(57)【要約】【課題】低コストで高精細なアクティブマトリックス基板の製造方法、電気光学装置、および電子機器を提供する。【解決手段】基板１５と、複数の画素電極８０と、前記複数の画素電極８０と基板１５との間に設けられた薄膜トランジスターと、前記薄膜トランジスターに電気的に接続されるデータ線４０及びゲート線２０と、を備えるアクティブマトリックス基板の製造方法であって、前記画素電極８０をマスクとして、前記薄膜トランジスターの半導体層５０のパターニングを行う。【選択図】図１
2011002484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、ゲート線と、データ線と、該ゲート線と該データ線との交差に対応して設けられた島状の画素電極と、該画素電極の下層に設けられた絶縁層と、該画素電極に対応して該絶縁層の下層に設けられた薄膜トランジスターと、を備え、
前記絶縁層に設けられたビアホールを介して、前記画素電極と前記薄膜トランジスターのドレイン領域とが電気的に接続されているアクティブマトリックス基板の製造方法であって、
前記薄膜トランジスターを構成する半導体層を前記基板上に形成する第１の工程と、
前記絶縁層を前記半導体層の上層に形成する第２の工程と、
島状の前記画素電極を前記絶縁層の上層に形成する第３の工程と、
前記画素電極をマスクとして、前記半導体層をパターニングする第４の工程と、
を備えたことを特徴とするアクティブマトリックス基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のアクティブマトリックス基板の製造方法であって、
前記第３の工程において、前記画素電極に開口部を形成し、
前記第４の工程において、前記半導体層をパターニングすると同時に、前記開口部と重なる領域に前記ビアホールを形成することを特徴とするアクティブマトリックス基板の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載のアクティブマトリックス基板の製造方法であって、
前記薄膜トランジスターは、ソース電極、ドレイン電極、およびゲート電極が前記半導体層と前記基板との間に配置されたボトムゲートボトムコンタクト構造であることを特徴とするアクティブマトリックス基板の製造方法。
【請求項４】
請求項２に記載のアクティブマトリックス基板の製造方法であって、
前記薄膜トランジスターは、ソース電極とドレイン電極が前記半導体層と前記基板との間に配置され、前記半導体層がゲート電極と前記基板との間に配置されたトップゲートボトムコンタクト構造であり、
前記半導体層を形成する工程では、前記半導体層は前記データ線と沿う方向に互いに隣り合う２つの画素電極の間を跨って形成され、
前記半導体層をパターニングする工程では、前記画素電極間に設けられた前記半導体層を除去することを特徴とするアクティブマトリックス基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載のアクティブマトリックス基板の製造方法であって、
前記半導体層が有機半導体であることを特徴とするアクティブマトリックス基板の製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載のアクティブマトリックス基板の製造方法であって、
前記半導体層が酸化物半導体であることを特徴とするアクティブマトリックス基板の製造方法。
【請求項７】
ゲート線と、データ線と、該ゲート線と該データ線との交差に対応して設けられた島状の画素電極と、該画素電極の下層に設けられた絶縁層と、該画素電極に対応して該絶縁層の下層に設けられた薄膜トランジスターと、が設けられ、該絶縁層に設けられたビアホールを介して、該画素電極と該薄膜トランジスターのドレイン領域とが電気的に接続されているアクティブマトリックス基板と、
前記アクティブマトリックス基板と対向して配置された対向基板と、
前記アクティブマトリックス基板と前記対向基板とに挟持された電気光学変換材料と、
を備えた電気光学装置であって、
前記アクティブマトリックス基板は、請求項１ないし６のいずれか一項に記載のアクティブマトリックス基板の製造方法によって製造された基板であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブマトリックス基板の製造方法、電気光学装置、及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、薄膜トランジスターを構成する各層をパターニングする手法としては、全面に各層を形成後、レジストを使用したフォトリソ法が広く用いられている。また、薄膜トランジスターの一つである有機トランジスターに用いられる有機半導体のパターニング工程では、シリコン半導体で用いられるようなレジストを用いたフォトリソ法、あるいはメタルマスクを用いるマスク蒸着法、あるいは、インクジェット法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、マイクロコンタクト印刷法に代表される印刷法が用いられている。このような有機トランジスターの製造方法が、例えば特許文献１に記載されている。さらに、溶液化可能な半導体である有機半導体や酸化物半導体、液体シリコンを用いて、薄膜トランジスターを構成する各層を、印刷法によってパターニングすることも行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２１８８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、各層をフォトリソ法を用いてパターニングを行うと、多数枚のマスクが必要となりコストがかさむという問題点を有していた。また、有機半導体や酸化物半導体に関しては印刷法によりパターニング可能であるが、マスクの削減ができる一方、フォトリソ法と比較して高精細化が困難であるという問題点を有していた。従って、薄膜トランジスターの製造工程において、フォトリソ法の回数を減らしてマスクコストを削減するとともに、有機半導体や酸化物半導体を印刷法を用いてパターニングしても高精細化が可能なアクティブマトリックス基板の製造方法が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］基板上に、ゲート線と、データ線と、該ゲート線と該データ線との交差に対応して設けられた島状の画素電極と、該画素電極の下層に設けられた絶縁層と、該画素電極に対応して該絶縁層の下層に設けられた薄膜トランジスターと、を備え、前記絶縁層に設けられたビアホールを介して、前記画素電極と前記薄膜トランジスターのドレイン領域とが電気的に接続されているアクティブマトリックス基板の製造方法であって、前記薄膜トランジスターを構成する半導体層を前記基板上に形成する第１の工程と、前記絶縁層を前記半導体層の上層に形成する第２の工程と、島状の前記画素電極を前記絶縁層の上層に形成する第３の工程と、前記画素電極をマスクとして、前記半導体層をパターニングする第４の工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この方法によれば、画素電極をマスクとして薄膜トランジスターの半導体層のパターニングが可能になるので、フォトリソ工程を低減しマスクを減らすことができる。
【０００８】
［適用例２］上記アクティブマトリックス基板の製造方法であって、前記第３の工程において、前記画素電極に開口部を形成し、前記第４の工程において、前記半導体層をパターニングすると同時に、前記開口部と重なる領域に前記ビアホールを形成することを特徴とする。
【０００９】
この方法によれば、ビアホールの形成と半導体層のパターニングとを同時に行う構成となるので、フォトリソ工程を低減しマスクを減らすことができる。
【００１０】
［適用例３］上記アクティブマトリックス基板の製造方法であって、前記薄膜トランジスターは、ソース電極、ドレイン電極、およびゲート電極が前記半導体層と前記基板との間に配置されたボトムゲートボトムコンタクト構造であることを特徴とする。
【００１１】
この方法によれば、例えば画素電極とドレイン電極とを接続するため、半導体層がビアホールの形成において除去される構成となるので、半導体層を予めパターニングする必要が無く、高スループットで生産性の高い、スパッタ法、蒸着法、バーコート法、スピンコート法を用いて形成することが可能になる。さらに、半導体層を、画素電極をマスクとしてエッチングするので、高精細なアクティブマトリックス基板を作製することが可能である。
【００１２】
［適用例４］上記アクティブマトリックス基板の製造方法であって、前記薄膜トランジスターは、ソース電極とドレイン電極が前記半導体層と前記基板との間に配置され、前記半導体層がゲート電極と前記基板との間に配置されたトップゲートボトムコンタクト構造であり、前記半導体層を形成する工程では、前記半導体層は前記データ線と沿う方向に互いに隣り合う２つの画素電極の間を跨って形成され、前記半導体層をパターニングする工程では、前記画素電極間に設けられた前記半導体層を除去することを特徴とする。
【００１３】
この方法によれば、半導体層を、画素電極をマスクとしてエッチングするので、有機半導体や酸化物半導体層にフォトリソ法を用いることなく印刷法を用いても、半導体層が高精細にパターニングされたアクティブ基板を作製することが可能である。
【００１４】
［適用例５］上記アクティブマトリックス基板の製造方法であって、前記半導体層が有機半導体であることを特徴とする。
【００１５】
有機半導体層は、半導体層にダメージを与えることなく印刷法を用いて基板上に半導体層を形成することができるとともに、画素電極をマスクとして高精細にパターニングされた半導体層を有するアクティブマトリックス基板を作製することが可能である。
【００１６】
［適用例６］上記アクティブマトリックス基板の製造方法であって、前記半導体層が酸化物半導体であることを特徴とする。
【００１７】
酸化物半導体層は、半導体層にダメージを与えることなく印刷法を用いて基板上に半導体層を形成することができるとともに、画素電極をマスクとして高精細にパターニングされた半導体層を有するアクティブマトリックス基板を作製することが可能である。
【００１８】
［適用例７］ゲート線と、データ線と、該ゲート線と該データ線との交差に対応して設けられた島状の画素電極と、該画素電極の下層に設けられた絶縁層と、該画素電極に対応して該絶縁層の下層に設けられた薄膜トランジスターと、が設けられ、該絶縁層に設けられたビアホールを介して、該画素電極と該薄膜トランジスターのドレイン領域とが電気的に接続されているアクティブマトリックス基板と、前記アクティブマトリックス基板と対向して配置された対向基板と、前記アクティブマトリックス基板と前記対向基板とに挟持された電気光学変換材料と、を備えた電気光学装置であって、前記アクティブマトリックス基板は、上記アクティブマトリックス基板の製造方法によって製造された基板であることを特徴とする。
【００１９】
本適用例の電気光学装置によれば、アクティブマトリックス基板の製造において、フォトリソ工程を低減しマスクを減らすことが可能になり、低コスト化が可能になる。また、薄膜トランジスターを構成する半導体層について、印刷法を用いて形成されるとともに高精細にパターニングされることから、例えば光学的に画像表示を行う画素の密度を高くして、高精細な画像表示を行うことが可能な電気光学装置を低コストで実現することができる。
【００２０】
［適用例８］上記電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【００２１】
本適用例の電子機器によれば、高精細な画像表示を行う低コストの電気光学装置を備えたので、高精細な画像表示を行うことが可能な電子機器を低コストで実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係るアクティブマトリックス基板の平面図。
【図２】本発明の実施形態に係るアクティブマトリックス基板の断面図。
【図３】電気光学装置の一実施形態となる電気泳動表示装置の概略構成図。
【図４】電子機器の一実施形態を示す概略構成図。
【図５】電子機器の他の実施形態を示す概略構成図。
【図６】第１変形例に係るアクティブマトリックス基板の平面図。
【図７】第１変形例に係るアクティブマトリックス基板の断面図。
【図８】第２変形例に係るアクティブマトリックス基板の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳しく説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下に示す各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を異ならせてある。
【００２４】
［アクティブマトリックス基板］
図１は、電気光学装置に用いられるアクティブマトリックス基板に対して、本発明を適用した一実施形態を示すアクティブマトリックス基板１０の平面図であり、図２は図１のデータ線４０に沿うＢ−Ｂ線における断面図である。なお、本実施形態のアクティブマトリックス基板１０は、例えば電気光学装置としての電気泳動表示装置等に好適に用いられる。
【００２５】
図１に示すように、アクティブマトリックス基板１０は、基板１５上に種々の機能層が形成された構造を有している。具体的に、基板１５上には、互いに交差する方向に延びる複数のゲート線２０と複数のデータ線４０とが形成されている。ゲート線２０とデータ線４０との交点に対応して、画素電極８０と、各画素電極８０に対応して設けられたスイッチング素子としての有機薄膜トランジスター１０ａ（図２参照）とが形成されている。ここで、画素電極８０の配置領域は、互いに隣り合う２本のゲート線２０と、互いに隣り合う２本のデータ線４０とによって平面視で囲まれた領域の少なくとも一部を含む領域であればよく、画素電極８０が平面視でゲート線２０又はデータ線４０と重なることを妨げない。図１では、画素電極８０は、一部がゲート線２０と重なるように配置されている。
【００２６】
有機薄膜トランジスター１０ａは、図２に示すように、基板１５上に形成されたゲート線２０と、ゲート線２０上に形成されたゲート絶縁層３０と、ゲート絶縁層３０上に形成されたデータ線４０と、同じくゲート絶縁層３０上に形成されたドレイン電極４５と、データ線４０とドレイン電極４５上に形成された半導体層５０と、から構成され、所謂ボトムゲートボトムコンタクト構造を有している。従って、ゲート線２０がゲート電極として、またデータ線４０がソース電極として機能するように電気的に接続されて構成されている。そして、有機薄膜トランジスター１０ａ上に層間絶縁層６０が形成され、この層間絶縁層６０上には、ドレイン電極４５にビアホール７０を介して接続された画素電極８０が形成されている。ビアホール７０は、画素電極８０に設けられた開口部８１と重なるように設けられている。つまり、ビアホール７０は画素電極８０内（すなわち平面視で見て画素電極８０の形成領域内）に設けられている。
【００２７】
さて、本実施形態では、図１に示したように、画素電極８０と半導体層５０とが平面視でほぼ同じ大きさ・形状を呈する。この理由を含め、次に、図２を参照にして、アクティブマトリックス基板１０を製造する工程を説明する。なお工程の説明の中でアクティブマトリックス基板１０の各構成要素についても説明する。
【００２８】
［アクティブマトリックス基板の製造方法］
まず、基板１５上に、ゲート線２０を形成する。基板１５の材料は、ガラス基板や例えば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）、ポリカーボネート（ＰＣ）、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）、ポリイミド（ＰＩ）等で構成されるプラスティック基板（樹脂基板）の他、可撓性のあるものであれば、ガラス基板、シリコン基板、金属基板、ガリウム砒素基板等を採用することができる。
【００２９】
また、ゲート線２０を構成する材料は、公知の電極材料であれば、種類は特に限定されるものではない。具体的には、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｄ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｃｏ等やそれらの金属を用いた合金、公知のあらゆる金属材料、及びその合金、及びその金属酸化物等を採用することができる。またＰＥＤＯＴやカーボンペーストに代表される導電性有機材料を用いてもよい。製法としては、スパッタ、あるいは蒸着後、フォトリソ法を用いてパターニングする。あるいはリフト法でレジストを用いてパターン形成してから成膜し、その後レジストを除去するリフトオフ法を用いても良い。さらに、インクジェット法、スクリーン印刷法、マイクロコンタクト印刷法に代表される印刷法で形成してもよい。
【００３０】
次に、ゲート絶縁層３０を形成する。ゲート絶縁層３０としては、公知の絶縁体材料であれば、種類は特に限定されるものではない。二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、五酸化二タンタル等の酸化物をＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法を用いて形成する。ここでは、有機材料を用いても良く、ポリビニルフェノール、ポリイミド、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、あるいはポリイソブチレンに代表されるポリオレフィン系ポリマー、あるいはこれらの共重合体等が挙げられる。形成方法としては、例えば、スピンコート法等の液相プロセスを用いて形成することができる。
【００３１】
次に、データ線４０、およびドレイン電極４５を形成する。データ線４０及びドレイン電極４５を構成する金属導電層としては、ゲート線２０と同様に公知の導電性金属材料を用いることができる。例えばＣｒ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｄ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｃｏ等やそれらの金属を用いた合金、公知のあらゆる金属材料、及びその合金、及びその金属酸化物等を採用することができる。また、本実施形態で用いる後述の有機半導体との組み合わせでは、該有機半導体層がｐ型半導体であるため、電極材料の仕事関数が大きいものが、正孔（キャリア）を有機半導体に注入するためには適している。
【００３２】
データ線４０及びドレイン電極４５の具体的な形成方法としては、公知のスパッタ法、蒸着法、メッキ法を用いて成膜し、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることができる。また、形成材料をスクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット法、マイクロコンタクトプリンティング法のような印刷法等の液相プロセスにて形成することもできる。メッキ法或いは印刷法を用いることで、真空装置を用いずに安価に製造することが可能である。
【００３３】
次に、半導体層５０を基板１５の全面に形成する。インクジェット法やスクリーン印刷法に代表される印刷法やスピンコート法、あるいはバーコート法、スプレー法等の液相法によって形成できる。あるいは、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等で形成してもよい。
【００３４】
半導体層５０の材料としては、シリコン半導体でも良い。または、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、オリゴチオフェン、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。また、ＩｎＧａＺｎＯ4、ＺｎＯ、ＴｉＯ2、Ａｌ−Ｚｎ−ＳｎＯ2などの酸化物半導体をスパッタ法やスピンコート法、あるいはバーコート法やインクジェット法のような塗布法を用いて全面に形成しても良い。
【００３５】
次に、半導体層５０上に層間絶縁層６０を全面に形成する。層間絶縁層６０の材料としては、絶縁性ポリマーが好適である。もとより層間絶縁層６０の材料としてゲート絶縁層３０で挙げたような無機酸化物を用いてもよい。ただし、一般的には、無機酸化物の成膜には、プラズマあるいは熱のような高エネルギーが必要である。従って、無機酸化物を有機半導体上に形成すると、無機酸化物形成時の熱、あるいはプラズマのダメージにより有機半導体の劣化が懸念される。従って、絶縁性ポリマーが層間絶縁層６０の材料として好ましい。
【００３６】
絶縁性ポリマーとしては、ポリビニルフェノール又は、フェノール樹脂（別名ノボラック樹脂）を使用する。その他にもポリビニルフェノール、ポリメチルメタアクリレートを始めとするアクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポレオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリイミド、フッ素系樹脂、ポリパラキシリレン等を使うことができる。
【００３７】
ここで、溶液の塗布によって層間絶縁層６０を形成する場合、層間絶縁層６０の溶媒が、有機半導体の場合には、基板１５を膨潤させたり、溶解させたりしないことが必要である。半導体層５０自体が溶媒に可溶である場合は特に注意が必要である。例えば、有機半導体が芳香環を含む共役性分子、又は、共役性高分子であるため芳香系炭化水素には溶けやすい。従って、有機半導体を用いた場合には、層間絶縁層６０の塗布には芳香系炭化水素以外の炭化水素、或いは、蒸着やＣＶＤ法を使うことが望ましい。
【００３８】
次に層間絶縁層６０上に島状の画素電極８０を形成する。画素電極８０として、前述のゲート線２０、データ線４０、およびドレイン電極４５と同様の金属材料を用いることができる。後述するように画素電極８０をマスクとして半導体層５０をパターニングする。従って、画素電極８０よりも基板１５側となる下層の材料に対して、エッチング種、およびエッチングレートを異ならせる必要があるため、画素電極８０は金属が好適である。これらの金属材料を、フォトリソ法を用いたエッチング法、あるいはリフトオフ法により形成する。また、マスクを用いたマスク蒸着法により形成してもよい。さらに、インクジェット法、スクリーン印刷法、マイクロコンタクトプリント法に代表される印刷法を用いて形成してもよい。画素電極８０は、平面視でドレイン電極４５と重なる位置に開口部８１を有するように形成する。
【００３９】
次に、層間絶縁層６０の上に設けた画素電極８０とドレイン電極４５とを導通可能とするビアホール７０を形成する。このとき、本実施形態のアクティブマトリックス基板１０では、ビアホール７０を形成すると同時に半導体層５０のパターニングを行う。プラズマ装置等を用いて、画素電極８０をマスクとしてドライエッチング法を用いても良い。あるいは同様に画素電極８０をマスクとしてウェットエッチング法を用いてパターニングしても良い。これらのエッチングの際には、画素電極８０に形成された上記開口部８１と重なる位置に設けられた半導体層５０及び層間絶縁層６０が除去されて、ビアホール７０が形成される。また、画素電極８０と重なる領域を除く領域に配置された半導体層５０及び層間絶縁層６０が除去される。この結果、半導体層５０は、画素電極８０と平面視でほぼ同じ大きさ・形状を呈するのである。
【００４０】
次にビアホール７０内に導通部９０を形成して、画素電極８０と有機薄膜トランジスター１０ａのドレイン領域とをドレイン電極４５を介して電気的に導通させる。導通部９０としては、前述のゲート線２０、データ線４０、およびドレイン電極４５と同様の金属材料を用いることができる。さらにＰＥＤＯＴやカーボンペーストの様な導電性有機材料を使用してもよい。これらの材料を、インクジェット法、スクリーン印刷法、マイクロコンタクトプリント法に代表される印刷法を用いて形成する。また、マスクを用いたマスク蒸着法により形成してもよい。さらに、フォトリソ法を用いたエッチング法、あるいはリフトオフ法により導通部９０を形成してもよい。
【００４１】
この方法によれば、開口部８１を有する画素電極８０をマスクとして用いて、開口部８１と重なる領域の半導体層５０と層間絶縁層６０を除去してビアホール７０を形成するのと同時に、半導体層５０のパターニングが可能になるので、フォトリソ工程を低減しマスクを減らすことができる。また、この方法によれば、例えば画素電極８０とドレイン電極４５とを接続するため、半導体層５０がビアホール７０の形成において除去される構成となるので、半導体層５０を予めパターニングしておく必要が無い。従って、半導体層５０を、高スループットで生産性の高い、スパッタ法、蒸着法、バーコート法、スピンコート法を用いて形成することが可能になる。さらに、半導体層５０を、画素電極８０をマスクとしてエッチングするので、高精細なアクティブマトリックス基板１０を作製することが可能である。
【００４２】
また、この方法によれば、半導体層５０が有機半導体層であっても、半導体層５０にダメージを与えることなく、半導体層５０の形成に印刷法を用いてかつ高精細なアクティブマトリックス基板１０を作製することが可能である。あるいは、半導体層５０が酸化物半導体層であっても、半導体層５０にダメージを与えることなく、半導体層５０の形成に印刷法を用いてかつ高精細なアクティブマトリックス基板１０を作製することが可能である。
【００４３】
［電気光学装置］
次に、本発明の態様を電気光学装置としてもよい。図３は、本発明を適用した電気光学装置の一実施形態である電気泳動表示装置を示す断面図である。本実施形態の電気泳動表示装置１０００は、上述したアクティブマトリックス基板１０（回路基板）と電気泳動表示部１００とを備えたものである。
【００４４】
図３に示したように、電気泳動表示部１００は、アクティブマトリックス基板１０に対向するように設けられた対向基板１１０と、アクティブマトリックス基板１０と対向基板１１０との間に設けられた電気泳動層１２０とから構成されている。対向基板１１０には対向電極１３０が設けられている。この電気泳動層１２０は、対向電極１３０と画素電極８０とに印加される電圧によって光学的な変化を生ずる電気光学変換材料に相当する。
【００４５】
電気泳動層１２０は、マイクロカプセル１２０ａを複数備えた構成となっている。マイクロカプセル１２０ａは樹脂皮膜によって形成されており、マイクロカプセル１２０ａの大きさは１画素の大きさと同程度とされ、表示領域全域を覆うように複数配置されている。また、マイクロカプセル１２０ａは、実際には隣接するマイクロカプセル１２０ａ同士が密着するため、表示領域はマイクロカプセル１２０ａによって隙間なく、覆われている。マイクロカプセル１２０ａには、分散媒１２１、電気泳動粒子１２２等を有する電気泳動分散液１２３が封入されている。
【００４６】
次に、分散媒１２１、電気泳動粒子１２２を有する電気泳動分散液１２３について説明する。電気泳動分散液１２３は、染料によって染色された分散媒１２１中に電気泳動粒子１２２を分散させた構成となっている。電気泳動粒子１２２は、無機酸化物又は無機水酸化物からなる直径０．０１μｍ〜１０μｍ程度の略球状の微粒子であり、上記分散媒１２１と異なる色相（白色及び黒色を含む）を有している。このように酸化物又は水酸化物からなる電気泳動粒子１２２には固有の表面等電点が存在し、分散媒１２１の水素イオン指数ｐＨによってその表面電荷密度（帯電量）が変化するようになる。
【００４７】
ここで、表面等電点とは、水溶液中における両性電解質の電荷の代数和がゼロとなる状態を水素イオン指数ｐＨによって示したものである。例えば、分散媒１２１のｐＨが電気泳動粒子１２２の表面等電点に等しい場合には、粒子の実効電荷はゼロとなり、粒子は外部電界に対して無反応な状態となる。また、分散媒１２１のｐＨが粒子の表面等電点よりも低い場合には、粒子の表面は反応式（１）によりプラスの電荷を帯びる。逆に、分散媒１２１のｐＨが粒子の表面等電点よりも高い場合には、粒子の表面は反応式（２）によりマイナスの電荷を帯びる。
ｐＨ低：Ｍ−ＯＨ＋Ｈ＋（過剰）＋ＯＨ−→Ｍ−ＯＨ２＋＋ＯＨ−  ・・・（１）
ｐＨ高：Ｍ−ＯＨ＋Ｈ＋＋ＯＨ−（過剰）→Ｍ−ＯＨ―＋Ｈ＋  ・・・（２）
【００４８】
なお、分散媒１２１のｐＨと粒子の表面等電点との差を大きくしていった場合、反応式（１）又は（２）に従って粒子の帯電量は増加していくが、この差が所定値以上となると略飽和し、ｐＨをそれ以上変化させても帯電量は変化しない。この差の値は、粒子の種類、大きさ、形状等によって異なるものの、概ね１以上であればどのような粒子においても帯電量は略飽和すると考えられる。
【００４９】
電気泳動粒子１２２としては、例えば、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ベンガラ、酸化アルミニウム、黒色低次酸化チタン、酸化クロム、ベーマイト、ＦｅＯＯＨ、二酸化珪素、水酸化マグネシウム、水酸化ニッケル、酸化ジルコニウム、酸化銅等が用いられている。
【００５０】
また、このような電気泳動粒子１２２は、単独の微粒子としてだけでなく、各種表面改質を施した状態でも用いることが可能である。このような表面改質の方法としては、例えば、粒子表面をアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等のポリマーでコーティング処理する方法や、シラン系、チタネート系、アルミニウム系、弗素系等のカップリング剤でカップリング処理する方法や、アクリル系モノマー、スチレンモノマー、エポキシ系モノマー、イソシアネート系モノマー等とグラフト重合処理する方法等があり、これらの処理を単独又は二種類以上組み合わせて行うことができる。
【００５１】
分散媒１２１には、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、エーテル等の非水系有機溶媒が用いられており、スピリトブラック、オイルイエロー、オイルブルー、オイルグリーン、バリファーストブルー、マクロレックスブルー、オイルブラウン、スーダンブラック、ファーストオレンジ等の染料によって染色されて、電気泳動粒子１２２と異なる色相を呈している。
【００５２】
電気泳動装置１０００は、分散媒１２１において、プラスの電荷を帯びた電気泳動粒子１２２とマイナスの電荷を帯びた電気泳動粒子１２２とを混在させ、それらを互いに異なる色の粒子とすることによって、画素電極８０と対向電極１３０との間に印加された電圧によって、画素電極８０毎に表示色を変化させて画像を表示する。従って、電気泳動装置１０００は、画素電極８０の密度つまり画素密度に応じた高精細な画像を表示するのである。
【００５３】
以上本実施形態の電気光学装置によれば、構成要素であるアクティブマトリックス基板の製造において、フォトリソ工程を低減しマスクを減らすことが可能になり、低コスト化が可能になる。また、薄膜トランジスターを構成する半導体層について、印刷法を用いて形成されるとともに高精細にパターニングされる。従って、画素の密度を高くして、高精細な画像表示を行うことが可能な電気光学装置を低コストで実現することができる。なお、電気光学装置として、電気泳動表示装置以外にも、液晶表示装置、有機ＬＥＤ表示装置にも本発明を適用可能である。
【００５４】
［電子機器］
また、本発明の態様を、上述した電気光学装置としての電気泳動表示装置１０００を表示部として備えた様々な電子機器とすることもできる。以下、上述の電気泳動表示装置１０００を備えた電子機器の一実施形態について図４及び図５を参照して説明する。
【００５５】
まず、電子機器の実施形態がフレキシブルな電子ペーパーである場合について説明する。図４は本実施形態の電子ペーパー１４００の構成を示す斜視図である。電子ペーパー１４００は、上述した電気泳動表示装置１０００を表示部１４０１として備える。電子ペーパー１４００は、従来の紙と同様の質感及び柔軟性を有する書き換え可能なシートからなる本体１４０２を備えて構成されている。
【００５６】
また、図５は、電子機器の実施形態が電子ノートである場合について、その構成を示す斜視図である。本実施形態の電子ノート１５００は、図４で示した電子ペーパー１４００が複数枚束ねられ、カバー１５０１に挟まれているものである。カバー１５０１は、例えば外部の装置から送られる表示データを入力する不図示の表示データ入力手段を備える。これにより、その表示データに応じて、電子ペーパーが束ねられた状態のまま、表示内容を変更したり更新したりできる。
【００５７】
また、電子機器として、上述した実施形態に加えて、他の形態例として、液晶テレビ、ビューファインダー型やモニター直視型のビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等が挙げられる。本発明に係る電気光学装置は、こうした電子機器の表示部としても好適に用いることができる。もとより、こうした電子機器の表示部として用いられる電気光学装置は、液晶表示装置、有機ＬＥＤ表示装置も採用可能である。
【００５８】
以上、本発明について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。以下、変形例を挙げて説明する。
【００５９】
（第１変形例）
上記実施形態では、アクティブマトリックス基板１０において、有機薄膜トランジスター１０ａの構造がボトムゲートボトムコンタクト構造を有することとしたが、これに限るものでないことは勿論である。有機薄膜トランジスター１０ａの構造がトップゲート構造を有することとしてもよい。本変形例を、図６、図７を用いて説明する。図６は、本変形例を電気光学装置に用いられるアクティブマトリックス基板１０に適用した一実施形態を示す平面図であり、図７は、図６に示したデータ線４０に沿うＣ−Ｃ線における断面図である。
【００６０】
本変形例のアクティブマトリックス基板１０は、各構成要素の積層順が上記実施形態と異なる。すなわち、図６および図７に示すように、データ線４０およびドレイン電極４５、半導体層５０、ゲート絶縁層３０、ゲート線２０の順で積層するトップゲート構造を有する。なお、トップゲート構造では、ゲート絶縁層３０を介して半導体層５０上にゲート線２０が存在するので、ゲート線２０がマスクとして働き、ゲート線２０直下の半導体層５０は除去されない。そのため、半導体層形成時において、ゲート線２０が設けられる領域のうち半導体層５０が不要な領域には、半導体層５０が設けられていないことが必要である。半導体層５０をこのようなパターンで形成する方法としては、インクジェット法、スクリーン印刷法、マイクロコンタクト印刷法に代表される印刷法が好適である。
【００６１】
より具体的には、データ線４０に沿う方向に互いに隣り合う２つの画素電極８０の間の領域を跨ぐように、半導体層５０を形成する。このとき、ゲート線２０に沿う方向に互いに隣り合う２つの画素電極８０の間の領域のうち、少なくともゲート線２０と重なる領域には、半導体層５０を形成しない。その後、ゲート絶縁層３０を基板１５の全面に形成し、ゲート線２０をゲート絶縁層３０の上に形成し、さらに層間絶縁層６０を基板１５の全面に形成する。次に、平面視でドレイン電極４５と重なる位置に開口を有する島状の画素電極８０を形成する。
【００６２】
ちなみに、本変形例では、図６に示したように、印刷法の一つであるインクジェット法を用いて、ゲート線２０と平面的に重なる位置を中心に、ゲート線２０が延在する方向に沿って複数箇所（図６では各画素に３箇所ずつ）、半導体層５０の材料を吐出する。このとき、吐出された半導体層５０の材料が、ゲート線２０の延在方向において連続せず、画素電極８０のそれぞれに対応して分離するように（例えば、画素電極８０の平面領域内に収まるように）吐出することによって、半導体層５０をゲート線２０の延在方向においてパターニングしている。
【００６３】
なお、本変形例において、吐出された半導体層５０の材料は、データ線４０の延在方向（図面上下方向）において、平面的に画素電極８０の領域外に食み出す場合がある。そこで、データ線４０の延在方向において画素電極８０の領域外に食み出した半導体層５０の材料を、画素電極８０をマスクとしてエッチング処理を行うことによって除去する。こうすることによって、半導体層５０をデータ線４０の延在方向において、画素電極８０のパターン精度すなわち高精細でパターニングすることができる。
【００６４】
上述したように、本変形例によれば、トップゲート構造においても、画素電極８０をマスクとして層間絶縁層６０とゲート絶縁層３０と半導体層５０とをパターニングすることができるため、有機半導体や酸化物半導体層のパターニングに、高コストで半導体層へのダメージの懸念のあるフォトリソ法を用いることなく、低コストな印刷法を用いて、高精細なアクティブ基板を作製することが可能である。
【００６５】
（第２変形例）
上記実施形態および第１変形例では、画素電極の形状を凡そ正方形とし、データ線４０の延在方向とゲート線２０の延在方向とに、おおよそ同じピッチで配列されることとして説明しているが、配列ピッチは必ずしもこれに限るものでないことは勿論である。本変形例を、図８を用いて説明する。図８は、上記第１変形例における図６に相当するアクティブマトリックス基板１０の平面図である。
【００６６】
例えばカラー表示ではサブピクセルが用いられるが、縦方向と横方向とでは求められる解像度が異なる。そこで、本変形例は、各サブピクセルに設けられる画素電極８０の配列ピッチを、ゲート線２０に沿う方向よりも、データ線４０に沿う方向を細かくした。具体的には、図８に示したように、半導体層５０の材料を、印刷法の一つであるインクジェット法を用いて、例えば、ゲート線２０と平面的に重なる位置を中心とし、ゲート線２０が延在する方向（図面左右方向）において、平面的に画素電極８０の領域内に収まるように吐出する。このとき、吐出された半導体層５０の材料は、データ線４０の延在方向において、平面的に画素電極８０（あるいはドレイン電極４５）の領域外に食み出し、隣の画素電極８０の領域まで到達する場合がある。そこで、データ線４０の延在方向（図面上下方向）において画素電極８０の領域外に食み出し、画素電極８０間に存在する半導体層５０の材料を、画素電極８０をマスクとしてエッチング処理を行うことによって除去する。こうすることによって、半導体層５０をデータ線４０の延在方向において、画素電極８０のパターン精度すなわち高精細でパターニングすることができる。なお、本変形例の製造方法は第１変形例と同様であるため、説明は省略する。
【００６７】
従って、本変形例のように、画素電極８０をフォトリソ法で形成し、半導体層５０を印刷法で形成した場合、一般的にフォトリソ法の方が高解像度でパターニングが可能であるため、図８に示したように低解像度方向をゲート線２０の延在方向、高解像度方向をデータ線４０の延在方向とすることで、サブピクセルをより高精細化することが可能である。
【００６８】
つまり、本変形例では、半導体層５０を形成する際のデータ線４０の延在方向についての解像度が不十分な状態であっても、又は半導体層５０がデータ線４０の延在方向について複数の画素電極８０の形成領域にわたって繋がった状態であっても、半導体層５０を、画素電極８０の解像度に準じた高解像度に容易にパターニングすることができる。このように、本変形例によれば、カラー表示等で必要なサブピクセル構造をより低コストで高精細化することが可能になる。
【００６９】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態および変形例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもなく、上記各実施形態および変形例を組み合わせても良い。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００７０】
１５…基板、２０…ゲート線、３０…ゲート絶縁層、４０…データ線、４５…ドレイン電極、５０…半導体層、６０…層間絶縁層、７０…ビアホール、８０…画素電極、８１…開口部、９０…導通部、１００…電気泳動表示部、１１０…対向基板、１２０…電気泳動層、１２０a…マイクロカプセル、１２１…分散媒、１２２…電気泳動粒子、１２３…電気泳動分散液、１３０…対向電極。
【図１】
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【図２】
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【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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