(57)【要約】【課題】トランジスタを有するアクティブマトリクス基板において、基板の伸縮のため製造時に複数のパターンの位置あわせが全面に渡って達成することが困難になる。【解決手段】基材上に複数の第１配線と、複数の前記第１配線と交差する複数の第２配線と、前記第１配線と前記第２配線とを絶縁する絶縁膜と、前記第２配線に隣り合う複数の画素電極と、を備え、前記複数の画素電極の各々に対応した半導体膜が設けられ、前記半導体膜は前記複数の第１配線と前記複数の第２配線とが交差する複数の交差部のうち少なくとも１つの交差部と前記複数の画素電極のうち１つとに重なることを特徴とする。【選択図】図１
2006154168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に複数の第１配線と、複数の前記第１配線と交差する複数の第２配線と、前記第１配線と前記第２配線とを絶縁する絶縁膜と、前記第２配線に隣り合う複数の画素電極と、を備え、
前記複数の画素電極の各々に対応した半導体膜が設けられ、
前記半導体膜は前記複数の第１配線と前記複数の第２配線とが交差する複数の交差部のうち少なくとも１つの交差部と前記複数の画素電極のうち１つとに重なることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項２】
請求項１に記載のアクティブマトリクス基板において、
前記複数の画素電極は、前記複数の第１配線が形成された第１層、前記複数の第２配線が形成された第２層、及び前記第１層と前記第２層との間に位置する第３層のうちいずれかに形成されていることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項３】
請求項１に記載のアクティブマトリクス基板において、
前記半導体膜は前記複数の第２配線のうち１つの少なくとも一部を覆うことを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のアクティブマトリクス基板において、
前記複数の画素電極のうち、前記複数の第２配線の１つを介して隣り合う２つの画素電極は、該第２配線の少なくとも一部と重なっていることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のアクティブマトリクス基板において、
前記複数の画素電極の前記第１配線と重なる面積が変化することを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載のアクティブマトリクス基板において、
前記複数の画素電極の前記第１配線で分割される面積比が変化することを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のアクティブマトリクス基板において、
前記半導体膜は島状に形成されていることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載のアクティブマトリクス基板において、
前記第２配線と前記画素電極とは同一の材料からなることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載のアクティブマトリクス基板において、
前記基材は可撓性の材質からなることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載のアクティブマトリクス基板の前記画素電極上に電気光学材料を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子デバイス。
【請求項１２】
基材上に第１配線を形成する工程と、
前記第１配線上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に第２配線及び画素電極とをそれぞれ前記第１配線と交差するように形成する工程と、
前記第１配線と前記第２配線とが交差する第１交差部と前記画素電極と、前記第２配線とが交差する第２交差部と、に重なるように、前記第２配線及び前記画素電極上に半導体膜を形成する工程と、を備えることを特徴とするアクティブマトリクス基板の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載のアクティブマトリクス基板の製造方法であって、
前記半導体膜はインクジェット法で塗布された液体材料を乾燥することで形成されることを特徴とするアクティブマトリクス基板の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載のアクティブマトリクス基板の製造方法であって、
前記半導体膜はインクジェット法で塗布されたレジスト領域を残してパターニング形成されてなることを特徴とするアクティブマトリクス基板の製造方法。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載のアクティブマトリクス基板の製造方法であって、
前記基材上に形成されたアライメントマークを検出する工程と、
前記検出により得た検出値に応じて前記インクジェット法に用いるインクジェットヘッドと前記基材との相対位置を制御する工程と、を備えることを特徴とするアクティブマトリクス基板の製造方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載のアライメントマークは前記第１交差部又は第２交差部であることを特徴とするアクティブマトリクス基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランジスタを有するアクティブマトリクス基板、電気光学装置、電子デバイス、及びアクティブマトリクス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気光学装置等の高精細化のためアライメント精度の向上が重要な技術課題となっている。特に基板にフレキシブル基板を用いるフレキシブルディスプレイなどでは重要な解決課題の一つとなっている。フレキシブルディスプレイに関連する文献としては、例えば特許文献１〜３が挙げられる。
【０００３】
特許文献１には、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を、真空蒸着法を用いて形成することが開示されている。このように、真空蒸着法を用いて、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を形成するとともに、絶縁膜および半導体膜も合わせて、真空蒸着法で形成することにより、性能の高いトランジスタを再現性よく製造することができる。
【０００４】
一方、特許文献２、３には、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、絶縁膜および有機半導体膜の全てを、湿式プロセスにより大気圧下で成膜することが開示されている。これにより、低コストでのトランジスタの作製が可能になる。このようなトランジスタを画素電極用のスイッチング用に用いると、高精細な表示が可能になる。さらに、低温で電極や半導体膜が形成できる利点を活かして、プラスチックのような可撓性の材質からなる基材に素子を形成すれば、フレキシブルな表示素子が実現できる。
【０００５】
【特許文献１】特開平５ー５５５６８号公報
【特許文献２】ＷＯ０１４７０４５
【特許文献３】ＷＯ０１４７０４３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、アクティブマトリクス基板、電気光学装置、電子デバイス、及びアクティブマトリクス基板の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のアクティブマトリクス基板は、基材上に複数の第１配線と、複数の前記第１配線と交差する複数の第２配線と、前記第１配線と前記第２配線とを絶縁する絶縁膜と、前記第２配線に隣り合う複数の画素電極と、を備え、前記複数の画素電極の各々に対応した半導体膜が設けられ、前記半導体膜は前記複数の第１配線と前記複数の第２配線とが交差する複数の交差部のうち少なくとも１つの交差部と前記複数の画素電極のうち１つとに重なることを特徴とする。これにより、第１配線をゲート電極とし、第２配線をソース電極、画素電極をドレイン電極とし、半導体膜の一部をチャネル領域としたトランジスタを形成できる。
【０００８】
ここで、第１配線とは、例えばアクティブマトリクス基板の走査線であり、第２配線とは第１配線が走査線であるときのデータ線に相当する。
【０００９】
上記のアクティブマトリクス基板の前記複数の画素電極は、前記複数の第１配線が形成された第１層、前記複数の第２配線が形成された第２層、及び前記第１層と前記第２層との間に位置する第３層のうちいずれかに形成されている。また、前記半導体膜は前記複数の第２配線のうち１つの少なくとも一部を覆うことを特徴とする。
【００１０】
また、上記のアクティブマトリクス基板は、前記複数の画素電極のうち、前記複数の第２配線の１つを介して隣り合う２つの画素電極は、該第２配線の少なくとも一部と重なっていてもよい。これにより、画素電極と第２配線との間隔を半導体膜の形成領域より狭くすることができ、開口率が高まる。
【００１１】
また、上記のアクティブマトリクス基板は、前記複数の画素電極の前記第１配線と重なる面積が変化することを特徴とする。あるいは、前記複数の画素電極の前記第１配線で分割される面積比が変化することを特徴とする。
【００１２】
また、上記のアクティブマトリクス基板は、前記半導体膜は島状に形成されてもよい。
【００１３】
また、上記のアクティブマトリクス基板は、前記第２配線と前記画素電極とは同一の材料からなってもよい。
【００１４】
また、上記のアクティブマトリクス基板は、前記基材は可撓性の材質であってもよい。
【００１５】
さらに、本発明の電気光学装置は、これら上記のアクティブマトリクス基板の前記画素電極上に電気光学材料を備えることを特徴とする。
【００１６】
ここで、電気光学材料とは、例えば、液晶素子、電気泳動粒子が分散した分散媒体を有する電気泳動素子、ＥＬ素子等を総称するものであり、電気光学装置とは、これら電気光学材料を上記アクティブマトリクス基板上に備えた装置をいう。
【００１７】
また、本発明の電子デバイスは、上記の電気光学装置を備えることを特徴とする。
【００１８】
ここで、電子デバイスとは、本発明に係るアクティブマトリクス基板を備えた一定の機能を奏する機器一般をいい、例えば電気光学装置やメモリを備えて構成される。その構成に特に限定は無いが、例えばＩＣカード、携帯電話、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、ヘッドマウントディスプレイ、リア型またはフロント型のプロジェクター、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、ＤＳＰ装置、ＰＤＡ、電子手帳、電光掲示板、宣伝広告用ディスプレイ等が含まれる。
【００１９】
また、本発明のアクティブマトリクス基板の製造方法は、基材上に第１配線を形成する工程と、前記第１配線上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に第２配線及び画素電極とをそれぞれ前記第１配線と交差するように形成する工程と、前記第１配線と前記第２配線とが交差する第１交差部と前記画素電極と、前記第２配線とが交差する第２交差部と、に重なるように、前記第２配線及び前記画素電極上に半導体膜を形成する工程と、を備えることを特徴とする。これにより、第２配線と画素電極とを形成するにあたり、第１配線と画素電極との重なる位置が画素電極ごとに異なっても、トランジスタとして機能することができる。
【００２０】
さらに、上記のアクティブマトリクス基板の製造方法は、前記半導体膜はインクジェット法で塗布された液体材料を乾燥することで形成されることを特徴とする。これにより、半導体膜の使用料を減らすことができる。
【００２１】
また、上記のアクティブマトリクス基板の製造方法は、前記半導体膜はインクジェット法で塗布されたレジスト領域を残してパターニング形成されてなることを特徴とする。
【００２２】
また、上記のアクティブマトリクス基板の製造方法は、前記基材上に形成されたアライメントマークを検出する工程と、前記検出により得た検出値に応じて前記インクジェット法に用いるインクジェットヘッドと前記基材との相対位置を制御する工程と、を備えることを特徴とする。このアライメントマークは前記第１交差部又は第２交差部であってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明について詳細に説明する。
［第１実施形態］
【００２４】
本実施形態では、本発明のアクティブマトリクス基板について説明する。
【００２５】
図１は、本発明のアクティブマトリクス基板を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡーＡ’での縦断面図である。また、図２は図１（ａ）の回路図である。なお、以下の説明では、図１（ｂ）中の半導体膜１０２方向を「上」、基材１００方向を「下」と言う。
【００２６】
図１のアクティブマトリクス基板は、基材１００上に第１配線１０１がおよそ一定間隔をおいて形成されている。この上に絶縁膜１０５が形成され、さらにこの上に、第２配線１０２と画素電極１０３がパターニングされている。そして、半導体膜１０４が第１配線１０１と第２配線１０２とが交差する領域と、第１配線１０１と画素電極１０３とが交差する領域に重なるように設けられている。従って、半導体膜１０４は少なくとも第２配線１０２と画素電極１０３と、絶縁膜１０５とを覆っている。
【００２７】
そして、複数の画素電極１０３から形成される表示領域において、第１配線１０１と第２配線１０２は、一定の幅を持った帯状の形状をなし、その長手方向において、画素電極の周期に対応した構造を持たない。一方、画素電極１０３の一辺は第２配線１０２と並行し、一定間隔を隔てて配置されている。
【００２８】
この構成では、第１配線１０１が第２配線１０２と、及び画素電極１０３と交差する領域近傍がトランジスタ１１０として作用して、画素電極１０３の電圧を制御する。つまり、第１配線１０１に電圧が印加されることでトランジスタ１１０がオン状態・オフ状態間をスイッチングすることによって、第２配線１０２上に設定された電圧信号が画素電極１０３の電圧を変化させたり、保持させたりする。その結果、アクティブマトリクス基板上の任意の画素電極１０３の電圧を制御することが可能になる。
【００２９】
本発明の特徴は、トランジスタ１１０の画素電極１０３における相対位置が変化しうるという点である。あるいは、相対位置の変化を許容する構造であると言って良い。例えば、図１に示す画素電極１０３の下辺からトランジスタ１１０までの距離ΔＹ１、ΔＹ２、ΔＹ３が必ずしも一致するとは限らない。この様な相対位置の変化は、例えば基材１００の伸縮によって起こりうる。第１配線１０１、第２配線１０２、画素電極１０３を形成する工程中で、このような基材１００の伸縮が起こると、相対位置（あるいは距離ΔＹ１、ΔＹ２、ΔＹ３）がアクティブマトリクス基板上で変化することになる。ガラス基板を用いた場合も、熱収縮によってこのようなずれが生じうるし、さらにプラスチック基板では一層顕著である。プラスチック基板の場合、熱収縮だけでなく、吸湿、応力による収縮も大きい。
【００３０】
図２には基材１００上に第１配線１０１を形成した様子を示す。この工程には後述するいくつかの方法を用いることができるが、一例としては、導電体薄膜形成とフォトリソグラフィ、エッチングによって行われる。つまり、真空蒸着法、スパッタリング法などにより導電体の均一な薄膜１０１ａを基材１００上に形成した後、フォトレジストの塗布、フォトマスクを用いた露光、現像を経たのち、薄膜上に残ったフォトレジストをマスクとして導電体をエッチングすることによって、図２のようなパターニングされた導電体薄膜を得ることができる。
【００３１】
こうして得られた、第１配線１０１の間隔ΔＸ１（便宜上実測値という）は、フォトマスク上に描かれたオリジナルパターンの間隔ΔＸ２（便宜上理論値という）と同一のはずである。しかしながら実際には、上述したように基材１００は温度、吸湿度、応力、加熱履歴などによって伸縮して、厳密には実測値ΔＸ１と理論値ΔＸ２とは一致しない。
【００３２】
次に絶縁膜１０５を基材１００、第１配線１０１上に形成する。絶縁膜１０５は液体材料あるいは気相から得ることができる。詳しくは後述するが、代表的には、絶縁性高分子の溶液をスピンコートすることによって均一な絶縁膜１０５を得ることができる。高分子膜は架橋反応によって不溶化することができる。また、ポリシリケート、ポリシロキサン、ポリシラザンのような溶液を塗布して、塗布膜を酸素、または水蒸気の存在下で加熱することによって、溶液材料からＳｉＯ2の絶縁膜１０５を得ることができる。
【００３３】
そして、この絶縁膜１０５の上に第２配線１０２と画素電極１０３を形成する。この工程のためには、第１配線１０１を形成した工程と同様の手法を用いることができる。つまり、真空蒸着法、スパッタリング法などにより導電体の均一な薄膜を絶縁膜１０５上に形成した後、フォトレジストの塗布、フォトマスクを用いた露光、現像を経たのち、薄膜上に残ったフォトレジストをマスクとして導電体をエッチングすることによって、第２配線１０２と画素電極１０３（図示せず）を第１配線１０１と交差するように、絶縁膜１０５を介して形成することができる。
【００３４】
図３にはデータ線１０２と画素電極１０３とが、走査線１０１と交差する様子を示す。ここでは、アクティブマトリクス基板上の第１配線と画素電極１０３の一辺（底辺）との距離をΔＹ１、ΔＹ２、ΔＹ３として示した。画素電極１０３の第２配線１０２の長手方向の画素ピッチは第１配線１０１の間隔と等しくなるように設計されている。そのため、距離ΔＹ１、ΔＹ２、ΔＹ３は設計上は等しくなる。しかしながら、上述したように基材１００の伸縮が無視できない場合、画素電極１０３の第２配線１０２の長手方向の画素ピッチは第１配線１０１の間隔に必ずしも一致しなくなる結果、距離ΔＹ１、ΔＹ２、ΔＹ３がそれぞれ異なることが起こりうる。図３ではこの差を極端に示しているが、実際は、表示領域の縁に近い領域間を比較した場合容易に認識される程度である。
【００３５】
続いて、図１で示したように、半導体膜１０４をこの上に形成する。この場合、均一に（全面に）半導体膜１０４を形成することも可能だが、必要な領域のみに島状に形成されることが望ましい。つまり、第２配線１０２と画素電極１０３とが、第１配線１０１と交差する領域を覆うように半導体膜を形成する。この場合のパターニングの方法として、フォトリソグラフィを用いることも可能だが、インクジェット法を用いた方法が最も望ましい。なぜならば、インクジェット法では、半導体膜１０４を形成する材料を、あるいは、半導体膜１０４をパターニングするのに必要なレジストを第２配線１０２と画素電極１０３とが、第１配線１０１と交差する領域を覆うように選択的に形成することが可能だからである。インクジェット法では、インクジェットヘッドを基材１００上を走査しながら、インクジェットノズルから液体材料を吐出する。インクジェットノズルの間隔は、インクジェットヘッドのノズル列を走査方向に対して傾けることによって、自在に変えることができるし、吐出するタイミングも自在に調整可能なので、表示領域全面に渡って、第２配線１０２と画素電極１０３とが、第１配線１０１と交差する領域を覆うようように半導体膜１０４の島を形成することは、困難なことではない。
【００３６】
半導体膜１０４としては、有機半導体が好適である。可溶性の有機半導体を溶剤に溶かして、インクジェットヘッドで塗布・乾燥するのが最も簡便な半導体膜１０４の形成方法である。有機半導体の前駆体溶液を塗布・乾燥の後、熱処理によって半導体に変換して半導体膜１０４を得ることもできる。
【００３７】
あるいは、半導体膜１０４をまず、均一に絶縁膜１０５、第２配線１０２、と画素電極１０３上に形成した後、インクジェット法を用いてレジストを、第２配線１０２と画素電極１０３とが、第１配線１０１と交差する領域を覆うよう塗布する。そして、半導体膜１０４をエッチングして、上記の領域のみに半導体層１０４を残すようにパターニングすることができる。
【００３８】
いずれにせよ、インクジェット法の如く、基材１００上の既存パターンに対して適応可能な方法を用いて半導体膜１０４をパターニングを行うことが望ましい。なぜならば、本発明が特に有効な場合として、基材１００にプラスチック基板を用いる場合が挙げられ、この時、半導体膜１０４の島を形成する位置は、必ずしも一意的に決まらないためである。それは、既に説明したように、プラスチック基板では温度、吸湿度、応力、加熱履歴などによって伸縮するので、第２配線１０２と画素電極１０３とが、第１配線１０１と交差する領域の位置が変動するためである。インクジェット法の他にも、ディスペンサを用いたり、レーザー光を走査してパターニングしたりすることも有効である。
【００３９】
以上、このようにして、それぞれの画素電極１０３にトランジスタ１１０を形成することができる。画素には、画素容量を増加させるための容量線を持たせることもできる。これは、第１配線１０１を形成するのと同時に、また、これと平行に形成する。容量線は各画素電極１０３と絶縁体１０５を隔てて形成され、画素電極１０３上に蓄えられる電荷の量を増大することができる。
【００４０】
以下トランジスタ１１０を構成する各部について、より詳細に説明する。
【００４１】
基材１００は、トランジスタ１１０を構成する各層（各部）を支持するものである。基材１００には、例えば、ガラス基板、ポリイミド、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）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等で構成されるプラスチック基板（樹脂基板）、石英基板、シリコン基板、ガリウム砒素基板等を用いることができる。トランジスタ１１０に可撓性を付与する場合には、基材１００には、樹脂基板が選択される。
【００４２】
この基材１００上には、下地層が設けられていてもよい。下地層としては、例えば、基材１００を透過するガスを遮断するガスバリア層として、基材１００表面からのイオンの拡散を防止する目的、第１配線１０１と基材１００との密着性（接合性）を向上させる目的等により設けられる。
【００４３】
下地層の構成材料としては、特に限定されないが、基材１００にガラス基板を用いる場合には、酸化珪素（ＳｉＯ2）、窒化珪素（ＳｉＮ）、紫外線硬化樹脂等が好適に用いられる。
【００４４】
第１配線１０１はトランジスタ１１０のゲート電極として作用して、ここに印加される電圧によって、トランジスタ１１０のソース・ドレイン間に流れる電流を制御することができる。第１配線１０１は電気伝導性のある材料で構成される。例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｕまたはこれらを含む合金等の金属材料、ＩＴＯ、ＦＴＯ、ＡＴＯ、ＳｎＯ2等の導電性酸化物、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、フラーレン等の炭素材料、ポリアセチレン、ポリピロール、ＰＥＤＯＴ（ｐｏｌｙ−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）のようなポリチオフェン、ポリアニリン、ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリフルオレン、ポリカルバゾール、ポリシランまたはこれらの誘導体等の導電性高分子材料等が挙げられ、通常塩化鉄、ヨウ素、強酸、有機酸、ポリスチレンサルフォニック酸などの高分子でドープされ導電性を付与された状態で用いられる。さらに、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４５】
第１配線１０１の幅はトランジスタ１１０のチャンネル幅を決定する。つまり、他の条件が同一であれば、第１配線１０１の幅が大きくなるほど、より大きなソース・ドレイン間電流を制御することができるが、ゲート入力の容量は大きくなる。第１配線１０１の幅は１〜１００ミクロンが適当であり、３〜３０ミクロンがより好適である。第１配線１０１の厚さ（平均）は、特に限定されないが、０．１〜２０００ｎｍ程度であるのが好ましく、１〜１０００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００４６】
絶縁膜１０５は、主として有機材料（特に有機高分子材料）で構成されているのが好ましい。有機高分子材料を主材料とする絶縁膜１０５は、その形成が容易であるとともに、半導体膜１０４に有機半導体を採用した場合、これとの密着性の向上を図ることもできる。
【００４７】
このような有機高分子材料としては、例えば、ポリスチレン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリビニルフェニレン、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のようなアクリル系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなフッ素系樹脂、ポリビニルフェノールあるいはノボラック樹脂のようなフェノール系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブテンなどのオレフィン系樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４８】
絶縁膜１０５の厚さ（平均）は、特に限定されないが、１０〜５０００ｎｍ程度であるのが好ましく、１００〜１０００ｎｍ程度であるのがより好ましい。絶縁膜１０５の厚さを前記範囲とすることにより、第２配線１０２及び画素電極１０３と、第１配線１０１とを確実に絶縁しつつ、ソース・ドレイン間電流、ゲート容量を調整することができる。
【００４９】
なお、絶縁膜１０５は、単層構成のものに限定されず、複数層の積層構成のものであってもよい。
【００５０】
また、絶縁膜１０５の構成材料には、例えば、ＳｉＯ2等の無機絶縁材料を用いることもできる。ポリシリケート、ポリシロキサン、ポリシラザンのような溶液を塗布して、塗布膜を酸素、または水蒸気の存在下で加熱することによって、溶液材料からＳｉＯ2を得ることができる。また、金属アルコキシド溶液を塗布した後、これを酸素雰囲気で加熱することによって無機絶縁材料を得る（ゾルゲル法として知られる）ことができる。
【００５１】
絶縁膜１０５の上には第２配線１０２及び画素電極１０３が形成される。第２配線１０２及び画素電極１０３は、トランジスタ１１０のソース・ドレイン電極として作用して、これらの間の半導体膜１０４を電流が流れる。
【００５２】
第２配線１０２及び画素電極１０３は、導電性材料で構成される。画素トランジスタ１１０がｐ型の電界効果トランジスタである場合、第２配線１０２及び画素電極１０３には仕事関数の大きい金属、あるいはｐ型にドープされた半導体が望ましい。仕事関数の比較的大きい導電材料としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｇ等の金属材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。また、ＩＴＯ、ＦＴＯ、ＡＴＯ、ＳｎＯ2等の導電性酸化物、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、フラーレン等の炭素材料、ポリアセチレン、ポリピロール、ＰＥＤＯＴ（ｐｏｌｙ−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）のようなポリチオフェン、ポリアニリン、ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリフルオレン、ポリカルバゾール、ポリシランまたはこれらの誘導体等の導電性高分子材料等が挙げられ、通常塩化鉄、ヨウ素、強酸、有機酸、ポリスチレンサルフォニック酸などの高分子でドープされ導電性を付与された状態で用いられる。さらに、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００５３】
トランジスタ１１０がｎ型の電界効果トランジスタである場合、仕事関数の小さい金属、例えば、Ａｌ，Ｔｉ、Ｃｒ、Ｌｉ、Ｍｇ，Ｃａ，希土類金属等、あるいはｎドープした半導体を用いる。こうすることで、第２配線１０２からの電子の注入障壁を小さくすることができる。上記のような金属材料とＬｉＦ、ＡｌＦ、ＣｓＦなどの電子注入をエンハンスするフッ化物、酸化物とを積層することも有効である。
【００５４】
半導体膜１０４が第２配線１０２及び画素電極１０３、そして絶縁膜１０５に接触するように形成される。半導体材料としては、アモルファスＳｉ、多結晶Ｓｉ、ＺｎＯ、などの無機半導体も有効であるが、プラスチック基板上にも低温で、半導体膜１０４を形成できる点で、有機半導体材料が好適である。
【００５５】
有機半導体材料としては、例えば、ナフタレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン、フタロシアニン、ペリレン、ヒドラゾン、トリフェニルメタン、ジフェニルメタン、スチルベン、アリールビニル、ピラゾリン、トリフェニルアミン、トリアリールアミン、フタロシアニンまたはこれらの誘導体のような低分子の有機半導体材料や、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチニレンビニレン、ポリアリールアミン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂、フルオレン−ビチオフェン共重合体、フルオレン−アリールアミン共重合体またはこれらの誘導体のような高分子の有機半導体材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。あるいは、チオフェン、トリフェニルアミン、ナフタレン、ペリレン、フルオレンなどを含むオリゴマを用いることができる。
［第２実施形態］
【００５６】
つづいて、本発明のアクティブマトリクス基板の製造方法について詳細に説明する。
【００５７】
基材１００または基材１００上に設けられた下地層上に第１配線１０１を上述した材料で形成する。そのためには、フォトリソグラフィ法、選択メッキ法、あるいは印刷法を用いる。フォトリソグラフィ法には、さらにエッチングを用いる方法と、リフトオフを用いる方法とがある。エッチング法では均一に形成した導電体層をフォトレジストをマスクとしてエッチングすることによってパターニングする。リフトオフ法では、パターニングされたフォトレジスト上に、導電体層を均一に形成して、フォトレジスト上に載った導電体層をフォトレジストと共に剥離、除去することによって、第１配線１０１を形成する。ここで、導電体層を均一に形成する方法としては、蒸着法、スパッタリング法、化学気相デボジション法、など真空中で行う方法、あるいは、液体材料をスピンコート法、ディップ法、ドクターブレード法などで塗布する方法、さらに、電解メッキ、無電解メッキ法を用いることができる。選択メッキ法は、無電解メッキ法において、必要な場所、ここでは第１配線１０１が有るべき場所のみにメッキ層を形成する方法である。エッチングを必要としないので効率的な製造が可能である。これは、フォトレジスト、あるいは、帯電制御剤をパターニングしておいて、無電解メッキの開始に必要な触媒を選択的に基材１００上に吸着させることによっておこなう。
【００５８】
印刷法には、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷などの方法が挙げられる。金属粒子の分散液、導電性高分子の溶液・分散液、低融点金属をインクとして、導電部にのみインクを塗布・乾燥あるいは固化させることによって、所望のパターンを得ることが可能である。
【００５９】
続いて絶縁膜１０５を第１配線１０１上に形成する。絶縁材料またはその前駆体を含む溶液を、塗布法を用いて、第１配線１０１上または基材１００上に塗布（供給）した後、必要に応じて、この塗膜に対して後処理（例えば加熱、赤外線の照射、超音波の付与等）を施すことにより形成することができる。
【００６０】
また、塗布法には、前記と同様の方法を用いることができる。第１配線１０１が可溶な有機半導体材料で構成されている場合には、絶縁材料用の溶媒が、第１配線１０１を膨潤させたり、溶解しないものを選択する必要がある。
【００６１】
また、塗布法で均一に絶縁膜１０５を形成する代わりに、印刷法によって絶縁膜１０５を必要な領域のみに形成することも有効である。第１配線１０１を第２配線１０２及び画素電極１０３から絶縁する必要があるため、表示領域において絶縁膜１０５は少なくとも第１配線１０１上を覆うことが必要である。印刷法によって、第１配線１０１を覆うように帯状に絶縁膜１０５を形成することが有効である。
【００６２】
さらに、塗布法や印刷法に比べて、費用のかかる設備が必要になるが、真空中での製膜方法も適用可能である。真空中での製膜方法には真空蒸着法、スパッタリング法、化学気相法（ＣＶＤ法）などが挙げられ、いずれも真空槽中に、原料となる固体やガスを導入して、加熱手段、あるいはプラズマによって高温状態にすることによって、薄膜化する。例えば、二酸化珪素や窒化珪素のターゲットをアルゴンプラズマによってスパッタリングすることができる。あるいは、アルゴンガスの代わりに、酸素や窒素ガスを導入して、そのプラズマにより、酸化珪素や窒化珪素を得ることも可能である。また、シランガス・酸素ガス・アンモニアガスなどを導入して、熱であるいはプラズマでこれらを反応させることによって、誘電体を得ることも可能である。これらの方法は、高品質な薄膜を得ることができるため、高品質な素子を作製するのに用いることができる。
【００６３】
続いて、第２配線１０２及び画素電極１０３をパターニングする。絶縁膜１０５上に第２配線１０２及び画素電極１０３が形成される。絶縁膜１０５がパターニングされている場合は、第２配線１０２及び画素電極１０３は基板１００または基板１００上に設けられた下地層上に形成される領域もある。第２配線１０２及び画素電極１０３を形成するためには、上述した第１配線１０１の形成方法と全く同様の方法で形成できる。本発明の特徴として、基板あるいはマスクの伸縮を許容してトランジスタ構造を形成することができるため、マスクや印刷原盤を用いる手法も良好に適応が可能である。例えば、フォトリソグラフィによるエッチングやリフトオフを用いて、蒸着（スパッタリング）した金属層をパターニングして第２配線１０２及び画素電極１０３を得ることが可能である。また、選択性無電解メッキを行うための、プレパターニングとして石英マスクを用いての露光を行うこともできる。さらに、スクリーン印刷を使って、導電体を印刷することも可能である。
【００６４】
トランジスタ１１０を形成するプロセスの最後のステップとして、半導体膜１０４を形成する。このために、塗布法、印刷法、真空製膜法などを用いることが可能である。半導体膜１０４を図１に示すようにトランジスタ１１０毎にパターニングすることが、最も望ましい。この場合は、複数のトランジスタ１１０間の干渉を最低限にすることができる。この場合、印刷法を用いれば、薄膜の形成と、パターニングとを同時に済ませることができる。この場合、トランジスタ１１０の電極に位置あわせして半導体膜１０４を形成する必要がある。つまり、第１配線１０１が第２配線１０２及び画素電極１０３と交差している領域に半導体膜１０４を形成する必要がある。このような要請に、最も適当に対応できるのがインクジェット印刷法である。インクジェット印刷法は非接触の印刷であるため、位置あわせを良好に行うことが可能である。さらに、複数ノズルを有するインクジェットヘッドを用いて、半導体膜１０４の形成を行う際、ノズルの周期とトランジスタ１１０の周期とを合致させるために、インクジェットと基板との相対走査方向に対して、インクジェットヘッドを回転させることが有効である。この回転によって、自由にトランジスタ１１０の周期に対応できるので、本発明のように、基板の伸縮を許容する素子構造にとっては、もっとも好適な製造方法である。
【００６５】
そこで、第１配線１０１が第２配線１０２と交差している第１交差部、又は画素電極１０３と交差している第２交差部をアライメントマークとして光学的に検出して、位置あわせと上記のインクジェットヘッドの回転とを行う。光学的な検出方法は、ＣＣＤのような二次元光学検出素子とレンズを組み合わせた素子によって対象物の２次元像を得て、計算機により画像処理検出を行う方法が最も簡便である。
【００６６】
インクジェット印刷法以外の印刷法では、印刷原盤などを素子に接触させる必要があり、素子を損傷したり、位置あわせが困難になる可能性はあるが、もちろん技術的に実現は可能である。例えば、スクリーン印刷を用いる場合、予め、光学的検出手段によって、素子とスクリーン印刷用の原盤との相対位置を検出しておくことによって位置あわせが可能である。
【００６７】
塗布法や真空製膜法によれば、容易に均一でパターニングされていない半導体膜１０４を得ることができる。半導体膜１０４が真性半導体で、バイアスを印加しない状態で電気抵抗が十分高ければ、素子間の干渉は比較的小さいため、パターニングされていない半導体膜１０４でも実施可能である。ただし、隣接する画素間の距離を大きくして、隣接する第２配線１０２との間に形成されるトランジスタのチャンネル長を大きくする必要がある。そのため、開口率が低減してしまうという問題を有する。
【００６８】
また均一に半導体膜１０４を形成した後、印刷法と組み合わせてパターニングすることも可能である。レジストとなる材料を印刷法でパターニングして、これを利用して、半導体膜１０４をエッチングすることによってパターニングすることが可能である。
［第３実施形態］
【００６９】
図１のアクティブマトリクス基板の変形例として、図４にしめす構造が可能である。この構造では、画素電極１０３が１０３ａと１０３ｂに分割されていて、第２配線１０２によって隔てられている。半導体膜１０４は画素電極１０３ａと１０３ｂと第２配線１０２に重なるように形成されている。この場合、表示装置の画素としては分割された画素電極１０３ａと１０３ｂとは１つの画素電極として振る舞う。図１の構成では、半導体膜１０４を形成する際に、隣接する画素電極１０３間を結ぶように半導体膜１０４が形成されることは望ましくない。画素間の干渉が起きてしまい、半導体膜１０４をパターニングした意味がなくなってしまうためである。そのため、半導体膜１０４をパターニングする際、隣接する画素電極に半導体膜１０４が及ばないようにする必要がある。しかしながら、伸縮の大きいプラスチック基板などでは必ずしも精密な位置あわせが達成できない結果、隣接画素電極間に半導体膜１０４が重なる可能性がある。この様な困難を回避するためには、半導体膜１０４を画素の中央に近い場所に設ける、つまり、図４の構成を採用することが有効である。少々、半導体膜１０４の位置がずれたり、大きさが変動しても、複数の画素間が繋がるおそれがない。
［第４実施形態］
【００７０】
上述のアクティブマトリクス基板は、電気光学素子を備えた電気光学装置に好適に利用し得る。また、電気光学装置を備えた電子デバイスに好適に利用し得る。図５は、電気光学装置６００を含んで構成される各種電子デバイスの例を示す図である。
【００７１】
図５（Ａ）は携帯電話への適用例であり、当該携帯電話８３０はアンテナ部８３１、音声出力部８３２、音声入力部８３３、操作部８３４、および本発明の電気光学装置６００を備えている。図５（Ｂ）はビデオカメラへの適用例であり、当該ビデオカメラ８４０は受像部８４１、操作部８４２、音声入力部８４３、および電気光学装置６００を備えている。図５（Ｃ）はテレビジョンへの適用例であり、当該テレビジョン９００は電気光学装置６００を備えている。なお、パーソナルコンピュータ等に用いられるモニタ装置に対しても同様に電気光学装置６００を適用し得る。図５（Ｄ）はロールアップ式テレビジョンへの適用例であり、当該ロールアップ式テレビジョン９１０は電気光学装置６００を備えている。
【００７２】
なお、電子デバイスとしてはこれに限定されず、電気光学装置６００は、表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝広告用ディスプレイ、ＩＣカード、ＰＤＡ等のあらゆる電子デバイスに適用することが可能である。
＜実施例１＞
１２０ミクロンの厚さのポリイミド基板上に、Ｃｒを１ｎｍとＡｕを１００ｎｍ蒸着した。この上にフォトレジストを塗布して、第１配線１０１と第１配線１０１を外部に配線するための電極に対応するパターンを有するフォトマスクを使って露光した後、現像、乾燥して、Ａｕ層とＣｒ層とをエッチングした。第１配線１０１の幅は２０ミクロンで作製した。続いて、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）の酢酸ブチル７％溶液を均一にスピンコートにてコートして、約１ミクロンの膜厚の絶縁膜１０５を形成した。そして、その上にＣｒを１ｎｍとＡｕを１００ｎｍ蒸着した。この上にフォトレジストを塗布して、第２配線１０２、画素電極１０３、そして第２配線１０２を外部に配線するための電極に対応するパターンを有するフォトマスクを使って露光した後、現像、乾燥して、Ａｕ層とＣｒ層とをエッチングした。第２配線１０２と画素電極１０３との間の間隙の大きさは５ミクロンを得た。画素電極は１５０ミクロンの周期とした。表示体としての解像度は約１７０ピクセルパーインチである。そして、最後に、ポリフルオレンビチオフェンのシクロヘキシルベンゼンの１％溶液をインクジェットヘッドを用いて第１配線１０１が第２配線１０２と画素電極１０３に交差する領域に滴下して、８０度で乾燥して半導体膜１０４を得た。
【００７３】
基板として２００ｍｍｘ３００ｍｍのサイズを用い、パターニング時には±１５度の温度範囲に収まるように注意したところ、トランジスタ１１０の画素内での相対位置は変化しているものの、各画素電極につき一つのトランジスタ１１０を形成することができた。トランジスタとしてはチャンネル長５ミクロン、チャンネル幅２０ミクロンのサイズのものとして、正常に動作した。
【００７４】
この回路基板を、電気泳動粒子を含むマイクロカプセルを対抗電極（ＩＴＯ製）上に塗布した対抗基板（ＰＥＴフィルムを基板とする）と貼り合わせたところ、電気泳動素子のアクティブマトリックス駆動ができることを確認できた。
＜実施例２＞
基材１００、第１配線１０１、絶縁膜１０５、第２配線１０２、画素電極１０３の製造方法は実施例１と同様にして行った。ただし、第１配線１０１の幅は１０ミクロン、第２配線１０２と画素電極１０３との間隙の長さは１０ミクロンとした。次に、で表示領域全面にペンタセンを５０ｎｍの厚さに均一に蒸着形成した。このままでは、画素間の干渉が大きいと考えられるので、パターニングし半導体膜１０４を形成した。インクジェット印刷法を用いて、ポリビニルアルコールの水溶液２．５％を、トランジスタ１１０領域に塗布した。そして、酸素プラズマにて、ペンタセンをドライエッチングした。ポリビニルアルコールはそのまま残した。
【００７５】
この回路基板を、電気泳動粒子を含むマイクロカプセルを対抗電極（ＩＴＯ製）上に塗布した対抗基板（ＰＥＴフィルムを基板とする）と貼り合わせたところ、電気泳動素子のアクティブマトリックス駆動ができることを確認できた。
【００７６】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、ゲート電極を基板側に有する、ボトムゲート構造で説明したが、本発明の主旨はゲート電極を基板から遠い側に有するトップゲート構造でも、実施可能である。さらに、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明のアクティブマトリクス基板を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図２】図１に示すアクティブマトリクス基板の製造方法を説明するための図（平面図）である。
【図３】図１に示すアクティブマトリクス基板の製造方法を説明するための図（平面図）である。
【図４】本発明のアクティブマトリクス基板を示す図（平面図）である。
【図５】電気光学装置を含んで構成される各種電子機器の例を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
１００・・・基材、１０１・・・第１配線（ゲート電極）、１０２・・・第２配線（ドレイン電極）１０３・・・画素電極（ソース電極）、１０４・・・半導体膜、１０５・・・絶縁膜、１１０・・・トランジスタ、６００・・・電気光学装置、８３０・・・携帯電話、８３１・・・アンテナ部、８３２・・・音声出力部、８３３・・・音声入力部、８３４・・・操作部、８４０・・・ビデオカメラ、８４１・・・受像部、８４２・・・操作部、８４３・・・音声入力部、９００・・・テレビジョン、９１０・・・ロールアップ式テレビジョン。
【図１】
2006154168.tif 000003
【図２】
2006154168.tif 000004
【図３】
2006154168.tif 000005
【図４】
2006154168.tif 000006
【図５】
2006154168.tif 000007