画像表示装置およびその製造方法
【課題】樹脂基板あるいは樹脂層上に無機膜を形成する場合において、前記無機膜にクラックあるいはしわの発生を回避させ、これによりＴＦＴ回路層を信頼性よく形成できる画像表示装置の製造方法の提供。
【解決手段】樹脂基板あるいは樹脂層の上面にＴＦＴ回路層が形成されている画像表示装置の製造方法にあって、
前記樹脂基板あるいは前記樹脂層の前記ＴＦＴ回路層が形成される面に無機膜を形成する工程を備え、
前記無機膜は、室温から前記樹脂基板あるいは樹脂層のガラス転移点（Ｔｇ）以下の温度で形成し、
前記ＴＦＴ回路層は、前記樹脂基板のガラス転移点（Ｔｇ）以上の温度で形成する。
【解決手段】樹脂基板あるいは樹脂層の上面にＴＦＴ回路層が形成されている画像表示装置の製造方法にあって、
前記樹脂基板あるいは前記樹脂層の前記ＴＦＴ回路層が形成される面に無機膜を形成する工程を備え、
前記無機膜は、室温から前記樹脂基板あるいは樹脂層のガラス転移点（Ｔｇ）以下の温度で形成し、
前記ＴＦＴ回路層は、前記樹脂基板のガラス転移点（Ｔｇ）以上の温度で形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像表示装置およびその製造方法に係り、特に、基板がフレキシブルな樹脂基板によって構成される画像表示装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像表示装置は、その基板がたとえばガラスで形成されたものと比較して、軽量、耐衝撃性、および可とう性に優れたものとして構成される。
【０００３】
たとえば液晶表示装置の場合、液晶を挟持した一対の基板を有し、これらの基板を樹脂基板で構成するようにしている。この場合、一方の樹脂基板の液晶側の面には、パターン化された導電膜、半導体膜、絶縁膜等を所定の順序で積層させ、これにより、ゲート信号線、ドレイン信号線、薄膜トランジスタ、画素電極等を形成するようになっている。なお、この明細書では、前記積層体をＴＦＴ回路層と称する場合がある。
【０００４】
そして、このような構成からなる画像表示装置において、樹脂基板とＴＦＴ回路層との間にバッファ層が形成されたものが知られている。画像表示装置の形成において、最初にガラス基板を仮基板として用いる転写方式において、ガラス基板内の不純物をＴＦＴ回路層に侵入するのを回避するために前記バッファ層が用いられるようになっている。また、画像表示装置の形成において、樹脂基板上に直接にＴＦＴ回路層を形成する直接形成方式において、樹脂基板とＴＦＴ回路層の最下層にある金属層（たとえばゲート信号線）との密着性を向上させるために前記バッファ層が用いられるようになっている。このバッファ層としてはたとえばシリコン窒化膜等の緻密な膜が用いられる（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２５４５４１号公報参照
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、樹脂基板あるいは樹脂層の上面にバッファ層を形成した段階で、前記バッファ層にクラックやしわが発生してしまうことが確認された。
【０００７】
本発明者等は、この原因を究明した結果、次のことが判明した。すなわち、これまで、バッファ層を形成する際の温度は、樹脂基板のガラス転移点（Ｔｇ）以上の温度になっていた。樹脂基板がガラス転移点（Ｔｇ）以下では樹脂基板の機械的強度が高いために、その上面に形成されている前記バッファ層が応力を持っていても前記バッファ層の変形が抑制されている。しかし、樹脂基板がTgを超えてゴム状態となり軟化すると、樹脂基板の機械的強度が低下し、前記バッファ層の応力を解放するように変形が起きる。前記応力が引っ張り応力の場合、前記バッファ層は収縮方向に力が働くため、樹脂基板が前記バッファ層の収縮に追従できず前記バッファ層にクラックが発生する。一方、前記応力が圧縮応力の場合、前記バッファ層は膨張する方向に力が働くため、樹脂基板の軟化に伴い前記バッファ層にしわが発生するようになる。
【０００８】
本発明の目的は、樹脂基板あるいは樹脂層上に、クラックあるいはしわの発生が抑制された無機膜が形成され、これによりＴＦＴ回路層が信頼性よく形成されている画像表示装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、樹脂基板あるいは樹脂層上に無機膜を形成する場合において、前記無機膜にクラックあるいはしわの発生を回避させ、これによりＴＦＴ回路層を信頼性よく形成できる画像表示装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の画像表示装置の製造方法は、樹脂基板あるいは樹脂層上に無機膜を形成する場合において、前記無機膜を前記樹脂基板あるいは樹脂層のガラス転移点（Ｔｇ）以下の温度で形成するようにしたものである。さらに、前記無機膜の応力を前記樹脂基板あるいは樹脂層のガラス転移点（Ｔｇ）においてほぼ０となるように構成したものである。
【００１１】
本発明の構成は、たとえば、以下のようなものとすることができる。
【００１２】
（１）本発明は、樹脂基板あるいは樹脂層の上面にＴＦＴ回路層が形成されている画像表示装置であって、
前記樹脂基板あるいは前記樹脂層の前記ＴＦＴ回路層が形成される面に無機膜が形成され、
前記無機膜の応力が、前記基板のガラス転移点（Ｔｇ）において、−３００ＭＰａ以上、２００ＭＰａ以下であり、室温において、−４００ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以下であることを特徴とする。
【００１３】
（２）本発明は、樹脂基板あるいは樹脂層の上面にＴＦＴ回路層が形成されている画像表示装置の製造方法にあって、
前記樹脂基板あるいは前記樹脂層の前記ＴＦＴ回路層が形成される面に無機膜を形成する工程を備え、
前記無機膜は、室温から前記樹脂基板あるいは樹脂層のガラス転移点（Ｔｇ）以下の温度で形成し、
前記ＴＦＴ回路層は、前記樹脂基板あるいは樹脂層のガラス転移点（Ｔｇ）以上の温度で形成することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【００１４】
なお、上記した構成はあくまで一例であり、本発明は、技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。また、上記した構成以外の本発明の構成の例は、本願明細書全体の記載または図面から明らかにされる。
【発明の効果】
【００１５】
このように構成された画像表示装置は、樹脂基板あるいは樹脂層上に、クラックあるいはしわの発生が抑制された無機膜が形成され、これによりＴＦＴ回路層が信頼性よく形成されるようになる。
【００１６】
また、このように構成された画像表示装置の製造方法は、樹脂基板あるいは樹脂層上に無機膜を形成する場合において、前記無機膜にクラックあるいはしわの発生を回避させ、これによりＴＦＴ回路層を信頼性よく形成できるようになる。
【００１７】
本発明のその他の効果については、明細書全体の記載から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の表示装置に形成される無機膜の特性を説明するグラフである。
【図２】本発明の表示装置の実施例１を示す要部断面図である。
【図３】本発明の表示装置の製造方法の一実施例を示す図で、図４ないし図８とともに一連の工程を示す図である。
【図４】本発明の表示装置の製造方法の一実施例を示す図で、図３、図５ないし図８とともに一連の工程を示す図である。
【図５】本発明の表示装置の製造方法の一実施例を示す図で、図３、図４、図６ないし図８とともに一連の工程を示す図である。
【図６】本発明の表示装置の製造方法の一実施例を示す図で、図３ないし図５、図７、図８とともに一連の工程を示す図である。
【図７】本発明の表示装置の製造方法の一実施例を示す図で、図３ないし図６、図８とともに一連の工程を示す図である。
【図８】本発明の表示装置の製造方法の一実施例を示す図で、図３ないし図７とともに一連の工程を示す図である。
【図９】本発明の表示装置の製造方法の他の実施例を示す図で、図１０とともに一連の工程を示す図である。
【図１０】本発明の表示装置の製造方法の他の実施例を示す図で、図９とともに一連の工程を示す図である。
【図１１】樹脂基板あるいは樹脂層のガラス転移点を定義を示すグラフである。
【図１２】無機膜を形成する装置してたとえば誘導結合型プラズマＣＶＤ装置を示した図である。
【図１３】無機膜の形成において樹脂基板あるいは樹脂層のガラス転移点との関係を示すグラフである。
【図１４】無機膜の組成と当該無機膜の室温における形成による圧力との関係を示すグラフである。
【図１５】液晶表示装置の全体的な概略を示す構成図である。
【図１６】本発明の適用の一例を示した図である。
【図１７】本発明の適用の他の例を示した図である。
【図１８】本発明の適用の他の例を示した図である。
【図１９】本発明の適用の他の例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。なお、各図および各実施例において、同一または類似の構成要素には同じ符号を付し、説明を省略する。
【実施例１】
【００２０】
〈要部の構成〉
図２は、本発明の表示装置の実施例１を示す要部断面図である。図２は、たとえば液晶表示装置の液晶を挟持して対向される一対の基板のうち薄膜トランジスタＴＦＴが形成されている側の基板（図中符号ＳＵＢ１で示す）を示し、前記薄膜トランジスタＴＦＴを含む面における断面をとった図となっている。
【００２１】
図１において、まず、基板ＳＵＢ１がある。この基板ＳＵＢ１は樹脂材（プラスチック）によって構成されている。図示していないが、この基板ＳＵＢ１と液晶を挟持して対向配置される他方の基板ＳＵＢ２（図１５参照）もたとえば樹脂材（プラスチック）によって構成され、本実施例の液晶表示装置はいわゆるフレキシブル表示装置となっている。
【００２２】
基板ＳＵＢ１の液晶側の面には、無機膜ＩＯＬが形成されている。この無機膜ＩＯＬは、たとえば、シリコン酸窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等によって形成されている。しかし、これらの膜に限定されることはなく、金属膜、半金属膜、金属酸窒化膜、金属酸化膜、金属窒化膜等をも適用することができる。そして、このような無機膜ＩＯＬは、この上方の面にＴＦＴ回路層ＴＣＬを信頼性よく形成するために設けられ、この無機膜ＩＯＬにおいてクラックあるいはしわ等が形成されていないものとなっている。この無機膜ＩＯＬは、その応力が、基板ＳＵＢ１のガラス転移点Ｔｇにおいて−３００ＭＰａ以上で２００ＭＰａ以下となっており、室温（２０℃〜８０℃）において−４００ＭＰａ以上で５０ＭＰａ以下となっている。この無機膜ＩＯＬについては後においてさらに詳述する。
【００２３】
無機膜ＩＯＬの上面には、たとえばシリコン窒化膜からなるバッファ層ＢＦＬが形成され、このバッファ層ＢＦＬの上面には前記ＴＦＴ回路層ＴＣＬが形成されている。バッファ層ＢＦＬは、たとえば、基板ＳＵＢ１と後述のゲート信号線（ゲート電極ＧＴ）との密着性を向上させるために設けられ、緻密な層として構成されている。ＴＦＴ回路層ＴＣＬは、図２に示す薄膜トランジスタＴＦＴの他に、前記薄膜トランジスタＴＦＴを駆動させるゲート電極と接続されるゲート信号線、前記薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極に接続されるドレイン信号線、前記薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極に接続される画素電極等を備えたものとなっている。そして、これら薄膜トランジスタＴＦＴ、各信号線、電極は、パターン化された導電膜、半導体膜、絶縁膜が所定の順序で積層されて構成されたものとなっている。すなわち、図２に示す薄膜トランジスタＴＦＴは、前記バッファ層ＢＦＬに形成されたゲート電極ＧＴ、このゲート電極ＧＴをも被って形成されたゲート絶縁膜ＧＩ、このゲート絶縁膜ＧＩの上面であって前記ゲート電極ＧＴと重なりを有して形成されたたとえばアモルファスシリコン等の半導体層ＡＳ、この半導体層ＡＳの上面に互いに対向配置されたドレイン電極ＤＴ、およびソース電極ＳＴによって形成されている。なお、ドレイン電極ＤＴと半導体層ＡＳとの間、およびソース電極ＳＴと半導体層ＡＳとの間には、たとえばｎ型の高濃度のアモルファスシリコンからなるコンタクト層ＣＮが形成され、薄膜トランジスタＴＦＴは、たとえばシリコン窒化膜からなる保護膜ＰＡＳによって被われている。また、図２に示す薄膜トランジスタＴＦＴは、ゲート電極ＧＴが半導体層ＡＳよりも下層に位置づけられるボトムゲート型と称されるものであるが、これに限定されることはなく、ゲート電極ＧＴが半導体層ＡＳよりも上層に位置づけられるトップゲート型であってもよい。
【００２４】
〈製造方法Ｉ〉
次に、本発明による画像表示装置の製造方法を、図２に対応づけて示した図によって説明する。本発明の画像表示装置の製造は、概略、図３ないし図８に示す転写方式、図９および図１０に示す直接形成方式の２種がある。本発明はいずれの方式においても適用できる。
【００２５】
まず、転写方式について、以下説明をする。
【００２６】
工程１．（図３）
ガラスからなる仮基板ＴＳＢを用意し、この仮基板ＴＳＢの表面に樹脂からなる剥離膜ＳＴＬを形成する。この剥離膜ＳＴＬは、後の工程において、この剥離膜ＳＴＬの上面に形成されるＴＦＴ回路層ＴＣＬと仮基板ＴＳＢとを剥離させるために必要となる膜となる。樹脂からなる剥離膜ＳＴＬは後述の樹脂基板ＳＵＢ１と接着され、樹脂基板ＳＵＢ１の一部として構成されるようになる。
【００２７】
工程２．（図４）
剥離膜の上面に無機膜ＩＯＬを形成する。この無機膜ＩＯＬは、たとえば、シリコン酸窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、金属膜、半金属膜、金属酸窒化膜、金属酸化膜、金属窒化膜等によって形成されるようになっている。そして、この無機膜ＩＯＬは、たとえば２５℃の室温から前記剥離膜ＳＴＬのガラス転移点（Ｔｇ）以下の範囲の温度で形成するようになっている。これにより、無機膜ＩＯＬはクラックあるいはしわの発生していない膜として形成されるようになっている。この無機膜ＩＯＬについては後述する。
【００２８】
さらに、無機膜ＩＯＬの上面には、バッファ層ＢＦＬを形成する。このバッファ層ＢＦＬは、たとえば、仮基板ＴＳＢ内の不純物が後述のＴＦＴ回路層ＴＣＬに侵入するのを回避させために設けられ、たとえば緻密なシリコン窒化膜によって形成されるようになっている。この場合、前記無機膜ＩＯＬの存在によって、バッファ膜ＢＦＬにはクラックあるいはしわが生ずることなく形成されるようになる。
【００２９】
工程３．（図５）
バッファ層ＢＦＬの上面にＴＦＴ回路層ＴＣＬを形成する。このＴＦＴ回路層ＴＣＬは、たとえば、ゲート電極ＧＴ、ゲート絶縁膜ＧＩ、半導体層ＡＳ、コンタクト層ＣＮ、ドレイン電極ＤＴおよびソース電極ＳＴ、保護膜ＰＡＳを順次形成することによって形成される。ゲート電極ＧＴは図示しないゲート信号線の一部として形成され、ドレイン電極は図示しないドレイン信号線に接続され、ソース電極は図示しない画素電極と接続されるようになっている。なお、このＴＦＴ回路層ＴＣＬの形成において、剥離層ＳＴＬのガラス転移点（Ｔｇ）以上のプロセス温度で行うことができ、ＴＦＴ回路層ＴＣＬの信頼性を確保することができる。
【００３０】
工程４．（図６）
仮基板ＴＳＢのＴＦＴ回路層ＴＣＬが形成された側と反対側の面から、ＵＶレーザ光あるいはＵＶランプ光（図中矢印で示す）を照射する。
【００３１】
工程５．（図７）
ＵＶレーザ光あるいはＵＶランプ光は仮基板ＴＳＢを通して剥離膜ＳＴＬに入射され、ことにより、剥離膜ＳＴＬに材質変化が生じ、仮基板ＴＳＢは剥離膜ＳＴＬから剥離されるようになる。
【００３２】
工程６：（図８）
仮基板ＴＳＢが剥離された剥離膜ＳＴＬの面には、新たに用意した樹脂材からなる樹脂基板ＳＵＢ１を接着させる。これにより、樹脂基板ＳＵＢ１を備えるＴＦＴ基板を得ることができる。この場合、前記樹脂基板ＳＵＢ１は、剥離膜ＳＴＬとともに樹脂材からなる基板として把握することができる。
【００３３】
次に、直接形成方式について、以下説明する。
【００３４】
工程１．（図９）
樹脂基板ＳＵＢ１を用意する。樹脂基板ＳＵＢ１の上面に無機膜ＩＯＬを形成する。この無機膜ＩＯＬは、たとえば、シリコン酸窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、金属膜、半金属膜、金属酸窒化膜、金属酸化膜、金属窒化膜等によって形成されるようになっている。そして、この無機膜ＩＯＬは、たとえば２５℃の室温から前記剥離膜ＳＴＬのガラス転移点（Ｔｇ）以下の範囲の温度で形成するようになっている。この無機膜ＩＯＬについては後述する。
【００３５】
さらに、無機膜ＩＯＬの上面には、バッファ層ＢＦＬを形成する。このバッファ層ＢＦＬは、たとえば、樹脂基板ＳＵＢ１とこの樹脂基板ＳＵＢ１の上面に形成されるＴＦＴ回路層ＴＣＬのうち最下層にある金属層（たとえばゲート信号線）との密着性を向上させるために形成され、たとえば緻密なシリコン窒化膜によって形成されるようになっている。この場合、前記無機膜ＩＯＬの存在によって、バッファ層ＢＦＬにはクラックあるいはしわが生ずることなく形成されるようになる。
【００３６】
工程２．（図１０）
バッファ層ＢＦＬの上面にＴＦＴ回路層ＴＣＬを形成する。このＴＦＴ回路層ＴＣＬは、たとえば、ゲート電極ＧＴ、ゲート絶縁膜ＧＩ、半導体層ＡＳ、コンタクト層ＣＮ、ドレイン電極ＤＴおよびソース電極ＳＴ、保護膜ＰＡＳを順次形成することによって形成される。ゲート電極ＧＴは図示しないゲート信号線の一部として形成され、ドレイン電極は図示しないドレイン信号線に接続され、ソース電極は図示しない画素電極と接続されるようになっている。なお、このＴＦＴ回路層ＴＣＬの形成において、剥離層ＳＴＬのガラス転移点（Ｔｇ）以上のプロセス温度で行うことができ、ＴＦＴ回路層ＴＣＬの信頼性を確保することができる。
【００３７】
〈無機材ＩＯＬ〉
図２、図３ないし図８、図９および図１０にそれぞれ示した無機材ＩＯＬについて、以下、説明する。
【００３８】
ここで、無機材ＩＯＬの説明に先立ち、無機材ＩＯＬを形成する樹脂基板あるいは樹脂層におけるガラス転移点（Ｔｇ）について図１１を用いて説明する。図１１は、樹脂基板あるいは樹脂層における温度（℃）と応力（ＭＰａ）との関係を示すグラフである。樹脂材はたとえばポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）である。図４において、樹脂材に熱を加え、その温度を上昇させると、ある温度（図４では２８０℃）を境とし、それ以降の温度ではゴム状となる。この温度はガラス転移点（Ｔｇ）と定義される。そして、このガラス転移点Ｔｇは、温度を上昇させていく過程において、応力が最小となる（０Ｐａに最も近づく）温度として測定することができる。
【００３９】
また、図１２は、前記無機膜ＩＯＬを形成するための装置で、たとえば誘導結合型プラズマＣＶＤ装置を概略的に示した構成図である。図１２において、反応ガスＲＧが供給されるチャンバＶＳがあり、このチャンバＶＳ内には無機膜を形成する基板（たとえば図４に示した仮基板ＴＳＢ）を基板台ＰＤＳ上に載置できるようになっている。チャンバＶＳには該チャンバＶＳ内にプラズマを発生させるための誘導コイルＩＮＣおよび高周波窓ＷＤが備えられ、誘導コイルＩＮＣはＲＦ電源（１３．５６ＭＨｚ）ＲＦＰによって駆動されるようになっている。このような装置において、高密度プラズマによって多くの励起種が発生し、低温での成膜が可能となっている。この装置を用いて、前記無機膜ＩＯＬを形成する際に、必要時において、ＤＣ電源ＤＣＰによって前記基板台ＰＤＳにバイアスを印加できるようになっている。これにより、イオンの照射が制御できるようになり、応力が調整された無機膜を形成することができるようになる。
【００４０】
そして、図１は、たとえばＳｉからなる基板の上面に室温（ここでは、２０℃〜８０℃の範囲とする）で無機膜を形成し、その後、室温から上昇させた温度と、この際に前記無機膜に生じる応力との関係を示したグラフである。横軸に温度（℃）を、縦軸に応力（ＭＰａ）をとっている。無機膜はたとえばシリコン窒酸化膜（SiOxNy）とし、酸素（O）と窒素（N）組成を変化させた場合の６種の無機膜(図中（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）で示す)を例として挙げている。
【００４１】
それぞれの無機膜（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、いずれも、温度の上昇に伴って、応力が大きくなる傾向を有する。この傾向は、室温（２０℃〜８０℃）で形成した無機膜の特徴の一つとなる。これに対して、高温で形成した無機膜は温度を上昇させても応力はほとんど変化しないことが確かめられている。
【００４２】
また、前記グラフにおいて、無機膜を形成しようとする樹脂基板あるいは樹脂層のガラス転移点（Ｔｇ）をＴｇとし、横軸に示している。
【００４３】
この場合、温度が、たとえば０℃ないし３００℃の範囲において、無機膜に発生する応力は約−３６０ＭＰａ〜１６０ＭＰａの範囲にあることが望ましい。この範囲から外れる場合、すなわち、−３６０ＭＰａより小さい場合には無機膜にしわが発生するようになり、１６０ＭＰａより大きな場合にはクラックが発生してしまうからである。
【００４４】
この場合において、−３６０ＭＰａ〜１６０ＭＰａの範囲にある無機膜は、図中（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す無機膜となっている。そして、前記グラフにおいて、無機膜を形成しようとする樹脂基板あるいは樹脂層のガラス転移点（Ｔｇ）を、図中横軸に示すようにＴｇとした場合、このＴｇの温度において、図中（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各無機膜の応力は、−３００ＭＰａ以上、２００ＭＰａ以下となっている。この場合、Ｔｇにおける無機膜の応力は０ＭＰａであることが最も好ましが、上述した幅（−３００ＭＰａ以上、２００ＭＰａ以下）の範囲内ならば、クラックもしわも発生しないことが明らかとなる。
【００４５】
ちなみに、たとえば図１の（ｃ）の特性を有する無機膜を樹脂基板あるいは樹脂層上に形成するのが好適であるといえるのは、前記樹脂基板あるいは樹脂層のガラス転移点（Ｔｇ）との関係によるものである。図１３は、図１において（ｃ）の特性を有する無機膜のみを取り出して示したグラフである。図１３の横軸には、図１に示すガラス転移点Ｔｇと同じ値であるガラス転移点ＴｇＡの他に、これよりも大きな値を有するガラス転移点ＴｇＢ（＞ＴｇＡ）をも示している。この場合、ガラス転移点ＴｇＢにおける図中（ｃ）の無機膜の応力は２００ＭＰａ以上となり、クラックが発生してしまうことになる。このことは、ガラス転移点ＴｇＢを有する樹脂基板あるいは樹脂層においては、図中（ｃ）の無機膜を形成することは適当でないとすることができる。
【００４６】
図１に戻り、ガラス転移点が図中Ｔｇの場合において、クラックあるいはしわの発生を回避できる無機膜は、図中（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示したものである。そして、図中（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各無機膜の室温（２０℃〜８０℃）における形成時における応力は、−４００ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以下となっていることが判る。このことは、室温（２０℃〜８０℃）で無機膜を形成する際に、その室温での無機膜が上述した−４００ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以下の範囲内である場合に、図１のグラフに示す（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の特性を有する各無機膜を形成できることになり、クラックおよびしわの発生を回避させることができることになる。
【００４７】
図１４は、室温（たとえば２５℃）で形成する無機膜の組成比（Ｏ／（Ｏ＋Ｎ））と圧力の関係を示したグラフである。所望の組成比をもつ無機膜を形成する場合、図１２に示した誘導結合型プラズマＣＶＤ装置において、基板バイアスを所定の値にすることによって得られるようになる。このことから、誘導結合型プラズマＣＶＤ装置の基板バイアスによって、室温において形成される無機膜の応力を上述した範囲（−４００ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以下）とすることによって、樹脂膜あるいは樹脂層のガラス転移点（Ｔｇ）において０に近い応力（−３００ＭＰａ以上、２００ＭＰａ以下）とすることができるようになる。
【００４８】
このように、樹脂基板あるいは樹脂層の上面に上述した無機膜ＩＯＬを形成することにより、前記無機膜ＩＯＬにクラックあるいはしわが生じることがなく、この無機膜ＩＯＬの上面にバッファ層を形成する場合においても、前記バッファ層にクラックあるいはしわが生じるのを回避できるようになる。
【００４９】
〈液晶表示装置の全体図〉
図１５は、本発明を液晶表示装置として構成する場合の概略的な構成を示す斜視分解図である。液晶表示装置は、液晶ＬＣを挟持して対向配置される第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とを備える。第１基板ＳＵＢ１の液晶ＬＣ側の面には無機膜ＩＯＬが形成され、この無機膜ＩＯＬの上面にはバッファ層ＢＦＬを介してＴＦＴ回路層ＴＣＬが形成されている。このＴＦＴ回路層ＴＣＬの上面には、図示していないが、液晶と直接に接触する配向膜が形成されている。この配向膜は液晶の分子の初期配向方向を決する膜となっている。また、第１基板ＳＵＢ１の液晶ＬＣと反対側の面には、第バリア層ＢＲＬ１を介して第１偏光板ＰＯＬ１が配置されている。第１バリア層ＢＲＬ１は外部から第１基板ＳＵＢ１へ水分が侵入してしまうのを回避させ、第１偏光板ＰＯＬ１は後述の第２偏光板ＰＯＬ２とともに、液晶の挙動を可視化できるようになっている。第２基板ＳＵＢ１の液晶ＬＣ側の面にはカラーフィルタＣＦが形成されている。隣接するたとえば３個の画素に赤色、緑色、および青色を担当させ、カラー表示用の単位画素を構成するためである。このカラーフィルタＣＦの上面には、図示していないが、液晶ＬＣと直接に接触する配向膜が形成されている。また、第２基板ＳＵＢ２の液晶と反対側の面には、第２バリア層ＢＲＬ２を介して第２偏光板ＰＯＬ２が配置されている。
【実施例２】
【００５０】
実施例１では、画像表示装置として液晶表示装置を例として挙げたものである。しかし、有機ＥＬ表示装置等の他の画像表示装置にも適用することができる。有機ＥＬ表示装置は、その画素として自発光の有機ＥＬ素子を用いているが、樹脂基板の上面にＴＦＴ回路層を形成する場合があり、液晶表示装置と同様の課題を有するからである。
【実施例３】
【００５１】
図１６は、本発明の表示装置（パネル）ＰＮＬが適用されたポータブルゲーム機を示している。表示装置ＰＮＬとしては液晶表示装置、あるいは有機ＥＬ表示装置であってもよい。図１６に示す表示装置ＰＮＬは湾曲していないが、それらの基板ＳＵＢは樹脂材等で構成され、軽量で耐衝撃性に優れたものとなっている。
【実施例４】
【００５２】
図１０は、本発明の表示装置（パネル）ＰＮＬが適用された携帯端末を示している。表示装置ＰＮＬとしては液晶表示装置、あるいは有機ＥＬ表示装置であってもよい。図１０に示す表示装置ＰＮＬは湾曲して構成されている。
【実施例５】
【００５３】
図１８は、本発明の表示装置（パネル）ＰＮＬが適用されたいわゆるローラブルテレビを示している。表示装置ＰＮＬとしては液晶表示装置、あるいは有機ＥＬ表示装置であってもよい。
【実施例６】
【００５４】
図１９は、本発明の表示装置（パネル）ＰＮＬが適用された電子広告を示している。表示装置ＰＮＬとしては液晶表示装置、あるいは有機ＥＬ表示装置であってもよい。図１９に示す表示装置ＰＮＬは湾曲して構成されている。
【００５５】
以上、本発明を実施例を用いて説明してきたが、これまでの各実施例で説明した構成はあくまで一例であり、本発明は、技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。また、それぞれの実施例で説明した構成は、互いに矛盾しない限り、組み合わせて用いてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
ＳＵＢ１……第１基板、ＳＵＢ２……第２基板、ＩＯＬ……無機膜、ＢＦＬ……バッファ層、ＴＦＴ……薄膜トランジスタ、ＧＴ……ゲート電極、ＧＩ……ゲート絶縁膜、ＡＳ……半導体層、ＣＮ……コンタクト層、ＤＴ……ドレイン電極、ＳＴ……ソース電極、ＴＣＬ……ＴＦＴ回路層、ＰＡＳ……保護膜、ＴＳＢ……仮基板、ＳＴＬ……剥離膜、ＲＧ……反応ガス、ＶＳ……チャンバ、ＰＤＳ……基板台、ＩＮＣ……誘導コイル、ＷＤ……高周波窓、ＲＦＰ……ＲＦ電源、ＤＣＰ……ＤＣ電源、ＰＮＬ……表示装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像表示装置およびその製造方法に係り、特に、基板がフレキシブルな樹脂基板によって構成される画像表示装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像表示装置は、その基板がたとえばガラスで形成されたものと比較して、軽量、耐衝撃性、および可とう性に優れたものとして構成される。
【０００３】
たとえば液晶表示装置の場合、液晶を挟持した一対の基板を有し、これらの基板を樹脂基板で構成するようにしている。この場合、一方の樹脂基板の液晶側の面には、パターン化された導電膜、半導体膜、絶縁膜等を所定の順序で積層させ、これにより、ゲート信号線、ドレイン信号線、薄膜トランジスタ、画素電極等を形成するようになっている。なお、この明細書では、前記積層体をＴＦＴ回路層と称する場合がある。
【０００４】
そして、このような構成からなる画像表示装置において、樹脂基板とＴＦＴ回路層との間にバッファ層が形成されたものが知られている。画像表示装置の形成において、最初にガラス基板を仮基板として用いる転写方式において、ガラス基板内の不純物をＴＦＴ回路層に侵入するのを回避するために前記バッファ層が用いられるようになっている。また、画像表示装置の形成において、樹脂基板上に直接にＴＦＴ回路層を形成する直接形成方式において、樹脂基板とＴＦＴ回路層の最下層にある金属層（たとえばゲート信号線）との密着性を向上させるために前記バッファ層が用いられるようになっている。このバッファ層としてはたとえばシリコン窒化膜等の緻密な膜が用いられる（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２５４５４１号公報参照
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、樹脂基板あるいは樹脂層の上面にバッファ層を形成した段階で、前記バッファ層にクラックやしわが発生してしまうことが確認された。
【０００７】
本発明者等は、この原因を究明した結果、次のことが判明した。すなわち、これまで、バッファ層を形成する際の温度は、樹脂基板のガラス転移点（Ｔｇ）以上の温度になっていた。樹脂基板がガラス転移点（Ｔｇ）以下では樹脂基板の機械的強度が高いために、その上面に形成されている前記バッファ層が応力を持っていても前記バッファ層の変形が抑制されている。しかし、樹脂基板がTgを超えてゴム状態となり軟化すると、樹脂基板の機械的強度が低下し、前記バッファ層の応力を解放するように変形が起きる。前記応力が引っ張り応力の場合、前記バッファ層は収縮方向に力が働くため、樹脂基板が前記バッファ層の収縮に追従できず前記バッファ層にクラックが発生する。一方、前記応力が圧縮応力の場合、前記バッファ層は膨張する方向に力が働くため、樹脂基板の軟化に伴い前記バッファ層にしわが発生するようになる。
【０００８】
本発明の目的は、樹脂基板あるいは樹脂層上に、クラックあるいはしわの発生が抑制された無機膜が形成され、これによりＴＦＴ回路層が信頼性よく形成されている画像表示装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、樹脂基板あるいは樹脂層上に無機膜を形成する場合において、前記無機膜にクラックあるいはしわの発生を回避させ、これによりＴＦＴ回路層を信頼性よく形成できる画像表示装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の画像表示装置の製造方法は、樹脂基板あるいは樹脂層上に無機膜を形成する場合において、前記無機膜を前記樹脂基板あるいは樹脂層のガラス転移点（Ｔｇ）以下の温度で形成するようにしたものである。さらに、前記無機膜の応力を前記樹脂基板あるいは樹脂層のガラス転移点（Ｔｇ）においてほぼ０となるように構成したものである。
【００１１】
本発明の構成は、たとえば、以下のようなものとすることができる。
【００１２】
（１）本発明は、樹脂基板あるいは樹脂層の上面にＴＦＴ回路層が形成されている画像表示装置であって、
前記樹脂基板あるいは前記樹脂層の前記ＴＦＴ回路層が形成される面に無機膜が形成され、
前記無機膜の応力が、前記基板のガラス転移点（Ｔｇ）において、−３００ＭＰａ以上、２００ＭＰａ以下であり、室温において、−４００ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以下であることを特徴とする。
【００１３】
（２）本発明は、樹脂基板あるいは樹脂層の上面にＴＦＴ回路層が形成されている画像表示装置の製造方法にあって、
前記樹脂基板あるいは前記樹脂層の前記ＴＦＴ回路層が形成される面に無機膜を形成する工程を備え、
前記無機膜は、室温から前記樹脂基板あるいは樹脂層のガラス転移点（Ｔｇ）以下の温度で形成し、
前記ＴＦＴ回路層は、前記樹脂基板あるいは樹脂層のガラス転移点（Ｔｇ）以上の温度で形成することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【００１４】
なお、上記した構成はあくまで一例であり、本発明は、技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。また、上記した構成以外の本発明の構成の例は、本願明細書全体の記載または図面から明らかにされる。
【発明の効果】
【００１５】
このように構成された画像表示装置は、樹脂基板あるいは樹脂層上に、クラックあるいはしわの発生が抑制された無機膜が形成され、これによりＴＦＴ回路層が信頼性よく形成されるようになる。
【００１６】
また、このように構成された画像表示装置の製造方法は、樹脂基板あるいは樹脂層上に無機膜を形成する場合において、前記無機膜にクラックあるいはしわの発生を回避させ、これによりＴＦＴ回路層を信頼性よく形成できるようになる。
【００１７】
本発明のその他の効果については、明細書全体の記載から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の表示装置に形成される無機膜の特性を説明するグラフである。
【図２】本発明の表示装置の実施例１を示す要部断面図である。
【図３】本発明の表示装置の製造方法の一実施例を示す図で、図４ないし図８とともに一連の工程を示す図である。
【図４】本発明の表示装置の製造方法の一実施例を示す図で、図３、図５ないし図８とともに一連の工程を示す図である。
【図５】本発明の表示装置の製造方法の一実施例を示す図で、図３、図４、図６ないし図８とともに一連の工程を示す図である。
【図６】本発明の表示装置の製造方法の一実施例を示す図で、図３ないし図５、図７、図８とともに一連の工程を示す図である。
【図７】本発明の表示装置の製造方法の一実施例を示す図で、図３ないし図６、図８とともに一連の工程を示す図である。
【図８】本発明の表示装置の製造方法の一実施例を示す図で、図３ないし図７とともに一連の工程を示す図である。
【図９】本発明の表示装置の製造方法の他の実施例を示す図で、図１０とともに一連の工程を示す図である。
【図１０】本発明の表示装置の製造方法の他の実施例を示す図で、図９とともに一連の工程を示す図である。
【図１１】樹脂基板あるいは樹脂層のガラス転移点を定義を示すグラフである。
【図１２】無機膜を形成する装置してたとえば誘導結合型プラズマＣＶＤ装置を示した図である。
【図１３】無機膜の形成において樹脂基板あるいは樹脂層のガラス転移点との関係を示すグラフである。
【図１４】無機膜の組成と当該無機膜の室温における形成による圧力との関係を示すグラフである。
【図１５】液晶表示装置の全体的な概略を示す構成図である。
【図１６】本発明の適用の一例を示した図である。
【図１７】本発明の適用の他の例を示した図である。
【図１８】本発明の適用の他の例を示した図である。
【図１９】本発明の適用の他の例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。なお、各図および各実施例において、同一または類似の構成要素には同じ符号を付し、説明を省略する。
【実施例１】
【００２０】
〈要部の構成〉
図２は、本発明の表示装置の実施例１を示す要部断面図である。図２は、たとえば液晶表示装置の液晶を挟持して対向される一対の基板のうち薄膜トランジスタＴＦＴが形成されている側の基板（図中符号ＳＵＢ１で示す）を示し、前記薄膜トランジスタＴＦＴを含む面における断面をとった図となっている。
【００２１】
図１において、まず、基板ＳＵＢ１がある。この基板ＳＵＢ１は樹脂材（プラスチック）によって構成されている。図示していないが、この基板ＳＵＢ１と液晶を挟持して対向配置される他方の基板ＳＵＢ２（図１５参照）もたとえば樹脂材（プラスチック）によって構成され、本実施例の液晶表示装置はいわゆるフレキシブル表示装置となっている。
【００２２】
基板ＳＵＢ１の液晶側の面には、無機膜ＩＯＬが形成されている。この無機膜ＩＯＬは、たとえば、シリコン酸窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等によって形成されている。しかし、これらの膜に限定されることはなく、金属膜、半金属膜、金属酸窒化膜、金属酸化膜、金属窒化膜等をも適用することができる。そして、このような無機膜ＩＯＬは、この上方の面にＴＦＴ回路層ＴＣＬを信頼性よく形成するために設けられ、この無機膜ＩＯＬにおいてクラックあるいはしわ等が形成されていないものとなっている。この無機膜ＩＯＬは、その応力が、基板ＳＵＢ１のガラス転移点Ｔｇにおいて−３００ＭＰａ以上で２００ＭＰａ以下となっており、室温（２０℃〜８０℃）において−４００ＭＰａ以上で５０ＭＰａ以下となっている。この無機膜ＩＯＬについては後においてさらに詳述する。
【００２３】
無機膜ＩＯＬの上面には、たとえばシリコン窒化膜からなるバッファ層ＢＦＬが形成され、このバッファ層ＢＦＬの上面には前記ＴＦＴ回路層ＴＣＬが形成されている。バッファ層ＢＦＬは、たとえば、基板ＳＵＢ１と後述のゲート信号線（ゲート電極ＧＴ）との密着性を向上させるために設けられ、緻密な層として構成されている。ＴＦＴ回路層ＴＣＬは、図２に示す薄膜トランジスタＴＦＴの他に、前記薄膜トランジスタＴＦＴを駆動させるゲート電極と接続されるゲート信号線、前記薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極に接続されるドレイン信号線、前記薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極に接続される画素電極等を備えたものとなっている。そして、これら薄膜トランジスタＴＦＴ、各信号線、電極は、パターン化された導電膜、半導体膜、絶縁膜が所定の順序で積層されて構成されたものとなっている。すなわち、図２に示す薄膜トランジスタＴＦＴは、前記バッファ層ＢＦＬに形成されたゲート電極ＧＴ、このゲート電極ＧＴをも被って形成されたゲート絶縁膜ＧＩ、このゲート絶縁膜ＧＩの上面であって前記ゲート電極ＧＴと重なりを有して形成されたたとえばアモルファスシリコン等の半導体層ＡＳ、この半導体層ＡＳの上面に互いに対向配置されたドレイン電極ＤＴ、およびソース電極ＳＴによって形成されている。なお、ドレイン電極ＤＴと半導体層ＡＳとの間、およびソース電極ＳＴと半導体層ＡＳとの間には、たとえばｎ型の高濃度のアモルファスシリコンからなるコンタクト層ＣＮが形成され、薄膜トランジスタＴＦＴは、たとえばシリコン窒化膜からなる保護膜ＰＡＳによって被われている。また、図２に示す薄膜トランジスタＴＦＴは、ゲート電極ＧＴが半導体層ＡＳよりも下層に位置づけられるボトムゲート型と称されるものであるが、これに限定されることはなく、ゲート電極ＧＴが半導体層ＡＳよりも上層に位置づけられるトップゲート型であってもよい。
【００２４】
〈製造方法Ｉ〉
次に、本発明による画像表示装置の製造方法を、図２に対応づけて示した図によって説明する。本発明の画像表示装置の製造は、概略、図３ないし図８に示す転写方式、図９および図１０に示す直接形成方式の２種がある。本発明はいずれの方式においても適用できる。
【００２５】
まず、転写方式について、以下説明をする。
【００２６】
工程１．（図３）
ガラスからなる仮基板ＴＳＢを用意し、この仮基板ＴＳＢの表面に樹脂からなる剥離膜ＳＴＬを形成する。この剥離膜ＳＴＬは、後の工程において、この剥離膜ＳＴＬの上面に形成されるＴＦＴ回路層ＴＣＬと仮基板ＴＳＢとを剥離させるために必要となる膜となる。樹脂からなる剥離膜ＳＴＬは後述の樹脂基板ＳＵＢ１と接着され、樹脂基板ＳＵＢ１の一部として構成されるようになる。
【００２７】
工程２．（図４）
剥離膜の上面に無機膜ＩＯＬを形成する。この無機膜ＩＯＬは、たとえば、シリコン酸窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、金属膜、半金属膜、金属酸窒化膜、金属酸化膜、金属窒化膜等によって形成されるようになっている。そして、この無機膜ＩＯＬは、たとえば２５℃の室温から前記剥離膜ＳＴＬのガラス転移点（Ｔｇ）以下の範囲の温度で形成するようになっている。これにより、無機膜ＩＯＬはクラックあるいはしわの発生していない膜として形成されるようになっている。この無機膜ＩＯＬについては後述する。
【００２８】
さらに、無機膜ＩＯＬの上面には、バッファ層ＢＦＬを形成する。このバッファ層ＢＦＬは、たとえば、仮基板ＴＳＢ内の不純物が後述のＴＦＴ回路層ＴＣＬに侵入するのを回避させために設けられ、たとえば緻密なシリコン窒化膜によって形成されるようになっている。この場合、前記無機膜ＩＯＬの存在によって、バッファ膜ＢＦＬにはクラックあるいはしわが生ずることなく形成されるようになる。
【００２９】
工程３．（図５）
バッファ層ＢＦＬの上面にＴＦＴ回路層ＴＣＬを形成する。このＴＦＴ回路層ＴＣＬは、たとえば、ゲート電極ＧＴ、ゲート絶縁膜ＧＩ、半導体層ＡＳ、コンタクト層ＣＮ、ドレイン電極ＤＴおよびソース電極ＳＴ、保護膜ＰＡＳを順次形成することによって形成される。ゲート電極ＧＴは図示しないゲート信号線の一部として形成され、ドレイン電極は図示しないドレイン信号線に接続され、ソース電極は図示しない画素電極と接続されるようになっている。なお、このＴＦＴ回路層ＴＣＬの形成において、剥離層ＳＴＬのガラス転移点（Ｔｇ）以上のプロセス温度で行うことができ、ＴＦＴ回路層ＴＣＬの信頼性を確保することができる。
【００３０】
工程４．（図６）
仮基板ＴＳＢのＴＦＴ回路層ＴＣＬが形成された側と反対側の面から、ＵＶレーザ光あるいはＵＶランプ光（図中矢印で示す）を照射する。
【００３１】
工程５．（図７）
ＵＶレーザ光あるいはＵＶランプ光は仮基板ＴＳＢを通して剥離膜ＳＴＬに入射され、ことにより、剥離膜ＳＴＬに材質変化が生じ、仮基板ＴＳＢは剥離膜ＳＴＬから剥離されるようになる。
【００３２】
工程６：（図８）
仮基板ＴＳＢが剥離された剥離膜ＳＴＬの面には、新たに用意した樹脂材からなる樹脂基板ＳＵＢ１を接着させる。これにより、樹脂基板ＳＵＢ１を備えるＴＦＴ基板を得ることができる。この場合、前記樹脂基板ＳＵＢ１は、剥離膜ＳＴＬとともに樹脂材からなる基板として把握することができる。
【００３３】
次に、直接形成方式について、以下説明する。
【００３４】
工程１．（図９）
樹脂基板ＳＵＢ１を用意する。樹脂基板ＳＵＢ１の上面に無機膜ＩＯＬを形成する。この無機膜ＩＯＬは、たとえば、シリコン酸窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、金属膜、半金属膜、金属酸窒化膜、金属酸化膜、金属窒化膜等によって形成されるようになっている。そして、この無機膜ＩＯＬは、たとえば２５℃の室温から前記剥離膜ＳＴＬのガラス転移点（Ｔｇ）以下の範囲の温度で形成するようになっている。この無機膜ＩＯＬについては後述する。
【００３５】
さらに、無機膜ＩＯＬの上面には、バッファ層ＢＦＬを形成する。このバッファ層ＢＦＬは、たとえば、樹脂基板ＳＵＢ１とこの樹脂基板ＳＵＢ１の上面に形成されるＴＦＴ回路層ＴＣＬのうち最下層にある金属層（たとえばゲート信号線）との密着性を向上させるために形成され、たとえば緻密なシリコン窒化膜によって形成されるようになっている。この場合、前記無機膜ＩＯＬの存在によって、バッファ層ＢＦＬにはクラックあるいはしわが生ずることなく形成されるようになる。
【００３６】
工程２．（図１０）
バッファ層ＢＦＬの上面にＴＦＴ回路層ＴＣＬを形成する。このＴＦＴ回路層ＴＣＬは、たとえば、ゲート電極ＧＴ、ゲート絶縁膜ＧＩ、半導体層ＡＳ、コンタクト層ＣＮ、ドレイン電極ＤＴおよびソース電極ＳＴ、保護膜ＰＡＳを順次形成することによって形成される。ゲート電極ＧＴは図示しないゲート信号線の一部として形成され、ドレイン電極は図示しないドレイン信号線に接続され、ソース電極は図示しない画素電極と接続されるようになっている。なお、このＴＦＴ回路層ＴＣＬの形成において、剥離層ＳＴＬのガラス転移点（Ｔｇ）以上のプロセス温度で行うことができ、ＴＦＴ回路層ＴＣＬの信頼性を確保することができる。
【００３７】
〈無機材ＩＯＬ〉
図２、図３ないし図８、図９および図１０にそれぞれ示した無機材ＩＯＬについて、以下、説明する。
【００３８】
ここで、無機材ＩＯＬの説明に先立ち、無機材ＩＯＬを形成する樹脂基板あるいは樹脂層におけるガラス転移点（Ｔｇ）について図１１を用いて説明する。図１１は、樹脂基板あるいは樹脂層における温度（℃）と応力（ＭＰａ）との関係を示すグラフである。樹脂材はたとえばポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）である。図４において、樹脂材に熱を加え、その温度を上昇させると、ある温度（図４では２８０℃）を境とし、それ以降の温度ではゴム状となる。この温度はガラス転移点（Ｔｇ）と定義される。そして、このガラス転移点Ｔｇは、温度を上昇させていく過程において、応力が最小となる（０Ｐａに最も近づく）温度として測定することができる。
【００３９】
また、図１２は、前記無機膜ＩＯＬを形成するための装置で、たとえば誘導結合型プラズマＣＶＤ装置を概略的に示した構成図である。図１２において、反応ガスＲＧが供給されるチャンバＶＳがあり、このチャンバＶＳ内には無機膜を形成する基板（たとえば図４に示した仮基板ＴＳＢ）を基板台ＰＤＳ上に載置できるようになっている。チャンバＶＳには該チャンバＶＳ内にプラズマを発生させるための誘導コイルＩＮＣおよび高周波窓ＷＤが備えられ、誘導コイルＩＮＣはＲＦ電源（１３．５６ＭＨｚ）ＲＦＰによって駆動されるようになっている。このような装置において、高密度プラズマによって多くの励起種が発生し、低温での成膜が可能となっている。この装置を用いて、前記無機膜ＩＯＬを形成する際に、必要時において、ＤＣ電源ＤＣＰによって前記基板台ＰＤＳにバイアスを印加できるようになっている。これにより、イオンの照射が制御できるようになり、応力が調整された無機膜を形成することができるようになる。
【００４０】
そして、図１は、たとえばＳｉからなる基板の上面に室温（ここでは、２０℃〜８０℃の範囲とする）で無機膜を形成し、その後、室温から上昇させた温度と、この際に前記無機膜に生じる応力との関係を示したグラフである。横軸に温度（℃）を、縦軸に応力（ＭＰａ）をとっている。無機膜はたとえばシリコン窒酸化膜（SiOxNy）とし、酸素（O）と窒素（N）組成を変化させた場合の６種の無機膜(図中（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）で示す)を例として挙げている。
【００４１】
それぞれの無機膜（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、いずれも、温度の上昇に伴って、応力が大きくなる傾向を有する。この傾向は、室温（２０℃〜８０℃）で形成した無機膜の特徴の一つとなる。これに対して、高温で形成した無機膜は温度を上昇させても応力はほとんど変化しないことが確かめられている。
【００４２】
また、前記グラフにおいて、無機膜を形成しようとする樹脂基板あるいは樹脂層のガラス転移点（Ｔｇ）をＴｇとし、横軸に示している。
【００４３】
この場合、温度が、たとえば０℃ないし３００℃の範囲において、無機膜に発生する応力は約−３６０ＭＰａ〜１６０ＭＰａの範囲にあることが望ましい。この範囲から外れる場合、すなわち、−３６０ＭＰａより小さい場合には無機膜にしわが発生するようになり、１６０ＭＰａより大きな場合にはクラックが発生してしまうからである。
【００４４】
この場合において、−３６０ＭＰａ〜１６０ＭＰａの範囲にある無機膜は、図中（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す無機膜となっている。そして、前記グラフにおいて、無機膜を形成しようとする樹脂基板あるいは樹脂層のガラス転移点（Ｔｇ）を、図中横軸に示すようにＴｇとした場合、このＴｇの温度において、図中（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各無機膜の応力は、−３００ＭＰａ以上、２００ＭＰａ以下となっている。この場合、Ｔｇにおける無機膜の応力は０ＭＰａであることが最も好ましが、上述した幅（−３００ＭＰａ以上、２００ＭＰａ以下）の範囲内ならば、クラックもしわも発生しないことが明らかとなる。
【００４５】
ちなみに、たとえば図１の（ｃ）の特性を有する無機膜を樹脂基板あるいは樹脂層上に形成するのが好適であるといえるのは、前記樹脂基板あるいは樹脂層のガラス転移点（Ｔｇ）との関係によるものである。図１３は、図１において（ｃ）の特性を有する無機膜のみを取り出して示したグラフである。図１３の横軸には、図１に示すガラス転移点Ｔｇと同じ値であるガラス転移点ＴｇＡの他に、これよりも大きな値を有するガラス転移点ＴｇＢ（＞ＴｇＡ）をも示している。この場合、ガラス転移点ＴｇＢにおける図中（ｃ）の無機膜の応力は２００ＭＰａ以上となり、クラックが発生してしまうことになる。このことは、ガラス転移点ＴｇＢを有する樹脂基板あるいは樹脂層においては、図中（ｃ）の無機膜を形成することは適当でないとすることができる。
【００４６】
図１に戻り、ガラス転移点が図中Ｔｇの場合において、クラックあるいはしわの発生を回避できる無機膜は、図中（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示したものである。そして、図中（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各無機膜の室温（２０℃〜８０℃）における形成時における応力は、−４００ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以下となっていることが判る。このことは、室温（２０℃〜８０℃）で無機膜を形成する際に、その室温での無機膜が上述した−４００ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以下の範囲内である場合に、図１のグラフに示す（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の特性を有する各無機膜を形成できることになり、クラックおよびしわの発生を回避させることができることになる。
【００４７】
図１４は、室温（たとえば２５℃）で形成する無機膜の組成比（Ｏ／（Ｏ＋Ｎ））と圧力の関係を示したグラフである。所望の組成比をもつ無機膜を形成する場合、図１２に示した誘導結合型プラズマＣＶＤ装置において、基板バイアスを所定の値にすることによって得られるようになる。このことから、誘導結合型プラズマＣＶＤ装置の基板バイアスによって、室温において形成される無機膜の応力を上述した範囲（−４００ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以下）とすることによって、樹脂膜あるいは樹脂層のガラス転移点（Ｔｇ）において０に近い応力（−３００ＭＰａ以上、２００ＭＰａ以下）とすることができるようになる。
【００４８】
このように、樹脂基板あるいは樹脂層の上面に上述した無機膜ＩＯＬを形成することにより、前記無機膜ＩＯＬにクラックあるいはしわが生じることがなく、この無機膜ＩＯＬの上面にバッファ層を形成する場合においても、前記バッファ層にクラックあるいはしわが生じるのを回避できるようになる。
【００４９】
〈液晶表示装置の全体図〉
図１５は、本発明を液晶表示装置として構成する場合の概略的な構成を示す斜視分解図である。液晶表示装置は、液晶ＬＣを挟持して対向配置される第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とを備える。第１基板ＳＵＢ１の液晶ＬＣ側の面には無機膜ＩＯＬが形成され、この無機膜ＩＯＬの上面にはバッファ層ＢＦＬを介してＴＦＴ回路層ＴＣＬが形成されている。このＴＦＴ回路層ＴＣＬの上面には、図示していないが、液晶と直接に接触する配向膜が形成されている。この配向膜は液晶の分子の初期配向方向を決する膜となっている。また、第１基板ＳＵＢ１の液晶ＬＣと反対側の面には、第バリア層ＢＲＬ１を介して第１偏光板ＰＯＬ１が配置されている。第１バリア層ＢＲＬ１は外部から第１基板ＳＵＢ１へ水分が侵入してしまうのを回避させ、第１偏光板ＰＯＬ１は後述の第２偏光板ＰＯＬ２とともに、液晶の挙動を可視化できるようになっている。第２基板ＳＵＢ１の液晶ＬＣ側の面にはカラーフィルタＣＦが形成されている。隣接するたとえば３個の画素に赤色、緑色、および青色を担当させ、カラー表示用の単位画素を構成するためである。このカラーフィルタＣＦの上面には、図示していないが、液晶ＬＣと直接に接触する配向膜が形成されている。また、第２基板ＳＵＢ２の液晶と反対側の面には、第２バリア層ＢＲＬ２を介して第２偏光板ＰＯＬ２が配置されている。
【実施例２】
【００５０】
実施例１では、画像表示装置として液晶表示装置を例として挙げたものである。しかし、有機ＥＬ表示装置等の他の画像表示装置にも適用することができる。有機ＥＬ表示装置は、その画素として自発光の有機ＥＬ素子を用いているが、樹脂基板の上面にＴＦＴ回路層を形成する場合があり、液晶表示装置と同様の課題を有するからである。
【実施例３】
【００５１】
図１６は、本発明の表示装置（パネル）ＰＮＬが適用されたポータブルゲーム機を示している。表示装置ＰＮＬとしては液晶表示装置、あるいは有機ＥＬ表示装置であってもよい。図１６に示す表示装置ＰＮＬは湾曲していないが、それらの基板ＳＵＢは樹脂材等で構成され、軽量で耐衝撃性に優れたものとなっている。
【実施例４】
【００５２】
図１０は、本発明の表示装置（パネル）ＰＮＬが適用された携帯端末を示している。表示装置ＰＮＬとしては液晶表示装置、あるいは有機ＥＬ表示装置であってもよい。図１０に示す表示装置ＰＮＬは湾曲して構成されている。
【実施例５】
【００５３】
図１８は、本発明の表示装置（パネル）ＰＮＬが適用されたいわゆるローラブルテレビを示している。表示装置ＰＮＬとしては液晶表示装置、あるいは有機ＥＬ表示装置であってもよい。
【実施例６】
【００５４】
図１９は、本発明の表示装置（パネル）ＰＮＬが適用された電子広告を示している。表示装置ＰＮＬとしては液晶表示装置、あるいは有機ＥＬ表示装置であってもよい。図１９に示す表示装置ＰＮＬは湾曲して構成されている。
【００５５】
以上、本発明を実施例を用いて説明してきたが、これまでの各実施例で説明した構成はあくまで一例であり、本発明は、技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。また、それぞれの実施例で説明した構成は、互いに矛盾しない限り、組み合わせて用いてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
ＳＵＢ１……第１基板、ＳＵＢ２……第２基板、ＩＯＬ……無機膜、ＢＦＬ……バッファ層、ＴＦＴ……薄膜トランジスタ、ＧＴ……ゲート電極、ＧＩ……ゲート絶縁膜、ＡＳ……半導体層、ＣＮ……コンタクト層、ＤＴ……ドレイン電極、ＳＴ……ソース電極、ＴＣＬ……ＴＦＴ回路層、ＰＡＳ……保護膜、ＴＳＢ……仮基板、ＳＴＬ……剥離膜、ＲＧ……反応ガス、ＶＳ……チャンバ、ＰＤＳ……基板台、ＩＮＣ……誘導コイル、ＷＤ……高周波窓、ＲＦＰ……ＲＦ電源、ＤＣＰ……ＤＣ電源、ＰＮＬ……表示装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂基板あるいは樹脂層の上面にＴＦＴ回路層が形成されている画像表示装置であって、
前記樹脂基板あるいは前記樹脂層の前記ＴＦＴ回路層が形成される面に無機膜が形成され、
前記無機膜の応力が、前記基板のガラス転移点（Ｔｇ）において、−３００ＭＰａ以上、２００ＭＰａ以下であり、室温において、−４００ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以下であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記無機膜は、シリコン酸窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、金属、半金属、金属酸窒化膜、金属酸化膜、金属窒化膜のうちいずれか１つの膜によって、あるいは、これらのうちの２以上の積層体によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記室温は、２０℃から８０℃の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記無機膜と前記ＴＦＴ回路層との間に、前記無機膜と異なるバッファ層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項５】
画像表示装置は液晶表示装置であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項６】
画像表示装置は有機ＥＬ表示装置であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項７】
樹脂基板あるいは樹脂層の上面にＴＦＴ回路層が形成されている画像表示装置の製造方法にあって、
前記樹脂基板あるいは前記樹脂層の前記ＴＦＴ回路層が形成される面に無機膜を形成する工程を備え、
前記無機膜は、室温から前記樹脂基板あるいは樹脂層のガラス転移点（Ｔｇ）以下の温度で形成し、
前記ＴＦＴ回路層は、前記樹脂基板のガラス転移点（Ｔｇ）以上の温度で形成することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記無機膜は、シリコン酸窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、金属、半金属、金属酸窒化膜、金属酸化膜、金属窒化膜のうちいずれか１つの膜によって、あるいは、これらのうちの２以上の積層体によって形成されていることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記無機膜は、ＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法うちいずれか１つの方法によって、あるいは、これらのうちの２以上の方法によって形成することを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記室温は、２０℃から８０℃の範囲内であることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項１１】
画像表示装置は液晶表示装置であることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項１２】
画像表示装置は有機ＥＬ表示装置であることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項１】
樹脂基板あるいは樹脂層の上面にＴＦＴ回路層が形成されている画像表示装置であって、
前記樹脂基板あるいは前記樹脂層の前記ＴＦＴ回路層が形成される面に無機膜が形成され、
前記無機膜の応力が、前記基板のガラス転移点（Ｔｇ）において、−３００ＭＰａ以上、２００ＭＰａ以下であり、室温において、−４００ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以下であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記無機膜は、シリコン酸窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、金属、半金属、金属酸窒化膜、金属酸化膜、金属窒化膜のうちいずれか１つの膜によって、あるいは、これらのうちの２以上の積層体によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記室温は、２０℃から８０℃の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記無機膜と前記ＴＦＴ回路層との間に、前記無機膜と異なるバッファ層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項５】
画像表示装置は液晶表示装置であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項６】
画像表示装置は有機ＥＬ表示装置であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項７】
樹脂基板あるいは樹脂層の上面にＴＦＴ回路層が形成されている画像表示装置の製造方法にあって、
前記樹脂基板あるいは前記樹脂層の前記ＴＦＴ回路層が形成される面に無機膜を形成する工程を備え、
前記無機膜は、室温から前記樹脂基板あるいは樹脂層のガラス転移点（Ｔｇ）以下の温度で形成し、
前記ＴＦＴ回路層は、前記樹脂基板のガラス転移点（Ｔｇ）以上の温度で形成することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記無機膜は、シリコン酸窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、金属、半金属、金属酸窒化膜、金属酸化膜、金属窒化膜のうちいずれか１つの膜によって、あるいは、これらのうちの２以上の積層体によって形成されていることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記無機膜は、ＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法うちいずれか１つの方法によって、あるいは、これらのうちの２以上の方法によって形成することを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記室温は、２０℃から８０℃の範囲内であることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項１１】
画像表示装置は液晶表示装置であることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項１２】
画像表示装置は有機ＥＬ表示装置であることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置の製造方法。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１１−９９９２０（Ｐ２０１１−９９９２０Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５３２０５（Ｐ２００９−２５３２０５）
【出願日】平成２１年１１月４日（２００９．１１．４）
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【出願人】（５０６０８７８１９）パナソニック液晶ディスプレイ株式会社 (443)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月４日（２００９．１１．４）
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【出願人】（５０６０８７８１９）パナソニック液晶ディスプレイ株式会社 (443)
【Ｆターム（参考）】
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