CN1527116A

CN1527116A - 液晶显示器件及其制作方法

Info

Publication number: CN1527116A
Application number: CNA2004100080040A
Authority: CN
Inventors: 山崎舜平; 高山彻
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2024-03-05
Also published as: KR20090037869A; CN104317113B; KR101272771B1; CN104317113A; KR101273557B1; TWI380080B; TWI360702B; US20140132908A1; TW200903088A; US20080239230A1; TW200500752A; CN101369072A; US8634050B2; CN100576042C; JP2010237712A; US20040233374A1; JP5190495B2; KR20040078906A; US7426008B2

Abstract

在使用塑料衬底的液晶显示器件中，随着屏幕尺寸的不断加大，人们对实现高清晰度、高孔径效率、和高可靠性有了更强烈的需求。与此同时，对提高生产率以及降低成本也有了更高的要求。针对这样的要求，本发明提出了一个方案，即，在对面衬底(柔性衬底)上提供保护膜123，其中所述保护膜至少具有一层用以硅制成的靶通过高频率溅射法形成的氮化硅膜，并在对面衬底上涂画密封材料112，在真空下向对面衬底滴注液晶材料114后，粘贴其上提供有像素电极111以及圆柱状隔离物115的柔性衬底110。

Description

液晶显示器件及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器件及其制作方法。例如，本发明涉及具有由薄膜晶体管(在下文中被称为TFT)构成其电路的以液晶显示屏板(panel)为典型的电光器件，以及其上搭载了这样的电光器件作为其部件的电子器具。

背景技术

近年来，利用在具有绝缘表面的衬底上形成的半导体薄膜(厚度为几至几百nm左右)来构成薄膜晶体管(TFT)的技术受人关注。薄膜晶体管被广泛地应用于电子器件诸如IC(集成电路)、电光器件等，并且特别迫切需要将其开发作为图像显示器件的开关元件。

长期以来，液晶显示器件作为图像显示器件是众所周知的。因有源矩阵型液晶显示器件比无源矩阵型液晶显示器件更能显示高清晰图像，所以有源矩阵型液晶显示器件被广泛利用。在有源矩阵型液晶显示器件中，通过驱动以矩阵形式排列的像素电极，从而在显示屏幕上形成显示图案。更具体地说，因为在选择的像素电极和一个相应于这一选择的像素电极的对面的电极(opposing electrode)之间施加电压，因此在选择的像素电极和对面电极之间排列的液晶层被光学调制，而这一光调制作为显示图案由观看者识别。

这种有源矩阵型电光器件已广泛用于各种领域，随着显示屏幕尺寸的加大、对实现高清晰度、高孔径效率、和高可靠性有强烈需求。与此同时，对提高生产率以及降低成本的要求也更进一步提高。

另外，本发明的申请人在专利文件1中提出了滴注液晶的方案。

专利文件1

USP 4,691,995

本发明的目的是提供一种液晶材料利用率高，并且可靠性高的柔性液晶显示器件。

随着屏板尺寸趋向于增大，用于屏板的材料成本也增高。尤其是夹在像素电极和对面电极之间的液晶材料价格昂贵。

本发明提供一种在大尺寸衬底上高效率制作液晶显示器件的方法，这样的大尺寸衬底具体包括比如：320mm×400mm、370mm×470mm、550mm×650mm、600mm×720mm、680mm×880mm、1000mm×1200mm、1100mm×1250mm或1150mm×1300mm的尺寸。而且，本发明还提供使用衬底尺寸甚至为1500mm×1800mm、1800mm×2000mm、2000mm×2100mm、2200mm×2600mm、2600mm×3100mm这样的大尺寸衬底制作液晶显示器件的方法，并且该制作方法适合批量生产。

另外，为了密封液晶，需要执行：涂画密封材料；粘合对面衬底(opposing substrate)；分割；注入液晶；密封液晶注入口等复杂工艺。特别是当屏板尺寸增大后，利用毛细现象注入液晶，并给密封材料围住的区域(至少包括像素部分)中填充液晶变得相当困难。

另外，在粘合两张衬底，执行分割，从提供在分割面的液晶注入口处注入液晶材料时，从液晶注入口延伸到像素区域的作为液晶材料通道的部分会被液晶堵住。另外，当驱动电路部分和像素部分提供在同一个衬底时，不仅仅是像素部分，和驱动电路部分重叠的部分也会被液晶填充。象这样，显示部分以外的多余部分也会被填充了液晶材料。

另外，从液晶注入口延伸到像素区域的液晶材料的通道，尤其是液晶注入口附近，跟屏板的其他部分比，该处通过的液晶量极大，这样在注入液晶时就有产生摩擦，从而导致定向膜(aligning film)表面起变化，最终有引起液晶定向混乱的担忧。

此外，人们期待将液晶显示器件应用到各种场合，且尤其希望将其应用到移动式器具。目前，多使用玻璃衬底或石英衬底以形成液晶显示器件。但是，其缺点是它们易于破碎且笨重。此外，在大规模生产时，难于使用一大块的玻璃衬底或石英衬底，所以这些衬底是不合适大规模生产。因此，人们企望在柔性衬底上，典型的是在柔性塑料膜片上，形成液晶显示器件。

然而，塑料膜片跟玻璃衬底相比，其对杂质，如对湿气或碱性金属等的封闭性弱，因此会使液晶显示器件的可靠性变低。结果是，无法用塑料膜片实现高性能液晶显示器件。

发明内容

针对上述问题，本发明在完成在对面衬底(第一柔性衬底)上提供保护膜，涂画密封材料，并在真空中(减压下)滴注液晶到对面衬底上的工艺后，通过粘合其上提供有像素电极以及圆柱状的隔离物的第二柔性衬底而制成液晶显示器件。理想的是用圆柱状的隔离物保持一对柔性衬底之间的间距，并在减压的气氛下执行一对衬底的粘合。

另外，涂画密封材料可以使用散布器(dispenser)或喷墨机(inkjet)。涂画密封材料可以在减压的情况下执行，也可以在大气压下的惰性气氛中执行。密封材料中有可能需要添加媒介以调节密封材料的粘度，因此，在减压的情况下执行涂画时，最好使用含有不容易挥发的媒介的密封材料，以避免使密封材料变质，固化。

另外，密封材料的图案要围住像素部分并且是封闭的，并在封闭的空间中填充液晶。

此外，可以在其上提供有像素部分的衬底上即描画密封材料又滴注液晶。另外，在柔性衬底上提供保护膜，并在真空中(减压下)，只在像素电极上，也就是只在像素部分上滴注液晶，然后，粘贴提供有密封材料的对面衬底。

另外，作为本发明中的保护膜，优选的是，用以硅制成的靶通过高频率溅射法形成的氮化硅膜的单层膜，或氮化硅膜和氧化硅膜的叠层膜。

由硅制成的靶用RF溅射形成的高密集氮化硅膜不但可以有效地防止因诸如纳，锂，镁等的碱性金属或碱土金属污染TFT(多晶硅TFT、非晶硅TFT、有机TFT等)引起的门槛值电压的变动，而且，对氧气和湿气有极高的封闭效果。另外，为提高封闭效果，理想的是，氮化硅膜中氧气和氢气的含量在10原子％或更少的范围，优选在1原子％或更少的范围。

具体的溅射条件是：使用氮气或氮和稀有气的混合气；将压力设定为0.1至1.5Pa；频率为13MHz至40MHz；电力为5至20W/cm²；衬底温度为室温至350℃；硅靶(1至10Ωcm)和衬底的距离为40mm至200mm；背压力为1×10^-3Pa或更少。还可以给衬底背面喷涂稀有气体。例如，在流率为Ar：N₂＝20sccm：20sccm；压力为0.8Pa；频率为13.56MHz；电力为16.5W/cm²；衬底温度为200℃；硅靶和衬底的距离为60mm；背压力为3×10^-5Pa的条件下得到的高密集的氮化硅膜有以下特征：蚀刻速度较慢(指用LAL 500，在20℃的条件下实施蚀刻的蚀刻速度，以下相同)为9nm或更少(优选的是0.5至3.5nm或更少)；氢的密度较少为1×10¹¹atoms/cm^-3或更少(优选的是5×10²⁰atoms/cm^-3或更少)。这里的“LAL 500”是指日本桥本化成公司生产的“LAL 500SA缓冲氢氟酸”，即NH₄HF₂(7.13％)和NH₄F(15.4％)的水溶液。

由以上溅射法制成的氮化硅膜，其电容率是7.02至9.3；折光率是1.91至2.13；内应力是4.17×10⁸dyn/cm²；蚀刻速度是0.77至1.31nm/min。内应力数值的正负号虽根据压应力或拉应力变化，这里只取其绝对值。另外，根据通过由以上溅射法制成的氮化硅膜的RBS(Rutherford Back Scattering spectroscopy，卢瑟福反向散射光谱学)得到的Si密度为37.3atomic％；N密度为55.9atomic％。另外，根据由以上溅射法制成的氮化硅膜的SIMS(二次离子质谱，secondary ion mass spectroscopy)得到的氢气密度为4×10²⁰atoms/cm^-3；氧气密度为8×10²⁰atoms/cm^-3；碳密度为1×10¹⁹atoms/cm^-3。另外，由以上溅射法制成的氮化硅膜在可视光面积内具有80％或更多的透射率。图5示出了氮化硅膜(膜厚度为130nm)的SIMS的测定结果。

另外，层叠氮化硅膜(膜的厚度为30nm)和氧化硅膜(膜的厚度为20nm)，并将叠层的SIMS测定结果表示在图6中。该氮化硅膜的氩密度为1×10²⁰至1×10²¹atoms/cm^-3。应该注意，表1中示出上述氧化硅膜和上述氮化硅膜的一个典型的形成膜条件的例子。←

[表1]

	氧化硅(A)	氧化硅(B)	氮化硅
	氧化硅(A)	氧化硅(B)	氮化硅	气体	Ar/O₂	←	Ar/N₂
气流比	10/30	←	20/20	气体	Ar/O₂	←	Ar/N₂
气流比	10/30	←	20/20	压强(Pa)	0.4	←	0.8
频率(MHz)	13.56	←	←	压强(Pa)	0.4	←	0.8
频率(MHz)	13.56	←	←	电功率(W/cm2)	4.1	←	←
衬底温度(℃)	200	←	←	电功率(W/cm2)	4.1	←	←
衬底温度(℃)	200	←	←	靶材料	Si(B掺入1～10Ωcm)	合成石英	←
T/S(mm)	60	←	←	靶材料	Si(B掺入1～10Ωcm)	合成石英	←

如此，本发明通过在膜中包含氩或氮等惰性气体，以使该膜作为保护膜有效地防止湿气等杂质侵入而发挥作用。

公开在本说明书的本发明的结构为：

一种液晶显示器件，包括：

第一柔性衬底；

第二柔性衬底；以及

形成在由该第一、第二柔性衬底组成的一对衬底之间的液晶，

其中所述第一或第二柔性衬底上形成有无机绝缘膜以及保持所述一对衬底之间间距的圆柱状隔离物，

并且其中用封闭图案形状的密封材料将所述一对衬底被粘合在一起。

根据具有上述结构的液晶显示器件，其中无机绝缘膜是氩密度为1×10²⁰至1×10²¹cm^-3的氮化硅膜。并且，根据具有上述结构的液晶显示器件，其中所述无机绝缘膜是氢密度不多于1×10²¹cm^-3的氮化硅膜。另外，根据具有上述结构的液晶显示器件，其中所述无机绝缘膜是氢密度不多于1×10²¹cm^-3，且氧密度为5×10¹⁸cm^-3至5×10²¹cm^-3的氮化硅膜。

另外，为了缓和应力，保护膜可以使用由氮化硅膜和氧化硅膜构成的多层膜，公开在本说明书的本发明的其他结构为：

一种液晶显示器件，包括：

第一柔性衬底；

第二柔性衬底；以及

其中所述第一或第二柔性衬底上形成有由氮化硅膜和氧化硅膜的多层膜构成的无机绝缘膜，以及保持所述一对衬底之间间距的圆柱状隔离物，

并且其中用封闭图案形状的密封材料将所述一对衬底粘合在一起。

根据具有上述结构的液晶显示器件，其中所述氮化硅膜的氩密度为1×10²⁰至1×10²¹cm^-3。

本发明的柔性衬底，也就是薄膜状的塑料衬底优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚砜(PES)、聚萘酸乙酯(polyethylenenaphthalate)(PEN)、聚碳酸脂(PC)、尼龙、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSF)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚芳酯(PAR)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚丙烯、硫化聚丙烯、聚苯硫醚(PPS)、聚苯醚、聚酰亚胺等有机树脂构成的塑料衬底。另外，还可以使用塑料衬底(由具有极性基的冰片烯(norbornene)树脂组成的ARTON：日本JSR公司制造)。

另外，液晶的滴注可以应用使用散布器或喷墨机。在密封的密封材料图案中高精度地并且以稳定的滴注量滴注液晶是重要的。应当注意，喷墨法是向像素电极喷射(或滴注)多滴微量液晶的方法。借助于使用喷墨法，可以自由控制喷出次数，或喷出点的个数等微量液晶的量。

另外，液晶喷射(或滴注)最好在减压的情况下执行以防止杂质混入。并且，液晶即使在减压的情况下被滴注，也不会发生变质，固化等。另外，在减压的情况下滴注或喷射液晶时，也可以使用经预先减压被除沫处理过的液晶。另外，在执行液晶喷射(或滴注)期间，加热衬底以执行除沫处理，同时降低液晶的粘度。另外，如果有必要还可以在使用喷墨法的液晶滴注后，实施旋涂以求均匀的膜的厚度。还有，在粘合作业中，最好在减压的情况下执行粘合以防止在粘合时进入气泡。

为获得上述结构的制作方法的本发明的结构为：一种液晶显示器件的制作方法，其中的液晶显示器件包括第一衬底和第二衬底以及形成在由该第一、第二衬底组成的一对衬底之间的液晶，所述制作方法包括以下步骤：

在所述第一衬底或第二衬底上通过高频溅射法形成无机绝缘膜；

在所述第一衬底上形成像素电极；

在所述第二衬底上形成对面电极；

在所述第一衬底上形成保持所述一对衬底之间间距的圆柱状隔离物；

在所述第二衬底上涂画密封材料，并进行初步固定；

在减压的情况下，向所述第二衬底上的被所述密封材料围住的区域中滴注液晶材料；

在减压的情况下，对所述液晶材料进行加热除气；

在减压的情况下，粘合所述第一衬底和所述第二衬底；以及

固定所述密封材料。

另外，在粘合提供有密封材料的元件衬底的情形中，本发明的其他结构为：一种液晶显示器件的制作方法，其中的液晶显示器件包括第一衬底和第二衬底以及形成在由该第一、第二衬底组成的一对衬底之间的液晶，所述制作方法包括以下步骤：

在所述第一衬底上形成像素电极；

在所述第二衬底上形成对面电极；

在所述第一衬底上涂画密封材料，并进行初步固定；

在减压的情况下，向所述第一衬底上的被所述密封材料围住的区域中滴注液晶材料；

在减压的情况下，对所述液晶材料进行加热除气；

在减压的情况下，粘合所述第一衬底和所述第二衬底；以及

固定所述密封材料。

根据上述制作方法的各个结构，其中第一衬底或第二衬底是有柔性的塑料衬底。根据上述各个结构，其中所述无机绝缘膜是以硅为靶的通过高频溅射法制成的氮化硅膜。并且，所述无机绝缘膜是使用涡轮分子泵、低温泵在不多于1×10^-3Pa的背压(back pressure)下，用N₂气体或N₂和希有气体的混合气体溅射单晶硅靶而制成的氮化硅膜。

根据本发明，因只在需要的地方滴注需要的液晶量，所以没有材料被浪费。另外，由于密封材料图案是闭环状，这样就不需要液晶注入口和通道的密封材料图案。其结果是不会出现只在液晶注入时才产生的缺陷(比如定向缺陷)。

至于液晶，只要能被滴注出来，就没有特殊限制，可以将液晶材料和光固化材料或热固化材料混合，以提高在滴注液晶后一对衬底之间的粘接强度。

液晶的取向方式(orientation mode)使用液晶分子的排列以从光的射入到光的射出90°扭转取向的扭转向列TN(Twisted Nematic)方式的情况较多。在制作TN方式的液晶显示器件时，在两个衬底上形成定向膜，执行磨光(rubbing)处理后，粘合两个衬底并使衬底的磨光方向正交。

另外，密封材料最好选择即使和液晶接触也不会溶解于液晶的材料。另外，还可以提供围住像素部分，并围住和液晶连接的第一密封材料的第二密封材料，这样就对液晶形成了两重围。另外，在减压的情况下粘合时，优选在第一密封材料和第二密封材料之间填充不是液晶的，比如树脂的填充材料。

另外，可以在向两个衬底喷射(或滴注)液晶后执行粘合并防止在粘合时进入气泡。

另外，所述一对衬底之间的间距通过形成圆柱状的隔离物，或使密封材料包含填充物来维持。所述圆柱状的隔离物是以丙烯酸、聚酰亚胺、聚酰亚胺酰胺(polyimide amide)、环氧中的至少其中之一为主要成分的有机树脂材料，或者氧化硅，氮化硅，氧化氮化硅中任一的一种材料，或用上述材料的叠层膜构成的无机材料。

此外，本发明是在将衬底粘合后执行分割。

本发明在获取单个面的情形中，通过粘合预先分割好的对面衬底，以节省分割工艺。传统上是将液晶注入口设置在边缘面，所以在粘合后执行分割，然后在边缘面上形成液晶注入口。

根据上述各个结构，其中粘合所述一对衬底的工艺是在大气压下的惰性多性气氛中，或减压的情况下被执行。为了缩短工艺，最好在减压的情况下喷射多滴液晶，并且在同样减压，而且不暴露于大气的情况下，粘合一对衬底。

根据上述各个结构，所述减压的情况下是指1×10²Pa至2×10⁴Pa的惰性气氛中，或是指1Pa至5×10⁴Pa的真空气氛中。

所谓减压的情况下(包括在真空中的情况)，是指在比大气压低的气压下，被氮，稀有气体，其他惰性气体填充的气氛(下文中称为惰性气氛)中的1×10²Pa至2×10⁴Pa(优选5×10²Pa至5×10³Pa)。

根据上述各个结构，借助于适当地设定喷墨的条件和液晶材料，可以间歇附着所述液晶材料。而且也可以连续附着所述液晶材料。

根据上述各个结构，可以在喷射上述液晶时，以室温(典型的为20℃)至200℃的温度(注意要在塑料衬底自身不变质的范围内)加热上述衬底。通过加热对液晶材料执行除气。

此外，液晶显示器件粗略地可以分为两大类型，即无源矩阵类型(单纯矩阵类型)和有源类型(有源矩阵类型)，这两种类型都适用于本发明。

另外，在有源类型的液晶显示器件的情形中，作为开关元件使用的TFT没有特殊限制，可以使用以有结晶结构的半导体膜作为激活层的多晶硅TFT，也可以使用以有非晶结构的半导体膜作为激活层的非晶TFT，还可以使用以有机半导体膜作为激活层的有机TFT。TFT的激活层也可以采用有近程有序结构(partially ordered structure)和晶格应变(1attice strain)的半晶(semi amorphous)半导体膜(又称微晶(microcrystalline)半导体膜)。该半晶半导体膜具有介于非晶和结晶结构(包括单晶，多晶)中间结构，且自由能(freeenergy)稳定的第三状态的半导体。

另外，可以与TFT的结构无关地应用本发明。例如可以使用顶栅型TFT、底栅型(反交错型)TFT或顺交错型TFT。本发明尤其适用于有源类型，将用以硅制成的靶通过高频率溅射法形成的氮化硅膜的单层膜，或氮化硅膜和氧化硅膜的叠层膜应用于保护膜，可以抑制TFT的变质，提高液晶显示器件的可靠性。

附图说明

附图中：

图1A到1G是显示实施模式1的工艺图；

图2A和2G是显示实施模式2的工艺图；

图3A到3C是显示实施模式2的工艺图；

图4A和4B是显示实施模式2的工艺图；

图5是显示氮化硅膜中的C、N、O、H密度的SIMS测定结果的视图；

图6是显示氮化硅膜中的Ar密度的SIMS测定结果的视图；

图7是显示根据实施例1的有源矩阵型液晶显示器件的横截面图；

图8A和8B是显示根据实施例2的液晶模块的俯视图；

图9A到9E是显示根据实施例3的剥离步骤的工艺图；

图10A到10D是显示根据实施例4的卡式半导体器件的简图；

图11A到11C是显示根据实施例4的读取器/写入器的简图；

图12A到12F是显示根据实施例5的有机TFT的制作工艺的简图；

图13A到13H是显示根据实施例6的电子器具的实例的简图。

本发明的选择图为图1

具体实施方式

下面将对本发明的实施模式进行描述。

[实施模式1]

在此，将说明在对面衬底一侧涂画密封材料并滴注液晶的实例。下文将给出屏板制作的流程。

首先，准备好作为对面衬底的第二衬底120以及其上预先提供有TFT(图中没有表示)的第一衬底110。第一衬底110和第二衬底120只要是有柔性且能透射光的衬底就没有特殊限制，但典型的是使用塑料衬底。作为TFT，可以使用以多晶硅作为激活层的TFT(又称多晶硅TFT)，也可以使用以非晶硅作为激活层的TFT(又称非晶TFT)，还可以使用以有机半导体材料作为激活层的TFT(又称有机TFT)。

塑料衬底虽然有重量轻，厚度薄的优势，但对湿气等的封闭效果弱，所以本发明在塑料衬底的单面或双面上形成保护膜。在此，只在单面上通过溅射法形成氮化硅膜作为保护膜。由硅制成的靶用RF溅射形成的高密集氮化硅膜不但可以有效地防止因诸如纳，锂，镁等的碱性金属或碱土金属污染TFT引起的门槛值电压的变动，而且，对氧气和湿气有极高的封闭效果。另外，为提高封闭效果，理想的是，氮化硅膜中氧气和氢气的含量在10原子％或更少的范围，优选在1原子％或更少的范围。

具体的溅射条件是：使用氮气或氮和稀有气的混合气；将压力设定为0.1Pa至1.5Pa；频率为13MHz至40MHz；电力为5至20W/cm²；衬底温度为室温至350℃；硅靶(1至10Ωcm)和衬底的距离为40mm至200mm；背压力为1×10^-3Pa或更少。还可以给衬底背面喷涂被加热了的稀有气体。

如图1A所示，在作为对面衬底的第二衬底120上形成保护膜123，并且在第一衬底110上也形成保护膜113。虽然在第一衬底上没有表示出TFT等，但是至少提供一层氮化硅膜作为TFT的底层绝缘膜、层间绝缘膜、或保护膜。

其次，在第二衬底120上形成由透明导电膜制成的对面电极122。另外，在第一衬底110上也形成由透明导电膜制成的像素电极111。而且，在第一衬底110上形成保持衬底间距的由绝缘物质制成的圆柱状隔离物115(图1B)。另外，在双方的衬底上形成定向膜(图中未示出)，并执行磨光(rubbing)处理。

然后，在第二衬底120上涂画密封材料112。密封材料112可以使用丙烯酸光固化树脂或丙烯酸热固化树脂。密封材料112选用含有填充物(直径6μm-24μm)，并且粘度为40-400Pa·s的材料。注意，最好选择不溶解于在后面要接触的液晶的密封材料。密封材料112的图案是围住显示区域的闭环状，在此执行密封材料的初步焙烧(图1C)。

接着，在密封材料112围住的区域中在减压的情况下用液晶散布器118滴注液晶113(图1D)。液晶113可以选用其粘度能够滴注的众所周知的液晶材料。通过使用液晶散布器，可以按需要的量将液晶113保存在密封材料112围住的区域中，而不会浪费液晶。另外也可以用喷墨法来完成液晶的滴注。

然后，在减压的情况下实施加热处理以实现液晶的除气(图1E)。

接着，为了使气泡不侵入进来，在减压的情况下，将提供有像素部分的第一衬底110和提供有对面电极122、定向膜的第二衬底120粘合在一起(图1F)。

其次执行紫外线的照射或加热处理，以固化密封材料112(图1G)。注意，也可以在照射紫外线的同时实施加热处理。

在减压下执行粘合的情况时，循序渐进地返回大气压。或者，在对一对衬底施加压力的状态下逐渐返回大气压。另外，在减压下执行粘合后，在保持对一对衬底施加压力的状态下执行紫外线的照射或加热处理，以固化密封材料。

根据上述步骤，液晶被夹持在一对衬底之间。在本实施模式中在减压的情况下连续执行液晶的滴注、加热除气、以及粘合的工艺。而且，甚至密封材料的涂画也可以在减压的情况下进行。

[实施模式2]

在此将说明在TFT衬底一侧涂画密封材料，滴注液晶的实例。

首先，和实施模式1同样，准备好作为对面衬底的第二衬底220以及其上预先提供有TFT(图中没有表示)的第一衬底210。第一衬底210和第二衬底220只要是有柔性且能透射光的衬底就没有特殊限制，但典型的是使用塑料衬底。

和实施模式1同样，在作为对面衬底的第二衬底220上形成保护膜213，并且在第一衬底210上也形成保护膜223(图2A)。虽然在第一衬底上没有表示出TFT等，但是至少提供一层氮化硅膜作为TFT的底层绝缘膜、层间绝缘膜、或保护膜。

其次，在第一衬底210上形成由透明导电膜制成的像素电极211。而且，在第一衬底210上形成保持衬底间距的由绝缘物质制成的圆柱状隔离物215。另外，在第二衬底220上形成由透明导电膜制成的对面电极222(图2B)。另外，在双方的衬底上形成定向膜(图中未示出)，并执行磨光(rubbing)处理。

然后，在第一衬底210上用散布器或喷墨机涂画密封材料212。密封材料212可以使用丙烯酸光固化树脂或丙烯酸热固化树脂。密封材料212选用含有填充物(直径6μm-24μm)，并且粘度为40-400Pa·s的材料。注意，最好选择不溶解于在后面要接触的液晶的密封材料。密封材料212的图案是围住显示区域的闭环状，在此执行密封材料的初步焙烧(图2C)。

接着，在密封材料212围住的区域中在减压的情况下用液晶散布器218滴注液晶214(图2D)。液晶214可以选用其粘度能够滴注的众所周知的液晶材料。通过使用液晶散布器，可以按需要的量将液晶214保存在密封材料212围住的区域中，而不会浪费液晶。另外也可以用喷墨法来完成液晶的滴注。

图3示出了获取四张屏板的制作例子。图3A表示用液晶散布器318散布液晶以形成液晶层的中途工艺横截面图。液晶散布器318将液晶材料314滴注或吐出在被密封材料312围住的像素部分311，并使液晶材料覆盖像素部分。可以移动液晶散布器318，也可以将液晶散布器318固定，依靠移动衬底来形成液晶层。另外，还可以设置多个液晶散布器318，同时滴注液晶。

另外，图3B表示一个透视图。该图示出了仅在密封材料312围住的区域中有选择地滴注、吐出液晶材料314的状态。

另外，图3C是图3A的被虚线围住的部分319的扩大了的横截面图。液晶材料如图3C那样被滴注。

注意，图3C中，参考数字320表示反交错(inverse stagger)型TFT；321表示像素电极；322表示圆柱状的隔离物；323表示定向膜；324表示保护膜(在此为用RF溅射法制成的氮化硅膜)。像素部分311由按矩阵状排列的像素电极，和该像素电极连接的开关元件，在此为反交错型TFT，以及存储电容器(图中未示出)构成。

然后，在减压的情况下实施加热处理以实现液晶的除气(图2E)。并且通过加热处理降低液晶层的粘度，以实现膜的厚度均匀。

接着，在减压下粘合提供有像素部分的第一衬底210和提供有对面电极222、定向膜的第二电极220，并不使气泡侵入其中(图2F)。

另外，图4示出了粘合时或粘合后可以执行照射紫外线或加热处理的粘合装置的例子。

在图4A和图4B中，参考数字41表示第一衬底支撑台，42表示第二衬底支撑台，44表示窗口，48表示下底板，以及49表示光源。

下底板48内部安装有加热器，用来固化密封材料或降低液晶材料的粘度。另外，第二衬底支撑台上提供有窗口44，从光源49发射的紫外光透过该窗口。虽然在此没有用图表示出，衬底位置的调整通过窗口44而执行。另外，作为对面衬底的第二衬底31预先被切割成需要的尺寸，被真空吸盘固定在支撑台42之上以备用。图4A示出了粘合前的状态。

在粘合时，降下第一衬底支撑台和第二衬底支撑台之后，施加压力将第一衬底35和第二衬底31粘合在一起，然后，在粘合的状态下照射紫外光，以实现初步固化。图4B示出了粘合后的状态。

接着，执行紫外线的照射或加热处理，以正式固化密封材料212(图2G)。注意，也可以在照射紫外线的同时实施加热处理。

在减压下执行粘合的情况时，循序渐进地返回大气压。或者，在对一对衬底施加压力的状态下逐渐返回大气压。另外，也可以在减压下执行粘合后，在保持对一对衬底施加压力的状态下执行紫外线的照射或加热处理，以固化密封材料，然后逐渐返回大气压。

另外，如图3所示，在从一张衬底制作出四张屏板的情形中，在完成粘合工艺后，用画线器(scriber)、辊式切割器等切割装置切割第一衬底。按照上述步骤，从一张衬底可以制作出四个屏板。

下文将通过实施例对上述结构的本发明进行更详细的描述。

[实施例1]

本实施例用图7说明有源矩阵型液晶显示器件的制作过程。

首先用透光性衬底600制作有源矩阵衬底。衬底最好使用类似600mm×720mm、680mm×880mm、1000mm×1200mm、1100mm×1250mm或1150mm×1300mm，1500mm×1800mm、1800mm×2000mm、2000mm×2100mm、2200mm×2600mm、2600mm×3100mm这样的大尺寸衬底，以降低成本。能够利用的衬底包括以康宁(corning)公司生产的#7059玻璃或#1737玻璃等为典型的钡硼硅玻璃或铝氧硼硅玻璃等的玻璃衬底。其他可以利用的衬底还有石英衬底，塑料衬底等透光性衬底。

接着，用溅射法在整个有绝缘表面的衬底600上形成导电层，然后，执行第一光刻工艺，以形成光刻胶掩膜，通过蚀刻去除不要的部分，从而形成布线和电极(栅电极，存储电容布线，以及端子等)。另外，如果有必要，还可以在衬底600上形成底绝缘膜。

上述布线以及电极的材料采用选自Ti、Ta、W、Mo、Cr、Nd中的元素，或采用以上述元素作其成分的合金，或采用以上述元素作其成分的氮化物。而且，还可以从Ti、Ta、W、Mo、Cr、Nd中的元素，以上述元素作其成分的合金，或以上述元素作其成分的氮化物中进行多个选择，并将被选物层叠，以该叠层作为上述布线以及电极的材料。

随着屏幕尺寸的增大，所需布线的长度也增加，这样就会出现布线电阻增大，从而导致功耗增大的问题。所以为了减小布线电阻，降低显示器的功耗，上述布线以及电极的材料可以由Cu、Al、Ag、Au、Cr、Fe、Ni、Pt、或其合金构成。另外可选择的是：不凝集Ag、Au、Cu或Pd等的由金属制成的超细颗粒(颗粒直径为5-10nm)，用以高密度分散的独立分散超细颗粒的分散液，通过喷墨法形成上述布线和电极。

接着在整个表面用PCVD(等离子体化学气相淀积)法形成一个栅极绝缘膜。使用氮化硅膜和氧化硅膜的叠层作为该绝缘膜时，选择该绝缘膜的厚度为50到200nm。优选150nm。应该理解，栅极绝缘膜不限于上述叠层，诸如氧化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜、和氧化钽膜等的绝缘膜也可以被使用。

接着，在栅极绝缘膜的整个表面上通过使用已知方法诸如等离子体CVD(化学气相淀积)方法或溅射方法形成具有厚度为50到200nm优选100到150nm的第一非晶半导体膜。通常形成一个非晶硅(a-Si)薄膜，同时具有100nm的薄膜厚度，注意，在大尺寸衬底上形成膜的时候，因膜的形成室也是大体积，如果要使室内处于真空状态，则工艺时间就会被拉长，并且还需要大量的形成膜的气体，所以，可以在大气压下使用线形等离子CVD装置形成非晶硅(a-Si)的薄膜，以进一步实现成本的降低。

接着，形成包含一个导电型(要么n型要么p型)杂质元素的第二非晶半导体膜，同时该膜具有20到80nm的厚度。在整个表面上通过使用已知方法诸如等离子体CVD方法或溅射方法形成包含能够施加一种导电型(要么n型要么p型)杂质元素的第二非晶半导体膜。在该实施例中，当使用加有磷的硅作为靶时，形成包含有n型杂质元素的第二非晶半导体膜。

接着，通过第二光刻工艺形成光刻胶掩膜，然后，通过蚀刻处理操作的方式去除其不必要的部分，以形成岛形状的第一非晶半导体膜和岛形状的第二非晶半导体膜。作为蚀刻方法，在这一场合，既可用湿式蚀刻方法也可用干式蚀刻方法。

接着，在用溅射法形成覆盖岛形状的第二非晶半导体膜的导电层后，执行第三光刻工艺，以形成光刻胶掩膜，通过蚀刻去除不要的部分，以形成布线和电极(源布线，漏电极，存储电容电极)。上述布线以及电极的材料采用选自Al、Ti、Ta、W、Mo、Cr、Nd、Cu、Ag、Au、Cr、Fe、Ni、Pt中的元素，或以上述元素作为其成分的合金，或者，不凝集Ag、Au、Cu或Pd等的由金属制成的超细颗粒(颗粒直径为5-10nm)，而用以高密度分散的独立分散超细颗粒的分散液，通过喷墨法形成上述布线和电极。如果用喷墨法形成上述布线和电极，则不需要执行光刻工艺，所以可以实现进一步的低成本化。

其次，执行第四光刻工艺以形成光刻胶掩膜，并通过蚀刻去除不要的部分以形成源布线，漏电极、存储电容电极。这里的蚀刻方法即可以采用湿式蚀刻也可以干式蚀刻。在现阶段，形成存储电容，该存储电容以和栅极绝缘膜相同的材料制成的绝缘膜作为电介质。然后，以源布线，漏电极为掩膜，自调整地去除第二非晶半导体膜的一部分，而且，减薄第一非晶半导体膜的一部分。被减薄的区域成为TFT的沟道形成区域。

接着，用等离子CVD法在整个表面上形成厚150nm的由氮化硅制成的第一保护膜，以及厚150nm的由氧氮化硅膜制成的第一层间绝缘膜。注意，在大尺寸衬底上形成膜的时候，因膜的形成室也是大体积，如果要使室内处于真空状态，则工艺时间就会被拉长，并且还需要大量的形成膜的气体，所以，可以在大气压下使用线形等离子CVD装置由氮化硅膜制成的保护膜，以实现成本的进一步降低。之后，执行氢化，以制作沟道蚀刻型TFT。

本实施例虽然以沟道蚀刻型TFT作为TFT的结构进行了说明，但TFT的结构并不受此限制，TFT还可以是沟道截断环(channelstopper)型TFT，顶栅型TFT，或顺交错型TFT。

接着，用RF溅射法形成第二保护膜619。该第二保护膜619是使用涡轮分子泵、低温泵在不多于1×10^-3Pa的背压(back pressure)下，用N₂气体或N₂和希有气体的混合气体溅射单晶硅靶而制成的氮化硅膜。该高密集氮化硅膜不但可以有效地防止因诸如纳，锂，镁等的碱性金属或碱土金属污染TFT引起的门槛值电压的变动，而且，对氧气和湿气有极高的封闭效果。另外，为提高封闭效果，理想的是，氮化硅膜中氧气和氢气的含量在10原子％或更少的范围，优选在1原子％或更少的范围。

随后，进行第五光刻工艺，以形成光刻胶掩膜，然后通过干式蚀刻工艺形成到达漏电极和存储电容电极的接触孔(contact hole)。同时，在端子部分形成电连接栅极布线和端子部分的接触孔(没有在图中表示出)，也可以形成电连接栅极布线和端子部分的金属布线(没有图示出)。或者，同时形成到达源布线的接触孔(没有图示出)，也可以形成从源布线引出的金属线。可以在形成上述金属布线后，形成诸如ITO(铟氧化物和锡氧化物制成的合金)等的像素电极。但是也可以在形成诸如ITO等的像素电极后，形成上述金属布线。

接着，形成110nm厚的ITO、铟氧化物和锌氧化物制成的合金(In₂O₃-ZnO)、锌氧化物(ZnO)等的透明电极膜。之后，进行第六光刻工艺和蚀刻处理工艺形成像素电极601。

如上所述，在像素部分，通过执行六次光刻步骤，可以制造由源布线、反交错型的像素部分的TFT及其存储电容器、和端子部分构成的有源矩阵衬底。

接着，在有源矩阵衬底上形成定向膜623并对其进行磨光处理。在本实施例中，在形成定向膜623之前，形成诸如丙烯酸树脂膜的有机树脂膜图案，从而在所需的位置形成柱状隔离物602来保持衬底之间的间距。也可以在整个衬底表面散布球形隔离物来代替柱状隔离物。

接下来制备对面(opposite)衬底。对面衬底配备有滤色片620，其中相应于各个像素配置了有色层和光屏蔽层。另外，提供平整膜以覆盖有色层和光屏蔽层。在平整膜上，在重叠于像素部分的位置用透明导电膜形成相对电极621。在对面衬底的整个表面上形成定向膜622并对其进行磨光处理。

随后，按照实施模式2，用散布器或喷墨机涂画围住有源矩阵衬底的像素部分的密封材料。完成涂画密封材料以后，在减压的情况下，向被密封材料围住的区域中用散布器滴注液晶。接着，在不暴露于大气并且减压的情况下，用密封材料607将有源矩阵衬底和对面衬底粘合在一起。在密封材料607中混合填充物(未图示出)，通过该填充物和柱状隔离物602以均匀间距将两层衬底粘合在一起。通过使用滴注液晶的方法，可以减少在制作过程中使用的液晶量，尤其是，当使用大尺寸衬底时，生产成本可以得到大幅度的降低。

根据以上步骤完成了有源矩阵型液晶显示器件的制作。并且，如果有必要，可以按所希望的形状分割有源矩阵衬底或对面衬底。而且，利用众所周知的技术，适当地设置诸如偏振光板603或颜色过滤器等光学薄膜。接下来利用众所周知的技术，粘附FPC(柔性印刷电路板，Flexible Printed Circuit board)。

在通过以上工艺获得的液晶模块上提供后照光604，光波导板605，并用覆盖物606覆盖，这样就完成了其横截面的一部分在图6示出那样的有源矩阵型液晶显示器件(透射型)。注意，覆盖物和液晶模块用粘合剂或有机树脂固定。另外，因为有源矩阵型液晶显示装置是透射型，所以在有源矩阵衬底和对面衬底双方粘附偏振光板603。

本实施例虽然以透射型为例进行了说明，但本发明并不受此限制，本发明也可以制作反射类型或半透射类型的液晶显示器件。在制作反射类型的液晶显示器件时，像素电极使用光反射率高的金属膜，典型的是铝或以银为主要成分的材料膜，或层叠这些材料膜而获得的叠层膜。

本实施例可以和实施模式1或实施模式2任意组合。

[实施例2]

本实施例在图8A示出在实施例1获得的液晶模块的俯视图，在图8B示出具有和实施例1不同结构的液晶模块的俯视图。

用根据实施例1获得的非晶半导体膜形成激活层的TFT，其场效应迁移率小，只有1cm²/Vsec左右。因此，执行图像显示的驱动电路用IC芯片形成，并以卷带自动接合TAB(Tape Automated Bonding)方式或玻璃上载芯片COG(Chip On Glass)方式来实现装载。

图8A中，701表示有源矩阵衬底；706表示对面衬底；704表示像素部分；707表示密封材料；705表示FPC。注意，在减压的情况下用散布器或喷墨机滴注液晶，并用密封材料707粘合一对衬底701、706。

通过实施例1获得的TFT，其场效应迁移率虽小，但在使用大尺寸衬底进行批量生产的情形中，由于是低温工艺，所以可以降低制作工艺中消耗的成本。根据在减压的情况下用散布器或喷墨机滴注液晶，并粘合一对衬底的本发明，可以在一对衬底之间保存液晶而与衬底的大小尺寸无关，其结果是可以制造搭载具有20英寸-80英寸的巨大屏幕的液晶屏板的显示器件。

另外，在执行已知的晶化处理，以晶化非晶半导体膜从而形成有结晶结构的半导体膜，典型的是用多晶硅膜构成激活层的情形中，由于可以获得场效应迁移率高的TFT，不仅仅像素部分，包括CMOS电路的驱动电路也可以在同一个衬底上制作。另外，除了驱动电路，还可以在同一个衬底上制作CPU芯(中央处理器)等。

使用由多晶硅膜制成其激活层的TFT时，可以制作如图8B所示的液晶模块。

图8B中，711表示有源矩阵衬底；716表示对面衬底；712表示源信号线驱动电路；713表示栅信号线驱动电路；714表示像素部分；717表示第一密封材料；715表示FPC。注意，在减压的情况下用散布器或喷墨机滴注液晶，并用第一密封材料717和第二密封材料粘合一对衬底711、716。驱动电路部分712、713不需要液晶，所以只在像素部分714中保存液晶，第二密封材料718是为了辅助屏板整体的强度而提供的。

本实施例可以和实施模式1，实施模式2或实施例1任意组合。

[实施例3]

实施例1和实施例2示出了在柔性衬底的塑料衬底上直接形成开关元件的有源矩阵衬底的例子，本实施例中将示出剥离在玻璃衬底上形成的元件，并将其转移到柔性衬底的例子。

首先，如图9A所示，在第一衬底10上形成金属膜11。注意，第一衬底只要有能够承受后面的剥离工艺的刚性，任何衬底比如玻璃衬底，石英衬底，陶瓷衬底，硅衬底，金属衬底或不锈钢衬底都可以被应用。金属膜可以使用由选自W、Ti、Ta、Mo、Nd、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir中的元素或以上述元素为主要成分的合金材料或化合物材料制成的单层，或者上述单层的叠层。金属膜可以通过比如利用金属靶的溅射法形成。形成的金属膜的厚度是10nm-200nm，优选50nm-75nm。

上述金属被氮化的膜(例如，氮化钨或氮化钼)用来代替金属膜也无妨。上述金属的合金(例如W和Mo的合金：W_XMo_1-X)膜也可以用来代替金属膜。这种情况下，合金膜是在形成膜的室内使用类似第一金属(W)以及第二金属(Mo)等多个靶，或以第一金属(W)以及第二金属(Mo)的合金作为靶的溅射法而形成。而且，可以给金属膜掺杂氮元素或氧元素。作为掺杂的方法，比如可以给金属膜离子注入氮元素或氧元素，或使膜的形成室内处于氮元素或氧元素的气氛，然后通过溅射法形成金属膜，这种情况下的靶可以使用氮化金属。

使用溅射法形成金属膜时，衬底的周边部分的膜的厚度有不均匀的情况。针对于此，最好用干式蚀刻清除周边部分的膜。在进行蚀刻时，为了不使第一衬底被蚀刻，在第一衬底10和金属膜11之间形成厚100nm左右的氮氧化硅(SiON或SiNO)膜等含氮的绝缘膜。

象这样，通过适当设定金属膜的形成方法，可以控制剥离工艺，提高工艺宽容度(process margin)。也就是说，例如，在使用金属合金的情形中，通过控制合金中的各个金属的成分比，可以控制剥离工艺。具体地，可以控制剥离的加热温度，以及是否需要加热工艺。

随后，在金属膜11上形成待剥离层12。该待剥离层包括含硅的氧化膜和半导体膜，在非接触式IC(集成电路)的情形中还可以配备天线。另外，为了防止来自金属膜和衬底的杂质或灰尘的侵入，最好在待剥离层12，尤其在比半导体膜还下面的面上提供含氮的氮化硅(SiN)膜，氮氧化硅(SiON或SiNO)膜等绝缘膜以作为底层膜。

含硅的氧化膜借助溅射法，CVD法用氧化硅，氧氮化硅等形成。注意，含硅的氧化膜的厚度最好不少于金属膜的2倍左右。本实施例中使用利用硅靶的溅射法，形成厚150nm-200nm的氧化硅膜。

在形成含硅的氧化膜时，在金属膜上形成含该金属的氧化物(金属氧化物)13。另外，通过含有硫酸，盐酸或硝酸的水溶液，硫酸，盐酸或硝酸和过氧化氢水混合的水溶液，或臭氧水的处理而在金属膜表面形成的薄金属氧化物可以作为金属氧化物被利用。还可以使用其它的方法，包括在氧气氛中的等离子处理，或在含氧气氛中照射紫外线以形成臭氧从而进行氧化处理，或者，用净化炉(clean oven)加热200-350℃左右以形成金属氧化物。

形成的金属氧化物的膜的厚度为0.1nm-1μm，最好是0.1nm-100nm，更优选0.1nm-5nm。

注意，提供在半导体膜和金属膜之间的含有硅的氧化膜和底层膜等都表示为绝缘膜。换句话说，金属膜、金属氧化膜、绝缘膜、以及半导体膜层叠在一起的状态，也就是说只要是绝缘膜的一方的表面上提供有半导体膜，而另一方的表面上提供有金属氧化物和金属膜的结构就可以。

另外，对半导体膜实施预定的制作工艺，以形成半导体元件，例如，薄膜晶体管(TFT)、有机TFT、薄膜二极管等。上述半导体元件构成薄膜集成电路的CPU芯或存储器等。然后，为了保护半导体元件，最好在半导体元件上提供类金刚石碳(DLC)或氮化碳(CN)等含碳的保护膜，或者氮化硅(SiN)或氮氧化硅(SiNO或SiON)等含氮的保护膜。

根据上述步骤形成待剥离层12后，具体是在形成金属氧化物后执行加热处理，以晶化金属氧化物。例如，使用W(钨)作为金属膜时，如用400℃或更高的温度加热，WO₂或WO₃的金属氧化物即变为结晶状态。另外，如在形成待剥离层12具有的半导体膜后再进行加热，还可以扩散半导体膜中的氢元素。由于该氢元素，金属氧化物的化合价有可能出现变化，这样的加热处理可以根据选择的金属膜决定加热温度以及是否实施加热处理。换句话说，为了使剥离容易实施，根据需要，晶化金属氧化物以备用。

而且，还可以将加热处理的工艺和半导体元件的制作工艺兼用，以节省工艺步骤。例如，可以利用形成晶质半导体膜时的加热炉或激光照射来进行加热处理。

然后，如图9B所示，用第一粘合剂15将待剥离层12粘贴到第二衬底14上。注意，第二衬底14最好使用比第一衬底10刚性强的衬底。第一粘合剂15采用能够被剥离下来的粘合剂，比如借助紫外线进行剥离的紫外线剥离类型，借助热进行剥离的热剥离类型，或者借助水进行剥离的水溶性粘合剂，另外还可以使用双面胶带。

随后，用物理手段剥离提供有金属膜11的第一衬底10(图9C)。虽然由于所示图是模式图，没有表示出来，但在被晶化的金属氧化物的层内，或金属氧化物的两面的边界(界面)，也就是从金属氧化物和金属膜之间的界面或金属氧化物和待剥离层之间的界面进行剥离。这样，待剥离层12就可以从第一衬底10上被剥离下来。

这时为了使剥离能够容易地被实施，最好切割衬底的一部分，并在切割面的剥离界面，也就是金属膜和金属氧化物之间的界面附近用切割器等切出一个伤口。

接着，如图9D所示，用第二粘合剂16将被剥离的待剥离层12粘贴到作为转录体(transcriptional body)的第三衬底(例如标签)17。第二粘合剂16采用紫外线固化树脂，具体可以采用环氧树脂基的粘合剂或树脂添加剂(resin additive)等粘合剂，或者还可以使用双面胶带。另外，如果第三衬底本身带有粘接性，则不需要第二粘合剂。

第三衬底的材料可以采用有柔性的衬底(以下称为薄膜衬底)，例如，纸张或聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚烯丙基化合物或聚醚砜等塑料衬底。另外，也可以实施镀膜(coating)工艺，以减少薄膜衬底表面的凸凹不均匀，提高其刚性，耐性及稳定性。

然后，去除第一粘合剂15，并剥离第二衬底14(图9E)。具体剥离第一粘合剂的方法是照射紫外线，或进行加热，或用水洗。

另外，第一粘合剂的清除和第二粘合剂的固化可以在同一工序中完成。例如，在第一粘合剂和第二粘合剂分别使用热剥离型树脂和热固化型树脂，或紫外线剥离型树脂和紫外线固化型树脂的情形中，仅需执行一次加热或紫外线照射，就可以达到清除和固化的目的。注意，执行者可以根据第三衬底的透射性来选择粘合剂。

通过以上步骤在柔性衬底上完成了薄膜集成电路。根据本实施例，剥离在玻璃衬底上形成的电特性好的开关元件，并转移到塑料衬底上，这样，就完成了有源矩阵型衬底。

另外，金属氧化物13有可能全部从薄膜集成电路中被除去，也有可能一部分或者大部分在待剥离层下面散存(残存)。但金属氧化物残存时，可以实施蚀刻以清除。而且，将含硅的氧化膜同时清除掉也无妨。

之后的工艺可以根据实施模式1或实施模式2制作液晶显示器件。

[实施例4]

本实施例将用图10描述在具有绝缘表面的衬底(典型的是玻璃衬底，石英衬底)上形成包含CPU芯和存储器的待剥离层，并用实施例3的剥离转移技术将该待剥离层转移到塑料衬底上的例子。

图10A中，参考数字1001表示中央处理器(又称CPU芯)；1002表示控制器；1003表示运算器；1004表示存储器；1005表示输入部分；1006表示输出(显示单元)部分。

运算器1003和控制器1002组合构成中央处理器1001。运算器1003由进行加算、减算的算术运算或AND(与门)、OR(或门)、NOT(非门)等逻辑运算的运算逻辑单元(缩写称ALU，Arithmetic LogicUnit)；暂时存放运算数据、结果的各种寄存器；以及统计输入的一个个数的计数器构成。构成运算器1003的电路，比如，AND电路、OR电路、NOT电路、缓冲电路、寄存器电路等可以由TFT构成，为了获取高场效应迁移度，可以用连续振动型激光器将制作晶化过的半导体膜来作为TFT的激活层。

首先，在衬底上用溅射法形成钨膜和氧化硅膜，然后在其上形成底层绝缘膜(氧化硅膜、氮化硅膜、或氧化氮化硅膜)，然后在底层绝缘膜的上面形成非晶硅膜。应该注意，后面的剥离工艺使用在钨膜和氧化硅膜的界面形成的氧化钨层而执行。

至于晶化方法，可以采用在非晶硅膜中添加作为媒介的金属元素，然后加热非晶硅膜获得多晶硅膜后辐照脉冲振动型激光而获得多晶硅膜的方法；也可以采用用连续振动型激光器辐照非晶硅膜来获得多晶硅膜的方法；也可以采用加热非晶硅膜获得多晶硅膜后辐照连续振动型激光而获得多晶硅膜的方法；还可以采用在非晶硅膜中添加作为媒介的金属元素，然后加热非晶硅膜获得多晶硅膜后辐照连续振动型激光而获得多晶硅膜的方法。注意，在使用连续振动型激光的情形中，理想的是构成运算器1003控制器1002或存储器1004的TFT的沟道长方向和激光束的扫描方向一致。

另外，控制器1002执行存放在存储器1004的命令，发挥控制整体操作的作用。控制器1002由程序计数器，命令寄存器，控制信号生成器构成。控制器1002可以由TFT构成，可以用晶化过的半导体膜来制作TFT的激活层。

存储器1004是存放实施计算的数据和命令的地方，在CPU芯频繁执行的数据或程序存放在存储器1004中。存储器1004由主存储器，地址寄存器，数据寄存器构成。除了主存储器还可以再加上高速缓冲存储器。上述存储器可以由SRAM(静态随机存储器)、DRAM(动态随机存储器)、闪存(flash memory)等构成。另外，存储器1004如用TFT构成时，可以用晶化过的半导体膜来制作TFT的激活层。

输入部分1005是从外界接受数据和程序的装置，输出部分1006是显示结果的装置，典型的为显示器。

接着，将根据以上步骤获取的包含CPU芯(包括端子电极、引出布线)的待剥离层从衬底上剥离下来，并转移到塑料衬底上。

另外，不仅仅是CPU芯，还可以同时一起制作电流电路、显示部分、以及驱动电路，例如可以制作包含非接触式薄膜集成电路的卡。

图10B是表示非接触式薄膜集成电路的视图。

图10B是示出非接触式薄膜集成电路的具体结构的俯视图。该非接触式薄膜集成电路包括集成电路部分35，其中集成电路35又包含显示部分、天线31、电流电路32、CPU芯33、存储器34等，并且天线经电流电路和集成电路IC连接在一起。电流电路32只要是包括二极管和电容的结构就可以，天线有将接收到的交流频率转换为直流的功能。另外，天线31也可以和集成电路在同一个工序中形成。

非接触式IC的特征在于其电力供应是依靠被卷成环形状的天线的电磁感应作用(电磁感应方式)、相互感应作用(电磁耦合方式)或静电的感应作用(静电耦合方式)来完成。通过控制该天线的圈卷数量可以选择收信频率的高度。

一般来说，远程型的频率通常使用微波；近程型及接近型的频率使用13.56MHz；密接型的频率使用4.91MHz，然而提高频率并缩短波长可以减少天线的圈卷数量。

另外，和接触式薄膜集成电路相比，非接触式薄膜集成电路不和读取器/写入器接触，以免接触的形式执行电源供应及信息通信，所以不破损，耐久性高，且没有因静电导致错误的担忧。而且，读取器/写入器自身的构造也不会变得复杂，只需将薄膜集成电路靠近读取器/写入器就可以完成读取，所以非接触式薄膜集成电路有操作简单的特点。

非接触式集成电路包括CPU芯、存储器、I/O端口、以及协同处理器。通过路径(path)进行信息交换。而且，IC(集成电路)还包括RF(无线)接口、非接触接口。作为读取手段的读取器/写入器包括非接触接口和接口电路，IC靠近读取器/写入器后，各个非接触接口之间通过通信或电波进行信息传递、交换。接着，通过读取器/写入器的接口电路实现和主计算机的信息传递、交换。当然，主计算机拥有读取器/写入器的装置也无妨。

图10C示出了对应于图10B表示的塑料卡的外观图。图10C中，1010表示塑料卡(主体)；1011表示反射型液晶的显示部分；1012表示存储部分；1013表示CPU芯。当该卡作为认证卡时，该卡可以被制作为重量轻，且有柔性的卡。而且，当该认证卡不要时，可以被简单地切断、粉碎，并且存储部分的信息绝对不会被读取，因此可以防止伪造复制。

另外，图11是读取卡信息的各种各样形式的例子。将内部埋藏有薄膜集成电路的卡72靠近如图11A所示的读取器/写入器主体70。

或者，如图11B所示，在个人所有的便携用信息终端，比如手提电话主体80中搭载读取器，并将内部埋藏有薄膜集成电路的卡82靠近在手提电话主体的一部分提供的感应器81，且在显示部分83显示信息。

或者，如图11C所示，将内部埋藏有薄膜集成电路的卡92靠近个人所有的能够携带的读取器90的感应器91，且在显示部分93显示信息。

本实施例虽然说明了非接触式的读取器/写入器，但即使是接触式，只要能在显示部分显示信息就可以。另外，也可以在搭载有非接触式或接触式薄膜集成电路的卡本身中提供显示部分，并显示信息。

图10D表示具有多个液晶显示部分的信息便携终端的例子。

图10D表示的器件借助能够折弯的活动部分1023可以折叠起来，其尺寸可以做成名片大小。因为是由塑料薄片1020构成主体，其重量极轻，该信息便携终端具有左侧显示部分1021和右侧显示部分1022。另外，塑料薄片1020上也可以提供CPU芯等的集成电路。

本实施例可以和实施模式1、实施模式2、实施例1、实施例2、或实施例3任意组合。

[实施例5]

本实施例将用图12说明用有机材料形成有机TFT的方法。

如图12所示，准备一张有绝缘表面的衬底901。该衬底901只要是有柔性，且能透射光的衬底即可，该衬底选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘酸乙酯(polyethylene naphthalate)(PEN)、聚醚砜(PES)、聚碳酸脂(PC)、聚酰亚胺等，本发明使用塑料衬底。注意，衬底901的实用厚度为10μm至200μm。

然后，在衬底901上形成势垒层(barrier layer)902。该势垒层902可以由通过高频率溅射法形成的不包含氢的氮化硅膜或该氮化硅膜和氧化硅膜的叠层来形成。该势垒层902是相对于外界环境侵入进来的湿气或有机物气体的势垒层，可以防止半导体材料等因湿气或有机物气体而变质。

接下来，在势垒层902上形成由导电糊膏(conductive paste)形成的第一导电膜，该第一导电膜作为TFT的栅极电极903发挥作用。导电糊膏可以使用导电碳糊、导电银糊、导电铜糊、导电镍等借助丝网印刷法(screen printing)、辊涂机(roll coater，又称滚筒式涂装机)法或喷墨法形成预定的图案。用导电糊膏形成预定的图案后，平整(leveling)、干燥后，用100-200℃的温度固化该第一导电膜。

然后，如图12B所示，在栅极电极903上形成作为栅极绝缘膜904发挥作用的第一绝缘膜。注意，该第一绝缘膜通过辊涂机法或喷雾法等，用对其加入了丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、苯氧基树脂、非芳香性多官能团的异氰酸酯或三聚氰胺树脂的材料形成。另外，栅极绝缘膜的膜的厚度如考虑栅极电压，最好形成为100nm至200nm左右厚。

接着，如图12C所示，在栅极绝缘膜904上形成作为源电极905a或漏电极905b发挥作用的第二导电膜。该第二导电膜的材料理想的是使用功函数大的金属用于得到与半导体层的欧姆接触，因为用于输运电荷的许多有机半导体材料是把正空穴作为载流子输运的p型半导体。具体地，通过使用包含下列金属或该金属的合金的导电糊膏，由印刷或辊涂机形成第二导电膜，上述金属即金，铂，铬，钯，铝，铟，钼或镍。

接着，如图12D所示，在源电极905a或漏电极905b上形成作为堤坝(bank)906而提供的第二绝缘膜。注意，通过丝网印刷法，使用对其加入丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、苯氧基树脂、非芳香性多官能团的异氰酸酯和三聚氰胺树脂的有机绝缘材料形成第二绝缘膜，以在栅极电极上方形成开口部分，从而在第二绝缘膜的开口部分中注入有机半导体膜。另外，也可以在形成堤坝后形成源电极和漏电极。

然后，形成有机半导体膜。如果在有机半导体膜中使用高分子基材料，则适当地使用浸渍法(dipping method)、铸造法(castingmethod)、条码法(bar code method)、旋涂法(spin coat method)、喷雾法、喷墨法或印刷法即可。至于有机半导体材料，可以使用有机分子式结晶、有机高分子化合物材料。具体的有机分子式结晶的例子，可以列举出多环芳香族化合物(polycylic aromatic compound)、共轭双键化合物(conjugated double bond compound)、胡萝卜素、macroring化合物及其复合物、酞箐、电子转移型复合物、tetrathiofulvalene：TCNQ复合物、游离基、diphenylpicrylhydrazyl、颜料或蛋白质。另外，具体的有机高分子化合物材料可以列举出：π共轭高分子、CT复合物、聚乙烯吡啶(polyvinylpyridine)、碘或酞箐金属复合物等高分子。其中尤其优选其骨架由共轭双键构成的π共轭高分子的聚乙炔(polyacetylene)、聚苯胺(polyaniline)、聚吡咯(polypyrrole)、polythienylene、聚噻吩诱导体(polythiophene derivative)、poly-(3-hexylthiophene[P3HT；一种在聚噻吩的第三位置(thirdposition)中导入柔性烷基的聚噻吩诱导体的烷基是己烷基的高分子材料])、聚(3-烷基噻吩，3-alkylthiophene)、poly(3-docoslthiophene)、聚对苯撑(Polyparaphenylene)诱导体或碳氢聚合物「对苯伸乙烯」〔poly(paraphenylene vinylene)，PPV〕诱导体。

另外，使用低分子基材料的有机半导体膜可以使用蒸发沉淀法(即气相淀积法)。例如，可以通过蒸发沉淀法形成噻吩低聚物(thiophene-oligomer)膜(聚合度6)或并五苯(Pentacene)膜。

尤其是大尺寸的衬底，或第一衬底以及第二衬底富有柔性时，优选用滴注溶液的方法形成有机半导体膜。接着，如图12E所示，通过自然放置或烘烤挥发掉溶剂，从而形成有机半导体膜907。

然后，如图12F所示，形成钝化膜908。该钝化膜通过RF溅射法用氮化硅膜，氮化氧化硅膜等含硅的绝缘材料形成。

接着，源电极、漏电极或栅极电极和各个布线(图12中未示出)的连接通过在元件衬底和TFT之间形成接触来实现，接着形成半导体元件，然后根据实施模式1或实施模式2，滴注液晶材料，以完成液晶显示器件(液晶显示模块)。

如以上所述，使用全部用有机化合物材料形成的有机TFT可以制作出重量轻且有柔性的半导体器件(具体为液晶显示器件)。另外，由于可以使用价格低廉的有机材料，而且，丢弃的材料极少，所以可以节省半导体器件的成本。

特别是如本实施例所示的有机TFT，能够适应于在一张屏板上集成包括视觉显示的像素部分；收发各种信息的通信功能；存储信息或加工信息等计算机的所有功能的单屏板系统整合(system on panel)。

本实施例可以和实施模式1、实施模式2、实施例1、实施例2、实施例3、或实施例4任意组合。

[实施例6]

借助于将通过实施本发明而得到的液晶显示器件用于显示部分，能够生产各种电子器具。这些电子器具的例子包括摄像机、数码相机、风镜式显示器(头戴式显示器)、导航系统、放声器(汽车音响、音响部件等)、笔记本计算机、游戏机、便携式信息终端(移动计算机、手提电话、便携式游戏机、电子图书等)、以及包括记录媒质的放像设备(具体地说是能够处理诸如数字万能碟盘(DVD)之类的记录媒质中的数据并具有能够显示数据图像的显示器的装置)。图13A-13H示出了其实际例子。

图13A示出了一种电视，它包含机壳2001、底座2002、显示部分2003、扬声器单元2004、图像输入端子2005等。本发明被用于显示部分2003。术语电视包括用来显示信息的所有电视，例如个人计算机的电视、用来接收TV广播的电视、以及用于广告的电视。

图13B示出了一种数码相机，它包含主体2101、显示部分2102、图像接收单元2103、操作键2104、外部接口2105、快门2106等。本发明被用于显示部分2102。

图13C示出了一种笔记本计算机，它包含主体2201、机壳2202、显示部分2203、键盘2204、外部接口2205、鼠标2206等。本发明被用于显示部分2203。

图13D示出了一种移动式计算机，它包含主体2301、显示部分2302、开关2303、操作键2304、红外端口2305等。本发明被用于显示部分2302。

图13E示出了一种配备有记录媒质(具体地说是DVD播放器)的便携式放像设备。此设备包含主体2401、机壳2402、显示部分A2403、显示部分B2404、记录媒质(例如DVD)读出单元2405、操作键2406、扬声器单元2407等。显示部分A2403主要显示图像信息，而显示部分B2404主要显示文本信息。本发明被用于显示部分A2403和B2404。术语配备有记录媒质的放像装置包括家用游戏机。

图13F示出了一种游戏机，它包含主体2501、显示部分2505、以及操作开关2504等。

图13G示出了一种摄像机，它包含主体2601、显示部分2602、机壳2603、外部接口2604、遥控接收单元2605、图像接收单元2606、电池2607、声音输入单元2608、操作键2609等。本发明被用于显示部分2602。

图13H示出了一种手提电话，它包含主体2701、机壳2702、显示部分2703、声音输入单元2704、声音输出单元2705、操作键2706、外部接口2707、天线2708等。本发明被用于显示部分2703。借助于显示部分2703在黑色背景上显示白色字符，则能够降低手提电话的功耗。

如上所述，借助于实施本发明而得到的液晶器件可以被用作任何电子器具的显示部分。本实施例的电子器具可以采用根据实施模式1、实施模式2、实施例1乃至5制作的液晶显示器件的任何一种结构。

根据本发明，可以实现液晶材料的高利用率，并且实现可靠性高的柔性液晶显示器。

Claims

1.一种液晶显示器件的制作方法，包括以下步骤：

在第一衬底和第二衬底的至少其中一个衬底上通过高频溅射法形成无机绝缘膜；

在所述第一衬底上形成像素电极；

在所述第二衬底上形成对面电极；

在所述第一衬底上形成保持所述第一衬底和所述第二衬底之间间距的圆柱状隔离物；

在所述第二衬底上涂画并初步固定密封材料；

在减压的情况下，对所述液晶材料进行加热除气；

在减压的情况下，粘合所述第一衬底和所述第二衬底；以及

固定所述密封材料。

2.一种液晶显示器件的制作方法，包括以下步骤：

在所述第一衬底上形成像素电极；

在所述第二衬底上形成对面电极；

在所述第一衬底上涂画并初步固定密封材料；

在减压的情况下，对所述液晶材料进行加热除气；

在减压的情况下，粘合所述第一衬底和所述第二衬底；以及

固定所述密封材料。

3.根据权利要求1的液晶显示器件的制作方法，其中所述第一衬底和所述第二衬底中至少有一个是塑料衬底。

4.根据权利要求2的液晶显示器件的制作方法，其中所述第一衬底和所述第二衬底中至少有一个是塑料衬底。

5.根据权利要求1的液晶显示器件的制作方法，其中所述圆柱状的隔离物是以丙烯酸、聚酰亚胺、聚酰亚胺酰胺(polyimideamide)、以及环氧中的至少其中之一为主要成分的有机树脂材料；或者氧化硅，氮化硅，氧化氮化硅中任一的一种材料；或用上述材料的叠层膜构成的无机材料。

6.根据权利要求2的液晶显示器件的制作方法，其中所述圆柱状的隔离物是以丙烯酸、聚酰亚胺、聚酰亚胺酰胺(polyimide amide)、以及环氧中的至少其中之一为主要成分的有机树脂材料，或者氧化硅，氮化硅，氧化氮化硅中任一的一种材料，或用上述材料的叠层膜构成的无机材料。

7.根据权利要求1的液晶显示器件的制作方法，其中所述无机绝缘膜是通过以硅为靶的高频溅射法制成的氮化硅膜。

8.根据权利要求2的液晶显示器件的制作方法，其中所述无机绝缘膜是通过以硅为靶的高频溅射法制成的氮化硅膜。

9.根据权利要求1的液晶显示器件的制作方法，其中所述无机绝缘膜是使用涡轮分子泵、低温泵在至多1×10^-3Pa的背压(backpressure)下，用N₂气体或N₂和希有气体的混合气体溅射单晶硅靶而制成的氮化硅膜。

10.根据权利要求2的液晶显示器件的制作方法，其中所述无机绝缘膜是使用涡轮分子泵、低温泵在至多1×10^-3Pa的背压(backpressure)下，用N₂气体或N₂和希有气体的混合气体溅射单晶硅靶而制成的氮化硅膜。

11.一种液晶显示器件，包括：

第一柔性衬底；

第二柔性衬底；

形成在所述第一柔性衬底和所述第二柔性衬底中至少其中一个衬底上的无机绝缘膜；

形成在所述第一柔性衬底和所述第二柔性衬底之间的，为保持所述衬底之间间距的圆柱状隔离物；以及

形成在所述第一、第二柔性衬底之间的液晶，

其中，用封闭图案形状的密封材料将所述一对衬底粘合在一起。

12.根据权利要求11的液晶显示器件，其中所述无机绝缘膜是包含密度为1×10²⁰至1×10²¹cm^-3氩的氮化硅膜。

13.根据权利要求11的液晶显示器件，其中所述无机绝缘膜是包含密度至多为1×10²¹cm^-3氢的氮化硅膜。

14.根据权利要求11的液晶显示器件，其中所述无机绝缘膜是一种氮化硅膜，该氮化硅膜中包含密度至多为1×10²¹cm^-3氢，并且包含密度为5×10¹⁸cm^-3至5×10²¹cm^-3氧。

15.一种液晶显示器件，包括：

第一柔性衬底；

第二柔性衬底；

形成在该第一、第二柔性衬底之间的液晶；

形成在所述第一柔性衬底和所述第二柔性衬底中至少其中一个衬底上的由氮化硅膜和氧化硅膜的多层膜构成的无机绝缘膜；以及

保持所述第一柔性衬底和所述第二柔性衬底之间间距的圆柱状隔离物，

其中，用封闭图案形状的密封材料将所述第一柔性衬底和所述第二柔性衬底粘合在一起。

16.根据权利要求15的液晶显示器件，其中所述氮化硅膜包含密度为1×10²⁰至1×10²¹cm^-3的氩。

17.根据权利要求11至15中任一的液晶显示器件，其中所述液晶显示器件是有源矩阵类型。

18.根据权利要求11至15中任一的液晶显示器件，其中所述液晶显示器件是无源矩阵类型。

19.一种包括根据权利要求11至15中任一的液晶显示器件的摄像机。

20.一种包括根据权利要求11至15中任一的液晶显示器件的数码相机。

21.一种包括根据权利要求11至15中任一的液晶显示器件的显示器。

22.一种包括根据权利要求11至15中任一的液晶显示器件的放像设备。

23.一种包括根据权利要求11至15中任一的液晶显示器件的导航系统。

24.一种包括根据权利要求11至15中任一的液晶显示器件的个人计算机。

25.一种包括根据权利要求11至15中任一的液晶显示器件的便携式信息终端。