专利名称：有源矩阵衬底及液晶显示装置的制造方法
技术领域：
本发明涉及TFT(Thin Film Transistor薄膜晶体管)、TFID(Thin Film Diode薄膜二极管)等有源元件形成矩阵状而构成的有源矩阵衬底的制造方法及使用它的液晶显示装置的制造方法。
背景技术：
迄今，已知一种具有有源矩阵衬底、对置衬底、以及将液晶夹持在它们之间构成的液晶显示装置。在该液晶显示装置中，在有源矩阵衬底上设有有源元件及由它选择驱动的像素电极，在对置衬底上设有对置电极。在这样的液晶显示装置中，为了实现彩色显示，在每个显示像素上配置有红(R)、绿(G)、蓝(B)色彩的透射型的滤色片。
在特开平9-292633号公报中记载了采用喷墨方式将固化性油墨供给在衬底上形成的TFT之间的开口区域，形成滤色片，在该滤色片上形成透明像素电极。
可是，在上述特开平9-292633号公报中，油墨层的形成和像素电极的形成需要分别进行，难免制造工序的复杂性。
另外，由于在形成像素电极之前喷墨，所以为了防止有源元件的电极被覆盖，需要在有源元件的整个上表面上形成了钝化膜或遮光层后再喷墨，但又需要在这些钝化膜或遮光层上形成供像素电极与有源元件的电极连接用的接触孔，增加了制造工序的复杂性。
另一方面，在特开平8-313726号公报中记载了通过使作为滤色片的着色层具有导电性而兼作像素电极用。如果采用该方法，则能通过相同的作业进行油墨层的形成和像素电极的形成，不需要在钝化膜或遮光层上形成接触孔。
可是，在上述特开平8-313726号公报中，虽然通过使用导电性的抗蚀剂形成图形作为滤色片，但为了同时满足最佳色调整、导电性、抗蚀剂的性能这三方面的要求而能选定的材料是极其有限的。例如，如果将导电性材料混合在通常的光聚合物型的彩色抗蚀剂中，则有时光引发剂会妨碍基的发生。所以存在难以实现的情况。
另外，由于使用抗蚀剂构图时曝光、显影等工序是不可缺少的，所以制造工序的复杂性也就不可避免了。另外，由于构图而不得不将不需要的抗蚀剂除去，所以着色材料和导电性材料不得不浪费掉。
本发明的目的在于提供一种能避免制造工序的复杂性，材料选择的范围宽，同时制造的成品率高的有源矩阵衬底的制造方法及使用它的液晶显示装置的制造方法。
发明的公开为了解决上述课题，本发明的有源矩阵衬底的制造方法的特征在于通过采用喷墨方式将由着色材料和导电性材料混合而成的油墨喷射到导电性地连接有源元件的像素电极的形成区域中的工序，形成起像素电极及滤色片作用的导电性着色层。
在上述制造方法中，最好在上述有源元件中覆盖导电性地连接上述导电性着色层的一个电极以外的电极的位置，按照规定的高度形成了构成黑矩阵的绝缘层后，实施喷出上述油墨的上述工序。
另外，也可以在形成上述导电性着色层的位置，形成了备有光反射性的反射层后，通过实施喷出上述油墨的上述工序，制造反射型的有源矩阵衬底。
另外，也可以通过在上述反射层上形成使光沿着层的厚度方向通过的间隙，制造半透射型的有源矩阵衬底。
在上述反射型或半透射型的有源矩阵元件的制造方法中，最好在上述有源元件中覆盖导电性地连接上述导电性着色层的一个电极以外的电极的位置形成第一绝缘层，在上述第一绝缘层上形成了使上述导电性着色层导电性地连接在上述一个电极上的上述反射层、以及构成黑矩阵的规定高度的第二绝缘层后，实施喷出上述油墨的上述工序。
另外，在上述反射型或半透射型的有源矩阵元件的制造方法中，最好在覆盖上述有源元件的整个表面的位置形成上述第一绝缘层，上述反射层通过在上述第一绝缘层中对应于上述一个电极的位置形成的接触孔导电性地连接在上述一个电极上。
另外，在上述制造方法中，喷出上述油墨而形成的像素电极的颜色最好至少有三种。
另外，在上述制造方法中，上述有源元件既可以是薄膜晶体管(TFT)，也可以是薄膜二极管(TFD)。
本发明的液晶显示装置的制造方法的特征在于将液晶层封闭在用上述的方法制造的有源矩阵衬底和相向于上述有源矩阵衬底而配置的对置衬底之间。
另外，本发明的电子装置的制造方法的特征在于将用上述的方法制造的液晶显示装置作为显示器用。
附图的简单说明
图1是表示第一实施形态的制造工序的一例的图。
图2是表示第一实施形态的制造工序的一例的图。
图3是表示第一实施形态的制造工序的一例的图。
图4是表示第一实施形态的制造工序的一例的图。
图5是第二实施形态的有源矩阵衬底及液晶显示装置的平面图(a)及沿其A-A’线的剖面图(b)。
图6是第三实施形态的有源矩阵衬底及液晶显示装置的制造工序的剖面图。
图7是第三实施形态的变例的有源矩阵衬底及液晶显示装置的制造工序的剖面图。
图8是第三实施形态的另一变例的有源矩阵衬底及液晶显示装置的制造工序的剖面图。
图9是表示第四实施形态的制造工序的一例的图。
图10是表示第四实施形态的制造工序的一例的图。
图11是表示第四实施形态的制造工序的一例的图。
图12是表示第四实施形态的制造工序的一例的图。
图13是表示第四实施形态的变例的制造工序的一例的图。
图14是表示第四实施形态的变例的制造工序的一例的图。
图15是表示第四实施形态的变例的制造工序的一例的图。
图16是用本发明的实施形态的制造方法制造的作为电子装置的笔记本型个人计算机的斜视图。
另外，图中的符号201、401及601是薄膜晶体管一侧的衬底，801是薄膜二极管一侧的衬底，202及602是TFT(薄膜晶体管)，802是TFD(薄膜二极管)，206～208、406～408、606～608及806～808是导电性着色层，209及409是漏区，611是漏极，412及812是导电层，210、410、610及810是有源矩阵衬底，217、417、617及817是对置衬底，218、418及618是对置电极，818是扫描线，219、419、619及819是液晶，220、420、620及820是绝缘膜，221、421、621及821是取向膜，222、422、622及822是取向膜，200、400、600、800及300是液晶显示装置，500是个人计算机(电子装置)。
实施发明用的优选形态以下用附图详细说明本发明的实施形态。
(1.第一实施形态)第一实施形态是用TFT作为有源元件的实施形态。
(1-1.制造工序)图1至图4是表示第一实施形态的制造工序的一例的图，各图(a)是平面图，(b)是沿(a)中的A-A’线的剖面图。首先，在薄膜晶体管一侧的衬底201上形成TFT202。该TFT202由栅极线203、源极线204、绝缘膜205等构成(图1)。
其次，如图2所示，形成由源极线204的保护膜构成的绝缘膜220。该绝缘膜220由于覆盖着TFT202的一部分(源极线204)、同时包围在像素的周围而形成，所以具有作为黑矩阵的功能。另外，由于按照规定的高度形成该绝缘膜，所以具有作为围堤的功能，以使后来喷出的油墨不至溢到其他像素上。
绝缘膜220最好覆盖着TFT202中导电性地连接导电性着色层的漏极以外的电极(源极及栅极)形成。因此，在供给导电性油墨的情况下，导电性油墨只连接漏区，而不能连接源极及栅极。
另外，绝缘膜220最好沿呈矩阵状交叉的源极线204及栅极线203形成。因此，源极线、栅极线及黑矩阵的位置一致，能确保开口率。另外，由于覆盖着源极线204及栅极线203形成绝缘膜220，所以能防止导电性着色层与源极线204或栅极线203短路。
其次，如图3所示，在绝缘膜205上开出接触孔，然后采用喷墨方式将红色的导电性油墨、绿色的导电性油墨、蓝色的导电性油墨喷射到各像素内。作为这样的导电性油墨，能使用例如将导电性微粒混合、分散在油墨中而制成的导电性油墨。使喷出的油墨在自然气氛中干燥，用加热板及/或烘箱使其固化。因此，能形成导电性着色层206～208，完成有源矩阵衬底210。
在本实施例中，构成滤色片的油墨具有导电性。具有导电性的油墨例如能通过将构成透明导电膜的材料ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)、SnO2(氧化锡)等微粒混合在油墨中等形成。
而且，这样使油墨具有导电性，能将由它们形成的导电性着色层206～208作为设置在薄膜晶体管一侧的衬底上的滤色片使用，同时能作为驱动液晶用的像素电极使用。因此，这些导电性着色层206～208和TFT202的漏区209通过接触孔连接。
然后，如图4所示，层叠取向膜222后进行摩擦处理。另一方面，对置衬底217形成为在其内侧只设置由透明导电膜构成的对置电极218及取向膜221的结构。液晶219被封闭在薄膜晶体管一侧的衬底201和对置衬底217之间，构成液晶显示装置200。
如果采用本实施形态，则由导电性油墨构成的滤色片能设置在薄膜晶体管一侧的衬底上。因此，没有必要在对置衬底上形成滤色片，能降低对置衬底的制造成本。另外，薄膜晶体管一侧的衬底与对置衬底的贴合精度的允许度增大。
另外，如果采用本实施形态，则由于构成滤色片的导电性油墨兼作像素电极，所以能省略形成像素电极并使其构图的工序。因此能谋求降低成本及提高成品率。
另外，例如与在由ITO构成的像素电极的上部形成由彩色抗蚀剂等构成的滤色片的结构相比，本实施形态具有如下优点。即如果是在像素电极的上部形成滤色片的结构，则液晶驱动时的电压加在滤色片上，由于电压被分压，加在液晶上的电压(有效电压)减少，这成为图像品质下降的原因。与此不同，在本实施形态中，由于导电性着色层206～208兼作像素电极和滤色片，所以能有效地防止发生这样的图像品质下降的问题。
另外，如果采用本实施形态，则与在像素电极的上部形成滤色片的结构相比，能提高开口率。即，如果采用在像素电极的上部形成滤色片的结构，则需要有像素电极和滤色片的配合裕量，但如果采用本实施形态，则不需要这样的配合裕量，能提高与此相应的开口率。
(1-2.导电性着色层)其次，如上述实施形态所示，通过将颜料等色素及ITO等导电性物质分散在溶剂中，能形成导电性着色层。
在将色素及导电性物质分散在溶剂中的情况下，有必要将色素和导电性物质等固态成分的比例抑制在一定值以下。如果导电性油墨中的固态成分的比例高，则适用期(保持能使用的液体状态的时间)缩短。即，色素、导电性物质等固态成分凝聚、导致导电性油墨不能喷出或喷出特性劣化，给工厂等中的生产带来障碍。
因此，固态成分比最好在百分之十左右以下，在百分之六以下就更好。另外，为了减少固态成分比，减少抗蚀剂中含有的导电性物质等即可，但如果太少，导电性着色层的电阻率增大。因此，有必要考虑适用期与电阻率的关系，使固态成分比达到最佳平衡值。
在将颜料等分散在溶剂中的情况下，虽然没有特别限制，但例如作为红色系列的颜料能举出紫苏烯类、蒽醌类、联蒽醌类、偶氮类、重氮类、喹吖酮类、蒽类等颜料。另外，作为绿色系列的颜料能举出卤化酞菁类等颜料。另外，作为蓝色系列的颜料能举出金属酞菁类、阴丹士林类、靛酚类等颜料。至于其他，也可以合并使用紫色系列、黄色系列、深蓝色系列及深红色系列的颜料。
(1-3.导电性)本实施例中的导电性着色层也具有规定的阻抗分量(电阻率及电容分量)。因此，起因于导电性着色层介于漏区和液晶之间，会发生加在液晶上的有效电压下降的问题。因此，导电性着色层的电阻率最好尽可能地小。
导电性着色层的电阻率虽然与液晶面板的尺寸、目标显示特性等有关，但最好在1×107Ω·cm左右以下，在1×106Ω·cm左右以下就更好。
(1-4.导电性微粒的形状等)着色层中含有的导电性物质最好呈微粒状。因为这样能将因含有导电性物质而引起的彩色抗蚀剂的透射率的下降抑制在最小范围。由于同样的理由，分散的导电性物质最好有透明性。因此，作为导电性物质，ITO、SnO2等最适合。或者也可以使用它们和碳、金、银的混合材料。
另外，在使导电性物质呈微粒状的情况下，比起球状来，其微粒的形状最好呈碟状或棒状等。这是因为如果采用碟状、棒状等，则能使相邻的微粒之间的重叠面积大，其结果是，能使电流更容易流过，能使电阻率下降。即，为了使电阻率下降，增大分散的导电性微粒的比例即可，但如果太大，则会发生例如透射率下降、或色特性下降、或上述的适用期等问题。如果作成碟状、棒状等能使相邻的微粒之间的重叠面积大的形状，则不太增高导电性微粒的比例，就能使电阻率下降。
另外，为了实现导电性物质的均匀分散状态，最好对导电性物质进行疏水处理，使其表面具有疏水性。即，如果导电性微粒的表面具有亲水性，则由于颜料等色素多半具有疏水性的表面，所以会发生亲水性的导电性微粒的二次凝聚等，有可能不能获得均匀的分散状态。例如使用偶联剂等，能实现疏水处理，作为偶联剂能使用硅烷类、钛酸盐类、铬系等各种物质。
在本实施例中的黑矩阵被配置在条型、镶嵌型、三角型、四像素配置型等的图形上所配置的滤色片之间，形成遮光层。
(1-5.黑矩阵)另外，在本实施例中，构成黑矩阵的绝缘膜最好是氧化硅膜。氧化硅膜一般作为薄膜晶体管、LSI等的制造工艺中的绝缘膜使用，因为它的耐热性、耐药品性优越。
即，与现有的黑矩阵中使用的材料相比，与薄膜晶体管等的制造工艺的相容性好。特别是在薄膜晶体管一侧的衬底上形成黑矩阵的情况下，其相容性已成问题。在此情况下，是因为用与薄膜晶体管同一制造工艺形成黑矩阵的缘故。
因此，作为黑矩阵的材料，如果使用薄膜晶体管的制造中一般使用的氧化硅膜等，就不必那么考虑例如黑矩阵的形成工序之后使用的刻蚀液、温度等。因此，容易选择制造工艺中所使用的药品等。另外，在薄膜晶体管中的绝缘膜和黑矩阵呈多层结构的情况下，由于它们用同一材料形成，所以能减少由应力等产生的变形的不良影响。
另外，构成黑矩阵的氧化硅膜能兼作薄膜晶体管的绝缘膜(源极线的保护膜)使用。
另外，在本实施例中，不仅氧化硅膜，还能采用与该氧化硅膜材质均等的膜、氧化钛膜等，如果与薄膜晶体管等的制造工艺的相容性好，则能采用各种材料。
另外，在本实施例中，作为绝缘膜中包含的色素，最好使用颜料。颜料比较具有耐热性，因此，在增大了滤色片等的耐热性时，希望相应地增大色素的耐热性。但绝缘膜中包含的色素不限于此，例如也可以使用染料等。在本实施例中作为绝缘膜中包含的黑色颜料，可以考虑碳系的物质。
(2.第二实施形态)第二实施形态是使金属等导电层介于导电性的着色层和薄膜晶体管的漏区之间的实施形态。
图5是第二实施形态的有源矩阵衬底及液晶显示装置的平面图(a)及沿其A-A’线的剖面图(b)。其制造方法与第一实施形态的不同点在于在绝缘膜405上开设了通到漏区409用的接触孔后，形成使漏区409和导电性着色层406～408导通的导电层412。该导电层412由金属等构成。而且，在形成了导电层412后，形成兼作滤色片和像素电极的导电性着色层406～408，作为有源矩阵衬底410。与上述第一实施形态同样地形成取向膜422、对置衬底417、对置电极418、取向膜421、液晶419，构成液晶显示装置400。
如果采用本实施形态，则构成像素电极的导电性着色层406～408与漏区409之间能取得良好的接触，能降低接触电阻等。因此，能增高加在液晶上的有效电压，能谋求提高显示特性。在此情况下，作为导电层412的材料，最好是能使与漏区之间的接触电阻及与导电性着色层之间的接触电阻足够小的材料。
(2-1.变例1)另外，本实施形态不限于上述的情况，也可以在形成源极线404时，利用与源极线404相同的材料形成导电层412。即，在构图形成源极线404时，也构图形成与该源极线404相同材料的导电层412。此后，形成导电性着色层406～408。如果采用这样用与源极线404相同的材料形成导电层412的方法，则为了形成导电层不需要增加新的光刻及刻蚀工序，能谋求减少工序数及提高成品率。
在本实施形态中，确定与导电性着色层406之间的接触面积的大小，以便将由金属等构成的导电层412从接触孔引出，充分地降低与导电性油墨之间的接触电阻。但是，在导电层412由非透光性材料构成的情况下，如果该接触面积过大，则开口率下降，所以有必要根据所要求的接触电阻和开口率，决定其接触面积的大小。
(2-2.变例2)如图5所示，导电层412虽然只在接触孔的周边部形成即可，但不限于此，也可以在构成像素电极的导电性着色层406的周边部形成。因此，能使漏区409与像素电极之间的寄生电阻小，能防止图像品质下降。
另外，在导电性着色层406的周边部形成导电层412的情况下，能将设置在周边部的导电层412兼用作黑矩阵的一部分。在此情况下，栅极线403、源极线404成为黑矩阵的另一部分。
(2-3.变例3)另外，也可以在导电性着色层406～408下部的整个表面上用ITO形成导电层412。因此，假设即使导电性着色层406～408的电阻率高，但由于实际上这样的电阻只与导电性着色层的厚度部分有关，所以能有效地防止加在液晶上的有效电压的降低。
(2-4.变例4)另外，如果在导电性着色层406～408下部的整个表面上形成导电层412，同时用金属等非透光性的材料形成导电层412，则能构成反射型的有源矩阵型液晶显示装置。形成反射型的有源矩阵型液晶显示装置时，作为导电层412的材料最好是反射率尽可能高的材料。
在现有的反射型液晶显示装置中，在对置衬底一侧形成滤色片。可是在反射型液晶显示装置中，由于只是反射光成为光源，所以希望开口率更高一些。在本实施例中，通过将滤色片内置于薄膜晶体管一侧的衬底上，能提高开口率。另外，通过使滤色片具有导电性，能防止由于滤色片介于像素电极与液晶之间而产生的分压问题等。
另外，为了构成反射型液晶显示装置而封入的液晶419最好是高分子分散型液晶(PDLC)。在PDLC中，与TN液晶不同，能用散射强度控制光的透射，具有不需要偏振片的优点。由于不需要偏振片，所以能提高开口率，同时能降低装置的制造成本。通过将微米量级大小的液晶分子分散在高分子中，使网状的高分子中含有液晶，由此能实现PDLC。
(3.第三实施形态)第三实施形态是作为有源元件的TFT使用与上述不同形态的TFT的实施形态。与上述第一及第二实施形态的不同点在于TFT的栅极和源极及漏极的位置关系上下相反。
图6是第三实施形态的有源矩阵衬底及液晶显示装置的制造工序的剖面图。如图6(a)所示，通过在薄膜晶体管一侧的衬底601上形成栅极603、栅绝缘膜605、非晶硅膜631、刻蚀保护膜632、欧姆层633、源极604及漏极611，形成TFT602。
其次，如图6(b)所示，在源极604上形成绝缘膜620。该绝缘膜兼作黑矩阵，而且兼作围堤用，以便后来供给的油墨不至溢到其他像素上。
另外，如图6(c)所示，有选择地将红、绿、蓝色的导电性油墨喷射到各像素上，使其干燥及固化。因此，形成兼备像素电极及滤色片功能的导电性着色层606、607、608，完成有源矩阵衬底610。
最后，如图6(d)所示，层叠取向膜622后进行摩擦处理。另一方面，对置衬底617在其内侧设置由透明导电膜构成的对置电极618及取向膜621。液晶619被封闭在薄膜晶体管一侧的衬底601与对置衬底617之间，构成液晶显示装置600。
如果采用本实施形态，则由于漏极611配置在TFT602的上表面上，所以一概不需要与像素电极导通用的接触孔，具有能简化工序的优点。
另外，TFT的结构不限于上述各实施形态中说明的结构，能采用非晶硅薄膜晶体管中的倒姿态型、正姿态型的结构，多晶硅薄膜晶体管中的平面型、正姿态型的结构等各种结构。
(3-1.变例5)图7是表示第三实施形态的变例的图。另外，与图6相同的部分标以相同的符号，其说明从略。本变例是通过将备有光反射性的电极641导电性地连接在第三实施形态的漏极611上而设置的，作成反射型液晶显示装置的例子。
首先，如图7(a)所示，与图6(a)相同，形成包含源极604及漏极611的TFT602。
其次，如图7(b)所示，形成绝缘膜640。在形成反射型液晶显示装置的情况下，能取得不设置该绝缘膜640的结构。可是，作为反射型液晶显示装置，最好提高反射光的利用效率。即，最好将起像素电极作用的部分的面积形成得更大一些。因此，靠近构成相邻的晶体管或布线的电极(在图7中为源极604)上方的部分也作成起像素电极作用的部分，形成绝缘膜640。
这里，由于本实施形态是反射型液晶显示装置，所以绝缘膜640也可以不具有透光性。
形成了绝缘膜640后，在绝缘膜640上开设通到漏极611用的接触孔，形成与漏极611导通的导电层641。
为了作成反射型液晶显示装置，利用铝(Al)等光的反射率尽量高的材料形成该导电层641。另外，图中虽然未示出，但作为反射型液晶显示装置，为了使显示品质更好，在导电层641的表面上形成有细微凹凸的漫反射面。
而且，与图6所示的例子相同，形成绝缘膜620。但是，不需要覆盖全部源极604这一点与图6所述的例子不同。该绝缘膜620兼作黑矩阵，而且兼作围堤用，以便后来供给的油墨不至溢到其他像素上。
另外，如图7(c)所示，有选择地将红、绿、蓝色的导电性油墨喷射到各像素上，使其干燥及固化。因此，形成兼备像素电极及滤色片功能的导电性着色层606、607、608，完成反射型的有源矩阵衬底610’。
最后，如图7(d)所示，层叠取向膜622后进行摩擦处理。另一方面，对置衬底617在其内侧设置由透明导电膜构成的对置电极618及取向膜621。液晶619被封闭在薄膜晶体管一侧的衬底601与对置衬底617之间，构成液晶显示装置600’。
(3-2.变例6)图8是表示第三实施形态的另一变例的图。另外，与图6或图7相同的部分标以相同的符号，其说明从略。本变例是通过用金属等非透光性的材料形成变例5中的导电层641，而且形成局部地具有透光性的形状，作成导电层651，由此构成半透射型的有源矩阵型液晶显示装置的例子。
首先，如图8(a)所示，与图6(a)及图7(a)相同，形成包含源极604及漏极611的TFT602。
其次，如图8(b)所示，形成绝缘膜650。这里，由于本变例是将各反射光及透射光用于显示的半透射型液晶显示装置，所以利用有透光性的材料形成绝缘膜650。另外，也能采用不形成绝缘膜650的结构。可是，由于与变例5中最好形成绝缘膜640同样的理由，在本变例中最好形成绝缘膜650。
形成绝缘膜650后，在绝缘膜650上开设了通到漏极611用的接触孔，形成与漏极611导通的导电层651。
为了作成将反射光也用于显示的半透射型液晶显示装置，利用铝(Al)等光的反射率尽量高的材料形成该导电层651。另外，图中虽然未示出，但在本变例中，为了将反射光用于显示时使显示品质更好，在导电层651的表面上形成有细微凹凸的漫反射面。
与变例5的不同点在于在该导电层651上形成使光局部地透过用的狭缝652。在导电层651的构图工序中形成该狭缝652。
另外，赋予导电层651以透光性用的形状不限于狭缝，只要是将导电层651局部地除去的形状，则什么样的形状都可以。另外，根据将透过像素区域的光(背光)的透射率设定成怎样的程度，决定局部地除去导电层651的面积。
其次，与图7所示的例子相同，形成绝缘膜620。该绝缘膜620兼作黑矩阵，而且兼作围堤用，以便后来供给的油墨不至溢到其他像素上。
另外，如图8(c)所示，有选择地将红、绿、蓝色的导电性油墨喷射到各像素上，使其干燥及固化。因此，形成兼备像素电极及滤色片功能的导电性着色层606、607、608，完成半透射型的有源矩阵衬底610”。
最后，如图8(d)所示，层叠取向膜622后进行摩擦处理。另一方面，对置衬底617在其内侧设置由透明导电膜构成的对置电极618及取向膜621。液晶619被封闭在薄膜晶体管一侧的衬底601和对置衬底617之间。
另外，设置从薄膜晶体管一侧的衬底601一侧照射光的背光660，构成半透射型液晶显示装置600”。
(4.第四实施形态)第四实施形态是用TFD作为有源元件的实施形态。
图9至图12是表示第四实施形态的制造工序之一例的图，各图(a)是平面图，(b)是沿(a)中的A-A’线的剖面图。首先，例如用玻璃、塑料、瓷、半导体芯片等具有绝缘性的材料形成薄膜二极管一侧的衬底801。在构成透射型液晶显示装置的情况下，该薄膜二极管一侧的衬底801有必要具有透明性，但在构成反射型液晶显示装置的情况下，不需要有透明性。
如图9所示，在薄膜二极管一侧的衬底801上，按照规定的图形形成信号线814、TFD802的第一导电膜851。具体地说，用溅射法或电子束蒸镀法形成钽或以钽为主成分的金属，进行反应性离子刻蚀或化学干法刻蚀，形成规定的图形。
信号线814作为扫描信号线使用，在薄膜二极管一侧的衬底801上按照规定的图形并行地设置多条，延伸到配置图中未示出的扫描信号驱动电路的驱动用IC的位置。
以从信号线814延长并配置在薄膜二极管一侧的衬底801上、与信号线814连接的状态形成第一导电膜851。
另外，根据需要，也可以在其构图之前，在薄膜二极管一侧的衬底801的整个表面上形成氧化钽构成的保护氧化膜。能用下述的一些方法形成该保护氧化膜对利用溅射法淀积的钽膜进行热氧化的方法、使用由氧化钽构成的靶的溅射法等。
其次，将薄膜二极管一侧的衬底801放入柠檬酸等电解液中，使信号线814及第一导电膜851进行阳极氧化，在它们的表面上形成氧化钽膜，从而在第一导电膜851的表面上形成绝缘膜852。
其次，在薄膜二极管一侧的衬底801的整个表面上溅射铬(Cr)，形成铬膜后进行刻蚀，对规定形状的第二导电膜853进行构图。通过形成该第二导电膜853，形成作为两端型非线性元件的TFD802。因此，第一导电膜851和第二导电膜853夹着绝缘膜852进行电容耦合。另外，来自驱动用IC的信号从信号线814传输给第一导电膜851，被输入TFD802。
另外，在该薄膜二极管一侧的衬底12上，遍及各像素的几乎全部区域形成规定图形的导电层812。在构成透射型液晶显示装置的情况下，例如由ITO构成导电层812。在构成反射型液晶显示装置的情况下，由铝(Al)构成导电层812，在表面上形成有细微凹凸的漫反射面。
另外，在TFD802一侧的位置，导电层812与第二导电膜853重叠，与TFD802连接。来自信号线814的信号通过TFD802，被输入导电层812。
其次，如图10所示，形成覆盖信号线814的绝缘膜820。如图10(a)所示，不仅在信号线814上、而且在各像素之间的边界部分形成该绝缘膜820，以便兼作黑矩阵和围堤。
然后，如图11所示，将导电性油墨喷射到各像素上，使其干燥及固化后作为导电性着色层806～808，完成有源矩阵衬底810。
其次，如图12所示，将取向膜822层叠在有源矩阵衬底810上以后进行摩擦处理。另一方面，将扫描线818配置在透明的对置衬底817上，再层叠取向膜821后进行摩擦处理，使对置衬底817与有源矩阵衬底810相向，将液晶619封闭在它们之间，构成液晶显示装置800。
另外，在对置衬底817的外侧表面上配置图中未示出的偏振片。将背光附加在透射型有源矩阵衬底上，作成液晶显示装置。
(4-1.变例7)图13至图15是表示第四实施形态的变例的有源矩阵衬底及液晶显示装置的制造工序的一例的图。各图(a)是平面图，(b)是沿其A-A’线的剖面图。另外，与图9至图12相同的部分标以相同的符号，其说明从略。本变例是通过用金属等非透光性的材料形成第四实施形态的导电层812，而且形成局部地赋予透光性的形状，作成导电层870，构成半透射型的有源矩阵型液晶显示装置。
如图13所示，制造本变例的有源矩阵衬底时，首先与图9相同，形成构成TFD的第二导电膜853。
其次，如图14所示，形成备有透光性的绝缘膜860。这里，也能取得不设置该绝缘膜860的结构。可是，作为不限于反射型的半透射型液晶显示装置，最好提高反射光的利用效率。即，最好将起像素电极作用的部分的面积形成得更大一些。因此，为了将构成相邻TFD或布线的电极(在图14中为相邻的第二导电膜853)的上部也作成起像素电极作用的部分，形成绝缘膜860。
形成了绝缘膜860后，在绝缘膜860上开设通过第二导电膜853用的接触孔，形成与第二导电膜853导通的导电层870。
为了作成将反射光也用于显示的半透射型液晶显示装置，利用铝(Al)等光反射率尽量高的材料形成该导电层870。另外，图中虽然未示出，但为了使反射光被用于显示时的显示品质更好，在导电层870的表面上形成有细微凹凸的漫反射面。
另外，在该导电层870上形成使光局部地透过用的狭缝872。在导电层870的构图工序中形成该狭缝872。
另外，赋予导电层870以透光性用的形状不限于狭缝，只要是将导电层870局部地除去的形状，则什么样的形状都可以。另外，根据将透过像素区域的光(背光)的透射率设定成怎样的程度，决定局部地除去导电层870的面积。
其次，如图15所示，按照沿导电层870的外缘的形状形成绝缘膜880。在各像素之间的边界部分上形成该绝缘膜880，以便兼作黑矩阵和围堤。
然后，将导电性油墨喷射到各像素上，使其干燥及固化后作为导电性着色层806～808，完成构成半透射型的液晶显示装置的有源矩阵衬底810’。
其次，与图12相同，将取向膜822层叠在有源矩阵衬底810’上以后进行摩擦处理。另一方面，将扫描线818配置在透明的对置衬底817上，再层叠取向膜821后进行摩擦处理，使对置衬底817与有源矩阵衬底810’相对，将液晶819封闭在它们之间，形成液晶显示装置800’。
另外，在对置衬底817的外侧表面上配置图中未示出的偏振片。由于本变例作为半透射型液晶显示装置，所以配置背光890。
这里，虽然未进行图示，但如果作成不形成导电层870的狭缝的结构，则能作成反射型液晶显示装置。
(5.电子装置)图16是用本发明的一种实施形态的制造方法制造的作为电子装置的笔记本型个人计算机的斜视图。该个人计算机500由于使用上述的彩色液晶显示装置作为显示部，所以有材料的选择幅度大、同时制造成品率高的优点。
如图所示，液晶显示装置300被收容在框体510中，液晶显示装置300的显示区域从该框体510上形成的开口部511露出。另外，个人计算机500备有作为输入部的键盘530。
该个人计算机500除了液晶显示装置300以外，虽然未进行图示，但还包括显示信息输出源、显示信息处理电路、时钟发生电路等各种电路、以及由向这些电路供电的电源电路等构成的显示信号生成部。例如根据从输入部530输入的信息等，由显示信号生成部生成的显示信号被供给液晶显示装置300，从而形成显示图像。
作为组装了本实施形态的电光装置的电子装置，不限于个人计算机，还能举出移动型电话机、电子笔记本、寻呼机、POS终端、IC卡、小型磁盘唱机、液晶投影机、工程工作站(EWS)、文字处理器、电视机、取景器型或监视器直视型的磁带录像机、台式电子计算机、车辆导行装置、备有触摸面板的装置、钟表、游戏机等各种电子装置。
工业上利用的可能性如果采用本发明，则能提供一种能避免制造工序的繁杂性、材料选择的幅度大、同时制造的成品率高的有源矩阵衬底的制造方法、以及采用该方法的液晶显示装置的制造方法。
权利要求
1.一种有源矩阵衬底的制造方法，在该有源矩阵衬底上呈矩阵状地形成了有源元件，该有源矩阵衬底的制造方法的特征在于通过采用喷墨方式将由着色材料和导电性材料混合而成的油墨喷射到导电性地连接上述有源元件的像素电极的形成区域中的工序，形成起像素电极及滤色片作用的导电性着色层。
2.根据权利要求1所述的有源矩阵衬底的制造方法，其特征在于在上述有源元件中覆盖导电性地连接上述导电性着色层的一个电极以外的电极的位置，按照规定的高度形成了构成黑矩阵的绝缘层后，执行喷出上述油墨的上述工序。
3.根据权利要求1所述的有源矩阵衬底的制造方法，其特征在于在形成上述导电性着色层的位置，形成了备有光反射性的反射层后，通过执行喷出上述油墨的上述工序，制造反射型的有源矩阵衬底。
4.根据权利要求3所述的有源矩阵衬底的制造方法，其特征在于通过在上述反射层上形成使光沿着层的厚度方向透过的间隙，制造半透射型的有源矩阵衬底。
5.根据权利要求3或4所述的有源矩阵衬底的制造方法，其特征在于在上述有源元件中覆盖导电性地连接上述导电性着色层的一个电极以外的电极的位置形成第一绝缘层，在上述第一绝缘层上形成了使上述导电性着色层导电性地连接在上述一个电极上的上述反射层、以及构成黑矩阵的规定高度的第二绝缘层后，执行喷出上述油墨的上述工序。
6.根据权利要求5所述的有源矩阵衬底的制造方法，其特征在于在覆盖上述有源元件的整个表面的位置形成上述第一绝缘层，上述反射层通过在上述第一绝缘层中对应于上述一个电极的位置形成的接触孔导电性地连接在上述一个电极上。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的有源矩阵衬底的制造方法，其特征在于喷出上述油墨形成的像素电极的颜色至少有三种。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的有源矩阵衬底的制造方法，其特征在于上述有源元件是薄膜晶体管(TFT)。
9.根据权利要求1至7中的任意一项所述的有源矩阵衬底的制造方法，其特征在于上述有源元件是薄膜二极管(TFD)。
10.一种液晶显示装置的制造方法，其特征在于将液晶层封闭在利用权利要求1至9中的任意一项所述的方法制造的有源矩阵衬底和相向于上述有源矩阵衬底而配置的对置衬底之间。
11.一种电子装置的制造方法，其特征在于将用权利要求10所述的方法制造的液晶显示装置用作显示器。
全文摘要
本发明的课题是一种能避免制造工序的繁杂性，拓宽材料选择的幅度，同时制造成品率高的有源矩阵衬底的制造方法及使用它的液晶显示装置的制造方法。通过采用喷墨方式将由着色材料和导电性材料混合而成的油墨喷射到导电性地连接到有源元件(602)的像素电极的形成区域中的工序，形成起像素电极及滤色片作用的导电性着色层(606～608)。
文档编号G09F9/30GK1401094SQ01804883
公开日2003年3月5日 申请日期2001年10月17日 优先权日2000年10月17日
发明者木口浩史, 片上悟, 川濑智己, 有贺久, 清水政春 申请人:精工爱普生株式会社