デバイスおよび表示装置
【課題】基板上に形成された絶縁膜の応力を低減し、歩留まりが向上したデバイスおよびこのデバイスを備えた表示装置を提供する。
【解決手段】本開示の表示装置は、基板と、基板上の一部の領域に形成された金属層と、金属層上に設けられると共に、金属層未形成領域の少なくとも一部に溝を有する第１絶縁膜とを備える。
【解決手段】本開示の表示装置は、基板と、基板上の一部の領域に形成された金属層と、金属層上に設けられると共に、金属層未形成領域の少なくとも一部に溝を有する第１絶縁膜とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、例えば薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）等のデバイスおよびこのデバイスを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＴＦＴ等のデバイスはガラス基板上へ形成するため、絶縁膜の応力等は重要視されていなかった。また、コストを抑えるため、例えば特許文献１ではコンタクトホールの製造工程を削減したＴＦＴの製造方法が開示されており、現在ではこの方法が主流となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１６４８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置および電子泳動型表示装置等に代表される表示装置では、より薄型、且つ、軽量な表示装置が求められている。表示装置を薄型、且つ、軽量にするためには、支持体であるガラス基板の薄型化あるいはプラスチック基板等の可撓性を有する基板を用いることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、このような基板上に高い応力を有する絶縁膜を形成すると、その応力による膜剥がれや基板の破壊などが起こり、歩留まりが低下するという問題があった。
【０００６】
本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、基板上に形成された絶縁膜の応力を低減し、歩留まりが向上したデバイスおよびこのデバイスを備えた表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示のデバイスは、基板と、基板上の一部の領域に形成された金属層と、金属層上に設けられると共に、金属層未形成領域の少なくとも一部に溝を有する第１絶縁膜とを備えたものである。
【０００８】
本開示の表示装置は、本開示のデバイスを備えたものである。
【０００９】
本開示のデバイスおよび表示装置では、基板の一部の領域に形成された金属層を介して基板上に形成された第１絶縁膜のうち、金属層未形成領域の少なくとも一部に溝を設けることにより、第１絶縁膜の応力が軽減される。
【００１０】
本開示のデバイスおよび表示装置では、金属層を介して基板上に設けられた第１絶縁膜のうち、金属未形成領域の第１絶縁膜の少なくとも一部に溝を設けるようにしたので、第１絶縁膜の応力が軽減される。よって、基板からの第１絶縁膜等の膜剥がれの発生が抑制され、歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の一実施の形態に係る表示装置の構成を表す断面図である。
【図２】図１に示した表示装置中のＴＦＴ層の一部を表す平面図および断面図である。
【図３】図１に示した表示装置の製造工程を表す流れ図である。
【図４】本開示の効果の一例を説明する断面図である。
【図５】本開示の変形例１に係る表示装置の構成を表す断面図である。
【図６】本開示の変形例２に係る表示装置の構成を表す断面図である。
【図７】（Ａ）は適用例１の裏側から見た外観を表す斜視図、（Ｂ）は表側から見た外観を表す斜視図である。
【図８】適用例２の外観を表す斜視図である。
【図９】（Ａ）は適用例３の表側から見た外観を表す斜視図、（Ｂ）は裏側から見た外観を表す斜視図である。
【図１０】適用例４の外観を表す斜視図である。
【図１１】適用例５の外観を表す斜視図である。
【図１２】（Ａ）は適用例６の開いた状態の正面図、（Ｂ）はその側断面、（Ｃ）は閉じた状態の正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
金属層を介して基板上に設けられた第１絶縁膜に溝を有する表示装置
２．変形例１
第１絶縁膜と第３絶縁膜との間に第２の絶縁膜が設けられた表示装置
３．変形例２
第２絶縁膜上に直接表示層が設けられた表示装置
３．適用例
【００１３】
１．実施の形態
（表示装置１の構成）
図１は本開示の一実施の形態に係る表示装置１の断面構成を表したものである。この表示装置１は、例えば、電気泳動現象を利用して画像（例えば文字情報等）を表示する電気泳動型ディスプレイ（いわゆる電子ペーパーディスプレイ）であり、基板１１上にＴＦＴ層１０および表示層２０が積層された構成を有している。なお、図１は、表示装置１の構造を模式的に表したものであり、実際の寸法・形状とは異なる。
【００１４】
基板１１は、ＴＦＴ層１０および表示層２０を支持するものであり、可撓性を有するものである。具体的には、例えば、ガラス，石英，シリコン，ガリウム砒素等の無機材料あるいは、ポリイミド，ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ），ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ），ポリカーボネート（ＰＣ），ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ），ポリエチルエーテルケトン（ＰＥＥＫ），芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）等のプラスチック材料等からなる。また、基板１１はある程度の厚みがあればよいが、具体的には、例えば１μｍ〜７００μｍであることが好ましい。
【００１５】
バリア層１２は、水分や有機ガスによるＴＦＴ層１０および表示層２０の劣化を防止するものであり、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2），窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4），酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3），窒化アルミニウム（ＡｌＮ），酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）または酸化窒化アルミニウム（ＡｌＯxＮ1-x（但し、Ｘ＝０．０１〜０．２））により形成される。バリア層１２はＣＶＤ装置，ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）装置，ＰＬＤ（Pulsed Laser Deposition）装置，スパッタリング装置，ＥＢ蒸着装置またはイオンレーティング装置等を用いて成膜することができる。
【００１６】
ＴＦＴ層１０は、複数のデバイスを含む層である。この複数のデバイスは、薄膜（電極等の金属層や、絶縁膜など）を含むものであり、具体的には、画素を選択するためのスイッチング素子としてのＴＦＴの他、容量素子（保持容量素子など）、配線（走査線，信号線など）および電極（画素電極など）等が挙げられる。すなわち、ＴＦＴ層１０に含まれるデバイスは、ＴＦＴ、容量素子、配線および電極のうちの少なくとも１つである。なお、上記したＴＦＴは、チャネル層１０Ａ（図２）として無機半導体層を用いた無機ＴＦＴあるいは、有機半導体層を用いた有機ＴＦＴのどちらにより構成されていてもよい。
【００１７】
図１に示した本実施の形態におけるＴＦＴ層１０では、金属層１３上に第１絶縁膜１４が設けられている。更に、第１絶縁膜１４上の、電極１３Ｂに対向する領域にも金属層１５（電極１３Ｂ対応する電極）が設けられ、第１絶縁膜１４および金属層１５の全面には第３絶縁膜１６が設けられている。
【００１８】
金属層１３は、例えば、ここではゲート電極１３Ａおよび容量素子の一対の電極のうちの下部側の容量電極１３Ｂであり、金属層１５は容量素子の一対の容量電極のうちの上部側の容量電極である。金属層１３，１５は一般的な導電材料、例えばモリブデン（Ｍｏ），クロム（Ｃｒ），タンタル（Ｔａ），チタン（Ｔｉ），アルミニウム（Ａｌ）およびアルミニウム合金等のうちの１種よりなる単層膜、または２種以上よりなる積層膜により構成されている。なお、アルミニウム合金としては、例えばアルミニウム−ネオジム合金が挙げられる。なお、金属層１５には、ここでは図示していないが、ソース・ドレイン電極が含まれている。
【００１９】
第１絶縁膜１４は、金属層１３（ゲート電極１３Ａおよび容量電極１３Ｂ）を保護すると共に、ゲート電極１３Ａ，容量電極１３Ｂ，金属層（容量電極）１５およびソース・ドレイン電極の短絡を防ぐものであり、例えば、ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，ＳｉＮＯおよびＡｌ2Ｏ3等のうちの１種よりなる単層膜である。第１絶縁膜１４の膜厚は特に問わないが、各電極間の絶縁性を保つために、例えば１００〜５００ｎｍであることが好ましい。なお、第１絶縁膜１４の材料は上記無機材料に限らず、有機材料、例えばＰＶＡ（ポリビニルアルコール），ＰＶＰ（ポリビニルフェノール），ノボラック樹脂，アクリル樹脂，フッ素系樹脂などを用いることができる。
【００２０】
本実施の形態では、第１絶縁膜１４には金属層１３が形成されていない領域（金属層未形成領域Ａ）に溝１４Ａが設けられている。具体的には、溝１４Ａは金属層１３の形成領域および第１絶縁膜１４の外周部を除く領域の少なくとも一部に形成される。これにより、第１絶縁膜１４の応力が緩和される。
【００２１】
図２（Ａ）は、本実施の形態における表示装置１のうちＴＦＴ層１０の一部の平面構成を表したものであり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＩ−Ｉ'線に沿った断面構成を表したものである。ここでは、溝１４Ａは、ゲート電極１３Ａと外周部との間（１３Ａ１），ゲート電極１３Ａと容量電極１３Ｂとの間（１３Ａ２）および容量電極１３Ｂと外周部との間（１３Ａ３）に設けられている。溝１４Ａの深さ（第１絶縁膜１４の積層方向）は特に問わないが、第１絶縁膜１４の厚さと同等であることが好ましく、第１絶縁膜１４を貫通していてもよい。特に、溝１４Ａが貫通していることにより第１絶縁膜１４の応力を効果的に低減することができる。また、溝１４Ａの幅（第１絶縁膜１４の平行方向）は、例えば４μｍ以上であることが好ましい。なお、各金属層１３の側面は短絡を防ぐために少なくとも４μｍ程度の厚みで第１絶縁膜１４に覆われているようにすることが望ましい。また、溝１４Ａ内は後述する第３絶縁膜１６によって充填されている。
【００２２】
第３絶縁膜１６は、ＴＦＴのチャネル層１０Ａおよび容量層等を保護あるいは平坦化する保護膜または上部に表示層２０を設けるための保護膜である。第３絶縁膜１６は、例えば感光性を有するアルキル樹脂材料を用いることが好ましい。また、無感光性の有機材料、例えばＰＶＡ（ポリビニルアルコール），ＰＶＰ（ポリビニルフェノール），ノボラック樹脂，アクリル樹脂，フッ素系樹脂などを用いることができる。溝１４Ａを除く第１絶縁膜１４上からの第３絶縁膜１６の膜厚は、例えば1μｍ〜４μmであるが、この限りではない。なお、第１絶縁膜１４および第２絶縁膜１８の膜質は特に問わず、同等の性質、例えば同程度の膜密度を有していてもよいし、あるいは互いに異なる膜密度を有していてもよい。
【００２３】
なお、上記チャネル層１０Ａ上には第２絶縁膜１８が設けられている。この第２絶縁膜１８は、ＴＦＴのチャネル層１０Ａを保護する保護膜であり、ＴＦＴのスイッチング特性の信頼性に関与する。第２絶縁膜１８は、例えばＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，ＳｉＮＯ、およびＡｌ2Ｏ3等のうちの少なくとも１種よりなる単層膜または２種以上からなる積層膜である。第２絶縁膜の膜厚は、例えば５０〜３５０ｎｍであるが、この限りではない。また、第２絶縁膜１８の材料は上記無機材料に限らず、有機材料、例えばＰＶＡ（ポリビニルアルコール），ＰＶＰ（ポリビニルフェノール），ノボラック樹脂，アクリル樹脂，フッ素系樹脂などを用いることができる。なお、第２絶縁膜１８は、ここではＴＦＴ層１０内の応力を緩和するためにチャネル層１０Ａの上部にのみ形成しているが、後述するように、チャネル層１０Ａ上に限らず全面に設けてもよい。
【００２４】
表示層２０は、例えば画素電極２１と共通電極２３との間に電気泳動粒子を有する電気泳動層２２が挟持された構造を有する。即ち、表示装置１は、電気泳動現象を利用して画像（例えば文字情報等）を表示する電気泳動型ディスプレイである。画素電極２１はＴＦＴ層１２に画素ごとに設けられ、共通電極２３は透明基板３０の一面に亘り設けられている。画素電極２１と、ＴＦＴ層１０の金属層１５とは貫通電極１７によって接続されている。なお、画素電極２１と貫通電極１７は画素電極２１の材料を用いて同時に形成しても良い。
【００２５】
電気泳動粒子は、例えば二酸化チタン等の白色顔料により構成されたものと、カーボンブラックまたはアニリンブラック等の黒色顔料により構成されたものとの２種からなる。
【００２６】
透明基板３０は、例えば、基板１１と同様の材料を用いて構成されている。なお、この透明基板３０上に、更に表示層２０への水分の浸入を防止する防湿膜および外光の表示面への映り込みを防止するための光学機能膜を設けるようにしてもよい。
【００２７】
以下に、本実施の形態の表示装置１の製造方法について説明する。
【００２８】
（表示装置１の製造方法）
表示装置１は、例えば次のようにして製造することができる。即ち、まず、基板１１上（具体的には、基板１１の表示領域上）に、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長）法またはスパッタ法を用い、ＳｉＯ2またはＳｉＮ等からなるバリア層１２を形成したのち、後述するフォトリソグラフィ技術を用いて、各種のデバイスを含むＴＦＴ層１０を形成する。次いで、ＴＦＴ層１０上に、例えば同様にフォトリソグラフィ技術を用いて、表示層２０を形成する。そののち、この表示層２０上に透明基板３０を貼り合わせる。以上により、図１に示した表示装置１が完成する。なお、透明基板３０に共通電極２３を形成したのち電気泳動層２２を形成し、電気泳動層２２の表面に粘着層（図示せず）疎設けた表示層２０をＴＦＴ層１０に貼り付けてもよい。
【００２９】
（ＴＦＴ層１０の製造方法）
ここで、図２はＴＦＴ層１０の製造方法（デバイスの形成工程）における主要な工程例を流れ図で表したものである。
【００３０】
まず、バリア層１２上に、例えばスパッタ法を用いて金属膜を成膜する。次いで、この金属膜上にフォトレジスト膜を形成（塗布）したのち、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングし、ウェットエッチングまたはドライエッチングすることによりゲート電極１３Ａおよび容量電極１３Ｂ等の金属層１３を形成する（ステップＳ１０１）。
【００３１】
続いて、バリア層１２および金属層１３上を覆うように、第１絶縁膜１４を、例えばＣＶＤ法またはスパッタ法を用いて成膜する（ステップＳ１０２）。具体的には、まず、原料ガスとしてシラン（ＳｉＨ4），アンモニア（ＮＨ3），窒素を含む混合ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により、ＳｉＮよりなる第１絶縁膜１４を成膜する。次いで、半導体層（図示せず）を成膜する（ステップＳ１０３）。具体的には、半導体材料としてアモルファスシリコンをスパッタ法により成膜したのち、フォトリソグラフィ法を用いて所望の形状にパターニングし、エッチング等を用いて所望のパターンを形成する。
【００３２】
次に、金属層１３の導通部分を形成するため、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングし第１絶縁膜１４をパターニングする（ステップＳ１０４）。具体的には、エッチング処理を行うことによって第１絶縁膜１４をパターニングし、金属層１３の導通部分を形成する。このエッチング処理は、例えばドライエッチング等でフッ素系のガスを用いて化学的および物理的に行う。または、フッ酸等の薬液を用いたウエットエッチング等を用いてもよい。この際、本実施の形態では、図２（Ａ），（Ｂ）に示したように非導通部分である金属層未形成領域Ａの第１絶縁膜１４も同時に除去することが好ましいが、必ずしも同時に除去せずに個別にエッチングしてもよい。
【００３３】
続いて、第１絶縁膜１４上に金属膜を、例えばスパッタ法を用いて成膜したのち、フォトリソグラフィ法を用いて所望の形状にパターニングしソース・ドレイン電極および容量素子の電極等を含む金属層１５を形成する（ステップＳ１０５）。
【００３４】
次に、チャネル層１０Ａを形成したのち、チャネル層１０Ａ，第１絶縁膜１４および金属層１５上の全面に、第２絶縁膜１８をＣＶＤ法またはスパッタ法を用いて成膜する。具体的には、例えばＣＶＤ法またはスパッタ法を用いて成膜する（ステップＳ１０６）。具体的には、まず、上述した第１絶縁膜の成膜方法と同様に、原料ガスとしてシラン（ＳｉＨ4），アンモニア（ＮＨ3），窒素を含む混合ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により、ＳｉＮ等よりなる第２絶縁膜１８を成膜する。但し、応力緩和の観点により図２（Ａ）に示したようにチャネル層１０Ａの上部にのみフォトリソグラフィ法を用いてパターニングする。さらに第１絶縁膜１４および金属層１５上に第３絶縁膜１６を例えばアルキルモノマーを含有する感光性有機材料を用いてフォトリソグラフィ法を用いて貫通電極１７を設けるためのスルーホールをパターニングする。
【００３５】
続いて、第１絶縁膜１４および金属層１５上に感光性有機材料からなる第３絶縁膜１６を、例えばＣＶＤ法またはスパッタ法を用いて成膜する（ステップＳ１０６）。なお、ここでは感光性有機材料を用いたが無感光性樹脂を塗布および焼成し、フォトリソグラフィ法を用いて貫通電極１７を設けるための貫通孔を、酸素ガスを用いてドライエッチング法あるいはウェットエッチング法にてパターニングしてもよい。これにより、第１絶縁膜１４に設けられた溝１４Ａ内にも第３絶縁膜１６を充填する構造となる。
【００３６】
最後に画素電極２１および貫通電極１７を、金属層１３および金属層１５の形成方法と同様の手法で形成する。これにより、ゲート電極１３Ａ，容量電極１３Ｂおよび各種配線等のデバイスを含むＴＦＴ層１０が形成される。なお、金属層２１および貫通電極１７は一般的な導電材料、例えばモリブデン（Ｍｏ），クロム（Ｃｒ），タンタル（Ｔａ），チタン（Ｔｉ），Ｉｎ合金であるＩＴＯやＩＧＯ，ＩＧＺＯ等の透明電極、アルミニウム（Ａｌ）およびアルミニウム合金等のうちの１種よりなる単層膜、または２種以上よりなる積層膜により構成されている。アルミニウム合金としては、例えばアルミニウム−ネオジム合金が挙げられる。
【００３７】
次に、本実施の形態の表示装置１の作用および効果について説明する。
【００３８】
前述のように、ガラス基板上にＴＦＴ等のデバイスを備えた表示装置では、コストを抑えるためにコンタクトホールの形成工程を削減したＴＦＴの製造方法が用いられており、ゲート電極を備えたガラス基板上にはゲート絶縁膜のベタ膜が形成されている。このゲート絶縁膜は、ＴＦＴ（特にゲート電極）の耐圧性およびＴＦＴの信頼性を保つために膜密度の高い緻密な膜となっている。このゲート絶縁膜は、半導体層を保護するための保護膜や平坦化膜と比較して非常に大きな応力を有している。このため、可撓性を有する基板上にＴＦＴ等を形成する際には、ゲート絶縁膜と保護層等との応力の差およびこれら層が積層されていることによって膜割れあるいは膜剥がれ等が起こり、歩留まりが低下するという問題があった。
【００３９】
この問題を解決する方法として、例えばゲート絶縁膜の膜厚を薄くすることでゲート絶縁膜の応力を低減する方法がある。しかしながら、ゲート絶縁膜を薄くすると、耐圧性が低下したり、ゲート電極とソース・ドレイン電極等の各電極間の絶縁性が損なわれること等があり、信頼低が低下する虞がある。また、ゲート絶縁膜の膜密度を低くすることでも応力を低減することが可能であるが、上記ゲート絶縁膜の薄膜化と同様の理由で適当な手法とは言えなかった。
【００４０】
これに対して本実施の形態では、基板１１上の一部の領域に形成されたゲート電極１３Ａおよび容量電極１３Ｂ等からなる金属層１３を介して基板１１上に形成された第１絶縁膜１４のうち、金属層未形成領域Ａの少なくとも一部に溝１４Ａを設けるようにした。これにより、第１絶縁膜１４の膜厚および膜密度を損なうことなく、第１絶縁膜１４の応力を低減することが可能となる。
【００４１】
以上のように本実施の形態では、金属層１３を介して基板１１上に設けられた第１絶縁膜１４のうち、金属層未形成領域Ａの少なくとも一部に溝１４Ａを設けるようにしたので、第１絶縁膜１４の応力を低減することが可能となる。即ち、基板１１からの第１絶縁膜１４等の膜剥がれの発生が抑制され、歩留まりが向上する。
【００４２】
また、溝１４Ａを貫通させた場合には、第１絶縁膜１４と第３絶縁膜１６との積層部分が少なくなるため、更に基板１１からの第１絶縁膜１４の膜剥がれの発生を抑制することが可能となる。
【００４３】
更に、基板１１が可撓性基板である場合には、製造工程において異物が混入し易い。このため、同一金属層による各電極（例えば、本実施の形態ではゲート電極１２Ａと電極１２Ｂ）をフォトリソグラフィ法によるパターニングによって形成する場合、フォトレジスト膜を露光する前に、例えばフォトレジスト膜上あるいはフォトマスク（露光マスク）上に異物（パーティクル）が存在すると、エッチングの際に所望のパターンを形成することができなくなる。このため、エッチング不良が発生し、配線上の断線、あるいは図４（Ａ）に示したような異物による短絡（ショート）が発生する。その結果、場合によっては、点状欠陥または線状欠陥となり、製造歩留まりが低下してしまうことになる。
【００４４】
これに対して、本実施の形態のように第１絶縁膜１４に溝１４Ａを設け、更にこの溝１４Ａを貫通孔とすることにより、異物混入の問題を解決することができる。即ち、第１絶縁膜と異物が同じ材料である場合には、溝１４Ａの形成時における第１絶縁膜１４のパターニングにより、図４（Ｂ）に示したように第１絶縁膜１４の除去と同時に異物を同時に除去することができる。これにより、ゲート電極１３Ａと容量電極１３Ｂとの間、あるいはここでは示していない各配線間および配線−電極間における短絡不良等の発生を抑えることができる。よって、工程数を増やすことなく歩留まりを向上させることが可能となる。また、第１絶縁膜１４と異物が異なる材料であっても、エッチング溶液を適宜選択することによって第１絶縁膜１４の除去工程において異物を除去することが可能となる。あるいは、露光時間を長くすることでも異物を除去することが可能となる。
【００４５】
（変形例１）
図５は変形例１に係る表示装置１Ａの断面構成を表したものである。この表示装置１Ａは、第１絶縁膜１４と第３絶縁膜１６との間全面に、第２絶縁膜１８を備えたものである。その点を除き、表示装置１Ａは上記実施の形態の表示装置１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
【００４６】
本変形例における第２絶縁膜１８は、基板１１の全面に設けられている。これにより、製造工程が簡略になると共に、バリア層１２の効果が強化される。第２絶縁膜は、上記実施の形態と同様に、例えばＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，ＳｉＮＯ、およびＡｌ2Ｏ3等のうちの少なくとも１種よりなる単層膜または２種以上からなる積層膜であ英、その膜厚は、例えば５０〜３５０ｎｍであるが、この限りではない。なお、第２絶縁膜１８の材料は上記無機材料に限らず、有機材料、例えばＰＶＡ（ポリビニルアルコール），ＰＶＰ（ポリビニルフェノール），ノボラック樹脂，アクリル樹脂，フッ素系樹脂などを用いることができる。
【００４７】
第３絶縁膜１６は、ポリイミド樹脂やアクリル樹脂からなり、更に感光性を有することが望ましい。これにより、画素電極２１とゲート配線あるいはソース配線との絶縁距離が広くなるため、寄生容量が減少し、画素電極２１の端部をゲート配線やソース配線の上方に重ねて配置することが可能となる。即ち、画素電極２１の有効面積を拡大することができる。第３絶縁膜１６の膜厚は特に問わないが、１μｍ〜３μｍ程度であることが好ましい。これにより、ＴＦＴ，ゲート配線およびソース配線に起因する段差を平坦化することが可能となる。なお、第３絶縁膜１６の材料は上記有機材料に限らず、無機材料、例えばＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＮＯおよびＡｌ2Ｏ3等を用いてもよく、第３絶縁膜１６は、これら材料を１種用いた単層膜、あるいは２種以上用いた積層膜としてもよい。
【００４８】
なお、上記第１の実施の形態で説明した溝１４Ａは、図５に示したように第２絶縁膜１８および第３絶縁膜１６によって充填されているがこれに限らず、第２絶縁膜１８のみで充填されるようにしてもよい。
【００４９】
本変形例における表示装置１Ａでは、溝１４Ａを有する第１絶縁膜１４と、第３絶縁膜１６との間に第２絶縁膜１８を設けるようにしたので、上記実施の形態の効果に加えて、画素電極２１とゲート配線あるいは信号線等との干渉が抑制されるという効果を奏する。これにより、画素電極２１の面積を大きくすることが可能となる。また、画素電極２１に無透過の金属を用いることにより、半導体層へ照射される光を遮り、光電効果等によるＴＦＴの特性劣化を抑制することができる。
【００５０】
（変形例２）
図６は変形例２に係る表示装置１Ａの断面構成を表したものである。この表示装置１Ｂは、第１絶縁膜１４上に第２絶縁膜１８を設け、この第２絶縁膜１８上に直接表示層２０を設けた点が上記変形例１の表示装置１Ａと異なる。その点を除き、表示装置１Ｂは上記変形例１の表示装置１Ａと同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
【００５１】
ここで第２絶縁膜１８は上記変形例１における第３絶縁膜と同じ材料によって構成されているが、その膜厚は、１００ｎｍ〜５００ｎｍであることが望ましい。なお、本変形例における第２絶縁膜の膜厚は、上記実施の形態および変形例１における第２絶縁膜の膜厚よりも厚くすることが好ましい。これにより、画素電極との寄生容量を低減することができる。
【００５２】
本技術の表示装置は、各種用途の電子機器に適用可能であり、その電子機器の種類は特に限定されない。この表示装置は、例えば、以下の電子機器に搭載可能である。ただし、以下で説明する電子機器の構成はあくまで一例であるため、その構成は適宜変更可能である。
【００５３】
図７は、電子ブックの外観構成を表している。この電子ブックは、例えば、表示部１１０および非表示部１２０と、操作部１３０とを備えている。なお、操作部１３０は、（Ａ）に示したように非表示部１２０（筐体）の前面に設けられていてもよいし、（Ｂ）に示したように上面に設けられていてもよい。なお、表示装置は、図７に示した電子ブックと同様の構成を有するＰＤＡなどに搭載されてもよい。
【００５４】
図８は、テレビジョン装置の外観構成を表している。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル２１０およびフィルターガラス２２０を含む映像表示画面部２００を備えている。
【００５５】
図９は、デジタルスチルカメラの外観構成を表しており、（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ前面および後面を示している。このデジタルスチルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部３１０と、表示部３２０と、メニュースイッチ３３０と、シャッターボタン３４０とを備えている。
【００５６】
図１０は、ノート型パーソナルコンピュータの外観構成を表している。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体４１０と、文字等の入力操作用のキーボード４２０と、画像を表示する表示部４３０とを備えている。
【００５７】
図１１は、ビデオカメラの外観構成を表している。このビデオカメラは、例えば、本体部５１０と、その本体部５１０の前面に設けられた被写体撮影用のレンズ５２０と、撮影時のスタート／ストップスイッチ５３０と、表示部５４０とを備えている。
【００５８】
図１２は、携帯電話機の外観構成を表している。（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ携帯電話機を開いた状態の正面および側面を示している。（Ｃ）〜（Ｇ）は、それぞれ携帯電話機を閉じた状態の正面、左側面、右側面、上面および下面を示している。この携帯電話機は、例えば、上側筐体６１０と下側筐体６２０とが連結部（ヒンジ部）６３０により連結されたものであり、ディスプレイ６４０と、サブディスプレイ６５０と、ピクチャーライト６６０と、カメラ６７０とを備えている。
【００５９】
以上、実施の形態および変形例を挙げて本技術を説明したが、本技術は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態等では、表示層１３として画素電極と共通電極との間に電気泳動粒子を有する電気泳動型ディスプレイを挙げて説明したが、液晶，有機ＥＬ（Electro-Luminescence）あるいは無機ＥＬ等により構成されていてもよい。
【００６０】
また、上記実施の形態等において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件等は限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。例えば、第１絶縁膜１４および第２絶縁膜１８の膜質は同等であってもよく、あるいは第１絶縁膜１４と第２絶縁膜１８の膜質をいれかえてもよい。
【００６１】
更に、上記実施の形態等では、表示装置１の構成を具体的に挙げて説明したが、全ての層を備える必要はなく、また、他の層を更に備えていてもよい。
【００６２】
なお、本開示は以下のような構成もとることができる。
（１）基板と、前記基板上の一部の領域に形成された金属層と、前記基板および前記金属層上に設けられると共に、金属層未形成領域の少なくとも一部に対応する位置に溝を有する第１絶縁膜とを備えたデバイス。
（２）前記溝は前記第１絶縁膜上に形成された第３絶縁膜によって充填されている、前記（１）に記載のデバイス。
（３）前記金属層の側面は前記第１絶縁膜によって覆われている、前記（１）または（２）に記載のデバイス。
（４）前記溝は前記第１絶縁膜の積層方向に貫通している、前記（１）乃至（３）のうちのいずれか１つに記載のデバイス。
（５）前記第１絶縁膜と前記第３絶縁膜との間に第２絶縁膜を有し、前記溝は前記第２絶縁膜または前記第２絶縁膜および前記第３絶縁膜によって充填されている、前記（２）乃至（４）のいずれか１つに記載のデバイス。
（６）前記金属層は、薄膜トランジスタまたは容量素子の電極または配線である、前記（１）乃至（５）のうちのいずれか１つに記載のデバイス。
（７）前記基板は可撓性を有する、前記（１）乃至（６）のうちのいずれか１つに記載のデバイス。
（８）基板上にデバイスと、表示層とを備え、前記子デバイスは、前記基板上の一部の領域に形成された金属層と、前記基板および前記金属層上に設けられると共に、金属層未形成領域の少なくとも一部に対応する位置に溝を有する第１絶縁膜とを有する表示装置。
（９）前記表示層は一対の電極間に電気泳動層を有する、前記（８）に記載の表示装置。
（１０）前記表示層は一対の電極間に液晶層を有する、前記（８）に記載の表示装置。
（１１）前記表示層は一対の電極間に有機ＥＬ層を有する、前記（８）に記載の表示装置。
（１２）前記表示層は一対の電極間に無機ＥＬ層を有する、前記（８）に記載の表示装置。
【符号の説明】
【００６３】
１，１Ａ…表示装置、１０…ＴＦＴ層、１１…基板、１２…バリア層、１３，１５…金属層、１４…第１絶縁膜、１６…第３絶縁膜、１７…貫通電極、１８…第２絶縁膜、２０…表示層、２１…画素電極、２２…電気泳動層、２３…共通電極、３０…透明基板、Ａ…金属層未形成領域。
【技術分野】
【０００１】
本開示は、例えば薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）等のデバイスおよびこのデバイスを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＴＦＴ等のデバイスはガラス基板上へ形成するため、絶縁膜の応力等は重要視されていなかった。また、コストを抑えるため、例えば特許文献１ではコンタクトホールの製造工程を削減したＴＦＴの製造方法が開示されており、現在ではこの方法が主流となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１６４８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置および電子泳動型表示装置等に代表される表示装置では、より薄型、且つ、軽量な表示装置が求められている。表示装置を薄型、且つ、軽量にするためには、支持体であるガラス基板の薄型化あるいはプラスチック基板等の可撓性を有する基板を用いることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、このような基板上に高い応力を有する絶縁膜を形成すると、その応力による膜剥がれや基板の破壊などが起こり、歩留まりが低下するという問題があった。
【０００６】
本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、基板上に形成された絶縁膜の応力を低減し、歩留まりが向上したデバイスおよびこのデバイスを備えた表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示のデバイスは、基板と、基板上の一部の領域に形成された金属層と、金属層上に設けられると共に、金属層未形成領域の少なくとも一部に溝を有する第１絶縁膜とを備えたものである。
【０００８】
本開示の表示装置は、本開示のデバイスを備えたものである。
【０００９】
本開示のデバイスおよび表示装置では、基板の一部の領域に形成された金属層を介して基板上に形成された第１絶縁膜のうち、金属層未形成領域の少なくとも一部に溝を設けることにより、第１絶縁膜の応力が軽減される。
【００１０】
本開示のデバイスおよび表示装置では、金属層を介して基板上に設けられた第１絶縁膜のうち、金属未形成領域の第１絶縁膜の少なくとも一部に溝を設けるようにしたので、第１絶縁膜の応力が軽減される。よって、基板からの第１絶縁膜等の膜剥がれの発生が抑制され、歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の一実施の形態に係る表示装置の構成を表す断面図である。
【図２】図１に示した表示装置中のＴＦＴ層の一部を表す平面図および断面図である。
【図３】図１に示した表示装置の製造工程を表す流れ図である。
【図４】本開示の効果の一例を説明する断面図である。
【図５】本開示の変形例１に係る表示装置の構成を表す断面図である。
【図６】本開示の変形例２に係る表示装置の構成を表す断面図である。
【図７】（Ａ）は適用例１の裏側から見た外観を表す斜視図、（Ｂ）は表側から見た外観を表す斜視図である。
【図８】適用例２の外観を表す斜視図である。
【図９】（Ａ）は適用例３の表側から見た外観を表す斜視図、（Ｂ）は裏側から見た外観を表す斜視図である。
【図１０】適用例４の外観を表す斜視図である。
【図１１】適用例５の外観を表す斜視図である。
【図１２】（Ａ）は適用例６の開いた状態の正面図、（Ｂ）はその側断面、（Ｃ）は閉じた状態の正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
金属層を介して基板上に設けられた第１絶縁膜に溝を有する表示装置
２．変形例１
第１絶縁膜と第３絶縁膜との間に第２の絶縁膜が設けられた表示装置
３．変形例２
第２絶縁膜上に直接表示層が設けられた表示装置
３．適用例
【００１３】
１．実施の形態
（表示装置１の構成）
図１は本開示の一実施の形態に係る表示装置１の断面構成を表したものである。この表示装置１は、例えば、電気泳動現象を利用して画像（例えば文字情報等）を表示する電気泳動型ディスプレイ（いわゆる電子ペーパーディスプレイ）であり、基板１１上にＴＦＴ層１０および表示層２０が積層された構成を有している。なお、図１は、表示装置１の構造を模式的に表したものであり、実際の寸法・形状とは異なる。
【００１４】
基板１１は、ＴＦＴ層１０および表示層２０を支持するものであり、可撓性を有するものである。具体的には、例えば、ガラス，石英，シリコン，ガリウム砒素等の無機材料あるいは、ポリイミド，ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ），ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ），ポリカーボネート（ＰＣ），ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ），ポリエチルエーテルケトン（ＰＥＥＫ），芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）等のプラスチック材料等からなる。また、基板１１はある程度の厚みがあればよいが、具体的には、例えば１μｍ〜７００μｍであることが好ましい。
【００１５】
バリア層１２は、水分や有機ガスによるＴＦＴ層１０および表示層２０の劣化を防止するものであり、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2），窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4），酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3），窒化アルミニウム（ＡｌＮ），酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）または酸化窒化アルミニウム（ＡｌＯxＮ1-x（但し、Ｘ＝０．０１〜０．２））により形成される。バリア層１２はＣＶＤ装置，ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）装置，ＰＬＤ（Pulsed Laser Deposition）装置，スパッタリング装置，ＥＢ蒸着装置またはイオンレーティング装置等を用いて成膜することができる。
【００１６】
ＴＦＴ層１０は、複数のデバイスを含む層である。この複数のデバイスは、薄膜（電極等の金属層や、絶縁膜など）を含むものであり、具体的には、画素を選択するためのスイッチング素子としてのＴＦＴの他、容量素子（保持容量素子など）、配線（走査線，信号線など）および電極（画素電極など）等が挙げられる。すなわち、ＴＦＴ層１０に含まれるデバイスは、ＴＦＴ、容量素子、配線および電極のうちの少なくとも１つである。なお、上記したＴＦＴは、チャネル層１０Ａ（図２）として無機半導体層を用いた無機ＴＦＴあるいは、有機半導体層を用いた有機ＴＦＴのどちらにより構成されていてもよい。
【００１７】
図１に示した本実施の形態におけるＴＦＴ層１０では、金属層１３上に第１絶縁膜１４が設けられている。更に、第１絶縁膜１４上の、電極１３Ｂに対向する領域にも金属層１５（電極１３Ｂ対応する電極）が設けられ、第１絶縁膜１４および金属層１５の全面には第３絶縁膜１６が設けられている。
【００１８】
金属層１３は、例えば、ここではゲート電極１３Ａおよび容量素子の一対の電極のうちの下部側の容量電極１３Ｂであり、金属層１５は容量素子の一対の容量電極のうちの上部側の容量電極である。金属層１３，１５は一般的な導電材料、例えばモリブデン（Ｍｏ），クロム（Ｃｒ），タンタル（Ｔａ），チタン（Ｔｉ），アルミニウム（Ａｌ）およびアルミニウム合金等のうちの１種よりなる単層膜、または２種以上よりなる積層膜により構成されている。なお、アルミニウム合金としては、例えばアルミニウム−ネオジム合金が挙げられる。なお、金属層１５には、ここでは図示していないが、ソース・ドレイン電極が含まれている。
【００１９】
第１絶縁膜１４は、金属層１３（ゲート電極１３Ａおよび容量電極１３Ｂ）を保護すると共に、ゲート電極１３Ａ，容量電極１３Ｂ，金属層（容量電極）１５およびソース・ドレイン電極の短絡を防ぐものであり、例えば、ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，ＳｉＮＯおよびＡｌ2Ｏ3等のうちの１種よりなる単層膜である。第１絶縁膜１４の膜厚は特に問わないが、各電極間の絶縁性を保つために、例えば１００〜５００ｎｍであることが好ましい。なお、第１絶縁膜１４の材料は上記無機材料に限らず、有機材料、例えばＰＶＡ（ポリビニルアルコール），ＰＶＰ（ポリビニルフェノール），ノボラック樹脂，アクリル樹脂，フッ素系樹脂などを用いることができる。
【００２０】
本実施の形態では、第１絶縁膜１４には金属層１３が形成されていない領域（金属層未形成領域Ａ）に溝１４Ａが設けられている。具体的には、溝１４Ａは金属層１３の形成領域および第１絶縁膜１４の外周部を除く領域の少なくとも一部に形成される。これにより、第１絶縁膜１４の応力が緩和される。
【００２１】
図２（Ａ）は、本実施の形態における表示装置１のうちＴＦＴ層１０の一部の平面構成を表したものであり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＩ−Ｉ'線に沿った断面構成を表したものである。ここでは、溝１４Ａは、ゲート電極１３Ａと外周部との間（１３Ａ１），ゲート電極１３Ａと容量電極１３Ｂとの間（１３Ａ２）および容量電極１３Ｂと外周部との間（１３Ａ３）に設けられている。溝１４Ａの深さ（第１絶縁膜１４の積層方向）は特に問わないが、第１絶縁膜１４の厚さと同等であることが好ましく、第１絶縁膜１４を貫通していてもよい。特に、溝１４Ａが貫通していることにより第１絶縁膜１４の応力を効果的に低減することができる。また、溝１４Ａの幅（第１絶縁膜１４の平行方向）は、例えば４μｍ以上であることが好ましい。なお、各金属層１３の側面は短絡を防ぐために少なくとも４μｍ程度の厚みで第１絶縁膜１４に覆われているようにすることが望ましい。また、溝１４Ａ内は後述する第３絶縁膜１６によって充填されている。
【００２２】
第３絶縁膜１６は、ＴＦＴのチャネル層１０Ａおよび容量層等を保護あるいは平坦化する保護膜または上部に表示層２０を設けるための保護膜である。第３絶縁膜１６は、例えば感光性を有するアルキル樹脂材料を用いることが好ましい。また、無感光性の有機材料、例えばＰＶＡ（ポリビニルアルコール），ＰＶＰ（ポリビニルフェノール），ノボラック樹脂，アクリル樹脂，フッ素系樹脂などを用いることができる。溝１４Ａを除く第１絶縁膜１４上からの第３絶縁膜１６の膜厚は、例えば1μｍ〜４μmであるが、この限りではない。なお、第１絶縁膜１４および第２絶縁膜１８の膜質は特に問わず、同等の性質、例えば同程度の膜密度を有していてもよいし、あるいは互いに異なる膜密度を有していてもよい。
【００２３】
なお、上記チャネル層１０Ａ上には第２絶縁膜１８が設けられている。この第２絶縁膜１８は、ＴＦＴのチャネル層１０Ａを保護する保護膜であり、ＴＦＴのスイッチング特性の信頼性に関与する。第２絶縁膜１８は、例えばＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，ＳｉＮＯ、およびＡｌ2Ｏ3等のうちの少なくとも１種よりなる単層膜または２種以上からなる積層膜である。第２絶縁膜の膜厚は、例えば５０〜３５０ｎｍであるが、この限りではない。また、第２絶縁膜１８の材料は上記無機材料に限らず、有機材料、例えばＰＶＡ（ポリビニルアルコール），ＰＶＰ（ポリビニルフェノール），ノボラック樹脂，アクリル樹脂，フッ素系樹脂などを用いることができる。なお、第２絶縁膜１８は、ここではＴＦＴ層１０内の応力を緩和するためにチャネル層１０Ａの上部にのみ形成しているが、後述するように、チャネル層１０Ａ上に限らず全面に設けてもよい。
【００２４】
表示層２０は、例えば画素電極２１と共通電極２３との間に電気泳動粒子を有する電気泳動層２２が挟持された構造を有する。即ち、表示装置１は、電気泳動現象を利用して画像（例えば文字情報等）を表示する電気泳動型ディスプレイである。画素電極２１はＴＦＴ層１２に画素ごとに設けられ、共通電極２３は透明基板３０の一面に亘り設けられている。画素電極２１と、ＴＦＴ層１０の金属層１５とは貫通電極１７によって接続されている。なお、画素電極２１と貫通電極１７は画素電極２１の材料を用いて同時に形成しても良い。
【００２５】
電気泳動粒子は、例えば二酸化チタン等の白色顔料により構成されたものと、カーボンブラックまたはアニリンブラック等の黒色顔料により構成されたものとの２種からなる。
【００２６】
透明基板３０は、例えば、基板１１と同様の材料を用いて構成されている。なお、この透明基板３０上に、更に表示層２０への水分の浸入を防止する防湿膜および外光の表示面への映り込みを防止するための光学機能膜を設けるようにしてもよい。
【００２７】
以下に、本実施の形態の表示装置１の製造方法について説明する。
【００２８】
（表示装置１の製造方法）
表示装置１は、例えば次のようにして製造することができる。即ち、まず、基板１１上（具体的には、基板１１の表示領域上）に、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長）法またはスパッタ法を用い、ＳｉＯ2またはＳｉＮ等からなるバリア層１２を形成したのち、後述するフォトリソグラフィ技術を用いて、各種のデバイスを含むＴＦＴ層１０を形成する。次いで、ＴＦＴ層１０上に、例えば同様にフォトリソグラフィ技術を用いて、表示層２０を形成する。そののち、この表示層２０上に透明基板３０を貼り合わせる。以上により、図１に示した表示装置１が完成する。なお、透明基板３０に共通電極２３を形成したのち電気泳動層２２を形成し、電気泳動層２２の表面に粘着層（図示せず）疎設けた表示層２０をＴＦＴ層１０に貼り付けてもよい。
【００２９】
（ＴＦＴ層１０の製造方法）
ここで、図２はＴＦＴ層１０の製造方法（デバイスの形成工程）における主要な工程例を流れ図で表したものである。
【００３０】
まず、バリア層１２上に、例えばスパッタ法を用いて金属膜を成膜する。次いで、この金属膜上にフォトレジスト膜を形成（塗布）したのち、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングし、ウェットエッチングまたはドライエッチングすることによりゲート電極１３Ａおよび容量電極１３Ｂ等の金属層１３を形成する（ステップＳ１０１）。
【００３１】
続いて、バリア層１２および金属層１３上を覆うように、第１絶縁膜１４を、例えばＣＶＤ法またはスパッタ法を用いて成膜する（ステップＳ１０２）。具体的には、まず、原料ガスとしてシラン（ＳｉＨ4），アンモニア（ＮＨ3），窒素を含む混合ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により、ＳｉＮよりなる第１絶縁膜１４を成膜する。次いで、半導体層（図示せず）を成膜する（ステップＳ１０３）。具体的には、半導体材料としてアモルファスシリコンをスパッタ法により成膜したのち、フォトリソグラフィ法を用いて所望の形状にパターニングし、エッチング等を用いて所望のパターンを形成する。
【００３２】
次に、金属層１３の導通部分を形成するため、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングし第１絶縁膜１４をパターニングする（ステップＳ１０４）。具体的には、エッチング処理を行うことによって第１絶縁膜１４をパターニングし、金属層１３の導通部分を形成する。このエッチング処理は、例えばドライエッチング等でフッ素系のガスを用いて化学的および物理的に行う。または、フッ酸等の薬液を用いたウエットエッチング等を用いてもよい。この際、本実施の形態では、図２（Ａ），（Ｂ）に示したように非導通部分である金属層未形成領域Ａの第１絶縁膜１４も同時に除去することが好ましいが、必ずしも同時に除去せずに個別にエッチングしてもよい。
【００３３】
続いて、第１絶縁膜１４上に金属膜を、例えばスパッタ法を用いて成膜したのち、フォトリソグラフィ法を用いて所望の形状にパターニングしソース・ドレイン電極および容量素子の電極等を含む金属層１５を形成する（ステップＳ１０５）。
【００３４】
次に、チャネル層１０Ａを形成したのち、チャネル層１０Ａ，第１絶縁膜１４および金属層１５上の全面に、第２絶縁膜１８をＣＶＤ法またはスパッタ法を用いて成膜する。具体的には、例えばＣＶＤ法またはスパッタ法を用いて成膜する（ステップＳ１０６）。具体的には、まず、上述した第１絶縁膜の成膜方法と同様に、原料ガスとしてシラン（ＳｉＨ4），アンモニア（ＮＨ3），窒素を含む混合ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により、ＳｉＮ等よりなる第２絶縁膜１８を成膜する。但し、応力緩和の観点により図２（Ａ）に示したようにチャネル層１０Ａの上部にのみフォトリソグラフィ法を用いてパターニングする。さらに第１絶縁膜１４および金属層１５上に第３絶縁膜１６を例えばアルキルモノマーを含有する感光性有機材料を用いてフォトリソグラフィ法を用いて貫通電極１７を設けるためのスルーホールをパターニングする。
【００３５】
続いて、第１絶縁膜１４および金属層１５上に感光性有機材料からなる第３絶縁膜１６を、例えばＣＶＤ法またはスパッタ法を用いて成膜する（ステップＳ１０６）。なお、ここでは感光性有機材料を用いたが無感光性樹脂を塗布および焼成し、フォトリソグラフィ法を用いて貫通電極１７を設けるための貫通孔を、酸素ガスを用いてドライエッチング法あるいはウェットエッチング法にてパターニングしてもよい。これにより、第１絶縁膜１４に設けられた溝１４Ａ内にも第３絶縁膜１６を充填する構造となる。
【００３６】
最後に画素電極２１および貫通電極１７を、金属層１３および金属層１５の形成方法と同様の手法で形成する。これにより、ゲート電極１３Ａ，容量電極１３Ｂおよび各種配線等のデバイスを含むＴＦＴ層１０が形成される。なお、金属層２１および貫通電極１７は一般的な導電材料、例えばモリブデン（Ｍｏ），クロム（Ｃｒ），タンタル（Ｔａ），チタン（Ｔｉ），Ｉｎ合金であるＩＴＯやＩＧＯ，ＩＧＺＯ等の透明電極、アルミニウム（Ａｌ）およびアルミニウム合金等のうちの１種よりなる単層膜、または２種以上よりなる積層膜により構成されている。アルミニウム合金としては、例えばアルミニウム−ネオジム合金が挙げられる。
【００３７】
次に、本実施の形態の表示装置１の作用および効果について説明する。
【００３８】
前述のように、ガラス基板上にＴＦＴ等のデバイスを備えた表示装置では、コストを抑えるためにコンタクトホールの形成工程を削減したＴＦＴの製造方法が用いられており、ゲート電極を備えたガラス基板上にはゲート絶縁膜のベタ膜が形成されている。このゲート絶縁膜は、ＴＦＴ（特にゲート電極）の耐圧性およびＴＦＴの信頼性を保つために膜密度の高い緻密な膜となっている。このゲート絶縁膜は、半導体層を保護するための保護膜や平坦化膜と比較して非常に大きな応力を有している。このため、可撓性を有する基板上にＴＦＴ等を形成する際には、ゲート絶縁膜と保護層等との応力の差およびこれら層が積層されていることによって膜割れあるいは膜剥がれ等が起こり、歩留まりが低下するという問題があった。
【００３９】
この問題を解決する方法として、例えばゲート絶縁膜の膜厚を薄くすることでゲート絶縁膜の応力を低減する方法がある。しかしながら、ゲート絶縁膜を薄くすると、耐圧性が低下したり、ゲート電極とソース・ドレイン電極等の各電極間の絶縁性が損なわれること等があり、信頼低が低下する虞がある。また、ゲート絶縁膜の膜密度を低くすることでも応力を低減することが可能であるが、上記ゲート絶縁膜の薄膜化と同様の理由で適当な手法とは言えなかった。
【００４０】
これに対して本実施の形態では、基板１１上の一部の領域に形成されたゲート電極１３Ａおよび容量電極１３Ｂ等からなる金属層１３を介して基板１１上に形成された第１絶縁膜１４のうち、金属層未形成領域Ａの少なくとも一部に溝１４Ａを設けるようにした。これにより、第１絶縁膜１４の膜厚および膜密度を損なうことなく、第１絶縁膜１４の応力を低減することが可能となる。
【００４１】
以上のように本実施の形態では、金属層１３を介して基板１１上に設けられた第１絶縁膜１４のうち、金属層未形成領域Ａの少なくとも一部に溝１４Ａを設けるようにしたので、第１絶縁膜１４の応力を低減することが可能となる。即ち、基板１１からの第１絶縁膜１４等の膜剥がれの発生が抑制され、歩留まりが向上する。
【００４２】
また、溝１４Ａを貫通させた場合には、第１絶縁膜１４と第３絶縁膜１６との積層部分が少なくなるため、更に基板１１からの第１絶縁膜１４の膜剥がれの発生を抑制することが可能となる。
【００４３】
更に、基板１１が可撓性基板である場合には、製造工程において異物が混入し易い。このため、同一金属層による各電極（例えば、本実施の形態ではゲート電極１２Ａと電極１２Ｂ）をフォトリソグラフィ法によるパターニングによって形成する場合、フォトレジスト膜を露光する前に、例えばフォトレジスト膜上あるいはフォトマスク（露光マスク）上に異物（パーティクル）が存在すると、エッチングの際に所望のパターンを形成することができなくなる。このため、エッチング不良が発生し、配線上の断線、あるいは図４（Ａ）に示したような異物による短絡（ショート）が発生する。その結果、場合によっては、点状欠陥または線状欠陥となり、製造歩留まりが低下してしまうことになる。
【００４４】
これに対して、本実施の形態のように第１絶縁膜１４に溝１４Ａを設け、更にこの溝１４Ａを貫通孔とすることにより、異物混入の問題を解決することができる。即ち、第１絶縁膜と異物が同じ材料である場合には、溝１４Ａの形成時における第１絶縁膜１４のパターニングにより、図４（Ｂ）に示したように第１絶縁膜１４の除去と同時に異物を同時に除去することができる。これにより、ゲート電極１３Ａと容量電極１３Ｂとの間、あるいはここでは示していない各配線間および配線−電極間における短絡不良等の発生を抑えることができる。よって、工程数を増やすことなく歩留まりを向上させることが可能となる。また、第１絶縁膜１４と異物が異なる材料であっても、エッチング溶液を適宜選択することによって第１絶縁膜１４の除去工程において異物を除去することが可能となる。あるいは、露光時間を長くすることでも異物を除去することが可能となる。
【００４５】
（変形例１）
図５は変形例１に係る表示装置１Ａの断面構成を表したものである。この表示装置１Ａは、第１絶縁膜１４と第３絶縁膜１６との間全面に、第２絶縁膜１８を備えたものである。その点を除き、表示装置１Ａは上記実施の形態の表示装置１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
【００４６】
本変形例における第２絶縁膜１８は、基板１１の全面に設けられている。これにより、製造工程が簡略になると共に、バリア層１２の効果が強化される。第２絶縁膜は、上記実施の形態と同様に、例えばＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，ＳｉＮＯ、およびＡｌ2Ｏ3等のうちの少なくとも１種よりなる単層膜または２種以上からなる積層膜であ英、その膜厚は、例えば５０〜３５０ｎｍであるが、この限りではない。なお、第２絶縁膜１８の材料は上記無機材料に限らず、有機材料、例えばＰＶＡ（ポリビニルアルコール），ＰＶＰ（ポリビニルフェノール），ノボラック樹脂，アクリル樹脂，フッ素系樹脂などを用いることができる。
【００４７】
第３絶縁膜１６は、ポリイミド樹脂やアクリル樹脂からなり、更に感光性を有することが望ましい。これにより、画素電極２１とゲート配線あるいはソース配線との絶縁距離が広くなるため、寄生容量が減少し、画素電極２１の端部をゲート配線やソース配線の上方に重ねて配置することが可能となる。即ち、画素電極２１の有効面積を拡大することができる。第３絶縁膜１６の膜厚は特に問わないが、１μｍ〜３μｍ程度であることが好ましい。これにより、ＴＦＴ，ゲート配線およびソース配線に起因する段差を平坦化することが可能となる。なお、第３絶縁膜１６の材料は上記有機材料に限らず、無機材料、例えばＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＮＯおよびＡｌ2Ｏ3等を用いてもよく、第３絶縁膜１６は、これら材料を１種用いた単層膜、あるいは２種以上用いた積層膜としてもよい。
【００４８】
なお、上記第１の実施の形態で説明した溝１４Ａは、図５に示したように第２絶縁膜１８および第３絶縁膜１６によって充填されているがこれに限らず、第２絶縁膜１８のみで充填されるようにしてもよい。
【００４９】
本変形例における表示装置１Ａでは、溝１４Ａを有する第１絶縁膜１４と、第３絶縁膜１６との間に第２絶縁膜１８を設けるようにしたので、上記実施の形態の効果に加えて、画素電極２１とゲート配線あるいは信号線等との干渉が抑制されるという効果を奏する。これにより、画素電極２１の面積を大きくすることが可能となる。また、画素電極２１に無透過の金属を用いることにより、半導体層へ照射される光を遮り、光電効果等によるＴＦＴの特性劣化を抑制することができる。
【００５０】
（変形例２）
図６は変形例２に係る表示装置１Ａの断面構成を表したものである。この表示装置１Ｂは、第１絶縁膜１４上に第２絶縁膜１８を設け、この第２絶縁膜１８上に直接表示層２０を設けた点が上記変形例１の表示装置１Ａと異なる。その点を除き、表示装置１Ｂは上記変形例１の表示装置１Ａと同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
【００５１】
ここで第２絶縁膜１８は上記変形例１における第３絶縁膜と同じ材料によって構成されているが、その膜厚は、１００ｎｍ〜５００ｎｍであることが望ましい。なお、本変形例における第２絶縁膜の膜厚は、上記実施の形態および変形例１における第２絶縁膜の膜厚よりも厚くすることが好ましい。これにより、画素電極との寄生容量を低減することができる。
【００５２】
本技術の表示装置は、各種用途の電子機器に適用可能であり、その電子機器の種類は特に限定されない。この表示装置は、例えば、以下の電子機器に搭載可能である。ただし、以下で説明する電子機器の構成はあくまで一例であるため、その構成は適宜変更可能である。
【００５３】
図７は、電子ブックの外観構成を表している。この電子ブックは、例えば、表示部１１０および非表示部１２０と、操作部１３０とを備えている。なお、操作部１３０は、（Ａ）に示したように非表示部１２０（筐体）の前面に設けられていてもよいし、（Ｂ）に示したように上面に設けられていてもよい。なお、表示装置は、図７に示した電子ブックと同様の構成を有するＰＤＡなどに搭載されてもよい。
【００５４】
図８は、テレビジョン装置の外観構成を表している。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル２１０およびフィルターガラス２２０を含む映像表示画面部２００を備えている。
【００５５】
図９は、デジタルスチルカメラの外観構成を表しており、（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ前面および後面を示している。このデジタルスチルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部３１０と、表示部３２０と、メニュースイッチ３３０と、シャッターボタン３４０とを備えている。
【００５６】
図１０は、ノート型パーソナルコンピュータの外観構成を表している。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体４１０と、文字等の入力操作用のキーボード４２０と、画像を表示する表示部４３０とを備えている。
【００５７】
図１１は、ビデオカメラの外観構成を表している。このビデオカメラは、例えば、本体部５１０と、その本体部５１０の前面に設けられた被写体撮影用のレンズ５２０と、撮影時のスタート／ストップスイッチ５３０と、表示部５４０とを備えている。
【００５８】
図１２は、携帯電話機の外観構成を表している。（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ携帯電話機を開いた状態の正面および側面を示している。（Ｃ）〜（Ｇ）は、それぞれ携帯電話機を閉じた状態の正面、左側面、右側面、上面および下面を示している。この携帯電話機は、例えば、上側筐体６１０と下側筐体６２０とが連結部（ヒンジ部）６３０により連結されたものであり、ディスプレイ６４０と、サブディスプレイ６５０と、ピクチャーライト６６０と、カメラ６７０とを備えている。
【００５９】
以上、実施の形態および変形例を挙げて本技術を説明したが、本技術は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態等では、表示層１３として画素電極と共通電極との間に電気泳動粒子を有する電気泳動型ディスプレイを挙げて説明したが、液晶，有機ＥＬ（Electro-Luminescence）あるいは無機ＥＬ等により構成されていてもよい。
【００６０】
また、上記実施の形態等において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件等は限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。例えば、第１絶縁膜１４および第２絶縁膜１８の膜質は同等であってもよく、あるいは第１絶縁膜１４と第２絶縁膜１８の膜質をいれかえてもよい。
【００６１】
更に、上記実施の形態等では、表示装置１の構成を具体的に挙げて説明したが、全ての層を備える必要はなく、また、他の層を更に備えていてもよい。
【００６２】
なお、本開示は以下のような構成もとることができる。
（１）基板と、前記基板上の一部の領域に形成された金属層と、前記基板および前記金属層上に設けられると共に、金属層未形成領域の少なくとも一部に対応する位置に溝を有する第１絶縁膜とを備えたデバイス。
（２）前記溝は前記第１絶縁膜上に形成された第３絶縁膜によって充填されている、前記（１）に記載のデバイス。
（３）前記金属層の側面は前記第１絶縁膜によって覆われている、前記（１）または（２）に記載のデバイス。
（４）前記溝は前記第１絶縁膜の積層方向に貫通している、前記（１）乃至（３）のうちのいずれか１つに記載のデバイス。
（５）前記第１絶縁膜と前記第３絶縁膜との間に第２絶縁膜を有し、前記溝は前記第２絶縁膜または前記第２絶縁膜および前記第３絶縁膜によって充填されている、前記（２）乃至（４）のいずれか１つに記載のデバイス。
（６）前記金属層は、薄膜トランジスタまたは容量素子の電極または配線である、前記（１）乃至（５）のうちのいずれか１つに記載のデバイス。
（７）前記基板は可撓性を有する、前記（１）乃至（６）のうちのいずれか１つに記載のデバイス。
（８）基板上にデバイスと、表示層とを備え、前記子デバイスは、前記基板上の一部の領域に形成された金属層と、前記基板および前記金属層上に設けられると共に、金属層未形成領域の少なくとも一部に対応する位置に溝を有する第１絶縁膜とを有する表示装置。
（９）前記表示層は一対の電極間に電気泳動層を有する、前記（８）に記載の表示装置。
（１０）前記表示層は一対の電極間に液晶層を有する、前記（８）に記載の表示装置。
（１１）前記表示層は一対の電極間に有機ＥＬ層を有する、前記（８）に記載の表示装置。
（１２）前記表示層は一対の電極間に無機ＥＬ層を有する、前記（８）に記載の表示装置。
【符号の説明】
【００６３】
１，１Ａ…表示装置、１０…ＴＦＴ層、１１…基板、１２…バリア層、１３，１５…金属層、１４…第１絶縁膜、１６…第３絶縁膜、１７…貫通電極、１８…第２絶縁膜、２０…表示層、２１…画素電極、２２…電気泳動層、２３…共通電極、３０…透明基板、Ａ…金属層未形成領域。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上の一部の領域に形成された金属層と、
前記基板および前記金属層上に設けられると共に、金属層未形成領域の少なくとも一部に対応する位置に溝を有する第１絶縁膜と
を備えたデバイス。
【請求項２】
前記溝は前記第１絶縁膜上に形成された第３絶縁膜によって充填されている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記金属層の側面は前記第１絶縁膜によって覆われている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記溝は前記第１絶縁膜の積層方向に貫通している、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記第１絶縁膜と前記第３絶縁膜との間に第２絶縁膜を有し、前記溝は前記第２絶縁膜または前記第２絶縁膜および前記第３絶縁膜によって充填されている、請求項２に記載のデバイス。
【請求項６】
前記金属層は、薄膜トランジスタまたは容量素子の電極または配線である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記基板は可撓性を有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
基板上にデバイスと、表示層とを備え、
前記子デバイスは、
前記基板上の一部の領域に形成された金属層と、
前記基板および前記金属層上に設けられると共に、金属層未形成領域の少なくとも一部に対応する位置に溝を有する第１絶縁膜と
を有する表示装置。
【請求項９】
前記表示層は一対の電極間に電気泳動層を有する、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記表示層は一対の電極間に液晶層を有する、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記表示層は一対の電極間に有機ＥＬ層を有する、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記表示層は一対の電極間に無機ＥＬ層を有する、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１】
基板と、
前記基板上の一部の領域に形成された金属層と、
前記基板および前記金属層上に設けられると共に、金属層未形成領域の少なくとも一部に対応する位置に溝を有する第１絶縁膜と
を備えたデバイス。
【請求項２】
前記溝は前記第１絶縁膜上に形成された第３絶縁膜によって充填されている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記金属層の側面は前記第１絶縁膜によって覆われている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記溝は前記第１絶縁膜の積層方向に貫通している、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記第１絶縁膜と前記第３絶縁膜との間に第２絶縁膜を有し、前記溝は前記第２絶縁膜または前記第２絶縁膜および前記第３絶縁膜によって充填されている、請求項２に記載のデバイス。
【請求項６】
前記金属層は、薄膜トランジスタまたは容量素子の電極または配線である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記基板は可撓性を有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
基板上にデバイスと、表示層とを備え、
前記子デバイスは、
前記基板上の一部の領域に形成された金属層と、
前記基板および前記金属層上に設けられると共に、金属層未形成領域の少なくとも一部に対応する位置に溝を有する第１絶縁膜と
を有する表示装置。
【請求項９】
前記表示層は一対の電極間に電気泳動層を有する、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記表示層は一対の電極間に液晶層を有する、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記表示層は一対の電極間に有機ＥＬ層を有する、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記表示層は一対の電極間に無機ＥＬ層を有する、請求項８に記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２４３９３５（Ｐ２０１２−２４３９３５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１２３１５（Ｐ２０１１−１１２３１５）
【出願日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]