当使用发光元件并且n型晶体管用作 驱动发光元件的晶体管时，从发光元件发出的光执行底部发射、顶部 发射和双发射的任何一种。这里，每种发射的发光元件的层压结构将 参考图12A～12C描述。
此外，在该实施方式中，使用根据本发明的通道保护薄膜晶体 管471和481，以及通道刻蚀薄膜晶体管461。薄膜晶体管481提供 在具有透光性质的衬底480上并且包括栅电极层493，栅极绝缘层 497，半导体层494，n型半导体层495，源/漏电极层487，和通道保 护层496。在该实施方式中，具有非晶结构的硅膜用作半导体层，并 且n型半导体层用作一种导电型的半导体层。如果必要的话，一种 导电型的半导体层可以形成，并且代替形成n型半导体层，半导体 可以由在PH3气氛下的等离子处理给出导电性。半导体层并不局限 于该实施方式的方式，并且结晶半导体层可以如在实施方式2中一样 使用。在使用多晶硅等的结晶半导体层的情况下，具有一种导电型的 杂质区域可以通过掺杂(添加)杂质到结晶半导体层中而不形成该一 种导电型半导体层来形成。此外，例如并五苯的有机半导体可以形 成。例如，当有机半导体由液滴排放法选择性形成时，图案形成处理 可以简化。
包含光吸收材料的物质490在通道保护层496和n型半导体层 495上形成。在该实施方式中，包含光吸收材料的物质490用来自具 有透光性质的衬底一侧的光照射以修改没有由栅电极层493遮蔽的包 含光吸收材料的物质490的表面。当具有被光吸收材料吸收的波长的 光被照射时，光吸收材料吸收照射的光并且发出吸收的光。这样发出 的能量修改表面，导致增加光照射的修改处理能力。具有除由具有透 光性质的衬底吸收的波长之外的波长的光可以选择，因为照射光的波 长选择范围通过选择光吸收材料而变宽。
在该实施方式中，光吸收材料混合到相对于包含导电材料的复 合物具有低润湿度的物质中，以通过使用光照射修改除栅电极层493 用作掩模的通道保护层496的表面之外的区域以便成为高润湿度区 域。因此，作为比较高润湿度区域的高润湿度区域492a，492b，以 及作为比较低润湿度区域491的低润湿度区域491在包含光吸收材料 的物质490的表面上形成。通道保护层表面上的低润湿度区域491比 周围n型半导体表面上的高润湿度区域492a和492b具有更低的润 湿度。结果，源/漏电极层487以更好的可控性在具有高润湿度的高 润湿度区域492a和492b上形成。因为在该实施方式中使用的具有低 润湿度的物质是薄至分子级的FAS，n型半导体层和电极层不绝缘。 具有低润湿度的物质可以通过根据使用的结构选择材料和/或厚度而 做成导电或绝缘。关于薄膜晶体管481，相对于包含导电材料的复合 物具有低润湿度的物质在通道保护层上形成。当该物质相对于形成以 覆盖薄膜晶体管481的绝缘层498也具有低润湿度时，将引起形成缺 陷例如绝缘层498的粘附减小。因此，去除包含光吸收材料的物质或 者通过光照射修改物质以提高润湿度是优选的。在绝缘层由汽相沉积 法、CVD法、溅射法等形成的情况下，这种处理不一定执行。图 12A中所示覆盖薄膜晶体管481的绝缘层498由汽相沉积法形成，这 是处理不在通道保护层上的低润湿度物质上执行的实例。图12C显 示在形成绝缘层478之前与图12A中低润湿度区域491相对应的区 域使用光照射以提高润湿度的实例，因为覆盖薄膜晶体管471的绝缘 层478由液滴排放法形成。
通道保护层496可以由液滴排放法使用聚酰亚胺、聚乙烯醇等 形成。结果，曝光步骤可以省略。通道保护层可以由无机材料(氧化 硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅等)，光敏或非光敏有机材料(有 机树脂材料例如聚酰亚胺、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亚胺氨化物、苯并 环丁烯)，抗蚀剂，具有低介电常数的低k材料等的一种或多种； 这种薄膜的薄片层等形成。另外，使用基干由硅(Si)和氧(O)的 键构造，并且包括至少氢(例如烷基或芳香烃)作为取代基的有机基 团。作为选择，氟代基团可以用作取代基。此外作为选择，包含至少 氢和氟代基团的有机基团可以用作取代基。作为制造方法，汽相生长 法例如等离子CVD法或热CVD法，或溅射法可以使用。液滴排放 法或印刷法(用于形成图案的方法，例如丝网印刷或胶版印刷)也可 以使用。由涂敷法获得的TOF薄膜或SOG薄膜也可以使用。
首先，光发出到具有透光性质的衬底480一侧，换句话说，执 行底部发射的情况将参考图12A描述。在这种情况下，第一电极 484、电致发光层485和第二电极486顺序地与源/漏电极层487接触 而层压，以便电连接到薄膜晶体管481。接下来，光发出到具有透光 性质的衬底460相对的一侧，换句话说，执行顶部发射的情况将参考 图12B描述。薄膜晶体管461可以与上述薄膜晶体管类似的方式形 成，除了它不具有通道保护层，并且n型半导体层、包含光吸收材 料的物质，以及半导体层的部分通过使用源/漏电极层作为掩模刻蚀 而去除。因此，相对于通道刻蚀薄膜晶体管461，包含用于可控图案 形成的光吸收材料的物质的部分被去除。关于通道保护薄膜晶体管 481，在该实施方式中，通道保护层上包含光吸收材料的物质没有去 除，但是，它可以去除，甚至在通道保护型的情况下。另外，仅混合 在包含光吸收材料的物质中的光吸收材料可以如实施方式1中所示使 用溶剂等去除。
电连接到薄膜晶体管461的源/漏电极层462，第一电极层 463，电致发光层464，第二电极层465顺序层压。使用上述结构， 即使第一电极层463发光，光由源/漏电极层462反射，并且光发出 到与具有透光性质的衬底460一侧相对的一侧。在该结构中，第一电 极层463不需要使用透光材料。最后，光从具有透光性质的衬底470 及其相对侧两侧发出，也就是执行双发射的情况将参考图12C描 述。薄膜晶体管471是与薄膜晶体管481相同的通道保护薄膜晶体 管。它可以类似薄膜晶体管481而形成。电连接到薄膜晶体管471的 源/漏电极层477，第一电极层472，电致发光层473，第二电极层 474顺序层压。在这种情况下，当第一电极层472和第二电极层474 都由具有透光性质的材料形成或者都形成得足够薄以透光，双发射实 现。
可适用于该实施方式的发光元件的方式在图30A～30D中显示。 发光元件具有电致发光层860置于第一电极层870和第二电极层850 之间的结构。第一电极层和第二电极层的材料需要考虑功函数而选 择。第一电极层和第二电极层取决于像素结构可以是阳极或阴极。在 该实施方式中，驱动TFT具有n通道导电性，使得第一电极层用作 阴极而第二电极层用作阳极是优选的。在驱动TFT具有p通道导电 性的情况下，第一电极层可以用作阳极而第二电极层可以用作阴极。
图30A和30B显示第一电极层870是阳极而第二电极层850是 阴极的情况。电致发光层860优选地具有HlL(空穴注入层)和 HTL(空穴传输层)804，EML(发光层)803，ETL(电子传输 层)和EIL(电子注入层)802，以及第二电极层850从第一电极层 870一侧顺序层压的结构。图30A显示光从包括具有透光导电氧化物 材料的电极层805的第一电极层870发出的结构，并且第二电极层具 有包含碱金属或碱土金属例如LiF或MgAg的电极层801以及由金 属材料例如铝形成的电极层800从发光层860一侧顺序层压的结构。 图30B显示光从第二电极层850发出的结构，并且第一电极层包括 由金属例如铝或钛，或者包含这种金属和化学计量比或更少浓度的氮 的金属材料形成的电极层807，以及由以1～15原子％的浓度包含氧 化硅的导电氧化物材料形成的第二电极层806。第二电极层从电致发 光层860一侧包括包含碱金属或碱土金属例如LiF或MgAg的电极 层801以及由金属材料例如铝形成的电极层800；每层形成为100nm 或更小的厚度以透光；因此，光可以从第二电极层850发出。
图30C和30D显示第一电极层870是阴极而第二电极层850是 阳极的情况。电致发光层860优选地具有EIL(电子注入层)和 ETL(电子传输层)802，EML(发光层)803，HTL(空穴传输 层)和HIL(空穴注入层)804，以及作为阳极的第二电极层850从 阴极一侧顺序层压的结构。图30C显示光从第一电极层870发出的 结构。第一电极层870从电致发光层860一侧包括包含碱金属或碱土 金属例如LiF或MgAg的电极层801以及由金属材料例如铝形成的 电极层800；每层形成具有100nm或更小的厚度以透光；因此，光 可以通过第一电极层870发出。第二电极层从电致发光层860一侧包 括由以1原子％～15原子％的浓度包含氧化硅的导电氧化物材料形成 的第二电极层806以及由金属例如铝或钛，或者包含这种金属和化学 计量比或更少浓度的氮的金属材料形成的电极层807。图30D显示光 从第二电极层850发出的情况。第一电极层870从电致发光层860一 侧包括包含碱金属或碱土金属例如LiF或MgAg的电极层801以及 由金属材料例如铝形成的电极层800；第一电极层870形成得足够厚 以反射在电致发光层860中产生的光。第二电极层850包括由透光导 电氧化物材料制成的电极层805。除了层压结构之外，电致发光层可 以具有单层结构或混合结构。
作为电致发光层，材料每个指示红色(R)、绿色(G)和蓝色 (B)的发光由使用蒸发掩模等的蒸发法为每个选择性地形成。材料 (低分子量材料或高分子量材料等)每个指示红色(R)、绿色 (G)和蓝色(B)的发光可以由液滴排放法以与滤色器相同的方式 形成。这种情况是优选的，因为RGB可以独立着色而不使用掩模。
在顶部发射型的情况下，当具有透光性质的ITO或ITSO用于 第二电极时，Li添加到苯并唑衍生物(BzOS)等的BzOS-Li可以使 用。掺杂有与R、G和B的各自发光颜色相对应的掺杂剂的Alq3 (在R的情况下DCM等，和在G的情况下DMQD等)可以用作 EML，例如。
注意，电致发光层并不局限于上述材料。例如，空穴注入能力 可以通过共同蒸发氧化物例如氧化钼(MoOX：X＝2～3)和α-NPD 或红荧烯代替使用CuPc或PEDOT而增强。有机材料(包括低分子 量材料或高分子量材料)或有机材料与无机材料的合成材料可以用作 电致发光层的材料。用于形成发光元件的材料在下面详细描述。
作为电荷注入传输物质中具有高电子传输能力的物质，例如， 具有喹啉基干或苯并喹啉基干的金属络合物例如三(8-羟基喹啉)铝 (缩写Alq3)，三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(缩写：Almq3)，二(10- 羟基苯[h]-喹啉)铍(缩写BeBq2)，二(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-联苯氧 基-铝(缩写：BAlq)等可以给出。作为具有高空穴传输能力的物 质，例如芳香胺复合物(换句话说，具有苯环-氮键的复合物)例如 4，4′-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-联苯(缩写：α-NPD)，4，4′-二[N- (3甲基苯基)-N-苯基-氨基]-联苯(缩写：TPD)，4，4′，4″-三(N，N-二 苯基-氨基)-三苯胺(缩写：TDATA)，或者4，4′，4″-三[N-(3-甲基苯 基)-N-苯基-氨基]-三苯胺(缩写：MTDATA)可以给出。
作为电荷注入传输物质中具有高电子注入能力的物质，碱金属 或碱土金属例如氟化锂(LiF)，氟化铯(CsF)或氟化钙(CaF2) 的复合物可以给出。除此之外，它可以是具有高电子传输能力的物质 例如Alq3和碱土金属例如镁(Mg)的混合物。
作为电荷注入传输物质中具有高空穴注入能力的物质，例如， 金属氧化物例如氧化钼(MoOx)，氧化钒(VOx)，氧化钌 (RuOx)，氧化钨(WOx)，氧化锰(MnOx)给出。另外，酞菁 复合物例如酞菁(缩写：H2Pc)或铜酞菁(CuPC)可以给出。
发光层可以具有结构以通过向每个像素提供具有不同发射波长 范围的发光层来执行彩色显示。典型地，与R(红色)，G(绿色) 和B(蓝色)的颜色相对应的发光层形成。在这种情况下，通过在像 素的发光侧向像素的发光侧提供发出发射波长范围的光的过滤器，色 纯度可以提高并且可以防止像素部分具有镜面(反射)。通过提供过 滤器，常规需要的圆形偏光板等可以省略，此外，从发光层发出的光 的损耗可以消除。此外，当像素部分(显示屏)偏斜观看时发生的色 调变化可以减小。
各种材料可以用于发光材料。作为低分子量有机发光材料，4- 二氰基亚甲基-2-甲基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基久咯呢定基-9-yl)乙烯基]- 4H-吡喃；(缩写：DCJT)；4-二氰基亚甲基-2-t-丁基-6-[2-(1，1，7，7- 四甲基久咯呢定基-9-yl)乙烯基]-4H-吡喃(缩写：DCJTB)； Periflanthene；2，5-二氰基-1，4-二[2-(10-甲氧基-1，1，7，7-四甲基久咯呢 定基-9-yl)乙烯基]苯；N，N′-二甲基二羟基喹啉并吖啶(缩写： DMQd)；香豆素6；香豆素545T；三(8-羟基喹啉)铝(缩写 Alq3)；9，9′-二蒽基；9，10-二苯基蒽(缩写：DPA)；9，10-二(2-萘 基)蒽(缩写：DNA)等可以使用。另一种物质也可以使用。
另一方面，高分子量有机发光材料在物理上强于低分子量材 料，并且在元件持久性方面更优。另外，高分子量有机发光材料可以 通过涂敷形成，因此，元件可以相对容易地制造。使用高分子量有机 发光材料的发光元件的结构基本上具有与使用低分子量有机发光材料 的情况下相同的结构，也就是，阴极、有机发光层和阳极顺序层压。 但是，当形成使用高分子量有机发光材料的发光层时，两层结构在许 多情况下使用。这是因为，像使用低分子量有机发光材料的情况一 样，形成这种层压结构是困难的。特别地，使用高分子量有机发光材 料的发光元件具有阴极、发光层、空穴传输层和阳极顺序的结构。
发出颜色依赖于形成发光层的材料而确定；因此，指示期望发 光的发光元件可以通过选择发光层的适当材料而形成。作为可以用于 形成发光层的高分子量电致发光材料，基于聚对苯-次亚乙烯的材 料，基于聚对苯的材料，基于聚噻吩的材料，基于聚芴的材料可以给 出。
作为基于聚对苯-次亚乙烯的材料，聚(对苯次亚乙烯)[PPV]的衍 生物，例如，聚(2，5-二烷氧基-1，4-苯撑次亚乙烯)[RO PPV]；聚(2- (2′-乙基-正己氧基)-5-甲氧基-1，4-苯撑次亚乙烯)[MEH-PPV]；聚(2- (二烷氧基苯)-1，4-苯撑次亚乙烯)[ROPh-PPV]等可以给出。作为基于 聚对苯的材料，聚对苯[PPP]的衍生物，例如，聚(2，5-二烷氧基-1，4- 苯撑)[RO-PPP]；聚(2，5-二正己氧基-1，4-苯撑)等可以给出。作为基 于聚噻吩的材料，聚噻吩[PT]衍生物的衍生物，例如聚(3-烷基噻 吩)[PAT]；聚(3-己基噻吩)[PHT]；聚(3-环己基噻吩)[PCHT]；聚(3- 环己基-4-甲基噻吩)[PCHMT]；聚(3，4-二环己基噻吩)[PDCHT]；聚 (3-(4-辛基苯基)-噻吩)[POPT]；聚[3-(4-辛基苯基)-2，2-二噻 吩][PTOPT]等可以给出。作为基于聚芴的材料，聚芴[PF]的衍生 物，例如，聚(9，9-二烷基芴)[PDAF]；聚(9，9-二辛基芴)[PDOF]等可 以给出。
当具有空穴传输能力的高分子量有机发光材料置于阳极和具有 发光性质的高分子量有机发光材料之间时，来自阳极的空穴注入能力 可以增强。通常，与受体材料一起溶解在水中具有空穴传输能力的高 分子量有机发光材料由旋涂法等涂敷。另外，具有空穴注入能力的高 分子量发光材料可溶解于有机溶剂中；因此，它可以层压在上述具有 发光性质的高分子量有机发光材料上。作为具有空穴传输能力的高分 子量有机发光材料，PEDOT与用作受体材料的樟脑磺酸(CSA)的 混合物，聚苯胺[PANI]与用作受体材料的聚苯乙烯磺酸[PSS]的混合 物等可以给出。
发光层可以制造以发出素色或白色光。当使用白光发射材料 时，彩色显示器可以通过应用提供在像素发光侧上发出具有特定波长 的光的过滤器(着色层)的结构而变得可能。
为了形成发出白色光的发光层，例如，Alq3，部分地掺杂作为 红光发射颜料的奈耳红的Alq3，Alq3，p-EtTAZ，TPD(芳香族二 胺)由汽相沉积法顺序层压以获得白色光。在发光层由使用旋涂的涂 敷法形成的情况下，旋涂形成的层优选地通过真空加热而烘培。例 如，聚(乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)溶液(PEDOT/PSS)的水溶液 可以整个涂敷和烘培以形成用作空穴注入层的薄膜。然后，掺杂有发 光中心颜料(1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二烯(TPB)；4-二氰基亚甲基-2- 甲基-6-(p-二甲胺-苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM1)；奈耳红；香豆素6 等)的聚乙烯咔唑(PVK)溶液可以整个涂敷和烘培以形成用作发 光层的薄膜。
发光层可以形成为单层。例如，具有电子传输能力的1，3，4-恶二 唑衍生物(PBD)可以分散在具有空穴传输能力的聚乙烯咔唑 (PVK)中。此外，白光发射可以通过分散30wt％的PBD作为电 子传输剂以及分散适当量的四种颜料(TPB，香豆素6，DCM1和奈 耳红)来获得。除了白光发射可以如这里所示获得的发光元件之外， 可以提供红光发射、绿光发射、或蓝光发射的发光元件可以通过适当 地选择发光层的材料来制造。
此外，包含金属络合物等的三重激励材料以及单一激励发光材 料可以用于发光层。例如，在发出红色、绿色和蓝色光的像素中，其 发光在相对短的时间内减少一半的发出红光的像素由三重激励发光材 料形成，而其余由单一激励发光材料形成。三重激励发光材料具有材 料具有良好的发光效率并且消耗较少的功率以获得相同发光的特性。 当三重激励发光材料用于红色像素时，仅少量电流需要施加到发光元 件。因此，可靠性可以提高。发出红光的像素和发出绿光的像素可以 由三重激励发光材料形成，而发出蓝光的像素可以由单一激励发光材 料形成以实现低功耗。低功耗可以通过使用三重激励发光材料形成发 出人眼具有高度可见性的绿光的发光元件而进一步实现。
用作掺杂剂的金属络合物是三重激励发光材料的实例，并且具 有作为第三过渡系列元素的铂作为中心金属的金属络合物，具有铱作 为中心金属的金属络合物等已知。三重激励发光材料并不局限于复合 物。具有上述结构的复合物以及属于周期表8～10组的任何一个的元 素作为中心金属也可以使用。
形成发光层的上述材料仅是实例。发光元件可以通过适当地层 压功能层例如空穴注入传输层，空穴传输层，电子注入传输层，电子 传输层，发光层，电子阻挡层和空穴阻挡层来形成。此外，混合层或 混合连接可以通过组合这些层来形成。发光层的层结构可以改变。代 替提供特定的电子注入区域或发光区域，修改例如为此目的提供电极 层或者提供分散的发光材料是可接受的，只要它不背离本发明的范 围。
使用上述材料形成的发光元件通过在正向上施加偏压而发光。 使用发光元件形成的显示设备的像素可以如实施方式2中所示由简单 矩阵模式或有效矩阵模式而驱动。在任何一种情况下，每个像素通过 以特定时序施加正向偏压到那里而发光；但是，像素在某个时间段处 于不发光状态。发光元件的可靠性可以通过在该不发光时间施加反向 偏压而提高。在发光元件中，存在发光强度在特定驱动条件下减小的 退化方式，或者不发光区域在像素中放大并且发光明显减小的退化方 式。但是，退化的进展可以通过交流驱动来减慢。因此，发光设备的 可靠性可以提高。另外，数字驱动和模拟驱动二者都可以适用。
滤色器(着色层)可以在具有透光性质的衬底480的密封衬底 上形成，虽然图12A～12C中没有显示。滤色器(着色层)可以由液 滴排放法形成，并且在这种情况下，光照射处理可以用作上述基础预 处理。根据本发明，滤色器(着色层)可以更好的可控性形成以具有 期望的图案。使用滤色器(着色层)，高清晰度显示器也可以执行。 这是因为宽峰可以使用滤色器(着色层)修改以在每个RGB的发光 光谱中变得锐利。
如上所述，显示指示R，G和B的发光的材料，但是，全色显 示可以通过形成指示单色的材料并且组合滤色器和色彩转换层来执 行。滤色器(着色层)或色彩转换层在例如第二衬底(密封衬底)上 形成，并且可以附加到衬底。如上所述，指示单色的材料、滤色器 (着色层)和色彩转换层的任何一个可以通过液滴排放法形成。
自然地，单色可以显示。例如，具有区域颜色型的显示设备可 以通过使用单色发射而制造。无源矩阵型显示部分适合于区域颜色 型，并且字母或信号可以主要地显示。
在上述结构中，可能使用具有低功函数的材料作为阴极，例如 Ca、Al、CaF、MgAg、AlLi等是期望的。单层型、薄片层型、不具 有层接口的混合型的任何一种可以用于电致发光层。电致发光层可以 由如下材料形成，即单一材料、三重材料或材料混合的材料；或者包 含有机复合物或无机复合物的电荷注入传输物质和发光材料，其包含 一层或多层低分子量有机复合物材料，中间分子量有机复合物(这意 味着不具有升华性质的有机复合物，并且分子数目为20或更少，或 者连接分子的长度为10μm或更小)，以及高分子量有机复合物，并 且可以与电子注入传输无机复合物或空穴注入传输无机复合物结合。 第一电极484、第一电极463和第一电极472通过使用透光的透明导 电薄膜形成，例如除了ITSO或ITSO之外，使用2％～20％的氧化锌 (ZnO)混合在氧化铟中的透明导电薄膜。真空气氛中的等离子处理 或热处理可以在形成第一电极484、第一电极463和第一电极472之 前优选地执行。隔墙(也称作堤)通过使用包含硅的材料、有机材料 或复合物材料形成。另外，多孔膜可以使用。但是，当光敏材料或非 光敏材料例如丙烯酸或聚酰亚胺用来形成时，其侧面具有半径曲率连 续变化的形状并且因步骤而引起的断连接不在上层薄膜中产生；因 此，它是优选的。该实施方式可以自由地与上述实施方式组合。
[实施方式5]
在根据实施方式4～6制造的显示板中，如图14B中说明的，扫 描线驱动电路可以通过使用SAS形成半导体层在衬底3700上形成。
图25显示包括使用SAS的n通道型TFT的扫描线驱动电路的 框图，其中1cm2/V·sec～15cm2/V·sec的电场效应迁移率可以获得。
在图25中，框500对应于输出一级采样脉冲的脉冲输出电路， 并且移位寄存器包括n个脉冲输出电路。参考数字901表示缓冲电路 并且连接到像素902。
图26显示由框500说明的脉冲输出电路的具体结构，并且该脉 冲输出电路500包括n通道型TFT 601～603。TFT的大小可以考虑 使用SAS的n通道型TFT的操作特性而决定。例如，当通道长度设 置为8μm时，通道宽度可以设置为10μm～80μm的范围。
另外，图27显示缓冲电路901的具体结构。缓冲电路以相同方 式包括n通道型TFT 620～635。此时，TFT的大小可以考虑使用 SAS的n通道型TFT的操作特性而决定。例如，当通道长度设置为 10μm时，通道宽度可以设置为10μm～1800μm的范围。根据本发 明，图案可以更好的可控性形成以具有期望的形状；因此，像这种具 有10μm通道宽度的细微布线可以稳定地形成而没有缺陷例如短路。
使用布线将TFT彼此连接以实现这种电路是必要的，并且图16 显示该情况布线的结构实例。与实施方式2中一样，图16显示栅电 极层103，栅极绝缘层106(在该实施方式中包括包含氮化硅的绝缘 层、包含氧化硅的绝缘层，以及包含氮化硅的绝缘层的三层的层压 体)，由有机半导体形成的半导体层107，以及源/漏电极层111和 112形成的状态。在该实施方式中，包含光吸收材料的物质101在栅 极绝缘层106上形成；源/漏电极层111和112的形成区域通过使用 栅电极层103作为掩模用来自具有透光性质的100一侧的光照射而修 改。在该实施方式中，润湿度作为修改处理控制。包含光吸收材料的 物质的表面被修改，并且具有相比较不同润湿度的低润湿度区域 150、高润湿度区域151a和151b形成。包含导电材料的复合物排放 到高润湿度区域151a和151b，使得源/漏电极层111和112可以更 好的可控性形成。
在实施方式2中，因为半导体层107由液滴排放法形成，在低 润湿度区域150上形成的包含光吸收材料的物质也用光照射以增强润 湿度。但是，在该实施方式中，半导体层107由真空沉积法使用作为 有机半导体的并五苯形成；因此，控制低润湿度区域150的润湿度的 步骤不需要。此外，半导体层107可以由液滴排放法等使用液体形式 的复合物形成，如果提供有复合物的表面相对于复合物具有足够的润 湿度。在该实施方式中，低润湿度区域150、高润湿度区域151a和 151b为了方便依赖于相对于包含形成源电极层或漏电极层的导电材 料的复合物的相对润湿度差异而命名。因此，即使当半导体层的形成 区域显示相对于包含形成源电极层或漏电极层的导电材料的复合物的 低润湿度时，形成区域不显示相对于形成半导体层107的复合物的低 润湿度是可能的。在这种情况下，控制半导体层107形成区域润湿度 的步骤不需要。
连接布线层160，161和162通过与栅电极层104相同的步骤在 衬底100上形成。栅极绝缘层的一部分刻蚀使得连接布线层160， 161和162暴露，并且TFT使用源/漏电极层111和112，以及在相 同步骤中形成的连接布线层163适当地连接；因此，各种电路可以实 现。
[实施方式6]
描述将驱动电路装配到根据实施方式4～7制造的显示板上的方 式。
首先，使用COG法的显示设备参考图15A描述。显示关于字 符、图像等的信息的像素部分2701提供在衬底2700上。提供有多个 驱动电路的衬底划分成矩形，并且划分后的驱动电路(在下文称作驱 动IC)2751装配在衬底2700上。图15A显示装配多个驱动IC 2751 以及驱动IC 2751末端的FPC 2750的方式。另外，划分的大小可以 尽可能与信号线侧上像素部分一侧的长度相同，并且磁带可以安装在 单个驱动IC的末端。
可以采用TAB法。在这种情况下，多个磁带可以连接并且驱动 IC可以安装在磁带上。类似于COG法的情况，单个驱动IC可以安 装在单个磁带上。在这种情况下，用于固定驱动IC的金属片等可以 根据强度而连接在一起。
装配在显示板上的多个驱动IC优选地根据提高生产率在具有 300mm～1000mm或更大边长的矩形衬底上形成。
换句话说，包括驱动电路部分和输入输出端子作为单元的多个 电路图案在衬底上形成，并且可以最后划分并取出。考虑像素部分的 边长和像素间距，驱动IC可以形成具有15mm～80mm长边和 1mm～6mm短边的矩形。作为选择，驱动IC可以形成具有像素部分 边长的长边长度或者像素部分加上每个驱动电路边长的长边长度。
驱动IC的IC芯片上外部尺寸的优点在于长边的长度。当使用 具有15mm～80mm长边的驱动IC时，根据像素部分装配所需的数目 小于使用IC芯片的情况。因此，可以提高制造的产量。当驱动IC 在玻璃衬底上形成时，不损害生产率，没有因用作母体的衬底形状的 限制。这与从圆形硅片中取出IC芯片的情况相比较是很大的优点。
当扫描线驱动电路3702如图14B中所示整体地在衬底上形成 时，提供有信号线驱动电路的驱动IC装配在像素部分3701外部的 区域上。驱动IC是信号线一侧的驱动电路。为了形成与RGB金色 相对应的像素部分，XGA类需要3072个信号线而UXGA类需要 4800个信号线。以这种数目形成的信号线在像素部分3701的边缘部 分上划分成几块并且提供有引线。信号线关于驱动IC输出端子的间 距而聚集。
驱动IC优选地由在衬底上形成的结晶半导体制成。结晶半导体 优选地通过使用连续波激光照射来形成。因此，连续波固体激光器或 气体激光器用作产生激光的振荡器。当使用连续波激光时，几乎没有 晶体缺陷，结果，晶体管可以通过使用具有大粒度的多晶半导体层形 成。另外，因为迁移率或响应速度有利，高速驱动是可能的，并且与 常规元件相比进一步提高元件的工作频率是可能的。因此，因为几乎 不存在特性变化，高可靠性可以获得。注意，晶体管的通道长度方向 和激光的扫描方向可以指向相同方向以进一步提高工作频率。这是因 为当在使用连续波激光的激光结晶步骤中晶体管的通道长度方向与激 光相对于衬底的扫描方向几乎平行(优选地-30°～30°)时，可以获得 最高的迁移率。通道长度方向与电流的流动方向，换句话说，电荷在 通道形成区域中移动的方向一致。这样制造的晶体管具有包括晶粒在 通道方向上延伸的多晶半导体层的活性层，并且这意味着晶粒间界几 乎沿着通道方向形成。
为了执行激光结晶，使激光大大地变窄是优选的，并且其射束 点优选地具有与驱动IC的短边相同的宽度，大约为1mm～3mm。另 外，为了保证被照射物体的足够且有效的能量密度，激光的照射区域 优选地是线形。如这里使用的，术语“线形”并不是指严格意义上的直 线而是指具有大的长宽比的矩形或长方形。例如，线形指具有2或更 大(优选地10～10000)长宽比的矩形或长方形。因此，提供一种制 造显示设备的方法，其中通过使激光的射束点宽度与驱动IC的短边 具有相同长度来提高生产率是可能的。
如图15A和15B中所示，驱动IC既可作为扫描线驱动电路也 可作为信号线驱动电路而装配。在这种情况下，区分扫描线驱动电路 和信号线驱动电路的规格是优选的。
在像素部分中，信号线与扫描线交叉以形成矩阵，并且晶体管 根据每个交叉点而布置。具有非晶半导体或半非晶半导体作为通道部 分的TFT在本发明中用作布置在像素部分中的晶体管。非晶半导体 由方法例如等离子CVD法或溅射法形成。由等离子CVD法在300℃ 或更低的温度形成半非晶半导体是可能的。即使在外部尺寸为例如 500mm×650mm的非碱性玻璃衬底的情况下，形成晶体管所需的薄 膜厚度在短时间内形成。这种制造技术的特征在制造大面积显示设备 方面是有效的。另外，半非晶TFT可以通过形成SAS的通道形成区 域来获得2cm2/V.sec～10cm2/V.sec的场效应迁移率。当应用本发明 时，具有短通道宽度的细微布线可以稳定地形成，而不引起缺陷例如 短路，因为图案可以更好的可控性形成以具有期望的形状。因此，可 以形成具有充分运行像素所需的电特性的TFT。因此，该TFT可以 用作像素的开关元件以及用作构成扫描线驱动电路的元件。这样，可 以制造实现系统整合面板的显示板。
扫描线驱动电路也通过使用具有由半非晶半导体(SAS)形成 的半导体层的TFT整体地在衬底上形成。在使用具有由非晶半导体 (AS)形成的半导体层的TFT的情况下，驱动IC既可作为扫描线 驱动电路也可作为信号线驱动电路而装配。
在这种情况下，区分在扫描线上和在信号线上使用的驱动IC的 规格是优选的。例如，构成扫描线一侧驱动IC的晶体管需要承受大 约30V的电压，但是驱动频率是100kHz或更小，并且高速操作相比 较不需要。因此，将包含于扫描线驱动器中的晶体管的通道长度 (L)设置得足够长是优选的。另一方面，信号线驱动IC的晶体管 需要承受仅大约12V的电压，但是驱动频率在3V时为大约 65MHz，并且需要高速操作。因此，以微米规则设置包含于驱动器 中的晶体管的通道长度等是优选的。根据本发明，细微图案可以更好 的可控性形成；因此本发明可以充分地对应于这种微米规则。
装配驱动IC的方法不特别限制，并且可以使用已知的方法例如 COG法、丝焊法，或TAB法。
驱动IC和反衬底的高度可以通过形成驱动IC以具有与反衬底 相同的厚度来制造得几乎相同，这有助于整体减薄显示设备。当两个 衬底由相同材料形成时，不产生热应力并且包括TFT的电路的特性 不被损害，即使当在显示设备中产生温度变化时。此外，如本实施方 式中描述的，装配到一个像素部分上的驱动IC的数目可以通过装配 比IC芯片更长的驱动IC作为驱动电路而减少。
如上所述，驱动电路可以包括在显示板中。
[实施方式7]
在本实施方案中显示的显示板的像素结构参考图17A～17F中所 示的等效电路图描述。
在图17A中所示的像素中，信号线410和电源线411～413按列 布置，而扫描线414按行布置。像素还包括开关TFT 401、驱动 TFT 403、电流控制TFT 404、电容器元件402，以及发光元件 405。
图17C中所示的像素具有与图17A中所示像素相同的结构，除 了驱动TFT 403的栅电极连接到按行布置的电源线412之外。图 17A和17C中的像素都显示相同的等效电路图。但是，在电源线412 按列布置的情况(图17A)和电源线412按行布置的情况(图17C) 之间，每个电源线由不同层中的导电层形成。两个像素每个显示在图 17A和17C中以便显示连接到驱动TFT 403栅电极的布线形成于其 中的层在图17A和17C之间不同。
在图17A和17C中，TFT 403和404在像素中串联，并且TFT 403的通道长度L3/通道宽度W3与TFT 404的通道长度L4/通道宽度 W4的比值设置为L3/W3∶L4/W4＝5～6000∶1。L3、W3、L4和W4分别为 500μm、3μm、3μm和100μm的情况可以作为实例给出。根据本发 明，具有短通道宽度的这种细微布线可以稳定地形成而不引起缺陷例 如短路，因为图案可以更好的可控性形成以具有期望的形状。因此， 可以形成具有满意地运行图17A和17C中所示这种像素所需的电特 性的TFT。结果，可以制造显示能力优越的高度可靠的显示板。
TFT 403在饱和区域中工作并且控制在发光元件405中流动的 电流量，而TFT 404在线形区域中工作并且控制供给到发光元件405 的电流。考虑到制造工艺，TFT 403和404优选地具有相同的导电 性。对于驱动TFT 403，耗尽型TFT可以代替增强型TFT而使用。 根据具有上面结构的发明，TFT 404的VGS的轻微变化不影响在发光 元件405中流动的电流量，因为电流控制TFT 404在线形区域中工 作。也就是，在发光元件405中流动的电流量由在饱和区域中工作的 TFT 403确定。因此，通过改进因TFT性质的变化而引起的发光元 件亮度的变化来提供图像品质提高的显示设备是可能的。
图17A～17D中所示像素的TFT 401控制输入到像素的视频信 号。当开关TFT 401导通且视频信号输入到像素时，视频信号保存 在电容器元件402中。虽然像素在图17A和17C中包含电容器元件 402，本发明并不限于此。当栅电容等可以用作保存视频信号的电容 器时，不一定提供电容器元件402。
发光元件405具有电致发光层夹在一对电极之间的结构。像素 电极和反电极(阳极和阴极)其间具有电势差，使得正向偏压被施 加。电致发光层由广泛的材料例如有机材料、无机材料形成。电致发 光层中的发光包括当激励单个状态返回到接地状态时产生的发光(荧 光)和当激励三重状态返回到接地状态时产生的发光(磷光)。
图17B中所示的像素具有与图17A中所示像素相同的结构，除 了添加TFT 406和扫描线416之外。类似地，图17D中所示的像素 具有与图17C中所示像素相同的结构，除了添加TFT 406和扫描线 416之外。
TFT 406由添加的扫描线416控制为ON/OFF。当TFT 406导 通时，保存在电容器元件402中的电荷放电，从而将TFT 404关 闭。也就是，电流到发光元件405的供给可以通过提供TFT 406而 强行停止。因此，通过采用图17B和17D中所示的结构，在信号写 入到所有像素之前，发光时期可以与布线时期开始同时地或在布线时 期开始之后不久开始，从而可以提高负荷比。
在图17E中所示的像素中，信号线450以及电源线451和452 按列布置，而扫描线453按行布置。像素还包括开关TFT 441、驱动 TFT 443、电容器元件442，以及发光元件444。图17F中所示的像 素具有与图17E中所示像素相同的像素结构，除了添加TFT 445和 扫描线454之外。应当注意，图17F的结构也允许负荷比通过提供 TFT 445而提高。
如上所述，根据本发明，布线等的图案可以更好的可控性稳定 地形成而没有形成缺陷。因此，TFT可以提供有高的电特性和可靠 性，从而本发明可以令人满意地用于根据用途提高像素显示能力的应 用技术。
[实施方式8]
保护二极管为扫描线输入端子部分和信号线输入端子部分提供 的一种方式参考图24说明。TFT 501和502、电容器504，以及发光 元件503在图24中为像素2702而提供。该TFT具有与实施方式2 中相同的结构。
保护二极管561和562为信号线输入端子部分提供。这些保护 二极管在与TFT 501或TFT 502相同的步骤中制造，并且用作每个 连接到栅极以及漏极或源极中一个的二极管。图23显示图24中所示 顶视图的等效电路图。
保护二极管561包括栅电极层、半导体层以及布线层。保护二 极管562具有相同的结构。连接到该保护二极管的公共电势线554和 555在与栅电极层相同的层中形成。因此，在栅极绝缘层中形成接触 孔以电连接到布线层是必要的。
掩模层可以形成并刻蚀处理以在栅极绝缘层中形成接触孔。在 这种情况下，当应用大气压力放电的刻蚀处理时，放电处理可以局部 执行，从而掩模层不一定在整个表面上形成。
信号布线层在TFT 501中与源/漏极布线层505相同的层中形 成，并且具有连接到那里的信号布线层连接到源极或漏极侧的结构。
扫描信号线一侧的输入端子部分也具有相同结构。保护二极管 563具有栅电极层、半导体层，以及布线层。保护二极管564也具有 相同结构。连接到保护二极管的公共电势线556和557在与源/漏极 布线层相同的层中形成。根据本发明，在输入级提供的保护二极管可 以同时形成。注意沉积保护二极管的位置并不局限于该实施方式，并 且也可以提供在驱动电路和像素之间。
如上所述，根据本发明，布线等的图案可以更好的可控性稳定 地形成而不产生形成缺陷。因此，即使当布线等是复杂的并且通过形 成保护电路而密集地形成时，不会产生因形成时的安装缺陷而引起的 短路等。另外，本发明可以充分对应于小型化或薄型化设备，因为没 必要考虑宽的裕度。结果，可以制造具有更好电特性和高可靠性的显 示设备。
[实施方式9]
图22显示构成具有根据本发明制造的TFT衬底2800的EL显 示模块的实例。包括像素的像素部分在TFT衬底2800上形成。
在图22中，与在通过连接到TFT的栅极以及源极或漏极中一 个而以与二极管相同的方式操作的像素或保护电路部分2801中形成 的相同的TFT提供在驱动电路和像素部分外部的像素之间。由单晶 半导体形成的驱动IC、在玻璃衬底上由多晶半导体薄膜形成的粘贴 驱动IC、或由SAS形成的驱动电路应用于驱动电路2809。
TFT衬底2800通过将由液滴排放法形成的隔板2806a和2806b 置于其间而结合到密封衬底2820。隔板优选地被提供以保持两个衬 底之间的空间恒定，即使当衬底薄且像素部分的区域扩大时。分别连 接到TFT 2802和2803的发光元件2804和2805上的TFT衬底2800 和密封衬底2820之间的空间可以用透光树脂材料填充并固化，或者 可以用无水氮或惰性气体填充。
图22显示发光元件2804和2805具有顶部发射型结构并且具有 光在图中所示箭头方向上发出的结构的情况。多色显示可以通过具有 红、绿和蓝的不同发光颜色而在每个像素中执行。另外，此时，向外 发出的发光的色纯度可以通过在密封衬底2820一侧形成与每种颜色 相对应的着色层2807a、2807b和2807c来增强。而且，着色层 2807a、2807b和2807c可以通过使用像素组合作为白光发射元件。
作为外部电路的驱动电路2809通过布线衬底2810连接到在 TFT衬底2800的一端上提供的扫描线或信号线连接端子。另外，热 管2813和散热器2812可以提供以便与TFT衬底2800接触或接近以 具有提高热效应的结构。
图22显示顶部发射型EL模块，但是，它可以通过改变发光元 件的结构或外部电路衬底的沉积而成为底部发射结构。自然地，光从 顶面和底面两侧发出的双发射结构。在顶部发射结构的情况下，作为 隔墙的绝缘层可以着色以用作黑矩阵。该隔墙可以由液滴排放法等形 成并且它可以通过将着色剂材料的黑树脂、炭黑等混合到树脂材料例 如聚酰亚胺中来形成，或者其层压也可以使用。
另外，在TFT衬底2800中，密封结构可以通过使用密封剂或 粘合树脂将树脂薄膜附加到像素部分形成的一侧来形成。在该实施方 式中，显示使用玻璃衬底的玻璃密封，但是各种密封方法例如使用树 脂的树脂密封、使用塑料的塑料密封，以及使用薄膜的薄膜密封可以 使用。防止湿气渗透的气体阻挡膜优选地提供在树脂薄膜表面上。通 过应用薄膜密封结构，可以实现更薄和更轻。
[实施方式10]
电视设备可以由根据本发明形成的显示设备完成。显示板可以 如下任意方式形成：如图14A中所示的结构，在仅像素部分形成的 情况下，然后扫描线驱动电路和信号线驱动电路如图15B中所示由 TAB法装配；如图14A中所示的结构，在仅像素部分形成的情况 下，然后扫描线驱动电路和信号线驱动电路如图15A中所示由COG 法装配；TFT由SAS形成，像素部分和扫描线驱动电路整体地在衬 底上形成，并且信号线驱动电路如图14B中所示单独装配为驱动 IC；并且像素部分、信号线驱动电路，以及扫描线驱动电路如图 14C中所示整体地在衬底上形成；等等。
外部电路的另一种结构在视频信号的输入侧包括视频信号放大 电路，其放大由调谐器接收的视频信号；视频信号处理电路，其将从 那里输出的视频信号转换成与红、绿和蓝每种颜色相对应的色度信 号；控制电路，其将视频信号转换成驱动IC的输入规格；等等。控 制电路分别输出信号到扫描线侧和信号线侧。在数字驱动的情况下， 信号分割电路可以提供在信号线侧，以便具有输入的数字信号通过划 分成m片来提供的结构。
在从调谐器接收的信号中，音频信号发送到音频信号放大电 路，并且其输出通过音频信号处理电路为扬声器提供。控制电路接收 关于接收站的控制信息(接收频率)或来自输入部分的音量，并且将 信号发送到调谐器或音频信号处理电路。
图13显示液晶显示模块的实例，并且TFT衬底2600和反衬底 2601用密封剂2602固定，像素部分2603和液晶层2604置于其间以 形成显示区。在执行彩色显示的情况下需要着色层2605。在RGB方 法的情况下，为每个像素提供与红、绿和蓝相对应的着色层。偏光板 2606和2607、光学薄膜2613提供在TFT衬底2600和反衬底2601 外部。光源包括冷阴极管2610和反射板2611，并且电路衬底2612 通过驱动电路2608和柔性布线衬底2609连接到TFT衬底2600，并 且包括外部电路例如控制电路或电源电路。
如图20A和20B中所示，电视设备可以通过将显示模块包括到 机壳2001中完成。当使用如图22中所示的EL显示模块时EL电视 设备可以完成，并且当使用图30中所示的液晶模块时液晶电视设备 可以完成。主屏幕2003通过使用显示模块形成，并且扬声器部分 2009、操作开关等作为其他附加装备提供。这样，电视设备可以根据 本发明完成。
另外，从外部进入的光的反射光可以通过使用延迟膜和偏光板 遮蔽。图19是顶部发射型的结构并且作为隔墙的绝缘层3605被着色 以用作黑矩阵。隔墙可以由液滴排放法形成，并且炭黑等可以混合到 树脂材料例如聚酰亚胺中，并且其层压也可以使用。依赖于液滴排放 法，不同材料可以在相同区域上排放多次以形成隔墙。在该实施方式 中，使用着色剂的黑树脂。λ/4板和λ/2板可以用作延迟膜3603和 3604，并且可以设计成能够控制光。作为结构，TFT元件衬底 2800、发光元件2804、密封衬底(密封剂)2820、延迟膜(λ/4和 λ/2)3603和3604、偏光板3602顺序层压，其中从发光元件发出的 光发出到偏光板侧外部以发出它们。延迟膜或偏光板可以提供在光发 出的一侧，或者在光从两面发出的双发射型显示设备的情况下可以提 供在两侧。另外，防反射膜3601可以提供在偏光板的外侧。因此， 可以显示更高分辨率和更准确的图像。
如图20A中所示，使用显示元件的显示板2002包括在机壳 2001中。通过使用接收器2005，除了接收一般TV广播之外，信息 通信也可以通过由固定线路或无线经由调制解调器2004连接到通信 网络在一个方向(从发送器到接收器)或在两个方向上(在发送器和 接收器之间或在接收器之间)执行。电视设备的操作可以由包括到机 壳中的开关或者由与主体分开的远程控制设备2006执行。显示待输 出信息的显示部分2007也可以为该远程控制设备提供。
另外，在电视设备中，除了主屏幕2003之外，显示通道、音量 等的结构可以通过形成第二显示板的子屏幕2008来另外提供。在该 结构中，主屏幕2003由视角优越的EL显示板形成，而子屏幕可以 由能够以低功耗显示子屏幕的液晶显示板形成。为了将低功耗列入优 先，主屏幕2003由液晶显示板形成，子屏幕由EL显示板形成，并 且子屏幕能够闪烁打开和关闭的结构也可以使用。根据本发明，具有 高可靠性的显示设备可以甚至通过使用许多TFT和通过使用这种大 尺寸衬底的电子部件制造。
图20B显示具有例如20英寸～80英寸的大尺寸显示部分的电视 设备，其包括机壳2010、显示部分2011、作为操作部分的键盘部分 2012、扬声器部分2013等。本发明应用于制造显示部分2012。图 20B显示具有弯曲显示部分的电视设备，因为能够弯曲的衬底用作显 示部分。这样，可以制造具有期望形状的电视设备，因为显示部分的 形状可以自由地设计。
使用本发明能够简化处理。因此，显示板可以容易地制造，甚 至当使用一侧具有1000mm或更多的第五代中或第五代后的玻璃衬 底时。
根据本发明，期望的图案可以更好的可控性形成，并且材料损 耗和成本也可以减少。因此，甚至具有大屏幕显示部分的电视设备可 以通过使用本发明而以低成本形成，并且甚至当电视设备薄型化且布 线等变得准确时不产生形成缺陷。因此，高性能且高度可靠的电视设 备可以更好的产量制造。
自然地，本发明并不局限于电视设备，并且它可以应用于各种 用途，特别是具有大面积的显示介质例如火车站、机场等处的信息显 示板，或者街道上的广告显示板以及个人计算机的显示器。
[实施方式11]
各种显示设备可以通过应用本发明制造。换句话说，本发明可 以应用于这些显示设备包含在显示部分中的各种电子设备。
电子设备包括照相机例如摄影机或数字照相机、投影仪、头盔 显示器(护目镜型显示器)、汽车导航系统、汽车立体声系统、个人 计算机、游戏机、便携式信息终端(移动计算机、蜂窝式电话、电子 书等)、提供有记录介质的图像再现设备(特别地，能够播放记录介 质例如数字化视频光盘(DVD)并且具有可以显示图像的显示设备 的设备)等。图21A～21D显示其实例。
图21A是个人计算机，其包括主体2101、机壳2102、显示部分 2103、键盘2104、外部连接端口2105、定点鼠标2106等。本发明适 用于制造显示部分2103。根据本发明，具有高可靠性和高分辨率的 图像可以显示，即使个人计算机小型化且布线等变得准确。
图21B是提供有记录介质的图像再现设备(特别地DVD再现 设备)，其包括主体2201、机壳2202、显示部分A 2203、显示部分 B 2204、记录介质(例如DVD)读取部分2205、操作键2206、扬声 器部分2207等。显示部分A 2203主要显示图像信息，而显示部分B 2204主要显示字符信息，并且本发明适用于制造这些显示部分A 2203和B 2204。根据本发明，具有高可靠性和高分辨率的图像可以 显示，即使当图像再现设备小型化且布线等变得准确时。
图21C是蜂窝式电话，其包括主体2301、音频输出部分2302、 音频输入部分2303、显示部分2304、操作开关2305、天线2306 等。通过将根据本发明制造的显示设备应用于显示部分2304，可以 制造具有高可靠性和高分辨率的显示器，即使当蜂窝式电话小型化且 布线等变得准确时。
图21D是摄影机，其包括主体2401、显示部分2402、机壳 2403、外部连接端2404、远程控制接收部分2405、图像接收部分 2406、电池2407、音频输入部分2408、目镜部分2409、操作键2410 等。通过将根据本发明制造的显示设备应用于显示部分2402，可以 制造具有高可靠性和高分辨率的显示器，即使当摄影机小型化且布线 等变得准确时。该实施方式可以与上述实施方式自由组合。
本申请基于2004年3月19日在日本专利局提交的日本专利申 请序列号2004-081493，在此引用其内容作为参考。