(57)【要約】【課題】液晶表示装置内において、スペーサの配置制御をより正確に行い、不適切な表示領域への配置による表示不良を防止することを目的の一とする。また、より画質及び信頼性の高い液晶表示装置、及び歩留まり高く作製する技術を提供することを目的の一とする。【解決手段】液晶表示装置において、球状スペーサの吐出領域には球状スペーサを分散させる液体に対して、ぬれ性を低めるため撥液処理を行う。液体（液滴）は、撥液領域にぬれ広がらず、液体中央に球状スペーサを移動させながら乾燥する。従って液体中の制御不能により生じた吐出直後の位置ずれを、液体の乾燥に伴い球状スペーサを移動させることで補正することができる。【選択図】図１
2009134274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に加水分解基を有する有機シラン膜を形成し、
前記加水分解基を有する有機シラン膜上に固着剤付きの球状スペーサを分散させた液体を吐出し、
前記液体を乾燥させることで前記球状スペーサを移動させ、前記固着剤付きの球状スペーサに加熱処理を行って前記球状スペーサを前記固着剤によって前記基板上に固着し、
前記基板に固着された球状スペーサをマスクとして前記加水分解基を有する有機シラン膜を選択的に除去し、
前記加水分解基を有する有機シラン膜を選択的に除去され前記球状スペーサが固着された基板上に配向膜として機能する絶縁層を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項２】
基板上に導電層を形成し、
前記導電層上に加水分解基を有する有機シラン膜を形成し、
前記加水分解基を有する有機シラン膜上に固着剤付きの球状スペーサを分散させた液体を吐出し、
前記液体を乾燥させることで前記球状スペーサを移動させ、前記固着剤付きの球状スペーサに加熱処理を行って前記球状スペーサを前記固着剤によって前記基板上に固着し、
前記基板に固着された球状スペーサをマスクとして前記加水分解基を有する有機シラン膜を選択的に除去し、
前記加水分解基を有する有機シラン膜を選択的に除去され前記球状スペーサが固着された基板上に配向膜として機能する絶縁層を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、前記配向膜として機能する絶縁層にラビング処理を行うことを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、前記加水分解基を有する有機シラン膜はフッ化炭素鎖を有することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項において、前記固着剤付きの球状スペーサを前記基板上に形成された遮光膜と重なる領域に吐出することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項において、酸素を含む雰囲気下で紫外線照射を行って前記加水分解基を有する有機シラン膜を選択的に除去することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スペーサを有する液晶表示装置の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置において、基板間の間隔（ギャップ）を保持し、液晶層の膜厚（厚み、セルギャップ）を制御するために柱状、又は球状（ビーズ）のスペーサが用いられている。
【０００３】
代表的に、柱状のスペーサ（柱状スペーサともいう）は、スピンコート法などによって感光性樹脂を塗布し、フォトリソグラフィ工程を用いて柱状に加工して形成する。この場合、液晶表示装置内における柱状スペーサの形成位置の制御は行うことができるが、液晶層の膜厚を決定する柱状スペーサの厚みを均一に制御することが困難である。また、フォトリソグラフィ工程を用いるため、材料の利用効率が悪く、高コスト、低生産性である。
【０００４】
また、球状のスペーサ（ビーズスペーサともいう）は、一般的に散布機によって液晶表示装置内に散布される（例えば、特許文献１参照。）。従来のスペーサの設置方法は、図４においてフローチャートに示すように、配向膜として機能する絶縁層を形成し、ラビング処理を行い、球状スペーサを散布法により散布し、基板を貼り合わせ、加熱処理を行って固着剤により球状スペーサを固着する。しかし図４の従来法を用いると球状のスペーサの配置制御が困難であり、球状のスペーサは表示領域にも設けられてしまう。そのため、球状のスペーサの移動による傷や、光抜け、周辺の配向異常などの表示不良が生じる恐れがある。このような球状のスペーサの配置を制御するためにインクジェット法によってビーズスペーサを配置する方法が報告されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平１１−３５２４９５号公報
【特許文献２】特開２００２−３７２７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のようなインクジェット法でも、基板に吐出される液滴中での球状のスペーサの位置を制御することができないため、スペーサの吐出位置に誤差が生じ、正確な配置制御を行うことは困難であった。
【０００６】
従って、液晶表示装置内において、スペーサの配置制御をより正確に行い、不適切な表示領域への配置による表示不良を防止することを目的の一とする。また、より画質及び信頼性の高い液晶表示装置、及び歩留まり高く作製する技術を提供することを目的の一とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
液晶表示装置において、基板間の間隔（ギャップ）を保持し、液晶層の膜厚を制御するために球状（ビーズ）スペーサを用いて、液滴吐出法（インクジェット法ともいわれる）によって液晶表示装置内に配置する。球状スペーサの吐出領域には球状スペーサを分散させる液体（分散媒ともいう）に対して、ぬれ性を低めるため撥液処理を行う。撥液処理によって、球状スペーサが分散された液体（液滴）は、撥液処理領域と高い接触角を保って撥液処理領域に付着（着弾）する。液体は、撥液領域にぬれ広がらず、液体中央に球状スペーサを移動させながら乾燥する。そのため、球状スペーサは、液体の吐出制御位置である液体中央に配置することができる。従って液滴中の制御不能により生じた吐出直後の位置ずれを、液滴の乾燥に伴い球状スペーサを移動させることで補正することができる。
【０００８】
撥液処理は、球状スペーサの配置領域（基板や導電層）に加水分解基を有する有機シラン膜を形成して行うことができる。撥液処理を行う前に、酸素を含む雰囲気下で紫外線照射処理を行い、有機汚染物を除去してもよい。
【０００９】
本発明では、球状スペーサの周りに基板との固着剤が設けられた固着剤付き球状スペーサを用いることで、液滴の乾燥後加熱処理を行い、固着剤を用いて球状スペーサと配置される基板（導電層）とを固着することができる。本明細書で球状スペーサと基板とが固着されるとは、基板上にスペーサが固定されることであり、基板とスペーサとの間に撥液処理に用いる有機シラン膜などを有する場合も含む。
【００１０】
球状スペーサは移動しやすいために配向膜として機能する絶縁層上に配置されることが多い。しかし本発明では、球状スペーサを基板に配置し固着した上に配向膜として機能する絶縁層を形成し、ラビング処理を行うため、高い位置精度で球状スペーサを液晶表示装置内に配置することができる。
【００１１】
なお、配向膜として機能する絶縁層を形成する前に、撥液処理として形成した加水分解基を有する有機シラン膜を除去する。除去は、酸素雰囲気下での紫外線を照射処理や酸素によるアッシング処理によって行えばよい。
【００１２】
球状スペーサをブラックマトリクス（遮光膜）や配線等の非表示領域に正確に配置することができるため、表示領域における球状のスペーサの移動による傷や、光抜け、周辺の配向異常などの表示不良を防ぐことが可能となる。さらに形成時において厚さの制御が困難な柱状スペーサより、均一な厚さで基板間の間隔を保持することができる。
【００１３】
また、液滴吐出法を用いるため、大型の真空装置などの高価な設備を軽減することができ、材料の利用効率がよく、低コスト化、高生産化を達成することができる。
【００１４】
従って、液晶表示装置内において、球状スペーサの配置制御をより正確に行い、不適切な表示領域への配置による表示不良を防止し、基板間の間隔を均一に保持することができる。また、より視認性の優れた、画質及び信頼性の高い液晶表示装置を歩留まり高く作製することができる。
【００１５】
本発明の表示装置の作製方法の一形態は、基板上に加水分解基を有する有機シラン膜を形成する。加水分解基を有する有機シラン膜上に固着剤付きの球状スペーサを分散させた液体を吐出する。分散媒である液体を乾燥させることで球状スペーサを移動させる。固着剤付きの球状スペーサに加熱処理を行って球状スペーサを固着剤によって基板上に固着する。基板に固着された球状スペーサをマスクとして加水分解基を有する有機シラン膜を選択的に除去する。加水分解基を有する有機シラン膜を選択的に除去され球状スペーサが固着された基板上に配向膜として機能する絶縁層を形成する。
【００１６】
本発明の表示装置の作製方法の一形態は、基板上に導電層を形成する。導電層上に加水分解基を有する有機シラン膜を形成する。加水分解基を有する有機シラン膜上に固着剤付きの球状スペーサを分散させた液体を吐出する。分散媒である液体を乾燥させることで球状スペーサを移動させる。固着剤付きの球状スペーサに加熱処理を行って球状スペーサを固着剤によって基板上に固着する。基板に固着された球状スペーサをマスクとして加水分解基を有する有機シラン膜を選択的に除去する。加水分解基を有する有機シラン膜を選択的に除去され球状スペーサが固着された基板上に配向膜として機能する絶縁層を形成する。
【００１７】
上記構成において、光源（バックライトなど）を用いる透過型液晶装置の場合は、一対の基板を透光性にし、光源よりの光を視認側に透過すればよい。一方、反射型液晶表示装置の場合は、一対の基板に設けられる電極のうち一方を反射性を有するようにすればよく、例えば、画素電極層に反射性を有する材料を用いればよい。
【００１８】
球状スペーサを吐出する基板は、半導体素子などが形成される素子基板でも、対向基板でもよい。また液晶層の形成法も、注入法でも滴下法でもよい。
【発明の効果】
【００１９】
球状スペーサの配置工程において、球状スペーサを液滴吐出法を用いて吐出し、液滴中の制御不能により生じた球状スペーサ吐出直後の位置ずれを、液滴の乾燥に伴い球状スペーサを移動させることで補正することができる。
【００２０】
球状スペーサをブラックマトリクス（遮光膜）や配線等の非表示領域に正確に配置することができるため、表示領域における球状スペーサの移動による傷や、光抜け、周辺の配向異常などの表示不良を防ぐことが可能となる。さらに形成時において厚さの制御が困難な柱状スペーサより、均一な厚さで基板間の間隔を保持することができる。
【００２１】
また、液滴吐出法を用いるため、大型の真空装置などの高価な設備を軽減することができ、材料の利用効率がよく、低コスト化、高生産化を達成することができる。
【００２２】
従って、液晶表示装置内において、球状スペーサの配置制御をより正確に行い、不適切な表示領域への配置による表示不良を防止し、基板間の間隔を均一に保持することができる。また、より視認性の優れた、画質及び信頼性の高い液晶表示装置を歩留まり高く作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２４】
（実施の形態１）
本実施の形態では、より高画質及び高信頼性を付与され、歩留まりよく作製することのできることを目的とした液晶表示装置の一例について説明する。
【００２５】
本発明の液晶表示装置の作製工程を図３に示す。図３で示すように液晶表示装置の作製方法において、基板（又は導電層）上に液滴吐出法を用いて球状スペーサを配置した後、配向膜として機能する絶縁層を形成し、ラビング処理を行い、基板貼り合わせ工程を行う。球状スペーサを配置する工程において、まず、撥液処理として加水分解基を有する有機シラン膜を形成し、液滴吐出法により固着剤付きの球状スペーサを含む液体を吐出する。液体の乾燥に伴い球状スペーサは液体中央に移動し位置補正される。その後、固着剤の加熱処理を行い、球状スペーサを固着し、加水分解基を有する有機シラン膜を除去して親液処理を行う。
【００２６】
図１及び図２に本発明を用いた液晶表示装置の作製工程におけるスペーサの配置方法の詳細を示す。図１（Ａ１）乃至（Ｃ１）及び図２（Ａ１）乃至（Ｃ１）は平面図であり、図１（Ａ２）乃至（Ｃ２）及び図２（Ａ２）乃至（Ｃ２）は、図１（Ａ１）乃至（Ｃ１）及び図２（Ａ１）乃至（Ｃ１）の線Ｙ−Ｚにおける断面図である。なお、図１（Ａ１）乃至（Ｃ１）及び図２（Ａ１）乃至（Ｃ１）に示す線Ｖ−Ｘは、スペーサの配置予定位置であり、液滴吐出法においてスペーサを吐出する吐出位置は線Ｖ−Ｘに合わせて制御される。
【００２７】
本実施の形態では、液晶表示装置において、基板間の間隔（ギャップ）を保持し、液晶層の膜厚を制御するために球状（ビーズ）スペーサを用いて、液滴吐出法（インクジェット法ともいわれる）によって液晶表示装置内に配置する。図１及び図２においては、基板８００に球状スペーサを配置する例を示す。
【００２８】
まず、球状スペーサの吐出領域である基板８００には球状スペーサを分散させる液体に対して、ぬれ性を低めるため撥液処理を行う。
【００２９】
撥液処理は、球状スペーサの吐出領域である基板８００上に加水分解基を有する有機シラン膜８０２を形成する（図１（Ａ１）及び（Ａ２）参照。）。
【００３０】
加水分解基を有する有機シラン膜８０２を形成する前に、酸素を含む雰囲気下での紫外線照射処理を行い、基板８００上の有機汚染物質を除去してもよい。
【００３１】
撥液性を示す加水分解基を有する有機シラン膜８０２上に、液滴吐出装置８０３より固着剤８０５付きの球状スペーサ８０４を含む液体８０６を吐出する（図１（Ｂ１）及び（Ｂ２）参照。）。
【００３２】
球状スペーサの周りに基板との固着剤が設けられた固着剤付き球状スペーサを用いることで、液滴の乾燥後加熱処理を行い、固着剤を用いて球状スペーサと配置される基板（導電層）とを固着することができる。
【００３３】
撥液処理によって、固着剤８０５付きの球状スペーサ８０４が分散された液体８０６は、撥液処理領域である加水分解基を有する有機シラン膜８０２と高い接触角を保って加水分解基を有する有機シラン膜８０２に付着（着弾）する。撥液処理を行うと、ぬれ性が低くなり球状スペーサを含む液体に対して接触角を大きくすることができる。ぬれ性が低いと、球状スペーサを含む液体は、領域表面上で広がらず、はじかれるので、表面をぬらさないからである。また、ぬれ性が低い領域における表面の、表面エネルギーは小さく、逆に接触角が小さく、ぬれ性の高い領域表面における表面エネルギーは大きい。
【００３４】
さらに乾燥工程において、液体８０７は、撥液領域にぬれ広がらず、液体８０７中央に固着剤８０５付きの球状スペーサ８０４を（図１（Ｃ１）矢印方向）移動させながら乾燥する（図１（Ｃ１）及び（Ｃ２）参照。）。そのため、球状スペーサ８０４は、液体の吐出制御位置である液体中央に配置することができる。従って液体中の制御不能により生じた吐出直後の位置ずれを、液体の乾燥に伴い球状スペーサを移動させることで補正することができる。
【００３５】
乾燥工程の後、固着剤８０５付き球状スペーサ８０４を焼成するために加熱処理を行う。加熱処理により球状スペーサ８０４は基板８００上に固着剤８０８によって固着される（図２（Ａ１）及び（Ａ２）参照。）。
【００３６】
撥液処理として形成した加水分解基を有する有機シラン膜８０２は残してもよいし、球状スペーサ固着後に、不必要な部分は除去してしまってもよい。除去は、球状スペーサをマスクとして用いることができ、酸素等によるアッシング、エッチング、プラズマ処理、紫外線照射などにより除去すればよい。本実施の形態では、酸素を含む雰囲気下で紫外線８０９を照射し、球状スペーサ８０４をマスクとして撥液処理として形成した加水分解基を有する有機シラン膜８０２を選択的に除去し、加水分解基を有する有機シラン膜８１０とする（図２（Ｂ１）及び（Ｂ２）参照。）。
【００３７】
基板８００上に固着剤８０８によって固着された球状スペーサ８０４上に配向膜として機能する絶縁層８１１を形成する。本実施の形態では絶縁層８１１を液滴吐出法によって形成する。
【００３８】
球状スペーサは移動しやすいために配向膜として機能する絶縁層上に配置されることが多い。しかし本発明では、球状スペーサを基板に配置し固着した上に配向膜として機能する絶縁層を形成し、ラビング処理を行うため、高い位置精度で球状スペーサを液晶表示装置内に配置することができる。
【００３９】
配向膜として機能する絶縁層８１１にラビング処理を行い、対向基板との貼り合わせを行う。液晶層は対向基板を貼り合わせる前に滴下法によって形成しても良いし、一対の基板を貼り合わせた後、注入法によって形成してもよい。
【００４０】
球状スペーサをブラックマトリクス（遮光膜）や配線等の非表示領域に正確に配置することができることが確認できた。そのため表示領域における球状のスペーサの移動による傷や、光抜け、周辺の配向異常などの表示不良を防ぐことが可能となる。さらに形成時において厚さの制御が困難な柱状スペーサより、均一な厚さで基板間の間隔を保持することができる。
【００４１】
図１及び図２では、基板上に球状スペーサを設ける例を示すが、球状スペーサは液晶素子の電極層となる導電層、また表示装置内に設けられる保護膜として機能する絶縁層上に設けることができる。導電層や絶縁層上に球状スペーサを配置する場合も、配置領域に撥液処理を行うことで、球状スペーサの位置制御をより正確に行うことができる。
【００４２】
球状スペーサを分散させる液体の分散媒としては、有機溶剤や、有機溶剤及び水の混合溶液などを用いることができる。分散媒は液滴吐出法で用いることのできる粘度である必要があり、粘度３ｍＰａＳ以上であると好ましい。
【００４３】
固着剤は、加熱によって球形スペーサと基板（導電層又は絶縁膜）とを固着する機能を有するものであればよく、加熱によって硬化する熱硬化樹脂などを用いることができる。
【００４４】
加水分解基を有する有機シラン膜は、加水分解基を有する有機シランを用いて形成することができる。加水分解基を有する有機シランは、Ｒｎ−Ｓｉ−Ｘ（４−ｎ）（ｎ＝１、２、３）、又はＲ３−Ｓｉ−ＮＲ−Ｓｉ−Ｒ３の化学式で表される。ここで、Ｒは、アルキル基などの比較的不活性な基を含む物である。また、Ｘはハロゲン、メトキシ基、エトキシ基又はアセトキシ基など、基質表面の水酸基あるいは吸着水との縮合により結合可能な加水分解基からなる。
【００４５】
加水分解基を有する有機シランの代表例として、Ｒにフルオロアルキル基を有するフッ素系加水分解基を有する有機シラン（フルオロアルキルシラン（（以下、ＦＡＳともいう。））を用いることができる。ＦＡＳのＲは、（ＣＦ３）（ＣＦ２）ｘ（ＣＨ２）ｙ（ｘ：０以上１０以下の整数、ｙ：０以上４以下の整数）で表される構造を持ち、複数個のＲ又はＸがＳｉに結合している場合には、Ｒ又はＸはそれぞれすべて同じでも良いし、異なっていてもよい。代表的なＦＡＳとしては、ヘプタデカフルオロテトラヒドロデシルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロテトラヒドロデシルトリクロロシラン、トリデカフルオロテトラヒドロオクチルトリクロロシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等のフルオロアルキルシランが挙げられる。
【００４６】
もちろん、加水分解基を有する有機シランのＲにフッ化炭素鎖を有さず、アルキル基や、ビニル基や、アミノ基を有する物質も用いることができ、例えばオクタデシルトリメトキシシラン（ＯＤＳ）、ヘキサメチルジシラザン（ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌａｚａｎｅ：ＨＭＤＳ）、ビニルトリメトキシシラン、γアミノプロピルエトキシシラン等を用いることができる。
【００４７】
加水分解基を有する有機シランの溶媒としては、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｎ−デカン、ジシクロペンタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、デュレン、インデン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、スクワランなどの炭化水素系溶媒又はテトラヒドロフランなどを用いることができる。
【００４８】
なお、上記材料を用いて加水分解基を有する有機シラン膜を形成する場合、上記材料を気相法により酸化層表面に化学吸着させて形成するとよい。化学吸着させることで、単分子層を形成することができる。また、上記材料を、液滴吐出法、塗布法等を用いて形成してもよい。
【００４９】
単分子層の形成方法としては、有機シランを有する密閉容器内に基板を設置することで酸化層表面に有機シランを化学吸着させた後、アルコールで洗浄することで単分子膜となり、単分子層の加水分解基を有する有機シランを形成することが可能である。また、有機シランを有する溶液中に、基板を浸漬することで、酸化層表面に有機シランが化学吸着して単分子膜となり、単分子層の加水分解基を有する有機シランを形成することが可能である。
【００５０】
加水分解基を有する有機シラン膜は、その形成条件によっては膜厚が極薄であり、膜として形態を保っていなくてもよい。
【００５１】
所望なパターンに組成物を吐出できる液滴吐出法や、組成物を所望のパターンに転写、または描写できる印刷法などは、選択的に薄膜を形成することができるので、さらに材料のロスを防ぎ有効利用することができるため、生産コストが低下する。さらに、フォトリソグラフィ工程による薄膜の形状加工が不要となるため、工程が簡略化し、生産性が向上すると言う効果がある。また、流動性を有する液状の組成物を用いて形成するために、材料の混合が容易であり、被形成領域に対する被覆性もよい。
【００５２】
液滴吐出手段を図１７を用いて説明する。液滴吐出手段とは、組成物の吐出口を有するノズルや、１つ又は複数のノズルを具備したヘッド等の液滴を吐出する手段を有するものの総称とする。
【００５３】
液滴吐出法に用いる液滴吐出装置の一態様を図１７に示す。液滴吐出手段１４０３の個々のヘッド１４０５、ヘッド１４１２は制御手段１４０７に接続され、それがコンピュータ１４１０で制御することにより予めプログラミングされたパターンに描画することができる。描画する位置は、例えば、撮像手段１４０４、画像処理手段１４０９、コンピュータ１４１０を用いて基板１４００上に形成されたマーカー１４１１を認識し、基準点を確定して決定すればよい。或いは、基板１４００の縁を基準にして基準点を確定させても良い。
【００５４】
撮像手段１４０４としては、電荷結合素子（ＣＣＤ）や相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）を利用したイメージセンサなどを用いることができる。勿論、基板１４００上に形成されるべきパターンの情報は記憶媒体１４０８に格納されたものであり、この情報を基にして制御手段１４０７に制御信号を送り、液滴吐出手段１４０３の個々のヘッド１４０５、ヘッド１４１２を個別に制御することができる。吐出する材料は、材料供給源１４１３、材料供給源１４１４より配管を通してヘッド１４０５、ヘッド１４１２にそれぞれ供給される。
【００５５】
ヘッド１４０５内部は、点線１４０６が示すように液状の材料を充填する空間と、吐出口であるノズルを有する構造となっている。図示しないが、ヘッド１４１２もヘッド１４０５と同様な内部構造を有する。ヘッド１４０５とヘッド１４１２のノズルを異なるサイズで設けると、異なる材料を異なる幅で同時に描画することができる。一つのヘッドで、複数種の材料などをそれぞれ吐出し、描画することができ、広領域に描画する場合は、スループットを向上させるため複数のノズルより同材料を同時に吐出し、描画することができる。被処理物として、特に大型基板を用いる場合、ヘッド１４０５、ヘッド１４１２と被処理物を有するステージとを、矢印の方向に相対的に走査し、描画する領域を自由に設定し、例えば同じパターンを一枚の基板に複数描画することもできる。
【００５６】
また、組成物を吐出する工程は、減圧下で行ってもよい。吐出時に基板を加熱しておいてもよい。組成物を吐出後、乾燥と焼成の一方又は両方の工程を行う。乾燥と焼成の工程は、両工程とも加熱処理の工程であるが、例えば、乾燥は８０〜１００度（℃）で３分間、焼成は２００〜５５０度（℃）で１５分間〜６０分間で行うもので、その目的、温度と時間が異なるものである。乾燥の工程、焼成の工程は、常圧下又は減圧下で、レーザ光の照射や瞬間熱アニール、加熱炉などにより行う。なお、この加熱処理を行うタイミング、加熱処理の回数は特に限定されない。乾燥と焼成の工程を良好に行うための温度及び時間などの条件は、基板の材質及び組成物の性質に依存する。
【００５７】
また、液滴吐出法により、導電層、絶縁層などを、組成物を吐出し形成した後、その平坦性を高めるために表面を圧力によってプレスして平坦化してもよい。プレスの方法としては、ローラー状のものを表面に走査することによって、凹凸を軽減する、平坦な板状な物で表面をプレスするなどがある。プレスする時に、加熱工程を行っても良い。また溶剤等によって表面を軟化、または融解させエアナイフで表面の凹凸部を除去しても良い。また、ＣＭＰ法を用いて研磨しても良い。この工程は、液滴吐出法によって凹凸が生じる場合に、その表面の平坦化する場合適用することができる。
【００５８】
球状スペーサの配置工程において、球状スペーサを液滴吐出法を用いて吐出し、液滴中の制御不能により生じた球状スペーサ吐出直後の位置ずれを、液滴の乾燥に伴い球状スペーサを移動させることで補正することができる。
【００５９】
球状スペーサをブラックマトリクス（遮光膜）や配線等の非表示領域に正確に配置することができるため、表示領域における球状のスペーサの移動による傷や、光抜け、周辺の配向異常などの表示不良を防ぐことが可能となる。さらに形成時において厚さの制御が困難な柱状スペーサより、均一な厚さで基板間の間隔を保持することができる。
【００６０】
従って、液晶表示装置内において、球状スペーサの配置制御をより正確に行い、不適切な表示領域への配置による表示不良を防止し、基板間の間隔を均一に保持することができる。また、より視認性の優れた、画質及び信頼性の高い液晶表示装置を歩留まり高く作製することができる。
【００６１】
本発明は、液晶素子を表示素子として用い、表示機能を有する装置である液晶表示装置に用いることができる。なお、基板上に液晶素子などの表示素子を含む複数の画素やそれらの画素を駆動させる周辺駆動回路が形成された表示パネル本体のことでもよい。さらに、フレキシブルプリントサーキット（ＦＰＣ）やプリント配線基板（ＰＷＢ）やＩＣや抵抗素子や容量素子やインダクタやトランジスタなども含んでもよい。さらに、偏光板や位相差板などの光学シートを含んでいても良い。さらに、バックライト（導光板やプリズムシートや拡散シートや反射シートや光源（ＬＥＤや冷陰極管など）を含んでいても良い）を含んでいても良い。
【００６２】
なお、液晶素子を用いた液晶表示装置としては、透過型液晶表示装置（透過型液晶表示ディスプレイ）、半透過型液晶表示装置（半透過型液晶ディスプレイ）、反射型液晶表示装置（反射型液晶ディスプレイ）がある。
【００６３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、より高画質及び高信頼性を付与され、歩留まりよく作製することのできることを目的とした液晶表示装置の一例について説明する。より具体的には、液晶表示装置の構成がパッシブマトリクス型の場合に関して示す。
【００６４】
本発明を適用した本実施の形態のパッシブマトリクス型の液晶表示装置を示す。液晶表示装置の上面図を図５（Ａ）に、図５（Ａ）における線Ａ−Ｂの断面図を図５（Ｂ）に示す。また、図５（Ａ）には、配向膜として機能する絶縁層１７０４、着色層、対向基板である基板１７１０、偏光板１７１４などは省略され図示されていないが、図５（Ｂ）で示すようにそれぞれ設けられている。
【００６５】
図５において、第１の方向に延びた画素電極層１７０１ａ、１７０１ｂ、１７０１ｃ、配向膜として機能する絶縁層１７１２が設けられた基板１７００と、配向膜として機能する絶縁層１７０４、第１の方向と垂直な第２の方向に延びた対向電極層１７０５ａ、１７０５ｂ、１７０５ｃ、カラーフィルタとして機能する着色層１７０６、偏光板１７１４が設けられた基板１７１０とが液晶層１７０３を挟持して対向している（図５（Ａ）（Ｂ）参照。）。なお、本発明の液晶表示装置は、表示素子として液晶素子１７１３を有する。配向膜はラビング処理などによって、膜表面が配向している絶縁層を指す。対向電極層１７０５ａ、１７０５ｂ、１７０５ｃ上に有機シラン膜１７２２ａ、１７２２ｂを介して固着剤１７２１ａ、１７２１ｂ付き球状スペーサ１７２０ａ、１７２０ｂが配置されている。
【００６６】
本実施の形態の液晶表示装置の作製方法においても、対向電極層１７０５ａ、１７０５ｂ、１７０５ｃ上に液滴吐出法を用いて固着剤１７２１ａ、１７２１ｂ付き球状スペーサ１７２０ａ、１７２０ｂを配置した後、配向膜として機能する絶縁層１７０４を形成し、ラビング処理を行い、基板貼り合わせ工程を行う。球状スペーサを配置する工程において、まず、撥液処理として加水分解基を有する有機シラン膜を形成し、液滴吐出法により固着剤付きの球状スペーサを含む液体を吐出する。液体の乾燥に伴い球状スペーサは液体中央に移動し位置補正される。その後、固着剤の加熱処理を行い、球状スペーサを固着し、加水分解基を有する有機シラン膜１７２２ａ、１７２２ｂを残して加水分解基を有する有機シラン膜を選択的に除去して親液処理を行う。
【００６７】
本実施の形態では、基板間の間隔を保持し、液晶層の膜厚を制御するために球状スペーサを用いて、液滴吐出法によって液晶表示装置内に配置する。球状スペーサの吐出領域には球状スペーサを分散させる液体に対して、ぬれ性を低めるため撥液処理を行う。撥液処理によって、球状スペーサが分散された液体（液滴）は、撥液処理領域と高い接触角を保って撥液処理領域に付着（着弾）する。液体は、撥液領域にぬれ広がらず、液体中央に球状スペーサを移動させながら乾燥する。そのため、球状スペーサは、液体の吐出制御位置である液体中央に配置することができる。従って液滴中の制御不能により生じた吐出直後の位置ずれを、液滴の乾燥に伴い球状スペーサを移動させることで補正することができる。
【００６８】
本実施の形態では、球状スペーサの周りに基板との固着剤が設けられた固着剤付き球状スペーサを用いることで、液滴の乾燥後加熱処理を行い、固着剤を用いて球状スペーサと配置される基板（導電層）とを固着することができる。
【００６９】
球状スペーサは移動しやすいために配向膜として機能する絶縁層上に配置されることが多い。しかし本発明では、球状スペーサを基板に配置し固着した上に配向膜として機能する絶縁層を形成し、ラビング処理を行うため、高い位置精度で球状スペーサを液晶表示装置内に配置することができる。
【００７０】
配向膜として機能する絶縁層は、ポリイミド、ポリアミドなどを用いることができる。絶縁層は、ラビング処理によって配向膜として機能させることができるが、その形成方法は限定されない。液晶を一方向に配向させられるように、配向膜として機能できる絶縁層であればよい。絶縁層の配向処理として光照射、加熱処理を行ってもよい。
【００７１】
シール材としては、代表的には可視光硬化性、紫外線硬化性または熱硬化性の樹脂を用いることができる。例えば、ビスフェノールＡ型液状樹脂、ビスフェノールＡ型固形樹脂、含ブロムエポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型樹脂、ビスフェノールＡＤ型樹脂、フェノール型樹脂、クレゾール型樹脂、ノボラック型樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、エピビス型エポキシ樹脂、グリシジルエステル樹脂、グリジシルアミン系樹脂、複素環式エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂を用いることができる。
【００７２】
基板に薄膜トランジスタなどの半導体素子を形成した素子基板を用いる場合、球状スペーサの配置（吐出及び固着）は素子基板に行ってもよいし、カラーフィルタやブラックマトリクスなどが設けられた対向基板に球状スペーサの配置（吐出及び固着）をしてもよい。従って、素子基板である基板１７００、及び対向基板である基板１７１０どちら側に球状スペーサの配置（吐出及び固着）を行ってもよい。
【００７３】
また、液晶層を滴下法によって形成する場合、液晶の滴下は素子が形成された素子基板に行ってもよいし、カラーフィルタやブラックマトリクスなどが設けられた対向基板にシール材を形成し、液晶を滴下してもよい。
【００７４】
基板１７００、１７１０としては、ガラス基板や石英基板等を用いることができる。また可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、折り曲げることができる（フレキシブル）基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン等からなる、プラスチック基板の他、高温では可塑化されてプラスチックと同じような成型加工が出来、常温ではゴムのような弾性体の性質を示す高分子材料エラストマー等が挙げられる。また、フィルム（ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなる）、無機蒸着フィルムを用いることもできる。
【００７５】
画素電極層１７０１ａ、１７０１ｂ、１７０１ｃ、対向電極層１７０５ａ、１７０５ｂ、１７０５ｃは、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウムに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムに酸化珪素（ＳｉＯ２）を混合した導電材料、有機インジウム、有機スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、またはタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属又はその合金、若しくはその金属窒化物から選ぶことができる。
【００７６】
透過型液晶表示装置とする場合は、画素電極層１７０１ａ、１７０１ｂ、１７０１ｃ及び対向電極層１７０５ａ、１７０５ｂ、１７０５ｃに透光性の導電性材料を用いればよい。一方、反射型液晶表示装置とする場合は、反射性を有する層を別途設けても良いし、画素電極層１７０１ａ、１７０１ｂ、１７０１ｃに反射性を有する導電性材料を、対向電極層１７０５に透光性の導電性材料をそれぞれ用いて形成し、画素電極層１７０１ａ、１７０１ｂ、１７０１ｃで反射した光を対向電極層１７０５ａ、１７０５ｂ、１７０５ｃより透過し、視認側に射出する構成とすればよい。
【００７７】
透過型液晶表示装置の場合、光源としてバックライト、サイドライトなどを用いればよい。また透光型液晶表示装置の場合、偏光板を基板１７００の外側にも設ける構成とする。
【００７８】
上記電極層や絶縁層を湿式法によって形成してもよい。湿式法は、薄膜の形成材料を溶媒に溶解（分散）し、その液状の組成物を被形成領域に付着させ、溶媒（液体）を除去し固化させることによって薄膜として形成する。本明細書において、固化させるとは、流動性を失わせ一定の形状を保つ状態とすることをいう。
【００７９】
湿式法としては、スピンコート法、ロールコート法、スプレー法、キャスト法、ディップ法、液滴吐出（噴出）法（インクジェット法）、ディスペンサ法、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）などを用いることができる。なお、液状の組成物を用いる方法であれば上記に限定されない。
【００８０】
湿式法は、蒸着法やスパッタリング法などの乾式法に比べ、材料がチャンバー内に飛散しないため、材料の利用効率が高い。また、大気圧下で行うことができるため、真空装置などにかかる設備を軽減することができる。さらに真空チャンバーの大きさに処理基板は制限されないために、基板の大型化にも対応できるので、低コストのうえ、生産性が向上する。組成物中の溶媒（液体）を除去する程度の温度の加熱処理が必要なだけであるので、いわゆる低温プロセスである。従って、高い加熱処理では分解や変質が生じてしまう基板、材料も用いることができる。
【００８１】
また、流動性を有する液状の組成物を用いて形成するために、材料の混合が容易であり、被形成領域に対する被覆性もよい。
【００８２】
所望なパターンに組成物を吐出できる液滴吐出法や、組成物を所望のパターンに転写、または描写できる印刷法などは、選択的に薄膜を形成することができるので、さらに材料のロスを防ぎ有効利用することができるため、生産コストが低下する。さらに、フォトリソグラフィ工程による薄膜の形状加工が不要となるため、工程が簡略化し、生産性が向上すると言う効果がある。
【００８３】
また、液滴吐出法により、導電層、絶縁層などを、組成物を吐出し形成した後、その平坦性を高めるために表面を圧力によってプレスして平坦化してもよい。プレスの方法としては、ローラー状のものを表面に走査することによって、凹凸を軽減する、平坦な板状な物で表面をプレスするなどがある。プレスする時に、加熱工程を行っても良い。また溶剤等によって表面を軟化、または融解させエアナイフで表面の凹凸部を除去しても良い。また、ＣＭＰ法を用いて研磨しても良い。この工程は、液滴吐出法によって凹凸が生じる場合に、その表面の平坦化する場合適用することができる。
【００８４】
球状スペーサの配置工程において、球状スペーサを液滴吐出法を用いて吐出し、液滴中の制御不能により生じた球状スペーサ吐出直後の位置ずれを、液滴の乾燥に伴い球状スペーサを移動させることで補正することができる。
【００８５】
球状スペーサをブラックマトリクス（遮光膜）や配線等の非表示領域に正確に配置することができるため、表示領域における球状のスペーサの移動による傷や、光抜け、周辺の配向異常などの表示不良を防ぐことが可能となる。さらに形成時において厚さの制御が困難な柱状スペーサより、均一な厚さで基板間の間隔を保持することができる。
【００８６】
従って、液晶表示装置内において、球状スペーサの配置制御をより正確に行い、不適切な表示領域への配置による表示不良を防止し、基板間の間隔を均一に保持することができる。また、より視認性の優れた、画質及び信頼性の高い液晶表示装置を歩留まり高く作製することができる。
【００８７】
本実施の形態は、上記の実施の形態１と自由に組み合わせることができる。
【００８８】
（実施の形態３）
本実施の形態では、より高画質及び高信頼性を付与され、歩留まりよく作製することのできることを目的とした液晶表示装置の一例について説明する。本実施の形態では、上記実施の形態２とは異なる構成を有する液晶表示装置について説明する。具体的には、液晶表示装置の構成がアクティブマトリクス型の場合に関して示す。
【００８９】
液晶表示装置の上面図を図６（Ａ）に、図６（Ａ）における線Ｅ−Ｆの断面図を図６（Ｂ）に示す。また、図６（Ａ）には、液晶層、及び対向基板側に設けられる配向膜、対向電極層、着色層などは省略され図示されていないが、図６（Ｂ）で示すようにそれぞれ設けられている。
【００９０】
下地膜として絶縁層５２３が設けられた基板５２０上に、第１の方向に延びた第１の配線と、第１の方向と垂直な第２の方向に延びた第２の配線とがマトリクス状に設けられている。また、第１の配線はトランジスタ５２１のソース電極又はドレイン電極に接続されて（トランジスタ５２１のソース電極またはドレイン電極として機能して）おり、第２の配線はトランジスタ５２１のゲート電極に接続されて（トランジスタ５２１のゲート電極として機能して）いる。さらに、第１の配線と接続されていないトランジスタ５２１のソース電極またはドレイン電極である配線層５２５ｂに、画素電極層５３１が接続されている。
【００９１】
逆スタガ型薄膜トランジスタであるトランジスタ５２１、絶縁層５５７、絶縁層５２７、画素電極層５３１、配向膜として機能する絶縁層５６１が設けられた基板５２０と、配向膜として機能する絶縁層５６３、対向電極層５６４、カラーフィルタとして機能する着色層５６５、偏光板（偏光子を有する層、単に偏光子ともいう）５５６が設けられた基板５６８とが液晶層５６２を挟持して対向している。対向電極層５６４上に有機シラン膜を介して固着剤付き球状スペーサ５６６が配置されている。
【００９２】
本実施の形態の液晶表示装置の作製方法においても、対向電極層５６４上に液滴吐出法を用いて固着剤付き球状スペーサ５６６を配置した後、配向膜として機能する絶縁層を形成し、ラビング処理を行い、基板貼り合わせ工程を行う。球状スペーサを配置する工程において、まず、撥液処理として加水分解基を有する有機シラン膜を形成し、液滴吐出法により固着剤付きの球状スペーサを含む液体を吐出する。液体の乾燥に伴い球状スペーサは液体中央に移動し位置補正される。その後、固着剤の加熱処理を行い、球状スペーサを固着し、加水分解基を有する有機シラン膜を選択的に除去して親液処理を行う。
【００９３】
本実施の形態では、基板間の間隔を保持し、液晶層の膜厚を制御するために球状スペーサを用いて、液滴吐出法によって液晶表示装置内に配置する。球状スペーサの吐出領域には球状スペーサを分散させる液体に対して、ぬれ性を低めるため撥液処理を行う。撥液処理によって、球状スペーサが分散された液体（液滴）は、撥液処理領域と高い接触角を保って撥液処理領域に付着（着弾）する。液体は、撥液領域にぬれ広がらず、液体中央に球状スペーサを移動させながら乾燥する。そのため、球状スペーサは、液体の吐出制御位置である液体中央に配置することができる。従って液滴中の制御不能により生じた吐出直後の位置ずれを、液滴の乾燥に伴い球状スペーサを移動させることで補正することができる。
【００９４】
本実施の形態では、球状スペーサの周りに基板との固着剤が設けられた固着剤付き球状スペーサを用いることで、液滴の乾燥後加熱処理を行い、固着剤を用いて球状スペーサと配置される基板（導電層）とを固着することができる。
【００９５】
球状スペーサは移動しやすいために配向膜として機能する絶縁層上に配置されることが多い。しかし本発明では、球状スペーサを基板に配置し固着した上に配向膜として機能する絶縁層を形成し、ラビング処理を行うため、高い位置精度で球状スペーサを液晶表示装置内に配置することができる。
【００９６】
本実施の形態における図６では、トランジスタ５２１はチャネルエッチ型逆スタガトランジスタの例を示す。図６において、トランジスタ５２１は、ゲート電極層５０２、ゲート絶縁層５２６、半導体層５０４、一導電型を有する半導体層５０３ａ、５０３ｂ、ソース電極層又はドレイン電極層である配線層５２５ａ、５２５ｂを含む。
【００９７】
偏光板、カラーフィルタなどは基板内側に設けられても良いし、基板外側に設けられてもよい。偏光板と着色層の積層構造も、偏光板及び着色層の材料や作製工程条件によって適宜設定すればよい。また、反射型液晶表示装置では偏光板は視認側である対向基板側に一枚設けるが、透過型液晶表示装置であれば、液晶層を挟むように素子基板及び対向基板両方に偏光板を設ける構成とする。また、偏光板と配向膜との間に位相差板などを設けても良く、もっとも視認側に近い面に反射防止膜などの光学フィルムを設けることもできる。
【００９８】
半導体層を形成する材料は、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いて気相成長法やスパッタリング法で作製される非晶質半導体（以下「アモルファス半導体：ＡＳ」ともいう。）、該非晶質半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、また単結晶半導体などを用いることができる。
【００９９】
非晶質半導体としては、代表的には水素化アモルファスシリコン、結晶性半導体としては代表的にはポリシリコンなどがあげられる。ポリシリコン（多結晶シリコン）には、８００℃以上のプロセス温度を経て形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂高温ポリシリコンや、６００℃以下のプロセス温度で形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを用いて非晶質シリコンを結晶化させたポリシリコンなどを含んでいる。また、このような薄膜プロセスに換えて、絶縁表面に単結晶半導体層を設けたＳＯＩ基板を用いても良い。ＳＯＩ基板は、ＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｂｙ  ＩＭｐｌａｎｔｅｄ  Ｏｘｙｇｅｎ）法や、Ｓｍａｒｔ−Ｃｕｔ（登録商標）法を用いて形成することができる。ＳＩＭＯＸ法は、単結晶シリコン基板に酸素イオンを注入し、所定の深さに酸素含有層を形成した後、熱処理を行い、表面から一定の深さで埋込絶縁層を形成し、埋込絶縁層の上に単結晶シリコン層を形成する方法である。また、Ｓｍａｒｔ−Ｃｕｔ法は、酸化された単結晶シリコン基板に水素イオン注入を行い、所望の深さに相当する所に水素含有層を形成し、他の支持基板（表面に貼り合わせ用の酸化シリコン膜を有する単結晶シリコン基板など）と貼り合わせる、加熱処理を行うことにより水素含有層にて単結晶シリコン基板を分断し、支持基板上に酸化シリコン膜と単結晶シリコン層との積層を形成する方法である。
【０１００】
半導体膜に、結晶性半導体膜を用いる場合、その結晶性半導体層の作製方法は、種々の方法（レーザ結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの結晶化を助長する元素を用いた熱結晶化法等）を用いれば良い。また微結晶半導体をレーザ照射して結晶化し、結晶性を高めることもできる。結晶化を助長する元素を導入しない場合は、非晶質半導体層にレーザ光を照射する前に、窒素雰囲気下５００℃で１時間加熱することによって非晶質半導体層の含有水素濃度を１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にまで放出させる。これは水素を多く含んだ非晶質半導体層にレーザ光を照射すると非晶質半導体層が破壊されてしまうからである。結晶化のための加熱処理は、加熱炉、レーザ照射、若しくはランプから発する光の照射（ランプアニールともいう）などを用いることができる。加熱方法としてＧＲＴＡ（Ｇａｓ  Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ）法、ＬＲＴＡ（Ｌａｍｐ  Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ）法等のＲＴＡ法がある。ＧＲＴＡとは高温のガスを用いて加熱処理を行う方法であり、ＬＲＴＡとはランプ光により加熱処理を行う方法である。
【０１０１】
また、非晶質半導体層を結晶化し、結晶性半導体層を形成する結晶化工程で、非晶質半導体層に結晶化を促進する元素（触媒元素、金属元素とも示す）を添加し、熱処理（５５０℃〜７５０℃で３分〜２４時間）により結晶化を行ってもよい。結晶化を助長する元素としては、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）及び金（Ａｕ）から選ばれた一種又は複数種類を用いることができる。
【０１０２】
非晶質半導体層への金属元素の導入の仕方としては、当該金属元素を非晶質半導体層の表面又はその内部に存在させ得る手法であれば特に限定はなく、例えばスパッタ法、ＣＶＤ法、プラズマ処理法（プラズマＣＶＤ法も含む）、吸着法、金属塩の溶液を塗布する方法を使用することができる。このうち溶液を用いる方法は簡便であり、金属元素の濃度調整が容易であるという点で有用である。また、このとき非晶質半導体層の表面のぬれ性を改善し、非晶質半導体層の表面全体に水溶液を行き渡らせるため、酸素雰囲気中でのＵＶ光の照射、熱酸化法、ヒドロキシラジカルを含むオゾン水又は過酸化水素による処理等により、酸化膜を成膜することが望ましい。
【０１０３】
結晶化を促進する元素を結晶性半導体層から除去、又は軽減するため、結晶性半導体層に接して、不純物元素を含む半導体層を形成し、ゲッタリングシンクとして機能させる。不純物元素としては、ｎ型を付与する不純物元素、ｐ型を付与する不純物元素や希ガス元素などを用いることができ、例えばリン（Ｐ）、窒素（Ｎ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、ボロン（Ｂ）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、Ｋｒ（クリプトン）、Ｘｅ（キセノン）から選ばれた一種または複数種を用いることができる。結晶化を促進する元素を含む結晶性半導体層に、希ガス元素を含む半導体層を形成し、熱処理（５５０℃〜７５０℃で３分〜２４時間）を行う。結晶性半導体層中に含まれる結晶化を促進する元素は、希ガス元素を含む半導体層中に移動し、結晶性半導体層中の結晶化を促進する元素は除去、又は軽減される。その後、ゲッタリングシンクとなった希ガス元素を含む半導体層を除去する。
【０１０４】
レーザと、半導体膜とを相対的に走査することにより、レーザ照射を行うことができる。またレーザ照射において、ビームを精度よく重ね合わせたり、レーザ照射開始位置やレーザ照射終了位置を制御するため、マーカーを形成することもできる。マーカーは非晶質半導体層と同時に、基板上へ形成すればよい。
【０１０５】
レーザ照射を用いる場合、連続発振型のレーザビーム（ＣＷ（ＣＷ：ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ−ｗａｖｅ）レーザビーム）やパルス発振型のレーザビーム（パルスレーザビーム）を用いることができる。ここで用いることができるレーザビームは、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザ、エキシマレーザなどの気体レーザ、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とするレーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザ、銅蒸気レーザまたは金蒸気レーザのうち一種または複数種から発振されるものを用いることができる。このようなレーザビームの基本波、及びこれらの基本波の第２高調波から第４高調波のレーザビームを照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例えば、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を用いることができる。このレーザは、ＣＷで射出することも、パルス発振で射出することも可能である。ＣＷで射出する場合は、レーザのパワー密度を０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ２程度（好ましくは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ２）が必要である。そして、走査速度を１０〜２０００ｃｍ／ｓｅｃ程度として照射する。
【０１０６】
なお、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とするレーザ、Ａｒイオンレーザ、またはＴｉ：サファイアレーザは、連続発振をさせることが可能であり、Ｑスイッチ動作やモード同期などを行うことによって１０ＭＨｚ以上の発振周波数でパルス発振をさせることも可能である。１０ＭＨｚ以上の発振周波数でレーザビームを発振させると、半導体膜がレーザによって溶融してから固化するまでの間に、次のパルスが半導体膜に照射される。従って、発振周波数が低いパルスレーザを用いる場合と異なり、半導体膜中において固液界面を連続的に移動させることができるため、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を得ることができる。
【０１０７】
媒質としてセラミック（多結晶）を用いると、短時間かつ低コストで自由な形状に媒質を形成することが可能である。単結晶を用いる場合、通常、直径数ｍｍ、長さ数十ｍｍの円柱状の媒質が用いられているが、セラミックを用いる場合はさらに大きいものを作ることが可能である。
【０１０８】
発光に直接寄与する媒質中のＮｄ、Ｙｂなどのドーパントの濃度は、単結晶中でも多結晶中でも大きくは変えられないため、濃度を増加させることによるレーザの出力向上にはある程度限界がある。しかしながら、セラミックの場合、単結晶と比較して媒質の大きさを著しく大きくすることができるため大幅な出力向上ができうる。
【０１０９】
さらに、セラミックの場合では、平行六面体形状や直方体形状の媒質を容易に形成することが可能である。このような形状の媒質を用いて、発振光を媒質の内部でジグザグに進行させると、発振光路を長くとることができる。そのため、増幅が大きくなり、大出力で発振させることが可能になる。また、このような形状の媒質から射出されるレーザビームは射出時の断面形状が四角形状であるため、丸状のビームと比較すると、線状ビームに整形するのに有利である。このように射出されたレーザビームを、光学系を用いて整形することによって、短辺の長さ１ｍｍ以下、長辺の長さ数ｍｍ〜数ｍの線状ビームを容易に得ることが可能となる。また、励起光を媒質に均一に照射することにより、線状ビームは長辺方向にエネルギー分布の均一なものとなる。またさらにレーザは、半導体膜に対して入射角θ（０＜θ＜９０度）を持たせて照射させるとよい。レーザの干渉を防止することができるからである。
【０１１０】
この線状ビームを半導体膜に照射することによって、半導体膜の全面をより均一にアニールすることが可能になる。線状ビームの均一なアニールが必要な場合は、スリットを配置し、エネルギーの減衰部を遮光するなどの工夫が必要となる。
【０１１１】
このようにして得られた強度が均一な線状ビームを用いて半導体膜をアニールし、この半導体膜を用いて液晶表示装置を作製すると、その液晶表示装置の特性は、良好かつ均一である。
【０１１２】
また、希ガスや窒素などの不活性ガス雰囲気中でレーザ光を照射するようにしても良い。これにより、半導体表面の荒れを抑えることができ、界面準位密度のばらつきによって生じるしきい値のばらつきを抑えることができる。
【０１１３】
非晶質半導体膜の結晶化は、熱処理とレーザ光照射による結晶化を組み合わせてもよく、熱処理やレーザ光照射を単独で、複数回行っても良い。
【０１１４】
ゲート電極層は、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法等の手法により形成することができる。ゲート電極層はタンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ネオジム（Ｎｄ）から選ばれた元素、又は前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成すればよい。また、ゲート電極層としてリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、ゲート電極層は単層でも積層でもよい。
【０１１５】
本実施の形態ではゲート電極層をテーパー形状を有する様に形成するが、本発明はそれに限定されず、ゲート電極層を積層構造にして、一層のみがテーパー形状を有し、他方は異方性エッチングによって垂直な側面を有していてもよい。テーパー角度も積層するゲート電極層間で異なっていても良いし、同一でもよい。テーパー形状を有することによって、その上に積層する膜の被覆性が向上し、欠陥が軽減されるので信頼性が向上する。
【０１１６】
ソース電極層又はドレイン電極層は、スパッタリング法、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、蒸着法等により導電膜を成膜した後、所望の形状にエッチングして形成することができる。また、液滴吐出法、印刷法、ディスペンサ法、電解メッキ法等により、所定の場所に選択的に導電層を形成することができる。更にはリフロー法、ダマシン法を用いても良い。ソース電極層又はドレイン電極層の材料は金属などの導電性材料を用いることができ、具体的にはＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｇｅなどの材料、又は上記材料の合金、若しくはその窒化物を用いて形成する。また、これらの積層構造としても良い。
【０１１７】
絶縁層５２３、５５７、５２７としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウムその他の無機絶縁性材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの耐熱性高分子、又はシロキサン樹脂を用いてもよい。また、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロブテン、フッ化アリーレンエーテル、ポリイミドなどの有機材料、水溶性ホモポリマーと水溶性共重合体を含む組成物材料等を用いてもよい。作製法としては、プラズマＣＶＤ法や熱ＣＶＤ法などの気相成長法やスパッタリング法を用いることができる。また、液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）を用いることもできる。塗布法で得られる膜やＳＯＧ膜なども用いることができる。
【０１１８】
本実施の形態に限定されず、薄膜トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でも、二つ形成されるダブルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。また、周辺駆動回路領域の薄膜トランジスタも、シングルゲート構造、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【０１１９】
なお、本実施の形態で示した薄膜トランジスタの作製方法に限らず、トップゲート型（例えば順スタガ型、コプラナ型）、ボトムゲート型（例えば、逆コプラナ型）、あるいはチャネル領域の上下にゲート絶縁膜を介して配置された２つのゲート電極層を有する、デュアルゲート型やその他の構造においても適用できる。
【０１２０】
トランジスタはスイッチング素子として機能し得るものであれば、どのような構成で設けてもよい。半導体層も非晶質半導体、結晶性半導体、多結晶半導体、微結晶半導体など様々な半導体を用いることができ、有機化合物を用いて有機トランジスタを形成してもよい。
【０１２１】
球状スペーサの配置工程において、球状スペーサを液滴吐出法を用いて吐出し、液滴中の制御不能により生じた球状スペーサ吐出直後の位置ずれを、液滴の乾燥に伴い球状スペーサを移動させることで補正することができる。
【０１２２】
球状スペーサをブラックマトリクス（遮光膜）や配線等の非表示領域に正確に配置することができるため、表示領域における球状のスペーサの移動による傷や、光抜け、周辺の配向異常などの表示不良を防ぐことが可能となる。さらに形成時において厚さの制御が困難な柱状スペーサより、均一な厚さで基板間の間隔を保持することができる。
【０１２３】
従って、液晶表示装置内において、球状スペーサの配置制御をより正確に行い、不適切な表示領域への配置による表示不良を防止し、基板間の間隔を均一に保持することができる。また、より視認性の優れた、画質及び信頼性の高い液晶表示装置を歩留まり高く作製することができる。
【０１２４】
なお、本実施の形態は、実施の形態１と適宜組み合わせて用いることができ、液晶表示装置を構成する電極層や絶縁層などの材料、作製方法は実施の形態２を参照し、適宜適用することができる。
【０１２５】
（実施の形態４）
本実施の形態では、より高画質及び高信頼性を付与され、歩留まりよく作製することのできることを目的とした液晶表示装置の一例について説明する。具体的には、本発明を用いた結晶性半導体膜を有する薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置について説明する。
【０１２６】
図１１（Ａ）は本発明に係る表示パネルの構成を示す上面図であり、絶縁表面を有する基板２７００上に画素２７０２をマトリクス状に配列させた画素部２７０１、走査線側入力端子２７０３、信号線側入力端子２７０４が形成されている。画素数は種々の規格に従って設ければ良く、ＸＧＡであってＲＧＢを用いたフルカラー表示であれば１０２４×７６８×３（ＲＧＢ）、ＵＸＧＡであってＲＧＢを用いたフルカラー表示であれば１６００×１２００×３（ＲＧＢ）、フルスペックハイビジョンに対応させ、ＲＧＢを用いたフルカラー表示であれば１９２０×１０８０×３（ＲＧＢ）とすれば良い。
【０１２７】
画素２７０２は、走査線側入力端子２７０３から延在する走査線と、信号線側入力端子２７０４から延在する信号線とが交差することで、マトリクス状に配設される。画素部２７０１の画素それぞれには、スイッチング素子とそれに接続する画素電極層が備えられている。スイッチング素子の代表的な一例はＴＦＴであり、ＴＦＴのゲート電極層側が走査線と、ソース若しくはドレイン側が信号線と接続されることにより、個々の画素を外部から入力する信号によって独立して制御可能としている。
【０１２８】
図１１（Ａ）は、走査線及び信号線へ入力する信号を、外付けの駆動回路により制御する表示パネルの構成を示しているが、図１２（Ａ）に示すように、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によりドライバＩＣ２７５１を基板２７００上に実装しても良い。また他の実装形態として、図１２（Ｂ）に示すようなＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式を用いてもよい。ドライバＩＣは単結晶半導体基板に形成されたものでも良いし、ガラス基板上にＴＦＴで回路を形成したものであっても良い。図１２において、ドライバＩＣ２７５１は、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）２７５０と接続している。
【０１２９】
また、画素に設けるＴＦＴを結晶性を有する半導体で形成する場合には、図１１（Ｂ）に示すように走査線側駆動回路３７０２を基板３７００上に形成することもできる。図１１（Ｂ）において、画素部３７０１は、信号線側入力端子３７０４と接続した図１１（Ａ）と同様に外付けの駆動回路により制御する。画素に設けるＴＦＴを移動度の高い、多結晶（微結晶）半導体、単結晶半導体などで形成する場合は、図１１（Ｃ）に示すように、画素部４７０１、走査線駆動回路４７０２と、信号線駆動回路４７０４を基板４７００上に一体形成することもできる。
【０１３０】
図７（Ａ）は、本発明を用いた本実施の形態の液晶表示装置の上面図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の線Ｃ−Ｄにおける断面図である。
【０１３１】
図７で示すように、画素領域６０６、走査線駆動回路である駆動回路領域６０８ａ、走査線駆動領域である駆動回路領域６０８ｂが、シール材６９２によって、素子基板である基板６００と対向基板である基板６９５との間に封止され、基板６００上にＩＣドライバによって形成された信号線駆動回路である駆動回路領域６０７が設けられている。画素領域６０６にはトランジスタ６２２及び容量素子６２３が設けられ、駆動回路領域６０８ｂにはトランジスタ６２０及びトランジスタ６２１を有する駆動回路が設けられている。
【０１３２】
基板６００及び基板６９５は、透光性を有する絶縁性基板（以下、透光性基板とも記す）とする。特に可視光の波長領域において透光性を有する。例えば、バリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板等を用いることができる。また、ポリエチレン−テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）に代表されるプラスチックや、アクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を適用することができる。また、フィルム（ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなる）、基材フィルム（ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム等）などを用いることもできる。また一般的に合成樹脂からなる基板は、他の基板と比較して耐熱温度が低いことが懸念されるが、耐熱性の高い基板を用いた素子の作製工程の後、素子を転置することによっても採用することが可能となる。
【０１３３】
画素領域６０６には、下地膜６０４ａ、下地膜６０４ｂを介してスイッチング素子となるトランジスタ６２２が設けられている。
【０１３４】
下地膜６０４ａ、６０４ｂの材料は、アクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの耐熱性高分子、又はシロキサン樹脂を用いてもよい。また、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いてもよい。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フッ化アリーレンエーテル、ポリイミドなどの有機材料、水溶性ホモポリマーと水溶性共重合体を含む組成物材料等を用いてもよい。また、オキサゾール樹脂を用いることもでき、例えば光硬化型ポリベンゾオキサゾールなどを用いることができる。
【０１３５】
下地膜６０４ａ、６０４ｂは、スパッタリング法、ＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ法）、またはプラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などを用いて形成することができる。また、液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）、スピンコート法などの塗布法、ディッピング法、ディスペンサ法などを用いることもできる。
【０１３６】
本実施の形態では、トランジスタ６２２にマルチゲート型薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用い、ソース領域及びドレイン領域として機能する不純物領域を有する半導体層、ゲート絶縁層、２層の積層構造であるゲート電極層、ソース電極層及びドレイン電極層を有し、ソース電極層又はドレイン電極層は、半導体層の不純物領域と画素電極層６３０に接して電気的に接続している。薄膜トランジスタは、多くの方法で作製することができる。例えば、活性層として、結晶性半導体膜を適用する。結晶性半導体膜上には、ゲート絶縁膜を介してゲート電極が設けられる。該ゲート電極を用いて該活性層へ不純物元素を添加することができる。このようにゲート電極を用いた不純物元素の添加により、不純物元素添加のためのマスクを形成する必要はない。ゲート電極は、単層構造、又は積層構造を有することができる。不純物領域は、その濃度を制御することにより高濃度不純物領域及び低濃度不純物領域とすることができる。このように低濃度不純物領域を有する薄膜トランジスタを、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔ  ｄｏｐｅｄ  ｄｒａｉｎ）構造と呼ぶ。また低濃度不純物領域は、ゲート電極と重なるように形成することができ、このような薄膜トランジスタを、ＧＯＬＤ（Ｇａｔｅ  Ｏｖｅｒｌａｐｅｄ  ＬＤＤ）構造と呼ぶ。また薄膜トランジスタの極性は、不純物領域にリン（Ｐ）等を用いることによりｎ型とする。ｐ型とする場合は、ボロン（Ｂ）等を添加すればよい。その後、ゲート電極等を覆う絶縁膜６１１及び絶縁膜６１２を形成する。絶縁膜６１１（及び絶縁膜６１２）に混入された水素元素により、結晶性半導体膜のダングリングボンドを終端することができる。
【０１３７】
さらに平坦性を高めるため、層間絶縁膜として絶縁膜６１５、絶縁膜６１６を形成してもよい。絶縁膜６１５、絶縁膜６１６には、有機材料、又は無機材料、若しくはそれらの積層構造を用いることができる。例えば酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、ポリシラザン、窒素含有炭素（ＣＮ）、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）、アルミナ、その他の無機絶縁性材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、有機絶縁性材料を用いてもよく、有機材料としては、感光性、非感光性どちらでも良く、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、シロキサン樹脂などを用いることができる。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、アリール基）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。
【０１３８】
また結晶性半導体膜を用いることにより、画素領域と駆動回路領域を同一基板上に一体形成することができる。その場合、画素部のトランジスタと、駆動回路領域６０８ｂのトランジスタとは同時に形成される。駆動回路領域６０８ｂに用いるトランジスタは、ＣＭＯＳ回路を構成する。ＣＭＯＳ回路を構成する薄膜トランジスタは、ＧＯＬＤ構造であるが、トランジスタ６２２のようなＬＤＤ構造を用いることもできる。
【０１３９】
本実施の形態に限定されず、画素領域の薄膜トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でも、二つ形成されるダブルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。また、周辺駆動回路領域の薄膜トランジスタも、シングルゲート構造、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【０１４０】
なお、本実施の形態で示した薄膜トランジスタの作製方法に限らず、トップゲート型（例えば順スタガ型）、ボトムゲート型（例えば、逆スタガ型）、あるいはチャネル領域の上下にゲート絶縁膜を介して配置された２つのゲート電極層を有する、デュアルゲート型やその他の構造においても適用できる。
【０１４１】
本実施の形態では、絶縁膜６１６上に有機シラン膜を介して固着剤付き球状スペーサ６３７が配置されている。
【０１４２】
本実施の形態の液晶表示装置の作製方法においても、絶縁膜６１６上に液滴吐出法を用いて固着剤付き球状スペーサ６３７を配置した後、配向膜として機能する絶縁層６３１を形成し、ラビング処理を行い、基板貼り合わせ工程を行う。球状スペーサを配置する工程において、まず、撥液処理として加水分解基を有する有機シラン膜を形成し、液滴吐出法により固着剤付きの球状スペーサを含む液体を吐出する。液体の乾燥に伴い球状スペーサは液体中央に移動し位置補正される。その後、固着剤の加熱処理を行い、球状スペーサを固着し、加水分解基を有する有機シラン膜を選択的に除去して親液処理を行う。
【０１４３】
本実施の形態では、基板間の間隔を保持し、液晶層６３２の膜厚を制御するために球状スペーサを用いて、液滴吐出法によって液晶表示装置内に配置する。球状スペーサの吐出領域には球状スペーサを分散させる液体に対して、ぬれ性を低めるため撥液処理を行う。撥液処理によって、球状スペーサが分散された液体（液滴）は、撥液処理領域と高い接触角を保って撥液処理領域に付着（着弾）する。液体は、撥液領域にぬれ広がらず、液体中央に球状スペーサを移動させながら乾燥する。そのため、球状スペーサは、液体の吐出制御位置である液体中央に配置することができる。従って液滴中の制御不能により生じた吐出直後の位置ずれを、液滴の乾燥に伴い球状スペーサを移動させることで補正することができる。
【０１４４】
本実施の形態では、球状スペーサの周りに基板との固着剤が設けられた固着剤付き球状スペーサを用いることで、液滴の乾燥後加熱処理を行い、固着剤を用いて球状スペーサと配置される基板（導電層）とを固着することができる。
【０１４５】
球状スペーサは移動しやすいために配向膜として機能する絶縁層上に配置されることが多い。しかし本発明では、球状スペーサを基板に配置し固着した上に配向膜として機能する絶縁層を形成し、ラビング処理を行うため、高い位置精度で球状スペーサを液晶表示装置内に配置することができる。
【０１４６】
次に、画素電極層６３０、絶縁膜６１６及び球状スペーサ６３７を覆うように、印刷法や液滴吐出法により、配向膜とて機能する絶縁層６３１を形成する。なお、絶縁層６３１は、スクリーン印刷法やオフセット印刷法を用いれば、選択的に形成することができる。その後、ラビング処理を行う。配向膜とて機能する絶縁層６３３も配向膜とて機能する絶縁層６３１と同様である。続いて、シール材６９２を液滴吐出法により画素を形成した周辺の領域に形成する。
【０１４７】
液晶層６３２は、滴下法で形成してもよいし、注入法で形成してもよい。また液晶の滴下は素子基板である基板６００に行ってもよいし、カラーフィルタとして機能する着色層６３５が設けられた対向基板である基板６９５にシール材６９２を形成し、液晶を滴下してもよい。
【０１４８】
シール材６９２としては、代表的には可視光硬化性、紫外線硬化性または熱硬化性の樹脂を用いるのが好ましい。例えば、ビスフェノールＡ型液状樹脂、ビスフェノールＡ型固形樹脂、含ブロムエポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型樹脂、ビスフェノールＡＤ型樹脂、フェノール型樹脂、クレゾール型樹脂、ノボラック型樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、エピビス型エポキシ樹脂、グリシジルエステル樹脂、グリジシルアミン系樹脂、複素環式エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂を用いることができる。
【０１４９】
その後、対向基板である基板６９５の外側に偏光板６４１を設け、基板６００の素子を有する面と反対側にも偏光板６４３を設ける。偏光板は、接着層によって基板に設けることができる。また偏光板と、基板との間に位相差板を設けてもよい。シール材にはフィラーが混入されていても良く、さらに対向基板である基板６９５には、遮光膜（ブラックマトリクス）などが形成されていても良い。なお、カラーフィルタ等は、液晶表示装置をフルカラー表示とする場合、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）を呈する材料から形成すればよく、モノカラー表示とする場合、着色層を無くす、もしくは少なくとも一つの色を呈する材料から形成すればよい。
【０１５０】
なお、バックライト装置にＲＧＢの発光ダイオード（ＬＥＤ）等を配置し、時分割によりカラー表示する継時加法混色法（フィールドシーケンシャル法）を採用するときには、カラーフィルタを設けない場合がある。ブラックマトリクスは、トランジスタやＣＭＯＳ回路の配線による外光の反射を低減するため、トランジスタやＣＭＯＳ回路と重なるように設けるとよい。なお、ブラックマトリクスは、容量素子に重なるように形成してもよい。容量素子を構成する金属膜による反射を防止することができるからである。
【０１５１】
続いて、画素領域と電気的に接続されている端子電極層６７８に、異方性導電体層６９６を介して、接続用の配線基板であるＦＰＣ６９４を設ける。ＦＰＣ６９４は、外部からの信号や電位を伝達する役目を担う。上記工程を経て、表示機能を有する液晶表示装置を作製することができる。
【０１５２】
なおトランジスタが有する配線、ゲート電極層、画素電極層６３０、対向電極層６３４は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウムに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムに酸化珪素（ＳｉＯ２）を混合した導電材料、有機インジウム、有機スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属又はその合金、若しくはその金属窒化物から一種、又は複数種を用いて形成することができる。
【０１５３】
透過型液晶表示装置とする場合は、画素電極層６３０及び対向電極層６３４に透光性の導電性材料を用いればよい。一方、反射型液晶表示装置とする場合は、反射性を有する層を別途設けても良いし、画素電極層６３０に反射性を有する導電性材料を、対向電極層６３４に透光性の導電性材料をそれぞれ用いて形成し、画素電極層６３０で反射した光を対向電極層６３４より透過し、視認側に射出する構成とすればよい。
【０１５４】
ソース電極層又はドレイン電極層と画素電極層が直接接して電気的な接続を行うのではなく、配線層を介して接続してもよい。また、ソース電極層又はドレイン電極層の上に画素電極層が一部積層するように接続してもよいし、先に画素電極層を形成し、その画素電極層上に接するようにソース電極層又はドレイン電極層を形成する構成でもよい。
【０１５５】
本実施の形態では、上記のような回路で形成するが、本発明はこれに限定されず、周辺駆動回路としてＩＣチップを前述したＣＯＧ方式やＴＡＢ方式によって実装したものでもよい。また、ゲート線駆動回路、ソース線駆動回路は複数であっても単数であっても良い。
【０１５６】
また、本発明の液晶表示装置において、画面表示の駆動方法は特に限定されず、例えば、点順次駆動方法や線順次駆動方法や面順次駆動方法などを用いればよい。代表的には、線順次駆動方法とし、時分割階調駆動方法や面積階調駆動方法を適宜用いればよい。また、液晶表示装置のソース線に入力する映像信号は、アナログ信号であってもよいし、デジタル信号であってもよく、適宜、映像信号に合わせて駆動回路などを設計すればよい。
【０１５７】
球状スペーサの配置工程において、球状スペーサを液滴吐出法を用いて吐出し、液滴中の制御不能により生じた球状スペーサ吐出直後の位置ずれを、液滴の乾燥に伴い球状スペーサを移動させることで補正することができる。
【０１５８】
球状スペーサをブラックマトリクス（遮光膜）や配線等の非表示領域に正確に配置することができるため、表示領域における球状のスペーサの移動による傷や、光抜け、周辺の配向異常などの表示不良を防ぐことが可能となる。さらに形成時において厚さの制御が困難な柱状スペーサより、均一な厚さで基板間の間隔を保持することができる。
【０１５９】
従って、液晶表示装置内において、球状スペーサの配置制御をより正確に行い、不適切な表示領域への配置による表示不良を防止し、基板間の間隔を均一に保持することができる。また、より視認性の優れた、画質及び信頼性の高い液晶表示装置を歩留まり高く作製することができる。
【０１６０】
なお、本実施の形態は、実施の形態１と適宜組み合わせて用いることができ、液晶表示装置を構成する電極層や絶縁層などの材料、作製方法は実施の形態２を参照し、適宜適用することができる。
【０１６１】
（実施の形態５）
本実施の形態では、より高画質及び高信頼性を付与され、歩留まりよく作製することのできることを目的とした液晶表示装置の一例について説明する。具体的には、本発明を用いた非晶質半導体膜を有する薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置について説明する。
【０１６２】
図８に示す液晶表示装置は、素子基板である基板２００上に、画素領域に逆スタガ型薄膜トランジスタであるトランジスタ２２０、画素電極層２０１、絶縁膜２０２、配向膜として機能する絶縁層２０３、液晶層２０４、球状スペーサ２８１、配向膜として機能する絶縁層２０５、対向電極層２０６、カラーフィルタ２０８、ブラックマトリクス２０７、対向基板である基板２１０、偏光板２３１、偏光板２３３、封止領域にシール材２８２、端子電極層２８７、異方性導電層２８５、ＦＰＣ２８６が設けられている。
【０１６３】
本実施の形態では、絶縁膜２０２上に有機シラン膜を介して固着剤付き球状スペーサ２８１が配置されている。
【０１６４】
本実施の形態の液晶表示装置の作製方法においても、絶縁膜２０２上に液滴吐出法を用いて固着剤付き球状スペーサ２８１を配置した後、配向膜として機能する絶縁層２０３を形成し、ラビング処理を行い、基板貼り合わせ工程を行う。球状スペーサを配置する工程において、まず、撥液処理として加水分解基を有する有機シラン膜を形成し、液滴吐出法により固着剤付きの球状スペーサを含む液体を吐出する。液体の乾燥に伴い球状スペーサは液体中央に移動し位置補正される。その後、固着剤の加熱処理を行い、球状スペーサを固着し、加水分解基を有する有機シラン膜を選択的に除去して親液処理を行う。
【０１６５】
本実施の形態では、基板間の間隔を保持し、液晶層の膜厚を制御するために球状スペーサを用いて、液滴吐出法によって液晶表示装置内に配置する。球状スペーサの吐出領域には球状スペーサを分散させる液体に対して、ぬれ性を低めるため撥液処理を行う。撥液処理によって、球状スペーサが分散された液体（液滴）は、撥液処理領域と高い接触角を保って撥液処理領域に付着（着弾）する。液体は、撥液領域にぬれ広がらず、液体中央に球状スペーサを移動させながら乾燥する。そのため、球状スペーサは、液体の吐出制御位置である液体中央に配置することができる。従って液滴中の制御不能により生じた吐出直後の位置ずれを、液滴の乾燥に伴い球状スペーサを移動させることで補正することができる。
【０１６６】
本実施の形態では、球状スペーサの周りに基板との固着剤が設けられた固着剤付き球状スペーサを用いることで、液滴の乾燥後加熱処理を行い、固着剤を用いて球状スペーサと配置される基板（導電層）とを固着することができる。
【０１６７】
球状スペーサは移動しやすいために配向膜として機能する絶縁層上に配置されることが多い。しかし本発明では、球状スペーサを基板に配置し固着した上に配向膜として機能する絶縁層を形成し、ラビング処理を行うため、高い位置精度で球状スペーサを液晶表示装置内に配置することができる。
【０１６８】
本実施の形態で作製される逆スタガ型薄膜トランジスタであるトランジスタ２２０のゲート電極層、ソース電極層、及びドレイン電極層は液滴吐出法によって形成されている。液滴吐出法は、液状の導電性材料を有する組成物を吐出し、乾燥や焼成によって固化し、導電層や電極層を形成する方法である。絶縁性材料を含む組成物を吐出し、乾燥や焼成によって固化すれば絶縁層も形成することができる。選択的に導電層や絶縁層などの液晶表示装置の構成物を形成することができるので、工程が簡略化し、材料のロスが防げるので、低コストで生産性良く液晶表示装置を作製することができる。
【０１６９】
本実施の形態では、半導体層として非晶質半導体を用いており、一導電性型を有する半導体層は必要に応じて形成すればよい。本実施の形態では、半導体層と一導電型を有する半導体層として非晶質ｎ型半導体層を積層する。またｎ型半導体層を形成し、ｎチャネル型薄膜トランジスタのＮＭＯＳ構造、ｐ型半導体層を形成したｐチャネル型薄膜トランジスタのＰＭＯＳ構造、ｎチャネル型薄膜トランジスタとｐチャネル型薄膜トランジスタとのＣＭＯＳ構造を作製することができる。本実施の形態では、トランジスタ２２０はｎチャネル型の逆スタガ型薄膜トランジスタとなっている。また、半導体層のチャネル領域上に保護層を設けたチャネル保護型の逆スタガ型薄膜トランジスタを用いることもできる。
【０１７０】
また、導電性を付与するために、導電性を付与する元素をドーピングによって添加し、不純物領域を半導体層に形成することで、ｎチャネル型薄膜トランジスタ、Ｐチャネル型薄膜トランジスタを形成することもできる。ｎ型半導体層を形成するかわりに、ＰＨ３ガスによるプラズマ処理を行うことによって、半導体層に導電性を付与してもよい。
【０１７１】
また、半導体として、有機半導体材料を用い、印刷法、スプレー法、スピン塗布法、液滴吐出法、ディスペンサ法などで形成することができる。この場合、エッチング工程が必要ないため、工程数を削減することが可能である。有機半導体としては、ペンタセン等の低分子材料、高分子材料などが用いられ、有機色素、導電性高分子材料などの材料も用いることができる。本発明に用いる有機半導体材料としては、その骨格が共役二重結合から構成されるπ電子共役系の高分子材料が望ましい。代表的には、ポリチオフェン、ポリフルオレン、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリチオフェン誘導体の可溶性の高分子材料を用いることができる。
【０１７２】
次いで、バックライトユニット３５２の構成について説明する。バックライトユニット３５２は、光を発する光源３３１として冷陰極管、熱陰極管、発光ダイオード、無機ＥＬ、有機ＥＬ、光を効率よく導光板３３５に導くためのランプリフレクタ３３２、光が全反射しながら液晶表示装置全面に光を導くための導光板３３５、明度のムラを低減するための拡散板３３６、導光板３３５の下に漏れた光を再利用するための反射板３３４を有するように構成されている。
【０１７３】
バックライトユニット３５２には、光源３３１の輝度を調整するための制御回路が接続されている。制御回路からの信号供給により、光源３３１の輝度を制御することができる。
【０１７４】
球状スペーサの配置工程において、球状スペーサを液滴吐出法を用いて吐出し、液滴中の制御不能により生じた球状スペーサ吐出直後の位置ずれを、液滴の乾燥に伴い球状スペーサを移動させることで補正することができる。
【０１７５】
球状スペーサをブラックマトリクス（遮光膜）や配線等の非表示領域に正確に配置することができるため、表示領域における球状のスペーサの移動による傷や、光抜け、周辺の配向異常などの表示不良を防ぐことが可能となる。さらに形成時において厚さの制御が困難な柱状スペーサより、均一な厚さで基板間の間隔を保持することができる。
【０１７６】
従って、液晶表示装置内において、球状スペーサの配置制御をより正確に行い、不適切な表示領域への配置による表示不良を防止し、基板間の間隔を均一に保持することができる。また、より視認性の優れた、画質及び信頼性の高い液晶表示装置を歩留まり高く作製することができる。
【０１７７】
なお、本実施の形態は、実施の形態１と適宜組み合わせて用いることができ、液晶表示装置を構成する電極層や絶縁層などの材料、作製方法は実施の形態２を参照し、適宜適用することができる。
【０１７８】
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明を用いた液晶表示装置が有する各回路等の動作について説明する。
【０１７９】
図１３には、液晶表示装置の画素部７０５及び駆動回路部７０８のシステムブロック図を示す。
【０１８０】
画素部７０５は、複数の画素を有し、各画素となる信号線７１２と、走査線７１０との交差領域には、スイッチング素子が設けられている。スイッチング素子により液晶分子の傾きを制御するための電圧の印加を制御することができる。このように各交差領域にスイッチング素子が設けられた構造をアクティブマトリクス型と呼ぶ。本発明の画素部は、このようなアクティブマトリクス型に限定されず、パッシブマトリクス型の構成を有してもよい。パッシブマトリクス型は、各画素にスイッチング素子がないため、工程が簡便である。
【０１８１】
駆動回路部７０８は、制御回路７０２、信号線駆動回路７０３、走査線駆動回路７０４を有する。制御回路７０２は、画素部７０５の表示内容に応じて、階調制御を行う機能を有する。そのため、制御回路７０２は、生成された信号を信号線駆動回路７０３、及び走査線駆動回路７０４に入力する。そして、走査線駆動回路７０４に基づき、走査線７１０を介してスイッチング素子が選択されると、選択された交差領域の画素電極に電圧が印加される。この電圧の値は、信号線駆動回路７０３から信号線を介して入力される信号に基づき決定される。
【０１８２】
さらに、制御回路７０２では、照明手段７０６へ供給する電力を制御する信号が生成され、該信号は、照明手段７０６の電源７０７に入力される。照明手段には、上記実施の形態で示したバックライトユニットを用いることができる。なお照明手段はバックライト以外にフロントライトもある。フロントライトとは、画素部の前面側に取りつけ、全体を照らす発光体および導光体で構成された板状のライトユニットである。このような照明手段により、低消費電力で、均等に画素部を照らすことができる。
【０１８３】
図１３（Ｂ）に示すように走査線駆動回路７０４は、シフトレジスタ７４１、レベルシフタ７４２、バッファ７４３として機能する回路を有する。シフトレジスタ７４１にはゲートスタートパルス（ＧＳＰ）、ゲートクロック信号（ＧＣＫ）等の信号が入力される。なお、本発明の走査線駆動回路は、図１３（Ｂ）に示す構成に限定されない。
【０１８４】
また図１３（Ｃ）に示すように信号線駆動回路７０３は、シフトレジスタ７３１、第１のラッチ７３２、第２のラッチ７３３、レベルシフタ７３４、バッファ７３５として機能する回路を有する。バッファ７３５として機能する回路とは、弱い信号を増幅させる機能を有する回路であり、オペアンプ等を有する。シフトレジスタ７３１には、スタートパルス（ＳＳＰ）、クッロク信号（ＳＣＫ）等の信号が、第１のラッチ７３２にはビデオ信号等のデータ（ＤＡＴＡ）が入力される。第２のラッチ７３３にはラッチ（ＬＡＴ）信号を一時保持することができ、一斉に画素部７０５へ入力させる。これを線順次駆動と呼ぶ。そのため、線順次駆動ではなく、点順次駆動を行う画素であれば、第２のラッチは不要とすることができる。このように、本発明の信号線駆動回路は図１３（Ｃ）に示す構成に限定されない。
【０１８５】
このような信号線駆動回路７０３、走査線駆動回路７０４、画素部７０５は、同一基板状に設けられた半導体素子によって形成することができる。半導体素子は、ガラス基板に設けられた薄膜トランジスタを用いて形成することができる。この場合、半導体素子には結晶性半導体膜を適用するとよい（上記実施の形態４参照）。結晶性半導体膜は、電気特性、特に移動度が高いため、駆動回路部が有する回路を構成することができる。また、信号線駆動回路７０３や走査線駆動回路７０４は、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップを用いて、基板上に実装することもできる。この場合、画素部の半導体素子には非晶質半導体膜を適用することができる（上記実施の形態５参照）。
【０１８６】
従って、本実施の形態により、より高性能及び高画質の液晶表示装置を歩留まり良く作製することができる。
【０１８７】
本実施の形態は、上記の実施の形態１乃至５と適宜組み合わせることができる。
【０１８８】
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明を用いた液晶表示装置に用いることのできる照明手段であるバックライトの構成について説明する。バックライトは光源を有するバックライトユニットとして液晶表示装置に設けられ、バックライトユニットは効率よく光を散乱させるため、光源は反射板により囲まれている。
【０１８９】
図１０（Ａ）に示すように、バックライトユニット３５２は、光源として冷陰極管４０１を用いることができる。また、冷陰極管４０１からの光を効率よく反射させるため、ランプリフレクタ３３２を設けることができる。冷陰極管４０１は、大型液晶表示装置に用いることが多い。これは冷陰極管からの輝度の強度のためである。そのため、冷陰極管を有するバックライトユニットは、パーソナルコンピュータのディスプレイに用いることができる。
【０１９０】
図１０（Ｂ）に示すように、バックライトユニット３５２は、光源として発光ダイオード４０２を用いることができる。例えば、白色を発する発光ダイオード４０２を所定の間隔に配置する。また、発光ダイオード４０２からの光を効率よく反射させるため、ランプリフレクタ３３２を設けることができる。
【０１９１】
また図１０（Ｃ）に示すように、バックライトユニット３５２は、光源として各色ＲＧＢの発光ダイオード４０３、４０４、４０５を用いることができる。各色ＲＧＢの発光ダイオード４０３、４０４、４０５を用いることにより、白色を発する発光ダイオード４０２のみと比較して、色再現性を高くすることができる。また、発光ダイオードからの光を効率よく反射させるため、ランプリフレクタ３３２を設けることができる。
【０１９２】
またさらに図１０（Ｄ）に示すように、光源として各色ＲＧＢの発光ダイオード４０３、４０４、４０５を用いる場合、それらの数や配置を同じとする必要はない。例えば、発光強度の低い色の発光ダイオードを他の色の発光ダイオードより多く配置してもよい。
【０１９３】
さらに白色を発する発光ダイオード４０２と、各色ＲＧＢの発光ダイオード（ＬＥＤ）４０３、４０４、４０５とを組み合わせて用いてもよい。
【０１９４】
なおＲＧＢの発光ダイオードを有する場合、フィールドシーケンシャルモードを適用すると、時間に応じてＲＧＢの発光ダイオードを順次点灯させることによりカラー表示を行うことができる。
【０１９５】
発光ダイオードを用いると、輝度が高いため、大型液晶表示装置に適する。また、ＲＧＢ各色の色純度が良いため冷陰極管と比べて色再現性に優れており、配置面積を小さくすることができるため、小型液晶表示装置に適応すると、狭額縁化を図ることができる。
【０１９６】
また、光源を必ずしも図１０に示すバックライトユニットとして配置する必要はない。例えば、大型液晶表示装置に発光ダイオードを有するバックライトを搭載する場合、発光ダイオードは該基板の背面に配置することができる。このとき発光ダイオードは、所定の間隔を維持し、各色の発光ダイオードを順に配置させることができる。発光ダイオードの配置により、色再現性を高めることができる。
【０１９７】
本発明では、このようなバックライトを用いたより高画質及び高性能な液晶表示装置を歩留まりよく作製することができる。特に、発光ダイオードを有するバックライトは、大型液晶表示装置に適しており、大型液晶表示装置のコントラスト比を高めることにより、暗所でも質の高い映像を提供することができる。
【０１９８】
本実施の形態は、上記の実施の形態１乃至６と適宜組み合わせることができる。
【０１９９】
（実施の形態８）
本実施の形態では、より高画質及び高信頼性を付与され、歩留まりよく作製することのできることを目的とした液晶表示装置の一例について説明する。具体的には、本発明を用いた液晶表示モジュールについて説明する。
【０２００】
本実施の形態を図９（Ａ）及び図９（Ｂ）を用いて説明する。図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、本発明を適用して作製される素子基板２６００を用いて液晶表示装置（液晶表示モジュール）を構成する一例を示している。
【０２０１】
図９（Ａ）は液晶表示モジュールの一例であり、素子基板２６００と対向基板２６０１がシール材２６０２により固着され、その間にＴＦＴ等を含む画素部２６０３、液晶層２６０４、着色層２６０５が設けられ表示領域を形成している。着色層２６０５はカラー表示を行う場合に必要であり、ＲＧＢ方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した着色層が各画素に対応して設けられている。素子基板２６００と対向基板２６０１の外側には偏光板２６０６、偏光板２６０７、拡散板２６１３が配設されている。光源は冷陰極管２６１０と反射板２６１１により構成され、回路基板２６１２は、フレキシブル配線基板２６０９により素子基板２６００と接続され、コントロール回路や電源回路などの外部回路が組みこまれている。また２６０８は駆動回路である。また偏光板と、液晶層との間に位相差板を有した状態で積層してもよい。
【０２０２】
また、図９（Ａ）（Ｂ）の液晶表示装置では、対向基板２６０１の外側（視認側）に偏光板２６０６、内側に着色層２６０５という順に設ける例を示すが、偏光板２６０６は対向基板２６０１の内側（液晶側）に設けてもよく、着色層２６０５を対向基板の外側に設けてもよい。また、偏光板２６０６と着色層２６０５の積層構造も図９（Ａ）に限定されず、偏光板２６０６及び着色層２６０５の材料や作製工程条件によって適宜設定すればよい。
【０２０３】
液晶表示モジュールには、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）などを用いることができる。
【０２０４】
図９（Ｂ）は図９（Ａ）の液晶表示モジュールにＦＳ方式を用いた一例であり、ＦＳ−ＬＣＤ（Ｆｉｅｌｄ  ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ−ＬＣＤ）となっている。ＦＳ−ＬＣＤは、１フレーム期間に赤色発光と緑色発光と青色発光をそれぞれ行うものであり、時間分割を用いて画像を合成しカラー表示を行うことが可能である。また、各発光を発光ダイオードまたは冷陰極管等で行うので、カラーフィルタが不要である。よって、３原色のカラーフィルタを並べ、各色の表示領域を限定する必要がなく、どの領域でも３色全ての表示を行うことができる。一方、１フレーム期間に３色の発光を行うため、液晶の高速な応答が求められる。本発明の液晶表示装置に、ＦＳ方式を用い、高性能で高画質な液晶表示装置、また液晶テレビジョン装置を完成させることができる。
【０２０５】
また、液晶表示モジュールの高速光学応答速度は、液晶表示モジュールのセルギャップを狭くすることで高速化する。また液晶材料の粘度を下げることでも高速化できる。また、印加電圧を一瞬だけ高く（または低く）するオーバードライブ法により、より高速化が可能である。
【０２０６】
図９（Ｂ）の液晶表示モジュールは透過型の液晶表示モジュールを示しており、光源として赤色光源２９１０ａ、緑色光源２９１０ｂ、青色光源２９１０ｃが設けられている。光源は赤色光源２９１０ａ、緑色光源２９１０ｂ、青色光源２９１０ｃのそれぞれオンオフを制御するために、制御部２９１２が設置されている。制御部２９１２によって、各色の発光は制御され、液晶に光は入射し、時間分割を用いて画像を合成し、カラー表示が行われる。
【０２０７】
本実施の形態においても、実施の形態１で示すように、球状スペーサの配置工程において、球状スペーサを液滴吐出法を用いて撥液処理領域に吐出し、液滴中の制御不能により生じた球状スペーサ吐出直後の位置ずれを、液滴の乾燥に伴い球状スペーサを移動させることで補正することができる。
【０２０８】
球状スペーサをブラックマトリクス（遮光膜）や配線等の非表示領域に正確に配置することができるため、表示領域における球状のスペーサの移動による傷や、光抜け、周辺の配向異常などの表示不良を防ぐことが可能となる。さらに形成時において厚さの制御が困難な柱状スペーサより、均一な厚さで基板間の間隔を保持することができる。
【０２０９】
従って、液晶表示装置内において、球状スペーサの配置制御をより正確に行い、不適切な表示領域への配置による表示不良を防止し、基板間の間隔を均一に保持することができる。また、より視認性の優れた、画質及び信頼性の高い液晶表示装置を歩留まり高く作製することができる。
【０２１０】
本実施の形態は、上記の実施の形態１乃至７と適宜組み合わせることができる。
【０２１１】
（実施の形態９）
本発明によって形成される液晶表示装置によって、テレビジョン装置（単にテレビ、又はテレビジョン受信機ともよぶ）を完成させることができる。図１４はテレビジョン装置の主要な構成を示すブロック図を示している。
【０２１２】
表示パネルには、図１１（Ａ）で示すような構成として、図１４において、画素部９０１のみが形成されて走査線側駆動回路９０３と信号線側駆動回路９０２とが、図１２（Ｂ）のようなＴＡＢ方式により実装される場合と、図１２（Ａ）のようなＣＯＧ方式により実装される場合と、図１１（Ｂ）に示すようにＴＦＴを形成し、画素部９０１と走査線側駆動回路９０３を基板上に形成し信号線側駆動回路９０２を別途ドライバＩＣとして実装する場合、また図１１（Ｃ）で示すように画素部９０１と信号線側駆動回路９０２と走査線側駆動回路９０３を基板上に一体形成する場合などがあるが、どのような形態としても良い。
【０２１３】
図１４において、その他の外部回路の構成として、映像信号の入力側では、チューナ９０４で受信した信号のうち、映像信号を増幅する映像信号増幅回路９０５と、そこから出力される信号を赤、緑、青の各色に対応した色信号に変換する映像信号処理回路９０６と、その映像信号をドライバＩＣの入力仕様に変換するためのコントロール回路９０７などからなっている。コントロール回路９０７は、走査線側と信号線側にそれぞれ信号が出力する。デジタル駆動する場合には、信号線側に信号分割回路９０８を設け、入力デジタル信号をｍ個に分割して供給する構成としても良い。
【０２１４】
チューナ９０４で受信した信号のうち、音声信号は、音声信号増幅回路９０９に送られ、その出力は音声信号処理回路９１０を経てスピーカー９１３に供給される。制御回路９１１は受信局（受信周波数）や音量の制御情報を入力部９１２から受け、チューナ９０４や音声信号処理回路９１０に信号を送出する。
【０２１５】
表示モジュールを、図１５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、筐体に組みこんで、テレビジョン装置を完成させることができる。表示モジュールとして液晶表示モジュールを用いれば液晶テレビジョン装置を作製することができる。図１５（Ａ）において、表示モジュールにより主画面２００３が形成され、その他付属設備としてスピーカー部２００９、操作スイッチなどが備えられている。このように、本発明によりテレビジョン装置を完成させることができる。
【０２１６】
筐体２００１に表示用パネル２００２が組みこまれ、受信機２００５により一般のテレビ放送の受信をはじめ、モデム２００４を介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより一方向（送信者から受信者）又は双方向（送信者と受信者間、又は受信者間同士）の情報通信をすることもできる。テレビジョン装置の操作は、筐体に組みこまれたスイッチ又は別体のリモコン装置２００６により行うことが可能であり、このリモコン装置にも出力する情報を表示する表示部２００７が設けられていても良い。
【０２１７】
また、テレビジョン装置にも、主画面２００３の他にサブ画面２００８を第２の表示用パネルで形成し、チャネルや音量などを表示する構成が付加されていても良い。この構成において、主画面２００３及びサブ画面２００８を本発明の液晶表示装置で形成することができる。本発明を用いると、このような大型基板を用いて、多くのＴＦＴや電子部品を用いても、画質及び信頼性の高い液晶表示装置とすることができる。
【０２１８】
図１５（Ｂ）は例えば２０〜８０インチの大型の表示部を有するテレビジョン装置であり、筐体２０１０、表示部２０１１、操作部であるリモコン装置２０１２、スピーカー部２０１３等を含む。本発明は、表示部２０１１の作製に適用される。図１５（Ｂ）のテレビジョン装置は、壁かけ型となっており、設置するスペースを広く必要としない。
【０２１９】
勿論、本発明はテレビジョン装置に限定されず、パーソナルコンピュータのモニタをはじめ、鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など特に大面積の表示媒体として様々な用途に適用することができる。
【０２２０】
本実施の形態は、上記の実施の形態１乃至８と適宜組み合わせることができる。
【０２２１】
（実施の形態１０）
本発明に係る電子機器として、テレビジョン装置（単にテレビ、又はテレビジョン受信機ともよぶ）、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等のカメラ、携帯電話装置（単に携帯電話機、携帯電話ともよぶ）、ＰＤＡ等の携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コンピュータ用のモニタ、コンピュータ、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等の記録媒体を備えた画像再生装置等が挙げられる。また、パチンコ機、スロットマシン、ピンボール機、大型ゲーム機など液晶表示装置を有するあらゆる遊技機に適用することができる。その具体例について、図１６を参照して説明する。
【０２２２】
図１６（Ａ）に示す携帯情報端末機器は、本体９２０１、表示部９２０２等を含んでいる。表示部９２０２は、本発明の液晶表示装置を適用することができる。その結果、視認性の優れた高画質な画像を表示することができる高性能な携帯情報端末機器を提供することができる。
【０２２３】
図１６（Ｂ）に示すデジタルビデオカメラは、表示部９７０１、表示部９７０２等を含んでいる。表示部９７０１は本発明の液晶表示装置を適用することができる。その結果、視認性の優れた高画質な画像を表示することができる高性能なデジタルビデオカメラを提供することができる。
【０２２４】
図１６（Ｃ）に示す携帯電話機は、本体９１０１、表示部９１０２等を含んでいる。表示部９１０２は、本発明の液晶表示装置を適用することができる。その結果、視認性の優れた高画質な画像を表示することができる高性能な携帯電話機を提供することができる。
【０２２５】
図１６（Ｄ）に示す携帯型のテレビジョン装置は、本体９３０１、表示部９３０２等を含んでいる。表示部９３０２は、本発明の液晶表示装置を適用することができる。その結果、視認性の優れた高画質な画像を表示することができる高性能な携帯型のテレビジョン装置を提供することができる。またテレビジョン装置としては、携帯電話機などの携帯端末に搭載する小型のものから、持ち運びをすることができる中型のもの、また、大型のもの（例えば４０インチ以上）まで、幅広いものに、本発明の液晶表示装置を適用することができる。
【０２２６】
図１６（Ｅ）に示す携帯型のコンピュータは、本体９４０１、表示部９４０２等を含んでいる。表示部９４０２は、本発明の液晶表示装置を適用することができる。その結果、視認性の優れた高画質な画像を表示することができる高性能な携帯型のコンピュータを提供することができる。
【０２２７】
図１６（Ｆ）に示すスロットマシンは、本体９５０１、表示部９５０２等を含んでいる。表示部９５０２は、本発明の液晶表示装置を適用することができる。その結果、視認性の優れた高画質な画像を表示することができる高性能なスロットマシンを提供することができる。
【０２２８】
このように、本発明の液晶表示装置により、視認性の優れた高画質な画像を表示することができる高性能な電子機器を提供することができる。
【０２２９】
本実施の形態は、上記の実施の形態１乃至９と適宜組み合わせることができる。
【実施例１】
【０２３０】
本実施例では、本発明を用いて液滴吐出法により球状スペーサを配置した実験結果を示す。
【０２３１】
ガラス基板に遮光膜（ブラックマトリクス）を形成し、遮光膜上に絶縁層を形成し、絶縁層上に導電層を形成した。遮光膜としてモリブデン膜（膜厚１００ｎｍ）をスパッタリング法で形成し、マスクを用いてエッチングしパターンに加工した。平坦化のための絶縁層としては、アクリル樹脂膜（膜厚３μｍ）をスピンコート法で形成した。導電層として透光性導電層を用いて、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）膜（膜厚１１０ｎｍ）をスパッタリング法で形成した。
【０２３２】
導電層にオゾン雰囲気下で紫外線照射を１０分間行い、表面の有機汚染物を除去した後、撥液処理を行った。撥液処理としてＦＡＳ膜を成膜し（成膜条件は気相法で温度１２０℃、３０分、窒素雰囲気下）、ハイドロフルオロエーテルに浸漬し、エタノールに浸漬した。
【０２３３】
撥液処理された導電層上に、液滴吐出法により固着剤付き球状スペーサ（ナトコ製ＫＳＥ−４００）が０．１ｗｔ％で分散された液体を吐出した。液体中の分散媒はトリエチレングリコールモノブチルエーテルを用い、球状スペーサを含む液体は吐出前に超音波で球状スペーサを分散させて用いた。
【０２３４】
吐出位置は導電層上において非表示領域である遮光膜と重畳する領域に行った。その後、１００℃で５分間乾燥を行い、１５０℃で１時間焼成を行った。オゾン雰囲気下で紫外線照射を行い撥液剤であるＦＡＳ膜を除去した。
【０２３５】
以上の工程で作製された試料の反射明視野で観察を行った光学顕微鏡写真を図１８に示す。図１８に示すように遮光膜８５０は画素表示領域を囲むパターンで形成されており、球状スペーサ８５１は画素表示領域に配置されることなく、遮光膜８５０に重なる導電層８５２上に制御性よく配置されている。球状スペーサの液滴中の吐出誤差が、撥液領域上での液体の乾燥によって補正されたことが確認できた。本実施例では一回の吐出で配置される球状スペーサは５個以下であった。
【０２３６】
以上の結果より、本発明により球状スペーサをブラックマトリクス（遮光膜）や配線等の非表示領域に正確に配置することができることが確認できた。そのため表示領域における球状のスペーサの移動による傷や、光抜け、周辺の配向異常などの表示不良を防ぐことが可能となる。さらに形成時において厚さの制御が困難な柱状スペーサより、均一な厚さで基板間の間隔を保持することができる。
【０２３７】
また、液滴吐出法を用いるため、大型の真空装置などの高価な設備を軽減することができ、材料の利用効率がよく、低コスト化、高生産化を達成することができる。
【０２３８】
従って、液晶表示装置内において、球状スペーサの配置制御をより正確に行い、不適切な表示領域への配置による表示不良を防止し、基板間の間隔を均一に保持することができる。また、より視認性の優れた、画質及び信頼性の高い液晶表示装置を歩留まり高く作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２３９】
【図１】本発明の概念図である。
【図２】本発明の概念図である。
【図３】本発明の球状スペーサの配置方法を説明する図である。
【図４】球状スペーサの配置方法の従来例を説明する図である。
【図５】本発明の液晶表示装置を示した上面図及び断面図である。
【図６】本発明の液晶表示装置を示した上面図及び断面図である。
【図７】本発明の液晶表示装置を示した上面図及び断面図である。
【図８】本発明の液晶表示装置を示した断面図である。
【図９】本発明の液晶表示モジュールを示した断面図である。
【図１０】本発明の液晶表示装置として用いることのできるバックライトである。
【図１１】本発明の液晶表示装置を示した上面図である。
【図１２】本発明の液晶表示装置を示した上面図である。
【図１３】本発明の液晶表示装置を示したブロック図である。
【図１４】本発明が適用される電子機器の主要な構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の電子機器を示した図である。
【図１６】本発明の電子機器を示した図である。
【図１７】本発明の表示装置の作製工程において適用できる液滴吐出装置を示した図である。
【図１８】実施例１で示す球状スペーサ配置の光学顕微鏡写真を示す図である。
【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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