(57)【要約】  ａ）  透明支持体を用意する工程；ｂ）  少なくとも４つの異なる色パターンを有する多色マスクを形成する工程；そしてｃ）  第１導体、誘電体、半導体、及び第２導体を含む少なくとも４つのパターン化された機能材料層を有する画素回路の集積化された電子構成部品を形成する工程を含み、各パターン化された機能材料層が、該多色マスクの前記４つの異なる色パターンに対応する、画素回路を形成する方法を開示する。この機能材料は各色パターンに対応するフォトパターンを用いてパターン化される。
2011503670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素回路を形成する方法であって、
ａ）  第１の面を有する透明支持体を用意する工程；
ｂ）  少なくとも４つの異なる色パターンを有する多色マスクを形成する工程；そして
ｃ）  第１導体、誘電体、半導体、及び第２導体を含む少なくとも４つのパターン化された機能材料層を有する画素回路の集積化された電子構成部品を形成する工程
を含み、
各パターン化された機能材料層は、該多色マスクの前記少なくとも４つの異なる色パターンに対応し、
各パターン化された機能材料層は：
ｉ）  該多色マスクを形成した後、該透明支持体の第１の面に、可視光に対して感光するフォトパターン化可能材料から成る層を被覆する工程；
ｉｉ）  該フォトパターン化可能材料層を、該多色マスクを通して可視光に暴露することにより、該多色マスクの前記色パターンのうちの１つの色パターンに対応するフォトパターンを形成する工程、該フォトパターンは、被覆されたままの第１状態とは異なる露光された第２状態のフォトパターン化可能材料から成り；
ｉｉｉ）  該フォトパターン化可能材料を被覆する前又は後に、機能材料層を堆積する工程；そして
ｉｖ）  結果として生じるパターン化された機能材料が前記１つの色パターンに対応するように、該フォトパターンを使用して該機能材料をパターン化する工程
によって形成され；
該多色マスクは：
ｉ）  該第１導体に対応する第１色パターンであって、該第１色パターンの色部分が、該第１導体パターンのネガコピーを含む第１色パターンと、
ｉｉ）  該誘電体に対応する第２色パターンであって、該第２色パターンの色部分が、該誘電体パターンのポジコピーを含む第２色パターンと、
ｉｉｉ）  該半導体に対応する第３色パターンであって、該第３色パターンの色部分が、該半導体パターンのポジコピーを含む第３色パターンと、
ｉｖ）  該第２導体に対応する第４色パターンであって、該第４色パターンの色部分が、該第２導体パターンのポジ又はネガコピーを含む第４色パターンと、
を含む、
画素回路を形成する方法。
【請求項２】
該色パターンのうちの２つが、同じ吸収スペクトル領域と、異なる光学濃度とを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
該多色マスクの少なくとも１つの色パターンが、該透明支持体の該第１の面に存在する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
該色パターンの少なくとも３つが、異なる吸収スペクトル領域を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
該画素回路の少なくとも一部の上に発光層又は光変調層を形成する工程さらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
発光層を形成する工程が、有機又は無機材料を堆積する工程を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記多色マスクが、前記透明基板上にマスターカラー画像の写真複製によって形成された多色層を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記多色マスクが、別個の基板上に予め形成された後で、前記透明支持体上に積層される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記多色マスクが、前記透明支持体上に直接に印刷される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記透明支持体が、ガラス又は可撓性ポリマーを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
該画素回路の集積化された電子構成部品が、少なくとも１つの薄膜トランジスタを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
該画素回路が透明画素電極を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
該第２導電性材料が金属である、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
該誘電体が、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、及びこれらの混合物から成る群から選択された材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
該第１導体が、酸化インジウム錫、ＺｎＯ、ＳｎＯ2、又はＩｎ2Ｏ3、金属、変性ドープ型半導体、導電性ポリマー、カーボンインク、銀エポキシ、焼結可能金属ナノ粒子懸濁液、及びこれらの混合物から成る群から選択された透明材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
該半導体が、酸化亜鉛系半導体、酸化錫系半導体、及びこれらの混合物から成る群から選択された材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
ａ）  透明基板；
ｂ）  該透明基板上に形成された少なくとも２つの色パターンを有する多色マスク；及び
ｃ）  該透明基板上に形成された画素アレイであって、各画素が、画素電極と、ソース・ドレイン・ユニット、半導体、及びゲートを有する少なくとも１つの薄膜トランジスタとを有し、該ソース・ドレイン・ユニット、半導体、及びゲートのうちの少なくとも２つが、多色マスクの２つの異なる色パターンと垂直にアライニングされている、画素アレイ
を含む、電子ディスプレイ。
【請求項１８】
該電子ディスプレイが、透明基板を通して観察される発光ディスプレイである、請求項１７に記載の電子ディスプレイ。
【請求項１９】
該多色マスクが、該透明基板と該画素アレイとの間にある、請求項１７に記載の電子ディスプレイ。
【請求項２０】
該電子ディスプレイが、多色ディスプレイ、フルカラーディスプレイ、モノクロ・ディスプレイ、又はアクティブ・バックライト・ディスプレイである、請求項１７に記載の電子ディスプレイ。
【請求項２１】
該電子ディスプレイが、ＯＬＥＤ、無機ＬＥＤ、又はハイブリッドＬＥＤを含む、請求項１７に記載の電子ディスプレイ。
【請求項２２】
該ディスプレイの各画素が、少なくとも２つの薄膜トランジスタと、キャパシタとを含む対応する画素回路を有している、請求項１７に記載の電子ディスプレイ。
【請求項２３】
該電子ディスプレイが液晶ディスプレイである、請求項１７に記載の電子ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ回路を形成するのに有用な着色マスキング技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネル・ディスプレイ、ＲＦＩＤタグ、及び種々の検知用途を含む多くの電子構成部品の製造は、比較的大型の基板に適用される電気的活性材料層を正確にパターン化する工程に依存する。これらの製品は、種々異なるパターン化された材料から成るいくつかの層から形成されており、ここではこれらの層が特定の位置合わせを成していることが重要である。パターン化の正確さが求められる理由は、二点ある。先ず、第一に、パターン化された構造は、これらの寸法を正確に制御しながら、基板の広い面積全体にわたって再現されなければならない。第二に、これらの構造を有するように形成された製品は、種々異なる、しかし相互作用するいくつかのパターン化された層から形成されており、これらの層が特定の位置合わせ又はアラインメントを成していることが重要である。
【０００３】
伝統的には、電子構成部品及びデバイスの製作に必要とされた正確な層アラインメントは、コンベンショナルなフォトリソグラフィを用いて達成される。基板上に電気的活性層及びフォトレジスト層を堆積し、基板上の既存パターンの位置を検出し、そしてその既存パターンに対して露光マスクをアライニングする。フォトレジストを露光し、現像し、そして電気的活性材料をエッチングする。この精密な作業において温度及び湿度が変動すると、それが小さなものであっても、アラインメント誤差を招くのに十分であり、これらの変動を低減するために、厳密な環境制御とともに硬質ガラス基板を使用する。これとは正反対に、オフセット平版印刷、フレキソグラフィ、及びグラビア印刷のようなコンベンショナルな印刷技術は、極端に高い速度で複数の層を適用するものの、オーバーレイ精度はかなり低い。
【０００４】
可撓性又はプラスチックの基板上に薄膜電気構成部品（例えばＴＦＴ）の製作に向けられた印刷技術の進歩に対する関心が高まっている。これらの基板は、機械的に堅牢であり、軽量であり、また、ロール・ツー・ロール処理を可能にすることにより、場合によっては製造コストを低下させることになる。可撓性基板の潜在的な利点にもかかわらず、最大１メートル又はそれ以上の典型的な基板幅にわたってトランジスタ構成部品をアライニングするための性能及び能力に影響を及ぼす多くの問題がある。具体的には、例えば、伝統的なフォトリソグラフィ設備を使用して達成可能なオーバーレイ精度は、伝統的に採用される硬質ガラス基板の代わりに可撓性プラスチック基板を使用することにより、深刻な影響が及ぼされるおそれがある。特にプロセス温度が支持体のガラス転移温度（Ｔｇ）に近づいた場合の寸法安定性、水及び溶剤膨潤、異方性変形、及び応力緩和は全て、プラスチック支持体がガラスよりも劣っている重要なパラメータである。
【０００５】
典型的な製作は、連続して行われる堆積工程及びパターン化工程を伴う。これらの製作過程において３つのタイプの位置合わせ誤差、すなわち固定誤差、スケール誤差、及び局所的アラインメント誤差が一般的である。１つのパターンから別のパターンへの均一なシフトを意味する固定誤差は、典型的には運動制御システムの細目によって支配される。具体的には、機械的許容差及び一体型システムの細目が、どの程度正確に基板をマスクに対してアライニングすることができるか、又はどの程度正確に一体型印刷装置を運動中のウェブ上の位置合わせマークに対して位置決めできるかを最終的に決定づける。固定誤差に加えて、スケール誤差が重要であることもある。パターン・スケール誤差は、基板を横切って累積し、そしてこれは、支持体の寸法変化、熱膨張、及びパターン化装置に対する基板の角度配置誤差から生じる。運動制御システムが角度配置に影響を及ぼしはするが、パターン・スケール誤差は主として、支持体の特徴によって促進される。熱膨張、湿分又は溶剤に対する曝露から生じる膨張、高温に対する曝露から生じる収縮、及び支持体の保管中の応力緩和（クリープ）が全て、パターン・スケール誤差に関与する。さらに、特に搬送過程が緊張を加える工程を伴うことから、非等方的変形から生じる局所的パターン不一致が発生することもある。ロール・ツー・ロール製造に際して使用される可撓性支持体は典型的には、搬送方向において伸長し、そして幅方向において狭まることになる。
【０００６】
可撓性基板上に電子装置を製作する際の位置合わせの問題に対処するためのいくつかのアプローチがあるが、しかし現時点では、先導的な方法はまだ生まれていない。French他によって探求された着脱技術の場合、可撓性基板を硬質キャリアに積層し、これに伝統的なフォトリソグラフィ法を施す（I. French他, “Flexible Displays and Electronics Made in AM-CD Facilities by the EPLaRTM Process”SID 07 Digest, pp. 1680-1683 (2007))。残念ながら、これらの技術で可撓性電子構成部品を最終的に製造するためには、ガラスに基づく現行の処理のコスト構造を伴わざるを得ない。米国特許出願公開第２００６／００６３３５１号明細書には、基板の表側及び裏側に、各レジスト層内部に明確なパターン画像を与えるために同時に活性化することができる１つ又は２つ以上のレジスト層を被覆することが記載されている。予め被覆を施された基板は、予めアライニングされた一組のマスク間に挿入されるか、或いは、表側と裏側とを同時に露光するために、二波長マスクレス直接レーザー書き込みリソグラフィ・システムが使用される。既存のパターンを検出するためのアクティブ・アラインメント・システム、及び変形に対する補償スキームも、Brost他によって米国特許第７，１００，５１０号明細書に示唆されている。このアプローチでは、支持体寸法安定性に対する厳密な仕様及び厳重な環境制御を維持することによって正確なパターン・オーバーレイを達成する代わりに、運動制御システムが、歪みを補償するために１基板当たり複数のアラインメントを実施する。伝統的な印刷設備をアクティブなアラインメントに適合させるためにBrost他が提案した解決手段は、現代的なステッパーのレンズ、マスク、及びランプを一体型印刷装置と交換することであると見られる。特に、追加の歪み補償作業が含まれる場合には、有意な設備コスト差又はスループットの利点を想像することは難しい。製作コストの利点は、主として材料使用量の節減又は高価な真空蒸着工程の除去からもたらされると思われる。
【０００７】
低い資本投資で高速処理を潜在的に可能にする別のアプローチは、セルフアライニング製造法を採用することである。セルフアライニング法の場合、所望の構造内の最も重要なアラインメントのための鋳型が、基板に１工程で適用され、その時点からは、後続層のアラインメントが自動的におこなわれる。セルフアライニングされたＴＦＴを製作するための種々様々な方法が記載されている。これらの方法のほとんどが、層間の自動アラインメントを可能にするが、しかし、いくつかの層間の極めて精緻化されたアラインメント工程の必要性を顕著に取り除くわけではない。例えば、いくつかのａ-Ｓｉ  ＴＦＴ法におけるゲート電極は、チャネル領域のいずれかの面におけるシリコンのドーピング及びレーザーアニーリングからチャネル領域を保護する「要求」として使用される。セルフアライニング式製作のコンセプトは、米国特許第５，３９１，５０７号明細書（Kwasnick他）、米国特許第６，３３８，９８８号明細書（Andry他）、及び米国特許出願公開第２００４／２２９４１１号明細書（Battersby）から理解することができる。
【０００８】
複雑な位置合わせの必要性を排除する完全セルフアライニング過程の可能性を提供する公開された１つの技術が、Mei他によって米国特許第７，０５６，８３４号明細書に示されているようなセルフアライニング式インプリント・リソグラフィ（ＳＡＩＬ）である。インプリント・リソグラフィの場合、電子的活性層上に可変厚さのレジストを用意し、そしてフォトレジストの制御された腐食に、化学的エッチング及び材料堆積のシーケンスを適合させることによりＴＦＴ構造を製造する。しかしながらＳＡＩＬ法には困難がある。第一に、ウェブのために堅牢なナノインプリント技術が必要とされる。第二に、ＳＡＩＬ法は、高精度エッチング深さ制御を必要とし、このような制御は低コスト法と整合しないことがある。最後に、ＳＡＩＬ法の顕著な制限は、マスクによって製造された層が完全に独立したものではあり得ないことである。一例としては、このアプローチでは、連続層の下に、マトリックス・バックプレーン・デザインにおける主要要素である開口を形成することは特に難題である。
【０００９】
ディスプレイがより高い解像度へ向かい、しばしば連携電子装置をより小さくするとともに、ディスプレイをより小さな画素サイズに向かって推進するにつれて、アクティブ・マトリックス・ディスプレイは、電子構成部品の位置合わせ及びアラインメントの問題にとって特に難関となる。典型的には、アクティブ・マトリックス・ディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）及びエレクトロルミネッセント・ディスプレイ、例えば有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を含む。アクティブ・マトリックスのレイアウトにおいて、各画素は、複数の回路素子、例えば１つ、２つ、又は３つ以上のトランジスタ、１つ又は２つ以上のキャパシタ、及び信号線によって駆動される。多色デバイスの場合、画素は、完全な回路要素集合を有するサブ画素に分けられる。ＲＧＢ（赤、緑、青）デバイスの場合には、各画素は、３つのサブ画素から成っており、これらのサブ画素は、赤、緑、及び青色光を放出する。アクティブ・マトリックスＯＬＥＤデバイスの例が、米国特許第５，５５０，０６６号；同第６，２８１，６３４号；及び同第６，４５６，０１３号；及び欧州出願公開第１１０２３１７号の各明細書に提供されている。
【００１０】
最も単純な形態において、エレクトロルミネッセント（ＥＬ）デバイスは、正孔注入のためのアノード、電子注入のためのカソード、及び発光をもたらす電荷再結合を支援するためにこれらの電極間にサンドイッチされたエレクトロルミネッセント媒体から成っている。エレクトロルミネッセント媒体が有機である場合、これらのデバイスはまた、有機発光ダイオード、又はＯＬＥＤと一般に呼ばれる。基本的な有機ＥＬ要素が、米国特許第４，３５６，４２９号明細書（Tang）に記載されている。最近では、例えば“Tuning the performance of hybrid organic/inorganic quantum dot light-emitting devices”, Seth Coe-Sullivan他, Organic Electronics, Volume 4, Issues 2-3, September 2003, Pages 123-130に示されているように、無機及び無機−有機ハイブリッドが、エレクトロルミネッセント・ディスプレイ及び照明用途のための実行可能な技術になってきている。
【００１１】
例えばテレビ受像機、コンピュータ・モニター、携帯電話ディスプレイ、又はデジタル・カメラ・ディスプレイにおいて有用な画素化ＥＬディスプレイを構成するために、個々の有機ＥＬ要素は、マトリックス・パターンを成す画素アレイとして配列することができる。これらの画素は全て、同じ色を放出するために形成し、これにより、モノクロ・ディスプレイを製造することができ、又は、赤、緑、青（ＲＧＢ）ディスプレイのような複数の色を生成することもできる。この開示内容の目的では、画素は最小の個々の単位と考えられ、この単位は、光を生成するために独立して刺激することができる。このようなものとして、赤画素、緑画素、及び青画素は３つの区別可能な画素として考えられる。
【００１２】
４つの異なる色の画素を有するように構成されたカラーＥＬディスプレイも最近記述されている。赤、緑、青、及び白の異なる４色の画素を有するディスプレイの１タイプは、ＲＧＢＷデザインとして知られている。このような４色画素ディスプレイの例は、米国特許第６，７７１，０２８号明細書（Winters）、同第７，０１２，５８８号明細書（Siwinski）、及び同第７，２３０，５９４号明細書（Miller他）に示されている。このようなＲＧＢＷディスプレイは、赤、緑、及び青色フィルタを有する白色有機ＥＬ発光層を使用して構成することができる。白画素領域はフィルタリングされないままである。このデザインの利点は、グレースケール・カラーの一部を生成するためにより高い効率の白画素を使用することにより、３色フィルタを有する白色発光有機ＥＬディスプレイと比較して、消費電力及び電流密度が低いことである。
【００１３】
ＥＬディスプレイは、アクティブ・マトリックス回路で駆動されることがある。アクティブ・マトリックス回路は典型的には、アクティブな回路構成部品、例えば１画素当たり複数のトランジスタ及び１つ又は２つ以上のキャパシタから成っている。アクティブ・マトリックス回路構成部品はまた、画素へ電力を供給するための電力線のような信号線、画素の明るさを調節するように電圧又は電流信号を供給するためのデータ線、及び画素の行を順次活性化し、これにより各行の画素がデータ線の信号に応じて明るさを調節するようにするための選択線を含む。信号線は典型的には、画素の行又は列によって供給される。これらの回路構成部品は、たとえ画素が直接にアドレスされていなくても、これらの画素が照明されたままであることを可能にする。
【００１４】
可撓性のアクティブ・マトリックス・ディスプレイ及びその他の電子装置への関心が高まっている。その結果、可撓性基板上に薄膜半導体、誘電体及び導体を堆積し、そしてパターン化することへの関心も高まっている。具体的にその理由は、これらの支持体が、機械的により堅牢であり、軽量であり、また、ロール・ツー・ロール処理を可能にすることにより、より経済的な製造を潜在的にもたらすことにある。本発明はシンプル且つ有利なやり方で、種々の支持体に適用された薄膜の高精度のパターニングを容易にし、そして可撓性のアクティブ・マトリックス・ディスプレイを許す可撓性支持体を含む種々の支持体を使用して、前記問題点のうちの１つ又は２つ以上を解決することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明により対処される問題点は、構造寸法、及び種々異なる層内にあるパターン化された構造の位置合わせ及びアラインメントを正確に制御しながら、広い面積であってもその全体にわたってパターン化された構造を再現することである。加えて、高価な装置又は高価な方法を必要としないやり方で、これらの問題を克服することが強く望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は概ね、  画素回路を形成する方法であって、
ａ）  第１の面を有する透明支持体を用意する工程；
ｂ）  少なくとも４つの異なる色パターンを有する多色マスクを形成する工程；そして
ｃ）  第１導体、誘電体、半導体、及び第２導体を含む少なくとも４つのパターン化された機能材料層を有する画素回路の集積化された電子構成部品を形成する工程
を含み、
各パターン化された機能材料層は、該多色マスクの前記少なくとも４つの異なる色パターンに対応し、
各パターン化された機能材料層は：
ｉ）  該多色マスクを形成した後、該透明支持体の第１の面に、可視光に対して感光するフォトパターン化可能材料から成る層を被覆する工程；
ｉｉ）  該フォトパターン化可能材料層を、該多色マスクを通して可視光に暴露することにより、該多色マスクの前記色パターンのうちの１つの色パターンに対応するフォトパターンを形成する工程、該フォトパターンは、被覆されたままの第１状態とは異なる露光された第２状態のフォトパターン化可能材料から成り；
ｉｉｉ）  該フォトパターン化可能材料を被覆する前又は後に、機能材料層を堆積する工程；そして
ｉｖ）  結果として生じるパターン化された機能材料が前記１つの色パターンに対応するように、該フォトパターンを使用して該機能材料をパターン化する工程
によって形成され；
該多色マスクは：
ｉ）  該第１導体に対応する第１色パターンであって、該第１色パターンの色部分が、該第１導体パターンのネガコピーを含む第１色パターンと、
ｉｉ）  該誘電体に対応する第２色パターンであって、該第２色パターンの色部分が、該誘電体パターンのポジコピーを含む第２色パターンと、
ｉｉｉ）  該半導体に対応する第３色パターンであって、該第３色パターンの色部分が、該半導体パターンのポジコピーを含む第３色パターンと、
ｉｖ）  該第２導体に対応する第４色パターンであって、該第４色パターンの色部分が、該第２導体パターンのポジ又はネガコピーを含む第４色パターンと、
を含む、
画素回路を形成する方法によって達成される。
【００１７】
本発明の別の態様は、上記方法を用いて形成することができる電子ディスプレイである。１つの態様の場合、本発明は、
ａ）  透明基板；
ｂ）  該透明基板上に形成された少なくとも２つの色パターンを有する多色マスク；及び
ｃ）  該透明基板上に形成された画素アレイであって、各画素が、画素電極と、ソース・ドレイン・ユニット、半導体、及びゲートを有する少なくとも１つの薄膜トランジスタとを有し、該ソース・ドレイン・ユニット、半導体、及びゲートのうちの少なくとも２つが、多色マスクの２つの異なる色パターンと垂直にアライニングされている、画素アレイ
を含む、電子ディスプレイに関する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、高価なアラインメント装置及びアラインメント方法を必要とすることなしに、アライニングされた層を形成する方法を提供する。具体的には、本発明は、さほど高価ではないアラインメント装置及びアラインメント方法を用いてアクティブ・マトリックス・ディスプレイのための電子構成部品を形成する手段を提供することができる。本発明の別の利点は、可撓性基板上にアクティブ・マトリックス電子構成部品を形成するための堅牢な方法を提供できることである。
【００１９】
本発明の上記及び他の目的、特徴、及び利点は、下記説明及び図面と関連させるとより明らかになる。図面において、図面に共通の同一又は類似の構造を示すためには、可能であれば同一符号が使用されている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１、透明支持体上の赤色吸収体のパターンを示す図である。
【図１Ａ】図１Ａは、透明支持体上の赤色吸収体のパターンを示す図である。
【図２】図２は、透明支持体上の青色吸収体の可変濃度パターンを示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、透明支持体上の青色吸収体の可変濃度パターンを示す図である。
【図３】図３は、透明支持体上の緑色吸収体のパターンを示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、透明支持体上の緑色吸収体のパターンを示す図である。
【００２１】
【図４】図４は、多色マスクを形成する支持体材料上の層状構造における個々の色吸収体層を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、多色マスクを形成する支持体材料上の層状構造における個々の色吸収体層を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、多色マスクの赤色吸収体パターンとレジスタリングされた材料パターンを選択的に形成する過程を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、多色マスクの赤色吸収体パターンとレジスタリングされた材料パターンを選択的に形成する過程を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、多色マスクの赤色吸収体パターンとレジスタリングされた材料パターンを選択的に形成する過程を示す図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、多色マスクの赤色吸収体パターンとレジスタリングされた材料パターンを選択的に形成する過程を示す図である。
【００２２】
【図６Ａ】図６Ａは、多色マスクの緑色吸収体パターンとレジスタリングされた材料パターンを選択的に形成する過程を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、多色マスクの緑色吸収体パターンとレジスタリングされた材料パターンを選択的に形成する過程を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、多色マスクの緑色吸収体パターンとレジスタリングされた材料パターンを選択的に形成する過程を示す図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、多色マスクの緑色吸収体パターンとレジスタリングされた材料パターンを選択的に形成する過程を示す図である。
【００２３】
【図７Ａ】図７Ａは、複数のパターンを形成するためのフォトパターン化過程において、可変濃度カラーフィルタ又はカラースケール・マスクを使用することを示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、複数のパターンを形成するためのフォトパターン化過程において、可変濃度カラーフィルタ又はカラースケール・マスクを使用することを示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、複数のパターンを形成するためのフォトパターン化過程において、可変濃度カラーフィルタ又はカラースケール・マスクを使用することを示す図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、複数のパターンを形成するためのフォトパターン化過程において、可変濃度カラーフィルタ又はカラースケール・マスクを使用することを示す図である。
【図７Ｅ】図７Ｅは、複数のパターンを形成するためのフォトパターン化過程において、可変濃度カラーフィルタ又はカラースケール・マスクを使用することを示す図である。
【図７Ｆ】図７Ｆは、複数のパターンを形成するためのフォトパターン化過程において、可変濃度カラーフィルタ又はカラースケール・マスクを使用することを示す図である。
【００２４】
【図８Ａ】図８Ａは、レジスト条件及び露光条件を選択することにより、青カラースケール・マスクを使用してパターンを形成するための本発明の種々異なる態様を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、レジスト条件及び露光条件を選択することにより、青カラースケール・マスクを使用してパターンを形成するための本発明の種々異なる態様を示す図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、レジスト条件及び露光条件を選択することにより、青カラースケール・マスクを使用してパターンを形成するための本発明の種々異なる態様を示す図である。
【図８Ｄ】図８Ｄは、レジスト条件及び露光条件を選択することにより、青カラースケール・マスクを使用してパターンを形成するための本発明の種々異なる態様を示す図である。
【図８Ｅ】図８Ｅは、レジスト条件及び露光条件を選択することにより、青カラースケール・マスクを使用してパターンを形成するための本発明の種々異なる態様を示す図である。
【図８Ｆ】図８Ｆは、レジスト条件及び露光条件を選択することにより、青カラースケール・マスクを使用してパターンを形成するための本発明の種々異なる態様を示す図である。
【図８Ｇ】図８Ｇは、レジスト条件及び露光条件を選択することにより、青カラースケール・マスクを使用してパターンを形成するための本発明の種々異なる態様を示す図である。
【図８Ｈ】図８Ｈは、レジスト条件及び露光条件を選択することにより、青カラースケール・マスクを使用してパターンを形成するための本発明の種々異なる態様を示す図である。
【００２５】
【図９Ａ】図９Ａは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図９Ｂ】図９Ｂは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図９Ｃ】図９Ｃは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図９Ｄ】図９Ｄは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図９Ｅ】図９Ｅは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図９Ｆ】図９Ｆは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図９Ｇ】図９Ｇは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図９Ｈ】図９Ｈは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【００２６】
【図１０Ａ】図１０Ａは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図１０Ｅ】図１０Ｅは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図１０Ｆ】図１０Ｆは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図１０Ｇ】図１０Ｇは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図１０Ｈ】図１０Ｈは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【００２７】
【図１１Ａ】図１１Ａは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図１１Ｅ】図１１Ｅは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図１１Ｆ】図１１Ｆは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図１１Ｇ】図１１Ｇは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図１１Ｈ】図１１Ｈは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【００２８】
【図１２Ａ】図１２Ａは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図１２Ｄ】図１２Ｄは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図１２Ｅ】図１２Ｅは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図１２Ｆ】図１２Ｆは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図１２Ｇ】図１２Ｇは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【図１２Ｈ】図１２Ｈは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、多層電子デバイスを形成するための、露光工程、処理工程、及び堆積工程のシーケンスを示す図であり、このシーケンスは、２つのエッチング・パターン化過程、選択的堆積過程、及びリフトオフ・パターン化過程を採用し、さらに、独立した機能材料パターンを形成するために、多色マスクの青色吸収体パターンの低濃度領域及び高濃度領域の両方を利用する。
【００２９】
【図１３】図１３は、本発明の多色マスクの別の態様を示す図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、本発明の多色マスクの別の態様を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明の多色マスクを使用して形成された層電子デバイスの別の態様を示す図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、本発明の多色マスクを使用して形成された層電子デバイスの別の態様を示す図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、本発明の多色マスクを使用して形成された層電子デバイスの別の態様を示す図である。
【００３０】
【図１５Ａ】図１５Ａは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、電子デバイス内の２つの明確なパターン化された層を形成するための、露光工程、処理工程、及びエッチング工程のシーケンスを示す図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、電子デバイス内の２つの明確なパターン化された層を形成するための、露光工程、処理工程、及びエッチング工程のシーケンスを示す図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、電子デバイス内の２つの明確なパターン化された層を形成するための、露光工程、処理工程、及びエッチング工程のシーケンスを示す図である。
【図１５Ｄ】図１５Ｄは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、電子デバイス内の２つの明確なパターン化された層を形成するための、露光工程、処理工程、及びエッチング工程のシーケンスを示す図である。
【図１５Ｅ】図１５Ｅは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、電子デバイス内の２つの明確なパターン化された層を形成するための、露光工程、処理工程、及びエッチング工程のシーケンスを示す図である。
【図１５Ｆ】図１５Ｆは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、電子デバイス内の２つの明確なパターン化された層を形成するための、露光工程、処理工程、及びエッチング工程のシーケンスを示す図である。
【図１５Ｇ】図１５Ｇは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、電子デバイス内の２つの明確なパターン化された層を形成するための、露光工程、処理工程、及びエッチング工程のシーケンスを示す図である。
【図１５Ｈ】図１５Ｈは、透明な構成部品及びマルチレベル多色マスクを使用して、電子デバイス内の２つの明確なパターン化された層を形成するための、露光工程、処理工程、及びエッチング工程のシーケンスを示す図である。
【００３１】
【図１６Ａ】図１６Ａは、アクティブ・マトリックス・ディスプレイ画素を形成するのに有用な多色マスク内の色パターンを示す図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、アクティブ・マトリックス・ディスプレイ画素を形成するのに有用な多色マスク内の色パターンを示す図である。
【図１６Ｃ】図１６Ｃは、アクティブ・マトリックス・ディスプレイ画素を形成するのに有用な多色マスク内の色パターンを示す図である。
【図１６Ｄ】図１６Ｄは、アクティブ・マトリックス・ディスプレイ画素を形成するのに有用な多色マスク内の色パターンを示す図である。
【００３２】
【図１７】図１７は、ゲート、画素電極、及びアンダーパスを形成するための３×３画素デザインに対応する色パターンを示す図である。
【図１８】図１８は、ソース／ドレイン及びバスを形成するための３×３画素デザインに対応する色パターンを示す図である。
【図１９】図１９は、誘電体層及び半導体層を形成するための３×３画素デザインに対応する色パターンを示す図である。
【図２０】図２０は、３×３画素デザインに対応するフル多色マスクを示す図である。
【００３３】
【図２１】図２１は、ソース／ドレイン及びバスを形成するための３×３画素デザインに対応する色パターンの別の態様を示す図である。
【図２２】図２２は、３×３画素デザインに対応するフル多色マスクの別の態様を示す図である。
【図２３】図２３は、ＥＬ画素レイアウトを示す図である。
【図２４】図２４は、図２３のＥＬ画素を示す断面図である。
【図２５】図２５は、本発明の１つの態様によって形成されたＥＬ画素回路を示す断面図である。
【図２６】図２６は、選択トランジスタと、ディスプレイのデザインに起因するキャパシタンスを表すキャパシタとを含むＬＣＤのための典型的なアクティブ・マトリックス画素デザインを示す図である。
【図２７】図２７は、データ線と、制御線と、薄膜トランジスタと、画素導体パッドとを含む典型的なＬＣＤ画素レイアウトを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
理解しやすさのために、本明細書に使用される下記用語を、以下により詳細に説明する。
【００３５】
「垂直方向」とは、基板表面に対して実質的に垂直であることを意味する。
【００３６】
「透明」とは一般に、電磁スペクトルの可視部分（及び／又は所定の変更形では赤外部分）内のほとんどの光量を吸収しない材料又は構造を意味する。本発明において、材料の透明性は、特定のプロセス工程において使用される光の色のみに関連する。透明とは、基準光の少なくとも６５％がその部材を通過することを意味する。
【００３７】
「フォトパターン化可能」は、光に暴露されると、フォトパターンを形成するために、例えば溶解度、粘着性、機械強度、エッチャント又はガスの透過性、表側反応性及び／又は屈折率に関して状態が変化する材料を意味する。
【００３８】
「ポジ」とは、フォトマスクの着色部分の上方の領域内に材料を含有するパターンを意味する。
【００３９】
「ネガ」とは、フォトマスクの透明部分の上方の領域内に材料を含有するパターンを意味する。
【００４０】
「多色マスク」とは、パターン化構造内で、垂直にアライニングされた色吸収層集合を意味する。多色マスクの色パターンは、別々の層内にあっても、同じ層内にあってもよい。
【００４１】
「カラースケール」は、特定の又は選択された吸収スペクトル領域における可変濃度の色パターンを意味する。この用語は、良く知られている用語「グレースケール」と同様に使用される。
【００４２】
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、本発明のパターン化法から利益を得ることができる見込みのある電子素子である。次の３つの定義は具体的には薄膜トランジスタを意味する。
【００４３】
薄膜トランジスタ内の層に関連して、本明細書に使用される「上」、「上方」、及び「下」などという用語は、支持体を基準として層の順序を意味するが、しかし、これらの層がすぐに隣接していること、又は中間層が存在しないことを必ずしも示さない。
【００４４】
「ゲート」は一般に、トランジスタ回路形態との関連において使用されるときには、三端子ＦＥＴの絶縁ゲート端子を意味する。
【００４５】
前記用語の説明は、読者を補助するためにのみ提供されるにすぎず、当業者によって理解されるものよりも狭い範囲を有するものとして、又は添付の特許請求の範囲を制限するものとして解釈されるべきではない。
【００４６】
本発明の方法は、固定された垂直方向の位置合わせを有するパターン化された層を有する任意の種々の多層構造を生成するために用いることができる。この方法は従って、導体、インダクタ、キャパシタ、トランジスタ、ダイオード、フォトダイオード、発光ダイオード、及びその他の電子又は光電子構成部品として機能するように構成することができるモノリシック集積構造を製造することができる。さらに、パターン化技術は、有用な電子回路を製造するように配列された多数のこれらのデバイスを同時に製造するために用いることもできる。
【００４７】
好ましい態様の場合、色コード化マスクを使用することによって、大面積にわたる可撓性支持体上のパターンの正確なオーバーレイを可能にすることができる。色コード化マスクは、スペクトル増感されたフォトレジストと組み合わされて、支持体上に直接に調製される。色コード化マスクは、１構造内に、又は複数の部分内に、システムのためのパターン化情報の全て又はほとんどを含有することができる。続いて透明電子材料を層毎に堆積させることができる。スペクトル増感フォトレジストに、多色マスクを通して選択的な露光を施すことにより、カラーマスクに対して垂直にアライニングされた、支持体の表側のフォトレジスト・パターンを形成することができる。電気的活性層のパターン化は、ゲート層、誘電体層、半導体層、及びソース／ドレイン層をパターン化するために、エッチング過程、リフトオフ過程、又は選択的堆積過程を用いることにより達成することができる。多色マスクは、基板の一部であることが可能であり、活性層の側だけに形成されるか、又は基板の両側に形成される。多色マスクは、１過程における層の全てに関するパターン情報を含有することができる。本発明を用いた製作は、完全セルフアライニング式に行われることが可能であり、支持体の寸法変化、ウェブのウィービング、及び搬送エラーから生じる壊滅的なオーバーレイ誤差が回避される。
【００４８】
本発明の１つの態様の場合、多色マスク全体が、最終的なデバイスの一部として残る。本発明の別の態様の場合、多色マスクの第１部分のみが最終的なデバイス内に残る。これらの態様は、図面との関連において良く理解できる。
【００４９】
図面及び下記説明は、本発明のマスキング・スキームを示す。この説明の例は、異なる色吸収材料から構成された３つのマスキング層を利用し、そして着色光に対して感光性のフォトパターン化可能材料を、透明機能層をパターン化するために利用する。図面は本発明を説明するものであって、本発明を限定するものと考えるべきではない。２つのマスキング層から成る多色マスク、並びに４つ以上のマスキング層から成る多色マスクは本発明の別の態様である。加えて、図面は便宜上、多色マスクの色パターンを別々の層として示している。本発明の他の態様の場合、色パターンの全てが単一の層内に存在し得ることを、この開示内容における図面に関して容易に理解することができる。さらに、複数の、しかし全てではない色パターンが単一の層内にある態様も、本発明の範囲に含まれる。
【００５０】
露光のために使用される光はパンクロマティック光又は着色光であることが可能である。パンクロマティック光は、可視スペクトルにわたって何らかのスペクトル強度を有する光を意味する。パンクロマティック光は、複数の色を含有する光として当業者によって認識することができる。着色光は一般に、或る特定のスペクトル領域内に高い強度を有し、そして他のスペクトル領域内に低い強度を有する光を意味する。着色光は、最大強度の波長（λmax）、ＦＷＨＭ（半値全幅）、又はバンドパスによって記述することができる。色パターンは、波長の関数としての吸光度によって、又は吸収スペクトル領域によって記述されてよい。典型的な色パターンの吸収スペクトル領域は、この目的では、吸光度が最大吸光度から最大吸光度の１０％までの範囲内にある波長として定義することができる。好ましい色吸収体は、選択された可視帯域部分内に最大吸収率を、そして残りの部分内に最大透過率を有する材料である。
【００５１】
ここで図面を参照すると、図１〜３Ａは、３つのマスク層のパターンを示している。図１及び１Ａは、透明支持体（１２）上の赤色吸収体（１４）のパターンとして第１マスク層のパターンを示す。図２及び２Ａは、透明支持体（１２）上の可変濃度を有する青色吸収体（１８）のパターンとして第２マスク層のパターンを示す。図２及び２Ａに示すように、青色可変濃度又はカラースケールのマスク層は、それぞれが異なる光学濃度を備えた２つの区分５１及び５２を有している。図３及び３Ａは、透明支持体（１２）上の緑色吸収体（１６）のパターンとして第３マスク層のパターンを示す。図４及び４Ａは、多色マスク（１０）を形成する、支持体上の層状構造内の個々の色吸収体層（１４，１６，１８）から構成された物品１１を示す。
【００５２】
本発明の重要な形態は、多色マスクが１つの構造内に、システムのためのパターン化情報のうちのほとんど又は全てを色コード化形態で含有することである。このことが重要なのは、支持体（１２）を含む物品全体を、支持体の寸法の変動（例えば収縮又は熱膨張）を必然的に招く、製作・被覆工程中の変化する温度、圧力、溶剤及び湿度による処理に曝すことがあるからである。ウェブ搬送システムは支持体に緊張を加え、寸法不安定性も招く。実際、最低のコスト及び潜在的に最も低廉な支持体材料は、より大きい規模の寸法不安定性を有しやすい。例えば、ポリエステル・フィルムは１℃当たりの熱膨張率が０．００１８％であるので、５℃変化すると、１メートルにわたって９０μｍの寸法変化をもたらすことになる。多色マスク要素（１０）が設けられていると、湿潤膨張及び熱膨張の結果は、累積的且つ壊滅的なアラインメント誤差をもたらさないで済む。単に、パターン化情報は、支持体に取り付けられた色吸収層内に含有されているに過ぎず、従って、支持体が収縮又は膨張したときに、固定された垂直方向のアラインメント状態にとどまり、支持体寸法変化による影響を受けることはない。
【００５３】
図５Ａ〜８Ｈは、多色マスク（１０）の特定の色吸収体パターンとレジスタリングされたフォトパターン化可能材料パターンを選択的に形成するための過程を示している。形成されるべき特定のパターンは、フォトパターン化可能被膜の感光性分布を調節することにより選択される。青、緑、又は赤光に対する感光性を有するフォトパターン化可能層を、多色マスク上に被覆することができる。このフォトパターン化可能層は、多色マスクを通して光に暴露される。多色マスクの色吸収体は、照明光を選択的に透過させ、これにより、フォトパターン化可能層を着色光のパターンに暴露する。例えば、シアン・マスクは赤光を吸収するのに対して、青及び緑光を透過させる。同様に、マゼンタ・マスクは緑光を吸収するのに対して、赤及び青光を透過させ、そして黄マスクは青光を吸収するのに対して、赤及び緑光を透過させる。こうして、このような個々のマスクの特性を組み合わせることにより、選択的に透過される光のパターンを提供するように多色マスクを形成することができる。
【００５４】
フォトパターン化可能層の感光性分布は、好ましい態様の場合、多色マスク（１０）内に使用される色吸収材料のうちの１材料の吸収スペクトル内部に完全に含まれ、そして多色マスク（１０）内の他の色吸収材料の吸収スペクトルから完全に分離されている。本発明の好ましい態様の場合、フォトパターン化可能層は、重合性化合物又は光可溶性マトリックスと、着色光の特定波長に対してのみ応答する光開始剤とを含有する。光開始剤による着色光の吸収は、光重合反応又は光可溶化反応を開始する。
【００５５】
フォトパターン化可能層は、追加の成分を含有してよく、これらの成分の一例としては、高分子バインダー、充填剤、顔料、界面活性剤、付着改質剤、抗酸化剤、共開始剤、及び連鎖移動剤などが挙げられる。フォトパターン化可能層の感光性分布を修正するための１つの好都合な方法は、光開始剤の独自性を用いるものである。照明光のスペクトル分布は、色吸収材料の望ましくない吸収及び／又はフォトパターン化可能層の望ましくない感光性からの影響を最小限にするように具体的に選択することができる。露光後、フォトパターン化可能層は現像される。残りのパターンは、使用されるフォトパターン化可能材料のタイプに応じて、マスク層のポジ画像又はネガパターンであってよい。
【００５６】
図５Ａ〜５Ｄは、多色マスクの赤色吸収体パターンとレジスタリングされた材料パターンを選択的に形成する過程を示している。図５Ａ及び５Ｂをここで参照すると、赤フォトパターン化可能層（２２）を被覆され、そして赤光を含有する光源に暴露された多色マスク（１０）の概略的な平面図及び断面図が示されている。この光源は赤光、白光、又はパンクロマティック光を提供してよい。この態様の場合、フォトパターン化可能層のフォトパターン化可能材料は、ネガ型である。
【００５７】
図５Ｃ及び５Ｄは、図５Ａからの露光された赤フォトパターン化可能被膜が現像された後、多色マスク（１０）の赤色吸収体パターン（１４）とレジスタリングされた赤感光性材料の色パターン（２４）を形成する、結果としての構造を示す概略的な平面図及び断面図である。
【００５８】
図６Ａ〜６Ｄは、多色マスクの緑色吸収体パターンとレジスタリングされた材料パターンを選択的に形成する過程を示している。図６Ａ及び６Ｂをここで参照すると、緑フォトパターン化可能層（３８）を被覆され、そして緑光を含有する光源に暴露された多色マスク（１０）の概略的な平面図及び断面図が示されている。この光源は緑光、白光、又はパンクロマティック光を提供してよい。この態様の場合、フォトパターン化可能層のフォトパターン化可能材料は、ネガ型である。
【００５９】
図６Ａ及び６Ｂは、露光された緑フォトパターン化可能被膜が現像された後、多色マスク（１０）の緑色吸収体パターン（１６）とレジスタリングされた緑フォトパターン化された材料（４０）のパターンを形成する、結果としての構造を示す概略的な平面図及び断面図である。
【００６０】
図７Ａ〜８Ｈは、複数のパターンを形成するためのフォトパターン化過程において、可変濃度カラーフィルタ、又はカラースケール・マスクを使用することを示している。可変濃度カラーフィルタ、又はカラースケール・マスクは、カラーマスク法のアドレス可能性を高める。明確な露光閾値を有するコンベンショナルなフォトレジストを使用する場合、複数のパターンを生成するために、可変濃度カラーマスクを使用することができる。明確な露光閾値を有するコンベンショナルなフォトレジストは、「二元レジスト」であると考えることができる。典型的には、二元レジスト及びマルチレベル・マスクで明確なパターンを生成するために、レジストは、狭い露光範囲にわたって可溶性から不溶性へ、又はその逆へ遷移するべきである。次いで、標準的なフォトレジストの露光が、特定のマスク明度レベルで選択的に行われる。
【００６１】
便宜上、二元レジストに関する「効果的に露光される」という用語は、レジストを、被覆されたままの状態から第２状態へ、例えば可溶性から不溶性へ、又はその逆に遷移させるのに十分な露光レベルを意味する。低コントラスト・レジスト材料が可変濃度カラーマスクとともに使用される場合には、フォトレジスト層の３Ｄ構造を生成することができる。低コントラスト・レジスト材料は「マルチレベル・レジスト」と呼ぶことができる。当業者には明らかなように、マルチレベル・レジストは、被覆されたままの状態から第２状態へ遷移された材料の量が、露光の関数として変化するように調製される。遷移された材料と露光とのこのような関係は、露光レベルに応じて、異なる高さの現像されたレジストをもたらし、３Ｄ構造の形成を可能にする。マルチレベル・レジストは、「露光閾値」を有していると考えられる。「露光閾値」は本明細書中では、レジストの何らかの部分を、被覆されたままの状態から第２状態へ、例えば可溶性から不溶性へ、又はその逆に遷移させるのに十分な露光レベルを意味するために使用される。
【００６２】
図７Ａ〜７Ｆは、多色マスクの可変濃度青色吸収体パターンとレジスタリングされた材料パターンを選択的に形成する過程を示している。可変濃度青色吸収体１８は、それぞれの光学濃度が異なる２つの区分５１及び５２を有している。この例の目的上、区分５１は区分５２よりも光学濃度が高いが、しかし吸光度スペクトル領域は同じである。言うまでもなく、吸光度スペクトル領域が同じであり、光学濃度が異なっている区分を有するいかなるパターンも、本発明の可変濃度カラーマスクと考えられる。カラースケール・マスクは濃度が徐々に変化するか、又は部分５１及び５２によって示すように段階的に変化してもよい。
【００６３】
図７Ａ及び７Ｂは、青増感フォトパターン化可能被膜（３０）を被覆され、そして青光を含有する光源に暴露された多色マスク（１０）を示す概略的な平面図及び断面図である。この光源は青光、白光、又はパンクロマティック光を提供してよい。
【００６４】
１つの態様の場合、図７Ａ及び７Ｄに示すように、区分５１及び５２の組み合わせとしての青吸収体がない場所でだけレジストが効果的に露光されるような露光レベルで、二元ポジ型青フォトパターン化可能材料に露光が施される。
【００６５】
図７Ｃ及び７Ｄは、二元レジストが現像された後、多色マスク（１０）の可変濃度青色吸収体パターン（１８）全体とレジスタリングされた青レジスト材料パターン（３２）を形成する、結果としての構造を示す概略的な平面図及び断面図である。別の態様の場合、図７Ｅに示すように、青吸収体がない場所及び可変濃度青色マスク１８の低濃度区分５２内でレジストが効果的に露光されるような露光レベルで、二元ポジ型青フォトパターン化可能材料に露光が施される。図７Ｅ及び７Ｆは、二元レジストが現像された後、多色マスク（１０）の可変濃度青色吸収体パターン（１８）の高濃度部分５１とレジスタリングされた青レジスト材料パターン（３３）を形成する、結果としての構造を示す概略的な平面図及び断面図である。フォトレジスト露光過程は、感光性材料が総受容露光量に応答するならば、相反則、すなわち、所定の時間にわたる照明の積分値に従うと言われている。当業者には明らかなように、図７Ｃ及び７Ｅの構造を選択的に形成するために必要とされる具体的な露光量は、採用される感光性材料の露光閾値、並びに、カラースケール・マスク層１８内の別々の領域５１及び５２の光学濃度に依存し、また場合によっては、採用される光源の強度に依存することもある。
【００６６】
図８Ａ〜８Ｈに関してよく判るように、可変濃度カラーマスクの数多くの種々異なる利用の仕方がある。カラーマスクを通して輝く青光が、２レベル黄パターン（この場合、レジストの感光性及び露光時間に応じて低濃度部分５２又は高濃度部分５１）を透過する。図８Ａ〜８Ｈ全ては、現像後の最終レジスト・パターンを示している。図８Ａ及び８Ｂは、異なる露光レベルを有する二元ネガ型レジストの使用を示す。図８Ａでは、露光レベルは、可変濃度カラーマスク１８の両部分（５１及び５２）がレジストに対して光をフィルタリングし、そしてレジストがカラーマスク１８の透明部分を通してのみ効果的に露光されるように選ばれる。図８Ｂでは、露光レベルは、カラーマスク１８の高濃度部分５１だけがレジストに対して光をフィルタリングし、そしてレジストがカラーマスク１８の透明部分及び低濃度部分５２を通して効果的に露光されるように選ばれる。
【００６７】
図８Ｃ及び８Ｄは、図８Ａ及び８Ｂと類似しており、ここでは二元ポジ型レジストを使用している。図８Ｃ及び８Ｄは、前記の説明から明らかである。図８Ｅ及び８Ｆは、異なる露光レベルのマルチレベルネガ型レジストの使用を示している。図８Ｅでは、露光レベルは、可変濃度カラーマスク１８の両部分（５１及び５２）がレジストに対して光をフィルタリングし、そしてレジストがマスク１８の透明部分を通してのみ閾値を上回る値で露光されるように選ばれる。図８Ｆでは、露光レベルは、カラーマスク１８の高濃度部分５１だけがレジストに対して閾値レベル未満に光をフィルタリングし、そしてレジストがカラーマスク１８の透明部分及び低濃度部分５２を通して露光されるように選ばれる。図８Ｆに示すように、マスク１８の透明部分の上方に位置するレジストが、より高い露光レベルを受容し、その結果、この事例には可溶性から不溶性への遷移率％が高くなった。同様に、低濃度部分５２の上方に位置するレジストも、レジストの一部だけが可溶性から不溶性へ遷移されるように露光を受けた。図８Ｇ及び８Ｈは、図８Ｅ及び８Ｆと類似しており、ここではマルチレベル・ポジ型レジストを使用している。レジストは、露光の関数として不溶性から可溶性へ遷移する。これらの図は前記説明から明らかである。
【００６８】
この過程の有利な特徴は、多色マスクの少なくとも一部の上に、アライニングされた機能材料パターンを形成するために、多色マスクの色パターンのうちの１つを使用できることである。このパターン化をもたらすために数多くの方法を用いることができる。従って、多色マスクに、機能材料及びフォトパターン化可能材料の両方が適用され、そしてこれらは着色光を使用してパターン化される。使用できる機能材料の一般的なクラスは、導体、誘電体、又は絶縁体、及び半導体を含む。照明光のスペクトル分布は、前に適用されパターン化された全ての層の透過率によって変調される。これを論じる目的で、多色マスクは、フォトパターン化可能被膜を除くパターン化構造の全ての色吸収部分を含む。
【００６９】
上で説明し図１〜８Ｈを用いて例示した着色フォトパターン化プロセスは、フォトパターン化された材料の透過率、溶解度、粘着性、機械強度、表側反応性、又は屈折率を変化させるので、これらの特性は、後続の製作工程で活用することができる。本発明を用いた機能・電子材料をパターン化するための特に有用な方法は、リフトオフ法、選択的エッチング法、及び選択的堆積法と呼ばれる。
【００７０】
図９〜１２Ｈは、図１２Ｇ及び１２Ｈに見られる多層電子デバイスの構築を可能にする露光工程、処理工程、及び堆積工程の可能なシーケンスを示す。
【００７１】
図９Ａ〜９Ｈは、赤フォトパターン化可能被覆及び選択的エッチング法を用いた、電子デバイスの第１透明層のための被覆工程及びパターン化工程を示す。図９Ａ及び図９Ｂは、第１透明機能材料（２０）及び赤フォトパターン化可能材料（２２）を被覆された多色マスク（１０）を示す。この構造は赤光を含有する光源に暴露される。例えば、機能材料（２０）は、透明導電性酸化物材料、例えばＩＴＯ又はアルミニウム・ドープ型ＺｎＯであってよい。この構造内に描かれたフォトパターン化可能被膜（２２）は赤光に対してだけ感光性であるので、光源は白光源、又は赤光を含有する着色光源であってよい。図９Ｃ及び９Ｄをここで参照すると、露光された赤フォトパターン化可能被膜が現像された後、多色マスク（１０）の赤色吸収体パターン（１４）とレジスタリングされた赤硬化された材料パターン（２４）を形成する、結果としての構造を示している。図９Ｅ及び９Ｆはエッチング工程の構造を示しており、このエッチング工程では、透明機能材料の露光された部分（２０）が、例えば酸浴内で除去され、多色マスク（１０）の赤色吸収体パターン（１４）に対してレジスタリングされた透明機能材料パターン（２６）を形成する。図９Ｇ及び９Ｈは、赤硬化された材料パターン（２４）が例えば酸素プラズマ処理を用いて除去された後の、図９Ｅの構造を示す。
【００７２】
図１０Ａ〜１０Ｈは、青感光性材料及び選択的エッチング法を用いた、電子デバイスの第２透明層のための被覆工程及びパターン化工程を示す。或いは、第２透明層は、選択的堆積法、リフトオフ法、又は光硬化法によってパターン化することもできる。図１０Ａ及び１０Ｂは、多色マスク（１０）と、透明機能材料（２８）の均一層を被覆された第１のパターン化された透明層２６と、青フォトパターン化可能層（３０）とを示す。図１０Ａの態様の場合、青フォトパターン化可能層（３０）は二元ポジ型レジストである。図示のように、構造は、可変濃度カラーマスク１８の両部分（５１及び５２）がレジストに対して光をフィルタリングし、そしてレジストがカラーマスク１８の透明部分を通してのみ効果的に露光されるように選択された露光レベルで青光を含有する光源に暴露される。
【００７３】
例えば、透明機能材料（２８）は、誘電材料、例えば酸化アルミニウム、或いは半導体層、例えば酸化亜鉛であってもよい。この材料は、電気的機能材料を形成するためのアニール工程において変換される誘電体層前駆体又は半導体層前駆体であってもよい。複数の透明機能層を場合によってはこの工程で被覆することもできる。例えば、誘電材料から成る透明被膜を先ず適用することができ、そして半導体材料から成る第２の透明被膜を続いて適用することもできる。図１０Ａ及び１０Ｂに示されたフォトパターン化可能被膜（３０）は青光に対してだけ感光するので、光源は、青光源、白光源、又は青光を含有する着色光源であってよい。図１０Ｃ及び１０Ｄは、図１０Ａの露光された青フォトパターン化可能材料（３０）が現像された後、多色マスク（１０）の青可変濃度色吸収体パターン（１８）とレジスタリングされた青フォトパターン化された材料パターン（３２）を形成する、結果としての構造を示している。
【００７４】
図１０Ｅ及び１０Ｆをここで参照すると、透明機能材料の露光された部分（２８）がエッチング工程において除去された後の図１０Ｃの構造であって、多色マスク（１０）の青可変濃度色吸収体パターン（１８）に対してレジスタリングされた透明機能材料パターン（３４）を形成する構造が示されている。図１０Ｇ及び１０Ｈは、例えば酸素プラズマ処理を用いて青現像された材料パターン（３２）が除去された後の、図１０Ｅの構造を示している。
【００７５】
図１１Ａ〜１１Ｈは、リフトオフ法による緑フォトパターン化可能被覆を用いた、電子デバイスの第３透明層のための被覆工程及びパターン化工程を示す。或いは、第３透明層は、選択的堆積法、選択的エッチング法、又は光硬化法によってパターン化することもできる。図１１Ａ及び図１１Ｂは、多色マスク（１０）と、ネガ型緑フォトパターン化可能材料の均一層（３８）を被覆された第１及び第２のパターン化された透明層とを示す。この構造は緑光を含有する光源に暴露されることにより、図１１Ｃ及び１１Ｄに示されているように、現像後に緑色吸収体パターン（１６）とレジスタリングされたフォトパターン化された材料パターン（４０）を形成する。
【００７６】
図１１Ｅ及び１１Ｆをここで参照すると、透明機能材料の均一被膜（４４）が、フォトパターン化された材料パターン（４０）に被さるように適用されている。図１１Ｇ及び１１Ｈは、フォトパターン化された材料（４０）及びフォトパターン化された材料の上に位置する透明機能材料部分が除去される場合の、リフトオフ・シーケンスの最終工程を示している。これは、例えば機能材料の下に残された硬化された材料を選択的に攻撃する材料で試料を処理することにより達成される。これにより、もともとフォトパターン化された材料がなかったところにパターン化された機能材料４２が残る。例えば、透明機能材料（４４）は、酸化インジウム錫又は銀ナノ粒子から成る層であってもよい。この構造内に描かれたフォトパターン化可能被膜（４０）は緑光に対してだけ感光性であるので、光源は白光源、又は緑光を含有する着色光源であってよい。
【００７７】
図１２Ａ〜１２Ｈは、青感光性材料及び選択的堆積法を用いた、電子デバイスの別の透明層のための被覆工程及びパターン化工程を示す。或いは、第２透明層は、選択的エッチング法、リフトオフ法、又は光硬化法によってパターン化することもできる。図１２Ａ及び１２Ｂは、青フォトパターン化可能堆積阻害材料の均一層（３０）を被覆された、図１１Ｇを通して形成された電子デバイスを示している。図１２Ａに示すように、青フォトパターン化可能堆積阻害材料層（３０）は二元ネガ型レジストである。この構造は、可変濃度カラーマスク１８の高濃度部分５１だけがレジストに対して光をフィルタリングし、そしてレジストがカラーマスク１８の透明部分と低濃度部分５２との組み合わせを通して効果的に露光されるような露光レベルで、青光を含有する光源に暴露される。その結果生じる構造は図１２Ｃ及び１２Ｄに示されている。図１２Ｅ及び１２Ｆは、硬化された材料パターン（４６）によって覆われていない領域上に透明機能材料（４８）が選択的に堆積されるように透明機能材料（４８）を堆積する後続工程後の、結果として生じた構造を示している。
【００７８】
図１２Ｇ及び１２Ｈをここで参照すると、青フォトパターン化可能堆積阻害材料パターン（３０）が除去される後続工程が示されている。機能材料パターン（４８）は、可変濃度カラーマスク１８の高濃度部分５１とレジスタリングされている。例えば、透明機能材料（２８）は、誘電材料、例えば酸化アルミニウム、或いは半導体層、例えば酸化亜鉛であってもよい。この材料は、電気的機能材料を形成するためのアニール工程において変換される誘電体層前駆体又は半導体層前駆体であってもよい。複数の透明機能層を場合によってはこの工程で被覆することもできる。例えば、誘電材料から成る透明被膜を先ず適用することができ、そして半導体材料から成る第２の透明被膜を続いて適用することもできる。
【００７９】
図１２Ａ及び１２Ｂに示されたフォトパターン化可能被膜（３０）は青光に対してだけ感光するので、光源は、青光源、白光源、又は青光を含有する着色光源であってよい。
【００８０】
図９Ａ〜１２Ｈはまた、この過程において用いることができる別の構造を示している。多色マスク１０（図示の通り）は任意選択的に、頂面上に透明被膜５０を有していてよい。透明被膜５０は、絶縁特性、平滑化特性、平坦化特性、又はその他の特性を有していてよい。これらの特性は、多色マスク１０上に形成されることになる末端デバイスの性能を改善する。
【００８１】
加えて、ＴＦＴを形成する過程が、図９Ａ〜１２Ｈの説明から明らかである。図１２Ｇに示されているように、ボトムゲートＴＦＴは、導電性ゲート２６、パターン化された誘電体３４、ソース／ドレイン電極４２、及び半導体チャネル４８を有している。当業者には明らかなように、上記過程の変更形である本発明の態様を使用して、他のＴＦＴ形態及び電子構成部品を形成することもできる。
【００８２】
図１２Ｇ及び１２Ｈは、本方法の態様によって形成されたデバイスを示すのに役立っており、この態様では、カラーマスク１０全体が最終構造内に残っている。別の態様の場合、カラーマスク１０の一部だけが最終構造内に残る。本方法の１つの好ましい態様によって形成されたデバイスは、透明支持体と、支持体上のカラーマスク（カラーマスクは連携する吸収スペクトル領域を有しており、また吸収スペクトル領域内で、カラーマスクは少なくとも、事実上透明な部分と部分吸収部分とを有しており、部分吸収部分は、吸収スペクトル領域内に異なる光学濃度を有する少なくとも２つの部分を含む）と、さらに、前記２つの部分のうちの少なくとも１つの部分と整合していて支持体の、カラーマスクと同じ側にある少なくとも１つのパターン化された機能層とを有している。
【００８３】
図１３Ａ及び１３Ｂは、本発明による多色マスク１０の別の配列を示している。これらの態様において、多色マスク１０は、基板の第１面に形成された第１マスク部分１２０と、基板の裏側に形成された第２マスク部分１２２とから成っている。この別の配列の利点は、多色マスクの一部の除去を可能にすることである。第１マスク部分１２０は、最終デバイス内に残ることができるのに対して、第２マスク部分１２２は、最終デバイスの完成後に除去することができる。これは、透明基板を通して観察されるディスプレイ装置において特に有用である場合がある。これらの別の多色マスク構造の使用は、前記図面との関連において容易に理解することができる。
【００８４】
図１４及び１４Ａは図１２Ｇ及び１２Ｈと類似しており、基板の第１面に形成された第１マスク部分１２０と、基板の裏側に形成された第２マスク部分１２２と有する多色マスクを使用して形成された完成デバイスを示している。図１４Ｂは、第２マスク部分１２２を除去する追加の工程後の完成デバイスを示している。前の図面における項目に類似するこれらの図面の項目には同じ番号が付けられている。
【００８５】
図１５Ａ〜１５Ｈは、薄膜トランジスタ構造内の誘電体層及び半導体層をパターン化するための被覆・パターン化過程の別の態様を示している。この別の過程において、第２透明材料（２８）、第３透明材料（３６）、及びマルチレベル青フォトパターン化可能材料の被膜が、図１０Ｃの構造に被さるように被覆されている。青フォトパターン化可能材料は、図８Ｇに関して前述した方法に従ってパターン化されている。結果として生じる構造は、図１５Ａ及び１５Ｂに示されている。
【００８６】
図１５Ｃ及び１５Ｄをここで参照すると、第２及び第３透明機能材料（２８）及び（３６）がエッチングされている。図１５Ｅ及び１５Ｆは、例えば酸素プラズマ処理によってフォトレジスト・パターン（３２）が部分的に除去された後の結果として生じた構造を示している。図１５Ｇ及び１５Ｈは、第３透明材料がエッチング工程で除去され、そしてフォトレジストが除去される、このパターン化シーケンスにおける最終工程を示している。例えば、透明機能材料３４は誘電材料であってよく、また透明機能材料３６は薄膜トランジスタ内の半導体層であってよい。次いでトランジスタ製作は、赤感光性フォトパターン化可能材料を採用するエッチング、選択的堆積、又はリフトオフ過程によって、シアン色吸収体パターン１６を使用して完了することになる。
【００８７】
上記説明及び前述の図面から、多色マスクは、電子デバイス及び光学デバイスを構築するための伝統的なマスク法よりも、アラインメント及び位置合わせにおいて有利であることは明らかである。しかしいくつかの事例において、選択された部分が色を有することなしに透明のまま残されるように注意深く多色マスクを設計することが必要である。或いは、いくつかの事例において、色が所与の部分に残るようにカラーマスクを設計することが有利である場合がある。この態様は、ディスプレイ装置又は照明装置の電子構成部品を形成するために多色マスクを使用することに関する。好ましい態様の場合、ディスプレイは基板を通して見られる。
【００８８】
１つの態様の場合、アクティブ・マトリックス発光デバイスのための電子構成部品を形成するために多色マスクを使用することができる。発光デバイスは、ディスプレイ及びその他の照明デバイスを含む。例えば、発光デバイスは、種々の電子構成部品（後で説明する）と発光層とを含む画素回路を有している。発光層は、モノクロ、マルチカラー、又はフルカラーのディスプレイ内で使用することができる。「マルチカラー（多色）」という用語は、種々異なる区域において異なる色相の光を放出することができるディスプレイ・パネルを記述する。具体的にはこの用語は、種々異なる色の画像を表示することができるディスプレイ・パネルを記述するために採用される。これらの区域は必ずしも隣接していない。
【００８９】
「フルカラー」という用語は一般に、少なくとも赤、緑及び青の可視スペクトル領域内で発光して、色相の任意の組み合わせで画像を表示することができるマルチカラー・ディスプレイ・パネルを記述するために採用される。所与のディスプレイによって発生させることができる完全な色集合は、一般に、ディスプレイの色域と呼ばれる。赤、緑及び青の色は三原色を構成し、これらから、適切な混合によって他の全ての色を発生させることができる。しかし、色域を広げるための追加の色又はデバイスの色域内の追加の色を使用することも可能である。加えて、可視範囲外で発光するディスプレイのための実際の用途もある。従って、用途に適した発光波長を有するように各発光要素又はデバイスを選択することができる。これらの波長は性質上、紫外、青、シアン、緑、黄、マゼンタ、赤、又は赤外、又はこれらの任意の組み合わせであることが可能である。
【００９０】
「画素」という用語は、他の区域とは独立して発光するように刺激することができるディスプレイ・パネル区域を指定するために、当業者に認識された用法で採用される。この考察を目的とした「発光素子」という用語は画素と同義である。なお、「画素」又は「発光素子」の用語から物理的サイズ要件が暗示されるべきではない。デバイスは、単一の大型発光素子、何百万もの小型発光素子、又はその中間の任意の実際的な形態から成っていてよい。フルカラーシステムにおいて、幅広い色範囲を発生させるために、異なる色から成るいくつかの画素が一緒に使用されることになり、そして観察者はこのような群を単独画素と呼ぶことができる。この開示の目的上、このような群は、いくつかの異なる発光素子又は画素と考えられる。
【００９１】
基板を通して発光を見るためには、光透過性基板が望ましい。これらのデバイスは一般にボトム発光デバイスとも呼ばれる。このような事例では、透明なガラス又はプラスチックが一般に採用される。ボトム発光デバイスは、透明な基板上に形成することができる。一般に、第１電極（アノード又はカソード）は基板上に堆積され、透明である。次いで透明第１電極上に発光層が形成され、そして発光層上には、反射性の第２電極（カソード又はアノード）が形成される。
【００９２】
ボトム発光デバイスはアクティブ・マトリックス・デバイスであることが可能であり、このようなものとして、電子ディスプレイであると考えることができる。「電子ディスプレイ」という用語は、電子構成部品がディスプレイの種々異なる区域の強度を制御するディスプレイを意味する。デバイスが、独立して制御可能な別々の発光区域を有するようにするために、電極のうちの少なくとも一方をパターン化しなければならない。これらのパターン化された電極は、薄膜電子構成部品によって、又は基板の外部に形成された駆動回路によって制御することができる。或いは、基板は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、例えば低温ポリシリコン、非晶質シリコン、又は酸化亜鉛を基材とするＴＦＴを有するアクティブ・マトリックス基板であることが可能である。基板上の電子構成部品はトランジスタに限定されない。基板は、他のアクティブ電子構成部品、例えば結晶性、多結晶性、又は非晶質半導体材料から成る薄膜電子構成部品を含有することができる。このような薄膜電子構成部品の一例としては、ＴＦＴ、キャパシタ、ダイオード、スイッチ、及び抵抗器が挙げられる。
【００９３】
多色マスクを使用することができる構成部品を理解する目的で、図２３及び２４に示されているような代表的な発光デバイスを先ず見ることが役立つ。ボトム発光アクティブ・マトリックス・デバイスのための数多くの可能な画素デザインがある。非晶質シリコン型ＴＦＴを使用した画素２００のための１デザインの代表的な物理的レイアウト図が図２３に示されている。種々の回路構成部品、例えば選択トランジスタ３２０、蓄積キャパシタ３３０、及び電力トランジスタ３４０の構造は図２３において見ることができる。駆動回路構成部品は、コンベンショナルな集積回路及び薄膜トランジスタ製造技術を用いて製作される。選択線３１３が導体層内に形成される。電力線３１１及びデータ線３１２が別の導体層内に形成される。これら２つの導体層を電気的に分離するために、導体層間に絶縁体が形成される。
【００９４】
この形態は、データ線及び電力線が、電気的に接続することなしに交差し、これにより画素のマトリックスを形成するのを可能にする。異なる導体層内に形成された構成部品間の電気的な接続は、導体層間に配置された絶縁層を通して、ビアと呼ばれることもあるコンタクト・ホールを形成することによって達成される。「電気的な接続」という用語はこの開示においては、電流の流れを可能にする接続を指すために使用される。これは、２つの導電性素子の直接の物理的結合であることが可能である。電気的接続は電気的抵抗を有することができる。他の回路構成部品、例えばトランジスタ又はダイオードを介して、電気的接続を間接的に形成することもできる。
【００９５】
選択線３１３の一部は、選択トランジスタ３２０のゲートを形成するように延びている。この第１導体層上には、ゲート絶縁体層とも呼ばれる第１絶縁体層（図示せず）が位置している。当業者に良く知られた技術を用いて第１半導体領域３２１から選択トランジスタ３２０が形成されている。ソース又はドレイン端子であってよい第１端子が、データ線３１２の一部から形成されている。選択トランジスタ３２０の第２端子である端子３２６は、蓄積キャパシタ３３０の第２キャパシタ電極を形成するように、そしてまた、コンタクト・ホール３４２を通して電力トランジスタ３４０の電力トランジスタ・ゲート電極３４３に電気的に接続するように延びている。トランジスタ、例えば選択トランジスタ３２０はボトムゲート型トランジスタとして示されているが、しかし、トップ・ゲート及びデュアル・ゲート・トランジスタのような他のタイプも当業者に知られており、これらを採用することもできる。同様に、電力トランジスタ３４０は第２半導体領域３４１内に形成されている。第１半導体領域３２１及び第２半導体領域３４１は典型的には、ゲート絶縁体層上の同じ半導体層内に形成されている。
【００９６】
半導体層は、プロセス及び最終デバイスの要件を満たす任意の半導体、好ましくは酸化物半導体、最も好ましくは半導体を含有する酸化亜鉛である。この半導体層は、非晶質であってよく、或いは多結晶性又は結晶性又は有機半導体のような周知の半導体材料であってもよい。電力トランジスタ３４０の電力トランジスタ・ゲート電極３４３は、第１導体層内に形成されている。電力トランジスタ３４０の第１端子は、図示のように、電力線３１１の一部から形成されている。第２導体層内には、電力トランジスタ３４０の第２端子３４６が形成されている。第１導体層内に形成された第１キャパシタ電極３３３と、上記のように端子３２６の一部として形成された第２キャパシタ電極との間には、蓄積キャパシタ３３０が形成されている。ゲート絶縁体層（図示せず）は、第１キャパシタ電極と第２キャパシタ電極との間に堆積されている。第１キャパシタ電極３３３は、コンタクト・ホール３３２を通って電力線３１１に電気的に接続されている。蓄積キャパシタが電力線に直接的に接続されていないが、しかしその代わりに、別個のキャパシタ線が設けられている別の形態が当業者に知られている。このキャパシタ線は、電力線に対して異なる電圧レベル又は同じ電圧レベルで維持することができる。
【００９７】
第１及び第２導体層上に形成された第３層から、発光デバイスの下側電極３８１が形成されている。下側電極３８１と第２導体層との間に、第２絶縁体層（図示せず）が配置されている。発光デバイスの下側電極３８１は、この第２絶縁体層内に形成されたコンタクト・ホール３４５を通って、電力トランジスタ３４０に接続されている。
【００９８】
下側電極３８１は、発光ダイオードのエレクトロルミネッセント媒体（図示せず）に対する電気的コンタクトを提供するのに役立つ。下側電極３８１の周縁上に画素間絶縁体層（図示せず）を形成することにより、電極のエッジを覆い、そして当業者に知られている短絡欠陥を低減することもできる。このような画素間絶縁体層の例は、Yamadaによる米国特許第６，２４６，１７９号明細書に見いだすことができる。
【００９９】
図２３のデバイスの２４−２４線に沿った断面が図２４に示されている。この断面図において、絶縁基板１６０の位置、並びに第１絶縁体層４０１（ゲート絶縁体層とも呼ばれる）及び第２絶縁体層４０２の位置を見ることができる。これらの絶縁体層は、単一の層として示されているが、しかし実際には、異なる絶縁材料から成るいくつかのサブ層を含むことができる。電力トランジスタ３４０の構造が示されている。第２半導体領域３４１は、固有サブ層３４１ａ及びドープ型サブ層３４１ｂを有する状態で示されている。
【０１００】
下側電極３８１のエッジに画素間絶縁体４０３が被さっていることが示されている。下側電極３８１上には、無機エレクトロルミネッセント媒体４１０が形成されている。エレクトロルミネッセント媒体４１０は、アノードとカソードとの間の層の全てを含んでいる。図２４には、エレクトロルミネッセント媒体４１０は単一の層として示されているが、しかし典型的には、複数のサブ層、例えば発光層と１つ又は２つ以上の無機電荷輸送層とから成っている。エレクトロルミネッセント媒体４１０の上には、上側電極４２０が形成されている。上側電極４２０はこのようなアクティブ・マトリックス配列において、典型的には共通しており、第２電圧レベルとの電気的接続を提供するのに役立つ。下側電極３８１と上側電極４２０とは、電極間に配置されたエレクトロルミネッセント媒体４１０へ電流を提供する離隔電極として役立つ。電気的に刺激されると、エレクトロルミネッセント４１０は、下側電極３８１の上方の、画素間絶縁体４０３の開口によって画定された領域内で、光４５０を放つことになる。光４５０は、（基板１６０を通って）デバイス底部を出るものとして示されている。
【０１０１】
図２４はボトム発光形態を示しているので、下側電極３８１は、少なくとも部分的に透明であるべきである。このようなものとして、下側電極３８１は一般に、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）のような材料から成っているか、又はアルミニウム又は銀のような金属、又はこれらの組み合わせから成る薄層（２５ｎｍ未満）である。上側電極はこのような形態では、典型的には反射性であり、少なくとも一部が反射性金属、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銀又は銀合金から成っている。上側電極は、発光材料の上側からの発光を可能にするように薄い金属又は透明材料であることが可能である。図示されてはいないが、当業者には明らかなように、追加の画素レイアウト配置を本発明に適用することもできる。機能層のそれぞれが多色マスク内の色パターンに対して（ポジ型又はネガ型に）垂直にアライニングされている発光デバイスのための画素回路に対して、本発明の多色マスクを使用することもできる。
【０１０２】
図１６Ａ〜１６Ｄは、アクティブ・マトリックス・ディスプレイ画素を形成するのに有用な多色マスク内の色パターンを示している。図示のように、図１６Ａ〜１６Ｄは、上記デバイスと機能に類似したボトム発光エレクトロルミネッセント・デバイスのためのデザインを示している。言うまでもなく、他の画素デザイン及び他のディスプレイ装置を本発明に従って製作することもできる。図１６Ｄは、このようなボトム発光デバイスの単独画素のための電子装置を形成するために使用されるフル多色マスクである。図示は概略的ではあるが、言うまでもなく、種々異なる色パターンがオーバラップしている場合には、多色マスクは、このような色パターンの「和」のように見えることになる。例えば、黄（青吸収性）及びマゼンタ（緑吸収性）の色パターンがオーバラップする場合には、多色マスクは赤色に見えることになる。図１６Ｄは、図１６Ａ〜１６Ｃに示されている個々の色パターンの説明によって、また図２５に示されているような機能材料及び電子構成部品の説明によって容易に理解できる。
【０１０３】
図１６Ａは、第１導体層を形成するために使用される赤色パターン２１４を示している。図示のように、第１導体層は透明であり、そして駆動ＴＦＴ及び選択ＴＦＴ双方のゲート２６５、並びに画素電極２６０（アノード及びカソード）の第１部分を形成している。加えて、図１６Ａに示された赤色パターンは、Ｖデータ線のための電気的相互接続部２７０を形成するための情報を有している。赤色マスク２１４は、ネガ型パターン化過程に使用されるように設計されているので、機能材料は、赤色マスクのネガ型パターンとして形成される。図９Ａ〜９Ｈの前記説明から、代表的なネガ型プロセスを理解することができる。
【０１０４】
この態様の場合、透明導体の均一被膜、例えばＩＴＯが堆積され、続いて赤ネガ型フォトパターン化可能層の均一被膜が堆積される。フォトパターン化可能層は、カラーマスクを通して露光され、次いで現像される。望まれないＩＴＯはエッチング工程を介して除去され、続いて、残りのフォトパターン化可能材料が除去される。
【０１０５】
図１６Ｃは、パターン化誘電体層２８５及び半導体層２８０を形成するために使用されるマルチレベル青色パターン（カラースケール・マスク）を示している。図２５に示された電子構成部品を形成する際には、誘電体層２８５は、ポジ型パターン化法を用いて形成されるので、機能材料は、マルチレベル・パターンの両濃度部分のポジ型パターンとして形成される。図１０Ａ〜１０Ｈの前記説明から、代表的なポジ型プロセスを理解することができる。この態様の場合、透明誘電材料の均一被膜、例えばＡｌ2Ｏ3が堆積され、続いて青ポジ型フォトパターン化可能層の均一被膜が堆積される。フォトパターン化可能層は、マルチレベル色パターン２１８の透明領域内でのみポジ型レジストを露光するのに十分な露光レベルで、マルチレベル色パターン２１８を通して露光される。露光されたフォトパターンを現像した後、望まれないＡｌ2Ｏ3を、エッチング工程を介して除去することができ、続いて、残りのフォトパターン化可能材料が除去される。
【０１０６】
この１つの態様の場合、パターン化された誘電体２８５の形成後、第２導体層は、図１６Ｂに示された緑色パターン２１６を使用して堆積される。第２導体層はまた透明であり、両ＴＦＴのためのソース２９５ａ，２９５ｂ及びドレイン２９６の端子、並びにバス構造電力線２９０、選択線２９７及びデータ線２９３を形成している。第２導体層はまた、この画素回路内のキャパシタを完成し、キャパシタは、駆動トランジスタのゲート電極２６５とソース−キャパシタ２９５ｂとのオーバラップによって画定される。加えて、第２導体層は、画素電極２６０上に導体の追加の厚さを加える。緑色マスク２１６は、図９Ａ〜９Ｈを参照しながら理解することができるネガ型プロセスにおいて使用することができる。
【０１０７】
この態様の場合、透明導体の均一被膜、例えばＩＴＯが堆積され、続いて緑ネガ型フォトパターン化可能層の均一被膜が堆積される。フォトパターン化可能層は、カラーマスクを通して露光され、次いで現像される。望まれないＩＴＯはエッチング工程を介して除去され、続いて、残りのフォトパターン化可能材料が除去される。
【０１０８】
第２導体層の形成に続いて、図１６Ｃに示された青マルチレベル・マスク２１８を使用した選択領域堆積法によって、半導体層を形成することができる。半導体パターン２８０は、カラースケール・マスク２１８の高濃度部分２５１のポジ型パターンである。半導体層の形成は、図１２Ａ〜１２Ｈを参照しながら理解することができる。この態様の場合、青ポジ型フォトパターン化可能層の均一被膜が堆積される。フォトパターン化可能層は、マルチレベル色パターン２１８の透明領域及び低濃度部分２５２内でポジ型レジストを露光するのに十分な露光レベルで、マルチレベル色パターン２１８を通して露光される。露光されたフォトパターンを現像した後、半導体材料、例えば亜鉛の酸化物を含む材料が任意の他の金属とともに、フォトパターンがない場所にだけ配置されるように堆積される。構造を完成させるために、半導体堆積後、残りのフォトパターン化可能材料が除去される。
【０１０９】
図１６Ｄは、図１６Ａ〜１６Ｃの色パターンから集成されたフル多色マスクを示している。フル多色マスクは単一の層又は複数の層を成していてよい。多色マスクは、図２５に示された基板の表（アクティブ）側、又は基板の裏側で完全に形成することができる。或いは、多色マスクは、マスクの一部が支持体の表側に、そしてマスクの一部が支持体の裏側にあるように形成することもできる。これらの態様は、前記説明との関連において理解することができる。
【０１１０】
図２５は、図１６Ｄの多色マスク２２０上に形成された完成された集積化された電子構成部品の２５−２５線に沿って示された断面図である。図２５はまた、多色マスクと連携する１つの任意の構造、具体的には追加の任意の透明被膜５０を示している。図２５に示されたこの時点では、構造は、図２３との関連において説明したものと類似のアクティブ・マトリックス画素の構成部品のほとんどを有している。
【０１１１】
いくつかの態様の場合、図２５のエレクトロルミネッセント・デバイスに、任意の上塗り膜又は平坦化層を堆積し、続いて、発光層を堆積し、続いて第２電極（アノード又はカソード）を堆積することにより、発光デバイスを完成させる。
【０１１２】
図１７、１８及び１９及び２０は、それぞれ図１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ及び１６Ｄと類似しており、そして前記考察から理解することができる。図１７〜２０は、いかに本発明の多色マスク２２０ａが複数の画素回路を形成するのに有用であるかを示している。図１８及び２０は、同じ図面に示された９つの画素回路内に電気的接続部を形成するための追加のコンタクト・パッド２２５を含んでいる。好ましい態様の場合、多色マスクは、個々の画素回路の全てを含む、ディスプレイのバックプレーンのための電子構成部品のパターン化情報の全てを含有することになる。
【０１１３】
図２１は、ソース４９５ａ，４９５ｂ及びＴＦＴのためのドレイン端末４９６並びにバス構造電力線４９０、選択線４９７及びデータ線４９３を形成するために使用される緑色マスクの別の態様である。図２１に示されているように、緑マスク２１６ｂは第２パターン化された導体層を形成するためにポジ型パターン化工程で使用されることになる。図２１の緑パターン２１６ｂと一緒に使用される第２のパターン化された導体は不透明な金属層、例えばアルミニウムであってよい。この別の態様の第２導体層の形成については、図１１Ａ〜１１Ｈを参照しながら理解することができる。
【０１１４】
図２２は、別の態様のフル多色マスクであり、従って前の図１７、１９及び２１の「和」である。図２２の多色マスク２２０ｂの使用は、前記考察から容易に理解することができる。実際に、図２２の完成された電子構成部品を形成するためのプロセスフローは、図９Ａ〜１２Ｈに示された単一のＴＦＴの構造から理解することができる。
【０１１５】
特定の色パターンとの関連において図面を説明してきたが、これらは、便宜上説明し易さのために選んだものであることは明らかである。本発明の多色マスクは、色パターンの任意の組み合わせから形成することができる。
【０１１６】
他のアクティブ・マトリックス・エレクトロルミネッセント・デバイスのデザインを用いて本発明を実施し得ることは明らかである。本発明はディスプレイ装置内で採用することもできる。１つの態様の場合、本発明は、例えば米国特許第４，７６９，２９２号明細書（Tang他）、及び米国特許第５，０６１，５６９号明細書（VanSlyke他）に開示されているような小分子又はポリマーＯＬＥＤから成るフラットパネルＯＬＥＤデバイス内に採用される。別の態様の場合、本発明は、例えば米国特許出願公開第２００７／００５７２６３号明細書（Kahen）及び係属中の米国特許出願第１１／６８３，４７９号明細書（Kahen）に開示されているような量子ドットを含有するフラットパネル無機ＬＥＤデバイス内に採用される。有機、無機及びハイブリッド発光ディスプレイの多くの組み合わせ及びバリエーションを用いることにより、トップ又はボトム発光体アーキテクチャを有する両アクティブ・マトリックスＬＥＤディスプレイを含む、このようなデバイスを製作することができる。
【０１１７】
この多色マスク技術は、他の電子ディスプレイ装置、例えばアクティブ・マトリックス液晶ディスプレイ（ＡＭＬＣＤ）である。１つのこのようなＬＣＤデバイスは、電極、及び電極間に配置された電気光学材料を有する素子を含む光電子ディスプレイである。透明トランジスタの接続電極は、ディスプレイ素子の電極に接続することができ、これに対してスイッチング素子とディスプレイ素子とは、少なくとも部分的に互いにオーバラップする。光電子ディスプレイ素子とはここでは、その光学特性が電気的な量、例えば電流又は電圧の影響下で変化するようなディスプレイ素子、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）と普通呼ばれる素子であると理解される。
【０１１８】
このような高周波数でディスプレイ素子をスイッチングするのに十分な通電容量を有するトランジスタを、パターン化のための多色マスクを使用して形成することができるので、液晶ディスプレイ内のスイッチング要素としてトランジスタを使用することが可能である。
【０１１９】
ディスプレイ素子は典型的には、付随するトランジスタによって荷電又は放電されるキャパシタとして電気的な意味で作用する。光電子ディスプレイ装置は、それぞれが例えばマトリックス状に配列されたその固有のトランジスタを有する多くのディスプレイ素子を含んでよい。或る特定のアクティブ・マトリックス画素のデザイン、特に電流で駆動されるディスプレイ効果を提供するデザインは、いくつかのトランジスタ及びその他の電気的構成部品を画素回路内に必要とすることがある。
【０１２０】
基本的なＡＭＬＣＤセル回路の１つの具体例は、図２６に示されている。ＡＭＬＣＤセル回路は、今説明したトランジスタ１００と、これに電気的にカップリングされたＬＣＤ画素１０２とを含む。トランジスタ１００とＬＣＤ画素１０２とは一緒にトランジスタ／画素セル１０４を形成する。図示の配列では、トランジスタ１００は、ドレイン電極１３０を介してＬＣＤ画素１０２に電気的にカップリングされている。トランジスタ１００のゲート電極１４４は、トランジスタ１００のためのオン／オフ入力を受信する行又は制御線１０８（選択又はゲート線とも呼ばれる）に電気的にカップリングされている。トランジスタ１００のソース電極１２０は、ＬＣＤ画素１０２を制御するための信号を受信する列又はデータ線１０６に電気的にカップリングされている。各ＬＣＤ画素１０２は、ディスプレイのデザインに応じたキャパシタンスを表すキャパシタとして見ることもできる。
【０１２１】
図２７は、データ線１０６が個々のソース電極１２４に通じており、制御線１０８が、それぞれが画素導体パッドを形成する個々のゲート電極１４４、半導体１７０、及びドレイン電極１３０に通じている、典型的な画素レイアウトを示している。なお、多色マスクを用いて図２６及び２７に示された画素回路を形成することは、本発明の範囲内に明らかに含まれる。
【０１２２】
上記のように、本発明に使用される多色マスクは、システムのためのパターン化情報のうちのほとんど又は全てを１つの構造内に含有することができる。このような多色マスクは、予想される用途にとって十分な精度及び位置合わせで、所望の色を含有する画像を生成する任意の方法によって発生させることができる。
【０１２３】
多色マスク内の種々異なる色吸収体は、多くの方法によって順次又は同時に堆積させてパターン化することができる。多色マスクを生成する１つの方法は、適当なスペクトル品質を有する染料又は顔料を含有するインクを使用してマスクに印刷を施すことである。印刷に使用されるインクは、典型的にはビヒクル又は溶剤、バインダー、及び界面活性剤とともに着色剤材料を含む任意の一般的な配合物から成ることができる。このような多色印刷システムの例は、インクジェット印刷、グラビア印刷、フレキソグラフィ、オフセット平版印刷、スクリーン又はステンシル印刷、及びレリーフ印刷である。支持体上に種々異なる色吸収層を生成するために、カラー・サーモグラフィ印刷を用いることができる。支持体上に種々異なる色吸収層を形成するために、サーモクロマティック化合物、漂白可能な色素、熱分解可能な化合物、及び化学色形成剤を使用することができる。種々異なる色吸収体は、供与体シートからレーザー又は熱転写法を用いて支持体に適用することができる。或いは、色吸収パターンは、アブレーション記録法によって支持体上に生成することもできる。
【０１２４】
特に有用な色吸収体は、選択された可視帯部分に最大吸収率を有し、そして残りの部分に最大透過率を有する材料である。いわゆるブロック・タイプの色素及びカットオフ・フィルタ材料が、多色マスクにおける使用にとって理想的である。種々異なる色吸収体は、任意の好都合な順序で適用されるか、又はバインダー中に分散されて単一の層の形で適用されてよい。色吸収材料が適用される前に、支持体の裏側に、色吸収材料のための受容層が所望により被覆されてよい。
【０１２５】
多色マスク内の種々異なる色吸収体は、例えば色素を含有する光硬化性被膜、例えば顔料又は染料を含有するフォトレジストを使用してフォトリソグラフィ法によって形成することができる。
【０１２６】
主基板上に後続の複製のために再利用可能なマスター画像を生成することが特に好都合であり、しかもコスト効率がよい。このような態様の場合、極めて高い精度及び解像度を有するマスター・マスク画像が生成される。このことは、上記技術のうちのいずれかによって達成することができる。好ましくは、このことは、極めて高品質のマスター画像が生成されるのを可能にするフォトリソグラフィ法で行われることになる。色吸収層間に高精度の垂直方向のアラインメントを達成するために、硬質の透明基板上にマスター画像を生成することが好ましい場合もある。マスター色画像内の色情報は、カラー複製法又はカラー複写法を用いて主基板上に再現することができる。ネガ型複製法の場合、マスター色画像は、多色マスクのネガ複写として提供されることになる。
【０１２７】
広い面積の電子デバイスを製作するための伝統的なフォトリソグラフィ法の場合、極めて広い面積にわたって優れたアラインメントが行われなければならない。上記マスター複製方法の場合、マスターはこれよりもかなり小さく、ひいてはより製作しやすいが、しかし次いで、より広い面積を覆うように最終基板上に複製パターンを成して複製されることがある。このようなステッピング法は、コンベンショナルなフォトリソグラフィ・プロセスにおいて個々のマスク層のために用いられるものの、そのようなプロセスの場合、このステッピング動作内で優れたアラインメントが依然として必要とされる。本発明の方法の場合、個々の複製の位置にはかなりの許容差が存在することが可能である。それというのも、それぞれが多層パターンのための所要情報全てを含有することになるからである。ディスプレイ製造の場合、マザーガラスは普通、いくつかの個々のディスプレイ又は動作単位を含有している。好ましい態様の場合、マスターは１つのフルユニットを含有しており、マザー基板上で数回複製することができる。マスターはフルユニットに関する情報を含有しているので、マスター露光間の位置決め時の許容差はさほど重要ではない。
【０１２８】
マスター色画像を再現するために、感光性材料を採用する色画像捕捉法を用いることができる。感光性層は、多色フォトパターンを捕捉し、続いて色パターンを生成するように処理又は現像されることが可能な任意の材料集合から成っていてよい。このような多色画像捕捉材料の例は、カラーネガ型写真画像形成層、カラーリバーサル写真画像形成層、カラーフォトサーモグラフィ画像形成層、サイカラー（Cycolor）画像形成層、及び拡散転写カラー写真画像形成層、例えばカラーインスタント・フィルム、及びカラーピクトログラフィ(Pictrography)・フィルムである。或いは、カラー複製又は複写法、例えばカラー・エレクトロフォトグラフィを用いて主基板上にマスター色画像が再現されてもよい。
【０１２９】
多色マスクは、別個の材料ロール上に生成し、次いで基板に積層することができる。好ましくは、ラミネーションは、基板とは反対側のマスクの画像側で、マスク画像が、パターン化されるべき機能層にできる限り近接した状態で行われる。基板の裏側にマスクの一部を有する態様の場合、ラミネーションは、マスク画像が基板にできる限り近接するように行われるべきである。
【０１３０】
多色マスクの色吸収層上に主支持層を直接に被覆することが、光学的検討事項にとって特に有利である場合がある。この態様の場合、色吸収層は、キャリア支持ロール上にパターン化することもでき、次いで主支持体を、色吸収層上に直接に流延することもできる。
【０１３１】
或いは、色吸収層を別個の材料（供与体）ロール上にパターン化することができ、次いで、色吸収層の全てを供与体ロールから主基板上に単一工程で転写することもできる。
【０１３２】
多色マスク層は、バリア層によって電子的活性層から分離することができる。用途に応じて、薄い支持体の裏側にカラー層を、これらの層が製作過程終了時に漂白又は除去され、アクティブ・デバイス層の平面性及び汚染の問題をもたらさないように、配置することが好ましい場合がある。上記のように、基板のデバイス側に多色マスクの一部を有し、そして除去可能にするために裏側に一部を有することが、いくつかのデバイスにとって有利である。従って、遠隔露光されたフォトレジスト層に対する解像度限界を理解することが重要である。このタイプの露光は、伝統的なフォトリソグラフィにおいて近接露光と呼ばれる。近接モードにおいて、マスクはウェハーと接触しないので、回折効果に起因して解像度損失が存在する。このいわゆる近接印刷モードにおける解像度についての有用な議論は、“Photoreactive Polymers: The Science and Technology of Resists”、A. Reiser, Wiley-Interscience, John Wiley & Sons, 1989, pp. 234-246に見いだすことができる。
【０１３３】
近接印刷における回折効果は、等式（１）
【０１３４】
【数１】
2011503670.tif 000003
【０１３５】
によって記述されるマスク上の最小構造ギャップを制限する。
上記式中、Ｗminはマスク上の最小構造ギャップであり、λは露光波長であり、そしてＳはマスクとウェハーとの間の分離距離である。同様に最小ライン／ギャップ周期が関係式：
【０１３６】
【数２】
2011503670.tif 000004
【０１３７】
によって与えられる。
【０１３８】
上記式中、ｂminは最小ラインギャップ周期であり、λは露光波長であり、ｓはマスクとウェハーとの間の分離距離であり、そしてｚはレジスト厚である。
【０１３９】
これらのモデルは、可撓性支持体にとって典型的な１００μｍの距離に対してでさえ、露光波長に応じて、６〜８μｍの構造が分解可能であることを示す。やはり１００μｍの距離において、露光波長に応じて、９〜１２μｍのライン／ギャップ周期性が分解可能であるはずである。表側マスキングの場合、バリア厚はやはり高度に調節可能である。表Ａは、マスクとレジストとの分離距離の関数として最小構造サイズ及び周期性を予測するために、等式（１）及び（２）を使用する。３６５ｎｍ又は６５０ｎｍの露光用の光を使用する例が、可視スペクトルの２つの終端を代表するものとして示されている。
【０１４０】
【表１】
2011503670.tif 000005
【０１４１】
これらのモデルに基づいて、多色マスクは、最終デバイスの解像度及び透明度の要件を満たすように設計することができる。
【０１４２】
このプロセスで使用されるフォトパターン化可能層は当業者に良く知られている。多くのポリマーは露光を施すことによってそれらの特性を変化させ、ひいてはフォトパターン化可能層として有用にすることができる。多くの典型的な感光性ポリマーはＵＶ及び遠ＵＶ線に対してのみ感光性である。好ましくは、本発明のためのフォトパターン化可能材料は、可視光に対して感光性にされる。
【０１４３】
可視光によって活性化される種々の光重合系が開発されている。ＵＶ硬化性材料及び可視フォトパターン化可能材料に関する有用な議論は、“Photoreactive Polymers: The Science and Technology of Resists”、A. Reiser, Wiley-Interscience, John Wiley & Sons, 1989, pp. 102-129に見いだすことができる。本明細書中に引用するFaridの米国特許第４，８５９，５７２号明細書には、有機成分を硬化させ、そして画像パターンを生成するために可視光を使用することに依存する写真画像形成系が記載されている。この参考文献には、本発明の硬化性層内に使用するための種々の好適な可視光感光性光開始剤、モノマー、及び被膜調製ガイドラインが記載されている。
【０１４４】
光重合開始剤と一緒に重合性化合物を使用することによって、可視光に対する感光性を得ることができる。本発明の好ましい態様において、感光性レジストは、少なくとも１つの、好ましくは２つ又は３つ以上のエチレン系不飽和型結合を末端に有する化合物の中から選択された重合性化合物を含有する。このような化合物は当業者によく知られており、そして本発明において特定の制限なしに使用することができる。このような化合物は例えばモノマー、プレポリマー、すなわちダイマー、トリマー、及びオリゴマー、又はこれらの混合物及びコポリマーの化学形態を有する。
【０１４５】
モノマー及びこれらのコポリマーの例として、不飽和型カルボン酸（例えばアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸；クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など）、及びこれらのエステル及びアミドを挙げることができ、そして好ましくは不飽和型カルボン酸と脂肪族多価アルコール化合物とのエステル、及び不飽和型カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミドが使用される。加えて、求核置換基、例えばヒドロキシル基、アミノ基及びメルカプト基を有する不飽和型カルボン酸エステル及びアミドと、単官能価又は多官能価イソシアネート及びエポキシとの付加反応生成物、及びこれらの化合物と、単官能価又は多官能価カルボン酸との脱水縮合反応生成物も好ましく使用される。求電子置換基、例えばイソシアナト基及びエポキシ基を有する不飽和型カルボン酸エステル及びアミドと、単官能価又は多官能価アルコール、アミン及びチオールとの付加反応生成物、並びに、放出可能な置換基、例えばハロゲン基及びトシルオキシ基を有する不飽和型カルボン酸エステル及びアミドと、単官能価又は多官能価アルコール、アミン及びチオールとの置換反応生成物も好ましく使用される。別の例としては、上記不飽和型カルボン酸の代わりに、不飽和型ホスホン酸、スチレン、ビニルエーテルなどと置換された化合物を使用することも可能である。
【０１４６】
脂肪族多価アルコール化合物と不飽和型カルボン酸とのエステルモノマーの具体例は、アクリレートとして、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、１，３−ブタンジオールジアクリレート、テトラメチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパンチリアクリレート、トリメチロールプロパントリ（アクリロイルオキシプロピル）エーテル、トリメチロールエタントリアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、１，４−シクロヘキサンジオールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリトリトールジアクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート、ペンタエリトリトールテトラアクリレート、ジペンタエリトリトールジアクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート、ソルビトールトリアクリレート、ソルビトールテトラアクリレート、ソルビトールペンタアクリレート、ソルビトールヘキサアクリレート、トリ（アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、ポリエステルアクリレートオリゴマーなどを含む。メタクリレートの例としては、テトラメチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、１，３−ブタンジオールジメタクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、ペンタエリトリトールジメタクリレート、ペンタエリトリトールトリメタクリレート、ペンタエリトリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリトリトールジメタクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサメタクリレート、ソルビトールトリメタクリレート、ソルビトールテトラメタクリレート、及びビス［ｐ−（３−メタクリルオキシ−２−ヒドロキシ−プロポキシ)フェニル］ジメチルメタン、ビス［ｐ−（メタクリルオキシエトキシ）−フェニル］ジメチルメタンが挙げられる。
【０１４７】
イタコネートの例としては、エチレングリコールジイタコネート、プロピレングリコールジイタコネート、１，３−ブタンジオールジイタコネート、１，４−ブタンジオールジイタコネート、テトラメチレングリコールジイタコネート、ペンタエリトリトールジイタコネート、及びスルボトールテトライタコネートが挙げられる。クロトネートの例としては、エチレングリコールジクロトネート、テトラメチレングリコールジクロトネート、ペンタエリトリトールジクロトネート、及びソルビトールテトラジクロトネートが挙げられる。イソクロトネートの例としては、エチレングリコールジイソクロトネート、ペンタエリトリトールジイソクロトネート、及びソルビトールテトライソクロトネートが挙げられる。マレエートの例としては、エチレングリコールジマレエート、トリエチレングリコールジマレエート、ペンタエリトリトールジマレエート、及びソルビトールテトラマレエートが挙げられる。さらに、上記エステルモノマーの混合物を使用することもできる。さらに、脂肪族多価アミン化合物と不飽和型カルボン酸とのアミド・モノマーの具体例は、メチレンビス−アクリルアミド、メチレンビス−メタクリルアミド、１，６−ヘキサメチレンビス−アクリルアミド、１，６−ヘキサメチレンビス−メタクリルアミド、ジエチレントリアミントリス−アクリルアミド、キシリレンビス−アクリルアミド、及びキシリレンビス−メタクリルアミドを含む。
【０１４８】
さらに、イソシアネートとヒドロキシル基との付加反応によって得られるウレタン系付加重合性化合物も、本発明の態様において好ましく使用される。具体例は、２つ又は３つ以上の重合可能なビニル基を１分子中に有するビニルウレタン化合物である。この化合物は、２つ又は３つ以上のイソシアネート基を１分子中に有するポリイソシアネート化合物に、下記式（Ｖ）：
ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ）ＣＯＯＣＨ2ＣＨ（Ｒ’）ＯＨ
（Ｒ及びＲ’はそれぞれＨ又はＣＨ3である）
によって表されるヒドロキシル基を有するビニルモノマーを付加することにより得られる。
【０１４９】
他の例は、多官能価アクリレート及びメタクリレート、例えばポリエステルアクリレート、及び、エポキシ樹脂と（メタ）アクリル酸とを反応させることにより得られるエポキシアクリレートを含む。さらに、Sartomer Company, Inc.(1999)によるSartomer Product Catalog中に挙げられたフォト硬化可能なモノマー及びオリゴマーを使用することもできる。
【０１５０】
感光性材料の特徴の最終的な設計に応じて、所望の構造及び量を有する好適な付加重合性化合物又は付加重合性化合物の組み合わせを用いることができる。例えば、下記の点から条件が選択される。感光スピードに関しては、１分子当たりに多くの不飽和型基を含有する構造が好ましく、そして多くの場合二官能価又は三官能価以上の基が好ましい。画像部分、すなわち硬化された被膜の強度を高めるためには、三官能価基又は四官能価以上の基が好ましい。
【０１５１】
感光度及び強度の両方を制御するためには、種々異なる官能価及び種々異なる重合性基（例えばアクリレート、メタクリレート、スチレン化合物、ビニルエーテル化合物）を組み合わせて使用することが特に効果的であることがある。大きな分子量を有する化合物又は高疎水性を有する化合物が、感光スピード及び被膜強度において優れてはいるものの、現像スピード及び現像溶液中の沈澱の点からは好ましくない場合がある。付加重合性化合物の選択及び使用は、光重合組成物中の他の成分（例えばバインダー・ポリマー、開始剤、着色剤など）との適合性にとって重要なファクターである。例えば、低純度化合物、或いは２種又は３種以上の化合物を組み合わせて使用することにより、適合性を改善できることがある。さらに、支持体、機能材料、及び上塗り層の付着特性を改善する目的で、特定の構造を有する化合物を選択することも可能である。
【０１５２】
光重合組成物中の付加重合性化合物の配合比に関しては、量が多ければ多いほど、感光性は高くなる。しかし量があまりにも多いと、不都合な相分離が生じることがある。相分離は、光重合組成物の粘着性（例えば感光性材料成分の転移及び付着から生じる製造の失敗）及び現像溶液からの沈澱に起因する製造過程における問題である。付加重合性化合物は単独で、又は２種又は３種以上の組み合わせで使用することができる。加えて、酸素、解像度、カブリ特性、屈折率の変化、及び表側付着性による重合妨害度を考慮に入れて、付加重合可能な化合物の好適な構造、配合比及び添加量を適宜選択することができる。さらに、層の構成、並びに下塗り及び上塗りの塗布方法を環境に応じて実施することができる。
【０１５３】
フォトパターン化可能層の成分を形成する被膜形成成分の一部を形成することができる有機高分子バインダーは、（１）テレフタル酸、イソフタル酸、セバシン酸、アジピン酸、及びヘキサヒドロテレフタル酸に基づくものを含むポリエステル；（２）ナイロン又はポリアミド；（３）セルロースエーテル及びエステル；（４）ポリアルデヒド；（５）平均重量平均分子量４０００〜４，０００，０００の高分子量エチレンオキシド・ポリマー、例えばポリ（エチレングリコール）；（６）ポリウレタン；（７）ポリカーボネート；（８）合成ゴム、例えばブタジエンのホモポリマー及びコポリマー；及び（９）エチレン系不飽和を含有するモノマーから形成されたホモポリマー及びコポリマー、例えば種々のエチレン系不飽和型モノマーのいずれかの重合形態、例えばポリアルキレン（例えばポリエチレン及びポリプロピレン）；ポリ（ビニルアルコール）；ポリスチレン；ポリ（アクリル酸及びメタクリル酸及びエステル）、例えばポリ（メチルメタクリレート）及びポリ（エチルアクリレート）、並びにコポリマー変異形を含む。
【０１５４】
重合性化合物及び高分子バインダーは、被膜形成成分の３〜９７重量パーセントの重合性化合物、及び被膜形成成分の９７〜３重量パーセントの高分子バインダーを含めて、幅広く変化する比率で一緒に採用することができる。別個の高分子バインダーは好ましくはあるものの、フォトパターン化可能被膜の必須部分ではなく、重合性化合物自体がポリマーである場合には、最も一般的には省かれる。
【０１５５】
この方法のいくつかの態様において使用するために、種々の光開始剤を選択することができる。好ましい光開始剤は有機色素から成る。使用されるべき有機色素の量は好ましくは、光重合組成物の総重量を基準として０．１〜５重量％、好ましくは０．２〜３重量％である。
【０１５６】
光開始剤として使用するための有機色素は、最大吸収波長が３００〜１０００ｎｍの範囲に含まれる従来より知られている化合物から好適に選択することができる。上記多色マスクの対応色吸収材料の吸収スペクトルとオーバラップする吸収スペクトルを有する所望色素を選択することによって、そして所望により、使用されるべき光源に整合するように吸収スペクトルを調節することによって、高い感光性を達成することができる。光源、例えば青、緑又は赤、又は赤外ＬＥＤ（発光ダイオード）、固体レーザー、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）又はレーザー、又は、像様露光におけて使用するための同様のものを好適に選択することも可能である。
【０１５７】
開始剤有機色素の具体例は、３−ケトクマリン化合物、チオピリリウム塩、ナフトチアゾールメロシアミン化合物、メロシアニン化合物、及びチオバルビツール酸を含有するメロシアニン色素、ヘミオキサノール色素、及びインドレニン核を有するシアニン、ヘミシアニン及びメロシアニン色素を含む。有機色素の他の例は、Chemistry of Functional Dyes (1981, CMC Publishing Co., Ltd., 第393-416頁)、及びColoring Materials (60[4], 212-224, 1987)に記載された色素を含む。これらの有機色素の具体例は、カチオン性メチン色素、カチオン性カルボニウム色素、カチオン性キノイミン色素、カチオン性インドリン色素、及びカチオン性スチリル色素を含む。
【０１５８】
前述の色素の例は、ケト色素、例えばクマリン色素（ケトクマリン及びスルホノクマリンを含む）、メロスチリル色素、オキソノール色素及びヘミオキソノール色素；非ケト色素、例えば非ケトポリメチン色素、トリアリールメタン色素、キサンテン色素、アントラセン色素、ローダミン色素、アクリジン色素、アニリン色素、及びアゾ色素；非ケトポリメチン色素、例えばアゾメチン色素、シアニン色素、カルボシアニン色素、ジカルボシアニン色素、トリカルボシアニン色素、ヘミシアニン色素、及びスチリル色素；キノンイミン色素、例えばアジン色素、オキサジン色素、チアジン色素、キノリン色素、及びチアゾール色素を含む。
【０１５９】
好ましい光開始剤有機色素は、カチオン性色素及びアニオン性有機ホウ酸塩から形成されたカチオン性色素−ホウ酸アニオン錯体である。カチオン性色素は、最大吸収波長が３００〜１０００ｎｍの範囲に含まれる光を吸収し、そしてアニオン性ホウ酸塩は４つのＲ基を有し、これらのうち３つのＲ基はそれぞれ、置換基を有することができるアリール基を表し、そして１つのＲ基はアルキル基又は置換型アルキル基である。このようなカチオン性色素−ホウ酸アニオン錯体は、米国特許第５，１１２，７５２号；同第５，１００，７５５号；同第５，０７５，３９３号；同第４，８６５，９４２号；同第４，８４２，９８０号；同第４，８００，１４９号；同第４，７７２，５３０号；及び同第４，７７２，５４１号の各明細書に開示されている。
【０１６０】
カチオン性色素−ホウ酸アニオン錯体が光重合組成物中の有機色素として使用される場合には、有機ホウ酸塩を使用する必要はない。しかし光重合感受性を高めるためには、カチオン性色素−ホウ酸錯体と組み合わせて有機ホウ酸塩を使用することが好ましい。有機色素は単独で又は組み合わせで使用することができる。
【０１６１】
上記カチオン性色素−ホウ酸塩の具体例を以下に示す。ただし、いうまでもなく本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【０１６２】
【化１】
2011503670.tif 000006
【０１６３】
【化２】
2011503670.tif 000007
【０１６４】
【化３】
2011503670.tif 000008
【０１６５】
【化４】
2011503670.tif 000009
【０１６６】
【化５】
2011503670.tif 000010
【０１６７】
【化６】
2011503670.tif 000011
【０１６８】
米国特許第５，１１２，７５２号；同第５，１００，７５５号；同第５，０７５，３９３号；同第４，８６５，９４２号；同第４，８４２，９８０号；同第４，８００，１４９号；同第４，７７２，５３０号；及び同第４，７７２，５４１号の各明細書に開示されているような有機ホウ酸塩と組み合わせて光開始剤を使用することが好ましい場合がある。使用する場合、本発明の光重合組成物中に含有されるホウ酸塩化合物の量は、光重合組成物の総量を基準として０重量％〜２０重量％であることが好ましい。本発明の感光性組成物にとって有用なホウ酸塩は、下記一般式（Ｉ）
[ＢＲ4]-Ｚ+
によって表される。Ｚはカチオンを形成することができる基を表し、そして感光性ではなく、また[ＢＲ4]-は、アルキル基、置換型アルキル基、アリール基、置換型アリール基、アラルキル基、置換型アラルキル基、アルカリル基、置換型アルカリル基、アルケニル基、置換型アルケニル基、アルキニル基、置換型アルキニル基、脂環式基、置換型脂環式基、複素環式基、置換型複素環式基、及びこれらの誘導体から選択される４つのＲ基を有するホウ酸塩化合物である。複数のＲは、互いに同じ又は異なるものであってよい。加えて、これらの基のうちの２つ又は３つ以上は直接に結合するか又は置換基を介して結合し、そしてホウ素含有複素環を形成することができる。Ｚ+は、光を吸収せず、そしてアルカリ金属、第四アンモニウム、ピリジニウム、キノリニウム、ジアゾニウム、モルホリニウム、テトラゾリウム、アクリジニウム、ホスホニウム、スルホニウム、オキソスルホニウム、ヨードニウム、Ｓ、Ｐ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｈｇ、Ｐｄ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｓ又はＳｅを表す。
【０１６９】
上記ホウ酸塩の具体例を以下に示す。ただし、いうまでもなく本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【０１７０】
【化７】
2011503670.tif 000012
【０１７１】
【化８】
2011503670.tif 000013
【０１７２】
【化９】
2011503670.tif 000014
【０１７３】
【化１０】
2011503670.tif 000015
【０１７４】
【化１１】
2011503670.tif 000016
【０１７５】
重合速度に影響を与えるために、種々の添加剤を光開始剤系と一緒に使用することができる。例えば還元剤、例えば酸素スカベンジャー又は活性水素供与体の連鎖移動剤、又はその他の化合物を使用することにより、重合を加速することができる。酸素スカベンジャーはまた自動酸化剤としても知られており、フリーラジカル連鎖過程において酸素を消費することができる。有用な自動酸化剤の例は、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアニリンである。好ましいＮ，Ｎ−ジアルキルアニリンの例は、下記群：メチル、エチル、イソプロピル、ｔ−ブチル、３，４−テトラメチレン、フェニル、トリフルオロメチル、アセチル、エトキシカルボニル、カルボキシ、カルボキシレート、トリメチルシリルメチル、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリメチルゲルマニル、トリエチルゲルマニル、トリメチルスタニル、トリエチルスタニル、ｎ−ブトキシ、ｎ−ペンチルオキシ、フェノキシ、ヒドロキシ、アセチル−オキシ、メチルチオ、エチルチオ、イソプロピルチオ、チオ−（メルカプト−）、アセチルチオ、フルオロ、クロロ、ブロモ、及びヨード、によってオルト、メタ又はパラ位置のうちの１つ又は２つ以上の位置で置換されたジアルキルアニリンである。本発明において有用なＮ，Ｎ−ジアルキルアニリンの代表例は４−シアノ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、４−アセチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、４−ブロモ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、エチル４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ベンゾエート、３−クロロ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、４−クロロ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、３−エトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、４−フルオロ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、４−メチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、４−エチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルチオアニシジン、４−アミノ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、３−ヒドロキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，４−ジアニリン、４−アセトアミド−Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、２，６−ジイソプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン(ＤＩＤＭＡ）、２，６−ジエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ，２，４，６−ペンタメチルアニリン(ＰＭＡ）及びｐ−ｔ−ブチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリンである。
【０１７６】
ジスルフィド共開始剤と組み合わせて光開始剤を使用することが好ましい場合がある。有用なジスルフィドの例は、米国特許第５，２３０，９８２号明細書に記載されている。２つの好ましいジスルフィドは、メルカプトベンゾチアゾ−２−イルジスルフィド及び６−エトキシメルカプトベンゾチアゾル−２−イルジスルフィドである。加えて、チオール、チオケトン、トリハロメチル化合物、ロフィン・ダイマー化合物、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、アジニウム塩、有機過酸化物、及びアジドが、重合促進剤として有用な化合物の例である。
【０１７７】
フォトパターン化可能被膜内に内蔵することができる他の添加物は、高分子バインダー、充填剤、顔料、界面活性剤、及び付着改質剤などを含む。支持体及び機能層上の被覆を容易にするために、フォトパターン化可能被膜組成物は、溶液又はスラリーを形成するために溶剤中に分散され、次いで、その液体は被覆後、通常は加熱によって蒸発除去される。被膜形成成分及びフォトパターン化可能被膜の添加物に対して不活性のものであるならば、この目的において、いかなる溶剤を採用することもできる。
【０１７８】
ポジ型フォトパターン化可能材料を用いて本発明を実施することが好ましい場合がある。例えば、米国特許第４，７０８，９２５号明細書（Newman）(本明細書中に引用）には、ノボラク・フェノール樹脂、オニウム塩、及び色素増感剤を含有するポジ型フォトパターン化可能組成物が記載されている。この系において、アルカリ可溶性フェノール樹脂とオニウム塩との間に相互作用が生じ、この組成物が被膜中に流延されると結果として耐アルカリ溶剤性がもたらされる。オニウム塩の光分解が樹脂に溶解性を取り戻す。増感されたとしても不十分な程度にすぎないキニンジアジドとは異なり、オニウム塩は、ＵＶから赤外線まで（２８０〜１１００ｎｍ）の広範囲の電磁スペクトルに容易に増感することができる。
【０１７９】
オニウム塩を増感させることが知られている化合物の例は、次のクラス：置換型ジフェニルメタンを含むジフェニルメタン、キサンテン、アクリジン、メチン及びポリメチリン（オキソノール、シアニン、及びメロシアニンを含む）色素、チアゾール、チアジン、アジン、アミノケトン、プロピリン、着色芳香族多環式炭化水素、ｐ置換型アミノスチリル化合物、アミノトリアジルメタン、ポリアリーレン、ポリアリールポリエン、２，５−ジフェニルイソベンゾフラン、２，５−ジアリールシクロペンタジエン、ジアリールフラン、ジアリールチオフラン、ジアリールピロール、ポリアリール−フェニレン、クマリン及びポリアリール−２−ピラゾリンにおける化合物である。系に増感剤を添加すると、系は、前記増感剤の吸収スペクトル内に含まれる任意の輻射線に対して感光性にされる。他のポジ型系も当業者に知られている。
【０１８０】
可変濃度カラースケール・マスクから３Ｄ構造を形成することによって本発明の特定の態様を実施することが好ましい場合がある。一般に、露光閾値効果に起因して、コンベンショナルなフォトマスクを採用するコンベンショナルなフォトリソグラフィ法によって、二元ミクロ構造が典型的には製造される。しかしながら、二元フォトレジストを用いてでさえ、現像されたレジストの厚さが、フォトマスクの光学濃度と関数関係にあるようなダイナミックレンジが存在する。フォトレジストの現像条件及びベーキング条件を修正し、そして応答カーブを注意深くマッピングすることにより、このダイナミックレンジをさらに活用して、ポジ型及びネガ型双方のフォトパターン化可能材料において所期の３Ｄ構造を形成することが可能である。
【０１８１】
フォトパターン化可能層はこれが露光されたら、当業者に知られた任意の手段によって現像することができる。現像は、フォトパターン化可能層の可溶性部分を除去するプロセスである。現像方法は典型的には、選択的な溶剤に対する曝露、加熱、又はこれらの組み合わせを含む。液状現像剤は、露光レベルに基づいてフォトパターン化可能層を選択的に除去することができる任意の好都合な液体であることが可能である。露光されたフォトパターン化可能層は、選択的な除去を達成するために、噴霧、フラッシュ、スワブ、浸漬、超音波、又はその他の手段で処理することができる。その最も単純な形態の場合、液状現像剤は、フォトパターン化可能被膜を被覆する際に溶剤として採用されたものと同じ液体であってよい。いくつかの事例において、フォトレジストは、これが最終的に除去されるべき場所で可溶性にされず、その代わりに、現像溶液に対する曝露中に発生する特定の反応を受けやすくされ、次いで溶解が可能になる。
【０１８２】
フォトパターン化された被膜が最終物品の一部であることを意図されないパターン化工程の場合、フォトパターン化された被膜は、所定の領域のパターン化を成功させるために使用された後で除去されることが必要である。この除去は、プラズマ処理、特に酸素を含むプラズマ、溶剤系ストリッピング、及び機械的手段又は接着手段を含む、当業者に知られた任意の手段によって達成することができる。
【０１８３】
多くの態様の場合、フォトパターン化可能層は、単に、別の機能層をパターン化するために使用される層に過ぎない。しかしながら、フォトパターン化された層が機能層でもある環境も存在し得る。その例は、フォトパターン化可能層をその絶縁挙動により誘導体として使用すること、又はその機械特性に起因して小壁又はマイクロセルのような構造要素として使用することである。機能層としてフォトパターン化された層をこのように使用することは、上記例に限定されない。
【０１８４】
この方法によって物品を形成する過程は、何らかのスペクトルの光を放出する光源、それぞれが何らかのスペクトルの光を吸収することができる少なくとも２つの色記録を含有する多色マスク、及び何らかのスペクトルの光に応答することができるフォトパターン化可能層を必要とする。
【０１８５】
この方法は次のものを含むいくつかの様式において機能する：
（１）  極めて広域の可視スペクトルの光として定義される白光を照明源として使用することができる。この事例において、フォトパターン化可能層が、色マスクのターゲット色記録の吸収スペクトルと実質的に整合する感光性分布を有することが必要とされる。実質的に整合するスペクトルは、それぞれが面積１、０．５超、好ましくは０．７５超、最も好ましくは０．９超に対して正規化された２つのスペクトルの積分結果として定義される。
（２）  狭域スペクトルの光によって定義される着色光を照明源として使用することができる。この場合、フォトパターン化可能層の吸収スペクトルは、放出光のスペクトルと実質的に整合させるように形成することができ、或いは吸収スペクトルは広域であることが可能である。前者の事例は、フォトパターン化可能層の感光性の改善及び層間のクロストークの低減のために望ましいことがあり、これに対して後者の事例は、いくつかのプロセス工程が単独フォトパターン化可能層配合物を採用するのを可能にするために望ましい場合がある。
【０１８６】
いくつかの場合、マスクの一部に黒層を適用することが望ましい場合がある。このような黒層は、黒層を有するマスク領域内に光の実質的に全てを吸収する特性を有している。例えば最終製品の広い面積がパターン化部分を有さないことが望まれる場合、このような領域内に黒印刷マスクを使用することができる。
【０１８７】
前記論議のほとんどにおいて、色マスクは、可視スペクトルの伝統的な観察可能な色に対応する色吸収を有するものと見なされる。しかしながらこのことは、このアプローチを用いて達成することができる個々のマスク・レベル数に制限を与える。原則的には、それぞれの色記録にこのプロセスにおいて独立して対処できることを条件として、多数の個々の色記録を使用することができる。加えて、スペクトルの赤外線部分及び紫外線部分を利用することにより、マスク・レベル数をさらに増大させることができる。６以上の個々のマスク・レベルを本発明によって達成できることが想定される。
【０１８８】
この方法において、光は多色マスクを通過し、次いで、基板の表側に前に適用された機能層を通過する。結果として、光は、適用されたフォトパターン化可能層上に形成される結果としての画像に過剰な影響を及ぼさないように十分に弱い変調を伴って、前に適用された層を通過しなければならない。適用される機能層の透明度に対する要件はこうして、硬化性層の画像形成過程に与える影響が許容できるほどに低いことに限られる。従って原則的には、前に適用された層は、この吸収率が低く、好ましくは０．５未満の光学濃度を有する限り、光を均一に吸収することができる。さらに、材料は、画像形成用化学物質が使用されない領域でだけ、又はこれらのスペクトル領域が物品の前の製造段階に使用されていた領域でだけ、極めて強力に吸収することができる。さらに、このプロセスにおける最終層は、追加のパターン化が上側で必要とされないので、任意の不透明性を有することができる。
【０１８９】
本発明の形態は、効果をもたらすように基板を通る指向性の光によって物品の表側にパターンを形成するために、多色マスクの色のうちの１つを任意に使用することができることである。パターン化を引き起こすために、数多くの方法を用いることができる：
（ａ）  物品の多色マスク上に機能層を均一に被覆し、次いでこの機能層に、基板を通して光に暴露されると硬化するレジスト材料が上塗りされる。硬化された材料はこの時除去するのがより難しくなるので、後続の現像工程において、フォトパターン化可能レジストは、光が衝突していない場所に開口を有するようにパターン化される。次いで物品を、機能層を攻撃する材料に曝露し、こうして、光が衝突していない場所でこの層を除去することができる。これはネガ型エッチング法である。図９は、本発明においてはどのように、多色マスクがネガ型エッチング・パターン化シーケンスで使用されるかを示している。
（ｂ）  物品の多色マスク上に機能層を均一に被覆し、次いでこの機能層に、裏側から光に暴露されると軟化するレジスト材料が上塗りされる。軟化された材料はこの時除去するのがより難しくなるので、後続の現像工程において、レジストは、光が衝突した場所に開口を有するようにパターン化される。次いで物品を、機能層を攻撃する材料に曝露し、こうして、光が衝突した場所でこの層を除去することができる。これはポジ型エッチング法である。図１０は、本発明においてはどのように、多色マスクがネガ型エッチング・パターン化シーケンスで使用されるかを示している。
（ｃ）  フォトパターン化可能レジスト材料を被覆するのに続いて、（ａ）又は（ｂ）で概略を述べた露光・現像工程を行うことができる。このことは、孔を有するレジスト・パターンをもたらす。次いでこのレジスト材料に、均一な機能材料層を上塗りすることができる。次いで物品全体を、機能材料の下側の残りのフォトレジストを攻撃する材料で処理すると、フォトレジストが残留している場所で材料を除去することができる。これにより、もともとフォトレジストがなかった場所に機能材料が残される。これはリフトオフ法である。図１１は、本発明においてはどのように、多色マスクがリフトオフ・パターン化法で使用されるかを示している。
（ｄ）  液体及び蒸気相双方の化学物質供給を採用する数多くの堆積法を、特定の領域にのみ材料が選択的に堆積する形式で作業するように調整することができる。例えば、フォトパターン化可能レジスト材料を被覆するのに続いて、（ａ）又は（ｂ）で概略を述べた露光・現像工程を行うことができる。これに続いて、レジスト材料が残っていない領域にだけ材料を堆積させる堆積法を施す。次いで、物品全体を、残りのフォトレジストを攻撃する材料で処理する。これが選択的堆積である。図１２は、本発明においてはどのように、多色マスクを選択的堆積パターン化法において使用できるかを示している。
【０１９０】
製造中、試験中、及び／又は使用中にデバイスを支持するために支持体を使用することができる。この開示に使用される「支持体」及び「基板」という用語は互いに置き換え可能に用いられることがある。当業者に明らかなように、商業的な態様のために選択される支持体は、種々の態様を試験又はスクリーニングするために選択される支持体とは異なっていてよい。いくつかの態様の場合、支持体は、デバイスのためのいかなる所要の電気的機能も提供しない。このタイプの支持体は、本明細書において「非関与支持体」と称される。有用な材料は、有機又は無機材料を含むことができる。例えば、支持体は無機ガラス、セラミック・フォイル、高分子材料、充填高分子材料、アクリル、エポキシ、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリケトン、ポリ（オキシ−１，４−フェニレンオキシ−１，４−フェニレンカルボニル−１，４−フェニレン）（ポリ（エーテルエーテルケトン）又はＰＥＥＫと呼ばれることがある）、ポリノルボルネン、ポリフェニレンオキシド、ポリ（エチレンナフタレンジカルボキシレート）（ＰＥＮ）、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（フェニレンスルフィド）（ＰＰＳ）、及び繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）を含むことができる。
【０１９１】
いくつかの態様において、可撓性支持体が使用される。これはロール・ツー・ロール又はロール・ツー・シート処理を可能にする。この処理は連続的に行われてよく、平ら且つ/又は硬質の支持体を凌ぐ、規模の経済性及び製造の経済性を提供する。選択された可撓性支持体は好ましくは、直径５０ｃｍ未満、より好ましくは２５ｃｍ未満、最も好ましくは１０ｃｍ未満のシリンダーの周面に、素手のような低い力によって、歪み又は破断を生じさせずに巻き付けることができる。好ましい可撓性支持体はそれ自体に巻き付けることができる。
【０１９２】
可撓性が問題とならない場合には、基板は、ガラスを含む材料、並びに任意の他の透明材料から成るウェハー又はシートであってよい。
【０１９３】
支持体の厚さは変化してよく、そして特定の例に従って、厚さは１０μｍ〜１ｍｍであってよい。好ましくは基板の厚さは、１０μｍ〜３００μｍである。露光用光源が、支持層を通る光の角拡散を制限するように十分に視準されていることを条件として、より厚い基板でも許容することができる。特に多色マスクの一部が支持体の裏側にある態様の場合、多色マスクの第２部分の色吸収層上に主支持層を直接に被覆又は流延することが、光学的検討事項にとって特に有利である場合がある。いくつかの態様の場合、特に支持層が機能層又は多色マスクの色吸収層である場合には、支持体は任意である。
【０１９４】
加えて、多色マスク及び支持体は一時的な支持体と組み合わされてもよい。このような態様の場合、支持体を多色マスクに取り外し可能に付着させるか又は機械的に取り付けることができる。
【０１９５】
基板上の被膜を形成することができる任意の材料は、適切なエッチング条件及び／又は堆積条件が選ばれる限り、本発明を用いてパターン化することができる。使用することができる機能材料の一般的なクラスは、導体、誘電体、又は絶縁体、及び半導体を含む。本発明の機能材料は、任意の好都合な方法を用いて堆積することができる。典型的な堆積法は、化学蒸着、スパッタリング、蒸発、熱転写、又は溶液処理を含む。本発明の１つの態様の場合、機能材料はグラビア又はインクジェットを使用して適用される。別の態様では、機能材料は、原子層堆積（ＡＬＤ）を用いて堆積される。本発明の好ましい態様の場合、機能材料は、複数の開口を有するガス分配マニホルドから成るＡＬＤシステムによって堆積され、これらの開口を通って、マニホルドと基板とが相対運動するのに伴って第１及び第２反応ガスが流れる。同一譲受人による同時係属中の米国特許出願公開第２００７／０２３８３１１号明細書に、このような方法が記載されている。
【０１９６】
導体は任意の有用な導電性材料であってよい。金属、変性ドープ型半導体、導電性ポリマー、及び印刷可能材料、例えばカーボンインク、銀−エポキシ、又は焼結性金属ナノ粒子懸濁液を含む、当業者に知られた種々様々な導体材料も好適である。例えば、導体は、ドープ型シリコン、又は金属、例えばアルミニウム、クロム、金、銀、ニッケル、銅、タングステン、パラジウム、白金、タンタル、及びチタンを含んでよい。導体は、透明導体、例えば酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、ＺｎＯ、ＳｎＯ2、又はＩｎ2Ｏ3を含むこともできる。導電性ポリマーは、例えばポリアニリン、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホネート)（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）を使用することもできる。加えて、これらの材料から成る合金、組み合わせ、及び多層が極めて有用である場合がある。
【０１９７】
導体の厚さは変化してよく、そして特定の例によれば、これは５〜１０００ｎｍであることが可能である。導体は、化学蒸着、スパッタリング、蒸発、及び／又はドーピング、又は溶液処理によって、構造内に導入されてよい。
【０１９８】
誘電体は、パターン化回路の種々の部分を電気的に絶縁する。誘電層は、絶縁体又は絶縁層と呼ぶこともできる。誘電体は、具体的なデバイス及び使用環境に応じて幅広く変化することができる好適な誘電定数を有するべきである。例えば、２〜１００又はそれ以上の誘電定数が、ゲート誘電体に関して知られている。誘電体のための有用な材料は、例えば無機電気絶縁材料を含んでよい。ゲート誘電体にとって有用な材料の具体例は、ストロンチア酸塩、タンタル酸塩、チタン酸塩、ジルコン酸塩、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化タンタル、酸化チタン、窒化ケイ素、チタン酸バリウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコン酸チタン酸バリウム、セレン化亜鉛、及び硫化亜鉛を含む。加えて、これらの例から成る合金、組み合わせ、及び多層を誘電体として使用することもできる。これらの材料のうち、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、及び窒化ケイ素が有用である。誘電体は、高分子材料、例えばポリビニリデンジフルオリド（ＰＶＤＦ）、シアノセルロース、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリ（４−ビニルフェノール）、ポリスチレン、及びこれらの置換型誘導体、ポリ（ビニルナフタレン）、及び置換型誘導体、及びポリ（メチルメタクリレート）、及び好適な誘電定数を有するその他の絶縁体を含んでもよい。ゲート誘電体は、異なる誘電定数を有する種々異なる材料から成る複数の層を含んでもよい。
【０１９９】
誘電層の厚さは変化してよく、そして特定の例によれば、これは１５〜１０００ｎｍであることが可能である。誘電層は、化学蒸着、スパッタリング、原子層堆積、蒸発、又は溶液処理のような技術によって、構造内に導入されてよい。
【０２００】
このシステム内で使用される半導体は、有機又は無機であってよい。無機半導体は、共有結合格子を呈する材料のクラスを含み、そして格子が短距離秩序だけを呈するような非晶質材料を含んでもよい。有用な半導体材料の例は、単一元素、例えばケイ素又はゲルマニウム、及び化合物半導体、例えばヒ化ガリウム、窒化ガリウム、硫化カドミウム、及び酸化亜鉛である。有用な有機半導体は、線状アセン、例えばペンタセン、ナフタレンジイミド、例えば同時係属中の特許出願明細書に記載されているようなもの、ペリーレンジイミド、ポリチオフェン、ポリフルオレンを含む。
【０２０１】
薄膜トランジスタの典型的な用途において、デバイスを通る電流フローを制御することができるスイッチが望まれる。このようなものとして、スイッチがオンにされると高い電流がデバイスを貫流できることが望まれる。電流フローの程度は、半導体電荷キャリア移動度に関連する。デバイスがオフにされると、電流フローが極めて小さいことが望まれる。このことは電荷キャリア濃度に関連する。さらに、デバイスが可視光によって弱くしか、又は全く影響されないことが望ましい。このことが真になるためには、半導体バンドギャップは、可視光による露光がバンド間遷移を引き起こさないように十分に大きく（＞３ｅＶ）なければならない。高い移動度、低いキャリア濃度、及び高いバンドギャップをもたらすことができる材料は、ＺｎＯである。
【０２０２】
薄膜トランジスタ又は電子デバイスを形成する過程全体は、支持体最大温度２００℃未満、より好ましくは１５０℃未満、最も好ましくは１４０℃未満、及びさらにより好ましくは１００℃未満、又は室温付近の温度（２５℃〜７０℃）で実施される。本明細書に含まれる本発明に関する知識を得れば、温度は一般に、支持体、及び当業者に知られた処理パラメータに応じて選択される。これらの温度は、伝統的な集積回路及び半導体の処理温度を十分に下回る。このことは、種々の比較的低廉な支持体、例えば可撓性高分子支持体、及び多色マスクのいずれかを使用することを可能にする。こうして、本発明は、薄膜トランジスタを含有する比較的低廉な回路の製造を可能にする。
【実施例】
【０２０３】
下記非限定的例により、本発明の実施についてさらに説明する。
【０２０４】
Ａ．可視光硬化性被膜成分
下記材料及び被覆溶液を使用することにより、可視光パターン化可能被膜を調製した。
【０２０５】
原液ＣＦ−１は、２−プロパノール−１−メトキシアセテートと１−エトキシ−２−プロパノールアセテートとの混合物中のメタクリレート誘導体コポリマーと多官能性アクリレート樹脂とを含有するFuji Photochemicalsによって供給される商業製品ＣＴ２０００Ｌであった。原液ＣＦ−２は、ポジ型商業レジストＳＣ−１８２７（Rohm and Haas Electronic Materialsから購入）であった。原液ＣＦ−３を次のように調製した。２ｇのシアン顔料１０％分散体と７．４ｇの水とを含有する溶液に、０．５ｇのゼラチンを５５℃水浴中に溶解し、そして０．８ｇのニクロム酸カリウム１０％溶液を添加した。原液ＣＦ−４を次のように調製した。２．６ｇの黄顔料１０％分散体と７．４ｇの水とを含有する溶液に、０．５ｇのゼラチンを５５℃水浴中に溶解し、そして０．８ｇのニクロム酸カリウム１０％溶液を添加した。原液ＣＦ−５を次のように調製した。２ｇのマゼンタ顔料１０％分散体と７．４ｇの水とを含有する溶液に、０．５ｇのゼラチンを５５℃水浴中に溶解し、そして０．８ｇのニクロム酸カリウム１０％溶液を添加した。色素光開始剤を添加することによって、原液ＣＦ−１を可視光に対して増感させた。光開始剤は表１に示されている。光開始剤溶液を下記のように調製した。ＹＰＩ−１は、黄光開始剤Ａの１％シクロヘキサノン溶液であった。ＭＰＩ−１は、マゼンタ光開始剤の１％シクロヘキサノン溶液であった。ＣＰＩ−１は、光開始剤Ｃの１％シクロヘキサノン溶液であった。現像剤Ｄ−１は、０．００２Ｍ  水酸化テトラメチルアンモニウムと０．００２Ｍ  ジエタノールアミンとを含有する水溶液であった。現像剤Ｄ−２は、Rohm and Haas Electronic Materialsから購入したMicroposit（登録商標）MF（登録商標）-319であった。現像剤Ｄ−３は５５℃の水であった。
【０２０６】
【表２】
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【０２０７】
Ｂ．  電子材料の堆積及びパターン化
次の材料及び方法を用いて、電子材料を堆積した。Ａｌ2Ｏ3層及びＺｎＯ層を用意するために使用した装置は、米国特許出願第１１／６２７，５２５号明細書に詳細に記載されている。窒素キャリアガス中に取り込まれた反応性材料としてトリメチルアルミニウム及び水を有するこの被覆装置を使用して、アルミナ被膜を適用した。窒素キャリアガス中に取り込まれた反応性材料としてジエチル亜鉛及び水を有するこのＡＬＤ被覆装置を使用して、酸化亜鉛被膜を適用した。スパッタ塗布機を使用して、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）被膜を適用した。アルミニウム被膜（Ａｌ）を蒸着した。
【０２０８】
下記溶液を使用することにより、機能材料をエッチングした。Ｅ−１はＨＣｌと水との５０／５０混合物であった。Ｅ−２は酢酸の０．２５モル水溶液であった。Ｅ−３は、Rohm and Haas Electronic Materialsから購入したMicroposit（登録商標）MF（登録商標）-319現像剤であった。サビング層Ｓ−１は、アセトニトリルとシクロペンタノンとの５０／５０混合物中のポリシアノアクリレートの７．５％溶液であった。Ｓ−２は、MicroChemから購入したOmnicoat（登録商標）であった。
【０２０９】
Ｃ．  トランジスタ構造の電気的特徴付け
製作されたデバイスの電気的特徴付けを、Hewlett Packard HP 4156（登録商標）パラメータ分析装置を用いて実施した。デバイス試験は暗い密閉容器内で、空気中で行った。
【０２１０】
いくつかのデバイスから結果を平均した。各デバイスに関して、ゲート電圧（Ｖｇ）の種々の値に対するソース−ドレイン電圧（Ｖｄ）の関数として、ドレイン電流（Ｉｄ）を測定した。さらに、各デバイスに関して、ソース−ドレイン電圧の種々の値に対するゲート電圧の関数として、ドレイン電流を測定した。測定されたゲート電圧のそれぞれに対して、Ｖｇをマイナス１０Ｖ〜４０Ｖ、典型的には５Ｖ、２０Ｖ、３５Ｖ及び５０Ｖで掃引した。移動度測定値を３５Ｖ掃引から求めた。
【０２１１】
データから抽出されたパラメータは、電界効果移動度（μ）、閾値電圧(Ｖｔｈ）、閾値下勾配(Ｓ）、及び測定されたドレイン電流のＩｏｎ／Ｉｏｆｆの比を含む。電界効果移動度は飽和領域（Ｖｄ＞Ｖｇ−Ｖｔｈ）において抽出した。この領域内では、ドレイン電流は、下記等式：
【０２１２】
【数３】
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【０２１３】
によって提供される(Sze著 Semiconductor Devices--Physics and Technology, John Wiely & Sons (1981)参照)。上記式中、Ｗはチャネル幅、そしてＬはチャネル長であり、Ｃoxは酸化物層のキャパシタンスであり、これは、酸化物厚及び材料の誘電定数の関数である。この等式から、飽和電界効果移動度を、√Ｉｄ対Ｖｇ曲線の線形部分に対する直線適合部分から抽出した。閾値電圧Ｖthは、この直線フィットのｘ切片である。
【０２１４】
例１  アクティブ・マトリックス・ディスプレイのためのカラースケール・マスク
この例では、アクティブ・マトリックス・ディスプレイのための画素回路アレイを形成するために、パターン化情報を含有するアクティブ・マトリックス多色マスクＡＭ−１を調製した。多色マスクのための色吸収層の概略ダイヤグラムを図１７〜２０に示す。図１７〜２０に示されたレイアウトは正確に縮尺通りに描かれてはいないが、アクティブ・マトリックス・ディスプレイの設計における種々の構成部品の色コードは、前述の説明と一致している。個々のアクティブ・マトリックス・ディスプレイ画素回路のための多色マスクＡＭ−１内の色パターンの拡大図も、図１６Ａ〜Ｄに概略的に示されている。多色マスクＡＭ−１は、赤色吸収層ＲＣＡ−１、緑色吸収層ＧＣＡ−１、可変濃度青吸収層ＢＣＡ−１（ＢＣＡ−１Ｌｏ及びＢＣＡ−１Ｈｉパターンのオーバーレイ）及び平坦化層Ｐ−２を含有した。このマスク内の４つのパターンは、画素回路アレイの別々の機能層に対応した。シアン（ＳＣ３２００Ｌ）、マゼンタ（ＳＭ３０００Ｌ）、黄（ＳＹ３０００Ｌ）、及び透明（ＣＴ−２０００Ｌ）ＵＶ硬化性フォトレジストを、Fujifilm Electronic Materials Co., Ltd.から購入した。薄膜トランジスタ装置のアレイの第１導体層（ＣＧ−１）、誘導体層（ＣＧ−２）、第２導体層(ＣＧ−３）、及び半導体層（ＣＧ−４）のために、ガラスマスク上のレーザーで書き込まれたモリブデンを調製した。２００Ｗ水銀−キセノン・ランプを備えたコンタクト・アライナーを使用して、フォトレジスタ被膜をアライニングし、そしてＵＶ光に暴露した。
【０２１５】
下記方法によって、クリーンなガラス支持体に赤色吸収層ＲＣＡ−１を適用した。ガラス基板を、シアン・フォトレジストＳＣ３２００Ｌでスピン塗布し（１０００ＲＰＭ）、１分間にわたって９５℃でベーキングし、そしてマスクＣＧ−１を使用して露光した。被膜を現像し、そして５分間にわたって２００℃でベーキングし、赤色吸収層ＲＣＡ−２を形成した。シアン色吸収パターンＲＣＡ−１は、図１６Ａ及び１７に概略的に示された所望の第１導体層のネガであった。第１導体層は、駆動ＴＦＴ及び選択ＴＦＴ双方のゲート、並びに画素電極の一部を形成する。加えて、赤色パターンは、Ｖデータ線のための電気的相互接続部を形成するためのパターン化情報を含有している。
【０２１６】
下記方法によって、続いて試料に緑色吸収層ＧＣＡ−１を適用した。試料を、マゼンタ・フォトレジストＳＭ３０００Ｌでスピン塗布し（１０００ＲＰＭ）、１分間にわたって９５℃でベーキングし、そしてマスクＣＧ−３を使用して露光した。被膜を現像し、そして５分間にわたって２００℃でベーキングし、緑色吸収層ＧＣＡ−１を形成した。緑色吸収パターンＧＣＡ−１は、図１６Ｂ及び１８に概略的に示された所望の第２導体層のネガであった。ＧＣＡ−１は、駆動ＴＦＴ及び選択ＴＦＴ双方のためのソース・ドレイン端子、並びにバス構造電力線、選択線及びデータ線を形成するためのパターン化情報を含んだ。ＧＣＡ−１内のパターン化情報はまた、この画素回路内のキャパシタを完成するために必要であり、キャパシタは、駆動トランジスタのゲート電極とソース−キャパシタとのオーバラップによって画定される。加えて、ＧＣＡ−１内のパターン化情報は、画素電極上に導体の追加の厚さを加える。ＧＣＡ−１はまた、画素回路内に電気的接続部を形成するための追加のコンタクト・パッドを形成するためのパターン化情報を含んだ。
【０２１７】
下記方法によって、続いて試料に青色吸収層ＢＣＡ−１Ｌｏを適用した。試料を次いで、黄フォトレジストＳＹ３０００Ｌでスピン塗布し（１０００ＲＰＭ）、１分間にわたって９５℃でベーキングし、そしてマスクＣＧ−２を使用して露光した（接触露光）。黄フォトレジスト層を現像し、そして５分間にわたって２００℃でベーキングし、青色吸収層ＢＣＡ−１Ｌｏを形成した。所望の誘電体層パターンは、青色吸収層ＢＣＡ−１Ｌｏのポジであり、そして図１６Ｃ及び１９に概略的に示された可変濃度パターンの両濃度部分に対応する。ＢＣＡ−１Ｌｏは、選択ＴＦＴ及び駆動ＴＦＴ双方のためのゲート絶縁体、キャパシタのための誘電体材料、及び第１及び第２導体層間の電気的相互接続部を形成するビア・ホールを形成するためのパターン化情報を含んだ。
【０２１８】
下記方法によって、続いて試料に青色吸収層ＢＣＡ−１Ｈｉを適用した。試料を次いで、黄フォトレジストＳＹ３０００Ｌでスピン塗布し（１０００ＲＰＭ）、１分間にわたって９５℃でベーキングし、そしてマスクＣＧ−２を使用して露光した（接触露光）。黄フォトレジスト層を現像し、そして５分間にわたって２００℃でベーキングし、青色吸収層ＢＣＡ−１Ｈｉを形成した。所望の誘電体層パターンは、青色吸収層ＢＣＡ−１Ｈｉのポジであり、そして図１６Ｃ及び１９に概略的に示された可変濃度パターンの高濃度部分に対応する。ＢＣＡ−１Ｈｉは、アクティブ・マトリックス・ディスプレイ画素回路のアレイ内の選択ＴＦＴ及び駆動ＴＦＴ双方のための半導体層を形成するためのパターン化情報を含んだ。続いて平坦化層Ｐ−２を適用した。試料を透明なフォトレジストＣＴ２０００Ｌでスピン塗布し（１０００ＲＰＭ）、ＵＶ光に暴露し、そして５分間にわたって２００℃でベーキングした。結果として生じた多色マスクＡＭ−１は、レジスタリング済のシアン（ＲＣＡ−１）と、マゼンタ（ＧＣＡ−１）と、可変濃度黄（ＢＣＡ−１Ｌｏ及びＢＣＡ−１Ｈｉ）パターンと、透明平坦化層Ｐ−２とから成るアレイを含有した。
【０２１９】
例２  アクティブ・マトリックス・ディスプレイ画素回路アレイ
この例では、透明電子材料をパターン化するために多色マスクＡＭ−１を使用して、アクティブ・マトリックス・ディスプレイ画素回路アレイを調製した。画素回路アレイは基板の、多色マスクと同じ側に調製した。
【０２２０】
ネガ型エッチング法及び赤感光性フォトパターン化可能材料を用いて、第１導体層をパターン化した。１０００オングストロームのスパッタされた酸化インジウム錫で試料を被覆し、これを平坦化層Ｐ−２上に直接適用された第１導体層として使用した。４ｇのＣＦ−１と０．５ｇの光開始剤溶液ＣＰＩ−１とを含有する被覆溶液を調製した。被覆溶液を１分間にわたって２０００ＲＰＭでスピン塗布し、そして２分間にわたって９０℃で乾燥させた。１０％ＰＶＡ被膜を２分間にわたって１０００ＲＰＭでスピン塗布し、そして２分間にわたって９０℃で乾燥させた。露光用の光が感光性被膜に達する前にガラス支持体及び多色マスク層ＡＭ−１を通過するように、被膜を、赤光を使用して露光し、そして現像溶液Ｄ−１を使用して被膜を現像した。これらの工程の結果、赤色吸収層ＲＣＡ−１のネガであるアライニングされたポリマー被膜が形成された。脱スカム工程として試料を酸素プラズマで処理した。試料をエッチング浴Ｅ−１内に浸し、濯ぎ、そして乾燥させることにより、ＩＴＯ層をパターン化した。アセトン浴及び酸素プラズマ処理において、試料から残留感光性材料を除去した。この一連の工程の結果、赤色吸収体パターンＲＣＡ−１とアライニングされた第１導体（ＩＴＯ）のパターンが形成された。第１導体パターンは、この赤色吸収体層のネガコピーであった。
【０２２１】
ポジ型エッチング法及び青感光性フォトパターン化可能材料を用いて、誘電材料をパターン化した。次いで大気圧堆積法を用いて、１０００オングストロームのアルミナ誘電材料で試料を被覆した。原液ＣＦ−２を１分間にわたって３０００ＲＰＭでスピン塗布し、そして１分間にわたって１００℃でベーキングした。露光用の光が感光性被膜に達する前にガラス支持体及び多色マスク層ＡＭ−１を通過するように、被膜を、青光を使用して露光した。露光レベルは、多色マスクＡＭ−１の第１濃度レベル（ブルーレベル１）に対応して設定し、そして現像溶液Ｄ−２を使用して被膜を現像した。これらの工程の結果、青色吸収層ＢＣＡ−１Ｌｏのポジであるアライニングされたポリマー被膜が形成された。試料をエッチング浴Ｅ−３内に浸し、濯ぎ、そして乾燥させることにより、アルミナ誘電体層をパターン化した。アセトン浴及び酸素プラズマ処理において、試料から残留感光性材料を除去した。この一連の工程の結果、青色吸収体パターンＢＣＡ−１Ｌｏとアライニングされた誘電体材料（アルミナ）のパターンが形成された。誘導体材料パターンは、青色吸収体層のポジコピーであった。
【０２２２】
ネガ型エッチング法及び緑感光性フォトパターン化可能材料を用いて、第２導体層をパターン化した。１０００オングストロームのスパッタされた酸化インジウム錫で試料を被覆し、これを第２導体層として使用した。４ｇのＣＦ−１と０．５ｇの光開始剤溶液ＭＰＩ−１とを含有する被覆溶液を調製した。被覆溶液を１分間にわたって２０００ＲＰＭでスピン塗布し、そして２分間にわたって９０℃で乾燥させた。１０％ＰＶＡ被膜を２分間にわたって１０００ＲＰＭでスピン塗布し、そして２分間にわたって９０℃で乾燥させた。露光用の光が感光性被膜に達する前にガラス支持体及び多色マスク層ＡＭ−１を通過するように、被膜を、緑光を使用して露光し、そして現像溶液Ｄ−１を使用して被膜を現像した。これらの工程の結果、緑色吸収層ＧＣＡ−１のネガであるアライニングされたポリマー被膜が形成された。脱スカム工程として試料を酸素プラズマで処理した。試料をエッチング浴Ｅ−１内に浸し、濯ぎ、そして乾燥させることにより、第２導体層をパターン化した。アセトン浴及び酸素プラズマ処理において、試料から残留感光性材料を除去した。この一連の工程の結果、緑色吸収体パターンＧＣＡ−１とアライニングされた第２導体（ＩＴＯ）のパターンが形成された。第２導体パターンは、この緑色吸収体層のネガコピーであった。
【０２２３】
選択堆積法において青感光性光架橋可能材料を用いて、酸化亜鉛半導体材料をパターン化した。４ｇのＣＦ−１と０．５ｇの光開始剤溶液ＹＰＩ−１とを含有する被覆溶液を調製した。被覆溶液を１分間にわたって２０００ＲＰＭでスピン塗布し、そして２分間にわたって９０℃で乾燥させた。１０％ＰＶＡ被膜を２分間にわたって１０００ＲＰＭで適用し、そして２分間にわたって９０℃で乾燥させた。露光用の光が感光性被膜に達する前にガラス支持体及び多色マスク層ＡＭ−１を通過するように、被膜を、青光を使用して露光した。露光レベルは、多色マスクＡＭ−１の第２濃度レベル（ブルーレベル２）に対応して設定し、そして現像溶液Ｄ−１を使用して被膜を現像した。これらの工程の結果、青色吸収層ＢＣＡ−１Ｈｉのネガであるアライニングされたポリマー被膜が形成された。大気圧堆積法を用いて、１００オングストローム厚の酸化亜鉛半導体材料を選択的に適用した。この手順の結果、青色吸収体パターンＢＣＡ−１Ｈｉとアライニングされた半導体（ＺｎＯ）のパターンが形成された。半導体パターンは、この青色吸収体パターンのポジコピーであった。
【０２２４】
この製作法の結果、駆動及び選択双方のＴＦＴ、キャパシタ、画素電極、並びにバス構造、電力線、選択線及びデータ線から成る、所望のアクティブ・マトリックス画素回路アレイが形成されることが、電気的な試験により検証された。このアクティブ・マトリックス画素回路アレイ内の４つの機能層は完全セルフアライニングされた。
【０２２５】
例３  可撓性支持体上のアクティブ・マトリックス・ディスプレイ画素回路アレイ
この例では、１００μｍ厚の可撓性（ＰＥＮ）支持体上の透明電子材料をパターン化するために、多色マスクＡＭ−２を使用してアクティブ・マトリックス・ディスプレイ画素回路アレイを調製した。ディスプレイ画素回路を、基板の、カラーマスクとは反対側に調製した。ＡＭ−２における色吸収層は、多色マスクＡＭ−１のものと事実上同一のレイアウトを有した。多色マスクのための色吸収層の概略図が図１７〜２０に示されている。図１７〜２０に示されたレイアウトは正確に縮尺通りに描かれてはいないが、アクティブ・マトリックス・ディスプレイの設計における種々の構成部品の色コードは、前述の説明と一致している。個々のアクティブ・マトリックス・ディスプレイ画素回路のための多色マスクＡＭ−１内の色パターンの拡大図も、図１６Ａ〜Ｄに概略的に示されている。
【０２２６】
ディスプレイ画素回路アレイを製作する際の第１工程は、ＰＥＮ支持体の１つの側に多色マスクを調製することであった。この多色マスクは、前述のように、色吸収層ＲＣＡ−２、ＧＣＡ−２、ＢＣＡ−２Ｌｏ、及びＢＣＡ−２Ｈｉを含有し、各層がディスプレイ画素回路アレイの個々の機能層に対応した。下記手順を用いて、色吸収層を適用した。ＰＥＮ支持材料は熱板上で９０℃まで加熱した。ほぼ６ｇの高温（５５℃）色吸収体溶液を２０００ＲＰＭでスピン塗布し、レーザーで書き込まれたフォトマスクを使用したＵＶ光のパターンに暴露した。露光された被膜をＤ−３において３分間にわたって現像した。現像された被膜を濯ぎ、そして乾燥させた。赤色吸収層ＲＣＡ−２を、色吸収体溶液ＣＦ−３を使用して適用し、そしてマスクＣＧ−１を用いて露光した。青色吸収層ＢＣＡ−２Ｌｏ及びＢＣＡ−２Ｈｉを、青色吸収体溶液ＣＦ−４を使用して適用し、そしてそれぞれマスクＣＧ−２及びマスクＣＧ−４を用いて露光した。緑色吸収層ＧＣＡ−４を、緑色吸収体溶液ＣＦ−５を使用して適用し、そしてマスクＣＧ−３を用いて露光した。多色マスクを担持するＰＥＮ支持材料を、１時間にわたって１８０℃で、炉内で熱安定化させた。
【０２２７】
アクティブ・マトリックス画素ディスプレイ回路アレイは、基板の、色吸収層（裏側）とは反対側（表側）に調製した。下記露光工程中、試料を裏側から照射したので、露光用の光は、感光性被膜に達する前に色吸収層によってフィルタリングされた。
【０２２８】
上記と同じ手順に従って、第１導体層、誘電体層、及び半導体層を堆積し、そしてパターン化した。エッチング法で下記手順を用いて、青感光性フォトパターン化可能材料を用いて、酸化亜鉛半導体材料をパターン化した。大気圧堆積法を用いて、２００オングストロームの酸化亜鉛半導体材料で試料を被覆した。原液ＣＦ−２を１分間にわたって３０００ＲＰＭでスピン塗布し、そして１分間にわたって１００℃でベーキングした。露光用の光が感光性被膜に達する前にガラス支持体及び多色マスク層ＡＭ−２を通過するように、被膜を、青光を使用して露光した。露光レベルは、多色マスクＡＭ−１の高い濃度レベル（ブルーレベル２）に対応して設定し、そして現像溶液Ｄ−２を使用して被膜を現像した。これらの工程の結果、青色吸収層ＢＣＡ−２Ｈｉのポジであるアライニングされたポリマー被膜が形成された。試料をエッチング浴Ｅ−２内に浸し、濯ぎ、そして乾燥させることにより、酸化亜鉛層をパターン化した。この手順の結果、青色吸収体パターンＢＣＡ−１Ｈｉとアライニングされた半導体（ＺｎＯ）のパターンが形成された。半導体パターンは、この青色吸収体層のポジコピーであった。
【０２２９】
この製作法の結果、駆動及び選択双方のＴＦＴ、キャパシタ、画素電極、並びにバス構造、電力線、選択線及びデータ線から成る、所望のアクティブ・マトリックス画素回路アレイが形成されることが、電気的な試験により検証された。このアクティブ・マトリックス画素回路アレイ内の４つの機能層は完全セルフアライニングされた。
【０２３０】
本発明の方法は、たとえ変化する温度及び溶剤による処理に基板を曝したとしても、基板上に任意の数の透明機能層を正確に配置するのを可能にすることを、上記例は示す。さらに、広い面積の基板の場合にも、累積的且つ壊滅的なアラインメント誤差を招く基板の寸法歪み又は機械的なアラインメント誤差の問題は生じない。基板の部分である単一のマスクが、１プロセスにおける層全てに関するパターン情報を含有することができるので、この製作は完全セルフアライニング式であり、また支持体の寸法変化、ウェブのウィービング、及び搬送エラーから生じる壊滅的なオーバーレイ誤差が回避される。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
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【図８Ｈ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図９Ｇ】
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【図９Ｈ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１０Ｆ】
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【図１０Ｇ】
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【図１０Ｈ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１１Ｆ】
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【図１１Ｇ】
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【図１１Ｈ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１２Ｆ】
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【図１２Ｇ】
2011503670.tif 000079
【図１２Ｈ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１５Ｅ】
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【図１５Ｆ】
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【図１５Ｇ】
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【図１５Ｈ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【国際調査報告】
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