JP2010224426A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プラスチック基板を用いたフレキシブル表示装置を実現する。
【解決手段】半導体層、ゲート絶縁膜１０４、ゲート電極、層間絶縁膜１０６、ドレイン電極、ソース電極、無機パッシベーション膜１０９、有機パッシベーション膜１１０を含むＴＦＴ層をガラス基板上に形成し、ＴＦＴ層およびエッチング停止層１０１を、接着材１１を介してプラスチック基板１０上に転写する。ＴＦＴ基板の周辺における微小クラックによってＴＦＴ基板自体が破壊することを防止するために、第１補強金属層１２１、および、第２補強金属層１２２をＴＦＴ基板周辺に所定の幅ｗおよび膜厚で形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は表示装置に係り、特にプラスチック基板を用いることにより、フレキシブルに湾曲させることが出来る表示装置に関する。

液晶表示装置は、薄型、小型、軽量に出来ることから色々な分野での使用が拡大している。薄型、小型、軽量に出来ることは、現在開発が進められている有機ＥＬ表示装置も同様である。これらの表示装置は、基板はガラスで形成されている。しかし、ガラスは脆いために、薄型とすると、機械的な信頼性が問題となる。また、ガラス基板を用いた場合は、フレキシブルに曲げることは困難である。

薄く、割れにくく、かつ、曲げられるディスプレイを実現させるために、基板の素材をガラスからプラスチックに置き換える検討が進められている。液晶表示装置は例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や画素電極がマトリクス状に形成され、走査線や映像信号線が形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタが形成された対向基板とから形成されている。

ＴＦＴを構成する半導体層は、ａ−Ｓｉあるいはｐｏｌｙ−Ｓｉで形成することが出来る。ｐｏｌｙ−ＳｉでＴＦＴを形成すると、電子、あるいはホールの移動度が高いために、駆動回路もＴＦＴで形成できるというメリットがある。しかし、ｐｏｌｙ−Ｓｉはプロセス温度がａ−Ｓｉに比べて高いために、プラスチック基板上に直接作りこむことが出来ない。

したがって、まず、ガラス基板上にｐｏｌｙ−Ｓｉを含むＴＦＴを形成し、その後、ガラス基板をエッチングして除去し、ＴＦＴをプラスチック基板上に転写する技術が開発されている。このような技術を記載したものとして、例えば、「特許文献１」および「特許文献２」が存在する。

一方、非常に薄いＴＦＴを転写する際、各薄膜にストレスがかかって、薄膜が破壊する現象が生ずる。「特許文献３」は、各薄膜が破壊することを防止するために、各薄膜にスリットあるいは孔等を形成してストレスを緩和する技術が記載されている。

特開２００３−３１６２８１号公報 特開２００４−２５９７９６号公報 特開２００７−２８８０８０号公報

以下は、液晶表示装置の場合の問題点を例にとって説明するが、有機ＥＬ表示装置の場合も同様である。いわゆる転写方式は、具体的には、通常のＴＦＴ基板すなわち、ガラス基板上にＴＦＴアレイを形成したものを用意し、ウェットエッチングでガラスを除去した後、ＴＦＴアレイをプラスチック基板上に載せかえるものである。しかし、転写工程および転写完了後において、ＴＦＴアレイに簡単にクラックが入ってしまうという問題が生じている。

ＴＦＴアレイの層構造は、ガラス基板から順にＳｉＯｘあるいはＳｉＮ等からなる下地絶縁膜、島状ｐｏｌｙ−Ｓｉ、ゲート絶縁膜、ゲート電極、層間絶縁膜、無機パッシベーション膜、有機パッシベーション膜、画素電極、等から構成されており、これらを纏めてＴＦＴ層と呼んでいる。

ＴＦＴ層全体の厚さは数μｍと薄く、しかも、ＳｉＯ_２、ＳｉＮといった破壊し易い脆性材料で１μｍ程度を占めている。したがって、ガラスを除去した時点で固定が不十分となるために、ちょっとした持ち運びなどの弱い力で簡単にクラックが入ってしまう。

クラックが入る様子を検討すると、典型例は次のようである。すなわち、ガラスエッチングやパネル切り出しのレーザ切断により、基板やパネルの端に長さ１ｍｍ以下の微小なクラックが生じる。プロセスの都合上、意図しないＴＦＴ基板の曲げがあるが、そのとき、パネル端の微小なクラックに応力が集中し、そのクラックが進行する。

クラックの進行の度合いは、元々クラックの深さや力に依存するため一様ではなく、画素領域を横断して完全にＴＦＴを使用不可とするものから、周辺駆動回路、あるいは表示領域に到達せずに、画像表示に問題の無いものまである。

本発明の課題は、転写方式によるフレキシブルＴＦＴ基板において、周辺における微小クラックに起因するＴＦＴアレイの破壊を防止し、転写方式によるフレキシブルＴＦＴ基板を用いた液晶表示装置、あるいは有機ＥＬ表示装置を実現することである。

本発明は以上のような課題を解決するものであり、具体的な手段は次のとおりである。

（１）プラスチック基板の上に接着材が形成され、前記接着材の上にＴＦＴ層が形成されたＴＦＴ基板を有する液晶表示装置であって、前記ＴＦＴ層は、半導体層、ゲート絶縁膜、ゲート電極、層間絶縁膜、ドレイン電極、ソース電極、無機パッシベーション膜、有機パッシベーション膜を含み、前記ＴＦＴ基板の周辺には、所定の幅と所定の厚さを有する補強金属層が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。

（２）前記補強金属層は、前記ゲート電極または前記ソース電極と同じ材料で形成されていることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。

（３）前記半導体層の下には下地絶縁層が形成され、前記下地絶縁層の下には、ガラスのエッチング液にはエッチングされない、エッチング停止層が形成されていることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。

（４）プラスチック基板の上に接着材が形成され、前記接着材の上にＴＦＴ層が形成されたＴＦＴ基板を有する液晶表示装置であって、前記ＴＦＴ層は、半導体層、ゲート絶縁膜、ゲート電極、層間絶縁膜、ドレイン電極、ソース電極、無機パッシベーション膜、有機パッシベーション膜を含み、前記ＴＦＴ基板の周辺には、所定の幅と所定の厚さを有する第１補強金属層と第２補強金属層が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。

（５）前記第１補強金属層は前記ゲート電極と同じ材料で形成され、前記第２補強金属層は前記ソース電極と同じ材料で形成されていることを特徴とする（４）に記載の液晶表示装置。

（６）前記第１補強金属層と前記第２補強金属層は直接積層して形成されていることを特徴とする（４）に記載の液晶表示装置。

（７）バリア層によってサンドイッチされたプラスチック基板の上にＴＦＴ層が形成されたＴＦＴ基板を有する液晶表示装置であって、前記ＴＦＴ層は、ゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層、ドレイン電極、ソース電極、無機パッシベーション膜、有機パッシベーション膜を含み、前記ＴＦＴ基板の周辺には、所定の幅と所定の厚さを有する補強金属層が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。

（８）プラスチック基板の上に接着材が形成され、前記接着材の上にＴＦＴ層が形成され、前記ＴＦＴ層の上に有機ＥＬ発光層が形成されたＴＦＴ基板を有する有機ＥＬ表示装置であって、前記ＴＦＴ層は、半導体層、ゲート絶縁膜、ゲート電極、層間絶縁膜、ドレイン電極、ソース電極、無機パッシベーション膜、有機パッシベーション膜を含み、前記ＴＦＴ基板の周辺には、所定の幅と所定の厚さを有する補強金属層が形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。

（９）前記半導体層の下には下地絶縁層が形成され、前記下地絶縁層の下には、ガラスのエッチング液にはエッチングされない、エッチング停止層が形成されていることを特徴とする（８）に記載の有機ＥＬ表示装置。

（１０）プラスチック基板の上に接着材が形成され、前記接着材の上にＴＦＴ層が形成され、前記ＴＦＴ層の上に有機ＥＬ発光層が形成されたＴＦＴ基板を有する有機ＥＬ表示装置であって、前記ＴＦＴ層は、半導体層、ゲート絶縁膜、ゲート電極、層間絶縁膜、ドレイン電極、ソース電極、無機パッシベーション膜、有機パッシベーション膜を含み、前記ＴＦＴ基板の周辺には、所定の幅と所定の厚さを有する第１補強金属層間絶縁膜と第２補強金属層が形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。

（１１）バリア層によってサンドイッチされたプラスチック基板の上にＴＦＴ層が形成され、前記ＴＦＴ層の上に有機ＥＬ発光層が形成されたＴＦＴ基板を有する液晶表示装置であって、前記ＴＦＴ層は、ゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層、ドレイン電極、ソース電極、無機パッシベーション膜、有機パッシベーション膜を含み、前記ＴＦＴ基板の周辺には、所定の幅と所定の厚さを有する補強金属層が形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。

本発明によれば、ＴＦＴ基板の周辺にクラックに対して耐力の強い補強金属層を形成するので、ＴＦＴ基板周辺での微小クラックの発生を減少させることが出来る。また、周辺に微小クラックが発生した場合でも、補強金属層が存在するので、クラックが進行することによる周辺駆動回路、あるいは、表示領域が破壊されることは無い。

補強金属層をゲート電極の形成と同時に、または、ドレインおおびソース電極の形成と同時に形成すれば、補強金属層を形成するプロセスを新たに設ける必要は無い。このように、本発明によれば、ＴＦＴ層をプラスチック上に形成してフレキシブルな表示装置を歩留まりよく製造することが出来る。

以下は液晶表示装置を例にとって説明するが、本発明は、有機ＥＬ表示装置にも適用することが出来る。図１は本発明が適用される液晶表示装置におけるＴＦＴ基板２０の例を示す断面図である。図１において、プラスチック基板１０上に接着材１１を介してＴＦＴが配置している。接着材１１の上にはエッチング停止層１０１形成され、エッチング停止層１０１の上には下地絶縁膜１０２が形成されている。下地絶縁膜１０２の上には、ｐｏｌｙ−Ｓｉによる半導体層１０３が形成されている。半導体層１０３はゲート電極１０５の下側において、ＴＦＴのチャネル層を形成するものであるが、ゲート電極１０５をマスクとしてイオン打ち込みを行なうことによってソース領域Ｓおよびドレイン領域Ｄが形成される。

半導体層１０３の上にはゲート絶縁膜１０４が形成され、ゲート絶縁膜１０４の上にはゲート電極１０５が形成されている。ゲート電極１０５の上には層間絶縁膜１０６が形成され、層間絶縁膜１０６の上には、ドレイン電極１０７およびソース電極１０８が形成されている。このようにして形成されたＴＦＴを保護するために、ＳｉＯ_２あるいはＳｉＮ等で形成された無機パッシベーション膜１０９が形成される。

無機パッシベーション膜１０９の上には、平坦化膜を兼ねた有機パッシベーション膜１１０が形成される。有機パッシベーション膜１１０は平坦化膜を兼ねるので、２ミクロン程度に厚く形成される。有機パッシベーション膜１１０の上にはＩＴＯによって画素電極１１１が形成され、画素電極１１１を覆って配向膜１１２が形成される。

図１に示すＴＦＴ基板２０に対向してカラーフィルタ等が形成された対向基板を所定の間隔をおいて配置し、ＴＦＴ基板２０と対向基板との間に液晶を封入することによって液晶表示装置が完成する。

また、有機ＥＬ表示装置では、図１における画素電極１１１および配向膜１１２の代わりに、下部電極、有機ＥＬ発光層、上部電極を配置して有機ＥＬ表示装置用ＴＦＴ基板２０が完成する。その後、有機ＥＬ発光層を水分から保護するために、対抗基板をＴＦＴ基板２０に対向して配置し、内部を気密に保って有機ＥＬ表示装置が完成する。

図１に示すようなＴＦＴは画素毎に形成され、したがって、ＴＦＴはアレイ状にＴＦＴ基板２０に形成される。図１に示すエッチング層は、まず、ガラス基板３０上に形成され、その後、ガラス基板３０をエッチングによって除去する。エッチングは図１に示すエッチング停止層１０１で停止する。その後、ＴＦＴ層４０をプラスチック基板１０に転写する。このような転写法によるＴＦＴ基板２０の製造プロセスを図２に示す。

図２（ａ）において、ガラス基板３０上に，エッチング停止層１０１とTFT層を順番に形成する。ただしここでTFT層とは,ＳｉＯ２などの下地絶縁膜１０２から，半導体層１０３，ゲート絶縁膜１０４、ゲート電極１０５、層間絶縁膜１０６，ドレイン電極１０７，ソース電極１０８、無機パッシベーション膜１０９、有機平坦化膜１１０、画素電極１１１等全てをまとめて表している。エッチング停止層１０１は，後の工程におけるガラスエッチングのときに，TFT層がエッチングされないように設けたもので，フッ酸系のガラスエッチング液に溶けない物質が用いられる。例えば、Mo，W，a-Si，ダイヤモンド，ダイヤモンドライクカーボンなどが使用できるが、不透明な材料の場合には，ガラスエッチング後に別のエッチング液で選択除去する必要がある。

図２（ｂ）に示すように、ガラスエッチングに備えてＴＦＴを保護するために、粘着材９０が形成された保護フィルム８０を用意し、ＴＦＴ層４０に貼り付ける。粘着材９０は例えば、低温環境において粘着力が無くなり、剥離可能なものが用いられる。

図２（ｃ）に示すように、保護フィルム８０によってＴＦＴ層４０を保護した後、ガラスのエッチング液によってガラスを除去する。ガラスのエッチング液には例えばフッ酸系のエッチング液が使用される。ＴＦＴ層４０はエッチング停止層１０１および保護フィルム８０によってエッチング液から保護される。図２（ｃ）の状態は厚さ数μｍのＴＦＴ層４０が保護フィルム８０に張り付いた状態となっている。

次に図２（ｄ）に示すように、ＴＦＴ層４０のエッチング停止層１０１側に、すなわち、ガラス基板３０があった側に、接着材１１を介してプラス基板を貼り付ける。なお、貼付けには粘着材を用いてもよい。

次に図２（ｅ）に示すように、保護フィルム８０を剥離する。本実施例での，保護フィルム８０は低温で粘着力が低下する材料で固定されているため，冷却で剥離が可能となる。その他にも，容易に剥離可能な保護フィルム８０として，有機溶剤溶融性の接着材使用のタイプや，加熱または紫外線照射で剥離可能なタイプなどを用いることができる。

保護フィルム８０を剥離した時点で，ＴＦＴ層４０がプラスチックフィルムに転写されたことになる。その後、配向膜１１２等を塗付して１８０℃程度で焼成し、ラビングまたは光配向によって配向する。

以上の工程はＴＦＴ基板２０が複数形成されたマザーＴＦＴ基板２００に対して行なわれる。このようなマザーＴＦＴ基板２００とカラーフィルタ等が形成されたマザー対向基板を組み合わせ、マザー基板が完成する。マザー基板から個々の液晶表示パネルを切り出し、液晶を注入すると液晶表示パネルが完成する。なお、液晶を滴下方式によって封入する場合は、マザーＴＦＴ基板２００とマザー対向基板を組み合わせる前に各ＴＦＴ基板２０に液晶を滴下する。

図２で説明した上記転写方法は，１インチのような小さい基板ならば転写可能であるが，それ以上のサイズでは，TFT層４０にクラックが生じてパネルが破壊される確率が高くなる。その原因は次の３点で説明される。

１点目は材料自身の問題である。TFT層全体の厚さは数μmと薄く，そのうちSiO，SINといった脆性材料の絶縁膜で１μm程度を占めるため，曲げ，および引っ張りに弱い。しかもガラスを除去した時点で，TFT層４０の固定が不十分となるため，ちょっとした持ち運びなどでたわむなど,弱い力でも容易に曲がってしまう。

２点目はプロセスの問題で，クラックの起点となる微小なクラックや，応力が集中する形状が，転写工程で生じることである。ガラスエッチング工程においては，Si、Mg，Ca等の化合物の堆積を防ぐため，エッチング液を強く対流させたりしている。またエッチング速度の面内分布や，端面のエッチングなどが原因となって，TFT基板２０の端には長さ1mm以下の微小なクラックが形成される。また画像表示パネルの作製のためには，パネル部分をレーザなどで切断して切り出さなければならない。このとき切断面では，レーザ照射部分と周辺の温度差から，微小なクラックが生じてしまう。

３点目もプロセスの課題で，転写プロセスにおいては，意図しないTFT基板２０の曲げがある。転写TFT基板を曲げた場合，すでに生じていた微小なクラックに応力が集中し，クラックが進行してパネルの機能が損なわれてしまう。TFT基板を持ち運びだけでも，たわんで曲がってしまう。

また加熱工程や保護フィルム８０の剥離などのように,曲げずに行うのが困難な工程もある。公知例等では,冷却やUV照射で簡単に保護フィルム８０が剥離可能と説明されているが，実際には，完全な接着力の制御は不可能なため，保護フィルム８０を端から徐々に剥離する場合では，剥離済部分と未剥離部分の境目で応力が集中し，クラックが進行し易い。

以上述べたように，転写工程，および画像表示パネル作製後においても，クラックの発生と進行は容易に起こりうる。クラックの進行の度合いは，元々の微小クラックの深さや外から加えられる力に依存するため一様ではなく，画素領域５０を横断して完全に使用不可にするものから，画素まで到達せずに，画像表示には問題ないものまで様々である。従って転写TFT基板による画像表示パネルは,実用的な歩留まりで生産することは困難であった。

本発明は以上で説明したような、転写方式の問題点を克服するものである。以下に実施例を用いて本発明の内容を詳細に説明する。

図３はＴＦＴ層４０をプラスチック基板１０に転写後、保護フィルム８０を除去した後の、個々のＴＦＴ基板２０の端部の断面図である。図３において、プラスチック基板１０の上に接着材１１を介してエッチング停止層１０１が存在し、エッチング停止層１０１の上に下地絶縁膜１０２が存在している。

下地絶縁膜１０２の上にはゲート絶縁膜１０４が存在している。ゲート絶縁膜１０４の上には、所定の幅ｗで第１補強金属層１２１が存在している。第１補強金属層１２１はゲート電極１０５と同じ材料で同時に形成される。第１補強金属層１２１の上には層間絶縁膜１０６が存在している。層間絶縁膜１０６の上には所定の幅ｗで第２補強金属層１２２が存在している。第２補強金属層１２２はドレイン電極１０７あるいはソース電極１０８と同じ材料で同時に形成される。第２補強金属層１２２の上には無機パッシベーション膜１０９が存在し、無機パッシベーション膜１０９の上には有機パッシベーション膜１１０が存在している。

マザーガラス基板上にＴＦＴ層４０を形成し、マザープラスチック基板１０に転写する。この転写はマザーＴＦＴ基板２００の状態で行われる。その後、マザー対向基板を貼り合わせ、マザー基板から個々の液晶表示パネルを分離する。個々の液晶表示パネルを切り出して分離するプロセスが、ＴＦＴ基板２０の端部にクラックが発生する最も大きな原因となる。

レーザによる切断が最もダメージが小さいが、それでも、レーザで加熱された部分と加熱されない部分との温度差によって微小なクラックが入ることは避けられない。このようにして発生した微小なクラックは、その後、基板が曲げられる等、基板に応力がかかると進行し、大きなクラックとなってディスプレイを破損する。

この他に、基板に応力がかかる原因の一つは、個々の液晶表示パネルに分離された後、液晶を真空注入するときである。また、液晶表示パネルがフレキシブル表示パネルとして完成した後、表示パネルを曲げたり、表示パネルを落としたりしたときに表示パネル周辺に応力がかかり、微小なクラックが進行して、表示装置を破壊させたりする。

図３に示すように、液晶表示パネルの周辺に金属層が存在すると、金属は応力に強いために、パネル周辺に微小クラックが発生しづらい。微小クラックが存在しなければ、クラックが進行することもなく、液晶表示パネルが破壊することもない。また、微小クラックが発生しても、金属層によってクラックが進行することを防止することが出来る
補強金属層１２０の幅は大きいほど、微小クラックに対する耐力は増すので、図３に示す金属層の幅ｗは０．２ｍｍ以上が望ましい。また、補強金属層１２０の厚さも大きい程、補強効果は優れる。補強金属層１２０の厚さは１５０ｎｍ以上あることが望ましい。図３においては、補強金属層１２０は第１補強金属層１２１と第２補強金属層１２２の２層となっているので、補強効果は優れている。

このように、液晶表示パネルの周辺におけるクラックの発生は、マザー基板から液晶表示パネル切断するときが最も大きな原因となっている。しかし、他の工程でも、液晶表示パネル周辺に微小クラックが発生する原因は存在する。

切断以外で微小クラックが発生する原因のひとつは、図２（ｃ）に示すように、ＴＦＴ層４０を形成したガラス基板３０をエッチングによって除去するときである。ガラスのエッチングにおいては、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃａ等の化合物が堆積することを防ぐために、エッチング液を強く対流させたり、気泡をぶつけたりすることが必要である。しかもエッチングが基板面内で完全に均一になることはないため、膜厚の不均一が大きい場所では、ガラスごとＴＦＴ層４０にクラックが生ずる。また、クラックにならずとも、エッチングの基板面内の不均一や、基板の端面からのエッチングによってＴＦＴの大きさが縮み、４辺が直線でなく、凹凸の曲線になって、応力集中が起こりやすい構造となる。

その他の微小クラックが生ずる工程は、図２（ｄ）、図２（ｅ）等である。図２（ｄ）において、ガラス基板３０を除去した状態で、プラスチック基板１０にＴＦＴ層４０を貼り付けるさい、ＴＦＴ層４０は保護フィルム８０に粘着しただけの状態であるので、容易に曲げられ、そのときの曲げ応力によってクラックが入る。

図２（ｅ）は、ＴＦＴ層４０をプラスチック基板１０に貼り付けたあと、保護フィルム８０を剥がした状態を示すものであるが、このとき、引き剥がしの応力によって、特にＴＦＴ層４０の端部にクラックが入りやすい。このように、図２（ｃ）から図２（ｅ）に示すような工程においても、ＴＦＴ基板２０の端部に補強金属層１２０を配置することによって微小クラックを防止することができる。

図２に示した工程は、図４に示すような、マザーＴＦＴ基板２００の状態で行われる。図４において、マザーＴＦＴ基板２００には６個のＴＦＴ基板２０が形成されている。個々のＴＦＴ基板２０には表示のための画素領域５０が形成されている。画素領域５０の１辺に隣接して端子部６０が形成されている。また、個々のＴＦＴ基板２０において、周辺端部には補強金属層１２０が形成されている。

図４に示すマザーＴＦＴ基板２００の状態で、保護フィルム８０を貼り付けたり、ガラスのエッチングをしたり、プラスチック基板１０に貼り付けたり、保護フィルム８０をはがしたりする。これらの工程において、マザーＴＦＴ基板２００の周辺部にクラックが入ると、ハンドリング時にクラックが進行して、個々のＴＦＴ基板２０にダメージを与えることがある。

図５はこれを防止するために、マザーＴＦＴ基板２００の周辺端部にも図３に示すようなマザーＴＦＴ基板補強金属層２２０を形成している。図５のようにマザーＴＦＴ基板補強金属層２２０を形成する場合は、個々のＴＦＴ基板２０の端部に補強金属層１２０を形成するのと同時に行うことが出来るので、プロセスが増加することはない。

このように、マザーＴＦＴ基板２００の状態で、マザーＴＦＴ基板２００の端部にマザー補強金属層１２０を形成することによって、工程中におけるマザーＴＦＴ基板２００端部から進行したクラックによって、個々のＴＦＴ基板２０が破壊されることを防止できるので、製造歩留まりを上げることが出来る。

以上で説明した補強金属層１２０は、個々のＴＦＴ基板２０の周辺全周に形成されているが、必ずしも全周に形成しなければならないわけではない。たとえば、個々のＴＦＴ基板２０において、端部には、液晶表示パネルに電源、映像信号、走査信号等を供給するための端子部６０が形成される。この端子部６０は金属で形成されているので、微小クラック発生に対して比較的強い状態にある。したがって、図７に示すように、端子部６０には、補強金属層１２０を形成しなくともよい場合がある。

以上の例では、補強金属層１２０は、所定の幅を持った単純なストライプ状である。補強金属層１２０は、幅が広いほうが、補強効果はあるが、幅の広い金属層は、上下に絶縁層がある場合は、熱膨張係数の違いによってそれ自身がストレスの原因になる。図７はこのようなストレスを緩和するための、補強金属層１２０の平面図である。図７（ａ）は長方形の孔１２３を縦方向に並べたものであり、図７（ｂ）はスリット状の孔１２３を２列にして縦方向に並べた場合であり、図７（ｃ）は長方形の孔１２３を千鳥状に配置した例である。図７（ａ）乃至（ｃ）は例であり、孔１２３の形状、配置は任意に選定することが出来る。

図７に示す孔１２３の形状配置は、第１補強金属層１２１と第２補強金属層１２２とで同様に形成してもよいし、片方だけでもよい。また、第１補強金属層１２１と第２補強金属層１２２とで、孔１２３の形状、配置を変化させてもよい。

補強金属層１２０は個々のＴＦＴ基板２０の端部に形成されていることが最も効果がある。しかし、切断の精度によって、補強金属層１２０がかならずしもＴＦＴ基板端部に配置されない場合がある。図８はこの例である。図８に示すような状態であっても、端部に発生した微小クラックは、補強金属層１２０によって内部への進行が妨げられ、ＴＦＴ基板全体が破壊されることを防止することが出来る。

図９は本発明の第２の実施例を示すＴＦＴ基板の端部の断面図である。図９において、プラスチック基板１０の上に接着材１１が配置され、接着材１１の上に下地絶縁膜１０２が形成され、下地絶縁膜１０２の上にゲート絶縁膜１０４が形成されていることは実施例１の図３と同様である。また、第１補強金属層１２１がゲート絶縁膜１０４の上に形成されていることも図３と同様である。

図９において、第１補強金属層１２１の上に第２補強金属層１２２が直接積層されている。第１補強金属層１２１と第２補強金属層１２２が積層されていることによって、補強金属層１２０による微小クラックに対する耐力がより強くなっている。このような構成とするために、層間絶縁膜１０６は第１補強金属層１２１の１部を覆っているのみである。また、無機パッシベーション膜１０９は図３とは異なり、第２補強金属層１２２を覆ってない。

層間絶縁膜１０６および無機パッシベーション膜１０９はＳｉＯ_２あるいはＳｉＮのような硬い材質であるので、クラックが生じやすい。したがって、層間絶縁膜１０６および無機パッシベーション膜１０９を端部に配置しないことによって微小クラックを生じにくくしている。一方、有機パッシベーション膜１１０は第２補強金属層１２２を覆って端部まで形成されている。有機パッシベーション膜１１０はアクリル樹脂等の柔軟性に富む材料なので、クラックが入りにくい。

図１０は図９と本質的には同じ作用をもつ構成である。図９と異なるところは、図１０では、層間絶縁膜１０６の端部を第２補強金属層１２２が覆い、第２補強金属層１２２の端部を無機パッシベーション膜１０９が覆っていることである。絶縁膜の端部と金属を積層することによって絶縁膜の端部にクラックが発生することを防止している。

図９の場合も図１０の場合も、第１補強金属層１２１はゲート絶縁膜１０４と同時に形成し、第２補強金属層１２２はドレイン電極１０７およびソース電極１０８と同時に形成することは実施例１の場合と同様である。このように、本実施例の構成は、第１補強金属層１２１と第２補強金属層１２２が積層されている効果と、端部に無機膜を存在させず、有機パッシベーション膜１１０のみを存在さえたことによる効果とあいまって、微小クラックが、より起きにくい構成となっている。

図１１は本発明の第３の実施例を示すＴＦＴ基板の端部の断面図である。図１１はＴＦＴ基板端部には補強金属層１２０は第２補強金属層１２２が１層のみ形成されている場合である。また、ＴＦＴ基板端部には下地絶縁層を除いては第２補強金属層１２２と、微小クラックに対して強い、有機パッシベーション膜１１０が形成されているのみである。

図１１において、第２補強金属層１２２の下層には比較的硬く、微小クラックが生じやすいゲート絶縁膜１０４、下地絶縁膜１０２等は形成されていない。したがって、図１１の構成は微小クラックに強い構成となっている。しかし、図１１の構成はエッチング停止層１０１は省略することは出来ない。一方、図３、図８、図９、図２０等の構成では、ガラスをエッチングして除去し後、必要であれば、エッチング停止層１０１をガラス用のエッチング液とは別なエッチング液によって除去することは可能である。

エッチング停止層１０１として、実施例１または実施例２等の構成であれば、ａ−Ｓｉ、Ｍｏ、Ｗ等の不透明膜を使用した場合、エッチング停止層１０１を上記のように除去することは可能であるが、図１１の構成では、エッチング停止層１０１を除去することは出来ない。エッチング停止層１０１を除去すると同時に、第２補強金属層１２２もダメージを受けるからである。したがって、本実施例におけるエッチング停止層１０１は、必ず、透明な材料を用いる必要がある。なお、第２補強金属層１２２はゲート電極１０５およびソース電極１０８と同時に形成することが出来ることは実施例１、実施例２と同様である。

実施例１から実施例３までは、ＴＦＴ層４０をガラス基板３０の上に形成し、その後、プラスチック基板１０にＴＦＴ層４０を転写する構成であった。しかし、本発明は、転写方式の液晶表示パネルのみでなく、ＴＦＴをプラスチック基板１０に直接形成するタイプの液晶表示パネルについても適用することが出来る。ａ−Ｓｉをチャネルとして用いるタイプのＴＦＴはｐｏｌｙ−Ｓｉをチャネルとして用いるＴＦＴとは異なり、プロセス温度が低いので、プラスチック基板１０を使用してもＴＦＴを形成することが出来る。

図１２は本実施例におけるＴＦＴ基板の端部の断面図である。図１２において、バリア層１２によってサンドイッチされたプラスチック基板１０の上にＴＦＴ層４０が形成されている。バリア層１２より上の構成は、実施例２と同様な構成となっている。すなわち、第１補強金属層１２１と第２補強金属層１２２が積層され、第２補強金属層１２２の上には有機パッシベーション膜１１０のみが形成されている。つまり、微小クラックに強い構成となっている。

すなわち、プラスチック基板１０に直接ＴＦＴ層４０を形成する場合も、マザーＴＦＴ基板２００に形成し、最終的には、個々の液晶表示パネルに切り出すが、このときの微小クラックが問題となることは、実施例１〜３で説明した転写方式の場合と同様だからである。

図１２において、プラスチック基板１０にバリア層１２が設けてある。図１２における下側のバリア層１２は外部から水分等の不純物が浸入することを防止するためであり、ＴＦＴ層４０側のバリア層１２はプラスチック基板１０中の水分等の不純物がＴＦＴ層４０に浸入して半導体層１０３を汚染することを防止するためである。このように、本発明は、プラスチック基板１０の上に直接ＴＦＴ層４０を形成するタイプの液晶表示装置についても適用することが出来る。

実施例１〜４では、第１補強金属層１２１にゲート電極１０５と同じ層、第２補強金属層１２２にドレイン電極１０７およびソース電極１０８と同じ層を使用している。しかし、本発明はこれに限ることなく、第１補強金属層１２１にゲート電極１０５以外の金属、第２補強金属層１２２にドレイン電極１０７およびソース電極１０８以外の金属を使用することも可能である。この場合は、補強金属層１２０を形成するためのプロセスが別途必要になるが、補強金属層１２０の材料または膜厚に自由度が増し、より効果的な補強金属層１２０を形成することが出来る。

以上は液晶表示装置について説明した。しかし、本発明は有機ＥＬ表示装置についても適用することが出来る。有機ＥＬ表示装置の場合はＴＦＴ基板にＴＦＴ層４０を形成し、ＴＦＴ層４０の上に下部電極、発光層、および、上部電極を形成する。発光層である有機ＥＬ層は、水分によって劣化するので、ＴＦＴ基板を対向基板によってシールする。また、有機ＥＬパネルの場合も、まずマザー基板に形成し、その後、マザー基板から個々の有機ＥＬパネルを分離することは液晶表示パネルの場合と同様である。このように、本発明は有機ＥＬ表示装置に対しても適用することが出来る。

転写方式を用いたＴＦＴ基板の断面図である。 転写方式によるＴＦＴ基板を形成する工程図である。 実施例１によるＴＦＴ基板の断面図である。 本発明によるマザーＴＦＴ基板の例である。 本発明によるマザーＴＦＴ基板の他の例である。 本発明によるＴＦＴ基板の他の例である。 補強金属層の平面図の例である。 実施例１の他の形態を示すＴＦＴ基板の断面図である。 実施例２によるＴＦＴ基板の断面図である。 実施例２の他の形態を示すＴＦＴ基板の断面図である。 実施例３によるＴＦＴ基板の断面図である。 実施例４によるＴＦＴ基板の断面図である。

１０…プラスチック基板、 １１…接着材、 １２…バリア層、 ２０…ＴＦＴ基板、 ３０…ガラス基板、 ４０…ＴＦＴ層、 ５０…画素領域、 ６０…端子部、 ８０…保護フィルム、 ９０…粘着材、 １０１…エッチング停止層、 １０２…下地絶縁膜、 １０３…半導体層、 １０４…ゲート絶縁膜、 １０５…ゲート電極、 １０６…層間絶縁膜、 １０７…ドレイン電極、 １０８…ソース電極、 １０９…無機パッシベーション膜、 １１０…有機パッシベーション膜、 １１１…画素電極、 １１２…配向膜、 １２０…補強金属層、 １２１…第１補強金属層、 １２２…第２補強金属層、 １２３…孔、 ２００…マザーＴＦＴ基板、 ２２０…マザーＴＦＴ基板補強金属層。

Claims (11)

1. プラスチック基板の上に接着材が形成され、前記接着材の上にＴＦＴ層が形成されたＴＦＴ基板を有する液晶表示装置であって、
   前記ＴＦＴ層は、半導体層、ゲート絶縁膜、ゲート電極、層間絶縁膜、ドレイン電極、ソース電極、無機パッシベーション膜、有機パッシベーション膜を含み、
   前記ＴＦＴ基板の周辺には、所定の幅と所定の厚さを有する補強金属層が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記補強金属層は、前記ゲート電極または前記ソース電極と同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記半導体層の下には下地絶縁層が形成され、前記下地絶縁層の下には、ガラスのエッチング液にはエッチングされない、エッチング停止層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. プラスチック基板の上に接着材が形成され、前記接着材の上にＴＦＴ層が形成されたＴＦＴ基板を有する液晶表示装置であって、
   前記ＴＦＴ層は、半導体層、ゲート絶縁膜、ゲート電極、層間絶縁膜、ドレイン電極、ソース電極、無機パッシベーション膜、有機パッシベーション膜を含み、
   前記ＴＦＴ基板の周辺には、所定の幅と所定の厚さを有する第１補強金属層と第２補強金属層が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
5. 前記第１補強金属層は前記ゲート電極と同じ材料で形成され、前記第２補強金属層は前記ソース電極と同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記第１補強金属層と前記第２補強金属層は直接積層して形成されていることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
7. バリア層によってサンドイッチされたプラスチック基板の上にＴＦＴ層が形成されたＴＦＴ基板を有する液晶表示装置であって、
   前記ＴＦＴ層は、ゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層、ドレイン電極、ソース電極、無機パッシベーション膜、有機パッシベーション膜を含み、
   前記ＴＦＴ基板の周辺には、所定の幅と所定の厚さを有する補強金属層が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
8. プラスチック基板の上に接着材が形成され、前記接着材の上にＴＦＴ層が形成され、前記ＴＦＴ層の上に有機ＥＬ発光層が形成されたＴＦＴ基板を有する有機ＥＬ表示装置であって、
   前記ＴＦＴ層は、半導体層、ゲート絶縁膜、ゲート電極、層間絶縁膜、ドレイン電極、ソース電極、無機パッシベーション膜、有機パッシベーション膜を含み、
   前記ＴＦＴ基板の周辺には、所定の幅と所定の厚さを有する補強金属層が形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
9. 前記半導体層の下には下地絶縁層が形成され、前記下地絶縁層の下には、ガラスのエッチング液にはエッチングされない、エッチング停止層が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬ表示装置。
10. プラスチック基板の上に接着材が形成され、前記接着材の上にＴＦＴ層が形成され、前記ＴＦＴ層の上に有機ＥＬ発光層が形成されたＴＦＴ基板を有する有機ＥＬ表示装置であって、
    前記ＴＦＴ層は、半導体層、ゲート絶縁膜、ゲート電極、層間絶縁膜、ドレイン電極、ソース電極、無機パッシベーション膜、有機パッシベーション膜を含み、
    前記ＴＦＴ基板の周辺には、所定の幅と所定の厚さを有する第１補強金属層間絶縁膜と第２補強金属層が形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
11. バリア層によってサンドイッチされたプラスチック基板の上にＴＦＴ層が形成され、前記ＴＦＴ層の上に有機ＥＬ発光層が形成されたＴＦＴ基板を有する液晶表示装置であって、
    前記ＴＦＴ層は、ゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層、ドレイン電極、ソース電極、無機パッシベーション膜、有機パッシベーション膜を含み、
    前記ＴＦＴ基板の周辺には、所定の幅と所定の厚さを有する補強金属層が形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。

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