专利名称：电极基板、薄膜晶体管、显示装置、及其制造方法
技术领域：
本发明涉及隔着绝缘膜使下部电极和上部电极对峙的电极基板、及使用它的薄膜晶体管、显示装置等的半导体器件，以及其制造方法。
背景技术：
作为隔着绝缘膜使下部电极和上部电极对峙的电极基板，例如有用于有源矩阵驱动液晶显示装置的薄膜晶体管的电极基板。在该电极基板中，在玻璃等构成的基板上依次层叠成为栅极布线/电极的下部电极、栅极绝缘膜、源/漏电极、以及成为信号布线的上部电极。为了将薄膜晶体管和由其驱动的显示装置高精度地形成在大面积的基板上，构成布线/电极等的下部电极和上部电极需要被分别加工形成为微细图形，而且被相互正确地定位并配置。因此，作为加工形成上述下部电极和上部电极的一般方法，采用分别使用各自的光掩模的所谓光刻法。在该方法中，配置在电极上淀积了预先被微细地加工过的光掩模的(正型的)光抗蚀剂，进行光照射而从曝光区域除去光抗蚀剂，从光抗蚀剂的非覆盖区域除去电极而对电极进行加工，最后除去光抗蚀剂。通过将用于各电极的加工的光掩模相对于基板正确地定位，可以将各电极图形正确地定位。
作为将下部电极和上部电极正确地定位的方法，已知有背面曝光法。在该方法中，作为决定上部电极的图形形状的‘一部分’的光掩模，是辅助性地利用下部金属电极的‘一部分’的方法，该方法的细节，例如记载于本发明人的专利第3304671号。
此外，作为形成用于这些电极基板的电极的方法，例如，在日经electronics 2002年6.17号，pp.67-78.中记载的那样，取代使用光刻法，使用喷墨、镀敷、胶版印刷等所谓的直接描绘法等印刷法进行制造的方法近年来已在积极地研究。在这些印刷法中，由于将必要的材料仅配置形成在必要的部位，制造工序比光刻法工序少，而且材料的利用效率高，所以可以期待能够便宜地形成电极基板的优点。作为使用印刷法形成微细的电极图形的事例，在上面列举的文献中，介绍有以喷墨法形成线宽度小于等于5μm的金属布线的事例。
此外，使用上述电极基板的薄膜晶体管被利用于有源矩阵驱动显示装置，作为显示元件，例如使用液晶元件、有机场致发光元件、电泳元件等，被用于笔记本个人计算机用显示装置、携带电话、平面电视机等的平面型图像显示装置。此外，使用采用了上述电极基板的薄膜晶体管，有利用于非接触信息介质——非接触IC卡等为代表的RFID的机能。作为以图像或通信信息为媒介的人机接口装置，都被利用于支撑高度信息化社会的主干产品。
在上述现有技术中，作为形成具有微细的图形形状、相互被正确地定位的下部电极和上部电极隔着绝缘膜而对置的电极基板的方法，如果取代光刻法而能够采用印刷法，则可以期待制造工序大幅度地削减、材料的利用效率提高，从而能够低价地形成大量的电极基板的优点。
可是，以往由于以下的理由，在上述结构的电极基板中，特别是形成电极的方法上难以采用印刷法。即，在采用印刷法形成的电极中，在将微细形状的电极由印刷装置转印到基板上时产生‘位置偏移’。因此，即使在将下部电极和其上隔着绝缘层形成的上部电极的至少一个采用印刷法可以用微细的图形形状形成的情况下，仍然存在不能使两者正确地定位的问题。用表示本发明的电极基板中的电极的位置偏移问题的图12来说明它。图12(a)是表示被良好地定位的电极基板的例子的平面图，以及按A-A’切断的剖面图，图12(b)-图12(d)是表示产生了‘位置偏移’的电极基板的例子的平面图。在基板1上依次层叠下部电极2、绝缘膜3、上部电极5、6，在图12(a)中下部电极2上将左右端部和上部电极5、6的左右端部对准，被良好地定位。另一方面，图12(b)是表示下部电极2在基板表面上向右下方向产生了位置偏移的例子，图12(c)是表示上部电极5、6在绝缘膜表面上向左上方向产生了位置偏移的例子，图12(d)是表示产生了两方的位置偏移的例子。因产生位置偏移，例如即使在电极被微细地形成的情况下，下部电极2和上部电极5、6的位置对准也受到损失，产生不必要的重叠或分离。在喷墨法的情况下，已知这样的‘位置偏移’是从喷墨头喷出的导电性油墨在附着于基板之前的飞翔中产生的，在转印印刷法的情况下，已知这样的‘位置偏移’是在从转印辊对基板转印导电性油墨的图形的情况下发生的。
其结果，在形成没有电极的位置偏移缺陷的上述结构的电极基板的情况下，在至少一部分工序中，需要使用光刻法，有妨碍制造工序的削减、材料的利用效率提高的问题。此外，以印刷法进行制造的结果，在采用产生了位置偏移的电极基板，制造薄膜晶体管、以及使用该薄膜晶体管的显示装置等的半导体器件的情况下，存在器件的性能和均匀性低，而且不能进行器件的高集成化、高精细化的问题。
发明内容
对于这样的问题，本发明的目的在于，提供一种取代光刻法而使用印刷法，形成具有微细的图形形状、相互被正确地定位的下部电极和上部电极隔着绝缘膜进行自对准并对峙的电极基板及其制造方法，并提供使用了所述电极基板的薄膜晶体管、显示装置等的半导体器件及其制造方法。
作为解决上述课题的手段，采用以下方法作为电极基板的制造方法，该电极基板在基板上依次层叠下部电极、表面上具有疏液/亲液区域的绝缘膜、以及上部电极，其特征在于，下部电极和绝缘膜表面的疏液区域的图形形状大致一致，上部电极主要形成在绝缘膜表面的疏液区域以外的亲液区域上，其图形形状为将下部电极的图形形状大致反转的自对准的形状。首先，作为在绝缘膜表面提供疏液区域的构件，使用液体通过光照射从表面上不沾被滴下的液体的疏液性改变为浸润扩大的亲液性的感光性疏液膜，以下部电极作为光掩模从基板背面侧对所述感光性疏液膜进行光照射的所谓背面曝光法，将感光性疏液膜进行图形加工。即，在未被下部电极遮光的绝缘膜表面，感光性疏液膜被除去并形成亲液区域，在被下部电极遮光的绝缘膜表面，保留与下部电极大致同一形状的感光性疏液膜而形成疏液区域。通过在该绝缘膜表面的主要是亲液区域上，滴下并涂敷/烧结将金属超微粒子、金属络合物、或导电性高分子的至少其中之一分散在溶剂中的导电性油墨，将以图形形状为大致反转了下部电极的图形形状的形状为特征的上部电极自对准形成。
此外，形成一种薄膜晶体管，其特征在于，在电极基板中形成半导体膜，在电极基板中，作为下部电极，形成栅电极，作为上部电极，源电极和漏电极被形成在以与下部电极大致一致的图形形状通过由形成于绝缘膜表面的疏液区域分离为两处以上的亲液区域上，该图形形状具有将作为下部电极的栅电极形状大致反转的自对准的形状，并面对栅电极被自对准配置，半导体膜可跨越并覆盖所述电极基板上的源电极、漏电极、及夹置在两者间的绝缘膜表面(栅电极区域)的各自的至少一部分。
此外，形成一种有源矩阵型薄膜晶体管基板，其特征在于，在电极基板中，形成了半导体膜的薄膜晶体管被分别配置在所述栅极布线和所述信号布线的各交叉部分，在电极基板中，作为下部电极形成多个栅极布线/电极，多个信号布线、源/漏电极、及像素电极作为上部电极以与下部电极大致一致的图形形状形成在通过形成于绝缘膜表面的疏液区域而分离为多个亲液区域上，半导体膜可跨越并覆盖所述电极基板上的源电极、漏电极、及夹置在两者间的绝缘膜表面的疏液区域(栅极布线/电极区域)各自的至少一部分。
此外，形成一种有源矩阵型薄膜晶体管基板，其特征在于，在该有源矩阵型薄膜晶体管基板中，作为下部电极，将带有相邻配置的开口的环状的多个矩形相互至少在一个部位上连接的形状为特征的多个栅极布线/电极相互靠近配置，作为上部电极，面对所述栅极布线/电极，以在所述矩形之间的间隙跨越连接部的形状连接信号布线和源/漏电极并自对准形成，在所述矩形的环状的开口部形成像素电极。特别地，形成一种有源矩阵型薄膜晶体管基板，其特征在于，在所述多个栅极布线/电极的形状和配置中，使具有用于构成各个栅极布线/电极的开口的多个矩形进行连接的连接部的宽度、以及多个栅极布线/电极之间的间隙的宽度比具有用于构成所述各个栅极布线/电极的开口的多个矩形之间的间隔小。
作为感光性疏液膜，取代光抗蚀剂，使用至少一部分包含以氟或氢为终端的碳链的感光性疏液性单分子膜。
此外，作为具有上述特征的电极基板的制造方法，在依次层叠了不透光性的下部电极、透光性的绝缘膜、感光性疏液膜的透光性的基板表面上，将以具有透过基板、绝缘膜、感光性疏液膜而不透过下部电极的波长的光呈现光催化作用的氧化钛、掺氮氧化钛、钛酸锶等构成的光催化剂材料邻近或贴紧配置后进行背面曝光，通过吸收了透过基板、绝缘膜、感光性疏液膜的光的光催化剂材料呈现的光催化作用而分解除去感光性疏液膜，从而图形加工为与下部电极大致同一形状。采用这种方法的情况下，在基板或绝缘膜中至少一个上使用对感光性疏液膜的感光波长为不透明的材质也可以。作为除此以外的制造方法，也可以采用将绝缘膜上形成的光抗蚀剂进行背面曝光来加工形成为与下部电极同一图形形状，在其上层叠感光性疏液膜后除去光抗蚀剂的所谓剥离法，也可以将感光性疏液膜图形加工为与下部电极大致同一形状。
采用以上述结构和制造方法形成的电极基板、薄膜晶体管、以及有源矩阵型薄膜晶体管基板，形成液晶、电泳、或有机场致发光显示装置。此外，至少在一部分中使用上述电极基板和薄膜晶体管，形成RFID标记装置等的半导体器件。
在本发明中，采用以下制造方法如上述那样，作为感光性疏液膜，取代以往一般使用的光抗蚀剂而使用感光性疏液单分子膜，以下部电极作为光掩模，在将所述感光性疏液单分子膜曝光而形成了亲液/疏液图形的基板表面的亲液区域涂敷/烧结导电油墨来形成上部电极图形。此时，利用由发明人发现的图形形成原理，所以在作为决定上部电极的大致形状的光掩模的下部电极的形状上显现上述那样的特征。
因此，以下说明在本发明中使用的图形形成原理。首先，说明本发明中使用的感光性疏液单分子膜与作为以往的光抗蚀剂的感光性疏液膜的不同。光抗蚀剂的疏液性一般比感光性疏液单分子膜小，另一方面，可形成1μm左右的厚膜，所以在疏液区域(光抗蚀剂部分)和亲液区域中设有台阶，在台阶内夹持导电性油墨而形成电极图形。相对于此，感光性疏液单分子膜的疏液性一般比光抗蚀剂高，另一方面，由于有薄的小于等于约2nm的膜厚，所以特征是不能利用光抗蚀剂那样的台阶效应，而是利用该疏液作用在亲液区域内吸持导电性油墨并形成电极图形。
图11是表示由感光性疏液单分子膜形成的亲液/疏液图形和涂敷形成的电极图形的关系图。使用该图，说明本发明中利用的图形形成原理。在图中各基板的平面图和沿A-A’、B-B’方向切断的剖面图表示对于(1)～(3)中三种不同的疏液图形，形成有同一形状的电极图形的状况。各图的基板1上形成了感光性疏液单分子膜构成的疏液膜的部分成为疏液区域，未形成的部分成为亲液区域。这里，将在滴下纯水的情况下基板面和水滴形成的所谓接触角为约大于等于90°的区域定义为疏液区域，将小于等于45°的区域定义为亲液区域。在(1)中，疏液区域为内侧包围矩形的亲液区域、外周封闭的环形形状。在该亲液区域中涂敷导电性油墨时，导电性油墨不在疏液区域中浸润扩大而被封入在亲液区域。通过将其烧结，获得与所述亲液区域相同形状的电极5。这是在作为疏液膜使用光抗蚀剂的情况下也同样能获得的一般图形形成原理。
在(2)中，与(1)比较，特征在于，环状的疏液区域的一部分(该图中为右中央部分)被细长的浸水区域切断。这种情况下，在外周大致被疏液区域包围的矩形的亲液区域中涂敷导电性油墨时，与(1)同样，导电性油墨不在疏液区域浸润扩大，而且也不浸入疏液区域的切断部，通过将其烧结，获得与(1)大致相同形状的电极。这样，作为从疏液区域的切断部分不漏出导电性油墨的必要条件，发现由亲液区域切断的部分的间隙比亲液区域的最短间隙(该图所示的矩形情况下为短边)小是必要的。这可被理解为有赖于滴下的导电性油墨尽可能使表面积(表面能量)最小的液体的一般性质。这样，以下将作为被夹持在幅宽相对宽的亲液区域内的液体材料的导电性油墨不浸透与其连结的宽度相对窄的亲液区域的作用称为‘导电性油墨的非浸透作用’。
另一方面，在(3)中，与(1)比较，环形形状的疏液区域被中央部分细长的疏液区域连接，被疏液区域包围的矩形的亲液区域上下分离。这种情况下，在外周被疏液区域包围的矩形的亲液区域中涂敷足够量的导电性油墨时，也与(1)同样，导电性油墨不在外周的疏液区域中浸润扩大，另一方面，跨越所述疏液区域的细长的连接部分而浸润扩大，被涂敷在上下两个场所的亲液区域的导电性油墨连结成一个，所以通过将其烧结，获得与(1)大致同形状的电极。这样，作为跨越将涂敷于两个场所的亲液区域中的导电性油墨分离成两块的疏液区域并连结在一起的必要条件，发现使分离亲液区域的细长的疏液区域的宽度比滴下导电性油墨的亲液区域的最短间隙(该图所示的矩形的情况下为短边)小是必要的。这可被理解为有赖于滴下的导电性油墨与取得被分离为两个的形状相比，通过取得连结为一个的形状，尽可能地使表面积(表面能量)最小的液体的一般性质。这样，以下将作为被夹持在由幅宽相对窄的疏液区域分成两个部分的宽度相对宽的亲液区域内的液体材料的导电性油墨跨越所述宽度窄的疏液区域并连结为一个的作用称为‘导电性油墨的交联作用’。这种交联作用，不能在作为疏液区域的形成构件使用了具有台阶的光抗蚀剂的情况下获得，如本发明那样，是使用几乎没有台阶的感光性疏液单分子膜之后获得的作用。
在本发明，为了利用以上说明的‘导电性油墨的非浸透作用’和‘导电性油墨的交联作用’，用导电性油墨形成上部电极，而在感光性疏液膜的形状、以及在决定感光性疏液膜的形状的光掩模的下部电极的形状上花费了上述那样的工夫。
根据本发明，上部电极的图形形状通过上述作用而成为大致反转了下部电极的形状，被面对下部电极自对准定位。因此，作为下部电极的形成法，如果采用喷墨等的可形成微细图形的印刷法，则由印刷法形成的上部电极也为微细图形，而且使其相对下部电极自对准定位。因此，可以不使用光刻法而形成具有微细的图形形状、相互自对准并达到正确的位置的下部电极和上部电极隔着绝缘膜而对峙的电极基板、以及使用该基板的薄膜晶体管、显示装置等的半导体器件。
图1表示本发明的电极基板、薄膜晶体管、及其制造方法的一实施例的平面图和剖面图。
图2是以印刷法制作的本发明的薄膜晶体管的平面图。
图3表示本发明的2×2有源矩阵型薄膜晶体管基板及其制造方法的平面图和剖面图。
图4表示本发明的下部电极和信号布线/漏电极的形状关系的平面图。
图5表示本发明的下部电极(栅极布线/电极)形状的平面图。
图6表示本发明的m×n有源矩阵型薄膜晶体管基板及其制造方法的平面图。
图7表示本发明的m×n有源矩阵型薄膜晶体管基板及其制造方法的平面图。
图8表示本发明的m×n有源矩阵型薄膜晶体管基板及其制造方法的平面图。
图9表示本发明的m×n有源矩阵型薄膜晶体管基板及其制造方法的平面图。
图10表示本发明的m×n有源矩阵型薄膜晶体管基板的剖面图。
图11表示本发明中利用的感光性疏液单分子膜的涂敷电极图形形成原理的图。
图12表示电极基板中的电极的位置偏移问题的平面图和剖面图。
图13是说明本发明的感光性疏液膜的背面曝光构图法的图。
图14表示本发明的显示装置的主要的装置结构的平面图和剖面图。
图15表示本发明的感光性疏液膜的背面曝光方法及装置结构的图。
图16表示本发明的电极基板的制造工序数削减效果的图。
图17表示本发明的m×n有源矩阵型TFT基板及其制造方法的平面图。
图18表示本发明的m×n有源矩阵型TFT基板及其制造方法的平面图。
图19表示本发明的m×n有源矩阵型TFT基板及其制造方法的平面图。
图20表示本发明的m×n有源矩阵型TFT基板及其制造方法的平面图。
图21表示本发明的m×n有源矩阵型TFT基板及其制造方法的平面图。
图22表示本发明的m×n有源矩阵型TFT基板及其制造方法的平面图。
具体实施例方式
以下，关于本发明的几个实施例，参照附图进行说明。首先，用图13说明成为共同技术的感光性疏液膜的背面曝光的光构图法。
首先，制备在透光性的基板1上依次层叠了下部电极2、透光性的绝缘膜3、以及感光性疏液膜4的电极基板。例如，就基板1来说，采用1mm厚度的石英基板，就下部电极2来说，采用膜厚140nm的Cr薄膜，绝缘膜3采用膜厚400nm的氧化硅膜，就感光性疏液膜4来说，采用具有至少一部分是以氟基为终端的碳链的疏液性单分子、以CF3(CF2)7(CH)2SiCl3等为代表的氟化烷类硅烷耦合剂，分别按以下的方法形成。下部电极2如下形成使用DC磁控管溅射装置在基板温度200℃下淀积膜厚400nm的Cr薄膜后，在光刻法中作为腐蚀液使用硝酸第2铈铵溶液加工形成(图13(a))。绝缘膜3如下形成以四乙氧基硅烷(TEOS)和氧(O2)作为原料气体，采用等离子体化学汽相生长法(等离子体CVD法)在基板温度350℃下淀积。感光性疏液膜4如下形成将如上述那样依次层叠了下部电极2、绝缘膜3的基板1的表面良好地清洗后，将氟类溶剂中分散了上述硅烷耦合剂的溶液以旋转涂敷、浸渍涂敷、喷射法等方法涂敷、干燥后形成(图13(b))。对于上述的基板，从背面照射30分钟左右的低压汞灯光，实施所谓的背面曝光(图13(c))。在图中用箭头表示光的照射路径。在背面曝光结束后，从绝缘膜3表面的光照射区域(下部电极的非遮光区域)除去感光性疏液膜4并作为亲液区域，在绝缘膜3表面的未照射光区域(下部电极的遮光区域)中用以下的方法对感光性疏液膜残留并作为疏液区域进行确认。感光性疏液膜的有无采用XPS、UPS等的光电子分光法、TOF-SIMS(飞行时间检测方式二次离子质量分析法)，确认有无氟元素。此外，在对绝缘膜3表面滴下纯水并测量接触角时，在未照射光区域呈现100°～120°，在光照射区域小于等于30°。此外，在将该基板浸渍在纯水中后上提时，纯水仅附着在绝缘膜3表面的光照射区域(下部电极的非遮光区域)，从基板垂直方向观察的纯水和下部电极2的端部的重叠宽度小于等于1μm。
从以上的结果可确认，通过以下部电极2利用为光掩模的背面曝光法，感光性疏液膜4与下部电极2被加工大致同一图形形状(图13(d))。
在以下的实施例中，根据本发明的目的而在作为光掩模的下部电极2的形状上下工夫，将感光性疏液膜加工为与下部电极2大致同一图形形状。此时，在电极基板的平面图中，虽然难以表现下部电极2和感光性疏液膜4的形状完全重叠的情况，但在以下的图中，图中的记载为2、4的情况下，意味着在下部电极2上以大致同一形状来配置感光性疏液膜4。对于基板1和绝缘膜3，以相同的意味在平面图中记载为1、3。
将说明本发明的电极基板、薄膜晶体管、以及其制造方法的一实施例的平面图及剖面图示于图1。例如，使用与图13相同的构件和形成法，在基板1上依次层叠下部电极2、绝缘膜3。但是，在本实施例，作为下部电极2的栅电极的图形形状，形成为相互相邻配置的具有两个开口部的形状。此外，在本实施例，由于以浸渍涂敷法来涂敷感光性疏液膜4，所以在背面曝光前，感光性疏液膜4除了在绝缘膜3的表面以外，还附着在基板1的背面(图1(a))。通过背面曝光，感光性疏液膜4从基板1的背面被除去，在绝缘膜4表面，形成与下部电极2大致同一图形形状的疏液区域(图1(b)-图1(c))。在形成于该绝缘膜3上、被疏液区域包围的两个亲液区域中，涂敷、烧结由至少包含了金属超微粒子、金属络合物、或导电性高分子之一的液体材料构成的导电性油墨，从而形成上部电极5、6(图1(d))。作为导电性油墨，具有排斥以感光性疏液膜4形成的疏液区域，在感光性疏液膜4被除去的亲液区域浸润扩大的特性，并只要是烧结后呈现低的电阻值的液体材料就可以，作为具体的材料，可以使用将以Au、Ag、Pd、Pt、Cu、Ni等作为主成分的直径小于等于约10nm的金属超微粒子或金属络合物分散在水、甲苯、二甲苯等的溶剂中的溶液。此外，就透明电极材料的ITO(铟锡氧化物)形成来说，可以使用将In(O-i-C3H7)3和Sn(O-i-C3H7)3等的烃氧基金属分散在醇类溶剂中的溶液。此外，作为除此以外的透明电极材料，可以使用掺杂了导电性高分子PSS(聚苯乙烯磺酸)的PEDOT(聚-3，4-二氧乙基噻吩)、聚苯胺(PAn)、聚吡咯(PPy)等的水溶液。无论哪种材料，在滴下将上述两个亲液区域被充分覆盖的量后，在约80～500℃的合适温度下真空或大气中进行烧结后，可以形成膜厚约100nm的上部电极5、6。在本实施例，上部电极5、6的形状为两个矩形形状，形成于绝缘膜表面的疏液区域以外的亲液区域上，其图形形状为大致反转了下部电极2的图形形状并自对准的形状。
在上述实施例，在下部电极材料上使用了Cr，但也可以是对曝光波长为不透明的材料。例如，也可以是Al、Mo、Au、Ag、Pd、Cu等。此外，分别在上述实施例，在基板1、绝缘膜2、以及感光性疏液膜4上，使用了石英、氧化硅、氟化烷基类硅烷耦合剂，但也可以是除此以外的材料。但是，基板1和绝缘膜2的材料需要透过感光性疏液膜4的曝光波长，所以依赖于感光性疏液膜4的材料而受到限制。作为感光性疏液膜材料，使用了氟化烷基类硅烷耦合剂，但只要至少一部分是具有以氟基为终端的碳链的疏液性单分子，其他材料也可以，例如，也可以是在特开2001-278874号公报中记载的在某个侧链上具有氟置换基的全氟基氧杂环丁烷等的氧杂环丁烷衍生物。但是，由于这些感光性疏液膜材料的曝光波长小于等于300nm，所以就基板1和绝缘膜2的材料来说，需要透过小于等于300nm的波长(带隙为大于等于4电子伏特(eV))的材料，在上述实施例，分别使用了石英和氧化硅。氧化硅膜除了以等离子体化学汽相生长法形成以外，即使是以溶胶凝胶法涂敷、烧结的膜也可以。此外，除了氧化硅以外，也可以是氮化硅(Si3N4)、氮氧化硅(SiON)、氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)。此外，基板1的材料也可以是合成石英。
作为使感光性疏液膜的感光波长达到大于等于300nm的长波长的方法，可列举以下两个。一个是由具有将波长300nm～700nm的光进行吸收并热分解的色素骨架的分子构成的感光性疏液膜，具体地说，可列举下述化合物1、2。
化合物1[化2] 化合物2以下表示这些化合物的合成方法。
(化合物1的合成)化合物1通过下述的(i)～(iii)的反应来合成。
(i)疏液材料的还原将デュポン社制クラィトックス157FS-L(平均分子量2500)(50份重量)溶解在3M社制PF-5080(100份重量)中，在其中添加氢化锂铝(2份重量)，在80°下加热、搅拌48小时。将反应液注入到冰水中，将下层分取并用1％盐酸冲洗后，进行水洗至清洗液的液性为中性为止。通过用滤纸过滤并除去了清洗后的液中的水分后，用蒸发器使PF-5080挥发，获得クラィトックス157FS-L的末端被变换为CH2OH的化合物3(45份重量)。
F-{CF(CF3)-CF2O}n-CF(CF3)-CH2OH化合物3(ii)色素骨架的导入反应将化合物3(45份重量)溶解在3M社制HFE-7200(100份重量)中，在其中添加活性黄3(别名为小犬座黄HA)(12份重量)、乙醇(100份重量)、碳酸钠(2份重量)，进行30小时回流。再有，下式表示活性黄3的结构。
色指数.活性黄3用蒸发器使反应液中的溶剂(HFE-7200和乙醇)挥发，向残渣加入在HFE-7200(100份重量)、35重量％的盐酸(100份重量)中混合了冰水(100份重量)的液体，剧烈搅拌后进行静置。将下层分取，并进行水洗至清洗液的液性为中性为止。通过用滤纸过滤并除去了清洗后的液中的水分后，用蒸发器使HFE-7200挥发，获得在化合物28中结合了活性黄3的化合物4(45份重量)。
化合物4
(iii)结合部位的导入反应将化合物4(45份重量)溶解在HFE-7200(100份重量)后，在冷却到0°前后时，加入チッソ(株)制サィラエ一スS330(10份重量)、N，N-二环己基碳二亚胺(10份重量)、二氯甲烷(20份重量)，搅拌3小时。然后使反应液返回到常温，并搅拌30小时。在将反应液静置后，反应液大约分为两层后，将下层分取。再有，上层和下层之间产生混浊，但不将它加入到下层。在将下层用二氯甲烷(20份重量)冲洗数次后，用滤纸进行过滤。然后用蒸发器使液中的溶剂(HFE-7200)挥发，得到目标化合物1(40份重量)。
(化合物2的合成)除了使用ミカシオン亮蓝RS(7份重量)取代活性黄3(12份重量)以外，与化合物1的合成同样地进行，得到化合物2(40份重量)。
再有，ミカシオン亮蓝RS的化学结构如下述那样。
ミカシオン亮蓝RS根据情况，由于磺酸钠的部分有时会成为磺酸，所以该情况下用氢氧化钠等变换为磺酸钠后使用。
在将上述化合物1、2用于感光性疏液膜的情况下，只要基板1和绝缘膜3透过上述宽波长范围的任何一种波长即可。因此，就绝缘膜3来说，作为无机材料，除了氧化硅(SiO2)以外，也可以使用将氧化钽(Ta2O5)、氧化锆(ZrO2)、氧化镧(La2O3)构成的膜厚300nm的薄膜以等离子体化学汽相生长法或溶胶凝胶法形成的绝缘膜。而作为有机材料，也可以使用聚乙烯基苯酚(PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的旋转涂敷膜。就基板1来说，可以使用康宁1737等的一般的玻璃基板和各种塑料基板。
作为将感光性疏液膜4的感光波长进行长波长化的另一个方法，在绝缘膜3的至少一部分中使用光催化剂材料。就光催化剂材料来说，具有将光吸收，在膜中生成氧化、还原力强的空穴、电子，并将邻近光催化剂材料的有机材料分解的作用。
这种情况下，就感光性疏液膜4来说，可以使用上述所有的材料。例如，如忠永，南，Material Integration 14(10)，pp.9-13(2001)中记载的那样，在绝缘膜3和感光性疏液膜4之间，按溶胶凝胶法涂敷形成例如厚度约10nm的氧化钛(TiO2)构成的光催化剂材料。氧化钛吸收小于等于400nm的波长并产生光催化剂作用，所以就基板1、绝缘膜3来说，使用将小于等于400nm的波长透过的材料就可以。这种情况下，就基板1来说，可以使用玻璃基板、透光性高的聚酰亚胺等构成的塑料基板。而就绝缘膜3来说，可以使用上述无机材料，但由于有机材料被分解在光催化剂材料中，所以优选是不使用。
这对于后述的半导体材料7也是同样，优选是不使用有机材料。而且，作为光催化剂材料，在使用将小于等于600nm的可见光吸收并产生光催化剂作用的所谓可见光响应型光催化剂材料的情况下，就基板1、绝缘膜3来说，可以使用将小于等于600nm的波长透过的材料。因此，可以将上述材料全部使用无机材料。
在用上述以外的光催化剂材料来加工感光性疏液膜4的方法中，用(实施例6)说明有关在绝缘膜1、半导体膜7中可以使用有机材料的方法。
在如以上那样形成的本发明的电极基板上，形成半导体膜7，以使其跨越并覆盖源电极5、漏电极6、以及在下部具有栅电极2的绝缘膜表面各自至少一部分时，可以构成薄膜晶体管。就半导体膜7来说，可以使用以下的构件和制造方法。作为无机材料，在以硅烷和氢(SiH4+H2)作为原料气体，使基板温度为250℃并用等离子体化学汽相生长法形成了厚度约200nm的非晶硅膜后，使用光刻法，以SF6作为腐蚀气体并以干法腐蚀方式在岛上进行加工，获得半导体膜7。此外，如果将其进行激光退火，则还可以形成为多晶硅膜。这样，在半导体膜7中使用无机材料的情况下，期望绝缘膜3也使用氧化硅、氮化硅等的无机材料。此外，在形成半导体膜7前，从绝缘膜3的表面除去感光性疏液膜，但绝缘膜3和半导体膜7的界面稳定，从而获得良好的晶体管特性。例如，在使用了非晶硅的情况下，获得电场效应迁移率为0.5cm2/Vs、阈值电压为2V、导通/截止电流比为7位的与普通晶体管同等的性能。作为有机材料，在低分子类时将以并五苯、噻吩低聚物为代表的并苯类材料在室温～100℃的基板温度下用真空镀敷法形成。在采用掩模镀敷或腐蚀气体中使用氧的光刻法，形成被加工成岛状的半导体膜7。在并五苯的情况下，作为以甲苯、三氯甲烷等作为溶剂的可溶性的前质体、衍生物材料，可以按涂铸、旋转涂敷、针涂(pin coat)、浸渍涂敷等的涂敷方法形成。此外，在高分子类，可以按上述涂敷法形成作为聚噻吩类具有高度规则性的纳米结构——区域规则性(regio-regular)(链整体在相同方向上排列，头和尾形成紧靠排列)结构的聚-3，己基噻吩(P3HT)，在聚芴类，可以按上述涂敷法形成芴-二噻吩(F8T2)的共聚体、或聚苯撑乙烯(PPV)。在半导体膜7中使用有机材料的情况下，如果不除去栅电极2上的感光性疏液膜4而在其上形成半导体膜7，则使晶体管特性提高。例如，在并五苯镀敷膜的情况下，在感光性疏液膜4上形成时，呈现出电场效应迁移率为1.0cm2/Vs、阈值电压为-2V、导通/截止电流比为7位的性能，而在除去了感光性疏液膜4的绝缘膜上形成时，性能劣化为电场效应迁移率为0.2cm2/Vs、阈值电压为-5V、导通/截止电流比为4位。这被认为是感光性疏液膜4具有提高有机半导体材料的取向秩序的作用。
在本实施方式，参照用于表示薄膜晶体管的平面图的图2来说明以喷墨等的印刷法来形成下部电极2，并以涂铸法形成半导体膜7的情况。就下部电极2的材料及印刷法来说，可以使用与实施例1的上部电极5、6相同的材料及印刷法。除了下部电极2以外，可以使用与实施例1相同的材料、制造方法。在使用喷墨法的情况下，作为栅电极的下部电极2呈现图示的点连接的形状。这是因为从油墨的喷墨头喷出的导电性油墨在均匀的基板1上保留喷出时的点形状的痕迹并各向同性地浸润扩大。这样，在下部电极2的形状依赖于制造方法而变形的情况下，在本发明，由于具有与该形状大致相同的图形形状的感光性疏液膜图形被形成在绝缘膜3上，所以上部电极5、6作为大致反转了该下部电极2的图形形状的形状，可以自对准并形成在绝缘膜3上。在其上使用涂铸法，例如涂敷形成P3HT时，如图所示，有时半导体膜7的位置产生偏移(图中表示向右上方向偏移的例子)。即使产生这样的位置偏移，在本发明的薄膜晶体管上也可获得均匀的开关特性。这是依据以下的理由。一般地，薄膜晶体管特性依赖于被作为栅电极的下部电极2和作为源/漏电极的上部电极5、6夹置的构件形成的寄生电容的偏差而变动，并产生不均匀。在一般的薄膜晶体管结构中，采用在半导体膜7的上面形成上部电极5、6的所谓掺杂接触结构。这种情况下，上下电极和半导体膜产生偏移时寄生电容发生变动，从而特性不均匀。另一方面，在本发明，上下电极自对准形成，没有偏移。此外，是形成上下电极后再在其上面形成半导体膜7的所谓底接触结构，所以半导体膜7不被上下电极夹置，不产生寄生电容。因此，在本发明的薄膜晶体管中，即使使用印刷法来形成上下电极2、4、半导体膜7，也可获得均匀的薄膜晶体管特性。如果绝缘膜也用印刷法形成，则可获得全部以印刷法形成、具有均匀特性的薄膜晶体管。
在本实施例，参照表示平面图和剖面图的图3来说明在构成下部电极的至少一部分的两条栅电极布线、以及构成上部电极的至少一部分的两条信号布线的交叉部上形成的四个薄膜晶体管构成的2行2列有源矩阵薄膜晶体管基板及其制造方法。本实施例的各层的材料和制造方法与实施例1、2相同，所以除了特别必要以外，省略说明。
在本实施例，利用上述‘导电性油墨的非浸透作用’和‘导电性油墨的交联作用’来形成信号布线/漏电极和源电极/像素电极，所以主要作为构成栅极布线/电极的下部电极2的图形形状，使用具有图3(a)所示特征的形状。即，具有相邻配置的开口的环状的两个矩形8、以用连接部9连接一个部位的形状为特征的两条栅极布线/电极隔着间隙10而被相互邻近配置。在该栅极布线/电极5的左端被连接矩形的栅极端子11，用于信号布线/漏电极5的端子形成的端子形成用下部电极12隔着间隙10被邻近配置在两条栅极布线/电极的上下。特别是作为下部电极2的形状，采用栅极布线/电极的连接部9的宽度(图3(a)中的a)、栅极布线/电极彼此和端子形成用下部电极12的间隙10的宽度(图3(a)中的b)比相邻的具有环状的开口的矩形8之间的间隙的宽度(图3(a)中的c)小的形状，沿矩形之间的间隙涂敷烧结了导电性油墨，形成沿所述矩形8之间的间隙跨越连接了连接部9的直线状的信号布线和作为漏电极而起作用的上部电极5。此外，在作为环状的矩形8的亲液区域的开口部涂敷、烧结导电性油墨，在开口内自对准形成源电极和作为像素电极起作用的上部电极6(图3(b))。在上述电极基板上，在电极基板上的信号布线/源电极5、漏电极/像素电极6、及插入在两者间的下部形成半导体膜，以使其跨越并覆盖具有栅极布线/电极2的绝缘膜表面各自的至少一部分时，在栅极布线/电极2和信号布线/漏电极5的各交叉部分配置四个薄膜晶体管，完成有源矩阵型薄膜晶体管基板。本实施例的发明点在于，利用‘导电性油墨的非浸透作用’和‘导电性油墨的交联作用’，在以导电性油墨将作为信号布线/漏电极的上部电极5涂敷形成时，导电性油墨浸透到栅极布线/电极2间的间隙10而不使上部电极5之间短路，此外，为了导电性油墨不跨越连接部9、不使上部电极5断线、上部电极5在纵方向上连续形成，使矩形8之间的间隙的宽度、即上部电极的宽度c比所述间隙10的宽度a及连接部9的宽度b更大。具体地说，对于c＝15μm，若使a＝b＝3μm，则产生上述作用。
表示该下部电极形状和信号布线/漏电极形状的关系的平面图示于图4。图4(a)是使间隙10的宽度b大于等于上部电极5的宽度c的情况，导电性油墨浸透到间隙10，从而相邻的上部电极5之间发生短路。图4(b)是使连接部9的宽度a大于等于上部电极5的宽度的情况，导电性油墨不跨越连接部9上的疏液区域而发生断线。如图4(b)所示，如果增大连接部9的宽度a，则栅极布线/电极的电阻值下降，所以作为用于显示装置的薄膜晶体管基板是有利的。作为该断线对策，在图4(c-1)中，表示在连接部上再涂敷导电性油墨进行连接的例子。此时，也可以在再涂敷前用HeCd激光除去感光性疏液膜，并使用粘性比较高的导电性油墨。但是，就用本方法的修正来说，存在需要时间的问题。
通过紫外激光照射从连接部9的表面除去感光性疏液膜后，无论连接部9的宽度a的大小如何，都可以形成上部电极5或信号布线/漏电极5而在连接部9不发生断线。
与此相对，图4(c-2)是以下部电极形状进行对策而不发生断线缺陷的例子，将连接部9分割为多个(图中为三分割)，即使是连接部9整体的宽度大于等于上部电极宽度c的情况下，也使各个连接部的宽度小于等于上部电极宽度c。这样的话，各个连接部因‘导电性油墨的交联作用’而被跨越，上部电极5不断线，同时可以降低作为栅极布线/电极的电阻。具体地说，对于c＝15μm，b＝15μm时，作为一条线会产生断线，但在被三分割为5μm时则交联连接。
此外，在图4(c-3)中，是在连接部9中使环状的矩形向内侧凹并局部地增大了上部电极宽度c的下部电极形状的例子，可以使c相对于连接部9的宽度a更大，增强‘导电性油墨的交联作用’，从而可以将上部电极的信号布线部分不断线地形成。
在图3、图4所示的实施例中，在各个栅极布线/电极2中，将具有相邻配置的开口的环状的矩形8以上下边水平那样来配置，但本发明不限于此。例如，如图5所示，也可以是将矩形8的位置交替地上下错开的结构。这种情况下，对于形成了信号布线的矩形8之间的间隙，栅极布线/电极之间的间隙10不直线地相交，所以在对矩形8之间的间隙滴下导电性油墨时，油墨在间隙10的左右两方向上流动，不易发生断线或短路缺陷的作用被确认。这样，不仅如上述那样使间隙10的宽度窄并利用导电油墨的非浸透作用，而且还通过对栅极布线/电极形状下工夫，可以抑制在涂敷处理工序中形成的信号布线的断线或短路。
如以上那样，栅极布线/电极和信号布线/漏电极以及源电极/像素电极隔着绝缘膜进行自对准并形成对峙的电极基板，并可以形成在栅极布线/信号布线交叉部上配置了薄膜晶体管的有源矩阵型薄膜晶体管基板。如果采用实施例1及2所示的方法，该有源矩阵型薄膜晶体管基板可以全部用印刷法来制造。
最后，说说有关形成上部电极5、6的导电性油墨材料。在将这种基板用于透光型的显示装置的情况下，像素电极/源电极6需要是透明的，所以使用实施例1中记载的涂敷型ITO材料、导电性高分子材料。在用于反射型显示装置的情况下，就提高显示性来说，使用在可见波长区域中反射率高的Ag等的材料是有效的。
在本实施例，用表示平面图的图6～图9和表示剖面图的图10，说明由在构成下部电极的至少一部分的m条栅电极布线和构成上部电极的至少一部分的n条信号布线的交叉部形成的m×n个薄膜晶体管构成的m行n列有源矩阵型薄膜晶体管基板和其制造方法。基本的结构与实施例3相同，首先，具有相邻配置的开口的环状的n个矩形被相互至少一个部位的连接部9(在本例中为两个部位)连接的m条栅极布线/电极2，隔着间隙10而被相互邻近配置(图6)。特别是在使间隙10的宽度b和各个连接部9的宽度a低于具有环状的开口的矩形之间的间隙c时，在该间隙c中涂敷烧结导电性油墨，使作为信号布线/漏电极起作用的n条上部电极5跨越连接部9上的疏液区域而连接到下部电极，从而可以自对准的直线形状地形成。在间隙10中浸透导电油墨，上部电极5之间也不产生短路。
此外，在本实施例，作为下部电极2的一部分，一体形成的端子形成用下部电极12以包围m条栅极布线/电极2的外周来配置。就防止在比端子形成用下部电极12更外侧的基板1的端部形成上部电极5来说，在该部分上粘贴密封掩模，并在形成上部电极5后剥离即可。此外，在本实施例，选取端子形成用下部电极12的信号端子13部分的宽度比上部电极c大。这是因为简单地将上部电极端子的面积增大，不但降低与后述的信号电路的接触电阻，而且将比较长的信号布线5利用于用导电性油墨进行涂敷形成的油墨积存。即，产生以下作用在形成布线5时沿宽度c的间隙滴下的导电性油墨过多的情况下，对该信号端子13流入导电性油墨，而在过少的情况下，从该信号端子13供给导电性油墨，以适量的导电性油墨形成上部电极5(图7)。在该电极基板上，将半导体膜7与实施例3同样配置，用同样的方法、同样的材料形成，在m条栅极布线2和n条信号布线5的交叉部形成m×n个薄膜晶体管(图8)。而且，在其上形成保护膜14后，从像素/源电极6、栅极端子11、信号端子13的上面除去保护膜并形成通孔15。就形成该保护膜和通孔来说，例如在基板温度大于等于150℃下用等离子体化学汽相生长法形成氮化硅或氮氧化硅后，将SF6作为腐蚀气体，用光刻法进行干法腐蚀。此时，即使通孔的位置多少有些偏移也可以，所以将光抗蚀剂印刷形成就可以。此外，在涂敷、预烧结了感光性聚酰亚胺等的有机膜后，如果进行掩模曝光、显影，则可以用印刷法集中形成保护膜和通孔。如果同时使用实施例3中记载的印刷制造方法和该保护膜/通孔的印刷制造方法，则不使用光刻法，仅使用印刷法，可以形成栅极布线/电极2和信号布线/像素电极5、6隔着绝缘膜3自对准配置的有源矩阵型薄膜晶体管基板。此外，如果将下部电极2用光刻法微细地加工形成，则上部电极5、6还作为其反转图形形状被微细地形成，不用说，可以形成高精细的有源矩阵型薄膜晶体管基板。
在本实施例，参照表示主要的装置结构的平面图和剖面图的图14，说明采用了本发明的有源矩阵型薄膜晶体管基板的显示装置。在有源矩阵型薄膜晶体管基板16的栅极端子11上，栅极扫描电路17通过TAB(载带自动键合)法或COG(玻璃上芯片)法来连接，在信号端子13上，信号电路18通过TAB法或COG法来连接，而且两电路被连接到控制电路19。显示元件20被夹置在有源矩阵型薄膜晶体管基板16的各像素电极和对置电极21之间。连接到被施加了从栅极扫描电路17输出的扫描电压的栅极布线/电极的薄膜晶体管进行动作，在被连接到该薄膜晶体管的像素电极上，施加与扫描电压同步并从信号电路供给的信号电压，显示元件被行顺次驱动，显示装置进行动作。对于本实施例的薄膜晶体管基板结构，作为显示元件20，可以适用液晶显示元件、电泳元件等的电容驱动型元件。在横电场方式的液晶显示装置的情况下，如周知那样，对置电极21被构成在薄膜晶体管基板内，所以与本图有所不同，但基本上可以适用。此外，在有机场致发光(OLED)装置等的电流驱动型显示元件的情况下，如果按本发明构成周知的OLED驱动用有源矩阵型薄膜晶体管基板，则也是适用的。这种显示装置可适用于携带电话、平板电视、笔记本PC等的平板显示器。此外，不用说，本发明的薄膜晶体管除了可适用于显示装置以外，还可适用于以非接触IC卡等为代表的RFID装置等利用薄膜晶体管的所谓半导体器件。
在本实施例，参照表示其概略结构的图15来说明感光性疏液膜的背面曝光方法及装置结构。在依次层叠下部电极2和绝缘膜3后，制备将感光性疏液膜4浸渍涂敷的基板1。这种情况下，感光性疏液膜4附着在基板1背面和绝缘膜3表面。使内置了涂料加热器等的加热机构的铝等构成的支承板23的表面上形成的、以氧化钛为代表的膜厚200nm的光催化剂膜24粘贴在上述基板1上(图15(a))。为了提高粘贴性，在支承板23和光催化剂24之间作为缓冲材料夹入PDMS等构成的橡胶是有效的。从基板1的背面，透过基板、绝缘膜并照射光催化剂膜吸收的波长的光时，在光催化剂膜24的表面生成氧化力强的空穴载流子。这种空穴载流子直接分解相邻的感光性疏液膜，从而感光性疏液膜4被加工为与下部电极2大致同一图形形状。此时，由加热机构将光催化剂膜24预先加热到大于等于100℃时，感光性疏液膜4的图形加工精度提高，可以加工到最小图形宽度3μm为止。这被认为是在光催化剂膜表面附着水分的情况下，首先空穴载流子使水氧化分解而生成OH基，该OH基间接地分解感光性疏液膜，所以OH基在光催化剂膜24和感光性疏液膜4的间隙中浮游移动，遮光区域的感光性疏液膜4也被分解除去。如果通过加热，从光催化剂表面预先除去吸附水分，则OH基造成的间接分解过程不起作用，仅移动距离短的空穴造成的直接分解过程起作用，感光性疏液膜4的图形加工精度提高。此外，与光催化剂膜24的表面为凹凸的表面相比平滑的表面使光催化剂膜24和感光性疏液膜4的粘贴性提高，从而图形加工精度和效率提高。
如实施例1中记载的那样，作为光催化剂膜材料，所以氧化钛的情况下，使用曝光波长小于等于400nm、在基板1和绝缘膜3中透过这种波长的材料。在使用了掺氮的氧化钛等的可见光响应型光催化剂材料的情况下，使用曝光波长小于等于600nm、在基板1和绝缘膜3中透过这种波长的材料。在本方法中，由于在绝缘膜中不使用光催化剂材料，所以在绝缘膜3、半导体膜7中可以使用具有上述条件的有机材料。此外，在用本方法加工感光性疏液膜的情况下，就背面曝光的波长来说，由于可以使用不直接加工感光性疏液膜的波长的光，所以作为电极基板的材质，例如作为感光性疏液膜4，对于小于等于300nm的感光波长的氟化烷类硅烷耦合剂，基板1可以使用所谓康宁1737这样的玻璃基板，而在绝缘膜3上可以使用如PVP等的有机材料那样，基板和绝缘膜中至少一个对于感光性疏液膜的感光波长为不透明的材质。
在本实施例，用表示平面图的图17～图22来说明与实施例6相同m行n列有源矩阵型薄膜晶体管基板和其制造方法。本实施例的第一特征是，在矩形8中除了形成半导体膜7的左边以外，在其他三边使用如图所示的锯状形状。这是如后述那样，在防止相邻的薄膜晶体管发生电干扰而误动作上下工夫。在由矩形8和连接部9构成、相互邻近配置的多个栅极布线2(图17)上依次层叠绝缘膜3和感光性疏液膜4(未图示)，通过背面曝光，感光性疏液膜被加工为与图中栅极布线2同一形状(图18)。使用适量的导电性油墨形成信号布线5和像素电极6。此时，信号布线5和像素电极6与图7同样地形成直线或长方形状。但是，矩形8的锯状的上下右边以末端连接到锯状的前端来形成。这是因为与用于形成信号布线5和像素电极6的液体的导电性油墨浸入锯形状的凹部而表面积增加相比，因未浸入而表面积减少的一方能量稳定。其结果，与在像素电极6和矩形8的左边之间形成的电容相比，在像素电极6和矩形8的上下右边之间形成的电容小到可以忽略。同样，与在像素电极6和矩形8的左边之间形成的电容相比，在信号布线5和矩形8的右边之间形成的电容小到可以忽略。其结果，可以使各信号布线5隔着矩形8的左边只与图中右侧连接的像素电极6的电耦合强，与其他的锯状的端连接的部分的电耦合弱。在矩形8的左边上与图8同样地涂敷形成半导体膜7而形成薄膜晶体管。在本实施例，特别地说明仅在矩形8的左边上选择性地镀敷形成半导体膜7的方法。因此，如图20所示，在涂敷形成信号布线5和像素电极6后，使用光掩模从表面将紫外光局部地照射，除了矩形8左边以外，从8-1除去感光性疏液膜。将该基板放置在真空镀敷装置中，适当地调节基板温度和压力来镀敷苯环半导体分子。于是，只在感光性疏液膜残存的矩形的左边8-2上，选择形成由苯环半导体分子构成的半导体膜7(图21)。这种选择生长的细节，例如可参照S.Verlaaket al.，Physical Review B68，194509(2003)。在其上形成保护膜(未图示)，在像素电极等上形成通孔15，完成与实施例6同样的TFT基板。
以上，根据各实施例的本发明，将下部电极自身利用为光掩模并使用反转了下部电极的图形形状的感光性疏液膜形成的亲液/疏液区域，形成具有下部电极的反转图形形状的上部电极，所以下部电极和上部电极被自对准定位，即使是用印刷法形成下部电极的情况下也不发生位置偏移。因此，使用印刷法，可以形成隔着绝缘膜而使下部电极和上部电极正确地定位的电极基板。在使用导电性油墨的上部电极的涂敷形成时，为了可利用导电性油墨的非浸透作用和交联作用，如果在下部电极图形形状上下工夫，则可以用印刷法来形成隔着绝缘膜而相互交叉的自对准配置的布线/电极。印刷法的电极基板的制造工序数削减效果示于图16。在以往的光刻法中，形成一个电极需要8个工序，合计需要19个工序，而如果采用本发明的印刷法，则用一半以下的7个工序就可进行制造，生产率提高效果十分显著。
产业上的利用可能性如以上那样，本发明的电极基板、以及使用该电极基板的薄膜晶体管适合于价格低的显示装置等的半导体器件。
权利要求
1.一种电极基板，在基板上依次层叠下部电极、表面上具有疏液/亲液区域的绝缘膜、以及上部电极，其特征在于，下部电极和绝缘膜表面的疏液区域的图形形状大致一致，上部电极主要形成在绝缘膜表面的疏液区域以外的亲液区域上，其图形形状为将下部电极的图形形状大致反转的自对准的形状。
2.一种薄膜晶体管，其特征在于，形成有权利要求1的电极基板和半导体膜中，在所述电极基板中，作为下部电极形成栅电极，作为上部电极，以与下部电极大致一致的图形形状在由形成于绝缘膜表面上的疏液区域分离为两处或两处以上的亲液区域上形成源电极和漏电极，其图形形状具有将作为下部电极的栅电极形状大致反转的自对准的形状，所述半导体膜跨越并覆盖该电极基板上的源电极、漏电极、及夹置在两者间的绝缘膜表面(栅电极区域)的各自的至少一部分。
3.一种有源矩阵型薄膜晶体管基板，其特征在于，形成有权利要求1的电极基板和半导体膜的薄膜晶体管被分别配置在栅极布线和信号布线的各交叉部分处，在所述电极基板中，作为下部电极形成多个栅极布线/电极，作为上部电极，以与下部电极大致一致的图形形状在由形成于绝缘膜表面上的疏液区域分离为多处的亲液区域上形成多个信号布线、源/漏电极、以及像素电极，所述半导体膜跨越并覆盖该电极基板上的源电极、漏电极、及夹置在两者间的绝缘膜表面的疏液区域(栅极布线/电极区域)的各自的至少一部分。
4.权利要求3的有源矩阵型薄膜晶体管基板，其特征在于，作为下部电极，将以带有相邻配置的开口的、环状的多个矩形相互至少在一个部位上连接的形状为特征的多个栅极布线/电极相互靠近配置，作为上部电极，对于所述栅极布线/电极，在所述矩形之间的间隙处以跨越连接部的形状连续且自对准地形成信号布线和源/漏电极，在所述矩形的环状的开口部形成像素电极。
5.权利要求4的有源矩阵型薄膜晶体管基板，其特征在于，连接具有构成各个栅极布线/电极的开口的多个矩形的连接部的宽度、以及多个栅极布线/电极彼此之间的间隙的宽度，比具有构成所述各个栅极布线/电极的开口的多个矩形彼此之间的间隔小。
6.一种液晶、电泳、或有机场致发光显示装置，其特征在于，将权利要求3～5的薄膜晶体管基板用作有源矩阵开关。
7.一种RFID装置，其特征在于，在至少一部分中使用了权利要求2的薄膜晶体管。
8.一种电极基板、薄膜晶体管、以及有源矩阵型薄膜晶体管基板，其特征在于，在权利要求1～3中，作为感光性疏液膜使用一部分包含以氟或氢为终端的碳链的感光性疏液性单分子膜。
9.一种权利要求1～5的电极基板、薄膜晶体管、以及有源矩阵型薄膜晶体管基板的形成方法，其特征在于，在基板上依次层叠下部电极、绝缘膜、感光性疏液单分子膜，通过背面曝光从未被栅电极遮光的绝缘膜表面除去感光性疏液单分子膜而形成亲液区域，加工感光性疏液单分子膜使其图形形状与下部电极大致一致，主要在该亲液区域上涂敷、烧结含有金属超微粒子、金属络合物或导电性高分子中的至少一种的液体材料(导电性油墨)来形成上部电极。
10.一种权利要求1～5的电极基板、薄膜晶体管、以及有源矩阵型薄膜晶体管基板的形成方法，其特征在于，在权利要求9中，在依次层叠了不透光性的下部电极、透光性的绝缘膜、感光性疏液膜的透光性的基板表面上，将以透过基板、绝缘膜、感光性疏液膜而不透过下部电极的波长的光在表面上形成了呈现光催化作用的氧化钛、掺氮的氧化钛、钛酸锶等构成的光催化剂材料的基板靠近配置，通过由背面曝光吸收了透过基板、绝缘膜、感光性疏液膜的光的光催化剂材料所呈现的光催化作用来分解除去感光性疏液膜而构图加工为与下部电极大致相同的形状。
11.一种电极基板、薄膜晶体管、及有源矩阵型薄膜晶体管基板，其特征在于，在权利要求1～5中，基板和绝缘膜中的至少一个由不透过感光性疏液膜的感光波长的材质形成。
全文摘要
本发明将下部电极利用为光掩模，在绝缘膜上形成与下部电极大致同一图形形状的疏液区域和大致反转图形形状的亲液区域，在亲液区域内涂敷烧结导电性油墨，对下部电极自对准形成大致反转图形形状的上部电极，所以即使采用印刷法也不发生位置偏移。因此，可以用印刷法形成有源矩阵型薄膜晶体管基板等的半导体器件。
文档编号H01L21/336GK1846312SQ20048002487
公开日2006年10月11日 申请日期2004年8月18日 优先权日2003年9月4日
发明者安藤正彦, 足立昌哉, 佐佐木洋, 若木政利 申请人:株式会社日立制作所