表示装置用基板
【課題】軽量、薄型化が容易であって、しかも耐熱性に優れた表示装置用基板を提供することを目的とする。
【解決手段】 この表示装置用基板２００は、無機層状物質を主体とする主基板２０２と、この主基板上に配置される不純物阻止層２０３と、この不純物阻止層２０３上に配置される半導体層２１２と、を備えたことを特徴とする。
【解決手段】 この表示装置用基板２００は、無機層状物質を主体とする主基板２０２と、この主基板上に配置される不純物阻止層２０３と、この不純物阻止層２０３上に配置される半導体層２１２と、を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置等の平面表示装置に適用される表示装置用基板に係り、特に半導体層を備えた表示装置用基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に代表される平面表示装置は、携帯電話等の通信機器から車載用ナビゲーションシステム、ＡＶ機器まで幅広く用いられるようになってきた。
【０００３】
一般に、液晶表示装置では、無アルカリガラス等のガラス基板が使用されており、最近では、より軽量、薄型化を達成するため、例えば最終の板厚は０．３ｍｍ厚程度に薄型化されている。
【０００４】
しかしながら、耐衝撃性、更には可とう性という点においては、依然としてプラスチック基板の要求は高い。
【０００５】
例えば特許文献１には、従来のプラスチック基板のガスバリア性不足を、無機層状化合物及びポリマーを含むガスバリア層を積層した基板を用いることで解決する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２６８０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された基板は、依然として耐熱性の問題等から、半導体素子を有するアクティブマトリクス型の表示装置、特に多結晶シリコンを半導体素子に用いた表示装置に適用されるには至っていない。
【０００７】
そこで、この発明は、軽量、薄型化が容易であって、しかも耐熱性に優れた表示装置用基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の様態による表示装置用基板は、
無機層状物質を主体とする基板と、
この基板上に配置される不純物阻止層と、
この不純物阻止層上に配置される半導体層と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、軽量、薄型化が容易であって、しかも耐熱性に優れた表示装置用基板が得られ、例えば有機ＥＬ表示装置等の平面表示ディスプレイに最適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態に係る表示装置用基板について、これが用いられた表示装置を例にとり詳細に説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１及び図２に示すように、第１実施形態に係る表示装置すなわち液晶表示装置１は、透過型の液晶パネル１００と、この液晶パネル１００に駆動信号を供給する駆動回路基板５００と、液晶パネル１００を裏面側から照明するバックライトユニット８００と、を備えて構成されている。液晶パネル１００と駆動回路基板５００とは、フレキシブル配線基板９５０を介して電気的に接続される。フレキシブル配線基板９５０は、異方性導電膜（ＡＣＦ）９５１などによって液晶パネル１００及び駆動回路基板５００に電気的に接続されている。
【００１２】
液晶パネル１００は、マトリクス状に配置された複数の表示画素部ＰＸを備えた有効表示領域１０２を有している。この液晶パネル１００は、アレイ基板２００と、対向基板４００と、アレイ基板２００と対向基板４００との間にそれぞれ配向膜２１９及び４０５を介して保持された液晶層４１０と、を有している。
【００１３】
アレイ基板２００は、より軽量、薄型化を達成するために、無機層状物質を主体とする主基板２０２と、この主基板２０２上に配置される不純物阻止層２０３とを備えた絶縁基板２０１を含む。
【００１４】
この無機層状物質としては、例えば雲母が好適に使用される。雲母は、成分の相違から白雲母、金雲母、黒雲母、及び人造雲母とに分類されるが、何れであっても構わない。そして、この主基板２０２は、ばらつきのない程度の薄膜であることが望ましく、その厚さは１０μｍ以上０．１ｍｍ以下であり、例えば２５μｍである。
【００１５】
また、不純物阻止層２０３としては、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜が好適に用いられ、この実施形態では５０ｎｍ厚にプラズマＣＶＤ法によって成膜されている。この不純物阻止層２０３の膜厚としては、不純物の阻止の点から１０ｎｍ以上の膜厚であることが望ましく、生産性を考慮すると３００ｎｍ以下の膜厚で十分である。
【００１６】
また、不純物阻止層２０３は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜を含んでも良い。この実施形態では、保護膜として機能する酸化シリコン膜は、窒化シリコン膜上にプラズマＣＶＤ法によって連続して積層され、不純物阻止層２０３を構成している。この保護膜は、例えば不純物阻止層として窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を用いた場合の窒素の拡散の防止、表面平滑性の確保、更には多結晶シリコン膜を結晶成長する際の均一性の確保等の目的に配置される。そして、保護膜の膜厚としては、上記の目的を達成するために、１０ｎｍ〜１０００ｎｍの膜厚とすることが好ましい。
【００１７】
更にこの実施形態では、無機層状物質を主体として構成される主基板２０２の端部での劈開を防止するために、不純物阻止層２０３が主基板２０２の端部まで被覆している。
【００１８】
このような絶縁基板２０１は、約６００℃以上の耐熱性を備え、更には耐薬品性にも優れていることから、半導体層として多結晶シリコン膜等を用いる表示装置用基板に好適である。即ち、多結晶シリコン膜は、エキシマレーザアニール等によって局所的に高エネルギーを照射することで結晶化し、また不純物を安定化させるために６００℃近い温度でアニ−ル処理する必要があるが、この絶縁基板２０１では耐熱性についての問題もない。しかも、主基板２０２が０．１ｍｍ以下の薄膜で構成されるため、フレキシビリティを有し、また軽量に構成することができ、耐衝撃性にも優れた構成とすることができる。
【００１９】
この絶縁基板２０１は、その一方の主面（表面）上にマトリクス状に配置された複数の信号線Ｘ及び複数の走査線Ｙと、信号線Ｘと走査線Ｙとの交点近傍に配置されたスイッチ素子２１１と、スイッチ素子２１１に接続された画素電極２１３と、を備えている。
【００２０】
スイッチ素子２１１は、薄膜トランジスタすなわちＴＦＴによって構成されている。このスイッチ素子２１１は、多結晶シリコン膜すなわちｐ−Ｓｉ膜を半導体層２１２として備えている。この半導体層２１２は、チャネル領域２１２ｃ、及びこのチャネル領域２１２ｃを挟んで配置されたソース領域２１２ｓ及びドレイン領域２１２ｄを備えている。
【００２１】
スイッチ素子２１１のゲート電極２１５は、例えば走査線Ｙと一体的にＭｏＷ（モリブデン−タングステン）合金膜で構成され、走査線Ｙに接続されている。このゲート電極２１５は、半導体層２１２のチャネル領域２１２ｃの真上に位置するとともに、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）膜などから成るゲート絶縁膜２１４上に配置される。
【００２２】
スイッチ素子２１１のソース電極２１６ｓは、例えばＡｌＮｄ（アルミニウム−ネオジウム）合金膜で構成されている。このソース電極２１６ｓは、半導体層２１２のソース領域２１２ｓに接続されているとともに画素電極２１３に接続されている。スイッチ素子２１１のドレイン電極２１６ｄは、例えば信号線Ｘと一体的にＡｌＮｄ（アルミニウム−ネオジウム）合金膜で構成されている。このドレイン電極２１６ｄは、半導体層２１２のドレイン領域２１２ｄに接続されているとともに信号線Ｘに接続されている。
【００２３】
このような構成のスイッチ素子２１１は、ＳｉＯ２等の酸化膜あるいはＳｉＮｘ等の窒化膜からなる層間絶縁膜２１７によって覆われる。また、この層間絶縁膜２１７は、フォトリソグラフィプロセスによって所定パターンに形成されたカラーレジスト層からなるカラーフィルタ層ＣＦによって覆われる。第１実施形態では、層間絶縁膜２１７は、例えば窒化シリコンによって形成されている。カラーフィルタ層ＣＦは、例えば、赤、緑、青にそれぞれ着色されたネガタイプのカラーレジスト層によって形成されている。各色のカラーフィルタ層は、対応する色の表示画素部ＰＸ毎に配置されている。
【００２４】
画素電極２１３は、光透過性を有する導電性部材、例えばＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）やＩＺＯ（インジウム・ジンク・オキサイド）によって形成されている。この画素電極２１３は、カラーフィルタ層ＣＦ上に配置される。配向膜２１９は、すべての画素電極２１３を覆うように有効表示領域１０２全面に配置されている。
【００２５】
対向基板４００も同様に、より軽量、薄型化を達成するために、無機層状物質を主体とする主基板４０２と、この主基板４０２上に配置される不純物阻止層４０３とを備えた絶縁基板４０１を含む。
【００２６】
この無機層状物質としては、例えば雲母が好適に使用される。雲母は、成分の相違から白雲母、金雲母、黒雲母、及び人造雲母とに分類されるが、何れであっても構わない。そして、この主基板４０２は、ばらつきのない程度の薄膜であることが望ましく、その厚さは１０μｍ以上０．１ｍｍ以下であり、例えば２５μｍである。
【００２７】
また、不純物阻止層４０３としては、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜が５０ｎｍ厚にプラズマＣＶＤ法によって堆積されて構成されている。この不純物阻止層４０３は、主基板４０２の端部まで被覆している。
【００２８】
この絶縁基板４０１は、その一方の主面（表面）上に、画素電極２１３に対向して配置された対向電極４０４を備えている。この対向電極４０４は、光透過性を有する導電性部材、例えばＩＴＯによって形成されている。配向膜４０５は、対向電極４０４全体を覆うように有効表示領域１０２全面に配置されている。
【００２９】
有効表示領域１０２内には、アレイ基板２００と対向基板４００との間に所定のギャップを形成するための柱状スペーサ１０４が配置されている。この柱状スペーサ１０４は、一方の基板に固着されている。例えば、柱状スペーサ１０４は、アレイ基板２００上に配置され、樹脂中にカーボンブラック等を含む黒色樹脂によって形成されている。また、有効表示領域１０２の外側には、遮光層２５０が額縁状に配置されている。この遮光層２５０は、遮光性を有する樹脂によって形成され、例えば柱状スペーサ１０４と同様の黒色樹脂によって形成されている。アレイ基板２００及び対向基板４００は、柱状スペーサ１０４によって所定のギャップ、例えば４μｍのギャップを形成した状態で、シール材１０６によって貼り合せられている。
【００３０】
有効表示領域１０２の周辺領域には、アレイ基板２００に一体的に構成された駆動回路部１１０が配置されている。そして、駆動回路部１１０は、走査線駆動回路２５１及び信号線駆動回路２６１を備えている。走査線駆動回路２５１は、走査線Ｙの一端に接続され、対応する走査線Ｙに走査パルスを供給する。信号線駆動回路２６１は、信号線Ｘの一端に接続され、対応する信号線Ｘに映像信号を供給する。これら走査線駆動回路２５１及び信号線駆動回路２６１は、有効表示領域１０２内のスイッチ素子２１１と同様に多結晶シリコン膜を含む薄膜トランジスタによって構成されている。
【００３１】
また、液晶パネル１００は、アレイ基板２００の外面及び対向基板４００の外面にそれぞれ配置された一対の偏光板２２０及び４０７を備えている。これらの偏光板２２０及び４０７の偏光方向は、それぞれ液晶層４１０の特性に合わせて設定される。すなわち、偏光板２２０は、アレイ基板２００を構成する絶縁基板２０１の他方の主面（裏面）上に、接着剤２２１によって貼り付けられている。また、偏光板４０７は、対向基板４００を構成する絶縁基板４０１の他方の主面（裏面）上に、接着剤４０６によって貼り付けられている。
【００３２】
これらの偏光板２２０及び４０７は、フレキシブル性を有した樹脂によって形成されている。また、偏光板２２０及び４０７は、それぞれ絶縁基板の端部まで十分に延在されている。すなわち、偏光板２２０は、アレイ基板２００と同等かそれ以上の寸法を有しているとともに、偏光板４０７も、対向基板４００と同等かそれ以上の寸法を有している。この第１実施形態では、絶縁基板端部と偏光板端部とを一致させたが、偏光板端部が絶縁基板端部よりも延在し、絶縁基板角部を被覆するように構成しても構わない。また、これらの偏光板２２０及び４０７は、各絶縁基板２０１及び４０１の厚さよりも厚く、例えば０．３ｍｍの厚さを有している。
【００３３】
このように、液晶パネル１００の薄型化を達成するために、各絶縁基板２０１及び４０１を極めて薄い厚さ、例えば０．１ｍｍ以下とした場合であっても、上述した偏光板２２０及び４０７を設けることによって各絶縁基板２０１及び４０１を補強することが可能となる。これにより、液晶パネル１００に折り曲げるような応力が加わった場合であっても、絶縁基板２０１及び４０１の損傷を効果的に防止することが可能となり、破損しにくくフレキシブル性を持たせた液晶表示装置を提供することができる。また、特に偏光板を絶縁基板の端部まで十分に延在させたことで、絶縁基板の割れ、欠け等を極端に低減することが可能となる。
【００３４】
この第１実施形態の液晶表示装置によれば、アレイ基板及び対向基板を構成する各絶縁基板を極めて薄くすることができるため、液晶パネルの薄型化を達成することができる。また、このように各絶縁基板を極めて薄くした場合であっても、各絶縁基板よりも厚い偏光板を設けることとあいまって、折り曲げても破損することのないフレキシブル性を持たせた液晶表示装置を提供することが可能となる。
【００３５】
更に、絶縁基板は、その主面に不純物阻止層を含むため、主基板からのカリウム（Ｋ）等の不純物の多結晶シリコン膜、特にチャネル領域内への侵入、あるいは液晶材料内への混入を効果的に防止することかでき、優れた信頼性を維持することができる。
【００３６】
また、アレイ基板に駆動回路の一部を一体的に構成しているため、外部の回路との接続個所を、駆動回路が配置されない場合は信号線数、例えば１０２４×３箇所の接続個所が必要であるのに対して、この実施形態では４８箇所で済む。しかも、従来では最低限直交する２辺に接続個所が設けられるのに対して、この４８箇所の接続個所は液晶パネルの一長辺側の一部のみに配置されることとなる。
【００３７】
これにより、液晶パネルと駆動回路基板とを接続するフレキシブル配線基板の接続面積を縮小することが可能であることは勿論のこと、液晶表示装置を折り曲げてもフレキシブル配線基板のはがれや断線を防止することができる。
【００３８】
さらに、アレイ基板と対向基板との間のギャップは、アレイ基板に一体の柱状スペーサによって形成されている。これにより、液晶表示装置を折り曲げた場合であってもスペーサの移動を防止することができ、スペーサの移動に伴う表示不良の発生を防止することができる。また、柱状スペーサは、設計値通りの所望の密度で配置することが可能となるため、折り曲げに対してもギャップが大きく変動することはなく、均一な表示品位が確保できる。
【００３９】
したがって、表示装置を湾曲させて用いる等、汎用性に富んだ信頼性の高い表示装置を提供することが可能となる。
【００４０】
ところで、絶縁基板の劈開をより効果的に防止するためには、液晶表示装置の絶縁基板の端面に、液晶材料を封止する際に用いる封止材を保護材２０４及び４０８として塗布し被覆することができる。
【００４１】
なお、アレイ基板２００及び対向基板４００を構成する絶縁基板２０１及び４０１の少なくとも一方が無機層状物質を主体とする主基板を備えていれば良く、これにより、液晶パネルの薄型化を達成することができる。
【００４２】
（第２実施形態）
図１及び図３に示すように、第２実施形態に係る表示装置すなわち液晶表示装置１は、反射型の液晶パネル１００と、この液晶パネル１００に駆動信号を供給する駆動回路基板５００と、を備えて構成されている。場合によっては、反射型液晶パネル１００の表示面側にフロントライトとして面光源部を配置しても良い。なお、上述した第１実施形態と同一の構成要素については、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４３】
アレイ基板２００及び対向基板４００を構成する光透過性の各絶縁基板２０１及び４０１は、第１実施形態と同様に構成されている。
【００４４】
画素電極２１３は、光反射性を有する導電性部材、例えばアルミニウムによって形成されている。この画素電極（反射電極）２１３は、樹脂層２１８上に配置される。画素電極２１３は、その表面すなわち対向基板４００に対向する面にランダムな微細凹凸を有している。
【００４５】
すなわち、画素電極２１３の下地となる樹脂層２１８は、スイッチ素子２１１上に積層された層間絶縁膜２１７の上に形成され、その表面に凹凸パターンを有している。画素電極２１３は、この樹脂層２１８上に配置されることにより、樹脂層２１８の凹凸パターンに倣った凹凸を有するように形成される。これにより、対向基板４００側から入射した光を散乱して反射することができ、視野角を拡大することができる。
【００４６】
対向基板４００は、絶縁基板４０１の一方の主面（表面）上に配置されたカラーフィルタ層ＣＦを備えている。カラーフィルタ層ＣＦは、例えば、赤、緑、青にそれぞれ着色されたカラーレジスト層によって形成されている。各色のカラーフィルタ層ＣＦは、対応する色の表示画素部ＰＸ毎に配置されている。
【００４７】
対向電極４０４は、画素電極２１３に対向してカラーフィルタ層ＣＦ上に配置されている。この対向電極４０４は、光透過性を有する導電性部材、例えばＩＴＯによって形成されている。配向膜４０５は、対向電極４０４全体を覆うように有効表示領域１０２全面に配置されている。
【００４８】
この液晶パネル１００は、対向基板４００の外面に配置された偏光板４０７を備えている。この偏光板４０７の偏光方向は、液晶層４１０の特性に合わせて設定される。すなわち、偏光板４０７は、対向基板４００を構成する絶縁基板４０１の他方の主面（裏面）上に、接着剤４０６によって接着されている。偏光板４０７は、上述した第１実施形態と同様に構成される。
【００４９】
一方、この液晶パネル１００は、アレイ基板２００の外面に配置された補強板２４０を備えている。すなわち、補強板２４０は、アレイ基板２００を構成する絶縁基板２０１の他方の主面（裏面）上に、接着剤２４１によって接着されている。この補強板２４０は、樹脂、例えばポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）によって形成されている。
【００５０】
これらの補強板２４０及び偏光板４０７は、フレキシブル性を有した樹脂によって形成されている。また、補強板２４０及び偏光板４０７は、それぞれ絶縁基板の端部まで十分に延在されている。すなわち、補強板２４０は、アレイ基板２００と同等かそれ以上の外形寸法を有しているとともに、偏光板４０７も、対向基板４００と同等かそれ以上の外形寸法を有している。また、補強板２４０及び偏光板４０７は、各絶縁基板２０１及び４０１の厚さよりも厚い厚さ、例えば０．３ｍｍの厚さを有している。
【００５１】
このように、液晶パネル１００の薄型化を達成するために、各絶縁基板２０１及び４０１を極めて薄い厚さ、例えば０．１ｍｍ以下とした場合であっても、実施形態１と同様に、補強板２４０及び偏光板４０７を設けることとあいまって各絶縁基板２０１及び４０１を補強することが可能となる。したがって、液晶パネル１００に折り曲げるような応力が加わった場合であっても、絶縁基板２０１及び４０１の割れを防止することが可能となり、破損しにくくフレキシブル性を持たせた液晶表示装置を提供できる。また、特に補強板及び偏光板を絶縁基板の端部まで十分に延在させたことで、絶縁基板の割れ、欠け等を極端に低減することが可能となる。
【００５２】
上述した第１及び第２実施形態では、表示装置として光透過型、反射型液晶表示装置を例に説明したが、この発明は、各画素部に光透過部と光反射部とがそれぞれ設けられた半透過型液晶表示装置にも適用可能であることは言うまでもない。また、この発明は、他の表示装置として、自己発光素子を備えた自己発光型表示装置にも適用可能である。以下に説明する第３実施形態では、この発明に適用可能な自己発光型表示装置として、例えば有機エレクトロルミネッセンス表示装置（ＯＥＬＤ）に適用した例について説明する。
【００５３】
（第３実施形態）
第３実施形態に係る表示装置すなわちＯＥＬＤは、図４に示すように、画像を表示する有効表示領域１０２を有するアレイ基板ＡＳと、アレイ基板ＡＳの少なくとも有効表示領域１０２を密封する封止体ＳＢとを備えて構成される。有効表示領域１０２は、マトリクス状に配置された複数の表示画素部ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって構成される。
【００５４】
各表示画素部ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、対応するオン画素への映像信号を保持する機能を有する画素スイッチＳＷと、画素スイッチＳＷを介して供給される映像信号に基づき表示素子へ対応する駆動電流を供給する駆動トランジスタＴＲと、駆動トランジスタＴＲのゲート−ソース間電位を所定期間保持する蓄積容量素子ＳＣとを備えている。これら画素スイッチＳＷ及び駆動トランジスタＴＲは、例えば薄膜トランジスタにより構成され、ここでは、多結晶シリコン膜すなわちｐ−Ｓｉ膜を半導体層２１２として備えている。また、各表示画素部ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、表示素子としての有機ＥＬ素子ＬＤ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をそれぞれ備えている。すなわち、赤色画素ＰＸＲは、赤色に発光する有機ＥＬ素子ＬＤＲを備えている。緑色画素ＰＸＧは、緑色に発光する有機ＥＬ素子ＬＤＧを備えている。青色画素ＰＸＢは、青色に発光する有機ＥＬ素子ＬＤＢを備えている。
【００５５】
各種有機ＥＬ素子ＬＤ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、基本的に同一であって、有機ＥＬ素子ＬＤは、マトリクス状に配置され表示画素部ＰＸ毎に独立島状に形成された第１電極ＦＥと、第１電極ＦＥに対向して配置され全表示画素部ＰＸに共通に形成された第２電極ＳＥと、これら第１電極ＦＥと第２電極ＳＥとの間に保持された有機活性層ＯＡと、によって構成される。
【００５６】
アレイ基板ＡＳは、表示画素部ＰＸの行方向（すなわち図４のＹ方向）に沿って配置された複数の走査線Ｙと、走査線Ｙと略直交する方向（すなわち図４のＸ方向）に沿って配置された複数の信号線Ｘと、有機ＥＬ素子ＬＤの第１電極ＦＥ側に電源を供給するための電源供給線Ｐと、を備えている。
【００５７】
電源供給線Ｐは、有効表示領域１０２の周囲に配置された図示しない第１電極電源線に接続されている。有機ＥＬ素子ＬＤの第２電極ＳＥ側は、有効表示領域１０２の周囲に配置されコモン電位ここでは接地電位を供給する図示しない第２電極電源線に接続されている。
【００５８】
また、アレイ基板ＡＳは、有効表示領域１０２の周辺の駆動回路部１１０に、走査線Ｙに走査パルスを供給する走査線駆動回路２５１と、信号線Ｘに映像信号を供給する信号線駆動回路２６１と、を備えている。すべての走査線Ｙは、走査線駆動回路２５１に接続されている。また、すべての信号線Ｘは、信号線駆動回路２６１に接続されている。
【００５９】
画素スイッチＳＷは、ここでは走査線Ｙと信号線Ｘとの交差部近傍に配置されている。画素スイッチＳＷのゲート電極は走査線Ｙに接続され、ソース電極は信号線Ｘに接続され、ドレイン電極は蓄積容量素子ＳＣを構成する一方の電極及び駆動トランジスタＴＲのゲート電極に接続されている。駆動トランジスタＴＲのソース電極は蓄積容量素子ＳＣを構成する他方の電極及び電源供給線Ｐに接続され、ドレイン電極は有機ＥＬ素子ＬＤの第１電極ＦＥに接続されている。
【００６０】
図５乃至図７に示すように、アレイ基板ＡＳは、配線基板１２０上に配置された有機ＥＬ素子ＬＤを備えている。なお、配線基板１２０は、第１及び第２実施形態と同様に、より軽量、薄型化を達成するために、無機層状物質を主体とする主基板２０２と、この主基板２０２上に配置される不純物阻止層２０３とを備えた絶縁基板２０１を含んでいる。つまり、主基板２０２は、無機層状物質として雲母を主体として構成され、その厚さは、例えば２５μｍである。また、不純物阻止層２０３は、プラズマＣＶＤ法によって成膜された窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜で構成され、その厚さは、例えば５０ｎｍである。また、不純物阻止層２０３は、窒化シリコン膜上に、連続したプラズマＣＶＤ法によって積層された保護膜としての酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜を含み、その厚さは、例えば１００ｎｍである。さらに、この実施形態では、無機層状物質を主体として構成される主基板２０２の端部での劈開を防止するために、不純物阻止層２０３が主基板２０２の端部まで被覆している。
【００６１】
この配線基板１２０は、絶縁基板２０１上に、画素スイッチ、駆動トランジスタＴＲ、蓄積容量素子、走査線駆動回路、信号線駆動回路、各種配線（走査線、信号線、電源供給線等）などのほかに、さらに、ゲート絶縁膜２１４、層間絶縁膜２１７、樹脂層２１８などを備えて構成されたものとする。
【００６２】
有機ＥＬ素子ＬＤを構成する第１電極ＦＥは、配線基板１２０表面の絶縁膜上に配置される。この第１電極ＦＥは、ここではＩＴＯやＩＺＯなどの光透過性導電部材によって形成され、陽極として機能する。
【００６３】
有機活性層ＯＡは、少なくとも発光機能を有する有機化合物を含み、各色共通に形成されるホールバッファ層、エレクトロンバッファ層、及び各色毎に形成される有機発光層の３層積層で構成されても良く、機能的に複合された２層または単層で構成されても良い。例えば、ホールバッファ層は、陽極および有機発光層間に配置され、芳香族アミン誘導体やポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体などの薄膜によって形成される。有機発光層は、赤、緑、または青に発光する発光機能を有する有機化合物によって形成される。この有機発光層は、例えば高分子系の発光材料を採用する場合には、ＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレン）やポリフルオレン誘導体またはその前駆体などの薄膜により構成される。
【００６４】
第２電極ＳＥは、有機活性層ＯＡ上に各有機ＥＬ素子ＬＤに共通に配置される。この第２電極ＳＥは、例えばＣａ（カルシウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｂａ（バリウム）、Ａｇ（銀）などの電子注入機能を有する金属膜によって形成され、陰極として機能している。
【００６５】
また、アレイ基板ＡＳは、有効表示領域１０２において、各表示画素部ＲＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を分離する隔壁ＢＨを備えている。隔壁ＢＨは、第１電極ＦＥの周縁に沿って格子状に配置されている。
【００６６】
このように構成された有機ＥＬ素子ＬＤでは、第１電極ＦＥと第２電極ＳＥとの間に挟持された有機活性層ＯＡに電子及びホールを注入し、これらを再結合させることにより励起子を生成し、この励起子の失活時に生じる所定波長の光放出により発光する。図５に示した第１構造例及び図６に示した第２構造例では、このＥＬ発光は、アレイ基板ＡＳの下面側すなわち第１電極ＦＥ側から出射される。これにより、表示画像が形成される。
【００６７】
ところで、ＯＥＬＤは、配線基板１２０の主面のうちの少なくとも有効表示領域１０２を覆うように配置された封止体ＳＢを備えている。この封止体ＳＢは、図５に示した第１構造例では、ガラス基板であっても良いし、アレイ基板ＡＳの絶縁基板２０１と同様に構成されても良い。この封止体ＳＢは、少なくとも有効表示領域１０２を囲むように塗布されたシール材によってアレイ基板ＡＳに貼り合わせられている。アレイ基板ＡＳに設けられた有機ＥＬ素子ＬＤと封止体ＳＢとの間の密閉空間には、窒素ガスなどの不活性ガスが充填されている。
【００６８】
また、封止体ＳＢは、図６に示した第２構造例では、少なくとも２層の薄膜と、これらの薄膜を外気から遮蔽するよう被覆する複数の遮蔽層と、を積層した多層膜によって構成することもできる。薄膜は、例えばアクリル系樹脂などの防湿性を有する樹脂材料により形成される。遮蔽層は、例えば、アルミニウムやチタンなどの金属材料、または、アルミナなどのセラミック系材料により形成される。このような構成とすることで、フレキシブルディスプレイを構成することができる。
【００６９】
このような構成のＯＬＥＤにおいて、アレイ基板ＡＳを構成する絶縁基板２０１は、０．１ｍｍ以下の厚さを有している。一方、図６に示した第２構造例では、封止体ＳＢを構成する多層膜は、十分な密閉性を維持しつつフレキシブル性を有した厚さに形成されている。
【００７０】
また、このＯＬＥＤは、絶縁基板２０１の外面に偏光板ＰＬを備えている。この偏光板ＰＬは、絶縁基板２０１に外部光源の像など観察側の不所望な像が映ることを防止するものである。このため、絶縁基板２０１に形成された表示画像と不所望な像との重なりを防止でき、表示品位の劣化が抑制される。この偏光板ＰＬは、上述した各実施形態と同様に、フレキシブル性を有した樹脂によって形成されている。
【００７１】
また、偏光板ＰＬは、絶縁基板２０１の端部まで十分に延在されている。すなわち、この偏光板ＰＬは、絶縁基板２０１と同等かそれ以上の外形寸法を有している。
【００７２】
このように、ＯＥＬＤの薄型化を達成するために、絶縁基板２０１を極めて薄い厚さ、例えば０．１ｍｍ程度とした場合であっても、上述した偏光板ＰＬを設けることによって絶縁基板２０１を補強することが可能となる。場合によっては、補強板を設けることによって封止体ＳＢを補強することも可能となる。これにより、ＯＥＬＤに折り曲げるような応力が加わった場合であっても、絶縁基板２０１の割れを防止することが可能となり、破損しにくくフレキシブル性を持たせた有機ＥＬ表示装置を提供することができる。また、特に偏光板ＰＬを絶縁基板２０１の端部まで十分に延在させたことで、絶縁基板２０１の割れ、欠け等を極端に低減することが可能となる。
【００７３】
したがって、表示装置を湾曲させて用いる等、汎用性に富んだ信頼性の高い表示装置を提供することが可能となる。
【００７４】
上述した第３実施形態では、第１構造例及び第２構造例において、いずれもアレイ基板ＡＳの下面側からＥＬ発光が出射されるいわゆる下面発光型のＯＥＬＤを例に説明したが、これらの例に限らない。この第３実施形態は、例えば、図７に示す第３構造例のように、第１電極ＦＥを光反射性の材料で構成する、あるいは第1電極ＦＥ下側に光反射性の層を設け、また第２電極ＳＥをＩＴＯ等の透明電極で構成する、あるいは薄膜金属層により光透過性を有するように構成することで、アレイ基板ＡＳの表面側からＥＬ発光が出射されるいわゆる上面発光型のＯＥＬＤに適用しても良い。このような上面発光型ＯＥＬＤの場合、下面発光型と比較して開口率を増大させることができ、発光輝度を向上させることができる。また、上面発光とすることでアレイ基板ＡＳの偏光成分や波長分散、また光透過性能は無視することができる。この場合は、例えば封止体ＳＢ上に、平坦化を兼ねた保護膜ＰＦ、さらに偏光板ＰＬが配置される。また、アレイ基板ＡＳの裏面側には、偏光板に代えて補強板ＲＰが配置される構成となり、この補強板ＲＰの構成は、先の実施形態と同様である。このような構造例においても、上述した構造例と同様の効果が得られる。
【００７５】
以上説明したように、第１実施形態（図２）及び第２実施形態（図３）のような一対の基板間に液晶層を保持する構成の表示装置においては、少なくとも一方の基板が無機層状物質を主体とする絶縁基板によって構成されている。また、第３実施形態のような有機ＥＬ素子を備えた表示装置においては、少なくともアレイ基板が無機層状物質を主体とする絶縁基板によって構成されている。このような無機層状物質を主体とする絶縁基板は、多結晶シリコン膜を形成する過程などの極めて高い温度での処理に対応可能なほどの十分な耐熱性を有しており、しかも、極めて薄い厚さに形成することができる。したがって、基板の厚さを薄くすることができ、大型の表示装置であっても薄型及び軽量化が可能となり、さらにはフレキシブル性を有する表示装置を実現可能である。
【００７６】
また、このような薄型の絶縁基板を採用するにあたり、絶縁基板の外面にフレキシブル性を有する偏光板あるいは補強板を備えている。これにより、薄型化及び高耐久性を兼ね備えた湾曲可能な表示装置を提供することができる。
【００７７】
夫々の絶縁基板の厚さは、０．１５ｍｍ以下、望ましくは０．１ｍｍ以下とすることにより、構成される表示装置を湾曲可能とすることができる。また、このような厚さの絶縁基板を備えたことにより、表示装置は、２００ｍｍ以下の曲率半径で湾曲可能となる。
【００７８】
偏光板の厚さは、絶縁基板の厚さよりも厚いことが不可欠であるが、表示装置の薄型化を阻害しない程度の厚さ以下とすることが望ましく、例えば０．５ｍｍ以下に設定される。
【００７９】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る液晶表示装置に適用可能な透過型液晶パネルの構造例を概略的に示す断面図である。
【図３】図３は、第２実施形態に係る液晶表示装置に適用可能な反射型液晶パネルの構造例を概略的に示す断面図である。
【図４】図４は、この発明の一実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図５】図５は、第３実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の第１構造例を概略的に示す断面図である。
【図６】図６は、第３実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の第２構造例を概略的に示す断面図である。
【図７】図７は、第３実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の第３構造例を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
２０１…絶縁基板、２０２…主基板、２０３…不純物阻止層、２１２…半導体層、４０１…絶縁基板、４０２…主基板、４０３…不純物阻止層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置等の平面表示装置に適用される表示装置用基板に係り、特に半導体層を備えた表示装置用基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に代表される平面表示装置は、携帯電話等の通信機器から車載用ナビゲーションシステム、ＡＶ機器まで幅広く用いられるようになってきた。
【０００３】
一般に、液晶表示装置では、無アルカリガラス等のガラス基板が使用されており、最近では、より軽量、薄型化を達成するため、例えば最終の板厚は０．３ｍｍ厚程度に薄型化されている。
【０００４】
しかしながら、耐衝撃性、更には可とう性という点においては、依然としてプラスチック基板の要求は高い。
【０００５】
例えば特許文献１には、従来のプラスチック基板のガスバリア性不足を、無機層状化合物及びポリマーを含むガスバリア層を積層した基板を用いることで解決する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２６８０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された基板は、依然として耐熱性の問題等から、半導体素子を有するアクティブマトリクス型の表示装置、特に多結晶シリコンを半導体素子に用いた表示装置に適用されるには至っていない。
【０００７】
そこで、この発明は、軽量、薄型化が容易であって、しかも耐熱性に優れた表示装置用基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の様態による表示装置用基板は、
無機層状物質を主体とする基板と、
この基板上に配置される不純物阻止層と、
この不純物阻止層上に配置される半導体層と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、軽量、薄型化が容易であって、しかも耐熱性に優れた表示装置用基板が得られ、例えば有機ＥＬ表示装置等の平面表示ディスプレイに最適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態に係る表示装置用基板について、これが用いられた表示装置を例にとり詳細に説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１及び図２に示すように、第１実施形態に係る表示装置すなわち液晶表示装置１は、透過型の液晶パネル１００と、この液晶パネル１００に駆動信号を供給する駆動回路基板５００と、液晶パネル１００を裏面側から照明するバックライトユニット８００と、を備えて構成されている。液晶パネル１００と駆動回路基板５００とは、フレキシブル配線基板９５０を介して電気的に接続される。フレキシブル配線基板９５０は、異方性導電膜（ＡＣＦ）９５１などによって液晶パネル１００及び駆動回路基板５００に電気的に接続されている。
【００１２】
液晶パネル１００は、マトリクス状に配置された複数の表示画素部ＰＸを備えた有効表示領域１０２を有している。この液晶パネル１００は、アレイ基板２００と、対向基板４００と、アレイ基板２００と対向基板４００との間にそれぞれ配向膜２１９及び４０５を介して保持された液晶層４１０と、を有している。
【００１３】
アレイ基板２００は、より軽量、薄型化を達成するために、無機層状物質を主体とする主基板２０２と、この主基板２０２上に配置される不純物阻止層２０３とを備えた絶縁基板２０１を含む。
【００１４】
この無機層状物質としては、例えば雲母が好適に使用される。雲母は、成分の相違から白雲母、金雲母、黒雲母、及び人造雲母とに分類されるが、何れであっても構わない。そして、この主基板２０２は、ばらつきのない程度の薄膜であることが望ましく、その厚さは１０μｍ以上０．１ｍｍ以下であり、例えば２５μｍである。
【００１５】
また、不純物阻止層２０３としては、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜が好適に用いられ、この実施形態では５０ｎｍ厚にプラズマＣＶＤ法によって成膜されている。この不純物阻止層２０３の膜厚としては、不純物の阻止の点から１０ｎｍ以上の膜厚であることが望ましく、生産性を考慮すると３００ｎｍ以下の膜厚で十分である。
【００１６】
また、不純物阻止層２０３は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜を含んでも良い。この実施形態では、保護膜として機能する酸化シリコン膜は、窒化シリコン膜上にプラズマＣＶＤ法によって連続して積層され、不純物阻止層２０３を構成している。この保護膜は、例えば不純物阻止層として窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を用いた場合の窒素の拡散の防止、表面平滑性の確保、更には多結晶シリコン膜を結晶成長する際の均一性の確保等の目的に配置される。そして、保護膜の膜厚としては、上記の目的を達成するために、１０ｎｍ〜１０００ｎｍの膜厚とすることが好ましい。
【００１７】
更にこの実施形態では、無機層状物質を主体として構成される主基板２０２の端部での劈開を防止するために、不純物阻止層２０３が主基板２０２の端部まで被覆している。
【００１８】
このような絶縁基板２０１は、約６００℃以上の耐熱性を備え、更には耐薬品性にも優れていることから、半導体層として多結晶シリコン膜等を用いる表示装置用基板に好適である。即ち、多結晶シリコン膜は、エキシマレーザアニール等によって局所的に高エネルギーを照射することで結晶化し、また不純物を安定化させるために６００℃近い温度でアニ−ル処理する必要があるが、この絶縁基板２０１では耐熱性についての問題もない。しかも、主基板２０２が０．１ｍｍ以下の薄膜で構成されるため、フレキシビリティを有し、また軽量に構成することができ、耐衝撃性にも優れた構成とすることができる。
【００１９】
この絶縁基板２０１は、その一方の主面（表面）上にマトリクス状に配置された複数の信号線Ｘ及び複数の走査線Ｙと、信号線Ｘと走査線Ｙとの交点近傍に配置されたスイッチ素子２１１と、スイッチ素子２１１に接続された画素電極２１３と、を備えている。
【００２０】
スイッチ素子２１１は、薄膜トランジスタすなわちＴＦＴによって構成されている。このスイッチ素子２１１は、多結晶シリコン膜すなわちｐ−Ｓｉ膜を半導体層２１２として備えている。この半導体層２１２は、チャネル領域２１２ｃ、及びこのチャネル領域２１２ｃを挟んで配置されたソース領域２１２ｓ及びドレイン領域２１２ｄを備えている。
【００２１】
スイッチ素子２１１のゲート電極２１５は、例えば走査線Ｙと一体的にＭｏＷ（モリブデン−タングステン）合金膜で構成され、走査線Ｙに接続されている。このゲート電極２１５は、半導体層２１２のチャネル領域２１２ｃの真上に位置するとともに、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）膜などから成るゲート絶縁膜２１４上に配置される。
【００２２】
スイッチ素子２１１のソース電極２１６ｓは、例えばＡｌＮｄ（アルミニウム−ネオジウム）合金膜で構成されている。このソース電極２１６ｓは、半導体層２１２のソース領域２１２ｓに接続されているとともに画素電極２１３に接続されている。スイッチ素子２１１のドレイン電極２１６ｄは、例えば信号線Ｘと一体的にＡｌＮｄ（アルミニウム−ネオジウム）合金膜で構成されている。このドレイン電極２１６ｄは、半導体層２１２のドレイン領域２１２ｄに接続されているとともに信号線Ｘに接続されている。
【００２３】
このような構成のスイッチ素子２１１は、ＳｉＯ２等の酸化膜あるいはＳｉＮｘ等の窒化膜からなる層間絶縁膜２１７によって覆われる。また、この層間絶縁膜２１７は、フォトリソグラフィプロセスによって所定パターンに形成されたカラーレジスト層からなるカラーフィルタ層ＣＦによって覆われる。第１実施形態では、層間絶縁膜２１７は、例えば窒化シリコンによって形成されている。カラーフィルタ層ＣＦは、例えば、赤、緑、青にそれぞれ着色されたネガタイプのカラーレジスト層によって形成されている。各色のカラーフィルタ層は、対応する色の表示画素部ＰＸ毎に配置されている。
【００２４】
画素電極２１３は、光透過性を有する導電性部材、例えばＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）やＩＺＯ（インジウム・ジンク・オキサイド）によって形成されている。この画素電極２１３は、カラーフィルタ層ＣＦ上に配置される。配向膜２１９は、すべての画素電極２１３を覆うように有効表示領域１０２全面に配置されている。
【００２５】
対向基板４００も同様に、より軽量、薄型化を達成するために、無機層状物質を主体とする主基板４０２と、この主基板４０２上に配置される不純物阻止層４０３とを備えた絶縁基板４０１を含む。
【００２６】
この無機層状物質としては、例えば雲母が好適に使用される。雲母は、成分の相違から白雲母、金雲母、黒雲母、及び人造雲母とに分類されるが、何れであっても構わない。そして、この主基板４０２は、ばらつきのない程度の薄膜であることが望ましく、その厚さは１０μｍ以上０．１ｍｍ以下であり、例えば２５μｍである。
【００２７】
また、不純物阻止層４０３としては、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜が５０ｎｍ厚にプラズマＣＶＤ法によって堆積されて構成されている。この不純物阻止層４０３は、主基板４０２の端部まで被覆している。
【００２８】
この絶縁基板４０１は、その一方の主面（表面）上に、画素電極２１３に対向して配置された対向電極４０４を備えている。この対向電極４０４は、光透過性を有する導電性部材、例えばＩＴＯによって形成されている。配向膜４０５は、対向電極４０４全体を覆うように有効表示領域１０２全面に配置されている。
【００２９】
有効表示領域１０２内には、アレイ基板２００と対向基板４００との間に所定のギャップを形成するための柱状スペーサ１０４が配置されている。この柱状スペーサ１０４は、一方の基板に固着されている。例えば、柱状スペーサ１０４は、アレイ基板２００上に配置され、樹脂中にカーボンブラック等を含む黒色樹脂によって形成されている。また、有効表示領域１０２の外側には、遮光層２５０が額縁状に配置されている。この遮光層２５０は、遮光性を有する樹脂によって形成され、例えば柱状スペーサ１０４と同様の黒色樹脂によって形成されている。アレイ基板２００及び対向基板４００は、柱状スペーサ１０４によって所定のギャップ、例えば４μｍのギャップを形成した状態で、シール材１０６によって貼り合せられている。
【００３０】
有効表示領域１０２の周辺領域には、アレイ基板２００に一体的に構成された駆動回路部１１０が配置されている。そして、駆動回路部１１０は、走査線駆動回路２５１及び信号線駆動回路２６１を備えている。走査線駆動回路２５１は、走査線Ｙの一端に接続され、対応する走査線Ｙに走査パルスを供給する。信号線駆動回路２６１は、信号線Ｘの一端に接続され、対応する信号線Ｘに映像信号を供給する。これら走査線駆動回路２５１及び信号線駆動回路２６１は、有効表示領域１０２内のスイッチ素子２１１と同様に多結晶シリコン膜を含む薄膜トランジスタによって構成されている。
【００３１】
また、液晶パネル１００は、アレイ基板２００の外面及び対向基板４００の外面にそれぞれ配置された一対の偏光板２２０及び４０７を備えている。これらの偏光板２２０及び４０７の偏光方向は、それぞれ液晶層４１０の特性に合わせて設定される。すなわち、偏光板２２０は、アレイ基板２００を構成する絶縁基板２０１の他方の主面（裏面）上に、接着剤２２１によって貼り付けられている。また、偏光板４０７は、対向基板４００を構成する絶縁基板４０１の他方の主面（裏面）上に、接着剤４０６によって貼り付けられている。
【００３２】
これらの偏光板２２０及び４０７は、フレキシブル性を有した樹脂によって形成されている。また、偏光板２２０及び４０７は、それぞれ絶縁基板の端部まで十分に延在されている。すなわち、偏光板２２０は、アレイ基板２００と同等かそれ以上の寸法を有しているとともに、偏光板４０７も、対向基板４００と同等かそれ以上の寸法を有している。この第１実施形態では、絶縁基板端部と偏光板端部とを一致させたが、偏光板端部が絶縁基板端部よりも延在し、絶縁基板角部を被覆するように構成しても構わない。また、これらの偏光板２２０及び４０７は、各絶縁基板２０１及び４０１の厚さよりも厚く、例えば０．３ｍｍの厚さを有している。
【００３３】
このように、液晶パネル１００の薄型化を達成するために、各絶縁基板２０１及び４０１を極めて薄い厚さ、例えば０．１ｍｍ以下とした場合であっても、上述した偏光板２２０及び４０７を設けることによって各絶縁基板２０１及び４０１を補強することが可能となる。これにより、液晶パネル１００に折り曲げるような応力が加わった場合であっても、絶縁基板２０１及び４０１の損傷を効果的に防止することが可能となり、破損しにくくフレキシブル性を持たせた液晶表示装置を提供することができる。また、特に偏光板を絶縁基板の端部まで十分に延在させたことで、絶縁基板の割れ、欠け等を極端に低減することが可能となる。
【００３４】
この第１実施形態の液晶表示装置によれば、アレイ基板及び対向基板を構成する各絶縁基板を極めて薄くすることができるため、液晶パネルの薄型化を達成することができる。また、このように各絶縁基板を極めて薄くした場合であっても、各絶縁基板よりも厚い偏光板を設けることとあいまって、折り曲げても破損することのないフレキシブル性を持たせた液晶表示装置を提供することが可能となる。
【００３５】
更に、絶縁基板は、その主面に不純物阻止層を含むため、主基板からのカリウム（Ｋ）等の不純物の多結晶シリコン膜、特にチャネル領域内への侵入、あるいは液晶材料内への混入を効果的に防止することかでき、優れた信頼性を維持することができる。
【００３６】
また、アレイ基板に駆動回路の一部を一体的に構成しているため、外部の回路との接続個所を、駆動回路が配置されない場合は信号線数、例えば１０２４×３箇所の接続個所が必要であるのに対して、この実施形態では４８箇所で済む。しかも、従来では最低限直交する２辺に接続個所が設けられるのに対して、この４８箇所の接続個所は液晶パネルの一長辺側の一部のみに配置されることとなる。
【００３７】
これにより、液晶パネルと駆動回路基板とを接続するフレキシブル配線基板の接続面積を縮小することが可能であることは勿論のこと、液晶表示装置を折り曲げてもフレキシブル配線基板のはがれや断線を防止することができる。
【００３８】
さらに、アレイ基板と対向基板との間のギャップは、アレイ基板に一体の柱状スペーサによって形成されている。これにより、液晶表示装置を折り曲げた場合であってもスペーサの移動を防止することができ、スペーサの移動に伴う表示不良の発生を防止することができる。また、柱状スペーサは、設計値通りの所望の密度で配置することが可能となるため、折り曲げに対してもギャップが大きく変動することはなく、均一な表示品位が確保できる。
【００３９】
したがって、表示装置を湾曲させて用いる等、汎用性に富んだ信頼性の高い表示装置を提供することが可能となる。
【００４０】
ところで、絶縁基板の劈開をより効果的に防止するためには、液晶表示装置の絶縁基板の端面に、液晶材料を封止する際に用いる封止材を保護材２０４及び４０８として塗布し被覆することができる。
【００４１】
なお、アレイ基板２００及び対向基板４００を構成する絶縁基板２０１及び４０１の少なくとも一方が無機層状物質を主体とする主基板を備えていれば良く、これにより、液晶パネルの薄型化を達成することができる。
【００４２】
（第２実施形態）
図１及び図３に示すように、第２実施形態に係る表示装置すなわち液晶表示装置１は、反射型の液晶パネル１００と、この液晶パネル１００に駆動信号を供給する駆動回路基板５００と、を備えて構成されている。場合によっては、反射型液晶パネル１００の表示面側にフロントライトとして面光源部を配置しても良い。なお、上述した第１実施形態と同一の構成要素については、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４３】
アレイ基板２００及び対向基板４００を構成する光透過性の各絶縁基板２０１及び４０１は、第１実施形態と同様に構成されている。
【００４４】
画素電極２１３は、光反射性を有する導電性部材、例えばアルミニウムによって形成されている。この画素電極（反射電極）２１３は、樹脂層２１８上に配置される。画素電極２１３は、その表面すなわち対向基板４００に対向する面にランダムな微細凹凸を有している。
【００４５】
すなわち、画素電極２１３の下地となる樹脂層２１８は、スイッチ素子２１１上に積層された層間絶縁膜２１７の上に形成され、その表面に凹凸パターンを有している。画素電極２１３は、この樹脂層２１８上に配置されることにより、樹脂層２１８の凹凸パターンに倣った凹凸を有するように形成される。これにより、対向基板４００側から入射した光を散乱して反射することができ、視野角を拡大することができる。
【００４６】
対向基板４００は、絶縁基板４０１の一方の主面（表面）上に配置されたカラーフィルタ層ＣＦを備えている。カラーフィルタ層ＣＦは、例えば、赤、緑、青にそれぞれ着色されたカラーレジスト層によって形成されている。各色のカラーフィルタ層ＣＦは、対応する色の表示画素部ＰＸ毎に配置されている。
【００４７】
対向電極４０４は、画素電極２１３に対向してカラーフィルタ層ＣＦ上に配置されている。この対向電極４０４は、光透過性を有する導電性部材、例えばＩＴＯによって形成されている。配向膜４０５は、対向電極４０４全体を覆うように有効表示領域１０２全面に配置されている。
【００４８】
この液晶パネル１００は、対向基板４００の外面に配置された偏光板４０７を備えている。この偏光板４０７の偏光方向は、液晶層４１０の特性に合わせて設定される。すなわち、偏光板４０７は、対向基板４００を構成する絶縁基板４０１の他方の主面（裏面）上に、接着剤４０６によって接着されている。偏光板４０７は、上述した第１実施形態と同様に構成される。
【００４９】
一方、この液晶パネル１００は、アレイ基板２００の外面に配置された補強板２４０を備えている。すなわち、補強板２４０は、アレイ基板２００を構成する絶縁基板２０１の他方の主面（裏面）上に、接着剤２４１によって接着されている。この補強板２４０は、樹脂、例えばポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）によって形成されている。
【００５０】
これらの補強板２４０及び偏光板４０７は、フレキシブル性を有した樹脂によって形成されている。また、補強板２４０及び偏光板４０７は、それぞれ絶縁基板の端部まで十分に延在されている。すなわち、補強板２４０は、アレイ基板２００と同等かそれ以上の外形寸法を有しているとともに、偏光板４０７も、対向基板４００と同等かそれ以上の外形寸法を有している。また、補強板２４０及び偏光板４０７は、各絶縁基板２０１及び４０１の厚さよりも厚い厚さ、例えば０．３ｍｍの厚さを有している。
【００５１】
このように、液晶パネル１００の薄型化を達成するために、各絶縁基板２０１及び４０１を極めて薄い厚さ、例えば０．１ｍｍ以下とした場合であっても、実施形態１と同様に、補強板２４０及び偏光板４０７を設けることとあいまって各絶縁基板２０１及び４０１を補強することが可能となる。したがって、液晶パネル１００に折り曲げるような応力が加わった場合であっても、絶縁基板２０１及び４０１の割れを防止することが可能となり、破損しにくくフレキシブル性を持たせた液晶表示装置を提供できる。また、特に補強板及び偏光板を絶縁基板の端部まで十分に延在させたことで、絶縁基板の割れ、欠け等を極端に低減することが可能となる。
【００５２】
上述した第１及び第２実施形態では、表示装置として光透過型、反射型液晶表示装置を例に説明したが、この発明は、各画素部に光透過部と光反射部とがそれぞれ設けられた半透過型液晶表示装置にも適用可能であることは言うまでもない。また、この発明は、他の表示装置として、自己発光素子を備えた自己発光型表示装置にも適用可能である。以下に説明する第３実施形態では、この発明に適用可能な自己発光型表示装置として、例えば有機エレクトロルミネッセンス表示装置（ＯＥＬＤ）に適用した例について説明する。
【００５３】
（第３実施形態）
第３実施形態に係る表示装置すなわちＯＥＬＤは、図４に示すように、画像を表示する有効表示領域１０２を有するアレイ基板ＡＳと、アレイ基板ＡＳの少なくとも有効表示領域１０２を密封する封止体ＳＢとを備えて構成される。有効表示領域１０２は、マトリクス状に配置された複数の表示画素部ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって構成される。
【００５４】
各表示画素部ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、対応するオン画素への映像信号を保持する機能を有する画素スイッチＳＷと、画素スイッチＳＷを介して供給される映像信号に基づき表示素子へ対応する駆動電流を供給する駆動トランジスタＴＲと、駆動トランジスタＴＲのゲート−ソース間電位を所定期間保持する蓄積容量素子ＳＣとを備えている。これら画素スイッチＳＷ及び駆動トランジスタＴＲは、例えば薄膜トランジスタにより構成され、ここでは、多結晶シリコン膜すなわちｐ−Ｓｉ膜を半導体層２１２として備えている。また、各表示画素部ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、表示素子としての有機ＥＬ素子ＬＤ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をそれぞれ備えている。すなわち、赤色画素ＰＸＲは、赤色に発光する有機ＥＬ素子ＬＤＲを備えている。緑色画素ＰＸＧは、緑色に発光する有機ＥＬ素子ＬＤＧを備えている。青色画素ＰＸＢは、青色に発光する有機ＥＬ素子ＬＤＢを備えている。
【００５５】
各種有機ＥＬ素子ＬＤ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、基本的に同一であって、有機ＥＬ素子ＬＤは、マトリクス状に配置され表示画素部ＰＸ毎に独立島状に形成された第１電極ＦＥと、第１電極ＦＥに対向して配置され全表示画素部ＰＸに共通に形成された第２電極ＳＥと、これら第１電極ＦＥと第２電極ＳＥとの間に保持された有機活性層ＯＡと、によって構成される。
【００５６】
アレイ基板ＡＳは、表示画素部ＰＸの行方向（すなわち図４のＹ方向）に沿って配置された複数の走査線Ｙと、走査線Ｙと略直交する方向（すなわち図４のＸ方向）に沿って配置された複数の信号線Ｘと、有機ＥＬ素子ＬＤの第１電極ＦＥ側に電源を供給するための電源供給線Ｐと、を備えている。
【００５７】
電源供給線Ｐは、有効表示領域１０２の周囲に配置された図示しない第１電極電源線に接続されている。有機ＥＬ素子ＬＤの第２電極ＳＥ側は、有効表示領域１０２の周囲に配置されコモン電位ここでは接地電位を供給する図示しない第２電極電源線に接続されている。
【００５８】
また、アレイ基板ＡＳは、有効表示領域１０２の周辺の駆動回路部１１０に、走査線Ｙに走査パルスを供給する走査線駆動回路２５１と、信号線Ｘに映像信号を供給する信号線駆動回路２６１と、を備えている。すべての走査線Ｙは、走査線駆動回路２５１に接続されている。また、すべての信号線Ｘは、信号線駆動回路２６１に接続されている。
【００５９】
画素スイッチＳＷは、ここでは走査線Ｙと信号線Ｘとの交差部近傍に配置されている。画素スイッチＳＷのゲート電極は走査線Ｙに接続され、ソース電極は信号線Ｘに接続され、ドレイン電極は蓄積容量素子ＳＣを構成する一方の電極及び駆動トランジスタＴＲのゲート電極に接続されている。駆動トランジスタＴＲのソース電極は蓄積容量素子ＳＣを構成する他方の電極及び電源供給線Ｐに接続され、ドレイン電極は有機ＥＬ素子ＬＤの第１電極ＦＥに接続されている。
【００６０】
図５乃至図７に示すように、アレイ基板ＡＳは、配線基板１２０上に配置された有機ＥＬ素子ＬＤを備えている。なお、配線基板１２０は、第１及び第２実施形態と同様に、より軽量、薄型化を達成するために、無機層状物質を主体とする主基板２０２と、この主基板２０２上に配置される不純物阻止層２０３とを備えた絶縁基板２０１を含んでいる。つまり、主基板２０２は、無機層状物質として雲母を主体として構成され、その厚さは、例えば２５μｍである。また、不純物阻止層２０３は、プラズマＣＶＤ法によって成膜された窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜で構成され、その厚さは、例えば５０ｎｍである。また、不純物阻止層２０３は、窒化シリコン膜上に、連続したプラズマＣＶＤ法によって積層された保護膜としての酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜を含み、その厚さは、例えば１００ｎｍである。さらに、この実施形態では、無機層状物質を主体として構成される主基板２０２の端部での劈開を防止するために、不純物阻止層２０３が主基板２０２の端部まで被覆している。
【００６１】
この配線基板１２０は、絶縁基板２０１上に、画素スイッチ、駆動トランジスタＴＲ、蓄積容量素子、走査線駆動回路、信号線駆動回路、各種配線（走査線、信号線、電源供給線等）などのほかに、さらに、ゲート絶縁膜２１４、層間絶縁膜２１７、樹脂層２１８などを備えて構成されたものとする。
【００６２】
有機ＥＬ素子ＬＤを構成する第１電極ＦＥは、配線基板１２０表面の絶縁膜上に配置される。この第１電極ＦＥは、ここではＩＴＯやＩＺＯなどの光透過性導電部材によって形成され、陽極として機能する。
【００６３】
有機活性層ＯＡは、少なくとも発光機能を有する有機化合物を含み、各色共通に形成されるホールバッファ層、エレクトロンバッファ層、及び各色毎に形成される有機発光層の３層積層で構成されても良く、機能的に複合された２層または単層で構成されても良い。例えば、ホールバッファ層は、陽極および有機発光層間に配置され、芳香族アミン誘導体やポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体などの薄膜によって形成される。有機発光層は、赤、緑、または青に発光する発光機能を有する有機化合物によって形成される。この有機発光層は、例えば高分子系の発光材料を採用する場合には、ＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレン）やポリフルオレン誘導体またはその前駆体などの薄膜により構成される。
【００６４】
第２電極ＳＥは、有機活性層ＯＡ上に各有機ＥＬ素子ＬＤに共通に配置される。この第２電極ＳＥは、例えばＣａ（カルシウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｂａ（バリウム）、Ａｇ（銀）などの電子注入機能を有する金属膜によって形成され、陰極として機能している。
【００６５】
また、アレイ基板ＡＳは、有効表示領域１０２において、各表示画素部ＲＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を分離する隔壁ＢＨを備えている。隔壁ＢＨは、第１電極ＦＥの周縁に沿って格子状に配置されている。
【００６６】
このように構成された有機ＥＬ素子ＬＤでは、第１電極ＦＥと第２電極ＳＥとの間に挟持された有機活性層ＯＡに電子及びホールを注入し、これらを再結合させることにより励起子を生成し、この励起子の失活時に生じる所定波長の光放出により発光する。図５に示した第１構造例及び図６に示した第２構造例では、このＥＬ発光は、アレイ基板ＡＳの下面側すなわち第１電極ＦＥ側から出射される。これにより、表示画像が形成される。
【００６７】
ところで、ＯＥＬＤは、配線基板１２０の主面のうちの少なくとも有効表示領域１０２を覆うように配置された封止体ＳＢを備えている。この封止体ＳＢは、図５に示した第１構造例では、ガラス基板であっても良いし、アレイ基板ＡＳの絶縁基板２０１と同様に構成されても良い。この封止体ＳＢは、少なくとも有効表示領域１０２を囲むように塗布されたシール材によってアレイ基板ＡＳに貼り合わせられている。アレイ基板ＡＳに設けられた有機ＥＬ素子ＬＤと封止体ＳＢとの間の密閉空間には、窒素ガスなどの不活性ガスが充填されている。
【００６８】
また、封止体ＳＢは、図６に示した第２構造例では、少なくとも２層の薄膜と、これらの薄膜を外気から遮蔽するよう被覆する複数の遮蔽層と、を積層した多層膜によって構成することもできる。薄膜は、例えばアクリル系樹脂などの防湿性を有する樹脂材料により形成される。遮蔽層は、例えば、アルミニウムやチタンなどの金属材料、または、アルミナなどのセラミック系材料により形成される。このような構成とすることで、フレキシブルディスプレイを構成することができる。
【００６９】
このような構成のＯＬＥＤにおいて、アレイ基板ＡＳを構成する絶縁基板２０１は、０．１ｍｍ以下の厚さを有している。一方、図６に示した第２構造例では、封止体ＳＢを構成する多層膜は、十分な密閉性を維持しつつフレキシブル性を有した厚さに形成されている。
【００７０】
また、このＯＬＥＤは、絶縁基板２０１の外面に偏光板ＰＬを備えている。この偏光板ＰＬは、絶縁基板２０１に外部光源の像など観察側の不所望な像が映ることを防止するものである。このため、絶縁基板２０１に形成された表示画像と不所望な像との重なりを防止でき、表示品位の劣化が抑制される。この偏光板ＰＬは、上述した各実施形態と同様に、フレキシブル性を有した樹脂によって形成されている。
【００７１】
また、偏光板ＰＬは、絶縁基板２０１の端部まで十分に延在されている。すなわち、この偏光板ＰＬは、絶縁基板２０１と同等かそれ以上の外形寸法を有している。
【００７２】
このように、ＯＥＬＤの薄型化を達成するために、絶縁基板２０１を極めて薄い厚さ、例えば０．１ｍｍ程度とした場合であっても、上述した偏光板ＰＬを設けることによって絶縁基板２０１を補強することが可能となる。場合によっては、補強板を設けることによって封止体ＳＢを補強することも可能となる。これにより、ＯＥＬＤに折り曲げるような応力が加わった場合であっても、絶縁基板２０１の割れを防止することが可能となり、破損しにくくフレキシブル性を持たせた有機ＥＬ表示装置を提供することができる。また、特に偏光板ＰＬを絶縁基板２０１の端部まで十分に延在させたことで、絶縁基板２０１の割れ、欠け等を極端に低減することが可能となる。
【００７３】
したがって、表示装置を湾曲させて用いる等、汎用性に富んだ信頼性の高い表示装置を提供することが可能となる。
【００７４】
上述した第３実施形態では、第１構造例及び第２構造例において、いずれもアレイ基板ＡＳの下面側からＥＬ発光が出射されるいわゆる下面発光型のＯＥＬＤを例に説明したが、これらの例に限らない。この第３実施形態は、例えば、図７に示す第３構造例のように、第１電極ＦＥを光反射性の材料で構成する、あるいは第1電極ＦＥ下側に光反射性の層を設け、また第２電極ＳＥをＩＴＯ等の透明電極で構成する、あるいは薄膜金属層により光透過性を有するように構成することで、アレイ基板ＡＳの表面側からＥＬ発光が出射されるいわゆる上面発光型のＯＥＬＤに適用しても良い。このような上面発光型ＯＥＬＤの場合、下面発光型と比較して開口率を増大させることができ、発光輝度を向上させることができる。また、上面発光とすることでアレイ基板ＡＳの偏光成分や波長分散、また光透過性能は無視することができる。この場合は、例えば封止体ＳＢ上に、平坦化を兼ねた保護膜ＰＦ、さらに偏光板ＰＬが配置される。また、アレイ基板ＡＳの裏面側には、偏光板に代えて補強板ＲＰが配置される構成となり、この補強板ＲＰの構成は、先の実施形態と同様である。このような構造例においても、上述した構造例と同様の効果が得られる。
【００７５】
以上説明したように、第１実施形態（図２）及び第２実施形態（図３）のような一対の基板間に液晶層を保持する構成の表示装置においては、少なくとも一方の基板が無機層状物質を主体とする絶縁基板によって構成されている。また、第３実施形態のような有機ＥＬ素子を備えた表示装置においては、少なくともアレイ基板が無機層状物質を主体とする絶縁基板によって構成されている。このような無機層状物質を主体とする絶縁基板は、多結晶シリコン膜を形成する過程などの極めて高い温度での処理に対応可能なほどの十分な耐熱性を有しており、しかも、極めて薄い厚さに形成することができる。したがって、基板の厚さを薄くすることができ、大型の表示装置であっても薄型及び軽量化が可能となり、さらにはフレキシブル性を有する表示装置を実現可能である。
【００７６】
また、このような薄型の絶縁基板を採用するにあたり、絶縁基板の外面にフレキシブル性を有する偏光板あるいは補強板を備えている。これにより、薄型化及び高耐久性を兼ね備えた湾曲可能な表示装置を提供することができる。
【００７７】
夫々の絶縁基板の厚さは、０．１５ｍｍ以下、望ましくは０．１ｍｍ以下とすることにより、構成される表示装置を湾曲可能とすることができる。また、このような厚さの絶縁基板を備えたことにより、表示装置は、２００ｍｍ以下の曲率半径で湾曲可能となる。
【００７８】
偏光板の厚さは、絶縁基板の厚さよりも厚いことが不可欠であるが、表示装置の薄型化を阻害しない程度の厚さ以下とすることが望ましく、例えば０．５ｍｍ以下に設定される。
【００７９】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る液晶表示装置に適用可能な透過型液晶パネルの構造例を概略的に示す断面図である。
【図３】図３は、第２実施形態に係る液晶表示装置に適用可能な反射型液晶パネルの構造例を概略的に示す断面図である。
【図４】図４は、この発明の一実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図５】図５は、第３実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の第１構造例を概略的に示す断面図である。
【図６】図６は、第３実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の第２構造例を概略的に示す断面図である。
【図７】図７は、第３実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の第３構造例を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
２０１…絶縁基板、２０２…主基板、２０３…不純物阻止層、２１２…半導体層、４０１…絶縁基板、４０２…主基板、４０３…不純物阻止層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機層状物質を主体とする基板と、
この基板上に配置される不純物阻止層と、
この不純物阻止層上に配置される半導体層と、
を備えたことを特徴とする表示装置用基板。
【請求項２】
前記基板は、無機層状物質として雲母を主体とすることを特徴とする請求項１に記載の表示装置用基板。
【請求項３】
前記不純物阻止層は、窒化シリコン膜又は酸化シリコン膜を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置用基板。
【請求項４】
前記半導体層は、多結晶シリコン膜であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置用基板。
【請求項５】
前記基板は、０．１ｍｍ以下の厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置用基板。
【請求項６】
前記不純物阻止層上には、反射電極が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置用基板。
【請求項７】
前記反射電極上には、有機発光層、およびこの有機発光層上に透明電極が配置されていることを特徴とする請求項６に記載の表示装置用基板。
【請求項１】
無機層状物質を主体とする基板と、
この基板上に配置される不純物阻止層と、
この不純物阻止層上に配置される半導体層と、
を備えたことを特徴とする表示装置用基板。
【請求項２】
前記基板は、無機層状物質として雲母を主体とすることを特徴とする請求項１に記載の表示装置用基板。
【請求項３】
前記不純物阻止層は、窒化シリコン膜又は酸化シリコン膜を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置用基板。
【請求項４】
前記半導体層は、多結晶シリコン膜であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置用基板。
【請求項５】
前記基板は、０．１ｍｍ以下の厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置用基板。
【請求項６】
前記不純物阻止層上には、反射電極が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置用基板。
【請求項７】
前記反射電極上には、有機発光層、およびこの有機発光層上に透明電極が配置されていることを特徴とする請求項６に記載の表示装置用基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−１３３６８１（Ｐ２００６−１３３６８１Ａ）
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３２５３５８（Ｐ２００４−３２５３５８）
【出願日】平成１６年１１月９日（２００４．１１．９）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月９日（２００４．１１．９）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
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