(57)【要約】【課題】低コストに製造することのできる表示装置を実現する。【解決手段】基板上に設けられている画素電極１０１の周囲にソースライン１０２を設け、ソース及びゲートとなる領域を開口させた絶縁膜１０３を形成し、ソース１０４ａ及びドレイン１０４ｂを形成し、これらソース１０４ａ及びドレイン１０４ｂの上方に半導体膜５、ゲート１０５を設ける製造方法において、略大気圧下において上記各部を形成する。略大気圧下において製造できるので、真空チャンバ等の特別な装置を必要とせず、表示装置を安価に製造できる。【選択図】図１
2006222433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソースラインおよび画素電極の形成された基板上に第１絶縁膜を形成する工程と、
前記第１絶縁膜の前記ソースラインの少なくとも一部と重なる第１の部分、および前記第１絶縁膜の前記画素電極の少なくとも一部と重なる第２の部分を除去する工程と、
前記第１絶縁膜の前記第１の部分の除去された領域、および前記第１絶縁膜の前記第２の部分の除去された領域に導電性を有する液体を塗布し、前記ソースラインの少なくとも一部と重なるソースと、および前記画素電極の少なくとも一部と重なるドレインとを形成する工程と、
前記ソース、前記ドレイン、及び前記ソースと前記ドレインとの間に位置する前記第１絶縁膜の一部の上方に半導体膜を形成する工程と、
前記半導体膜の上方に第２絶縁膜を形成する工程と、
前記第２絶縁膜の上方にゲートを形成する工程と、を含むことを特徴とする半導体素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体素子の製造方法において、
前記半導体膜が有機材料を含む、半導体素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体素子の製造方法において、さらに、
前記ゲートの上方に保護フィルムを形成する工程と、を含む、半導体素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体素子の製造方法において、
前記導電性を有する液体がインクジェット法により塗布される、半導体素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体素子の製造方法において、
前記導電性を有する液体がＰＥＤＯＴを溶媒に溶解した溶液である、半導体素子の製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の半導体素子の製造方法において、
前記第１絶縁膜がポリイミドを含む、半導体素子の製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の半導体素子の製造方法において、
前記ソースおよび前記ドレインを形成する工程が大気圧下で行われる、半導体素子の製造方法。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の半導体素子の製造方法を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項９】
基板と、
前記基板上に形成された画素電極と、
前記基板上に形成されたソースラインと、
前記基板上の前記画素電極と前記ソースラインとの間に形成された第１絶縁膜の一部と、
前記基板上に前記ソースラインの少なくとも一部と重なるよう形成されたソースと、
前記基板上に前記画素電極の少なくとも一部と重なるよう形成されたドレインと、
前記第１絶縁膜の一部と前記ソースと前記ドレインとに重なるよう形成された半導体膜と、
前記半導体膜の上方に形成された第２絶縁膜と、
前記第２絶縁膜の上方に形成されたゲートと、
を含むことを特徴とする半導体素子。
【請求項１０】
請求項９に記載の半導体素子において、
前記半導体膜が有機材料を含む、半導体素子。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の半導体素子を含むことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体素子の製造方法、表示装置の製造方法、半導体素子、及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子により駆動される表示装置は、高真空装置などの高度な設備を利用することにより製造されてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述のような高度な設備を利用するため、半導体素子により駆動される表示装置製造の製造コストがかかるという問題がある。
本発明は上述した従来技術の欠点を解決するためになされたものであり、その目的は低コストに製造することのできる半導体素子、及び表示装置、また、半導体素子の製造方法及び表示装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る半導体素子の製造方法は、ソースラインおよび画素電極の形成された基板上に第１絶縁膜を形成する工程と、前記第１絶縁膜の前記ソースラインの少なくとも一部と重なる第１の部分、および前記第１絶縁膜の前記画素電極の少なくとも一部と重なる第２の部分を除去する工程と、前記第１絶縁膜の前記第１の部分の除去された領域、および前記第１絶縁膜の前記第２の部分の除去された領域に導電性を有する液体を塗布し、前記ソースラインの少なくとも一部と重なるソースと、および前記画素電極の少なくとも一部と重なるドレインとを形成する工程と、前記ソース、前記ドレイン、及び前記ソースと前記ドレインとの間に位置する前記第１絶縁膜の一部の上方に半導体膜を形成する工程と、前記半導体膜の上方に第２絶縁膜を形成する工程と、前記第２絶縁膜の上方にゲートを形成する工程と、を含むことを特徴とする。これによれば、ソースおよびドレインの形成に液体の塗布を用いることで、例えばフォトリソグラフィ工程の数を削減したり、コンタクトホールの形成工程を削減したりすることができ、製造工程の簡略化を実現することができる。
【０００５】
上記半導体素子の製造方法において、前記半導体膜が有機材料を含むことが好ましい。また、前記ゲートの上方に保護フィルムを形成する工程と、を含むことが好ましい。また、前記導電性を有する液体がインクジェット法により塗布されることが好ましい。また、前記導電性を有する液体がＰＥＤＯＴを溶媒に溶解した溶液であることが好ましい。また、前記第１絶縁膜がポリイミドを含むことが好ましい。さらに、前記ソースおよび前記ドレインを形成する工程が大気圧下で行われることが好ましい。これによれば、真空チャンバ等の特別な装置を必要とせず、表示装置を安価に製造できる。
【０００６】
本発明に係る半導体素子は、基板と、前記基板上に形成された画素電極と、前記基板上に形成されたソースラインと、前記基板上の前記画素電極と前記ソースラインとの間に形成された第１絶縁膜の一部と、前記基板上に前記ソースラインの少なくとも一部と重なるよう形成されたソースと、前記基板上に前記画素電極の少なくとも一部と重なるよう形成されたドレインと、前記第１絶縁膜の一部と前記ソースと前記ドレインとに重なるよう形成された半導体膜と、前記半導体膜の上方に形成された第２絶縁膜と、前記第２絶縁膜の上方に形成されたゲートと、を含むことを特徴とする。
【０００７】
上記半導体素子において、前記半導体膜が有機材料を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、上述した断面構造を採用し、上述した方法によって製造し、上述した方法で外部端子を露出させることにより、真空チャンバ等の特別な装置を使用せずに全ての製造工程を略大気圧下において行うことができるので、有機ＴＦＴ表示装置を低コストに製造することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において参照する各図では、他の図と同等部分は同一符号によって示されている。
次に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において参照する各図では、他の図と同等部分は同一符号によって示されている。以下、（１）有機ＴＦＴ表示装置の断面構造、（２）有機ＴＦＴ表示装置の製造方法、（３）外部端子の露出方法、について順に説明する。
【００１０】
（１）有機ＴＦＴ表示装置の断面構造
図１は本発明による表示装置の実施の一形態を示す断面図である。同図に示されているように、本実施形態による表示装置は、基板１上に、ＩＴＯ等による画素電極１０１及びソースライン１０２、絶縁膜１０３、ソース１０４ａ及びドレイン１０４ｂ、半導体層５、絶縁膜６、ゲート１０５が順に積層された構成である。
【００１１】
また、本発明においては、ゲート１０５等のトランジスタ部分を保護するために保護フィルム１０６が設けられている。この保護フィルム１０６は、画素電極１０１に相当する部分に孔１０７が設けられている格子状のフィルムである。このフィルム１０６を貼付することにより、トランジスタ部分を保護できる。そして、フィルム１０６の上から電気泳動インクを塗布することにより、孔１０７部分にも電気泳動インクが入り込むことになる。
【００１２】
電気泳動インクは直接、孔１０７に配置しても良いが、ここでは電気泳動インクを封入したマイクロカプセルに封入したものを用いている。このマイクロカプセルとバインダとを混ぜた液体を塗布する。電気泳動インクを塗布した状態が図２に示されている。同図に示されているように、電気泳動インクはマイクロカプセル３３内に封入されており、このマイクロカプセル３３が孔１０７部分にも位置している。そして、図示せぬ電極をさらに形成し、その電極と画素電極１０１とによって、マイクロカプセル３３に電圧を印加する。この電圧印加によって、マイクロカプセル３３内の電気泳動インクを電気分極させ、後述するように所望の表示を行うことができる。
【００１３】
保護フィルム１０６は、格子状のフィルムであるため、表示を行うと観察者に格子が見えてしまうおそれもあるが、大型画面の表示装置等においては画素が大きい（孔１０７の部分が大きい）ので問題とならない。なお、保護フィルム１０６はラミネートで貼り付ければ良い。この格子状の保護フィルム１０６を設けることにより、ゲート電極部分やその他の配線のショートを防ぐことができると共に、画質を向上させ、ＴＦＴの信頼性を向上させることができる。
【００１４】
かかる構成において、ゲート１０５に電圧を与えることにより、半導体層５にチャネルが形成されてトランジスタがオン状態になる。これにより、ソース１０４ａとドレイン１０４ｂとの間が導通し、画素電極１０１と図示せぬ透明電極との間に所定電圧が印加される。この電圧印加により、孔１０７内の電気泳動インクが電気分極状態となり、所望の表示がなされる。
【００１５】
この電気分極状態について図３を参照して説明する。同図においては、マイクロカプセル１個分についての電気分極状態が示されている。同図（ａ）においては、電極３４と透明電極３２との間にマイクロカプセル内の電気泳動インク５０が存在している。電気泳動インク５０は、液相分散媒６１と、この液相分散媒６０内に分散されている電気泳動粒子５１とから構成されている。液相分散媒６１と電気泳動粒子５１とは、互いに異なる着色がなされているものとする。
【００１６】
そして、互いに逆方向の電圧を印加するための電圧源９ａ及び９ｂを、スイッチ８を介して接続しておく。つまり、電極３２は電圧源９ａ及び９ｂの一端に接続され、電極３４はスイッチ８を介して電圧源９ａ及び９ｂの他端に接続されている。このような接続をしておけば、スイッチ８の切換えによって印加する電圧の方向を変えることができる。印加する電圧の方向を変えることにより、電気泳動分散液を分極させて所望の表示を行うことができる。
【００１７】
すなわち、同図（ｂ）に示されているように、電圧源９ａによる電圧を印加することによって観測者に近い透明電極３２側に電気泳動粒子５を集めることができる。この状態において、観測者は電気泳動粒子５１の色を見ることになる。一方、同図（ｃ）に示されているように、電圧源９ｂによる電圧を印加することによって観測者から遠い電極３４側に電気泳動粒子５１を集めることができる。この状態において、観測者は液相分散媒６１の色を見ることになる。
【００１８】
このように、マイクロカプセル内の電気泳動インク５０を電気分極させることによって、電圧を印加する方向に対応する２種類の色を表示することができる。このように、各画素において所望の表示を行うことができるので、図１に示されている構成を全ての画素に適用すれば、表示装置を実現することができる。さらに、可撓性のある材質を基板１に用いれば、フレキシブルな表示装置を実現することができる。
【００１９】
（２）有機ＴＦＴ表示装置の製造方法
図１に示されているような断面構造を有する表示装置の製造方法について、図４〜図７を参照して説明する。まず、図４に示されているように、基板上に設けられているＩＴＯ等による画素電極１０１の周囲に、ＩＴＯ等によるソースライン１０２を設ける。このソースライン１０２のライン幅は、例えば２０μｍである。基板の材料には、例えばＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）を用いる。なお、図中の破線Ｈの範囲が１画素部分である。
【００２０】
画素電極１０１は、基板上に形成しても良いし、画素電極が予め形成されている基板を購入してそれを用いても良い。また、ソースライン１０２に電解メッキを施しても良い。これにより、配線抵抗を低下させ、動作速度を向上させることができる。また、このメッキは、静電気対策として機能することも期待できる。次に、図５に示されているように、ソース及びドレインとなる領域１０３ａ及び１０３ｂをそれぞれ開口させた絶縁膜を形成する。この絶縁膜には、例えばポリイミド（ｐｏｌｙ  ｉｍｉｄｅ；以下ＰＩ）を用いる。
【００２１】
さらに、図６に示されているように、開口している領域１０３ａ及び１０３ｂにソース１０４ａ及びドレイン１０４ｂを形成する。これらソース１０４ａ及びドレイン１０４ｂは、材質にパラジウムを用いることができる。ここでは、領域１０３ａ及び１０３ｂに、導電性を有する液体を注入することによって形成する。この形成にはインクジェット法を用いることができる。導電性を有する液体には、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｄｉ  ｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ；以下ＰＥＤＯＴ）を溶媒に溶解させた溶液を用いる。
【００２２】
そして、図７に示されているように、ソース１０４ａ及びドレイン１０４ｂの上方に、半導体膜、絶縁膜を順に形成する。最後に、絶縁膜の上方にゲート１０５を形成する。半導体膜は、例えば、ペンタセンを用いて形成する。絶縁膜には、酸化シリコン（ＳｉＯ２）を用いる。ゲート１０５は、例えば材質にニッケルを用い、イオンビームスパッタ法によって作成する。フォトリソグラフィ法によって作成しても良い。このゲート１０５は、インクジェット法を用いて形成することもできる。その場合、ＰＥＤＯＴ等の導電性を有する液体を用いることもできる。なお、ゲート１０５のライン幅は、例えば５０μｍである。
【００２３】
図７に示されている状態において、図１を参照して上述したように画素電極１０１に対応する部分に孔１０７を有する格子状の保護フィルム１０６を貼付する。そして、この貼付された保護フィルム１０６の上から、図２を参照して上述したように電気泳動インクを塗布する。塗布した電気泳動インクの上に更に図示せぬ電極を設ける。そして、その図示せぬ電極と画素電極１０１との間に上述したように電圧を印加することにより、所望の表示を行うことができる。
【００２４】
以上の工程によって有機ＴＦＴディスプレイ装置を製造すれば、インクジェット法等を用い、全工程を大気圧下において行うことができる。このため、真空チャンバ等の特別な装置を必要とせず、安価に製造を行うことができる。なお、請求項３における「略大気圧下」には、液中及びクリーンルーム程度の範囲も含まれる。
ここで、図８には、図７中のＡ−Ａ部の断面構造の概略が示されている。同図に示されているように、Ａ−Ａ部は、基板１と、この基板１の上に形成されたＰＩ等による絶縁膜２と、その絶縁膜２と同じ層に形成されたソースライン１０２及びソース１０４ａ並びに画素電極１０１及びドレイン１０４ｂと、半導体層５と、絶縁層６と、ゲート１０５と、これを覆う保護フィルム１０６とから構成されている。画素電極１０１の上方は、保護フィルム１０６によって覆われておらず、この部分が上述した孔１０７となる。ここで、ソース１０４ａ及びドレイン１０４ｂの厚みは６０ｎｍ、ソース１０４ａとドレイン１０４ｂとの間の長さは、例えば１００〜２００μｍである。また、半導体層５の厚みは例えば６０ｎｍ、絶縁膜６の厚みは例えば１μｍ、ゲート１０５の厚みは例えば４５ｎｍである。
【００２５】
（３）外部端子の露出方法
ところで、上述した工程に従って製造した表示装置においては、インクジェット法等によって電気泳動インクを塗布することになるので、表示すべき信号を外部から入力するための端子を設けておき、その端子を露出させることが必要である。かかる端子を露出するには、予め端子部分に保護膜を設けておき、保護膜を設けた状態で表示領域等を形成するのである。そして、表示領域等を形成した後、保護膜を除去して端子表面を露出させれば良い。
【００２６】
要するに、外部信号を入力するための端子を有する有機ＴＦＴ表示装置の製造方法において、上記端子表面に保護膜を設け、この保護膜を設けた状態で表示領域を形成し、その後保護膜を除去することによって、端子表面を露出させるのである。例えば、図９に示されているように、表示装置１００の表面には、同じく表面に設けられている表示領域９０から複数の端子Ｔが設けられている。したがって、電気泳動インクを塗布する前に端子Ｔ部分を保護膜Ｓで覆い、電気泳動インクを塗布した後に保護膜Ｓを剥がせば良い。
【００２７】
この保護膜には、例えば保護シート（いわゆるシール）を用いれば良い。つまり、シートを貼付しておくことにより、端子部分をマスキングし、表示領域等の形成後に、そのシートを剥離するのである。この場合、保護シートには、例えば日東電工株式会社製の熱剥離シートであるリバアルファ（商品名）を用いる。この熱剥離シートは、ポリエステル基材に熱剥離値着剤が塗布されたものである。そして、貼付後９０℃程度の熱を加えることにより、接着力がなくなって剥離する。
【００２８】
また、端子Ｔ部分に絶縁膜を形成しておき、後にレーザ照射等によってその絶縁膜を除去しても良い。以上の露出方法を採用すれば、フォトリソグラフィ技術を用いずに、端子を容易に露出させることができる。なお、以上説明した外部端子の露出方法は、電気泳動インクのみならず、液体を塗布する工程を含む表示装置の製造方法について広く適用できることは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は半導体素子の製造方法、表示装置の製造方法、半導体素子、及び表示装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による表示装置の実施の一形態を示す断面図である。
【図２】電気泳動インクを塗布した状態を示す図である。
【図３】電子泳動インクを用いた表示装置における表示原理を示す図である。
【図４】図１に示されている断面構造を有する表示装置の製造方法を示す工程図である。
【図５】図１に示されている断面構造を有する表示装置の製造方法を示す工程図である。
【図６】図１に示されている断面構造を有する表示装置の製造方法を示す工程図である。
【図７】図１に示されている断面構造を有する表示装置の製造方法を示す工程図である。
【図８】図７中のＡ−Ａ部の断面構造を示す図である。
【図９】電子泳動インクを用いた表示装置における外部端子の露出方法を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  基板、５  半導体層、６  絶縁膜、１０１  画素電極、１０２  ソースライン、１０３  絶縁膜、１０４ａ  ソース、１０４ｂ  ドレイン、１０５  ゲート、１０６  保護フィルム、１０７  孔
【図１】
2006222433.tif 000003
【図２】
2006222433.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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