(57)【要約】【課題】  薄型の表示装置を提供する。【解決手段】  表示装置は、第１基板ＳＵＢ１を備える。第１基板ＳＵＢ１は、第１支持層１ｓと、第１補強層１ｒと、薄膜トランジスタＴｒと、画素電極ＰＥと、を有する。第１支持層１ｓは、ポリイミドで形成されている。第１補強層１ｒは、有機材料で形成され第１支持層１ｓに積層されている。薄膜トランジスタＴｒは、酸化物半導体で形成された半導体層ＳＣを有し第１補強層１ｒの上方に設けられている。【選択図】図３
2016080723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリイミドで形成された第１支持層と、有機材料で形成され前記第１支持層に積層された第１補強層と、酸化物半導体で形成された半導体層を有し前記第１補強層の上方に設けられた薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに電気的に接続された画素電極と、を有する第１基板、
を備える表示装置。
【請求項２】
前記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された液晶層と、
をさらに備える請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１基板は、前記第１補強層と前記液晶層との間に位置した光反射層をさらに有する請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第２基板は、ポリイミドで形成された第２支持層と、有機材料で形成され前記第２支持層の前記第１基板と対向する側に積層された第２補強層と、を有する請求項２に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１支持層と前記第２支持層は同一材料で形成され、同一の厚みを有し、前記第１補強層と前記第２補強層は同一材料で形成され、同一の厚みを有する請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第１補強層の位相差は、前記第１支持層の位相差より小さい請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記第１補強層の厚みは、前記第１支持層の厚みより大きい請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
前記酸化物半導体は、透明アモルファス酸化物半導体である請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
前記酸化物半導体は、インジウム、ガリウム及び亜鉛の何れか一つを含む請求項１に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置などの平面表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特長を生かして、ＯＡ（office automation）機器、情報端末、時計、テレビ受像機などの各種分野で利用されている。中でも薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いた表示装置は、その応答性の高さから携帯端末やコンピュータなど多くの情報を表示するモニタとして多用されている。
【０００３】
近年、携帯電話やＰＤＡ（personal digital assistant）などの携帯情報端末機器では性能面もさることながら、デザイン性、携帯性などの観点から、より薄く、しかもより軽い表示装置の要求が高まっている。例えば、より一層の薄型化構造を実現する表示装置が提案されている。薄型化及び軽量化を実現する方法として、ガラス基板に替えて比較的耐熱性が高いポリイミドからなる支持層を利用する技術が知られている。ポリイミドで支持層を形成する際は、ポリイミドを利用した支持層をガラス基板上に形成し、支持層の上方にＴＦＴなどを形成した後にセル化を行い、最終的にガラス基板から支持層を剥離する。これにより、上記支持層を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３３３５７号公報
【特許文献２】特開２００３−２１８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態は、薄型の表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態に係る表示装置は、
ポリイミドで形成された第１支持層と、有機材料で形成され前記第１支持層に積層された第１補強層と、酸化物半導体で形成された半導体層を有し前記第１補強層の上方に設けられた薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに電気的に接続された画素電極と、を有する第１基板、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る表示装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示した表示装置の周縁部を示す概略断面図である。
【図３】図３は、図１及び図２に示した第１基板を示す断面図であり、ボトムゲート型の薄膜トランジスタを示す図である。
【図４】図４は、図１及び図２に示した第２基板を示す断面図である。
【図５】図５は、上記第１の実施形態に係る第１基板の変形例を示す断面図であり、トップゲート型の薄膜トランジスタを示す図である。
【図６】図６は、上記第１の実施形態に係る第２基板の変形例を示す断面図である。
【図７】図７は、第２の実施形態に係る表示装置を示す概略断面図であり、第１基板及び液晶層を示す図である。
【図８】図８は、第３の実施形態に係る表示装置を示す概略断面図である。
【図９】図９は、上記第３の実施形態に係る表示装置の変形例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。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。
【０００９】
始めに、本発明の実施形態の基本構想について説明する。  
表示装置は、ガラス基板の上方に薄膜トランジスタ（thin-film transistor：ＴＦＴ）を形成する等して形成される。薄膜トランジスタは、低温ポリシリコン（low-temperature polycrystalline silicon：ＬＴＰＳ）やアモルファスシリコン（amorphous silicon：ａ−Ｓｉ）で形成された半導体層を有している。  
また、表示装置のうち、ガラス基板の替わりに、可撓性や耐熱性に優れた材料で形成された支持層を備えた表示装置の開発が進められている。薄型化を図ることができ、可撓性に優れ（割れ難く）、かつ表示品位に優れた表示装置を得るためである。その他にも、ガラス基板を備えた表示装置と異なり、商品のデザインを制約しない等の利点があるためである。
【００１０】
支持層を作製する際、ガラス基板上に支持層（ポリイミドを利用した支持層）を形成し、支持層からガラス基板を剥離する。これにより、上記樹脂層をガラス基板の替わりに用いることができる。  
ところで、上記のように表示装置を形成した場合、薄型化を図ることができ、可撓性に優れ、かつ表示品位に優れた表示装置を得ることが困難となる問題が生じる。
【００１１】
支持層（ポリイミド）は耐熱性等には優れているが、分子配向に異方性を有しているため、支持層自体に光学的異方性を有している。一方で、ガラス基板の位相差は表示に影響しない程度に極めて小さい。つまり、ガラス基板の位相差とは異なり、支持層（ポリイミド）の位相差は大きい。ここで、本明細書で言う位相差は、厚み方向の位相差Ｒｔｈである。支持層の位相差は支持層の厚みに比例している。そして、支持層自体の位相差により、視野角特性は悪化してしまう。このため、支持層の厚みは出来る限り小さい方が望ましい。しかしながら、支持層の厚みを１０μｍ以下にすると、次の問題が生じる。  
支持層からガラス基板を剥離した後に、支持層が丸まるなどし、支持層に破れが生じてしまう。  
そこで、１０μｍ以下の厚みを有する支持層を用いる場合、支持層上に位相差の無い、又は極めて小さい位相差（表示に影響を及ぼさない程度の位相差）を有する無機絶縁膜を積層し、支持層を補強する対策が考えられる。しかしながら、無機絶縁膜の厚膜化は困難である。また、無機絶縁膜は堅いため、無機絶縁膜で支持層を補強しても、無機絶縁膜は簡単に割れてしまう。上記のことから、支持層を十分に補強することができない問題がある。
【００１２】
一方、支持層上に有機膜を積層し、支持層を補強する対策が考えられる。有機膜は厚膜化が可能である。１０μｍ以下の厚みを有する支持層の直上に１０μｍの厚みを有する有機膜を積層することにより、支持層に生じ得る破れを抑制することができる。しかしながら、有機膜は耐熱性に問題がある。有機膜が約２５０℃以上に過熱されると、支持層や有機膜に着色が生じてしまう。このため、一般的に、薄膜トランジスタの下層側に有機膜を形成することは困難である。  
なお、低温ポリシリコンで半導体層を形成する場合、結晶化のためのエキシマレーザアニール、水素化熱処理、不純物注入後に活性化熱処理工程が必要であり、５００℃程度の耐熱性が要求される。６５０℃程度の耐熱性が要求される場合もあり得る。  
また、アモルファスシリコンで半導体層を形成する場合、ＣＶＤ法（chemical vapor deposition）を利用し、２５０℃以下の低温条件で成膜し半導体層を形成することが可能である。有機膜の耐熱性の問題を克服することができる。しかしながら、上記のような低温条件では、薄膜トランジスタの特性（閾値電圧、移動度、若しくはオフ電流）、又は信頼性が劣ってしまう問題がある。つまり、表示装置の動作が不安定になり、表示品位が低下してしまう問題がある。
【００１３】
上述したことから分かるように、単純にガラス基板を上記支持層に替えても、薄型化を図ることができ、可撓性に優れ、かつ表示品位に優れた表示装置を得ることは困難である。  
そこで、かかる問題を解決すべく、本発明の実施形態は、薄型化を図ることができる表示装置を得ることができるものである。又は、可撓性に優れた表示装置を得ることができるものである。又は、表示品位に優れた表示装置を得ることができるものである。次に、上記問題を解決するための手段及び手法について説明する。
【００１４】
まず、第１の実施形態に係る表示装置について詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る表示装置の構成を概略的に示す斜視図である。なお、本実施形態において、表示装置が液晶表示装置である場合について説明する。
【００１５】
図１に示すように、液晶表示装置ＤＳＰは、アクティブマトリクス型の液晶表示パネルＰＮＬ、液晶表示パネルＰＮＬを駆動する駆動部ＩＣなどを備えている。液晶表示パネルＰＮＬは、平板状の第１基板ＳＵＢ１と、第１基板ＳＵＢ１に対向配置された平板状の第２基板ＳＵＢ２と、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に挟持された液晶層（後述する液晶層ＬＱ）と、を備えている。なお、本実施形態において、第１基板ＳＵＢ１をアレイ基板と、第２基板ＳＵＢ２を対向基板と、それぞれ言い換えることができる。本実施形態に係る液晶表示パネルＰＮＬは、透過型の液晶表示パネルである。なお、後述する実施形態に記載するように、液晶表示パネルＰＮＬは、外光を選択的に反射することで画像を表示する光反射型の液晶表示パネルであってもよい。
【００１６】
液晶表示パネルＰＮＬは、画像を表示する表示領域（アクティブエリア）ＤＡを備えている。液晶表示パネルＰＮＬは、表示領域ＤＡにおいて、複数の画素ＰＸを備えている。複数の画素ＰＸは、互いに交差する第１方向ａ１及び第２方向ａ２に並べられ、マトリクス状に設けられている。ここでは、第１方向ａ１及び第２方向ａ２は、互いに直交している。第３方向ａ３は、第１方向ａ１及び第２方向ａ２に直交している。  
駆動部ＩＣは、液晶表示パネルＰＮＬの第１基板ＳＵＢ１上に搭載されている。
【００１７】
図２は、図１に示した表示装置の周縁部を示す概略断面図である。  
図２に示すように、液晶表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１、第２基板ＳＵＢ２、液晶層ＬＱ、シール材ＳＥ等を備えている。第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２間の所定の隙間は、図示しないスペーサ（例えば、柱状スペーサ）により保持されている。第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、これら両基板の周縁部に配置されたシール材ＳＥにより接合されている。液晶層ＬＱは、第１基板ＳＵＢ１、第２基板ＳＵＢ２及びシール材ＳＥで囲まれた空間に形成されている。表示領域ＤＡは、上記のように複数の画素ＰＸが設けられた領域であり、第１基板ＳＵＢ１、第２基板ＳＵＢ２及び液晶層ＬＱが全て存在する領域である。
【００１８】
液晶表示装置ＤＳＰは、第１光学素子ＯＤ１及び第２光学素子ＯＤ２をさらに備えている。第１光学素子ＯＤ１及び第２光学素子ＯＤ２は、液晶表示パネルＰＮＬを挟むように設けられている。第１光学素子ＯＤ１は第１基板ＳＵＢ１の外面に設けられ、第２光学素子ＯＤ２は第２基板ＳＵＢ２の外面に設けられている。第１光学素子ＯＤ１及び第２光学素子ＯＤ２は、それぞれ少なくとも偏光板を含んでおり、必要に応じて位相差板を含んでいてもよい。
【００１９】
図３は、図１及び図２に示した第１基板ＳＵＢ１を示す断面図であり、ボトムゲート型の薄膜トランジスタＴｒを示す図である。図３は、表示領域ＤＡにおける第１基板ＳＵＢ１を示している。  
図３に示すように、第１基板ＳＵＢ１は、第１下地層１ｂ、薄膜トランジスタＴｒ、対向電極ＣＥ、画素電極ＰＥ、第１配向膜ＡＬ１等を備えている。第１下地層１ｂは、第１支持層１ｓと、第１支持層１ｓを覆う第１補強層１ｒを有している。第１支持層１ｓは、ポリイミドで形成され、第３方向ａ３に厚みｄ１を有している。第１補強層１ｒは、第１支持層１ｓに利用するポリイミドを除く有機材料（有機絶縁材料）で形成され、第３方向ａ３に厚みｄ２を有している。この実施形態において、厚みｄ１，ｄ２の一例を示すと、厚みｄ１は３．６μｍであり、厚みｄ２は６．０μｍである。第１補強層１ｒは、略透明であり、有機材料によって形成され、第１支持層１ｓの位相差より小さい位相差を有している。第１補強層１ｒの位相差は、表示に影響を及ぼさない程度に極めて小さい方が望ましい。第１補強層１ｒは、第１絶縁膜１１によって覆われている。第１絶縁膜１１は、シリコン酸化物（ＳｉＯ）を用いて形成されている。第１絶縁膜１１は、第１下地層１ｂ側からの不純物拡散防止等を目的として形成される。
【００２０】
薄膜トランジスタＴｒは、第１絶縁膜１１上に形成される。薄膜トランジスタＴｒは、ゲート電極Ｇ、半導体層ＳＣ、第１電極Ｅ１、第２電極Ｅ２等を備えている。ゲート電極Ｇは、第１絶縁膜１１上に形成され、第２絶縁膜１２によって覆われている。ゲート電極Ｇは、図示しない走査線に電気的に接続されている。第２絶縁膜１２は、下層１２ａ及び上層１２ｂを含む積層構造を有している。下層１２ａはシリコン酸化物（ＳｉＯ）を用いて形成され、上層１２ｂはシリコン窒化物（ＳｉＮ）を用いて形成される。第２絶縁膜１２は、プラズマＣＶＤ法（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition：ＰＥＣＶＤ）を利用し、約２４０℃の温度条件で成膜される。
【００２１】
半導体層ＳＣは、第２絶縁膜１２の上層１２ｂの上に形成されている。半導体層ＳＣは、酸化物半導体を用いて形成されている。この実施形態において、半導体層ＳＣは、透明アモルファス酸化物半導体（ＴＡＯＳ）を用いて形成されている。例えば、半導体層ＳＣは、インジウムガリウム亜鉛酸化物（ＩｎＧａＺｎＯ）を用いて形成される。ＩｎＧａＺｎＯを利用する半導体層ＳＣは、約２００℃の温度条件で成膜され、約２３０℃の温度条件でアニールされ、形成される。  
半導体層ＳＣに利用する酸化物半導体としては、インジウム、ガリウム、又は亜鉛のいずれか１つを少なくとも含む酸化物が好適に用いられる。酸化物半導体の体表的な例としては、酸化インジウムガリウム亜鉛（ＩＧＺＯ）、酸化インジウムガリウム（ＩＧＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、亜鉛スズ酸化物（ＺｎＳｎＯ）、及び亜鉛酸化物（ＺｎＯ）などが挙げられる。
【００２２】
第１電極Ｅ１は、上層１２ｂの上に形成され、その一部が半導体層ＳＣと電気的に接している。第２電極Ｅ２は、第２絶縁膜１２の上層１２ｂの上に形成され、その一部が半導体層ＳＣと電気的に接している。第２電極Ｅ２は、図示しない信号線に電気的に接続されている。ここで、薄膜トランジスタＴｒにおいて、第１電極Ｅ１及び第２電極Ｅ２の一方がソース電極として機能し、第１電極Ｅ１及び第２電極Ｅ２の他方がドレイン電極として機能する。
【００２３】
ゲート電極Ｇ、第１電極Ｅ１、及び第２電極Ｅ２は、金属として、例えば、モリブデン、タングステン、アルミニウム、チタン、銅、あるいはこれらの合金によって形成されている。  
例えば、ゲート電極Ｇ及び走査線は、アルミニウム、アルミニウムシリコン合金等のアルミニウム合金、又はモリブデンタングステン合金を利用し、約３０℃の温度条件（室温）で成膜され、形成される。一方、第１電極Ｅ１、第２電極Ｅ２及び信号線は、アルミニウム、又はアルミニウムシリコン合金等のアルミニウム合金を利用し、約１５０℃の温度条件で成膜され、形成される。又は、第１電極Ｅ１、第２電極Ｅ２及び信号線は、チタンを利用し、約１５０℃で前加熱され、約３０℃の温度条件（室温）で成膜され、形成される。
【００２４】
上記のように、薄膜トランジスタＴｒは、ボトムゲート型薄膜トランジスタの構造をとっている。第３絶縁膜１３は、第２絶縁膜１２、半導体層ＳＣ、第１電極Ｅ１、及び第２電極Ｅ２の上に形成されている。第３絶縁膜１３は、下層１３ａ及び上層１３ｂを含む積層構造を有している。本実施形態では、下層１３ａは、シリコン窒化物（ＳｉＮ）を用いて形成され、上層１３ｂはシリコン酸化物（ＳｉＯ）を用いて形成される。第３絶縁膜１３は、プラズマＣＶＤ法により約２２０℃の温度条件で成膜される。
【００２５】
第３絶縁膜１３の上層１３ｂは、第４絶縁膜１４によって覆われている。第４絶縁膜１４は、平坦化膜として機能し、第１基板ＳＵＢ１の表面の凹凸を緩和することができる。従って、第４絶縁膜１４は、例えば、アクリル樹脂などの、厚膜化に適した有機材料で形成される。
【００２６】
対向電極ＣＥは、第４絶縁膜１４の上に形成されている。対向電極ＣＥは、共通電極として機能する。第５絶縁膜１５は、第４絶縁膜１４、対向電極ＣＥの上に形成されている。第５絶縁膜１５は、無機系材料として、例えばシリコン窒化物（ＳｉＮ）で形成されている。コンタクトホールＣＨ３は、第２電極Ｅ２の上方の領域に形成されている。コンタクトホールＣＨ３は、第３絶縁膜１３、第４絶縁膜１４、及び第５絶縁膜１５のそれぞれを貫通し形成されている。
【００２７】
画素電極ＰＥは、第５絶縁膜１５の上に形成されている。画素電極ＰＥは、コンタクトホールＣＨ３を通り、第２電極Ｅ２に接している。画素電極ＰＥ及び対向電極ＣＥは、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）や、インジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成されているが、アルミニウムやタングステンなど他の金属やそれらの合金によって形成されていてもよい。第１配向膜ＡＬ１は、第５絶縁膜１５及び画素電極ＰＥの上に形成されている。第１配向膜ＡＬ１は、水平配向性を示す材料によって形成されている。画素電極ＰＥ及び対向電極ＣＥは、ＩＴＯを利用する場合、約３０℃乃至２００℃の温度条件で成膜され、約２３０℃の温度条件でアニールされ、形成される。なお、上記のように金属を利用するゲート電極Ｇ、第１電極Ｅ１、第２電極Ｅ２等は、約３０℃乃至１５０℃の温度条件で成膜され、形成される。
【００２８】
図４は、図１及び図２に示した第２基板ＳＵＢ２を示す断面図である。図４は、表示領域ＤＡにおける第２基板ＳＵＢ２を示している。  
図４に示すように、第２基板ＳＵＢ２は、第２下地層２ｂとして機能する第２支持層２ｓ、カラーフィルタＣＦ、オーバーコート層ＯＣ、第２配向膜ＡＬ２を備えている。
【００２９】
第２支持層２ｓは、ポリイミドで形成され、第３方向ａ３に厚みｄ３を有している。この実施形態において、厚みｄ３は３．６μｍである。  
カラーフィルタＣＦは、遮光層ＢＭ及び複数色の着色層を有している。遮光層ＢＭは、第２支持層２ｓの上に形成されている。遮光層ＢＭは、光透過率が低く、反射率が低い材料で形成される。カラーフィルタＣＦは、赤の着色層ＣＦＲ、緑の着色層ＣＦＢ、及び青の着色層ＣＦＢを有している。これらの着色層ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢは、第２支持層２ｓ及び遮光層ＢＭの上に形成されている。
【００３０】
オーバーコート層ＯＣは、透明な樹脂材料を利用し、カラーフィルタＣＦ上に形成されている。オーバーコート層ＯＣは、第２基板ＳＵＢ２の表面の凹凸を緩和することができる。  
第２配向膜ＡＬ２は、オーバーコート層ＯＣ上に形成されている。第２配向膜ＡＬ２は、水平配向性を示す材料によって形成されている。
【００３１】
上記のように液晶表示装置ＤＳＰが形成されている。  
なお、第１支持層１ｓは図示しない第１ガラス基板上に形成されている。上記第１ガラス基板の除去は、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とをシール材ＳＥを用いて接着した後に行われる。上記除去を行う際は、第１支持層１ｓから第１ガラス基板を剥離することにより行う。  
第１ガラス基板の剥離・除去については、例えば、レーザーアブレーションと称される技術などが適用可能であり、第１ガラス基板に向けてレーザー光を照射することで、第１ガラス基板と第１支持層１ｓとの界面において局所的にエネルギー吸収が起こり、第１ガラス基板が第１支持層１ｓから分離可能となるものである。光源としては、例えば、エキシマレーザーなどが適用可能である。  
一方、第２支持層２ｓは図示しない第２ガラス基板上に形成されている。上記第２ガラス基板の除去は、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とをシール材ＳＥを用いて接着した後に行われる。上記除去を行う際は、上述した手法（第１支持層１ｓから第１ガラス基板を剥離するための手法）を適用することにより、第２支持層２ｓから第２ガラス基板を剥離することができる。
【００３２】
上記のように構成された第１の実施形態に係る表示装置によれば、表示装置は光透過型の液晶表示装置ＤＳＰである。液晶表示装置ＤＳＰは、第１基板ＳＵＢ１を備えている。第１基板ＳＵＢ１は、第１支持層１ｓと、第１補強層１ｒと、薄膜トランジスタＴｒと、画素電極ＰＥと、を有している。画素電極ＰＥは、薄膜トランジスタＴｒに電気的に接続されている。
【００３３】
第１支持層１ｓはポリイミドで形成されている。第１支持層１ｓはガラス基板の替わりに液晶表示装置ＤＳＰに備えられているため、フレキシブルな薄型の液晶表示装置ＤＳＰの作製に寄与することができる。
【００３４】
第１補強層１ｒは、第１支持層１ｓに利用するポリイミドを除く有機材料（有機絶縁材料）で形成され、第１支持層１ｓの直上に積層されている。第１支持層１ｓと第１補強層１ｒとの間に第３の部材が介在していない。第１補強層１ｒは、第１支持層１ｓを補強するため、第１支持層１ｓに破れを生じなくすることができる。また、第１補強層１ｒは第１支持層１ｓと同様に可撓性に優れ、第１支持層１ｓの厚みｄ１と第１補強層１ｒの厚みｄ２との和はガラス基板の厚みより十分に小さい。このため、第１下地層１ｂにおいて、第１支持層１ｓに第１補強層１ｒを付加しても、ガラス基板を備えた液晶表示装置と比較して、フレキシブルな薄型の液晶表示装置ＤＳＰの作製に寄与することができる。
【００３５】
第１補強層１ｒの位相差は、第１支持層１ｓの位相差より小さい。このため、第１支持層１ｓ及び第１補強層１ｒの積層体で所望の強度が得られるような厚みで形成された第１下地層１ｂの位相差は、第１補強層１ｒを付加すること無しに第１支持層１ｓのみで所望の強度が得られるような厚みで形成された第１下地層の位相差より小さい。さらに、本実施形態では、厚みｄ２は厚みｄ１より大きい。このため、第１支持層１ｓ（第１下地層１ｂ）に破れを防止することができるだけではなく、第１下地層１ｂの位相差（第１支持層１ｓの位相差と第１補強層１ｒの位相差との合計値）の拡大を抑制することもできる。第１下地層１ｂの位相差に起因した視野角特性の悪化を低減することができる。  
これにより、例えば、第１下地層１ｂの位相差や第２下地層２ｂの位相差を補償するために第１光学素子ＯＤ１及び第２光学素子ＯＤ２に組み込まれる位相差板の厚みや位相差板の枚数の低減を図ることができ、液晶表示装置ＤＳＰの薄型化に寄与することができる。液晶表示装置ＤＳＰの製造コストの低減に寄与することもでき得る。
【００３６】
薄膜トランジスタＴｒは、第１補強層１ｒの上方に設けられている。薄膜トランジスタＴｒの半導体層ＳＣは透明アモルファス酸化物半導体を利用して形成されているため、半導体層ＳＣは最大で２３０℃の低温条件で形成されている。２５０℃以下の低温条件で半導体層ＳＣを形成しても、優れた特性（閾値電圧、移動度、若しくはオフ電流）及び信頼性を有する薄膜トランジスタＴｒを得ることができる。これにより、液晶表示装置ＤＳＰの動作の安定化を図ることができる。  
半導体層ＳＣの製造工程において、第１支持層１ｓ及び第１補強層１ｒが２３０℃に加熱され得る。半導体層ＳＣの形成後における第１基板ＳＵＢ１の製造工程において、第１支持層１ｓ及び第１補強層１ｒは最大で２４０℃に加熱され得る。しかしながら、第１支持層１ｓ及び第１補強層１ｒは２５０℃以上に過熱されることはない。有機膜（例えば、第１支持層１ｓ及び第１補強層１ｒ）に着色が生じる事態を回避することができる。このため、薄膜トランジスタＴｒの下層側に有機膜（第１支持層１ｓ及び第１補強層１ｒ）を形成しても、表示品位が低下する事態を回避することができる。
【００３７】
また、図４に示すように、第２基板ＳＵＢ２の第２下地層２ｂは第２支持層２ｓのみで形成されていてもよい。なお、第２基板ＳＵＢ２の製造工程においても、第２支持層２ｓが２５０℃以上に過熱されることはないため、第２支持層２ｓに着色が生じることはない。  
上記のことから、薄型化を図ることができる表示装置を得ることができる。又は、可撓性に優れた表示装置を得ることができる。又は、表示品位に優れた表示装置を得ることができる。
【００３８】
図５は、上記第１の実施形態に係る第１基板ＳＵＢ１の変形例を示す断面図であり、トップゲート型の薄膜トランジスタを示す図である。  
図５に示すように、本変形例と上記第１の実施形態とを比較すると、第１基板ＳＵＢ１が、ボトムゲート型の薄膜トランジスタＴｒの替わりに、トップゲート型の薄膜トランジスタＴｒを備えている点で相違している。
【００３９】
薄膜トランジスタＴｒは、第１絶縁膜１１の上に形成されている。薄膜トランジスタＴｒは、半導体層ＳＣ、ゲート電極Ｇ、第１電極Ｅ１、第２電極Ｅ２等を備えている。半導体層ＳＣは、第１絶縁膜１１の上に形成されている。本変形例においても、半導体層ＳＣは、酸化物半導体としてのＴＡＯＳを用いて形成され、例えば、ＩｎＧａＺｎＯを用いて形成される。半導体層ＳＣは、ＩｎＧａＺｎＯを用いる場合、成膜時の温度は約２００℃であり、アニール時の温度は２３０℃である。第２絶縁膜１２は半導体層ＳＣの上に形成されている。第２絶縁膜１２は、無機系材料として、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ）で形成されている。第２絶縁膜１２は、プラズマＣＶＤ法を利用し、約２４０℃の温度条件で成膜される。ゲート電極Ｇは、第２絶縁膜１２の上に形成されている。
【００４０】
第３絶縁膜１３は、第１絶縁膜１１、半導体層ＳＣ及びゲート電極Ｇの上に形成され、第２絶縁膜１２を覆っている。第３絶縁膜１３には、半導体層ＳＣまで貫通するコンタクトホールＣＨ１、ＣＨ２が形成されている。第３絶縁膜は、例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯ）を利用した層とシリコン窒化物（ＳｉＮ）を利用した層との積層構造を用いて形成されている。第３絶縁膜１３は、プラズマＣＶＤ法により約２２０℃の温度条件で成膜される。
【００４１】
第１電極Ｅ１及び第２電極Ｅ２は、第３絶縁膜１３の上に形成されている。第１電極Ｅ１は、コンタクトホールＣＨ１を通り、半導体層ＳＣに接している。第２電極Ｅ２は、コンタクトホールＣＨ２を通り、半導体層ＳＣに接している。
【００４２】
上記のように、本変形例の薄膜トランジスタＴｒは、トップゲート型薄膜トランジスタの構造をとっている。第４絶縁膜１４は、第１電極Ｅ１、第２電極Ｅ２、第３絶縁膜１３の上に形成されている。対向電極ＣＥは、第４絶縁膜１４の上に形成されている。第５絶縁膜１５は、第４絶縁膜１４及び対向電極ＣＥの上に形成されている。コンタクトホールＣＨ３は、第２電極Ｅ２の上方の領域に形成されている。コンタクトホールＣＨ３は、第４絶縁膜１４及び第５絶縁膜１５をそれぞれ貫通して形成されている。
【００４３】
画素電極ＰＥは、第５絶縁膜１５の上に形成されている。画素電極ＰＥは、コンタクトホールＣＨ３を通り、第２電極Ｅ２に接している。第１配向膜ＡＬ１は、第５絶縁膜１５及び画素電極ＰＥの上に形成されている。
【００４４】
上記のように構成された第１基板ＳＵＢ１の変形例においても、第１基板ＳＵＢ１は、第１支持層１ｓと、第１補強層１ｒと、薄膜トランジスタＴｒと、画素電極ＰＥと、を有している。このため、薄膜トランジスタＴｒのタイプがボトムゲート型からトップゲート型に替わっても、図５に示した本変形例は、上述した第１の実施形態で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
図６は、上記第１の実施形態に係る第２基板ＳＵＢ２の変形例を示す断面図である。  
図６に示すように、本変形例と上記第１の実施形態とを比較すると、第２下地層２ｂが、さらに、第２補強層２ｒを有している点で相違している。  
第２支持層２ｓは、第２補強層２ｒより第２基板ＳＵＢ２の外面側に形成されている。第２支持層２ｓは、ポリイミドで形成されている。第２補強層２ｒは、第２支持層２ｓの第１基板ＳＵＢ１と対向する側に積層されている。第２補強層２ｒは、第２支持層２ｓに利用するポリイミドを除く有機材料（有機絶縁材料）で形成され、第３方向ａ３に厚みｄ４を有している。本変形例において、厚みｄ３，ｄ４の一例を示すと、厚みｄ３は３．６μｍであり、厚みｄ４は６．０μｍである。第２補強層２ｒは、略透明であり、有機材料によって形成され、第２支持層２ｓの位相差より小さい位相差を有している。第２補強層２ｒの位相差は、表示に影響を及ぼさない程度に極めて小さい方が望ましい。
【００４６】
上記のように図６に示した本変形例は、上述した第１の実施形態で得られる効果と同様の効果を得ることができる。さらに、本変形例において、第２下地層２ｂは、第２支持層２ｓ及び第２補強層２ｒの積層体で形成されている。
【００４７】
第２補強層２ｒは、第２支持層２ｓに利用するポリイミドを除く有機材料で形成され、第２支持層２ｓのアレイ基板と対向する側に積層されている。第２支持層２ｓは第２補強層２ｒにより補強されるため、一層、第２支持層２ｓに破れを生じなくすることができる。また、第２補強層２ｒは第２支持層２ｓと同様に可撓性に優れ、第２支持層２ｓの厚みｄ３と第２補強層２ｒの厚みｄ４との和はガラス基板の厚みより十分に小さい。このため、第２下地層２ｂにおいて、第２支持層２ｓに第２補強層２ｒを付加しても、フレキシブルな薄型の液晶表示装置ＤＳＰの作製に悪影響を及ぼすことは無い。
【００４８】
第２補強層２ｒの位相差は、第２支持層２ｓの位相差より小さい。このため、第２支持層２ｓ及び第２補強層２ｒの積層体で所望の強度が得られるような厚みで形成された第２下地層２ｂの位相差は、第２補強層２ｒを付加すること無しに第２支持層２ｓの単一層のみで所望の強度が得られるような厚みで形成された第２下地層の位相差より小さい。さらに、本実施形態では、厚みｄ４は厚みｄ３より大きい。このため、第２支持層２ｓに破れを生じなくすることができるだけではなく、第２下地層２ｂの位相差（第２支持層２ｓの位相差と第２補強層２ｒの位相差との合計値）の拡大を抑制することもできる。これにより、例えば、第２下地層２ｂの位相差を補償するために第２光学素子ＯＤ２に組み込まれる位相差板の厚みや位相差板の枚数の低減を図ることができ、液晶表示装置ＤＳＰの薄型化に寄与することができる。液晶表示装置ＤＳＰの製造コストの低減に寄与することもでき得る。
【００４９】
また、第１下地層１ｂの構造と第２下地層２ｂの構造とは、液晶層ＬＱに関して対称である。本変形例では、第１下地層１ｂ及び第２下地層２ｂは、材料及び厚みに関しても同一である。つまり、第１下地層１ｂ及び第２下地層２ｂに熱が加えられた際に、第１下地層１ｂ及び第２下地層２ｂに、液晶層ＬＱに関して対称の熱応力が生じる。このため、液晶表示パネルに熱応力の片寄りが生じ難くなり、一層、第１支持層１ｓや第２支持層２ｓに破れを生じなくすることができる。その他、液晶表示装置ＤＳＰの平坦性を維持することができ、表示領域ＤＡの全体において、液晶層ＬＱの厚み均一に保持することができる。このため、表示ムラを防止することができる。
【００５０】
次に、第２の実施形態に係る表示装置について説明する。  
図７は、第２の実施形態に係る表示装置を示す概略断面図であり、第１基板ＳＵＢ１及び液晶層ＬＱを示す図である。  
図７に示すように、第２の実施形態と上記第１の実施形態とを比較すると、対向電極ＣＥが光反射層ＣＥ１及び透明導電層ＣＥ２を備えている点で相違している。つまり、図７は、光反射型の液晶表示装置の第１基板ＳＵＢ１を示している。なお、第１基板ＳＵＢ１の外面側に、第１光学素子ＯＤ１は設けられていない。また、図７では、第２基板ＳＵＢ２の図示を省略しているが、図４に示した第２基板ＳＵＢ２や図６に示した第２基板ＳＵＢ２を同様に用いることができる。  
対向電極ＣＥは、上下二層に分かれており、下層に光反射層ＣＥ１、上層に透明導電層ＣＥ２が設けられている。光反射層ＣＥ１は、光反射材としてアルミニウム等の金属で形成されている。透明導電層ＣＥ２は、ＩＴＯ等の透明導電材料で形成されている。なお、透明導電層ＣＥ２が対向電極ＣＥの下層を形成し、光反射層ＣＥ１が対向電極ＣＥの上層を形成しいてもよい。又は、対向電極ＣＥは、第１透明導電層と、第１透明導電層に対向配置された第２透明導電層と、第１透明導電層及び第２透明導電層の間に介在した光反射層と、の３層の積層構造を有していてもよい。
【００５１】
上記のように構成された第２の実施形態に係る表示装置によれば、表示装置は光反射型の液晶表示装置ＤＳＰである。液晶表示装置ＤＳＰの第１基板ＳＵＢ１は、第１補強層１ｒ（第１下地層１ｂ）と液晶層ＬＱとの間に位置した光反射層ＣＥ１をさらに有している。このため、光透過型の液晶表示装置から光反射型の液晶表示装置に替わっても、第２の実施形態は、上述した第１の実施形態で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
第１支持層１ｓの位相差及び第１補強層１ｒの位相差は、それぞれ画像の表示に影響を及ぼすことはない。このため、厚みｄ１をより大きくし、第１支持層１ｓ自体の強度を高くしてもよい。又は、厚みｄ２をより大きくし、第１支持層１ｓを第１補強層１ｒにより、一層、補強してもよい。何れにしても、液晶表示装置ＤＳＰの薄型化を阻害しない範囲で、厚みｄ１及び厚みｄ２の少なくとも一方をより大きくしてもよい。
【００５３】
また、図６に示した第２基板ＳＵＢ２を適用した場合、第２支持層２ｓに破れを生じなくすることができ、第２下地層２ｂの位相差の縮小を図ることができる。  
上記のことから、薄型化を図ることができる表示装置を得ることができる。又は、可撓性に優れた表示装置を得ることができる。又は、表示品位に優れた表示装置を得ることができる。
【００５４】
図８は、第３の実施形態に係る表示装置を示す概略断面図である。  
図８に示すように、第３の実施形態と上記第２の実施形態を比較すると、第１基板ＳＵＢ１が第１下地層１ｂの替わりにガラス基板１ｇを備え、第２下地層２ｂが、第２補強層２ｒをさらに有している点で相違している。  
液晶表示装置ＤＳＰは、第１基板ＳＵＢ１、第２基板ＳＵＢ２、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２の間に保持された液晶層ＬＱを備えている。第１基板ＳＵＢ１は、透明なガラス基板１ｇを用いて形成されている。
【００５５】
上記のように構成された第３の実施形態に係る表示装置によれば、表示装置は光反射型の液晶表示装置ＤＳＰである。液晶表示装置ＤＳＰは、第１基板ＳＵＢ１を備えている。第１基板ＳＵＢ１は、ガラス基板１ｇ、薄膜トランジスタＴｒ、画素電極ＰＥ等を有している。第１基板ＳＵＢ１は、ガラス基板１ｇと液晶層ＬＱとの間に位置した光反射層ＣＥ１をさらに有している。
【００５６】
一方、第２基板ＳＵＢ２は、ガラス基板の替わりに第２下地層２ｂを備えている。第２下地層２ｂは、第２支持層２ｓと第２補強層２ｒとの積層体で形成されている。第２下地層２ｂの厚みは、厚みｄ３と厚みｄ４との和であり、ガラス基板の厚みより十分に小さい。このため、ガラス基板を利用して第２基板ＳＵＢ２を形成する場合と比べて、液晶表示装置ＤＳＰの薄型化を図ることができる。  
また、ガラス基板１ｇは高い剛性を有しているため、液晶表示装置ＤＳＰに生じる得る反り等の変形を抑制することができる。
【００５７】
なお、ガラス基板は無機材料を利用しているため、有機材料が過熱された場合のようにガラス基板への着色を考慮する必要は無い。  
上記のことから、薄型化を図ることができる表示装置を得ることができる。又は、表示品位に優れた表示装置を得ることができる。
【００５８】
次に、上記第３の実施形態に係る表示装置の変形例について説明する。図９は、上記第３の実施形態に係る表示装置の変形例を示す概略断面図である。  
図９に示すように、本変形例と上記第３の実施形態とを比較すると、第１基板ＳＵＢ１がガラス基板１ｇの替わりに第１下地層１ｂを備え、第２基板ＳＵＢ２が第２下地層２ｂの替わりに絶縁基板としてのガラス基板２ｇを備えている点で相違している。このため、本変形例は、上記第３の実施形態で得られる効果と同様の効果を得ることができる。  
さらに、第２基板ＳＵＢ２は、位相差の無い又は極めて小さい位相差（表示に影響を及ぼさない程度の位相差）を有するガラス基板２ｇを利用し、第２下地層２ｂを利用していない。このため、第２下地層２ｂの位相差に起因して視野角特性が悪化する事態を回避することができる。第２下地層２ｂを利用する場合に必要であった、第２下地層２ｂの位相差の補償は不要となる。  
第２光学素子ＯＤ２に組み込まれる位相差板の厚みや位相差板の枚数の低減を図ることができ、液晶表示装置ＤＳＰの薄型化に寄与することができる。液晶表示装置ＤＳＰの製造コストの低減に寄与することもでき得る。
【００５９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００６０】
例えば、第１補強層１ｒに利用する有機材料としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等の各種の有機系材料を挙げることができる。第１補強層１ｒと第１支持層１ｓとは、互いに異なる種類のポリイミドを利用して形成されていてもよい。何れにしても、第１補強層１ｒは、有機系材料で形成され、透明であり、第１支持層１ｓの位相差より小さい位相差を有していればよい。第１補強層１ｒ自体が光学的異方性を有していないとより望ましい。すなわち、位相差の無い第１補強層１ｒを利用することが望ましい。上記のことは、第２補強層２ｒと第２支持層２ｓとの関係にも同様に適用可能である。
【００６１】
第１補強層１ｒの厚みｄ２は、第１支持層１ｓの厚みｄ１より大きくなくともよい。第１補強層１ｒによる補強により第１支持層１ｓに破れが生じなければよいためである。上記のことから、厚みｄ２は厚みｄ１と同一であってもよく、厚みｄ２は厚みｄ１より小さくともよい。上記のことは、第２補強層２ｒと第２支持層２ｓとの関係にも同様に適用可能である。
【００６２】
第１補強層１ｒは、上述したように単一の有機層で形成されていてもよいが、複数の有機層が積層してなる積層体で形成されていてもよい。例えば、複数の有機層を積層して第１補強層１ｒを形成することにより、厚みｄ１を大きくすることができる。この場合、上記複数の有機層は、同一の有機材料（有機絶縁材料）で形成されている。但し、上記複数の有機層は、互いに異なる有機材料（有機絶縁材料）で形成されていてもよく、この場合においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。上記のことは、第２補強層２ｒにも同様に適用可能である。
【００６３】
厚みｄ１は、３．６μｍに限定されるものではなく、３．６μｍを超えてもよく、３．６μｍ未満であってもよい。厚みｄ１はゼロでなければよい。同様に、厚みｄ２は６．０μｍに限定されるものではなく、６．０μｍを超えてもよく、６．０μｍ未満であってもよい。何れにしても、第１支持層１ｓに破れが生じなければよい。但し、表示装置の薄型化の観点では、第１下地層１ｂの厚み（ｄ１＋ｄ２）は、２０μｍ以下である方が望ましい。上記のことは、第２支持層２ｓの厚みｄ３と第２補強層２ｒの厚みｄ４との関係にも同様に適用可能である。
【００６４】
対向電極ＣＥは、画素電極ＰＥと液晶層ＬＱとの間に位置していてもよい。  
光反射層（光反射層ＣＥ１）は、第１補強層１ｒと液晶層ＬＱとの間、又は絶縁基板（ガラス基板１ｇ）と液晶層ＬＱとの間に位置していればよい。また、光反射層は、光反射層ＣＥ１以外で形成されていてもよい。例えば、対向電極ＣＥの替わりに画素電極ＰＥが光反射層を有していてもよい。又は、画素電極ＰＥ及び対向電極ＣＥとは独立して光反射層が第１基板ＳＵＢ１に形成されていてもよい。
【００６５】
光反射型の液晶表示装置においては、光反射層を凹凸面上に形成したり、第２光学素子ＯＤ２が光拡散層を有していたりしてもよい。  
上述した実施形態に係る液晶表示パネルＰＮＬは、表示モードとしてＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードに対応した構成を有しているが、他の表示モードに対応した構成を有していても良い。例えば、液晶表示パネルＰＮＬは、ＦＦＳモード等の主として基板主面に略平行な横電界を利用するＩＰＳ（In-Plane Switching）モードに対応した構成を有していてもよい。横電界を利用する表示モードでは、例えば第１基板ＳＵＢ１に画素電極ＰＥ及び対向電極ＣＥの双方が備えられた構成が適用可能である。又は、液晶表示パネルＰＮＬは、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＯＣＢ（Optically Compensated Bend）モード、ＶＡ（Vertical Aligned）モード等の主として基板主面に略垂直な縦電界を利用するモードに対応した構成を有していてもよい。縦電界を利用する表示モードでは、例えば第１基板ＳＵＢ１に画素電極ＰＥが備えられ、第２基板ＳＵＢ２に対向電極ＣＥが備えられた構成が適用可能である。なお、ここでの基板主面とは、第１方向ａ１と第２方向ａ２とで規定される平面と平行な面である。
【００６６】
上述した実施形態では、表示装置として、液晶表示装置を例に開示した。しかし、上述した実施形態は、有機ＥＬ（electroluminescent）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型表示装置等、あらゆるフラットパネル型の表示装置に適用可能である。また、上述した実施形態は、中小型の表示装置から大型の表示装置まで、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。
【符号の説明】
【００６７】
ＤＳＰ…液晶表示装置、ＰＮＬ…液晶表示パネル、ＤＡ…表示領域、ＳＵＢ１…第１基板、ＳＵＢ２…第２基板、ＬＱ…液晶層、ＰＸ…画素、１ｂ…第１下地層、１ｓ…第１支持層、１ｒ…第１補強層、１ｇ…ガラス基板、Ｔｒ…薄膜トランジスタ、Ｇ…ゲート電極、ＳＣ…半導体層、Ｅ１…第１電極、Ｅ２…第２電極、ＣＥ…対向電極、ＣＥ１…光反射層、ＣＥ２…透明導電層、ＰＥ…画素電極、１１，１２，１３，１４，１５…絶縁膜、２ｂ…第２下地層、２ｓ…第２支持層、２ｒ…第２補強層、２ｇ…ガラス基板
【図１】
2016080723.tif 000003
【図２】
2016080723.tif 000004
【図３】
2016080723.tif 000005
【図４】
2016080723.tif 000006
【図５】
2016080723.tif 000007
【図６】
2016080723.tif 000008
【図７】
2016080723.tif 000009
【図８】
2016080723.tif 000010
【図９】
2016080723.tif 000011