(57)【要約】【課題】プラスチックなどの基板上に複数のトランジスタがアライメントずれを起こすことなく配置されたトランジスタアレイおよびアクティブマトリクス基板を提供する。【解決手段】トランジスタアレイは、中心線および前記中心線の表面に設けられた導電層を有する複数の導電線８と、少なくとも表面が導電性を有する中心線、前記中心線の表面に設けられた絶縁層および前記絶縁層の表面に設けられた半導体層を有し、前記複数の導電線と接触するように交差している複数の機能線７と、複数のトランジスタ２１とを備える。各トランジスタ２１は、各導電線８と各機能線７との交差によって画定される領域に形成された第１のオーミックコンタクト領域１１５、第２のオーミックコンタクト領域１１９および前記半導体層中において前記第１のオーミックコンタクト領域１１５および前記第２のオーミックコンタクト領域１１９によって画定されたチャネル領域含む。【選択図】　図１９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心線および前記中心線の表面に設けられた導電層を有する複数の導電線と、
少なくとも表面が導電性を有する中心線、前記中心線の表面に設けられた絶縁層および前記絶縁層の表面に設けられた半導体層を有し、前記複数の導電線と接触するように交差している複数の機能線と、
複数のトランジスタであって、各トランジスタは、
各導電線と各機能線との交差によって画定される領域に形成された第１のオーミックコンタクト領域、
第２のオーミックコンタクト領域および
前記半導体層中において前記第１のオーミックコンタクト領域および前記第２のオーミックコンタクト領域によって画定されたチャネル領域、
を含む複数のトランジスタと、
を備えたトランジスタアレイ。
【請求項２】
前記各トランジスタは、前記第１のオーミックコンタクト領域上に設けられた第１のオーミックコンタクト層および前記第２のオーミックコンタクト領域上に設けられた第２のオーミックコンタクト層をさらに含む請求項１に記載のトランジスタアレイ。
【請求項３】
前記第１のオーミックコンタクト層は、前記各機能線の半導体層と前記導電線との間に設けられている請求項２に記載のトランジスタアレイ。
【請求項４】
前記第１のオーミックコンタクト層は、前記各機能線の半導体層中に形成されている請求項２に記載のトランジスタアレイ。
【請求項５】
前記導電層は、１００℃〜４００℃の融点を備えている請求項１から４のいずれかに記載のトランジスタアレイ。
【請求項６】
前記導電層は、前記各導電線と各機能線との交差により画定される領域を覆う接続部を有する請求項５に記載のトランジスタアレイ。
【請求項７】
前記第１のオーミックコンタクト層と前記第２のオーミックコンタクト層とは前記機能線の中心線を挟むようにそれぞれ位置している請求項２に記載のトランジスタアレイ。
【請求項８】
前記トランジスタは、前記半導体層とオーミック接触し、前記第２のオーミックコンタクト層を囲むように設けられた第３のオーミックコンタクト層を更に有し、前記第３のオーミックコンタクト層は前記導電線に電気的に接続されている請求項２に記載のトランジスタアレイ。
【請求項９】
少なくとも表面が導電性を有する中心線と、前記中心線の表面を覆う絶縁層とを有し、前記複数の導電線と交差している複数の補助容量線を更に備え、前記複数の機能線と前記複数の補助容量線が交互に配列されている請求項１から８のいずれかに記載のトランジスタアレイ。
【請求項１０】
少なくとも表面が絶縁性を有し、前記複数の機能線と交差している複数のダミー線を更に備え、前記導電線と前記ダミー線が交互に配列されている請求項１から８のいずれかに記載のトランジスタアレイ。
【請求項１１】
前記複数の機能線と前記複数の導電線とが織り込まれている請求項１から８のいずれかに記載のトランジスタアレイ。
【請求項１２】
前記複数の機能線および前記複数の補助容量線と前記複数の導電線とが、または、前記複数の機能線と前記複数の導電線および前記複数のダミー線とが織り込まれている請求項９または１０に記載のトランジスタアレイ。
【請求項１３】
少なくとも表面が導電性を有する中心線と、前記中心線の表面を覆う絶縁層とを有し、前記複数の導電線と交差している複数の補助容量線と、
少なくとも表面が絶縁性を有し、前記複数の機能線と交差している複数のダミー線と、
を更に備え、前記複数の機能線と前記複数の補助容量線が交互に配列されており、前記導電線と前記ダミー線が交互に配列されている請求項１から８のいずれかに記載のトランジスタアレイ。
【請求項１４】
前記複数の機能線および前記複数の補助容量線と前記複数の導電線および前記複数のダミー線とが織り込まれている請求項１３に記載のトランジスタアレイ。
【請求項１５】
前記機能線を覆うように保護膜が形成されている請求項１から１４のいずれかに記載のトランジスタアレイ。
【請求項１６】
前記保護膜は、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮのから選ばれる少なくとも１つの材料を含む請求項１５に記載のトランジスタアレイ。
【請求項１７】
前記機能線を覆うように遮光膜が形成されている請求項１から１６のいずれかに記載のトランジスタアレイ。
【請求項１８】
中心線および前記中心線の表面に設けられた導電層を有し、交互に配列された、複数の第１および第２の導電線と、
少なくとも表面が導電性を有する中心線、前記中心線の表面に設けられた絶縁層および前記絶縁層の表面に設けられた半導体層を有し、前記複数の第１および第２の導電線と接触して交差するように交互に配列された、複数の第１および第２の機能線と、
複数の第１のトランジスタであって、各第１のトランジスタは、
各第１の導電線と各第１の機能線との交差によって画定される領域に形成された第１のオーミックコンタクト領域と、
第２のオーミックコンタクト領域と、
前記半導体層中において前記第１のオーミックコンタクト領域および前記第２のオーミックコンタクト領域によって画定されたチャネル領域と
を含む複数の第１のトランジスタと、
複数の第２のトランジスタであって、各第２のトランジスタは、
各第２の導電線と各第２の機能線との交差によって画定される領域に形成された第１のオーミックコンタクト領域と、
第２のオーミックコンタクト領域と、
前記半導体層中において前記第１のオーミックコンタクト領域および前記第２のオーミックコンタクト領域によって画定されたチャネル領域と、
を含む複数の第２のトランジスタと、
を備えたトランジスタアレイ。
【請求項１９】
前記各第１のトランジスタは、前記第１のオーミックコンタクト領域上に設けられた第１のオーミックコンタクト層および前記第２のオーミックコンタクト領域上に設けられた第２のオーミックコンタクト層をさらに含み、前記各第２のトランジスタは、前記第１のオーミックコンタクト領域上に設けられた第１のオーミックコンタクト層および前記第２のオーミックコンタクト領域上に設けられた第２のオーミックコンタクト層をさらに含む請求項１８に記載のトランジスタアレイ。
【請求項２０】
前記複数の第１および第２の導電線と前記複数の第１および第２の機能線とは織り込まれている、請求項１８または１９に記載のトランジスタアレイ。
【請求項２１】
請求項１から１７のいずれかに記載のトランジスタアレイと、
前記各トランジスタの第２のオーミックコンタクト領域にそれぞれ接続された複数の画素電極と、
前記トランジスタアレイを固定する固定構造と、
を備えたアクティブマトリクス基板。
【請求項２２】
請求項１８から２０のいずれかに記載のトランジスタアレイと、
前記各第１のトランジスタの第２のオーミックコンタクト領域にそれぞれ電気的に接続された複数の第１の画素電極と、
前記各第２のトランジスタの第２のオーミックコンタクト領域にそれぞれ電気的に接続された複数の第２の画素電極と、
前記トランジスタアレイを固定する固定構造と、
を備えたアクティブマトリクス基板。
【請求項２３】
前記複数の導電線または、前記複数の第１および第２の導電線のそれぞれの間に配置された少なくとも１つの発光性または導光性を有する照明線を更に備えた請求項２１または２２に記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項２４】
前記照明線は、少なくとも表面が導電性を有する中心線と、前記中心線の周囲に正孔輸送層、発光層、電子輸送層および透明導電層を有する請求項２３に記載のアクティブマトリクス基板。
【請求項２５】
請求項２１から２４のいずれかに記載のアクティブマトリクス基板と、対向基板と、それらに挟まれた表示媒体とを有する表示装置。
【請求項２６】
枠構造を有し、所定の間隔で配列された複数の第１の細線の両端を所定の張力を保ちながら保持するための複数の溝が前記枠構造に設けられた第１の固定冶具と、
枠構造を有し、所定の間隔で配列された複数の第２の細線の両端を所定の張力を保ちながら保持するための複数の溝が前記枠構に造設けられた第２の固定冶具とを有し、
前記第１の細線と前記第２の細線とが互いに接して交差するよう、前記第１の固定冶具と前記第２の固定冶具との配置を規定する一対の係合部を前記第１の固定冶具および前記第２の固定冶具がそれぞれ備える細線固定冶具。
【請求項２７】
前記複数の溝の内側に接着層またはクッション層が設けられた請求項２６に記載の細線固定冶具。
【請求項２８】
中心線および前記中心線の表面に設けられた導電層を有する複数の導電線と、少なくとも表面が導電性を有する中心線、前記中心線の表面に設けられた絶縁層および前記絶縁層の表面に設けられた半導体層を有する複数の機能線とを接触するように交差させて配置する工程と、
前記複数の導電線の前記導電層を融解および凝固させて、前記複数の導電線と前記複数の機能線とを交差点において固定する工程と、
を包含するトランジスタアレイの製造方法。
【請求項２９】
前記機能線は、前記半導体層の表面に設けられたオーミックコンタクト層を有し、
前記導電層の融解および凝固によって、前記オーミックコンタクト層の表面に広がった前記導電層をマスクとして前記複数の機能線のオーミックコンタクト層を除去する工程と、
を更に包含する請求項２８に記載のトランジスタアレイの製造方法。
【請求項３０】
前記導電層は前記半導体層と合金化する物質または、前記半導体層の抵抗を低下させる物質を含み、前記固定工程において、前記半導体層中にオーミックコンタクト層を同時に形成する請求項２８に記載のトランジスタアレイの製造方法。
【請求項３１】
前記配置工程において、前記複数の導電線と前記複数の機能線とを織り込む請求項２９または３０に記載のトランジスタアレイの製造法。
【請求項３２】
アクティブマトリクス基板に用いられる機能線であって、
少なくとも表面が導電性を有する中心線と、
前記中心線の表面を覆う絶縁層と、
前記絶縁層の表面を覆う半導体層と、
を備え、前記半導体層がパターニングされていない機能線。
【請求項３３】
請求項３２に記載の機能線と基準電位線とを含むアクティブマトリクス基板と、
信号線を有する対向基板と、
を備えた表示装置であって、前記アクティブマトリクス基板および前記対向基板は、前記機能線と前記信号線とが直交するように配設されている表示装置。
【請求項３４】
前記基準電位線の少なくとも表面は導電性を有し、前記機能線および前記基準電位線は織り込まれている請求項３３に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置、Ｘ線センサ、メモリ素子などに用いるトランジスタアレイ、アクティブマトリクス基板ならびに表示装置に関する。また、本発明は、これらを製造するために用いられる冶具およびトランジスタアレイの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下ＴＦＴと略す）を駆動素子に用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置は、従来のＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ　Ｒａｙ　Ｔｕｂｅ）と比較して、同等以上の表示品質を備えている。また、薄型、軽量、高精彩、低消費電力であるという特徴も備えており、大画面の表示装置を作製することも可能である。このため、現在あらゆる分野において、アクティブマトリクス型の液晶表示装置が、従来のＣＲＴに替わる次世代画像表示装置として使用されている。表示媒体として有機ＥＬを用いた有機ＥＬ表示装置なども次世代の画像表示装置として近年脚光を浴びている。
【０００３】
こうした画像表示装置を、従来のＣＲＴに替わるものとしてだけではなく、電子ペーパなど、紙に印刷された印刷物の代替物として用いることが検討されている。このため、折り曲げたり、丸めたりしても壊れず、持ち運びが可能なフレキシブルディスプレイとして、こうした画像表示装置を構成することが求められている。
【０００４】
フレキシブルディスプレイを液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などの技術を用いて実現するには、従来の基板材料であるガラスなどに替えて、常温において変形しうるプラスチックやステンレスなどを基板材料として用いる必要がある。このような材料は、高い熱に弱い。高い温度に曝されることによって、プラスチックなどからなる基板は、劣化したり、脱ガスを生じたり、変形や反りを生じてしまう。また、耐熱性プラスチックやステンレスを基板材料として用いた場合でも、基板と基板上に形成される薄膜との熱膨張係数の差異によって、基板が変形したり、反りをおこしてしまう。したがって、これらの悪影響を避けるためには、こうした材料の基板が２００℃より高い温度に晒されないようにする必要がある。
【０００５】
しかしながら、従来の画像表示装置の製造に用いられているプロセスのなかには、処理温度が２００℃を超えるものがある。例えば、画像表示装置のスイッチング素子として用いられるアモルファスシリコンＴＦＴの製造工程において、ゲート絶縁膜およびシリコン膜は、通常、３００℃以上で形成される。したがって、耐熱性プラスチックやステンレスを基板材料として用いる場合には、従来の製造プロセスをそのまま用いることはできないという問題が生じる。
【０００６】
プラスチックやステンレスなどを基板材料として用いるために、ゲート絶縁膜およびシリコン膜を２００℃以下の温度で形成して、画像表示装置を作製することが考えられる。しかし、この場合、良質なゲート絶縁膜やシリコン膜（特に耐圧のある膜）を得ることが極めて難しく、特に、ＴＦＴをこのような膜で作製した場合、長時間の動作によって、しきい値が大きくずれてしまうという問題が生じる。
【０００７】
また、近年、ポリシリコンＴＦＴを用いた液晶表示装置の開発が盛んになされている。この画像表示装置の特徴の一つは、画像表示素子の駆動信号を制御する素子がガラス上に作りこまれている点にある。これによってアモルファスシリコンＴＦＴを用いた液晶表示装置と比較して、高精細の画像表示装置を作成することができる。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０―９１０９７号公報
【特許文献２】
特開平９―２０３９１０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ポリシリコンＴＦＴでは、駆動用ドライバ（ＣＭＯＳインバータなど）を形成するために、典型的には１００ｃｍ２／Ｖ・ｓを超える電子移動度をもつ多結晶シリコンが必要となる。このような多結晶シリコンをガラス基板上に形成することは容易ではない。例えば、レーザーアニールなどの特殊な方法を用いて、ガラス基板の温度を６００℃以下に保ったまま、ガラス上のシリコンを融解するなどの方法を取らなければならない。したがって、このような高温処理を必要とする技術をプラスチックやステンレスなどを基板材料として用いた画像表示装置に適用することは困難である。
【００１０】
こうした問題を解決するために、特許文献１は、導電線の全表面に絶縁膜、シリコン膜およびオーミック接触用ｎ＋膜を順に積層することによって、多数のトランジスタが長手方向に形成された導電線を作製し、この導電線を用いて表示装置を作製することを開示している。この技術によれば、高温処理を要するゲート絶縁膜およびシリコン膜は導電線に形成され、その後、これらの膜が形成された導電線が基板に接着されるため、基板は高温に晒されることがない。したがって、プラスチック基板などの低歪点の基板を用いることができると記載している。
【００１１】
多数のトランジスタが長手方向に形成された線材を用いて表示装置を作製する技術は、特許文献２にも開示されている。図６３（ａ）および（ｂ）は、この公報に開示されているＴＦＴ５０１の１つを示している。ＴＦＴ５０１は、金属線５０２を被覆する絶縁膜５０３、絶縁膜５０３を被覆するアモルファスシリコン層５０４、ならびにアモルファスシリコン層５０４上に形成されたドレイン電極５０５およびソース電極５０６を備えている。このようなＴＦＴ５０１が、金属線５０２にその長手方向に沿って複数形成されている。
【００１２】
図６４は、ＴＦＴ５０１がアクティブマトリクス基板のスイッチング素子として用いられた例を示している。基板５０７の裏面に設けられた画素電極５０８は、ビアホールを介して電極５０９に接続されており、電極５０９がＴＦＴ５０１のドレイン電極５０５に接している。また、電極５０９を有するソース配線５１０が金属線５０２に交差するよう設けられ、電極５０９がＴＦＴ５０１のソース電極５０６に接続されている。
【００１３】
図６４に示されているアクティブマトリクス基板では、まず基板５０７に設けられた電極５０９とＴＦＴ５０１のドレイン電極５０５とが正確に一致するよう金属線５０２を配列させる必要がある。通常、アクティブマトリクス基板を構成するためには、金属線５０２を数百本配列しなければならない。また、１本の金属線５０２にはＴＦＴ５０１が数百個形成されているので、１本の金属線５０２に形成された数百のＴＦＴ５０１のいずれにおいても、電極５０９とＴＦＴ５０１のドレイン電極５０５とが正確に一致するよう配置する必要がある。さらに、ソース配線５１０の電極５０９も各ＴＦＴ５０１のソース電極５０６と正確に位置合わせをする必要がある。
【００１４】
これらの位置合わせには、金属線５０２やソース配線５１０を基板５０７に対して配置する必要があり、従来のフォトリソグラフィプロセスで達成しうる位置合わせ精度に比べてこれらの位置合わせ精度ははるかに劣っている。このため、上述した方法により、アクティブマトリクス基板を作製することは非常に困難である。
【００１５】
本発明は、上述する問題を解決するものであり、その目的は、常温において弾性変形しうる基板上に複数のトランジスタが位置合わせずれを起こすことなく配置されたトランジスタアレイ、アクティブマトリクス基板およびそれを用いた表示装置を提供することにある。また、これらを製造するために用いられる冶具およびトランジスタアレイの製造方法に関する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明のトランジスタアレイは、中心線および前記中心線の表面に設けられた導電層を有する複数の導電線と、少なくとも表面が導電性を有する中心線、前記中心線の表面に設けられた絶縁層および前記絶縁層の表面に設けられた半導体層を有し、前記複数の導電線と接触するように交差している複数の機能線と、複数のトランジスタとを備え、各トランジスタは、導電線と各機能線との交差によって画定される領域に形成された第１のオーミックコンタクト領域、第２のオーミックコンタクト領域および前記半導体層中において前記第１のオーミックコンタクト領域および前記第２のオーミックコンタクト領域によって画定されたチャネル領域を含む。
【００１７】
ある好ましい実施形態において、前記各トランジスタは、前記第１のオーミックコンタクト領域上に設けられた第１のオーミックコンタクト層および前記第２のオーミックコンタクト領域上に設けられた第２のオーミックコンタクト層をさらに含む。
【００１８】
ある好ましい実施形態において、前記第１のオーミックコンタクト層は、前記各機能線の半導体層と前記導電線との間に設けられている。
【００１９】
ある好ましい実施形態において、前記第１のオーミックコンタクト層は、前記各機能線の半導体層中に形成されている。
【００２０】
ある好ましい実施形態において、前記導電層は、１００℃〜４００℃の融点を備えている。
【００２１】
ある好ましい実施形態において、前記導電層は、前記各導電線と各機能線との交差により画定される領域を覆う接続部を有する。
【００２２】
ある好ましい実施形態において、前記第１のオーミックコンタクト層と前記第２のオーミックコンタクト層とは前記機能線の中心線を挟むようにそれぞれ位置している。
【００２３】
ある好ましい実施形態において、前記トランジスタは、前記半導体層とオーミック接触し、前記第２のオーミックコンタクト層を囲むように設けられた第３のオーミックコンタクト層を更に有し、前記第３のオーミックコンタクト層は前記導電線に電気的に接続されている。
【００２４】
ある好ましい実施形態において、前記トランジスタアレイは、少なくとも表面が導電性を有する中心線と、前記中心線の表面を覆う絶縁層とを有し、前記複数の信号線と交差している複数の補助容量線を更に備え、前記複数の機能線と前記複数の補助容量線が交互に配列されている。
【００２５】
ある好ましい実施形態において、前記トランジスタアレイは、少なくとも表面が絶縁性を有し、前記複数の導電線と交差している複数のダミー線を更に備え、前記導電線と前記ダミー線が交互に配列されている。
【００２６】
ある好ましい実施形態において、前記複数の機能線と前記複数の導電線とが織り込まれている。
【００２７】
ある好ましい実施形態において、前記複数の機能線および前記複数の補助容量線と前記複数の導電線とが、または、前記複数の機能線と前記複数の導電線および前記複数のダミー線とが織り込まれている。
【００２８】
ある好ましい実施形態において、前記トランジスタアレイは、少なくとも表面が導電性を有する中心線と、前記中心線の表面を覆う絶縁層とを有し、前記複数の導電線と交差している複数の補助容量線と、少なくとも表面が絶縁性を有し、前記複数の機能線と交差している複数のダミー線とを更に備え、前記複数の機能線と前記複数の補助容量線が交互に配列されており、前記導電線と前記ダミー線が交互に配列されている。
【００２９】
ある好ましい実施形態において、前記複数の機能線および前記複数の補助容量線と前記複数の導電線および前記複数のダミー線とが織り込まれている。
【００３０】
ある好ましい実施形態において、前記機能線を覆うように保護膜が形成されている。
【００３１】
ある好ましい実施形態において、前記保護膜は、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮのから選ばれる少なくとも１つの材料を含む。
【００３２】
ある好ましい実施形態において、前記機能線を覆うように遮光膜が形成されている。
【００３３】
また、本発明の他のトランジスタアレイは、中心線および前記中心線の表面に設けられた導電層を有し、交互に配列された、複数の第１および第２の導電線と、少なくとも表面が導電性を有する中心線、前記中心線の表面に設けられた絶縁層および前記絶縁層の表面に設けられた半導体層を有し、前記複数の第１および第２の導電線と接触して交差するように交互に配列された、複数の第１および第２の機能線と、複数の第１のトランジスタおよび複数の第２のトランジスタを備え、各第１のトランジスタは、各第１の導電線と各第１の機能線との交差によって画定される領域に形成された第１のオーミックコンタクト領域と、第２のオーミックコンタクト領域と、前記半導体層中において前記第１のオーミックコンタクト領域および前記第２のオーミックコンタクト領域によって画定されたチャネル領域とを含み、各第２のトランジスタは、各第２の導電線と各第２の機能線との交差によって画定される領域に形成された第１のオーミックコンタクト領域と、第２のオーミックコンタクト領域と、前記半導体層中において前記第１のオーミックコンタクト領域および前記第２のオーミックコンタクト領域によって画定されたチャネル領域とを含む。
【００３４】
ある好ましい実施形態において、前記各第１のトランジスタは、前記第１のオーミックコンタクト領域上に設けられた第１のオーミックコンタクト層および前記第２のオーミックコンタクト領域上に設けられた第２のオーミックコンタクト層をさらに含み、前記各第２のトランジスタは、前記第１のオーミックコンタクト領域上に設けられた第１のオーミックコンタクト層および前記第２のオーミックコンタクト領域上に設けられた第２のオーミックコンタクト層をさらに含む。
【００３５】
ある好ましい実施形態において、前記複数の第１および第２の導電線と前記複数の第１および第２の機能線とは織り込まれている。
【００３６】
また、本発明のアクティブマトリクス基板は、上記いずれかのトランジスタアレイと、前記各トランジスタの第２のオーミックコンタクト領域にそれぞれ接続された複数の画素電極と、前記トランジスタアレイを固定する固定構造とを備える。
【００３７】
また、本発明の他のアクティブマトリクス基板は、上記トランジスタアレイと、前記各第１のトランジスタの第２のオーミックコンタクト領域にそれぞれ電気的に接続された複数の第１の画素電極と、前記各第２のトランジスタの第２のオーミックコンタクト領域にそれぞれ電気的に接続された複数の第２の画素電極と、前記トランジスタアレイを固定する固定構造とを備える。
【００３８】
ある好ましい実施形態において、前記アクティブマトリクス基板は、前記複数の導電線または、前記複数の第１および第２の導電線のそれぞれの間に配置された少なくとも１つの発光性または導光性を有する照明線を更に備える。
【００３９】
ある好ましい実施形態において、前記照明線は、少なくとも表面が導電性を有する中心線と、前記中心線の周囲に正孔輸送層、発光層、電子輸送層および透明導電層を有する。
【００４０】
また、本発明の表示装置は、上記いずれかのアクティブマトリクス基板と、対向基板と、それらに挟まれた表示媒体とを有する。
【００４１】
また、本発明の細線固定冶具は、枠構造を有し、所定の間隔で配列された複数の第１の細線の両端を所定の張力を保ちながら保持するための複数の溝が前記枠構造に設けられた第１の固定冶具と、枠構造を有し、所定の間隔で配列された複数の第２の細線の両端を所定の張力を保ちながら保持するための複数の溝が前記枠構造に設けられた第２の固定冶具とを有し、前記第１の細線と前記第２の細線とが互いに接して交差するよう、前記第１の固定冶具と前記第２の固定冶具との配置を規定する一対の係合部を前記第１の固定冶具および前記第２の固定冶具がそれぞれ備える。
【００４２】
ある好ましい実施形態において、前記複数の溝の内側に接着層またはクッション層が設けられている。
【００４３】
本発明のトランジスタアレイの製造方法は、中心線および前記中心線の表面に設けられた導電層を有する複数の導電線と、少なくとも表面が導電性を有する中心線、前記中心線の表面に設けられた絶縁層および前記絶縁層の表面に設けられた半導体層を有する複数の機能線とを接触するように交差させて配置する工程と、前記複数の導電線の前記導電層を融解および凝固させて、前記複数の導電線と前記複数の機能線とを交差点において固定する工程とを包含する。
【００４４】
ある好ましい実施形態において、前記機能線は、前記半導体層の表面に設けられたオーミックコンタクト層を有し、前記導電層の融解および凝固によって、前記オーミックコンタクト層の表面に広がった前記導電層をマスクとして前記複数の機能線のオーミックコンタクト層を除去する工程とを更に包含する。
【００４５】
ある好ましい実施形態において、前記導電層は前記半導体層と合金化する物質または、前記半導体層の抵抗を低下させる物質を含み、前記固定工程において、前記半導体層中にオーミックコンタクト層を同時に形成する。
【００４６】
ある好ましい実施形態において、前記配置工程において、前記複数の導電線と前記複数の機能線を織り込む。
【００４７】
また、本発明の機能線は、アクティブマトリクス基板に用いられるものであって、少なくとも表面が導電性を有する中心線と、前記中心線の表面を覆う絶縁層と、前記絶縁層の表面を覆う半導体層とを備え、前記半導体層はパターニングされていない。
【００４８】
また、本発明の表示装置は、上記機能線と基準電位線とを含むアクティブマトリクス基板と、信号線を有する対向基板とを備え、前記アクティブマトリクス基板および前記対向基板は、前記機能線と前記信号線とが直交するように配設されている。
【００４９】
ある好ましい実施形態において、前記基準電位線の少なくとも表面は導電性を有し、前記機能線および前記基準電位線は織り込まれている。
【００５０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
本発明のトランジスタアレイおよびアクティブマトリクス基板の第１の実施形態を説明する。
【００５１】
本実施形態のアクティブマトリクス基板は複数のトランジスタが配列されたトランジスタアレイを含み、複数のトランジスタのそれぞれに画素電極が接続された構造を有している。以下、トランジスタアレイおよびアクティブマトリクス基板の構造を分かりやすく説明するため、トランジスタアレイおよびアクティブマトリクス基板の製造手順にしたがって、本実施形態を説明する。
【００５２】
まず、図１から図３に示すように、少なくとも表面が導電性を有する中心線１と、中心線１の表面を覆う絶縁層２と、絶縁層２の表面を覆う半導体層３と、半導体層３の表面を覆うオーミックコンタクト層４とを有する機能線７を用意する。
【００５３】
図では、中心線１の断面は円形で示されているが、断面は、楕円、三角形、矩形、多角形などであってもよい。また、図３では、機能線７の断面が同心状構造を備えているように描かれているが、偏心していてもよい。更に、絶縁層２や半導体層３はこれらの内側の層全体を完全に被覆していてもよいし、一部分のみを覆っていてもよい。
【００５４】
中心線１は金属などの導電材料から形成されていてもよいし、絶縁性あるいは導電性の細線の表面を導電層で覆った中心線１を用いてもよい。中心線１は十分な耐熱性を備えていることが好ましく、６００℃以上、より好ましくは１０００℃以上の融点を備えている。中心線１の材料としては、タングステン、タンタル、アルミニウム、チタン、クロム、モリブデン、銅、ステンレスなどが適している。また、中心線１の直径は１０〜３００μｍ程度であることが好ましい。しかし、高精細度の表示装置に用いるアクティブマトリクス基板に本実施形態を用いる場合には、直径が１０μｍ以下の中心線１を用いてもよい。
【００５５】
絶縁層２の材料として、半導体プロセスで一般的に使用される種々のものを用いることができる。例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、窒化酸化シリコン（ＳｉＯＮ）などを用いる。絶縁層２は、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、高温雰囲気下での酸化あるいは窒化法など、公知の製造方法により形成される。
【００５６】
半導体層３の厚みは、１０〜３００ｎｍであることが好ましい。半導体層３の材料としては、アモルファスシリコン、ポリシリコン、結晶化シリコン、ガリウム砒素など種々の半導体材料を選択できる。また、酸化亜鉛などの可視光に対して透明である透明半導体から半導体層３を形成してもよい。透明半導体は、通常の可視光が照射されても抵抗率の変化がおきにくく、光照射による劣化が少ない。したがって、透明半導体を半導体層３に用いれば、光が照射しても、リーク不良を起こしたり、半導体特性が劣化したりしにくい機能線７が得られる。
【００５７】
オーミックコンタクト層４には、半導体層３とオーミック接触し得る材料が選択される。半導体層３が、アモルファスシリコンまたはポリシリコンから形成されている場合には、オーミックコンタクト層４として高濃度にリンをドープしたｎ＋シリコンを用いることが好ましい。
【００５８】
以下に具体的な一例を説明する。まず、直径２０μｍのステンレス鋼からなる中心線１の表面に窒化シリコンからなる絶縁層２をプラズマＣＶＤ法で形成する。中心線１およびチャンバー内の雰囲気を３００℃に保ち、アノード電極とカソード電極との間において中心線１にテンションをかけて保持する。窒素ガス、アンモニアガスおよびシランガスをそれぞれ１０００ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍおよび５０ｓｃｃｍの流量でチャンバーに導入し、チャンバーの圧力を１５０Ｐａに保つ。１０００ＷのＲＦパワーをかけることによって、放電を開始し、中心線１の表面に厚さ３５０ｎｍの窒化シリコンからなる絶縁層２を形成する。
【００５９】
その後、チャンバー内の真空を破ることなく、水素ガスおよびシランガスをそれぞれ２０００ｓｃｃｍおよび２００ｓｃｃｍの流量でチャンバー内に導入し、チャンバー内の圧力を６０Ｐａに下げる。そして、１００ＷのＲＦパワーをかけて絶縁層２の表面に厚さ１５０ｎｍのアモルファスシリコンからなる半導体層３を形成する。
【００６０】
続いて、チャンバー内の真空を破ることなく、水素ガスおよび５％のホスフィンを含んだシランガスをそれぞれ１０００ｓｃｃｍおよび５０ｓｃｃｍの流量でチャンバー内に導入し、チャンバー内の圧力を６０Ｐａに下げる。そして、２００ＷのＲＦパワーをかけて、半導体層３の表面に厚さ５０ｎｍのオーミックコンタクト層４を形成する。このようにして機能線７が作製される。
【００６１】
上記工程において、中心線１の周囲にこれらの層が均一に形成されるように、チャンバーおよび放電電極の幾何学的形状や配置に留意する必要がある。例えば、円筒状のチャンバーの外部に誘導放電電極を配置し、その円筒の中心軸付近に中心線１が位置するように、中心線１を一方から連続的に送り出し、他方において、中心線１を巻き取る。このような方法により、中心線１の周囲に均一な膜を連続して形成することができる。また、従来の平行平板型プラズマＣＶＤ装置を用いてもプロセス圧力やガスフローを最適化することによって十分に均一な成膜を行うことができる。
【００６２】
続いて、図４および図５に示すように、中心線５および中心線の表面を覆う導電層６を有し、導電線として機能する信号線８を用意する。中心線５は導電性を備えていてもよいし、絶縁性を備えていてもよい。導電性の材料としては上述の中心線１の材料を用いることができる。絶縁性の材料としては、アルミナ繊維、ガラス繊維、炭化ケイ素繊維、フッ素繊維などの耐熱性繊維を用いることができる。
【００６３】
導電層６は、１００℃〜４００℃の融点を備えている導電性材料、または、この温度範囲において、機能線７の半導体層３またはオーミックコンタクト層４と合金化するような材料から形成されている。１００℃〜４００℃の融点を備えている導電性材料としては、例えば、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系合金、Ｐｂ−Ｓｎ系合金などがあげられる。融点あるいは合金化する温度は、信号線８が後の製造工程において被るプロセス温度よりも高いことが好ましい。
【００６４】
本実施形態では、図４に示すように、直径２０μｍのステンレス鋼からなる中心線５を用意し、真空装置内にテンションをかけた状態で中心線５を保持する。その後、１０−３Ｐａ程度の真空になるまでチャンバーを排気し、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系合金またはＰｂ−Ｓｎ系合金からなる厚さ５０ｎｍ〜２０００ｎｍの導電層６を形成する。上記方法以外に、導電層６の材料となる物質をるつぼ等に入れて加熱し、融解した材料に中心線５を高速で接触させることによって中心線５の周囲に導電層６を形成することもできる。この際、中心線５を材料に接触させる速度を調節すれば導電層６の厚さを制御することも可能である。このようにして、信号線８が作製される。
【００６５】
更に、図６および図７に示すように、少なくとも表面が導電性を有する中心線１０および中心線１０の表面を覆う絶縁層１１を有する補助容量線９と、中心線１２からなるダミー線２８とを用意する。中心線１２は、少なくとも表面が絶縁性を有しているほうが好ましい。補助容量線９およびダミー線２８も上述の機能線７や信号線８と同様の方法によって製造される。
【００６６】
次に、上記方法によって別々に作製された機能線７、信号線８、補助容量線９およびダミー線２８を織り込んで、図８および図９に示す網状構造１３を作製する。図８は、網状構造１３の平面図であり、図９は網状構造１３のＡ−Ａ線における断面図である。
【００６７】
まず、複数の機能線７および複数の補助容量線９がそれぞれ平行になるよう交互に配列させる。同様に、複数の信号線８および複数のダミー線２８がそれぞれ平行になるよう交互に配列させる。そして、機能線７および補助容量線９を例えば縦糸とし、信号線８およびダミー線２８を例えば横糸として、これらを織り込む。これによって、複数の機能線７および複数の補助容量線９が複数の信号線８および複数のダミー線２８と接触して交差するように配列される。
【００６８】
これらの線を織り込む織り方としては、いわゆる「平織り」を採用することが好ましい。平織りでは縦糸と横糸とが互いに交差するように織り込まれる。具体的に説明すると、図９に良く示されるように、信号線８（横糸）は、機能線７（縦糸）が上になるように機能線７と交差し、補助容量線９が下になるように補助容量線９（縦糸）と交差している。つまり、縦糸と横糸との立体配置（上下関係）が交差部分において交互に入れ替わっている。一方、ダミー線２８（横糸）は、機能線７（縦糸）が下になるように機能線７と交差し、補助容量線９が上になるように補助容量線９（縦糸）と交差している。このため、隣接する２つの交差部分では、縦糸と横糸の上下関係が常に反対になっている。
【００６９】
機能線７、信号線８、補助容量線９およびダミー線２８を織る方法は、ステンレス製網戸やスクリーン印刷用メッシュなどの金属メッシュの作製に用いられる公知の製造技術を用いることができる。
【００７０】
図８に示されるように、補助容量線９と機能線７とを交互に配置し、また、信号線８とダミー線２８とを交互に配置している。このため、平織りによって網状構造１３を形成しているにもかかわらず、機能線７と信号線８との交差部分では、常に機能線７が信号線８の上に位置している。
【００７１】
図８に示す網状構造１３において、各線は織り込まれているだけであるため、機能線７と信号線８との電気的接触および機械的接合が十分ではない可能性がある。このため、網状構造１３に対し熱処理を行って機能線７と信号線８との電気的接触を確実なものにする。具体的には、図８に示す網状構造１３を信号線８の導電層６が融解する温度で保持し、導電層６を融解させる。すると、図１０に示すように、各機能線７と信号線８と交差部分において、導電層６が融解し、融解した導電層６の一部が機能線７のオーミックコンタクト層４に接する。その後、網状構造１３を室温に戻すことによって、融解した導電層６が凝固し、信号線８と機能線７との間に位置する接続部１４となる。接続部１４は、信号線８の導電層６の一部であるので、接続部１４によって、信号線８はオーミックコンタクト層４と確実な電気的接触を確保する。また、接続部１４によって、信号線８と機能線７とが交差部分において機械的に接続され、網状構造１３の網目が緩むのを防ぎ、網状構造１３の安定性を高める。
【００７２】
次に、網状構造１３に対してドライエッチングやウエットエッチングなどを施し、機能線７のオーミックコンタクト層４を除去する。このとき、ドライエッチングのためのマスクを別途設ける必要はない。信号線８と機能線７との交差部分に形成された接続部１４がマスクとして機能し、接続部１４に覆われたオーミックコンタクト層が保護されるため、図１１および１２に示すように、信号線８と機能線７との交差部分のみオーミックコンタクト層４が残され、第１のオーミックコンタクト層１５が形成される。第１のオーミックコンタクト層１５は、後に形成されるトランジスタのソース電極となる。また、第１のオーミックコンタクト領域１１５が第１のオーミックコンタクト層１５と半導体層３との間に確定し、この第１のオーミックコンタクト領域１１５を介して、第１のオーミックコンタクト層１５と半導体層３との間で電流が流れる。このようにして、第１のオーミックコンタクト層１５および第１のオーミックコンタクト領域１１５は、信号線８と機能線７との交差部分に形成された接続部１４によって画定された領域に形成される。
【００７３】
第１のオーミックコンタクト層１５および第１のオーミックコンタクト領域１１５は、信号線８と機能線７との交差領域により確定される第１のオーミックコンタクト領域１１５により、信号線８に対して自動的あるいは本質的に整合する。このため、各第１のオーミックコンタクト層１５と信号線８との付加的な位置合わせ工程を行う必要はない。この意味において、第１のオーミックコンタクト層１５および第１のオーミックコンタクト領域１１５は自己整合的である。
【００７４】
図３に示す機能線７はオーミックコンタクト層４を有していたが、オーミックコンタクト層４はなくてもよい。機能線７がオーミックコンタクト層４を有していない場合には、機能線７の半導体層３へ拡散して半導体層３内にオーミック層となる低抵抗層を形成するようなドーパントを信号線８の導電層６に含ませておく。または、半導体層３と合金化して低抵抗層を形成するような物質を信号線８の導電層６に含ませておく。この場合、網状構造１３を熱処理し、信号線８の導電層６が融解して接続部１４を形成する際、接続部１４からドーパントが機能線７の半導体層３へ拡散してゆく。その結果、図１３に示すように、半導体層３内に第１のオーミックコンタクト層１５’が形成される。あるいは、接続部１４と半導体層３が合金化して、第１のオーミックコンタクト層１５’が形成される。半導体層３内に形成される。第１のオーミックコンタクト領域１１５’も第１のコンタクト層１５’と半導体層３との間に画定される。
【００７５】
第１のオーミックコンタクト層１５’および第１のオーミックコンタクト領域１１５’は、信号線８と機能線７との交差部分に形成された接続部１４によって画定された領域に形成される。したがって、第１のオーミックコンタクト層１５’および第１のオーミックコンタクト領域１１５’は、信号線８と機能線７との交差領域により確定される第１のオーミックコンタクト領域１１５’により、信号線８に対して自動的あるいは本質的に整合する。このため、各第１のオーミックコンタクト層１５’と信号線８との付加的な位置合わせ工程を行う必要はない。この意味において、第１のオーミックコンタクト層１５’および第１のオーミックコンタクト領域１１５’は自己整合的である。
【００７６】
第１のオーミックコンタクト層１５あるいは１５’を形成した後、後に形成するトランジスタの特性の向上や信頼性の向上のため網状構造１３全体に絶縁膜などからなる保護膜を形成してもよい。例えば、オーミックコンタクト層４を除去したあと、プラズマＣＶＤ法などによって窒化ケイ素膜や酸化ケイ素膜を網状構造１３全体に形成してもよい。
【００７７】
次に、図１４および１５に示すように、平坦化層１７を用いて網状構造１３を基板１６に固定する。基板１６としては、例えばポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）を用いることができる。ＰＥＳは透明であり、２００℃程度では変形せず、線膨張係数および温度依存性が小さいので寸法安定性に優れる。したがって、フレキシブルな表示装置を作製するのに適している。反射型の表示装置を作成する場合には、ステンレス基板を基板１６として用いてもよい。また、ガラス基板を用いてもよい。平坦化層１７としては、エポキシ系またはアクリル系樹脂などを用いることができる。また、基板１６と網状構造１３とを図示しない接着層で固定し、その後平坦化層１７を設けてもよい。本実施形態では平坦化層１７が接着層も兼ねている。接着層を設けるかどうかは、平坦化層の材質や膜厚、塗布方法などに依存する。
【００７８】
基板１６上に網状構造１３を配置し、網状構造１３の全体が埋まるように十分厚く平坦化層１７を塗布し、硬化させた後、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）によって平坦化層１７の表面をエッチングしてゆく。網状構造１３において縦糸および横糸の交差部分は厚くなっているので、エッチングが進むと、交差部分が露出し、各交差部分に開口１８が形成される。網状構造１３の表面全体に保護膜が形成されている場合には、開口１８から露出した保護膜もエッチングする。これにより、機能線７と信号線８の交差部分において開口１８から半導体層３が露出する。このような方法によれば、コンタクトホールを形成するためのパターニングを行う必要がなく、自己整合的に開口１８が形成できる。もちろん、従来技術のように、開口１８を規定するパターンをフォトリソグラフィ法により、形成し、そのパターンをマスクとしてエッチングを行ってもよい。
【００７９】
なお、本実施形態では、基板および平坦化層１７が網状構造１３を保持する固定構造として機能しているが、平坦化層１７のみで網状構造１３を保持する固定構造として機能しうるのであれば、基板１６はなくてもよい。
【００８０】
その後、図１６および１７に示すように、開口１８から露出した機能線７の半導体層３に接するよう第２のオーミックコンタクト層１９を形成する。オーミックコンタクト層１９は、従来のプラズマＣＶＤ法などによって形成されるｎ＋シリコン膜などを従来のフォトリソグラフィプロセスによってパターニングすることにより形成できる。第２のオーミックコンタクト領域１１９が第２のオーミックコンタクト層１９と半導体層３との間に確定され、この第２のオーミックコンタクト領域１１９を介して、第２のオーミックコンタクト層１９と半導体層３との間で電流が流れる。更に、それぞれの第２のオーミックコンタクト層１９に接するように画素電極２０を形成する。画素電極２０は金属膜から形成されてもよいし、ＩＴＯなどによる透明導電膜から形成されていてもよい。
【００８１】
第２のオーミックコンタクト層１９は、機能線７の半導体層３内に形成してもよい。図１８および１９に示すように、開口１８から露出した機能線７の半導体層３へ不純物を注入または拡散させたり、開口１８から露出した半導体層３に金属膜を堆積し、合金化させたりすることによって、第２のオーミックコンタクト層１９’を半導体層３内に形成することもできる。この場合、第２のオーミックコンタクト領域１１９’が第２のオーミックコンタクト層１９’と半導体層３との間に確定される。
【００８２】
これによって、機能線７と信号線８との各交差部分にトランジスタ２１が形成されたトランジスタアレイが形成され、また、各トランジスタ２１に画素電極２０が接続されたアクティブマトリクス基板２２が形成される。
【００８３】
図２０は、図１６および図１７または、図１８および１９に示されるトランジスタアレイを含むアクティブマトリクス基板２２の１つのトランジスタ２１を拡大して示している。トランジスタ２１は、第１のオーミックコンタクト領域１１５（または、図１３の第１のオーミックコンタクト領域１１５’）と第２のオーミックコンタクト領域１１９（１１９’）と、半導体層３中のこれらの領域に挟まれたチャネル領域２３とを備える。第１のオーミックコンタクト領域１１５（１１５’）を明示するために、図示していないが、第１のオーミックコンタクト領域１１５（１１５’）と信号線８との間には信号線の導電層６の一部である接続部１４が位置している。第１のオーミックコンタクト領域１１５（１１５’）および第２のオーミックコンタクト領域１１９（１１９’）によって挟まれており、半導体層３と絶縁層２を介して接する中心線１は、トランジスタ２１のゲート電極として機能する。また、第１のオーミックコンタクト層１５（１５’）と第２のオーミックコンタクト層１９（１９’）はドレイン電極およびソース電極として機能する。
【００８４】
上述したように、第１のオーミックコンタクト層１５（１５’）および第１のオーミックコンタクト領域１１５（１１５’）は信号線８との交差部分に自己整合的に形成されるため、位置合わせを行わなくても信号線８と第１のオーミックコンタクト領域１１５（１１５’）の第１のオーミックコンタクト層１５（１５’）とは確実に接続される。このため、機能線７の中心線１と信号線８とを用いてトランジスタ２１を制御することができる。
【００８５】
図２１は、アクティブマトリクス基板２２全体を等価回路で示したものである。複数の画素電極２０は、それぞれトランジスタ２１のドレイン電極となる第２のオーミックコンタクト層１９（または１９’）に接続される。一方、各トランジスタ２１のソース電極となる第１のオーミックコンタクト層１５（または１５’）は、対応する信号線８に接続されている。トランジスタ２１のゲート電極は機能線７の中心線１が兼ねており、中心線１は、アクティブマトリクス基板２２において走査線として機能する。また、補助容量線９の中心線１０が共通電位に接続されることによって、中心線１０、画素電極２０、および絶縁層１１が補助容量を形成する。補助容量線９を用いることによって、画素電位が変動してしまうという「ＤＣシフト」を抑制することができる。
【００８６】
走査線となる中心線１および信号線８をそれぞれ走査線駆動ＩＣ２５および信号線駆動ＩＣ２６に接続することによって、走査信号により順次選択される中心線１につながるトランジスタ２１が導通状態となり、信号線８からのデータ信号が画素電極２０に書き込まれる。
【００８７】
本実施形態によるトランジスタアレイおよびアクティブマトリクス基板によれば、トランジスタ２１のゲート絶縁膜となる絶縁層２および半導体層３はあらかじめ機能線７に設けられる。したがって、十分に高い温度で絶縁層２および半導体層３を形成することによって、高耐圧を備えた絶縁層２および高移動度で欠陥密度の低い半導体層３を得ることができる。基板１６は、絶縁層２および半導体層３を形成するときの高温に曝されることがないので、例えば、耐熱温度が２００℃以下の耐熱性が低いプラスチックなどから形成される基板上に１０００℃を超える処理温度で形成された半導体層や絶縁層を備えたトランジスタを設けることが可能となる。これにより、折り曲げが可能なフレキシブルなアクティブマトリクス基板が実現すことができ、フレキシブルなＴＦＴ液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などを作製することが可能となる。
【００８８】
また、上述したように第１のオーミックコンタクト層１５および第１のオーミックコンタクト領域１１５は、信号線８と機能線７との交差によって画定される領域に自己整合的（自動的かつ本質的）に形成され、かつ、信号線８と確実に電気的接触が確保される。また、第２のオーミックコンタクト層１９および第２のオーミックコンタクト領域１１９は信号線８と機能線７とを網状に織り込んだ後、形成される。このため、機能線７と信号線８を配置する際、アライメントのずれを考慮しなくても、複数のトランジスタが位置ずれを起こすことなく配置されたトランジスタアレイおよびアクティブマトリクス基板が実現する。
【００８９】
また、耐熱性の低い基板は、耐熱温度を超える高温プロセスに曝されるたびに膨張し、膨張後は加熱前の形状にまで戻らずサイズが大きくなってしまう。このため、従来のアクティブマトリクス基板を耐熱性の低い基板を用いて製造しようとすると、基板の膨張のため、高温プロセス後は設計どおり配線や電極を基板上に配置することは非常に困難であった。
【００９０】
これに対し、本発明のトランジスタアレイおよびアクティブマトリクス基板によれば、基板１６が高温に曝されることはないため、熱膨張によるアライメントのずれを防ぐことができ、設計どおりのパターンを形成することができる。したがって、トランジスタアレイおよびアクティブマトリクス基板の製造歩留まりも向上する。例えば、プラスチック基板のような熱膨張係数の大きい基板を用いても、高い歩留まりで、所望のパターンを有するアクティブマトリクス基板を製造することができる。さらに、信号線８と機能線７とは網状構造によって保持されているので、基板１６が膨張したり収縮したりしても網状構造は影響を受けにくく、基板１６の膨張や収縮による信号線８と機能線７とのアライメントのずれが発生する可能性は小さい。
【００９１】
また、信号線８と機能線７とを織り込んで網状構造を形成しているので、構造的に安定なトランジスタアレイを形成することがきる。網状構造の信号線８と機能線７との交差部分では、第１のオーミックコンタクト層１５および第２のオーミックコンタクト層１９とが機能線７の中心線１を挟み込むように位置している。つまり、信号線８と電気的接触を確保するための第１のオーミックコンタクト層１５は機能線７の中心線１に対して相対的に下側に位置しており、画素電極２０と電気的接触を確保するための第２のオーミックコンタクト層１９は機能線７に対して機能線７の中心線１に対して相対的に上側に位置している。このため信号線８と機能線７との交差によって交差部分の近傍に凹凸が生じても、平坦化層１１によってその凹凸を平坦化することができ、画素電極２０の形成に悪影響を与えることを避けることができる。
【００９２】
以上において、アクティブマトリクス基板２２を説明したが、アクティブマトリクス基板２２は液晶表示装置に好適に用いられる。たとえば、対向電極およびカラーフィルタ層を設けた対向基板を用意し、上記アクティブマトリクス基板および対向基板に配向膜を設け、ラビング法による配向処理を施して配向処理面を互いに内側にしてシール材を介して張り合わせ基板間に液晶を注入することにより、本願発明による液晶表示装置が得られる。
【００９３】
また、液晶表示装置に限らず、電圧が印加されることにより光学的性質が変調したり、発光したりする材料を表示媒体層として用い、対向基板と本発明のアクティブマトリクス基板との間にそのような表示媒体層を保持することにより、種々の表示装置を得ることができる。例えば表示媒体層として有機蛍光材料を用いた有機ＥＬ表示装置などの表示装置にも本発明のアクティブマトリクス基板は好適に用いられる。
【００９４】
また、上記実施形態において、機能線７の半導体層３に光が入射することによって悪影響が生じる場合には、適当な遮光手段を設けてもよい。例えば、上記アクティブマトリクス基板２２を用いて反射型の画像表示装置などを作製する場合には、平坦化層１１に黒色樹脂などの遮光性を有する材料を用いればよい。透過型画像表示装置を作成する場合には、機能線７を覆う遮光層を設ける。
【００９５】
具体的には、図１３に示す網状構造１３を作製した後、図２２、２３に示すように、網状構造１３全体を黒色樹脂からなる遮光層２７で覆う。次に、図２４および２５に示すように、基板１６上に平坦化層１７を用いて、遮光層２７を有する網状構造１３を固定する。そして、図２６、２７に示すように、半導体層３が露出するまで平坦化層１７および遮光層２７をエッチングして、開口１８を形成する。最後に、図２８、２９に示すように、第２のオーミックコンタクト層１９および画素電極２０を形成することにより、遮光層２７を有するアクティブマトリクス基板２２’を作製することができる。
【００９６】
また、上記実施形態では、半導体層３は機能線７の長手方向に連続している。このため、隣接する２つのトランジスタ２１間の距離が小さい場合には、隣接する２つのトランジスタ２１が互いの動作に影響を与える可能性がある。この場合には、図３０に示すように、開口１８よりも小さい第２のオーミックコンタクト層１９’’を形成し、同時に、第２のオーミックコンタクト層１９’’を囲むように半導体層３に接する第３のオーミックコンタクト層３２を設ける。そして信号線８と補助容量線９との交差部分に形成された開口１８を介して第３のオーミックコンタクト層３２と信号線８とを電極３１によって電気的に接続する。この構造によれば、第３のオーミックコンタクト層３２が、隣接するトランジスタ２１の動作による影響を阻止することができる。
【００９７】
（第２の実施形態）
本実施形態では、第１の実施形態のアクティブマトリクス基板を対向マトリクス方式の画像表示装置に適用した例を説明する。第１の実施形態で説明したアクティブマトリクス基板によれば、機能線の全周に半導体層が設けられ、機能線に形成される複数のトランジスタ間は半導体層を介して接続されている。このため、トランジスタの第２のオーミックコンタクト層には、チャネルを介して信号線から電流が流れるだけではなく、隣接するトランジスタの信号線からもリーク電流が流れ込む可能性がある。
【００９８】
ドレイン電極と隣接したトランジスタの信号線との間隔が十分大きい場合や半導体層に形成されるチャネルの抵抗が十分高い場合には、このことは大きな問題とならない。しかし、精細度の高い画像表示装置に本発明を用いる場合には、このリーク電流によって表示品位が低下する可能性がある。このような場合、本実施形態による対向マトリクス方式の画像表示装置を好適に用いることができる。
【００９９】
図３１は、対向マトリクス方式の画像表示装置３５の断面を模式的に示している。対向マトリクス方式の画像表示装置３５は、アクティブマトリクス基板２２と、対向基板３６と、これらに挟まれた液晶層３７とを含んでいる。アクティブマトリクス基板２２は、第１の実施形態で説明したアクティブマトリクス基板２２と同一である。しかし、信号線８には基準電位が印加され、基準電位線として機能する。
【０１００】
対向基板３６は図３２に示すように、透明基板３８に保持されたカラーフィルタ層３９ａ、３９ｂ、３９ｃと、ＩＴＯなどからなる透明電極４０とを有している。対向基板３６は透明電極４０がアクティブマトリクス基板２２の機能線７と直交するように保持される。透明電極４０はデータ配線としてデータ信号が入力されるため信号線として機能し、透明電極４０と画素電極２０との間に生じる電位差によって、液晶層３７の液晶分子を駆動し画像が表示される。
【０１０１】
このような対向マトリクス方式の画像表示装置３５の場合、画素電極２０には同一の信号が入力される。このため、機能線７の半導体層３が隣接するトランジスタと連続していても、画素電２０が同電位であるため、隣接するトランジスタからのリーク電流の流れ込みを防ぐことができる。このため、精細度が高く、良好な表示品位を備えた画像表示装置を実現することができる。
【０１０２】
なお、本実施形態において、機能線７と基準電位を印加する信号線８とは直交しているが、機能線７と基準電位を印加する信号線８とは必ずしも直交している必要はなく、平行でもよい。
【０１０３】
（第３の実施形態）
図３３および図３４を参照して、本発明の第３の実施形態を説明する。
【０１０４】
本実施形態のアクティブマトリクス基板５０は、補助容量線９およびダミー線２８を用いない点で、第１の実施形態のアクティブマトリクス基板２２と異なっている。
【０１０５】
図３３および図３４に示すように、アクティブマトリクス基板５０は、第１の機能線７ａおよび第２の機能線７ｂと第１の信号線８ａおよび第２の信号線８ｂとを備えている。第１の機能線７ａおよび第２の機能線７ｂは、いずれも第１の実施形態で説明した機能線７とおなじ構造を備えており、交互に配列されている。第１の信号線８ａおよび第２の信号線８ｂも第１の実施形態で説明した信号線８と同じ構造を備えており、交互に配列されている。
【０１０６】
第１の機能線７ａおよび第２の機能線７ｂと第１の信号線８ａおよび第２の信号線８ｂとは、第１の実施形態と同様、平織りによって織り込まれている。平織りによれば、交差部分における縦糸と横糸の上下関係は交互に入れ替わるが、本実施形態では、第１の機能線７ａおよび第２の機能線７ｂならびに第１の信号線８ａおよび第２の信号線８ｂはそれぞれ交互に配置されている。このため、第１の機能線７ａと第１の信号線８ａとの交差部分では、第１の機能線７ａが第１の信号線８ａの上に位置している。また、第２の機能線７ｂと第２の信号線８ｂとの交差部分では第２の機能線７ｂが第２の信号線８ｂの上に位置している。
【０１０７】
これらの交差部分において、開口１８ａおよび１８ｂがそれぞれ形成され、半導体層３に接するように第２のオーミックコンタクト層１９ａおよび１９ｂがそれぞれ形成されている。これによって、第１の機能線７ａと第１の信号線８ａとの交差部分および第２の機能線７ｂと第２の信号線８ｂとの交差部分に第１のトランジスタ２１ａおよび第２のトランジスタ２１ｂがそれぞれ形成され、第１のトランジスタ２１ａおよび第２のトランジスタ２１ｂを有するトランジスタアレイが構成される。
【０１０８】
第１のトランジスタ２１ａの第２のオーミックコンタクト層１９ａには第１の画素電極２０ａが接続され、第２のトランジスタ２１ｂの第２のオーミックコンタクト層１９ｂには第２の画素電極２０ｂが接続される。図３３に示すように、第１の画素電極２０ａおよび第２の画素電極２０ｂは、隣接する４つの第１のトランジスタ２１ａに囲まれる領域に設けられる。この領域は、第１の実施形態の画素電極２０の１つ分に対応する。
【０１０９】
アクティブマトリクス基板５０において、交互に配置された複数の第１の画素電極２０ａおよび第２の画素電極２０ｂからなる１列の画素電極群は、機能線７ａの中心線１と第２の機能線７ｂの中心線１との２本で駆動される。このようにすることによって、画素電極に接続されるトランジスタを、常にトランジスタアレイの網状構造の表面側（または裏面側）に形成することが可能となる。
【０１１０】
アクティブマトリクス基板５０を駆動するには、機能線７ａの中心線１と第２の機能線７ｂの中心線１とに同じ走査信号を印加すればよい。また、半導体層３の移動度が充分に高く、トランジスタのオン時間を半分以下にしても画素電極に充分充電ができる場合、図３５に示すように、従来の１画素分の走査信号を印加する時間の半分以下の時間幅を有する信号を機能線７ａの中心線１と第２の機能線７ｂの中心線１とに別々に印加してもよい。このようにすれば、半導体層３を介して隣接するトランジスタへリークする電流を低減することができる。
【０１１１】
このように、本実施形態によれば、ダミー線を配設する必要がなくなる。すなわち、第１の実施形態では、縦方向および横方向ともに２本の線（縦方向：補助容量線および機能線、横方向：信号線およびダミー線）を用いて一画素を形成していたが、本実施形態では、縦方向に配設された２本（補助容量線および機能線）および横方向に配設された１本（信号線）を用いて一画素を形成することができる。このため、同一線間隔で網状構造のトランジスタアレイを形成した場合、より高精細のトランジスタアレイを形成することができる。また、機能線を織る速度は、トランジスタアレイの線間隔に依存するため、同一の精細度を備えたトランジスタアレイを形成する場合には、製造速度を高めることができる。
【０１１２】
なお、本実施形態において、遮光層や絶縁層を設けるほうが好ましい場合には第１の実施形態で説明したように、アクティブマトリクス基板５０に遮光層や絶縁層を形成してもよい。
【０１１３】
（第４の実施形態）
本実施形態では機能線および信号線を織りこむとなく網状構造を形成したアクティブマトリクス基板を説明する。
【０１１４】
まず、第１の実施形態で説明したように、機能線７、信号線８および補助容量線９を用意する。図３６に示すように、信号線８を平行に配置した後、信号線８と直行し、かつ接するように機能線７および補助容量線９を配置する。そして第１の実施形態で説明したように、信号線８の表面の導電層６を融解・凝固させて、信号線８と機能線７および補助容量線９とを接続する。これにより、図３８および３９に示すように、信号線８の導電層６が融解して、接続部１４が機能線７および補助容量線９と信号線８との間に形成される。接続部１４により、機能線７および補助容量線９と信号線８との接触面積が広がり、これらの線の電気的および機械的接続を確実なものにすることができる。
【０１１５】
その後、第１の実施形態で説明したように、機能線７および補助容量線９と信号線８との接続により形成された網状構造に対してエッチングを施し、接続部１４をマスクとして機能線７のオーミックコンタクト層４を除去する。そして、平坦化層１７を介して基板１６に網状構造を固定する。本実施形態の場合、機能線７は織られていないので、機能線７の信号線８と交差している部分と機能線７の他の部分とは同じ高さを有している。このため、平坦化層１７をＣＭＰによってエッチングしてゆくと図３８および図３９に示すように、機能線７の半導体層３の一部を機能線７に沿って連続的に露出する開口が形成される。その後、第１の実施形態と同様にして、第２のオーミックコンタクト層１９および画素電極２０を形成する。
【０１１６】
このようにして形成されたアクティブマトリクス基板５１では、信号線８と機能線７との立体配置がどの交差部分においても同じとなる。このため、交差部分における立体配置を調整するために第１の実施形態で用いたダミー線をアクティブマトリクス基板５１では用いる必要がない。その結果、信号線８の間隔を狭くすることも可能となり、信号線に垂直な方向における画素のピッチを小さくして、高精細な画像表示装置を実現することが可能となる。また、補助容量線９は、信号線８と機能線７との交差部分における立体配置を調整する働きはしていないため、補助容量を補助容量線９によって高める必要がない場合には、補助容量線９を省略することもできる。この場合には、信号線と平行な方向にも画素ピッチを小さくすることができ、より高精細な画像表示装置を実現することが可能となる。
【０１１７】
さらに、本実施形態によれば、機能線７、信号線８および補助容量線９を織り込む必要がなくなるため、第１の実施形態よりも短時間で網状構造を有するトランジスタアレイおよびアクティブマトリクス基板を製造することができる。
【０１１８】
（第５の実施形態）
本実施形態では、第４の実施形態のアクティブマトリクス基板を作製するために、機能線７、信号線８および補助容量線９を織り込むことなく網状構造を形成するのに用いる冶具を詳しく説明する。
【０１１９】
図４０は、細線として信号線８を固定するための第１の固定冶具６０を示しており、図４１は細線として機能線７および補助容量線９を固定するための第２の固定冶具７０を示している。第１の固定冶具６０は、一対の固定部６１と一対の補助部６３とを有する。
【０１２０】
固定部６１は、信号線８の両端を挟み込んで保持する。補助部６３は、固定部６１の間隔を保ち、固定部６１と一体となって、枠構造を形成する。固定部６１および補助部６３によって形成される枠構造は内部空間６４を規定している。固定部６１の両端には、第３の固定冶具７０と係合する係合部６５を備えている。第２の固定冶具７０も同様に、固定部７１、補助部７３および係合部７５を備えている。
【０１２１】
図４２から図４４は、図４０に示すＢ−Ｂ線における断面であり、第１の固定冶具６０を用いて信号線８を固定する方法を示している。これらの図に示すように、固定部６１は、信号線８を受ける複数の溝６５を有する固定部下部６１ａと溝６５に配置された信号線８を押さえつける固定部上部６１ｂとを含む。溝６５の数、深さおよび間隔は、信号線８の直径や作製するアクティブマトリクス基板５１の仕様に応じて最適な値に選ばれている。また、固定部下部６１ａの溝６５の内面および固定部上部６１ｂの固定部下部６１ａに対向する面には、樹脂などによるクッション層６６または、接着層６６が設けられている。
【０１２２】
図４４および図４５に示すように、信号線８に張力を加えながら、一対の固定部下部６１ａの溝６５に信号線８の両端を配置し、固定部下部６１ａと固定部上部６１ｂとで信号線８を挟みこむ。接着層６６が設けられているため、信号線８が弛むことなくその張力を保って固定部６１に保持される。同様にして、図４１に示すように、第２の固定冶具７０に機能線７および補助容量線９を固定する。
【０１２３】
次に、図４５に示すように、第１の固定冶具６０と第２の固定冶具７０とを、係合部６５および係合部７５が係合するように重ね合わせる。係合部６５および係合部７５の係合によって図４６に示すように、信号線８が、機能線７および補助容量線９と直交し、かつ接するように、第１の固定冶具６０と第２の固定冶具７０とが相対配置される。
【０１２４】
続いて、図４７に示すように、加熱圧着板６８を用いて、信号線８と機能線７および補助容量線９とを挟み、これらの線を加熱する。これによって、図４８に示すように、信号線８の導電層６が融解し、機能線７および補助容量線９と接する接合部１４が形成される。接合部１４の形成によって、信号線と機能線７および補助容量線９とが機械的にも電気的にも確実に接続される。その後、第１の実施形態において詳述したようにオーミックコンタクト層４を除去する。
【０１２５】
図４９に示すように、その後、必要に応じて、信号線８、機能線７および補助容量線９の表面に遮光層２７を設け、図５０に示すように、基板１６に平坦化層１７を用いて固定する。遮光層２７の替わりに保護層を形成してもよいし、遮光層２７および保護層の両方を設けてもよい。そして、基板１６の外周に沿って、信号線８、機能線７および補助容量線９を切断して、図５１に示す構造を得る。その後、図５２に示すように、遮光層２７を除去し、半導体層３を露出させる。
【０１２６】
本実施形態による固定冶具を用いれば、信号線８、機能線７および補助容量線９を均一な張力で、安定して保持することができ、また、多くの信号線８、機能線７および補助容量線９を容易に扱うことが可能となる。これによって、製造プロセスの歩留まりを向上させることができる。
【０１２７】
（第６の実施形態）
本実施形態では、発光性または導光性を有する照明線を有するアクティブマトリクス基板を説明する。
【０１２８】
まず、図５３を参照しながら、照明線として発光性の照明線８０を説明する。
【０１２９】
照明線８０は、少なくとも導電性の表面を有する中心線８１（例えば直径３０μｍ）と、中心線８１を覆う正孔輸送層８２と、正孔輸送層８２を覆う発光層８３と、発光層８３を覆う電子輸送層８４と、電子輸送層８４を覆う透明電極８５とを備えている。
【０１３０】
正孔輸送層８２、発光層８３、および電子輸送層８４には公知のエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）材料を用いることができる。また、正孔輸送層８２と電子輸送層８４とはその位置が入れ替わっていてもよい。中心線８１と透明電極８５との間に電圧を印加することにより、発光層８３が発光し、照明線８０の側面から光を出射する。照明線８０の透明電極８５の周りには、絶縁層８６が設けられ、更に絶縁性の融解接着層８７が設けられている。融解接着層８７は、絶縁性を有し、１００℃〜４００℃の範囲において融解する物質からなる。
【０１３１】
図５４および図５５に示すように、１本の信号線８と１本または複数の照明線８０とを交互に配列する。図では３本の照明線８０と１本の信号線８とが交互に配列されている。そして、信号線８および照明線８０が交差し、かつ接するように機能線７および補助容量線９を配置する。続いて加熱を行うことによって、信号線８の導電層６を融解させ、接続部１４を形成し、信号線８と機能線７および補助容量線９とを機械的に接続するとともに電気的にも接続する。このとき、照明線８０の絶縁性融解接着層８７も融解し、接続部１４’が形成される。接続部１４’によって機能線７および補助容量線９と照明線８０とが機械的に接続する。これにより、網状構造９０が形成される。
【０１３２】
網状構造９０全体に対してドライエッチングなどを施して、オーミックコンタクト層４をエッチングする。このとき、図５６および図５７に示すように、接続部１４がマスクとなって、第１のオーミックコンタクト層１５が形成される。また、接続部１４’に対応する領域においてもオーミックコンタクト層８９が残る。
【０１３３】
平坦化層１７を用いて網状構造９０を基板１６に固定した後、平坦化層１７から機能線７の半導体層３を露出させ、第２のオーミックコンタクト層１９と画素電極２０を更に形成することによって、アクティブマトリクス基板９１が作製される。なお、図示していないが、必要に応じて、機能線７の表面を覆う遮光層や保護層を設けてもよい。
【０１３４】
一般に、カラー表示が可能な画像表示装置を実現する場合、赤、青、緑の三色が必要となる。本実施形態のアクティブマトリクス基板９１を用いてカラー表示装置を作製する場合には、三色を発光するのに最適な正孔輸送層８２、発光層８３および電子輸送層８４を選び、赤色用照明線８０、青色用照明線８０、緑色用照明線８０をそれぞれ作製しておく。そして、信号線８、機能線７および補助容量線９を用いて網状構造９０を作製する際、各色を発光する照明線８０を適宜配置すればよい。例えば、信号線８の直径が５０μｍであり、信号線８の間隔が２４０μｍである場合、一対の信号線８の間に、５０μｍの直径を有する照明線８０を３本、１０μｍ間隔で配置することが可能である。
【０１３５】
発色させる色ごとに画素電極を分ける場合には、一対の信号線８の間に配置される複数の照明線８０は、同じ色を発色するものであってもよい。つまり、図５８および図５９に示されるアクティブマトリクス基板９１において図示される３本の照明線８０は赤、青、緑のうちのいずれか一色であればよい。また、従来のフィールドシーケンシャル駆動型の画像表示装置のように、１つの画素電極の下に三色（赤、青、緑）の照明線８０を配置し、時分割によって３つの色の発光を制御してもよい。
【０１３６】
このようにして形成されるアクティブマトリクス基板９１は、照明線８０を備えているため、基板１６が不透明な材質から形成されていても従来の透過型表示装置のように高いコントラストで明るい画像を表示することができる。また、照明線８０としてＥＬ素子を用いることによって、よりコントラストが高く、消費電力の小さい画像表示装置が実現できる。
【０１３７】
また、上記実施形態では、照明線８０は発光性を備えていたが、導光性の照明線８０を用いてもよい。例えば、照明線８０として、ガラスやプラスチックから形成される透明な細線を用意する。この細線の側面は、細線の一端から導入された光が側面から出射するように、側面が粗面化されているなど、細線を伝播する光が側面から出射できる構造を備えている。このような照明線８０をアクティブマトリクス基板９１に組み込み、照明線８０の一端から任意の色あるいは、上述したように、赤、青、緑の三色を発光する光源の光を導入することによって、上述したように優れた画像表示装置を実現することができる。
【０１３８】
上記第２の実施形態以外においては、トランジスタアレイおよびアクティブマトリクス基板を説明したが、これらの実施形態のトランジスタアレイおよびアクティブマトリクス基板は液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などの画像表示装置に好適に用いることができる。
【０１３９】
また、上記実施形態のトランジスタアレイやアクティブマトリクス基板では、機能線を含む網状構造は平坦化層を介して基板に固定されていた。しかし、平坦化層が用途に応じた適切な強度や柔軟性を備え、網状構造や平坦化層上に形成される種々の薄膜回路を支持することが可能な場合には、トランジスタアレイやアクティブマトリクス基板は基板を有していなくてもよい。
【０１４０】
また、上記各実施形態のトランジスタアレイおよびアクティブマトリクス基板は、第１のオーミックコンタクト層および第２のオーミックコンタクト層を含んでいる。これは、オーミックコンタクト層が半導体層と導電線、画素電極などとを低抵抗で電気的に接続するのに好適に用いることができるからである。
【０１４１】
しかし、半導体層と導電線、画素電極などとを低抵抗で直接電気的に接続することができるのであれば、第１のオーミックコンタクト層および第２のオーミックコンタクト層を省略してもよい。たとえば、ＺｎＯを含む半導体層は、Ｔｉ、ＴｉＯ、あるいは他の適切な材料と低抵抗で電気的に接続することが可能である。この場合、第１のオーミックコンタクト層および第２のオーミックコンタクト層は好適に省略することができる。
【０１４２】
具体的には、図６０に示すように、中心線１、絶縁層２および半導体層３を有する機能線１０７をまず用意する。半導体層３は、たとえば、ＺｎＯからなる。第１の実施形態のオーミックコンタクト層４はこの形態において省略される。また、信号線はたとえば、Ｔｉからなる導電層６を含む。
【０１４３】
図６１および６２に示すように、アクティブマトリクス基板１１２は、機能線１０７および信号線８を用いて形成される。アクティブマトリクス基板１１２において、信号線８が機能線１０７と交差し、接触する領域は第１のオーミックコンタクト領域１１５となり、第１のオーミックコンタクト領域１１５を介して、信号線と機能線１０７の半導体層６との間で電流が流れる。上述したように、Ｔｉからなる導電層６とＺｎＯを含む半導体層３は低抵抗で良好なオーミック接触を形成する。したがって、機能線１０７と信号線８との間に第１のオーミックコンタクト層を設ける必要はない。この場合、導電層６の一部である第１のオーミックコンタクト領域１１５はソース電極として機能する。
【０１４４】
また、アクティブマトリクス基板１１２において画素電極２０は開口１８を介して機能線１０７の半導体層３と接している。画素電極２０も好ましくはＴｉからなり、これにより、画素電極３０と半導体層３の間に第２のオーミックコンタクト層を設ける必要がなくなる。画素電極２０が機能線７と接触している領域は第２のオーミックコンタクト領域１１９となり、第２のオーミックコンタクト領域１１９を介して、画素電極２０と機能線１０７の半導体層３との間に電流が流れる。この場合、画素電極２０の一部である、第２のオーミックコンタクト領域１１９はドレイン電極として機能する。第１の実施形態で説明したように、チャネル領域が、第１のオーミックコンタクト領域１１５と第２のオーミックコンタクト領域１１９との間に画定される。
【０１４５】
アクティブマトリクス基板１１２によれば、半導体層７の上に第１のオーミックコンタクト層を形成したり、基板１６の表面に第２のオーミックコンタクト層を形成したりする必要がない。したがって、アクティブマトリクス基板１２２を作製するための製造工程の数を減らすことができる。また、基板１６に対してフォトリソグラフィにより位置合わせが必要な第２のオーミックコンタクト層のパターニングも不要である。このため、アクティブマトリクス基板１２２の作製におけるフォトリソグラフィ工程の位置合わせの数を減らすことができ、歩留まりを向上させることができる。
【０１４６】
また、本発明のトランジスタアレイは、アクティブマトリクス基板以外の種々のトランジスタアレイを含む半導体装置に適用することが可能である。
【０１４７】
たとえば、ＣＭＯＳイメージセンサのセルアンプとして本発明のトランジスタアレイを用いることができる。あるいは、アレイ状にトランジスタが配列されており、トランジスタをスイッチング素子または増幅素子として用いる種々の半導体装置へ本発明のトランジスタアレイを用いることができる。
【０１４８】
また、太陽電池の機能を持つ機能線やＣＣＤセンサとしての機能を有する機能線を形成することも可能であり、これらの機能線と本発明のトランジスタアレイやアクティブマトリクス基板とを組み合わせて、まったく新しい半導体装置を作ることも可能である。たとえば、本発明のアクティブマトリクス基板を用いた画像表示装置に隣接して、ＣＣＤセンサとしての機能を有する機能線を配置し画像撮影装置を設ける。更に、第３の実施形態で説明した駆動回路と太陽電池の機能を持つ機能線を画像表示装置および画像撮影装置の周辺に配置する。このような構造を有する半導体装置は、外部バッテリーが無くとも長時間使用可能な画像表示・画像撮影装置を実現できる。このように構造や使用している薄膜、特に半導体層の種類がまったく異なる複合半導体装置を実現することは従来のプロセスでは困難であったが、本発明の機能線、トランジスタアレイおよびアクティブマトリクス基板を用いることによって、こうした複合半導体装置を実現できる。
【０１４９】
【発明の効果】
本発明のトランジスタアレイ、アクティブマトリクス基板ならびにトランジスタアレイの製造方法によれば、高温で形成された絶縁性の高い絶縁層と電子移動度の大きい半導体層とを有するトランジスタを耐熱温度が低い基板上に設けることができる。したがって、プラスチックなどからなる基板をトランジスタアレイおよびアクティブマトリクス基板に用いることによって、フレキシブルなトランジスタアレイやアクティブマトリクス基板が実現できる。
【０１５０】
また、機能線に形成されるトランジスタのオーミックコンタクト領域の１つは、導電線と機能線との交差領域において、導電線の一部をマスクとして自己整合的に形成される。したがって、トランジスタと信号線とのアライメントのずれが生じることなく、複数のトランジスタを配列したトランジスタアレイを容易に形成することができる。
【０１５１】
また、導電線と機能線とは網状構造によって保持されているので、基板が膨張したり収縮したりしても網状構造は影響を受けにくく、基板の膨張や収縮によるアライメントのずれの発生を低減することができる。
【０１５２】
また、本発明の固定冶具によれば、導電線や機能線を均一な張力で固定して網状構造を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態で用いる機能線を作製する一工程を示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態で用いる機能線を作製する一工程を示す斜視図である。
【図３】第１の実施形態で用いる機能線を示す斜視図である。
【図４】第１の実施形態で用いる信号線を作製する一工程を示す斜視図である。
【図５】第１の実施形態で用いる信号線を示す斜視図である。
【図６】第１の実施形態で用いる補助容量線を示す斜視図である。
【図７】第１の実施形態で用いるダミー線を示す斜視図である。
【図８】第１の実施形態のアクティブマトリクス基板を作製する一工程を示す平面図である。
【図９】図８のＡ−Ａ線断面図である。
【図１０】図８に示す構造において、信号線と機能線との交差部分を示す斜視図である。
【図１１】第１の実施形態のアクティブマトリクス基板を作製する一工程を示す平面図である。
【図１２】図１１のＡ−Ａ線断面図である。
【図１３】変形例による図１１のＡ−Ａ線断面図である。
【図１４】第１の実施形態のアクティブマトリクス基板を作製する一工程を示す平面図である。
【図１５】図１４のＡ−Ａ線断面図である。
【図１６】第１の実施形態のアクティブマトリクス基板を示す平面図である。
【図１７】図１６のＡ−Ａ線断面図である。
【図１８】第１の実施形態のアクティブマトリクス基板の変形例を示す平面図である。
【図１９】図１８のＡ−Ａ線断面図である。
【図２０】図１８における信号線と機能線との交差部分の構造を示す斜視図である。
【図２１】第１の実施形態のアクティブマトリクス基板の等価回路図である。
【図２２】第１の実施形態のアクティブマトリクス基板の変形例を作製する一工程を示す平面図である。
【図２３】図２２のＡ−Ａ線断面図である。
【図２４】第１の実施形態のアクティブマトリクス基板の変形例を作製する一工程を示す平面図である。
【図２５】図２４のＡ−Ａ線断面図である。
【図２６】第１の実施形態のアクティブマトリクス基板の変形例を作製する一工程を示す平面図である。
【図２７】図２６のＡ−Ａ線断面図である。
【図２８】第１の実施形態のアクティブマトリクス基板の他の変形例を平面図である。
【図２９】図２８のＡ−Ａ線断面図である。
【図３０】第１の実施形態のアクティブマトリクス基板の他の変形例を示す平面図である。
【図３１】第２の実施形態の表示装置を示す断面図である。
【図３２】図３１の表示装置に用いられる対向基板を示す平面図である。
【図３３】第３の実施形態のアクティブマトリクス基板を示す平面図である。
【図３４】図３３のＡ−Ａ線断面図である。
【図３５】図３３に示すアクティブマトリクス基板に印加する走査信号の一例である。
【図３６】第４の実施形態によるアクティブマトリクス基板を作製する一工程を示す平面図である。
【図３７】図３６のＡ−Ａ線断面図である。
【図３８】第４の実施形態によるアクティブマトリクス基板を示す平面図である。
【図３９】図３８のＡ−Ａ線断面図である。
【図４０】第５の実施形態による第１の固定冶具を示す平面図である。
【図４１】第５の実施形態による第２の固定冶具を示す平面図である。
【図４２】第１の固定冶具を用いて信号線を固定する一工程を示す断面図である。
【図４３】第１の固定冶具を用いて信号線を固定する一工程を示す断面図である。
【図４４】第１の固定冶具を用いて信号線を固定する一工程を示す断面図である。
【図４５】第１の固定冶具および第２の固定冶具を用いて信号線、機能線および補助容量線を配置した状態を示す平面図である。
【図４６】第１の固定冶具および第２の固定冶具を用いて信号線、機能線および補助容量線を配置した状態を示す断面図である。
【図４７】第５の実施形態によるアクティブマトリクス基板を作製する一工程を示す断面図である。
【図４８】第５の実施形態によるアクティブマトリクス基板を作製する一工程を示す断面図である。
【図４９】第５の実施形態によるアクティブマトリクス基板を作製する一工程を示す断面図である。
【図５０】第５の実施形態によるアクティブマトリクス基板を作製する一工程を示す断面図である。
【図５１】第５の実施形態によるアクティブマトリクス基板を作製する一工程を示す断面図である。
【図５２】第５の実施形態によるアクティブマトリクス基板を作製する一工程を示す断面図である。
【図５３】第６の実施形態で用いる照明線の構造を示す斜視図である。
【図５４】第６の実施形態によるアクティブマトリクス基板を製造する一工程を示す平面図である。
【図５５】図５４のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５６】第６の実施形態によるアクティブマトリクス基板を製造する一工程を示す平面図である。
【図５７】図５６のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５８】第６の実施形態によるアクティブマトリクス基板を示す平面図である。
【図５９】図５８のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６０】第１から第６の実施形態の変形例で用いる機能線を示す斜視図である。
【図６１】第１から第６の実施形態の変形例によるアクティブマトリクス基板を示す平面図である。
【図６２】図６１のＡ−Ａ線断面図である。
【図６３】（ａ）は従来技術による金属線の周囲に形成されたトランジスタを示す斜視図であり、（ｂ）はその断面図である。
【図６４】図６０に示すトランジスタを用いたアクティブマトリクス基板の構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
１、５、１０　中心線
２、６　絶縁層
３　半導体層
４　オーミックコンタクト層
７　機能線
８　信号線
９　補助容量線
１１　導電層
１４　接続部
１５、１５’　第１のオーミックコンタクト層
１６　基板
１７　平坦化層
１８、１８’　開口
１９、１９’　第２のオーミックコンタクト層
２０　画素電極
２８　ダミー線
２１　トランジスタ
２２、２２’、５０　アクティブマトリクス基板
２３　チャネル
２７　遮光層
３５　画像表示装置
３６　対向基板
３７　液晶層
６０　第１の固定冶具
７０　第２の固定冶具
１１５、１１５’　第１のコンタクト領域
１１９、１１９’　第２のコンタクト領域
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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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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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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