JP2006186148A - Manufacturing method of active matrix substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置等のアクティブマトリクス型表示装置において用いられるアクティブマトリクス基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an active matrix substrate used in an active matrix display device such as a liquid crystal display device.
液晶表示装置等のアクティブマトリクス型表示装置は、ガラス等の基板上において、各画素に薄膜トランジスタ(TFT)が形成されており、このTFTによって各画素は駆動している。 In an active matrix display device such as a liquid crystal display device, a thin film transistor (TFT) is formed in each pixel on a substrate such as glass, and each pixel is driven by this TFT.
この基板上のTFTは、従来から所謂フォトリソグラフィー法によってパターン形成されており、現在においても略全てといってよいくらいこのフォトリソグラフィー法が用いられている。 The TFTs on this substrate have been conventionally patterned by a so-called photolithography method, and this photolithography method is used to the extent that almost all can be said at present.
しかしこのフォトリソグラフィー法は、製造工程数が多く、また設備が大きくなる等、課題も多い。そこで最近では、フォトリソグラフィー法ではなく、所謂印刷法によるパターン形成する方法が注目されている。この印刷法は、エネルギーや設備投資の低減を図れ、低コストで大量生産可能な技術として、電子デバイス分野において大きく期待されている技術の一つである。 However, this photolithography method has many problems such as a large number of manufacturing steps and an increase in equipment. Therefore, recently, a method of forming a pattern by a so-called printing method, not the photolithography method, has attracted attention. This printing method is one of the technologies that are greatly expected in the field of electronic devices as a technology capable of reducing energy and capital investment and enabling mass production at low cost.
そして、この印刷法の代表的なものとして、例えば特許文献1に記載されているような転写法が知られている。特許文献1に記載されている転写法について簡単に説明する。図2は特許文献1に記載されている転写法の概略図を示している。
As a representative example of this printing method, for example, a transfer method as described in
まず(a)に示すように、印刷版1に形成した凹部にレジスト2が入っており、次に(b)に示すように、印刷版1の上で転写体3を回転することによってレジスト2を転写体3に転写し、そして(c)に示すように、レジスト2が転写された転写体3を非転写層5が形成された基板4上で回転させることにより印刷する方法である。
First, as shown in (a), the
このような転写法によるパターン形成は、上記のように電子デバイスを製造する際に低コストで大量生産可能な技術として優れていると言える。 It can be said that pattern formation by such a transfer method is excellent as a technique that can be mass-produced at low cost when manufacturing an electronic device as described above.
しかしながら、アクティブマトリクス基板上に形成されたTFTは非常に高い位置精度が要求される。特にますます高精細化が進む表示装置においては、従来にも増してTFTが微細となり、TFT形成の際のパターン精度が重要となってきている。このような高い精度が要求されるアクティブマトリクス基板において、転写法によるパターン形成は、要求される精度を十分満足するほど高くないという課題がある。 However, the TFT formed on the active matrix substrate is required to have very high positional accuracy. In particular, in a display device with higher definition, the TFT becomes finer than before, and the pattern accuracy in forming the TFT is important. In such an active matrix substrate that requires high accuracy, there is a problem that pattern formation by a transfer method is not high enough to satisfy the required accuracy.
そこで、表示装置において用いられるアクティブマトリクス基板の製造において、高い精度でパターン形成可能な印刷法による方法として、特許文献2に示されているものもある。
Therefore, in manufacturing an active matrix substrate used in a display device, there is a method disclosed in
この方法について図3を用いて簡単に説明すると、まず(a)に示すように、ガラス基板10上にレジスト11を塗布する。このレジスト11が塗布されたガラス基板10の上方から、平板12を近づける。平板12には、レジスト11を吸収できる吸収性のある材質で作られた鋳型13が一体的に取付けられている。そして平板10をガラス基板に押し重ねることにより、(b)に示すように、鋳型13がレジスト13を吸収する。この時鋳型13は任意の形状に凹部が形成されており、(c)に示すように、この凹部の形状に対応して、ガラス基板10上のレジスト11が凸状に残る。このガラス基板10上に残った凸状のレジスト11を焼成することにより、(d)に示すような任意の形状をガラス基板10上に形成できる。そしてこの(a)〜(d)の工程を繰り返すことによって、ガラス基板10上にTFTが形成される。
このような鋳型を押し当てる印刷法は、平板とガラス基板とを重ねるだけなので、転写による印刷法に比べると、非常に高精度にパターン形成が可能となるので、高いパターン精度が要求される表示装置のアクティブマトリクス基板を製造するには、非常に適した製法であると考える。 Since the printing method that presses such a mold is simply to put a flat plate and a glass substrate on top of each other, the pattern can be formed with very high precision compared to the printing method by transfer. It is considered that the manufacturing method is very suitable for manufacturing the active matrix substrate of the apparatus.
しかしながら、平板12に取付けられた鋳型13は上記の通り、印刷工程の際にレジスト13を吸収するため、どうしてもある程度使用する毎に交換する必要が生じてしまう。当然交換回数が増えるほど、アクティブマトリクス基板の生産性は低下してしまい、ひいては表示装置のコスト増加へとつながってしまう。
However, since the
そこで、本発明は、高いパターン形成が可能で、かつ生産性の高いアクティブマトリクス基板の製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an active matrix substrate that can form a high pattern and has high productivity.
上記課題を解決するために、本発明は、基板上において格子状に形成された走査線及び信号線により区画された領域に、スイッチング素子が形成されるアクティブマトリクス基板の製造方法において、前記スイッチング素子のパターン形成の際に、前記基板上に前駆体が塗布され、該前駆体が塗布された基板の上方から、多孔質な平板に取付けられた鋳型を前駆体に押し当てて、該鋳型により前駆体を吸収することでパターン形成する工程が含まれていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides an active matrix substrate manufacturing method in which a switching element is formed in a region partitioned by a scanning line and a signal line formed in a lattice shape on a substrate. When the pattern is formed, a precursor is applied onto the substrate, and a template attached to a porous flat plate is pressed against the precursor from above the substrate on which the precursor is applied, and the precursor is applied by the template. A step of forming a pattern by absorbing the body is included.
上記手段により、基板上において非常に高い精度でパターン形成することが可能となる。また多孔質な平板によっても前駆体を吸収することができるので鋳型の交換回数を減らすことができ、生産性の高いアクティブマトリクス基板を製造することができる。 By the above means, it is possible to form a pattern on the substrate with very high accuracy. In addition, since the precursor can be absorbed by a porous flat plate, the number of times of template exchange can be reduced, and an active matrix substrate with high productivity can be manufactured.
本発明は、表示装置に用いるアクティブマトリクス基板の製造に際して、印刷法の中でも、鋳型を押し当てる押印式の方法を用いるとともに、鋳型が取付けられる平板の材質として多孔質のものを用いて製造するものである。 The present invention uses an imprinting method for pressing a mold among printing methods in manufacturing an active matrix substrate for use in a display device, and also uses a porous material for a flat plate to which the mold is attached. It is.
以下において、本発明を実施するための最良の形態を実施例及び図面を参照して詳細に説明するが、以下の実施例は本発明をこれに限定することを意図して記載したものではない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the following, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the examples and the drawings. However, the following examples are not intended to limit the present invention. .
本発明により製造するアクティブマトリクス基板は、例えば、アクティブマトリクス基板と対向するようにカラーフィルタ基板を準備し、両基板間に液晶分子を狭持するようにして製造される液晶表示装置などのように、所謂画素毎にスイッチング素子を備えた表示装置に用いることができる。またスイッチング素子は、一般的に知られているように、ガラス基板上に形成される複数の走査線及複数の映像線を、互いに直交するように形成することで生じる格子状の領域に形成されるものである。 The active matrix substrate manufactured according to the present invention is, for example, a liquid crystal display device manufactured by preparing a color filter substrate so as to face the active matrix substrate and sandwiching liquid crystal molecules between the substrates. That is, it can be used for a display device provided with a switching element for each pixel. Further, as is generally known, the switching element is formed in a lattice-like region generated by forming a plurality of scanning lines and a plurality of video lines formed on a glass substrate so as to be orthogonal to each other. Is.
図1には、本発明によって各画素に配置されるTFT30がガラス基板20上に形成されていく工程の一部を示している。より具体的には、TFT30を構成するゲート電極31、ゲート絶縁膜32、半導体層33、ソース電極34、ドレイン電極35のうち、ゲート電極31がガラス基板20上に形成されるまでの工程を示している。なおガラス基板20上にパターン形成していく本工程は、従来から知られている押印式による印刷法によってパターン形成していく方法と同様である。
FIG. 1 shows a part of a process in which the TFT 30 disposed in each pixel according to the present invention is formed on the
まず(a)に示すように、ガラス基板20上には、ゲート電極の材料となる導電材料を含む前駆体21が塗布されている。そしてこのガラス基板20の上方から多孔質な材料からなる平板、具体的には多孔性のセラミックからなる平板40が、(b)に示すようにガラス基板20上の前駆体21に押付けられることになる。
First, as shown to (a), the
この時、平板40の下部には鋳型41が取付けられている。鋳型41はゲート電極31の形状に合わせて凹部42が形成されている。鋳型41は前駆体21を吸収することにより、この凹部42の形状に合わせて前駆体21が、(c)に示すようにガラス基板20上に残る。
At this time, a
ガラス基板20上に残った前駆体21を焼成することにより、(d)に示すように、ガラス基板20上にゲート電極31が形成されることになる。
By firing the
上記(a)〜(d)までの工程を、ゲート絶縁膜32、半導体層33、ソース電極34、ドレイン電極35についても繰り返すことにより、ガラス基板20上にはTFT30が形成されることになる。なおゲート絶縁膜32等に用いられる前駆体は、本発明における押印式のパターン形成に用いることができる既知のものを用いればよい。
By repeating the steps (a) to (d) for the
次に、本発明の特徴であるガラス基板20上にパターンを形成するために用いる平板40及び鋳型41についてより詳細に説明する。
Next, the
まず鋳型41は、前駆体21を吸収する必要があるために、高い吸収性を有する材質ものであり、この鋳型41については従来から知られているものと同様のものを用いている。そして通常このような鋳型41は、ガラス基板20と直接接するため、ある程度の弾力性を有する材質のものからなっている。
First, since the
このような鋳型41をガラス基板20に押し当てる際には、鋳型41の上部から鋳型41をガラス基板20に対し平行に押して行かなければならないが、弾力性を有する鋳型41だけではガラス基板20に対し均等な力を加えられないため、鋳型を支持する手段が必要となる。その際に用いるものとして平板40がある。
When pressing such a
この平板40は、上記のとおり弾力性のある鋳型41をガラス基板20に対し平行に押して行かなければならないため、強度が要求される。また鋳型41が取付けられる側においては、表面に大きな凹凸があるとその影響で鋳型41の平坦性が損なわれるため、平板40の表面には平坦性が要求される。また温度変化に対して平板40が大きく伸び縮みすると鋳型41を押し当てる際の精度が損なわれるので、平板40には伸縮性が少ないことが要求される。そして本発明においてはこのような要求を満たしながら、更に平板40においても前駆体21を吸収できるよう、多孔性のセラミックを用いている。
The
平板40にこのような多孔性のセラミックを用いることは、鋳型41の交換の回数を減らすことに寄与することになる。つまり、鋳型41は前駆体21を無制限に吸収できるものではなく、ある程度の使用することにより、前駆体21を吸収できない状態となる。その際には、鋳型41を交換するという作業が必要となるが、平板40に多孔性のセラミックを用いることにより、平板40によっても鋳型41を介して前駆体21を吸収することができるようになるため、鋳型41の交換回数を減らすことに寄与することになる。そして鋳型41の交換回数を減らすことにより、生産性を高めることができる。なお本発明において平板40の具体例としてセラミックを挙げているが、この他に多孔性を備えた金属からなるものでもよい。要するに鋳型41により吸収した前駆体21を平板40が備えた孔によっても吸収可能であればよい。ただし平板40の材料によっては、前駆体21と反応を起こしてしまう恐れもあるため、反応性の低いセラミックがより適している。
Using such a porous ceramic for the
なお、上記説明においてはTFT30を形成する際の全工程において、本発明によるパターン形成を用いるように記載しているが、必ずしも全工程において本発明を用いる必要はない。TFT30を構成するゲート電極31、ゲート絶縁膜32、半導体層33、ソース電極34、ドレイン電極35のうちの何れかにおいて用いてあればよい。つまり従来どおりのフォトグラフィー法によりパターン形成する方法と、本発明による押印式のパターン形成を組み合わせてTFT30を形成してもよい。
In the above description, it is described that the pattern formation according to the present invention is used in all the steps for forming the
これはTFT30を構成するゲート電極31等の材料によっては、本発明により製造することが困難なものもあり得るため、本発明による製造が最も適した箇所において本発明を用いればよい。このようにTFT30を構成する一部の工程において本発明を適用したとしても、アクティブマトリクス基板を製造する上で、本発明の目的を達成することができることは言うまでもない。
This may be difficult to manufacture according to the present invention depending on the material of the
また、アクティブマトリクス基板におけるガラス基板20上に形成されるものとして、TFT30についてのみ説明しているが、TFT30に限定されるものでなく、所謂MIM素子など、他のスイッチング素子でも構わない。
Further, although only the
また、スイッチング素子が形成される基板について、実施例ではガラス基板についてだけ説明してきたが、当然のことながらガラス基板に限定されるものではない。例えばプラスチック基板のようなフレキシブルな基板上にスイッチング素子が形成されたアクティブマトリクス基板でもよい。プラスチック基板のように耐熱性の関係で低温での加工しか行なえないものにおいては、本発明はさほど高温な工程を必要としないため、有効である。 In addition, the substrate on which the switching element is formed has been described only with respect to the glass substrate in the embodiments, but it is naturally not limited to the glass substrate. For example, an active matrix substrate in which switching elements are formed on a flexible substrate such as a plastic substrate may be used. For a plastic substrate that can only be processed at a low temperature because of its heat resistance, the present invention is effective because it does not require a very high temperature process.
20 ガラス基板
21 前駆体
30 TFT
31 ゲート電極
40 平板
41 鋳型
20
31
Claims (2)
前記スイッチング素子のパターン形成の際に、
前記基板上に前駆体が塗布され、
該前駆体が塗布された基板の上方から、多孔質な平板に取付けられた鋳型を前駆体に押し当てて、該鋳型により前駆体を吸収することでパターン形成する工程が含まれていることを特徴とするアクティブマトリクス基板の製造方法。 In an active matrix substrate manufacturing method in which switching elements are formed in regions partitioned by scanning lines and signal lines formed in a lattice shape on a substrate,
When forming the pattern of the switching element,
A precursor is applied on the substrate,
A step of forming a pattern by pressing a mold attached to a porous flat plate against the precursor from above the substrate coated with the precursor and absorbing the precursor by the mold; A method for manufacturing an active matrix substrate.
The method of manufacturing an active matrix substrate according to claim 1, wherein the flat plate is made of ceramic.
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Cited By (1)
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US7858434B2 (en) | 2007-08-30 | 2010-12-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Organic thin film transistor substrate and method of manufacturing the same |
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2004
- 2004-12-28 JP JP2004379059A patent/JP2006186148A/en not_active Withdrawn
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