JP2009217187A - マトリクス型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動回路を配置するために別途必要となる面積を確保して装置を小型化することが可能なマトリクス型表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置のアレイ基板１１におけるデータ線とゲート線とＴＦＴと画素電極とが配置されている第一主平面と反対側の面である第二主平面１１ｂに、データドライバ１４とゲートドライバ１５とを配置する。また、データ線とデータドライバ１４とは、アレイ基板の上縁部に設けられたスルーホール４０により接続され、ゲート線とゲートドライバ１５とは、アレイ基板の側縁部に設けられたスルーホール４１により接続されている。このことによって、アレイ基板１１における画像表示領域の外縁部分に設けられるデータドライバ１４及びゲートドライバ１５の配置領域が不要となり、表示装置を小型化することが可能となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、マトリクス型表示装置に関する。そしてより詳細には、画素のスイッチング制御を司る薄膜トランジスタを駆動する駆動回路を、基板における薄膜トランジスタの配設面と反対側の面に配設したマトリクス型表示装置に関する。

従前より、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子などの表示装置を駆動するための駆動方式として、アクティブマトリクス方式が知られている。アクティブマトリクス方式では、Ｘ軸方向とＹ軸方向との２方向に張り巡らせた導線の交点位置にアクティブ素子が配置された状態で、導線に電圧が印加される。こうしてアクティブ素子に電圧が印加されることにより、交点部分の表示素子を駆動させることが可能となっている。アクティブマトリクス方式は、単純マトリクス方式と比較して、残像が少なく、広視野角、高コントラストであり、そして反応速度が速いという特徴を有している。

また、アクティブマトリクス方式を採用した表示装置として、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ（ＴＦＴ））をアクティブ素子として使用したＴＦＴ表示装置が広く知られている。そして、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）をＴＦＴとして使用したａ−Ｓｉ ＴＦＴ、低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）をＴＦＴとして使用したＬＴＰＳ ＴＦＴなどが、ＬＣＤや有機ＥＬ素子などの表示装置に使用されている。また、軽量化、及び製造コスト削減を目的として、従来のシリコンの代わりに有機トランジスタをＴＦＴとして使用した表示装置に関する研究が盛んに行われている。

ここで、ＴＦＴに電圧を供給するためのドライバ（駆動回路）は、通常、表示装置における画像表示領域の周縁部分に配置され、Ｘ軸方向とＹ軸方向との２方向に張り巡らせた導線にそれぞれ接続される。そして、それぞれの導線に電圧を供給することによりＴＦＴを駆動させている。

ここで、アクティブマトリクス駆動に必要なゲートドライバやデータドライバといった駆動回路は、ドライバＩＣという形で、セル作製後に実装するのが一般的であるが、低温ポリシリコンのような移動度の高い半導体を使うと、画像表示部と同じ基板上の周縁部に駆動回路部を同時に作りこむことが可能である。これにより、ドライバＩＣのコストを削減できるため、安価に表示パネルを提供できる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１８５００５号公報

しかしながら、特許文献１の図３に記載の駆動回路を作製するにあたって、アモルファスシリコンや有機半導体のような、低温ポリシリコンに比べて移動度が小さい半導体材料を用いる場合には、ドライバの駆動能力を確保するために、構成される個々のＴＦＴサイズを大きくしなければならず、それに従い駆動回路サイズも大きくなるため、駆動回路配置用に十分な面積を確保する必要があり、装置が大型化してしまうという問題がある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、駆動回路を配置するために別途必要となる面積を確保して装置を小型化することが可能なマトリクス型表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明のマトリクス型表示装置は、対向して配置されたアレイ基板と対向基板と、当該アレイ基板と当該対向基板との間に保持された画像形成素子とから構成されるマトリクス型表示装置であって、前記アレイ基板の第一主平面上に配設された複数のデータ線と、前記アレイ基板の前記第一主平面上に配設され、前記データ線に交差して配設された複数のゲート線と、前記データ線と前記ゲート線との交差部にマトリクス状に配置された複数の画素電極と、前記画素電極のそれぞれに対応して配設された薄膜トランジスタであって、ドレイン及びソースの一方が当該画素電極に接続され、前記ドレイン及び前記ソースの他方が当該画素電極に対応する前記データ線に接続され、前記ゲートが当該画素電極に対応する前記ゲート線に接続されている複数の薄膜トランジスタと、前記アレイ基板における前記第一主平面と反対側の面である第二主平面上に配設され、前記データ線に電圧を印加して前記薄膜トランジスタを駆動させるデータ駆動回路と、前記アレイ基板における前記第一主平面と反対側の面である第二主平面上に配設され、前記ゲート線に電圧を印加して前記薄膜トランジスタを駆動させるゲート駆動回路と、前記データ線と前記データ駆動回路との間、及び、前記ゲート線と前記ゲート駆動回路との間を電気的に接続させるために前記第一主平面と前記第二主平面とに跨って配置された接続パターンであって、前記アレイ基板の厚さ方向部分に相当する跨部が前記アレイ基板の縁部分に設けられている接続パターンとを備えている。

また、請求項２に係る発明のマトリクス型表示装置は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記接続パターンの前記跨部は、前記アレイ基板の側縁に表出して配設されている。

また、請求項３に係る発明のマトリクス型表示装置は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記接続パターンの前記跨部は、前記アレイ基板の縁部分に設けられたスルーホールを介して配設されている。

請求項１に係る発明のマトリクス型表示装置では、専有面積の大きいデータ駆動回路及びゲート駆動回路を、表示素子におけるデータ線及びゲート線が配設されている第一主平面と反対側の第二主平面に配置し、双方間を接続パターンにより電気的に接続する。ここで接続パターンは、アレイ基板の縁部分に設けられている跨部を介して、第一主平面上の信号線（データ線、ゲート線）と、第二主平面上の駆動回路（データ駆動回路、ゲート駆動回路）とを電気的に接続している。従って、データ駆動回路及びゲート駆動回路を配置するための領域を別途確保する必要がなくなり、表示装置を小型化することが可能となる。また、第一主平面と第二主平面とを跨いでいる跨部をアレイ基板の周縁部に配置することとして、基板製作工程を簡略化することを可能としている。

また、請求項２に係る発明のマトリクス型表示装置では、請求項１に記載の発明の効果に加えて、接続パターンの跨部を基板の外側に表出させる構成とすることによって、基板作製工程における接続パターンの跨部の作製を容易化することが可能となる。

また、請求項３に係る発明のマトリクス型表示装置では、請求項１に記載の発明の効果に加えて、基板作製工程において予めスルーホールを設けておくことにより、接続パターンの跨部の作製を容易化することが可能となる。

以下、本発明のマトリクス型表示装置（以下、「表示装置１」と略す。）について、Ａ．表示装置１の構成、Ｂ．表示装置１を構成するアレイ基板１１の作製方法、Ｃ．アレイ基板１１作製の実施例、の順に図面を参照して説明する。なお、これらの図面は、本発明が採用しうる技術的特徴を説明するために用いられるものであり、記載されている内容は、特に特定的な記載がない限り、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例である。
＜Ａ．表示装置１の構成＞

はじめに、図１を参照して、表示装置１の機能構成について説明する。図１は、表示装置１の構成概要及び機能構成を示すブロック図である。図１に示すように、表示装置１は、アレイ基板１１と対向基板１２とが対向して配置され、アレイ基板１１と対向基板１２とで挟まれた部分に画像形成素子１３が充填された構成を有している。ここで画像形成素子１３としては、電圧が印加されることによって物理的特性を変化させるような特性を有する公知の材料が使用される。たとえば、液晶素子やＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｃｓｅｎｃｅ）素子が挙げられる。

また、アレイ基板１１には、データ線１６とゲート線１７とがマトリクス状に配置される。そして、データ線１６とゲート線１７との交差部には、ＴＦＴ１９が配置される。さらに、各々のＴＦＴ１９に対応する画素電極１８が配置される。そして、ＴＦＴ１９のソース電極がデータ線１６に接続され、ゲート電極がゲート線１７に接続され、ドレイン電極が画素電極１８に接続された状態となっている。また、アレイ基板１１には、データ線１６に電圧を印加するためのデータ駆動回路としてのデータドライバ１４と、ゲート線１７に電圧を印加するためのゲート駆動回路としてのゲートドライバ１５とが夫々配置される。そして、データドライバ１４にはデータ線１６が接続され、ゲートドライバ１５にはゲート線１７が接続される。なお、データドライバ１４及びゲートドライバ１５は、アレイ基板１１上に機能的に配置された複数のＴＦＴを含む構造を有している。

さらに、データドライバ１４及びゲートドライバ１５からデータ線１６及びゲート線１７に対して電圧が印加されるタイミングを制御するための制御回路２１が設けられている。制御回路２１は、入出力回路、タイミングジェネレータ、画像メモリ等（いずれも図示せず）から構成されており、データドライバ１４及びゲートドライバ１５を制御することによってデータ線１６及びゲート線１７への電圧印加のタイミングを制御する。

また、図示しないが、対向基板１２には共通電極が配置されている。共通電極は、画素電極１８に印加される電圧の基準電位として作用する。

そして、表示装置１に画像を表示させる場合においては、制御回路２１によりデータドライバ１４が制御され、データ線１６に電圧が印加される。また、制御回路２１によりゲートドライバ１５が制御され、ＴＦＴ１９のゲートをＯＮさせるための電圧がゲート線１７に印加される。このことにより、画素電極１８に電圧が印加され、画素電極１８の近傍の画像形成素子１３に電圧が印加されてその物理特性を変化させる。このことによって、表示装置１の画像表示領域に画像が形成される。

次に、図２及び図３を参照して、アレイ基板１１における画像形成素子１３と接する面（以下、「第一主平面１１ａ」という。）に配置されているデータ線１６、ゲート線１７、画素電極１８、及び半導体２０の物理的構成について説明する。図２は、アレイ基板１１の第一主平面１１ａに配置されているデータ線１６、ゲート線１７、画素電極１８、及び半導体２０の物理的構成を示す拡大平面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ線における矢視方向断面図である。なお、以下の説明では、図２における右側をアレイ基板１１の右方、左側をアレイ基板１１の左方、上側をアレイ基板１１の上方、下側をアレイ基板１１の下方とする。

図２に示すように、第一主平面１１ａには、複数のデータ線１６、複数のゲート線１７、画素電極１８、及び半導体２０が夫々配置されている。なおこれらは、図３に示すように第一主平面１１ａに積層した状態で配置されている。データ線１６、ゲート線１７及び画素電極１８を構成する材料としては、伝導率の大きい特性を有する従来公知の材料が使用される。また、半導体２０を構成する材料としては、ＴＦＴを形成させることが可能な従来公知の材料が使用される。例えば、ａ−Ｓｉ、ＬＴＰＳ、有機半導体が挙げられる。

図２に示すように、データ線１６は上下方向に直線状に複数配置され、ゲート線１７は左右方向に直線状に複数配置される。そのため、データ線１６及びゲート線１７はマトリクス状に配置された状態となっている。また、データ線１６とゲート線１７とで囲まれた部分には、画素電極１８が配置される。そして、表示装置１における画素電極１８が配置されている領域が、実際に画像が表示される画像表示領域に相当する。

データ線１６は、第一主平面１１ａを上下方向に跨ぐように配置された細長い電極であり、一端部がアレイ基板１１の上縁部分に位置し、他端側がアレイ基板１１の下縁部分に位置している。また、半導体２０と接続してＴＦＴ１９を形成させるための凸起部１６ａが、画素電極１８との隣接部分に右方に凸設されている。

また、ゲート線１７は、第一主平面１１ａを左右方向に跨ぐように配置された細長い電極であり、一端側がアレイ基板１１の左縁部分に位置し、他端側がアレイ基板１１の右縁部分に位置している。また、ＴＦＴ１９を形成させるために半導体２０に重なるように配置される凸起部１７ａが、画素電極１８との隣接部分に下方に凸設されている。

また、データ線１６とゲート線１７とで囲まれた部分には、平面視略長方形状の画素電極１８が設けられている。また、半導体２０と接続してＴＦＴ１９を形成させるための凸起部１６ａが、データ線１６と隣接する部分に左方に凸設されている。画素電極１８は、左方に配置されるデータ線１６と、上方に配置されるゲート線１７によって印加される電圧が制御される。

また、半導体２０は、図２及び図３に示すように、ゲート線１７の凸起部１７ａの上面に、データ線１６の凸起部１６ａ及び画素電極１８の凸起部１８ａを覆うように配置されている。そして、データ線１６の凸起部１６ａがソース信号、画素電極１８の凸起部１８ａがドレイン信号、ゲート線１７の凸起部１７ａがゲート信号として動作するＴＦＴ１９が構成される。このことにより、データ線１６に電圧が印加された状態で、ＴＦＴ１９のゲートをＯＮさせる電圧をゲート線１７に印加することにより、画素電極１８に電圧を印加することが可能となっている。

また、図２に示すように、データ線１６の上端部にはスルーホール４０が接続されている。スルーホール４０は、アレイ基板１１の上縁部分を左右方向に一列に並んで配置される。そして、スルーホール４０を介して、アレイ基板１１における第一主平面１１ａと反対側の面（以下「第二主平面１１ｂ」という。）に配置されるデータドライバ１４（図４参照、後述）と電気的に接続した状態となっている。また、ゲート線１７の左端部にはスルーホール４１が接続されている。スルーホール４１は、アレイ基板１１の左縁部分を上下方向に一列に並んで配置される。そして、スルーホール４１を介して、第二主平面１１ｂに配置されるゲートドライバ１５（図４参照、後述）と電気的に接続した状態となっている。

また、図３に示すように、データ線１６、ゲート線１７ａ、画素電極１８、及び半導体２０は、基板１０の一方の面１０ａ（アレイ基板１１における第一主平面１１ａの側の面）に積層して配置されている。具体的には、基板１０の面１０ａにゲート線の凸起部１７ａが積層され、ゲート線１７の上面に、ゲート線１７ａを覆うように絶縁体３１が積層され、絶縁体３１の上面にデータ線１６と画素電極１８とが一定間隔を空けて積層され、データ線１６の凸起部１６ａと画素電極１８の凸起部１８ａとの上面に、凸起部１６ａと凸起部１８ａとを覆うように半導体２０が積層される。そして、ゲート線１７の凸起部１７ａ、データ線１６の凸起部１６ａ、画素電極１８の凸起部１８ａ、絶縁体３１及び半導体２０により、ＴＦＴ１９（図１参照）が形成された状態となっている。

なお、図３に示すように、基板１０における面１０ａと反対側の面１０ｂ（アレイ基板１１における第二主平面１１ｂの側の面）には、データドライバ１４及びゲートドライバ１５（以下、総称して「ドライバ３３」という。）が積層される。詳細は後述する。

次に、図４及び図５を参照して、アレイ基板１１における第二主平面１１ｂに配置されているデータドライバ１４及びゲートドライバ１５の物理的構成について説明する。図４は、アレイ基板１１の第二主平面１１ｂに配置されているデータドライバ１４及びゲートドライバ１５の物理的構成を示す平面図であり、図５は、図２におけるＢ−Ｂ線での矢視方向断面図である。なお、図４における右側がアレイ基板１１の左方に相当し、左側がアレイ基板１１の右方に相当する。

図４に示すように、第二主平面１１ｂには、第一主平面１１ａにおける正面視略長方形状の画像表示領域（画素電極１８（図２参照）が配置されている領域）の裏面部分を覆うようにドライバ３３（データドライバ１４及びゲートドライバ１５）が配置されている。ドライバ３３は、画像表示領域の裏面部分の正面視略長方形における左上部の頂点付近と右下部の頂点付近とを結ぶ階段状の溝部４７を隔てて右上部と左下部とに分割された形状となっている。そして、右上部分にデータドライバ１４が配置され、左下部分にゲートドライバ１５が配置されている。さらに、制御回路２１（図１参照）がデータドライバ１４を駆動するための信号線４５が、データドライバ１４の下端部に接続され、制御回路２１がゲートドライバ１５を駆動するための信号線４６が、ゲートドライバ１５の下端部に接続されている。

また、図４及び図５に示すように、データドライバ１４の上端部には、アレイ基板１１の上縁部に配置されたスルーホール４０と接続するための接続線２２が複数接続されている。そして、各々の接続線２２の電気状態を制御することにより、第一主平面１１ａに配置されている各データ線１６への電圧印加を制御することが可能となっている。また、図４に示すように、ゲートドライバ１５の左端部には、アレイ基板１１の左縁部分に配置されたスルーホール４１と接続するための接続線２３が複数接続されている。そして、データドライバ１４、接続線２２、スルーホール４０及びデータ線１６の配置（図５参照）と同様に、各々の接続線２３の電気状態を制御することにより、第一主平面１１ａに配置されている各ゲート線１７への電圧印加を制御することが可能となっている。このようにして、第一主平面１１ａに配置されるＴＦＴ１９のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替え、画素電極１８への電圧印加を制御して、表示装置１（図１参照）の画像表示領域に所望の画像を表示させている。

以上説明したように、アレイ基板１１の第一主平面１１ａにデータ線１６、ゲート線１７、画素電極１８、及びＴＦＴ２０が配置され、アレイ基板１１の第二主平面１１ｂにデータドライバ１４及びゲートドライバ１５が配置される。このことによって、配置されるＴＦＴ１９の移動度が小さく、ドライバ３３（データドライバ１４及びゲートドライバ１５）の占める面積を大きくしなければＴＦＴ１９を駆動できないような場合であっても、ドライバ３３を配置するために必要な領域を第一主平面１１ａ上に別途確保する必要がなくなるため、表示装置１（図１参照）を小型化することが可能となる。

また、スルーホール４０がアレイ基板１１の上縁部に設けられ、スルーホール４１がアレイ基板１１の左縁部に設けられる。そして、スルーホール４０を介して、データ線１６とデータドライバ１４とが接続し、スルーホール４１を介して、ゲート線１７とゲートドライバ１５とが接続している。このことによって、マトリクス型の駆動方式にて駆動する表示装置１の画像表示領域に所望の画像を表示させることが可能となる。スルーホール４０、４１は画像表示領域外に配置されることとなるため、スルーホールが表示画像に重なり合って表示画像の品質を劣化させてしまうことを防止することが可能となる。
＜Ｂ．表示装置１を構成するアレイ基板１１の作製方法＞

次に、本発明の表示装置１を構成するアレイ基板１１の作製方法の一例について、図６〜図１４を参照して説明する。図６は、第一無機化膜形成工程を示す模式図であり、図７は、第一マイクロコンタクトプリント工程を示す模式図であり、図８は、第一触媒付着工程を示す模式図であり、図９は、第一無電解めっき工程を示す模式図であり、図１０は、絶縁膜形成工程を示す模式図であり、図１１は、第二マイクロコンタクトプリント工程を示す模式図であり、図１２は、第二触媒付着工程を示す模式図であり、図１３は、第二無電解めっき工程を示す模式図であり、図１４は、半導体形成工程を示す模式図である。

本発明の表示装置１を構成するアレイ基板１１には、第一主平面１１ａにデータ線１６、ゲート線１７、画素電極１８、及び、半導体２０が積層され、ＴＦＴ１９（ゲート電極：凸起部１７ａ、ソース電極：凸起部１６ａ、ドレイン電極：凸起部１８ａ）が形成される。また、第二主平面１１ｂにデータドライバ１４及びゲートドライバ１５を構成する複数のＴＦＴが形成される。ここで、一般的なＴＦＴ作製方法であるフォトリソグラフィー法及びエッチング法により、基板の両面にＴＦＴを形成させる場合には、片面ずつＴＦＴを形成させる工程を２度実施しなければならず、製造コストがかさんでしまうという問題点があるが、以下に示すアレイ基板１１の作製方法では、マイクロコンタクトプリント法を用いることにより、容易に基板の両面に同時にＴＦＴを形成させることが可能となり、製造コストを抑制することが可能となる。

なお、以下の説明では、表示装置１を構成するアレイ基板１１の作製方法として、第一主平面１１ａ及び第二主平面１１ｂの両面にＴＦＴ６５を形成させる方法のみを示し、第一主平面１１ａに配置されるデータ線１６、ゲート線１７、画素電極１８、及び、第二主平面１１ｂに配置されるＴＦＴ以外の構成要素（信号線等）を形成させる方法については省略している。しかしながら、これらの構成要素に関しても、ＴＦＴ６５を構成する各種電極の形成方法と同様、マイクロコンタクトプリント法により形成される。

はじめに、第一無機化膜形成工程について、図６を参照して説明する。図６に示すように、第一無機化膜形成工程では、第一マイクロコンタクトプリント工程（図７参照）において自己組織化膜（Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ Ｍｏｎｏｌａｙｅｒ，以下「ＳＡＭ」という。）を良好に基板１０上に形成させるための前処理として、基板１０の表面に無機化膜５２を形成させる処理が施される。基板１０としては、樹脂材料より構成される従来公知の基板が使用される。例えば、樹脂基板が挙げられる。なお、基板１０として無機材料より構成される基板（ガラス基板など）が使用される場合には、無機化膜形成工程は不要である。

第一無機化膜形成工程における無機化膜形成方法としては、例えば、基板１０を表面無機化剤に浸漬させることにより、両面に無機化剤の薄膜（無機化膜５２に相当）を形成させる方法や、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）をスパッタリングすることにより、両面にＳｉＯ_２膜（無機化膜５２に相当）を形成させる方法が用いられる。

次に、第一マイクロコンタクトプリント工程について、図７を参照して説明する。図７に示すように、第一マイクロコンタクトプリント工程では、第一無機化膜形成工程（図６参照）において形成させた無機化膜５２上に、ＴＦＴにおけるゲート電極６１（図１０参照）を配置させる部位にＳＡＭ５３を形成させる。図７に示す例では、基板１０両面の面方向中央付近にＳＡＭ５３を形成させている。ＳＡＭ５３の形成方法として、図７に示すように、ＳＡＭ５３の材料をあらかじめスタンプ５１の凸表面に付着させておき、スタンプ５１を基板１０の両面に押圧することにより、ＳＡＭ５３の材料を基板１０に転写させるマイクロコンタクトプリント方法が挙げられる。

次に、第一触媒付着工程について、図８を参照して説明する。図８に示すように、第一触媒付着工程では、第一マイクロコンタクトプリント工程（図７参照）において形成させたＳＡＭ５３に触媒５４を選択的に付着させる。このことにより、第一無電解めっき工程（図９参照）において触媒５４の付着部分に選択的にめっきを施し、ＴＦＴにおけるゲート電極６１（図１０参照）を形成させることが可能となる。触媒５４としては、めっき処理時において金属膜形成を促進させることが可能であり、且つ、ＳＡＭの端末基と親和性の強い特性を有する従来公知の材料が使用され、例えば、Ｐｄ−Ｓｎコロイド、Ｐｄ触媒が挙げられる。そして、触媒５４を含む溶液中に基板１０を浸漬させることにより、触媒５４をＳＡＭ５３の端末基に付着させる。なお、Ｐｄ−Ｓｎコロイドは−極性を有しており、＋極性を有する末端基に良好に付着する。また、Ｐｄ触媒はアミノ基と錯体を形成する特性を有しており、アミノ基に良好に付着する。

なお、第一マイクロコンタクトプリント工程（図７参照）において基板１０に形成させるＳＡＭ５３の材料として、めっき処理時において金属膜形成を促進させる触媒機能を有する末端基を備えたＳＡＭ５３の材料を使用することも可能である。このようなＳＡＭ５３の材料としては、例えば、ＭＰＴＳ（Mercaptopropyltrimethoxysilane）が挙げられる。ＭＰＴＳのチオール基は、金属と容易に化学結合するという特徴を有しているため、第一無電解メッキ工程（図９参照）において選択的にめっきを施すことが可能となる。従ってＳＡＭ５３の材料としてＭＰＴＳを使用することにより、第一触媒付着工程（図８参照）において触媒５４をＳＡＭに付着させる処理を省略することができる。

次に、第一無電解めっき工程について、図９を参照して説明する。図９に示すように、第一無電解めっき工程では、めっき処理を施すことによって、第一触媒付着工程（図８参照）において触媒５４を付着させたＳＡＭ５３の配置されている部分に選択的に金属膜を形成させる。めっき処理により形成された金属膜はゲート電極６１（図１０参照）に相当する。第一無電解めっき工程におけるめっき処理方法としては、従来公知の方法が用いられる。まためっき材料としては、従来公知の材料が使用され、例えば、銅、銀、金、すず、パラジウム、鉛、などが挙げられる。

次に、第一絶縁膜形成工程について、図１０を参照して説明する。図１０に示すように、第一絶縁膜形成工程では、第一無電解めっき工程（図９参照）において基板１０の両面に形成されたゲート電極６１を覆うように絶縁体３１が積層され配置される。絶縁体３１の層は、ＴＦＴにおけるゲート絶縁膜に相当する。第一絶縁膜形成工程における絶縁体３１の積層方法としては、例えば、絶縁材料を溶解させた溶液に、第一無電解めっき工程（図９参照）を経た基板１０を浸漬させ、絶縁体の膜を形成させる方法が用いられる。なお、図９では、基板１０の両面に形成された無機化膜５２、無機化膜５２の表面に形成されたＳＡＭ５３、及びＳＡＭ５３に付着した触媒５４は省略されている（以下の図においても同様に省略している）。

次に、第二無機化膜形成工程について説明する。第二無機化膜作製工程では、第二マイクロコンタクトプリント工程（図１１参照）においてＳＡＭ５３を良好に絶縁体３１上に形成させるための前処理として、第一絶縁膜形成工程（図１０参照）において形成させたゲート絶縁膜の表面に無機化膜５２を形成させる処理が施される。第二無機化膜形成工程における無機化膜形成方法としては、例えば、第一無機化膜形成工程（図６参照）における無機化膜形成方法と同様の方法が用いられる。

次に、第二マイクロコンタクトプリント工程について、図１１を参照して説明する。図１１に示すように、第二マイクロコンタクトプリント工程では、第二無機化膜形成工程において形成された無機化膜５２の表面に、ＴＦＴのソース電極６２及びドレイン電極６３（図１３参照）を配置させる部位にＳＡＭ５３を形成させる。図１１に示す例では、絶縁体３１上に形成させた無機化膜５２の表面に、面方向に所定の間隔を設けた状態でソース電極６２及びドレイン電極６３を形成させるためのＳＡＭ５３がそれぞれ配置されている。そして、ＳＡＭ５３間の離隔部の基板１０方向に、第一マイクロコンタクトプリント工程（図７参照）〜第一無電解めっき工程（図９参照）にて形成させたゲート電極６１が位置する状態となっている。ＳＡＭ５３の形成方法としては、例えば、第一マイクロコンタクトプリント工程（図７参照）におけるＳＡＭ５３の形成方法と同様の方法が用いられる。

次に、第二触媒付着工程について、図１２を参照して説明する。図１２に示すように、第二触媒付着工程では、第二マイクロコンタクトプリント工程（図１１参照）において形成させたＳＡＭ５３に触媒５４を選択的に付着させる。このことにより、第二無電解めっき工程（図１３参照）において触媒５４の付着部分に選択的にめっきを施し、ソース電極６２及びドレイン電極６３（図参照）を形成させることが可能となる。触媒５４の材料及び触媒５４の付着方法については、例えば、第一触媒付着工程（図８参照）における触媒材料及び触媒付着方法と同様の材料及び方法が用いられる。

次に、第二無電解めっき工程について、図１３を参照して説明する。図１３に示すように、第二無電解めっき工程では、第二触媒付着工程（図１２参照）において触媒５４を付着させたＳＡＭ５３の配置されている部分に選択的に金属膜（６２、６３）を形成させる。第二無電解めっき工程におけるめっき処理方法としては、例えば、第一無電解めっき工程（図９参照）と同様の方法が用いられる。

次に、置換めっき工程について説明する。置換めっき工程では、第二無電解めっき工程（図１３参照）において形成させた金属膜（６２、６３）（図１３参照）を構成する金属を、別の金属に置換する置換めっき処理が施される。置換めっき処理により形成された金属膜は、ＴＦＴにおけるソース電極６２及びドレイン電極６３に相当する。置換めっき処理は、酸化に強く、金属酸化皮膜を表面に形成させないような金属（貴金属など）に置換させてＴＦＴへの電荷注入効率を向上させるために実施される。置換めっき処理の方法としては、従来公知の置換めっき処理方法が用いられる。

次に、半導体形成工程について、図１４を参照して説明する。図１４に示すように、半導体形成工程では、第二無電解めっき工程（図１３参照）において形成させ、置換めっき工程において貴金属などにより置換させた状態のソース電極６２及びドレイン電極６３と、双方の電極間の離隔部とを覆うように半導体６４が積層される。このようにして、ゲート電極６１、絶縁体３１からなるゲート絶縁層、ソース電極６２、ドレイン電極６３、及び半導体６４により構成されたＴＦＴ６５が基板１０の両面に形成された状態のアレイ基板１１が作製される。なお、積層される半導体６４の材料としては、ａ−Ｓｉ、ＬＴＰＳ、有機半導体が挙げられる。

以上説明したように、マイクロコンタクトプリント法を用いることにより、基板１０の両面にＴＦＴ６５を形成させることが可能である。また、ＴＦＴ６５の電極を形成させる方法と同様の方法により信号線を形成させることが可能であることは明らかである。従って、基板の一方の面にデータ線１６、ゲート線１７、画素電極１８、ＴＦＴ１９が形成され、他方の面にデータドライバ１４、ゲートドライバ１５を形成されたアレイ基板１１を作製することが可能である。マイクロコンタクトプリント法を用いることにより、共通のスタンプ５１を使用して複数の基板にＳＡＭ５３を形成させることが可能であるため、ＴＦＴの製造コストを抑制することが可能となる。また、基板１０の両面から同時にスタンプ５１を押圧してＳＡＭ５３を形成させることが可能であるため、ＴＦＴの製造コストをさらに抑制することが可能となる。
＜Ｃ．アレイ基板１１作製の実施例＞

次に、「Ｂ．表示装置１を構成するアレイ基板１１の作製方法」に基づいてアレイ基板１１を作製した結果について説明する。

基板１０として、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）（「Ｑ６５ＦＡ−２００ｕｍ」帝人デュポン株式会社製）を使用した（以下「試料基板」という。）。そして、第一無機化膜形成工程として、試料基板の表面に無機化膜を形成させる処理を実施した。

次いで、第一マイクロコンタクトプリント工程として、ＳＡＭを形成させる処理を実施した。まず、第一マイクロコンタクトプリント工程の前処理として、第一無機化膜形成工程において形成させた無機化膜に対して紫外線を照射して水酸基リッチとすることにより、ＳＡＭが良好に吸着するように表面処理を施した。次いで、アミノ基を有するシランカップリング剤であるＡＥＡＰＴＳ（Aminoethylaminopropyltrimethoxysilane）（東京化成工業株式会社製）をＳＡＭの材料としてスタンプに付着させ、表面処理を施したアレイ基板にスタンプを押圧させた。このことにより、試料基板の表面にＡＥＡＰＴＳのＳＡＭを形成させた。

次いで、第一触媒付着工程として、試料基板の表面に形成させたＡＥＡＰＴＳのＳＡＭに触媒を付着させる処理を実施した。触媒液としてＰｄ−Ｓｎコロイド液（上村工業株式会社製）を使用した。そして、第一マイクロコンタクトプリント工程にてＳＡＭを形成させた試料基板を触媒液に浸漬し、Ｐｄ−ＳｎコロイドをＳＡＭに付着させた。Ｐｄ−Ｓｎコロイド溶液は酸性であり、ＳＡＭ表面に配置された状態のアミノ基は酸性溶液中で＋極性となる一方、Ｐｄ−Ｓｎコロイドは−極性となる。従って、静電作用によりＳＡＭのアミノ基にＰｄ−Ｓｎコロイドが付着する。このことにより、ＳＡＭにＰｄ−Ｓｎコロイド触媒を付着させた。

次いで、第一無電解めっき工程として、無電解めっき処理によりＳＡＭに付着させたＰｄ−Ｓｎコロイド触媒に選択的にめっきを施し、金属膜を形成させた。金属の膜材料としてニッケルを使用した。そして、膜厚１００〜１０００ｎｍニッケル膜（ゲート電極に相当）を形成させた。次いで、第一絶縁膜形成工程として、試料基板上に形成されたニッケルゲート電極を覆うように絶縁体を形成させる処理を実施した。絶縁体材料としてＰＶＰ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｈｅｎｏｌ）を使用した。そして、ゲート電極を形成させた試料基板をＰＶＰ溶液に浸漬し、ＰＶＰ絶縁膜を形成させた。

次いで、第二無機化膜形成工程として、第一絶縁膜形成工程において形成させたＰＶＰ絶縁膜の表面に無機化膜を形成させる処理を実施した。そして、第一無機化膜形成工程と同様の方法により、ＰＶＰ絶縁膜の表面に無機化膜を形成させた。次いで、第二マイクロコンタクトプリント工程として、ＳＡＭを形成させる処理を実施した。そして、第一マイクロコンタクトプリント工程と同様の方法により、ＰＶＰ絶縁膜の表面にＡＥＰＴＳのＳＡＭを形成せた。次いで、第二触媒付着工程として、ＰＶＰ絶縁膜の表面に形成させたＡＥＡＰＴＳのＳＡＭに触媒を付着させる処理を実施した。そして、第一触媒付着工程と同様の方法により、ＳＡＭにＰｄ−Ｓｎコロイド触媒を付着させた。次いで、第二無電解めっき工程として、無電解めっき処理によりＳＡＭに付着させたＰｄ−Ｓｎコロイド触媒に選択的にめっきを施し、金属膜を形成させた。そして、第一無電解めっき工程と同様の方法により、膜厚１００〜１０００ｎｍニッケル膜を形成させた。次いで置換めっき工程として、形成させたソース電極及びドレイン電極を構成するニッケル膜を金により置換する置換めっき処理を実施した（ソース電極、及びドレイン電極に相当）。以上により、試料基板の両面にＴＦＴを形成させた。

以上説明したように、マイクロコンタクトプリント法を用いることにより、試料基板の両面に同時にＴＦＴを形成させることが可能であることが明らかとなった。

なお、図１におけるデータドライバ１４が、本発明の「データ駆動回路」に相当し、ゲートドライバ１５が本発明の「ゲート駆動回路」に相当する。また、図２におけるスルーホール４０に接続されるデータ線１６、スルーホール４１に接続されるゲート線１７、図４における接続線２２、接続線２３、及び、図２並びに図４におけるスルーホール４０、スルーホール４１が、本発明の「接続パターン」に相当し、図２及び図４におけるスルーホール４０、スルーホール４１が、本発明の「跨部」に相当する。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において各種の変形が可能なことは言うまでもない。

本実施の形態においては、アレイ基板１１に形成させたＴＦＴは、ゲート電極が内層側に配置し、ソース電極及びドレイン電極が外層側に配置するボトムゲート構造を有しているが、この構造に限定されるものではない。従って、アレイ基板１１に形成されるＴＦＴは、ゲート電極が外層側に配置し、ソース電極及びドレイン電極が内層側に配置するトップゲート構造を有していても構わない。

また、本実施の形態においては、アレイ基板１１の第一主平面１１ａに配置されている配線（データ線１６、ゲート線１７）と、第二主平面１１ｂに配置されているドライバ（データドライバ１４、ゲートドライバ１５）とは、アレイ基板１１の縁部に設けられたスルーホール４０、４１により電気的に接続する構成であったが、第一主平面１１ａと第二主平面１１ｂとを電気的に接続する部位（跨部）はスルーホールに限定されない。従って、跨部は例えばフラットケーブルであっても構わない。また例えば、アレイ基板１１を貫通する貫通孔を配置し、データ線１６、ゲート線１７、データドライバ１４、及びゲートドライバ１５を貫通孔に接続させた状態で、貫通孔に導電性インクを注入する。このことによって、アレイ基板１１の第一主平面１１ａ側と第二主平面１１ｂ側とを導通させ、第一主平面１１ａに配置されている配線と第二主平面１１ｂに配置されているドライバとを電気的に接続させても構わない。なお、貫通孔に導電性インクを注入する方法としては、例えば、インクジェット技術により導電性インクを貫通孔内に噴射させる方法が用いられる。また、導電性インク材料としては、例えば、銀粒子を分散させたインクが挙げられる。

また、本実施の形態においては、マイクロコンタクトプリント法により、一枚のアレイ基板１１の両面にＴＦＴを形成させた後、双方をスルーホールにより電気的に接続することで、表示装置１を作製することを想定していた。しかしながら、この作製方法に限定されるものではない。以下、図１５及び図１６を参照し、表示装置１のアレイ基板１１の構成の変形例を説明する。
＜変形例＞

図１５は、変形例における表示装置１のアレイ基板１１を第一主平面１１ａ側斜め上からみた拡大斜視図であり、図１６は、図１５におけるＣ−Ｃ線での矢視方向断面図である。図１５に示すように、アレイ基板１１は、基板１０ｃ、１０ｄが重なった状態で１枚のアレイ基板１１が構成されている。そして、基板１０ｃにおける基板１０ｄと接する面と反対側の面１０ｅには、データ線１６、ゲート線１７、画素電極１８、半導体２０が配置されている。それぞれの形状及び配置は、図２におけるアレイ基板１１の第一主平面１１ａと同様である。また、基板１０ｄにおける基板１０ｃと接する面と反対側の面１０ｆには、図示しないが、データドライバ１４、及びゲートドライバ１５が配置されている。また、図１５及び図１６に示すように、基板１０ｃに配置されているデータ線１６と基板１０ｄに配置されているデータドライバ１４とは、基板１０ｃと基板１０ｄとの上側端に設けられている接続線７０により電気的に接続した状態となっている。また、基板１０ｃに配置されているゲート線１７と基板１０ｄに配置されているゲートドライバ１５（図示外）とは、基板１０ｃと基板１０ｄとの左側端に設けられている接続線７１により電気的に接続した状態となっている。

以上説明した構成とすることにより、アレイ基板１１の作製方法を簡易化することが可能となる。すなわち、一般的なＴＦＴ作製方法であるフォトリソグラフィー法及びエッチング法により、片面にデータ線１６、ゲート線１７、画素電極１８及びＴＦＴ１９を形成させた基板１０ｃと、片面にデータドライバ１４、及びゲートドライバ１５を形成させた基板１０ｄとをそれぞれ作製する。そして、双方の基板１０ｃ、１０ｄのうち、デバイスが形成されていない面どうしを重ね合わせる。そして、重ね合わせた状態のアレイ基板１１の上側端と左側端とに、両面のデバイス同士を電気に接続させるための接続線７０、７１を形成させる。このことにより、表示装置１のアレイ基板１１を作製することが可能となる。このことによって、一般的なＴＦＴ作製工程を利用してアレイ基板１１を作製することが可能となる。また、接続線７０、７１が表出した状態となるので、接続線７０、７１の形成が容易化する。

表示装置１の構成概要及び機能構成を示すブロック図である。 アレイ基板１１の第一主平面１１ａの物理的構成を示す拡大平面図である。 図２におけるＡ−Ａ線矢視方向断面図である。 アレイ基板１１の第二主平面１１ｂの物理的構成を示す平面図である。 図２におけるＢ−Ｂ線矢視方向断面図である。 第一無機化膜形成工程を示す模式図である。 第一マイクロコンタクトプリント工程を示す模式図である。 第一触媒付着工程を示す模式図である。 第一無電解めっき工程を示す模式図である。 絶縁膜形成工程を示す模式図である。 第二マイクロコンタクトプリント工程を示す模式図である。 第二触媒付着工程を示す模式図である。 第二無電解めっき工程を示す模式図である。 半導体形成工程を示す模式図である。 変形例におけるアレイ基板１１の物理的構成を示す拡大斜視図である。 図１５におけるＣ−Ｃ線矢視方向断面図である。

符号の説明

１ 表示装置
１０ 基板
１１ アレイ基板
１１ａ 第一主平面
１１ｂ 第二主平面
１２ 対向基板
１３ 画像形成素子
１４ データドライバ
１５ ゲートドライバ
１６ データ線
１７ ゲート線
１８ 画素電極
１９ ＴＦＴ
２２、２３、７０、７１ 接続線
４０、４１ スルーホール

Claims (3)

1. 対向して配置されたアレイ基板と対向基板と、当該アレイ基板と当該対向基板との間に保持された画像形成素子とから構成されるマトリクス型表示装置であって、
   前記アレイ基板の第一主平面上に配設された複数のデータ線と、
   前記アレイ基板の前記第一主平面上に配設され、前記データ線に交差して配設された複数のゲート線と、
   前記データ線と前記ゲート線との交差部にマトリクス状に配置された複数の画素電極と、
   前記画素電極のそれぞれに対応して配設された薄膜トランジスタであって、ドレイン及びソースの一方が当該画素電極に接続され、前記ドレイン及び前記ソースの他方が当該画素電極に対応する前記データ線に接続され、前記ゲートが当該画素電極に対応する前記ゲート線に接続されている複数の薄膜トランジスタと、
   前記アレイ基板における前記第一主平面と反対側の面である第二主平面上に配設され、前記データ線に電圧を印加して前記薄膜トランジスタを駆動させるデータ駆動回路と、
   前記アレイ基板における前記第一主平面と反対側の面である第二主平面上に配設され、前記ゲート線に電圧を印加して前記薄膜トランジスタを駆動させるゲート駆動回路と、
   前記データ線と前記データ駆動回路との間、及び、前記ゲート線と前記ゲート駆動回路との間を電気的に接続させるために前記第一主平面と前記第二主平面とに跨って配置された接続パターンであって、前記アレイ基板の厚さ方向部分に相当する跨部が前記アレイ基板の縁部分に設けられている接続パターンとを備えたことを特徴とするマトリクス型表示装置。
2. 前記接続パターンの前記跨部は、前記アレイ基板の側縁に表出して配設されていることを特徴とする請求項１に記載のマトリクス型表示装置。
3. 前記接続パターンの前記跨部は、前記アレイ基板の縁部分に設けられたスルーホールを介して配設されていることを特徴とする請求項１に記載のマトリクス型表示装置。

Images