矩陣式顯示元件及其製造方法
2024-03-28 22:00:05
專利名稱：矩陣式顯示元件及其製造方法
技術領域：
本發明涉及矩陣式顯示元件及其製造方法，特別是涉及具有將螢光材料(發光材料)或光調製材料等光學材料有選擇地配置在顯示基板上的規定位置的結構、且光學材料至少在塗敷時呈液態的矩陣式顯示元件及其製造方法，和能將光學材料準確地配置在規定的位置的製造方法。
背景技術：
作為實現重量輕、厚度薄、圖象質量高及高清晰度的顯示元件，多種而且大量地使用著LCD(Liquid Crystal Display)或EL(Electroluminescense)顯示元件等矩陣式顯示元件。矩陣式顯示元件由矩陣式的總線布線、光學材料(發光材料或光調製材料)、以及根據需要而採用的其它結構構成。
這裡，如果是單色的矩陣式顯示元件，則布線和電極需要呈矩陣狀配置在顯示基板上，而光學材料也同樣能塗敷在顯示基板的全部表面上。
與此不同，在例如用自發光式的EL顯示元件實現所謂彩色矩陣式顯示元件的情況下，每一象素必須對應於稱為RGB的光的三原色，配置三個象素電極，同時各象素電極必須塗敷與RGB中的某一種對應的光學材料。就是說，需要將光學材料有選擇地配置在規定的位置。
因此，希望能開發出對光學材料製作布線圖案的方法，而作為可選用的有效的製作布線圖案的方法例如有刻蝕和塗敷。
進行刻蝕時的工序如下首先，在顯示基板的全部表面上形成光學材料層。其次，在光學材料層上形成防蝕塗層膜，通過掩模對該防蝕塗層膜進行曝光後形成圖形。然後進行刻蝕，按照防蝕塗層的圖形進行光學材料層的布線圖形製作。
可是，在此情況下，由於工序數多，各種材料、裝置的價格高，使成本提高。而且由於工序數多，各工序複雜，生產率也不高。另外，由於光學材料的化學性質，對防蝕塗層或刻蝕液的耐蝕性低，有時不能實現這些工序。
另一方面，進行塗敷時的工序如下首先，將光學材料溶於溶劑中而呈液態，利用噴塗方式等有選擇地將這種液態光學材料塗敷在顯示基板上的規定位置。然後根據需要，利用加熱或光照射等方法，使光學材料固化。在此情況下，由於工序數少，各種材料、裝置也便宜，所以成本低。另外，由於工序數少，各工序也簡單，所以生產率高。再者，與光學材料的化學性質無關，如果能液化，就能實現這些工序。
利用上述的塗敷來形成圖形的方法，看起來可能認為是容易實行的。可是，本發明者等通過實驗觀察斷定，由於在利用噴塗方式塗敷光學材料時，必須用溶劑將該光學材料稀釋數十倍以上，所以其流動性高，塗敷後在其固化完成之前，難以將其保持在塗敷位置上。
就是說，布線圖形製作的精度因液態光學材料的流動性而變壞。例如，某象素上塗敷的光學材料由於流到相鄰的象素上，使象素的光導特性惡化。此外，由於對每個象素產生塗敷面積的偏差，塗敷厚度也發生偏差，從而造成光學材料的光學特性的偏差。
在塗敷時呈液態、然後進行固化的EL顯示元件用的光學材料等的情況下，上述的問題很明顯，而在將塗敷時及此後也呈液態的液晶有選擇地塗敷在顯示基板上的情況下，也產生同樣的問題。
本發明就是著眼於這種現有的技術所存在的未解決的課題而完成的，其目的在於提供一種既能維持成本低、生產率高及光學材料的自由度高等特徵、又能可靠地將液態光學材料配置在規定位置的矩陣式顯示元件及其製造方法。
發明的公開為了達到上述目的，根據權利要求1的本發明，涉及具有有選擇地將光學材料配置在顯示基板上的規定位置的結構，且上述光學材料至少在被塗敷在上述規定位置時呈液態的矩陣式顯示元件，在該矩陣式顯示元件中，在上述規定位置與其周圍之間的邊界部分上具有為了有選擇地塗敷上述光學材料的臺階。
如果採用根據權利要求1的本發明，則由於有上述的臺階，所以塗敷時光學材料即使呈液態，也能有選擇地將其配置在規定位置。就是說，根據權利要求1的本發明的矩陣式顯示元件是一種光學材料能被準確地配置在規定位置的高性能的矩陣式顯示元件。
為了達到上述目的，根據權利要求2的本發明，涉及具有有選擇地將光學材料配置在顯示基板上的規定位置的結構，且上述光學材料至少在被塗敷在上述規定位置時呈液態的矩陣式顯示元件的製造方法，該矩陣式顯示元件的製造方法包括在上述顯示基板上的上述規定位置與其周圍之間的邊界部分上形成為了塗敷上述液態光學材料的臺階的工序；以及利用上述臺階將上述液態光學材料塗敷在上述規定位置上的工序。
如果採用根據權利要求2的本發明，則由於在塗敷液態光學材料之前形成臺階，能夠利用該臺階阻止被塗敷在規定位置的液態光學材料向周圍擴散。其結果，既能維持成本低、生產率高及光學材料的自由度高等特徵、又能提高布線圖形製作的精度。
根據權利要求3的本發明涉及根據權利要求2的矩陣式顯示元件的製造方法，其中上述臺階是上述規定位置比其周圍低的凹形臺階，使上述顯示基板的塗敷上述液態光學材料的面朝上，將上述液態光學材料塗敷在上述規定位置上。
如果採用根據權利要求3的本發明，則如果使顯示基板的塗敷光學材料的面朝上，那麼由臺階形成的凹部也朝上。然後，如果液態光學材料被塗敷在該凹部的內側，光學材料就會由於重力作用而蓄積在凹部內，只要所塗敷的液態光學材料的量不是非常多，由於重力及表面張力等的作用就能蓄積在凹部內，因此在該狀態下例如使之乾燥，即使使光學材料固化也沒有問題，能進行高精度的布線圖形製作。
與此相反，根據權利要求4的本發明涉及根據權利要求2的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其中上述臺階是上述規定位置比其周圍高的凸形臺階，使上述顯示基板的塗敷上述液態光學材料的面朝下，將上述液態光學材料塗敷在上述規定位置上。
如果採用根據權利要求4的本發明，則如果使顯示基板的塗敷光學材料的面朝下，那麼由臺階形成的凸部也朝下。所以，如果液態光學材料被塗敷在該凸部上，光學材料就會由於表面張力的作用而集中在凸部上，只要所塗敷的液態光學材料的量不是非常多，由於表面張力的作用就能蓄積在凸部上，因此在該狀態下即使例如使之乾燥，使光學材料固化也沒有問題，能進行高精度的布線圖形製作。
為了達到上述目的，根據權利要求5的本發明涉及具有有選擇地將光學材料配置在顯示基板上的規定位置的結構，且上述光學材料至少在被塗敷在上述規定位置上時呈液態的矩陣式顯示元件的製造方法，該矩陣式顯示元件的製造方法包括在上述顯示基板上形成多條第一總線布線的工序；在顯示基板上的上述規定位置與其周圍之間的邊界部分上形成為了塗敷上述液態光學材料的臺階的工序；利用上述臺階將上述液態光學材料塗敷在上述規定位置上的工序；以及形成與上述第一總線布線相交的多條第二總線布線以覆蓋上述光學材料的工序。
如果採用根據權利要求5的本發明，則在所謂無源矩陣式顯示元件的製造方法中，也能具有與上述根據權利要求2的本發明同樣的作用效果。
為了達到上述目的，根據權利要求6的本發明涉及具有有選擇地將光學材料配置在顯示基板上的規定位置的結構，且上述光學材料至少在被塗敷在上述規定位置上時呈液態的矩陣式顯示元件的製造方法，該矩陣式顯示元件的製造方法包括在上述顯示基板上形成多條第一總線布線的工序；在顯示基板上的上述規定位置與其周圍之間的邊界部分上形成為了塗敷上述液態光學材料的臺階的工序；利用上述臺階將上述液態光學材料塗敷在上述規定位置上的工序；通過剝離層在剝離用基板上形成多條第二總線布線的工序；以及將從上述剝離用基板上的上述剝離層剝離的結構複製在塗敷了上述光學材料的顯示基板上以使上述第一總線布線和上述第二總線布線相交的工序。
如果採用根據權利要求6的本發明，則在所謂無源矩陣式顯示元件的製造方法中，也能具有與上述根據權利要求2的本發明同樣的作用效果，同時在配置了光學材料之後，不進行在其上面形成第二總線布線用的層和對該層的刻蝕的工序，能減少其後工序對光學材料等基底材料造成的損傷。
為了達到上述目的，根據權利要求7的本發明涉及具有有選擇地將光學材料配置在顯示基板上的規定位置的結構，且上述光學材料至少在被塗敷在上述規定位置時呈液態的矩陣式顯示元件的製造方法，該矩陣式顯示元件的製造方法包括在上述顯示基板上形成包括多條掃描線及信號線的布線、對應於上述規定位置的象素電極、以及為了根據上述布線狀態控制上述象素電極的狀態的開關元件的工序；在上述顯示基板上的上述規定位置與其周圍之間的邊界部分上形成為了塗敷上述液態光學材料的臺階的工序；以及利用上述臺階將上述液態光學材料塗敷在上述規定位置的工序。
如果採用根據權利要求7的本發明，則在所謂有源矩陣式顯示元件的製造方法中，也能具有與上述根據權利要求2的本發明同樣的作用效果。
為了達到上述目的，根據權利要求8的本發明涉及具有有選擇地將光學材料配置在顯示基板上的規定位置的結構，且上述光學材料至少在被塗敷在上述規定位置時呈液態的矩陣式顯示元件的製造方法，該矩陣式顯示元件的製造方法包括在上述顯示基板上的上述規定位置與其周圍之間的邊界部分上形成為了塗敷上述液態光學材料的臺階的工序；利用上述臺階將上述液態光學材料塗敷在上述規定位置上的工序；通過剝離層在剝離用基板上形成包括多條掃描線及信號線的布線、對應於上述規定位置的象素電極、以及為了根據上述布線狀態控制上述象素電極的狀態的開關元件的工序；以及使從上述剝離用基板上的上述剝離層剝離的結構複製在塗敷了上述光學材料的顯示基板上的工序。
如果採用根據權利要求8的本發明，則在所謂有源矩陣式顯示元件的製造方法中，也能具有與上述根據權利要求2的本發明同樣的作用效果，同時在配置了光學材料之後，不進行在其上面形成布線用的層和象素電極用的層和對這些層刻蝕的工序，能減少其後工序對光學材料等基底材料造成的損傷，或由於塗敷光學材料等而對掃描線、信號線、象素電極或開關元件等造成的損傷。
根據權利要求9的本發明涉及上述根據權利要求5或6的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其中上述臺階是利用上述第一總線布線形成、且上述規定位置比其周圍低的凹形臺階，在塗敷上述液態光學材料的工序中，使上述顯示基板的塗敷上述液態光學材料的面朝上，將上述液態光學材料塗敷在上述規定位置上。
如果採用根據權利要求9的本發明，則在所謂無源矩陣式顯示元件的製造方法，其中也能具有與上述根據權利要求3的本發明同樣的作用效果，同時利用第一總線布線形成臺階，結果形成第一總線布線的工序的一部分或全部能兼作形成臺階的工序，所以能抑制工序的增加。
根據權利要求10的本發明涉及上述根據權利要求7的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其中上述臺階是利用上述布線形成、且上述規定位置比其周圍低的凹形臺階，在塗敷上述液態光學材料的工序中，使上述顯示基板的塗敷上述液態光學材料的面朝上，將上述液態光學材料塗敷在上述規定位置上。
如果採用根據權利要求10的本發明，則在所謂有源矩陣式顯示元件的製造方法中，也能具有與上述根據權利要求3的本發明同樣的作用效果，同時利用布線形成臺階，結果，能使形成布線的工序的一部分或全部兼作形成臺階的工序用，所以能抑制工序的增加。
根據權利要求11的本發明涉及上述根據權利要求7的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其中上述臺階是利用上述象素電極形成、且上述規定位置比其周圍高的凸形臺階，在塗敷上述液態光學材料的工序中，使上述顯示基板的塗敷上述液態光學材料的面朝下，將上述液態光學材料塗敷在上述規定位置上。
如果採用根據權利要求11的本發明，則在所謂有源矩陣式顯示元件的製造方法中，也能具有與上述根據權利要求4的本發明同樣的作用效果，同時利用象素電極形成臺階，結果，能使形成象素電極的工序的一部分或全部兼作形成臺階的工序用，所以能抑制工序的增加。
根據權利要求12的本發明涉及上述根據權利要求5～8的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其中有形成層間絕緣膜的工序，上述臺階是利用上述層間絕緣膜形成、且上述規定位置比其周圍低的凹形臺階，在塗敷上述液態光學材料的工序中，使上述顯示基板的塗敷上述液態光學材料的面朝上，將上述液態光學材料塗敷在上述規定位置上。
如果採用根據權利要求12的本發明，則在所謂無源矩陣式顯示元件的製造方法及所謂有源矩陣式顯示元件的製造方法中，也能具有與上述根據權利要求3的本發明同樣的作用效果，同時利用層間絕緣膜形成臺階，結果，能使形成層間絕緣膜的工序的一部分或全部兼作形成臺階的工序用，所以能抑制工序的增加。
根據權利要求13的本發明涉及上述根據權利要求5～8的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其中形成遮光層的工序，上述臺階是利用上述遮光層形成、且上述規定位置比其周圍低的凹形臺階，在塗敷上述液態光學材料的工序中，使上述顯示基板的塗敷上述液態光學材料的面朝上，將上述液態光學材料塗敷在上述規定位置上。
如果採用根據權利要求13的本發明，則在所謂無源矩陣式顯示元件的製造方法及所謂有源矩陣式顯示元件的製造方法中，也能具有與上述根據權利要求3的本發明同樣的作用效果，同時利用遮光層形成臺階，結果，能使形成遮光層的工序的一部分或全部兼作形成臺階的工序用，所以能抑制工序的增加。
根據權利要求14的本發明涉及上述根據權利要求2，3，5-8的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其中形成上述臺階的工序是在塗敷了液態材料後有選擇地將其除去而形成臺階。作為液態材料能使用防蝕塗層(resist)等，在使用防蝕塗層的情況下，用防蝕塗層進行旋轉塗膜，在顯示基板的全部表面上形成適當厚度的防蝕塗層膜，對該防蝕塗層膜進行曝光·刻蝕，對應於規定位置形成凹部，由此能形成臺階。
如果採用根據權利要求14的本發明，則除了上述根據權利要求2，3，5-8的本發明的作用效果以外，還能簡化形成臺階的工序，同時既能減少對基底材料的損傷，又能容易地形成高低差大的臺階。
根據權利要求15的本發明是在上述根據權利要求2，3，5，7的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法中，形成上述臺階的工序是通過剝離層而在剝離用基板上形成臺階，將從該剝離用基板上的剝離層剝離的結構複製在顯示基板上。
如果採用根據權利要求15的本發明，則除了上述根據權利要求2，3，5，7的本發明的作用效果以外，由於將另外形成的臺階複製在剝離基板上，所以能簡化形成臺階的工序，同時既能減少對基底材料的損傷，又能容易地形成高低差大的臺階。
根據權利要求16的本發明涉及上述根據權利要求2，3，5-10，12-15的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其中使上述臺階的高度dr滿足下式(1)da＜dr……(1)式中，da是上述液態光學材料每一次的塗敷厚度。
如果採用根據權利要求16的本發明，則即使不依賴於液態光學材料的表面張力，也能抑制光學材料越過凹形的臺階而流到規定位置的周圍。
根據權利要求17的本發明涉及上述根據權利要求16的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其滿足下式(2)
Vd/(db·r)＞Et……(2)式中，Vd是加在上述光學材料上的驅動電壓，db是上述液態光學材料的各塗敷厚度之和，r是上述液態光學材料的濃度，Et是使上述光學材料的光學特性變化顯現的最小電場強度(閾值電場強度)。
如果採用根據權利要求17的本發明，則除了上述根據權利要求16的本發明的作用效果以外，明確了塗敷厚度和驅動電壓的關係，能確保光學材料電光效應。
根據權利要求18的本發明涉及根據權利要求2，3，5-10，10-15的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其中使上述臺階的高度dr滿足下式(3)dt＝dr……(3)式中，df是上述光學材料完成時的厚度。
如果採用根據權利要求18的本發明，則能確保臺階和完成時的光學材料的平坦性，光學材料的光學特性變化的均一性及能防止短路。
根據權利要求19的本發明涉及上述根據權利要求18的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其中上述完成時的厚度df滿足下式(4)Vd/df＞Et……(4)式中，Vd是施加在上述光學材料上的驅動電壓，Et是使上述光學材料的光學特性變化顯現的最小電場強度(閾值電場強度)。
如果採用根據權利要求19的本發明，則除了上述根據權利要求18的本發明的作用效果以外，明確了塗敷厚度和驅動電壓的關係，確保光學材料的電光效應。
為了達到上述目的，根據權利要求20的本發明涉及具有有選擇地將光學材料配置在顯示基板上的規定位置的結構，上述光學材料至少在被塗敷在上述規定位置時呈液態的矩陣式顯示元件的製造方法，該矩陣式顯示元件的製造方法包括使上述顯示基板上的上述規定位置的親液性比其周圍的親液性相對地增強的工序；以及將上述液態光學材料塗敷在上述規定位置上的工序。
如果採用根據權利要求20的本發明，則由於在塗敷上述液態光學材料之前增強上述規定位置的親液性，所以塗敷在規定位置上的液態光學材料與其周圍相比，容易蓄積在規定位置，如果使規定位置和它周圍的親液性之差足夠大，則塗敷在規定位置上的液態光學材料就不會向其周圍擴散。其結果，既能維持成本低、生產率高及光學材料的自由度高等特徵、又能提高布線圖形的製作精度。
另外，作為使顯示基板上的規定位置的親液性比其周圍的親液性相對地增強的工序，可以考慮增強規定位置的親液性，或增強規定位置的周圍的疏液性，或兩者都進行。
為了達到上述目的，根據權利要求21的本發明涉及具有有選擇地將光學材料配置在顯示基板上的規定位置的結構，且上述光學材料至少在被塗敷在上述規定位置時呈液態的矩陣式顯示元件的製造方法，該矩陣式顯示元件的製造方法包括在上述顯示基板上形成多條第一總線布線的工序；使上述顯示基板上的上述規定位置的親液性比其周圍的親液性相對地增強的工序；將上述液態光學材料塗敷在上述規定位置上的工序；以及形成與上述第一總線布線相交的多條第二總線布線覆蓋上述光學材料的工序。
如果採用根據權利要求21的本發明，則在所謂無源矩陣式顯示元件的製造方法中，也能具有與上述根據權利要求20的本發明同樣的作用效果。
為了達到上述目的，根據權利要求22的本發明涉及具有有選擇地將光學材料配置在顯示基板上的規定位置的結構，且上述光學材料至少在被塗敷在上述規定位置時呈液態的矩陣式顯示元件的製造方法，該矩陣式顯示元件的製造方法包括在上述顯示基板上形成多條第一總線布線的工序；使上述顯示基板上的上述規定位置的親液性比其周圍的親液性相對地增強的工序；將上述液態光學材料塗敷在上述規定位置上的工序；通過剝離層在剝離用基板上形成多條第二總線布線的工序；以及將從上述剝離用基板上的上述剝離層剝離的結構複製在塗敷了上述光學材料的顯示基板上使上述第一總線布線和上述第二總線布線相交的工序。
如果採用根據權利要求22的本發明，則在所謂無源矩陣式顯示元件的製造方法中，也能具有與上述根據權利要求20的本發明同樣的作用效果，同時在配置了光學材料之後，不進行在其上面形成第二總線布線用的層和對該層的刻蝕的工序，能減少其後工序對光學材料等的基底材料造成的損傷。
為了達到上述目的，根據權利要求23的本發明涉及具有有選擇地將光學材料配置在顯示基極上的規定位置的結構，且上述光學材料至少在被塗敷在上述規定位置時呈液態的矩陣式顯示元件的製造方法，該矩陣式顯示元件的製造方法包括在上述顯示基板上形成包括多條掃描線及信號線的布線、對應於上述規定位置的象素電極、以及為了根據上述布線狀態控制上述象素電極的狀態的開關元件的工序；使上述顯示基板上的上述規定位置的親液性比其周圍的親液性相對地增強的工序；以及將上述液態光學材料塗敷在上述規定位置上的工序。
如果採用根據權利要求23的本發明，則在所謂有源矩陣式顯示元件的製造方法中，也能具有與上述根據權利要求20的本發明同樣的作用效果，為了達到上述目的，根據權利要求24的本發明涉及具有有選擇地將光學材料配置在顯示基板上的規定位置的結構，且上述光學材料至少在被塗敷在上述規定位置時呈液態的矩陣式顯示元件的製造方法，該矩陣式顯示元件的製造方法包括使上述顯示基板上的上述規定位置的親液性比其周圍的親液性相對地增強的工序；將上述液態光學材料塗敷在上述規定位置上的工序；通過剝離層在剝離用基板上形成包括多條掃描線及信號線的布線、對應於上述規定位置的象素電極、以及為了根據上述布線狀態控制上述象素電極的狀態的開關元件的工序；以及將從上述剝離用基板上的上述剝離層剝離的結構複製在塗敷了上述光學材料的顯示基板上的工序。
如果採用根據權利要求24的本發明，則在所謂有源矩陣式顯示元件的製造方法中，也能具有與上述根據權利要求20的本發明同樣的作用效果，同時在配置了光學材料之後，不進行在其上面形成布線用的層或象素電極用的層和對這些層的刻蝕的工序，能減少其後工序對光學材料等基底材料造成的損傷，或由於塗敷光學材料等而對掃描線、信號線、象素電極或開關元件等造成的損傷。
根據權利要求25的本發明涉及根據權利要求21或22的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其中通過沿上述顯示基板上的上述第一總線布線形成疏液性強的分布，使上述顯示基板上的上述規定位置的親液性比其周圍的親液性相對地增強。
如果採用根據權利要求25的本發明，則在所謂無源矩陣式顯示元件的製造方法中，也能具有與上述根據權利要求20的本發明同樣的作用效果，同時沿第一總線布線形成親液性強的分布，結果，形成第一總線布線的工序的一部分或全部能兼作使上述規定位置的親液性比其周圍的親液性相對地增強的工序，所以能抑制工序的增加。
根據權利要求26的本發明涉及根據權利要求23的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其中通過沿上述顯示基板上的上述布線形成疏液性強的分布，使上述顯示基板上的上述規定位置的親液性比其周圍的親液性相對地增強。
如果採用根據權利要求26的本發明，則在所謂有源矩陣式顯示元件的製造方法中，也能具有與上述根據權利要求20的本發明同樣的作用效果，同時沿布線形成親液性強的分布，結果，形成布線的工序的一部分或全部能兼作使上述規定位置的親液性比其周圍的親液性相對地增強的工序，所以能抑制工序的增加。
根據權利要求27的本發明涉及根據權利要求23的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其中通過增強上述顯示基板上的上述象素電極表面的親液性，使上述顯示基板上的上述規定位置的親液性比其周圍的親液性相對地增強。
如果採用根據權利要求27的本發明，則在所謂有源矩陣式顯示元件的製造方法中，也能具有與上述根據權利要求20的本發明同樣的作用效果，同時增強象素電極表面的親液性，結果，形成象素電極的工序的一部分或全部能兼作使上述規定位置的親液性比其周圍的親液性相對地增強的工序，所以能抑制工序的增加。
根據權利要求28的本發明涉及根據權利要求20～24的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法中，有形成層間絕緣膜的工序，通過沿上述顯示基板上的上述層間絕緣膜形成疏液性強的分布，使上述顯示基板上的上述規定位置的親液性比其周圍的親液性相對地增強。
如果採用根據權利要求28的本發明，則在所謂無源矩陣式顯示元件的製造方法及所謂有源矩陣式顯示元件的製造方法中，也能具有與上述根據權利要求20的本發明同樣的作用效果，同時沿層間絕緣膜形成親液性強的分布，結果，形成層間絕緣膜的工序的一部分或全部能兼作使上述規定位置的親液性比其周圍的親液性相對地增強的工序，所以能抑制工序的增加。
根據權利要求29的本發明涉及根據權利要求23的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其中有以形成層間絕緣膜以使上述象素電極露出的工序，在形成上述層間絕緣膜時，在上述象素電極的表面露出的部分與它周圍之間的邊界部分上形成為了塗敷上述液態光學材料的臺階，通過增強上述層間絕緣膜的表面的疏液性，使上述顯示基板上的上述規定位置的親液性比其周圍的親液性相對地增強。
如果採用根據權利要求29的本發明，則由於在塗敷液態光學材料之前，利用層間絕緣膜形成上述根據權利要求3的本發明的凹形臺階，同時通過增強上述層間絕緣膜的表面的疏液性，使規定位置的親液性比其周圍的親液性相對地增強。因此，能發揮上述根據權利要求3的本發明的作用和上述根據權利要求20的本發明的作用，所以能可靠地防止被塗敷在規定位置的液態光學材料向周圍擴散。其結果，既能維持成本低、生產率高及光學材料的自由度高等特徵、又能提高布線圖形製作精度。
根據權利要求30的本發明涉及根據權利要求21～24的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其中有形成遮光層的工序，通過沿上述顯示基板上的上述遮光層形成疏液性強的分布，使上述顯示基板上的上述規定位置的親液性比其周圍的親液性相對地增強。
如果採用根據權利要求30的本發明，則在所謂無源矩陣式顯示元件的製造方法及所謂有源矩陣式顯示元件的製造方法中，也能具有與上述根據權利要求20的本發明同樣的作用效果，同時沿遮光層形成親液性強的分布，結果，形成遮光層的工序的一部分或全部能兼作使上述規定位置的親液性比其周圍的親液性相對地增強的工序，所以能抑制工序的增加。
根據權利要求31的本發明涉及根據權利要求20～30的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其中通過紫外線照射或O2、CF3、Ar等的等離子體照射，增大上述規定位置與其周圍的親液性之差。
如果採用根據權利要求31的本發明，則能容易地增大例如層間絕緣膜表面等的疏液性。
根據權利要求32的本發明涉及根據權利要求2～19的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其中有使上述顯示基板上的上述規定位置的親液性比它周圍的親液性相對地增強的工序。
另外，根據權利要求33的本發明涉及根據權利要求20～28，31的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其中有在上述顯示基板上的上述規定位置與其周圍之間的邊界部分上形成為了塗敷上述液態光學材料的臺階的工序。
而且，如果採用根據權利要求32或33的本發明，則與根據權利要求29的本發明一樣，在塗敷液態光學材料之前形成規定的臺階，同時規定位置的親液性比其周圍的親液性相對地增強。因此，能發揮上述根據權利要求3的本發明的作用和上述根據權利要求20的本發明的作用，所以能可靠地防止被塗敷在規定位置的液態光學材料向周圍擴散。其結果，既能維持成本低、生產率高及光學材料的自由度高等特徵、又能提高布線圖形製作的精度。
為了達到上述目的，根據權利要求34的本發明涉及具有有選擇地將光學材料配置在顯示基板上的規定位置的結構，且上述光學材料至少在被塗敷在上述規定位置時呈液態的矩陣式顯示元件的製造方法，該矩陣式顯示元件的製造方法包括在上述顯示基板上形成電位分布以使上述規定位置與它周圍的電位不同的工序；以及利用上述電位分布，有選擇地將上述液態光學材料塗敷在上述規定位置上的工序。
如果採用根據權利要求34的本發明，則由於在塗敷液態光學材料之前形成電位分布，所以能利用該電位分布阻止被塗敷在規定位置的液態光學材料向周圍擴散。其結果，既能維持成本低、生產率高及光學材料的自由度高等特徵、又能提高布線圖形製作的精度。
為了達到上述目的，根據權利要求35的本發明涉及具有有選擇地將光學材料配置在顯示基板上的規定位置的結構，且上述光學材料至少在被塗敷在上述規定位置時呈液態的矩陣式顯示元件的製造方法，該矩陣式顯示元件的製造方法包括在上述顯示基板上形成電位分布以使上述規定位置與它周圍的電位不同的工序；以及在帶上使與上述規定位置的周圍之間發生斥力的電位之後，將上述液態光學材料塗敷在上述規定位置上的工序。
如果採用根據權利要求35的本發明，則由於在所塗敷的液態光學材料和規定位置的周圍之間產生斥力，所以能阻止被塗敷在規定位置的液態光學材料向周圍擴散。其結果，既能維持成本低、生產率高及光學材料的自由度高等特徵、又能提高布線圖形製作的精度。
為了達到上述目的，根據權利要求36的本發明涉及具有有選擇地將光學材料配置在顯示基板上的規定位置的結構，且上述光學材料至少在被塗敷在上述規定位置時呈液態的矩陣式顯示元件的製造方法，該矩陣式顯示元件的製造方法包括在上述顯示基板上形成多條第一總線布線的工序；在上述顯示基板上形成電位分布以使上述規定位置和它周圍的電位不同的工序；在帶上使與上述規定位置的周圍之間發生斥力的電位之後，將上述液態光學材料塗敷在上述規定位置上的工序；以及形成與上述第一總線布線相交的多條第二總線布線以覆蓋上述光學材料的工序。
如果採用根據權利要求36的本發明，則在所謂無源矩陣式顯示元件的製造方法中，也能具有與上述根據權利要求35的本發明同樣的作用效果。
為了達到上述目的，根據權利要求37的本發明涉及具有有選擇地將光學材料配置在顯示基板上的規定位置的結構，且上述光學材料至少在被塗敷在上述規定位置時呈液態的矩陣式顯示元件的製造方法，該矩陣式顯示元件的製造方法包括在上述顯示基板上形成多條第一總線布線的工序；在上述顯示基板上形成電位分布以使上述規定位置和它周圍的電位不同的工序；在帶上使與上述規定位置的周圍之間發生斥力的電位之後，將上述液態光學材料塗敷在上述規定位置上的工序；通過剝離層在剝離用基板上形成多條第二總線布線的工序；以及將從上述剝離用基板上的上述剝離層剝離的結構複製在塗敷了上述光學材料的顯示基板上以使上述第一總線布線和上述第二總線布線相交的工序。
如果採用根據權利要求37的本發明，則在所謂無源矩陣式顯示元件的製造方法中，也能具有與上述根據權利要求35的本發明同樣的作用效果，同時在配置了光學材料之後，不進行在其上面形成第二總線布線用的層和對該層進行刻蝕的工序，能減少其後的工序對光學材料等的基底材料造成的損傷。
為了達到上述目的，根據權利要求38的本發明涉及具有有選擇地將光學材料配置在顯示基板上的規定位置的結構，且上述光學材料至少在被塗敷在上述規定位置時呈液態的矩陣式顯示元件的製造方法，該矩陣式顯示元件的製造方法包括在上述基板上形成包括多條掃描線及信號線的布線、對應於上述規定位置的象素電極、以及為了根據上述布線狀態控制上述象素電極的狀態的開關元件的工序；在上述顯示基板上形成電位分布以使上述規定位置與其周圍的電位不同的工序；以及在帶上使與上述規定位置的周圍之間發生斥力的電位之後，將上述液態光學材料塗敷在上述規定位置上的工序。
如果採用根據權利要求38的本發明，則在所謂有源矩陣式顯示元件的製造方法中，也能具有與上述根據權利要求35的本發明同樣的作用效果。
為了達到上述目的，根據權利要求39的本發明涉及具有有選擇地將光學材料配置在顯示基板上的規定位置的結構，且上述光學材料至少在被塗敷在上述規定位置時呈液態的矩陣式顯示元件的製造方法，該矩陣式顯示元件的製造方法包括在上述顯示基板上形成電位分布以使上述規定位置與它周圍的電位不同的工序；在帶上使與上述規定位置的周圍之間發生斥力的電位之後，將上述液態光學材料塗敷在上述規定位置上的工序；通過剝離層在剝離用基板上形成包括多條掃描線及信號線的布線、對應於上述規定位置的象素電極、以及為了根據上述布線狀態控制上述象素電極的狀態的開關元件的工序；以及將從上述剝離用基板上的上述剝離層剝離的結構複製在塗敷了上述光學材料的顯示基板上的工序。
如果採用根據權利要求39的本發明，則在所謂有源矩陣式顯示元件的製造方法中，也能具有與上述根據權利要求35的本發明同樣的作用效果，同時在配置了光學材料之後，不進行在其上面形成布線用的層或象素電極用的層和對這些層進行刻蝕的工序，能減少其後工序對光學材料等的基底材料造成的損傷，或由於塗敷光學材料等而對掃描線、信號線、象素電極或開關元件等造成的損傷。
根據權利要求40的本發明涉及根據權利要求35～39的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其中形成上述電位分布以使至少上述顯示基板上的上述規定位置的周圍帶電。
如果採用根據權利要求40的本發明，則通過使液態光學材料帶電，能可靠地發生斥力。
根據權利要求41的本發明涉及根據權利要求36或37的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其中上述電位分布是通過將電壓施加在上述第一總線布線上形成的。
另外，根據權利要求42的本發明涉及根據權利要求38的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其中上述電位分布是通過將電壓施加在上述布線上形成的。
而且，根據權利要求43的本發明涉及根據權利要求38的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其中上述電位分布是通過將電壓施加在上述象素電極上形成的。
另外，根據權利要求44的本發明涉及根據權利要求38的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其中上述電位分布是依次將電壓施加在上述掃描線上、同時將電位加在上述信號線上、通過上述開關元件將電壓加在上述象素電極上形成的。
另外，根據權利要求45的本發明涉及根據權利要求35～39的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其中有形成遮光層的工序，上述電位分布是通過將電壓施加在上述遮光層上形成的。
如果採用根據權利要求41～45的本發明，則由於利用具有矩陣式顯示元件的結構形成電位分布，所以能抑制工序的增加。
根據權利要求46的本發明涉及根據權利要求24～45的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法，其中形成上述電位分布以使上述規定位置和它周圍呈相反的極性。
如果採用根據權利要求46的本發明，則由於在液態光學材料和規定位置之間發生引力，在液態光學材料和規定位置的周圍之間發生斥力，所以光學材料容易蓄積在規定位置，更能提高布線圖形的製作精度。
另外，作為上述權利要求2～46的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法中的上述光學材料，如根據權利要求47的本發明所述，可以採用無機或有機螢光材料(發光材料)。作為螢光材料(發光材料)，最好是EL(Electroluminescense)。為了作成液態光學材料，溶解在適當的溶劑中製成溶液即可。
作為上述權利要求2，3，5～10，12～31，33～46的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法中的上述光學材料，如根據權利要求48的本發明所述，可以採用液晶。
根據權利要求49的本發明在根據權利要求7，8，10，11，13，23，24，26，27，38，39，42～44的本發明的矩陣式顯示元件的製造方法中，上述開關元件是由非晶矽在600℃以上的高溫處理形成的多晶矽或在600℃以下的低溫處理中形成的多晶矽形成的。
即使採用根據權利要求49的本發明，也能提高光學材料的布線圖形製作的精度。特別是採用在低溫處理中形成的多晶矽的情況下，能滿足由於使用玻璃基板的低成本化和由於高移動性的高性能化兩個方面。
附圖的簡單說明圖1是表示本發明的第一實施方案的顯示裝置的一部分的電路圖。
圖2是表示象素區的平面結構的放大平面圖。
圖3～圖5是表示第一實施方案中的製造工序的流程的剖面圖。
圖6是表示第一實施方案的變形例的剖面圖。
圖7是表示第二實施方案的平面圖及剖面圖。
圖8是表示第三實施方案的製造工序的一部分的剖面圖。
圖9是表示第四實施方案的製造工序的一部分的剖面圖。
圖10是表示第五實施方案的製造工序的一部分的剖面圖。
圖11是表示第六實施方案的製造工序的一部分的剖面圖。
圖12是表示第八實施方案的製造工序的一部分的剖面圖。
圖13是表示第八實施方案的變形例的剖面圖。
為了實施發明的最佳形態以下，根據
本發明的優選實施方案。
(1)第一實施方案圖1至圖5表示本發明的第一實施方案，該實施方案是將根據本發明的矩陣式顯示元件及其製造方法應用於使用EL顯示元件的有源矩陣式顯示裝置的實施方案。更具體地說，表示利用作為布線的掃描線、信號線及公用供電線，塗敷作為光學材料的發光材料的實施例。
圖1是表示本實施方案的顯示裝置1的一部分的電路圖，該顯示裝置1在透明的顯示基板上具有如下的各布線結構多條掃描線131、對應於這些掃描線131沿交叉方向延伸的多條信號線132、以及與這些信號線132平行延伸的多條公用供電線133，同時象素區1A設在掃描線131及信號線132的各交點上。
對應於信號線132設有具備移位寄存器、電平移動二極體、視頻線路及模擬開關的數據側驅動電路3。另外，對應於掃描線131設有具備移位寄存器及電平移動二極體的掃描側驅動電路4。再者，在各個象素區1A設有掃描信號通過掃描線131供給柵極的開關薄膜電晶體142；保存通過該開關薄膜電晶體142從信號線132供給的圖象信號的保存電容cap；由該保存電容cap保存的圖象信號供給柵極的電流薄膜電晶體143；當通過該電流薄膜電晶體143導電性地與公用供電線133連接起來時，驅動電流從公用供電線133流入的象素電極141；以及夾在該象素電極141和反射電極154之間的發光元件140。
如果這樣構成，則當驅動掃描線131，使開關薄膜電晶體142導通後，這時的信號線132的電位被保存在保存電容cap，根據該保存電容cap的狀態，決定電流薄膜電晶體143的導通、截止狀態。而且，電流通過電流薄膜電晶體143的溝道從公用供電線133流入象素電極141，電流再通過發光元件140流入反射電極154，於是發光元件140對應於流過它的電流量而發光。
這裡，各象素區1A的平面結構如圖2所示，圖2是在將反射電極和發光元件取出後的狀態下的放大平面圖，平面形狀呈長方形的象素電極141的四邊被信號線132、公用供電線133、掃描線131及圖中未示出的另一象素電極用的掃描線包圍著配置。
圖3～圖5是依次表示象素區1A的製造過程的剖面圖，相當於圖2中的A-A線剖面。以下，根據圖3～圖5，說明象素區1A的製造工序。
如圖3(a)所示，首先根據需要，將TEOS(四乙氧基矽烷)或氧氣等作為原料氣體，利用等離子CVD法，對透明的顯示基板121形成由厚度約為2000～5000埃的氧化矽膜構成的基底保護膜(圖中未示出)。其次，將顯示基板121的溫度設定為約350℃，利用等離子CVD法，在基底保護膜的表面上形成由厚度約為300～700埃的非晶矽膜構成的半導體膜200。其次利用雷射退火或固相生長法等方法，對由非晶矽膜構成的半導體膜200進行結晶工序，使半導體膜200結晶成多晶矽膜。採用雷射退火法時，例如使用由受激準分子雷射器產生的光束的長為400mm的線光束，其輸出強度例如為200mJ/cm2。相當於線光束的短方向的雷射強度的峰值的90％的部分在各區重疊地進行線光束掃描。
其次，如圖3(b)所示，對半導體膜200進行布線圖形製作，製成島狀半導體膜210，將TEOS(四乙氧基矽烷)或氧氣等作為原料氣體，利用等離子CVD法，使半導體膜210的表面形成由厚度約為600～1500埃的氧化矽膜或氮化矽膜構成的柵絕緣膜220。另外，半導體膜210是構成電流薄膜電晶體143的溝道區及源、漏區的半導體膜，還在不同的剖面位置形成構成開關薄膜電晶體142的溝道區及源、漏區的半導體膜。就是說，在圖3～圖5所示的製造工序中，能同時製作兩種電晶體142、143，但由於是以同一順序製作的，所以在以下的說明中，關於電晶體只說明電流薄膜電晶體143，省略對開關薄膜電晶體142的說明。
其次，如圖3(c)所示，利用濺射法形成由鋁、鉭、鉬、鈦、鎢等金屬膜構成的導電膜後，進行布線圖形製作，形成柵極143A。
在該狀態下，摻入高濃度的磷離子，在矽薄膜210上對柵極143A自行匹配地形成源、漏區143a、143b。另外，未摻入雜質的部分構成溝道區143c。
其次，如圖3(d)所示，形成層間絕緣膜230後，形成接觸孔232、234，將中繼電極236、238填充在這些接觸孔232、234內。
其次，如圖3(e)所示，在層間絕緣膜230上形成信號線132、公用供電線133及掃描線(圖3中未示出)。這時，信號線132、公用供電線133及掃描線等各種布線不受作為布線所必要的厚度的約束，而形成得足夠厚。具體地說，使各布線形成1～2μm左右的厚度。這裡可在同一工序中形成中繼電極238和各布線。這時，中繼電極236由後文所述的ITO膜形成。
然後，形成層間絕緣膜240，以便將各布線覆蓋起來，在與中繼電極236對應的位置形成接觸孔242，形成ITO膜以填充在該接觸孔242內，對該ITO膜進行布線圖形製作，在被信號線132、公用供電線133及掃描線包圍的規定位置，形成導電性地與源、漏區143a連接的象素電極141。
這裡，在圖3(e)中，夾在信號線132及公用供電線133之間的部分是與有選擇地配置光學材料的規定位置相當的部分。而且，在該規定位置與其周圍之間，利用信號線132和公用供電線133形成臺階111。具體地說，形成規定位置處比其周圍低的凹形臺階111。
其次，如圖4(a)所示，在使顯示基板121的上表面朝上的狀態下，利用噴墨頭(ink jet head)方式，噴出形成相當於發光元件140的下層部分的空穴注入層用的液態(溶解於溶劑的溶液狀)的光學材料(前驅體)114A，將它有選擇地塗敷在被臺階111圍起來的區內(規定位置)。另外，關於噴墨方式的具體內容因不是本發明的主要意思，所以將其省略(關於這種方式，例如參照特開昭56-13184號公報或特開平2-167751號公報)。
作為形成空穴注入層用的材料，聚合物前驅體可以舉出聚四氫硫代苯基亞苯基、即聚亞苯基亞乙烯基、1，1-二(4-N，N-聯甲苯氨基苯基)環己烷、三(8-羥基喹啉酚)鋁等。
這時，液態前驅體114A因其流動性好，所以能沿水平方向擴散，但由於形成了包圍著塗敷位置的臺階111，所以如果使該液態前驅體114A每一次的塗敷量不是非常多，就能防止液態前驅體114A越過臺階111擴散到規定位置的外側。
其次，如圖4(b)所示，通過加熱或光照射，使液態前驅體114A的溶劑蒸發，在象素電極141上形成固態薄的空穴注入層140a。這時，雖然還取決於液態前驅體114A的濃度，但只形成薄的空穴注入層140a。因此，如果需要更厚的空穴注入層140a時，可以反覆進行所需要次數的圖4(a)及(b)中的工序，如圖4(c)所示，能形成足夠厚的空穴注入層140a。
其次，如圖5(a)所示，在使顯示基板121的上表面朝上的狀態下，利用噴墨頭方式，噴出形成相當於發光元件140的上層部分的有機半導體膜用的液態(溶解於溶劑的溶液狀)的光學材料(有機螢光材料)114B，將它有選擇地塗敷在被臺階111圍起來的區內(規定位置)。
作為有機螢光材料可以舉出氰基聚亞苯基亞乙烯基、聚亞苯基亞乙烯基、聚烷基亞苯基、2，3，6，7-四氫-11-氧代-1H，5H，11H(1)苯並吡喃[6，7，8-ij]-喹嗪-10-羧酸、1，1-二(4-N，N-聯甲苯氨基苯基)環己烷、2-13』，4』-二羥基苯基-3，5，7-三羥基-1-苯並吡喃嗡、三(8-羥基喹啉酚)鋁、2，3，6，7-三氫-9-甲基-11-氧-1H，5H，11H(1)苯並吡喃[6，7，8-ij]-喹嗪、芳烴二胺衍生物(TDP)、二唑二聚物(OXD)、二唑衍生物(PBD)、聯苯乙烯亞芳基衍生物(DSA)、喹啉酚系列金屬配位化合物、鈹苯並喹啉酚衍生物(Bebq)、三苯胺衍生物(MTDATA)、聯苯乙烯衍生物、吡唑啉二聚物、紅熒烯、喹丫酮、三氮雜茂衍生物、聚亞苯基、聚烷基芴、聚烷基噻吩、甲亞胺鋅配位化合物、卟啉鋅配位化合物、苯並唑鋅配位化合物、菲繞啉銪配位化合物等。
這時，液態有機螢光材料114B因其流動性好，同樣沿水平方向擴散，但由於形成了包圍著塗敷位置的臺階111，所以如果使該液態有機螢光材料114B每一次的塗敷量不是非常多，就能防止液態有機螢光材料114B越過臺階111擴散到規定位置的外側。
其次，如圖5(b)所示，通過加熱或光照射，使液態有機螢光材料114B的溶劑蒸發，在空穴注入層140A上形成固態薄的有機半導體膜140b。這時，雖然還取決於有機螢光材料114B的濃度，但只形成薄的有機半導體膜140b。因此，如果需要更厚的有機半導體膜140b時，可以反覆進行所需要次數的圖5(a)及(b)中的工序，如圖5(c)所示，能形成足夠厚的有機半導體膜140b。由空穴注入層140A及有機半導體膜140b構成發光元件140。最後，如圖5(d)所示，在顯示基板121的全部表面上形成帶狀的反射電極154。
這樣，在本實施方案中，從四周包圍著配置發光元件140的處理位置形成信號線132、公用供電線133等布線，同時使這些布線形成得比通常的厚而形成臺階111，而且，由於有選擇地塗敷液態前驅體114A和液態有機螢光材料114B，所以具有發光元件140的布線圖形製作精度高的優點。
而且，如果形成臺階111，便在凹凸較大的面上形成反射電極154，如果使該反射電極154的厚度厚到某種程度，則發生斷線等不良現象的可能性極小。
而且，由於利用信號線132和公用供電線133等布線形成臺階111，特別是不需要增加新的工序，所以不會導致製造工序的大幅度地複雜化。
另外，為了能更可靠地防止液態前驅體114A和液態有機螢光材料114B從臺階111的內側流到外側，液態前驅體114A和液態有機螢光材料114B的塗敷厚度da和臺階111的高度dr之間最好滿足以下關係da＜dr……(1)但是，在塗敷液態有機螢光材料114B時，由於已經形成了空穴注入層140A，所以臺階111的高度dr要考慮從最初的高度減去空穴注入層140A的部分。
另外，如果滿足上式(1)，同時加在有機半導體膜140B上的驅動電壓Vd、液態有機螢光材料114B的各塗敷厚度之和db、液態有機螢光材料114B的濃度r、以及有機半導體膜140B上能出現光學特性變化的最小電場強度(閾值電場強度)Et之間如滿足以下關係Vd/(db·r)＞Et……(2)則能明確塗敷厚度和驅動電壓的關係，保證有機半導體膜140B的電光效應。
另一方面，為了能確保臺階111和發光元件140的平坦性、使有機半導體膜140B的光學特性的變化均勻、防止短路，發光元件140完成時的厚度df和臺階111的高度dr之間的關係滿足下式即可df＝dr……(3)另外，如果滿足上式(3)，同時滿足下式(4)，則能明確發光元件140完成時的厚度和驅動電壓的關係，確保有機螢光材料的電光效應Vd/df＞Et……(4)但是，這時的df不是發光元件140全體，而是有機半導體膜140B完成時的厚度。
另外，形成發光元件140的上層部分的光學材料不限定於有機螢光材料114B，也可以是無機螢光材料。
另外，作為開關元件的各電晶體142、143最好利用在600℃以下的低溫工序中形成的多晶矽形成，因此，能滿足使用玻璃基板的低成本化和高移動速率的高性能化兩個方面。另外，開關元件也可以利用非晶矽或者在600℃以上的高溫工序中形成的多晶矽形成。
而且，除了開關薄膜電晶體142及電流薄膜電晶體143以外，還可以是設置電晶體的形式，或者也可以是用一個電晶體驅動的形式。
另外，臺階111也可以由無源矩陣式顯示元件的第一總線布線、有源矩陣式顯示元件的掃描線131及遮光層形成。
另外，作為發光元件140也可以是發光效率(空穴注入率)稍低的發光元件，可以省去空穴注入層140A。另外，也可以在有機半導體膜140B和反射電極154之間形成電子注入層來代替空穴注入層140A，或者也可以形成空穴注入層和電子注入層這兩者。
另外，在上述實施方案中，特別是在進行彩色顯示的想法中，說明了有選擇地配置了各發光元件140全體的情況，但例如在進行單色顯示的顯示裝置1的情況下，如圖6所示，有機半導體膜140B同樣也可以在顯示基板121的全部表面上形成。但是，即使在此情況下，為了防止交調失真，必須在每個規定位置有選擇地配置空穴注入層140A，所以利用臺階111進行塗敷極其有效。
(2)第二實施方案圖7表示本發明的第二實施方案，該實施方案是將本發明的矩陣式顯示元件及其製造方法應用於使用EL顯示元件的無源矩陣式顯示裝置的實施方案。另外，圖7(a)是表示多條第一總線布線300和沿與其正交的方向配置的多條第二總線布線310的配置關係的平面圖，圖7(b)是沿該圖(a)中的B-B線的剖面圖。另外，與上述第一實施方案相同的結構標以相同的符號，其重複說明從略。另外，詳細的製造工序等也與上述第一實施方案相同，所以其圖示及說明從略。
即，即使在本實施方案中，也是在配置發光元件140的規定位置的周圍，配置例如SiO2等絕緣膜320，於是在規定位置和它周圍之間形成臺階111。
即使是這樣的結構，也和上述第一實施方案一樣，在有選擇地塗敷液態前驅體114A和液態有機螢光材料114B時，能防止它們流到周圍，具有能進行高精度的布線圖形製作等的優點。
(3)第三實施方案圖8表示本發明的第三實施方案，該實施方案與上述第一實施方案相同，是將本發明的矩陣式顯示元件及其製造方法應用於使用EL顯示元件的有源矩陣式顯示裝置的實施方案。更具體地說，是通過利用象素電極141形成臺階111，進行高精度的布線圖形製作的實施方案。另外，與上述實施方案相同的結構標以相同的符號。另外，圖8是表示製造工序的中間過程的剖面圖，其前後過程與上述第一實施方案大致相同，所以其圖示及說明從略。
即，在本實施方案中，象素電極141形成得比通常的厚，於是在它與其周圍之間形成臺階111。就是說，在本實施方案中，後來塗敷光學材料的象素電極141形成比其周圍高的凸形臺階。
而且，與上述第一實施方案一樣，利用噴墨頭方式，噴出形成相當於發光元件140的下層部分的空穴注入層用的液態(溶解於溶劑的溶液狀)的光學材料(前驅體)114A，塗敷在象素電極141的上表面上。
但是，與上述第一實施方案的情況不同，使顯示基板121呈上下相反的狀態，就是說，在使塗敷液態前驅體114A的象素電極141的上表面呈朝下的狀態下，進行液態前驅體114A的塗敷。
如果這樣做，則液態前驅體114A利用重力和表面張力而能蓄積在象素電極141上面，不會擴散到其周圍。於是，如果通過加熱或光照射而進行固化，則能形成與圖4(b)同樣薄的空穴注入層，如果重複這一過程，就能形成空穴注入層。用同樣的方法也能形成有機半導體膜。
這樣，在本實施方案中，利用凸形的臺階111，塗敷液態光學材料，能提高發光元件的布線圖形製作精度。
另外，還可以利用離心力等慣性力，調整蓄積在象素電極141上面的液態光學材料的量。
(4)第四實施方案圖9表示本發明的第四實施方案，該實施方案也與上述第一實施方案相同，是將本發明的矩陣式顯示元件及其製造方法應用於使用EL顯示元件的有源矩陣式顯示裝置的實施方案。另外，與上述實施方案相同的結構標以相同的符號。另外，圖9是表示製造工序的中間過程的剖面圖，其前後過程與上述第一實施方案大致相同，所以其圖示及說明從略。
即，在本實施方案中，首先在顯示基板121上述形成反射電極154，其次，在反射電極154上形成絕緣膜320以包圍著以後配置發光元件140的規定位置，因此使規定位置形成比其周圍低的凹形臺階111。
然後，與上述第一實施方案相同，利用噴墨頭方式，有選擇地將液態光學材料塗敷在用臺階111包圍著的區內，形成發光元件140。
另一方面，在剝離用基板122上通過剝離層152形成掃描線131、信號線132、象素電極141、開關薄膜電晶體142、電流薄膜電晶體143及絕緣膜240。
最後，將從剝離用基板122上的剝離層122上剝離下來的結構複製在顯示基板121上。
這樣，在本實施方案中，也是利用臺階111塗敷液態光學材料，所以能進行高精度的布線圖形製作。
另外，在本實施方案中，能減少此後的工序對發光元件140等基底材料造成的損傷，或由於塗敷光學材料等而對掃描線131、信號線132、象素電極141、開關薄膜電晶體142、電流薄膜電晶體143或絕緣膜240造成的損傷。
在本實施方案中，雖然說明了有源矩陣式顯示元件，但也可以是無源矩陣式顯示元件。
(5)第五實施方案圖10表示本發明的第六實施方案，該實施方案也與上述第一實施方案相同，是將本發明的矩陣式顯示元件及其製造方法應用於使用EL顯示元件的有源矩陣式顯示裝置的實施方案。另外，與上述實施方案相同的結構標以相同的符號。另外，圖10是表示製造工序的中間過程的剖面圖，其前後過程與上述第一實施方案大致相同，所以其圖示及說明從略。
即，在本實施方案中，利用層間絕緣膜240形成凹形的臺階111，因此能獲得與上述第一實施方案相同的作用效果。
另外，由於利用層間絕緣膜240形成臺階111，特別是不需要增加新的工序，所以不會導致製造工序的大幅度地複雜化。
(6)第六實施方案圖11表示本發明的第六實施方案，該實施方案也與上述第一實施方案相同，是將本發明的矩陣式顯示元件及其製造方法應用於使用EL顯示元件的有源矩陣式顯示裝置的實施方案。另外，與上述實施方案相同的結構標以相同的符號。另外，圖11是表示製造工序的中間過程的剖面圖，其前後過程與上述第一實施方案大致相同，所以其圖示及說明從略。
即，在本實施方案中，不是利用臺階來提高圖形的製作精度，而是使塗敷液態光學材料的規定位置的親水性比其周圍的親水性相對地增強，從而使所塗敷的液態光學材料不向周圍擴散。
具體地說，如圖11所示，在形成了層間絕緣膜240之後，在其上面形成非晶矽層155。由於非晶矽層155的疏水性比形成象素電極141的ITO相對地強，所以這時能形成其中象素電極141表面的親水性比其周圍的親水性相對強的疏水性和親水性的分布。
然後，與上述第一實施方案一樣，利用噴墨頭方式，有選擇地將液態光學材料塗敷在象素電極141的上表面上，形成發光元件140，最後形成反射電極。
這樣，即使在本實施方案中，由於形成所希望的疏水性和親水性的分布後塗敷液態光學材料，所以能提高布線圖形的製作精度。
另外，在本實施方案的情況下，當然也能適用於無源矩陣式顯示元件。
另外，還包括將在剝離用基板121上通過剝離層152形成的結構複製在顯示基板121上的工序。
另外，在本實施方案中，雖然利用非晶矽層155形成所希望的疏水性和親水性的分布，但疏水性和親水性的分布也可以利用金屬、陽極氧化膜、聚醯亞胺或氧化矽等絕緣膜、或其它材料形成。另外，如果是無源矩陣式顯示元件，也可以用第一總線布線形成，如果是有源矩陣式顯示元件，也可以用掃描線131、信號線132、象素電極141、絕緣膜240或遮光層形成。
另外，在本實施方案中，雖然在液態光學材料是水溶液的前提下進行了說明，但也可以是採用其它液體溶液的液態光學材料，這時只要對該溶液能獲得疏水性和親水性即可。
(7)第七實施方案本發明的第七實施方案由於其剖面結構與在上述第五實施方案中使用的圖10相同，所以就用該圖來說明。
即，在本實施方案中，用SiO2形成層間絕緣膜240，同時用紫外線照射其表面，此後，使象素電極141的表面露出，然後有選擇地塗敷液態光學材料。
如果是這樣的製造工序，則不僅能形成臺階111，而且能沿層間絕緣膜240的表面形成疏水性強的分布，所以所塗敷的液態光學材料利用臺階111和層間絕緣膜240的疏水性兩方面的作用，能容易地蓄積在規定位置。就是說，能發揮上述第五實施方案和第六實施方案兩方面的作用，更能提高發光元件140的布線圖形製作精度。
另外，照射紫外線的時間可以在使象素電極141的表面露出的之前或之後，根據形成層間絕緣膜240的材料或形成象素電極141的材料等，適當地選擇即可。順便說一下，在使象素電極141的表面露出之前照射紫外線的情況下，由於臺階111的內壁表面的疏水性尚未變強，所以有利於使液態光學材料蓄積在用臺階111圍起來的區中。與此相反，在使象素電極141的表面露出之後照射紫外線的情況下，必須使紫外線垂直地照射，以便使臺階111的內壁表面的疏水性不致增強，但由於在使象素電極141的表面露出時的刻蝕工序之後照射紫外線，所以其優點是不用擔心由於該刻蝕工序而減弱疏水性。
另外，作為形成層間絕緣膜240的材料，例如可以採用抗光蝕劑，或者採用聚醯亞胺，如果是這些材料，則具有能利用旋轉鍍膜法形成膜的優點。
而且，利用形成層間絕緣膜240的材料，可以不進行紫外線照射，而是通過例如照射O2、CF3、Ar等的等離子體來增強疏水性。
(8)第八實施方案圖12表示本發明的第八實施方案，該實施方案也與上述第一實施方案相同，是將本發明的矩陣式顯示元件及其製造方法應用於使用EL顯示元件的有源矩陣式顯示裝置的實施方案。另外，與上述實施方案相同的結構標以相同的符號。另外，圖12是表示製造工序的中間過程的剖面圖，其前後過程與上述第一實施方案大致相同，所以其圖示及說明從略。
即，在本實施方案中，不是利用臺階或疏水性和親水性的分布等來提高布線圖形製作精度，而是利用由電位產生的引力或斥力，來謀求布線圖形製作精度的提高。
如圖12所示，就是說，驅動信號線132或公用供電線133，同時通過使圖中未示出的電晶體適當地導通、截止，形成使象素電極141呈負電位、使層間絕緣膜240呈正電位的電位分布。然後，利用噴墨方式，有選擇地將帶正電的液態光學材料114塗敷在規定位置上。
這樣，如果是本實施方案，則在顯示基板121上形成所希望的電位分布，利用該電位分布、以及與帶正電的液態光學材料114之間的引力及斥力，有選擇地塗敷液態光學材料，所以能提高布線圖形製作精度。
在本實施方案中，特別是由於使液態光學材料114帶電，因此不僅能自發地極化，而且還能利用帶電電荷，使提高布線圖形製作精度的效果更好。
在本實施方案中，雖然示出了應用於有源矩陣式顯示元件的情況，但即使是無源矩陣式顯示元件也能適用。
另外，還可以包括將在剝離用基板121上通過剝離層152形成的結構複製在顯示基板121上的工序。
另外，在本實施方案中，通過將電位依次加在掃描線131上，同時將電位加在信號線132及公用供電線133上，並通過開關薄膜電晶體142及電流薄膜電晶體143，將電位加在象素電極141上，能形成所希望的電位分布。通過用掃描線131、信號線132、公用線133及象素電極141形成電位分布，能抑制工序的增加。另外，即使是無源矩陣式顯示元件，也能利用第一總線布線及遮光層形成電位分布。
另外，在本實施方案中，將電位供給象素電極141和它周圍的層間絕緣膜240雙方，但不受此限，如圖13所示，例如不將電位供給象素電極141，而只將正電位供給層間絕緣膜240，而且還可以使液態光學材料114帶正電後進行塗敷。如果這樣做，則液態光學材料114在塗敷後能可靠地維持帶正電的狀態，所以利用與周圍的層間絕緣膜240之間的斥力，能可靠地防止液態光學材料114流到周圍。
另外，與在上述各本實施方案中說明過的不同，例如還可以通過塗敷液態材料形成臺階111，或者還可以在剝離用基板上通過剝離層形成材料，再通過將從剝離用基板上的剝離層剝離下來的結構複製在顯示基板上，來形成臺階111。
另外，在上述各實施方案中，作為光學材料，說明了可以使用有機或無機的EL的情況，但不受此限，光學材料也可以是液晶。
工業上應用的可能性如上所述，如果採用本發明，由於利用臺階、所希望的疏液性和親液性的分布、以及所希望的電位分布等，塗敷液態光學材料，所以具有能提高光學材料的布線圖形製作精度的效果。
權利要求
1.一種電致發光裝置的製備方法，該方法包括以下步驟在基板上形成象素電極；在所述象素電極上形成絕緣層；增強所述絕緣層表面的排斥性(repellency)；通過布線(pattering)所述絕緣層而使得象素電極部分露出；以及在象素電極部分之上塗覆光學材料或者液體前體之一。
2.根據權利要求1的電致發光裝置的製備方法，其中通過紫外線照射或者等離子體照射來增強所述絕緣層表面的排斥性。
3.一種電致發光裝置的製備方法，該方法包括以下步驟在基板上形成象素電極；在所述象素電極上形成絕緣層；通過布線所述絕緣層而使得象素電極部分露出；增強所述絕緣層表面的排斥性；以及在象素電極部分之上塗覆光學材料或者液體前體之一。
4.根據權利要求3的電致發光裝置的製備方法，其中通過紫外線照射或者等離子體照射來增強所述絕緣層表面的排斥性。
5.一種電致發光裝置的製備方法，所述電致發光裝置具有第一電極、第二電極和在第一電極和第二電極之間的有機半導體膜，該方法包括以下步驟在基板預定位置的表面上形成第一電極；形成絕緣層以包圍所述預定位置；將包括有機半導體材料和溶劑的液體溶液置於基板的所述預定位置；蒸發溶劑以形成有機半導體膜；以及在該有機半導體膜之上形成第二電極。
6.根據權利要求5的電致發光裝置的製備方法，所述方法還包括使所述預定位置的親液性比絕緣層的親液性相對地增強。
7.根據權利要求5的電致發光裝置的製備方法，其中所述絕緣層至少部分覆蓋第一電極。
8.根據權利要求5的電致發光裝置的製備方法，所述方法還包括在絕緣層上形成中間層膜，與預定位置相比，該中間層膜對所述溶液是排斥的。
9.根據權利要求5的電致發光裝置的製備方法，其中通過噴墨法將該液體溶液置於基板的所述預定位置。
10.一種電致發光裝置的製備方法，所述電致發光裝置具有第一電極、第二電極和在第一電極和第二電極之間的有機半導體膜，該方法包括以下步驟在基板預定位置的表面上形成第一電極；形成絕緣層以包圍所述預定位置；使所述預定位置的親液性比絕緣層的親液性相對地增強；將包括有機半導體材料和溶劑的液體溶液置於基板的所述預定位置；蒸發溶劑以形成有機半導體膜；以及在該有機半導體膜之上形成第二電極。
11.根據權利要求10的電致發光裝置的製備方法，其中與預定位置相比，該絕緣層對該液體溶液是排斥的。
12.根據權利要求10的電致發光裝置的製備方法，其中與該絕緣膜的頂部相比，該絕緣層的側壁對該液體溶液具有較小的排斥性。
全文摘要
一種矩陣式顯示元件及其製造方法，其目的在於既維持成本低、生產率高及光學材料的自由度高等特徵、又提高布線圖形製作精度。為了達到該目的，如果是無源矩陣式顯示元件，則利用第一總線布線，或者，如果是有源矩陣式顯示元件，則利用掃描線、信號線、公用供電線、象素電極、層間絕緣膜、遮光層等，在顯示基板上形成臺階、所希望的疏液性和親液性的分布、或所希望的電位分布等，然後，利用它們有選擇地將液態光學材料塗敷在規定位置。
文檔編號H01L51/40GK1901159SQ200610100368
公開日2007年1月24日 申請日期1997年9月18日 優先權日1996年9月19日
發明者木村睦, 木口浩史 申請人:精工愛普生株式會社