专利名称：显示装置制造方法及显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及信息机器或家电制品所使用的2维显示装置，具体的讲是以液晶显示元件、电致变色显示元件等构成的2维显示装置及其制造方法。
背景技术：
作为2维显示装置的液晶显示器或电致变色显示器，是由2维排列的显示元件(像素)所构成。各显示元件的显示亮度等的控制可分为单纯矩阵式与主动矩阵式，从显示影像的对比等画质角度来看，主动矩阵式较佳，在大画面及高精细的2维显示装置中，以主动矩阵式为主流。
主动矩阵方式必须对各显示元件分别形成薄膜晶体管或薄膜二极管等控制元件，以控制显示亮度等。各像素分别应显示的亮度等信息透过平行于显示元件的2维排列方向中的一个方向的多条信号线之一，传达至对应前述各像素的控制元件，进而传达至各像素之一。
又，在使用薄膜晶体管的情形，亦在大致正交于前述信号线的方向上形成多条选择线。薄膜晶体管配置在前述信号线与选择线的各交点附近，各显示元件也配置在薄膜晶体管附近，即前述信号线与前述选择线的各交点附近。
沿信号线之一透过薄膜晶体管(控制元件)而配置多数个显示元件。另一方面，各控制元件，透过与信号线正交而配置的选择线控制其导通或非导通，藉由选择线与控制元件的作用，于既定时间存在的信号线上的电气信号，仅能传达至一个显示元件。
依既定时间依序变更选择的信号线，并与既定时间同步来变更各信号线上的明暗等显示信息使2维排列的各显示元件依序以既定的明暗显示。另一方面，未被选择线选取的控制元件呈非导通，仍维持储存在显示元件中的电气信号，并维持前述既定的明暗状态的显示。
前述控制元件的薄膜晶体管在待形成显示元件的基板上，形成非晶质硅或多晶硅的薄膜，将非晶质硅或多晶硅一部分加工为薄膜晶体管。
就控制元件而言，为取代现有的成膜于基板上的硅等半导体材料，而使用预形成的既定棒状的单晶等半导体材料。是将棒状的半导体材料配置在制造过程中的显示装置上，加工形成晶体管，以发挥前述控制元件的功能。
如前述，在基板上形成多晶硅或非晶质硅薄膜，对多晶硅或非晶质硅薄膜一部分加工成薄膜晶体管以形成主动矩阵型的显示装置，该方法中，前述多晶硅或非晶质硅的成膜步骤必须具有热处理，能用于显示装置的基板材料仅局限于耐热性较佳的材料。
用于显示装置的基板，至少用于表面的基板须为透明。因此，对基板既要求透明又要具耐热性，因而多采用高价的玻璃基板。
此外，最近提出的使用前述棒状的半导体材料的方法中，已无须在半导体基板上直接形成多晶硅或非晶质硅薄膜，大幅缓和了对基板的耐热性要求。然而，尚难以将微细的棒状半导体材料正确配置于多个显示元件中的各个既定位置。
因此，也可考虑如下方法在形成有多个显示像素或显示像素用的像素电极、及信号线的基板上，以随机撒布另外形成的数个棒状半导体材料等，仅将偶然排列在所要位置的棒状半导体材料加工成具备晶体管等的功能，以作为前述控制元件。通过前述方法，无须对基板施以高温处理即可在基板上形成高品质的半导体材料，以降低基板或整个工艺所耗成本。
然而上述方法中，未配置在所要位置的棒状半导体材料在形成于基板上的多条信号线或多个像素电极中，会使原本彼此间不应导通的地方发生导通(短路)，难以制造无像素缺陷的显示装置。
发明内容
有鉴于上述现有技术中的问题，本发明的一发明目在于提供一显示装置的制造方法，以低成本制造无须对基板施以高温处理、且无像素缺陷的显示装置。
本发明的另一发明目的在于，使用上述制造方法提供廉价的显示装置。
以下内容中，附于本发明各要件的带括号符号，系对应于后述的本发明实施例的构成。然而，各符号仅是单纯表示各要件的示例，并未将各要件局限于该实施例的构成。
本发明的显示装置制造方法，该显示装置系具有2维排列的复数个显示元件LC13、DC13，前述显示装置制造方法包含以下步骤(1)在构成该多个显示元件的至少一个基板PL1上形成多个像素电极C13等，像素电极可分别连接至多个显示元件；(2)在基板上形成多条信号线A03等，信号线A03将显示信息传达至多个显示元件；(3)使多个主动元件材料SR0、SR1、SR2、SR3等分布于基板上；(4)在主动元件材料中，将跨设于多条信号线中的既定信号线与多个像素电极中的既定像素电极而分布的主动元件材料SR0、SR1的至少一部分作成控制元件，其可控制该既定信号线与既定像素电极间的导电性；(5)对于该所要主动元件材料外的主动元件材料、亦即非所要主动元件材料的至少一部分，将其非所要导电性的至少一部分予以实质去除，该非所要导电性，系包含该复数条信号线彼此间的导电性、该复数条信号线与复数个像素电极间的导电性、或者是该复数个像素电极彼此间的导电性。
依本发明，可将待传达至分别与基板(构成该显示装置)上所形成的复数个显示元件连接的复数个像素电极的信号，以有别于该基板而另外形成的主动元件材料所构成的控制元件来控制。亦即，无须在该基板上进行主动元件材料本身的成膜等，故而，随该成膜而对基板的高温处理可因此省略。
因此，可采用耐热性较低的廉价基板，而谋求显示装置的低成本化。
又，本发明的显示装置制造方法，由于亦包含以下步骤，亦即对于主动元件材料中，前述所要主动元件材料以外的非所要主动元件材料中至少一部分，将其非所要导电性的至少一部分予以实质去除，该非所要导电性，系包含该复数条信号线彼此间的导电性、该复数条信号线与复数个像素电极间的导电性、或是该复数个像素电极彼此间的导电性；故对于显示装置在设计上不欲导通的处，能避免非必要的导通(短路)状态，可防止发生显示像素的缺陷。
因此，能制造无像素缺陷的显示装置。
又，本发明中，前述复数个主动元件材料的分布步骤，可包含将该复数个主动元件材料随机分布于该基板上的步骤。
又，本发明中，前述信号线，系以该像素电极的全周长1/4以上的长度配置成近接且围绕该像素电极。
又，本发明的显示装置制造方法中，实质去除前述非所要主动元件材料的非所要导电性的步骤，包含去除该非所要主动元件材料的至少一部分的步骤。
藉此，对于该基板上所形成的该复数个信号线彼此间的导电性、该复数个信号线与复数个像素电极间的导电性、或是该复数个像素电极彼此间的导电性，即非必要的导通能够予以防止，可防止发生显示像素缺陷。
又，前述主动元件材料可包含棒状的半导体物质(SR0)。该棒状的半导体物质的一例可为硅。又，该棒状的半导体物质，可在其表面被覆绝缘膜(OX)。
又，该棒状的半导体物质可为硅，其表面可被覆氧化硅以作为绝缘膜。
再者，该棒状的半导体物质可使用n型或p型半导体。
又，本发明的显示装置制造方法中，构成显示装置的基板上所形成的显示元件，可为透过型的显示元件(透过型元件)(LC13)。藉此，可制造透过型的显示装置。
或者，本发明的显示装置制造方法中，构成显示装置的基板上所形成的显示元件，可为反射型的显示元件(反射型元件)(EC13)。藉此，可制造反射型的显示装置。
又，前述的显示元件，举例而言，可为液晶显示元件、电泳型显示元件、电解析出型显示元件、或电致变色显示元件。
又，本发明的显示装置制造方法中，以前述所要主动元件材料作成控制元件的步骤，可包含以该所要主动元件材料作为场效晶体管的步骤。
藉此，可将待传达至分别与基板(构成该显示装置)上所形成的复数个显示元件连接的复数个像素电极的信号，藉由该场效晶体管所构成的控制元件来控制，而使该显示装置具高品质的显示效果。
又，本发明的显示装置制造方法中，欲实质去除前述非所要主动元件材料的非所要导电性的步骤，可包含使该非所要主动元件材料作为场效晶体管的步骤。又，对于该场效晶体管的闸极施加切断电压(电位)，可实质去除该非所要导电性。
藉此，该基板上所形成的复数条信号线彼此间的导电性、该复数条信号线与复数个像素电极间的导电性、或是该复数个像素电极彼此间的导电性所造成的非必要的导通能因此加以防止，可防止发生显示像素缺陷。
又，本发明的显示装置制造方法中，构成显示装置的至少一片基板，可使用挠性基板。藉此，可使显示装置本身具有挠性，故能制造可弹性变形的显示装置。
又，本发明的显示装置制造方法中，构成显示装置的至少一片基板，可使用有机材料构成的基板。藉此，可使制造的显示装置轻量化。又，使用有机材料构成的基板，对显示装置的挠性亦颇有助益。
又，本发明的显示装置制造方法，亦可进一步包含，在构成显示装置的至少一片基板的端部连接薄膜状配线构件的步骤。藉此，除了能将待显示的影像信号等，供应至所制造的显示装置，并可实现轻量且柔软的配线构件。
接着，本发明的显示装置，系以前述本发明的显示装置制造方法制成。依本发明，能以低成本实现高性能的显示装置。
依本发明，分别连接于显示装置的至少1个基板上的、2维排列的复数个显示元件的复数个像素电极，与用以传达该复数个显示元件的各显示信息的信号线之间所设置的控制元件，其系使用有别于该基板而形成的主动元件材料，因此，无须在该基板上进行主动元件材料本身的成膜等，省去伴随该成膜而对基板施加的高温处理。
因此，可采用耐热性较低的廉价基板，并可谋求显示装置的低成本化效果。
再者，本发明如以上所述，可使用耐热性较低的基板，故而，所制造的显示装置，能够具备如有机材料制的基板般的高挠性(弹性)，并能谋求显示装置的轻量化。
又，本发明的显示装置制造方法，系对于前述非所要主动元件材料的至少一部分，实质去除至少一部分的前述非所要导电性，因此，对于显示装置在设计上不欲导通的处，能防止非必要的导通(短路)，可防止发生显示像素缺陷。
因此，能制造无像素缺陷的显示装置。
图1为本发明的显示装置制造方法的实施例的制造步骤中，在显示装置用基板PL1上形成像素电极D11～43的状态。
图2为显示装置用基板PL1进一步形成信号线A01～03与像素电极周缘部C11～43的状态。
图3为图2所示的显示装置用基板PL1上，然后进一步分布主动元件材料SR0等的状态。
图4为对图3所示的显示装置用基板PL1施以既定处理后，进一步形成用以控制所要主动元件材料的控制电极B11～43、及用以去除非所要主动元件材料的导电性的切断电极E02、E03的状态。
图5为在图4所示的显示装置用基板PL1上形成选择线B10～40的状态。
图6为图3所示状态的显示装置用基板PL1的主动元件材料SR0附近的放大截面图。
图7为表示在图6所示状态的显示装置用基板PL1涂布光阻NPR后，照射曝光用光Exp1时的状态。
图8为表示对图7所示状态的显示装置用基板PL1施以显影、蚀刻时的状态。
图9为表示在图8所示状态的显示装置用基板PL1，形成上层像素电极周缘部、C120、C130、及上层信号线A020、A030时的状态。
图10为表示自图9所示状态的显示装置用基板PL1去除光阻NPR后的状态。
图11为表示在图10所示状态的显示装置用基板PL1形成遮光构件S12、S13与保护膜CC的状态。
图12为表示在图11所示状态的显示装置用基板PL1涂布光阻PPR后，曝光用光Exp2的照射时的状态。
图13为表示对图12所示状态的显示装置用基板PL1施以显影、蚀刻时的状态。
图14为表示在图13所示状态的显示装置用基板PL1，形成控制电极B12和B13、及切断电极E03时的状态。
图15为表示自图14所示状态的显示装置用基板PL1去除保护膜CC后的状态。
图16为表示本发明的显示装置制造方法的实施例的液晶显示装置的制造方法图。
图17为表示本发明的显示装置制造方法的实施例的电致变色显示装置的制造方法图。
图18为表示本发明的显示装置制造方法的实施例的电致变色显示装置、电解析出型显示装置、与电泳型显示装置的制造方法图。
图19为表示在本发明的显示装置形成驱动电路的方法的一例。
主要元件符号说明PL1基板D11～D43像素电极A01～03信号线
C11～43像素电极周缘部 SR0～4主动元件材料B11～43控制电极E02、03切断电极B10～B40选择线PL2对向基板具体实施方式
以下参照附图，说明本发明的较佳实施例的一例。本例中，将本发明运用在制造透过型的液晶显示器者，以下依制造步骤顺序加以说明。然而，以下所示的制造步骤顺序仅是一例示，可依实际需要而替换其顺序。
首先，如图1所示，在构成显示装置(如液晶显示器等)的透明基板PL1上，形成透明像素电极D11、D12、D13、D21、D22、D23、D31、D32、D33、D41、D42、D43。像素电极D11～D43在基板PL1上以正交的2维格子状排列。再者，于以下说明与图式简单说明的栏内，为说明方便起见，以“D11～43“表示像素电极D11～D43，而其它构件的符号亦以同样方式表现。
透明基板PL1，例如玻璃基板，其中，为了防止后述步骤所形成的晶体管等发生误动作，较佳宜使用不含钠等碱金属的无碱玻璃。
透明基板PL1可使用压克力树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯等的聚酯树脂、或聚乙烯等具挠性的有机材料构成的透明树脂。
又，透明的像素电极D11～43可使用ITO(铟锡氧化物)、氧化锡等金属氧化物、或导电性塑料。
像素电极D11～43可先在基板PL1的整个面形成前述透明电极材料，然后以包含曝光与蚀刻的光刻步骤来形成前述正交2维格子状的排列。
另一方面，亦可藉例如喷墨等印刷技术，仅在所要区域形成前述透明电极材料。
当然，在实际的显示装置中，像素电极的数目远大于图1所示的像素电极D11～43的数目，但此处为便于说明，假定以图1所示的排列来说明。
接着进行形成图2所示的信号线A01、A02、A03的步骤。如图2所示，本实施例连同信号线A01～03的形成，以相同于信号线A01～03的配线材料，在前述像素电极D11～43的边缘一并形成像素电极周缘部C11、C12、C13、C21、C22、C23、C31、C32、C33、C41、C42、C43。各像素电极周缘部C11～43，分别沿像素电极D11～43的边缘(添附数字一致)而形成。
信号线A01～03为图中的上下方向的电气信号的传达配线，且，各信号线A01～03围绕各像素电极周缘部C11～43中对应的像素电极周缘部的方式配置。即，如图2所示，信号线A01围绕像素电极周缘部C11、C21、C31、C41。
信号线A01～03与像素电极周缘部C11～43以同样形成步骤形成。该形成步骤，亦可先在基板PL1的上端面形成配线材料，通过光刻步骤留下所要形状部分并去除其它部分，也可通过喷墨技术等，仅在所要部分形成配线材料。
信号线A01～03及像素电极周缘部C11～43的材料，若以光刻步骤形成，适用铝等金属；若以喷墨技术形成，适用导电性塑料或添加金属微粉末的有机溶媒。
信号线A01～A03与像素电极周缘部C11～C43及像素电极D11～D43应当绝缘配置。即，信号线A01～D03与像素电极周缘部C11～43不可重叠或接触；信号线A01～03与像素电极D11～D43不可重叠或接触。
本例中，由于信号线A01～A03与像素电极周缘部C11～C43以同样形成步骤形成，因而可以正确控制两图案间的间隔。因此，不会发生信号线A01～A03与像素电极周缘部C11～43的接触导通。
然而，信号线A01～A03与像素电极D11～D43以不同步骤形成，两步骤间的图案形成位置的对位极为重要。此处，用于形成图案的光刻装置(曝光装置)或喷墨印刷装置，必须要有对位机构。
如前述，在形成有像素电极D11～D43、像素电极周缘部C11～C43、信号线A01～A03的基板PL1上，如图3所示，分布了本发明特征的主动元件材料SR0、SR1、SR2、SR3、SR4等。主动元件材料SR0等，如图中黑色棒状所示般的细长形棒状物，其长度为5至100μm左右。基本上，其截面形状并无局限，圆形、四角形、六角形等皆可，其粗细程度以直径或最大对角线长而言，为50nm至3μm左右。
主动元件材料SR0等，大致随机分布配置于形成有像素电极D11～43、像素电极周缘部C11～C43、信号线A01～A03的基板PL1上。可采用的配置方法，包括将微粉末的主动元件材料SR0等洒于基板PL1上；或者，将微粉末的主动元件材料SR0等以有机溶媒等为媒介，以喷雾方式配置在基板PL1上；或者，将微粉末的主动元件材料SR0等混合于有机溶媒等，以旋涂(spin coat)方式配置在基板PL1上。
将主动元件材料SR0等配置在基板PL1上的目的是要使主动元件材料SR0发挥晶体管等的功能，以控制像素电极周缘部C11～C43及像素电极D11～D43与信号线A01～A03中的一既定对象彼此间的导电性。
然而，即使采用前述任一方法将SR0等各主动元件材料正确地配置在基板PL1上的所要位置并不容易达成，其配置位置必须以随机方式来处理。
因此，如在图3中，存在有位于前述所要位置的跨设于信号线A03与像素电极周缘部C43双方的主动元件材料(以下称为“所要主动元件材料”)SR2，但同时也存在有配置在前述所要位置以外的主动元件材料，例如配置在像素电极D42上的主动元件材料SR3、跨设于相邻信号线A01和A02双方的主动元件材料SR4、跨设于相邻信号线A02和A03双方的主动元件材料SR0等。
然而，前述主动元件材料SR0的其中一部分也位于前述所要的位置，如跨设于信号线A03与像素电极周缘部C13双方的所要主动元件材料。前述主动元件材料SR4，是其中一部分分别跨设于属于前述所要位置的信号线A01与像素电极周缘部C41双方、及跨设于信号线A02与像素电极周缘部C42双方而配置的所要主动元件材料。
此处，对于主动元件材料SR0～SR4等当中，不属于前述所要主动元件材料或部分称为非所要主动元件材料。
参照表示图3中的主动元件材料SR0附近的基板PL1的截面图的图6至图16，以说明以下的制造步骤。
图6表示图3所示主动元件材料SR0等被分布于基板PL1上的状态的截面图。如图3所示，主动元件材料SR0，具有跨设于信号线A03与像素电极周缘部C13之间而配置的部分，此部分是所要主动元件材料，但在此同时，主动元件材料SR0也有跨设于信号线A03与信号线A02之间而配置的部分，此部分即为非所要主动元件材料。
本例中的主动元件材料SR0使用棒状的硅单晶，然而，可在主动元件材料SR0表面被覆氧化硅膜来作为绝缘膜OX。但，主动元件材料SR0的材料并未局限于此，也可使用其它半导体单晶或多晶、或是非晶质的半导体材料。将主动元件材料SR0分布于基板PL1上时，不必在主动元件材料SR0表面形成前述绝缘膜，也可在主动元件材料SR0分布于基板PL1后才对其表面进行氧化或氮化等形成绝缘膜。
接着，如图7所示，以喷雾或旋涂方式，按照图3及图6所示方式将负型光阻NPR形成于基板PL1上。在该状态，用具有同样强度分布的曝光用光Exp1从基板PL1背面照射PL1，以使光阻NPR曝光。形成于基板上的由铝或导电性塑料等所形成的信号线A02、A03及像素电极周缘部C12、C13，对于曝光用光Exp1具吸收性，故会使曝光用光Exp1减光。因此，位于图7中的信号线A02、A03像素电极周缘部C12、C13该部分上方的光阻NPR并未感光，通过显影，使该部分的负型光阻NPR溶解于显影液而去除。
因此，在显影后，对应于信号线A02、A03及像素电极周缘部C12、C13的部分的光阻NPR已被去除，其它部分则尚残存光阻NPR。此时，尽管主动元件材料SR0被视为具有遮光作用，但若主动元件材料SR0的径长为50nm至1μm左右，其细微程度小于曝光用光Exp1的波长(300～500nm)，因而不具有特别的遮光作用。然而，若主动元件材料SR0的径长在1μm以上，则能够起到一定的遮光作用，因此应当将曝光用光Exp1的曝光量(累计的曝光能量)设定的稍高，来自主动材料SR0周边的曝光部的光渗入，或是光阻NPR中被感光的物质扩散等，即使是位于主动元件材料SR0的上方的光阻NPR也能实质感光。
在该状态下，基板PL1的表面(图中的上表面)经过含稀薄氟酸或氟离子的水溶液蚀刻后，在光阻NPR业已剥离的对应于信号线A02、A03与像素电极周缘部C12、C13的部位，位于主动元件材料SR0表面的绝缘膜(氧化硅)被溶解去除，如图8所示，使主动元件材料SR0表面的绝缘膜内部的硅单晶露出。
上述步骤，虽是以形成于基板PL1上的图案，即信号线A02、A03及像素电极周缘部C12、C13，作为从基板背面曝光时的掩膜，进行光阻NPR的曝光及图案化作业，也可将其置换成一般的光刻步骤。即，在既定的掩膜上，形成与信号线A02、A03及像素电极周缘部C12、C13的形状大致对应的图案，使用曝光装置，使该图案经曝光而转印至光阻NPR。此时，通过掩膜图案的负、正反转(明部与暗部的反转)，可使用正型光阻作为光阻NPR。
其中，如前述的方法，在基板PL1上以既存图案作为掩膜，从基板背面曝光的方法，能够廉价地形成所要图案。
另一方面，若使用一般的光刻步骤，该方法能形成较微细的图案，是其优点所在。
对前述氧化硅膜的蚀刻，同样并不局限于以前述氟酸等进行的湿蚀刻，可使用氟系气体进行干蚀刻。此时，湿蚀刻同样具有成本较低的优点，另一方面，采用干蚀刻同样是利于蚀刻较微细图案。
接着，通过电镀或无电解镀敷等方法，在经过前述曝光、显影步骤而形成的光阻NPR的剥离部分，形成上层信号配线A020、A030及上层像素电极周缘部C120、C130。由前述制造步骤可明确了解，该上层信号配线A020、A030按照信号配线A02、A03的形状形成于信号配线A02、A03上。上层像素电极周缘部C120、C130也是按照像素电极周缘部C12、C13的形状形成。
如图9所示，上层信号配线A020、A030与信号配线A02、A03看似并未导通，实际上，主动元件材料SR0部分以外，即是相对于纸面的前侧及深侧，理所当然是分别导通。而上层像素电极周缘部C130与像素电极周缘部C13也是同样关系。
因此，透过信号配线A03传送的电气信号(即显示信息)，通过上层信号配线A030传达至主动元件材料SR0，通过上层像素电极周缘部C130与像素电极周缘部C13传达至像素电极D13。
使用有机溶媒等，从基板PL1上去除光阻NPR。去除光阻NPR后的状态如图10所示。
在上层信号配线A030与主动元件材料SR0、以及上层像素电极周缘部C130与主动元件材料SR0之间，会因为上述电镀或无电电镀工艺而无法获得良好的导通性。此处，可在去除光阻NPR之后，进行例如激光退火等工艺，以改善前述导通性。
接着，如图11所示，在像素电极D12、D13等上方形成遮光材料S12、S13之后，在基板PL1上形成绝缘性的保护膜CC。遮光材料S12、S13的形成可通过喷墨印刷机，或者喷雾式涂布或旋涂，形成于像素电极D12、D13全面，然后以光刻步骤去除非所要部分。保护膜CC通过喷雾式涂布或旋涂方式形成于基板PL1上的全面。
接着，如图12所示，以喷雾式涂布或旋涂方式，将正型光阻PPR涂布于该基板PL1的表面。从基板PL1的背面照射具同样强度分布的曝光用光Exp2，使正型光阻PPR感光。
在该曝光步骤中，形成于基板上的信号线A02、A03、像素电极周缘部C12、C13，和形成于像素电极D12、D13上的遮光材料S12、S13，对于曝光用光Exp2也具有吸收性，会使曝光用光Exp2减光。因此，位于图12中A02，A03，C12，C13，D12，D13该等部分上方的光阻PPR并未发生感光，在显影后，位于该等部分的正型光阻PPR并未被显影液去除。
因此，若在显影后以光阻PPR为掩膜进行保护膜CC的蚀刻，则如图13所示般，在基板之上，在形成信号线A02、A03、像素电极周缘部C12、C13，及遮光材料S12、S13的对应位置处残留有保护膜CC，但基板的其它部分的保护膜CC则可去除。此时，已去除光阻PPR的部分露出主动元件材料SR0。
该曝光步骤同样未局限于从基板PL1背面照射相同光束，也能通过一般光刻步骤，先形成具有遮光图案的掩膜，并使掩膜中的遮光图案形状对应于基板上的信号线A02、A03、像素电极周缘部C12、C13、遮光材料S12、S13，进而以一般光刻步骤将遮光图案转印至光阻PPR上。
保护膜CC的蚀刻同样能采湿蚀刻或干蚀刻。
如图14所示，去除光阻PPR的部分形成控制电极B12、B13、及切断电极E03。控制电极B12、B13、及切断电极E03的材料包括以无电解电镀等电镀方式形成的铝等金属物，或者通过蒸镀或溅镀形成的金属物。
若无法在已去除光阻PPR的部分选择性地形成电极材料，则会导致电极材料亦在保护膜CC上形成，因此可在电极材料形成后，以酸等进行蚀刻去除形成保护膜CC上的电极材料。再者，电极材料的去除步骤还可使用CMP(化学机械研磨)。
在光阻PPR去除的部分形成控制电极B12、B13、切断电极E03后，以蚀刻等方式去除保护膜CC与遮光材料S12、S13。去除后的状态如图15所示。
此处，控制电极B13，形成为围绕主动元件材料SR0及形成于主动元件材料SR0表面的绝缘膜OX。主动元件材料SR0形成以控制电极B13为闸极、以信号线A03和像素电极周缘部C13为源极、汲极的场效晶体管TR。即，通过施加于控制电极B13的电压(电位)，即能控制信号线A03与像素电极周缘部C13两者的导电性。
此处，为了使主动元件材料SR0成为工作正常的场效晶体管TR，须在既定条件下，对主动元件材料SR0的至少一部分添加使硅单晶所构成的主动元件材料SR0成为n型或p型半导体的(掺杂)掺质(杂质)。然而，欲对硅单晶施以既定掺杂使发挥良好电性时，必须施以例如450℃左右的热处理。
但是，在本发明的显示装置制造方法中，其特征之一，即是无须对前述基板PL1施以高温处理，因此，伴随高温处理的掺杂步骤，还是以不采用为宜。
此处，所使用的主动元件材料SR0，较佳与分布至基板PL1前大致相同的掺杂程度，使用一样的n型或p型半导体。此时，在信号线A03与像素电极周缘部C13之间，即，相当于主动元件材料SR0形成的场效晶体管TR的源极、汲极之间，在一般状态下具有电导性，但可借着对栅极(即控制电极B13)施加既定的电压(电位)，来切断其导电性。即，若主动元件材料SR0为n型半导体则施加负电压，若主动元件材料SR0为p型半导体则施加正电压，按照对控制电压B13的施加电压，即可控制信号线A03与像素电极周缘部C13间的导电性，故可作成控制元件，以对于位于主动元件材料SR0的图中中央部位的所要主动元件材料，控制其导电性。
再者，如前述以及图15所示可知，在主动元件材料SR0中，位于前述所要主动元件材料以外的图中左端部分(非所要主动元件材料)，跨设于两信号线A02和A03而配置，通过前述处理，形成以信号线A02和信号线A03为源极、汲极，并以切断电极E03为闸极的场效晶体管。主动元件材料SR0如以上所述，较佳为同样的n型或p型半导体，因而，若不对切断电极E03施加既定电压，在信号线A02与信号线A03之间，即会因主动元件材料SR0的非所要主动元件材料的作用，而成为导通状态。该导通，导致将本来不应显示的信号混于对各显示像素(显示元件)传达的信号，使制造的显示装置的品质劣化。
因此，在本例中，将既定电压施加于切断电极E03，以实质去除两信号线A02、A03间的导通性。所施加的既定电压为，当主动元件材料SR0为n型半导体时则是负电压，当主动元件材料SR0是p型半导体时则是正电压。
藉此，可去除主动元件材料SR0所发生的非所要的导通，可防止显示装置的品质劣化。
图4为图15的截面图所示状态的基板PL1的俯视图。理所当然，在基板PL1上，除前述以外，还形成对应于各像素电极D11～D43的多数个控制电极B11～B43或切断电极E02、E03。在切断电极E02、E03的上端部及下端部，形成连接电极E12、E13、E22、E23，用于切断电极E02、E03与后述驱动电路的连接。
对主动元件材料SR1、SR2等施以加工，对于其中跨设于信号线A01～A03与像素电极周缘部C11～C43的部分(即所要主动元件材料)所施行的加工，使成为以控制电极B11～B43为栅极场效晶体管作为控制元件；将跨设于信号线A01～A03中的复数条而配置的部分(即非所要主动元件材料)，则加工成为以切断电极E02、E03为栅极的场效晶体管，以实质去除两信号线间的导电性。
接着，如图5所示，在图4所示的基板PL1上形成选择线B10、B20、B30、B40。其中，选择线B 10与控制电极B11～B43当中的控制电极B11、B12、B13形成电气连接，与其它信号线A01～A03或切断电极E02、E03则呈绝缘。对于其它选择线B20～B40也是同样作法，选择线B20～B40仅与控制电极B21～B43当中配置在各选择线B20～B40正下方的控制电极形成电气连接，与其它信号线A01～03或切断电极E02、E03则呈绝缘。
例如，当主动元件材料SR0为n型半导体时，仅对选择线B10施加正电压或0电压，对其他选择线B20～B40则施加负电压，因此，仅有选择线B10所属的控制电极B11～13被施加正电压或0电压，而其它选择线B20～B40所属的控制电极B21～B43则是被施加负电压。其结果能使被控制电极B11～B13控制的主动元件材料(SR0的中央部等)构成的控制元件具有导电性，而将其它选择线B20～B40的控制元件(由主动元件材料SR2等构成的控制元件)的导电性切断。
在该状态下，透过信号线A01～A03传送既定的显示信息(电气信号).可传送的前述显示信息，仅能传送至对应各信号线A01、A02、A03的像素电极D11、D12、D13。
依序改变施加正电压或0电压的选择线，并同步变更通过信号线A01～A03传送的显示信息，依序将显示信息传送至基板PL1上的所有像素电极D11～43。
通过以上步骤，在前述一片基板上形成的信号线A01～A03、选择线B10～B40、像素电极D11～D43、像素电极周缘部C11～C43、控制电极B11～B43、切断电极E02和E03、主动元件材料与控制元件SR0等的制造步骤完成。
此外，前述制造步骤的顺序并不局限于前述实施例所述，也能以其它顺序形成，在此不再详细描述。前述实施例中，信号线A01～A03与像素电极周缘部C11～C43以同一形成步骤形成，但也能通过不同步骤形成。
又，在前述实施例中，对于主动元件材料SR0等的加工相当于所要主动元件材料的部分成为控制元件的步骤，以及相当于非所要主动元件材料的部分的导电性实质去除的步骤，可以通过同一形成步骤形成，然而，也可通过不同的步骤来形成。
对于相当于非所要主动元件材料的部分的导电性予以实质去除的步骤，例如实际去除主动元件材料SR0等当中相当于非所要主动元件材料的部分，或对SR0等主动元件材料中的相当于的非所要主动元件材料部分的一部分予以实际去除。其作法如图3所示，将SR0等主动元件材料分布于基板PL1之后，通过光刻步骤，仅在相当于所要主动元件材料的位置形成保护膜，亦即是将保护膜形成于信号线A01～A03上、像素电极周缘部C11～C43上、以及被挟于信号线间A01～A03与像素电极周缘部C11～C43间的部分；至于未形成前述保护膜的部分，则可通过蚀刻方式去除所分布的主动元件材料(如主动元件材料SR0的左端部或主动元件材料SR3等)。
再者，如此实际去除非所要主动元件材料的情形，则无须形成前述切断电极E02、E03。
在前述实施例中，信号线A01～A03及像素电极周缘部C11～C43以围绕于像素电极D11～D43的外周的方式配置，其原因乃在于，信号线A01～A03及像素电极周缘部C11～C43配置方式若如上揭般地围绕于像素电极D11～D43的外周全部，可增大像素电极周缘部C11～C43、以及信号线A01～A03当中与像素电极D11～D43近接部分的长度，有利于将主动元件材料SR0等确实地分布于所要信号线A01～03与像素电极周缘部C11～43之间。
然而，信号线A01～03与像素电极周缘部C11～43的配置形状不在此限。像素电极周缘部C11～C43也可仅形成于像素电极D11～D43当中的左端的边部，并相应地使信号线A01～A03为近接于各像素电极D11～43的单纯延伸于上下方向的线状(棒状)物。
此时，配置主动元件材料SR0等并通过之后的加工制成控制元件的机率，与绕像素电极D11～D43周围而形成像素电极周缘部C11～C43与信号线A01～A03的情形相比，约是其1/4左右。
其结果，由信号线A01～03向各像素电极D11～43传送显示信息时电阻约为4倍，然而，若经过综合考量显示装置的性能，判定前述电阻值的增大尚在容许的范围内时，亦能采用将像素电极周缘部C11～C43例如仅配置于像素电极D11～43当中的左端部位的构成。
此外，在该状况下，有可能因主动元件材料SR0等的作用，使得像素电极周缘部C11～C43或像素电极D11～D43在图3等的纸面当中的上下方向发生导通。因此在像素电极周缘部C11～43与像素电极D11～43的上下方向之间，形成前述切断电极E02、E03般的切断电极，实质去除主动元件材料SR0等的导电性，或是，通过光刻步骤去除非所要主动元件材料，以去除分布于非所要主动元件材料部分的主动元件材料。
接着，说明本实施例的显示元件的形成方法。
图16为使用图5所示的在一片基板上已完成信号线A01～A03、选择线B10～B40、像素电极D11～D43、像素电极周缘部C11～C43、控制电极B11～B43、切断电极E02、E03、主动元件材料和控制元件SR0等的制造步骤的基板PL1，形成液晶显示装置的实施例。
图16为像素电极D13附近的放大截面图。
在基板PL1上的场效晶体管TR、TR2部分上形成保护膜之后，以相对于基板PL1的既定间隔，对向配置对向电极DC的对向基板PL2。然后将液晶材料封入两基板之间。
此时，对应于一个像素电极D13的显示元件的构成的主体为，像素电极D13与对向电极DC、以及挟于像素电极D13与对向电极DC间的液晶材料LC。
再者，该液晶显示装置为透过型时，理所当然，两基板PL1、PL2使用透过性材料。在基板PL2上的对向电极DC也以ITO等透明电极形成。在基板PL1的下方与PL2的上方，分别形成偏光板或偏光膜，遂完成透过型液晶显示元件LC13。按照相同方法，在其它像素电极D11～D43对应的位置完成透过型液晶显示元件。
向像素电极D11～D43选择性地传送显示信息(电气信号)，使对应于既定的像素电极D11～D43的液晶显示元件LC13，以既定透过率(亮度)显示。
还可依必要性，在基板PL1或对向基板PL2上形成滤色片，以成为可彩色显示的液晶显示装置。
在图16中，可使对向电极DC为高反射率的金属膜等，使光从基板PL1侧入射，再由基板PL1侧射出的反射型液晶显示装置。还可使像素电极D11～D43为高反射率的金属膜等，使光自对向基板PL2侧入射，再由对向基板PL2侧射出的反射型液晶显示装置。
接着参照图17、图18，说明形成电致变色显示元件的方法。
图17为在图5所示的、在一片基板上完成信号线A01～03、选择线B10～40、像素电极D11～43、像素电极周缘部C11～43、控制电极B11～B43、切断电极E02、E03、主动元件材料和控制元件SR0等的制造步骤的基板PL1上，形成例如铝等金属构成的高反射率反射膜MR，在其上形成氧化锑(Sb2O5)等电解质ES，并在其上形成氧化钨(WO3)等电致变色材料EC，在其上涂布光阻PR2的状态。图17是像素电极D13附近的放大截面图。
通过光刻步骤，照射具既定强度分布的曝光用光Exp3，在对应于像素电极D11～D43的部分，正确而言应是略为放大的部分，残存着光阻PR2，并去除其它部分的光阻PR2。之后，以前述光阻PR2为掩膜，对电致变色材料EC、电解质ES、反射膜MR施以蚀刻。又，将绝缘构件FS1、FS2埋入蚀刻所去除的部分，之后，将已形成透明电极DC的对向基板PL2配置在基板PL1上。
藉此，完成反射型电致变色显示元件EC13等，向像素电极D11～D43选择性地传送显示信息(电气信号)，使得对应于既定像素电极D11～D43的电致变色显示元件EC13，能以既定的反射率(亮度)等显示。
电致变色显示元件可与液晶显示元件同样使用透过型，因此，可采用透明电极来代替前述的高反射率反射膜MR，或者，不采用高反射率反射膜MR和透明电极而径以透明像素电极D11～D43本身来作为显示元件的电极，也能制造透过型的电致变色显示装置。
接着说明电解析出型显示元件与电泳型显示元件的形成方法。
以下参照图18予以说明，但图18分别表示的构成要件与前述电致变色显示装置的实施例不同。
本发明的显示装置中的显示元件为电解析出型显示元件时，以银(Ag)形成图18中的高反射率反射膜MR。又，在对向基板PL2上形成透明电极DC，进而形成透明电极EC。然而透明电极EC可依情况予以省略。在本例中，对反射膜MR施以图案化后所产生的空隙FS1、FS2，无须充填绝缘物。
将基板PL1与对向基板PL2，将含银离子的溶液封入基板PL1与对向基板PL2间ES，以及前述空隙FS1、FS2。完成电解析出型显示元件EC13。
将正电荷透过信号线A03注入像素电极D13后，反射膜MR的银成为银离子而溶解至ES、FS1、FS2中的溶液；另一方面，在对向的透明电极EC上，银离子成为银而析出。由于在透明电极EC上析出的银所致，降低了透明电极EC的透明度，因此降低电解析出型显示元件EC13的反射率。
另一方面，将负电荷透过信号线A03注入像素电极D13后，在透明电极EC上析出的银再度成为银离子而溶解至ES、FS1、FS2中的溶液中；另一方面，在反射膜MR的银离子成为银而析出。藉此，在透明电极EC析出的银减少，而恢复透明电极EC的透明度，以提高电解析出型显示元件EC13的反射率。
前述的电解析出型显示元件EC13的反射率的下降或上升具可逆性，电解析出型显示元件EC13的反射率可重复任意次数的下降、上升，以作为显示元件及显示元件装置使用。
形成电泳型显示元件作为本发明的显示元件时，制造方法几乎相同于前述电解析出型显示元件的制造方法。只是充填入两基板间的液体并非只是银离子溶液，包括含碳粒子或氧化钛粒子的液体；而高反射率反射膜MR的材料也不局限为银，可使用铝等其它金属材料。
此外，前述方法所形成的显示装置的单体并不具有处理及产生显示信息的能力，欲使前述显示装置发生动作，必须具有驱动电路以输入显示信息(电气信号)或选择信号。
图19所示为驱动电路形成方法的一实施例，形成驱动电路IC1、IC2，用于对于藉前述制造方法制成之形成有显示装置之基板PL1，透过基板端部的电极部A11、B01、E12等将显示信息(电气信号)或选择信号输入基板。
驱动电路IC1、IC2分别安装在挠性薄膜状基材T1、T2上的集成电路，在薄膜状的基材T1、T2上，分别形成配线图案AL1、BL1构成薄膜状配线构件。
配线图案AL1等透过基板PL1上的电极部A11等连接至信号线A01等。配线图案BL1等分别透过基板PL1上的电极部B01等连接至选择线B10等。配线图案AL1、BL1分别连接至集成电路IC1、IC2，集成电路IC2与外部的影像信号Sig连接。
集成电路IC2根据影像信号Sig生成选择信号，并透过配线图案BL1等将既定电压施加于显示装置中的选择线B10等。集成电路IC2透过相互配线CL向集成电路IC1传达影像信号Sig或影像信号Sig其中一部分，集成电路IC1则根据该信号作成显示信号，并透过配线图案AL1等将既定显示信息(电气信号)传送至显示装置中的信号线A01等。
根据需要，集成电路IC1透过配线图案EL1及基板PL1上的电极E12等向基板PL1上的切断电极E02等供应既定的电压(电位)。
在以上的实施例中，主动元件材料SR0等由半导体所构成，但其适用材料不限于此，还可使用金属或金属氧化物等导体，或是由有机物所构成。即使使用有机物，也能以上述实施例的同样方法构成晶体管。
使用金属或金属氧化物等导体时可构成二极管。即，在金属性的主动元件材料表面形成异种金属薄膜或半导体薄膜，利用异种金属间的整流特性，或是金属半导体间产生的整流特性，做为二极管之用。例如，可构成背对背型二极管的主动显示元件。
再者，本发明不局限于前述实施例，理所当然，在未脱本发明要旨的范围内，能施以各种构成。在2003年11月18日提出的日本专利申请案2003-388457，以及2003年11月19日提出的日本专利申请案2003-389385中，包括其说明书、申请专利范围、图式、摘要的全部揭示内容，都援用于本案。
根据本发明的显示装置制造方法，无须在显示装置所使用的基板上形成半导体薄膜，因此，制造显示装置时无须经由高温处理。故可采用耐热性较低的廉价基板，达到显示装置的低成本化。
根据本发明的显示装置制造方法，可防止在显示装置设计时，在无须导通处发生导通(短路)，防止发生显示像素缺陷。因此，根据本发明，可制造无像素缺陷的显示装置。
权利要求
1.一种显示装置制造方法，显示装置具有二维排列的多个显示元件，其特征在于，包含以下步骤在构成所述的多个显示元件的至少一个基板上形成多个像素电极，像素电极分别连接至所述的多个显示元件；在所述的基板上形成多条信号线，所述多条信号线将显示信息传达至所述的多个显示元件；使多个主动元件材料分布于所述的基板上；在所述的主动元件材料中，将所要主动元件材料(跨设于多条信号线中的既定信号线与多个像素电极中的既定像素电极而分布)的至少一部分作成控制元件，控制元件控制既定信号线与既定像素电极间的导电性；及对于所要主动元件材料外的主动元件材料、亦即非所要主动元件材料的至少一部分，将其非所要导电性的的至少一部分予以实质去除，非所要导电性包含多条信号线彼此间的导电性、多条信号线与多个像素电极间的导电性、或者是多个像素电极间的导电性。
2.如权利要求1所述的显示装置制造方法，其特征在于，多个主动元件材料的分布步骤包含将多个主动元件材料随机分布于基板上。
3.如权利要求1所述的显示装置制造方法，其特征在于，信号线以像素电极的全周长1/4以上的长度配置成接近且围绕像素电极。
4.如权利要求1所述的显示装置制造方法，其特征在于，信号线以像素电极的全周长1/4以上长度配置成近接且围绕像素电极，并且，在多个主动元件材料的分布步骤中，包含将多个主动元件材料随机分布于基板上。
5.如权利要求1所述的显示装置制造方法，其特征在于，实质去除非所要主动元件材料的非所要导电性的步骤包含去除非所要主动元件材料的至少一部分。
6.如权利要求1-5中任意一项权利要求所述的显示装置制造方法，其特征在于，主动元件材料为包含棒状的半导体物质。
7.如权利要求6所述的显示装置制造方法，其特征在于，棒状半导体物质为硅。
8.如权利要求6所述的显示装置制造方法，其特征在于，棒状半导体物质为硅，并且表面以氧化硅被覆。
9.如权利要求1-5中任意一项权利要求所述的显示装置制造方法，其特征在于，显示元件为透过型元件。
10.如权利要求1-5中任意一项权利要求所述的显示装置制造方法，其特征在于，显示元件为反射型元件。
11.如权利要求1-5中任意一项权利要求所述的显示装置制造方法，其特征在于，显示元件为液晶显示元件。
12.如权利要求1-5中任意一项权利要求所述的显示装置制造方法，其特征在于，显示元件为电泳型显示元件。
13.如权利要求1-5中任意一项权利要求所述的显示装置制造方法，其特征在于，显示元件为电解析出型显示元件。
14.如权利要求1-5中任意一项权利要求所述的显示装置制造方法，其特征在于，显示元件为电致变色显示元件。
15.如权利要求1所述的显示装置制造方法，其特征在于，主动元件材料包含棒状的半导体物质。
16.如权利要求15所述的显示装置制造方法，其特征在于，多个主动元件材料的分布步骤包含将多个主动元件材料随机分布于基板上。
17.如权利要求15所述的显示装置制造方法，其特征在于，信号线以像素电极全周长1/4以上长度配置成近接且围绕像素电极。
18.如权利要求15所述的显示装置制造方法，其特征在于，信号线以像素电极的全周长1/4以上长度配置成近接且围绕像素电极，并且，多个主动元件材料的分布步骤包含将多个主动元件材料随机分布于基板上。
19.如权利要求15所述的显示装置制造方法，其特征在于，实质去除非所要主动元件材料的非所要导电性的步骤包含去除非所要主动元件材料的至少一部分。
20.如权利要求15所述的显示装置制造方法，其特征在于，以所要主动元件材料作成控制元件的步骤包含将所要主动元件材料作为场效晶体管。
21.如权利要求15所述的显示装置制造方法，其特征在于，实质去除非所要主动元件材料的非所要导电性的步骤包含使非所要主动元件材料作为场效晶体管。
22.如权利要求15-21中任意一项权利要求所述的显示装置制造方法，其特征在于，棒状的半导体物质为n型或p型半导体。
23.如权利要求15-21中任意一项权利要求所述的显示装置制造方法，其特征在于，棒状的半导体物质为硅。
24.如权利要求15-21中任意一项权利要求所述的显示装置制造方法，其特征在于，棒状的半导体物质表面以绝缘膜被覆。
25.如权利要求24所述的显示装置制造方法，其特征在于，棒状的半导体物质为硅，半导体物质表面的绝缘膜为氧化硅。
26.如权利要求15-21中任意一项权利要求所述的显示装置制造方法，其特征在于，实质去除非所要主动元件材料的非所要导电性的步骤，包含去除非所要主动元件材料的至少一部分的步骤。
27.如权利要求1-5项及权利要求15-21中任意一项权利要求所述的显示装置制造方法，其特征在于，至少一片基板使用具有挠性的基板。
28.如权利要求27所述的显示装置制造方法，其特征在于，至少一片基板，使用有机材料构成的基板。
29.如权利要求27所述的显示装置制造方法，还进一步包含，于至少一片基板的端部连接薄膜状配线构件的步骤。
30.如权利要求28所述的显示装置制造方法，进一步包含，于至少一片基板的端部连接薄膜状配线构件的步骤。
31.一种显示装置，其特征在于，以权利要求1-5及权利要求15-21中任意一项权利要求所述的显示装置制造方法制成。
32.一种显示装置，其特征在于，以权利要求6所述的显示装置制造方法制成。
33.一种显示装置，其特征在于，以权利要求23的显示装置制造方法制成。
34.一种显示装置，其特征在于，以权利要求26的显示装置制造方法制成。
35.一种显示装置，其特征在于，以权利要求27的显示装置制造方法制成。
36.一种显示装置，其特征在于，以权利要求28的显示装置制造方法制成。
全文摘要
一显示装置制造方法，无须经高温处理且能使用具高性能与挠性的基板。具有二维排列的多个显示元件的主动矩阵型显示装置的制造方法中，主动元件材料(SR0～SR4)无须直接成膜于构成显示元件的基板(PL1)上，使用半导体等材料另外形成的，并将其分布于基板上，以形成主动元件。又，对于分布在非所要位置的主动元件材料，去除其导电性，避免发生非必要的导通。
文档编号H01L29/66GK1906529SQ200480040589
公开日2007年1月31日 申请日期2004年11月16日 优先权日2003年11月18日
发明者龟山雅臣, 白石直正 申请人:尼康股份有限公司