(57)【要約】【課題】プラスチックフィルム上に所望の有機ＴＦＴ素子が何ら不具合が発生することなく形成されると共に、信頼性の高い高性能な有機ＴＦＴ素子を有するフレキシブルＴＦＴ基板を提供する。【解決手段】プラスチックフィルム２０の上に、接着層４６と、下側絶縁層４４と、有機活性層３８ａ、３８ｂ、ソース電極３６ａ、３６ｘ、ドレイン電極３６ｂ、３６ｙ、ゲート絶縁層３４及びゲート電極３２ａ、３２ｂから構成されて下側絶縁層４４に埋設されたＴＦＴ５，６とが順に形成されて構成され、ＴＦＴ５，６のゲート絶縁層３４は、ゲート電極３２ａ，３２ｂを構成する金属パターン層（タンタルパターン層）の表層部が陽極酸化されて得られた金属酸化層（タンタル酸化層）からなる。【選択図】図１５
2008159935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素ごとにＴＦＴが設けられたアクティブマトリクス型のフレキシブルＴＦＴ基板であって、
プラスチックフィルムと、
前記プラスチックフィルムの上に形成された接着層と、
前記接着層の上に形成された下側絶縁層と、
前記下側絶縁層に埋設された前記ＴＦＴであって、下から順に、有機活性層と、ソース電極及びドレイン電極と、ゲート絶縁層と、ゲート電極とが形成されて構成される前記ＴＦＴと、
前記ＴＦＴのドレイン電極に電気的に接続されて、前記画素内に設けられた画素電極とを有し、
前記ＴＦＴの前記ゲート絶縁層は、前記ゲート電極を構成する金属パターン層の表層部が陽極酸化されて得られた金属酸化層からなることを特徴とするフレキシブルＴＦＴ基板。
【請求項２】
前記ゲート電極を構成する前記金属パターン層はタンタル層であり、前記ゲート絶縁層はタンタル酸化層であることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルＴＦＴ基板。
【請求項３】
前記ＴＦＴの上に形成された上側絶縁層をさらに有し、
前記画素電極は前記上側絶縁層に埋設されて形成されて、前記ＴＦＴは前記画素電極のパターン領域に重なる位置に配置されており、前記画素電極は前記上側絶縁層に設けられたビアホールを介して前記ＴＦＴのドレイン電極に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルＴＦＴ基板。
【請求項４】
前記ＴＦＴの前記ゲート電極は、その上面が前記下側絶縁層の上面と同一面となって配置されており、前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、前記有機活性層と前記ゲート絶縁層との間から前記ゲート電極の側方にかけて上側にそれぞれ延在していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のフレキシブルＴＦＴ基板。
【請求項５】
前記画素電極及び前記上側絶縁層の各上面は同一面となって平坦化されていることを特徴とする請求項３に記載のフレキシブルＴＦＴ基板。
【請求項６】
前記下側絶縁層は無機絶縁層又は有機絶縁層からなる保護層であり、
前記上側絶縁層は、無機絶縁層からなるバリア絶縁層と、該バリア絶縁層の上に形成された有機絶縁層からなる層間絶縁層とから構成され、
前記画素電極は前記層間絶縁層に埋設されていることを特徴とする請求項３に記載のフレキシブルＴＦＴ基板。
【請求項７】
前記ＴＦＴの前記有機活性層の下面には、前記有機活性層を保護するキャップ絶縁層が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のフレキシブルＴＦＴ基板。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項のフレキシブルＴＦＴ基板と、
前記フレキシブルＴＦＴ基板の前記画素電極の上に形成された有機ＥＬ層と、
前記有機ＥＬ層の上に形成された対向電極と、
前記対向電極を被覆する封止層とを有することを特徴とするフレキシブルディスプレイ。
【請求項９】
前記ＴＦＴは、スイッチング用ＴＦＴと、該スイッチング用ＴＦＴに接続された駆動用ＴＦＴとにより構成され、前記駆動用ＴＦＴの前記ドレイン電極が前記画素電極に接続されていることを特徴とする請求項８に記載のフレキシブルディスプレイ。
【請求項１０】
前記画素は、赤色画素部、緑色画素部及び青色画素部に画定されており、前記有機ＥＬ層は、前記赤色画素部に形成された赤色（Ｒ）発光層と、前記緑色画素部に形成された緑色（Ｇ）発光層と、前記青色画素部に形成された青色（Ｂ）発光層とを含むことを特徴とする請求項８又は９に記載のフレキシブルディスプレイ。
【請求項１１】
前記有機ＥＬ層は、
発光層と、
前記画素電極と前記発光層との間に形成される正孔輸送層、及び前記発光層と前記対向電極との間に形成される電子輸送層のうちの少なくとも一方とにより構成されることを特徴とする請求項８に記載のフレキシブルディスプレイ。
【請求項１２】
請求項１乃至７のいずれか一項のフレキシブルＴＦＴ基板の前記画素電極の上に第１配向膜を備えた構造のフレキシブルＴＦＴ基板と、
前記フレキシブルＴＦＴ基板に所定間隔をもって貼り合わされて配置され、プラスチックフィルム上にコモン電極と第２の配向膜とを備えて構成される対向基板と、
前記フレキシブルＴＦＴ基板と前記対向基板との間に封入された液晶とを有することを特徴とするフレキシブルディスプレイ。
【請求項１３】
画素ごとにＴＦＴが設けられたアクティブマトリクス型のフレキシブルＴＦＴ基板の製造方法であって、
仮基板の上に剥離層を形成する工程と、
前記剥離層の上方に、下から順に、金属パターン層からなるゲート電極と、前記金属パターン層の表層部が陽極酸化されて得られる金属酸化層よりなるゲート絶縁層と、ソース電極及びドレイン電極と、有機活性層とから構成される前記ＴＦＴを形成すると共に、前記ＴＦＴの前記ドレイン電極に電気的に接続される画素電極を形成する工程と、
前記ＴＦＴの上に第２絶縁層を形成する工程と、
前記第２絶縁層の上に接着層を介してプラスチックフィルムを接着する工程と、
前記仮基板を前記剥離層との界面から剥離することにより、前記プラスチックフィルム上に、前記接着層を介して、前記第２絶縁層、前記ＴＦＴ、前記画素電極、及び前記剥離層を転写・形成する工程と、
前記剥離層を除去することにより、前記画素電極を露出させる工程とを有することを特徴とするフレキシブルＴＦＴ基板の製造方法。
【請求項１４】
前記ＴＦＴ及び画素電極を形成する工程は、
前記剥離層の上方に前記画素電極を形成する工程と、
前記画素電極の上に第１絶縁層を形成する工程と、
前記第１絶縁層の上に前記金属パターン層を形成する工程と、
前記金属パターン層の表層部を陽極酸化して金属酸化層を形成することにより、前記金属パターン層からなる前記ゲート電極と、前記金属酸化層からなり前記ゲート電極を被覆する前記ゲート絶縁層を得る工程と、
前記第１絶縁層の所要部に前記画素電極に到達する前記ビアホールを形成する工程と、
前記ゲート電極を被覆する前記ゲート絶縁層の上に、前記ソース電極、及び前記ビアホールを介して前記画素電極に接続する前記ドレイン電極を形成する工程と、
前記ソース電極及びドレイン電極の上に前記有機活性層を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項１３に記載のフレキシブルＴＦＴ基板の製造方法。
【請求項１５】
前記第１絶縁層を形成する工程は、
前記画素電極の上に、該画素電極の段差を埋め込む層間絶縁層を形成する工程と、
前記層間絶縁層の上にバリア絶縁層を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項１３又は１４に記載のフレキシブルＴＦＴ基板の製造方法。
【請求項１６】
前記画素電極を露出させる工程の後に、
前記画素電極の上に、有機ＥＬ層、対向電極及び封止層を順に形成することにより、フレキシブル有機ＥＬディスプレイが構成されることを特徴とする請求項１３又は１４に記載のフレキシブルＴＦＴ基板の製造方法。
【請求項１７】
前記画素電極を露出させる工程の後に、
前記画素電極の上に配向膜を形成することにより、液晶ディスプレイ用のフレキシブルＴＦＴ基板が構成されることを特徴とする請求項１３又は１４に記載のフレキシブルＴＦＴ基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフレキシブルＴＦＴ基板及びその製造方法とフレキシブルディスプレイに係り、さらに詳しくは、プラスチックフィルム上に有機ＴＦＴ素子を備えて構成されるフレキシブルＴＦＴ基板及びその製造方法とそのＴＦＴ基板を用いて構成される有機ＥＬディスプレイや液晶ディスプレイなどのフレキシブルディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイや液晶ディスプレイなどの表示装置は、情報機器などへ急速にその用途を拡大している。近年、プラスチックフィルムを基板として使用するフレキシブルディスプレイが注目されている。そのようなフレキシブルディスプレイは、丸めて収納できて持ち運びに便利な超薄型・軽量のモバイル用ばかりではなく、大型ディスプレイ用としても利用できる。
【０００３】
しかし、プラスチックフィルムは、剛性が弱く、また熱変形温度が低いため、熱処理を伴う製造工程において反りや膨張収縮のような熱変形が生じ易い。このため、プラスチックフィルム上に直接各種素子を形成する製造方法では、熱処理を伴う製造工程などの条件が制限され、また高精度の位置合わせが困難になるので、所望の特性を有する素子基板を製造できなくなる場合がある。
【０００４】
このような問題を回避するために、耐熱性で剛性のガラス基板の上に製造条件が制限されないでアモルファスシリコンＴＦＴ素子やカラーフィルタなどを高精度で位置合わせして形成して転写層とした後、その転写層をプラスチックフィルム上に転写・形成することにより、液晶表示装置用素子基板を製造する方法がある（特許文献１）。
【０００５】
また、フレキシブルディプレイには曲げに追随できる柔軟なＴＦＴ素子が必要であり、従来の駆動用トランジスタとしてのアモルファスシリコンＴＦＴや低温ポリシリコンＴＦＴでは十分な信頼性が得られないおそれがある。このため、フレキシブルディスプレイの駆動用トランジスタとして、曲げに追随できる柔軟な有機半導体を活性層として用いる有機ＴＦＴが注目されている。
【０００６】
特許文献２には、プラスチック基板などの上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、有機半導体層、及びソース・ドレイン電極を順次形成し、ドレイン電極に接続された陽極上に有機ＥＬ素子を形成することにより、有機ＥＬディスプレイを製造する方法が記載されている。
【０００７】
また、特許文献３には、高温プロセスを必要としない高分子包接錯体から半導体層を形成することにより、ガラス基板だけではなくプラスチック基板上にも有機ＴＦＴ素子を容易に形成できることが記載されている。
【０００８】
また、特許文献４には、有機ＴＦＴの製造において、ゲート電極をタンタルから形成し、ゲート電極を陽極酸化することにより、高い比誘電率を有する薄膜で緻密なゲート絶縁層を形成することが記載されている。
【特許文献１】特開２００１−３５６３７０号公報
【特許文献２】特開２００３−２５５８５７号公報
【特許文献３】特開２００３−２９８０６７号公報
【特許文献４】特開２００３−２５８２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、有機半導体層及び有機ＥＬ層は、有機溶剤、水、プラズマ、電子線又は熱処理などの処理を伴うフォトリソグラフィ及びエッチング工程でその性能が劣化したり、ひいてはほとんど機能しなくなったりする問題がある。
【００１０】
上記した特許文献２では、有機半導体層を形成した後に、ソース・ドレイン電極などをパターニングする必要があるので、フォトリソグラフィ工程での有機半導体層の性能劣化が問題になるおそれがある。このように、プラスチックフィルムを基板として使用する、有機ＴＦＴを備えたフレキシブルＴＦＴ基板の製造方法は十分に確立されておらず、プラスチックフィルム上に所望の有機ＴＦＴを高歩留りで安定して形成する方法が切望されている。
【００１１】
さらには、プラスチックフィルムの上に信頼性の高い高性能な有機ＴＦＴ素子を形成する際には、特にゲート絶縁層の材料やその形成方法が重要なファクターとなり、その最適化が求められている。特許文献４では、ゲート電極を陽極酸化してゲート絶縁層を形成することで有機ＴＦＴの特性を改善することが記載されているものの、有機半導体層を形成した後にソース・ドレイン電極を形成するので、特許文献２と同様に、ソース・ドレイン電極を形成するためのフォトリソグラフィ工程で有機半導体層の性能が劣化するおそれがある。
【００１２】
本発明は上記した問題点を鑑みて創作されたものであり、プラスチックフィルムの上に所望の有機ＴＦＴ素子が何ら不具合が発生することなく形成されると共に、信頼性の高い高性能な有機ＴＦＴ素子を有するフレキシブルＴＦＴ基板及びその製造方法とそれを用いたフレキシブルディスプレイ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】
【００１３】
上記した課題を解決するため、本発明はフレキシブルＴＦＴ基板に係り、画素ごとにＴＦＴが設けられたアクティブマトリクス型のフレキシブルＴＦＴ基板であって、プラスチックフィルムと、前記プラスチックフィルムの上に形成された接着層と、前記接着層の上に形成された下側絶縁層と、前記下側絶縁層に埋設された前記ＴＦＴであって、下から順に、有機活性層と、ソース電極及びドレイン電極と、ゲート絶縁層と、ゲート電極とが形成されて構成される前記ＴＦＴと、前記ＴＦＴのドレイン電極に電気的に接続されて、前記画素内に設けられた画素電極とを有し、前記ＴＦＴの前記ゲート絶縁層は、前記ゲート電極を構成する金属パターン層の表層部が陽極酸化されて得られた金属酸化層からなることを特徴とする。
【００１４】
本発明のフレキシブルＴＦＴ基板は、仮基板（ガラス基板など）の上に剥離できる状態で画素電極とそれにドレイン電極が電気接続されたＴＦＴ及びそれを被覆する絶縁層が形成された後に、それらがプラスチックフィルムの上に接着層を介して転写・形成されて得られる。このため、ＴＦＴは仮基板上に形成された構造と上下反転した状態でプラスチックフィルムの上に転写され、下から順に、有機活性層、ソース電極とドレイン電極、ゲート絶縁層、及びゲート電極が形成されて構成される。
【００１５】
本発明では、仮基板の上にゲート電極とゲート絶縁層及びソース電極とドレイン電極を形成した後に有機活性層を形成するので、フォトリソグラフィによって有機活性層の性能が劣化するおそれがない。本発明に係わるＴＦＴでは、仮基板上に形成されたＴＦＴが上下反転してプラスチックフィルム上に形成されるので、ゲート電極及びゲート絶縁層の下にソース電極及びドレイン電極が配置され、その下に有機活性層が配置されている。
【００１６】
本発明のフレキシブルＴＦＴ基板のＴＦＴのゲート絶縁層は、金属パターン層（タンタル層など）の表層部が陽極酸化されて得られた金属酸化層（タンタル酸化層など）からなる。陽極酸化によって得られるタンタル酸化層などはシリコン酸化層などよりも大きな比誘電率を有するので、低いＶｇをもちかつ高い相互コンダクタンスが得られる高性能なＴＦＴを構成することができる。しかも、陽極酸化によって得られるタンタル酸化層などはその表面の平坦性が優れているので、信頼性の高いＴＦＴを構成することができる。
【００１７】
本発明に係わるＴＦＴでは、仮基板上に形成されたＴＦＴが上下反転してプラスチックフィルム上に形成されるので、ゲート電極の表層部が陽極酸化されて形成されるゲート絶縁層がゲート電極の下に配置されている。
【００１８】
本発明の一つ好適な態様では、ＴＦＴの上に上側絶縁層が形成されており、画素電極が上側絶縁層に埋設されている。そして、ＴＦＴは画素電極のパターン領域に重なる位置に配置され、上側絶縁層に設けられたビアホールを介してＴＦＴのドレイン電極が画素電極に接続されている。
【００１９】
この態様では、画素電極の配置領域がＴＦＴによって制限されなくなるので、画素電極を各画素部の全体領域に配置することができるようになり、有機ＥＬディスプレイや液晶ディスプレイに適用する際に、開口率（発光部の占有比率）を大きくすることが可能になる。これにより、有機ＥＬディスプレイや液晶ディスプレイなどにおいて、高輝度・高精細化が可能になり、表示特性を向上させることができる。
【００２０】
あるいは、高い開口率を考慮しない場合は、上側絶縁層を省略し、画素電極が下側絶縁層に埋設されてＴＦＴの横方向に配置されるようにしてもよい。
【００２１】
本発明のフレキシブルＴＦＴ基板の画素電極の上に、有機ＥＬ層と、対向電極と、封止層とを順に形成することにより、フレキシブル有機ＥＬディスプレイが構成される。また、本発明のフレキシブルＴＦＴ基板の画素電極の上に配向膜を形成し、それに対向基板を貼り合わせてそれらの間に液晶を封入することにより、フレキシブル液晶ディスプレイが構成される。
【００２２】
また、上記課題を解決するため、本発明はフレキシブルＴＦＴ基板の製造方法に係り、画素ごとにＴＦＴが設けられたアクティブマトリクス型のフレキシブルＴＦＴ基板の製造方法であって、仮基板の上に剥離層を形成する工程と、前記剥離層の上方に、下から順に、金属パターン層からなるゲート電極と、前記金属パターン層の上面及び側面が陽極酸化されて得られる金属酸化層よりなるゲート絶縁層と、ソース電極及びドレイン電極と、有機活性層とから構成される前記ＴＦＴを形成すると共に、前記ＴＦＴの前記ドレイン電極に電気的に接続される画素電極を形成する工程と、前記ＴＦＴの上に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層の上に接着層を介してプラスチックフィルムを接着する工程と、前記仮基板を前記剥離層との界面から剥離することにより、前記プラスチックフィルム上に、前記接着層を介して、前記絶縁層、前記ＴＦＴ、前記画素電極、及び前記剥離層を転写・形成する工程と、前記剥離層を除去することにより、前記画素電極を露出させる工程とを有することを特徴とする。
【００２３】
本発明の製造方法を使用することにより、上記した発明のフレキシブルＴＦＴ基板を容易に製造することができる。また、本発明のフレキシブルＴＦＴ基板の製造方法では、フォトリソグラフィを使用する工程（ゲート電極、ソース電極とドレイン電極、及びビアホールの形成工程）は有機活性層を形成する前に仮基板の上で行うので、位置合わせ精度よくＴＦＴを形成できると共に、有機活性層がフォトリソグラフィの工程でその性能が劣化するおそれがない。
【００２４】
さらには、画素電極の上に、フォトリソグラフィを使用することなくマスク蒸着法やインクジェット法などで有機ＥＬ層を形成できるので、有機ＥＬ層の性能劣化も防止されて、信頼性の高いフレキシブル有機ＥＬディスプレイを製造することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、本発明では、プラスチックフィルムの上に所望の有機ＴＦＴ素子が何ら不具合が発生することなく形成されると共に、比誘電率が高く平坦性の優れたゲート絶縁層を使用できるので信頼性の高い高性能な有機ＴＦＴ素子を有するフレキシブルディスＴＦＴ基板が構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
【００２７】
（第１の実施の形態）
図１〜図７は本発明の第１実施形態のフレキシブルＴＦＴ基板の製造方法を示す断面図、図８は同じくフレキシブルＴＦＴ基板を示す断面図である。
【００２８】
本実施形態のフレキシブルＴＦＴ基板の製造方法は、図１（ａ）に示すように、まず、仮基板としてガラス基板１０を用意し、そのガラス基板１０の上にポリイミド樹脂などからなる剥離層２２を形成する。その後に、図１（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法やスパッタ法などにより、剥離層２２の上に窒化シリコン（ＳｉＮX）などの無機絶縁層からなる下地バリア層２４を形成する。さらに、下地バリア層２４の上に、画素電極を構成するための膜厚が５０〜３００ｎｍの導電層２６ａをスパッタ法により形成する。
【００２９】
次いで、図１（ｃ）に示すように、導電層２６ａの上にレジストパターン（不図示）を形成し、それをマスクにして導電層２６ａをエッチングすることにより、画素電極２６を得る。その後に、レジストパターンが除去される。画素電極２６は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）層やＩＺＯ(Indium Zinc Oxide)などの透明導電層から形成してもよいし、金（Ａｕ）層、白金（Ｐｔ）層又は銀（Ａｇ）層などの不透明導電層から形成してもよい。あるいは、画素電極２６が下から順にクロム（Ｃｒ）層／ＩＴＯ層が形成されて構成されるようにしてもよい。
【００３０】
本実施形態では、ガラス基板１０上に画素電極２６を形成するので、プラスチックフィルム上に形成する場合と違って成膜温度などのプロセス条件が限定されることがない。例えば、画素電極２６としてＩＴＯ層を使用する場合は、成膜温度が２００℃程度のスパッタ法などを採用することができる。これにより、画素電極２６（ＩＴＯ）は低抵抗（比抵抗値：３×１０-4Ω・ｃｍ以下）な電気特性をもって形成される。
【００３１】
なお、下地バリア層２４を省略し、剥離層２２の上に画素電極２６を直接形成してもよい。
【００３２】
続いて、図１（ｄ）に示すように、画素電極２６の上にポリイミド樹脂などをスピンコート法によって塗布することにより、画素電極２６の段差を埋め込む層間絶縁層２８を形成する。これにより、画素電極２６の段差が解消されて層間絶縁層２８はその上面が平坦となって形成される。さらに、層間絶縁層２８の上に、ＣＶＤ法やスパッタ法などにより無機絶縁層（窒化シリコン（ＳｉＮX）など）のガスバリア機能を有するバリア絶縁層３０を形成する。本実施形態では、層間絶縁層２８及びバリア絶縁層３０によって第１絶縁層が構成される。
【００３３】
次いで、図２（ａ）に示すように、膜厚が２５０ｎｍ程度のタンタル（Ｔａ）層３２を蒸着法やスパッタ法などによりバリア絶縁層３０の上に形成する。タンタル層３２の成膜条件の一例としては、印加電力が２００Ｗ、スパッタ圧力が０．６ＰａのＲＦスパッタ法が採用される。さらに、フォトリソグラフィによってレジストパターン３３をタンタル層３２の上に形成する。続いて、レジストパターン３３をマスクにしてタンタル層３２をエッチングした後にレジストパターン３３を除去する。これにより、図２（ｂ）に示すように、バリア絶縁層３０の上にゲート電極を構成するためのタンタルパターン層３２ｘが得られる。
【００３４】
続いて、タンタルパターン層３２ｘの露出面を陽極酸化する。陽極酸化の条件の一例としては、ホウ酸アンモニウム１％水溶液を電解液として用い、タンタルパターン層３２ｘが形成されたガラス基板１０をその電解液に浸漬させ、タンタルパターン層３２ｘを陽極に接続し，電圧が９０〜１００Ｖ、電流密度が１ｍＡ／ｃｍ2の条件で通電する。
【００３５】
これにより、図３（ａ）に示すように、タンタルパターン層３２ｘの表層部（上面及び側面）にタンタル酸化層（Ｔａ2Ｏ5）が自己整合的に形成されてゲート絶縁層３４が得られる。ゲート絶縁層３４（タンタル酸化層）の膜厚は例えば１５０ｎｍに設定される。
【００３６】
このとき、ゲート絶縁層３４の下に残るタンタルパターン層３２ｘがゲート電極３２ａ、３２ｂとなる。このようにして、スイッチング用ＴＦＴ（Thin Film Transistor）（以下、Ｓｗ−ＴＦＴと記す）用のゲート電極３２ａ及びそれを被覆するゲート絶縁層３４がバリア絶縁層３０の上に形成される。これと同時に、駆動用ＴＦＴ（以下、Ｄｒ−ＴＦＴと記す）用のゲート電極３２ｂ及びそれを被覆するゲート絶縁層３４がバリア絶縁層３０の上に形成される。陽極酸化によって得られるタンタル酸化層の比誘電率は２４程度であり、シリコン酸化層（ＳｉＯ2（比誘電率：３．９））やシリコン窒化層（ＳｉＮX（比誘電率：７））を使用する場合よりも高い誘電率をもつゲート絶縁層３４が得られる。
【００３７】
本願発明者は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて、上記した条件で形成したタンタル層とタンタル酸化層の各表面の粗さについて調査した。図１０に示すように、陽極酸化する前のタンタル層の表面は比較的粗く２０ｎｍ程度のミクロな凹凸が発生していることが分った。これに対して、図１１に示すように、陽極酸化によって得られるタンタル酸化層の表面はタンタル層の表面より格段に凹凸が少なく、平坦性が優れていることが分った。
【００３８】
このように、タンタルパターン層を陽極酸化して得られるタンタル酸化層はその表面の平坦性が優れているので、信頼性の高い高性能なＴＦＴ用のゲート絶縁層として利用できる。
【００３９】
陽極酸化によって酸化皮膜で覆われる金属としては、タンタルの他に、アルミニウム（Ａｌ）、ニオブ（Ｎｂ）、チタン（Ｔｉ）、ハフニウム（Ｈｆ）又はジルコニウム（Ｚｒ）などがあり、いわゆるバルブ金属と呼ばれている。本実施形態では、タンタルの他に上記したようなバルブ金属層を陽極酸化して、ゲート絶縁層３４とゲート電極３２ａ、３２ｂを形成することも可能である。
【００４０】
次いで、図３（ｂ）に戻ってその後の製造方法を説明すると、画素電極２６の所要部上の層間絶縁層２８及びバリア絶縁層３０の部分を加工することにより、画素電極２６に到達する深さのビアホールＶＨを形成する。ビアホールＶＨは、開口部が設けられたレジストパターン（不図示）がバリア絶縁層３０の上に形成された後に、その開口部を通してバリア絶縁層３０及び層間絶縁層２８がドライエッチングなどでエッチングされて形成される。
【００４１】
続いて、図４（ａ）に示すように、図３（ｂ）の構造体の上面側（バリア絶縁層３０及びゲート絶縁層３４の上とビアホールＶＨ内）に、クロム（Ｃｒ）層及び金（Ａｕ）層を順次成膜して金属層を形成した後に、フォトリソグラフィ及びエッチングにより金属層をパターニングする。これにより、Ｓｗ−ＴＦＴ用のソース電極３６ａ及びドレイン電極３６ｂがゲート電極３２ａを被覆するゲート絶縁層３４の上面端側から側面にかけてそれぞれ延在して形成される。
【００４２】
これと同時に、Ｄｒ−ＴＦＴ用のソース電極３６ｘ及びドレイン電極３６ｙがゲート電極３２ｂを被覆するゲート絶縁層３４の上面端側から側面にかけてそれぞれ延在して形成される。さらに、Ｄｒ−ＴＦＴ用のドレイン電極３６ｙはビアホールＶＨを介して画素電極２６に電気的に接続されて形成される。
【００４３】
次いで、図４（ｂ）に示すように、図４（ａ）の構造体の上面全体に、真空蒸着法などにより膜厚が５０ｎｍ程度の有機半導体からなる有機活性層３８を形成する。有機活性層３８の材料としては、ペンタセン、セキシチオフェン、又はポリチオフェンなどが好適に使用される。
【００４４】
さらに、図４（ｃ）に示すように、有機活性層３８の上に真空蒸着法などによってパリレン（ポリパラキシリレン）樹脂層４０を形成する。続いて、図５（ａ）に示すように、パリレン樹脂層４０の上にシリコン酸化層（ＳｉＯ2）などからなる無機絶縁層４２を形成する。
【００４５】
続いて、図５（ｂ）に示すように、無機絶縁層４２の上に、Ｓｗ−ＴＦＴ用及びＤｒ−ＴＦＴ用のゲート絶縁層３４に対応するレジストパターン１５を形成する。さらに、図５（ｃ）に示すように、そのレジストパターン１５をマスクにして、無機絶縁層４２、パリレン樹脂層４０及び有機活性層３８をエッチングした後に、レジストパターン１５を除去する。
【００４６】
これにより、Ｓｗ−ＴＦＴ用のソース電極３６ａ、ドレイン電極３６ｂ及びゲート絶縁層３４の上に、Ｓｗ−ＴＦＴ用の有機活性層３８ａ、パリレン樹脂層４０からなるキャップ保護層４０ａ及び無機絶縁層４２からなるキャップバリア層４２ａがパターン化されて得られる。それと同時に、Ｄｒ−ＴＦＴ用のソース電極３６ｘ、ドレイン電極３６ｙ及びゲート絶縁層３４の上に、Ｄｒ−ＴＦＴ用の有機活性層３８ｂ、キャップ保護層４０ｂ及びキャップバリア層４２ｂがパターニングされて得られる。
【００４７】
このとき、各有機活性層３８ａ，３８ｂは、キャップバリア層４２ａ，４２ｂ（無機絶縁層）及びキャップ保護層４０ａ，４０ｂ（パリレン樹脂層）によって被覆されて保護されるので、フォトリソグラフィ工程でのウェット処理やプラズマなどによる性能劣化が防止される。なお、レジストパターン１５を除去せずに残したままにしても差し支えない。
【００４８】
これによって、ゲート電極３２ａ、ゲート絶縁層３４、ソース電極３６ａとドレイン電極３６ｂ、及びソース電極３６ａとドレイン電極３６ｂに電気的に接続された有機活性層３８ａにより構成されるＳｗ−ＴＦＴ５が得られる。また、ゲート電極３２ｂ、ゲート絶縁層３４、ソース電極３６ｘとドレイン電極３６ｙ、及びソース電極３６ｘとドレイン電極３６ｙに電気的に接続される有機活性層３８ｂにより構成されるＤｒ−ＴＦＴ６が得られる。そして、Ｄｒ−ＴＦＴ６のドレイン電極３６ｙがビアホールＶＨを介してＤｒ−ＴＦＴ６の下側に配置された画素電極２６に電気的に接続される。
【００４９】
本実施形態では、耐熱性のガラス基板１０の上にＳｗ−ＴＦＴ５及びＤｒ−ＴＦＴ６を形成するので、プラスチックフィルム上に直接形成する場合と違って、位置合わせ精度よく所望のＴＦＴを得ることができる。また、前述したようにゲート絶縁層３４の表面の平坦性が優れているので、信頼性の高い高性能なＳｗ−ＴＦＴ５及びＤｒ−ＴＦＴ６を得ることができる。
【００５０】
例えば、Ｓｗ−ＴＦＴ５のチャネル長（ソース電極とドレイン電極の間隔）が５０μｍに設定され、チャネル幅（チャネル長に直交する方向の長さ）が１００μｍに設定される。また、Ｄｒ−ＴＦＴ６のチャネル長が５０μｍに設定され、チャネル幅が１０００μｍに設定される。
【００５１】
なお、有機活性層３８ａ，３８ｂ、キャップ保護層４０ａ，４０ｂ及びキャップバリア層４２ａ、４２ｂをマスク蒸着法によりパターン化して成膜してもよい。マスク蒸着法は、真空蒸着装置の中でシャドーマスクを高精度で移動させることによって成膜と同時にパターンを形成する方法であり、フォトリソグラフィを使用することなく、パターン化された有機活性層３８ａ，３８ｂ、キャップ保護層４０ａ、４０ｂ及びキャップバリア層４２ａ，４２ｂを順次積層して形成することができる。
【００５２】
このため、フォトリソグラフィ工程で有機活性層３８ａ，３８ｂの性能が劣化するおそれは全くない。あるいは、インクジェット方式により有機活性層３８ａ，３８ｂをパターン化して形成してもよい。
【００５３】
ここで、本願発明者は、本実施形態の陽極酸化によって得られるタンタル酸化層（比誘電率：２４）をゲート絶縁層に使用したＴＦＴのドレイン電流（Ｉｄ）−ドレイン電圧(Ｖｄ)特性を調査した（図１２）。また、比較例として、シリコン酸化層（比誘電率：３．９）をゲート絶縁層に使用したＴＦＴのドレイン電流（Ｉｄ）−ドレイン電圧(Ｖｄ)特性を調査した（図１３）。図１２及図１３において、ゲート電圧（Ｖｇ）変えたときのドレイン電流（Ｉｄ）−ドレイン電圧(Ｖｄ)特性が示されている。なお、ＴＦＴの有機活性層として移動度の高いペンタセンを使用した。
【００５４】
図１２及び図１３の比較から明らかなように、本実施形態のＴＦＴは比較例のＴＦＴよりも低いドレイン電圧で大きなドレイン電流が得られることが分る。本実施形態のＴＦＴでは比較例のＴＦＴに比べて、１／５のドレイン電圧で２桁大きなドレイン電流が得られている。このように、本実施形態に係るＴＦＴでは、誘電率の高いゲート絶縁層を使用できることから、動作電圧が低減されて低いＶｇを使用できると共に、増幅特性の指標になる相互コンダクタンスを大きくすることができるので、高性能なＴＦＴを構成することができる。
【００５５】
続いて、製造方法の説明に戻って図５（ｃ）の後の製造方法を説明すると、図６（ａ）に示すように、Ｓｗ−ＴＦＴ５及びＤｒ−ＴＦＴ６の上にそれを被覆する保護絶縁層４４（第２絶縁層）を形成する。保護絶縁層４４としては、パリレン層と、水蒸気やガスの侵入をブロックできるシリコン酸化層（ＳｉＯX）、シリコン窒化層（ＳｉＮX）又はシリコン酸化窒化層（ＳｉＯＮ）などの無機絶縁層との積層膜が好適に使用され、ＣＶＤ法や真空蒸着法によって形成される。あるいは、保護絶縁層４４をパリレン以外のポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール又はポリパラキシレンなどの有機樹脂層から形成してもよい。
【００５６】
その後に、図６（ｂ）に示すように、図６（ａ）の保護絶縁層４４の上面に接着層４６を介してプラスチックフィルム２０を対向させて配置する。さらに、熱処理することにより接着層４６を硬化させて、図６（ａ）の構造体の上にプラスチックフィルム２０を接着する。プラスチックフィルム２０としては、膜厚が１００〜２００μｍのポリエーテルスルホンフィルムやポリカーボネートフィルムなどが好適に使用される。
【００５７】
なお、保護絶縁層４４をＣＶＤ法や真空蒸着法で形成する場合、Ｓｗ−ＴＦＴ５及びＤｒ−ＴＦＴ６の段差を平坦化するには工程が複雑になることから、保護絶縁層４４はその上面に段差が発生して形成される場合が多い。しかしながら、保護絶縁層４４の段差は接着層４６で埋め込んで解消できるので、接着層４６の上面が平坦になった状態でプラスチックフィルム２０が接着される。
【００５８】
続いて、図７（ａ）に示すように、プラスチックフィルム２０の一端にロール１７を固定し、そのロール１７を回転させながらガラス基板１０を剥離する。このとき、ガラス基板１０と剥離層２２との界面（図７（ａ）のＡ部）に沿って剥離され、ガラス基板１０が廃棄される。
【００５９】
図７（ｂ）には、図７（ａ）の構造体からガラス基板１０が除去されたものを上下反転させた状態が示されている。図７（ｂ）に示すように、プラスチックフィルム２０の上に、下から順に、接着層４６、保護絶縁層４４、下側にキャップバリア層４２ａ，４２ｂ及びキャップ保護層４０ａ，４０ｂが設けられたＳｗ−ＴＦＴ５とＤｒ−ＴＦＴ６、バリア絶縁層３０、層間絶縁層２８、画素電極２６、下地バリア層２４、及び剥離層２２が転写・形成される。
【００６０】
その後に、図８に示すように、酸素ガスのプラズマなどで剥離層２２を除去することにより下地バリア層２４を露出させる。さらに、ＣＦ4プラズマなどで下地バリア層２４をエッチングして除去することにより、画素電極２６を露出させる。
【００６１】
以上により、本実施形態のフレキシブルＴＦＴ基板１が得られる。
【００６２】
図８に示すように、本実施形態のフレキシブルＴＦＴ基板１では、プラスチックフィルム２０の上に接着層４６及び保護絶縁層４４（下側絶縁層）が順に形成されている。保護絶縁層４４の中にはＳｗ−ＴＦＴ５とＤｒ−ＴＦＴ６が埋設されており、その上にバリア絶縁層３０が形成されている。
【００６３】
Ｓｗ−ＴＦＴ５は、下から順に、有機活性層３８ａ、ソース電極３６ａとドレイン電極３６ｂ、ゲート絶縁層３４、及びゲート電極３２ａが形成されて構成されており、有機活性層３８ａの下面にはキャップ保護層４０ａ及びキャップバリア層４２ａ（キャップ絶縁層）が設けられている。Ｄｒ−ＴＦＴ６においても、同様に、下から順に、有機活性層３８ｂ、ソース電極３６ｘとドレイン電極３６ｙ、ゲート絶縁層３４、及びゲート電極３２ｂが形成されて構成されており、有機活性層３８ｂの下面にはキャップ保護層４０ｂ及びキャップバリア層４２ｂが設けられている。
【００６４】
Ｓｗ−ＴＦＴ５とＤｒ−ＴＦＴ６の各ゲート絶縁層３４はゲート電極３２ａ、３２ｂを構成するタンタルパターン層３２ｘが陽極酸化されて得られたものであり、タンタルパターン層３２ｘの陽極酸化されずに残った部分がゲート電極３２ａ、３２ｂとなっている。
本実施形態では、前述したように、ゲート絶縁層３４として陽極酸化によって得られるタンタル酸化層を使用するので、高性能なＴＦＴ５，６が構成される。
【００６５】
また、本実施形態では、前述した転写技術を採用するので、Ｓｗ−ＴＦＴ５とＤｒ−ＴＦＴ６は、バリア絶縁層３０の上に形成されたＳｗ−ＴＦＴ５及びＤｒ−ＴＦＴ６が上下反転した状態となって配置されている。
【００６６】
このため、Ｓｗ−ＴＦＴ５とＤｒ−ＴＦＴ６において、ゲート電極３２ａ，３２ｂはその上面が保護絶縁層４４の上面と同一面となった状態でバリア絶縁層３０の下面から下側に突出して配置されている。そして、ゲート電極３２ａ，３２ｂの下面及び側面がゲート絶縁層３４で被覆されている。さらに、ソース電極３６ａ、３６ｘ及びドレイン電極３６ｂ、３６ｙは、有機活性層３８ａ、３８ｂとゲート絶縁層３４との間からゲート電極３２ａ，３２ｂの側方にかけて上側にそれぞれ延在している。
【００６７】
また、ソース電極３６ａ、３６ｘ及びドレイン電極３６ｂ、３６ｙの下側には有機活性層３８ａ，３８ｂが配置されており、ソース電極３６ａ、３６ｘとドレイン電極３６ｂ、３６ｙとの間の有機活性層３８ａ、３８ｂの部分がゲート絶縁層３４に接触するＴＦＴのチャネル部となっている。
【００６８】
さらに、バリア絶縁層３０の上に層間絶縁層２８が形成され、画素電極２６がその上面が露出した状態で層間絶縁層２８に埋設されて形成されている。画素電極２６及び層間絶縁層２８の各上面は同一面となって平坦化されている。本実施形態では、層間絶縁層２８及びバリア絶縁層３０により上側絶縁層が構成される。また、画素電極２６の所要部下の層間絶縁層２８及びバリア絶縁層３０の部分にはビアホールＶＨが設けられている。そして、Ｄｒ−ＴＦＴ６のドレイン電極３６ｙがビアホールＶＨを介して画素電極２６に電気的に接続されている。
【００６９】
このような構成とすることにより、画素電極２６の配置領域がＳｗ−ＴＦＴ５及びＤｒ−ＴＦＴ６によって制限されることなく、各画素部の全体領域に画素電極２６を配置することができるので、画素部の全体領域に画素電極２６を配置してその面積を大きくすることができる。
【００７０】
また、有機活性層３８ａ，３８ｂは、バリア絶縁層３０と保護絶縁層４４との間に配置されるので、外気からの水蒸気やプラスチックフィルム２０内の水分が有機活性層３８ａ、３８ｂに侵入ことが防止され、信頼性の高いフレキシブルＴＦＴ基板が構成される。
【００７１】
図９には、本実施形態の変形例のフレキシブルＴＦＴ基板１ｘが示されている。図９に示すように、図８のフレキシブルＴＦＴ基板１と違って高い開口率を必要としない場合は、画素電極２６がＳｗ−ＴＦＴ５及びＤｒ−ＴＦＴ６の横方向に配置されて、保護絶縁層４４（下側絶縁層）に埋設されて形成されるようにしてもよい。そして、同様に、画素電極２６がＤｒ−ＴＦＴ６のドレイン電極３６ｙに接続される。
【００７２】
変形例のフレキシブルＴＦＴ基板１ｘを採用する場合は、前述したフレキシブルＴＦＴ１の製造方法の図４（ａ）において、層間絶縁層２８及びバリア絶縁層３０を省略し、下地バリア層２４の上に、ゲート電極３２ａ、３２ｂと、ゲート絶縁層３４と、ソース電極３６ａ、３６ｘ及びドレイン電極３６ｂ，３６ｙと、ドレイン電極３６ｙに接続される画素電極２６とを形成する。
【００７３】
このように、画素電極２６はＤｒ−ＴＦＴ６のドレイン電極３６ｙに電気的に接続された状態で画素内に配置されていればよく、ＴＦＴ５，６の上方にそれら重なるように配置してもよいし、ＴＦＴ５，６の横方向にそれらに重ならないように配置してもよい。
【００７４】
次に、本実施形態のフレキシブルＴＦＴ基板１を使用して有機ＥＬディスプレイを製造する方法について説明する。図１４は本発明の第１実施形態のフレキシブル有機ＥＬディスプレイの製造方法を示す断面図、図１５は同じくフレキシブル有機ＥＬディスプレイを示す断面図である。
【００７５】
図１４に示すように、まず、図８のフレキシブルＴＦＴ基板１の上面側に露出する画素電極２６の上に、マスク蒸着法によって膜厚が例えば３０ｎｍの正孔輸送層５２を選択的に形成する。正孔輸送層５２としては、芳香族３級アミン誘導体であるα-ＮＰＤなどが好適に使用される。さらに、同じく図１４に示すように、正孔輸送層５２上にマスク蒸着法によって膜厚が例えば７０ｎｍの低分子系の発光層５４を選択的に形成する。
【００７６】
本実施形態では、３原色の発光層５４を形成してフルカラー化する形態を例示するので、後に図１６で説明するように、３原色（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ））の各画素部の正孔輸送層５２上に赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層がそれぞれ形成される。低分子系の発光層５４としては、ホスト材料にドーピング材料が混合されたものが使用され、そのドーピング材料（分子）が発光する。ホスト材料では、例えばＡｌｑ３やジスチリルアリーレン誘導体（ＤＰＶＢｉ）があり、ドーピング材料では、例えば緑色発光のクマリン６や赤色発光のＤＣＪＴＢなどがある。
【００７７】
続いて、同じく図１４に示すように、マスク蒸着法によって発光層５４上に電子輸送層５６を形成する。電子輸送層５６としては、キノリノールアルミ錯体（Ａｌｑ３）などが好適に使用される。
【００７８】
あるいは、インクジェット方式によって、正孔輸送層５２、発光層５４及び電子輸送層５６を形成してもよい。
【００７９】
これにより、正孔輸送層５２、発光層５４及び電子輸送層５６により構成される有機ＥＬ層５０が得られる。
【００８０】
なお、正孔輸送層５２及び電子輸送層５６のうちのいずれか一方のみが形成された形態としてもよいし、正孔輸送層５２及び電子輸送層５６の両者を省略した形態としてもよい。
【００８１】
さらに、同じく図１４に示すように、電子輸送層５６上にマスク蒸着法によって画素電極２６に対向する対向電極５８を形成する。対向電極５８は共通電極として形成される。
【００８２】
対向電極５８としては、ＩＴＯ層などの透明電極を使用してもよいし、フッ化リチウム／アルミニウム（ＬｉＦ／Ａｌ）積層膜などの不透明電極を使用してもよい。対向電極５８を透明電極から形成する場合は、ＩＴＯ層の下にＢＣＰ層、ＣＳを含むＢＣＰ層、又は極薄Ａｌ層などが形成されたものが好適に使用される。
【００８３】
本実施形態では、図１４の上側に発光させる形態を示すので、画素電極２６が不透明電極から形成され、対向電極５８が透明電極から形成される。逆に、図１４の下側に発光させる場合は、画素電極２６が透明電極から形成され、対向電極５８が不透明電極から形成される。これにより、画素電極２６、有機ＥＬ層５０及び対向電極５８により構成される有機ＥＬ素子２が得られる。
【００８４】
このように、本実施形態では、有機活性層３８ａ，３８ｂを形成する工程では、有機活性層３８ａ，３８ｂがキャップ保護層４０ａ，４０ｂやキャップバリア層４２ａ，４２ｂで保護されているため、フォトリソグラフィを用いても有機活性層３８ａ，３８ｂの性能が劣化するおそれがない。また、有機ＥＬ層５０はフォトリソグラフィを使用せずに形成されるので、有機ＥＬ層５０の性能劣化も生じない。
【００８５】
その後に、図１５に示すように、有機ＥＬ素子２の上にそれを被覆する封止層５９を形成する。封止層５９としては、シリコン酸化層（ＳｉＯX）やシリコン窒化層（ＳｉＮX）などが使用され、例えば成膜温度が１００℃程度の低温ＣＶＤにより形成される。あるいは、防湿層が形成された樹脂フィルムを貼着して封止層５９としてもよい。
【００８６】
以上により、本発明の第１実施形態に係るフレキシブル有機ＥＬディスプレイ３が完成する。
【００８７】
図１６には、第１実施形態のフレキシブル有機ＥＬディスプレイ３の３原色の画素部（赤色画素部（Ｒ）、緑色画素部（Ｇ）、及び青色画素部（Ｂ））が描かれている。図１６に示すように、３原色の各画素部（Ｒ），（Ｇ），（Ｂ）に、前述したＳｗ−ＴＦＴ５とドレイン電極３６ｙがビアホールＶＨを介して画素電極２６に接続されたＤｒ−ＴＦＴ６とがそれぞれ配置されている。
【００８８】
そして、各画素部（Ｒ），（Ｇ），（Ｂ）の画素電極２６の上には前述した有機ＥＬ層５０がそれぞれ形成されており、各画素部（Ｒ），（Ｇ），（Ｂ）に、赤色発光層５４Ｒ、緑色発光層５４Ｇ及び青色発光層５４Ｂがそれぞれ対応して設けられている。これらの発光層５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂはマスク蒸着法によって順次形成されて得られる。あるいは、インクジェット方式によって赤色発光層５４Ｒ、緑色発光層５４Ｇ及び青色発光層５４Ｂを塗り分けしてもよい。そして、３原色の画素部（サブピクセル）が表示単位であるピクセルを構成する。他の要素は図１５と同一であるので、同一符号を付してその説明を省略する。
【００８９】
図１７は本発明の第１実施形態のフレキシブル有機ＥＬディスプレイの画素部の等価回路を示す図、図１８は本発明の第１実施形態のフレキシブルディスプレイにおける画素部のレイアウトの一例を示す平面図である。
【００９０】
図１８の平面図を適宜参照しながら図１７の等価回路を説明すると、有機ＥＬ素子２の対向電極５８（陰極）がグランド（ＧＮＤ）６６に接続され、有機ＥＬ素子２の画素電極２６（陽極）がビアホールＶＨを介してＤｒ−ＴＦＴ６のドレイン電極３６ｙに接続されている。Ｄｒ−ＴＦＴ６のソース電極３６ｘは電源（Ｖｄｄ）線６０に接続されている。
【００９１】
また、Ｄｒ−ＴＦＴ６のゲート電極３２ｂと電源（Ｖｄｄ）線６０との間には保持容量Ｃｓが形成されている。また、Ｄｒ−ＴＦＴ６のゲート電極３２ｂにＳｗ−ＴＦＴ５のドレイン電極３６ｂが接続され、Ｓｗ−ＴＦＴ５のソース電極３６ａがデータ線６２に接続されている。さらに、Ｓｗ−ＴＦＴ５のゲート電極３２ａが走査線６４に接続されている。
【００９２】
図１７の等価回路では以下のように動作する。まず、走査線６４の電位を選択状態とし、走査線６４に書き込み電位を印加すると、Ｓｗ−ＴＦＴ５が導通して保持容量Ｃｓが充電又は放電され、Ｄｒ−ＴＦＴ６のゲート電位は書き込み電位となる。次に、走査線６４の電位を非選択状態とすると、走査線６４とＤｒ−ＴＦＴ６とは電気的に切り離されるが、Ｄｒ−ＴＦＴ６のゲート電位は保持容量Ｃｓによって安定に保持される。
【００９３】
そして、Ｄｒ−ＴＦＴ６及び有機ＥＬ素子２に流れる電流は、Ｄｒ−ＴＦＴ６のゲート・ソース間電圧に応じた値となり、有機ＥＬ素子２はその電流値に応じた輝度で発光し続ける。
【００９４】
このような構成の画素をマトリクス状に複数並べ、走査線６４を順次選択しながら、データ線６２を通して書き込みを繰り返すことにより、アクティブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイを構成することができる。このようにして、各画素部（Ｒ），（Ｇ），（Ｂ）の各発光層５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから外部に所定の色の光がそれぞれ放出されてカラー画像が得られる（図１６の矢印の方向）。
【００９５】
本実施形態では、図１８に示すように、走査線６４、データ線６２及び電源（Ｖｄｄ）線６０によって画定される各画素部の全体に画素電極２６（太線で囲まれた領域）がそれぞれ配置され、Ｓｗ−ＴＦＴ５及びＤｒ−ＴＦＴ６が画素電極２６のパターン領域の下に重なった状態で配置されている。
【００９６】
特に、図１６のようにディスプレイの上側に発光させる場合は、Ｓｗ−ＴＦＴ５とＤｒ−ＴＦＴ６の配置によって光量が全く影響されない構造となるため、開口率（発光部の占有比率）を格段に向上させることができる。これにより、フレキシブル有機ＥＬディスプレイの高輝度・高精細化が可能になる。
【００９７】
なお、図１８の画素部のレイアウトはディスプレイの開口率を向上させるためのレイアウトであって、前述したように、高い開口率を考慮しない場合は、図９に示した変形例のフレキシブルＴＦＴ基板１ｘが使用され、画素電極２６（有機ＥＬ素子２）がＳｗ−ＴＦＴ５及びＤｒ−ＴＦＴ６に重ならないように、それらの横方向に配置される。
【００９８】
また、発光層５４として白色発光層を形成し、後述する第２実施形態のように画素電極２６とＳｗ−ＴＦＴ５及びＤｒ−ＴＦＴ６との間（層間絶縁層２８とバリア絶縁層３０の間）にカラーフィルタ層を形成してフルカラー化してもよい。この場合、ビアホールＶＨは、層間絶縁層２８、カラーフィルタ層及びバリア絶縁層３０の部分に形成される。また、この形態では、図１６の下側（矢印の方向と反対側）に光が放出されるように設計する必要があるので、画素電極２６が透明導電層から形成され、かつ対向電極５８が不透明導電層から形成される。
【００９９】
（第２の実施の形態）
図１９〜図２２は本発明の第２実施形態のフレキシブル液晶ディスプレイの製造方法を示す断面図、図２３は同じくフレキシブル液晶ディスプレイを示す断面図である。第２実施形態では、本発明の実施形態のフレキシブルＴＦＴ基板を液晶ディスプレイに適用する形態を例示する。第２実施形態では、第１実施形態と同一工程についてはその詳しい説明を省略する。また、同一要素には同一符号を付してその説明を省略する。
【０１００】
図１９（ａ）に示すように、まず、ガラス基板１０の上に剥離層２２、下地バリア層２４及び画素電極２６を形成して、第１実施形態の図１（ｃ）と同一の構造体を得る。次いで、図１９（ｂ）に示すように、画素電極２６を被覆する層間絶縁層２８を形成した後に、画素電極２６に対応する層間絶縁層２８の上にカラーフィルタ層２９を形成する。
【０１０１】
本実施形態ではカラーフィルタ層２９でフルカラー化する形態を例示している。図１９（ｂ）には１つの画素部のみが示されているが、第１実施形態の図１６のような３原色の画素部（Ｒ），（Ｇ），（Ｂ）の各画素電極２６の上に赤色（Ｒ）カラーフィルタ層、緑色（Ｇ）カラーフィルタ層、及び青色（Ｂ）カラーフィルタ層がそれぞれ形成される。
【０１０２】
そして、３原色の画素部（サブピクセル）が表示単位であるピクセルを構成する。３原色の各カラーフィルタ層２９は、例えば顔料分散タイプの感光性塗布膜がフォトリソグラフィによって順次パターニングされて形成される。さらに、カラーフィルタ層２９の上にバリア絶縁層３０が形成される。
【０１０３】
なお、カラーフィルタ層２９を設けずに、時分割でバックライトの３原色を切り替えてフルカラー表示を行うフィールド色順次駆動方式の液晶ディスプレイとしてもよい。
【０１０４】
次いで、図１９（ｃ）に示すように、第１実施形態と同様な方法により、バリア絶縁層３０の上にタンタルパターン層を形成した後に、その表層部を陽極酸化することにより、ＴＦＴ用のゲート電極３２及びそれを被覆するゲート絶縁層３４を形成する。さらに、図１９（ｄ）に示すように、画素電極２６の所要部上の層間絶縁層２８、カラーフィルタ層２９及びバリア絶縁層３０の部分にフォトリソグラフィ及びエッチングによりビアホールＶＨを形成する。
【０１０５】
続いて、図２０（ａ）に示すように、第１実施形態と同様な方法により、ＴＦＴ用のソース電極３６ａ及びドレイン電極３６ｂをゲート絶縁層３４の上面端側から側面にかけて形成する。ドレイン電極３６ｂはビアホールＶＨを介して画素電極２６に電気的に接続される。さらに、第１実施形態と同様な方法により、ゲート電極３２に対応する部分上に有機活性層３８、キャップ保護層４０及びキャップバリア層４２を形成する。
【０１０６】
これにより、第１実施形態と同様に、ゲート電極３２、ゲート絶縁層３４、ソース電極３６ａとドレイン電極３６ｂ、及び有機活性層３８により構成されるスイッチング用のＴＦＴ７が形成される。第２実施形態では、液晶ディスプレイを構成するので各画素部に１つのＴＦＴ７がそれぞれ設けられる。さらに、ＴＦＴ７を埋設する保護絶縁層４４を形成する。
【０１０７】
次いで、図２０（ｂ）に示すように、第１実施形態と同様な方法により、保護絶縁層４４の上に接着層４６を介してプラスチックフィルム２０を接着する。さらに、図２１（ａ）に示すように、第１実施形態と同様に、ガラス基板１０と剥離層２２との界面から剥離し、ガラス基板１０を破棄する。図２１（ａ）には、ガラス基板１０が破棄された構造体を上下反転させた様子が示されている。
【０１０８】
続いて、図２１（ｂ）に示すように、第１実施形態と同様な方法により、剥離層２２及び下地バリア層２４を除去することにより、画素電極２６を露出させる。さらに、図２２に示すように、画素電極２６の上に液晶を配向させるための配向膜２５を形成する。これにより、液晶ディスプレイ用のプレキシブルＴＦＴ基板１ａが得られる。
【０１０９】
図２２に示すように、液晶ディスプレイ用のフレキシブルＴＦＴ基板１ａでは、基板としてプラスチックフィルム２０が使用され、その上に、接着層４６及び保護絶縁層４４が順に形成されている。保護絶縁層４４の中には第１実施形態と同様な構成のＴＦＴ７が埋設されている。例えば、ＴＦＴ７のチャネル長は２０μｍに設定され、チャネル幅は４００μｍに設定される。
【０１１０】
さらに、ＴＦＴ７の上にはバリア絶縁層３０、カラーフィルタ層２９、層間絶縁層２８及び画素電極２６が順に設けられている。そして、ＴＦＴ７のドレイン電極３６ｂはバリア絶縁層３０、カラーフィルタ層２９及び層間絶縁層２８に設けられたビアホールＶＨを介して画素電極２６に電気的に接続されている。また、画素電極２６の上には配向膜２５が設けられている。
【０１１１】
このようにして、液晶ディスプレイ用のフレキシブルＴＦＴ基板１ａにおいても、第１実施形態の図１８と同様に、画素電極２６が各画素部の全体領域に配置され、ＴＦＴ７が画素電極２６に重なった状態でその下側に配置されて、高い開口率が得られるようになっている。
【０１１２】
なお、第２実施形態においても、第１実施形態の変形例のフレキシブルＴＦＴ基板１ｘと同様に、画素電極２６がＴＦＴ７の横方向に配置され、保護絶縁層４４に埋設された形態としてもよい。
【０１１３】
続いて、図２３に示すように、フレキシブルＴＦＴ基板１ａに対向して配置される対向基板１ｂを用意する。対向基板１ｂは、プラスチックフィルム２０ａと、その上に形成されたＩＴＯなどからなるコモン電極２６ａと、その上に形成された配向膜２５ａとによって基本構成される。
【０１１４】
そして、フレキシブルＴＦＴ基板１ａと対向基板１ｂとがスペーサで所定間隔が確保された状態で、周辺部に設けられるシール材（不図示）によって対向して接着され、さらにフレキシブルＴＦＴ基板１ａと対向基板１ｂとの隙間に液晶２３が封入される。
【０１１５】
以上により、第２実施形態のフレキシブル液晶ディスプレイ４が完成する。
【０１１６】
第２実施形態のフレキシブル液晶ディスプレイ４では、第１実施形態と同様に、ＴＦＴ７のゲート絶縁層３４として、タンタルパターン層の表層部を陽極酸化して得られるタンタル酸化層を使用するので、信頼性の高い高性能なＴＦＴを構成することができる。
【０１１７】
なお、本実施形態のフレキシブルＴＦＴ基板を有機ＥＬディスプレイや液晶ディスプレイに適用する例を説明したが、電気泳動方式などを使用した電子ペーパーなどの各種のディスプレイに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】図１（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１実施形態のフレキシブルＴＦＴ基板の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図２】図２（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１実施形態のフレキシブルＴＦＴ基板の製造方法を示す断面図（その２）である。
【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１実施形態のフレキシブルＴＦＴ基板の製造方法を示す断面図（その３）である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１実施形態のフレキシブルＴＦＴ基板の製造方法を示す断面図（その４）である。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は本発明の本発明の第１実施形態のフレキシブルＴＦＴ基板の製造方法を示す断面図（その５）である。
【図６】図６（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１実施形態のフレキシブルＴＦＴ基板の製造方法を示す断面図（その６）である。
【図７】図７（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１実施形態のフレキシブルＴＦＴ基板の製造方法を示す断面図（その７）である。
【図８】図８は本発明の本発明の第１実施形態のフレキシブルＴＦＴ基板を示す断面図である。
【図９】図９は本発明の本発明の第１実施形態の変形例のフレキシブルＴＦＴ基板を示す断面図である
【図１０】図１０はタンタル酸化層の表面の平坦性を示す図である。
【図１１】図１１は陽極酸化によって得られたタンタル酸化層の平坦性を示す図である。
【図１２】図１２は本実施形態のＴＦＴのドレイン電流（Ｉｄ）／ドレイン電圧（Ｖｄ）特性を示す図である。
【図１３】図１３は比較例のＴＦＴのドレイン電流（Ｉｄ）／ドレイン電圧（Ｖｄ）特性を示す図である。
【図１４】図１４は本発明の第１実施形態のフレキシブルＴＦＴ基板に有機ＥＬ素子が形成された様子を示す断面図である。
【図１５】図１５は本発明の第１実施形態のフレキシブル有機ＥＬディスプレイを示す断面図である。
【図１６】図１６は本発明の第１実施形態のフレキシブル有機ＥＬディスプレイの赤色画素部（Ｒ）、緑色画素部（Ｇ）及び青色画素部（Ｂ）を示す断面図である。
【図１７】図１７は発明の第１実施形態のフレキシブル有機ＥＬディスプレイの一つの画素部の等価回路を示す図である。
【図１８】図１８は発明の第１実施形態のフレキシブル有機ＥＬディスプレイにおける画素部のレイアウトの一例を示す平面図である。
【図１９】図１９（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２実施形態のフレキシブル液晶ディスプレイの製造方法を示す断面図（その１）である。
【図２０】図２０（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２実施形態のフレキシブル液晶ディスプレイの製造方法を示す断面図（その２）である。
【図２１】図２１（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２実施形態のフレキシブル液晶ディスプレイの製造方法を示す断面図（その３）である。
【図２２】図２２は本発明の第２実施形態のフレキシブル液晶ディスプレイの製造方法を示す断面図（その４）である。
【図２３】図２３は本発明の第２実施形態のフレキシブル液晶ディスプレイを示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１，１ｘ…フレキシブルＴＦＴ基板（有機ＥＬディスプレイ用）、１ａ…フレキシブルＴＦＴ基板（液晶ディスプレイ用）、１ｂ…対向基板、２…有機ＥＬ素子、３…フレキシブル有機ＥＬディスプレイ、４…フレキシブル液晶ディスプレイ、５…Ｓｗ−ＴＦＴ、６…Ｄｒ−ＴＦＴ、７…ＴＦＴ、１０…ガラス基板、１５，３３…レジストパターン、１７…ロール、２０，２０ａ…プラスチックフィルム、２２…剥離層、２３…液晶、２４…下地バリア層、２５，２５ａ…配向膜、２６…画素電極、２６ａ…コモン電極、２８…層間絶縁層、２９…カラーフィルタ層、３０…バリア絶縁層、３２…タンタル層、３２ｘ…タンタルパターン層、３２ａ、３２ｂ…ゲート電極、３４…ゲート絶縁層、３６ａ，３６ｘ…ソース電極、３６ｂ，３６ｙ…ドレイン電極、３８ａ，３８ｂ…有機活性層、４０ａ，４０ｂ…キャップ保護層（パリレン樹脂層）、４２ａ、４２ｂ…キャップバリア層（無機絶縁層）、４４…保護絶縁層、４６…接着層、５０…有機ＥＬ層、５２…正孔輸送層、５４…発光層、５６…電子輸送層、ＶＨ…ビアホール。
【図１】
2008159935.tif 000003
【図２】
2008159935.tif 000004
【図３】
2008159935.tif 000005
【図４】
2008159935.tif 000006
【図５】
2008159935.tif 000007
【図６】
2008159935.tif 000008
【図７】
2008159935.tif 000009
【図８】
2008159935.tif 000010
【図９】
2008159935.tif 000011
【図１０】
2008159935.tif 000012
【図１１】
2008159935.tif 000013
【図１２】
2008159935.tif 000014
【図１３】
2008159935.tif 000015
【図１４】
2008159935.tif 000016
【図１５】
2008159935.tif 000017
【図１６】
2008159935.tif 000018
【図１７】
2008159935.tif 000019
【図１８】
2008159935.tif 000020
【図１９】
2008159935.tif 000021
【図２０】
2008159935.tif 000022
【図２１】
2008159935.tif 000023
【図２２】
2008159935.tif 000024
【図２３】
2008159935.tif 000025