(57)【要約】【課題】樹脂フィルムの上に配置したａ−Ｓｉ膜をレーザアニールにより結晶化したｐ−Ｓｉ膜を半導体層として用いる表示装置において、レーザアニールによる樹脂フィルムのダメージや、樹脂フィルム上に積層した膜の剥がれを防止する。【解決手段】有機ＥＬ表示装置２のＴＦＴ基板４０は、樹脂フィルムからなる基材５０と、アモルファスシリコン膜９６からなり基材５０の上に形成された基材保護膜と、基材保護膜の上に形成された無機絶縁材料からなる下地膜９８と、下地膜９８の表面に積層された結晶化された半導体層（ｐ−Ｓｉ膜１０８）を用いて構成された半導体素子（ＴＦＴ１２４）と、を有する。【選択図】図４
2015194518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂フィルムからなる基材と、
アモルファスシリコンからなり前記基材の上に形成された基材保護膜と、
前記基材保護膜の上に形成された無機絶縁材料からなる下地膜と、
前記下地膜の表面に積層された結晶化された半導体層を用いて構成された半導体素子と、
を有すること、を特徴とした表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、
前記基材はポリイミド膜であることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の表示装置において、
前記結晶化された半導体層は、前記下地膜の表面に積層されたアモルファスシリコン膜をレーザアニールにより結晶化したポリシリコン膜であること、を特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項３に記載の表示装置において、
前記下地膜は酸化シリコン膜からなり前記ポリシリコン膜を積層される層を有すること、を特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の表示装置において、
前記下地膜は酸化シリコン膜からなり前記ポリシリコン膜を積層される第１層、及び当該第１層と前記基材保護膜との間に形成された窒化シリコン膜からなる第２層を含む積層膜であること、を特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の表示装置において、
前記下地膜はさらに前記第２層と前記基材保護膜との間に形成された酸化シリコン膜からなる第３層を有すること、を特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項４に記載の表示装置において、
前記下地膜は酸化シリコン膜からなる第１層、及び当該第１層と前記基材保護膜との間に形成された酸窒化シリコン膜からなる第２層を含む積層膜であること、を特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の表示装置において、
前記下地膜は窒化シリコン膜からなる層を有すること、を特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の表示装置において、
前記下地膜は酸窒化シリコン膜からなる層を有すること、を特徴とする表示装置。
【請求項１０】
樹脂フィルムからなる基材と、
前記基材の上に形成された基材保護膜と、
前記基材保護膜の上に形成された無機絶縁材料からなる下地膜と、
前記下地膜の上に形成された結晶化された半導体層を用いて構成された半導体素子と、
を有し、
前記結晶化された半導体層は、前記下地膜の表面に積層されたアモルファスシリコン膜をレーザアニールにより結晶化したポリシリコン膜であり、
前記基材保護膜は前記レーザアニールに用いるレーザ光を吸収する光吸収膜を含むこと、
を特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の表示装置において、
前記光吸収膜は金属膜であること、を特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に関し、特に樹脂フィルム上に形成された薄膜トランジスタ等の半導体素子を有する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機エレクトロルミネッセンス（electroluminescence：ＥＬ）表示装置などのフラットパネルディスプレイはガラス基板で形成された表示部を有し、当該基板上に薄膜トランジスタ（thin film transistor：ＴＦＴ）などが形成される。フラットパネルディスプレイ型の画像表示装置の軽量化を図るために基板を薄くすることが検討されているが、ガラス基板は薄くすると割れやすくなる。そこで、ガラス基板の代わりに樹脂フィルムを基板に用いた画像表示装置の開発が進められている。
【０００３】
ＴＦＴなどを形成するために基板上には半導体層が形成される。ポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）はアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）より電子移動度が大きいことから、画像表示装置に用いる半導体層として適している。特に、低温ポリシリコン (low-temperature poly silicon：ＬＴＰＳ) は基板上に成膜したアモルファスシリコンをレーザアニール等により比較的に低温で多結晶化して形成される。そのため、低温ポリシリコンの成膜には基板として高温に耐える石英ガラスなどを必要とせず、より安価な無アルカリガラス基板を用いることができるという利点があり、画像表示装置には低温ポリシリコンが広く利用されている。
【０００４】
樹脂フィルムの耐熱性はそれほど高くないので、樹脂フィルムを基板に用いた画像表示装置においても半導体層を低温ポリシリコンで形成することが検討されている。具体的には、樹脂フィルムには、絶縁性を有し比較的耐熱性に優れたポリイミドを用いることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２１３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ポリイミドフィルムの表面に無機絶縁材料からなる下地膜を形成し、下地膜の表面に成膜したａ−Ｓｉ膜をレーザアニールで結晶化してｐ−Ｓｉ膜を形成することを検討する中で、ポリイミドがレーザ光により焼けるなどしてダメージを受け、ポリイミドフィルム上に積層した膜が剥がれるという問題が起こることが分かった。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、レーザアニールによる樹脂フィルムのダメージや、樹脂フィルム上に積層した膜の剥がれが防止された表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明に係る表示装置は、樹脂フィルムからなる基材と、アモルファスシリコンからなり前記基材の上に形成された基材保護膜と、前記基材保護膜の上に形成された無機絶縁材料からなる下地膜と、前記下地膜の表面に積層された結晶化された半導体層を用いて構成された半導体素子と、を有する。
【０００９】
（２）上記（１）に記載する表示装置において、前記基材はポリイミド膜とすることができる。
【００１０】
（３）上記（２）に記載する表示装置において、前記結晶化された半導体層は、前記下地膜の表面に積層されたアモルファスシリコン膜をレーザアニールにより結晶化したポリシリコン膜とすることができる。
【００１１】
（４）上記（３）に記載する表示装置において、前記下地膜は酸化シリコン膜からなり前記ポリシリコン膜を積層される層を有することができる。
【００１２】
（５）上記（４）に記載する表示装置において、前記下地膜は酸化シリコン膜からなり前記ポリシリコン膜を積層される第１層、及び当該第１層と前記基材保護膜との間に形成された窒化シリコン膜からなる第２層を含む積層膜であってもよい。
【００１３】
（６）上記（５）に記載する表示装置において、前記下地膜はさらに前記第２層と前記基材保護膜との間に形成された酸化シリコン膜からなる第３層を有するものであってもよい。
【００１４】
（７）上記（４）に記載する表示装置において、前記下地膜は酸化シリコン膜からなる第１層、及び当該第１層と前記基材保護膜との間に形成された酸窒化シリコン膜からなる第２層を含む積層膜であってもよい。
【００１５】
（８）上記（１）から（３）に記載する表示装置において、前記下地膜は窒化シリコン膜からなる層を有することができる。
【００１６】
（９）上記（１）から（３）に記載する表示装置において、前記下地膜は酸窒化シリコン膜からなる層を有することができる。
【００１７】
（１０）本発明に係る他の表示装置は、樹脂フィルムからなる基材と、前記基材の上に形成された基材保護膜と、前記基材保護膜の上に形成された無機絶縁材料からなる下地膜と、前記下地膜の上に形成された結晶化された半導体層を用いて構成された半導体素子と、を有し、前記結晶化された半導体層は、前記下地膜の表面に積層されたアモルファスシリコン膜をレーザアニールにより結晶化したポリシリコン膜であり、前記基材保護膜は前記レーザアニールに用いるレーザ光を吸収する光吸収膜を含む。
【００１８】
（１１）上記（１０）に記載する表示装置において、前記光吸収膜は金属膜とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の概略の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の画素アレイ部の模式的な部分断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置のＴＦＴ基板に下部電極が形成されるまでの概略のプロセスフロー図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置のＴＦＴ基板に下部電極が形成されるまでの概略のプロセスフロー図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の第１の変形例における下地膜の構造を示すためのＴＦＴ基板の模式的な部分断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の第２の変形例における下地膜の構造を示すためのＴＦＴ基板の模式的な部分断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の第３の変形例における下地膜の構造を示すためのＴＦＴ基板の模式的な部分断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態におけるＴＦＴ基板の模式的な部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００２１】
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【００２２】
［第１の実施形態］
有機ＥＬ表示装置は、アクティブマトリックス型表示装置であり、テレビ、パソコン、携帯端末、携帯電話等に表示パネルとして搭載される。図１は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置２の概略の構成を示す模式図である。有機ＥＬ表示装置２は、画像を表示する画素アレイ部４と、当該画素アレイ部を駆動する駆動部とを備える。有機ＥＬ表示装置２ではＴＦＴを形成する基材としてガラス基板ではなく樹脂フィルムを用いる。
【００２３】
画素アレイ部４には画素に対応してＯＬＥＤ６及び画素回路８がマトリクス状に配置される。画素回路８は複数のＴＦＴ１０，１２やキャパシタ１４で構成される。
【００２４】
一方、駆動部は走査線駆動回路２０、映像線駆動回路２２、駆動電源回路２４及び制御装置２６を含み、画素回路８を駆動しＯＬＥＤ６の発光を制御する。
【００２５】
走査線駆動回路２０は画素の水平方向の並び（画素行）ごとに設けられた走査信号線２８に接続されている。走査線駆動回路２０は制御装置２６から入力されるタイミング信号に応じて走査信号線２８を順番に選択し、選択した走査信号線２８に、点灯ＴＦＴ１０をオンする電圧を印加する。
【００２６】
映像線駆動回路２２は画素の垂直方向の並び（画素列）ごとに設けられた映像信号線３０に接続されている。映像線駆動回路２２は制御装置２６から映像信号を入力され、走査線駆動回路２０による走査信号線２８の選択に合わせて、選択された画素行の映像信号に応じた電圧を各映像信号線３０に出力する。当該電圧は、選択された画素行にて点灯ＴＦＴ１０を介してキャパシタ１４に書き込まれる。駆動ＴＦＴ１２は書き込まれた電圧に応じた電流をＯＬＥＤ６に供給し、これにより、選択された走査信号線２８に対応する画素のＯＬＥＤ６が発光する。
【００２７】
駆動電源回路２４は画素列ごとに設けられた駆動電源線３２に接続され、駆動電源線３２及び選択された画素行の駆動ＴＦＴ１２を介してＯＬＥＤ６に電流を供給する。
【００２８】
ここで、ＯＬＥＤ６の陽極（アノード）は駆動ＴＦＴ１２に接続される。一方、各ＯＬＥＤ６の陰極（カソード）は基本的に接地電位に接続され、全画素のＯＬＥＤ６の陰極は共通の電極で構成される。
【００２９】
図２は有機ＥＬ表示装置２の画素アレイ部４の模式的な部分断面図であり、表示領域の水平方向に沿った断面を示している。有機ＥＬ表示装置２はＴＦＴ基板４０と対向基板４２とを、間に充填層４４を挟んで貼り合わせた構造を有する。本実施形態において画素アレイ部はトップエミッション型であり、ＴＦＴ基板４０上に発光部となるＯＬＥＤ６が形成され、ＯＬＥＤで生じた光を対向基板４２から出射する。すなわち、図２においてＯＬＥＤの光は上向きに出射する。また、図２に示す有機ＥＬ表示装置２におけるカラー化方式はカラーフィルタ方式であり、ＯＬＥＤにて白色光を生成し、当該白色光をカラーフィルタを通すことでＲＧＢ各色を得る。
【００３０】
ＴＦＴ基板４０は樹脂フィルムからなる基材５０に回路部５２、ＯＬＥＤ部５４、封止層５６などが積層された構造を有する。基材５０として例えば、ポリイミド膜を用いることができる。
【００３１】
回路部５２は上述した画素回路８、走査信号線２８、映像信号線３０、駆動電源線３２などからなる。また、駆動回路２０，２２、駆動電源回路２４、制御装置２６の少なくとも一部分は回路部５２としてＴＦＴ基板４０上に画素アレイ部と一体に構成することができる。なお、図２では回路部５２の詳細な断面構造は図示を省略しているが、当該断面構造は図３、図４を用いて後述する製造方法の説明で明らかにする。
【００３２】
ＯＬＥＤ部５４は画素ごとに形成されたＯＬＥＤ６、及び画素境界に形成されたバンク６０を含む。ＯＬＥＤ６は下部電極６４、有機層６６及び上部電極６８を順に積層されて構成される。有機層６６は正孔輸送層、発光層、電子輸送層等を含んで構成される。既に述べたように本実施形態のＯＬＥＤ６は白色光を生成する。具体的には、発光層をＲ，Ｇ，Ｂ各色の発光層の積層体とし、ＲＧＢ各色の有機エレクトロルミネッセンスによる光を混合して白色光を生成する。
【００３３】
下部電極６４及び上部電極６８はそれぞれＯＬＥＤ６の陽極、陰極を構成し、これらの間に印加される電気信号により発光層での発光が制御される。上述したように上部電極６８は基本的に表示領域全体の画素に共通に形成され、駆動部から共通電圧を印加される。下部電極６４（画素電極）は画素ごとに形成され、駆動部及び画素回路８により映像信号に応じた電流を供給される。
【００３４】
バンク６０は画素間に絶縁層で形成され、下部電極６４間を電気的に分離する。封止層５６はＯＬＥＤ部５４の上に積層される。封止層５６は充填層４４に含まれる水分などの透過を阻止し、ＯＬＥＤを保護する機能を有する。
【００３５】
対向基板４２は例えば、樹脂フィルムやガラス基板などの透明な基材８０にカラーフィルタ８２などが積層された構造を有する。カラーフィルタ８２はＯＬＥＤが生成する白色光のうち画素の色に対応した成分の光を選択的に透過する。例えば、カラーフィルタ８２として、Ｒ画素に対応して赤色の波長帯域を透過するカラーフィルタ８２ｒが配置され、Ｇ画素に対応して緑色の波長帯域を透過するカラーフィルタ８２ｇが配置され、Ｂ画素に対応して青色の波長帯域を透過するカラーフィルタ８２ｂが配置される。なお、カラーフィルタ８２ｒ，８２ｇ，８２ｂの境界にはブラックマトリクス８４が配置される。
【００３６】
ＴＦＴ基板４０と対向基板４２とは、間に充填層４４を挟んで封止層５６とカラーフィルタ８２とを対向させて貼り合わされる。
【００３７】
図３、図４はＴＦＴ基板４０に下部電極６４が形成されるまでの概略のプロセスフロー図であり、主要な工程におけるＴＦＴ基板４０の部分断面図を示している。以下、図３、図４を用いて下部電極６４の形成までの工程を説明する。
【００３８】
基材５０として用いる樹脂フィルムは可撓性を有するので、有機ＥＬ表示装置２の製造工程において基材５０を平坦に保つ支持体としてガラス基板９０を用いる。例えば、基材５０とするポリイミド膜９２は、ガラス基板９０の表面に原料溶液をスピンコーティングで塗布し、熱処理でイミド化して形成される（図３（ａ））。
【００３９】
ポリイミド膜９２の表面に基材保護膜９４としてａ−Ｓｉ膜９６を形成する（図３（ｂ））。例えば、ａ−Ｓｉ膜９６は化学蒸着法（chemical vapor deposition：ＣＶＤ）法で形成される。基材保護膜９４は後述するレーザアニール工程にてエキシマレーザ光から基材５０を保護する役割を有する。従って、ａ−Ｓｉ膜９６は当該エキシマレーザ光を吸収するのに十分な厚みとされる。ちなみに、ａ−Ｓｉの紫外域における光吸収係数は大きく、例えば、３０８ｎｍのＸｅＣｌエキシマレーザ光に対する吸収深さは１０ｎｍ程度と極めて浅い。よってａ−Ｓｉ膜９６の厚みは比較的薄くすることができる。なお、ａ−Ｓｉ膜９６は基材保護膜９４であり、基本的には電気伝導度の大小は問題とされないので、例えば、不純物を導入しなくてもよい。
【００４０】
ａ−Ｓｉ膜９６の上には、後述するｐ−Ｓｉ層の下地となる下地膜９８を無機絶縁材料で形成する（図３（ｃ））。下地膜９８は単層構造であってもよいし多層構造であってもよい。本実施形態では下地膜９８として、ａ−Ｓｉ膜９６の表面に窒化シリコン（ＳｉＮ）膜１００を積層し、ＳｉＮ膜１００の表面に酸化シリコン（ＳｉＯ）膜１０２を積層する。
【００４１】
ガラス基板９０に含まれるＮａ等のアルカリ金属イオンがｐ−Ｓｉに拡散すると、ＴＦＴの特性劣化を生じる。そこで、ガラス基板９０には無アルカリガラス基板を用いるが、無アルカリガラス基板にも微量にアルカリ金属イオンが存在し得る。ＳｉＮ膜１００は当該アルカリ金属イオンがガラス基板９０からｐ−Ｓｉ層に拡散することを防止する。例えば、ＳｉＮ膜１００としてＣＶＤ法によりＳｉ３Ｎ４を堆積する。
【００４２】
ＳｉＯ膜１０２はｐ−Ｓｉとの界面の特性を向上させる。また、ＳｉＯ膜１０２はポリイミド膜９２からの水分やＳｉＮ膜１００からの窒素の拡散を阻止することができる。ｐ−Ｓｉの結晶粒を大きくするためにはＳｉＯ膜１０２は比較的厚くすることが好適であり、例えば２００ｎｍ以上とすることができる。例えば、ＳｉＯ膜１０２としてＣＶＤ法によりＳｉ０２を堆積する。
【００４３】
下地膜９８の表面をなすＳｉＯ膜１０２には、ａ−Ｓｉ膜１０４が例えば、ＣＶＤ法により形成される（図３（ｄ））。そして、エキシマレーザ光１０６を照射してａ−Ｓｉ膜１０４をアニール処理する（図３（ｅ））。このレーザアニール処理によりａ−Ｓｉ膜１０４を溶融し結晶化を行い、ｐ−Ｓｉ膜１０８を形成する（図４（ａ））。
【００４４】
フォトリソグラフィ技術を用いてｐ−Ｓｉ膜１０８をパターニングし、回路部５２で用いる箇所のｐ−Ｓｉ膜１０８を選択的に残す。例えば、ｐ−Ｓｉ膜１０８により、ＴＦＴのチャネル部、ソース・ドレイン部となる半導体領域１１０が形成される（図４（ｂ））。
【００４５】
パターニングされたｐ−Ｓｉ膜１０８を覆うゲート絶縁膜１１２を形成する（図４（ｃ））。ゲート絶縁膜１１２は例えば、酸化シリコン膜からなりＣＶＤ法で形成することができる。半導体領域１１０のうちＴＦＴのチャネル部の上にゲート絶縁膜１１２を介してゲート電極１１４を配置する（図４（ｃ））。ゲート電極１１４はスパッタリング等で形成した金属膜をパターニングして形成される。また、半導体領域１１０のうちソース部１１６ａ、ドレイン部１１６ｂに例えば、イオン注入により不純物が導入される。この後、ゲート電極１１４を覆う層間絶縁膜１１８を例えば、ＣＶＤ法により積層する（図４（ｃ））。
【００４６】
層間絶縁膜１１８及びゲート絶縁膜１１２を貫きソース部１１６ａ及びドレイン部１１６ｂそれぞれに達するコンタクトホール１２０を形成する（図４（ｄ））。コンタクトホール１２０内及び層間絶縁膜１１８上にスパッタリングにより金属膜を形成し、当該金属膜をパターニングして配線、並びにＴＦＴのソース電極及びドレイン電極などが形成される。ソース電極１２２ａ、ドレイン電極１２２ｂはそれぞれコンタクトホール１２０を介してソース部１１６ａ、ドレイン部１１６ｂに電気的に接続される（図４（ｄ））。これによりトップゲート型のＴＦＴ１２４ができる。
【００４７】
ソース電極１２２ａ、ドレイン電極１２２ｂ等の形成後、層間絶縁膜１２６を例えば、ＣＶＤ法により積層する（図４（ｅ））。ａ−Ｓｉ膜９６から層間絶縁膜１２６までの積層構造が図２に示す回路部５２に相当する。
【００４８】
図４に示すＴＦＴ１２４はｎチャネルを有した駆動ＴＦＴ１２であるとすると、層間絶縁膜１２６にはソース電極１２２ａに達するコンタクトホール１２８が形成される。そして、層間絶縁膜１２６上に形成した導電体膜をパターニングして、コンタクトホール１２８を介してソース電極１２２ａに電気的に接続される下部電極６４が形成される。一方、ドレイン電極１２２ｂは当該電極と同じ金属膜で形成することができる駆動電源線３２を介して駆動電源回路２４に接続される。
【００４９】
下部電極６４は例えば、インジウム錫複合酸化物（indium tin oxide：ＩＴＯ）などの透明電極材料で形成することができる。ＩＴＯ膜はＡｒ＋Ｏ２混合ガスを用いた反応性スパッタ法により成膜することができる。また、下部電極６４は他の透明電極材料、例えばインジウム亜鉛複合酸化物（indium zinc oxide：ＩＺＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化アルミニウム複合酸化物を使用して形成することもできる。
【００５０】
なお、本実施形態の有機ＥＬ表示装置２は上述したようにトップエミッション型であり、下部電極６４は光反射率が高い材料で形成された反射層上に透明導電膜を積層した２層構造とすることができる。例えば、反射層はアルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）等で形成することができ、発光層からの光を表示面、つまり対向基板４２側へ反射させる。
【００５１】
図２に示したように、下部電極６４の形成後、その上に例えば、感光性のアクリル樹脂を塗布しフォトリソグラフィ技術によってパターニングして画素境界にバンク６０を形成する。バンク６０で囲まれた画素の有効領域には下部電極６４が露出する。バンク６０の形成後、有機層６６を構成する各層が下部電極６４の上に順番に積層される。有機層６６の上に上部電極６８が透明電極材料を用いて形成される。例えば、上部電極６８としてＩＺＯがＡｒ＋Ｏ２混合ガスを用いた反応性スパッタ法により成膜される。そして、封止層５６として例えば、ＳｉＮ膜がＣＶＤ法によって成膜される。
【００５２】
このようにしてＴＦＴ基板４０が製造される。既に述べたように、画素アレイ部４はＴＦＴ基板４０と対向基板４２とを貼り合わされて作られる。ＴＦＴ基板４０と対向基板４２とを貼り合わせて作られた画素アレイ部４は、例えばガラス基板９０の裏面からレーザ光を照射するなどの方法でガラス基板９０から剥離される。
【００５３】
上述したように有機ＥＬ表示装置２では、ＴＦＴ基板４０の基材５０である樹脂フィルムの上にａ−Ｓｉ膜１０４のアニール処理に用いるレーザ光を吸収するａ−Ｓｉ膜９６が設けられている。ａ−Ｓｉ膜９６は、ａ−Ｓｉ膜１０４、又はａ−Ｓｉ膜１０４及び下地膜９８に例えば、ピンホール状などの欠陥が存在しても、レーザアニール処理にてレーザ光が基材５０に到達することを阻止する。これにより、レーザアニールによって基材５０に用いる樹脂フィルムが焼けるなどのダメージを受けたり、樹脂フィルムの上に積層した膜が剥がれたりすることが防止される。
【００５４】
なお、上記実施形態ではＴＦＴはトップゲート型としたがｐ−Ｓｉ膜１０８を用いて形成される他の構造のＴＦＴであってもよい。例えば、ＴＦＴはボトムゲート型であってもよい。
【００５５】
また、基材保護膜としてのａ−Ｓｉ膜９６は、ＴＦＴ以外の半導体素子の半導体層やシリコン以外の半導体層に対してレーザアニール処理を行う場合にも有効である。また、基材５０はポリイミド以外の樹脂フィルムであってもよい。
【００５６】
上述の実施形態に示した下地膜９８は、ＳｉＯ膜からなりｐ−Ｓｉ膜１０８を積層される第１層、及び当該第１層と基材保護膜であるａ−Ｓｉ膜９６との間に形成されたＳｉＮ膜からなる第２層を含む積層膜である。しかし、下地膜９８は上述の構成に限られない。以下に、下地膜９８の他の例を変形例として示す。
【００５７】
［第１の変形例］
基材保護膜９４（ａ−Ｓｉ膜９６）とｐ−Ｓｉ膜１０８との間には、ＳｉＯ膜からなりｐ−Ｓｉ膜１０８を積層される層を有する下地膜を設けることができる。この下地膜は、ｐ−Ｓｉ膜１０８に接したＳｉＯ膜だけからなるものであってもよいし、ＳｉＯ膜の下に他の層を有する積層構造であってもよい。なお、ｐ−Ｓｉ膜１０８に接したＳｉＯ膜は上述したようにｐ−Ｓｉ膜１０８の結晶成長に有効である。
【００５８】
この構成にてＳｉＯ膜の下にＳｉＮ膜を配すると、上記実施形態の下地膜９８となる。
【００５９】
図５は上記実施形態の第１の変形例における下地膜９８ａの構造を示すためのＴＦＴ基板４０の模式的な部分断面図である。例えば、樹脂フィルムからなる基材５０の下にガラス基板を配置せずに画素アレイ部４を製造する場合、ガラス基板９０からのアルカリ金属イオンを阻止するＳｉＮ膜は省略することができる。また、ガラス基板９０のアルカリ金属イオンの含有量が十分に少なく、ｐ−Ｓｉ膜１０８への拡散を無視できる場合もＳｉＮ膜を省略することができる。このような場合、下地膜９８ａは図５に示すように、ｐ−Ｓｉ膜１０８の結晶成長に有効なＳｉＯ膜１０２だけとすることができる。
【００６０】
［第２の変形例］
下地膜は、ＳｉＮ膜１００と基材保護膜９４（ａ−Ｓｉ膜９６）との間に、ＳｉＯ膜を含む無機絶縁材料層をさらに有してもよい。図６は上記実施形態の第２の変形例における下地膜９８ｂの構造を示すためのＴＦＴ基板４０の模式的な部分断面図である。下地膜９８ｂは上記実施形態の下地膜９８を構成するＳｉＮ膜１００（第２層）とａ−Ｓｉ膜９６との間にＳｉＯ膜１３０からなる第３層を有する積層膜である。ＳｉＯ膜１３０を有する下地膜９８ｂは、ａ−Ｓｉ膜９６の表面にＳｉＮ膜１００が接する下地膜９８よりもレーザアニール時にａ−Ｓｉ膜９６から剥離しにくくなり得る。
【００６１】
［第３の変形例］
上記実施形態の下地膜におけるＳｉＮ膜１００の機能はＳｉＯｘＮｙからなる酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）膜に担わせることができる。すなわち、下地膜はＳｉＯ膜からなる第１層、及び当該第１層と基材保護膜との間に形成されたＳｉＯＮ膜からなる第２層を含む積層膜とすることができる。図７は上記実施形態の第３の変形例における下地膜９８ｃの構造を示すためのＴＦＴ基板４０の模式的な部分断面図である。下地膜９８ｃは上記実施形態の下地膜９８を構成するＳｉＮ膜１００の代わりにＳｉＯＮ膜１３２を有する。例えば、ＳｉＯＮ膜１３２はＣＶＤ法によりａ−Ｓｉ膜９６の上に形成される。
【００６２】
［第４の変形例］
ｐ−Ｓｉ膜１０８の下地膜はＳｉＮ膜からなる単層膜、又はＳｉＮ膜からなる層を有する積層膜とすることができる。また、ｐ−Ｓｉ膜１０８の下地膜は、ＳｉＯＮ膜からなる単層膜、又はＳｉＯＮ膜からなる層を有する積層膜とすることができる。
【００６３】
［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置２ａは上述した第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置２と概ね共通の構造であり、有機ＥＬ表示装置２ａの概略の構造について図１及び図２を援用することができる。以下、第２の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置２ａについて、その構成要素のうち第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置２と同様の構成要素に関しては同一の符号を付して基本的に説明を省略し、有機ＥＬ表示装置２との相違点を主に説明する。
【００６４】
ポリイミド膜９２の上に積層する基材保護膜はレーザアニールに用いるレーザ光を吸収する光吸収膜を含む膜である。この基材保護膜は第１の実施形態ではａ−Ｓｉ膜９６としたが、ａ−Ｓｉ以外の材料からなる光吸収膜を用いて形成することもできる。第２の実施形態では光吸収膜として金属膜を用い基材保護膜を形成する。図８は第２の実施形態におけるＴＦＴ基板４０の模式的な部分断面図である。例えば、ポリイミド膜９２からなる基材５０の上に基材保護膜として金属膜２００が積層される。金属膜２００の上に下地膜９８ｄが積層され、その上に第１の実施形態と同様にしてｐ−Ｓｉ膜１０８が形成される。
【００６５】
金属膜２００はチタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）及びそれらの合金からなる膜とすることができ、例えば、ＣＶＤ法で成膜することができる。下地膜９８ｄは例えば、第１の実施形態及びその各変形例で述べた下地膜のいずれかとすることができる。
【００６６】
上記各実施形態により説明した本発明によれば、樹脂フィルムの上に配置したａ−Ｓｉ膜を結晶化したｐ−Ｓｉ膜を半導体層として用いる表示装置において、レーザアニールによる樹脂フィルムのダメージや、樹脂フィルム上に積層した膜の剥がれが防止された画像表示装置が得られる。
【００６７】
上記各実施形態においては、開示例として有機ＥＬ表示装置の場合を例示したが、その他の適用例として、液晶表示装置、その他の自発光型表示装置、あるいは電気泳動素子等を有する電子ペーパー型表示装置等、あらゆるフラットパネル型の表示装置が挙げられる。また、中小型から大型まで、特に限定することなく適用が可能であることは言うまでもない。
【００６８】
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【００６９】
また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものついては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
【符号の説明】
【００７０】
２  有機ＥＬ表示装置、４  画素アレイ部、６  ＯＬＥＤ、８  画素回路、１０  点灯ＴＦＴ、１２  駆動ＴＦＴ、１４  キャパシタ、２０  走査線駆動回路、２２  映像線駆動回路、２４  駆動電源回路、２６  制御装置、２８  走査信号線、３０  映像信号線、３２  駆動電源線、４０  ＴＦＴ基板、４２  対向基板、４４  充填層、５０，８０  基材、５２  回路部、５４  ＯＬＥＤ部、５６  封止層、６０  バンク、６４  下部電極、６６  有機層、６８  上部電極、８２  カラーフィルタ、８４  ブラックマトリクス、９０  ガラス基板、９２  ポリイミド膜、９４  基材保護膜、９６，１０４  ａ−Ｓｉ膜、９８，９８ａ，９８ｂ，９８ｃ  下地膜、１００  ＳｉＮ膜、１０２，１３０  ＳｉＯ膜、１０６  エキシマレーザ光、１０８  ｐ−Ｓｉ膜、１１０  半導体領域、１１２  ゲート絶縁膜、１１４  ゲート電極、１１６ａ  ソース部、１１６ｂ  ドレイン部、１１８  層間絶縁膜、１２０，１２８  コンタクトホール、１２２ａ  ソース電極、１２２ｂ  ドレイン電極、１２４  ＴＦＴ、１２６  層間絶縁膜、１３２  ＳｉＯＮ膜、２００  金属膜。
【図１】
2015194518.tif 000003
【図２】
2015194518.tif 000004
【図３】
2015194518.tif 000005
【図４】
2015194518.tif 000006
【図５】
2015194518.tif 000007
【図６】
2015194518.tif 000008
【図７】
2015194518.tif 000009
【図８】
2015194518.tif 000010