(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子基板と前記スイッチング素子基板に対向する対向基板との距離を制御するカラムスペーサを備えたディスプレイの製造方法であって、
前記スイッチング素子基板上に第１バンク膜を形成するバンク膜形成工程と、
前記第１バンク膜を選択的にエッチングして第１バンクにより形成された第１の凹部を形成する第１凹部形成工程と、
前記凹部に第１機能液を配置する第１機能液配置工程と、
前記第１機能液により形成した配線膜と前記第１バンクの上に第２バンク膜を形成する第２バンク膜形成工程と、
前記第２バンク膜を選択的にエッチングして、前記カラムスペーサと第２バンクを形成するスペーサ形成工程と、
前記カラムスペーサと前記第２バンクにより形成された第２の凹部に第２機能液を配置する第２機能液配置工程と、を含む
ことを特徴とするディスプレイの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のディスプレイの製造方法において、
前記カラムスペーサをスイッチング素子が形成された領域上に形成する
ことを特徴とするディスプレイの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のディスプレイの製造方法において、
前記第２バンクで仕切られた所定の位置に機能液を配置して、ソース電極もしくはドレイン電極の少なくとも一方を形成する
ことを特徴とするディスプレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイの製造方法、ディスプレイおよび電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイの薄型化に伴い、画面の大面積化に対する要求も高まり、対角４０インチにも及ぶ大画面のディスプレイの需要が増えている。
薄型化されたディスプレイでは、例えば液晶ディスプレイのように、互いに対向するフラットな基板間で表示を制御する構造が多く取られている。液晶ディスプレイは、液晶の配向によって液晶を透過する光の偏光状態が異なることを利用して表示を行う。具体的には、基板間に封止された液晶を有し、基板の対向する面に設けられた電極に電圧を印加することによって、液晶の配向を制御する。ここで、対向する基板間距離は数μｍ〜数十μｍであり、均一な表示のためにはその精度も０．０５μｍ以下が要求される。
基板間距離は、球状あるいはファイバ状のスペーサによって決めることができる。しかし、これらのスペーサは移動し易く、基板に設けられた電極、配向膜等はスペーサによって傷をつけられ、それによって表示不良が生じる。
これらの問題を解決するために、樹脂によってカラム状のスペーサ、いわゆるカラムスペーサを形成し、基板間距離を制御する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２８７９８３号公報（第７項、４図、段落番号［００３７］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、球状あるいはファイバ状のスペーサに替えて、カラムスペーサによって基板間距離を制御するにあたっても、新たな材料および工程が必要となり、製造効率が低下する。
【０００５】
本発明の目的は、製造効率の向上したディスプレイの製造方法、ディスプレイおよび電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のディスプレイの製造方法は、スイッチング素子基板と前記スイッチング素子基板に対向する対向基板との距離を制御するカラムスペーサを備えたディスプレイの製造方法であって、前記スイッチング素子基板上にバンク膜を形成するバンク膜形成工程と、前記バンク膜を選択的にエッチングしてバンクを形成する凹部形成工程と、前記バンク膜を選択的にエッチングして前記カラムスペーサを形成するスペーサ形成工程と、機能液を前記バンク間の凹部に配置する機能液配置工程とを含むことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、バンクが形成されるバンク膜を利用してカラムスペーサも形成するので、新たな材料および工程が不要になり、製造効率が向上する。
【０００８】
本発明では、前記カラムスペーサをスイッチング素子の形成された領域上に形成するのが好ましい。
この発明では、カラムスペーサが、表示領域とは別の領域であるスイッチング素子の形成された領域に形成されているので、前述の効果に加えて、表示領域における光の透過効率が向上する。
【０００９】
本発明では、前記バンクで仕切られた所定の位置に機能液を配置して、ソース電極もしくはドレイン電極の少なくとも一方を形成するのが好ましい。
この発明では、ソース電極もしくはドレイン電極の少なくとも一方を形成する機能液を配置する位置を仕切るバンクが、カラムスペーサをも兼ねているので、スイッチング素子を製造効率よく形成できる。
【００１０】
本発明のディスプレイは、機能液配置のためのバンクを備えたスイッチング素子基板と、前記スイッチング素子基板に対向する対向基板と、前記スイッチング素子基板と前記対向基板との間にカラムスペーサを備え、前記バンクの一部が前記カラムスペーサを兼ねていることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、前述の効果を達成できるディスプレイを提供できる。
【００１２】
本発明では、前記カラムスペーサは、前記スイッチング素子が形成された領域上に形成されているのが好ましい。
この発明では、前述の効果を達成できるディスプレイを提供できる。
【００１３】
本発明では、前記バンクで仕切られた所定の位置にソース電極もしくはドレイン電極の少なくとも一方が形成されているのが好ましい。
この発明では、前述の効果を達成できるディスプレイを提供できる。
【００１４】
本発明の電子機器は、前記ディスプレイを備えていることを特徴とする。
この発明によれば、前述の効果を達成できる電子機器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、本実施形態におけるディスプレイである液晶表示装置１００の概略平面図であり、図２は図１のＨ−Ｈ’線に沿う概略断面図である。
液晶表示装置１００は、スイッチング素子としてＴＦＴ（Thin  Film  Transistor）素子３０を備えている。
なお、以下の説明に用いる各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺が異なる。
【００１６】
図１および図２において、液晶表示装置１００は、ＴＦＴ素子３０がアレイ状に設けられたスイッチング素子基板としてのＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを備えている。これらの基板は、光硬化性の封止材であるシール材５２によって貼り合わされている。シール材５２は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で、枠状に形成されている。そして、このシール材５２によって囲まれた領域内に液晶５０が封入、保持されている。
【００１７】
図１において、シール材５２の内側には、遮光性材料からなる見切り５３が形成されている。見切り５３の内側の領域が実際の画像表示領域２０３である。
また、シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路２０１及び実装端子２０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路２０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路２０４を接続するための複数の配線２０５が設けられている。また、対向基板２０のコーナ部には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０に設けられた対向電極１２１との間で電気的導通を取るための基板間導通材２０６が配設されている。
【００１８】
なお、データ線駆動回路２０１及び走査線駆動回路２０４をＴＦＴアレイ基板１０の上に形成する代わりに、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（Tape  Automated  Bonding）基板とＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。
また、液晶表示装置１００においては、動作モード、すなわち、ＴＮ（Twisted  Nematic）モード、ＳＴＮ（Super  Twisted  Nematic）モード等の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、位相差板、偏光板等が所定の向きに配置される（図示省略）。
【００１９】
図３には、液晶表示装置１００の等価回路図が示されている。
図１に示した画像表示領域２０３には、図３に示すように複数の画素１００Ａがマトリクス状に構成されているとともに、これらの画素１００Ａの各々には、ＴＦＴ素子３０が形成されている。そして、ＴＦＴ素子３０に、画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを送るデータ線６ＡがＴＦＴ素子３０のソースに電気的に接続されている。画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に送られてもよく、相隣接する複数のデータ線６Ａ同士に対して、グループ毎に送られてもよい。また、ＴＦＴ素子３０のゲートには走査線３Ａが電気的に接続されている。そして、所定のタイミングで、走査線３Ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍがこの順に印加されるように構成されている。
【００２０】
画素電極１９は、ＴＦＴ素子３０のドレインに電気的に接続されており、ＴＦＴ素子３０を一定時間だけオン状態とすることにより、データ線６Ａから送られる画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを各画素に所定のタイミングで書き込む。このようにして画素電極１９を介して液晶５０に書き込まれた所定レベルの画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、図２に示す対向電極１２１との間で一定時間保持される。なお、保持された画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防ぐために、画素電極１９と対向電極１２１との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量６０が付加されている。例えば、画素電極１９と対向電極１２１との間の電圧は、ソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ蓄積容量６０により保持される。これにより、電荷の保持特性は改善され、コントラスト比の高い液晶表示装置１００を実現することができる。
【００２１】
図４は、液晶表示装置１００の部分拡大断面図である。
液晶表示装置１００は、カラー表示を行うために対向基板２０にカラーフィルタ１３を備えている。図３で示した各画素電極１９に対応する領域に、赤色フィルタ１３Ａ、緑色フィルタ１３Ｂ、青色フィルタ１３Ｃのカラーフィルタがその保護膜１８とともに形成されている。また、赤色フィルタ１３Ａと緑色フィルタ１３Ｂと青色フィルタ１３Ｃとの間には、ブラックマトリックス９が形成されている。
【００２２】
カラーフィルタ１３の保護膜１８の上には対向電極１２１が形成され、対向電極１２１の上には配向膜１６２が形成されている。また、対向基板２０のカラーフィルタ１３が形成された面の反対面は、偏光板１７５を備えている。
【００２３】
ＴＦＴアレイ基板１０は、透明性を有するガラス基板１７０と、ガラス基板１７０の上に形成されたＴＦＴ素子３０と、ガラス基板１７０とＴＦＴ素子３０の上に形成された配向膜１７２等で構成されている。また、ガラス基板１７０のＴＦＴ素子３０が形成された面の反対面は、偏光板１７６を備えている。
【００２４】
ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との基板間距離は、カラムスペーサ６７によって制御されている。ここで、カラムスペーサ６７は、ＴＦＴ素子３０が形成された領域上に形成されている。
【００２５】
図５は、ＴＦＴアレイ基板１０のＴＦＴ素子３０を１個含む部分を示した拡大平面図である。また、図６（ａ）は、ＴＦＴ素子３０付近の拡大断面図であり、図６（ｂ）は、ゲート配線１２とソース配線１６とが平面的に交差する部分の拡大断面図である。
【００２６】
図５に示すように、ＴＦＴ素子３０を有するＴＦＴアレイ基板１０上には、ゲート配線１２と、ソース配線１６と、ドレイン電極１４と、ゲート電極１１と、ドレイン電極１４に電気的に接続された画素電極１９と、カラムスペーサ６７とが形成されている。
ゲート配線１２はＸ軸方向に延びるように形成され、その一部がＹ軸方向に延びるように形成されている。そして、Ｙ軸方向に伸びるゲート配線１２の一部がゲート電極１１として用いられている。なお、ゲート電極１１の幅はゲート配線１２の幅よりも狭くなっている。また、Ｙ軸方向に伸びるように形成されたソース配線１６の一部はＸ軸方向に延びるように形成されており、このソース配線１６の一部がソース電極１７として用いられている。
【００２７】
図６（ａ）および（ｂ）に示すように、ゲート配線１２及びゲート電極１１は、ガラス基板１７０の上に設けられたバンクＢの間に形成されている。ゲート配線１２及びゲート電極１１並びにバンクＢは、ＳｉＮｘからなる絶縁膜２８に覆われており、絶縁膜２８の上に、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層からなる半導体層である活性層６３と、ソース配線１６と、ソース電極１７と、ドレイン電極１４と、バンクＢ１とが形成されている。
【００２８】
図６（ａ）において、活性層６３は、概ねゲート電極１１に対向する位置に設けられており、活性層６３のゲート電極１１に対向する部分がチャネル領域とされている。活性層６３上には、オーミック接合を得るための例えばｎ＋型ａ−Ｓｉ層からなる接合層６４Ａ，６４Ｂが積層されており、ソース電極１７は接合層６４Ａを介して、ドレイン電極１４は接合層６４Ｂを介して、活性層６３と接合されている。ソース電極１７及び接合層６４Ａと、ドレイン電極１４及び接合層６４Ｂとは、活性層６３上に設けられたカラムスペーサ６７によって、互いに絶縁されている。カラムスペーサ６７は、ガラス基板１７０とは反対方向に突き出しており、図４に示した対向基板２０との間の基板間距離を制御する。
【００２９】
図６（ａ）および（ｂ）において、ゲート配線１２は、絶縁膜２８によって、ソース配線１６と絶縁されており、ゲート電極１１は、絶縁膜２８によって、ソース電極１７及びドレイン電極１４と絶縁されている。ソース配線１６と、ソース電極１７と、ドレイン電極１４とは、絶縁膜２９で覆われている。絶縁膜２９のドレイン電極１４を覆う部分には、コンタクトホールが形成されており、コンタクトホールを介してドレイン電極１４と接続するＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）からなる画素電極１９が、絶縁膜２９の上面に形成されている。
【００３０】
以下に、ＴＦＴ素子３０のゲート配線１２の配線パターンを形成する過程について説明する。
本実施形態における配線パターンの形成方法では、ガラス基板１７０上に薄膜形成領域を囲むようにバンクＢを形成し、配線パターン形成用機能液４０をバンクＢに囲まれた凹部に配置し、ガラス基板１７０上に配線膜を形成することで、配線パターンを形成する。ここで、機能液４０の配置は、液滴を吐出する液滴吐出法で行うことができる。
【００３１】
まず、使用する機能液４０について説明する。液体材料である機能液４０は導電性微粒子を分散媒に分散した分散液からなるものである。本実施形態では、導電性微粒子として、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、パラジウム、及びニッケルのうちの少なくともいずれか１つを含有する金属微粒子の他、これらの酸化物、並びに導電性ポリマーや超電導体の微粒子などが用いられる。これらの導電性微粒子は分散性を向上させるために表面に有機物などをコーティングして使うこともできる。
導電性微粒子の粒径は１ｎｍ以上０．１μｍ以下であることが好ましい。１ｎｍ以上では導電性微粒子に対するコーティング剤の体積比が小さくなり、得られる膜中の有機物の割合を抑えられる。また、０．１μｍ以下であれば、液滴吐出法で使用する液滴吐出ヘッドの吐出ノズルに目詰まりが生じる恐れがない。
【００３２】
分散媒としては、上記の導電性微粒子を分散できるもので凝集を起こさないものであれば特に限定されない。例えば、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系化合物、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を例示できる。これらのうち、微粒子の分散性と分散液の安定性、また液滴吐出法への適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、より好ましい分散媒としては、水、炭化水素系化合物を挙げることができる。
【００３３】
上記導電性微粒子の分散液の表面張力は０．０２Ｎ／ｍ以上０．０７Ｎ／ｍ以下の範囲内であることが好ましい。液滴吐出法により機能液４０を吐出する際、表面張力が０．０２Ｎ／ｍ以上であると、機能液４０のノズル面に対する濡れ性が減少し、液滴の飛行曲りが生じにくくなり、０．０７Ｎ／ｍ以下では、ノズル先端でのメニスカスの形状が安定し、吐出量や吐出タイミングの制御が容易になる。
表面張力を調整するため、上記分散液には、基板との接触角を大きく低下させない範囲で、フッ素系、シリコーン系、ノニオン系などの表面張力調節剤を微量添加するとよい。ノニオン系表面張力調節剤は、機能液４０の基板への濡れ性を向上させ、膜のレベリング性を改良し、膜の微細な凹凸の発生などの防止に役立つものである。上記表面張力調節剤は、必要に応じて、アルコール、エーテル、エステル、ケトン等の有機化合物を含んでもよい。
【００３４】
上記分散液の粘度は１ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。液滴吐出法を用いて機能液を液滴として吐出する際、粘度が１ｍＰａ・ｓ以上の場合にはノズル周辺部が機能液の流出により汚染されにくく、また粘度が５０ｍＰａ・ｓ以下の場合は、ノズル孔での目詰まり頻度が低くなり、円滑な液滴の吐出が容易となる。
【００３５】
図７は、本実施形態における配線パターンの形成方法の一例を示すフローチャートである。
ステップＳ１は、ガラス基板１７０上にバンクＢを形成するためのバンク膜３１を形成するバンク膜形成工程であり、次のステップＳ２は、バンク膜３１の表面に撥液性を付与する撥液化処理工程であり、次のステップＳ３は、ゲート配線１２のパターンの形状に応じてバンク膜３１をエッチングしてバンクＢを形成する凹部形成工程である。また、次のステップＳ４は、撥液性を付与されたバンクＢ間の凹部に機能液４０を配置する機能液配置工程であり、次のステップＳ５は、機能液４０の液体成分の少なくとも一部を除去する中間乾燥工程であり、次のステップＳ６は、機能液４０に含まれる導電性微粒子が有機銀化合物の場合、導電性を得るために熱処理を行う焼成工程である。
【００３６】
以下、各ステップ毎にゲート配線１２の形成過程を詳細に説明する。
図８は、ゲート配線１２を形成する手順の一例を示す模式断面図である。
最初に、ステップＳ１のバンク膜形成工程について説明する。
図８（ａ）において、バンク膜３１の形成材料を塗布する前に、表面改質処理としてガラス基板１７０に対してＨＭＤＳ処理が施される。ＨＭＤＳ処理は、ヘキサメチルジシラサン（（ＣＨ3）3ＳｉＮＨＳｉ（ＣＨ3）3）を蒸気状にして塗布する処理である。これにより、バンク膜３１とガラス基板１７０との密着性を向上させる密着層であるＨＭＤＳ層３２がガラス基板１７０上に形成される。
【００３７】
バンク膜３１から形成されるバンクＢは仕切部材として機能する部材であり、バンクＢの形成はフォトリソグラフィ法や印刷法等、任意の方法で行うことができる。例えば、フォトリソグラフィ法を使用する場合は、スピンコート、スプレーコート、ロールコート、ダイコート、ディップコート等所定の方法で、バンク膜３１の形成材料を塗布する。
ガラス基板１７０のＨＭＤＳ層３２の上にバンクＢの高さに合わせてバンク膜３１の形成材料が塗布されて、図８（ａ）に示すバンク膜３１が形成される。
【００３８】
バンク膜３１の形成材料として、機能液４０に対して親液性を有する材料が用いられる。機能液４０に対して親液性を有する材料としては、例えば、ポリシラザン、ポリシロキサン、シロキサン系レジスト、ポリシラン系レジスト等の骨格にケイ素を含む高分子無機材料や感光性無機材料、シリカガラス、アルキルシロキサンポリマー、アルキルシルセスキオキサンポリマー、水素化アルキルシルセスキオキサンポリマー、ポリアリールエーテルのうちいずれかを含むスピンオングラス膜、ダイヤモンド膜、及びフッ素化アモルファス炭素膜、などが挙げられる。さらに、機能液４０に対して親液性を有するバンク膜３１の形成材料として、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、などを用いてもよい。
【００３９】
また、バンク膜３１の形成材料として、有機質の材料を用いることもできる。例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、オレフィン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂等の高分子材料を用いることが可能である。
【００４０】
バンク膜３１の形成材料の親液性の程度は、機能液４０のバンク膜３１に対する接触角が４０°未満であることが好ましい。機能液のバンク膜３１に対する接触角が４０°未満であれば、後述する凹部３４の側面３６は機能液４０に対する接触角が４０°未満となり、滴下された機能液４０は凹部３４に濡れ広がり易くなる。
【００４１】
次に、ステップＳ２の撥液化処理工程について説明する。撥液化処理工程では、バンク膜３１に対して撥液化処理を行い、その表面に撥液性を付与する。撥液化処理としては、四フッ化炭素（テトラフルオロメタン）を処理ガスとするプラズマ処理法（ＣＦ4プラズマ処理法）を採用する。ＣＦ4プラズマ処理の条件は、例えばプラズマパワーが５０〜１０００Ｗ、４フッ化炭素ガス流量が５０〜１００ｍＬ／ｍｉｎ、プラズマ放電電極に対する基体搬送速度が０．５〜１０２０ｍｍ／ｓｅｃ、基体温度が７０〜９０℃とされる。なお、処理ガスとしては、テトラフルオロメタンに限らず、他のフルオロカーボン系のガス、または、ＳＦ6やＳＦ5ＣＦ3などのガスも用いることができる。
【００４２】
このような撥液化処理を行うことにより、図８（ｂ）に示したように、バンク膜３１の表面には、これを構成する樹脂中にフッ素基が導入された撥液処理層３７が形成され、機能液に対して高い撥液性が付与される。撥液処理層３７の撥液性の程度は、機能液４０の接触角が４０°以上であることが好ましい。接触角が４０°以上の場合、バンクＢの上面に機能液４０が残存し難くなる。したがって、滴下された機能液４０はバンクＢの上面から、後述する凹部３４に入り易くなる。
【００４３】
次に、ステップＳ３の凹部形成工程について説明する。凹部形成工程では、フォトリソグラフィ法を用いて、バンク膜３１の一部を取り除き、バンクＢに囲まれた凹部３４を形成する。最初に、ステップＳ１のバンク膜形成工程で形成されたバンク膜３１の上にレジスト層を塗布する。次に、バンク形状（配線パターン形状）に合わせてマスクを施しレジスト層を露光・現像することにより、図８（ｃ）に示したように、バンクＢの形状に合わせたレジスト３８を形成する。最後に、エッチングして、レジスト３８に覆われた以外の部分のバンク膜３１を除去し、残りのレジスト３８を除去する。
【００４４】
次に、ガラス基板１７０上にバンクＢが形成された後に、フッ酸処理を施す。フッ酸処理は、例えば２．５％フッ酸水溶液でエッチングを施すことでバンクＢ間のＨＭＤＳ層３２を除去する処理である。フッ酸処理では、バンクＢがマスクとして機能し、図８（ｄ）に示すように、バンクＢ間に形成された凹部３４の底部３５にある有機物であるＨＭＤＳ層３２が除去され、ガラス基板１７０が露出する。配線パターンが形成されるガラス基板１７０として用いられるガラスや石英ガラスは、機能液４０に対して親液性を有しており、ガラス基板１７０が露出した底部３５は、機能液４０に対して親液性となる。
【００４５】
これにより、図８（ｄ）に示すように、バンクＢに囲まれた凹部３４が形成されて、ステップＳ３の凹部形成工程が終了する。凹部形成工程で形成された、バンクＢの上面には、上記した撥液化処理工程で形成された撥液処理層３７が形成されており、バンクＢの上面は、機能液４０に対して、撥液性となっている。対照的に、バンクＢの側面３６は、機能液４０に対して、親液性を有するバンク膜３１の形成材料が直接露出しており、機能液４０に対して、親液性となっている。上記したように、底部３５は機能液４０に対して親液性となっており、凹部３４は、親液性の側面３６及び底部３５で構成されている。
【００４６】
次に、ステップＳ４の機能液配置工程について説明する。
機能液配置工程では、液滴吐出装置による液滴吐出法を用いて、配線パターン形成用の機能液４０の液滴がガラス基板１７０上のバンクＢ間の凹部３４に配置される。ここでは、導電性材料として有機銀化合物を用い、溶媒（分散媒）としてジエチレングリコールジエチルエーテルを用いた有機銀化合物からなる機能液４０を吐出する。バンクＢ間の凹部３４に向け、機能液４０の液滴を吐出して凹部３４内に機能液４０を配置する。このとき、図８（ｅ）に示すように液滴が吐出される配線パターン形成予定領域（すなわち凹部３４）はバンクＢに囲まれているので、液滴が所定位置以外に拡がることを阻止できる。
【００４７】
次に、ステップＳ５の中間乾燥工程について説明する。
ガラス基板１７０に液滴を吐出した後、機能液４０の分散媒の除去及び膜厚確保のため、必要に応じて乾燥処理をする。乾燥処理は、例えばガラス基板１７０を加熱する通常のホットプレート、電気炉などによる処理の他、ランプアニールによって行なうこともできる。ランプアニールに使用する光の光源としては、特に限定されないが、赤外線ランプ、キセノンランプ、ＹＡＧレーザ、アルゴンレーザ、炭酸ガスレーザ、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＢｒ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌなどのエキシマレーザなどを光源として使用することができる。これらの光源は一般には、出力１０Ｗ以上５０００Ｗ以下の範囲のものが用いられるが、本実施形態では、１００Ｗ以上１０００Ｗ以下の範囲で十分である。
中間乾燥工程が終了すると、図８（ｆ）に示すようにゲート配線１２及びゲート電極１１が形成される。
【００４８】
次に、ステップＳ６の焼成工程について説明する。中間乾燥工程後の乾燥膜は、有機銀化合物の場合、導電性を得るために熱処理を行い、有機銀化合物の有機分を除去し銀粒子を残留させる必要がある。そのため、吐出工程後の基板には熱処理及び／又は光処理が施される。
【００４９】
熱処理及び／又は光処理は通常大気中で行なわれるが、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中、または水素などの還元雰囲気中で行なうこともできる。熱処理及び／又は光処理の処理温度は、分散媒の沸点（蒸気圧）、雰囲気ガスの種類や圧力、微粒子の分散性や酸化性等の熱的挙動、コーティング材の有無や量、基材の耐熱温度などを考慮して適宜決定される。本実施形態では、吐出されパターンを形成した機能液４０に対して、大気中クリーンオーブンにて２８０〜３００℃で３００分間の焼成工程が行われる。例えば、有機銀化合物の有機分を除去するには、約２００℃で焼成することが必要である。また、プラスチックなどの基板を使用する場合には、室温以上２５０℃以下で行なうことが好ましい。以上の工程により吐出工程後の乾燥膜は微粒子間の電気的接触が確保され、導電性膜に変換される。
【００５０】
以下に、ＴＦＴ素子３０およびカラムスペーサ６７の製造方法を図面に基づいて説明する。
図９は、ＴＦＴ素子３０のおよびカラムスペーサ６７の製造方法を示すフローチャートである。
ステップＳ２１は、半導体層である活性層６３などを形成する活性層形成工程であり、次のステップＳ２２は、バンクＢ１等を形成するためのバンク膜７１を形成するバンク膜形成工程である。次のステップＳ２３は、バンク膜７１からカラムスペーサ６７を形成するスペーサ形成工程である。次のステップＳ２４は、バンク膜７１の表面に撥液性を付与する撥液化処理工程であり、次のステップＳ２５は、配線パターンの形状に応じた凹部７４を形成するようにバンク膜７１をエッチングする凹部形成工程である。次のステップＳ２６は、撥液性を付与されたバンクＢ１間の凹部７４に機能液８１を配置する機能液配置工程であり、次のステップＳ２７は、機能液８１の液体成分の少なくとも一部を除去する中間乾燥工程であり、次のステップＳ２８は、機能液８１に含まれる導電性微粒子が有機銀化合物の場合、導電性を得るために熱処理を行う焼成工程である。
【００５１】
以下、各ステップの工程毎に詳細に説明する。
図１０は、活性層形成工程からカラムスペーサ形成工程までを示し、図１１は、撥液化処理工程から凹部形成工程までを示している。また、図１２は、機能液配置工程から焼成工程までを示し、図１３は、液晶表示装置１００完成までの工程を示している。
【００５２】
図１０（ａ）に示すように、ステップＳ２１の活性層形成工程では、プラズマＣＶＤ法によりゲート絶縁膜としての絶縁膜２８、半導体層である活性層６３、接合層６４の連続成膜を行う。
絶縁膜２８として窒化シリコン膜、活性層６３としてアモルファスシリコン膜、接合層６４としてｎ＋型シリコン膜を原料ガスやプラズマ条件を変化させることにより形成する。ＣＶＤ法で形成する場合、３００℃〜３５０℃の熱履歴が必要になるが、基本骨格の主鎖に主成分として珪素を含有し、側鎖に炭化水素などの構造を有するシリカガラス系の材料をバンクに使用することで、透明性、耐熱性に関する問題を回避することが可能である。
次に、接合層６４をエッチングして、ソース電極１７に接合する接合層６４Ａと、ドレイン電極１４に接合する接合層６４Ｂとに分離する。
【００５３】
次に、ステップＳ２２のバンク膜形成工程について説明する。
バンク膜７１から形成されるバンクＢ１、Ｂ２はバンクＢと同様の方法で形成できる。絶縁膜２８の上に、活性層６３及び接合層６４を覆うことができる高さにバンク膜７１の形成材料が塗布されて、図１０（ｂ）に示すようなバンク膜７１が形成される。
【００５４】
バンク膜形成工程では、バンク膜７１の形成材料として、バンク膜３１と同様に、機能液８１に対して親液性を有する材料が用いられるが、カラムスペーサ６７の形成材料ともなるので、外力による衝撃を吸収できる前述の有機質の材料が好ましい。バンク形成材料の親液性の程度は、機能液８１の接触角が４０°未満であることが好ましい。接触角が４０°以上である場合、後述する凹部７４（図１１（ｅ）参照）の形状によっては、親液性が十分ではない可能性がある。
【００５５】
次に、ステップＳ２３のカラムスペーサ形成工程について説明する。
接合層６４Ａ，６４Ｂ間に対応するバンク膜７１上の領域にレジスト７８を形成する。その後、フォトリソグラフィ法によりバンク膜７１をエッチングし、カラムスペーサ６７を形成する。カラムスペーサ６７の高さは、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との基板間距離に対応した高さに形成する。したがって、カラムスペーサ６７が当該高さになるまでエッチングを行う（図１０（ｃ）参照）。ここで、レジスト７８の平面形状は、カラムスペーサ６７の断面形状となる。本実施形態では、レジスト７８の平面形状を円とした（図５参照）。
【００５６】
次に、ステップＳ２４の撥液化処理工程について説明する。撥液化処理工程では、バンク膜７１に対して撥液化処理を行い、その表面に撥液性を付与する。撥液化処理としては、前述の方法を用いることができる。
【００５７】
このような撥液化処理を行うことにより、図１０（ｃ）に示したように、バンク膜７１の表面には、これを構成する樹脂中にフッ素基が導入された撥液処理層７７が形成され、機能液８１に対して高い撥液性が付与される。撥液処理層７７の撥液性の程度は、機能液８１の接触角が４０°以上であることが好ましい。
【００５８】
次に、ステップＳ２５の凹部形成工程について説明する。
凹部形成工程では、フォトリソグラフィ法を用いて、バンク膜７１の一部を取り除き、バンクＢ１及びバンクＢ２と、バンクＢ１及びバンクＢ２に囲まれた凹部７４を形成する。
最初に、カラムスペーサ６７の形成されたバンク膜７１の上にレジスト層を塗布する。次に、バンク形状（配線パターン形状）に合わせてマスクを施しレジストを露光・現像することにより、図１１（ｄ）に示したように、カラムスペーサ６７の上およびバンク形状に合わせたレジスト７８を残す。その後、エッチングを行う。最後に、レジスト７８を除去する。
【００５９】
これにより、図１１（ｅ）に示すように、バンクＢ１及びバンクＢ２に囲まれた凹部７４が形成されて、ステップＳ２５の凹部形成工程が終了する。凹部形成工程で形成された、バンクＢ１及びバンクＢ２の上面には、撥液化処理工程で形成された撥液処理層７７が形成されており、バンクＢ１及びバンクＢ２の上面は、機能液に対して、撥液性となっている。対照的に、バンクＢ１の側面７６は、機能液に対して、親液性を有するバンク膜７１の形成材料が直接露出しており、機能液８１に対して、親液性となっている。同様に、バンクＢ２の側面７９は、機能液８１に対して、親液性を有するバンク膜７１の形成材料が直接露出しており、機能液８１に対して、親液性となっている。なお、絶縁膜２８の表面である底面７５及び活性層６３、接合層６４Ａ，６４Ｂは機能液に対して親液性となっており、凹部７４は、親液性の側面７６，７９、活性層６３、接合層６４及び底面７５で構成されている。
【００６０】
次に、ステップＳ２６の機能液配置工程について説明する。
図１２（ａ）において、機能液配置工程では、液滴吐出法を用いて、配線パターン形成用機能液８１の液滴がバンクＢ１及びＢ２で形成された凹部７４に配置される。ここでは、導電性材料として有機銀化合物を用い、分散媒としてジエチレングリコールジエチルエーテルを用いた有機銀化合物からなる機能液８１を吐出する。機能液配置工程では、凹部７４に向け、機能液８１の液滴を吐出して凹部７４内に機能液８１を配置する。このとき、液滴が吐出される配線パターン形成予定領域（すなわち凹部７４）はバンクＢ１及びＢ２に囲まれているので、液滴が所定位置以外に拡がることを阻止できる。
【００６１】
凹部７４の幅（ここでは、凹部７４の開口部における幅）は機能液８１の液滴の直径とほぼ同等に設定されている。なお、液滴を吐出する雰囲気は、温度６０℃以下、湿度８０％以下に設定されていることが好ましい。これにより、吐出ノズルが目詰まりすることなく安定した液滴吐出を行うことができる。
【００６２】
また凹部７４内に吐出され、あるいはバンクＢ１，Ｂ２の表面から流れ落ちた機能液８１は、底面７５及び側面７６が親液性であることから濡れ拡がり易くなっており、これによって機能液８１はより均一に凹部７４内に充填される。
【００６３】
次に、ステップＳ２７の中間乾燥工程について説明する。
機能液８１の分散媒の除去及び膜厚確保のため、必要に応じて乾燥処理をする。ステップＳ２７の中間乾燥工程は、ステップＳ５の中間乾燥工程と基本的に同一である。ステップＳ２７の中間乾燥工程によって、図１２（ｂ）に示すように、配線パターンを形成する配線膜である回路配線膜７３が形成される。本実施形態において、回路配線膜７３によって形成される配線パターンは、図５及び図６に示したソース配線１６、ソース電極１７及びドレイン電極１４である。
【００６４】
一回の機能液配置工程と中間乾燥工程とで形成できる回路配線膜７３の厚さが、必要な膜厚に達しない場合には、この中間乾燥工程と上記機能液配置工程とを繰り返し行う。なお、一回の機能液配置工程と中間乾燥工程とで形成できる回路配線膜７３の厚さと、必要な膜厚とから、中間乾燥工程と上記機能液配置工程とを繰り返し行う繰返し数を、適当に選ぶことにより、必要な膜厚を得ることができる。また、必要により異なる機能液８１を積層して形成しても良い。
【００６５】
次に、ステップＳ２８の焼成工程について説明する。
中間乾燥工程後の乾燥膜は、有機銀化合物の場合、導電性を得るために熱処理を行い、有機銀化合物の有機分を除去し銀粒子を残留させる必要がある。そのため、吐出工程後の基板には熱処理及び／又は光処理が施される。
【００６６】
ステップＳ２８の焼成工程は、前述のステップＳ６の焼成工程と基本的に同一である。ステップＳ２８の焼成工程によって、乾燥膜は微粒子間の電気的接触が確保され、導電性膜に変換される。以上の工程により吐出工程後の乾燥膜は微粒子間の電気的接触が確保され、導電性膜に変換される。
【００６７】
以下に、液晶表示装置１００の形成工程について説明する。
図１３（ｃ）において、撥液処理層７７を除去した後、ソース電極１７及びドレイン電極１４を配置した凹部７４を埋めるように絶縁膜２９を形成する。
次に、絶縁膜２９のドレイン電極１４を覆う部分にコンタクトホールを形成するとともに、上面上にパターニングされた画素電極１９を形成し、コンタクトホールを介してドレイン電極１４と画素電極１９とを接続する。
【００６８】
最後に、ＴＦＴアレイ基板１０に配向膜１７２を形成後、対向基板２０を組み合わせ、液晶５０を封入する。そして、偏光板１７５，１７６をそれぞれ貼り合わせることによって、図１３（ｄ）に示す液晶表示装置１００が得られる。
【００６９】
このような本実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）バンクＢ１，Ｂ２が形成されるバンク膜７１を利用してカラムスペーサ６７も形成できるので、新たな材料および工程が不要になり、製造効率を向上できる。
【００７０】
（２）カラムスペーサ６７が、画素電極１９の存在する表示領域とは別のＴＦＴ素子３０の形成された領域に形成できるので、前述の効果に加えて、表示領域における光の透過効率あるいは反射効率を向上できる。
【００７１】
（３）ソース電極１７もしくはドレイン電極１４の少なくとも一方を形成する機能液８１を配置する位置を仕切るバンクＢ２を、カラムスペーサ６７が兼ねているので、スイッチング素子を製造効率よく形成できる。
【００７２】
（４）前述の効果を達成できる液晶表示装置１００を提供できる。
【００７３】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る電子機器について第２実施形態に基づいて説明する。
本実施形態の電子機器は、第１実施形態で説明した液晶表示装置１００を備えた電子機器である。本実施形態の電子機器の具体例について説明する。
【００７４】
図１４（ａ）は電子機器の一例である携帯電話６００の一例を示した斜視図である。図１４（ａ）において、携帯電話６００は、第１実施形態の液晶表示装置１００が組み込まれた液晶表示部６０１を備えている。
【００７５】
図１４（ｂ）はワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置７００の一例を示した斜視図である。図１４（ｂ）において、携帯型情報処理装置７００は、キーボード７０１などの入力部、情報処理本体７０３、第１実施形態の液晶表示装置１００が組み込まれた液晶表示部７０２を備えている。
【００７６】
図１４（ｃ）は腕時計型電子機器８００の一例を示した斜視図である。図１４（ｃ）において，腕時計型電子機器８００は、第１実施形態の液晶表示装置１００が組み込まれた液晶表示部８０１を備えている。
【００７７】
図１４（ｄ）は大型液晶ＴＶ９００を示した斜視図である。図１４（ｄ）において、大型液晶ＴＶ９００は、第１実施形態の液晶表示装置１００が組み込まれた液晶表示部９０１を備えている。
【００７８】
第２実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（５）前述の効果を達成できる電子機器である携帯電話６００、携帯型情報処理装置７００、腕時計型電子機器８００および大型液晶ＴＶ９００を提供できる。
【００７９】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、バンク膜７１をエッチングしてカラムスペーサ６７をＴＦＴ素子３０の形成された領域上に設けたが、バンク膜３１をエッチングしてブラックマトリックス９の形成された領域に設けてもよい。
【００８０】
また、本発明を実施するための最良の方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、使用する材料、処理時間、その他の詳細な事項において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した材料、処理時間などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの材料、処理時間などの限定の一部もしくは全部の限定を外した記載は、本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】第１実施形態における液晶表示装置の概略平面図。
【図２】液晶表示装置の概略断面図。
【図３】液晶表示装置の等価回路図。
【図４】液晶表示装置の部分拡大断面図。
【図５】ＴＦＴアレイ基板のＴＦＴ素子含む部分を示した拡大平面図。
【図６】（ａ）は、ＴＦＴ素子の拡大断面図、（ｂ）は、ゲート配線とソース配線とが平面的に交差する部分拡大断面図。
【図７】配線パターンの形成方法を示すフローチャート。
【図８】ゲート配線を形成する手順を示す模式断面図。
【図９】ＴＦＴ素子部分の形成方法を示すフローチャート。
【図１０】活性層形成工程からカラムスペーサ形成工程までを示す模式断面図。
【図１１】撥液化処理工程から凹部形成工程までを示す模式断面図。
【図１２】機能液配置工程から焼成工程までを示す模式断面図。
【図１３】液晶表示装置完成までの工程を示す模式断面図。
【図１４】第２実施形態における電子機器を示す図。
【符号の説明】
【００８２】
１０…スイッチング素子基板としてのＦＴＦアレイ基板、２０…対向基板、６７…カラムスペーサ、１００…ディスプレイとしての液晶表示装置、３１，７１…バンク膜、Ｂ，Ｂ１，Ｂ２…バンク、４０，８１…機能液、３０…スイッチング素子としてのＴＦＴ素子、３４，７４…凹部。
【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】
0004424304.tif 000008
【図８】
0004424304.tif 000009
【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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