JP2006350329A - 表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】写真エッチング工程を要しない色フィルター表示板の製造方法を提供する。
【解決手段】表示装置の製造方法は、印刷ドラム表面に第１電荷を塗布して電荷膜を形成する段階、電荷膜をパターニングして電荷膜パターンを形成する段階、電荷膜パターンに第２電荷を有する現像物質を塗布して印刷パターンを形成する段階、印刷パターンを基板上に付着して表示装置のパターン形成膜を形成する段階を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は表示装置の製造方法に関する。

液晶表示装置は、現在最も広く使用されている平板表示装置の１つであり、画素電極と共通電極のような電界生成電極が各々形成されている２枚の表示板とその間に挿入されている液晶層を含み、２つの電極に電圧を印加して液晶層の液晶分子を再配列させることによって、液晶層を通過する光の透過率を調節する表示装置である。
このような液晶表示装置は、色相を表示するための赤色、緑色及び青色のような原色のうち、１つの色相を示す色フィルターを２つの表示板のうち１つに形成する。このような色フィルターを形成するためには露光、現像及びエッチング工程を要する写真エッチング方式を利用する。しかし、表示装置が大型化されることによって色フィルターの整列などが難しくなり、設備装置の大型化によって製造費用が増加するようになった。

本発明の技術的課題は、写真エッチング工程を要しない色フィルター表示板の製造方法を提供することである。

本発明による表示装置の製造方法は、印刷ドラム表面に第１電荷を塗布して電荷膜を形成する段階、前記電荷膜をパターニングして電荷膜パターンを形成する段階、前記電荷膜パターンに第２電荷を有する現像物質を塗布して印刷パターンを形成する段階、そして前記印刷パターンを基板上に付着して前記表示装置のパターン形成膜を形成する段階を含む。

前記第１電荷は前記第２電荷と極性が反対であることが望ましい。
前記第１電荷は正電荷とすることができる。
前記電荷膜パターン形成段階は、光源から光を前記電荷膜に照射する段階を含むことが望ましい。
前記光源は、発光ダイオードを含むように構成できる。

前記印刷パターンは色フィルターパターンを含み、前記表示装置の色フィルターを含むパターン形成膜を形成するように構成できる。
前記基板に付着された色フィルターを前記基板上に固着する段階をさらに含むことができる。
前記色フィルター固着段階は、前記色フィルターパターンに高温の空気を噴射する段階を含むことが好ましい。

また、前記印刷ドラムに残留する現像物質と前記第１電荷を除去する段階をさらに含むことが好ましい。

本発明により、画像形成装置を利用して色フィルターを形成するため、別途の写真エッチング工程が不要になり、これによって、製造工程が簡素化され、製造費用を節減できる。
また、ガラス基板だけでなく、プラスチック基板などの柔軟性基板に色フィルターを形成することができるため、画像形成装置は柔軟性基板を備えた表示装置にも適用できる。

以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように、本発明の実施例について、添付図を参照して詳細に説明する。しかし、本発明は多様な形態に実現でき、ここで説明する実施例に限定されない。
本発明による表示装置の製造方法の１つの実施例である液晶表示装置の製造方法について添付した図面を参照して詳細に説明する。

図１を参照して本発明の１つの実施例による画像形状装置について説明する。
図１は、本発明の１つの実施例による画像形成装置の概略図である。図１に示したように、画像形成装置は回転可能な印刷ドラム５２、帯電ローラ５１、トナー５４、クリーニング部５７、光源５３、基板供給装置５５及び固着装置５６で構成される。
帯電ローラ５１は、印刷ドラム５２の表面と接して印刷ドラム５２と共に回転可能に位置し、印刷ドラム５２の表面を均一に正電荷５に帯電させ、印刷ドラム５２の表面に正電荷膜を形成する。

光源５３は、印刷ドラム５２上側に位置し、レンズや鏡などを含む光学系（図示せず）を通して光を照射する。
トナー５４は、印刷ドラム５２の表面と接して印刷ドラム５２と共に回転可能に位置し、印刷ドラム５２の表面に現像物質６を供給する。現像物質６は赤色、緑色または青色などの色を有し、負電荷７を有している。

印刷ドラム５２の回転によって負電荷７を有する現像物質６が印刷ドラム５２表面の正電荷パターンと静電気力で結合して印刷ドラム５２表面に色フィルター２３０を形成する。
基板供給装置５５は、印刷ドラム５２の下に位置し、基板２１０を支持する支持板５５ａ、一対の第１移送ローラ５５ｂ１、５５ｂ２及び一対の第２移送ローラ５５ｃ１、５５ｃ２を含む。

支持板５５ａ上には色フィルター２３０が形成される基板２１０が位置し、第１及び第２移送ローラ５５ｂ１、５５ｂ２、５５ｃ１、５５ｃ２の回転方向によって前進または後進する。この時、基板２１０はガラス基板またはプラスチック基板とすることができる。
一対の第１移送ローラ５５ｂ１、５５ｂ２は、基板２１０が配置される付近の前後に各々位置し、支持板５５ａの第１面、例えば、下側面に接して、所定方向に回転する。

一対の第２移送ローラ５５ｃ１、５５ｃ２は、支持板５５ａを間に置いてそれぞれ対応する第１移送ローラ５５ｂ１、５５ｂ２と対向するように位置し、支持板５５ａの第２面、例えば、上側面に接して、第１移送ローラ５５ｂ１、５５ｂ２とは反対方向に回転する。
第１移送ローラ５５ｂ１、５５ｂ２が反時計回りに回転し、第２移送ローラ５５ｃ１、５５ｃ２が時計回りに回転すると、基板２１０は前進し、第１移送ローラ５５ｂ１、５５ｂ２が時計回りに回転し、第２移送ローラ５５ｃ１、５５ｃ２が反時計回りに回転すると基板２１０は後退するが、このような移送ローラ５５ｂ１、５５ｂ２、５５ｃ１、５５ｃ２の位置と回転方向は変更できる。

クリーニング部５７は、基板２１０に付着されないで印刷ドラム５２表面に残っている現像物質６または残留電荷５、７を除去する。
次に、このような画像形成装置の動作について詳細に説明する。基板２１０は、液晶表示装置用色フィルター表示板であり、画像形成装置はこの表示板上に色フィルターを形成する。まず、印刷ドラム５２が回転すれば、これに接するローラ５１、クリーニング部５７及びトナー５４も回転する。

帯電ローラ５１の回転によって、印刷ドラム５２の表面は均一に正電荷５に帯電されて、正電荷膜が印刷ドラム５２の表面に形成される。
次に、光源５３は、正電荷５が塗布された印刷ドラム５２の表面に光を照射する。この時、光源５３の光は、所定パターンの光透過部と光遮断部を備えたマスク（図示せず）などを通して印刷ドラム５２表面に照射されるため、所望の形状に正電荷５によるパターンが完成する。完成した正電荷パターンは、所望の色フィルター２３０のパターンと実質的に同一である。光源５３は、発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成することができる。

別の方法として、レーザー装置を利用して正電荷パターンを形成することができる。この場合、レーザービームの照射間隔を調整して所望の正電荷パターンを形成することができる。
次に、印刷ドラム５２が時計回りに回転し、印刷ドラム５２の表面に現像物質６が塗布されたトナー５４と接すると、印刷ドラム５２とトナー５４の回転によって印刷ドラム５２は、その表面に物質６が塗布されて色フィルターパターンを形成しながら時計回りに継続して回転する。従って、色フィルターパターンが塗布された印刷ドラム５２の表面が基板２１０の表面と接するようになり、第１及び第２移送ローラ５５ｂ１、５５ｂ２、５５ｃ１、５５ｃ２の動作によって支持板５５ａが前進して基板２１０上に現像物質６である色フィルターパターンが塗布されて色フィルター２３０が形成される。

この時、現像物質６が塗布された部分は既に正電荷５に帯電されているので、負電荷７の現像物質６は、正電荷５が帯電されている所望の部分にだけ塗布されて所定形状の色フィルターパターンが形成される。つまり、負電荷７と正電荷８による静電気作用によって、正電荷パターン上にだけ現像物質６が塗布される。
次に、支持板２１０の前進により基板２１０が固着装置５６下に位置すると、色フィルター２３０は固着装置５６から噴射される高温の熱により基板２１０表面に堅く固着される。これとは異なって、固着装置５６は圧力を利用して色フィルター２３０を基板２１０上に堅く付着することができるが、この場合、固着装置５６は色フィルター２３０の表面と接した加圧装置とすることができる。

色フィルター２３０で形成されて印刷ドラム５２の表面に残っている現像物質６や残留電荷５、７は、クリーニング部５７によって除去される。クリーニング部５７はブラシ、光源、スキージなどを含むことができる。
このように、本発明の１つの実施例による画像形成装置を利用して色フィルター２３０を形成すれば、別途の写真エッチング工程が不要になって製造工程が簡単になる。また、写真エッチング工程で除去される色フィルター材料を減らすことができるため、製造費用も節約できる。本実施例による画像形状装置は、液晶表示装置用色フィルター２３０を形成するが、これに限定されずに遮光部材などの液晶表示装置の他の膜や、有機発光表示装置用有機発光部材などの液晶表示装置以外の他の表示装置に利用される膜も形成することもできる。本実施例による画像形成装置として遮光部材を形成する場合、現像物質６は黒色を有する。

次に、本発明の１つの実施例による画像形成装置によって色フィルターが形成された液晶表示装置について図２〜図６を参照して説明する。
図２は、本発明の１つの実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図３は、本発明の１つの実施例による液晶表示装置用色フィルター表示板の配置図であり、図４は、本発明の１つの実施例による図２の薄膜トランジスタ表示板と図３の色フィルター表示板を含む液晶表示装置の配置図であり、図５は、図４の薄膜トランジスタ表示板と図３の色フィルター表示板を含む液晶表示装置をV-V線に沿って切断した断面図であり、図６は、図４の薄膜トランジスタ表示板と図３の色フィルター表示板を含む液晶表示装置をVI-VI線に沿って切断した断面図である。

図２〜図６に示したように、液晶表示装置は、下側の薄膜トランジスタ表示板１００とこれと対向する上側の色フィルター表示板２００及びこれらの間に形成されており、２つの表示板１００、２００の間に注入されている液晶層３で構成される。
図２及び図４〜図６を参照して薄膜トランジスタ表示板１００について詳細に説明する。

透明なガラスまたはプラスチックなどで形成された絶縁基板１１０上に複数のゲート線１２１と複数の維持電極線１３１が形成され、この配線が形成される面は、主面と呼ばれている。
ゲート線１２１は、ゲート信号を伝達して主に図の横方向に延長されている。各ゲート線１２１は、図において下方に突出した複数のゲート電極１２４と他の層または外部装置の接続のために面積が拡張された端部１２９を含む。ゲート信号を生成するゲート駆動回路（図示せず）は、基板１１０上に付着される可撓性印刷回路膜（図示せず）上に装着することができ、基板１１０上に直接装着することもでき、また基板１１０に集積することも可能である。ゲート駆動回路が基板１１０上に集積されている場合、ゲート線１２１を延長して直接これと接続することができる。

各々の維持電極線１３１は主に図の横方向に延長され、維持電極線１３１から図の縦方向に延長された維持電極１３３ａ、１３３ｂを含む。維持電極線１３１には、液晶表示装置の共通電極表示板２００の共通電極２７０に印加される共通電圧などの所定の電圧が印加される。
維持電極線１３１は、所定の電圧の印加を受けて、ゲート線１２１とほぼ平行に延長された幹線とこれから分かれた複数対の第１及び第２維持電極１３３ａ、１３３ｂを含む。維持電極線１３１各々は、隣接した２つのゲート線１２１の間に位置し、幹線は２つのゲート線１２１のうち図の下方に位置するものに近接して配置される。各維持電極１３３ａ、１３３ｂは、幹線と接続された固定端とその反対側の自由端を有している。第１維持電極１３３ａの固定端は面積が拡張されており、自由端は直線部分と曲がった部分の２つに分かれる。この維持電極線１３１の形状及び配置は多様に変更することができ、ここで図示したものに限定されるものではない。

ゲート線１２１と維持電極線１３１は、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金などアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）や銀合金など銀系の金属、銅（Ｃｕ）や銅合金など銅系の金属、モリブデン（Ｍｏ）やモリブデン合金などモリブデン系の金属、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）及びチタン（Ｔｉ）などで形成することができる。しかし、これらは物理的性質が異なる２つの導電膜（図示せず）を含む多重膜構造とすることもできる。このうち１つの導電膜は、信号遅延や電圧降下を減らすことができるように低い比抵抗の金属、例えば、アルミニウム系金属、銀系金属、銅系金属などで形成される。他の導電膜は、他の物質、特にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）やＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）との物理的、化学的、電気的接触特性に優れた物質、例えばモリブデン系金属、クロム、チタン、タンタルなどで形成される。このような組み合わせの良い例としては、クロム下部膜とアルミニウム（合金）上部膜及びアルミニウム（合金）下部膜とモリブデン（合金）上部膜がある。ゲート線１２１及び維持電極線１３１は、その他にも多様な金属と導電体で形成することができる。

ゲート線１２１及び維持電極線１３１の側面は、基板１１０の表面に対して傾いて、その傾斜角は約３０°〜８０゜であるのが好ましい。
ゲート線１２１及び維持電極線１３１上には窒化ケイ素（ＳｉＮＸ）などで構成されるゲート絶縁膜１４０が形成されている。
ゲート絶縁膜１４０上には水素化非晶質シリコン（非晶質シリコンは略称ａ-Ｓｉ）または多結晶シリコンなどで構成された複数の線状半導体１５１が形成されている。線状半導体１５１は、主に図の縦方向に延長されており、ゲート電極１２４に向かって延びる複数の突出部１５４を含む。線状半導体１５１は、ゲート線１２１及び維持電極線１３１付近で幅が広くなり、これらを覆っている。

半導体１５１の上には、複数の線状及び島型抵抗性接触部材１６１、１６５が形成されている。抵抗性接触部材１６１、１６５は、リンなどのｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ+水素化非晶質シリコンなどの物質で形成することができ、シリサイドで形成することもできる。線状抵抗性接触部材１６１は、複数の突出部１６３を有し、この突出部１６３と島型抵抗性接触部材１６５は対を形成して、半導体１５１の突出部１５４上に配置されている。

半導体１５１と抵抗性接触部材１６１、１６５の側面も基板１１０の主面（配線面）に対し傾いて、その傾斜角は３０゜〜８０゜程度である。
抵抗接触部材１６１、１６５及びゲート絶縁膜１４０上には、複数のデータ線１７１と複数のドレーン電極１７５が形成されている。
データ線１７１は、データ信号を伝達して主に図の縦方向に延長されてゲート線１２１と交差する。各データ線１７１は、また、維持電極線１３１と交差して隣接した維持電極１３３ａ、１３３ｂの集合の間に配置されている。各データ線１７１は、ゲート電極１２４に向かって延びる複数のソース電極１７３と、他の層または外部駆動回路との接続のために面積が拡張された端部１７９を含む。データ信号を生成するデータ駆動回路（図示せず）は、基板１１０上に付着される可撓性印刷回路膜（図示せず）上に装着することができ、基板１１０上に直接装着することができ、または基板１１０に集積することができる。データ駆動回路が基板１１０上に集積する場合には、データ線１７１を延長してこれと直接接続することができる。

ドレーン電極１７５は、データ線１７１と分離されていてゲート電極１２４を中心にソース電極１７３と対向する。各ドレーン電極１７５は、広い一側端部と棒状の他側端部分を含む。広い端部は維持電極線１３１と重畳して、棒状の端部は曲がったソース電極１７３で一部囲まれている。
１つのゲート電極１２４、１つのソース電極１７３及び１つのドレーン電極１７５は、半導体１５１の突出部１５４と共に１つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成し、薄膜トランジスタのチャンネルは、ソース電極１７３とドレーン電極１７５の間の突出部１５４に形成される。

データ線１７１及びドレーン電極１７５は、モリブデン、クロム、タンタル及びチタンなど耐火性金属、またはこれらの合金で形成することが好ましく、耐火性金属膜（図示せず）と低抵抗導電膜（図示せず）を含む多重膜構造とすることができる。多重膜構造の例としては、クロムまたはモリブデン（合金）下部膜とアルミニウム（合金）上部膜の二重膜、モリブデン（合金）下部膜とアルミニウム（合金）中間膜とモリブデン（合金）上部膜の三重膜がある。データ線１７１及びドレーン電極１７５はその他にも多様な金属または導電体で形成することができる。

データ線１７１及びドレーン電極１７５も、その側面が基板１１０の主面に対し３０゜〜８０゜程度の傾斜角に傾斜していることが好ましい。
抵抗性接触部材１６１、１６５は、その下の半導体１５１とその上のデータ線１７１及びドレーン電極１７５の間にだけ存在してこれらの間の接触抵抗を低くする。大部分は線状半導体１５１がデータ線１７１より小さいが、前述した説明のようにゲート線１２１と接する部分で幅が拡張されて表面形状を滑らかにすることによってデータ線１７１が断線することを防止する。半導体１５１にはソース電極１７３とドレーン電極１７５の間をはじめとしてデータ線１７１及びドレーン電極１７５で覆われずに露出された部分がある。

データ線１７１及びドレーン電極１７５と半導体１５１上の露出された部分は、その上に保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０は、無機絶縁物または有機絶縁物などで形成されており、表面形状を平らに形成することができる。無機絶縁物の例としては、窒化ケイ素や酸化ケイ素などがある。有機絶縁物は感光性を有するものを用いることができ、その誘電定数は約４．０以下であることが好ましい。しかし、保護膜１８０は、有機膜の優れた絶縁特性を生かしながらも露出された半導体１５１部分を損傷することがないように、下部無機膜と上部有機膜の二重膜構造とすることが好ましい。保護膜１８０には、データ線１７１の端部１７９とドレーン電極１７５を各々露出する複数の接触孔１８２、１８５が形成されており、保護膜１８０とゲート絶縁膜１４０にはゲート線１２１の端部１２９を露出する複数の接触孔１８１、第１維持電極１３３ａ固定端付近の維持電極線１３１の一部を露出する複数の接触孔１８３ａ、そして第１維持電極１３３ａの自由端の突出部を露出する複数の接触孔１８３ｂが形成されている。

保護膜１８０上には複数の画素電極１９１、複数の連結橋（ｏｖｅｒｐａｓｓ）８３及び複数の接触補助部材８１、８２が形成されている。これらはＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質やアルミニウム、銀、クロムまたはその合金などの反射性金属で形成することができる。
画素電極１９１は、接触孔１８５を通してドレーン電極１７５と物理的・電気的に接続されており、ドレーン電極１７５からデータ電圧の印加を受ける。データ電圧が印加された画素電極１９１は、共通電圧の印加を受ける他の表示板（図示せず）２００の共通電極２７０と共に電場を生成することによって、２つの電極１９１、２７０の間の液晶層３の液晶分子の方向を決定する。このように決定された液晶分子の方向によって、液晶層３を通過する光の偏光が変わる。画素電極１９１と共通電極２７０はキャパシタ（以下、“液晶キャパシタ”）を構成して、薄膜トランジスタが遮断された後にも印加された電圧を維持する。

画素電極１９１は、維持電極１３３ａ、１３３ｂをはじめとする維持電極線１３１と重畳しており、画素電極１９１の左側及び右側の端縁はデータ線１７１に隣接するように配置されている。画素電極１９１及びこれと電気的に接続されたドレーン電極１７５が維持電極線１３１と重畳して形成されるキャパシタをストレージキャパシタとすると、このストレージキャパシタは液晶キャパシタの電圧維持能力を強化する。

接触補助部材８１、８２は、各々接触孔１８１、１８２を通してゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９と接続される。
接触補助部材８１、８２は、ゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９と外部装置との接着性を補完して、これらを保護する役割を果たすものである。
連結橋８３は、ゲート線１２１を横切って、ゲート線１２１を間に置いて反対方向に位置する接触孔１８３ａ、１８３ｂを通して、維持電極線１３１の露出された部分と維持電極１３３ａの自由端の露出された端部に接続されている。維持電極１３３ａ、１３３ｂをはじめとする維持電極線１３１は、連結橋８３と共にゲート線１２１やデータ線１７１、または薄膜トランジスタの欠陥を修理する場合に用いることができる。

色フィルター表示板２００について図９〜図１２を参照して説明する。
透明なガラスまたはプラスチックなどで形成される絶縁基板２１０上に遮光部材２２０が形成されている。遮光部材２２０は、ブラックマトリックスと呼ばれて、光漏れを防ぐために用いる。遮光部材２２０は画素電極１９１と対向して画素電極１９１とほぼ同じ形状を有する複数の開口部を有し、画素電極１９１の間の光漏れを防止する。しかし、遮光部材２２０は、ゲート線１２１及びデータ線１７１に対応する部分と薄膜トランジスタに対応する部分で構成することができる。このような遮光部材２２０は、インクジェットプリンティングシステムを利用した色フィルター表示板の製造工程時に、色フィルター用インキ５を所定のパターン面内に閉じ込める隔壁部材の役割を果たす。基板２１０上には、また、複数の色フィルター２３０が形成されている。色フィルター２３０は遮光部材２２０に囲まれた開口部２２５領域内に形成されているが、代案としては、画素電極１９１列に沿って図の縦方向に長く延長することができる。各色フィルター２３０は、赤色、緑色及び青色の三原色など基本色のうち、１つを表示することができる。

色フィルター２３０及び遮光部材２２０上には、外套膜２５０が形成されている。外套膜２５０は（有機）絶縁物で形成することができ、色フィルター２３０が露出することを防止して平坦面を提供する。外套膜２５０は省略することができる。外套膜２５０の上には共通電極２７０が形成されている。共通電極２７０はＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電体などで形成される。表示板１００、２００の内側面（対向面）には配向膜１１、２１が塗布されている。これら配向膜１１，２１は水平配向膜または垂直配向膜のいずれかとすることができる。表示板１００、２００の外側面には偏光子１２、２２が設けられているが、２つの偏光子１２、２２の偏光軸は直交して、そのうち１つの偏光軸はゲート線１２１と平行であることが好ましい。反射型液晶表示装置の場合には２つの偏光子１２、２２のうち１つを省略できる。

本実施例による液晶表示装置は、液晶層３の遅延を補償するための位相遅延膜（図示せず）をさらに含むように構成できる。液晶表示装置は、また、偏光子１２、２２、位相遅延膜、表示板１００、２００及び液晶層３に光を供給する照明部（図示せず）を含むように構成できる。
図２〜図６に示した薄膜トランジスタ表示板を製造する方法について詳細に説明する。

クロム、モリブデンまたはモリブデン合金などで構成される下部導電膜とアルミニウム系金属または銀系金属などで構成される上部導電膜を透明なガラスなどで構成される絶縁基板１１０上に順にスパッタリング蒸着して、さらに湿式または乾式エッチングして複数のゲート電極１２４及び端部１２９を含むゲート線１２１と複数の維持電極１３３ａ、１３３ｂを含む維持電極線１３１を形成する。

約１５００〜５０００Å厚さのゲート絶縁膜１４０、約５００〜２０００Å厚さの真性非晶質シリコン層、約３００〜６００Å厚さの不純物非晶質シリコン層の３層の膜を連続して積層し、不純物非晶質シリコン層と真性非晶質シリコン層を写真エッチングしてゲート絶縁膜１４０上に複数の線状不純物半導体と複数の突出部１５４を含む複数の線状真性半導体１５１を形成する。

次に、下部導電膜、中間導電膜及び上部導電膜をスパッタリングなどの方法で１５００Å〜３０００Åの厚さに蒸着した後、パターニングして複数のソース電極１７３と端部１７９を含む複数のデータ線１７１及び複数のドレーン電極１７５を形成する。下部導電膜はモリブデンまたはモリブデン合金などで構成され、中間導電膜はアルミニウム系金属または銀系金属などで構成され、上部導電膜はモリブデンまたはモリブデン合金などで構成される。

次に、データ線１７１及びドレーン電極１７５で覆われずに露出された不純物半導体部分を除去することによって、複数の突出部１６３を含む複数の線状抵抗性接触部材１６１及び複数の島型抵抗性接触部材１６５を完成する一方、その下の真性半導体１５１部分を露出させる。露出された真性半導体１５１部分の表面を安定化させるために、酸素プラズマによる酸化処理を続けて実施することが好ましい。

ポジティブ感光性有機絶縁物で構成される保護膜１８０を塗布した後に、複数の透過領域（図示せず）及びその周囲に位置した複数の微細スリット領域（図示せず）、そして遮光領域を備えた光マスク（図示せず）を通して露光する。従って、透過領域を介して露光された部位の保護膜１８０は光エネルギーを全て吸収するが、微細スリット領域を介して露光された部位の保護膜１８０は光エネルギーを一部だけ吸収し、遮光領域に対応する部位には露光効果が現れない。次に、保護膜１８０を現像してデータ線１７１の端部１７９とドレーン電極１７５の一部を露出させる複数の接触孔１８２、１８５を形成し、ゲート線１２１の端部１２９上に位置したゲート絶縁膜１４０の部分を露出させる複数の接触孔１８１を形成する。透過領域に対応する保護膜１８０部分は、全て除去されてスリット領域に対応する部分は厚さだけ減少するため、接触孔１８１、１８２、１８５の側壁は階段型プロファイルを有する。

保護膜１８０をネガティブ感光膜で形成する場合には、ポジティブ感光膜を使用する場合と比較すると、マスクの遮光領域と透過領域が反対になる。
ゲート絶縁膜１４０の露出された部分を除去してその下に位置するゲート線１２１の端部１２９部分を露出させた後、ゲート線１２１の端部１２９の上部導電膜の露出された部分を除去することによって、その下に位置するゲート線１２１の端部１２９の下部導電膜部分を露出する。

最後に、約４００〜５００Å厚さのＩＺＯ膜またはＩＴＯ膜をスパッタリングで積層し写真エッチングして保護膜１８０、ゲート線１２１の端部１２９の下部導電膜の露出された部分、ドレーン電極１７５、データ線１７１の端部１７９の露出された部分上に複数の画素電極１９１及び複数の接触補助部材８１、８２を形成する。
一方、本発明の一実施例によって画像形成装置を利用して完成した有機発光表示装置について添付した図７〜図１０を参照して説明する。

図７は、本発明の実施例による有機発光表示装置の等価回路図である。図８は本発明の実施例による有機発光表示装置の有機発光表示板の配置図であり、図９及び図１０は各々図８の有機発光表示板をX-X線及びXI-XI線による断面図である。
本発明の１つの実施例による画像形成装置を利用して完成した有機発光表示装置の等価回路について図７を参考に詳細に説明する。図７に示したように、本発明の一実施例によるインクジェットプリンティングシステムを利用して完成した有機発光表示装置は、複数の信号線１２１、１７１、１７２と、これらに接続されていてほぼ行列状に配列された複数の画素（ＰＸ）を含む。

信号線は、走査信号を伝達する複数のゲート線１２１、データ信号を伝達するデータ線１７１及び駆動電圧を伝達する複数の駆動電圧線１７２を含む。配線状況を大局的に見ると、ゲート線１２１は行方向に延びて互いに平行であり、データ線１７１と駆動電圧線１７２は列方向に延びて互いに平行である。
各画素（ＰＸ）は、スイッチングトランジスタ（Ｑｓ）、駆動トランジスタ（Ｑｄ）、ストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）及び有機発光素子（ＬＤ）を含む。

スイッチングトランジスタ（Ｑｓ）は、制御端子と、被制御電流の入力端子及び出力端子を有するが、制御端子はゲート線１２１に接続されており、入力端子はデータ線１７１に接続され、出力端子は駆動トランジスタ（Ｑｄ）に接続されている。スイッチングトランジスタ（Ｑｓ）は、ゲート線１２１に印加される走査信号に応答してデータ線１７１に印加されるデータ信号を駆動トランジスタ（Ｑｄ）に伝達する。

駆動トランジスタ（Ｑｄ）も、制御端子、入力端子及び出力端子を有するが、制御端子はスイッチングトランジスタ（Ｑｓ）に接続されており、入力端子は駆動電圧線１７２に接続され、出力端子は有機発光素子（ＬＤ）に接続されている。駆動トランジスタ（Ｑｄ）は、制御端子と出力端子の間にかかる電圧によって、その大きさが変わる出力電流（ＩＬＤ）を流す。

キャパシタ（Ｃｓｔ）は駆動トランジスタ（Ｑｄ）の制御端子と入力端子の間に接続されている。このキャパシタ（Ｃｓｔ）は駆動トランジスタ（Ｑｄ）の制御端子に印加されるデータ信号を充電してスイッチングトランジスタ（Ｑｓ）が遮断された後にもこれを維持する。
有機発光素子（ＬＤ）は、駆動トランジスタ（Ｑｄ）の出力端子に接続されているアノードと共通電圧（Ｖｃｏｍ）に接続されているカソードを有する。有機発光素子（ＬＤ）は駆動トランジスタ（Ｑｄ）の出力電流（ＩＬＤ）に応じて異なる強さで発光することによって映像を表示する。

スイッチングトランジスタ（Ｑｓ）及び駆動トランジスタ（Ｑｄ）は、ｎ-チャンネル電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である。しかし、スイッチングトランジスタ（Ｑｓ）と駆動トランジスタ（Ｑｄ）のうち、少なくとも１つはｐ-チャンネル電界効果トランジスタとすることができる。また、トランジスタ（Ｑｓ、Ｑｄ）、キャパシタ（Ｃｓｔ）及び有機発光素子（ＬＤ）の接続関係を変更することができる。

以下、図７に示した有機発光表示装置用表示板の構造について図８〜図１０を参照して詳細に説明する。
図８〜図１０に図示したように、透明なガラスまたはプラスチックなどで形成された絶縁基板１１０上に第１制御電極１２４ａを含む複数のゲート線１２１及び複数の第２制御電極１２４ｂを含む複数のゲート導電体が形成されている。

ゲート線１２１は、ゲート信号を伝達して主に図の横方向に延長されている。各ゲート線１２１は、他の層または外部駆動回路との接続のために面積が拡張された端部１２９を含み、第１制御電極１２４ａは、ゲート線１２１から図の上方に延長されている。ゲート信号を生成するゲート駆動回路（図示せず）が基板１１０上に集積されている場合、ゲート線１２１が延長されてゲート駆動回路と直接接続される。

第２制御電極１２４ｂは、ゲート線１２１と分離されて、図の下方に延長されて右方向に方向を変えてさらに上方に長く延長された維持電極１２７を含む。
ゲート導電体１２１、１２４ｂは、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金などアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）や銀合金など銀系金属、銅（Ｃｕ）や銅合金など銅系金属、モリブデン（Ｍｏ）やモリブデン合金などモリブデン系金属、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）及びチタン（Ｔｉ）などで形成することができる。しかし、これらは物理的性質が他の２つの導電膜（図示せず）を含む多重膜構造とすることもできる。このうち１つの導電膜は、信号遅延や電圧降下を減少できるように低い比抵抗の金属、例えば、アルミニウム系金属、銀系金属、銅系金属などで形成される。他の導電膜は他の物質、特にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）やＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）との物理的、化学的、電気的接触特性に優れた物質、例えばモリブデン系金属、クロム、チタン、タンタルなどで形成される。このような組み合わせの良い例としては、クロム下部膜とアルミニウム（合金）上部膜及びアルミニウム（合金）下部膜とモリブデン（合金）上部膜がある。しかし、ゲート導電体１２１、１２４ｂは、その他にも多様な金属または導電体で形成することができる。

ゲート導電体１２１、１２４ｂの側面は、基板１１０の主面に対し傾斜しており、その傾斜角は約３０゜〜約８０゜であることが好ましい。
ゲート導電体１２１、１２４ｂ上には、窒化ケイ素（ＳｉＮＸ）または酸化ケイ素（ＳｉＯＸ）などで構成されたゲート絶縁膜１４０が形成されている。
ゲート絶縁膜１４０上には、水素化非晶質シリコン（非晶質シリコンは略称ａ-Ｓｉ）、または多結晶シリコンなどで構成された複数の第１及び第２島型半導体１５４ａ、１５４ｂが形成されている。第１及び第２半導体１５４ａ、１５４ｂは、各々第１及び第２制御電極１２４ａ、１２４ｂ上に位置する。

第１及び第２半導体１５４ａ、１５４ｂ上には各々複数対の第１抵抗性接触部材１６３ａ、１６３ｂと複数対の第２抵抗性接触部材１６５ａ、１６５ｂが形成されている。抵抗性接触部材１６３ａ、１６３ｂ、１６５ａ、１６５ｂは、島状であり、リンなどのｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ+水素化非晶質シリコンなどの物質で形成されたり、シリサイドで形成することができる。第１抵抗性接触部材１６３ａ、１６５ａは対を形成して第１半導体１５４ａ上に配置され、第２抵抗性接触部材１６３ｂ、１６５ｂも、対を形成して第２半導体１５４ｂ上に配置されている。

抵抗性接触部材１６３ａ、１６３ｂ、１６５ａ、１６５ｂ及びゲート絶縁膜１４０上には、複数のデータ線１７１と複数の駆動電圧線１７２と複数の第１及び第２出力電極１７５ａ、１７５ｂを含む複数のデータ導電体が形成されている。
データ線１７１は、データ信号を伝達して主に図の縦方向に延びてゲート線１２１と交差する。各データ線１７１は、第１制御電極１２４ａに向かって延びる複数の第１入力電極１７３ａと他の層または外部駆動回路との接続のために面積が拡張された端部１７９を含む。データ信号を生成するデータ駆動回路（図示せず）が基板１１０上に集積されている場合、データ線１７１を延長してデータ駆動回路と直接接続することができる。

駆動電圧線１７２は、駆動電圧を伝達して主に図の縦方向に延長されてゲート線１２１と交差する。各駆動電圧線１７２は、第２制御電極１２４ｂに向かって延びる複数の第２入力電極１７３ｂを含む。駆動電圧線１７２は、維持電極１２７と重畳して、互いに接続される。
第１及び第２出力電極１７５ａ、１７５ｂは、互いに分離されていてデータ線１７１及び駆動電圧線１７２からも分離されている。第１入力電極１７３ａと第１出力電極１７５ａは、第１制御電極１２４ａを中心に互いに対向し、第２入力電極１７３ｂと第２出力電極１７５ｂは、第２制御電極１２４ｂを中心に互いに対向する。

データ導電体１７１、１７２、１７５ａ、１７５ｂは、モリブデン、クロム、タンタル及びチタンなど耐火性金属またはこれらの合金で形成されることが好ましく、耐火性金属などの導電膜（図示せず）と低抵抗物質導電膜（図示せず）で構成される多層膜構造とすることができる。多層膜構造の例としては、クロムまたはモリブデン（合金）下部膜とアルミニウム（合金）上部膜の二重膜、モリブデン（合金）下部膜とアルミニウム（合金）中間膜とモリブデン（合金）上部膜の三重膜がある。データ導電体１７１、１７２、１７５ａ、１７５ｂは、その他にも多様な金属または導電体で形成することができる。

ゲート導電体１２１、１２４ｂと同様にデータ導電体１７１、１７２、１７５ａ、１７５ｂも、その側面が基板１１０の主面に対し３０゜〜８０゜程度の傾斜角に傾いていることが好ましい。
抵抗性接触部材１６３ａ、１６３ｂ、１６５ａ、１６５ｂは、その下の半導体１５４ａ、１５４ｂとその上のデータ導電体１７１、１７２、１７５ａ、１７５ｂの間にだけ存在して接触抵抗を低くする。半導体１５４ａ、１５４ｂは、入力電極１７３ａ、１７３ｂと出力電極１７５ａ、１７５ｂの間をはじめとしてデータ導電体１７１、１７２、１７５ａ、１７５ｂで覆わずに露出された部分を有している。

データ導電体１７１、１７２、１７５ａ、１７５ｂ及び露出された半導体１５４ａ、１５４ｂ部分上には、保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０は、窒化ケイ素や酸化ケイ素などの無機絶縁物、有機絶縁物、低誘電率絶縁物などで形成される。有機絶縁物と低誘電率絶縁物の誘電定数は４.０以下であるのが好ましく、プラズマ化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）で形成されるａ-Ｓｉ:Ｃ:Ｏ、ａ-Ｓｉ:Ｏ:Ｆなどがその例である。有機絶縁物のうち、感光性を有するもので保護膜１８０を形成することができ、保護膜１８０の表面は平坦面を構成することができる。しかし、保護膜１８０は、有機膜の優れた絶縁特性を生かしながらも露出された半導体１５４ａ、１５４ｂ部分を保護するため、下部無機膜と上部有機膜の二重膜構造を有することができる。

保護膜１８０には、データ線１７１の端部１７９と第１及び第２出力電極１７５ｂを各々露出する複数の接触孔１８２、１８５ａ、１８５ｂが形成されており、保護膜１８０とゲート絶縁膜１４０には、ゲート線１２１の端部１２９と第２入力電極１２４ｂを各々露出する複数の接触孔１８１、１８４が形成されている。
保護膜１８０上には、複数の画素電極１９１、複数の連結部材８５及び複数の接触補助部材８１、８２が形成されている。これらは、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質やアルミニウム、銀またはその合金などの反射性金属で形成することができる。

画素電極１９１は、接触孔１８５ｂを通して第２出力電極１７５ｂと物理的・電気的に接続されており、連結部材８５は接触孔１８４、１８５ａを通して第２制御電極１２４ｂ及び第１出力電極１７５ａと接続されている。
接触補助部材８１、８２は、各々接触孔１８１、１８２を通してゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９と接続される。接触補助部材８１、８２は、データ線１７１及びゲート線１２１の端部１７９、１２９と外部装置との接着性を補完してこれらを保護する。

保護膜１８０上には隔壁３６１が形成されている。隔壁３６１は、画素電極１９１周縁を堤防（ｂａｎｋ）のように囲んで開口部３６５を定義し、有機絶縁物または無機絶縁物で形成される。隔壁３６１は、また、黒色顔料を含む感光剤で形成することができるが、この場合、隔壁３６１は遮光部材の役割を果たし、その形成工程が簡単である。
隔壁３６１が定義する画素電極１９１上の開口部３６５内には、本発明の一実施例であるインクジェットプリンティングシステムを利用した有機発光部材３７０が形成されている。有機発光部材３７０は赤色、緑色、青色の三原色など基本色のうち、いずれか１つの光を固有に発光する有機物質で形成される。有機発光表示装置は、有機発光部材３７０が内は基本色の色光の空間的な合わせで望む映像を表示する。

有機発光部材３７０は、発光する発光層（図示せず）の他に発光層の発光効率を向上するための付帯層（図示せず）を含む多層構造を有することができる。付帯層には電子と正孔の均衡を合せるための電子輸送層（図示せず）及び正孔輸送層（図示せず）と電子と正孔の注入を強化するための電子注入層（図示せず）及び正孔注入層（図示せず）などがある。

有機発光部材３７０上には共通電極２７０が形成されている。共通電極２７０は共通電圧（Ｖｓｓ）を印加受けて、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム、銀などを含む反射性金属またはＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質で形成される。
このような有機発光表示装置において、ゲート線１２１に接続されている第１制御電極１２４ａ、データ線１７１に接続されている第１入力電極１７３ａ及び第１出力電極１７５ａは、第１半導体１５４ａと共にスイッチング薄膜トランジスタ（Ｑｓ）を形成し、スイッチング薄膜トランジスタ（Ｑｓ）のチャンネルは、第１入力電極１７３ａと第１出力電極１７５ａの間の第１半導体１５４ａに形成される。第１出力電極１７５ａに接続されている第２制御電極１２４ｂ、駆動電圧線１７２に接続されている第２入力電極１７３ｂ及び画素電極１９１に接続されている第２出力電極１７５ｂは、第２半導体１５４ｂと共に駆動薄膜トランジスタ（ｄｒｉｖｉｎｇ ＴＦＴ）（Ｑｄ）を形成し、駆動薄膜トランジスタ（Ｑｄ）のチャンネルは、第２入力電極１７３ｂと第２出力電極１７５ｂの間の第２半導体１５４ｂに形成される。画素電極１９１、有機発光部材３７０及び共通電極２７０は有機発光素子（ＬＤ）を形成し、画素電極１９１をアノードとし、共通電極２７０をカソードとすることができ、反対に画素電極１９１をカソードとし、共通電極２７０をアノードとすることもできる。互いに重畳する維持電極１２７と駆動電圧線１７２は、ストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）を構成する。

このような有機発光表示装置は、基板１１０の上側または下側に発光して映像を表示する。不透明な画素電極１９１と透明な共通電極２７０は、基板１１０の上側方向に映像を表示する前面発光方式の有機発光表示装置に適用し、透明な画素電極１９１と不透明な共通電極２７０は基板１１０の下方向に映像を表示する背面発光方式の有機発光表示装置に適用する。

一方、半導体１５４ａ、１５４ｂが多結晶シリコンである場合には、制御電極１２４ａ、１２４ｂと対向する真性領域（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｒｅｇｉｏｎ）（図示せず）とその両側に位置した不純物領域（ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ｒｅｇｉｏｎ）（図示せず）を含む。不純物領域は入力電極１７３ａ、１７３ｂ及び出力電極１７５ａ、１７５ｂと電気的に接続され、抵抗性接触部材１６３ａ、１６３ｂ、１６５ａ、１６５ｂは省略することができる。

また、制御電極１２４ａ、１２４ｂを半導体１５４ａ、１５４ｂ上に形成することができ、この時にもゲート絶縁膜１４０は半導体１５４ａ、１５４ｂと制御電極１２４ａ、１２４ｂの間に位置する。この時、データ導電体１７１、１７２、１７３ｂ、１７５ｂは、ゲート絶縁膜１４０上に位置してゲート絶縁膜１４０に形成された接触孔（図示せず）を通して半導体１５４ａ、１５４ｂと電気的に接続される。これとは異なって、データ導電体１７１、１７２、１７３ｂ、１７５ｂが半導体１５４ａ、１５４ｂの下に位置してその上の半導体１５４ａ、１５４ｂと電気的に接触するように構成できる。

本発明の一実施例によると、非晶質シリコンで構成される半導体を有する有機発光表示板について説明したが、本発明の内容は多結晶シリコンで構成される半導体を有する有機発光表示板にも適用可能である。
本発明の一実施例によると、非晶質シリコンで構成される半導体を有する有機発光表示板について説明したが、本発明の内容は多結晶シリコンで構成される半導体を有する有機発光表示板にも適用可能である。

以上で本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、当該技術分野における通常の知識を有する者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点を理解することができる。従って、本発明の権利範囲はこれに限定されることなく、請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用して当業者が行う多様な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属する。

本発明の１つの実施例による画像形成装置の概略図である。 本発明の１つの実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図である。 本発明の１つの実施例による液晶表示装置用色フィルター表示板の配置図である。 本発明の１つの実施例による図２の薄膜トランジスタ表示板と図３の色フィルター表示板を含む液晶表示装置の配置図である。 図４の薄膜トランジスタ表示板と図３の色フィルター表示板を含む液晶表示装置をV-V線に沿って切断した断面図である。 図４の薄膜トランジスタ表示板と図３の色フィルター表示板を含む液晶表示装置をVI-VI線に沿って切断した断面図である。 本発明の１つの実施例による有機発光表示装置の等価回路図である。 本発明の１つの実施例による有機発光表示装置用有機発光表示板の配置図である。 図８の有機発光表示板をIX-IX線に沿って切断して示した断面図である。 図８の有機発光表示板をX-X線に沿って切断して示した断面図である。

符号の説明

５１ 帯電ローラ
５２ 印刷ドラム
５３ 光源
５４ トナー
５５ 基板供給装置
５６ 固着装置
５７ クリーニング部
８１、８２ 接触補助部材
１１０ 基板
１２１、１２９ ゲート線
１２４ ゲート電極
１３１ 共通電極
１４０ ゲート絶縁膜
１５１、１５４ 半導体
１６１、１６５ 抵抗性接触部材
１７１、１７９ データ線
１７３ ソース電極
１７５ ドレーン電極
１８０ 保護膜
１８１、１８２、１８５ 接触孔
１９１ 画素電極
２１０ 基板
２２０ 遮光部材
２３０ 色フィルター

Claims (11)

1. 印刷ドラム表面に第１電荷を塗布して電荷膜を形成する段階と、
   前記電荷膜をパターニングして電荷膜パターンを形成する段階と、
   前記電荷膜パターンに第２電荷を有する現像物質を塗布して印刷パターンを形成する段階と、
   前記印刷パターンを基板上に付着して前記表示装置のパターン形成膜を形成する段階と、
   を含む表示装置の製造方法。
2. 前記第１電荷は、前記第２電荷と極性が反対であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
3. 前記第１電荷は、正電荷であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置の製造方法。
4. 前記電荷膜パターン形成段階は、光源からの光を前記電荷膜に照射する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
5. 前記光源は、発光ダイオードを含むことを特徴とする請求項４に記載の表示装置の製造方法。
6. 前記印刷パターンは色フィルターパターンを含み、前記表示装置の色フィルターを含むパターン形成膜を形成することを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
7. 前記基板に付着された色フィルターを前記基板上に固着する段階をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の表示装置の製造方法。
8. 前記色フィルター固着段階は、前記色フィルターパターンに高温の空気を噴射する段階を含むことを特徴とする請求項７に記載の表示装置の製造方法。
9. 前記印刷ドラムに残留する現像物質と前記第１電荷を除去する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
10. 前記印刷パターンは、有機発光部材パターンを含み、前記パターン形成膜は前記表示装置の原色光を発光する有機発光物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
11. 前記基板に付着された有機発光物質を前記基板上に固着する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の表示装置の製造方法。
    

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