專利名稱：有源矩陣基板及其制造方法、電光學裝置、電子器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有晶體管的有源矩陣基板、電光學裝置、電子器件以及有源矩陣基板的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，為了實現(xiàn)電光學裝置等的高精細化，提高定位精度正在成為重要的技術(shù)課題。特別是在基板中使用柔性基板的柔性顯示器等正在成為重要的解決課題之一。作為與柔性顯示器相關(guān)的文獻，例如可以舉出專利文獻1～3。
在專利文獻1中，公開有使用真空蒸鍍法形成柵電極、源電極和漏電極。這樣，通過使用真空蒸鍍法形成柵電極、源電極以及漏電極，同時也利用真空蒸鍍法連帶形成絕緣膜和半導(dǎo)體膜，能夠高再現(xiàn)性地制造高性能的晶體管。
另一方面，在專利文獻2、3中，公開有通過濕式處理工序在大氣壓下使柵電極、源電極、漏電極、絕緣膜以及有機半導(dǎo)體膜全部成膜。這樣，低成本制作晶體管成為可能。如果將這樣的晶體管用于像素電極用的開關(guān)，高精細的顯示成為可能。進而，如果發(fā)揮能夠在低溫下形成電極或半導(dǎo)體膜的優(yōu)點，在由塑料之類的撓性的材質(zhì)構(gòu)成的基材中形成元件，則能夠?qū)崿F(xiàn)柔性的顯示元件。
專利文獻1特開平5-55568號公報專利文獻2WO0147045專利文獻3WO014704
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明提供有源矩陣基板、電光學裝置、電子器件以及有源矩陣基板的制造方法。
本發(fā)明的有源矩陣基板在基材上具備多個第1布線、與多個所述第1布線交叉的多個第2布線、絕緣所述第1布線和所述第2布線的絕緣膜、與所述第2布線相鄰的多個像素電極，設(shè)置與所述多個像素電極分別對應(yīng)的半導(dǎo)體膜，所述半導(dǎo)體膜與所述多個第1布線與所述多個第2布線交叉的多個交叉部中的至少1個交叉部以及所述多個像素電極中的1個重疊。這樣，可以形成將第1布線作為柵電極、將第2布線作為源電極、將像素電極作為漏電極、將半導(dǎo)體膜的一部分作為溝道區(qū)域的晶體管。
在這里，第1布線例如是指有源矩陣基板的掃描線，第2布線相當于第1布線為掃描線時的數(shù)據(jù)線。
上述的有源矩陣基板的上述多個像素電極，在形成了所述多個第1布線的第1層、形成了所述多個第2布線的第2層以及位于所述第1層與所述第2層之間的第3層中的任一層上被形成。另外，上述半導(dǎo)體膜覆蓋上述多個第2布線中的至少一部分。
另外，就上述的有源矩陣基板而言，上述多個像素電極中的通過上述多個第2布線的1個而相鄰的2個像素電極，可以與該第2布線的至少一部分重疊。這樣，可以使像素電極和第2布線的間隔比半導(dǎo)體膜的形成區(qū)域窄，數(shù)值孔徑升高。
另外，就上述有源矩陣基板而言，上述多個像素電極的與所述第1布線重疊的面積發(fā)生變化?；蛘撸鲜龆鄠€像素電極的用上述第1布線分割的面積比發(fā)生變化。
另外，就上述的有源矩陣基板而言，上述半導(dǎo)體膜可以被形成島狀。
另外，就上述有源矩陣基板而言，上述第2布線與上述像素電極是由同一材料構(gòu)成。
另外，就上述有源矩陣基板而言，上述基材是由撓性材質(zhì)構(gòu)成。
進而，本發(fā)明的電光學裝置在這些上述的有源矩陣基板的上述像素電極上具備電光學材料。
在這里，電光學材料例如是指液晶元件、具有電泳顆粒分散的分散介質(zhì)的電泳元件、EL元件等的統(tǒng)稱，電光學裝置是指在上述有源矩陣基板上具備這些電光學材料的裝置。
另外，本發(fā)明的電子器件具備上述的電光學裝置。
在這里，電子器件一般是指具備本發(fā)明的有源矩陣基板的發(fā)揮一定的功能的設(shè)備，例如具備電光學裝置或存儲器而構(gòu)成。對其構(gòu)成沒有特別限定，例如包括IC卡、便攜式電話、攝影機、個人電腦、頭置式顯示器、后置型或前置型的放映機，進而包括帶有顯示功能的傳真裝置、數(shù)碼相機的取景器、便攜型TV、DSP裝置、PDA、電子筆記本、電光布告牌、宣傳廣告用顯示器等。
另外，本發(fā)明的有源矩陣基板的制造方法包括在基材上形成第1布線的工序；在上述第1布線上形成絕緣膜的工序；在上述絕緣膜上以分別與上述第1布線交叉的方式形成第2布線和像素電極的工序；以讓上述第1布線與上述第2布線交叉的第1交叉部、和上述像素電極與上述第2布線交叉的第2交叉部重疊的方式，在上述第2布線以及上述像素電極上形成半導(dǎo)體膜的工序。這樣，當形成第2布線與像素電極時，即使第1布線與像素電極重疊的位置在每個像素電極不同，也可以發(fā)揮作為晶體管的功能。
進而，就上述的有源矩陣基板的制造方法而言，上述半導(dǎo)體膜是通過干燥利用噴墨法涂布的液體材料而形成。這樣，可以減少半導(dǎo)體膜的使用材料。
另外，就上述的有源矩陣基板的制造方法而言，上述半導(dǎo)體膜是殘留利用噴墨法涂布的抗蝕劑區(qū)域并形成圖案而成。
另外，上述的有源矩陣基板的制造方法具備檢測在上述基材上形成的定位記號的工序；和按照通過上述檢測得到的檢測值來控制在上述噴墨法中使用的噴墨頭與上述基材的相對位置的工序。該定位記號也可以為上述第1交叉部或第2交叉部。


圖1是表示本發(fā)明的有源矩陣基板的圖，(a)是平面圖、(b)是縱截面圖。
圖2是用于說明圖1所示的有源矩陣基板的制造方法的圖(平面圖)。
圖3是用于說明圖1所示的有源矩陣基板的制造方法的圖(平面圖)。
圖4是表示本發(fā)明的有源矩陣基板的圖(平面圖)。
圖5是表示包含電光學裝置而構(gòu)成的各種電子設(shè)備的例子的圖。
圖中100-基材、101-第1布線(柵電極)、102-第2布線(漏電極)、103-像素電極(源電極)、104-半導(dǎo)體膜、105-絕緣膜、110-晶體管、600-電光學裝置、830-便攜式電話、831-天線部、832-聲音輸出部、833-聲音輸入部、834-操作部、840-攝影機、841-顯像部、842-操作部、843-聲音輸入部、900-電視機、910-卷起式電視機。
具體實施例方式
下面，詳細說明本發(fā)明。
在本實施方式中，對本發(fā)明的有源矩陣基板進行說明。
圖1是表示本發(fā)明的有源矩陣基板的圖，(a)是平面圖、(b)是在A-A’的縱截面圖。另外，圖2是表示圖1(a)的電路圖。還有，在下面的說明中，將圖1(b)中的半導(dǎo)體膜102方向作為“上”、將基材100方向作為“下”。
圖1的有源矩陣基板在基材100上以大致一定間隔形成有第1布線101。在其上形成絕緣膜105，進而在其上有第2布線102與像素電極103形成圖案。接著，半導(dǎo)體膜104以第1布線101和第2布線102交叉的區(qū)域、與第1布線101和像素電極103交叉的區(qū)域重疊的方式被設(shè)置。因而，半導(dǎo)體膜104至少覆蓋第2布線102、像素電極103、絕緣膜105。
接著，在由多個像素電極103形成的顯示區(qū)域中，第1布線101與第2布線102成為具有一定寬度的帶狀形狀，在其長度方向上，不具有與像素電極的周期相對應(yīng)的構(gòu)造。另一方面，像素電極103的一邊與第2布線102并行，間隔一定間隔被配置。
在該構(gòu)成中，第1布線101與第2布線102以及像素電極103交叉的區(qū)域近旁作為晶體管110發(fā)揮作用，控制像素電極103的電壓。也就是說，通過向第1布線101施加電壓而使晶體管110轉(zhuǎn)換開放狀態(tài)/關(guān)閉狀態(tài)，由此被設(shè)定于第2布線102上的電壓信號使像素電極103的電壓發(fā)生變化或保持。結(jié)果，控制有源矩陣基板上的任意像素電極103的電壓成為可能。
本發(fā)明的特征在于，晶體管110在像素電極103的相對位置可以變化。或者，也可以說是允許相對位置發(fā)生變化的結(jié)構(gòu)。例如，圖1所示的從像素電極103的下邊到晶體管110之間的距離ΔY1、ΔY2、ΔY3不一定一致。這樣的相對位置的變化例如可以通過基材100的伸縮引起。在形成第1布線101、第2布線102、像素電極103的工序中，如果發(fā)生這樣的基材100的伸縮，相對位置(或者距離ΔY1、ΔY2、ΔY3)在有源矩陣基板上發(fā)生變化。在使用了玻璃基板的情況下，也可以通過熱收縮引起這樣的錯位，進而，塑料基板更加顯著。在是塑料基板的情況下，不僅熱收縮，而且由吸濕、應(yīng)力引起的收縮也大。
圖2顯示在基材100上形成了第1布線101的狀態(tài)。在該工序中可以使用后述的幾個方法，作為一個例子，通過導(dǎo)電體薄膜形成和照相平版、蝕刻進行。就是說，通過真空蒸鍍法、濺射法等在基材100上形成導(dǎo)電體的均勻薄膜101a之后，經(jīng)過光致抗蝕劑的涂布、使用了光掩模的曝光、顯影之后，將在薄膜上殘留的光致抗蝕劑作為掩模，蝕刻導(dǎo)電體，由此可以得到圖2所示的被形成圖案的導(dǎo)電體薄膜。
這樣得到的第1布線101的間隔ΔX1(為了方便起見是指實測值)應(yīng)該與在光掩模上描繪的原始圖案的間隔ΔX2(為了方便起見是指理論值)相同。但是，實際上，如上所述基材100通過溫度、吸濕度、應(yīng)力、加熱歷史等進行伸縮，嚴格地講實測值ΔX1與理論值ΔX2不一致。
接著，在基材100、第1布線101上形成絕緣膜105。絕緣膜105可以從液體材料或者氣相得到。具體后述，具有代表性的是可以通過對絕緣性高分子的溶液進行旋涂而得到均勻的絕緣膜105。高分子膜可以通過交聯(lián)反應(yīng)而發(fā)生不溶化。另外，通過涂布聚硅酸鹽、聚硅氧烷、聚硅氮烷之類的溶液，并在氧或者水蒸汽的存在下加熱涂布膜，可以從溶液材料得到SiO2的絕緣膜105。
接著，在該絕緣膜105上形成第2布線102和像素電極103。為了該工序，可以使用與形成了第1布線101的工序相同的方法。也就是說，通過真空蒸鍍法、濺射法等在絕緣膜105上形成了導(dǎo)電體的均勻的薄膜之后，在經(jīng)過光致抗蝕劑的涂布、使用了光掩模的曝光、顯影之后，通過將在薄膜上殘留的光致抗蝕劑作為掩模來蝕刻導(dǎo)電體，可以以讓第2布線102和像素電極103(未圖示)交叉于第1布線101的方式借助絕緣膜105形成。
圖3顯示數(shù)據(jù)線102與像素電極103交叉于掃描線101的狀態(tài)。在這里，將有源矩陣基板上的第1布線與像素電極103的一邊(底邊)的距離設(shè)為ΔY1、ΔY2、ΔY3進行顯示。像素電極103的在第2布線102的長度方向的像素間距被設(shè)計成為與第1布線101的間隔相等。所以，距離ΔY1、ΔY2、ΔY3在設(shè)計上變得相等。但是，在不能忽視如上所述的基材100的伸縮的情況下，像素電極103的在第2布線102的長度方向的像素間距變得未必與第1布線101的間隔一致，結(jié)果，距離ΔY1、ΔY2、ΔY3可以彼此不同。在圖3中，極端顯示了該差，但實際上在比較了靠近顯示區(qū)域的邊緣的區(qū)域間時，是容易被識別的程度。
接著，如圖1所示，在其上形成半導(dǎo)體膜104。在這種情況下，均勻地(全面地)形成半導(dǎo)體膜104也是可能的，但希望只在必要的區(qū)域形成島狀。也就是說，第2布線102與像素電極103形成半導(dǎo)體膜以覆蓋與第1布線101交叉的區(qū)域。作為這種情況的圖案形成方法，使用照相平版也是可能的，但使用了噴墨法的方法是最理想的。之所以這樣，是因為在噴墨法中，可以以覆蓋第2布線102和像素電極103交叉于第1布線101的區(qū)域的方式，選擇性地形成半導(dǎo)體膜104的形成材料或者半導(dǎo)體膜104形成圖案所必需的抗蝕劑。在噴墨法中，一邊在基材100上掃描噴墨頭，一邊從噴嘴噴出液體材料。噴嘴的間隔通過使噴墨頭的嘴列相對掃描方向傾斜而可以自如地變化，也可以自如調(diào)整噴出的時間，所以在整個顯示區(qū)域上，第2布線102與像素電極103以覆蓋其與第1布線101交叉的區(qū)域的方式形成半導(dǎo)體膜104的島是不難的。
作為半導(dǎo)體膜104，優(yōu)選有機半導(dǎo)體。將可溶性的有機半導(dǎo)體溶解于溶劑中，用噴墨頭進行涂布、干燥是最簡便的半導(dǎo)體膜104的形成方法。在涂布、干燥有機半導(dǎo)體的前體溶液之后，也可以通過熱處理變換成為半導(dǎo)體而得到半導(dǎo)體膜104。
或者，首先均勻地在絕緣膜105、第2布線102和像素電極103上形成半導(dǎo)體膜104之后，使用噴墨法，以覆蓋第2布線102和像素電極103交叉于第1布線101的區(qū)域的方式涂布抗蝕劑。接著，可以蝕刻半導(dǎo)體膜104而以只在上述區(qū)域殘留半導(dǎo)體層104的方式形成圖案。
無論怎樣，如同噴墨法，優(yōu)選針對基材100上的已有圖案，使用可以應(yīng)用的方法對半導(dǎo)體膜104形成圖案。這是因為，作為本發(fā)明特別有效的情況，可以舉出在基材100上使用塑料基板的情況。此時，因為形成半導(dǎo)體膜104的島的位置并非被單一決定。這是因為，如上所述，由于塑料基板通過溫度、吸濕度、應(yīng)力、加熱例示等進行伸縮，所以第2布線102和像素電極103交叉于第1布線101的區(qū)域的位置發(fā)生變動。除了噴墨法以外，使用分配器，或者掃描激光光形成圖案也是有效的。
由上所述，如此可以在各自的像素電極103上形成晶體管110。也可以在像素中具有用于增加像素電容的電容線。這是與形成第1布線110同時或者與其平行地形成?？梢愿糁飨袼仉姌O103與絕緣體105形成電容線，增大在像素電極103上蓄積的電荷的量。
下面。對構(gòu)成晶體管110的各部分進行更詳細的說明。
基材100支撐構(gòu)成晶體管110的各層(各部)?；?00可以使用例如玻璃基板，由聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、芳香族聚酯(液晶聚合物)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)等構(gòu)成的塑料基板(樹脂基板)，石英基板、硅基板、鎵砷基板等。在向晶體管110賦予撓性的情況下，基材100選擇樹脂基板。
可以在該基材100上設(shè)置基底層。作為基底層，例如根據(jù)防止來自基材100表面的離子的擴散的目的、提高第1布線101和基材100的粘附性(接合性)的目的等，作為阻斷透過基材100的氣體的阻氣層而被設(shè)置。
作為基底層的構(gòu)成材料，沒有特別限定，在將玻璃基板用于基材100時，優(yōu)選使用氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、紫外線固化樹脂等。
第1布線101發(fā)揮作為晶體管110的柵電極的作用，根據(jù)向其施加的電壓可以控制晶體管110的源、漏電極間流動的電流。第1布線101是由具有導(dǎo)電性的材料構(gòu)成的。例如可以舉出Pd、Pt、Au、W、Ta、Mo、Al、Cr、Ti、Cu或者含有它們的合金等金屬材料，ITO、FTO、ATO、SnO2等導(dǎo)電性氧化物，碳黑、碳毫微管(carbon nanotube)、球殼狀碳分子(fullerene)等碳材料，聚乙炔、聚吡咯、PEDOT(poly-ethylenedioxythiophene)之類的聚噻吩、聚苯胺、聚(對亞苯基)、聚(對亞苯基亞乙烯基)、聚芴、聚咔唑、聚硅烷或它們的衍生物等導(dǎo)電性高分子材料等，通常在用氯化鐵、碘、強酸、有機酸、聚苯乙烯磺酸等高分子摻雜而賦予導(dǎo)電性的狀態(tài)下使用。進而，可以組合它們中的一種或兩種以上使用。
第1布線101的寬度決定晶體管110的溝道寬度。也就是說，如果其它條件相同，第1布線101的寬度越大，則可以控制更大的源、漏間電流，但柵極輸入的電容變大。第1布線101的寬度為1～100微米比較合適，3～30微米更適合。對第1布線101的厚度(平均)沒有特別限定，優(yōu)選為0.1～2000nm左右，更優(yōu)選為1～1000nm左右。
絕緣膜105優(yōu)選主要由有機材料(特別是有機高分子材料)構(gòu)成。就以有機高分子材料為主要材料的絕緣膜105而言，其形成比較容易，同時在將有機半導(dǎo)體用于半導(dǎo)體膜104的情況下，也可以提高與其的粘附性。
作為這樣的有機高分子材料，例如可以舉出聚苯乙烯、聚酰亞胺、聚酰胺—酰亞胺、聚乙烯基亞苯基、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)之類的丙烯酸系樹脂、聚四氟乙烯(PTFE)之類的氟系樹脂、聚乙烯基苯酚或酚醛清漆樹脂之類的酚系樹脂、聚乙烯、聚丙烯、聚異丁烯、聚丁烯等烯烴系樹脂等，可以使用其中的一種或組合兩種以上使用。
對絕緣膜105的厚度(平均)沒有特別限定，優(yōu)選為10～5000nm左右，更優(yōu)選為100～1000nm左右。通過使絕緣膜105的厚度在上述范圍內(nèi)，可以一邊確實可靠地使第2布線102以及像素電極103、與第1布線101絕緣，一邊調(diào)整源、漏間電流，柵極電容。
還有，絕緣膜105不被限定于單層構(gòu)成的絕緣膜，也可以是多層的層疊構(gòu)成的絕緣膜。
另外，在絕緣膜105的構(gòu)成材料中，例如也可以使用SiO2等無機絕緣材料。涂布聚硅酸鹽、聚硅氧烷、聚硅氮烷之類的溶液，在氧或水蒸氣的存在下加熱涂布膜，由此可以從溶液材料得到SiO2。另外，在涂布金屬醇鹽溶液之后，通過在氧氣氣氛下對其進行加熱，可以得到無機絕緣材料(已知溶膠凝膠法)。
在絕緣膜105上形成第2布線102以及像素電極103。第2布線102以及像素電極103作為晶體管110的源、漏電極發(fā)揮作用，在它們之間的半導(dǎo)體膜104有電流流動。
第2布線102以及像素電極103由導(dǎo)電性材料構(gòu)成。在像素晶體管110為p型的場效應(yīng)晶體管時，第2布線102以及像素電極103優(yōu)選功函數(shù)大的金屬或者摻雜成p型的半導(dǎo)體。作為功函數(shù)較大的導(dǎo)電材料，可以舉出Ni、Cu、Co、Au、Pd、Pt、Ag等金屬材料。可以使用其中的一種或組合兩種以上使用。另外，可以舉出ITO、FTO、ATO、SnO2等導(dǎo)電性氧化物，碳黑、碳毫微管、球殼狀碳分子等碳材料，聚乙炔、聚吡咯、PEDOT(poly-ethylenedioxythiophene)之類的聚噻吩、聚苯胺、聚(對亞苯基)、聚(對亞苯基亞乙烯基)、聚芴、聚咔唑、聚硅烷或它們的衍生物等導(dǎo)電性高分子材料等，通常在用氯化鐵、碘、強酸、有機酸、聚苯乙烯磺酸等高分子進行摻雜而賦予導(dǎo)電性的狀態(tài)下使用。進而，可以使用其中的一種或組合兩種以上使用。
當晶體管110為n型的場效應(yīng)晶體管時，使用功函數(shù)小的金屬例如Al、Ti、Cr、Li、Mg、Ca、稀土類金屬等，或者被n摻雜的半導(dǎo)體。這樣，可以減小來自于第2布線102的電子的注入阻擋層。層疊如上所述的金屬材料和增強LiF、AlF、CsF等的電子注入的氟化物、氧化物也是有效的。
半導(dǎo)體膜104是以接觸第2布線102和像素電極103、還有絕緣膜105的方式形成的。作為半導(dǎo)體材料，非晶Si、多晶Si、ZnO等無機半導(dǎo)體也是有效的，但從也可以在塑料基板上低溫下形成半導(dǎo)體膜104的觀點出發(fā)，優(yōu)選有機半導(dǎo)體材料。
作為有機半導(dǎo)體材料，例如可以舉出萘、蒽、并四苯、并五苯、并六苯、酞菁、二萘嵌苯、腙、三苯甲烷、二苯甲烷、芪、芳基乙烯、吡唑啉、三苯胺、三芳基胺、酞菁或它們的衍生物之類的低分子有機半導(dǎo)體材料，或聚—N—乙烯基咔唑、聚乙烯基芘、聚乙烯基蒽、聚噻吩、聚己基噻吩、聚(對亞苯基芘)、聚チニレン(thinylene)亞乙烯基、聚芳基胺、芘甲醛樹脂、乙基咔唑甲醛樹脂、芴—并噻吩共聚物、芴—芳基胺共聚物或者它們的衍生物之類的高分子有機半導(dǎo)體材料，可以使用其中的一種或組合兩種以上使用?；蛘撸梢允褂煤朽绶?、三苯胺、萘、二萘嵌苯、芴等的低聚物。
接著，對本發(fā)明的有源矩陣基板的制造方法進行詳細說明。
在基材100或者設(shè)置于基材100上的基底層上，用上述的材料形成第1布線101。所以，使用照相平版法、選擇鍍敷法或者印刷法。在照相平版法中包括進一步使用蝕刻的方法和使用提離(lift-off)的方法。在蝕刻法中，通過將光致抗蝕劑作為掩模對已均勻形成的導(dǎo)電體層進行蝕刻而形成圖案。在提離法中，在已形成圖案的光致抗蝕劑上均勻形成導(dǎo)電體層，連同光致抗蝕劑一起剝離、除去載置在光致抗蝕劑上的導(dǎo)電體層，由此來形成第1布線101。在這里，作為均勻形成導(dǎo)電體層的方法，可以使用蒸鍍法、濺射法、化學氣相沉積法等在真空中進行的方法，或者利用旋涂法、浸滲法、刮刀法等涂布液體材料的方法，進而可以使用電鍍、非電解鍍層法。選擇鍍覆法是在非電解鍍層法中，只在必要的場所、在這里是在應(yīng)該具有第1布線101的場所形成鍍敷層的方法。由于不需要蝕刻，所以可以有效制造。這是通過使光致抗蝕劑或者帶電控制劑(charging controllingagent)形成圖案，選擇地在基材100上吸附開始非電解鍍覆時需要的催化劑而進行的。
在印刷法中舉出網(wǎng)板印刷、膠版印刷、噴墨印刷等方法。通過將金屬顆粒的分散液、導(dǎo)電性高分子的溶液/分散液、低熔點金屬作為油墨，只在導(dǎo)電部涂布油墨并進行干燥或者或使其固化，由此可以得到需要的圖案。
接著，在第1布線101上形成絕緣膜105。使用涂布法將含有絕緣材料或者其前體的溶液涂布(提供給)于第1布線101上或者基材100上之后，根據(jù)需要，可以通過對該涂膜實施后處理(例如加熱、紅外線的照射、超聲波的賦予等)而形成。
另外，在涂布法中可以使用與上述相同的方法。在第1布線101由可溶的有機半導(dǎo)體材料構(gòu)成的情況下，絕緣材料用的溶劑需要選擇使第1布線101溶脹或者不溶解的溶劑。
另外，代替通過涂布法均勻形成絕緣膜105，通過印刷法只在必要的區(qū)域形成絕緣膜105也是有效的。由于需要使第1布線101跟第2布線102以及像素電極103絕緣，所以在顯示區(qū)域中，絕緣膜105至少需要覆蓋第1布線101上。通過印刷法，將絕緣膜形成為帶狀并覆蓋第1布線101是有效的。
進而，與涂布法或印刷法相比，需要花費高的設(shè)備，但也可以應(yīng)用真空中的制膜方法。在真空中的制膜方法中，可以舉出真空蒸鍍法、濺射法、化學氣相法(CVD法)等。均是在真空槽中導(dǎo)入成為原料的固體或氣體，利用加熱機構(gòu)或者等離子體處于高溫狀態(tài)，由此薄膜化。例如，可以通過氬等離子體濺射二氧化硅或氮化硅的靶(target)。或者，也可以導(dǎo)入氧氣或氮氣以代替氬氣，通過其等離子體得到氧化硅或氮化硅。另外，導(dǎo)入硅烷氣體、氧氣、氨氣等，利用熱或者等離子體使其發(fā)生反應(yīng)，由此可以得到電介體。這些方法由于可以得到高品質(zhì)的薄膜，所以可以用于制作高品質(zhì)的元件。
接著，使第2布線102以及像素電極103形成圖案。在絕緣膜105上形成第1布線102以及像素電極103。在絕緣膜105形成圖案的情況下，第2布線102以及像素電極103也有在基板100上或被設(shè)于基板100上的基底層上形成的區(qū)域。為了形成第2布線102以及像素電極103，可以采用與上述的第1布線101的形成方法完全相同的方法形成。作為本發(fā)明的特征，可以容許基板或者掩模的伸縮而形成晶體管構(gòu)造，所以使用掩?；蛘哂∷宓氖址ㄒ部梢院芎玫貞?yīng)用。例如，使用通過光致抗蝕劑法的蝕刻或提離，可以使已蒸鍍(濺射)的金屬層形成圖案，得到第2布線102以及像素電極103。另外，也可以進行使用石英掩模預(yù)先形成圖案的曝光以進行選擇性非電解鍍覆。進而，也可以使用網(wǎng)板印刷來印刷導(dǎo)電體。
作為形成晶體管110的處理工序的最后步驟，形成半導(dǎo)體膜104。為此，可以使用涂布法、印刷法、真空制膜法等。最優(yōu)選如圖1所示在每個晶體管110上使半導(dǎo)體膜104形成圖案。在這種情況下，可以使多個晶體管110間的干擾為最低限度。此時，如果使用印刷法，可以同時完成薄膜的形成和圖案的形成。此時，需要與晶體管110的電極對位而形成半導(dǎo)體膜104。即，有必要在第1布線101交叉于第2布線102和像素電極103的區(qū)域形成半導(dǎo)體膜104?？梢宰钸m合這樣的要求的是噴墨印刷法。噴墨印刷法由于是非接觸的印刷，所以可以良好地進行對位。進而，當使用具有多個噴嘴的噴頭進行半導(dǎo)體膜104的形成時，由于使噴嘴的周期與晶體管110的周期一致，相對噴墨與基板的相對掃描方向，使噴墨頭旋轉(zhuǎn)是有效的。通過該旋轉(zhuǎn)，可以自由地對應(yīng)晶體管110的周期，所以如本發(fā)明所示，對于容許基板的伸縮的元件構(gòu)造而言，是最適合的制造方法。
因此，將第1布線101與第2布線102交叉的第1交叉部或者與像素電極103交叉的第2交叉部作為定位記號進行光學檢測，進行對位和上述的噴墨頭的旋轉(zhuǎn)。在光學檢測方法中，通過CCD之類的組合了二維光學檢測元件與透鏡的元件得到對象物的二維像并通過計算機進行圖像處理檢測的方法是最簡便的。
在噴墨印刷法以外的印刷法中，有必要使印刷板等接觸元件，有可能損傷元件或者使對位變難，當然，技術(shù)上的實現(xiàn)是可能的。例如，當使用網(wǎng)板印刷時，預(yù)先通過光學檢測機構(gòu)檢測出元件與網(wǎng)板印刷用的板的相對位置，由此可以進行對位。
通過涂布法或真空制膜法，可以容易地得到均勻且未形成圖案的半導(dǎo)體膜104。半導(dǎo)體膜104是本征半導(dǎo)體，如果在未施加偏壓的狀態(tài)下電阻足夠高，元件間的干擾比較小，所以可以實施未形成圖案的半導(dǎo)體膜104。不過，有必要增大相鄰的像素間的距離，增大在相鄰的第1布線102之間形成的晶體管的溝道長度。所以，存在數(shù)值孔徑降低的問題。
另外，在均一地形成半導(dǎo)體膜104之后，也可以與印刷法組合而形成圖案。采用印刷法使作為抗蝕劑的材料形成圖案，利用該圖案，蝕刻半導(dǎo)體膜104，由此可以形成圖案。
作為圖1的有源矩陣基板的變形例，圖4所示的構(gòu)造是可能的。在該構(gòu)造中，像素電極103被分割為103a和103b，利用第2布線102隔開。半導(dǎo)體膜104被形成與像素電極103a、103b和第2布線102重疊。在這種情況下，作為顯示裝置的像素被分割的像素電極103a與103b，作為一個像素電極動作。在圖1的構(gòu)成中，當形成半導(dǎo)體膜104時，不希望為了連接相鄰的像素電極103間而形成半導(dǎo)體膜104。這是因為出現(xiàn)像素間的干擾而使半導(dǎo)體膜104形成圖案失去意義。所以，當半導(dǎo)體膜104形成圖案時，有必要使半導(dǎo)體膜104不要達到相鄰的像素電極。但是，在伸縮大的塑料基板等中，未必能完成精密的對位，結(jié)果半導(dǎo)體膜104在相鄰像素電極間有可能重疊。為了避免這樣的困難，將半導(dǎo)體膜104設(shè)置在靠近像素的中央的場所，即采用圖4的構(gòu)成是有效的。即使半導(dǎo)體膜104的位置稍微錯開或者大小發(fā)生變動，多個像素間也不會相連。
上述的有源矩陣基板可以適合用于具備電光學元件的電光學裝置。另外，還可以用于具備電光學裝置的電子器件。圖5是表示包括電光學裝置600而構(gòu)成的各種電子器件的例子的圖。
圖5(a)是在便攜式電話的應(yīng)用例，該便攜式電話830具備天線部831、聲音輸出部832、聲音輸入部833、操作部834以及本發(fā)明的電光學裝置600。圖5(b)是在攝影機的應(yīng)用例，該攝影機840具備顯像部841、操作部842、聲音輸入部843以及電光學裝置600。圖5(c)是在電視機的應(yīng)用例，該電視機900具備電光學裝置600。還有，對于用于個人電腦等中的監(jiān)視器裝置也同樣可以應(yīng)用電光學裝置600。圖5(d)是在卷起式電視機的應(yīng)用例，該卷起式電視機910具備電光學裝置600。
還有，作為電子器件并不限于此，電光學裝置600可以用于帶有顯示功能的傳真裝置、數(shù)碼相機的取景器、便攜式TV、電子筆記本、電光布告牌、宣傳廣告用顯示器、IC卡、PDA等所謂的電子器件。
<實施例1>
在120微米厚度的聚酰亞胺基板上蒸鍍1nm的Cr和100nm的Au。在其上涂布光致抗蝕劑，使用第1布線101和具有與用于在外部對第1布線101進行布線的電極相對應(yīng)的圖案的光掩模進而曝光之后，顯影、干燥，蝕刻Au層和Cr層。第1布線101的寬度制作成20微米。接著，通過旋涂法均勻地涂敷聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的醋酸丁酯7％溶液，形成約1微米的膜厚的絕緣膜105。接著，在其上蒸鍍1nm的Cr和100nm的Au。在其上涂布光致抗蝕劑，使用第2布線102、像素電極103和具有與用在外部對第2布線102進行布線的電極相對應(yīng)的圖案的光掩模進而曝光之后，顯影、干燥，蝕刻Au層和Cr層。第2布線102與像素電極103之間的間隙的大小為5微米。像素電極為150微米的周期。作為顯示體(display)的析像度為每英寸大約170像素。接著，在最后，使用噴墨頭在第1布線101交叉于第2布線102和像素電極103的區(qū)域滴下聚芴并噻吩的環(huán)己基苯的1％溶液，在80度下干燥，得到半導(dǎo)體膜104。
作為基板使用200mm×300mm的尺寸，在形成圖案時，注意使溫度在±15度的溫度范圍內(nèi)，盡管在晶體管110的像素內(nèi)的相對位置發(fā)生變化，也可以在每個像素電極形成一個晶體管110。作為晶體管，像溝道長度為5微米、溝道寬度為20微米的大小的晶體管那樣正常運行。
將該電路基板與已在對抗電極(ITO制)上涂布了包含電泳顆粒的微膠囊的對抗基板(將PET薄膜作為基板)進行貼合，可以確認能夠進行電泳元件的有源矩陣驅(qū)動。
<實施例2>
基材100、第1布線101、絕緣膜105、第2布線102、像素電極103的制造方法是與實施例1同樣地進行的。但是，第1布線101的寬度為10微米，第2布線102與像素電極103之間的間隙的長度為10微米。接著，在整個顯示區(qū)域均勻地蒸鍍形成并五苯且厚度為50nm。這樣，由于考慮道像素間的干擾大，所以形成圖案而形成半導(dǎo)體膜104。使用噴墨印刷法，將聚乙烯醇的水溶液2.5％涂布于晶體管110區(qū)域。接著，用氧等離子體對并五苯進行干式蝕刻。聚乙烯醇直接殘留。
將該電路基板與已在對抗電極(ITO制)上涂布了包含電泳顆粒的微膠囊的對抗基板(將PET薄膜作為基板)進行貼合，可以確認能夠進行電泳元件的有源矩陣驅(qū)動。
本發(fā)明并不限于上述的實施方式，可以進行各種變形。例如，本發(fā)明是以在基板側(cè)具有柵電極的底部柵極構(gòu)造進行說明，但本發(fā)明的主旨即使在遠離基板的一側(cè)具有柵電極的頂部柵極構(gòu)造中也是可以實施的。進而，本發(fā)明包括與在實施方式中已說明的構(gòu)成實質(zhì)上相同的構(gòu)成(例如功能、方法以及結(jié)果相同的構(gòu)成或者目的和結(jié)果相同的構(gòu)成)。另外，本發(fā)明還包括替換了在實施方式中已說明的構(gòu)成的非本質(zhì)部分的構(gòu)成。另外，本發(fā)明還包括作用效果與在實施方式中已說明的構(gòu)成相同的構(gòu)成或可以實現(xiàn)相同目的的構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種有源矩陣基板，其特征在于，在基材上具備多個第1布線、與多個所述第1布線交叉的多個第2布線、絕緣所述第1布線和所述第2布線的絕緣膜、與所述第2布線相鄰的多個像素電極，設(shè)置與所述多個像素電極分別對應(yīng)的半導(dǎo)體膜，所述半導(dǎo)體膜與所述多個第1布線與所述多個第2布線交叉的多個交叉部中的至少1個交叉部以及所述多個像素電極中的1個重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源矩陣基板，其特征在于，所述多個像素電極在形成了所述多個第1布線的第1層、形成了所述多個第2布線的第2層以及位于所述第1層與所述第2層之間的第3層中的任一層上被形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源矩陣基板，其特征在于，所述半導(dǎo)體膜覆蓋所述多個第2布線中的1個的至少一部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任意一項所述的有源矩陣基板，其特征在于，所述多個像素電極中的通過所述多個第2布線的1個而相鄰的2個像素電極，與該第2布線的至少一部分重疊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任意一項所述的有源矩陣基板，其特征在于，所述多個像素電極的與所述第1布線重疊的面積發(fā)生變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任意一項所述的有源矩陣基板，其特征在于，所述多個像素電極的用所述第1布線分割的面積比發(fā)生變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任意一項所述的有源矩陣基板，其特征在于，所述半導(dǎo)體膜被形成島狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7中任意一項所述的有源矩陣基板，其特征在于，所述第2布線與所述像素電極是由同一材料構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任意一項所述的有源矩陣基板，其特征在于，所述基材是由撓性材質(zhì)構(gòu)成。
10.一種電光學裝置，其特征在于，在權(quán)利要求1～9中任意一項所述的有源矩陣基板的所述像素電極上具備電光學材料。
11.一種電子器件，其特征在于，具備在權(quán)利要求10所述的電光學裝置。
12.一種有源矩陣基板的制造方法，其特征在于，具備在基材上形成第1布線的工序；在所述第1布線上形成絕緣膜的工序；在所述絕緣膜上以分別與所述第1布線交叉的方式形成第2布線和像素電極的工序；以讓所述第1布線與所述第2布線交叉的第1交叉部和所述像素電極與所述第2布線交叉的第2交叉部重疊的方式，在所述第2布線以及所述像素電極上形成半導(dǎo)體膜的工序。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的有源矩陣基板的制造方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體膜是通過干燥利用噴墨法涂布的液體材料而形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的有源矩陣基板的制造方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體膜是殘留利用噴墨法涂布的抗蝕劑區(qū)域并形成圖案而成。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或者14所述的有源矩陣基板的制造方法，其特征在于，具備檢測在所述基材上形成的定位記號的工序；和按照通過所述檢測得到的檢測值來控制在所述噴墨法中使用的噴墨頭與所述基材的相對位置的工序。
16.一種有源矩陣基板的制造方法，其特征在于，權(quán)利要求15所述的定位記號為所述第1交叉部或第2交叉部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有源矩陣基板，在具有晶體管的有源矩陣基板中，由于基板的伸縮而在制造時全面實現(xiàn)多個圖案的對位變得困難。所以本發(fā)明的有源矩陣基板，在基材上具備多個第1布線、與多個所述第1布線交叉的多個第2布線、絕緣所述第1布線和所述第2布線的絕緣膜、與所述第2布線相鄰的多個像素電極，設(shè)置與所述多個像素電極分別對應(yīng)的半導(dǎo)體膜，所述半導(dǎo)體膜與所述多個第1布線和所述多個第2布線交叉的多個交叉部中的至少1個交叉部以及所述多個像素電極中的1個重疊。
文檔編號H05B33/00GK1782841SQ20051012900
公開日2006年6月7日 申請日期2005年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月29日
發(fā)明者川瀨健夫 申請人:精工愛普生株式會社