薄膜トランジスタの製造方法、電気光学装置、及び電子機器
【課題】 製造工程を簡略化して生産性を向上したＴＦＴの製造方法を提供する。
【解決手段】 基板Ｐ上に、ゲート電極８０の形成領域に対応する第１バンクの前駆体ＢＰ１をポリシラザン液によって形成する工程と、前駆体ＢＰ１上の所定位置に、ソース電極およびドレイン電極の形成領域に対応する第２バンクの前駆体ＢＰ２を、ポリシラザン液を液滴吐出法で配置することによって形成する工程と、前駆体ＢＰ１と前駆体ＢＰ２とを共に焼成処理し、ポリシロキサンを骨格とする無機質層からなる第１バンクＢ１と第２バンクＢ２とを共に形成する工程と、前駆体ＢＰ１又は第１バンクＢ１によって区画された領域にゲート電極８０を形成する工程と、ゲート電極８０の直上部に絶縁膜を介して半導体層を形成する工程と、第２バンクＢ２によって区画された領域にソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、を備えた薄膜トランジスタの製造方法。
【解決手段】 基板Ｐ上に、ゲート電極８０の形成領域に対応する第１バンクの前駆体ＢＰ１をポリシラザン液によって形成する工程と、前駆体ＢＰ１上の所定位置に、ソース電極およびドレイン電極の形成領域に対応する第２バンクの前駆体ＢＰ２を、ポリシラザン液を液滴吐出法で配置することによって形成する工程と、前駆体ＢＰ１と前駆体ＢＰ２とを共に焼成処理し、ポリシロキサンを骨格とする無機質層からなる第１バンクＢ１と第２バンクＢ２とを共に形成する工程と、前駆体ＢＰ１又は第１バンクＢ１によって区画された領域にゲート電極８０を形成する工程と、ゲート電極８０の直上部に絶縁膜を介して半導体層を形成する工程と、第２バンクＢ２によって区画された領域にソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、を備えた薄膜トランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタの製造方法、電気光学装置、及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶装置等の電気光学装置に使われるスイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を製造する場合、その電極又は配線等を形成する工程では、フォトリソグラフィ法が用いられている。このフォトリソグラフィ法は、予めスパッタ法、メッキ法、もしくはＣＶＤ法等の成膜法によりベタ状の薄膜を形成する工程と、この薄膜上にレジスト（感光材）を塗布する工程と、前記レジストを露光、現像する工程と、得られたレジストパターンに応じて導電膜をエッチングする工程とにより、機能薄膜の電極又は配線パターンを形成する方法である。このようなフォトリソグラフィ法を利用した機能薄膜の形成、パターンニングは、成膜処理及びエッチング処理時に真空装置等の大掛かりな設備と複雑な工程を必要とし、また材料使用効率が数％程度とそのほとんどを廃棄せざるを得ないことから、製造コストが高いだけでなく、生産性も低い方法となっている。
【０００３】
これに対し、液体吐出ヘッドから液体材料を液滴状に吐出する液滴吐出法（いわゆるインクジェット法）を用いて、基板上に電極パターンや配線パターン等の導電パターンを形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、金属微粒子等の導電性微粒子若しくはその前駆体を分散させた液体材料である薄膜パターン用インクを基板に直接パターン塗布し、その後熱処理やレーザ照射を行って薄膜の導電パターンに変換する。この方法によれば、従来の複雑な成膜処理、フォトリソグラフィ、及びエッチングが不要となり、プロセスが大幅に簡単なものになるとともに、原材料の使用量が少なく、生産性の向上を図れるといったメリットがある。
【特許文献１】特開２００３−３１７９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記の導電パターンの形成方法では、形成するパターンに応じたバンクを形成し、このバンクに区画された領域内にインクを吐出した後、乾燥ないし焼成することで導電パターンを得るようにしている。
しかし、例えば前記方法を薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の製造に適用しようとした場合、ＴＦＴの製造は基板上に積層構造を形成することで行うことから、例えば電極や配線を積層する際に、各層ごとにバンクを形成し、形成したバンクを用いて電極や配線等を形成する必要がある。したがって、工程が複雑化し、生産性も低いものとなってしまう。
【０００５】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、バンクを用いた液滴吐出法によるパターン形成方法を用いて薄膜トランジスタを製造する場合に、特にその製造工程を簡略化して生産性を向上した製造方法と、これによって得られる薄膜トランジスタを備えた電気光学装置、さらには電子機器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、基板上に、ゲート電極と、半導体層と、該半導体層に接続するソース電極及びドレイン電極と、を形成する薄膜トランジスタの製造方法において、
前記基板上に、前記ゲート電極の形成領域に対応する第１バンクの前駆体をポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかによって形成する工程と、
前記第１バンクの前駆体上の所定位置に、前記ソース電極およびドレイン電極の形成領域に対応する第２バンクの前駆体を、ポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかを液滴吐出法で配置することによって形成する工程と、
前記第１バンクの前駆体と第２バンクの前駆体とを共に焼成処理し、ポリシロキサンを骨格とする無機質層からなる第１バンクと第２バンクとを共に形成する工程と、
前記第１バンクの前駆体またはこれから形成された第１バンクによって区画された領域に、導電性材料を含有してなる機能液を液滴吐出法で配置してゲート電極を形成する工程と、
前記第２バンクによって区画された領域内の前記ゲート電極の直上部に絶縁膜を介して半導体層を形成する工程と、
前記第２バンクによって区画された領域に導電性材料を含有してなる機能体を液滴吐出法で配置して、前記半導体層に接続するソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
この薄膜トランジスタの製造方法によれば、ポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかによって前記第１バンクの前駆体を形成するとともに、この第１バンクの前駆体上にポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかによって第２バンクの前駆体を形成し、その後、これら第１バンクの前駆体と第２バンクの前駆体とを共に焼成処理し、第１バンクと第２バンクとを共に形成するようにしているので、その製造工程が簡略化し、生産性が向上する。
【０００８】
また、本発明の別の薄膜トランジスタの製造方法は、基板上に、ゲート電極と、半導体層と、該半導体層に接続するソース電極及びドレイン電極と、を形成する薄膜トランジスタの製造方法において、
前記基板上に、前記ゲート電極の形成領域に対応する第１バンクの前駆体をポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかによって形成する工程と、
前記第１バンクの前駆体によって区画された領域に導電性材料を含有してなる機能液を液滴吐出法で配置し、ゲート電極またはその前駆体を形成する工程と、
配置した前記機能液上にポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかを液滴吐出法で配置してキャップ層の前駆体を形成するとともに、前記第１バンクの前駆体上の所定位置に、ポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかを液滴吐出法で配置して前記ソース電極およびドレイン電極の形成領域に対応する第２バンクの前駆体を形成する工程と、
前記第１バンクの前駆体と第２バンクの前駆体とキャップ層の前駆体とを共に焼成処理し、ポリシロキサンを骨格とする無機質層からなる第１バンクと第２バンクとキャップ層とを共に形成する工程と、
前記第２バンクによって区画された領域内の前記キャップ層上に絶縁膜を介して半導体層を形成する工程と、
前記第２バンクによって区画された領域に導電性材料を含有してなる機能体を液滴吐出法で配置して、前記半導体層に接続するソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
この薄膜トランジスタの製造方法によれば、ポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかによって前記第１バンクの前駆体を形成するとともに、この第１バンクの前駆体上にポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかによって第２バンクの前駆体を形成し、かつ、機能液上にポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかによってキャップ層の前駆体を形成し、その後、これら第１バンクの前駆体と第２バンクの前駆体とキャップ層の前駆体とを共に焼成処理し、第１バンクと第２バンクとキャップ層とを共に形成するようにしているので、その製造工程が簡略化し、生産性が向上する。
また、第１バンクの前駆体によって区画された領域に機能液を配置してゲート電極の前駆体を形成した場合に、前記の第１バンクの前駆体と第２バンクの前駆体とキャップ層の前駆体とを焼成処理する際に、ゲート電極の前駆体についてもこれを共に焼成することが可能になり、これによって製造工程をより簡略化して生産性を向上することが可能になる。
また、前記機能液からなるゲート電極上を覆うキャップ層を、ポリシロキサンを骨格とする無機質層で形成するので、この無機質層が骨格構造を有することで十分な緻密性を有するものとなることにより、前記ゲート電極中における金属等の導電成分の拡散がより良好に防止される。したがって、薄膜トランジスタの特性低下が防止されてその安定化が図られる。
また、前記無機質層からなるキャップ層が十分な緻密性を有するものとなるので、液滴吐出法で形成されてなる前記ゲート電極に比べ十分に平坦性を有するものとなる。したがって、このキャップ層とこれの上に形成されるゲート絶縁膜との間の界面が十分な平坦性を有するようになり、これによってトランジスタ特性の安定性が向上する。
さらに、前記キャップ層の前駆体と第２バンクの前駆体とを液滴吐出法による同じ工程で形成するので、工程を簡略化して生産性を向上することが可能となる。
【００１０】
また、前記薄膜トランジスタの製造方法においては、前記ポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液として、光酸発生剤または光塩基発生剤のいずれかを含有し、ポジ型レジストとして機能する感光性材料を用いることを特徴としている。
このようにすれば、ポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかをポジ型レジストとして機能させることで、これから得られるバンクのパターン精度をより良好にすることができ、また、加湿処理等を行うことで、ポリシロキサンを骨格とする無機質層に容易に変化させることが可能になる。
【００１１】
本発明の電気光学装置は、前記の製造方法によって得られた薄膜トランジスタを備えることを特徴としている。
この電気光学装置によれば、前述したようにその薄膜トランジスタが、その製造工程が簡略化し、生産性が向上したものとなっているので、この電気光学装置自体も、生産性が向上した良好なものとなる。
【００１２】
本発明の電子機器は、前記の電気光学装置を備えることを特徴としている。
この電子機器によれば、前記電気光学装置が、生産性が向上した良好なものとなるので、この電子機器自体も良好なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。なお、参照する各図において、図面上で認識可能な大きさとするために縮尺は各層や各部材ごとに異なる場合がある。
（電気光学装置）
まず、本発明の電気光学装置の一実施形態について説明する。図１は、本発明の電気光学装置の一実施形態である液晶表示装置１００を示す等価回路図である。この液晶表示装置１００において、画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数のドットには、画素電極１９と該画素電極１９を制御するためのスイッチング素子であるＴＦＴ６０とがそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線（電極配線）１６が該ＴＦＴ６０のソースに電気的に接続されている。データ線１６に書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順で線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線１６に対してグループ毎に供給される。また、走査線（電極配線）１８ａがＴＦＴ６０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線１８ａに対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極１９はＴＦＴ６０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ６０を一定期間だけオンすることにより、データ線１６から供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。
【００１４】
画素電極１９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、後述する共通電極との間で一定期間保持される。そして、この印加される電圧レベルに応じて液晶の分子集合の配向や秩序が変化するのを利用して光を変調し、任意の階調表示を可能にしている。また各ドットには、液晶に書き込まれた画像信号がリークするのを防止するために、画素電極１９と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。符号１８ｂはこの蓄積容量７０の一側の電極に接続された容量線である。
【００１５】
次に、図２は、液晶表示装置１００の全体構成図である。液晶表示装置１００は、ＴＦＴアレイ基板１０と、対向基板２５とが、平面視略矩形枠状のシール材５２を介して貼り合わされた構成を備えており、前記両基板１０，２５の間に挟持された液晶が、シール材５２によって前記基板間に封入されたものとなっている。なお、図２では、対向基板２５の外周端が、シール材５２の外周端に平面視で一致するように表示している。
【００１６】
シール材５２の内側の領域には、遮光性材料からなる遮光膜（周辺見切り）５３が矩形枠状に形成されている。シール材５２の外側の周辺回路領域には、データ線駆動回路２０１と実装端子２０２とがＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って配設されており、この一辺と隣接する２辺に沿ってそれぞれ走査線駆動回路１０４，１０４が設けられている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、前記走査線駆動回路１０４，１０４間を接続する複数の配線１０５が形成されている。また、対向基板２５の角部には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２５との間で電気的導通をとるための複数の基板間導通材１０６が配設されている。
【００１７】
次に、図３は、液晶表示装置１００の画素構成を説明するための図であって、平面構成を模式的に示した図である。図３に示すように、液晶表示装置１００の表示領域には、複数の走査線１８ａが一方向に延在しており、これらの走査線１８ａに交差する方向に複数のデータ線１６が延在している。図３において、走査線１８ａとデータ線１６とに囲まれた平面視矩形状の領域がドット領域である。１つのドット領域に対応して３原色のうち１色のカラーフィルタが形成され、図示した３つのドット領域で３色の着色部２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを有する１つの画素領域を形成している。これらの着色部２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは、液晶表示装置１００の表示領域内に周期的に配列されている。
【００１８】
図３に示す各ドット領域内には、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透光性の導電膜からなる平面視略矩形状の画素電極１９が設けられており、画素電極１９と、走査線１８ａ、データ線１６との間に、ＴＦＴ６０が配設されている。ＴＦＴ６０は、半導体層３３と、半導体層３３の下層側（基板側）に設けられたゲート電極８０と、半導体層３３の上層側に設けられたソース電極３４と、ドレイン電極３５とを備えて構成されている。半導体層３３とゲート電極８０とが対向する領域には、ＴＦＴ６０のチャネル領域が形成されており、その両側の半導体層には、ソース領域、及びドレイン領域が形成されている。
【００１９】
ゲート電極８０は、走査線１８ａの一部をデータ線１６の延在方向に分岐して形成されており、その先端部において、半導体層３３と図示略の絶縁膜（ゲート絶縁膜）を介して紙面垂直方向で対向している。ソース電極３４は、データ線１６の一部を走査線１８ａの延在方向に分岐して形成されており、半導体層３３（ソース領域）と電気的に接続されている。ドレイン電極３５の一端（図示左端）側は、前記半導体層３３（ドレイン領域）と電気的に接続されており、ドレイン電極３５の他端（図示右端）側は画素電極１９と電気的に接続されている。
前記構成のもとＴＦＴ６０は、走査線１８ａを介して入力されるゲート信号により所定期間だけオン状態とされることで、データ線１６を介して供給される画像信号を、所定のタイミングで液晶に対して書き込むスイッチング素子として機能するようになっている。
【００２０】
図４は、図３のＢ−Ｂ’線に沿うＴＦＴアレイ基板１０の要部断面構成図である。図４に示すようにＴＦＴアレイ基板１０は、本発明に係るＴＦＴ６０をガラス基板Ｐの内面側（図示上面側）に形成し、さらに画素電極１９を形成して構成されたものである。ガラス基板Ｐ上には、一部が開口された第１バンクＢ１が形成され、この第１バンクＢ１は、後述するようにポリシラザン液からなるもので、その開口部には、ゲート電極８０とこれを覆うキャップ層８１とが埋設されている。ゲート電極８０は、ガラス基板Ｐ上に、Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ等の金属材料からなる第１電極層（基体層）８０ａと、Ｎｉ，Ｔｉ，Ｗ，Ｍｎ等の金属材料からなる第２電極層（被覆層）８０ｂとを積層して構成されたものである。キャップ層８１は、後述するように、ポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかからなるもので、ポリシロキサンを骨格とする無機質層によって構成されたものである。
【００２１】
第１バンクＢ１上には第２バンクＢ２が形成されており、この第２バンクＢ２には、前記ゲート電極８０及びキャップ層８１を含む領域を露出させる開口が形成されている。この開口内には、酸化シリコンや窒化シリコン等からなるゲート絶縁膜８３が形成されており、このゲート絶縁膜８３上であってゲート電極８０と平面的に重なる位置に半導体層３３が形成されている。半導体層３３は、アモルファスシリコン層８４と、このアモルファスシリコン層８４上に積層されたＮ＋シリコン層８５とからなる。Ｎ＋シリコン層８５は、アモルファスシリコン層８４上で平面的に離間された２つの部位に分割されており、一方のＮ＋シリコン層８５は、ゲート絶縁膜８３上と該Ｎ＋シリコン層８５上とに跨って形成されたソース電極３４と電気的に接続され、他方のＮ＋シリコン層８５は、ゲート絶縁膜８３上と該Ｎ＋シリコン層８５とに跨って形成されたドレイン電極３５と電気的に接続されている。
【００２２】
ソース電極３４とドレイン電極３５とは、第２バンクＢ２の前記開口内に形成された第３バンクＢ３によって分離されたもので、後述するように第２バンクＢ２と第３バンクＢ３とに区画された領域内に、後述するように液滴吐出法で形成されたものである。また、ソース電極３４及びドレイン電極３５上には、前記の開口内を埋めるように絶縁材料８６が配置されている。この絶縁材料８６には、コンタクトホール８７が形成されており、このコンタクトホール８７を介して、第２バンクＢ２及び絶縁材料８６上に形成された画素電極１９が、ドレイン電極３５に導通させられている。そして、このような構成のもとに、本発明に係るＴＦＴ６０が形成されている。
【００２３】
なお、図３に示したように、データ線１６とソース電極３４、及び走査線１８ａとゲート電極８０とは、それぞれ一体に形成されているので、データ線１６はソース電極３４と同様に絶縁材料８６で覆われた構造となっており、走査線１８ａはゲート電極８０と同様にキャップ層８１に覆われた構造となっている。
【００２４】
また、実際には、画素電極１９、及び第２バンクＢ２、第３バンクＢ３、絶縁材料８６の表面上には、液晶の初期配向状態を制御するための配向膜が形成されており、ガラス基板Ｐの外面側には、液晶層に入射する光の偏光状態を制御するための位相差板や偏光板が設けられている。さらに、ＴＦＴアレイ基板１０の外側（パネル背面側）には、透過型ないし半透過反射型の液晶表示装置の場合の照明手段として用いられるバックライトが設けられている。
【００２５】
対向基板２５については、詳細な図示は省略するが、ガラス基板Ｐと同様の基板の内面（ＴＦＴアレイ基板との対向面）側に、図３に示した着色部２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂを配列形成してなるカラーフィルタ層と、平面ベタ状の透光性導電膜からなる対向電極とを積層した構成を備えている。また、前記対向電極上にＴＦＴアレイ基板と同様の配向膜が形成されており、基板外面側には、必要に応じて位相差板や偏光板が配設されたものとなっている。
【００２６】
また、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２５との間に封止された液晶層は、主として液晶分子で構成されている。この液晶層を構成する液晶分子としては、ネマチック液晶、スメクチック液晶など配向し得るものであればいかなる液晶分子を用いても構わないが、ＴＮ型液晶パネルの場合、ネマチック液晶を形成させるものが好ましく、例えば、フェニルシクロヘキサン誘導体液晶、ビフェニル誘導体液晶、ビフェニルシクロヘキサン誘導体液晶、テルフェニル誘導体液晶、フェニルエーテル誘導体液晶、フェニルエステル誘導体液晶、ビシクロヘキサン誘導体液晶、アゾメチン誘導体液晶、アゾキシ誘導体液晶、ピリミジン誘導体液晶、ジオキサン誘導体液晶、キュバン誘導体液晶等が挙げられる。
【００２７】
以上の構成を備えた本実施形態の液晶表示装置１００は、バックライトから入射した光を、電圧印加により配向状態を制御された液晶層で変調することで、任意の階調表示を行えるようになっている。また各ドットに着色部２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂが設けられているので、各画素毎に３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の色光を混色して任意のカラー表示を行えるようになっている。
【００２８】
（薄膜トランジスタの製造方法）
次に、前記ＴＦＴ６０の製造方法を基に、本発明の薄膜トランジスタの製造方法の一実施形態を説明する。前記ＴＦＴ６０においては、ゲート電極８０、ソース電極３４、ドレイン電極３５を、液滴吐出法を用いてパターン形成するとともに、特にキャップ層８１及び第２バンクＢ２についても、液滴吐出法を用いて形成している。
【００２９】
［液滴吐出装置］
まず、本実施形態の製造方法において用いられる、液滴吐出装置について説明する。本製造方法では、液滴吐出装置に備えられた液滴吐出ヘッドのノズルから、導電性微粒子や他の機能材料を含むインク（機能液）を液滴状に吐出し、薄膜トランジスタを構成する各構成要素を形成するものとしている。本実施形態で用いる液滴吐出装置としては、図５に示した構成のものを採用することができる。
【００３０】
図５（ａ）は、本実施形態で用いる液滴吐出装置ＩＪの概略構成を示す斜視図である。
液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド３０１と、Ｘ軸方向駆動軸３０４と、Ｙ軸方向ガイド軸３０５と、制御装置ＣＯＮＴと、ステージ３０７と、クリーニング機構３０８と、基台３０９と、ヒータ３１５とを備えている。
ステージ３０７は、この液滴吐出装置ＩＪによりインク（機能液）を設けられる基板Ｐを支持するものであって、基板Ｐを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。
【００３１】
液滴吐出ヘッド３０１は、複数の吐出ノズルを備えたマルチノズルタイプの液滴吐出ヘッドであり、長手方向とＹ軸方向とを一致させている。複数の吐出ノズルは、液滴吐出ヘッド３０１の下面にＹ軸方向に並んで一定間隔で設けられている。液滴吐出ヘッド３０１の吐出ノズルからは、ステージ３０７に支持されている基板Ｐに対して、前述したインク（機能液）が吐出されるようになっている。
【００３２】
Ｘ軸方向駆動軸３０４には、Ｘ軸方向駆動モータ３０２が接続されている。Ｘ軸方向駆動モータ３０２はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＸ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｘ軸方向駆動軸３０４を回転させる。Ｘ軸方向駆動軸３０４が回転すると、液滴吐出ヘッド３０１はＸ軸方向に移動する。
Ｙ軸方向ガイド軸３０５は、基台３０９に対して動かないように固定されている。ステージ３０７は、Ｙ軸方向駆動モータ３０３を備えている。Ｙ軸方向駆動モータ３０３はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＹ軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ３０７をＹ軸方向に移動する。
【００３３】
制御装置ＣＯＮＴは、液滴吐出ヘッド３０１に液滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、Ｘ軸方向駆動モータ３０２に液滴吐出ヘッド３０１のＸ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を、Ｙ軸方向駆動モータ３０３にステージ３０７のＹ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。
【００３４】
クリーニング機構３０８は、液滴吐出ヘッド３０１をクリーニングするものである。クリーニング機構３０８には、図示しないＹ軸方向の駆動モータが備えられている。このＹ軸方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構は、Ｙ軸方向ガイド軸３０５に沿って移動する。クリーニング機構３０８の移動も、制御装置ＣＯＮＴによって制御されるようになっている。
ヒータ３１５は、ここではランプアニールにより基板Ｐを熱処理する手段であり、基板Ｐ上に塗布された液体材料に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ３１５の電源の投入及び遮断も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
【００３５】
液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド３０１と基板Ｐを支持するステージ３０７とを相対的に走査しつつ基板Ｐに対して液滴を吐出する。ここで、以下の説明において、Ｘ軸方向を走査方向、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向を非走査方向とする。したがって、液滴吐出ヘッド３０１の吐出ノズルは、非走査方向であるＹ軸方向に一定間隔で並んで設けられている。なお、図５（ａ）では、液滴吐出ヘッド３０１は、基板Ｐの進行方向に対し直角に配置されているが、液滴吐出ヘッド３０１の角度を調整し、基板Ｐの進行方向に対して交差させるようにしてもよい。このようにすれば、液滴吐出ヘッド３０１の角度を調整することで、ノズル間のピッチを調節することができる。また、基板Ｐとノズル面との距離を任意に調節できるようにしてもよい。
【００３６】
図５（ｂ）は、ピエゾ方式によるインクの吐出原理を説明するための液滴吐出ヘッドの概略構成図である。
図５（ｂ）において、インク（機能液）を収容する液体室３２１に隣接してピエゾ素子３２２が設置されている。液体室３２１には、インクを収容する材料タンクを含むインク供給系３２３を介してインクが供給される。ピエゾ素子３２２は駆動回路３２４に接続されており、この駆動回路３２４を介してピエゾ素子３２２に電圧を印加し、ピエゾ素子３２２を変形させて液体室３２１を弾性変形させる。そして、この弾性変形時の内容積の変化によってノズル３２５から液体材料が吐出されるようになっている。
この場合、印加電圧の値を変化させることにより、ピエゾ素子３２２の歪み量を制御することができる。また、印加電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子３２２の歪み速度を制御することができる。ピエゾ方式による液滴吐出は材料に熱を加えないため、材料の組成に影響を与えにくいという利点を有する。
【００３７】
［インク（機能液）］
ここで、本実施形態の製造方法において、前記ゲート電極８０、ソース電極３４、ドレイン電極３５等の導電パターンの形成に用いられる、インク（機能液）について説明する。
本実施形態で用いられる導電パターン用のインク（機能液）は、導電性微粒子を分散媒に分散させた分散液、若しくはその前駆体からなるものである。導電性微粒子として、例えば金、銀、銅、パラジウム、ニオブ及びニッケル等を含有する金属微粒子の他、これらの前駆体、合金、酸化物、並びに導電性ポリマーやインジウム錫酸化物等の微粒子などが用いられる。これらの導電性微粒子は、分散性を向上させるために表面に有機物などをコーティングして使うこともできる。導電性微粒子の粒径は１ｎｍ〜０．１μｍ程度であることが好ましい。０．１μｍより大きいと、液体吐出ヘッド３０１のノズルに目詰まりが生じるおそれがあるだけでなく、得られる膜の緻密性が悪化する可能性がある。また、１ｎｍより小さいと、導電性微粒子に対するコーティング剤の体積比が大きくなり、得られる膜中の有機物の割合が過多となる。
【００３８】
分散媒としては、前記の導電性微粒子を分散できるもので、凝集を起こさないものであれば特に限定されない。例えば、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系化合物、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を例示できる。これらのうち、微粒子の分散性と分散液の安定性、また液滴吐出法（インクジェット法）への適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、より好ましい分散媒としては、水、炭化水素系化合物を挙げることができる。
【００３９】
前記導電性微粒子の分散液の表面張力は０．０２Ｎ／ｍ〜０．０７Ｎ／ｍの範囲内であることが好ましい。インクジェット法にて液体を吐出する際、表面張力が０．０２Ｎ／ｍ未満であると、インク組成物のノズル面に対する濡れ性が増大するため飛行曲りが生じやすくなり、０．０７Ｎ／ｍを超えるとノズル先端でのメニスカスの形状が安定しないため吐出量や、吐出タイミングの制御が困難になる。表面張力を調整するため、前記分散液には、基板との接触角を大きく低下させない範囲で、フッ素系、シリコーン系、ノニオン系などの表面張力調節剤を微量添加するとよい。ノニオン系表面張力調節剤は、液体の基板への濡れ性を向上させ、膜のレベリング性を改良し、膜の微細な凹凸の発生などの防止に役立つものである。前記表面張力調節剤は、必要に応じて、アルコール、エーテル、エステル、ケトン等の有機化合物を含んでもよい。
【００４０】
前記分散液の粘度は１ｍＰａ・ｓ〜５０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。インクジェット法を用いて液体材料を液滴として吐出する際、粘度が１ｍＰａ・ｓより小さい場合にはノズル周辺部がインクの流出により汚染されやすく、また粘度が５０ｍＰａ・ｓより大きい場合は、ノズル孔での目詰まり頻度が高くなり円滑な液滴の吐出が困難となるだけでなく、液滴の吐出量が減少する。
【００４１】
また、特にキャップ層８１及び第２バンクＢ２の形成に用いられるインクとしては、例えばポリシラザン液が用いられる。このポリシラザン液は、固形分としてポリシラザンを主成分とするもので、例えばポリシラザンと光酸発生剤とを含む感光性ポリシラザン液（感光性材料）が用いられる。この感光性ポリシラザン液は、ポジ型レジストとして機能するようになるもので、露光処理と現像処理とによって直接パターニングすることができるものである。なお、このような感光性ポリシラザンとしては、例えば特開２００２−７２５０４号公報に記載された感光性ポリシラザンを例示することができる。また、この感光性ポリシラザン中に含有される光酸発生剤についても、特開２００２−７２５０４号公報に記載されたものが用いられる。なお、感光性ポリシラザン液等の感光性材料については、光酸発生剤に代えて、光塩基発生剤を含有したものであってもよい。
また、このような感光性ポリシラザン液は、後述するように第１バンクＢ１の形成材料としても用いられる。
【００４２】
このようなポリシラザンは、例えばポリシラザンが以下の化学式（１）に示すポリメチルシラザンである場合、後述するように加湿処理を行うことで化学式（２）または化学式（３）に示すように一部加水分解し、さらに３５０℃未満の加熱処理を行うことにより、化学式（４）〜化学式（６）に示すように縮合してポリメチルシロキサン［−（ＳｉＣＨ３Ｏ１．５）ｎ−］となる。また、化学式では示さないものの、３５００℃以上の加熱処理を行うと、側鎖のメチル基の脱離が起こり、特に４００℃から４５０℃で加熱処理を行うと、側鎖のメチル基がほぼ脱離してポリシロキサンとなる。なお、化学式（２）〜化学式（６）においては、反応機構を説明するため、化学式を簡略化して化合物中の基本構成単位（繰り返し単位）のみを示している。
【００４３】
このようにして形成されるポリメチルシロキサンまたはポリシロキサンは、無機質であるポリシロキサンを骨格としているので、例えば液滴吐出法で配置され、さらに焼成されて形成された金属層に比べ、十分に緻密性を有するものとなる。したがって、形成される層（膜）表面の平坦性についても、良好なものとなる。また、熱処理に対して高い耐性を有することから、バンク材料としても好適なものとなる。
・化学式（１）；−（ＳｉＣＨ３（ＮＨ）１．５）ｎ−
・化学式（２）；ＳｉＣＨ３（ＮＨ）１．５＋Ｈ２Ｏ
→ＳｉＣＨ３（ＮＨ）（ＯＨ）＋０．５ＮＨ３
・化学式（３）；ＳｉＣＨ３（ＮＨ）１．５＋２Ｈ２Ｏ
→ＳｉＣＨ３（ＮＨ）０．５（ＯＨ）２＋ＮＨ３
・化学式（４）；ＳｉＣＨ３（ＮＨ）（ＯＨ）＋ＳｉＣＨ３（ＮＨ）（ＯＨ）＋Ｈ２Ｏ
→２ＳｉＣＨ３Ｏ１．５＋２ＮＨ３
・化学式（５）；ＳｉＣＨ３（ＮＨ）（ＯＨ）＋ＳｉＣＨ３（ＮＨ）０．５（ＯＨ）２
→２ＳｉＣＨ３Ｏ１．５＋１．５ＮＨ３
・化学式（６）；ＳｉＣＨ３（ＮＨ）０．５（ＯＨ）２＋ＳｉＣＨ３（ＮＨ）０．５（ＯＨ）２
→２ＳｉＣＨ３Ｏ１．５＋ＮＨ３＋Ｈ２Ｏ
【００４４】
［ＴＦＴアレイ基板の製造方法］
以下、ＴＦＴ６０の製造方法を含む、ＴＦＴアレイ基板１０の各製造工程について、図６から図９を参照して説明する。なお、図６から図９は、本実施形態の製造方法における一連の工程を示す断面工程図である。
【００４５】
＜ゲート電極形成工程＞
図６、図７の各図に示すように、基体として無アルカリガラス等からなるガラス基板Ｐを用意し、その一面側に第１バンクＢ１を形成した後、この第１バンクＢ１に形成した開口部３０に対し、所定のインク（機能液）を滴下することで、開口部３０内にゲート電極８０を形成する。このゲート電極形成工程は、バンク形成工程と、撥液化処理工程と、第１電極層形成工程と、第２電極層形成工程と、焼成工程と、を含むものとなっている。
【００４６】
｛第１バンクの前駆体形成工程｝
まず、ゲート電極８０（及び走査線１８ａ）をガラス基板上に所定パターンで形成するために、ガラス基板Ｐ上に所定パターンの開口部を有する第１バンクを形成する。この第１バンクは、基板面を平面的に区画する仕切部材であり、このバンクの形成には、特にフォトリソグラフィ法が好適に用いられる。具体的には、まず、スピンコート、スプレーコート、ロールコート、ダイコート、ディップコート等の方法で、図６（ａ）に示すようにガラス基板Ｐ上に形成するバンクの高さに合わせて前記の感光性ポリシラザン液を塗布し、ポリシラザン薄膜ＢＬ１を形成する。
【００４７】
続いて、得られたポリシラザン薄膜ＢＬ１を、例えばホットプレート上にて１１０℃で１分程度プレベークする。
次いで、図６（ｂ）に示すようにマスクを用いてポリシラザン薄膜ＢＬ１を露光する。このとき、このポリシラザン薄膜ＢＬ１は前述したようにポジ型レジストとして機能するので、後の現像処理によって除去する箇所を、選択的に露光する。露光光源としては、前記感光性ポリシラザン液の組成や感光特性に応じ、従来のフォトレジストの露光で用いられている高圧水銀灯、低圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマレーザー、Ｘ線、電子線等から適宜選択され用いられる。照射光のエネルギー量については、光源や膜厚にもよるものの、通常は０．０５ｍＪ／ｃｍ２以上、望ましくは０．１ｍＪ／ｃｍ２以上とされる。上限は特にないものの、あまりに照射量を多く設定すると処理時間の関係から実用的でなく、通常は１００００ｍＪ／ｃｍ２以下とされる。露光は、一般に周囲雰囲気（大気中）あるいは窒素雰囲気とすればよいが、ポリシラザンの分解を促進するため、酸素含有量を富化した雰囲気を採用してもよい。
【００４８】
このような露光処理により、光酸発生剤を含有する感光性ポリシラザン薄膜ＢＬ１は、特に露光部分において膜内で選択的に酸が発生し、これによりポリシラザンのＳｉ−Ｎ結合が解裂する。そして、雰囲気中の水分と反応し、前記の化学式（２）または化学式（３）に示したようにポリシラザン薄膜ＢＬ１は一部加水分解し、最終的にシラノール（Ｓｉ−ＯＨ）結合が生成し、ポリシラザンが分解する。
【００４９】
次いで、このようなシラノール（Ｓｉ−ＯＨ）結合の生成、ポリシラザンの分解をより進めるため、図６（ｃ）に示すように露光後のポリシラザン薄膜ＢＬ１を、例えば２５℃、相対湿度８５％の環境下にて５分程度加湿処理する。このようにしてポリシラザン薄膜ＢＬ１内に水分を継続的に供給すると、一旦ポリシラザンのＳｉ−Ｎ結合の解裂に寄与した酸が繰り返し解裂触媒として働く。このＳｉ−ＯＨ結合は露光中においても起こるが、露光後、露光された膜を加湿処理することにより、ポリシラザンのＳｉ−ＯＨ化がより一層促進される。
【００５０】
なお、このような加湿処理における処理雰囲気の湿度については、高ければ高いほどＳｉＯＨ化速度を速くすることができる。ただし、あまり高くなると膜表面に結露してしまうおそれがあり、したがってこの観点から相対湿度９０％以下とするのが実用的である。また、このような加湿処理については、水分を含有した気体を、ポリシラザン薄膜ＢＬ１に接触させるようにしてやればよく、したがって、加湿処理装置内に露光された基板Ｐを置き、水分含有気体をこの加湿処理装置に連続的に導入するようにすればよい。または、予め水分含有気体が導入されて調湿された状態の加湿処理装置内に、露光された基板Ｐを入れ、所望時間放置するようにしてもよい。
【００５１】
次いで、例えば濃度２．３８％のＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド）液によって加湿処理後のポリシラザン薄膜ＢＬ１を２５℃で現像処理し、被露光部を選択的に除去することにより、図７（ａ）に示すように、ゲート電極８０の形成領域に対応した開口部３０を有する第１バンクの前駆体ＢＰ１を形成する。なお、現像液としては、ＴＭＡＨ以外の他のアルカリ現像液、例えばコリン、珪酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等を用いることもできる。
【００５２】
｛撥液化処理工程｝
次に、必要に応じて純水でリンスした後、第１バンクの前駆体ＢＰ１に対し、必要に応じて撥液化処理を行い、その表面に撥液性を付与する。撥液化処理としては、例えば大気雰囲気中でテトラフルオロメタンを処理ガスとするプラズマ処理法（ＣＦ４プラズマ処理法）を採用することができる。ＣＦ４プラズマ処理の条件は、例えばプラズマパワーが５０ｋＷ〜１０００ｋＷ、４フッ化メタンガス流量が５０ｍｌ／ｍｉｎ〜１００ｍｌ／ｍｉｎ、プラズマ放電電極に対する基板搬送速度が０．５ｍｍ／ｓｅｃ〜１０２０ｍｍ／ｓｅｃ、基板温度が７０℃〜９０℃である。なお、処理ガスとしては、テトラフルオロメタン（四フッ化炭素）に限らず、他のフルオロカーボン系のガスを用いることもできる。
このような撥液化処理を行うことにより、第１バンクの前駆体ＢＰ１には、これを構成するアルキル基などにフッ素基が導入され、高い撥液性が付与される。
【００５３】
また、前記撥液化処理に先立って、開口部３０の底面に露出されたガラス基板Ｐの表面を清浄化する目的で、Ｏ２プラズマを用いたアッシング処理やＵＶ（紫外線）照射処理を行っておくことが好ましい。この処理を行うことで、ガラス基板Ｐ表面のバンク材料の残渣を除去することができ、撥液化処理後の前駆体ＢＰ１に対する接触角と該基板表面に対する接触角との差を大きくすることができ、後段の工程で開口部３０内に配される液滴を正確に開口部３０の内側に閉じ込めることができる。
【００５４】
前記Ｏ２アッシング処理は、具体的には、基板Ｐに対しプラズマ放電電極からプラズマ状態の酸素を照射することで行う。処理条件としては、例えばプラズマパワーが５０Ｗ〜１０００Ｗ、酸素ガス流量が５０ｍｌ／ｍｉｎ〜１００ｍｌ／ｍｉｎ、プラズマ放電電極に対する基板Ｐの板搬送速度が０．５１０ｍｍ／ｓｅｃ〜１０ｍｍ／ｓｅｃ、基板温度が７０℃〜９０℃である。
なお、第１バンクの前駆体ＢＰ１に対する撥液化処理（ＣＦ４プラズマ処理）は、先の残渣処理で親液化された基板Ｐ表面に対して多少は影響があるものの、特に基板Ｐがガラス等からなる場合には、撥液化処理によるフッ素基の導入が起こりにくいため、基板Ｐの親液性、すなわち濡れ性が実質上損なわれることはない。
【００５５】
｛第１電極層形成工程｝
次に、開口部３０に対して、液滴吐出装置ＩＪの液滴吐出ヘッド３０１から第１電極層形成用インク（図示せず）を滴下する。ここでは、導電性微粒子としてＡｇ（銀）を用い、溶媒（分散媒）としてジエチレングリコールジエチルエールを用いたインクを吐出配置する。このとき、第１バンクの前駆体ＢＰ１の表面には撥液性が付与されており、開口部３０の底面部の基板表面には親液性が付与されているので、吐出された液滴の一部が第１バンクの前駆体ＢＰ１に載っても、バンク表面で弾かれて開口部３０内に滑り込むようになっている。
【００５６】
次いで、電極形成用インクからなる液滴を吐出した後、分散媒の除去のため、必要に応じて乾燥処理を行う。乾燥処理は、例えば基板Ｐを加熱する通常のホットプレート、電気炉などによる加熱処理によって行うことができる。本実施形態では、例えば１８０℃で６０分間程度の加熱を行う。この加熱は窒素ガス雰囲気下など、必ずしも大気中で行う必要はない。
【００５７】
また、この乾燥処理は、ランプアニールによって行うこともできる。ランプアニールに使用する光の光源としては、特に限定されないが、赤外線ランプ、キセノンランプ、ＹＡＧレーザ、アルゴンレーザ、炭酸ガスレーザ、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＢｒ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌなどのエキシマレーザなどを光源として使用することができる。これらの光源は一般には、出力１０Ｗ〜５０００Ｗの範囲のものが用いられるが、本実施形態では１００Ｗ〜１０００Ｗの範囲で十分である。この中間乾燥工程を行うことにより、図７（ｂ）に示すように、固体の第１電極層８０ａが形成される。
【００５８】
｛第２電極層形成工程｝
次に、液滴吐出装置による液滴吐出法を用いて、第２電極層形成用インク（図示せず）を、第１バンクの前駆体ＢＰ１の開口部３０に配置する。ここでは、導電性微粒子としてＮｉ（ニッケル）を用い、溶媒（分散媒）として水およびジエタノールアミンを用いたインク（液体材料）を吐出配置する。このとき、第１バンクの前駆体ＢＰ１の表面には撥液性が付与されており、開口部３０の底面部の基板表面には親液性が付与されているので、吐出された液滴の一部が第１バンクの前駆体ＢＰ１に載っても、バンク表面で弾かれて開口部３０内に滑り込むようになっている。ただし、開口部３０の内部に先に形成されている第１電極層８０ａの表面は、本工程で滴下するインクに対して高い親和性を有しているとは限らないため、インクの滴下に先立って、第１電極層８０ａ上にインクの濡れ性を改善するための中間層を形成してもよい。
【００５９】
液滴を吐出した後、分散媒の除去のため、必要に応じて乾燥処理をする。乾燥処理は、例えば基板Ｐを加熱する通常のホットプレート、電気炉などによる加熱処理によって行うことができる。処理条件は、例えば加熱温度１８０℃、加熱時間６０分間程度である。この加熱についても、窒素ガス雰囲気下など、必ずしも大気中で行う必要はない。
【００６０】
また、この乾燥処理は、ランプアニールによって行うこともできる。ランプアニールに使用する光の光源としては、先の第１電極層形成工程後の中間乾燥工程で挙げたものを用いることができる。また加熱時の出力も同様に１００Ｗ〜１０００Ｗの範囲とすることができる。この中間乾燥工程を行うことにより、図７（ｃ）に示すように、第１電極層８０ａ上に固体の第２電極層８０ｂが形成される。
【００６１】
｛焼成工程｝
吐出工程後の乾燥膜については、導電性微粒子間の電気的接触を向上させるため、分散媒を完全に除去する必要がある。また、液中での分散性を向上させるために有機物などのコーティング剤が導電性微粒子の表面にコーティングされている場合には、このコーティング剤も除去する必要がある。そのため、吐出工程後の基板には熱処理及び／又は光処理を施す。
【００６２】
この熱処理及び／又は光処理は通常大気中で行うが、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行うこともできる。熱処理及び／又は光処理の処理温度は、分散媒の沸点（蒸気圧）、雰囲気ガスの種類や圧力、微粒子の分散性や酸化性等の熱的挙動、コーティング剤の有無や量、基材の耐熱温度などを考慮して適宜決定されるが、係る構成でも、前記第１電極層８０ａ及び第２電極層８０ｂが先に挙げた材料を用いて形成されているので、２５０℃以下の焼成温度とすることができる。ただし、本工程では、第１バンクの前駆体ＢＰ１が前記の化学式（４）〜（６）に示した縮合反応によってポリメチルシロキサンに変化しない温度、例えば２８０℃程度で焼成を行うこともできる。
【００６３】
以上の工程により、吐出工程後の乾燥膜は微粒子間の電気的接触が確保されて導電性膜に変換され、図７（ｃ）に示したように、第１電極層８０ａと第２電極層８０ｂとが積層されてなるゲート電極８０が形成される。また、図３に示したように、ゲート電極８０と一体の走査線１８ａも前記工程によってガラス基板Ｐ上に形成される。
【００６４】
ここで、このように液滴吐出法で各インク（機能液）を配置した後、乾燥・焼成処理を行ってゲート電極８０を形成すると、インク中の液分が除去されることにより、形成された各電極層８０ａ、８０ｂからなるゲート電極８０は第１バンクの前駆体ＢＰ１の高さに比べ格段に低く形成されてしまう。例えば、第１バンクの前駆体ＢＰ１の高さを２μｍとすると、電極層８０ａ、８０ｂからなる導電層は０．７μｍ程度となってしまう。したがって、この第１バンクの前駆体ＢＰ１の開口部３０には、十分に埋められないことで凹部３０ａが形成されてしまう。
【００６５】
なお、前記各工程では、Ａｇからなる第１電極層８０ａと、Ｎｉからなる第２導電層８０ｂとを形成し、これら第１電極層８０ａと第２電極層８０ｂとの積層体によってゲート電極８０を形成しているが、第１電極層８０ａについては、Ａｇ以外の金属、例えばＣｕやＡｌ、あるいはこれらの金属を主成分とする合金で形成してもよい。また、第２金属層８０ｂについても、Ｎｉ以外の金属、例えばＴｉやＷ、Ｍｎ、あるいはこれらの金属を主成分とする合金で形成してもよい。さらに、第１電極層８０ａについて、密着層として機能するＭｎやＴｉ、Ｗ等を用い、第２金属層８０ｂについて、主導電層として機能するＡｇやＣｕ、Ａｌ等を用いてもよい。また、電極層を三層以上積層してゲート電極８０を形成してもよく、もちろん、単一の電極層によってゲート電極８０を形成してもよい。
【００６６】
＜キャップ層前駆体及び第２バンク前駆体の形成工程＞
次に、前記ゲート電極８０を覆うようにして、前記凹部３０ａ内に液滴吐出ヘッド３０１からインクとしてポリシラザン液を吐出し配置するとともに、前記第１バンクの前駆体ＢＰ１上の所定位置に、液滴吐出ヘッド３０１から前記インク（ポリシラザン液）を吐出し配置する。これにより、図７（ｄ）に示すようにキャップ層の前駆体８１Ｐと第２バンクの前駆体ＢＰ２とを形成する。なお、ポリシラザン液からなるインクとしては、第１バンクの前駆体ＢＰ１の形成材料として用いた、前記の感光性ポリシラザン液が用いられる。また、第１バンクの前駆体ＢＰ１上の所定位置とは、ソース電極３４及びドレイン電極３５を形成するための領域を区画する位置であり、第２バンクＢ２を形成するための領域である。
【００６７】
ここで、凹部３０ａ内へのポリシラザン液の吐出と、前記所定位置へのポリシラザン液の吐出については、いずれも液滴吐出ヘッド３０１を用いた液滴吐出法で行うことから、一連の処理でそれぞれに打ち分けることができる。また、単に吐出位置を打ち分けるだけでなく、それぞれの吐出量についても打ち分けることができる。すなわち、凹部３０ａ内に配するポリシラザン液の量と、第１バンクの前駆体ＢＰ１上に配するポリシラザン液の量とをそれぞれ異ならせ、得られるキャップ層の前駆体８１Ｐと第２バンクの前駆体ＢＰ２との膜厚を、それぞれ所望の膜厚となるようにすることができる。
【００６８】
このようにして、凹部３０ａ内と第１バンクの前駆体ＢＰ１上とにそれぞれポリシラザン液を配したら、得られたポリシラザン薄膜を、必要に応じ例えばホットプレート上にて１１０℃で１分程度プレベークする。
次いで、基板Ｐの第２バンクの前駆体ＢＰ２を形成した側の面に対し、全面露光を行う。露光条件については、図６（ｂ）に示した工程での露光処理条件と同様とする。このようにして全面露光を行うことにより、第２バンクの前駆体ＢＰ２、さらには先の露光処理では露光されなかった第１バンクの前駆体ＢＰ１が露光される。これにより、前駆体ＢＰ２、ＢＰ１を形成するポリシラザンは一部加水分解し、最終的にシラノール（Ｓｉ−ＯＨ）結合が生成してポリシラザンが分解する。
次いで、再度加湿処理を行う。加湿条件については、図６（ｃ）に示した工程での加湿処理条件と同様とする。このようにして加湿処理を行うと、バンクの前駆体ＢＰ２、ＢＰ１、キャップ層の前駆体８１Ｐをそれぞれ形成するポリシラザンは、Ｓｉ−ＯＨ化がより一層促進される。
【００６９】
＜第１バンク、第２バンク、及びキャップ層の形成工程＞
次いで、例えば３００℃で６０分程度焼成処理を行う。このようにして焼成処理を行うと、先に加湿処理されてＳｉＯＨ化されたポリシラザンからなる第１バンクの前駆体ＢＰ１、第２バンクの前駆体ＢＰ２、キャップ層の前駆体８１Ｐは、焼成により前記の化学式（４）〜化学式（６）に示したように容易に（ＳｉＯＳｉ）化し、ＳｉＮＨ結合がほとんど（又は全く）存在しないシリカ系セラミックス膜、すなわちポリシロキサンを骨格とするポリメチルシロキサンに転化される。そして、これにより図７（ｄ）に示したように、第１バンクＢ１、第２バンクＢ２、キャップ層８０がそれぞれ形成される。
【００７０】
なお、図７（ｄ）では、キャップ層８１と第２バンクＢ２とが分離されている状態を示したが、必ずしもキャップ層８１と第２バンクＢ１とは分離されている必要はなく、例えば図７（ｄ）中二点鎖線で示すように、第１バンクの前駆体ＢＰ１（第１バンクＢ１）の開口部３０（凹部３０ａ）近傍を部分的に覆うことにより、キャップ層８１と第２バンクＢ１とが連続するように形成してもよい。キャップ層８１については、前記凹部３０ａを良好に埋め込んで凹部３０ａを無くすべく、その上面が、第１バンクＢ１の上面とほぼ同じ高さになるように形成するのが好ましい。しかし、単に凹部３０ａ内にポリシラザン液を配しただけでは、乾燥・焼成処理を行うことで膜厚が目減りし、結果として凹部３０ａが良好に埋め込まれなくなってしまう。そこで、単に凹部３０ａ内を充填するだけでなく、ある程度凹部３０ａ内から溢れさせ、その近傍部にもポリシラザン液が配されるようにしておく。このようにすることで、乾燥・焼成処理後、前記の二点鎖線で示したように、キャップ層８１の一部が第１バンクＢ１上に薄膜として残るものの、凹部３０ａを良好に埋め込むことができる。
【００７１】
このようにして形成されたキャップ層８１は、無機質であるポリシロキサンを骨格とした骨格構造を有するものとなるので、十分な緻密性を有するものとなり、したがってその表面の平坦性も、前記ゲート電極８０表面の平坦性に比べ格段に良好となる。また、このキャップ層８１やこれと同時に形成された第２バンクＢ２、第１バンクＢ１は、無機質であるポリシロキサンを骨格とすることにより、例えば有機材料からなるバンクに比べ、耐熱性が格段に優れたものとなる。
【００７２】
＜ゲート絶縁膜形成工程＞
次に、図８（ａ）に示すように前記第２バンクＢ２に区画された領域内に、窒化珪素からなるゲート絶縁膜８３を形成する。このゲート絶縁膜８３は、例えばプラズマＣＶＤ法により全面成膜した後、フォトリソグラフィ法により適宜パターニングすることで形成することができる。ここで、前述したようにキャップ層８１によって凹部３０ａを良好に埋め込み、これによってゲート電極８０の直上部分での段差を無くしていいることから、ゲート絶縁膜８３や後述する半導体層３３についての成膜性やパターニング性が良好になっている。ＣＶＤ工程において用いる原料ガスとしては、モノシランと一酸化二窒素との混合ガスや、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン、Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）と酸素、ジシランとアンモニア等が好適で、形成するゲート絶縁膜８３の膜厚は１５０ｎｍ〜４００ｎｍ程度である。なお、成膜した窒化珪素についてのパターニングは、必ずしも行う必要はなく、第２バンクＢ２上にも窒化珪素膜が形成された状態のままであってもよい。
【００７３】
＜半導体層形成工程＞
次に、図８（ｂ）に示す半導体層３３をゲート絶縁膜８３上に形成する。この半導体層３３は、ゲート絶縁膜８３を形成した基板Ｐの全面に、１５０ｎｍ〜２５０ｎｍ程度の膜厚のアモルファスシリコン膜と、膜厚５０ｎｍ〜１００ｎｍ程度のＮ＋シリコン膜とをプラズマＣＶＤ法等により積層形成し、フォトリソグラフィ法により所定形状にパターニングすることで得られる。アモルファスシリコン膜の形成工程で用いる原料ガスとしては、ジシランやモノシランが好適である。続くＮ＋シリコン膜の形成工程では、前記アモルファスシリコン膜の形成で用いた成膜装置に、Ｎ＋シリコン層形成用の原料ガスを導入して成膜を行うことができる。
【００７４】
その後、前記アモルファスシリコン膜およびＮ＋シリコン膜を、フォトリソグラフィ法により図８（ｂ）に示した形状にパターニングすることで、ゲート絶縁膜８３上に所定平面形状のアモルファスシリコン層８４とＮ＋シリコン層８５とが積層された半導体層３３が得られる。パターニングに際しては、Ｎ＋シリコン膜の表面に、図示の半導体層３３の側断面形状と同様の略凹形のレジストを選択配置し、係るレジストをマスクにしてエッチングを行う。このようなパターニング法によりゲート電極８０と平面的に重なる領域にてＮ＋シリコン層８５が選択的に除去されて２つの領域に分割され、これらのＮ＋シリコン層８５、８５が、それぞれソースコンタクト領域及びドレインコンタクト領域を形成する。
【００７５】
次に、図８（ｃ）に示すように、前記の２つの領域に分割されたＮ＋シリコン層８５、８５間上に絶縁材料からなる第３バンクＢ３を形成し、これらＮ＋シリコン層８５、８５間を電気的にも分離する。この第３バンクＢ３についても、前記第２バンクＢ２と同様に、液滴吐出ヘッド３０１からポリシラザン液（インク）を選択的に吐出配置し、さらに乾燥・焼成処理を行うことで形成する。このようにして形成された第３バンクＢ３は、前記第２バンクＢ２とともに、ソース電極３４の形成領域、ドレイン電極３５の形成領域を区画するものとなる。
【００７６】
＜電極形成工程＞
次いで、半導体層３３が形成されたガラス基板Ｐ上に、図４に示したソース電極３４及びドレイン電極３５を形成する。
｛撥液化処理工程｝
まず、前記の第２バンクＢ２、第３バンクＢ３に対して撥液化処理を行い、その表面に撥液性を付与する。撥液化処理としては、例えば大気雰囲気中でテトラフルオロメタンを処理ガスとするプラズマ処理法（ＣＦ４プラズマ処理法）を採用することができる。
【００７７】
｛電極膜形成工程｝
次に、図４に示したソース電極３４、ドレイン電極３５を形成するためのインク（機能液）を、前記液滴吐出装置ＩＪを用いて第２バンク部Ｂ２と第３バンク部Ｂ３とに囲まれた領域に塗布する。ここでは、導電性微粒子として銀を用い、溶媒（分散媒）としてジエチレングリコールジエチルエーテルを用いたインクを吐出する。このようにして液滴を吐出した後、分散媒の除去のため、必要に応じて乾燥処理をする。乾燥処理は、例えば基板Ｐを加熱する通常のホットプレート、電気炉などによる加熱処理によって行うことができる。本実施形態では、例えば１８０℃加熱を６０分間程度行う。この加熱はＮ２雰囲気下など、必ずしも大気中で行う必要はない。
また、この乾燥処理は、ランプアニールによって行うこともできる。ランプアニールに使用する光の光源としては、先の第１電極層形成工程後の中間乾燥工程で挙げたものを用いることができる。また加熱時の出力も同様に１００Ｗ〜１０００Ｗの範囲とすることができる。
【００７８】
｛焼成工程｝
吐出工程後の乾燥膜は、微粒子間の電気的接触をよくするために、分散媒を完全に除去する必要がある。また、導電性微粒子の表面に分散性を向上させるために有機物などのコーティング剤がコーティングされている場合には、このコーティング剤も除去する必要がある。そのため、吐出工程後の基板Ｐに、熱処理及び／又は光処理を施す。この熱処理及び／又は光処理については、前記ゲート電極８０の形成の際の焼成処理条件と同様にして行うことができる。
このような工程により、吐出工程後の乾燥膜は微粒子間の電気的接触が確保されて導電性膜に変換され、図９（ａ）に示したように、一方のＮ＋シリコン層８５に接続し導通するソース電極３４と、他方のＮ＋シリコン層８５に接続し導通するドレイン電極３５とが形成される。
【００７９】
次に、第２バンクＢ２と第３バンクＢ３とによって区画され、ソース電極３４及びドレイン電極３５が形成された凹部（開口）内に、図９（ｂ）に示すように該凹部（開口）を埋めるようにして絶縁材料８６を配置する。
次いで、図９（ｃ）に示すようにドレイン電極３５側の絶縁材料８６にコンタクトホール８７を形成する。その後、ＩＴＯ等からなる透明電極層をスパッタ法や蒸着法等の気相法で形成し、あるいは液滴吐出法等の液相法で形成し、さらに必要に応じてパターニングすることにより、画素電極１９を形成する。
以上の工程により、本発明に係るＴＦＴ６０をガラス基板Ｐの内面側（図示上面側）に形成し、さらに画素電極１９を形成してなる、ＴＦＴアレイ基板１０が得られる。
【００８０】
本実施形態の製造方法によれば、ポリシラザン液によって前記第１バンクの前駆体ＢＰ１を形成するとともに、この第１バンクの前駆体ＢＰ１上にポリシラザン液によって第２バンクの前駆体ＢＰ２を形成し、かつ、ゲート電極８０上にポリシラザン液によってキャップ層の前駆体８１Ｐを形成し、その後、これら第１バンクの前駆体ＢＰ１と第２バンクの前駆体ＢＰ２とキャップ層の前駆体８１Ｐとを共に焼成処理し、第１バンクＢ１と第２バンクＢ２とキャップ層８０とを共に形成するようにしているので、これらを別々に焼成処理する場合に比べ、製造工程を簡略化して生産性を向上することができる。
また、ゲート電極８０上を覆うキャップ層８１を、ポリシロキサンを骨格とする無機質層で形成するので、この無機質層が骨格構造を有することで十分な緻密性を有するものとなることにより、ゲート電極８０中の金属元素の拡散をより良好に防止することができる。したがって、ＴＦＴ６０の特性低下を防止してその安定化を図ることができる。
また、前記無機質層からなるキャップ層８１が十分な緻密性を有するものとなるので、液滴吐出法で形成されてなる前記ゲート電極８０に比べ十分に平坦性を有するものとなる。したがって、このキャップ層８１とこれの上に形成されるゲート絶縁膜８３との間の界面を十分平坦にすることができ、これによってトランジスタ特性の安定性を向上することができる。
さらに、キャップ層の前駆体８１Ｐと第２バンクの前駆体ＢＰ２とを液滴吐出法による同じ工程で形成するので、工程を簡略化して生産性を向上することができる。
また、前記のＴＦＴアレイ基板１０を備えた液晶表示装置１００にあっては、前記ＴＦＴ６０の生産性が向上したものとなっているので、この液晶表示装置１００自体の生産性も向上したものとなる。
【００８１】
なお、前記実施形態では、第１バンクの前駆体ＢＰ１の開口部３０内にインク（機能液）を配置し、次いで焼成処理を行ってゲート電極８０を形成し、その後、第１バンクの前駆体ＢＰ１や第２バンクの前駆体ＢＰ２等を焼成処理したが、ゲート電極８０についても、第１バンクの前駆体ＢＰ１や第２バンクの前駆体ＢＰ２を焼成する前では中間乾燥処理までを行っただけの前駆体としておき、第１バンクの前駆体ＢＰ１、第２バンクの前駆体ＢＰ２、キャップ層の前駆体８１Ｐを焼成処理する際に、ゲート電極８０の前駆体も同時焼成処理することで、第１バンクＢ１、第２バンクＢ２、キャップ層８０と共にゲート電極８０を共に一括して形成するようにしてもよい。このようにすれば、さらに製造工程を簡略化して生産性を向上することができる。
【００８２】
また、前記実施形態では、ゲート電極８０をポリシラザン液からなるキャップ層８１で覆うようにしたが、本発明はこれに限定されることなく、キャップ層８０を設けることなく直接ゲート電極８０とゲート絶縁膜８３とを接するようにしてもよい。また、前記の第１電極層８０ａと第２電極層８０ｂとのうちの上層となる第２電極層８０ｂを、前述したように例えばＮｉで形成することにより、これをキャップ層として機能させるようにしてもよい。
【００８３】
また、本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、薄膜トランジスタを備えた各種の電気光学装置の製造方法に適用することができる。例えば、液晶装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマ表示装置等の薄膜トランジスタを形成する際に好適に採用することができる。
【００８４】
（電子機器）
図１０は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。この図に示す携帯電話１３００は、本発明の液晶表示装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。
なお、前記実施形態の電気光学装置は、前記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、映像モニタ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができる。
このような電子機器は、前記電気光学装置が、特性が安定し生産性が向上した良好なものとなるので、この電子機器自体も良好なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】実施形態に係る液晶表示装置の等価回路図。
【図２】同、全体構成を示す平面図。
【図３】同、１画素領域を示す平面構成図。
【図４】同、ＴＦＴアレイ基板の部分断面構成図。
【図５】（ａ）は液滴吐出装置の一例を示す図、（ｂ）は吐出ヘッドの概略図。
【図６】薄膜トランジスタの製造方法を説明するための断面工程図。
【図７】薄膜トランジスタの製造方法を説明するための断面工程図。
【図８】薄膜トランジスタの製造方法を説明するための断面工程図。
【図９】薄膜トランジスタの製造方法を説明するための断面工程図。
【図１０】電子機器の一例を示す斜視構成図。
【符号の説明】
【００８６】
Ｐ…ガラス基板（基板）、３３…半導体層、３４…ソース電極、３５…ドレイン電極、６０…ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、８０…ゲート電極（導電膜）、８０ａ…第１電極層、８０ｂ…第２電極層、８１…キャップ層（無機質層）、８３…ゲート絶縁膜、８４…アモルファスシリコン層、８５…Ｎ＋シリコン層、Ｂ１…第１バンク（バンク）、Ｂ２…第２バンク、Ｂ３…第３バンク、１００…液晶表示装置（電気光学装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタの製造方法、電気光学装置、及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶装置等の電気光学装置に使われるスイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を製造する場合、その電極又は配線等を形成する工程では、フォトリソグラフィ法が用いられている。このフォトリソグラフィ法は、予めスパッタ法、メッキ法、もしくはＣＶＤ法等の成膜法によりベタ状の薄膜を形成する工程と、この薄膜上にレジスト（感光材）を塗布する工程と、前記レジストを露光、現像する工程と、得られたレジストパターンに応じて導電膜をエッチングする工程とにより、機能薄膜の電極又は配線パターンを形成する方法である。このようなフォトリソグラフィ法を利用した機能薄膜の形成、パターンニングは、成膜処理及びエッチング処理時に真空装置等の大掛かりな設備と複雑な工程を必要とし、また材料使用効率が数％程度とそのほとんどを廃棄せざるを得ないことから、製造コストが高いだけでなく、生産性も低い方法となっている。
【０００３】
これに対し、液体吐出ヘッドから液体材料を液滴状に吐出する液滴吐出法（いわゆるインクジェット法）を用いて、基板上に電極パターンや配線パターン等の導電パターンを形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、金属微粒子等の導電性微粒子若しくはその前駆体を分散させた液体材料である薄膜パターン用インクを基板に直接パターン塗布し、その後熱処理やレーザ照射を行って薄膜の導電パターンに変換する。この方法によれば、従来の複雑な成膜処理、フォトリソグラフィ、及びエッチングが不要となり、プロセスが大幅に簡単なものになるとともに、原材料の使用量が少なく、生産性の向上を図れるといったメリットがある。
【特許文献１】特開２００３−３１７９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記の導電パターンの形成方法では、形成するパターンに応じたバンクを形成し、このバンクに区画された領域内にインクを吐出した後、乾燥ないし焼成することで導電パターンを得るようにしている。
しかし、例えば前記方法を薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の製造に適用しようとした場合、ＴＦＴの製造は基板上に積層構造を形成することで行うことから、例えば電極や配線を積層する際に、各層ごとにバンクを形成し、形成したバンクを用いて電極や配線等を形成する必要がある。したがって、工程が複雑化し、生産性も低いものとなってしまう。
【０００５】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、バンクを用いた液滴吐出法によるパターン形成方法を用いて薄膜トランジスタを製造する場合に、特にその製造工程を簡略化して生産性を向上した製造方法と、これによって得られる薄膜トランジスタを備えた電気光学装置、さらには電子機器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、基板上に、ゲート電極と、半導体層と、該半導体層に接続するソース電極及びドレイン電極と、を形成する薄膜トランジスタの製造方法において、
前記基板上に、前記ゲート電極の形成領域に対応する第１バンクの前駆体をポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかによって形成する工程と、
前記第１バンクの前駆体上の所定位置に、前記ソース電極およびドレイン電極の形成領域に対応する第２バンクの前駆体を、ポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかを液滴吐出法で配置することによって形成する工程と、
前記第１バンクの前駆体と第２バンクの前駆体とを共に焼成処理し、ポリシロキサンを骨格とする無機質層からなる第１バンクと第２バンクとを共に形成する工程と、
前記第１バンクの前駆体またはこれから形成された第１バンクによって区画された領域に、導電性材料を含有してなる機能液を液滴吐出法で配置してゲート電極を形成する工程と、
前記第２バンクによって区画された領域内の前記ゲート電極の直上部に絶縁膜を介して半導体層を形成する工程と、
前記第２バンクによって区画された領域に導電性材料を含有してなる機能体を液滴吐出法で配置して、前記半導体層に接続するソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
この薄膜トランジスタの製造方法によれば、ポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかによって前記第１バンクの前駆体を形成するとともに、この第１バンクの前駆体上にポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかによって第２バンクの前駆体を形成し、その後、これら第１バンクの前駆体と第２バンクの前駆体とを共に焼成処理し、第１バンクと第２バンクとを共に形成するようにしているので、その製造工程が簡略化し、生産性が向上する。
【０００８】
また、本発明の別の薄膜トランジスタの製造方法は、基板上に、ゲート電極と、半導体層と、該半導体層に接続するソース電極及びドレイン電極と、を形成する薄膜トランジスタの製造方法において、
前記基板上に、前記ゲート電極の形成領域に対応する第１バンクの前駆体をポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかによって形成する工程と、
前記第１バンクの前駆体によって区画された領域に導電性材料を含有してなる機能液を液滴吐出法で配置し、ゲート電極またはその前駆体を形成する工程と、
配置した前記機能液上にポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかを液滴吐出法で配置してキャップ層の前駆体を形成するとともに、前記第１バンクの前駆体上の所定位置に、ポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかを液滴吐出法で配置して前記ソース電極およびドレイン電極の形成領域に対応する第２バンクの前駆体を形成する工程と、
前記第１バンクの前駆体と第２バンクの前駆体とキャップ層の前駆体とを共に焼成処理し、ポリシロキサンを骨格とする無機質層からなる第１バンクと第２バンクとキャップ層とを共に形成する工程と、
前記第２バンクによって区画された領域内の前記キャップ層上に絶縁膜を介して半導体層を形成する工程と、
前記第２バンクによって区画された領域に導電性材料を含有してなる機能体を液滴吐出法で配置して、前記半導体層に接続するソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
この薄膜トランジスタの製造方法によれば、ポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかによって前記第１バンクの前駆体を形成するとともに、この第１バンクの前駆体上にポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかによって第２バンクの前駆体を形成し、かつ、機能液上にポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかによってキャップ層の前駆体を形成し、その後、これら第１バンクの前駆体と第２バンクの前駆体とキャップ層の前駆体とを共に焼成処理し、第１バンクと第２バンクとキャップ層とを共に形成するようにしているので、その製造工程が簡略化し、生産性が向上する。
また、第１バンクの前駆体によって区画された領域に機能液を配置してゲート電極の前駆体を形成した場合に、前記の第１バンクの前駆体と第２バンクの前駆体とキャップ層の前駆体とを焼成処理する際に、ゲート電極の前駆体についてもこれを共に焼成することが可能になり、これによって製造工程をより簡略化して生産性を向上することが可能になる。
また、前記機能液からなるゲート電極上を覆うキャップ層を、ポリシロキサンを骨格とする無機質層で形成するので、この無機質層が骨格構造を有することで十分な緻密性を有するものとなることにより、前記ゲート電極中における金属等の導電成分の拡散がより良好に防止される。したがって、薄膜トランジスタの特性低下が防止されてその安定化が図られる。
また、前記無機質層からなるキャップ層が十分な緻密性を有するものとなるので、液滴吐出法で形成されてなる前記ゲート電極に比べ十分に平坦性を有するものとなる。したがって、このキャップ層とこれの上に形成されるゲート絶縁膜との間の界面が十分な平坦性を有するようになり、これによってトランジスタ特性の安定性が向上する。
さらに、前記キャップ層の前駆体と第２バンクの前駆体とを液滴吐出法による同じ工程で形成するので、工程を簡略化して生産性を向上することが可能となる。
【００１０】
また、前記薄膜トランジスタの製造方法においては、前記ポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液として、光酸発生剤または光塩基発生剤のいずれかを含有し、ポジ型レジストとして機能する感光性材料を用いることを特徴としている。
このようにすれば、ポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかをポジ型レジストとして機能させることで、これから得られるバンクのパターン精度をより良好にすることができ、また、加湿処理等を行うことで、ポリシロキサンを骨格とする無機質層に容易に変化させることが可能になる。
【００１１】
本発明の電気光学装置は、前記の製造方法によって得られた薄膜トランジスタを備えることを特徴としている。
この電気光学装置によれば、前述したようにその薄膜トランジスタが、その製造工程が簡略化し、生産性が向上したものとなっているので、この電気光学装置自体も、生産性が向上した良好なものとなる。
【００１２】
本発明の電子機器は、前記の電気光学装置を備えることを特徴としている。
この電子機器によれば、前記電気光学装置が、生産性が向上した良好なものとなるので、この電子機器自体も良好なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。なお、参照する各図において、図面上で認識可能な大きさとするために縮尺は各層や各部材ごとに異なる場合がある。
（電気光学装置）
まず、本発明の電気光学装置の一実施形態について説明する。図１は、本発明の電気光学装置の一実施形態である液晶表示装置１００を示す等価回路図である。この液晶表示装置１００において、画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数のドットには、画素電極１９と該画素電極１９を制御するためのスイッチング素子であるＴＦＴ６０とがそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線（電極配線）１６が該ＴＦＴ６０のソースに電気的に接続されている。データ線１６に書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順で線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線１６に対してグループ毎に供給される。また、走査線（電極配線）１８ａがＴＦＴ６０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線１８ａに対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極１９はＴＦＴ６０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ６０を一定期間だけオンすることにより、データ線１６から供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。
【００１４】
画素電極１９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、後述する共通電極との間で一定期間保持される。そして、この印加される電圧レベルに応じて液晶の分子集合の配向や秩序が変化するのを利用して光を変調し、任意の階調表示を可能にしている。また各ドットには、液晶に書き込まれた画像信号がリークするのを防止するために、画素電極１９と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。符号１８ｂはこの蓄積容量７０の一側の電極に接続された容量線である。
【００１５】
次に、図２は、液晶表示装置１００の全体構成図である。液晶表示装置１００は、ＴＦＴアレイ基板１０と、対向基板２５とが、平面視略矩形枠状のシール材５２を介して貼り合わされた構成を備えており、前記両基板１０，２５の間に挟持された液晶が、シール材５２によって前記基板間に封入されたものとなっている。なお、図２では、対向基板２５の外周端が、シール材５２の外周端に平面視で一致するように表示している。
【００１６】
シール材５２の内側の領域には、遮光性材料からなる遮光膜（周辺見切り）５３が矩形枠状に形成されている。シール材５２の外側の周辺回路領域には、データ線駆動回路２０１と実装端子２０２とがＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って配設されており、この一辺と隣接する２辺に沿ってそれぞれ走査線駆動回路１０４，１０４が設けられている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、前記走査線駆動回路１０４，１０４間を接続する複数の配線１０５が形成されている。また、対向基板２５の角部には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２５との間で電気的導通をとるための複数の基板間導通材１０６が配設されている。
【００１７】
次に、図３は、液晶表示装置１００の画素構成を説明するための図であって、平面構成を模式的に示した図である。図３に示すように、液晶表示装置１００の表示領域には、複数の走査線１８ａが一方向に延在しており、これらの走査線１８ａに交差する方向に複数のデータ線１６が延在している。図３において、走査線１８ａとデータ線１６とに囲まれた平面視矩形状の領域がドット領域である。１つのドット領域に対応して３原色のうち１色のカラーフィルタが形成され、図示した３つのドット領域で３色の着色部２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを有する１つの画素領域を形成している。これらの着色部２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは、液晶表示装置１００の表示領域内に周期的に配列されている。
【００１８】
図３に示す各ドット領域内には、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透光性の導電膜からなる平面視略矩形状の画素電極１９が設けられており、画素電極１９と、走査線１８ａ、データ線１６との間に、ＴＦＴ６０が配設されている。ＴＦＴ６０は、半導体層３３と、半導体層３３の下層側（基板側）に設けられたゲート電極８０と、半導体層３３の上層側に設けられたソース電極３４と、ドレイン電極３５とを備えて構成されている。半導体層３３とゲート電極８０とが対向する領域には、ＴＦＴ６０のチャネル領域が形成されており、その両側の半導体層には、ソース領域、及びドレイン領域が形成されている。
【００１９】
ゲート電極８０は、走査線１８ａの一部をデータ線１６の延在方向に分岐して形成されており、その先端部において、半導体層３３と図示略の絶縁膜（ゲート絶縁膜）を介して紙面垂直方向で対向している。ソース電極３４は、データ線１６の一部を走査線１８ａの延在方向に分岐して形成されており、半導体層３３（ソース領域）と電気的に接続されている。ドレイン電極３５の一端（図示左端）側は、前記半導体層３３（ドレイン領域）と電気的に接続されており、ドレイン電極３５の他端（図示右端）側は画素電極１９と電気的に接続されている。
前記構成のもとＴＦＴ６０は、走査線１８ａを介して入力されるゲート信号により所定期間だけオン状態とされることで、データ線１６を介して供給される画像信号を、所定のタイミングで液晶に対して書き込むスイッチング素子として機能するようになっている。
【００２０】
図４は、図３のＢ−Ｂ’線に沿うＴＦＴアレイ基板１０の要部断面構成図である。図４に示すようにＴＦＴアレイ基板１０は、本発明に係るＴＦＴ６０をガラス基板Ｐの内面側（図示上面側）に形成し、さらに画素電極１９を形成して構成されたものである。ガラス基板Ｐ上には、一部が開口された第１バンクＢ１が形成され、この第１バンクＢ１は、後述するようにポリシラザン液からなるもので、その開口部には、ゲート電極８０とこれを覆うキャップ層８１とが埋設されている。ゲート電極８０は、ガラス基板Ｐ上に、Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ等の金属材料からなる第１電極層（基体層）８０ａと、Ｎｉ，Ｔｉ，Ｗ，Ｍｎ等の金属材料からなる第２電極層（被覆層）８０ｂとを積層して構成されたものである。キャップ層８１は、後述するように、ポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかからなるもので、ポリシロキサンを骨格とする無機質層によって構成されたものである。
【００２１】
第１バンクＢ１上には第２バンクＢ２が形成されており、この第２バンクＢ２には、前記ゲート電極８０及びキャップ層８１を含む領域を露出させる開口が形成されている。この開口内には、酸化シリコンや窒化シリコン等からなるゲート絶縁膜８３が形成されており、このゲート絶縁膜８３上であってゲート電極８０と平面的に重なる位置に半導体層３３が形成されている。半導体層３３は、アモルファスシリコン層８４と、このアモルファスシリコン層８４上に積層されたＮ＋シリコン層８５とからなる。Ｎ＋シリコン層８５は、アモルファスシリコン層８４上で平面的に離間された２つの部位に分割されており、一方のＮ＋シリコン層８５は、ゲート絶縁膜８３上と該Ｎ＋シリコン層８５上とに跨って形成されたソース電極３４と電気的に接続され、他方のＮ＋シリコン層８５は、ゲート絶縁膜８３上と該Ｎ＋シリコン層８５とに跨って形成されたドレイン電極３５と電気的に接続されている。
【００２２】
ソース電極３４とドレイン電極３５とは、第２バンクＢ２の前記開口内に形成された第３バンクＢ３によって分離されたもので、後述するように第２バンクＢ２と第３バンクＢ３とに区画された領域内に、後述するように液滴吐出法で形成されたものである。また、ソース電極３４及びドレイン電極３５上には、前記の開口内を埋めるように絶縁材料８６が配置されている。この絶縁材料８６には、コンタクトホール８７が形成されており、このコンタクトホール８７を介して、第２バンクＢ２及び絶縁材料８６上に形成された画素電極１９が、ドレイン電極３５に導通させられている。そして、このような構成のもとに、本発明に係るＴＦＴ６０が形成されている。
【００２３】
なお、図３に示したように、データ線１６とソース電極３４、及び走査線１８ａとゲート電極８０とは、それぞれ一体に形成されているので、データ線１６はソース電極３４と同様に絶縁材料８６で覆われた構造となっており、走査線１８ａはゲート電極８０と同様にキャップ層８１に覆われた構造となっている。
【００２４】
また、実際には、画素電極１９、及び第２バンクＢ２、第３バンクＢ３、絶縁材料８６の表面上には、液晶の初期配向状態を制御するための配向膜が形成されており、ガラス基板Ｐの外面側には、液晶層に入射する光の偏光状態を制御するための位相差板や偏光板が設けられている。さらに、ＴＦＴアレイ基板１０の外側（パネル背面側）には、透過型ないし半透過反射型の液晶表示装置の場合の照明手段として用いられるバックライトが設けられている。
【００２５】
対向基板２５については、詳細な図示は省略するが、ガラス基板Ｐと同様の基板の内面（ＴＦＴアレイ基板との対向面）側に、図３に示した着色部２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂを配列形成してなるカラーフィルタ層と、平面ベタ状の透光性導電膜からなる対向電極とを積層した構成を備えている。また、前記対向電極上にＴＦＴアレイ基板と同様の配向膜が形成されており、基板外面側には、必要に応じて位相差板や偏光板が配設されたものとなっている。
【００２６】
また、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２５との間に封止された液晶層は、主として液晶分子で構成されている。この液晶層を構成する液晶分子としては、ネマチック液晶、スメクチック液晶など配向し得るものであればいかなる液晶分子を用いても構わないが、ＴＮ型液晶パネルの場合、ネマチック液晶を形成させるものが好ましく、例えば、フェニルシクロヘキサン誘導体液晶、ビフェニル誘導体液晶、ビフェニルシクロヘキサン誘導体液晶、テルフェニル誘導体液晶、フェニルエーテル誘導体液晶、フェニルエステル誘導体液晶、ビシクロヘキサン誘導体液晶、アゾメチン誘導体液晶、アゾキシ誘導体液晶、ピリミジン誘導体液晶、ジオキサン誘導体液晶、キュバン誘導体液晶等が挙げられる。
【００２７】
以上の構成を備えた本実施形態の液晶表示装置１００は、バックライトから入射した光を、電圧印加により配向状態を制御された液晶層で変調することで、任意の階調表示を行えるようになっている。また各ドットに着色部２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂが設けられているので、各画素毎に３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の色光を混色して任意のカラー表示を行えるようになっている。
【００２８】
（薄膜トランジスタの製造方法）
次に、前記ＴＦＴ６０の製造方法を基に、本発明の薄膜トランジスタの製造方法の一実施形態を説明する。前記ＴＦＴ６０においては、ゲート電極８０、ソース電極３４、ドレイン電極３５を、液滴吐出法を用いてパターン形成するとともに、特にキャップ層８１及び第２バンクＢ２についても、液滴吐出法を用いて形成している。
【００２９】
［液滴吐出装置］
まず、本実施形態の製造方法において用いられる、液滴吐出装置について説明する。本製造方法では、液滴吐出装置に備えられた液滴吐出ヘッドのノズルから、導電性微粒子や他の機能材料を含むインク（機能液）を液滴状に吐出し、薄膜トランジスタを構成する各構成要素を形成するものとしている。本実施形態で用いる液滴吐出装置としては、図５に示した構成のものを採用することができる。
【００３０】
図５（ａ）は、本実施形態で用いる液滴吐出装置ＩＪの概略構成を示す斜視図である。
液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド３０１と、Ｘ軸方向駆動軸３０４と、Ｙ軸方向ガイド軸３０５と、制御装置ＣＯＮＴと、ステージ３０７と、クリーニング機構３０８と、基台３０９と、ヒータ３１５とを備えている。
ステージ３０７は、この液滴吐出装置ＩＪによりインク（機能液）を設けられる基板Ｐを支持するものであって、基板Ｐを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。
【００３１】
液滴吐出ヘッド３０１は、複数の吐出ノズルを備えたマルチノズルタイプの液滴吐出ヘッドであり、長手方向とＹ軸方向とを一致させている。複数の吐出ノズルは、液滴吐出ヘッド３０１の下面にＹ軸方向に並んで一定間隔で設けられている。液滴吐出ヘッド３０１の吐出ノズルからは、ステージ３０７に支持されている基板Ｐに対して、前述したインク（機能液）が吐出されるようになっている。
【００３２】
Ｘ軸方向駆動軸３０４には、Ｘ軸方向駆動モータ３０２が接続されている。Ｘ軸方向駆動モータ３０２はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＸ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｘ軸方向駆動軸３０４を回転させる。Ｘ軸方向駆動軸３０４が回転すると、液滴吐出ヘッド３０１はＸ軸方向に移動する。
Ｙ軸方向ガイド軸３０５は、基台３０９に対して動かないように固定されている。ステージ３０７は、Ｙ軸方向駆動モータ３０３を備えている。Ｙ軸方向駆動モータ３０３はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＹ軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ３０７をＹ軸方向に移動する。
【００３３】
制御装置ＣＯＮＴは、液滴吐出ヘッド３０１に液滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、Ｘ軸方向駆動モータ３０２に液滴吐出ヘッド３０１のＸ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を、Ｙ軸方向駆動モータ３０３にステージ３０７のＹ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。
【００３４】
クリーニング機構３０８は、液滴吐出ヘッド３０１をクリーニングするものである。クリーニング機構３０８には、図示しないＹ軸方向の駆動モータが備えられている。このＹ軸方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構は、Ｙ軸方向ガイド軸３０５に沿って移動する。クリーニング機構３０８の移動も、制御装置ＣＯＮＴによって制御されるようになっている。
ヒータ３１５は、ここではランプアニールにより基板Ｐを熱処理する手段であり、基板Ｐ上に塗布された液体材料に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ３１５の電源の投入及び遮断も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
【００３５】
液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド３０１と基板Ｐを支持するステージ３０７とを相対的に走査しつつ基板Ｐに対して液滴を吐出する。ここで、以下の説明において、Ｘ軸方向を走査方向、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向を非走査方向とする。したがって、液滴吐出ヘッド３０１の吐出ノズルは、非走査方向であるＹ軸方向に一定間隔で並んで設けられている。なお、図５（ａ）では、液滴吐出ヘッド３０１は、基板Ｐの進行方向に対し直角に配置されているが、液滴吐出ヘッド３０１の角度を調整し、基板Ｐの進行方向に対して交差させるようにしてもよい。このようにすれば、液滴吐出ヘッド３０１の角度を調整することで、ノズル間のピッチを調節することができる。また、基板Ｐとノズル面との距離を任意に調節できるようにしてもよい。
【００３６】
図５（ｂ）は、ピエゾ方式によるインクの吐出原理を説明するための液滴吐出ヘッドの概略構成図である。
図５（ｂ）において、インク（機能液）を収容する液体室３２１に隣接してピエゾ素子３２２が設置されている。液体室３２１には、インクを収容する材料タンクを含むインク供給系３２３を介してインクが供給される。ピエゾ素子３２２は駆動回路３２４に接続されており、この駆動回路３２４を介してピエゾ素子３２２に電圧を印加し、ピエゾ素子３２２を変形させて液体室３２１を弾性変形させる。そして、この弾性変形時の内容積の変化によってノズル３２５から液体材料が吐出されるようになっている。
この場合、印加電圧の値を変化させることにより、ピエゾ素子３２２の歪み量を制御することができる。また、印加電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子３２２の歪み速度を制御することができる。ピエゾ方式による液滴吐出は材料に熱を加えないため、材料の組成に影響を与えにくいという利点を有する。
【００３７】
［インク（機能液）］
ここで、本実施形態の製造方法において、前記ゲート電極８０、ソース電極３４、ドレイン電極３５等の導電パターンの形成に用いられる、インク（機能液）について説明する。
本実施形態で用いられる導電パターン用のインク（機能液）は、導電性微粒子を分散媒に分散させた分散液、若しくはその前駆体からなるものである。導電性微粒子として、例えば金、銀、銅、パラジウム、ニオブ及びニッケル等を含有する金属微粒子の他、これらの前駆体、合金、酸化物、並びに導電性ポリマーやインジウム錫酸化物等の微粒子などが用いられる。これらの導電性微粒子は、分散性を向上させるために表面に有機物などをコーティングして使うこともできる。導電性微粒子の粒径は１ｎｍ〜０．１μｍ程度であることが好ましい。０．１μｍより大きいと、液体吐出ヘッド３０１のノズルに目詰まりが生じるおそれがあるだけでなく、得られる膜の緻密性が悪化する可能性がある。また、１ｎｍより小さいと、導電性微粒子に対するコーティング剤の体積比が大きくなり、得られる膜中の有機物の割合が過多となる。
【００３８】
分散媒としては、前記の導電性微粒子を分散できるもので、凝集を起こさないものであれば特に限定されない。例えば、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系化合物、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を例示できる。これらのうち、微粒子の分散性と分散液の安定性、また液滴吐出法（インクジェット法）への適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、より好ましい分散媒としては、水、炭化水素系化合物を挙げることができる。
【００３９】
前記導電性微粒子の分散液の表面張力は０．０２Ｎ／ｍ〜０．０７Ｎ／ｍの範囲内であることが好ましい。インクジェット法にて液体を吐出する際、表面張力が０．０２Ｎ／ｍ未満であると、インク組成物のノズル面に対する濡れ性が増大するため飛行曲りが生じやすくなり、０．０７Ｎ／ｍを超えるとノズル先端でのメニスカスの形状が安定しないため吐出量や、吐出タイミングの制御が困難になる。表面張力を調整するため、前記分散液には、基板との接触角を大きく低下させない範囲で、フッ素系、シリコーン系、ノニオン系などの表面張力調節剤を微量添加するとよい。ノニオン系表面張力調節剤は、液体の基板への濡れ性を向上させ、膜のレベリング性を改良し、膜の微細な凹凸の発生などの防止に役立つものである。前記表面張力調節剤は、必要に応じて、アルコール、エーテル、エステル、ケトン等の有機化合物を含んでもよい。
【００４０】
前記分散液の粘度は１ｍＰａ・ｓ〜５０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。インクジェット法を用いて液体材料を液滴として吐出する際、粘度が１ｍＰａ・ｓより小さい場合にはノズル周辺部がインクの流出により汚染されやすく、また粘度が５０ｍＰａ・ｓより大きい場合は、ノズル孔での目詰まり頻度が高くなり円滑な液滴の吐出が困難となるだけでなく、液滴の吐出量が減少する。
【００４１】
また、特にキャップ層８１及び第２バンクＢ２の形成に用いられるインクとしては、例えばポリシラザン液が用いられる。このポリシラザン液は、固形分としてポリシラザンを主成分とするもので、例えばポリシラザンと光酸発生剤とを含む感光性ポリシラザン液（感光性材料）が用いられる。この感光性ポリシラザン液は、ポジ型レジストとして機能するようになるもので、露光処理と現像処理とによって直接パターニングすることができるものである。なお、このような感光性ポリシラザンとしては、例えば特開２００２−７２５０４号公報に記載された感光性ポリシラザンを例示することができる。また、この感光性ポリシラザン中に含有される光酸発生剤についても、特開２００２−７２５０４号公報に記載されたものが用いられる。なお、感光性ポリシラザン液等の感光性材料については、光酸発生剤に代えて、光塩基発生剤を含有したものであってもよい。
また、このような感光性ポリシラザン液は、後述するように第１バンクＢ１の形成材料としても用いられる。
【００４２】
このようなポリシラザンは、例えばポリシラザンが以下の化学式（１）に示すポリメチルシラザンである場合、後述するように加湿処理を行うことで化学式（２）または化学式（３）に示すように一部加水分解し、さらに３５０℃未満の加熱処理を行うことにより、化学式（４）〜化学式（６）に示すように縮合してポリメチルシロキサン［−（ＳｉＣＨ３Ｏ１．５）ｎ−］となる。また、化学式では示さないものの、３５００℃以上の加熱処理を行うと、側鎖のメチル基の脱離が起こり、特に４００℃から４５０℃で加熱処理を行うと、側鎖のメチル基がほぼ脱離してポリシロキサンとなる。なお、化学式（２）〜化学式（６）においては、反応機構を説明するため、化学式を簡略化して化合物中の基本構成単位（繰り返し単位）のみを示している。
【００４３】
このようにして形成されるポリメチルシロキサンまたはポリシロキサンは、無機質であるポリシロキサンを骨格としているので、例えば液滴吐出法で配置され、さらに焼成されて形成された金属層に比べ、十分に緻密性を有するものとなる。したがって、形成される層（膜）表面の平坦性についても、良好なものとなる。また、熱処理に対して高い耐性を有することから、バンク材料としても好適なものとなる。
・化学式（１）；−（ＳｉＣＨ３（ＮＨ）１．５）ｎ−
・化学式（２）；ＳｉＣＨ３（ＮＨ）１．５＋Ｈ２Ｏ
→ＳｉＣＨ３（ＮＨ）（ＯＨ）＋０．５ＮＨ３
・化学式（３）；ＳｉＣＨ３（ＮＨ）１．５＋２Ｈ２Ｏ
→ＳｉＣＨ３（ＮＨ）０．５（ＯＨ）２＋ＮＨ３
・化学式（４）；ＳｉＣＨ３（ＮＨ）（ＯＨ）＋ＳｉＣＨ３（ＮＨ）（ＯＨ）＋Ｈ２Ｏ
→２ＳｉＣＨ３Ｏ１．５＋２ＮＨ３
・化学式（５）；ＳｉＣＨ３（ＮＨ）（ＯＨ）＋ＳｉＣＨ３（ＮＨ）０．５（ＯＨ）２
→２ＳｉＣＨ３Ｏ１．５＋１．５ＮＨ３
・化学式（６）；ＳｉＣＨ３（ＮＨ）０．５（ＯＨ）２＋ＳｉＣＨ３（ＮＨ）０．５（ＯＨ）２
→２ＳｉＣＨ３Ｏ１．５＋ＮＨ３＋Ｈ２Ｏ
【００４４】
［ＴＦＴアレイ基板の製造方法］
以下、ＴＦＴ６０の製造方法を含む、ＴＦＴアレイ基板１０の各製造工程について、図６から図９を参照して説明する。なお、図６から図９は、本実施形態の製造方法における一連の工程を示す断面工程図である。
【００４５】
＜ゲート電極形成工程＞
図６、図７の各図に示すように、基体として無アルカリガラス等からなるガラス基板Ｐを用意し、その一面側に第１バンクＢ１を形成した後、この第１バンクＢ１に形成した開口部３０に対し、所定のインク（機能液）を滴下することで、開口部３０内にゲート電極８０を形成する。このゲート電極形成工程は、バンク形成工程と、撥液化処理工程と、第１電極層形成工程と、第２電極層形成工程と、焼成工程と、を含むものとなっている。
【００４６】
｛第１バンクの前駆体形成工程｝
まず、ゲート電極８０（及び走査線１８ａ）をガラス基板上に所定パターンで形成するために、ガラス基板Ｐ上に所定パターンの開口部を有する第１バンクを形成する。この第１バンクは、基板面を平面的に区画する仕切部材であり、このバンクの形成には、特にフォトリソグラフィ法が好適に用いられる。具体的には、まず、スピンコート、スプレーコート、ロールコート、ダイコート、ディップコート等の方法で、図６（ａ）に示すようにガラス基板Ｐ上に形成するバンクの高さに合わせて前記の感光性ポリシラザン液を塗布し、ポリシラザン薄膜ＢＬ１を形成する。
【００４７】
続いて、得られたポリシラザン薄膜ＢＬ１を、例えばホットプレート上にて１１０℃で１分程度プレベークする。
次いで、図６（ｂ）に示すようにマスクを用いてポリシラザン薄膜ＢＬ１を露光する。このとき、このポリシラザン薄膜ＢＬ１は前述したようにポジ型レジストとして機能するので、後の現像処理によって除去する箇所を、選択的に露光する。露光光源としては、前記感光性ポリシラザン液の組成や感光特性に応じ、従来のフォトレジストの露光で用いられている高圧水銀灯、低圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマレーザー、Ｘ線、電子線等から適宜選択され用いられる。照射光のエネルギー量については、光源や膜厚にもよるものの、通常は０．０５ｍＪ／ｃｍ２以上、望ましくは０．１ｍＪ／ｃｍ２以上とされる。上限は特にないものの、あまりに照射量を多く設定すると処理時間の関係から実用的でなく、通常は１００００ｍＪ／ｃｍ２以下とされる。露光は、一般に周囲雰囲気（大気中）あるいは窒素雰囲気とすればよいが、ポリシラザンの分解を促進するため、酸素含有量を富化した雰囲気を採用してもよい。
【００４８】
このような露光処理により、光酸発生剤を含有する感光性ポリシラザン薄膜ＢＬ１は、特に露光部分において膜内で選択的に酸が発生し、これによりポリシラザンのＳｉ−Ｎ結合が解裂する。そして、雰囲気中の水分と反応し、前記の化学式（２）または化学式（３）に示したようにポリシラザン薄膜ＢＬ１は一部加水分解し、最終的にシラノール（Ｓｉ−ＯＨ）結合が生成し、ポリシラザンが分解する。
【００４９】
次いで、このようなシラノール（Ｓｉ−ＯＨ）結合の生成、ポリシラザンの分解をより進めるため、図６（ｃ）に示すように露光後のポリシラザン薄膜ＢＬ１を、例えば２５℃、相対湿度８５％の環境下にて５分程度加湿処理する。このようにしてポリシラザン薄膜ＢＬ１内に水分を継続的に供給すると、一旦ポリシラザンのＳｉ−Ｎ結合の解裂に寄与した酸が繰り返し解裂触媒として働く。このＳｉ−ＯＨ結合は露光中においても起こるが、露光後、露光された膜を加湿処理することにより、ポリシラザンのＳｉ−ＯＨ化がより一層促進される。
【００５０】
なお、このような加湿処理における処理雰囲気の湿度については、高ければ高いほどＳｉＯＨ化速度を速くすることができる。ただし、あまり高くなると膜表面に結露してしまうおそれがあり、したがってこの観点から相対湿度９０％以下とするのが実用的である。また、このような加湿処理については、水分を含有した気体を、ポリシラザン薄膜ＢＬ１に接触させるようにしてやればよく、したがって、加湿処理装置内に露光された基板Ｐを置き、水分含有気体をこの加湿処理装置に連続的に導入するようにすればよい。または、予め水分含有気体が導入されて調湿された状態の加湿処理装置内に、露光された基板Ｐを入れ、所望時間放置するようにしてもよい。
【００５１】
次いで、例えば濃度２．３８％のＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド）液によって加湿処理後のポリシラザン薄膜ＢＬ１を２５℃で現像処理し、被露光部を選択的に除去することにより、図７（ａ）に示すように、ゲート電極８０の形成領域に対応した開口部３０を有する第１バンクの前駆体ＢＰ１を形成する。なお、現像液としては、ＴＭＡＨ以外の他のアルカリ現像液、例えばコリン、珪酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等を用いることもできる。
【００５２】
｛撥液化処理工程｝
次に、必要に応じて純水でリンスした後、第１バンクの前駆体ＢＰ１に対し、必要に応じて撥液化処理を行い、その表面に撥液性を付与する。撥液化処理としては、例えば大気雰囲気中でテトラフルオロメタンを処理ガスとするプラズマ処理法（ＣＦ４プラズマ処理法）を採用することができる。ＣＦ４プラズマ処理の条件は、例えばプラズマパワーが５０ｋＷ〜１０００ｋＷ、４フッ化メタンガス流量が５０ｍｌ／ｍｉｎ〜１００ｍｌ／ｍｉｎ、プラズマ放電電極に対する基板搬送速度が０．５ｍｍ／ｓｅｃ〜１０２０ｍｍ／ｓｅｃ、基板温度が７０℃〜９０℃である。なお、処理ガスとしては、テトラフルオロメタン（四フッ化炭素）に限らず、他のフルオロカーボン系のガスを用いることもできる。
このような撥液化処理を行うことにより、第１バンクの前駆体ＢＰ１には、これを構成するアルキル基などにフッ素基が導入され、高い撥液性が付与される。
【００５３】
また、前記撥液化処理に先立って、開口部３０の底面に露出されたガラス基板Ｐの表面を清浄化する目的で、Ｏ２プラズマを用いたアッシング処理やＵＶ（紫外線）照射処理を行っておくことが好ましい。この処理を行うことで、ガラス基板Ｐ表面のバンク材料の残渣を除去することができ、撥液化処理後の前駆体ＢＰ１に対する接触角と該基板表面に対する接触角との差を大きくすることができ、後段の工程で開口部３０内に配される液滴を正確に開口部３０の内側に閉じ込めることができる。
【００５４】
前記Ｏ２アッシング処理は、具体的には、基板Ｐに対しプラズマ放電電極からプラズマ状態の酸素を照射することで行う。処理条件としては、例えばプラズマパワーが５０Ｗ〜１０００Ｗ、酸素ガス流量が５０ｍｌ／ｍｉｎ〜１００ｍｌ／ｍｉｎ、プラズマ放電電極に対する基板Ｐの板搬送速度が０．５１０ｍｍ／ｓｅｃ〜１０ｍｍ／ｓｅｃ、基板温度が７０℃〜９０℃である。
なお、第１バンクの前駆体ＢＰ１に対する撥液化処理（ＣＦ４プラズマ処理）は、先の残渣処理で親液化された基板Ｐ表面に対して多少は影響があるものの、特に基板Ｐがガラス等からなる場合には、撥液化処理によるフッ素基の導入が起こりにくいため、基板Ｐの親液性、すなわち濡れ性が実質上損なわれることはない。
【００５５】
｛第１電極層形成工程｝
次に、開口部３０に対して、液滴吐出装置ＩＪの液滴吐出ヘッド３０１から第１電極層形成用インク（図示せず）を滴下する。ここでは、導電性微粒子としてＡｇ（銀）を用い、溶媒（分散媒）としてジエチレングリコールジエチルエールを用いたインクを吐出配置する。このとき、第１バンクの前駆体ＢＰ１の表面には撥液性が付与されており、開口部３０の底面部の基板表面には親液性が付与されているので、吐出された液滴の一部が第１バンクの前駆体ＢＰ１に載っても、バンク表面で弾かれて開口部３０内に滑り込むようになっている。
【００５６】
次いで、電極形成用インクからなる液滴を吐出した後、分散媒の除去のため、必要に応じて乾燥処理を行う。乾燥処理は、例えば基板Ｐを加熱する通常のホットプレート、電気炉などによる加熱処理によって行うことができる。本実施形態では、例えば１８０℃で６０分間程度の加熱を行う。この加熱は窒素ガス雰囲気下など、必ずしも大気中で行う必要はない。
【００５７】
また、この乾燥処理は、ランプアニールによって行うこともできる。ランプアニールに使用する光の光源としては、特に限定されないが、赤外線ランプ、キセノンランプ、ＹＡＧレーザ、アルゴンレーザ、炭酸ガスレーザ、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＢｒ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌなどのエキシマレーザなどを光源として使用することができる。これらの光源は一般には、出力１０Ｗ〜５０００Ｗの範囲のものが用いられるが、本実施形態では１００Ｗ〜１０００Ｗの範囲で十分である。この中間乾燥工程を行うことにより、図７（ｂ）に示すように、固体の第１電極層８０ａが形成される。
【００５８】
｛第２電極層形成工程｝
次に、液滴吐出装置による液滴吐出法を用いて、第２電極層形成用インク（図示せず）を、第１バンクの前駆体ＢＰ１の開口部３０に配置する。ここでは、導電性微粒子としてＮｉ（ニッケル）を用い、溶媒（分散媒）として水およびジエタノールアミンを用いたインク（液体材料）を吐出配置する。このとき、第１バンクの前駆体ＢＰ１の表面には撥液性が付与されており、開口部３０の底面部の基板表面には親液性が付与されているので、吐出された液滴の一部が第１バンクの前駆体ＢＰ１に載っても、バンク表面で弾かれて開口部３０内に滑り込むようになっている。ただし、開口部３０の内部に先に形成されている第１電極層８０ａの表面は、本工程で滴下するインクに対して高い親和性を有しているとは限らないため、インクの滴下に先立って、第１電極層８０ａ上にインクの濡れ性を改善するための中間層を形成してもよい。
【００５９】
液滴を吐出した後、分散媒の除去のため、必要に応じて乾燥処理をする。乾燥処理は、例えば基板Ｐを加熱する通常のホットプレート、電気炉などによる加熱処理によって行うことができる。処理条件は、例えば加熱温度１８０℃、加熱時間６０分間程度である。この加熱についても、窒素ガス雰囲気下など、必ずしも大気中で行う必要はない。
【００６０】
また、この乾燥処理は、ランプアニールによって行うこともできる。ランプアニールに使用する光の光源としては、先の第１電極層形成工程後の中間乾燥工程で挙げたものを用いることができる。また加熱時の出力も同様に１００Ｗ〜１０００Ｗの範囲とすることができる。この中間乾燥工程を行うことにより、図７（ｃ）に示すように、第１電極層８０ａ上に固体の第２電極層８０ｂが形成される。
【００６１】
｛焼成工程｝
吐出工程後の乾燥膜については、導電性微粒子間の電気的接触を向上させるため、分散媒を完全に除去する必要がある。また、液中での分散性を向上させるために有機物などのコーティング剤が導電性微粒子の表面にコーティングされている場合には、このコーティング剤も除去する必要がある。そのため、吐出工程後の基板には熱処理及び／又は光処理を施す。
【００６２】
この熱処理及び／又は光処理は通常大気中で行うが、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行うこともできる。熱処理及び／又は光処理の処理温度は、分散媒の沸点（蒸気圧）、雰囲気ガスの種類や圧力、微粒子の分散性や酸化性等の熱的挙動、コーティング剤の有無や量、基材の耐熱温度などを考慮して適宜決定されるが、係る構成でも、前記第１電極層８０ａ及び第２電極層８０ｂが先に挙げた材料を用いて形成されているので、２５０℃以下の焼成温度とすることができる。ただし、本工程では、第１バンクの前駆体ＢＰ１が前記の化学式（４）〜（６）に示した縮合反応によってポリメチルシロキサンに変化しない温度、例えば２８０℃程度で焼成を行うこともできる。
【００６３】
以上の工程により、吐出工程後の乾燥膜は微粒子間の電気的接触が確保されて導電性膜に変換され、図７（ｃ）に示したように、第１電極層８０ａと第２電極層８０ｂとが積層されてなるゲート電極８０が形成される。また、図３に示したように、ゲート電極８０と一体の走査線１８ａも前記工程によってガラス基板Ｐ上に形成される。
【００６４】
ここで、このように液滴吐出法で各インク（機能液）を配置した後、乾燥・焼成処理を行ってゲート電極８０を形成すると、インク中の液分が除去されることにより、形成された各電極層８０ａ、８０ｂからなるゲート電極８０は第１バンクの前駆体ＢＰ１の高さに比べ格段に低く形成されてしまう。例えば、第１バンクの前駆体ＢＰ１の高さを２μｍとすると、電極層８０ａ、８０ｂからなる導電層は０．７μｍ程度となってしまう。したがって、この第１バンクの前駆体ＢＰ１の開口部３０には、十分に埋められないことで凹部３０ａが形成されてしまう。
【００６５】
なお、前記各工程では、Ａｇからなる第１電極層８０ａと、Ｎｉからなる第２導電層８０ｂとを形成し、これら第１電極層８０ａと第２電極層８０ｂとの積層体によってゲート電極８０を形成しているが、第１電極層８０ａについては、Ａｇ以外の金属、例えばＣｕやＡｌ、あるいはこれらの金属を主成分とする合金で形成してもよい。また、第２金属層８０ｂについても、Ｎｉ以外の金属、例えばＴｉやＷ、Ｍｎ、あるいはこれらの金属を主成分とする合金で形成してもよい。さらに、第１電極層８０ａについて、密着層として機能するＭｎやＴｉ、Ｗ等を用い、第２金属層８０ｂについて、主導電層として機能するＡｇやＣｕ、Ａｌ等を用いてもよい。また、電極層を三層以上積層してゲート電極８０を形成してもよく、もちろん、単一の電極層によってゲート電極８０を形成してもよい。
【００６６】
＜キャップ層前駆体及び第２バンク前駆体の形成工程＞
次に、前記ゲート電極８０を覆うようにして、前記凹部３０ａ内に液滴吐出ヘッド３０１からインクとしてポリシラザン液を吐出し配置するとともに、前記第１バンクの前駆体ＢＰ１上の所定位置に、液滴吐出ヘッド３０１から前記インク（ポリシラザン液）を吐出し配置する。これにより、図７（ｄ）に示すようにキャップ層の前駆体８１Ｐと第２バンクの前駆体ＢＰ２とを形成する。なお、ポリシラザン液からなるインクとしては、第１バンクの前駆体ＢＰ１の形成材料として用いた、前記の感光性ポリシラザン液が用いられる。また、第１バンクの前駆体ＢＰ１上の所定位置とは、ソース電極３４及びドレイン電極３５を形成するための領域を区画する位置であり、第２バンクＢ２を形成するための領域である。
【００６７】
ここで、凹部３０ａ内へのポリシラザン液の吐出と、前記所定位置へのポリシラザン液の吐出については、いずれも液滴吐出ヘッド３０１を用いた液滴吐出法で行うことから、一連の処理でそれぞれに打ち分けることができる。また、単に吐出位置を打ち分けるだけでなく、それぞれの吐出量についても打ち分けることができる。すなわち、凹部３０ａ内に配するポリシラザン液の量と、第１バンクの前駆体ＢＰ１上に配するポリシラザン液の量とをそれぞれ異ならせ、得られるキャップ層の前駆体８１Ｐと第２バンクの前駆体ＢＰ２との膜厚を、それぞれ所望の膜厚となるようにすることができる。
【００６８】
このようにして、凹部３０ａ内と第１バンクの前駆体ＢＰ１上とにそれぞれポリシラザン液を配したら、得られたポリシラザン薄膜を、必要に応じ例えばホットプレート上にて１１０℃で１分程度プレベークする。
次いで、基板Ｐの第２バンクの前駆体ＢＰ２を形成した側の面に対し、全面露光を行う。露光条件については、図６（ｂ）に示した工程での露光処理条件と同様とする。このようにして全面露光を行うことにより、第２バンクの前駆体ＢＰ２、さらには先の露光処理では露光されなかった第１バンクの前駆体ＢＰ１が露光される。これにより、前駆体ＢＰ２、ＢＰ１を形成するポリシラザンは一部加水分解し、最終的にシラノール（Ｓｉ−ＯＨ）結合が生成してポリシラザンが分解する。
次いで、再度加湿処理を行う。加湿条件については、図６（ｃ）に示した工程での加湿処理条件と同様とする。このようにして加湿処理を行うと、バンクの前駆体ＢＰ２、ＢＰ１、キャップ層の前駆体８１Ｐをそれぞれ形成するポリシラザンは、Ｓｉ−ＯＨ化がより一層促進される。
【００６９】
＜第１バンク、第２バンク、及びキャップ層の形成工程＞
次いで、例えば３００℃で６０分程度焼成処理を行う。このようにして焼成処理を行うと、先に加湿処理されてＳｉＯＨ化されたポリシラザンからなる第１バンクの前駆体ＢＰ１、第２バンクの前駆体ＢＰ２、キャップ層の前駆体８１Ｐは、焼成により前記の化学式（４）〜化学式（６）に示したように容易に（ＳｉＯＳｉ）化し、ＳｉＮＨ結合がほとんど（又は全く）存在しないシリカ系セラミックス膜、すなわちポリシロキサンを骨格とするポリメチルシロキサンに転化される。そして、これにより図７（ｄ）に示したように、第１バンクＢ１、第２バンクＢ２、キャップ層８０がそれぞれ形成される。
【００７０】
なお、図７（ｄ）では、キャップ層８１と第２バンクＢ２とが分離されている状態を示したが、必ずしもキャップ層８１と第２バンクＢ１とは分離されている必要はなく、例えば図７（ｄ）中二点鎖線で示すように、第１バンクの前駆体ＢＰ１（第１バンクＢ１）の開口部３０（凹部３０ａ）近傍を部分的に覆うことにより、キャップ層８１と第２バンクＢ１とが連続するように形成してもよい。キャップ層８１については、前記凹部３０ａを良好に埋め込んで凹部３０ａを無くすべく、その上面が、第１バンクＢ１の上面とほぼ同じ高さになるように形成するのが好ましい。しかし、単に凹部３０ａ内にポリシラザン液を配しただけでは、乾燥・焼成処理を行うことで膜厚が目減りし、結果として凹部３０ａが良好に埋め込まれなくなってしまう。そこで、単に凹部３０ａ内を充填するだけでなく、ある程度凹部３０ａ内から溢れさせ、その近傍部にもポリシラザン液が配されるようにしておく。このようにすることで、乾燥・焼成処理後、前記の二点鎖線で示したように、キャップ層８１の一部が第１バンクＢ１上に薄膜として残るものの、凹部３０ａを良好に埋め込むことができる。
【００７１】
このようにして形成されたキャップ層８１は、無機質であるポリシロキサンを骨格とした骨格構造を有するものとなるので、十分な緻密性を有するものとなり、したがってその表面の平坦性も、前記ゲート電極８０表面の平坦性に比べ格段に良好となる。また、このキャップ層８１やこれと同時に形成された第２バンクＢ２、第１バンクＢ１は、無機質であるポリシロキサンを骨格とすることにより、例えば有機材料からなるバンクに比べ、耐熱性が格段に優れたものとなる。
【００７２】
＜ゲート絶縁膜形成工程＞
次に、図８（ａ）に示すように前記第２バンクＢ２に区画された領域内に、窒化珪素からなるゲート絶縁膜８３を形成する。このゲート絶縁膜８３は、例えばプラズマＣＶＤ法により全面成膜した後、フォトリソグラフィ法により適宜パターニングすることで形成することができる。ここで、前述したようにキャップ層８１によって凹部３０ａを良好に埋め込み、これによってゲート電極８０の直上部分での段差を無くしていいることから、ゲート絶縁膜８３や後述する半導体層３３についての成膜性やパターニング性が良好になっている。ＣＶＤ工程において用いる原料ガスとしては、モノシランと一酸化二窒素との混合ガスや、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン、Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）と酸素、ジシランとアンモニア等が好適で、形成するゲート絶縁膜８３の膜厚は１５０ｎｍ〜４００ｎｍ程度である。なお、成膜した窒化珪素についてのパターニングは、必ずしも行う必要はなく、第２バンクＢ２上にも窒化珪素膜が形成された状態のままであってもよい。
【００７３】
＜半導体層形成工程＞
次に、図８（ｂ）に示す半導体層３３をゲート絶縁膜８３上に形成する。この半導体層３３は、ゲート絶縁膜８３を形成した基板Ｐの全面に、１５０ｎｍ〜２５０ｎｍ程度の膜厚のアモルファスシリコン膜と、膜厚５０ｎｍ〜１００ｎｍ程度のＮ＋シリコン膜とをプラズマＣＶＤ法等により積層形成し、フォトリソグラフィ法により所定形状にパターニングすることで得られる。アモルファスシリコン膜の形成工程で用いる原料ガスとしては、ジシランやモノシランが好適である。続くＮ＋シリコン膜の形成工程では、前記アモルファスシリコン膜の形成で用いた成膜装置に、Ｎ＋シリコン層形成用の原料ガスを導入して成膜を行うことができる。
【００７４】
その後、前記アモルファスシリコン膜およびＮ＋シリコン膜を、フォトリソグラフィ法により図８（ｂ）に示した形状にパターニングすることで、ゲート絶縁膜８３上に所定平面形状のアモルファスシリコン層８４とＮ＋シリコン層８５とが積層された半導体層３３が得られる。パターニングに際しては、Ｎ＋シリコン膜の表面に、図示の半導体層３３の側断面形状と同様の略凹形のレジストを選択配置し、係るレジストをマスクにしてエッチングを行う。このようなパターニング法によりゲート電極８０と平面的に重なる領域にてＮ＋シリコン層８５が選択的に除去されて２つの領域に分割され、これらのＮ＋シリコン層８５、８５が、それぞれソースコンタクト領域及びドレインコンタクト領域を形成する。
【００７５】
次に、図８（ｃ）に示すように、前記の２つの領域に分割されたＮ＋シリコン層８５、８５間上に絶縁材料からなる第３バンクＢ３を形成し、これらＮ＋シリコン層８５、８５間を電気的にも分離する。この第３バンクＢ３についても、前記第２バンクＢ２と同様に、液滴吐出ヘッド３０１からポリシラザン液（インク）を選択的に吐出配置し、さらに乾燥・焼成処理を行うことで形成する。このようにして形成された第３バンクＢ３は、前記第２バンクＢ２とともに、ソース電極３４の形成領域、ドレイン電極３５の形成領域を区画するものとなる。
【００７６】
＜電極形成工程＞
次いで、半導体層３３が形成されたガラス基板Ｐ上に、図４に示したソース電極３４及びドレイン電極３５を形成する。
｛撥液化処理工程｝
まず、前記の第２バンクＢ２、第３バンクＢ３に対して撥液化処理を行い、その表面に撥液性を付与する。撥液化処理としては、例えば大気雰囲気中でテトラフルオロメタンを処理ガスとするプラズマ処理法（ＣＦ４プラズマ処理法）を採用することができる。
【００７７】
｛電極膜形成工程｝
次に、図４に示したソース電極３４、ドレイン電極３５を形成するためのインク（機能液）を、前記液滴吐出装置ＩＪを用いて第２バンク部Ｂ２と第３バンク部Ｂ３とに囲まれた領域に塗布する。ここでは、導電性微粒子として銀を用い、溶媒（分散媒）としてジエチレングリコールジエチルエーテルを用いたインクを吐出する。このようにして液滴を吐出した後、分散媒の除去のため、必要に応じて乾燥処理をする。乾燥処理は、例えば基板Ｐを加熱する通常のホットプレート、電気炉などによる加熱処理によって行うことができる。本実施形態では、例えば１８０℃加熱を６０分間程度行う。この加熱はＮ２雰囲気下など、必ずしも大気中で行う必要はない。
また、この乾燥処理は、ランプアニールによって行うこともできる。ランプアニールに使用する光の光源としては、先の第１電極層形成工程後の中間乾燥工程で挙げたものを用いることができる。また加熱時の出力も同様に１００Ｗ〜１０００Ｗの範囲とすることができる。
【００７８】
｛焼成工程｝
吐出工程後の乾燥膜は、微粒子間の電気的接触をよくするために、分散媒を完全に除去する必要がある。また、導電性微粒子の表面に分散性を向上させるために有機物などのコーティング剤がコーティングされている場合には、このコーティング剤も除去する必要がある。そのため、吐出工程後の基板Ｐに、熱処理及び／又は光処理を施す。この熱処理及び／又は光処理については、前記ゲート電極８０の形成の際の焼成処理条件と同様にして行うことができる。
このような工程により、吐出工程後の乾燥膜は微粒子間の電気的接触が確保されて導電性膜に変換され、図９（ａ）に示したように、一方のＮ＋シリコン層８５に接続し導通するソース電極３４と、他方のＮ＋シリコン層８５に接続し導通するドレイン電極３５とが形成される。
【００７９】
次に、第２バンクＢ２と第３バンクＢ３とによって区画され、ソース電極３４及びドレイン電極３５が形成された凹部（開口）内に、図９（ｂ）に示すように該凹部（開口）を埋めるようにして絶縁材料８６を配置する。
次いで、図９（ｃ）に示すようにドレイン電極３５側の絶縁材料８６にコンタクトホール８７を形成する。その後、ＩＴＯ等からなる透明電極層をスパッタ法や蒸着法等の気相法で形成し、あるいは液滴吐出法等の液相法で形成し、さらに必要に応じてパターニングすることにより、画素電極１９を形成する。
以上の工程により、本発明に係るＴＦＴ６０をガラス基板Ｐの内面側（図示上面側）に形成し、さらに画素電極１９を形成してなる、ＴＦＴアレイ基板１０が得られる。
【００８０】
本実施形態の製造方法によれば、ポリシラザン液によって前記第１バンクの前駆体ＢＰ１を形成するとともに、この第１バンクの前駆体ＢＰ１上にポリシラザン液によって第２バンクの前駆体ＢＰ２を形成し、かつ、ゲート電極８０上にポリシラザン液によってキャップ層の前駆体８１Ｐを形成し、その後、これら第１バンクの前駆体ＢＰ１と第２バンクの前駆体ＢＰ２とキャップ層の前駆体８１Ｐとを共に焼成処理し、第１バンクＢ１と第２バンクＢ２とキャップ層８０とを共に形成するようにしているので、これらを別々に焼成処理する場合に比べ、製造工程を簡略化して生産性を向上することができる。
また、ゲート電極８０上を覆うキャップ層８１を、ポリシロキサンを骨格とする無機質層で形成するので、この無機質層が骨格構造を有することで十分な緻密性を有するものとなることにより、ゲート電極８０中の金属元素の拡散をより良好に防止することができる。したがって、ＴＦＴ６０の特性低下を防止してその安定化を図ることができる。
また、前記無機質層からなるキャップ層８１が十分な緻密性を有するものとなるので、液滴吐出法で形成されてなる前記ゲート電極８０に比べ十分に平坦性を有するものとなる。したがって、このキャップ層８１とこれの上に形成されるゲート絶縁膜８３との間の界面を十分平坦にすることができ、これによってトランジスタ特性の安定性を向上することができる。
さらに、キャップ層の前駆体８１Ｐと第２バンクの前駆体ＢＰ２とを液滴吐出法による同じ工程で形成するので、工程を簡略化して生産性を向上することができる。
また、前記のＴＦＴアレイ基板１０を備えた液晶表示装置１００にあっては、前記ＴＦＴ６０の生産性が向上したものとなっているので、この液晶表示装置１００自体の生産性も向上したものとなる。
【００８１】
なお、前記実施形態では、第１バンクの前駆体ＢＰ１の開口部３０内にインク（機能液）を配置し、次いで焼成処理を行ってゲート電極８０を形成し、その後、第１バンクの前駆体ＢＰ１や第２バンクの前駆体ＢＰ２等を焼成処理したが、ゲート電極８０についても、第１バンクの前駆体ＢＰ１や第２バンクの前駆体ＢＰ２を焼成する前では中間乾燥処理までを行っただけの前駆体としておき、第１バンクの前駆体ＢＰ１、第２バンクの前駆体ＢＰ２、キャップ層の前駆体８１Ｐを焼成処理する際に、ゲート電極８０の前駆体も同時焼成処理することで、第１バンクＢ１、第２バンクＢ２、キャップ層８０と共にゲート電極８０を共に一括して形成するようにしてもよい。このようにすれば、さらに製造工程を簡略化して生産性を向上することができる。
【００８２】
また、前記実施形態では、ゲート電極８０をポリシラザン液からなるキャップ層８１で覆うようにしたが、本発明はこれに限定されることなく、キャップ層８０を設けることなく直接ゲート電極８０とゲート絶縁膜８３とを接するようにしてもよい。また、前記の第１電極層８０ａと第２電極層８０ｂとのうちの上層となる第２電極層８０ｂを、前述したように例えばＮｉで形成することにより、これをキャップ層として機能させるようにしてもよい。
【００８３】
また、本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、薄膜トランジスタを備えた各種の電気光学装置の製造方法に適用することができる。例えば、液晶装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマ表示装置等の薄膜トランジスタを形成する際に好適に採用することができる。
【００８４】
（電子機器）
図１０は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。この図に示す携帯電話１３００は、本発明の液晶表示装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。
なお、前記実施形態の電気光学装置は、前記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、映像モニタ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができる。
このような電子機器は、前記電気光学装置が、特性が安定し生産性が向上した良好なものとなるので、この電子機器自体も良好なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】実施形態に係る液晶表示装置の等価回路図。
【図２】同、全体構成を示す平面図。
【図３】同、１画素領域を示す平面構成図。
【図４】同、ＴＦＴアレイ基板の部分断面構成図。
【図５】（ａ）は液滴吐出装置の一例を示す図、（ｂ）は吐出ヘッドの概略図。
【図６】薄膜トランジスタの製造方法を説明するための断面工程図。
【図７】薄膜トランジスタの製造方法を説明するための断面工程図。
【図８】薄膜トランジスタの製造方法を説明するための断面工程図。
【図９】薄膜トランジスタの製造方法を説明するための断面工程図。
【図１０】電子機器の一例を示す斜視構成図。
【符号の説明】
【００８６】
Ｐ…ガラス基板（基板）、３３…半導体層、３４…ソース電極、３５…ドレイン電極、６０…ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、８０…ゲート電極（導電膜）、８０ａ…第１電極層、８０ｂ…第２電極層、８１…キャップ層（無機質層）、８３…ゲート絶縁膜、８４…アモルファスシリコン層、８５…Ｎ＋シリコン層、Ｂ１…第１バンク（バンク）、Ｂ２…第２バンク、Ｂ３…第３バンク、１００…液晶表示装置（電気光学装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、ゲート電極と、半導体層と、該半導体層に接続するソース電極及びドレイン電極と、を形成する薄膜トランジスタの製造方法において、
前記基板上に、前記ゲート電極の形成領域に対応する第１バンクの前駆体をポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかによって形成する工程と、
前記第１バンクの前駆体上の所定位置に、前記ソース電極およびドレイン電極の形成領域に対応する第２バンクの前駆体を、ポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかを液滴吐出法で配置することによって形成する工程と、
前記第１バンクの前駆体と第２バンクの前駆体とを共に焼成処理し、ポリシロキサンを骨格とする無機質層からなる第１バンクと第２バンクとを共に形成する工程と、
前記第１バンクの前駆体またはこれから形成された第１バンクによって区画された領域に、導電性材料を含有してなる機能液を液滴吐出法で配置してゲート電極を形成する工程と、
前記第２バンクによって区画された領域内の前記ゲート電極の直上部に絶縁膜を介して半導体層を形成する工程と、
前記第２バンクによって区画された領域に導電性材料を含有してなる機能体を液滴吐出法で配置して、前記半導体層に接続するソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、を備えたことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２】
基板上に、ゲート電極と、半導体層と、該半導体層に接続するソース電極及びドレイン電極と、を形成する薄膜トランジスタの製造方法において、
前記基板上に、前記ゲート電極の形成領域に対応する第１バンクの前駆体をポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかによって形成する工程と、
前記第１バンクの前駆体によって区画された領域に導電性材料を含有してなる機能液を液滴吐出法で配置し、ゲート電極またはその前駆体を形成する工程と、
配置した前記機能液上にポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかを液滴吐出法で配置してキャップ層の前駆体を形成するとともに、前記第１バンクの前駆体上の所定位置に、ポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかを液滴吐出法で配置して前記ソース電極およびドレイン電極の形成領域に対応する第２バンクの前駆体を形成する工程と、
前記第１バンクの前駆体と第２バンクの前駆体とキャップ層の前駆体とを共に焼成処理し、ポリシロキサンを骨格とする無機質層からなる第１バンクと第２バンクとキャップ層とを共に形成する工程と、
前記第２バンクによって区画された領域内の前記キャップ層上に絶縁膜を介して半導体層を形成する工程と、
前記第２バンクによって区画された領域に導電性材料を含有してなる機能体を液滴吐出法で配置して、前記半導体層に接続するソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、を備えたことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項３】
前記ポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液として、光酸発生剤または光塩基発生剤のいずれかを含有し、ポジ型レジストとして機能する感光性材料を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法によって得られた薄膜トランジスタを備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項５】
請求項４記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
基板上に、ゲート電極と、半導体層と、該半導体層に接続するソース電極及びドレイン電極と、を形成する薄膜トランジスタの製造方法において、
前記基板上に、前記ゲート電極の形成領域に対応する第１バンクの前駆体をポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかによって形成する工程と、
前記第１バンクの前駆体上の所定位置に、前記ソース電極およびドレイン電極の形成領域に対応する第２バンクの前駆体を、ポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかを液滴吐出法で配置することによって形成する工程と、
前記第１バンクの前駆体と第２バンクの前駆体とを共に焼成処理し、ポリシロキサンを骨格とする無機質層からなる第１バンクと第２バンクとを共に形成する工程と、
前記第１バンクの前駆体またはこれから形成された第１バンクによって区画された領域に、導電性材料を含有してなる機能液を液滴吐出法で配置してゲート電極を形成する工程と、
前記第２バンクによって区画された領域内の前記ゲート電極の直上部に絶縁膜を介して半導体層を形成する工程と、
前記第２バンクによって区画された領域に導電性材料を含有してなる機能体を液滴吐出法で配置して、前記半導体層に接続するソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、を備えたことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２】
基板上に、ゲート電極と、半導体層と、該半導体層に接続するソース電極及びドレイン電極と、を形成する薄膜トランジスタの製造方法において、
前記基板上に、前記ゲート電極の形成領域に対応する第１バンクの前駆体をポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかによって形成する工程と、
前記第１バンクの前駆体によって区画された領域に導電性材料を含有してなる機能液を液滴吐出法で配置し、ゲート電極またはその前駆体を形成する工程と、
配置した前記機能液上にポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかを液滴吐出法で配置してキャップ層の前駆体を形成するとともに、前記第１バンクの前駆体上の所定位置に、ポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液のいずれかを液滴吐出法で配置して前記ソース電極およびドレイン電極の形成領域に対応する第２バンクの前駆体を形成する工程と、
前記第１バンクの前駆体と第２バンクの前駆体とキャップ層の前駆体とを共に焼成処理し、ポリシロキサンを骨格とする無機質層からなる第１バンクと第２バンクとキャップ層とを共に形成する工程と、
前記第２バンクによって区画された領域内の前記キャップ層上に絶縁膜を介して半導体層を形成する工程と、
前記第２バンクによって区画された領域に導電性材料を含有してなる機能体を液滴吐出法で配置して、前記半導体層に接続するソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、を備えたことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項３】
前記ポリシラザン液、ポリシラン液またはポリシロキサン液として、光酸発生剤または光塩基発生剤のいずれかを含有し、ポジ型レジストとして機能する感光性材料を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法によって得られた薄膜トランジスタを備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項５】
請求項４記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−３１９１５９（Ｐ２００６−３１９１５９Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１４０７３６（Ｐ２００５−１４０７３６）
【出願日】平成１７年５月１３日（２００５．５．１３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１３日（２００５．５．１３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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