JP4954447B2 - Liquid crystal display device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示装置およびその作製方法に関する。例えば、薄膜トランジスタ(以下、TFTという)で構成された回路を有する液晶表示パネルに代表される電気光学装置およびその様な電気光学装置を部品として搭載した電子機器に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof. For example, the present invention relates to an electro-optical device typified by a liquid crystal display panel having a circuit formed of a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) and an electronic apparatus in which such an electro-optical device is mounted as a component.
近年、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜(厚さ数〜数百nm程度)を用いて薄膜トランジスタ(TFT)を構成する技術が注目されている。薄膜トランジスタはICや電気光学装置のような電子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置のスイッチング素子として開発が急がれている。 In recent years, a technique for forming a thin film transistor (TFT) using a semiconductor thin film (having a thickness of about several to several hundred nm) formed on a substrate having an insulating surface has attracted attention. Thin film transistors are widely applied to electronic devices such as ICs and electro-optical devices, and development of switching devices for image display devices is urgently required.
従来より、画像表示装置として液晶表示装置が知られている。パッシブ型の液晶表示装置に比べ高精細な画像が得られることからアクティブマトリクス型の液晶表示装置が多く用いられるようになっている。アクティブマトリクス型の液晶表示装置においては、マトリクス状に配置された画素電極を駆動することによって、画面上に表示パターンが形成される。詳しくは選択された画素電極と該画素電極に対応する対向電極との間に電圧が印加されることによって、画素電極と対向電極との間に配置された液晶層の光学変調が行われ、この光学変調が表示パターンとして観察者に認識される。 Conventionally, a liquid crystal display device is known as an image display device. Active matrix liquid crystal display devices are often used because high-definition images can be obtained compared to passive liquid crystal display devices. In an active matrix liquid crystal display device, a display pattern is formed on a screen by driving pixel electrodes arranged in a matrix. Specifically, by applying a voltage between the selected pixel electrode and the counter electrode corresponding to the pixel electrode, optical modulation of the liquid crystal layer disposed between the pixel electrode and the counter electrode is performed. The optical modulation is recognized by the observer as a display pattern.
このようなアクティブマトリクス型の電気光学装置の用途は広がっており、画面サイズの大面積化とともに、高精細化や高開口率化や高信頼性の要求が高まっている。また、同時に生産性の向上や低コスト化の要求も高まっている。 Applications of such an active matrix electro-optical device are expanding, and the demand for higher definition, higher aperture ratio, and higher reliability is increasing as the screen size increases. At the same time, demands for improved productivity and lower costs are increasing.
また、本出願人は、液晶を滴下する特許文献1を提案している。
本発明は、液晶の材料利用効率が高く、且つ、信頼性の高いフレキシブルな液晶表示装置を提供することを課題とする。パネルサイズが大型化するにつれ、使用する材料のコストがかかる。特に画素電極と対向電極との間に配置される液晶材料は高価である。 It is an object of the present invention to provide a flexible liquid crystal display device that has high liquid crystal material utilization efficiency and high reliability. As the panel size increases, the cost of the materials used increases. In particular, the liquid crystal material disposed between the pixel electrode and the counter electrode is expensive.
本発明は、例えば、基板サイズが、320mm×400mm、370mm×470mm、550mm×650mm、600mm×720mm、680mm×880mm、1000mm×1200mm、1100mm×1250mm、1150mm×1300mmのような大面積基板に対して、効率よく液晶表示装置を作製する方法を提供するものである。さらには、基板サイズが、1500mm×1800mm、1800mm×2000mm、2000mm×2100mm、2200mm×2600mm、2600mm×3100mmのような大面積基板を用いる量産に適した液晶表示装置の作製方法を提供する。 The present invention is applicable to a large area substrate having a substrate size of 320 mm × 400 mm, 370 mm × 470 mm, 550 mm × 650 mm, 600 mm × 720 mm, 680 mm × 880 mm, 1000 mm × 1200 mm, 1100 mm × 1250 mm, 1150 mm × 1300 mm, for example. The present invention provides a method for efficiently manufacturing a liquid crystal display device. Furthermore, a method for manufacturing a liquid crystal display device suitable for mass production using a large-area substrate having a substrate size of 1500 mm × 1800 mm, 1800 mm × 2000 mm, 2000 mm × 2100 mm, 2200 mm × 2600 mm, 2600 mm × 3100 mm is provided.
また、液晶を封止するためには、シール描画、対向基板の貼り合わせ、分断、液晶注入、液晶注入口の封止などといった複雑な工程が必要である。特にパネルサイズが大型になると、毛細管現象を用いて液晶注入を行い、シールで囲まれた領域(少なくとも画素部を含む)に液晶を充填することが困難となってくる。 Further, in order to seal the liquid crystal, complicated processes such as seal drawing, bonding of the counter substrate, division, liquid crystal injection, and liquid crystal injection port sealing are required. In particular, when the panel size becomes large, it becomes difficult to perform liquid crystal injection using a capillary phenomenon and fill the liquid crystal into the region (including at least the pixel portion) surrounded by the seal.
また、2枚の基板を貼り合わせ、分断を行い、分断面に形成されている液晶注入口から液晶材料を注入することとなるが、液晶注入口から画素領域まで延びている液晶材料の通り道となる部分にも液晶を充填されてしまう。また、駆動回路部を画素部と同一基板に設けた場合、画素部領域だけでなく駆動回路部と重なる部分にも液晶を充填する場合がある。このように表示部となる領域以外の余分な部分にも液晶材料が充填されてしまう。 In addition, the two substrates are bonded and divided, and the liquid crystal material is injected from the liquid crystal injection port formed in the divided cross section, and the passage of the liquid crystal material extending from the liquid crystal injection port to the pixel region The part will be filled with liquid crystal. In the case where the driver circuit portion is provided over the same substrate as the pixel portion, the liquid crystal may be filled not only in the pixel portion region but also in a portion overlapping with the driver circuit portion. As described above, the liquid crystal material is also filled in an extra portion other than the region to be the display portion.
また、液晶注入口から画素領域まで延びている液晶材料の通り道、特に液晶注入口付近は、パネルのほかの部分に比べて極端に多くの液晶が通過する部分となり、注入の際に摩擦が生じて配向膜表面が変化し、結果的に液晶の配向の乱れを生じさせる恐れもある。 In addition, the passage of the liquid crystal material extending from the liquid crystal injection port to the pixel region, particularly the vicinity of the liquid crystal injection port, is a portion through which a larger amount of liquid crystal passes than other parts of the panel, and friction occurs during the injection. As a result, the surface of the alignment film changes, and as a result, the alignment of the liquid crystal may be disturbed.
また、液晶表示装置を利用したアプリケーションは様々なものが期待されているが、特に携帯機器への利用が注目されている。現在、ガラス基板や石英基板が多く使用されているが、割れやすく、重いという欠点がある。また、大量生産を行う上で、ガラス基板や石英基板は大型化が困難であり、不向きである。そのため、可撓性を有する基板、代表的にはフレキシブルなプラスチックフィルムを基板として液晶表示装置を形成することが試みられている。 In addition, various applications using a liquid crystal display device are expected, but the application to mobile devices has attracted attention. Currently, many glass substrates and quartz substrates are used, but they have the disadvantage of being easily broken and heavy. Further, in mass production, it is difficult to increase the size of a glass substrate or a quartz substrate, which is not suitable. Therefore, attempts have been made to form a liquid crystal display device using a flexible substrate, typically a flexible plastic film.
しかしながら、プラスチックフィルムは、ガラス基板に比べ、水分やアルカリ金属などの不純物に対してブロッキング効果が弱く、液晶表示装置としての信頼性が低くなってしまう。そのため、プラスチックフィルムを用いた高性能な液晶表示装置は実現されていない。 However, the plastic film has a weaker blocking effect against impurities such as moisture and alkali metal than the glass substrate, and the reliability as a liquid crystal display device is lowered. Therefore, a high-performance liquid crystal display device using a plastic film has not been realized.
本発明では、対向基板(第1の可撓性基板)上に保護膜を設け、シール材を描画し、対向基板上に液晶材料の滴下を真空(減圧下)で行った後、画素電極および柱状スペーサが設けられた第2の可撓性基板と貼り合わせることによって作製される液晶表示装置を提供する。一対の可撓性基板の間隔を柱状スペーサで均一に保ちつつ、減圧下で貼り合わせることが好ましい。 In the present invention, a protective film is provided over the counter substrate (first flexible substrate), a sealing material is drawn, and a liquid crystal material is dropped on the counter substrate in a vacuum (under reduced pressure). Provided is a liquid crystal display device manufactured by bonding to a second flexible substrate provided with a columnar spacer. It is preferable that the pair of flexible substrates be bonded together under reduced pressure while keeping the spacing between the columnar spacers uniform.
また、シール材の描画は、ディスペンサー装置またはインクジェット装置を用いればよい。また、シール材の描画は、減圧下で行ってもよいし、大気圧下の不活性雰囲気で行ってもよい。シール材には、溶媒が粘度を調節するために加えられることがあるため、減圧下でシール描画を行う場合、シール材が変質、硬化しないように、揮発しにくい溶媒を含むシール材を用いることが好ましい。 In addition, a dispenser device or an ink jet device may be used for drawing the sealing material. The drawing of the sealing material may be performed under reduced pressure or in an inert atmosphere under atmospheric pressure. Since a solvent may be added to the sealing material to adjust the viscosity, when drawing a seal under reduced pressure, use a sealing material that contains a solvent that is difficult to volatilize so that the sealing material does not deteriorate or harden. Is preferred.
なお、シール材は、画素部を囲むように閉パターンで描画し、その閉パターンの空間を液晶材料で充填する。 Note that the sealing material is drawn in a closed pattern so as to surround the pixel portion, and the space of the closed pattern is filled with a liquid crystal material.
また、画素部が設けられた基板に対してシール描画と液晶滴下との両方をおこなってもよい。また、可撓性基板上に保護膜を設け、画素電極上、即ち画素部上のみに液晶材料の滴下(減圧下)を真空で行った後、シールが設けられた対向基板と貼り合わせてもよい。 Further, both the seal drawing and the liquid crystal dropping may be performed on the substrate provided with the pixel portion. Alternatively, a protective film may be provided over a flexible substrate, and a liquid crystal material may be dropped (under reduced pressure) only on the pixel electrode, that is, on the pixel portion in a vacuum, and then bonded to the counter substrate provided with a seal. Good.
また、本発明における保護膜としては、シリコンをターゲットとした高周波スパッタリング法により成膜される窒化珪素膜の単層膜、または酸化珪素膜との積層膜とすることが望ましい。 Further, the protective film in the present invention is preferably a single layer film of a silicon nitride film formed by a high frequency sputtering method using silicon as a target or a laminated film with a silicon oxide film.
また、シリコンターゲットを用いたRFスパッタ法により得られる緻密な窒化珪素膜は、ナトリウム、リチウム、マグネシウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属がTFT(ポリシリコンTFT、アモルファスシリコンTFT、有機TFTなど)を汚染してしきい値電圧の変動等を効果的に防ぎ、且つ、水分や酸素に対して極めて高いブロッキング効果を有する。また、ブロッキング効果を高めるために、窒化珪素膜中における酸素及び水素含有量は10原子%以下、好ましくは1原子%以下とすることが望ましい。 In addition, a dense silicon nitride film obtained by RF sputtering using a silicon target is made of an alkali metal or alkaline earth metal such as sodium, lithium, magnesium, etc. TFT (polysilicon TFT, amorphous silicon TFT, organic TFT, etc.). Contamination effectively prevents threshold voltage fluctuations and the like, and has a very high blocking effect on moisture and oxygen. In order to enhance the blocking effect, the oxygen and hydrogen contents in the silicon nitride film are 10 atomic% or less, preferably 1 atomic% or less.
具体的なスパッタ条件は、窒素ガスまたは窒素と希ガスの混合ガスを用い、圧力を0.1〜1.5Pa、周波数を13MHz〜40MHz、電力を5〜20W/cm2、基板温度を室温〜350℃、シリコンターゲット(1〜10Ωcm)と基板との距離を40mm〜200mm、背圧を1×10-3Pa以下とする。さらに基板裏面に加熱された希ガスを吹き付けてもよい。例えば、流量比をAr:N2=20sccm:20sccmとし、圧力を0.8Pa、周波数を13.56MHz、電力を16.5W/cm2、基板温度を200℃、シリコンターゲットと基板との距離を60mm、背圧を3×10-5Paとして得られた緻密な窒化珪素膜は、エッチング速度(LAL500を用いて20℃でエッチングした際のエッチング速度をいう。以下、同じ。)が9nm以下(好ましくは、0.5〜3.5nm以下)と遅く、水素濃度が1×1021atoms/cm-3以下(好ましくは、5×1020atoms/cm-3以下)と低いという特徴を有している。なお、「LAL500」とは、橋本化成株式会社製「LAL500 SAバッファードフッ酸」であり、NH4HF2(7.13%)とNH4F(15.4%)の水溶液である。 Specific sputtering conditions include nitrogen gas or a mixed gas of nitrogen and rare gas, pressure of 0.1 to 1.5 Pa, frequency of 13 MHz to 40 MHz, power of 5 to 20 W / cm 2 , and substrate temperature of room temperature to room temperature. The distance between the silicon target (1 to 10 Ωcm) and the substrate is 350 mm to 200 mm, and the back pressure is 1 × 10 −3 Pa or less. Further, a heated rare gas may be sprayed on the back surface of the substrate. For example, the flow rate ratio is Ar: N 2 = 20 sccm: 20 sccm, the pressure is 0.8 Pa, the frequency is 13.56 MHz, the power is 16.5 W / cm 2 , the substrate temperature is 200 ° C., and the distance between the silicon target and the substrate is A dense silicon nitride film obtained at 60 mm and a back pressure of 3 × 10 −5 Pa has an etching rate of 9 nm or less (referred to as an etching rate when etched at 20 ° C. using LAL500; the same applies hereinafter). Preferably, the hydrogen concentration is as low as 0.5 to 3.5 nm or less, and the hydrogen concentration is as low as 1 × 10 21 atoms / cm −3 or less (preferably 5 × 10 20 atoms / cm −3 or less). ing. “LAL500” is “LAL500 SA buffered hydrofluoric acid” manufactured by Hashimoto Kasei Co., Ltd., which is an aqueous solution of NH 4 HF 2 (7.13%) and NH 4 F (15.4%).
また、上記スパッタ法による窒化珪素膜の比誘電率は7.02〜9.3、屈折率は1.91〜2.13、内部応力は4.17×108dyn/cm2、エッチング速度は0.77〜1.31nm/minである。また、内部応力は、圧縮応力か引っ張り応力かで数値の正負の符号が変わるが、ここでは絶対値のみを取り扱う。また、上記スパッタ法による窒化珪素膜のRBSにより得られるSi濃度は37.3atomic%、N濃度は55.9atomic%である。また、上記スパッタ法による窒化珪素膜のSIMSによる水素濃度は4×1020atoms/cm-3、酸素濃度は8×1020atoms/cm-3、炭素濃度は、1×1019atoms/cm-3である。また、上記スパッタ法による窒化珪素膜は可視光域において80%以上の透過率を有している。窒化珪素膜(膜厚130nm)のSIMS測定結果を図5に示す。 Further, the relative dielectric constant of the silicon nitride film formed by the sputtering method is 7.02 to 9.3, the refractive index is 1.91 to 2.13, the internal stress is 4.17 × 10 8 dyn / cm 2 , and the etching rate is 0.77 to 1.31 nm / min. Further, the sign of the numerical value of the internal stress changes depending on the compressive stress or the tensile stress, but only the absolute value is handled here. Further, the Si concentration obtained by RBS of the silicon nitride film by the sputtering method is 37.3 atomic%, and the N concentration is 55.9 atomic%. Further, the sputtering hydrogen concentration by SIMS of the silicon nitride film by the 4 × 10 20 atoms / cm -3 , the oxygen concentration of 8 × 10 20 atoms / cm -3 , carbon concentration, 1 × 10 19 atoms / cm - 3 . Further, the silicon nitride film formed by the sputtering method has a transmittance of 80% or more in the visible light region. The SIMS measurement result of the silicon nitride film (thickness 130 nm) is shown in FIG.
また、窒化珪素膜(膜厚30nm)と酸化珪素膜(膜厚20nm)とを積層し、SIMS測定を行った結果を図6に示す。この窒化珪素膜は、アルゴン濃度が1×1020〜1×1021cm-3である。なお、表1に、上記酸化シリコン膜と上記窒化シリコン膜の代表的な成膜条件の一例を示す。
Further, FIG. 6 shows the result of performing SIMS measurement by stacking a silicon nitride film (film thickness 30 nm) and a silicon oxide film (
このように本発明は、アルゴンや窒素などの不活性気体を多く膜中に含ませることで、水分などの不純物侵入を効果的に防ぐことができる保護膜として機能させる。 As described above, the present invention functions as a protective film that can effectively prevent intrusion of impurities such as moisture by including a large amount of inert gas such as argon or nitrogen in the film.
本明細書で開示する発明の構成は、
第1の可撓性基板と、第2の可撓性基板と、前記第1の可撓性基板と前記第2の可撓性基板とからなる一対の基板間に保持された液晶と、を備えた液晶表示装置であり、
前記第1の基板または前記第2の基板上に無機絶縁膜と、
前記一対の基板の間隔を一定に保つための柱状スペーサとを有し、
前記一対の基板は閉じられたパターン形状を有するシール材で貼り合わされていることを特徴とする液晶表示装置である。
The configuration of the invention disclosed in this specification is as follows.
A first flexible substrate, a second flexible substrate, and a liquid crystal held between a pair of substrates composed of the first flexible substrate and the second flexible substrate. A liquid crystal display device comprising
An inorganic insulating film on the first substrate or the second substrate;
A columnar spacer for keeping the distance between the pair of substrates constant;
In the liquid crystal display device, the pair of substrates are bonded to each other with a sealing material having a closed pattern shape.
上記構成において、アルゴン濃度が1×1020〜1×1021cm-3の窒化珪素膜であることを特徴としている。また、上記構成において、前記無機絶縁膜は水素濃度が1×1021cm-3以下の窒化珪素膜であることを特徴としている。また、上記構成において、前記無機絶縁膜は水素濃度が1×1021cm-3以下、かつ、酸素濃度が5×1018〜5×1021cm-3の窒化珪素膜であることを特徴としている。 In the above structure, the silicon nitride film has an argon concentration of 1 × 10 20 to 1 × 10 21 cm −3 . In the above structure, the inorganic insulating film is a silicon nitride film having a hydrogen concentration of 1 × 10 21 cm −3 or less. In the above structure, the inorganic insulating film is a silicon nitride film having a hydrogen concentration of 1 × 10 21 cm −3 or less and an oxygen concentration of 5 × 10 18 to 5 × 10 21 cm −3. Yes.
また、応力を緩和するために保護膜を窒化珪素膜と酸化珪素膜との多層膜としてもよく、他の発明の構成は、
第1の可撓性基板と、第2の可撓性基板と、前記第1の可撓性基板と前記第2の可撓性基板とからなる一対の基板間に保持された液晶と、を備えた液晶表示装置であり、
前記第1の基板または前記第2の基板上に窒化珪素膜と酸化珪素膜との多層膜からなる無機絶縁膜と、
前記一対の基板の間隔を一定に保つための柱状スペーサとを有し、
前記一対の基板は閉じられたパターン形状を有するシール材で貼り合わされていることを特徴とする液晶表示装置である。
Further, in order to relieve stress, the protective film may be a multilayer film of a silicon nitride film and a silicon oxide film.
A first flexible substrate, a second flexible substrate, and a liquid crystal held between a pair of substrates composed of the first flexible substrate and the second flexible substrate. A liquid crystal display device comprising
An inorganic insulating film comprising a multilayer film of a silicon nitride film and a silicon oxide film on the first substrate or the second substrate;
A columnar spacer for keeping the distance between the pair of substrates constant;
In the liquid crystal display device, the pair of substrates are bonded to each other with a sealing material having a closed pattern shape.
上記構成において、アルゴン濃度が1×1020〜1×1021cm-3の窒化珪素膜であることを特徴としている。 In the above structure, the silicon nitride film has an argon concentration of 1 × 10 20 to 1 × 10 21 cm −3 .
また、本発明における可撓性基板、即ち、フィルム状のプラスチック基板としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリスルホン(PSF)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリアリレート(PAR)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリプロピレン、ポリプロピレンサルファイド、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリフタールアミド、ポリイミドなどの有機樹脂からなるプラスチック基板が好ましい。また、プラスチック基板(極性基のついたノルボルネン樹脂からなるARTON:JSR製)を用いてもよい。 In addition, as the flexible substrate in the present invention, that is, the film-like plastic substrate, for example, polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), nylon, poly Ether ether ketone (PEEK), polysulfone (PSF), polyetherimide (PEI), polyarylate (PAR), polybutylene terephthalate (PBT), polypropylene, polypropylene sulfide, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, polyphthalamide, polyimide, etc. A plastic substrate made of an organic resin is preferred. Alternatively, a plastic substrate (ARTON made of norbornene resin with a polar group: manufactured by JSR) may be used.
また、液晶の滴下は、ディスペンサー装置またはインクジェット装置を用いればよい。閉じられたシールパターン内に精度よく、滴下量を安定させることが重要である。なお、インクジェット法は、画素電極に向けて微量の液晶を複数滴噴射(または滴下)で行なうものである。インクジェット法を用いることによって、吐出回数、または吐出ポイントの数などで微量な液晶の量を自由に調節することができる。 The liquid crystal may be dropped by using a dispenser device or an ink jet device. It is important to stabilize the amount of dripping accurately in the closed seal pattern. Note that the ink jet method is a method in which a small amount of liquid crystal is ejected (or dropped) toward a pixel electrode. By using the inkjet method, the amount of a small amount of liquid crystal can be freely adjusted by the number of discharges or the number of discharge points.
また、液晶の滴下(または噴射)は、不純物が混入しないように減圧下で行うことが好ましい。液晶は減圧下で滴下を行っても変質、硬化などはおこらない。減圧下で液晶の滴下(または噴射)を行う場合、予め減圧して脱泡処理が行われた液晶を用いてもよい。また、液晶の滴下(または噴射)を行っている間、基板を加熱して液晶の脱気を行うとともに液晶を低粘度化させる。また、必要であれば液晶の滴下後にスピンを行って膜厚の均一化を図ってもよい。また、貼り合わせの作業は、貼り合わせる際に気泡が入らないように減圧下で行うことが好ましい。 Moreover, it is preferable to perform dripping (or jetting) of liquid crystal under reduced pressure so that impurities are not mixed. The liquid crystal does not change or harden even when dropped under reduced pressure. When liquid crystal is dropped (or jetted) under reduced pressure, a liquid crystal that has been depressurized and defoamed in advance may be used. Further, while dropping (or jetting) the liquid crystal, the substrate is heated to degas the liquid crystal and the viscosity of the liquid crystal is lowered. Further, if necessary, the film thickness may be made uniform by spinning after dropping the liquid crystal. Moreover, it is preferable to perform the bonding operation under reduced pressure so that bubbles do not enter when bonding.
また、上記構成を得るための作製方法に関する発明の構成は、
第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板とからなる一対の基板間に保持された液晶と、を備えた液晶表示装置の作製方法であり、
前記第1の基板または前記第2の基板上に高周波スパッタリング法により無機絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の基板上に画素電極を形成する工程と、
前記第2の基板上に対向電極を形成する工程と、
前記第1の基板上に、前記一対の基板の間隔を一定に保つための柱状スペーサを形成する工程と、
前記第2の基板上にシール材を描画して仮固定する工程と、
前記第2の基板上における前記シール材に囲まれた領域に液晶材料を減圧下で滴下する工程と、
前記液晶材料を減圧下で加熱脱気する工程と、
減圧下で前記第1の基板と前記第2の基板とを貼り合わせる工程と、
前記シール材を固定する工程と、を有することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。
In addition, the configuration of the invention related to the manufacturing method for obtaining the above configuration is as follows.
A liquid crystal display device comprising: a first substrate; a second substrate; and a liquid crystal held between a pair of substrates including the first substrate and the second substrate.
Forming an inorganic insulating film on the first substrate or the second substrate by a high-frequency sputtering method;
Forming a pixel electrode on the first substrate;
Forming a counter electrode on the second substrate;
Forming a columnar spacer on the first substrate for keeping the distance between the pair of substrates constant;
Drawing and temporarily fixing a sealing material on the second substrate;
Dropping a liquid crystal material under reduced pressure on a region surrounded by the sealing material on the second substrate;
Heating and degassing the liquid crystal material under reduced pressure;
Bonding the first substrate and the second substrate under reduced pressure;
And a step of fixing the sealing material. A method for manufacturing a liquid crystal display device.
また、シールが設けられた素子基板と貼り合わせる場合において、他の発明の構成は、
第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板とからなる一対の基板間に保持された液晶と、を備えた液晶表示装置の作製方法であり、
前記第1の基板または前記第2の基板上に高周波スパッタリング法により無機絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の基板上に画素電極を形成する工程と、
前記第2の基板上に対向電極を形成する工程と、
前記第1の基板上に、前記一対の基板の間隔を一定に保つための柱状スペーサを形成する工程と、
前記第1の基板上にシール材を描画して仮固定する工程と、
前記第1の基板上における前記シール材に囲まれた領域に液晶材料を減圧下で滴下する工程と、
前記液晶材料を減圧下で加熱脱気する工程と、
減圧下で前記第1の基板と前記第2の基板とを貼り合わせる工程と、
前記シール材を固定する工程と、を有することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。
In addition, in the case of bonding to an element substrate provided with a seal, the configuration of another invention is as follows:
A liquid crystal display device comprising: a first substrate; a second substrate; and a liquid crystal held between a pair of substrates including the first substrate and the second substrate.
Forming an inorganic insulating film on the first substrate or the second substrate by a high-frequency sputtering method;
Forming a pixel electrode on the first substrate;
Forming a counter electrode on the second substrate;
Forming a columnar spacer on the first substrate for keeping the distance between the pair of substrates constant;
Drawing and temporarily fixing a sealing material on the first substrate;
Dropping a liquid crystal material under reduced pressure on a region surrounded by the sealing material on the first substrate;
Heating and degassing the liquid crystal material under reduced pressure;
Bonding the first substrate and the second substrate under reduced pressure;
And a step of fixing the sealing material. A method for manufacturing a liquid crystal display device.
上記作製方法に関する各構成において、前記第1の基板または前記第2の基板は可撓性を有するプラスチック基板である。また、上記各構成において、前記無機絶縁膜はシリコンをターゲットとした高周波スパッタリング法により作製される窒化珪素膜であることを特徴としている。前記無機絶縁膜はターボ分子ポンプもしくはクライオポンプを用いて背圧を1×10-3Pa以下とし、単結晶シリコンターゲットをN2ガスもしくはN2と希ガスとの混合ガスでスパッタして作製される窒化珪素膜であることを特徴としている。 In each structure related to the manufacturing method, the first substrate or the second substrate is a flexible plastic substrate. In each of the above structures, the inorganic insulating film is a silicon nitride film manufactured by a high frequency sputtering method using silicon as a target. The inorganic insulating film is produced by sputtering a single crystal silicon target with N 2 gas or a mixed gas of N 2 and rare gas using a turbo molecular pump or a cryopump with a back pressure of 1 × 10 −3 Pa or less. It is characterized by being a silicon nitride film.
本発明により、必要な箇所のみに必要な量の液晶が滴下されるため、材料のロスがなくなる。また、シールパターンは閉ループとするため、液晶注入口および通り道のシールパターンは不要となる。従って、液晶注入時に生じる不良(例えば、配向不良など)がなくなる。 According to the present invention, since a necessary amount of liquid crystal is dropped only at a necessary portion, there is no material loss. Further, since the seal pattern is a closed loop, the liquid crystal injection port and the passage seal pattern are not required. Accordingly, defects (for example, alignment defects) that occur during liquid crystal injection are eliminated.
また、液晶としては滴下させることができれば、特に限定されず、液晶材料を光硬化材料や熱硬化材料などと混合させて、滴下後に一対の基板間の接着強度を高めてもよい。 Further, the liquid crystal is not particularly limited as long as it can be dropped, and a liquid crystal material may be mixed with a photocuring material, a thermosetting material, or the like to increase the adhesive strength between the pair of substrates after dropping.
液晶の配向モードとしては、液晶分子の配列が光の入射から出射に向かって90°ツイスト配向したTNモードを用いる場合が多い。TNモードの液晶表示装置を作製する場合には、両基板に配向膜を形成し、ラビング処理などを行った後、基板のラビング方向が直交するように貼り合わせる。 As the alignment mode of the liquid crystal, a TN mode in which the alignment of liquid crystal molecules is twisted by 90 ° from the incident light to the emitted light is often used. In the case of manufacturing a TN mode liquid crystal display device, alignment films are formed on both substrates, and after rubbing treatment, the substrates are bonded so that the rubbing directions are orthogonal to each other.
また、シール材としては、液晶と接触しても液晶に溶解しない材料を選択することが好ましい。また、画素部を囲み、液晶に接する第1のシールをさらに囲む第2のシールを設けて2重に囲んでもよい。また、減圧下で貼りあわせる場合、第1のシールと第2のシールとの間には、液晶ではない充填材、例えば樹脂を充填することが好ましい。 Further, as the sealing material, it is preferable to select a material that does not dissolve in the liquid crystal even when it comes into contact with the liquid crystal. In addition, a second seal may be provided so as to surround the pixel portion and further surround the first seal that is in contact with the liquid crystal so as to be doubled. In addition, when bonding is performed under reduced pressure, it is preferable to fill a filler that is not a liquid crystal, for example, a resin, between the first seal and the second seal.
また、貼り合わせる際に気泡が入らないように両方の基板に液晶を滴下(または噴射)した後、互いに貼り合わせてもよい。 Alternatively, the liquid crystal may be dropped (or jetted) on both substrates so that bubbles do not enter when the substrates are bonded, and then bonded together.
また、一対の基板間隔は、樹脂からなる柱状のスペーサを形成したり、シール材にフィラーを含ませることによって維持すればよい。上記柱状のスペーサは、アクリル、ポリイミド、ポリイミドアミド、エポキシの少なくとも1つを主成分とする有機樹脂材料、もしくは酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素のいずれか一種の材料、或いはこれらの積層膜からなる無機材料であることを特徴としている。 Moreover, what is necessary is just to maintain a pair of board | substrate space | interval by forming the columnar spacer which consists of resin, or making a sealing material contain a filler. The columnar spacer is made of an organic resin material mainly containing at least one of acrylic, polyimide, polyimide amide, and epoxy, or any one of silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride, or a laminated film thereof. It is characterized by being an inorganic material.
また、本発明においては、基板同士を貼り合わせた後、分断を行うこととなる。 Moreover, in this invention, after bonding substrates together, it will parting.
また、本発明において、1面取りの場合、予めカットされている対向基板を貼り合わせることによって、分断工程を省略することもできる。従来では、液晶注入口を端面に設けるために、貼り合わせ後に分断を行って端面に液晶注入口を形成していた。 Further, in the present invention, in the case of one-side chamfering, the dividing step can be omitted by pasting a counter substrate that has been cut in advance. Conventionally, in order to provide the liquid crystal injection port on the end surface, the liquid crystal injection port is formed on the end surface by dividing after bonding.
また、上記各構成において、前記一対の基板を貼りあわせる工程は、不活性雰囲気とした大気圧下、或いは減圧下で行われることを特徴としている。工程短縮のため、減圧下で液晶を複数噴射し、そのまま減圧下で大気にふれることなく一対の基板を貼りあわせることが好ましい。 In each of the above structures, the step of bonding the pair of substrates is performed under an atmospheric pressure that is an inert atmosphere or under a reduced pressure. In order to shorten the process, it is preferable to spray a plurality of liquid crystals under reduced pressure and to bond the pair of substrates together without touching the atmosphere under reduced pressure.
また、上記各構成において、前記減圧下とは、1×102〜2×104Paの不活性雰囲気中、或いは1〜5×104Paの真空中であることを特徴としている。 In each of the above-mentioned configurations, the reduced pressure is characterized by being in an inert atmosphere of 1 × 10 2 to 2 × 10 4 Pa or in a vacuum of 1 to 5 × 10 4 Pa.
減圧下(真空中とも呼ばれる)とは、大気圧よりも低い圧力下であることを指し、窒素、希ガスその他の不活性ガスで充填された雰囲気(以下、不活性雰囲気という。)では1×102〜2×104Pa(好ましくは、5×102〜5×103Pa)とすれば良い。 Under reduced pressure (also referred to as vacuum) refers to a pressure lower than atmospheric pressure, and 1 × in an atmosphere filled with nitrogen, a rare gas, or other inert gas (hereinafter referred to as an inert atmosphere). It may be 10 2 to 2 × 10 4 Pa (preferably 5 × 10 2 to 5 × 10 3 Pa).
また、上記各構成において、液晶滴下の条件、液晶材料を適宜設定することで、前記液晶材料を間欠的に付着させることができる。また、前記液晶材料を連続的に付着させることもできる。 In each of the above configurations, the liquid crystal material can be intermittently attached by appropriately setting the conditions for dropping the liquid crystal and the liquid crystal material. Further, the liquid crystal material can be continuously adhered.
また、上記各構成において、前記液晶を滴下する際、前記基板を室温(典型的には20℃)〜200℃(ただし、プラスチック基板自体が変質しない範囲)に加熱してもよい。加熱することによって液晶材料の脱気を行う。 In each of the above structures, when the liquid crystal is dropped, the substrate may be heated to room temperature (typically 20 ° C.) to 200 ° C. (however, the plastic substrate itself does not deteriorate). The liquid crystal material is degassed by heating.
また、液晶表示装置には、大きく分けてパッシブ型(単純マトリクス型)とアクティブ型(アクティブマトリクス型)の2種類があり、どちらにも本発明を適用することができる。 In addition, there are two types of liquid crystal display devices, a passive type (simple matrix type) and an active type (active matrix type), and the present invention can be applied to both types.
また、アクティブ型の液晶表示装置とする場合、スイッチング素子として用いるTFTとしては、特に限定されず、結晶構造を有する半導体膜を活性層とするポリシリコンTFT、非晶質構造を有する半導体膜を活性層とするアモルファスTFT、有機半導体膜を活性層とする有機TFTを用いることができる。さらにTFTの活性層として、非晶質と結晶構造(単結晶、多結晶を含む)の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第3の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいるセミアモルファス半導体膜(微結晶半導体膜、マイクロクリスタル半導体膜とも呼ばれる)も用いることができる。 In the case of an active liquid crystal display device, a TFT used as a switching element is not particularly limited, and a polysilicon TFT having a crystalline semiconductor film as an active layer or a semiconductor film having an amorphous structure is activated. An amorphous TFT having a layer and an organic TFT having an organic semiconductor film as an active layer can be used. Further, the active layer of the TFT is a semiconductor having an intermediate structure between an amorphous structure and a crystal structure (including single crystal and polycrystal) and having a third state that is stable in terms of free energy, and has a short distance. A semi-amorphous semiconductor film (also referred to as a microcrystalline semiconductor film or a microcrystal semiconductor film) including a crystalline region having order and lattice strain can be used.
また、TFT構造に関係なく本発明を適用することが可能であり、例えば、トップゲート型TFTや、ボトムゲート型(逆スタガ型)TFTや、順スタガ型TFTを用いることができる。本発明は、特にアクティブ型に有用であり、シリコンをターゲットとした高周波スパッタリング法により成膜される窒化珪素膜の単層膜、または酸化珪素膜との積層膜を保護膜に用いることによってTFTの劣化を抑え、信頼性を向上させることができる。 The present invention can be applied regardless of the TFT structure. For example, a top gate TFT, a bottom gate (reverse staggered) TFT, or a forward staggered TFT can be used. The present invention is particularly useful for the active type, and by using a single layer film of a silicon nitride film formed by a high frequency sputtering method using silicon as a target or a laminated film with a silicon oxide film as a protective film. Deterioration can be suppressed and reliability can be improved.
本発明により、液晶材料の利用効率が高く、且つ、信頼性の高いフレキシブルな液晶表示装置を実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize a flexible liquid crystal display device with high utilization efficiency of a liquid crystal material and high reliability.
本発明の実施形態について、以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
(実施の形態1)
ここでは、対向基板側にシール描画、液晶滴下を行う例を説明する。パネル作製の流れを以下に説明する。
(Embodiment 1)
Here, an example of performing seal drawing and liquid crystal dropping on the counter substrate side will be described. The flow of panel production will be described below.
まず、対向基板となる第2の基板120と、予めTFT(図示しない)が設けられている第1の基板110とを用意する。第1の基板110および第2の基板120としては可撓性基板であり、透光性を有している基板であれば特に限定されないが、代表的にはプラスチック基板を用いる。TFTとしては、ポリシリコンを活性層とするTFT(ポリシリコンTFTとも呼ばれる)、アモルファスシリコンを活性層とするTFT(アモルファスシリコンTFTとも呼ばれる)、有機半導体材料を活性層とするTFT(有機TFTとも呼ばれる)のいずれかを用いればよい。 First, a second substrate 120 serving as a counter substrate and a first substrate 110 provided with a TFT (not shown) in advance are prepared. The first substrate 110 and the second substrate 120 are flexible substrates and are not particularly limited as long as they are light-transmitting substrates. Typically, plastic substrates are used. As TFTs, TFTs using polysilicon as an active layer (also called polysilicon TFTs), TFTs using amorphous silicon as active layers (also called amorphous silicon TFTs), TFTs using organic semiconductor materials as active layers (also called organic TFTs) ) May be used.
プラスチック基板は、軽量、薄いという長所を有している一方、水分などをブロックする効果が弱いので、本発明ではプラスチック基板の片面または両面に保護膜を形成する。ここでは、片面側のみにスパッタ法で窒化シリコン膜を形成する。シリコンターゲットを用いたRFスパッタ法により得られる緻密な窒化珪素膜は、ナトリウム、リチウム、マグネシウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属がTFTを汚染してしきい値電圧の変動等を効果的に防ぎ、且つ、水分や酸素に対して極めて高いブロッキング効果を有する。また、ブロッキング効果を高めるために、窒化珪素膜中における酸素及び水素含有量は10原子%以下、好ましくは1原子%以下とすることが望ましい。 The plastic substrate has the advantages of being lightweight and thin, but has a weak effect of blocking moisture and the like, and therefore, in the present invention, a protective film is formed on one side or both sides of the plastic substrate. Here, a silicon nitride film is formed on only one side by sputtering. A dense silicon nitride film obtained by RF sputtering using a silicon target effectively prevents fluctuations in threshold voltage due to contamination of TFT by alkali metal or alkaline earth metal such as sodium, lithium and magnesium. In addition, it has a very high blocking effect against moisture and oxygen. In order to enhance the blocking effect, the oxygen and hydrogen contents in the silicon nitride film are 10 atomic% or less, preferably 1 atomic% or less.
具体的なスパッタ条件は、窒素ガスまたは窒素と希ガスの混合ガスを用い、圧力を0.1〜1.5Pa、周波数を13MHz〜40MHz、電力を5〜20W/cm2、基板温度を室温〜350℃、シリコンターゲット(1〜10Ωcm)と基板との距離を40mm〜200mm、背圧を1×10-3Pa以下とする。さらに基板裏面に加熱された希ガスを吹き付けてもよい。 Specific sputtering conditions include nitrogen gas or a mixed gas of nitrogen and rare gas, pressure of 0.1 to 1.5 Pa, frequency of 13 MHz to 40 MHz, power of 5 to 20 W / cm 2 , and substrate temperature of room temperature to room temperature. The distance between the silicon target (1 to 10 Ωcm) and the substrate is 350 mm to 200 mm, and the back pressure is 1 × 10 −3 Pa or less. Further, a heated rare gas may be sprayed on the back surface of the substrate.
図1(A)に示したように、対向基板となる第2の基板120に保護膜123を形成し、第1の基板110にも保護膜113を形成する。第1の基板にはTFTなどを図示していないが、TFTの下地絶縁膜、層間絶縁膜、または保護膜として上記窒化シリコン膜を少なくとも1層設ければよい。 As shown in FIG. 1A, a protective film 123 is formed on the second substrate 120 which is a counter substrate, and a protective film 113 is also formed on the first substrate 110. Although a TFT or the like is not illustrated on the first substrate, at least one silicon nitride film may be provided as a base insulating film, an interlayer insulating film, or a protective film of the TFT.
次いで、第2の基板120上に透明導電膜からなる対向電極122を形成する。また、第1の基板110上には透明導電膜からなる画素電極111を形成する。さらに第1の基板110上には基板間隔を保持するための絶縁物からなる柱状スペーサ115を形成する。(図1(B))また、両方の基板には、配向膜(図示しない)を形成し、ラビング処理を行っておく。 Next, a counter electrode 122 made of a transparent conductive film is formed over the second substrate 120. In addition, a pixel electrode 111 made of a transparent conductive film is formed on the first substrate 110. Further, columnar spacers 115 made of an insulator for maintaining the distance between the substrates are formed on the first substrate 110. (FIG. 1B) An alignment film (not shown) is formed on both substrates, and a rubbing process is performed.
次いで、第2の基板120上にシール材112を描画する。シール材112としては、アクリル系光硬化樹脂やアクリル系熱硬化樹脂を用いればよい。シール材112としてはフィラー(直径6μm〜24μm)を含み、且つ、粘度40〜400Pa・sのものを用いる。なお、後に接する液晶に溶解しないシール材料を選択することが好ましい。このシール材112は閉ループとなって表示領域を囲んでいる。ここでシール材の仮焼成を行う。(図1(C)) Next, the sealing material 112 is drawn on the second substrate 120. As the sealing material 112, an acrylic photo-curing resin or an acrylic thermosetting resin may be used. The sealing material 112 includes a filler (diameter 6 μm to 24 μm) and a viscosity of 40 to 400 Pa · s. It is preferable to select a sealing material that does not dissolve in the liquid crystal that comes into contact later. This sealing material 112 forms a closed loop and surrounds the display area. Here, the sealing material is temporarily fired. (Figure 1 (C))
次いで、シール材112に囲まれた領域に液晶113を液晶ディスペンサ118により減圧下で滴下する。(図1(D))液晶113としては、滴下可能な粘度を有する公知の液晶材料を用いればよい。液晶ディスペンサにより無駄なく必要な量だけの液晶113をシール材112に囲まれた領域に保持することができる。また、インクジェット法を用いて液晶の滴下を行ってもよい。 Next, the liquid crystal 113 is dropped by the liquid crystal dispenser 118 under a reduced pressure into a region surrounded by the sealing material 112. (FIG. 1D) As the liquid crystal 113, a known liquid crystal material having a droppable viscosity may be used. The liquid crystal dispenser can hold a necessary amount of the liquid crystal 113 in a region surrounded by the sealing material 112 without waste. Alternatively, liquid crystal may be dropped using an inkjet method.
次いで、減圧下で加熱を行って液晶の脱気を行う。(図1(E)) Next, the liquid crystal is degassed by heating under reduced pressure. (Figure 1 (E))
次いで、画素部が設けられた第1の基板110と、対向電極122や配向膜が設けられた第2の基板120とを気泡が入らないように減圧下で貼りあわせる。(図1(F)) Next, the first substrate 110 provided with the pixel portion and the second substrate 120 provided with the counter electrode 122 and the alignment film are bonded together under reduced pressure so that bubbles do not enter. (Fig. 1 (F))
次いで、紫外線照射や熱処理を行って、シール材112を硬化させる。(図1(G))なお、紫外線照射に加えて、熱処理を行ってもよい。 Next, the sealing material 112 is cured by performing ultraviolet irradiation or heat treatment. (FIG. 1G) In addition to ultraviolet irradiation, heat treatment may be performed.
減圧下で貼り合わせた場合、徐々に大気圧に戻す。また、一対の基板を加圧した状態で徐々に大気圧に戻してもよい。また、減圧下で貼り合わせた後、一対の基板を加圧したまま紫外線照射や熱処理を行って、シール材を硬化させてもよい。 When pasted together under reduced pressure, gradually return to atmospheric pressure. Moreover, you may return to atmospheric pressure gradually in the state which pressurized a pair of board | substrate. Alternatively, after bonding under reduced pressure, the sealing material may be cured by performing ultraviolet irradiation or heat treatment while pressing the pair of substrates.
以上の工程により、一対の基板間に液晶が保持される。本実施の形態では、減圧下で液晶滴下、加熱脱気、貼り合わせの工程を連続して行う。さらにシール材の描画も減圧下で行ってもよい。 Through the above steps, the liquid crystal is held between the pair of substrates. In this embodiment mode, liquid crystal dropping, heat degassing, and bonding steps are continuously performed under reduced pressure. Furthermore, the sealing material may be drawn under reduced pressure.
(実施の形態2)
ここでは、TFT基板側にシール描画、液晶滴下を行う例を説明する。
(Embodiment 2)
Here, an example of performing seal drawing and liquid crystal dropping on the TFT substrate side will be described.
まず、実施の形態1と同様に対向基板となる第2の基板220と、予めTFT(図示しない)が設けられている第1の基板210とを用意する。第1の基板210および第2の基板220としては可撓性基板であり、透光性を有している基板であれば特に限定されないが、代表的にはプラスチック基板を用いる。 First, similarly to Embodiment Mode 1, a second substrate 220 which is a counter substrate and a first substrate 210 on which a TFT (not shown) is provided in advance are prepared. The first substrate 210 and the second substrate 220 are flexible substrates and are not particularly limited as long as they are light-transmitting substrates. Typically, plastic substrates are used.
次いで、実施の形態1と同様にして、対向基板となる第2の基板220に保護膜213を形成し、第1の基板210にも保護膜223を形成する。(図2(A))第1の基板にはTFTなどを図示していないが、TFTの下地絶縁膜、層間絶縁膜、または保護膜として上記窒化シリコン膜を少なくとも1層設ければよい。 Next, in the same manner as in Embodiment Mode 1, the protective film 213 is formed on the second substrate 220 which is the counter substrate, and the protective film 223 is also formed on the first substrate 210. (FIG. 2A) Although a TFT or the like is not shown in the first substrate, at least one silicon nitride film may be provided as a base insulating film, an interlayer insulating film, or a protective film of the TFT.
次いで、第1の基板210上には透明導電膜からなる画素電極211を形成する。さらに第1の基板210上には基板間隔を保持するための絶縁物からなる柱状スペーサ215を形成する。また、第2の基板220上に透明導電膜からなる対向電極222を形成する。(図2(B))また、両方の基板には、配向膜(図示しない)を形成し、ラビング処理を行っておく。 Next, a pixel electrode 211 made of a transparent conductive film is formed over the first substrate 210. Further, columnar spacers 215 made of an insulating material for maintaining the distance between the substrates are formed on the first substrate 210. In addition, a counter electrode 222 made of a transparent conductive film is formed over the second substrate 220. (FIG. 2B) Further, an alignment film (not shown) is formed on both substrates, and a rubbing treatment is performed.
次いで、第1の基板210上にシール材212をディスペンサ装置、またはインクジェット装置により描画する。シール材212としては、アクリル系光硬化樹脂やアクリル系熱硬化樹脂を用いればよい。シール材212としてはフィラー(直径6μm〜24μm)を含み、且つ、粘度40〜400Pa・sのものを用いる。なお、後に接する液晶に溶解しないシール材料を選択することが好ましい。このシール材212は閉ループとなって表示領域を囲んでいる。ここでシール材の仮焼成を行う。(図2(C)) Next, the sealing material 212 is drawn on the first substrate 210 by a dispenser device or an inkjet device. As the sealant 212, an acrylic photo-curing resin or an acrylic thermosetting resin may be used. The sealant 212 includes a filler (diameter: 6 μm to 24 μm) and a viscosity of 40 to 400 Pa · s. It is preferable to select a sealing material that does not dissolve in the liquid crystal that comes into contact later. This sealing material 212 forms a closed loop and surrounds the display area. Here, the sealing material is temporarily fired. (Fig. 2 (C))
次いで、シール材212に囲まれた領域に液晶213を液晶ディスペンサ218により減圧下で滴下する。(図2(D))液晶213としては、滴下可能な粘度を有する公知の液晶材料を用いればよい。液晶ディスペンサにより無駄なく必要な量だけの液晶213をシール材212に囲まれた領域に保持することができる。また、インクジェット法を用いて液晶の滴下を行ってもよい。 Next, the liquid crystal 213 is dropped into the region surrounded by the sealing material 212 under reduced pressure by the liquid crystal dispenser 218. (FIG. 2D) As the liquid crystal 213, a known liquid crystal material having a droppable viscosity may be used. The liquid crystal dispenser can hold a necessary amount of the liquid crystal 213 in a region surrounded by the sealant 212 without waste. Alternatively, liquid crystal may be dropped using an inkjet method.
また、図3にパネル4枚取りの作製例を示す。図3(A)は、液晶ディスペンサ318による液晶層形成の途中の断面図を示しており、シール材312で囲まれた画素部311を覆うように液晶材料314を液晶ディスペンサ318から滴下、または、吐出させている。液晶ディスペンサ318を移動させてもよいし、液晶ディスペンサ318を固定し、基板を移動させることによって液晶層を形成してもよい。また、複数の液晶ディスペンサ318を設置して一度に液晶を滴下してもよい。
FIG. 3 shows an example of manufacturing four panels. FIG. 3A is a cross-sectional view in the middle of liquid crystal layer formation by the
また、図3(B)には斜視図を示している。シール312で囲まれた領域のみに選択的に液晶材料314を滴下、または吐出させている。
FIG. 3B is a perspective view. The
また、図3(A)の点線で囲まれた部分319を拡大した断面図が図3(C)である。液晶材料は、図3(C)に示すように滴下される。
3C is an enlarged cross-sectional view of a
なお、図3(C)中、320は逆スタガ型TFT、321は画素電極、322は柱状スペーサ、323は配向膜、324は保護膜(ここではRFスパッタ法による窒化珪素膜)をそれぞれ指している。画素部311は、マトリクス状に配置された画素電極と、該画素電極と接続されているスイッチング素子、ここでは逆スタガ型TFTと、保持容量(図示しない)とで構成されている。
In FIG. 3C, 320 indicates an inverted staggered TFT, 321 indicates a pixel electrode, 322 indicates a columnar spacer, 323 indicates an alignment film, 324 indicates a protective film (here, a silicon nitride film formed by RF sputtering). Yes. The
次いで、減圧下で加熱を行って液晶の脱気を行う。(図2(E))加熱を行って液晶層を低粘度化させて膜厚を均一にする。 Next, the liquid crystal is degassed by heating under reduced pressure. (FIG. 2 (E)) Heating is performed to lower the viscosity of the liquid crystal layer to make the film thickness uniform.
次いで、画素部が設けられた第1の基板210と、対向電極222や配向膜が設けられた第2の基板220とを気泡が入らないように減圧下で貼りあわせる。(図2(F)) Next, the first substrate 210 provided with the pixel portion and the second substrate 220 provided with the counter electrode 222 and the alignment film are bonded together under reduced pressure so that bubbles do not enter. (Fig. 2 (F))
また、図4に貼り合わせ時または貼り合わせ後に紫外線照射や熱処理が可能な貼り合わせ装置の例を示す。 FIG. 4 shows an example of a bonding apparatus capable of performing ultraviolet irradiation or heat treatment at the time of bonding or after bonding.
図4中、41は第1基板支持台、42は第2基板支持台、44は窓、48は下側定盤、49は光源である。 In FIG. 4, 41 is a first substrate support, 42 is a second substrate support, 44 is a window, 48 is a lower surface plate, and 49 is a light source.
下側定盤48は加熱ヒータが内蔵されており、シール材を硬化させことや、液晶材料の粘度を下げることもできる。また、第2基板支持台には窓44が設けられており、光源49からの紫外光などを通過させるようになっている。ここでは図示していないが窓44を通して基板の位置アライメントを行う。また、対向基板となる第2の基板31は予め、所望のサイズに切断しておき、台42に真空チャックなどで固定しておく。図4(A)は貼り合わせ前の状態を示している。 The lower surface plate 48 has a built-in heater, and can cure the sealing material and reduce the viscosity of the liquid crystal material. Further, the second substrate support is provided with a window 44 so that ultraviolet light from the light source 49 can pass therethrough. Although not shown here, the substrate is aligned through the window 44. In addition, the second substrate 31 serving as the counter substrate is cut into a desired size in advance and fixed to the table 42 with a vacuum chuck or the like. FIG. 4A shows a state before bonding.
貼り合わせ時には、第1基板支持台と第2基板支持台とを下降させた後、圧力をかけて第1基板35と第2基板31を貼り合わせ、そのまま紫外光を照射することによって仮硬化させる。貼り合わせ後の状態を図4(B)に示す。 At the time of bonding, after the first substrate support base and the second substrate support base are lowered, the first substrate 35 and the second substrate 31 are bonded together by applying pressure, and then temporarily cured by irradiating ultraviolet light as it is. . The state after pasting is shown in FIG.
次いで、紫外線照射や熱処理を行って、シール材212を本硬化させる。(図2(G))なお、紫外線照射に加えて、熱処理を行ってもよい。 Next, ultraviolet ray irradiation or heat treatment is performed to fully cure the sealing material 212. (FIG. 2G) In addition to ultraviolet irradiation, heat treatment may be performed.
減圧下で貼り合わせた場合、徐々に大気圧に戻す。また、一対の基板を加圧した状態で徐々に大気圧に戻してもよい。また、減圧下で貼り合わせた後、一対の基板を加圧したまま紫外線照射や熱処理を行って、シール材を硬化させてから徐々に大気圧に戻してもよい。 When pasted together under reduced pressure, gradually return to atmospheric pressure. Moreover, you may return to atmospheric pressure gradually in the state which pressurized a pair of board | substrate. Alternatively, after bonding together under reduced pressure, ultraviolet irradiation or heat treatment may be performed with the pair of substrates being pressurized to cure the sealing material, and then gradually returned to atmospheric pressure.
以上の工程により、一対の基板間に液晶が保持される。本実施の形態では、減圧下で液晶滴下、加熱脱気、貼り合わせの工程を連続して行う。さらにシール材の描画も減圧下で行ってもよい。 Through the above steps, the liquid crystal is held between the pair of substrates. In this embodiment mode, liquid crystal dropping, heat degassing, and bonding steps are continuously performed under reduced pressure. Furthermore, the sealing material may be drawn under reduced pressure.
また、図3に示すように1枚の基板から4つのパネルを作製する場合、貼り合わせた後、スクライバー装置、ロールカッターなどの切断装置やブレイカー装置を用いて第1の基板を切断する。こうして、1枚の基板から4つのパネルを作製することができる。 Further, in the case where four panels are manufactured from a single substrate as shown in FIG. 3, after bonding, the first substrate is cut using a cutting device such as a scriber device or a roll cutter or a breaker device. Thus, four panels can be manufactured from one substrate.
以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととする。 The present invention having the above-described configuration will be described in more detail with the following examples.
本実施例では図7を用い、アクティブマトリクス型の液晶表示装置の作製工程を以下に示す。 In this embodiment, a manufacturing process of an active matrix liquid crystal display device is described below with reference to FIGS.
最初に、透光性有する基板600を用いてアクティブマトリクス基板を作製する。基板サイズとしては、600mm×720mm、680mm×880mm、1000mm×1200mm、1100mm×1250mm、1150mm×1300mm、1500mm×1800mm、1800mm×2000mm、2000mm×2100mm、2200mm×2600mm、または2600mm×3100mmのような大面積基板を用い、製造コストを削減することが好ましい。用いることのできる基板として、コーニング社の#7059ガラスや#1737ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板を用いることができる。更に他の基板として、石英基板、プラスチック基板などの透光性基板を用いることもできる。
First, an active matrix substrate is manufactured using a light-transmitting
まず、スパッタ法を用いて絶縁表面を有する基板600上に導電層を基板全面に形成した後、第1のフォトリソグラフィー工程を行い、レジストマスクを形成し、エッチングにより不要な部分を除去して配線及び電極(ゲート電極、保持容量配線、及び端子など)を形成する。なお、必要があれば、基板600上に下地絶縁膜を形成する。
First, after a conductive layer is formed over the entire surface of the
上記の配線及び電極の材料としては、Ti、Ta、W、Mo、Cr、Ndから選ばれた元素、前記元素を成分とする合金、または前記元素を成分とする窒化物で形成する。さらに、Ti、Ta、W、Mo、Cr、Ndから選ばれた元素、前記元素を成分とする合金、または前記元素を成分とする窒化物から複数選択し、それを積層することもできる。 The wiring and electrode materials are made of an element selected from Ti, Ta, W, Mo, Cr, and Nd, an alloy containing the element as a component, or a nitride containing the element as a component. Further, a plurality of elements selected from Ti, Ta, W, Mo, Cr, and Nd, an alloy containing the element as a component, or a nitride containing the element as a component can be selected and stacked.
また、画面サイズが大画面化するとそれぞれの配線の長さが増加して、配線抵抗が高くなる問題が発生し、消費電力の増大を引き起こす。よって、配線抵抗を下げ、低消費電力を実現するために、上記の配線及び電極の材料としては、Cu、Al、Ag、Au、Cr、Fe、Ni、Ptまたはこれらの合金を用いることもできる。また、Ag、Au、Cu、またはPdなどの金属からなる超微粒子(粒径5〜10nm)を凝集させずに高濃度で分散した独立分散超微粒子分散液を用い、インクジェット法で上記の配線及び電極を形成してもよい。 In addition, when the screen size is increased, the length of each wiring increases, which causes a problem that the wiring resistance increases, resulting in an increase in power consumption. Therefore, Cu, Al, Ag, Au, Cr, Fe, Ni, Pt, or an alloy thereof can be used as the material for the wiring and electrodes in order to reduce the wiring resistance and realize low power consumption. . In addition, the above-described wiring and the above-mentioned wiring and An electrode may be formed.
次に、PCVD法によりゲート絶縁膜を全面に成膜する。ゲート絶縁膜は窒化シリコン膜と酸化シリコン膜の積層を用い、膜厚を50〜200nmとし、好ましくは150nmの厚さで形成する。尚、ゲート絶縁膜は積層に限定されるものではなく酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化タンタル膜などの絶縁膜を用いることもできる。 Next, a gate insulating film is formed on the entire surface by PCVD. The gate insulating film is a stacked layer of a silicon nitride film and a silicon oxide film and has a thickness of 50 to 200 nm, preferably 150 nm. Note that the gate insulating film is not limited to a stacked layer, and an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or a tantalum oxide film can also be used.
次に、ゲート絶縁膜上に、50〜200nm好ましくは100〜150nmの膜厚で第1の非晶質半導体膜を、プラズマCVD法やスパッタ法などの公知の方法で全面に成膜する。代表的には非晶質シリコン(a−Si)膜を100nmの膜厚で成膜する。なお、大面積基板に成膜する際、チャンバーも大型化するためチャンバー内を真空にすると処理時間がかかり、成膜ガスも大量に必要となるため、大気圧で線状のプラズマCVD装置を用いて非晶質シリコン(a−Si)膜の成膜を行ってさらなる低コスト化を図ってもよい。 Next, a first amorphous semiconductor film with a thickness of 50 to 200 nm, preferably 100 to 150 nm, is formed over the entire surface of the gate insulating film by a known method such as a plasma CVD method or a sputtering method. Typically, an amorphous silicon (a-Si) film is formed with a thickness of 100 nm. Note that when a film is formed on a large-area substrate, the chamber is also enlarged, so that it takes a long time to process the chamber and a large amount of film forming gas is required. Therefore, a linear plasma CVD apparatus is used at atmospheric pressure. Further, an amorphous silicon (a-Si) film may be formed to further reduce the cost.
次に、一導電型(n型またはp型)の不純物元素を含有する第2の非晶質半導体膜を20〜80nmの厚さで成膜する。一導電型(n型またはp型)を付与する不純物元素を含む第2の非晶質半導体膜は、プラズマCVD法やスパッタ法などの公知の方法で全面に成膜する。本実施例ではリンが添加されたシリコンターゲットを用いてn型の不純物元素を含有する第2の非晶質半導体膜を成膜する。 Next, a second amorphous semiconductor film containing an impurity element of one conductivity type (n-type or p-type) is formed to a thickness of 20 to 80 nm. The second amorphous semiconductor film containing an impurity element imparting one conductivity type (n-type or p-type) is formed over the entire surface by a known method such as a plasma CVD method or a sputtering method. In this embodiment, a second amorphous semiconductor film containing an n-type impurity element is formed using a silicon target to which phosphorus is added.
次に、第2のフォトリソグラフィー工程によりレジストマスクを形成し、エッチングにより不要な部分を除去して島状の第1の非晶質半導体膜、および島状の第2の非晶質半導体膜を形成する。この際のエッチング方法としてウエットエッチングまたはドライエッチングを用いる。 Next, a resist mask is formed by a second photolithography step, unnecessary portions are removed by etching, and an island-shaped first amorphous semiconductor film and an island-shaped second amorphous semiconductor film are formed. Form. As an etching method at this time, wet etching or dry etching is used.
次に、島状の第2の非晶質半導体膜を覆う導電層をスパッタ法で形成した後、第3のフォトリソグラフィー工程を行い、レジストマスクを形成し、エッチングにより不要な部分を除去して配線及び電極(ソース配線、ドレイン電極、保持容量電極など)を形成する。上記の配線及び電極の材料としては、Al、Ti、Ta、W、Mo、Cr、Nd、Cu、Ag、Au、Cr、Fe、Ni、Ptから選ばれた元素、または前記元素を成分とする合金で形成する。また、Ag、Au、Cu、またはPdなどの金属からなる超微粒子(粒径5〜10nm)を凝集させずに高濃度で分散した独立分散超微粒子分散液を用い、インクジェット法で上記の配線及び電極を形成してもよい。インクジェット法で上記の配線及び電極を形成すれば、フォトリソグラフィー工程が不要となり、さらなる低コスト化が実現できる。 Next, after a conductive layer covering the island-shaped second amorphous semiconductor film is formed by a sputtering method, a third photolithography step is performed, a resist mask is formed, and unnecessary portions are removed by etching. A wiring and an electrode (a source wiring, a drain electrode, a storage capacitor electrode, and the like) are formed. As a material for the wiring and the electrode, an element selected from Al, Ti, Ta, W, Mo, Cr, Nd, Cu, Ag, Au, Cr, Fe, Ni, and Pt, or the above element as a component is used. Made of alloy. In addition, the above-described wiring and the above-mentioned wiring and An electrode may be formed. If the wiring and the electrodes are formed by an ink jet method, a photolithography process is not necessary, and further cost reduction can be realized.
次に、第4のフォトリソグラフィー工程によりレジストマスクを形成し、エッチングにより不要な部分を除去してソース配線、ドレイン電極、容量電極を形成する。この際のエッチング方法としてウエットエッチングまたはドライエッチングを用いる。この段階でゲート絶縁膜と同一材料からなる絶縁膜を誘電体とする保持容量が形成される。そして、ソース配線、ドレイン電極をマスクとして自己整合的に第2の非晶質半導体膜の一部を除去し、さらに第1の非晶質半導体膜の一部を薄膜化する。薄膜化された領域はTFTのチャネル形成領域となる。 Next, a resist mask is formed by a fourth photolithography process, and unnecessary portions are removed by etching to form a source wiring, a drain electrode, and a capacitor electrode. As an etching method at this time, wet etching or dry etching is used. At this stage, a storage capacitor having an insulating film made of the same material as the gate insulating film as a dielectric is formed. Then, a part of the second amorphous semiconductor film is removed in a self-aligning manner using the source wiring and the drain electrode as a mask, and a part of the first amorphous semiconductor film is further thinned. The thinned region becomes a TFT channel formation region.
次に、プラズマCVD法により150nm厚の窒化シリコン膜からなる第1の保護膜と、150nm厚の酸化窒化シリコン膜から成る第1の層間絶縁膜を全面に成膜する。なお、大面積基板に成膜する際、チャンバーも大型化するためチャンバー内を真空にすると処理時間がかかり、成膜ガスも大量に必要となるため、大気圧で線状のプラズマCVD装置を用いて窒化シリコン膜からなる保護膜の成膜を行ってさらなる低コスト化を図ってもよい。この後、水素化を行い、チャネルエッチ型のTFTが作製される。 Next, a first protective film made of a silicon nitride film with a thickness of 150 nm and a first interlayer insulating film made of a silicon oxynitride film with a thickness of 150 nm are formed over the entire surface by plasma CVD. Note that when a film is formed on a large-area substrate, the chamber is also enlarged, so that it takes a long time to process the chamber and a large amount of film forming gas is required. Therefore, a linear plasma CVD apparatus is used at atmospheric pressure. Thus, a protective film made of a silicon nitride film may be formed to further reduce the cost. Thereafter, hydrogenation is performed, and a channel etch type TFT is manufactured.
なお、本実施例ではTFT構造としてチャネルエッチ型とした例を示したが、TFT構造は特に限定されず、チャネルストッパー型のTFT、トップゲート型のTFT、或いは順スタガ型のTFTとしてもよい。 In this embodiment, a channel etch type is shown as the TFT structure, but the TFT structure is not particularly limited, and may be a channel stopper type TFT, a top gate type TFT, or a forward stagger type TFT.
次いで、RFスパッタ法で第2の保護膜619を形成する。この第2の保護膜619は、ターボ分子ポンプもしくはクライオポンプを用いて背圧を1×10-3Pa以下とし、単結晶シリコンターゲットをN2ガスもしくはN2と希ガスとの混合ガスでスパッタして作製される窒化珪素膜である。この緻密な窒化珪素膜は、ナトリウム、リチウム、マグネシウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属がTFTを汚染してしきい値電圧の変動等を効果的に防ぎ、且つ、水分や酸素に対して極めて高いブロッキング効果を有する。また、ブロッキング効果を高めるために、窒化珪素膜中における酸素及び水素含有量は10原子%以下、好ましくは1原子%以下とすることが望ましい。 Next, a second protective film 619 is formed by RF sputtering. This second protective film 619 is sputtered by using a turbo molecular pump or a cryopump with a back pressure of 1 × 10 −3 Pa or less and a single crystal silicon target with N 2 gas or a mixed gas of N 2 and a rare gas. This is a silicon nitride film manufactured in this way. This dense silicon nitride film effectively prevents threshold voltage fluctuations due to contamination of TFT by alkali metal or alkaline earth metal such as sodium, lithium and magnesium, and is extremely resistant to moisture and oxygen. Has a high blocking effect. In order to enhance the blocking effect, the oxygen and hydrogen contents in the silicon nitride film are 10 atomic% or less, preferably 1 atomic% or less.
次に、第5のフォトリソグラフィー工程を行い、レジストマスクを形成して、その後ドライエッチング工程により、ドレイン電極や保持容量電極に達するコンタクトホールを形成する。また、同時にゲート配線と端子部を電気的に接続するためのコンタクトホール(図示しない)を端子部分に形成し、ゲート配線と端子部を電気的に接続する金属配線(図示しない)を形成してもよい。また、同時にソース配線に達するコンタクトホール(図示しない)を形成し、ソース配線から引き出すための金属配線を形成してもよい。これらの金属配線を形成した後にITO等の画素電極を形成してもよいし、ITO等の画素電極を形成した後にこれらの金属配線を形成してもよい。 Next, a fifth photolithography step is performed to form a resist mask, and then a contact hole reaching the drain electrode and the storage capacitor electrode is formed by a dry etching step. At the same time, a contact hole (not shown) for electrically connecting the gate wiring and the terminal portion is formed in the terminal portion, and a metal wiring (not shown) for electrically connecting the gate wiring and the terminal portion is formed. Also good. At the same time, a contact hole (not shown) reaching the source wiring may be formed, and a metal wiring for drawing out from the source wiring may be formed. After these metal wirings are formed, pixel electrodes such as ITO may be formed, or these metal wirings may be formed after pixel electrodes such as ITO are formed.
次に、ITO(酸化インジウム酸化スズ合金)、酸化インジウム酸化亜鉛合金(In2O3―ZnO)、酸化亜鉛(ZnO)等の透明電極膜を110nmの厚さで成膜する。その後、第6のフォトリソグラフィー工程とエッチング工程を行うことにより、画素電極601を形成する。 Next, a transparent electrode film made of ITO (indium tin oxide alloy), indium oxide zinc oxide alloy (In 2 O 3 —ZnO), zinc oxide (ZnO) or the like is formed to a thickness of 110 nm. Thereafter, a pixel electrode 601 is formed by performing a sixth photolithography process and an etching process.
以上、画素部においては、6回のフォトリソグラフィー工程により、ソース配線と、逆スタガ型の画素部のTFT及び保持容量と、端子部で構成されたアクティブマトリクス基板を作製することができる。 As described above, in the pixel portion, an active matrix substrate including the source wiring, the TFT and the storage capacitor of the inverted staggered pixel portion, and the terminal portion can be manufactured through six photolithography processes.
次いで、アクティブマトリクス基板上に配向膜623を形成しラビング処理を行う。なお、本実施例では配向膜623を形成する前に、アクリル樹脂膜等の有機樹脂膜をパターニングすることによって基板間隔を保持するための柱状のスペーサ602を所望の位置に形成した。また、柱状のスペーサに代えて、球状のスペーサを基板全面に散布してもよい。 Next, an alignment film 623 is formed over the active matrix substrate and a rubbing process is performed. In this embodiment, before the alignment film 623 is formed, a columnar spacer 602 for maintaining the substrate interval is formed at a desired position by patterning an organic resin film such as an acrylic resin film. Further, instead of the columnar spacers, spherical spacers may be scattered over the entire surface of the substrate.
次いで、対向基板を用意する。この対向基板には、着色層、遮光層が各画素に対応して配置されたカラーフィルタ620が設けられている。また、このカラーフィルタと遮光層とを覆う平坦化膜を設けている。次いで、平坦化膜上に透明導電膜からなる対向電極621を画素部と重なる位置に形成し、対向基板の全面に配向膜622を形成し、ラビング処理を施す。 Next, a counter substrate is prepared. The counter substrate is provided with a color filter 620 in which a colored layer and a light shielding layer are arranged corresponding to each pixel. Further, a flattening film is provided to cover the color filter and the light shielding layer. Next, a counter electrode 621 made of a transparent conductive film is formed on the planarizing film at a position overlapping the pixel portion, an alignment film 622 is formed on the entire surface of the counter substrate, and a rubbing process is performed.
そして、実施の形態2に従って、アクティブマトリクス基板の画素部を囲むようにディスペンサ装置、またはインクジェット装置でシール材を描画する。シール材を描画した後、減圧下でシール材に囲まれた領域に液晶ディスペンサ装置で液晶を滴下する。次いで、大気にふれることなく、減圧下でアクティブマトリクス基板と対向基板とをシール材607で貼り合わせる。シール材607にはフィラー(図示しない)が混入されていて、このフィラーと柱状スペーサ602によって均一な間隔を持って2枚の基板が貼り合わせられる。液晶を滴下する方法を用いることによって作製プロセスで使用する液晶の量を削減することができ、特に、大面積基板を用いる場合に大幅なコスト低減を実現することができる。 Then, according to the second embodiment, a sealant is drawn with a dispenser device or an inkjet device so as to surround the pixel portion of the active matrix substrate. After drawing the sealing material, the liquid crystal is dropped by a liquid crystal dispenser device in a region surrounded by the sealing material under reduced pressure. Next, the active matrix substrate and the counter substrate are attached to each other with a sealant 607 under reduced pressure without being exposed to the air. A filler (not shown) is mixed in the sealing material 607, and two substrates are bonded to each other with a uniform interval by the filler and the columnar spacer 602. By using a method of dropping liquid crystal, the amount of liquid crystal used in the manufacturing process can be reduced. In particular, when a large-area substrate is used, significant cost reduction can be realized.
このようにしてアクティブマトリクス型液晶表示装置が完成する。そして、必要があれば、アクティブマトリクス基板または対向基板を所望の形状に分断する。さらに、公知の技術を用いて偏光板603やカラーフィルタ等の光学フィルムを適宜設ける。そして、公知の技術を用いてFPCを貼りつける。
In this way, an active matrix liquid crystal display device is completed. If necessary, the active matrix substrate or the counter substrate is divided into a desired shape. Furthermore, an optical film such as a
以上の工程によって得られた液晶モジュールに、バックライト604、導光板605を設け、カバー606で覆えば、図7にその断面図の一部を示したようなアクティブマトリクス型液晶表示装置(透過型)が完成する。なお、カバーと液晶モジュールは接着剤や有機樹脂を用いて固定する。また、透過型であるので偏光板603は、アクティブマトリクス基板と対向基板の両方に貼り付ける。
If the liquid crystal module obtained by the above steps is provided with a backlight 604 and a light guide plate 605 and covered with a
また、本実施例は透過型の例を示したが、特に限定されず、反射型や半透過型の液晶表示装置も作製することができる。反射型の液晶表示装置を得る場合は、画素電極として光反射率の高い金属膜、代表的にはアルミニウムまたは銀を主成分とする材料膜、またはそれらの積層膜等を用いればよい。 Although this embodiment shows a transmissive type, it is not particularly limited, and a reflective or semi-transmissive liquid crystal display device can also be manufactured. In the case of obtaining a reflective liquid crystal display device, a metal film with high light reflectivity, typically a material film containing aluminum or silver as a main component, or a laminated film thereof may be used as the pixel electrode.
また、本実施例は実施の形態1または実施の形態2と自由に組み合わせることができる。 Further, this embodiment can be freely combined with Embodiment Mode 1 or Embodiment Mode 2.
本実施例では、実施例1で得られる液晶モジュールの上面図を図8(A)に示すとともに、実施例1と異なる液晶モジュールの上面図を図8(B)に示す。 In this embodiment, a top view of the liquid crystal module obtained in Embodiment 1 is shown in FIG. 8A, and a top view of a liquid crystal module different from that in Embodiment 1 is shown in FIG.
本実施例1により得られる非晶質半導体膜で活性層を形成したTFTは、電界効果移動度が小さく1cm2/Vsec程度しか得られていない。そのために、画像表示を行うための駆動回路はICチップで形成され、TAB(Tape Automated Bonding)方式やCOG(Chip on glass)方式で実装することとなる。 A TFT in which an active layer is formed of an amorphous semiconductor film obtained in Example 1 has a small field-effect mobility and only about 1 cm 2 / Vsec. Therefore, a driving circuit for displaying an image is formed by an IC chip, and is mounted by a TAB (Tape Automated Bonding) method or a COG (Chip on glass) method.
図8(A)中、701は、アクティブマトリクス基板、706は対向基板、704は画素部、707はシール材、705はFPCである。なお、減圧下で液晶をディスペンサ装置またはインクジェット装置により滴下させ、一対の基板701、706をシール材707で貼り合わせている。
In FIG. 8A,
本実施例1により得られるTFTは、電界効果移動度は小さいが、大面積基板を用いて量産する場合、低温プロセスであり作製プロセスにかかるコストを低減することができる。減圧下で液晶をディスペンサ装置またはインクジェット装置により滴下させ、一対の基板を貼り合わせる本発明により、基板サイズに関係なく一対の基板間に液晶を保持させることができるようになるため、20インチ〜80インチの大画面を有する液晶パネルを備えた表示装置を作製することができる。 Although the TFT obtained in Example 1 has a small field effect mobility, when mass-produced using a large-area substrate, it is a low-temperature process and can reduce the cost of the manufacturing process. According to the present invention in which liquid crystal is dropped by a dispenser device or an ink jet device under reduced pressure and a pair of substrates is bonded, the liquid crystal can be held between the pair of substrates regardless of the substrate size. A display device including a liquid crystal panel having a large inch screen can be manufactured.
また、公知の結晶化処理を行って非晶質半導体膜を結晶化させて結晶構造を有する半導体膜、代表的にはポリシリコン膜で活性層を構成した場合、電界効果移動度の高いTFTが得られるため、画素部だけでなく、CMOS回路を有する駆動回路をも同一基板上に作製することができる。また、駆動回路に加えCPUなども同一基板上に作製することができる。 In addition, when a known crystallization process is performed to crystallize an amorphous semiconductor film to form an active layer of a semiconductor film having a crystal structure, typically a polysilicon film, a TFT having a high field effect mobility is obtained. Therefore, not only the pixel portion but also a driver circuit having a CMOS circuit can be manufactured over the same substrate. In addition to the driver circuit, a CPU or the like can be manufactured over the same substrate.
ポリシリコン膜からなる活性層を有するTFTを用いた場合、図8(B)のような液晶モジュールを作製することができる。 When a TFT having an active layer made of a polysilicon film is used, a liquid crystal module as shown in FIG. 8B can be manufactured.
図8(B)中、711は、アクティブマトリクス基板、716は対向基板、712はソース信号線駆動回路、713はゲート信号線駆動回路、714は画素部、717は第1シール材、715はFPCである。なお、減圧下で液晶をディスペンサ装置またはインクジェット装置により滴下させ、一対の基板711、716を第1シール材717および第2シール材で貼り合わせている。駆動回路部712、713には液晶は不要であるため、画素部714のみに液晶を保持させており、第2シール材718はパネル全体の補強のために設けられている。
8B, reference numeral 711 denotes an active matrix substrate, 716 denotes a counter substrate, 712 denotes a source signal line driver circuit, 713 denotes a gate signal line driver circuit, 714 denotes a pixel portion, 717 denotes a first sealant, and 715 denotes an FPC. It is. Note that the liquid crystal is dropped by a dispenser device or an inkjet device under reduced pressure, and the pair of substrates 711 and 716 are bonded to each other with the
また、本実施例は実施の形態1、実施の形態2、または実施例1と自由に組み合わせることができる。 Further, this embodiment can be freely combined with Embodiment Mode 1, Embodiment Mode 2, or Embodiment 1.
実施例1、実施例2では可撓性基板であるプラスチック基板上に直接スイッチング素子を形成したアクティブマトリクス基板を作製する例を示したが、本実施例では、ガラス基板に形成した素子を剥離して可撓性基板に転写する例を示す。 In Example 1 and Example 2, an example is shown in which an active matrix substrate in which a switching element is directly formed on a plastic substrate which is a flexible substrate is manufactured. However, in this example, an element formed on a glass substrate is peeled off. An example of transferring to a flexible substrate will be described.
まず図9(A)に示すように第1の基板10上に、金属膜11を形成する。なお、第1の基板は後の剥離工程に耐えうる剛性を有していればよく、例えばガラス基板、石英基板、セラミック基板、シリコン基板、金属基板またはステンレス基板を用いることができる。金属膜としては、W、Ti、Ta、Mo、Nd、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Irから選ばれた元素または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料からなる単層、或いはこれらの積層を用いることができる。金属膜の作製方法として例えば、金属のターゲットを用いるスパッタリング法により形成すればよい。なお金属膜の膜厚は、10nm〜200nm、好ましくは50nm〜75nmとなるように形成すればよい。
First, as shown in FIG. 9A, a metal film 11 is formed over the
金属膜の代わりに、上記金属が窒化された(例えば、窒化タングステンや窒化モリブデン)膜を用いても構わない。また金属膜の代わりに上記金属の合金(例えば、WとMoとの合金:WxMo1-X)膜を用いてもよい。この場合、成膜室内に第1の金属(W)及び第2の金属(Mo)といった複数のターゲットを用いたり、第1の金属(W)と第2の金属(Mo)との合金のターゲットを用いたスパッタリング法により形成すればよい。また更に、金属膜に窒素や酸素を添加してもよい。添加する方法として例えば、金属膜に窒素や酸素をイオン注入したり、成膜室を窒素や酸素雰囲気としてスパッタリング法により形成したりすればよく、このときターゲットとして窒化金属を用いてもよい。 Instead of the metal film, a film in which the metal is nitrided (for example, tungsten nitride or molybdenum nitride) may be used. Instead of the metal film, an alloy film of the above metal (for example, an alloy of W and Mo: W x Mo 1-X ) may be used. In this case, a plurality of targets such as a first metal (W) and a second metal (Mo) are used in the film forming chamber, or an alloy target of the first metal (W) and the second metal (Mo). What is necessary is just to form by the sputtering method using this. Furthermore, nitrogen or oxygen may be added to the metal film. For example, nitrogen or oxygen may be ion-implanted into the metal film, or a film formation chamber may be formed by sputtering in a nitrogen or oxygen atmosphere. At this time, metal nitride may be used as a target.
スパッタリング法を用いて金属膜を形成する場合、基板の周縁部の膜厚が不均一になるときがある。そのため、ドライエッチングによって周縁部の膜を除去することが好ましいが、その際、第1の基板がエッチングされないために、第1の基板10と金属膜11との間に窒化酸化珪素(SiONやSiNO)膜等の窒素を有する絶縁膜を100nm程度形成するとよい。
When a metal film is formed using a sputtering method, the film thickness at the peripheral edge of the substrate may be nonuniform. Therefore, it is preferable to remove the peripheral film by dry etching. At this time, since the first substrate is not etched, silicon nitride oxide (SiON or SiNO) is interposed between the
このように金属膜の形成方法を適宜設定することにより、剥離工程を制御することができ、プロセスマージンが広がる。すなわち、例えば、金属の合金を用いた場合、合金の各金属の組成比を制御することにより、剥離工程を制御できる。具体的には、剥離するための加熱温度の制御や、加熱処理の要否までも制御することができる。 Thus, by appropriately setting the metal film forming method, the peeling process can be controlled, and the process margin is widened. That is, for example, when a metal alloy is used, the peeling process can be controlled by controlling the composition ratio of each metal of the alloy. Specifically, it is possible to control the heating temperature for peeling and the necessity of heat treatment.
その後、金属膜11上に被剥離層12を形成する。この被剥離層は珪素を有する酸化膜と半導体膜を有し、非接触型ICの場合にはアンテナを有してもよい。金属膜や基板からの不純物やゴミの侵入を防ぐため、被剥離層12、特に半導体膜より下面に窒化珪素(SiN)膜、窒化酸化珪素(SiONやSiNO)膜等の窒素を有する絶縁膜を下地膜として設けると好ましい。 Thereafter, a layer to be peeled 12 is formed on the metal film 11. This peeled layer has an oxide film containing silicon and a semiconductor film, and may have an antenna in the case of a non-contact type IC. In order to prevent intrusion of impurities and dust from the metal film and the substrate, an insulating film having nitrogen such as a silicon nitride (SiN) film or a silicon nitride oxide (SiON or SiNO) film on the lower surface of the peeled layer 12, particularly the semiconductor film. It is preferable to provide it as a base film.
珪素を有する酸化膜は、スパッタリング法やCVD法により酸化シリコン、酸化窒化シリコン等を形成すればよい。なお珪素を有する酸化膜の膜厚は、金属膜の約2倍以上であることが望ましい。本実施の形態では、シリコンターゲットを用いたスパッタリング法により、酸化シリコン膜を150nm〜200nmの膜厚として形成する。 As the oxide film containing silicon, silicon oxide, silicon oxynitride, or the like may be formed by a sputtering method or a CVD method. Note that the thickness of the oxide film containing silicon is preferably about twice or more that of the metal film. In this embodiment, the silicon oxide film is formed to a thickness of 150 to 200 nm by a sputtering method using a silicon target.
この珪素を有する酸化膜を形成するときに、金属膜上に当該金属を有する酸化物(金属酸化物)13が形成される。また金属酸化物は、硫酸、塩酸或いは硝酸を有する水溶液、硫酸、塩酸或いは硝酸と過酸化水素水とを混同させた水溶液又はオゾン水で処理することにより金属膜表面に形成される薄い金属酸化物を用いることもできる。更に他の方法としては、酸素雰囲気中でのプラズマ処理や、酸素含有雰囲気中で紫外線照射することによりオゾンを発生させて酸化処理を行ってもよく、クリーンオーブンを用い200〜350℃程度に加熱して形成してもよい。 When the oxide film containing silicon is formed, an oxide (metal oxide) 13 containing the metal is formed on the metal film. The metal oxide is an aqueous solution containing sulfuric acid, hydrochloric acid or nitric acid, an aqueous solution in which sulfuric acid, hydrochloric acid or nitric acid is mixed with hydrogen peroxide, or a thin metal oxide formed on the surface of the metal film by treatment with ozone water. Can also be used. Further, as another method, plasma treatment in an oxygen atmosphere or oxidation treatment may be performed by generating ozone by irradiating ultraviolet rays in an oxygen-containing atmosphere, and heating to about 200 to 350 ° C. using a clean oven. May be formed.
金属酸化物の膜厚は、0.1nm〜1μm、好ましくは0.1nm〜100nm、更に好ましくは0.1nm〜5nmとなるように形成すればよい。 The thickness of the metal oxide may be 0.1 nm to 1 μm, preferably 0.1 nm to 100 nm, and more preferably 0.1 nm to 5 nm.
なお半導体膜と金属膜との間に設けられた珪素を有する酸化膜や下地膜等を合わせて絶縁膜と表記する。すなわち、金属膜と、金属酸化物と、絶縁膜と、半導体膜とが積層された状態、つまり絶縁膜の一方の面に半導体膜が設けられ、他方の面に金属酸化物及び金属膜が設けられる構造となっていればよい。 Note that an oxide film including silicon, a base film, and the like provided between the semiconductor film and the metal film are collectively referred to as an insulating film. That is, a metal film, a metal oxide, an insulating film, and a semiconductor film are stacked, that is, a semiconductor film is provided on one surface of the insulating film, and a metal oxide and a metal film are provided on the other surface. It is sufficient that the structure is a
また半導体膜に所定の作製工程を施し、半導体素子、例えば薄膜トランジスタ(TFT)、有機TFT、薄膜ダイオード等を形成する。これらの半導体素子が薄膜集積回路のCPUやメモリ等を構成する。そして半導体素子を保護するために、半導体素子上にDLC或いは窒化炭素(CN)等の炭素を有する保護膜、又は窒化珪素(SiN)或いは窒化酸化珪素(SiNOやSiON)等の窒素を有する保護膜を設けると好ましい。 A predetermined manufacturing process is performed on the semiconductor film to form a semiconductor element such as a thin film transistor (TFT), an organic TFT, a thin film diode, or the like. These semiconductor elements constitute a CPU, a memory and the like of the thin film integrated circuit. In order to protect the semiconductor element, a protective film having carbon such as DLC or carbon nitride (CN) or a protective film having nitrogen such as silicon nitride (SiN) or silicon nitride oxide (SiNO or SiON) is provided on the semiconductor element. Is preferably provided.
以上のような被剥離層12を形成後、具体的には金属酸化物形成後に適宜加熱処理を行い、金属酸化物を結晶化させる。例えば、金属膜にW(タングステン)を用いる場合、400℃以上で加熱処理を行うと、WO2又はWO3の金属酸化物が結晶状態となる。また被剥離層12が有する半導体膜を形成後に加熱を行うと、半導体膜の水素を拡散させることができる。この水素により金属酸化物の価数に変化が起こる場合が考えられる。このような加熱処理は、選択される金属膜により温度や要否を決定すればよい。すなわち剥離を容易に行うために、必要に応じて金属酸化物を結晶化しておけばよい。 After forming the layer to be peeled 12 as described above, specifically, after forming the metal oxide, heat treatment is appropriately performed to crystallize the metal oxide. For example, when W (tungsten) is used for the metal film, if heat treatment is performed at 400 ° C. or higher, the metal oxide of WO 2 or WO 3 becomes a crystalline state. Further, when heating is performed after the semiconductor film included in the layer to be peeled 12 is formed, hydrogen in the semiconductor film can be diffused. The hydrogen may change the valence of the metal oxide. Such heat treatment may be performed by determining the temperature and necessity depending on the metal film selected. That is, in order to perform peeling easily, a metal oxide may be crystallized as necessary.
更に加熱処理は、半導体素子の作製と兼用させて工程数を低減させてもよい。例えば、結晶性半導体膜を形成する場合の加熱炉やレーザ照射を用いて加熱処理を行うことができる。 Further, the heat treatment may be combined with manufacturing a semiconductor element to reduce the number of steps. For example, heat treatment can be performed using a heating furnace or laser irradiation in the case of forming a crystalline semiconductor film.
次いで、図9(B)に示すように被剥離層12を第2の基板14を第1の接着剤15で貼り付ける。なお、第2の基板14は第1の基板10よりも剛性の高い基板を用いることが好ましい。第1の接着剤15としては剥離可能な接着剤、例えば紫外線により剥離する紫外線剥離型、熱による剥離する熱剥離型或いは水により剥離する水溶性の接着剤、又は両面テープ等を使用するとよい。
Next, as illustrated in FIG. 9B, the layer to be peeled 12 is attached to the second substrate 14 with the first adhesive 15. The second substrate 14 is preferably a substrate having higher rigidity than the
そして、金属膜11が設けられている第1の基板10を、物理的手段を用いて剥離する(図9(C))。図面は模式図であるため記載していないが、結晶化された金属酸化物の層内、又は金属酸化物の両面の境界(界面)、すなわち金属酸化物と金属膜との界面或いは金属酸化物と被剥離層との界面で剥がれる。こうして、被剥離層12を第1の基板10から剥離することができる。
Then, the
このとき剥離を容易に行うため、基板の一部を切断し、切断面における剥離界面、すなわち金属膜と金属酸化物との界面付近にカッター等で傷を付けるとよい。 At this time, in order to perform peeling easily, a part of the substrate may be cut and scratched with a cutter or the like near the peeling interface on the cut surface, that is, near the interface between the metal film and the metal oxide.
次いで図9(D)に示すように、剥離した被剥離層12を、第2の接着剤16により転写体となる第3の基板(例えばラベル)17に貼り付ける。第2の接着剤15としては紫外線硬化樹脂、具体的にはエポキシ樹脂系接着剤或いは樹脂添加剤等の接着剤又は両面テープ等を用いればよい。また第3の基板が接着性を有する場合は、第2の接着剤は要しない。
Next, as shown in FIG. 9D, the peeled off layer 12 is attached to a third substrate (for example, label) 17 serving as a transfer body with the
第3の基板の材料としては、紙又はポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート或いはポリエーテルスルフォン等のプラスチック材料などのフレキシブル(可撓)性を有する基板(フィルム基板と表記する)用いることができる。またコーティング等により、フィルム基板表面の凹凸を低減させたり、硬性、耐性や安定性を高めておいてもよい。 As a material for the third substrate, a substrate having flexibility (denoted as a film substrate) such as paper or a plastic material such as polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyarylate, or polyether sulfone can be used. Moreover, the unevenness | corrugation of the film substrate surface may be reduced by coating etc., and hardness, tolerance, and stability may be improved.
次いで、第1の接着剤15を除去し、第2の基板14を剥がす(図9(E))。具体的には、第1の接着剤を剥がすために紫外線照射を照射したり、加熱したり、水洗したりすればよい。 Next, the first adhesive 15 is removed, and the second substrate 14 is peeled off (FIG. 9E). Specifically, irradiation with ultraviolet light, heating, or washing with water may be performed in order to remove the first adhesive.
なお第1の接着剤の除去と、第2の接着剤の硬化は一工程で行ってもよい。例えば、第1の接着剤と第2の接着剤とを、それぞれ熱剥離型樹脂と熱硬化型樹脂、又は紫外線剥離型樹脂と紫外線硬化型樹脂とを用いる場合、一度の加熱や紫外線照射により除去と硬化とを行うことができる。なお実施者が、第3の基板の透光性等を考慮して適宜接着剤を選択する。 Note that the removal of the first adhesive and the curing of the second adhesive may be performed in one step. For example, the first adhesive and the second adhesive are removed by one heating or ultraviolet irradiation when using a heat-peelable resin and a thermosetting resin, or an ultraviolet-peelable resin and an ultraviolet-curable resin, respectively. And curing. Note that the practitioner appropriately selects an adhesive in consideration of the translucency of the third substrate.
以上のようにして可撓性基板上に薄膜集積回路が完成する。本実施例により、ガラス基板上に形成した電気特性の高いスイッチング素子を剥離し、プラスチック基板に転写したアクティブマトリクス基板が完成する。 As described above, a thin film integrated circuit is completed on the flexible substrate. According to this embodiment, an active matrix substrate in which a switching element having high electrical characteristics formed on a glass substrate is peeled off and transferred to a plastic substrate is completed.
なお金属酸化物13は、薄膜集積回路において全て除去されている場合、又は一部或いは大部分が被剥離層下面に点在(残留)している場合がある。なお金属酸化物が残留している場合は、エッチング等により除去してもよい。更にこのとき、珪素を有する酸化膜を除去しても構わない。 Note that the metal oxide 13 may be completely removed from the thin film integrated circuit, or a part or most of the metal oxide 13 may be scattered (residual) on the lower surface of the layer to be peeled. If metal oxide remains, it may be removed by etching or the like. Further, at this time, the oxide film containing silicon may be removed.
以降の工程は、実施の形態1または実施の形態2に従って液晶表示装置を作製することができる。 In the subsequent steps, a liquid crystal display device can be manufactured according to Embodiment 1 or Embodiment 2.
本実施例では、絶縁表面を有する基板(代表的にはガラス基板、石英基板)上にCPUやメモリーを含む被剥離層を形成し、実施例3の剥離転写技術を用いてプラスチック基板に転写した例を図10を用いて説明する。 In this embodiment, a layer to be peeled including a CPU and a memory is formed on a substrate having an insulating surface (typically, a glass substrate or a quartz substrate), and transferred to a plastic substrate using the peeling transfer technique of Embodiment 3. An example will be described with reference to FIG.
図10(A)中、1001は中央処理部(CPUとも呼ばれる)、1002は制御部、1003は演算部、1004は記憶部(メモリーとも呼ばれる)、1005は入力部、1006は出力部(表示部など)である。 In FIG. 10A, 1001 is a central processing unit (also called CPU), 1002 is a control unit, 1003 is a calculation unit, 1004 is a storage unit (also called memory), 1005 is an input unit, and 1006 is an output unit (display unit). Etc.).
演算部1003と制御部1002とを合わせたものが、中央処理部1001であり、演算部1003は、加算、減算の算術演算やAND、OR、NOTなどの論理演算を行う算術論理演算部(arithmetic logic unit,ALU)、演算のデータや結果を一時格納する種々のレジスタ、入力される1の個数を数え上げるカウンタなどから成り立っている。演算部1003を構成する回路、例えば、AND回路、OR回路、NOT回路、バッファ回路、またはレジスタ回路などはTFTで構成することができ、高い電界効果移動度を得るため、連続発振型のレーザー光を用いて結晶化を行った半導体膜をTFTの活性層として作製すればよい。 The central processing unit 1001 is a combination of the arithmetic unit 1003 and the control unit 1002, and the arithmetic unit 1003 performs arithmetic operations such as addition and subtraction, and logical operations such as AND, OR, and NOT (arithmetic). logic unit (ALU), various registers for temporarily storing operation data and results, and a counter for counting the number of input ones. A circuit that constitutes the arithmetic unit 1003, for example, an AND circuit, an OR circuit, a NOT circuit, a buffer circuit, or a register circuit can be formed using a TFT, and in order to obtain high field-effect mobility, a continuous wave laser beam A semiconductor film that has been crystallized by using a TFT may be formed as an active layer of a TFT.
まず、基板上にスパッタ法でタングステン膜と酸化シリコン膜を形成し、その上に下地絶縁膜(酸化珪素膜、窒化珪素膜、または酸化窒化珪素膜)を形成し、その上にアモルファスシリコン膜を形成する。なお、タングステン膜と酸化シリコン膜の界面に形成された酸化タングステン層を用いて後の工程で剥離を行う。 First, a tungsten film and a silicon oxide film are formed on a substrate by sputtering, a base insulating film (silicon oxide film, silicon nitride film, or silicon oxynitride film) is formed thereon, and an amorphous silicon film is formed thereon. Form. Note that separation is performed in a later step using a tungsten oxide layer formed at the interface between the tungsten film and the silicon oxide film.
結晶化方法としては、アモルファスシリコン膜に触媒となる金属元素を添加した後、加熱してポリシリコン膜を得た後にパルス発振型のレーザー光を照射したポリシリコン膜を得る方法を用いてもよいし、アモルファスシリコン膜に連続発振型のレーザー光を照射してポリシリコン膜を得る方法を用いてもよいし、アモルファスシリコン膜を加熱してポリシリコン膜を得た後に連続発振型のレーザー光を照射してポリシリコン膜を得る方法を用いてもよいし、アモルファスシリコン膜に触媒となる金属元素を添加した後、加熱してポリシリコン膜を得た後に連続発振型のレーザー光を照射してポリシリコン膜を得る方法を用いてもよい。なお、連続発振型のレーザー光を用いる場合、演算部1003、制御部1002、または記憶部1004を構成するTFTのチャネル長方向とレーザービームの走査方向とを揃えることが好ましい。 As a crystallization method, a method may be used in which after adding a metal element as a catalyst to an amorphous silicon film, a polysilicon film is obtained by heating and then a polysilicon film irradiated with a pulsed laser beam is obtained. Alternatively, a method of obtaining a polysilicon film by irradiating the amorphous silicon film with a continuous wave laser beam may be used, or a continuous wave laser beam may be applied after heating the amorphous silicon film to obtain a polysilicon film. A method of obtaining a polysilicon film by irradiation may be used, or after adding a metal element as a catalyst to an amorphous silicon film, heating to obtain a polysilicon film, and then irradiating a continuous oscillation type laser beam A method for obtaining a polysilicon film may be used. Note that in the case of using continuous wave laser light, it is preferable to align the channel length direction of the TFTs included in the arithmetic unit 1003, the control unit 1002, or the storage unit 1004 with the scanning direction of the laser beam.
また、制御部1002は記憶部1004に格納された命令を実行して、全体の動作を制御する役割を担っている。制御部1002はプログラムカウンタ、命令レジスタ、制御信号生成部からなる。また、制御部1002もTFTで構成することができ、結晶化を行った半導体膜をTFTの活性層として作製すればよい。 In addition, the control unit 1002 plays a role of executing an instruction stored in the storage unit 1004 and controlling the overall operation. The control unit 1002 includes a program counter, an instruction register, and a control signal generation unit. Further, the control portion 1002 can also be formed of a TFT, and a crystallized semiconductor film may be manufactured as an active layer of the TFT.
また、記憶部1004は、計算を行うためのデータと命令を格納する場所であり、CPUで頻繁に実行されるデータやプログラムが格納されている。記憶部1004は、主メモリ、アドレスレジスタ、データレジスタからなる。さらに主メモリに加えてキャッシュメモリを用いてもよい。これらのメモリは、SRAM、DRAM、フラッシュメモリなどで形成すればよい。また、記憶部1004もTFTで構成する場合には、結晶化を行った半導体膜をTFTの活性層として作製することができる。 The storage unit 1004 is a place for storing data and instructions for calculation, and stores data and programs that are frequently executed by the CPU. The storage unit 1004 includes a main memory, an address register, and a data register. Further, a cache memory may be used in addition to the main memory. These memories may be formed by SRAM, DRAM, flash memory, or the like. In the case where the memory portion 1004 is also formed using a TFT, a crystallized semiconductor film can be manufactured as an active layer of the TFT.
また、入力部1005は外部からデータやプログラムを取り込む装置である。また、出力部1006は結果を表示するための装置、代表的には表示装置である。 An input unit 1005 is a device that takes in data and programs from the outside. The output unit 1006 is a device for displaying the result, typically a display device.
こうして得られたCPU(端子電極、引き出し配線を含む)を含む被剥離層を基板から剥離し、プラスチック基板に転写する。 The layer to be peeled including the CPU (including terminal electrodes and lead wirings) thus obtained is peeled from the substrate and transferred to a plastic substrate.
また、CPUだけでなく、電流回路、表示部、および駆動回路部をも一緒に作製することができ、例えば非接触型の薄膜集積回路を有するカードを作製することができる。 In addition to the CPU, a current circuit, a display portion, and a drive circuit portion can be manufactured together. For example, a card having a non-contact type thin film integrated circuit can be manufactured.
図10(B)は、非接触型の薄膜集積回路の図である。 FIG. 10B is a diagram of a non-contact thin film integrated circuit.
図10(B)には、非接触型の薄膜集積回路の具体的な構成の上面図を示している。表示部と、アンテナ31と、電流回路32と、CPU33やメモリ34等を含む集積回路部35を有し、アンテナは電流回路を介してICに接続されている。電流回路32は、例えばダイオードと、容量とを有する構成であればよく、アンテナが受信する交流周波を直流に変換する機能を有する。また、アンテナ31は、集積回路と同一工程で形成することもできる。 FIG. 10B shows a top view of a specific structure of a non-contact thin film integrated circuit. The display unit, the antenna 31, the current circuit 32, and the integrated circuit unit 35 including the CPU 33, the memory 34, and the like are provided, and the antenna is connected to the IC through the current circuit. The current circuit 32 may be configured to have, for example, a diode and a capacitor, and has a function of converting the AC frequency received by the antenna into DC. The antenna 31 can also be formed in the same process as the integrated circuit.
なお、非接触型のICの特徴は、コイル状に巻かれたアンテナの電磁誘導作用(電磁誘導方式)、相互誘導作用(電磁結合方式)又は静電気による誘導作用(静電結合方式)により電力が供給される点である。このアンテナの巻き数を制御することにより、受信する周波数の高さを選ぶことができる。 The non-contact type IC is characterized in that the electric power is generated by the electromagnetic induction effect (electromagnetic induction method), mutual induction effect (electromagnetic coupling method) or static induction effect (electrostatic coupling method) of the coiled antenna. It is a point to be supplied. By controlling the number of turns of the antenna, the height of the frequency to be received can be selected.
周波数は、遠隔型ではマイクロ波、近傍型及び近接型では13.56MHz、密着型では4.91MHzが一般的に使用されているが、周波数を高め波長を短くすることによりアンテナの巻き数を小さくできる。 The frequency is generally microwave for remote type, 13.56 MHz for proximity type and proximity type, and 4.91 MHz for close contact type, but the number of antenna turns can be reduced by increasing the frequency and shortening the wavelength. it can.
また非接触型薄膜集積回路は接触型薄膜集積回路と比較すると、リーダ/ライタに接触せず、非接触で電源供給及び情報通信を行うため、破損せず、高い耐久性を有し、静電気等によるエラーの心配がない。更にはリーダ/ライタ自体の構成は複雑にならならず、薄膜集積回路をリーダ/ライタにかざせばよいので、取り扱いが容易である。 Compared with the contact type thin film integrated circuit, the non-contact type thin film integrated circuit is not in contact with the reader / writer and performs power supply and information communication without contact, so it is not damaged and has high durability, static electricity, etc. There is no worry about errors. Furthermore, the configuration of the reader / writer itself does not become complicated, and the thin film integrated circuit only needs to be held over the reader / writer, so that handling is easy.
非接触型の集積回路は、CPUと、メモリと、I/Oポートと、コプロセッサを有し、パスを介してデータ交換を行っている。更にICはRF(無線)インタフェースと、非接触インタフェースとを有している。そして、読み取り手段であるリーダ/ライタは、非接触インタフェースと、インタフェース回路とを有し、ICをリーダ/ライタへかざし、各非接触インタフェース間で通信や電波により情報伝達・交換が行われる。そしてリーダ/ライタの、インタフェース回路によりホストコンピュータと情報伝達・交換をしている。もちろんホストコンピュータがリーダ/ライタ手段を有していても構わない。 The non-contact type integrated circuit includes a CPU, a memory, an I / O port, and a coprocessor, and exchanges data through a path. Further, the IC has an RF (wireless) interface and a non-contact interface. The reader / writer, which is a reading means, has a non-contact interface and an interface circuit. The IC is held over the reader / writer, and information is transmitted and exchanged between the non-contact interfaces by communication or radio waves. Information is exchanged and exchanged with the host computer by the interface circuit of the reader / writer. Of course, the host computer may have reader / writer means.
図10(C)は、図10(B)に対応するプラスチックカードとした場合の外観図である。図10(C)において、1010はプラスチックカード本体、1011は反射型液晶の表示部、1012は記憶部、1013はCPUである。認証カードとした場合には、軽量であり、フレキシブルなカードとすることができる。そして、認証カードが不用になった場合には簡単に切断、細分化することが可能であり、記憶部にある情報を完全に読み取り不能、または偽造複製防止することができる。 FIG. 10C is an external view of a plastic card corresponding to FIG. In FIG. 10C, 1010 is a plastic card body, 1011 is a reflective liquid crystal display unit, 1012 is a storage unit, and 1013 is a CPU. When the authentication card is used, the card is lightweight and flexible. When the authentication card becomes unnecessary, it can be easily cut and subdivided, and the information in the storage unit can be completely unreadable or counterfeited.
また、図11にカードの情報を読み取る様々な形態の例を示す。図11(A)に示すようなリーダ/ライタ本体70のセンサー部71に、薄膜集積回路を内蔵したカード72をかざす。 FIG. 11 shows examples of various modes for reading card information. A card 72 containing a thin film integrated circuit is held over a sensor portion 71 of a reader / writer main body 70 as shown in FIG.
また図11(B)に示すように、個人が所有する携帯情報端末、例えば携帯電話機本体80に、リーダ機能を搭載させ、本体の一部に設けられたセンサー部81に薄膜集積回路を内蔵したカード82をかざし、表示部83に情報を表示させる。 Further, as shown in FIG. 11B, a portable information terminal owned by an individual, for example, a mobile phone main body 80 is equipped with a reader function, and a thin film integrated circuit is incorporated in a sensor portion 81 provided in a part of the main body. Hold the card 82 to display information on the display unit 83.
また図11(C)に示すように、個人が所有する携帯可能なリーダ90のセンサー部91を薄膜集積回路を内蔵したカード92かざし、表示部93に情報を掲載させる。 Further, as shown in FIG. 11C, a sensor unit 91 of a portable reader 90 owned by an individual is held over a card 92 containing a thin film integrated circuit, and information is displayed on a display unit 93.
本実施例では非接触型のリーダ/ライタについて説明したが、接触型であっても表示部に情報を表示させればよい。また非接触型又は接触型の薄膜集積回路を内蔵したカード自体に表示部を設け、情報を表示させても構わない。 In this embodiment, a non-contact type reader / writer has been described. However, information may be displayed on a display unit even in a contact type. Further, a display unit may be provided on a card itself incorporating a non-contact type or contact type thin film integrated circuit to display information.
また、図10(D)は、液晶表示部を複数有する情報携帯端末の例である。 FIG. 10D illustrates an example of a portable information terminal including a plurality of liquid crystal display portions.
図10(D)に示す装置は、折り曲げ可動部1023により折りたたむことができ、名刺サイズとすることができる。プラスチック1020が本体となっているため、軽量であり、左側表示部1021と右側表示部1022を有している。また、プラスチック1020にCPUなどの集積回路を設けてもよい。
The apparatus illustrated in FIG. 10D can be folded by the bending
また、本実施例は実施の形態1、実施の形態2、実施例1、実施例2、または実施例3と自由に組み合わせることができる。 In addition, this embodiment can be freely combined with Embodiment Mode 1, Embodiment Mode 2, Embodiment Mode 1, Embodiment Mode 2, or Embodiment Mode 3.
本実施例では、有機材料を用いて形成する有機TFTの作製方法を、図12を用いて説明する。 In this embodiment, a method for manufacturing an organic TFT formed using an organic material will be described with reference to FIGS.
図12(A)に示すように、絶縁表面を有する基板901を用意する。この基板901は可撓性を有し、透光性を有するものであればよく、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリカーボネート(PC)、ポリイミドなどから選択される。なお基板901の実用的な厚さは10〜200μmである。
As shown in FIG. 12A, a
そして、基板901上にバリア層902を形成する。このバリア層902は、高周波スパッタリング法で形成された水素を含まない窒化シリコンやその窒化シリコンと酸化シリコン膜との多層膜で形成するとよい。このバリア層902は外部環境から侵入する水蒸気や有機物ガスのバリア層となり、有機半導体材料等が水蒸気や有機物ガスにより劣化するのを防ぐことができる。
Then, a
そしてバリア層902上に、TFTのゲート電極903として機能する第1の導電膜を、導電性ペーストを用いて形成する。導電性ペーストとしては、導電性カーボンペースト、導電性銀ペースト、導電性銅ペースト、導電性ニッケルなどを用い、スクリーン印刷法、ロールコーター法又はインクジェット法で所定のパターンに形成する。導電性ペーストで所定のパターンに形成した後は、レベリング、乾燥後、100〜200℃で硬化させる。
Then, a first conductive film functioning as a
次いで、図12(B)に示すように、ゲート電極903上にゲート絶縁膜904として機能する第1の絶縁膜を形成する。なお、第1の絶縁膜は、ロールコーター法やスプレー法などを用いて、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フェノキシ樹脂、非芳香族多官能性イソシアナート、メラミン樹脂を添加したもので形成する。また、ゲート絶縁膜の膜厚は、ゲート電圧を考慮すると100〜200nm程度で形成することが好ましい。
Next, as illustrated in FIG. 12B, a first insulating film functioning as the
その後、図12(C)に示すように、ゲート絶縁膜904にソース電極905a又はドレイン電極905bとして機能する第2の導電膜を形成する。この第2の導電膜の材料としては、多くの有機半導体材料が電荷を輸送する材料がキャリアとして正孔を輸送するp型半導体であることからその半導体層とオーミック接触を取るために仕事関数の大きい金属を用いることが望ましい。具体的には、金や白金、クロム、パラジウム、アルミニウム、インジウム、モリブデン、ニッケル等の金属又は合金材料を含む導電性ペーストを印刷法又はロールコーター法を用いて形成する。
After that, as illustrated in FIG. 12C, a second conductive film functioning as the
そして、図12(D)に示すように、ソース電極905a又はドレイン電極905b上に土手906として設けられる第2の絶縁膜を形成する。なお、第2の絶縁膜は有機半導体膜を注入するために、ゲート電極上方に開口部が形成されるようにスクリーン印刷法を用いて、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フェノキシ樹脂、非芳香族多官能性イソシアナート、メラミン樹脂を添加したもので形成する。また、土手を形成後にソース電極及びドレイン電極を形成しても構わない。
Then, as illustrated in FIG. 12D, a second insulating film provided as a
その後、有機半導体膜を形成する。有機半導体膜のうち、高分子系の材料を用いる場合は、ディッピング法、キャスト法、バーコート法、スピンコート法、スプレー法、インクジェット法又は印刷法を適宜用いればよい。有機半導体材料としては、有機分子性結晶や有機高分子化合物材料を用いればよい。具体的な有機分子結晶は、多環芳香族化合物、共役二重結合系化合物、カロテン、マクロ環化合物又はその錯体、フタロシアニン、電気移動型錯体、テトラチオフルバレン:TCNQ錯体、遊離基、ジフェニルピクリヒドラジル、色素又はたんぱくが挙げられる。また具体的な有機高分子化合物材料は、π共役系高分子、CT錯体、ポリビニルピリジン、よう素又はフタロシアニン金属錯体などの高分子が挙げられる。特に骨格が共役二重結合から構成されるπ共役系高分子である、ポリアセチレン ポリアニリン、ポリピロール、ポリチエニレン、ポリチオフェン誘導体、ポリ(3ヘキシルチオフェン)[P3HT;ポリチオフェンの3位置に柔軟なアルキル基を導入したポリチオフェン誘導体のアルキル基がヘキシル基である高分子]、ポリ(3アルキルチオフェン)、ポリ(3ドコシルチオフェン)、ポリパラフェニレン誘導体又はポリパラフェニレンビニレン誘導体を用いると好ましい。 Thereafter, an organic semiconductor film is formed. In the case of using a polymer material among the organic semiconductor films, a dipping method, a casting method, a bar coating method, a spin coating method, a spray method, an ink jet method, or a printing method may be used as appropriate. As the organic semiconductor material, an organic molecular crystal or an organic polymer compound material may be used. Specific organic molecular crystals include polycyclic aromatic compounds, conjugated double bond compounds, carotenes, macrocyclic compounds or complexes thereof, phthalocyanines, electromigration complexes, tetrathiofulvalene: TCNQ complexes, free radicals, diphenylpicryls. A hydrazyl, a pigment | dye, or protein is mentioned. Specific examples of the organic polymer compound material include polymers such as π-conjugated polymers, CT complexes, polyvinyl pyridine, iodine, and phthalocyanine metal complexes. In particular, polyacetylene, polyaniline, polypyrrole, polythienylene, polythiophene derivatives, poly (3-hexylthiophene) [P3HT; a flexible alkyl group at the 3-position of polythiophene, which is a π-conjugated polymer whose skeleton is composed of conjugated double bonds Polymers in which the alkyl group of the polythiophene derivative is a hexyl group], poly (3 alkylthiophene), poly (3docosylthiophene), a polyparaphenylene derivative, or a polyparaphenylene vinylene derivative are preferably used.
また、低分子系の材料を用いる有機半導体膜は、蒸着法を用いればよい。例えば、蒸着法により、チオフェンオリゴマ膜(重合度6)やペンタセン膜を成膜すればよい。 An organic semiconductor film using a low molecular material may be formed by an evaporation method. For example, a thiophene oligomer film (polymerization degree 6) or a pentacene film may be formed by vapor deposition.
また特に大型基板の場合や、第1の基板及び第2の基板が柔軟性に富む場合などは溶液を滴下する方法により有機半導体膜を形成することが好ましい。そして、図12(E)に示すように、自然放置又はベークにより溶媒をとばし、有機半導体膜907を形成する。
In particular, in the case of a large substrate or when the first substrate and the second substrate are highly flexible, it is preferable to form the organic semiconductor film by a method of dropping a solution. Then, as shown in FIG. 12E, the
次いで、図12(F)に示すように、パッシベーション膜908を形成する。パッシベーション膜は、RFスパッタ法により窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜といった珪素を含む絶縁材料で形成すればよい。
Next, as shown in FIG. 12F, a
その後、ソース電極、ドレイン電極やゲート電極と各配線(図12では図示しない)とは、素子基板とTFTとの間でコンタクトを取り接続して半導体素子を形成し、更に実施の形態1または実施の形態2に従って液晶材料を滴下して、液晶表示装置(液晶表示モジュール)を完成させればよい。 Thereafter, the source electrode, the drain electrode, the gate electrode, and each wiring (not shown in FIG. 12) are contacted and connected between the element substrate and the TFT to form a semiconductor element. A liquid crystal material may be dropped according to Embodiment 2 to complete a liquid crystal display device (liquid crystal display module).
以上のように全てを有機化合物材料で形成された有機TFTは軽く、可撓性を有する半導体装置(具体的には液晶表示装置)を得ることが出来る。また、安価な有機材料を用いて形成でき、更には破棄する材料が非常に少ないため、半導体装置のコストを削減することができる。 As described above, the organic TFT formed entirely of an organic compound material is light and a flexible semiconductor device (specifically, a liquid crystal display device) can be obtained. In addition, the cost of the semiconductor device can be reduced because the organic material can be formed using an inexpensive organic material and the material to be discarded is very small.
特に本実施例のような有機TFTは、1枚のパネルに情報を視覚的に表示する画素部と、各種情報を送受信する通信機能と、情報を記憶又は加工するコンピュータ機能など全てを集積するシステム・オン・パネルに適応することが可能となる。 In particular, the organic TFT as in this embodiment is a system that integrates all of a pixel unit that visually displays information on a single panel, a communication function that transmits and receives various types of information, and a computer function that stores or processes information.・ It becomes possible to adapt to on-panel.
また、本実施例は実施の形態1、実施の形態2、実施例1、実施例2、実施例3、または実施例4と自由に組み合わせることができる。 Further, this embodiment can be freely combined with Embodiment Mode 1, Embodiment Mode 2, Embodiment 1, Embodiment 2, Embodiment 3, or Embodiment 4.
本発明を実施して得た液晶表示装置を表示部に組み込むことによって電子機器を作製することができる。電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、オーディオコンポ等)、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDigital Versatile Disc(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置)などが挙げられる。それらの電子機器の具体例を図13に示す。 An electronic device can be manufactured by incorporating a liquid crystal display device obtained by implementing the present invention into a display portion. Electronic devices include video cameras, digital cameras, goggle-type displays (head-mounted displays), navigation systems, sound playback devices (car audio, audio components, etc.), notebook-type personal computers, game devices, and portable information terminals (mobile computers, A mobile phone, a portable game machine, an electronic book, or the like), an image playback device including a recording medium (specifically, a display capable of playing back a recording medium such as a digital versatile disc (DVD) and displaying the image) Apparatus). Specific examples of these electronic devices are shown in FIGS.
図13(A)はテレビであり、筐体2001、支持台2002、表示部2003、スピーカー部2004、ビデオ入力端子2005等を含む。本発明は表示部2003に適用することができる。なお、パソコン用、TV放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用のテレビが含まれる。
FIG. 13A illustrates a television which includes a
図13(B)はデジタルカメラであり、本体2101、表示部2102、受像部2103、操作キー2104、外部接続ポート2105、シャッター2106等を含む。本発明は、表示部2102に適用することができる。
FIG. 13B illustrates a digital camera, which includes a
図13(C)はノート型パーソナルコンピュータであり、本体2201、筐体2202、表示部2203、キーボード2204、外部接続ポート2205、ポインティングマウス2206等を含む。本発明は、表示部2203に適用することができる。
FIG. 13C illustrates a laptop personal computer, which includes a
図13(D)はモバイルコンピュータであり、本体2301、表示部2302、スイッチ2303、操作キー2304、赤外線ポート2305等を含む。本発明は、表示部2302に適用することができる。
FIG. 13D illustrates a mobile computer, which includes a
図13(E)は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置(具体的にはDVD再生装置)であり、本体2401、筐体2402、表示部A2403、表示部B2404、記録媒体(DVD等)読み込み部2405、操作キー2406、スピーカー部2407等を含む。表示部A2403は主として画像情報を表示し、表示部B2404は主として文字情報を表示するが、本発明は表示部A、B2403、2404に適用することができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
FIG. 13E shows a portable image reproducing device (specifically, a DVD reproducing device) provided with a recording medium, which includes a
図13(F)はゲーム機器であり、本体2501、表示部2505、操作スイッチ2504等を含む。 FIG. 13F shows a game machine, which includes a main body 2501, a display portion 2505, operation switches 2504, and the like.
図13(G)はビデオカメラであり、本体2601、表示部2602、筐体2603、外部接続ポート2604、リモコン受信部2605、受像部2606、バッテリー2607、音声入力部2608、操作キー2609等を含む。本発明は、表示部2602に適用することができる。
FIG. 13G illustrates a video camera, which includes a main body 2601, a display portion 2602, a
図13(H)は携帯電話であり、本体2701、筐体2702、表示部2703、音声入力部2704、音声出力部2705、操作キー2706、外部接続ポート2707、アンテナ2708等を含む。本発明は、表示部2703に適用することができる。なお、表示部2703は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電流を抑えることができる。
FIG. 13H illustrates a mobile phone, which includes a
以上の様に、本発明を実施して得た表示装置は、あらゆる電子機器の表示部として用いても良い。なお、本実施例の電子機器には、実施の形態1、実施の形態2、または実施例1乃至5のいずれか一の構成を用いて作製された液晶表示装置を用いても良い。 As described above, the display device obtained by implementing the present invention may be used as a display unit of any electronic device. Note that a liquid crystal display device manufactured using any one of Embodiment Modes 1, 2, and Examples 1 to 5 may be used for the electronic device of this example.
本発明により、液晶材料の利用効率が高く、且つ、信頼性の高いフレキシブルな液晶表示装置を大量生産することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to mass-produce flexible liquid crystal display devices with high use efficiency of liquid crystal materials and high reliability.
110:第1の基板
114:液晶材料
115:柱状スペーサ
120:第2の基板
110: First substrate 114: Liquid crystal material 115: Columnar spacer 120: Second substrate
Claims (19)
前記第1の可撓性基板の片面側のみに無機絶縁膜を形成するとともに、前記第2の可撓性基板の片面側のみに無機絶縁膜を形成し、
前記第1の可撓性基板の前記無機絶縁膜上に画素電極を形成するとともに、前記第2の可撓性基板の前記無機絶縁膜上に対向電極を形成し、
前記第1の可撓性基板の前記無機絶縁膜上に、前記一対の基板の間隔を一定に保つための柱状スペーサを形成し、
前記第2の可撓性基板の前記無機絶縁膜上にシール材を描画し、仮焼成して仮固定し、
前記対向電極上であって前記シール材に囲まれた領域に減圧下で液晶材料を滴下し、
滴下された前記液晶材料を減圧下で加熱脱気し、
減圧下で前記第1の可撓性基板と前記第2の可撓性基板とを貼り合わせ、
前記シール材を固定することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。 A first flexible substrate, a second flexible substrate, and a liquid crystal held between a pair of substrates composed of the first flexible substrate and the second flexible substrate. A method of manufacturing a liquid crystal display device provided,
Forming an inorganic insulating film only on one side of the first flexible substrate, and forming an inorganic insulating film only on one side of the second flexible substrate;
Forming a pixel electrode on the inorganic insulating film of the first flexible substrate and forming a counter electrode on the inorganic insulating film of the second flexible substrate;
Forming a columnar spacer on the inorganic insulating film of the first flexible substrate to maintain a constant distance between the pair of substrates;
Drawing a sealing material on the inorganic insulating film of the second flexible substrate, temporarily firing and temporarily fixing,
A liquid crystal material is dropped under reduced pressure on the counter electrode and in a region surrounded by the sealing material,
The liquid crystal material dropped is heated and degassed under reduced pressure,
Bonding the first flexible substrate and the second flexible substrate under reduced pressure,
A method for manufacturing a liquid crystal display device, wherein the sealing material is fixed.
前記第1の可撓性基板の片面側のみに無機絶縁膜を形成するとともに、前記第2の可撓性基板の片面側のみに無機絶縁膜を形成し、
前記第1の可撓性基板の前記無機絶縁膜上に画素電極を形成するとともに、前記第2の可撓性基板の前記無機絶縁膜上に対向電極を形成し、
前記第1の可撓性基板の前記無機絶縁膜上に、前記一対の基板の間隔を一定に保つための柱状スペーサを形成し、
前記第1の可撓性基板の前記無機絶縁膜上にシール材を描画し、仮焼成して仮固定し、
前記画素電極上であって前記シール材に囲まれた領域に減圧下で液晶材料を滴下し、
滴下された前記液晶材料を減圧下で加熱脱気し、
減圧下で前記第1の可撓性基板と前記第2の可撓性基板とを貼り合わせ、
前記シール材を固定することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。 A first flexible substrate, a second flexible substrate, and a liquid crystal held between a pair of substrates composed of the first flexible substrate and the second flexible substrate. A method of manufacturing a liquid crystal display device provided,
Forming an inorganic insulating film only on one side of the first flexible substrate, and forming an inorganic insulating film only on one side of the second flexible substrate;
Forming a pixel electrode on the inorganic insulating film of the first flexible substrate and forming a counter electrode on the inorganic insulating film of the second flexible substrate;
Forming a columnar spacer on the inorganic insulating film of the first flexible substrate to maintain a constant distance between the pair of substrates;
Drawing a sealing material on the inorganic insulating film of the first flexible substrate, temporarily firing and temporarily fixing,
A liquid crystal material is dropped under reduced pressure on the pixel electrode and in a region surrounded by the sealing material,
The liquid crystal material dropped is heated and degassed under reduced pressure,
Bonding the first flexible substrate and the second flexible substrate under reduced pressure,
A method for manufacturing a liquid crystal display device, wherein the sealing material is fixed.
前記柱状スペーサは、アクリル、ポリイミド、ポリイミドアミド、エポキシの少なくとも1つを主成分とする有機樹脂材料、もしくは酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素のいずれか一種の材料、或いはこれらの積層膜からなる無機材料であることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。 In claim 1 or 2,
The columnar spacer is made of an organic resin material containing at least one of acrylic, polyimide, polyimide amide, and epoxy as a main component, or any one of silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride, or a laminated film thereof. A method for manufacturing a liquid crystal display device, which is an inorganic material.
前記無機絶縁膜は、高周波スパッタリング法により形成されることを特徴とする液晶表示の作製方法。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
The method for manufacturing a liquid crystal display, wherein the inorganic insulating film is formed by a high-frequency sputtering method.
前記無機絶縁膜は、窒化珪素膜であることを特徴とする液晶表示の作製方法。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
The method for manufacturing a liquid crystal display, wherein the inorganic insulating film is a silicon nitride film.
前記無機絶縁膜はシリコンをターゲットとした高周波スパッタリング法により作製される窒化珪素膜であることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。 In any one of Claims 1 thru | or 5,
The method for manufacturing a liquid crystal display device, wherein the inorganic insulating film is a silicon nitride film manufactured by a high-frequency sputtering method using silicon as a target.
前記無機絶縁膜はターボ分子ポンプもしくはクライオポンプを用いて背圧を1×10−3Pa以下とし、単結晶シリコンターゲットをN2ガスもしくはN2と希ガスとの混合ガスでスパッタして作製される窒化珪素膜であることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。 In any one of Claims 1 thru | or 6,
The inorganic insulating film is prepared by sputtering a single crystal silicon target with N 2 gas or a mixed gas of N 2 and a rare gas using a turbo molecular pump or a cryopump with a back pressure of 1 × 10 −3 Pa or less. A method for manufacturing a liquid crystal display device, which is a silicon nitride film.
前記無機絶縁膜は、アルゴン濃度が1×1020〜1×1021cm−3の窒化珪素膜であることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。 In any one of Claims 1 thru | or 7,
The method for manufacturing a liquid crystal display device, wherein the inorganic insulating film is a silicon nitride film having an argon concentration of 1 × 10 20 to 1 × 10 21 cm −3 .
前記第1の可撓性基板の片面側のみに設けられた無機絶縁膜と、前記第2の可撓性基板の片面側のみに設けられた無機絶縁膜と、を有し、
前記第1の可撓性基板の前記無機絶縁膜上に設けられた画素電極と、前記第2の可撓性基板の前記無機絶縁膜の下に設けられた対向電極と、を有し、
前記一対の基板の間隔を一定に保つための柱状スペーサと、を有し、
前記一対の基板は閉じられたパターン形状を有するシール材で貼り合わされていることを特徴とする液晶表示装置。 A first flexible substrate, a second flexible substrate, and a liquid crystal held between a pair of substrates composed of the first flexible substrate and the second flexible substrate. A liquid crystal display device comprising
An inorganic insulating film provided only on one side of the first flexible substrate; and an inorganic insulating film provided only on one side of the second flexible substrate;
A pixel electrode provided on the inorganic insulating film of the first flexible substrate, and a counter electrode provided under the inorganic insulating film of the second flexible substrate,
A columnar spacer for keeping the distance between the pair of substrates constant,
The liquid crystal display device, wherein the pair of substrates are bonded together with a sealing material having a closed pattern shape.
前記無機絶縁膜は、アルゴン濃度が1×1020〜1×1021cm−3の窒化珪素膜であることを特徴とする液晶表示装置。 In claim 9,
The liquid crystal display device, wherein the inorganic insulating film is a silicon nitride film having an argon concentration of 1 × 10 20 to 1 × 10 21 cm −3 .
前記無機絶縁膜は水素濃度が1×1021cm−3以下の窒化珪素膜であることを特徴とする液晶表示装置。 In claim 9 or claim 10,
The liquid crystal display device, wherein the inorganic insulating film is a silicon nitride film having a hydrogen concentration of 1 × 10 21 cm −3 or less.
前記無機絶縁膜は水素濃度が1×1021cm−3以下、かつ、酸素濃度が5×1018〜5×1021cm−3の窒化珪素膜であることを特徴とする液晶表示装置。 In claim 9 or claim 10,
The liquid crystal display device, wherein the inorganic insulating film is a silicon nitride film having a hydrogen concentration of 1 × 10 21 cm −3 or less and an oxygen concentration of 5 × 10 18 to 5 × 10 21 cm −3 .
前記第1の可撓性基板の片面側のみに設けられた窒化珪素膜と酸化珪素膜との多層膜からなる無機絶縁膜と、前記第2の可撓性基板の片面側のみに設けられた窒化珪素膜と酸化珪素膜との多層膜からなる無機絶縁膜と、を有し、
前記第1の可撓性基板の前記無機絶縁膜上に設けられた画素電極と、前記第2の可撓性基板の前記無機絶縁膜の下に設けられた対向電極と、を有し、
前記一対の基板の間隔を一定に保つための柱状スペーサと、を有し、
前記一対の基板は閉じられたパターン形状を有するシール材で貼り合わされていることを特徴とする液晶表示装置。 A first flexible substrate, a second flexible substrate, and a liquid crystal held between a pair of substrates composed of the first flexible substrate and the second flexible substrate. A liquid crystal display device comprising
An inorganic insulating film made of a multilayer film of a silicon nitride film and a silicon oxide film provided only on one side of the first flexible substrate, and provided only on one side of the second flexible substrate An inorganic insulating film composed of a multilayer film of a silicon nitride film and a silicon oxide film,
A pixel electrode provided on the inorganic insulating film of the first flexible substrate, and a counter electrode provided under the inorganic insulating film of the second flexible substrate,
A columnar spacer for keeping the distance between the pair of substrates constant,
The liquid crystal display device, wherein the pair of substrates are bonded together with a sealing material having a closed pattern shape.
前記窒化珪素膜は、アルゴン濃度が1×1020〜1×1021cm−3であることを特徴とする液晶表示装置。 In claim 13,
The silicon nitride film has an argon concentration of 1 × 10 20 to 1 × 10 21 cm −3 .
前記窒化珪素膜は水素濃度が1×1021cm−3以下であることを特徴とする液晶表示装置。 In claim 13 or claim 14,
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the silicon nitride film has a hydrogen concentration of 1 × 10 21 cm −3 or less.
前記窒化珪素膜は水素濃度が1×1021cm−3以下、かつ、酸素濃度が5×1018〜5×1021cm−3であることを特徴とする液晶表示装置。 In claim 13 or claim 14,
The liquid crystal display device, wherein the silicon nitride film has a hydrogen concentration of 1 × 10 21 cm −3 or less and an oxygen concentration of 5 × 10 18 to 5 × 10 21 cm −3 .
前記液晶表示装置は、アクティブマトリクス型であることを特徴とする液晶表示装置。 In any one of Claims 9 thru | or 16,
The liquid crystal display device is of an active matrix type.
前記液晶表示装置は、パッシブ型であることを特徴とする液晶表示装置。 In any one of Claims 9 thru | or 16,
The liquid crystal display device is a passive type liquid crystal display device.
前記液晶表示装置は、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ディスプレイ、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータまたは携帯情報端末であることを特徴とする液晶表示装置。 In any one of claims 9 to 18,
The liquid crystal display device is a video camera, a digital camera, a display, a car navigation system, a personal computer, or a portable information terminal.
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