(57)【要約】【課題】回路に損傷が生じることなく曲げるまたは屈曲させることのできるマトリクスアレイデバイスを提供すること。【解決手段】マトリクスアレイデバイス（例えばアクティブマトリクスディスプレイデバイス、イメージセンサ、または同様のデバイス）が、フレキシブルな基板（２０）上に担持されるマトリクス回路（１２， １４， １６， １８）を有し、当該回路が、それぞれ別個の領域を占有するＴＦＴなどの半導体デバイス（１２）のアレイを含む。半導体デバイス（１２）から離れた、基板（２０）の選択された領域は、デバイスを曲げるときにこれらの領域において他の領域よりも基板の屈曲が促進されて、従って半導体デバイスの損傷の危険性を低減するために、弱さの領域として形成される。この領域は、例えば、半導体デバイスの間に延在する弱さのライン（５０， ５２）を有することができ、基板を局所的に薄くすることによるか、または基板材料の処理によって所定の領域の堅さを改変することによって、形成できる。【選択図】図３
2004519866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルな基板の表面上に担持される薄膜マトリクス回路を有するフレキシブルなマトリクスアレイデバイスであって、当該マトリクス回路が、規則的なアレイに配置されかつ前記基板のそれぞれ別個の領域を占有する半導体デバイスを含む、マトリクスアレイデバイスにおいて、前記半導体デバイスによって占有される前記領域から離れている前記基板の選択された領域が、前記基板の屈曲がより容易に起こる弱さの領域を有する、マトリクスアレイデバイス。
【請求項２】
基板の表面上に担持される薄膜マトリクス回路を有する湾曲したマトリクスアレイデバイスであって、当該マトリクス回路が、規則的なアレイに配置されかつ前記基板のそれぞれ別個の領域を占有する半導体デバイスを含む、湾曲したマトリクスアレイデバイスにおいて、前記基板が、前記半導体デバイスから離れている選択された領域において弱さの領域を有し、かつ、前記デバイスの前記湾曲が、その選択された領域における前記基板の変形によって実質的に行われる、湾曲したマトリクスアレイデバイス。
【請求項３】
前記弱さの領域が、前記基板の局所的により薄い領域を有する、請求項１または２によるデバイス。
【請求項４】
前記局所的により薄い領域が、前記基板の選択的なエッチングによって形成される、請求項３によるデバイス。
【請求項５】
前記基板が、
少なくとも２層を有する積層構造であって、前記局所的により薄い領域を形成するために１層がパターニングされる、積層構造
を有する、請求項３によるデバイス。
【請求項６】
前記弱さの領域が、前記基板の前記材料が前記半導体デバイスによって占有される前記基板の前記領域と比較してより小さい堅さにされている前記基板の領域を有する、請求項１または２によるデバイス。
【請求項７】
前記基板が、ポリマー材料を含む、請求項１〜６のいずれかによるデバイス。
【請求項８】
前記弱さの領域が、前記半導体デバイスを担持する前記基板領域の間の弱さのラインとして延在する、請求項１〜７のいずれかによるデバイス。
【請求項９】
前記半導体デバイスが、行および列のアレイに配置され、かつ、前記弱さの領域が、半導体デバイスの行および／または列の間に前記アレイを横切って延在する弱さのラインを有する、請求項８によるデバイス。
【請求項１０】
前記半導体デバイスを担持する前記基板の前記別個の領域が、前記基板の残りの領域よりも厚い、請求項１〜７のいずれかによるデバイス。
【請求項１１】
前記半導体デバイスそれぞれが、島に形成された半導体膜を有する、請求項１〜１０のいずれかによるデバイス。
【請求項１２】
前記半導体デバイスが、薄膜トランジスタを有する、請求項１〜１１のいずれかによるデバイス。
【請求項１３】
前記デバイスが、
ディスプレイピクセルのアレイを有するアクティブマトリクスディスプレイデバイスであって、各半導体デバイスが、前記基板上に担持される各ピクセル電極に接続される、アクティブマトリクスディスプレイデバイス
を有する、請求項１〜１２のいずれかによるデバイス。
【請求項１４】
前記デバイスが、前記基板の間に液晶材料が配置されたマトリクス回路を担持する、前記基板に取り付けられるさらなるフレキシブルな基板を含む、アクティブマトリクス液晶ディスプレイデバイスを有する、請求項１３によるデバイス。
【請求項１５】
前記さらなる基板が、そこに形成される弱さのラインを有する、請求項１４によるデバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、フレキシブルな基板上に担持される半導体デバイスを含む薄膜マトリクス回路を有するマトリクスアレイデバイスに関する。このデバイスは、イメージセンサ、またはフラットパネルディスプレイ（例えば液晶ディスプレイ）、その他の種類の大面積マトリクスエレクトロニクスデバイス（例えば薄膜データストレージまたはメモリデバイス、熱画像デバイス（ｔｈｅｒｍａｌ ｉｍａｇｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）、接触検知または指紋検知アレイデバイス）でよい。
【０００２】
【従来の技術】
現在、大面積エレクトロニクス用途のための、安価な基板上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、または薄膜フォトダイオード、その他の半導体回路素子を有する薄膜マトリクス回路の開発が大きく注目されている。また、例えば、従来のようにガラスではなく絶縁ポリマー材料または金属箔などのフレキシブルな基板を使用するフレキシブルなデバイスの開発も注目されている。これは、人間工学的なデザイン、見た目の美しさ、その他の理由で、単なるフラットなデバイスの代わりに、湾曲したディスプレイまたはその他のマトリクスアレイデバイスを提供することを目的とし、例えば、これまでにないキャビネット形状を使用した様式化されたテレビジョン受信機、携帯式のディスプレイ機器、子供の玩具、自動車用のディスプレイなどにおいて、デバイスを組み込む物体の形状にデバイス自身が従うことが望まれる場合である。このような目的の場合、デバイスは、例えば成型工程によって必要な形状に永久的に形成することができる。これに代えて、繰り返して折り曲げたり巻くことができるようにデバイスが単にフレキシブルであってもよく、このことは、特に携帯式の製品においてスペースを節減するうえで魅力的である。フレキシブルな基板上のマトリクスアレイデバイスの例とその製造方法は、Ｎ．Ｄ． Ｙｏｕｎｇ氏らの「ＡＭＬＣＤｓ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ（ポリマー基板上のアクティブマトリクス液晶ディスプレイ（ＡＭＬＣＤ）とエレクトロニクス）」（ＳＩＤ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ Ｅｕｒｏ Ｄｉｓｐｌａｙ １９９６， ｐ．５５５〜５５８）に説明されていて、この内容は本文書に参照によって組み込まれている。
【０００３】
例えば米国特許５１３０８２９に説明されている代表的なアクティブマトリクス型液晶（ＬＣ）ディスプレイデバイスは、一対の基板を有し、この基板は、少なくとも一方が透過性の材料であり、それぞれの外周の周囲で一緒に密閉され、間に液晶材料が配置され、必要な分離を維持するために基板の間にスペーサ部材が配置されている。一方の基板は、その内面上に、個々にアドレッシング可能なピクセルの行／列アレイを定義するアクティブマトリクス型の薄膜回路を担持し、各ピクセルは、半導体スイッチング素子（一般にはＴＦＴ（薄膜トランジスタ））と透過型または反射型のピクセル電極を有する。各ピクセルは、ピクセルの行と列の間に延在する一連の行と列のアドレスラインの間のそれぞれの交点に位置し、対応する行／列ラインとそのピクセル電極の間にＴＦＴが接続されている。もう一方の基板は、通常は、その内面上に、アレイ内のすべてのピクセルに共通の透過型電極と、カラーディスプレイの場合にはカラーフィルタ素子のアレイを担持する。セルマトリクス内の半導体スイッチング素子を形成するＴＦＴは、通常は、アモルファスまたは多結晶のシリコン材料またはプラスチック有機材料のそれぞれ別個の半導体の島として製造され、各島は、半導体材料の別個の領域が行／列マトリクスに配置されて残るように、基板上に堆積される連続的な半導体層をパターニングすることによって定義される。
【０００４】
フレキシブルなデバイスの製造時には、低コスト、軽量、物理的な柔軟性の理由で、一般に基板にはポリマー材料が使用される。このようなアクティブマトリクスアレイデバイスの１つの例は、米国特許５７７６８０３に説明されている。この種類のマトリクスアレイデバイスは、例えば使用しないときにスペースを節減する目的で巻いておけるように、軸を中心に、すなわち円筒状に、永久的または一時的に曲げることができる。半導体の島が曲げ半径に比較して十分に小さく、このような曲げの影響をほとんど受けない場合、一般には損傷の危険性ほとんどなしにこのような曲げを合理的かつ高い信頼性で行うことができる。金属から成る場合、相互接続アドレスラインとピクセル電極は、このような曲げに耐えることができる。金属ラインとピクセル電極（後者はＩＴＯなどの透過性導電材料を含む場合）が、このような曲げの影響に耐える能力は、これらの構成要素を弾性形式に印刷することによって向上させることができる。
【０００５】
しかしながら、デバイスを曲げるか屈曲させるとき、特に一軸を中心とする以外にデバイスを曲げる、例えば部分的に球の形状にデバイスを形成するときには、それに起因して損傷が生じることもしばしばある。この場合における変形は大きい傾向にあり、薄膜層と、特に半導体と（半導体素子に使用される）誘電体層において、比較的小さい島にパターニングされている場合でも、損傷（特にひずみに起因する亀裂）が生じうることが判明している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの観点によると、フレキシブルな基板の表面上に担持される薄膜マトリクス回路を有するフレキシブルなマトリクスアレイデバイスであって、当該マトリクス回路が、規則的なアレイに配置されかつ前記基板のそれぞれ別個の領域を占有する半導体デバイスを含む、マトリクスアレイデバイスにおいて、前記半導体デバイスによって占有される前記領域から離れている前記基板の選択された領域が、前記基板の屈曲がより容易に起こる弱さの領域を有する、マトリクスアレイデバイスが提供される。
【０００７】
本発明の別の観点によると、基板の表面上に担持される薄膜マトリクス回路を有する湾曲したマトリクスアレイデバイスであって、当該マトリクス回路が、規則的なアレイに配置されかつ前記基板のそれぞれ別個の領域を占有する半導体デバイスを含む、湾曲したマトリクスアレイデバイスにおいて、前記基板が、前記半導体デバイスから離れている選択された領域において弱さの領域を有し、かつ前記デバイスの前記湾曲が、その選択された領域における前記基板の変形によって実質的に行われる、湾曲したマトリクスアレイデバイスが提供される。このようなデバイスは、例えば、最初フラットなデバイスを湾曲した形状に永久的に成型することによって形成できる。
【０００８】
基板の選択された（従って所定の）領域を意図的に弱くしておくことによって、最初フラットな形からの基板の曲げまたは屈曲が、基板のその領域においてそれ以外の部分よりも促進される。これらの領域は、半導体デバイスを形成する半導体の島から離れている領域に配置されていて、基板の曲げまたは屈曲時に、これらの島においては、変形とその結果としての構成要素層の損傷が起こりにくい。従って、曲げの結果としての基板の寸法変化は、それに耐えうる領域、例えば、半導体デバイスが存在する領域ではなく比較的何もない基板領域のみにおいて、異方的に（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃａｌｌｙ）起こる。
【０００９】
弱くされる領域は、例えばエッチングまたは同様の方法によって、基板を局所的に薄くすることによって形成できる。別の例においては、薄くすることは、多層（２層以上）基板構造を使用し、そのうちの１層が望ましくはマトリクス回路の製造後にパターニングされる多層基板構造とすることによって、都合よく達成できる。これに代えて、特にポリマー基板を使用するときには、基板材料の機械的または熱的な特性を該当する領域において意図的に改変することができる。例えば、ポリマー材料を含む基板の場合においては、該当する領域を溶媒に露出することによってポリマーを柔らかくすることができる。逆に、他より弱くする領域以外の領域と、特に半導体デバイスが担持される領域について、差異的な曲がりを助けるために、例えば放射線の照射によってポリマー材料を意図的に堅くすることができる。これに代えて、差異的な成型を助けるために、他より弱くする領域以外について、放射線の照射によってポリマー材料の軟化点を高めることができる。
【００１０】
弱くされる領域は、半導体デバイスの間の基板の領域に延在する弱さのラインを有することができる。半導体デバイスが例えば行／列アレイに配置されるところでは、これらのラインを、半導体デバイスの行および／または列の間に、半導体デバイスの行および／または列から間隔をあけて延在させることができる。ラインを一方向に（例えば行の間に）延在させると、デバイスを円筒状に巻くことが容易になる。ラインを行と列の間の直交方向に延在させると、例えば球体の成型に必要とされるような、より複雑な曲げが容易になる。
【００１１】
弱さのラインは、該当する領域において基板の厚さを局所的に減少させることによって、都合よく形成できる。
【００１２】
これに代えて、半導体の島の下の基板の領域を、例えばこれらの島の下の領域において基板の厚さを基板の残りの厚さよりも大きくすることによって、より堅く形成することができる。
【００１３】
間隔をあけられたさらなる基板を有するディスプレイデバイスを有するデバイスの場合においては、このさらなる基板に、同様に弱さのラインを設けることができる。これらの弱さのラインは、最初に述べた基板上のピクセル電極の行および／または列の間の領域に重なって延在することが望ましい。
【００１４】
マトリクスアレイデバイスと、特にアクティブマトリクス液晶ディスプレイデバイスの本発明による実施例について、添付の図面を参照しながら、例を通じて以下に説明する。
【００１５】
留意すべき点として、図は単なる線図であり、正しいスケールでは描かれていない。すべての図を通じて、同じかまたは類似する部分は同じ参照数字によって示してある。
【００１６】
【発明を実施するための形態】
図１を参照して、アクティブマトリクス液晶ディスプレイ（ＡＭＬＣＤ）デバイスは、ディスプレイピクセル１０の行と列の規則的なアレイを有し、各ピクセルは、液晶ディスプレイ素子１１と、対応する薄膜トランジスタＴＦＴ １２とを有する。各ピクセルは、一連の行と列のアドレス導体１４および１６の各交点の１つに隣接して配置され、これらのアドレス導体には、ピクセルを駆動してピクセルのディスプレイ素子に必要なディスプレイ出力を生成させるために、それぞれ、選択（ゲート）信号とデータ信号が周囲の駆動回路（図には示されていない）によって使用時に供給される。
る。
【００１７】
図２を参照して、一連のアドレス導体１４および１６と、ＴＦＴ １２と、個々のピクセル（ディスプレイ素子）１８とが、まとまって薄膜アクティブマトリクス回路を形成する。この回路は、フレキシブルかつ規格準拠の（ｃｏｍｐｌｉａｎｔ）ポリマー材料の基板２０のフラットな表面上に担持され、導電性で絶縁性の半導体材料の層を堆積およびパターニングすることによって形成される。図に示されている特定のセクションにおいては、行導体１４は見えない。通常、アドレス導体１４および１６には金属が使用され、電極１８には、ピクセルが反射型であるか透過型であるかに応じて、それぞれ、金属か、ＩＴＯまたはＰＥＤＯＴポリマーなどの透過性導電性材料を使用できる。同様のフレキシブルなポリマー材料による反対側の基板２２は、アレイのすべてのディスプレイ素子に共通する連続的な透過型電極２３を担持し、スペーサ（図には示されていない）によって基板２０と間隔をあけられている。液晶配向膜２６および２７は、それぞれ、基板２２および２３上に担持される構造物を覆う連続的な層として形成される。２枚の基板は、これらの周囲で一緒に密閉され、これらの間に液晶材料２４が含まれる。Ｎ．Ｙｏｕｎｇ氏らによる前述されている論文は、ポリマー基板を使用してアクティブマトリクス液晶ディスプレイ（ＡＭＬＣＤ）を製造するための代表的な工程と材料について説明していて、この論文は、これらの点におけるさらなる詳細のために参照される。
【００１８】
この論文に説明されているように、アクティブマトリクス回路を担持する基板は、代表的には、ポリイミド、ポリエーテルサルホン、ポリアリーレート、高温ポリエステルカルボナート、ポリエチレンナフサルタ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｎａｐｔｈａｌｔａ）、ポリエチレンテレフタレートなどのポリマー材料を材質とすることができ、これらは約１００〜２００μｍの膜厚を有することができる。また、この論文に説明されているように、分散されるＴＦＴの半導体層は、連続的な層をパターニングすることによって形成される別個の島として形成され、各島は、対応する行および列アドレス導体の交点に隣接する比較的小さい領域を占有する。
【００１９】
このようなディスプレイデバイスは、最初はフラットで平面の構造として形成され、一般には、該当する曲率半径が小さすぎなければ、直線の軸を中心に円筒状に永久的または一時的に曲げて、ゆるやかに湾曲したディスプレイを、通常は大きな問題なく形成することができる。しかしながら、損傷が生じることがある。より複雑な形状、例えばデバイスを二軸以上の中心に曲げる必要のある部分的に球の形状が必要とされる場合には、基板のより大きなひずみが伴う。基板、特にアクティブマトリクス回路を担持する基板の寸法が大きく変化すると、その結果として、その表面の薄膜コーティングと、特にＴＦＴの半導体材料（たとえ小さい島にパターニングされている場合でも）に、割れが発生することがある。絶縁膜と誘電膜にも、同じことが当てはまりうるが、金属層は、一般に延性が大きく、このような曲げに対する耐性が高く、損傷を受けにくい。必要な場合、金属層とＩＴＯの層（後者はピクセル電極にこの材料が使用される場合）を、基板の曲げの影響に対する耐性の高い弾性形式に印刷することができる。
【００２０】
この種類の問題を軽減するため、アクティブマトリクス回路を担持するフレキシブルなポリマー基板２０は、基板をその最初のフラットな形から曲げるか屈曲させることに起因する寸法の変化が異方的に起こるように、特に、このような変化が、基板上のアクティブ半導体デバイスを担持する領域から離れて選択される領域において他の領域よりも促進されるように、設計されている。これにより、基板の他の領域と、特にＴＦＴデバイスが位置する領域は、基板を曲げるか屈曲させるときに変形とひずみが少なくなる傾向にある。
【００２１】
これを目的として、基板をさまざまな異なる方法において改変、または構造化することができる。特に望ましい方法は、ひずみと寸法変化に対する耐性の高い選択された領域において、基板のポリマー材料を局所的に薄くする、またはポリマー材料の熱的または機械的な特性を変える、またはこれら両方の手法の組合せである。例えば、ポリマーを堅くする（差異的な曲がりのため）、または放射線（例えばＵ−Ｖ放射またはイオンビーム）への照射によってポリマーの軟化点を高くする（差異的な成型のため）ことができる。逆に、溶媒を意図的に使用して、選択された領域においてポリマーを柔らかくすることができる。
【００２２】
ポリマーを薄くすることは、酸素プラズマまたはウェットエッチング工程によって単純に達成できる。これに代えて、より薄い領域を定義するようにそのうちの一層がパターニングされている二層積層構造を有する基板を使用することによって、同様の結果を達成できる。
【００２３】
特に薄くすることによって得られる局所的な弱さの領域を有するポリマー基板を使用するディスプレイデバイスの最初の模範的な実施例が、図３、４、５に線図的に示されている。図３、４、５は、それぞれ、アクティブマトリクス基板の代表的な部分の平面図、線Ａ−Ａに沿った断面図、ＴＦＴの領域における線Ｂ−Ｂに沿った断面図を示す。
【００２４】
図３に示されているように、代表的なピクセル１０は、交差する行および列アドレス導体１４および１６の隣接する部分の間に位置するピクセル電極１８を有する。ピクセル電極１８は、ピクセルの対応する行および列アドレス導体の間の交差領域に形成される対応するピクセルＴＦＴ １２のドレインに接続され、ゲートとソース電極は、それぞれ、行アドレス導体と列アドレス導体に接続されている。この特定の例においては、ＴＦＴ １２は、主に列導体の下に存在し、これによって、配置がコンパクトとなり、ピクセルの開口を大きくすることを可能にしているが、その他の配置、例えば、ＴＦＴが、行および列導体の交差部の横方向に、ごく隣接して置かれる配置も、必要であれば使用できる。
【００２５】
図５は、線Ｂ−Ｂに沿った断面図を示し、ＴＦＴ １２の一般的な構造を図解する。半導体層３０は、パターニングされた物理的に別個の島の形式であり、ドープされた（ｎ＋）ソースおよびドレイン接点領域３２および３３と、チャネル領域を構成する中間的な真性領域３４とを有し、かつ、例えば酸化珪素または窒化珪素の絶縁層３６の表面上に形成される。絶縁層３６は、基板２０の平面上に担持され、かつ同様に島にパターニングされている。半導体層３０の上には、ゲート誘電体層３７（例えば窒化珪素）が延在する。次いで形成される、例えばアルミニウムまたはクロムなどの金属の行アドレス導体１４は、真性領域３４の上、誘電体層の上に延在し、ゲートとして機能する。
【００２６】
絶縁層３９は、材質は同様に窒化珪素または酸化珪素であり、このゲートと、ゲート誘電体層３７の露出部分の上に配置される。列アドレス導体１６は、材質は同様にアルミニウムなどの金属であり、この構造の上に延在し、層３７と３９の中に形成される接点によってソース接点領域３２に接続される。従って、ＴＦＴは、島にパターニングされ、かつピクセルの対応する行および列アドレス導体の間の交差の領域において別個の領域を占有する、一連の積層薄膜層を有する。
【００２７】
ＴＦＴのドレイン接点領域３０は、ピクセル電極１８に接続された、横方向に突き出す一体型の延長部分３０’を含む。ピクセル電極１８の材質は、金属（反射型ディスプレイの場合）またはＩＴＯ（透過型ディスプレイの場合）でよい。
【００２８】
ピクセルのアレイのＴＦＴは、大面積絶縁基板上にアクティブマトリクス回路を形成する薄膜電子素子を製造する分野において周知の従来のＰＥＣＶＤ法と写真石版工程とを使用して、基板２０上に堆積される共通の薄膜層から、一連のアドレス導体と一緒に同時に製造される。この例においては、ＴＦＴは、多結晶シリコンＴＦＴを有するが、これに代えて、当業者には明らかであるように、アモルファスシリコンまたはプラスチック有機材料などの他の半導体材料も使用できる。また、絶縁層と誘電体層用に、代わりにポリマー誘電材料を使用でき、透過性導電性材料として、ＩＴＯではなくＰＥＤＯＴ材料を使用できる。
【００２９】
基板２０の構造は、基板の機械的な曲げまたは屈曲を容易にするために、より具体的には、半導体デバイスの島から離れている選択された領域において基板の屈曲が他の領域よりも促進されるように適合化されている。再び図３と４を参照して、島から間隔があけられている基板２０の選択された領域は、この目的のために、意図的に比較的弱く形成される。この実施例においては、選択された物理的に弱くされる領域は、弱さのラインを形成する一連の帯形状５０を有し、各帯形状は、傾斜した側壁５１を有する溝の形式における直線のくぼみを基板の外側に形成するように、基板２０を局所的に薄くすることによって形成される。この帯形状は、列アドレス導体１６にほぼ平行に基板を完全に横切って延在し、かつ、ピクセル電極１８の列の下の列アドレス導体の隣接する対の間のほぼ中央に位置する。側壁を含む溝５０の全幅は、ピクセル電極１８の幅よりもわずかに小さく、従って、溝の縁は、ＴＦＴ １２を構成する薄膜の島（島の下の基板部分は元の厚さ）から横方向に間隔があいていることが理解されるであろう。
【００３０】
このようにして導体１６の隣接する対の間に形成される一連の平行な溝５０は、アクティブマトリクス回路が担持されている基板２０を、半導体デバイス１２に損傷が引き起こされる危険性が小さい状態で、列にほぼ平行に延びる軸を中心に円筒状に巻くことを可能にする。このようにして巻くとき、基板２０は、より弱い領域に沿って、すなわち弱さのラインにおいて屈曲する傾向にある。これらの領域にはピクセル電極１８と行アドレス導体の一部が存在するのみであり、これらの構成要素はこのような曲げの影響への耐性が高いため、剥離または割れなどが生じにくい。これに対して、ＴＦＴを構成する薄膜層は、元の厚さの基板領域上に支持されていて、従って受ける曲げは大幅に小さい。
【００３１】
これに代えて、行アドレス導体１４にほぼ平行な軸を中心に円筒状にディスプレイデバイスを湾曲させることが必要な場合には、代わりに、図３の５２に示されているように、同様に行方向に基板を完全に横切って延在する一連の溝であって、各溝がＴＦＴの島から離れて、望ましくは行アドレス導体１４の隣接する対の間の中途付近に配置される溝を、基板に形成することができる。この場合も、基板２０は、円筒状に巻かれたとき、ＴＦＴの位置ではなく弱くされた領域において屈曲しやすくなる傾向にある。影響を受ける唯一の回路素子、すなわちピクセル電極と列アドレス導体の一部は屈曲に耐えられるため、回路は、損傷が生じることなくこのような屈曲に十分に対応することができる。
【００３２】
一連の溝５０と５２の両方が共に設けられる場合には、基板は、ＴＦＴ構造が損傷する危険性なしに、より複雑な形状にすることができる。特に、垂直な方向に延びる二組の溝によって、回路を担持している基板を、二方向により容易に湾曲させることが可能になり、例えば部分的に球の形状に成型する、または一時的に曲げることができる。このような形状に成型または屈曲されるとき、その結果としての基板の変形に起因する大きな寸法の変化は、ＴＦＴ構造の薄膜の島から離れている比較的何もない基板領域に限定される傾向にあるため、特にＴＦＴ構造の半導体と誘電体層への損傷が回避される。
【００３３】
ＴＦＴの領域において、堆積される絶縁材料と誘電体材料を島にパターニングすることにより、仮にこれらの層が広く延在したままにされる場合に引き起こされる問題が回避され、なぜならそのような層は基板が曲げられたときに割れることがあるためである。より広範に覆う必要がある場合には、代わりにポリマー誘電体材料を採用することで、より大きな柔軟性を確保できる。
【００３４】
溝５０および５２は、写真石版パターニングとエッチング工程によって基板２０上に薄膜アクティブマトリクス回路を製造した後に形成される。
【００３５】
アクティブマトリクスディスプレイデバイスの２番目の模範的な実施例は、図６と図７に示されていて、図６は、デバイスのアクティブマトリクス基板の一部の線図的な平面図を示し、図７は、図６の線Ｃ−Ｃに沿った横断面図である。基板２０上に担持されるアクティブマトリクス回路構造は、前の実施例のそれと同じであり、主要な違いは、曲げるときに、ＴＦＴ構造の位置から除去された領域と、基板の比較的何もない領域とにおいてのみ基板の屈曲が促進されるように、基板２０が改変される方法にある。この目的のため、基板は、ＴＦＴの真下の領域を除く領域について完全に基板２０を薄くすることによって、ＴＦＴの真下の領域以外のすべての領域において意図的に弱くされる。従って、図７から明らかであるように、ＴＦＴを構成する薄膜層の島の真下の領域６０における基板２０の厚さは、それ以外の場所の基板厚さよりも大きい。より厚い領域６０は、図６の点線によって示されているように、薄膜の島の実際の形状に従うのではなく、実質的に円形であることが望ましく、このことは、例えば部分的に球の形状に曲げるときに、周囲の基板のより均一なひずみを達成するのに役立つ。より厚い領域は、半導体の島によって占有される領域をわずかに超えて延在するように、ＴＦＴ構造より寸法的にわずかに大きく、かつ傾斜した（テーパ状の）側壁６２を有し、このことは、基板を屈曲させるときに金属アドレス導体が破壊されるのを防ぐのに役立つ。
【００３６】
領域６２以外の基板２０の厚さは、従来のポリマー基板に通常に使用される厚さと同程度とし、かつ領域６０において厚くすることができ、このことは領域６０において基板を屈曲しにくくするための硬化機能の役割を果たす。これに代えて、領域６０における厚さは、通常に使用される厚さと同程度でよい。一例として、ポリマー基板２０は、全体的な厚さが約１００〜２００μｍであり、薄くされた領域（例えば領域５０および５２）の厚さが約５０〜１００μｍでよい。
【００３７】
上記に説明されている実施例のどちらにおいても、ＴＦＴの形成時に使用される堆積された半導体と誘電体薄膜層の一部が、ＴＦＴの領域を除いて基板から除去される。しかしながら、これは必ずしも不可欠ではなく、ＴＦＴに必要ないこれらの層の領域は、例えばデバイスの製造を単純化するために残すことができる。ただし、当然ながら、これらの使用されない領域は、基板を曲げるときに割れることがある。
【００３８】
連続的な共通の電極２３を担持するデバイスの第二基板２２は、一般により大きな柔軟性を示すように、基板２０の厚さより薄いことが望ましい。ピクセル電極のアレイに対応するカラーフィルタ素子のアレイを使用するカラーディスプレイデバイスの場合は、カラーフィルタ素子のアレイは、基板２２上に担持できるが、基板２０上に形成されることが望ましい。行および／または列の方向における弱さのラインであって、基板２０上のピクセル電極１８の隣接する行および／または列の間の領域の上に重なるように配置されるラインを形成するために、同様の方法を基板２２に適用できる。
【００３９】
上記の実施例においては、ＴＦＴがマトリクスアレイの能動素子として使用されているが、前述されているＮ Ｄ Ｙｏｕｎｇ氏らの論文に同様に説明されているように、代わりに他の能動素子（例えば半導体薄膜ダイオード）を使用できることが理解される。このような２端子、非線形型の能動素子を使用する場合には、一組のアドレス導体のみ（例えば行導体）がアクティブマトリクス基板上に形成され、第二基板は、透過性導電性材料の平行な帯形状の形式における他の組（それぞれがピクセル電極の各列の上に重なる）を担持する。この場合、二組の弱さの垂直なラインを設けるとき、一組は、ピクセル電極を横切ってほぼ中央に行導体と平行に延在するように配置し、他の一組は、能動素子の位置に応じて、ピクセル電極の隣接する列の間に、またはピクセル電極の列の中央に延在するように配置できる。
【００４０】
前述されているように、曲げられたときの大きな屈曲またはひずみを能動素子から離れた領域に限定できるように、上記の実施例のように局所的に薄くするかまたは厚くすること以外によって、基板２０を改変することができる。薄くするかまたは厚くする、またはこの組み合わせの代わりに、基板のポリマー材料の領域の機械的または熱的な特性を変えることができる。例えば、差異的な曲がりを助けるために、選択された領域においてより堅くなるように、基板２０のポリマー材料の機械的特性を改変できる。前の実施例を参照すると、このような硬化は、ピクセル電極の行および／または列の上に延在し、かつくぼみ５０および／または５２（図３）の位置にほぼ対応する帯形状の部分を除くポリマー基板材料の領域か、または、能動素子の下にあるポリマー基板材料の位置（部分６０（図６）に対応する）に適用できる。
【００４１】
別の例においては、基板を湾曲形状にするときに差異的な成型を助けるために、ポリマー基板２０の選択された領域を、基板の他の領域よりも材料の軟化点を高くすることによって改変することができる。このように処理される基板の領域は、前と同様に、厚くされる領域６０（図６）に対応させることができ、または、くぼみ５０および／または５２（図３）の位置に対応する帯形状の部分以外の基板の領域でもよい。
【００４２】
硬化させる、または軟化点を高くすることは、この技術分野において周知であるように、例えばＵ−Ｖ架橋またはイオンビーム照射を使用して、ポリマー材料に選択的に放射処理を行うことによって達成できる。
【００４３】
選択された領域においてポリマー材料を硬化させることの代わりに、屈曲しやすくする領域、例えばくぼみ５０および５２と部分６０の領域に対応する領域において、能動素子の下の部分よりもポリマー材料が柔らかくなる、従って柔軟性が高まるように処理できる。このように処理された部分は、より容易に屈曲および変形する傾向となる。
【００４４】
１枚のポリマー膜の厚さの一部を除去することによって基板を薄くすることの代替方法として、一緒に結合された２層以上を有する積層ポリマー基板を使用し、そのうちの１層を薄膜回路の製造後にパターニングし、選択された部分を除去して薄い領域と厚い領域とを形成することができる。この構造の改変においては、パターニングされる（薄くされる）層を比較的堅いポリマーから形成し、他方の層を、高い弾性特性を示すポリマーから形成することができる。
【００４５】
アドレス導体１４および１６とピクセル電極１８など、基板２０上に担持される薄膜回路の特定の構成要素は、曲げられたときに、下の基板のある程度の変形に耐えられることが必要である。適切な材料、特にアドレス導体などの比較的長い形状用の材料として、アルミニウムと、特に延性の大きい希薄アルミ合金（ｄｉｌｕｔｅ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ａｌｌｏｙ）があげられる。これらの材料は、モリブデンおよび／またはクロムの非常に薄い層と組み合わせて使用でき、後者の層は、薄膜電子回路製造の技術分野において周知であるように、ウェットエッチング停止層と接点層として機能する能力の観点において有利である。これらの延性の小さい金属は、能動素子の接点領域など特定の局所的な領域に使用でき、能動素子の半導体と誘電体薄膜層の場合と同様の方法において島に形成できる。
【００４６】
アドレス導体用の金属の代わりに、例えば導電性ポリマースピンオン材料（ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｐｏｌｙｍｅｒ ｓｐｉｎ−ｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌｓ）または印刷可能なペースト（ｐｒｉｎｔａｂｌｅ ｐａｓｔｅ）など、より大きな弾性を示す導電性材料を利用できることが考えられる。
【００４７】
上記に説明されている実施例においては、基板を形成するためにポリマー材料が使用されているが、代わりに、フレキシブルな金属箔を使用し、例えばエッチングによって局所的に薄くすることによって弱さの領域を定義することができると考えられる。
【００４８】
本発明は、特にアクティブマトリクス液晶ディスプレイデバイスを参照しながら説明されているが、異なるディスプレイ材料（例えばエレクトロルミネセント材料）を使用するマトリクスディスプレイデバイスにおいてと、能動半導体デバイスを含むマトリクス素子の規則的なアレイを有する他のタイプのマトリクスアレイデバイスにおいて、同様の利点を適用できることが理解されるであろう。後者の例として、フォトダイオードまたは同様の素子を有する感光ピクセルを使用する大面積イメージセンサ、アクティブマトリクス接触感知アレイ、薄膜データストレージおよびメモリデバイスがあげられる。これら各種の薄膜電子アレイデバイスは、１枚の基板の使用のみを必要とする。
【００４９】
本開示を要約すると、マトリクスアレイデバイス（例えばアクティブマトリクスディスプレイデバイス、イメージセンサ、または同様のデバイス）が、フレキシブルな基板上に担持されるマトリクス回路を有し、当該回路が、それぞれ別個の領域を占有するＴＦＴなどの半導体デバイスのアレイを含む。半導体デバイスから離れた、基板の選択された領域は、デバイスを曲げるときにこれらの領域において他の領域よりも基板の屈曲が促進されて、従って半導体デバイスの損傷の危険性を低減するために、弱さの領域として形成される。この領域は、例えば、半導体デバイスの間に延在する弱さのラインを有することができ、基板を局所的に薄くすることによるか、または基板材料の処理によって所定の領域の堅さを改変することによって、形成できる。
【００５０】
本開示を読めば、当業者にはその他の改変が明らかであろう。このような変更には、代わりに規格準拠の基板と構成部品とを使用するマトリクスアレイデバイスの分野においてすでに周知であり、かつ本文書にすでに説明されている特徴の代わりに、または特徴に加えて使用できる他の特徴が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】代表的なアクティブマトリクス液晶ディスプレイデバイスの一部の回路を線図的に示す。
【図２】公知のアクティブマトリクス液晶ディスプレイデバイスの一部の線図式の横断面図である。
【図３、４】図３は、本発明を使用するアクティブマトリクス液晶ディスプレイデバイスの１つの実施例における、アクティブマトリクス基板の一部の線図式の平面図である。図４は、図３の線Ａ−Ａに沿った線図式の横断面図である。
【図５】図３の線Ｂ−Ｂに沿った線図式の横断面図である。
【図６】本発明を使用するアクティブマトリクス液晶ディスプレイデバイスの第二実施例における、アクティブマトリクス基板の一部の線図式の平面図である。
【図７】図６の線Ｃ−Ｃに沿った横断面図である。
【符号の説明】
１０  ディスプレイピクセル
１１  液晶ディスプレイ素子
１２  薄膜トランジスタＴＦＴ
１４  行アドレス導体
１６  列アドレス導体
１８  ピクセル電極
２０  基板
２２  第二基板
２３  電極
２４  液晶材料
２６、２７  液晶配向膜
３０  半導体層
３０’  延長部分
３２  ソース接点領域
３３  ドレイン接点領域
３４  真性領域
３６  絶縁層
３７  ゲート誘電体層
３９  絶縁層
５０、５２  帯形状
５１  側壁
６０  島の真下の領域
６２  側壁
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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