JP2004326126A - カラーフィルタの製造方法、薄膜トランジスタの製造方法、電気光学装置の製造方法、エレクトロルミネッセンス装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 液滴吐出ヘッドを用いて基板上に所定のパターンを形成する際、パターンを精度良く形成することができるカラーフィルタの製造方法を提供する。
【解決手段】液滴吐出ヘッドと基板とを相対的に移動しながら、液滴吐出ヘッドより液滴を吐出して複数の色からなるカラーフィルタを形成する際、基板上に配置された液滴どうしが重ならないか、あるいは基板上に配置された際の液滴の直径の10%以下の重なりを生じるように、液滴を吐出する。
【選択図】 図8
【解決手段】液滴吐出ヘッドと基板とを相対的に移動しながら、液滴吐出ヘッドより液滴を吐出して複数の色からなるカラーフィルタを形成する際、基板上に配置された液滴どうしが重ならないか、あるいは基板上に配置された際の液滴の直径の10%以下の重なりを生じるように、液滴を吐出する。
【選択図】 図8
Description
本発明は、液滴吐出ヘッドから基板に対して液状材料を吐出することによりデバイスを製造するデバイスの製造方法に関し、特に、カラーフィルタの製造方法、薄膜トランジスタの製造方法、電気光学装置の製造方法、エレクトロルミネッセンス装置の製造方法に関するものである。
従来より、液晶表示装置においてはカラーフィルタが用いられている。カラーフィルタは液晶表示装置と一体的に構成され、画質を向上させたり各画素に原色それぞれの色彩を与えたりする役割を有している。このようなカラーフィルタの製造方法としては、感光性樹脂の塗膜にフォトマスクを介して光を照射することにより照射部分を硬化させ、その後現像処理を行うことにより塗膜のうち光が照射されていない部分を除去してパターンを形成し、染色する方法(染色法)や、感光性樹脂に赤色、緑色又は青色の着色剤を分散した組成物を順次用いて前記と同様に塗膜形成、光照射及び現像処理を行うことによりカラーフィルタを製造するフォトリソグラフィ法が知られている。これらの方法は、成膜工程やフォトリソグラフィ工程、現像工程等といったように種々の工程を必要とするため、作業性の低下や製造コストの上昇を招く。
一方、カラーフィルタの製造方法として、液滴吐出ヘッドを用いてカラーフィルタのカラーフィルタ層を形成する方法がある。この方法では、カラーフィルタ層形成用材料を含む液状材料(インク)の液滴を吐出する位置の制御が容易で、材料の無駄も少なくなるため、製造コストが低減できる。液滴吐出ヘッドにおいては、液滴を吐出する吐出ノズルを複数備えたマルチノズルヘッドを用いることが生産性の観点から好ましい。下記特許文献1にはマルチノズルヘッドを用いたカラーフィルタの製造方法の一例が開示されている。
特開平9−300664号公報
ところで、液滴吐出ヘッドを用いてカラーフィルタや配線パターンを含むデバイスを製造する際、バルジ(液溜まり)が生じると、パターンを精度良く形成できず、デバイス性能を劣化させる。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、液滴吐出ヘッドを用いて基板上に所定のパターンを形成する際、パターンを精度良く形成することができるカラーフィルタの製造方法、薄膜トランジスタの製造方法、電気光学装置の製造方法、エレクトロルミネッセンス装置の製造方法を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明のカラーフィルタの製造方法は、基板に複数の色からなるカラーフィルタが形成されてなるカラーフィルタの製造方法であって、液滴吐出ヘッドと前記基板とを相対的に移動しながら、前記液滴吐出ヘッドより液滴を吐出して前記複数の色からなるカラーフィルタを形成する工程を有し、前記工程において、前記基板上に配置された液滴どうしが重ならないか、あるいは前記基板上に配置された際の液滴の直径の10%以下の重なりを生じるように、前記液滴を吐出することを特徴とする。
また、本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、基板に電極が形成されてなる薄膜トランジスタの製造方法であって、液滴吐出ヘッドと前記基板とを相対的に移動しながら、前記液滴吐出ヘッドより液滴を吐出して前記電極を形成する工程を有し、前記工程において、前記基板上に配置された液滴どうしが重ならないか、あるいは前記基板上に配置された際の液滴の直径の10%以下の重なりを生じるように、前記液滴を吐出することを特徴とする。
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、基板に配線パターンが形成されてなる電気光学装置の製造方法であって、液滴吐出ヘッドと前記基板とを相対的に移動しながら、前記液滴吐出ヘッドより液滴を吐出して前記配線パターンを形成する工程を有し、前記工程において、前記基板上に配置された液滴どうしが重ならないか、あるいは前記基板上に配置された際の液滴の直径の10%以下の重なりを生じるように、前記液滴を吐出することを特徴とする。上記電気光学装置はプラズマ型表示装置、液晶表示装置、及びエレクトロルミネッセンス装置のうち少なくともいずれか1つを含む。
また、本発明のエレクトロルミネッセンス装置の製造方法は、基板に正孔注入層、発光層が形成されてなるエレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、液滴吐出ヘッドと前記基板とを相対的に移動しながら、前記液滴吐出ヘッドより液滴を吐出して前記正孔注入層、前記発光層の少なくとも一つを形成する工程を有し、前記工程において、前記基板上に配置された液滴どうしが重ならないか、あるいは前記基板上に配置された際の液滴の直径の10%以下の重なりを生じるように、前記液滴を吐出することを特徴とする。
本発明によれば、基板上に液状材料が過剰に設けられることを防ぎ、バルジの発生を防止することができる。したがって、基板上に液状材料を良好にパターニングできる。
ここで、本発明における液滴吐出ヘッドは、液滴吐出装置に備えられる液滴吐出ヘッドを含む。液滴吐出ヘッドは、液滴吐出法により液状材料を定量的に吐出可能であり、例えば1〜300ナノグラムの液状材料(流動体)を定量的に断続して滴下可能な装置である。
デバイスの製造方法として液滴吐出方式を採用することにより、安価な設備で反射膜を所定のパターンで形成することができる。
デバイスの製造方法として液滴吐出方式を採用することにより、安価な設備で反射膜を所定のパターンで形成することができる。
液滴吐出方式としては、圧電体素子の体積変化により流動体(液状材料)を吐出させるピエゾジェット方式であっても、熱の印加により急激に蒸気が発生することにより流動体を吐出させる方式であってもよい。
ここで、流動体とは、液滴吐出ヘッドの吐出ノズルから吐出可能(滴下可能)な粘度を備えた媒体をいう。水性であると油性であるとを問わない。ノズル等から吐出可能な流動性(粘度)を備えていれば十分で、固体物質が混入していても全体として流動体であればよい。また、流動体に含まれる材料は、溶媒中に微粒子として分散れたものの他に、融点以上に加熱されて溶解されたものでもよく、溶媒の他に染料や顔料その他の機能性材料を添加したものであってもよい。また、基板はフラット基板を指す他、曲面状の基板であってもよい。さらにパターン形成面の硬度が硬い必要はなく、ガラスやプラスチック、金属以外に、フィルム、紙、ゴム等可撓性を有するものの表面であってもよい。
以下、本発明について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の製造方法に用いられる液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置の概略外観斜視図である。
図1は、本発明の製造方法に用いられる液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置の概略外観斜視図である。
図1において、液滴吐出装置IJは、液滴吐出ヘッド1と、X軸方向駆動軸4と、Y軸方向ガイド軸5と、制御装置6と、ステージ7と、クリーニング機構8と、基台9と、ヒータ15とを備えている。
ステージ7は、この液滴吐出装置IJにより液状材料を設けられる基板101を支持するものであって、基板101を基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。
液滴吐出ヘッド1は、複数の吐出ノズルを備えたマルチノズルタイプの液滴吐出ヘッドであり、長手方向とY軸方向とを一致させている。複数の吐出ノズルは、液滴吐出ヘッド1の下面にY軸方向に並んで一定間隔で設けられている。液滴吐出ヘッド1の吐出ノズルからは、ステージ7に支持されている基板101に対して、例えば導電性微粒子を含む液状材料が吐出される。
図2は液滴吐出ヘッド1をノズル面側(基板101との対向面側)から見た図である。図2に示すように、液滴吐出ヘッド1は、複数のヘッド部21と、これらヘッド部21を搭載したキャリッジ部22とを備えている。ヘッド部21のノズル面24には液状材料の液滴を吐出する複数の吐出ノズル10が設けられている。ヘッド部21(ノズル面24)のそれぞれは平面視矩形状であって、吐出ノズル10は、ヘッド部21の長手方向である略Y軸方向に沿って一定間隔で列状に、且つヘッド部21の幅方向である略X軸方向に間隔をあけて2列でノズル面24のそれぞれに複数(例えば、1列180ノズル、合計360ノズル)設けられている。また、ヘッド部21は、吐出ノズル10を基板101側に向けるとともに、Y軸に対して所定角度傾いた状態で略Y軸方向に沿って列状に、且つX軸方向に所定間隔をあけて2列に配置された状態でキャリッジ部22に複数(図2では1列6個、合計12個)位置決めされて支持されている。
ここで、液滴吐出ヘッド1は、この液滴吐出ヘッド1のY軸方向に対する取り付け角度を調整可能な角度調整機構(不図示)を備えている。この角度調整機構により、液滴吐出ヘッド1はY軸方向に対する角度θを可変とする。角度調整機構を駆動することにより、吐出ノズル10のそれぞれをY軸方向に並んで配置したり、吐出ノズル10の並び方向のY軸に対する角度を調整できる。
図1に戻って、X軸方向駆動軸4には、X軸方向駆動モータ2が接続されている。X軸方向駆動モータ2は、ステッピングモータ等であり、制御装置6からX軸方向の駆動信号が供給されると、X軸方向駆動軸4を回転させる。X軸方向駆動軸4が回転すると、液滴吐出ヘッド1はX軸方向に移動する。
Y軸方向ガイド軸5は、基台9に対して動かないように固定されている。ステージ7は、Y軸方向駆動モータ3を備えている。Y軸方向モータ3は、ステッピングモータ等であり、制御装置6からY軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ7をY軸方向に移動する。
制御装置6は、液滴吐出ヘッド1に液滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、X軸方向駆動モータ2に液滴吐出ヘッド1のX軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を、Y軸方向駆動モータ3にステージ7のY軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。
クリーニング機構8は、液滴吐出ヘッド1をクリーニングするものである。クリーニング機構8には、図示しないY軸方向の駆動モータが備えられている。このY軸方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構は、Y軸方向ガイド軸5に沿って移動する。クリーニング機構8の移動も制御装置6により制御される。
ヒータ15は、ここではランプアニールにより基板101を熱処理する手段であり、基板101上に塗布された液状材料に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ15の電源の投入及び遮断も制御装置6により制御される。
本実施形態において、液滴吐出装置IJは基板101上に配線パターンを形成する。したがって、液状材料には、配線パターン形成用材料である導電性微粒子(金属微粒子)が含まれている。液状材料は、金属微粒子を所定の溶媒及びバインダー樹脂を用いてペースト化したものである。金属微粒子としては、例えば、金、銀、銅、鉄等が挙げられる。金属微粒子の粒径は5〜100nmであることが好ましい。液滴吐出ヘッド1から基板101に吐出された液状材料は、ヒータ15で熱処理されることにより導電性膜に変換(製膜)される。
更に、配線パターン形成用の液状材料としては、有機金属化合物、有機金属錯体、及びそれに類するものを含む液状材料を用いることができる。有機金属化合物としては、例えば有機銀化合物が挙げられ、有機銀化合物を所定の溶媒に分散(溶解)した溶液を配線パターン形成用の液状材料として用いることができる。この場合、溶媒としては例えばジエチレングリコールジエチルエーテルを用いることができる。液状材料として有機銀化合物(有機金属化合物)を用いた場合、液状材料を熱処理又は光処理することで有機分が除去され、銀粒子(金属粒子)が残留して導電性が発現される。
液滴吐出装置IJは、液滴吐出ヘッド1と基板101を支持するステージ7とを相対的に走査しつつ基板101に対して液滴を吐出する。ここで、以下の説明において、X軸方向を走査方向(所定方向)、X軸方向と直交するY軸方向を非走査方向とする。したがって、液滴吐出ヘッド1の吐出ノズルは、非走査方向であるY軸方向に一定間隔で並んで設けられている。
次に、図3〜図7を参照しながら、上記液滴吐出ヘッド1を用いて基板101に液滴を吐出することによりデバイスを製造する方法について説明する。
本実施形態における製造方法は、基板101上に、液滴が吐出されるべき領域である複数のピクセル(単位領域)からなる格子状のビットマップを設定する工程と、ビットマップのうち所定のピクセルに対して液滴を吐出する工程とを有する。
本実施形態における製造方法は、基板101上に、液滴が吐出されるべき領域である複数のピクセル(単位領域)からなる格子状のビットマップを設定する工程と、ビットマップのうち所定のピクセルに対して液滴を吐出する工程とを有する。
図3は、液滴吐出ヘッド1に設けられている複数の吐出ノズル10と、基板101上に設定されたビットマップとを模式的に示す図である。
図3に示すように、1つのピクセル(単位領域)は正方形に設定される。すなわち、1つのピクセルのうちX軸方向(走査方向)における大きさbx1と、Y軸方向(非走査方向)における大きさbyとは同じに設定される。
図3に示すように、1つのピクセル(単位領域)は正方形に設定される。すなわち、1つのピクセルのうちX軸方向(走査方向)における大きさbx1と、Y軸方向(非走査方向)における大きさbyとは同じに設定される。
液滴吐出ヘッド1は長手方向をY軸方向に一致させている。また、吐出ノズル10は、液滴吐出ヘッド1においてY軸方向に一定間隔aで設けられている。複数の吐出ノズル10のそれぞれは、Y軸方向に沿って並んでいる。
本実施形態において、ピクセルのY軸方向における大きさbyは吐出ノズル10どうしの間隔aより細かく設定される。そして、ビットマップを設定する際、
by = a/n (nは正の整数)
となるように、1つのピクセルのY軸方向における大きさが設定される。
図3には、n=5に設定した例が示されている。
by = a/n (nは正の整数)
となるように、1つのピクセルのY軸方向における大きさが設定される。
図3には、n=5に設定した例が示されている。
また、本実施形態では、1つのピクセルは正方形に設定されるため、
bx1 = a/n (nは正の整数)
となるように、1つのピクセルのX軸方向における大きさが設定されている。
bx1 = a/n (nは正の整数)
となるように、1つのピクセルのX軸方向における大きさが設定されている。
図4は、吐出ノズル10を用いて、1回の走査により基板101に液滴を吐出した際の模式図である。なお、図4において、1回目の走査で吐出された液滴には「1」を付している。
そして、図4〜図7を用いた以下の説明では、最終的に、図3のグレーで示す領域のピクセルのそれぞれに液滴を吐出するものとする。
そして、図4〜図7を用いた以下の説明では、最終的に、図3のグレーで示す領域のピクセルのそれぞれに液滴を吐出するものとする。
液滴吐出ヘッド1をX軸方向に走査しつつ基板101に対して液滴を吐出する際、液滴吐出ヘッド1は制御装置6の制御のもとで、X軸方向に所定間隔あけながら液滴を吐出する。本実施形態では、図4に示すように、X軸方向において2つ分のピクセル間隔をあけて所定ピクセルに対して液滴が吐出される。
一方、基板101に対して吐出された液滴は、基板101に着弾することにより基板101上で濡れ拡がる。つまり、図4に円で示すように、基板101に着弾した液滴は、1つのピクセルの大きさより大きい直径cを有するように濡れ拡がる。
ここで、液滴は、X軸方向において所定間隔(2つ分のピクセル)をあけて吐出されるので、基板101上に配置された液滴どうしは重ならないように設定されいる。こうすることにより、X軸方向において基板101上に液状材料が過剰に設けられることを防ぎ、バルジの発生を防止することができる。
なお、図4では、基板101に配置された際の液滴どうしは重ならないように配置されているが、僅かに重なるように液滴が配置されるようにしてもよい。例えば、図4ではX軸方向において2つ分のピクセルをあけつつ液滴が吐出されているが、1つ分のピクセルをあけつつ液滴が吐出されるようにしてもよい。
この場合、1回の走査において、基板101に配置された際の液滴の直径cの10%以下の重なりを生じるように液滴を吐出することにより、バルジの発生を防ぐことができる。
この場合、1回の走査において、基板101に配置された際の液滴の直径cの10%以下の重なりを生じるように液滴を吐出することにより、バルジの発生を防ぐことができる。
ここで、液滴を基板101に配置した際の濡れ拡がり具合、すなわち基板101上における液滴の直径cは液状材料の特性に応じて変化する。したがって、基板101上に配置された際の液滴どうしが重ならないか、あるいは液滴の直径cの10%以下の重なりを生じるようにするために、1回の走査における基板101での液滴の配置間隔(ピクセル間隔)を、予め実験的に求めておき、この求めたピクセル間隔に基づいて、1回の走査における吐出動作を行う。
図5は、2回目の走査により吐出ノズル10から基板101に液滴を吐出した際の模式図である。なお、図5において、2回目の走査で吐出された液滴には「2」を付している。2回目の走査時においても、X軸方向において2つ分のピクセルをあけつつ吐出動作が行われる。また、2回目の走査時において基板101に着弾した液滴も直径cを有するように濡れ拡がる。
図6は、3回目の走査により吐出ノズル10から基板101に液滴を吐出した際の模式図である。なお、図6において、3回目の走査で吐出された液滴には「3」を付している。3回目の走査時においても、X軸方向において2つ分のピクセルをあけつつ吐出動作が行われる。また、3回目の走査時において基板101に着弾した液滴も直径cを有するように濡れ拡がる。
ここで、3回の走査及び吐出動作により、図中、最上段(+Y側)における液滴は連続する。
図7は、4回目の走査により吐出ノズル10から基板101に液滴を吐出した際の模式図である。ここで、4回目の走査においては、液滴吐出ヘッド1とステージ7に支持されている基板101とはY軸方向に相対的にステップ移動する。本実施形態では、ステージ7に支持されている基板101がY軸方向にステップ移動する。
ここで、基板101は、ピクセルのY軸方向における大きさbyの正の整数倍だけY軸方向にステップ移動する。図7には、基板101が液滴吐出ヘット1に対してbyの1倍(すなわちby)だけY軸方向にステップ移動した例が示されている。
距離byだけステップ移動したら、液滴吐出ヘッド1は基板101に対してX軸方向に走査しつつ液滴を吐出する。なお、図7において、4回目の走査で吐出された液滴には「4」を付している。また、4回目の走査時において基板101に着弾した液滴も直径cを有するように濡れ拡がる。
ここで、ステップ移動した後、吐出動作を行う際、基板101上に配置された液滴どうしが重ならないか、あるいは基板101上に配置された際の液滴の直径の10%以下の重なりを生じるように、Y軸方向において液滴を吐出するようにしてもよい。すなわち、ステップ移動の距離を、byの例えば3倍に設定し、ステップ移動するようにしてもよい。こうすることにより、例えば「1」の液滴が濡れている際、Y軸方向においてもバルジの発生を防止することができる。
一方、図7に示す例では、「1」の液滴は乾燥しているものとし、この場合、「1」と「4」とは直径cの10%以上重なってもよい。
一方、図7に示す例では、「1」の液滴は乾燥しているものとし、この場合、「1」と「4」とは直径cの10%以上重なってもよい。
以下、同様に、走査を行いながらの吐出動作と、ステップ移動とが繰り返される。そして、本実施形態では、図8に示すように、合計15回の走査を行うことにより、図中、グレーで示した領域に対応するピクセルのそれぞれに対して液滴が吐出される。なお、図8において、n回目の走査時に吐出された液滴には「n」が付されている。
なお、吐出された液滴は基板101上で濡れ拡がるため、実際に形成される配線パターンは、図中、グレーで示した領域より幅広となる。したがって、配線パターンを形成するに際し、この濡れ拡がり分を考慮してパターン設計が行われる。ここで、基板101上における液滴の濡れ拡がり具合は、基板101と液滴との接触角で決定されるため、基板101に対して液状材料の特性に応じた親液処理及び撥液処理を含む表面処理を行い、所望の接触角を得るようにする。こうすることにより、所望の幅を有する配線パターンを形成することができる。
以上説明したように、本実施形態は、基板101上にビットマップを設定し、このビットマップのピクセルに対して液滴を吐出するようにする構成である。そして、ビットマップを設定する際、ビットマップのY軸方向における大きさbyと吐出ノズル10の間隔aとが整数比になるように設定することにより、液滴吐出ヘッドを例えばY軸に対して傾けるようなことをしなくても、吐出ノズル10とピクセルとを一致させることができる。したがって、吐出動作に関する複雑な制御を行う必要なく所望のピクセルに液滴を吐出することができる。このように、吐出ノズル10の間隔aに応じてビットマップ、すなわちパターン設計ルールを設定することにより、吐出ノズル10とピクセルとは一致し、走査速度を低下させることなく所望の位置に対して精度良く吐出動作を行うことができる。
本実施形態においては、ピクセルのX軸方向における大きさbx1とY軸方向における大きさbyとは同じであり、ピクセルは正方形に設定されている。こうすることにより、パターン設計を容易に行うことができる。なお、本実施形態のように、液滴吐出ヘッド1(吐出ノズル10の並び方向)とY軸方向とを一致させつつ走査する場合、ピクセルのX軸方向における大きさbx1は、必ずしも、Y軸方向における大きさbyと同じにする必要はなく、任意の大きさでよい。
基板101上に液滴を吐出する際、基板101上に配置された液滴どうしが重ならないか、あるいは基板101上に配置された際の液滴の直径cの10%以下の重なりを生じるように、X軸方向において液滴を吐出するようにしたので、1回の走査において、基板101上に液状材料が過剰に設けられることを防ぎ、バルジの発生を防止することができる。
液滴吐出ヘッド1と基板101とをY軸方向にステップ移動する際、1つのピクセルのY軸方向における大きさby の正の整数倍だけステップ移動するようにしたので、ステップ移動後においても、吐出ノズル10とピクセルとを一致させることができる。
なお、上記実施形態では、吐出ノズル10の間隔aに基づいてピクセルの大きさを設定し、液滴吐出工程を行う構成であるが、液滴吐出工程の前後の工程、例えば図10に示した、電気光学装置としてのプラズマ型表示装置の製造の際のフォトリソグラフィ工程において基板上にパターニングを行う際にも、吐出ノズル10の間隔a又はその1/n(nは2以上の整数)に基づいて設計及びパターニングを行うようにすると、この前後工程によって形成されたパターンと液滴吐出工程においてパターニングしたパターンとが正確に一致するように、吐出のためのビットマップを設計できる。
図10に示すプラズマ型表示装置500は、互いに対向して配置されたガラス基板501とガラス基板502と、これらの間に形成された放電表示部510とから概略構成される。
放電表示部510は、複数の放電室516が集合されてなり、複数の放電室516のうち、赤色放電室516(R)、緑色放電室516(G)、青色放電室516(B)の3つの放電室516が対になって1画素を構成するように配置されている。
前記(ガラス)基板501の上面には所定の間隔でストライプ状にアドレス電極511が形成され、それらアドレス電極511と基板501の上面とを覆うように誘電体層519が形成され、更に誘電体層519上においてアドレス電極511、511間に位置して各アドレス電極511に沿うように隔壁515が形成されている。なお、隔壁515においてはその長手方向の所定位置においてアドレス電極511と直交する方向にも所定の間隔で仕切られており(図示略)、基本的にはアドレス電極511の幅方向左右両側に隣接する隔壁と、アドレス電極511と直交する方向に延設された隔壁により仕切られる長方形状の領域が形成され、これら長方形状の領域に対応するように放電室516が形成され、これら長方形状の領域が3つ対になって1画素が構成される。また、隔壁515で区画される長方形状の領域の内側には蛍光体517が配置されている。蛍光体517は、赤、緑、青の何れかの蛍光を発光するもので、赤色放電室516(R)の底部には赤色蛍光体517(R)が、緑色放電室516(G)の底部には緑色蛍光体517(G)が、青色放電室516(B)の底部には青色蛍光体517(B)が各々配置されている。
放電表示部510は、複数の放電室516が集合されてなり、複数の放電室516のうち、赤色放電室516(R)、緑色放電室516(G)、青色放電室516(B)の3つの放電室516が対になって1画素を構成するように配置されている。
前記(ガラス)基板501の上面には所定の間隔でストライプ状にアドレス電極511が形成され、それらアドレス電極511と基板501の上面とを覆うように誘電体層519が形成され、更に誘電体層519上においてアドレス電極511、511間に位置して各アドレス電極511に沿うように隔壁515が形成されている。なお、隔壁515においてはその長手方向の所定位置においてアドレス電極511と直交する方向にも所定の間隔で仕切られており(図示略)、基本的にはアドレス電極511の幅方向左右両側に隣接する隔壁と、アドレス電極511と直交する方向に延設された隔壁により仕切られる長方形状の領域が形成され、これら長方形状の領域に対応するように放電室516が形成され、これら長方形状の領域が3つ対になって1画素が構成される。また、隔壁515で区画される長方形状の領域の内側には蛍光体517が配置されている。蛍光体517は、赤、緑、青の何れかの蛍光を発光するもので、赤色放電室516(R)の底部には赤色蛍光体517(R)が、緑色放電室516(G)の底部には緑色蛍光体517(G)が、青色放電室516(B)の底部には青色蛍光体517(B)が各々配置されている。
次に、前記ガラス基板502側には、先のアドレス電極511と直交する方向に複数のITOからなる透明表示電極512がストライプ状に所定の間隔で形成されるとともに、高抵抗のITOを補うために、金属からなるバス電極512aが形成されている。また、これらを覆って誘電体層513が形成され、更にMgOなどからなる保護膜514が形成されている。
そして、前記基板501とガラス基板502の基板2が、前記アドレス電極511…と表示電極512…を互いに直交させるように対向させて相互に貼り合わされ、基板501と隔壁515とガラス基板502側に形成されている保護膜514とで囲まれる空間部分を排気して希ガスを封入することで放電室516が形成されている。なお、ガラス基板502側に形成される表示電極512は各放電室516に対して2本ずつ配置されるように形成されている。
上記アドレス電極511と表示電極512は図示略の交流電源に接続され、各電極に通電することで必要な位置の放電表示部510において蛍光体517を励起発光させて、カラー表示ができるようになっている。
そして、前記基板501とガラス基板502の基板2が、前記アドレス電極511…と表示電極512…を互いに直交させるように対向させて相互に貼り合わされ、基板501と隔壁515とガラス基板502側に形成されている保護膜514とで囲まれる空間部分を排気して希ガスを封入することで放電室516が形成されている。なお、ガラス基板502側に形成される表示電極512は各放電室516に対して2本ずつ配置されるように形成されている。
上記アドレス電極511と表示電極512は図示略の交流電源に接続され、各電極に通電することで必要な位置の放電表示部510において蛍光体517を励起発光させて、カラー表示ができるようになっている。
本実施形態では、表示電極512がフォトリソグラフィ法により形成され、バス電極512aが液滴吐出法により形成される。そして、フォトリソグラフィ法で形成される表示電極512どうしの間隔を、液滴吐出ヘッド1の吐出ノズル10の間隔aに基づいて設定(設計)し、この設定した値に基づいて、表示電極512を形成するためのフォトリソグラフィ工程が行われる。
具体的には、吐出ノズル10の間隔aが例えば141μmである場合、n=10に設定し、141/10=14.1μmを基本単位としてITO透明表示電極512のパターン(間隔及び幅)が設計され、この設計値に基づいてフォトリソグラフィ法により表示電極512が形成される。この場合、表示電極512どうしの間隔は、例えば14.1×40=564μm、表示電極512の幅は、例えば14.1×35=493.5μm、などと設定される。
なお、ここでは、表示電極512を形成する場合を例にして説明したが、その他の部分、例えば不図示の両端の引き出し電極なども、14.1μmを基本単位として設計される。
具体的には、吐出ノズル10の間隔aが例えば141μmである場合、n=10に設定し、141/10=14.1μmを基本単位としてITO透明表示電極512のパターン(間隔及び幅)が設計され、この設計値に基づいてフォトリソグラフィ法により表示電極512が形成される。この場合、表示電極512どうしの間隔は、例えば14.1×40=564μm、表示電極512の幅は、例えば14.1×35=493.5μm、などと設定される。
なお、ここでは、表示電極512を形成する場合を例にして説明したが、その他の部分、例えば不図示の両端の引き出し電極なども、14.1μmを基本単位として設計される。
以上説明したように、吐出ノズル10の間隔aに基づく値を基本単位とし、液滴吐出法以外の方法(フォトリソグラフィ法)でパターン形成する際の設計を前記基本単位に基づいて行うようにし、図10を用いて説明したように、フォトリソグラフィ法により形成されたITO透明表示電極512に対して正確に位置を合わせて、液滴吐出法によりバス電極512aを形成する場合でも、吐出ノズル10を効率良く使用でき、下地にある構造物(この場合、すなわち表示電極512)と完全にピッチが一致したパターンを形成できる。
ところで、例えば液滴吐出工程前後を含むプロセスに何らかの制約があり、Y軸方向におけるピクセルの大きさを吐出ノズル10の間隔aに基づいて設定できない場合が考えられる。
例えば、図9(a)に示すように、基板上に、液滴の配置位置を設定するための構造物(バンク)BKを複数設けた際、この構造物のY軸方向におけるピッチbkyが規定値として規定され、ピクセルのY軸方向における大きさを吐出ノズル10の間隔aに基づいて設定できない場合について考える。構造物BKを形成するフォトリソグラフィー工程に制約があって、bkyの値を自由に設計できないため、bky=a/nを満たす整数nが存在しないか、nが非現実的なほど大きな整数になってしまう場合がある。
このような場合、液滴吐出ヘッド1をY軸に対して角度θだけ傾けつつ吐出動作を行うことが有効である。この場合、従来ではX軸方向において吐出ノズルとピクセルとを一致させることができなかったが、液滴を吐出するためのピクセル(単位領域)のうち、Y軸方向における大きさby2、及びX軸方向における大きさbx2を、
by2 = bky/n (nは正の整数) 且つ、
bx2 = (a・sinθ)/m (mは正の整数)、
の条件を満足するように設定することにより、吐出ノズル10とピクセルとを一致させることができる。
このような場合、液滴吐出ヘッド1をY軸に対して角度θだけ傾けつつ吐出動作を行うことが有効である。この場合、従来ではX軸方向において吐出ノズルとピクセルとを一致させることができなかったが、液滴を吐出するためのピクセル(単位領域)のうち、Y軸方向における大きさby2、及びX軸方向における大きさbx2を、
by2 = bky/n (nは正の整数) 且つ、
bx2 = (a・sinθ)/m (mは正の整数)、
の条件を満足するように設定することにより、吐出ノズル10とピクセルとを一致させることができる。
換言すれば、規定値bkyとa・cosθとが整数比となるように角度θを設定し、この設定した角度θとノズル間隔aとに基づいて、単位領域(ピクセル)のX軸方向における大きさbx2を設定する。
以上のように設定することにより、図9(b)の模式図に示すように、吐出ノズル10と基板101とを走査しながらビットマップそれぞれのピクセルと吐出ノズル10とを一致させつつ液滴吐出動作を行うことができる。
本発明のデバイスの製造方法は、図11に示す液晶装置を製造する際にも適用できる。図11は、液晶装置の第1基板上の信号電極等の平面レイアウトを示すものである。この液晶装置は、この第1基板と、走査電極等が設けられた第2基板(図示せず)と、第1基板と第2基板との間に封入された液晶(図示せず)とから概略構成されている。
図11に示すように、第1基板300上の画素領域303には、複数の信号電極310…が多重マトリクス状に設けられている。特に各信号電極310…は、各画素に対応して設けられた複数の画素電極部分310a…とこれらを多重マトリクス状に接続する信号配線部分310b…とから構成されており、Y方向に伸延している。
また、符号350は1チップ構造の液晶駆動回路で、この液晶駆動回路350と信号配線部分310b…の一端側(図中下側)とが第1引き回し配線331…を介して接続されている。
また、符号340…は上下導通端子で、この上下導通端子340…と、図示しない第2基板上に設けられた端子とが上下導通材341…によって接続されている。また、上下導通端子340…と液晶駆動回路350とが第2引き回し配線332…を介して接続されている。
また、符号350は1チップ構造の液晶駆動回路で、この液晶駆動回路350と信号配線部分310b…の一端側(図中下側)とが第1引き回し配線331…を介して接続されている。
また、符号340…は上下導通端子で、この上下導通端子340…と、図示しない第2基板上に設けられた端子とが上下導通材341…によって接続されている。また、上下導通端子340…と液晶駆動回路350とが第2引き回し配線332…を介して接続されている。
本実施形態では、上記第1基板300上に設けられた信号配線部分310b…、第1引き回し配線331…、第2引き回し配線332…が、各々本発明に係るデバイスの製造方法に基づいて形成されている。
本発明の電子機器の具体例について説明する。
図12(a)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図12(a)において、1600は携帯電話本体を示し、1601は上記プラズマ型表示装置(あるいは液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス装置)を備えた表示部を示している。
図12(b)は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図12(b)において、1700は情報処理装置、1701はキーボードなどの入力部、1703は情報処理本体、1702は上記プラズマ型表示装置(あるいは液晶表示装置)を備えた表示部を示している。
図12(c)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図12(c)において、1800は時計本体を示し、1801は上記プラズマ型表示装置(あるいは液晶表示装置)を備えた表示部を示している。
図12(a)〜(c)に示す電子機器は、上記実施形態の表示装置(デバイス)を備えたものであるので、優れた表示性能を有する。
なお、上記電子機器はプラズマ型表示装置あるいは液晶装置を備えるものとしたが、有機エレクトロルミネッセンス表示装置等、他の電気光学装置を備えた電子機器とすることもできる。
図12(a)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図12(a)において、1600は携帯電話本体を示し、1601は上記プラズマ型表示装置(あるいは液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス装置)を備えた表示部を示している。
図12(b)は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図12(b)において、1700は情報処理装置、1701はキーボードなどの入力部、1703は情報処理本体、1702は上記プラズマ型表示装置(あるいは液晶表示装置)を備えた表示部を示している。
図12(c)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図12(c)において、1800は時計本体を示し、1801は上記プラズマ型表示装置(あるいは液晶表示装置)を備えた表示部を示している。
図12(a)〜(c)に示す電子機器は、上記実施形態の表示装置(デバイス)を備えたものであるので、優れた表示性能を有する。
なお、上記電子機器はプラズマ型表示装置あるいは液晶装置を備えるものとしたが、有機エレクトロルミネッセンス表示装置等、他の電気光学装置を備えた電子機器とすることもできる。
図13は、本発明のデバイスとしての非接触型カード媒体の一例を示す図である。図13に示すように、非接触型カード媒体1400は、カード基体1402とカードカバー1418から成る筐体内に、半導体集積回路チップ1408とアンテナ回路1412を内蔵し、図示されない外部の送受信機と電磁波または静電容量結合の少なくとも一方により電力供給あるいはデータ授受の少なくとも一方を行うようになっている。
本実施形態では、上記アンテナ回路1412が、本発明のデバイスの製造方法に基づいて形成されている。
本実施形態では、上記アンテナ回路1412が、本発明のデバイスの製造方法に基づいて形成されている。
なお、上記各実施形態では配線パターンを形成する場合について説明したが、本発明の製造方法は、カラーフィルタをはじめ各種デバイス及び装置の製造に適用可能である。以下、本発明の他の適用例について説明する。
本発明は図14〜図16に示す液晶表示装置を製造する際に適用できる。本実施形態の液晶表示装置は、スイッチング素子としてTFT(ThinFilm Transistor)素子を用いたアクティブマトリクスタイプの透過型液晶装置である。図14は該透過型液晶装置のマトリクス状に配置された複数の画素におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図である。図15はデータ線、走査線、画素電極等が形成されたTFTアレイ基板の相隣接する複数の画素群の構造を示す要部平面図である。図16は図15のA−A’線断面図である。なお、図16においては、図示上側が光入射側、図示下側が視認側(観察者側)である場合について図示している。また、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を異ならせてある。
本実施形態の液晶表示装置において、図14に示すように、マトリクス状に配置された複数の画素には、画素電極109と当該画素電極109への通電制御を行うためのスイッチング素子であるTFT素子130とがそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線106aが当該TFT素子130のソースに電気的に接続されている。データ線106aに書き込む画像信号S1、S2、…、Snは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線106aに対してグループ毎に供給される。また、走査線103aがTFT素子130のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線103aに対して走査信号G1、G2、…、Gmが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極109はTFT素子130のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるTFT素子130を一定期間だけオンすることにより、データ線106aから供給される画像信号S1、S2、…、Snを所定のタイミングで書き込む。画素電極109を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、…、Snは、後述する共通電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークすることを防止するために、画素電極109と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量170が付加されている。
次に、図15を参照しながら、本実施形態の液晶表示装置の要部の平面構造について説明する。図15に示すように、TFTアレイ基板上に、インジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide, 以下、ITOと略記する)等の透明導電性材料からなる矩形状の画素電極109(点線部109Aにより輪郭を示す)が複数、マトリクス状に設けられており、画素電極109の縦横の境界に各々沿ってデータ線106a、走査線103aおよび容量線103bが設けられている。各画素電極109は、走査線103aとデータ線106aとの各交差部に対応して設けられたTFT素子130に電気的に接続されており、各画素毎に表示を行うことが可能な構造になっている。データ線106aは、TFT素子130を構成する例えばポリシリコン膜からなる半導体層101aのうち、後述のソース領域にコンタクトホール105を介して電気的に接続されており、画素電極109は、半導体層101aのうち、後述のドレイン領域にコンタクトホール108を介して電気的に接続されている。また、半導体層101aのうち、後述のチャネル領域(図中左上がりの斜線の領域)に対向するように走査線103aが配置されており、走査線103aはチャネル領域に対向する部分でゲート電極として機能する。容量線103bは、走査線103aに沿って略直線状に伸びる本線部(すなわち、平面的に見て、走査線103aに沿って形成された第1領域)と、データ線106aと交差する箇所からデータ線106aに沿って前段側(図中上向き)に突出した突出部(すなわち、平面的に見て、データ線106aに沿って延設された第2領域)とを有する。
次に、図16を参照しながら、本実施形態の液晶表示装置の断面構造について説明する。図16は上述した通り、図15のA−A’線断面図であり、TFT素子130が形成された領域の構成について示す断面図である。本実施の形態の液晶表示装置においては、TFTアレイ基板110と、これに対向配置される対向基板120との間に液晶層150が挟持されている。TFTアレイ基板110は、透光性の基板本体110A、その液晶層150側表面に形成されたTFT素子130、画素電極109、配向膜140を主体として構成されており、対向基板120は透光性のプラスチック基板(基板本体)120Aと、その液晶層150側表面に形成された共通電極121と配向膜160とを主体として構成されている。そして、各基板110,120は、スペーサ115を介して所定の基板間隔(ギャップ)が保持されている。TFTアレイ基板110において、基板本体110Aの液晶層150側表面には画素電極109が設けられ、各画素電極109に隣接する位置に、各画素電極109をスイッチング制御する画素スイッチング用TFT素子130が設けられている。画素スイッチング用TFT素子130は、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有しており、走査線103a、当該走査線103aからの電界によりチャネルが形成される半導体層101aのチャネル領域101a’、走査線103aと半導体層101aとを絶縁するゲート絶縁膜102、データ線106a、半導体層101aの低濃度ソース領域101bおよび低濃度ドレイン領域101c、半導体層101aの高濃度ソース領域101dおよび高濃度ドレイン領域101eを備えている。上記走査線103a上、ゲート絶縁膜102上を含む基板本体110A上には、高濃度ソース領域101dへ通じるコンタクトホール105、及び高濃度ドレイン領域101eへ通じるコンタクトホール108が開孔した第2層間絶縁膜104が形成されている。つまり、データ線106aは、第2層間絶縁膜104を貫通するコンタクトホール105を介して高濃度ソース領域101dに電気的に接続されている。さらに、データ線106a上および第2層間絶縁膜104上には、高濃度ドレイン領域101eへ通じるコンタクトホール108が開孔した第3層間絶縁膜107が形成されている。すなわち、高濃度ドレイン領域101eは、第2層間絶縁膜104および第3層間絶縁膜107を貫通するコンタクトホール108を介して画素電極109に電気的に接続されている。
本実施形態では、ゲート絶縁膜102を走査線103aに対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体膜101aを延設して第1蓄積容量電極101fとし、更にこれらに対向する容量線103bの一部を第2蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量170が構成されている。また、TFTアレイ基板110Aと画素スイッチング用TFT素子130との間には、画素スイッチング用TFT素子130を構成する半導体層101aをTFTアレイ基板110Aから電気的に絶縁するための第1層間絶縁膜112が形成されている。さらに、TFTアレイ基板110の液晶層150側最表面、すなわち、画素電極109および第3層間絶縁膜107上には、電圧無印加時における液晶層150内の液晶分子の配向を制御する配向膜140が形成されている。したがって、このようなTFT素子130を具備する領域においては、TFTアレイ基板110の液晶層150側最表面、すなわち液晶層150の挟持面には複数の凹凸ないし段差が形成された構成となっている。他方、対向基板120には、基板本体120Aの液晶層150側表面であって、データ線106a、走査線103a、画素スイッチング用TFT素子130の形成領域(非画素領域)に対向する領域に、入射光が画素スイッチング用TFT素子130の半導体層101aのチャネル領域101a’や低濃度ソース領域101b、低濃度ドレイン領域101cに侵入することを防止するための第2遮光膜123が設けられている。さらに、第2遮光膜123が形成された基板本体120Aの液晶層150側には、その略全面にわたって、ITO等からなる共通電極121が形成され、その液晶層150側には、電圧無印加時における液晶層150内の液晶分子の配向を制御する配向膜160が形成されている。
本実施形態では、データ線106a、ゲート電極を構成する走査線103a、容量線103b、及び画素電極109等が、本発明の製造方法に基づいて形成される。
本発明は、カラーフィルタの構成要素となる膜の形成にも用いることができる。図17は基板P上に形成されるカラーフィルタを示す図であり、図18はカラーフィルタの製造手順を示す図である。図17に示すように、本例では長方形形状の基板P上に生産性を向上させる観点から複数個のカラーフィルタ領域251をマトリクス状に形成する。これらカラーフィルタ領域251は、後で基板Pを切断することにより、液晶表示装置に適合するカラーフィルタとして用いることができる。カラーフィルタ領域251は、R(赤)の液状体組成物、G(緑)の液状体組成物、及びB(青)の液状体組成物をそれぞれ所定のパターン、本例では従来公知のストライプ型で形成される。なお、この形成パターンとしては、ストライプ型の他に、モザイク型、デルタ型、あるいはスクウェア型などでもよい。そして、RGBそれぞれの液状体組成物には上述した界面活性剤が添加されている。
このようなカラーフィルタ領域251を形成するには、まず図18(a)に示すように透明の基板Pの一方の面に対し、バンク252が形成される。このバンク252の形成方法は、スピンコート後に露光、現像する。バンク252は平面視格子状に形成され、格子で囲まれるバンク内部にインクが配置される。このとき、バンク252は撥液性を有することが好ましい。また、バンク252はブラックマトリクスとして機能することが好ましい。次に、図18(b)に示すように、前記液滴吐出ヘッドから液状体組成物の液滴254が吐出され、フィルタエレメント253に着弾する。吐出する液滴254の量については、加熱工程における液状体組成物の体積減少を考慮した十分な量とする。このようにして基板P上の全てのフィルタエレメント253に液滴254を充填したら、ヒータを用いて基板Pが所定の温度(例えば70℃程度)となるように加熱処理される。この加熱処理により、液状体組成物の溶媒が蒸発して液状体組成物の体積が減少する。この体積現状の激しい場合には、カラーフィルタとして十分な膜厚が得られるまで、液滴吐出工程と加熱工程とを繰り返す。この処理により、液状体組成物に含まれる溶媒が蒸発して、最終的に液状体組成物に含まれる固形分のみが残留して膜化し、図18(c)に示すようなカラーフィルタ255となる。次いで、基板Pを平坦化し、且つカラーフィルタ255を保護するために、図18(d)に示すようにカラーフィルタ255やバンク252を覆って基板P上に保護膜256を形成する。この保護膜256の形成にあたっては、スピンコート法、ロールコート法、リッピング法などの方法を採用することができるが、カラーフィルタ255と同様に、液滴吐出法により行うこともできる。次いで、図18(e)に示すようにこの保護膜256の全面に、スパッタ法や真空蒸着法などによって透明導電膜257を形成する。その後、透明導電膜257をパターニングし、図18(f)に示すように画素電極258をフィルタエレメント253に対応させてパターニングする。なお、液状表示パネルの駆動にTFT(Thin Film Transistor)を用いる場合には、このパターニングは不用となる。
本実施形態では、カラーフィルタ255や画素電極258を形成する際に本発明の製造方法を適用できる。
本発明は、有機EL装置を製造する場合にも適用できる。図19〜図21を参照しながら有機EL装置の製造方法について説明する。なお、図19〜図21には、説明を簡略化するために単一の画素についてのみが図示されている。
まず、基板Pが用意される。ここで、有機EL素子では後述する発光層による発光光を基板側から取り出すことも可能であり、また基板と反対側から取り出す構成とすることも可能である。発光光を基板側から取り出す構成とする場合、基板材料としてはガラスや石英、樹脂等の透明ないし半透明なものが用いられるが、特に安価なガラスが好適に用いられる。本例では、基板として図19(a)に示すようにガラス等からなる透明基板Pが用いられる。そして、基板P上にアモルファスシリコン膜からなる半導体膜700が形成される。次いで、この半導体膜700に対してレーザアニールまたは固相成長法などの結晶化工程が行われ、半導体膜700がポリシリコン膜に結晶化される。次いで、図19(b)に示すように、半導体膜(ポリシリコン膜)700をパターニングして島状の半導体膜710が形成され、その表面に対してゲート絶縁膜720が形成される。次いで、図19(c)に示すようにゲート電極643Aが形成される。次いで、この状態で高濃度のリンイオンが打ち込まれ、半導体膜710に、ゲート電極643Aに対して自己整合的にソース・ドレイン領域643a、643bが形成される。なお、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域643cとなる。次いで、図19(d)に示すように、コンタクトホール732、734を有する層間絶縁膜730が形成された後、これらコンタクトホール732、734内に中継電極736、738が埋め込まれる。次いで、図19(e)に示すように、層間絶縁膜730上に、信号線632、共通給電線633及び走査線(図19に示さず)が形成される。ここで、中継電極738と各配線とは、同一工程で形成されていてもよい。このとき、中継電極736は、後述するITO膜により形成されることになる。そして、各配線の上面を覆うように層間絶縁膜740が形成され、中継電極736に対応する位置にコンタクトホール(図示せず)が形成され、そのコンタクトホール内にも埋め込まれるようにITO膜が形成され、さらにそのITO膜がパターニングされて、信号線632、共通給電線633及び走査線(図示せず)に囲まれた所定位置に、ソース・ドレイン領域643aに電気的に接続する画素電極641が形成される。ここで、信号線632及び共通給電線633、さらには走査線(図示せず)に挟まれた部分が、後述するように正孔注入層や発光層の形成場所となっている。
まず、基板Pが用意される。ここで、有機EL素子では後述する発光層による発光光を基板側から取り出すことも可能であり、また基板と反対側から取り出す構成とすることも可能である。発光光を基板側から取り出す構成とする場合、基板材料としてはガラスや石英、樹脂等の透明ないし半透明なものが用いられるが、特に安価なガラスが好適に用いられる。本例では、基板として図19(a)に示すようにガラス等からなる透明基板Pが用いられる。そして、基板P上にアモルファスシリコン膜からなる半導体膜700が形成される。次いで、この半導体膜700に対してレーザアニールまたは固相成長法などの結晶化工程が行われ、半導体膜700がポリシリコン膜に結晶化される。次いで、図19(b)に示すように、半導体膜(ポリシリコン膜)700をパターニングして島状の半導体膜710が形成され、その表面に対してゲート絶縁膜720が形成される。次いで、図19(c)に示すようにゲート電極643Aが形成される。次いで、この状態で高濃度のリンイオンが打ち込まれ、半導体膜710に、ゲート電極643Aに対して自己整合的にソース・ドレイン領域643a、643bが形成される。なお、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域643cとなる。次いで、図19(d)に示すように、コンタクトホール732、734を有する層間絶縁膜730が形成された後、これらコンタクトホール732、734内に中継電極736、738が埋め込まれる。次いで、図19(e)に示すように、層間絶縁膜730上に、信号線632、共通給電線633及び走査線(図19に示さず)が形成される。ここで、中継電極738と各配線とは、同一工程で形成されていてもよい。このとき、中継電極736は、後述するITO膜により形成されることになる。そして、各配線の上面を覆うように層間絶縁膜740が形成され、中継電極736に対応する位置にコンタクトホール(図示せず)が形成され、そのコンタクトホール内にも埋め込まれるようにITO膜が形成され、さらにそのITO膜がパターニングされて、信号線632、共通給電線633及び走査線(図示せず)に囲まれた所定位置に、ソース・ドレイン領域643aに電気的に接続する画素電極641が形成される。ここで、信号線632及び共通給電線633、さらには走査線(図示せず)に挟まれた部分が、後述するように正孔注入層や発光層の形成場所となっている。
次いで、図20(a)に示すように、前記の形成場所を囲むようにバンク650が形成される。このバンク650は仕切部材として機能するものであり、例えばポリイミド等の絶縁性有機材料で形成するのが好ましい。また、バンク650は、液滴吐出ヘッドから吐出される液状体組成物に対して非親和性を示すものが好ましい。バンク650に非親和性を発現させるためには、例えばバンク650の表面をフッ素系化合物などで表面処理するといった方法が採用される。フッ素化合物としては、例えばCF4、SF5、CHF3などがあり、表面処理としては、例えばプラズマ処理、UV照射処理などが挙げられる。そして、このような構成のもとに、正孔注入層や発光層の形成場所、すなわちこれらの形成材料の塗布位置とその周囲のバンク650との間に、十分な高さの段差611が形成される。次いで、図20(b)に示すように、基板Pの上面を上に向けた状態で、正孔注入層形成用材料を含む液状体組成物614Aが液滴吐出ヘッドによりバンク650に囲まれた塗布位置、すなわちバンク650内に選択的に塗布される。次いで、図20(c)に示すように加熱あるいは光照射により液状体組成物614Aの溶媒を蒸発させて、画素電極641上に、固形の正孔注入層640Aが形成される。
次いで、図21(a)に示すように、基板Pの上面を上に向けた状態で、液滴吐出ヘッドより、発光層形成用材料(発光材料)を含む液状体組成物614Bがバンク650内の正孔注入層640A上に選択的に塗布される。発光層形成用材料を含む液状体組成物614Bを液滴吐出ヘッドから吐出すると、液状体組成物614Bはバンク650内の正孔注入層640A上に塗布される。ここで、液状体組成物614Bの吐出による発光層の形成は、赤色の発色光を発光する発光層形成用材料を含む液状体組成物、緑色の発色光を発光する発光層形成用材料を含む液状体組成物、青色の発色光を発光する発光層形成用材料を含む液状体組成物を、それぞれ対応する画素に吐出し塗布することによって行う。なお、各色に対応する画素は、これらが規則的な配置となるように予め決められている。このようにして各色の発光層形成用材料を含む液状体組成物614Bを吐出し塗布したら、液状体組成物614B中の溶媒を蒸発させることにより、図21(b)に示すように正孔層注入層640A上に固形の発光層640Bが形成され、これにより正孔層注入層640Aと発光層640Bとからなる発光部640が得られる。その後、図21(c)に示すように、透明基板Pの表面全体に、あるいはストライプ状に反射電極654(対向電極)が形成される。こうして、有機EL素子が製造される。
なお、画素電極を反射特性を有する電極とし、対向電極として透明性を有する電極(透明電極)を形成する構造であっても構わない。その場合、図面上、上方に発光する光が射出する。更には、画素電極として透明性を有する電極を形成し、画素電極よりも下層に反射性を有する材料を形成することも可能である。この場合、例えば、アルミニウム(Al)等の材料を主成分とする材料により形成することができ、前述同様、図面上の上方に光が射出する構造となる。
なお、画素電極を反射特性を有する電極とし、対向電極として透明性を有する電極(透明電極)を形成する構造であっても構わない。その場合、図面上、上方に発光する光が射出する。更には、画素電極として透明性を有する電極を形成し、画素電極よりも下層に反射性を有する材料を形成することも可能である。この場合、例えば、アルミニウム(Al)等の材料を主成分とする材料により形成することができ、前述同様、図面上の上方に光が射出する構造となる。
上述したように、本実施形態では、正孔注入層640A及び発光層640Bが液滴吐出法に基づいて形成され、本発明の製造方法が適用される。また、信号線632、共通給電線633、走査線、及び画素電極641等も、本発明の製造方法に基づいて形成される。
1…液滴吐出ヘッド、10…吐出ノズル、101…基板、IJ…液滴吐出装置
Claims (7)
- 基板に複数の色からなるカラーフィルタが形成されてなるカラーフィルタの製造方法であって、
液滴吐出ヘッドと前記基板とを相対的に移動しながら、前記液滴吐出ヘッドより液滴を吐出して前記複数の色からなるカラーフィルタを形成する工程を有し、
前記工程において、前記基板上に配置された液滴どうしが重ならないか、あるいは前記基板上に配置された際の液滴の直径の10%以下の重なりを生じるように、前記液滴を吐出することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 - 基板に電極が形成されてなる薄膜トランジスタの製造方法であって、
液滴吐出ヘッドと前記基板とを相対的に移動しながら、前記液滴吐出ヘッドより液滴を吐出して前記電極を形成する工程を有し、
前記工程において、前記基板上に配置された液滴どうしが重ならないか、あるいは前記基板上に配置された際の液滴の直径の10%以下の重なりを生じるように、前記液滴を吐出することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。 - 基板に配線パターンが形成されてなる電気光学装置の製造方法であって、
液滴吐出ヘッドと前記基板とを相対的に移動しながら、前記液滴吐出ヘッドより液滴を吐出して前記配線パターンを形成する工程を有し、
前記工程において、前記基板上に配置された液滴どうしが重ならないか、あるいは前記基板上に配置された際の液滴の直径の10%以下の重なりを生じるように、前記液滴を吐出することを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 請求項3記載の電気光学装置はプラズマ型表示装置であることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
- 請求項3記載の電気光学装置は液晶表示装置であることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
- 請求項3記載の電気光学装置はエレクトロルミネッセンス装置であることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
- 基板に正孔注入層、発光層が形成されてなるエレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、
液滴吐出ヘッドと前記基板とを相対的に移動しながら、前記液滴吐出ヘッドより液滴を吐出して前記正孔注入層、前記発光層の少なくとも一つを形成する工程を有し、
前記工程において、前記基板上に配置された液滴どうしが重ならないか、あるいは前記基板上に配置された際の液滴の直径の10%以下の重なりを生じるように、前記液滴を吐出することを特徴とするエレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
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