(57)【要約】【課題】特性を安定的に維持することが可能な電子デバイス、この電子デバイスを用いた表示装置および電子機器を提供する。【解決手段】  基板と、前記基板上に設けられ、無機高分子化合物と有機物とを含むバリア膜と、前記バリア膜を間にして、前記基板上に設けられた導電層または半導体層とを備えた電子デバイス。【選択図】図１
2017216323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられ、無機高分子化合物と有機物とを含むバリア膜と、
前記バリア膜を間にして、前記基板上に設けられた導電層または半導体層と
を備えた電子デバイス。
【請求項２】
前記無機高分子化合物は、シリカ系化合物である
請求項１記載の電子デバイス。
【請求項３】
前記無機高分子化合物は、シリカナノパーティクルを含む
請求項２記載の電子デバイス。
【請求項４】
前記シリカナノパーティクルが、前記有機物により架橋されている
請求項３記載の電子デバイス。
【請求項５】
前記有機物はシロキサン系有機化合物である
請求項１記載の電子デバイス。
【請求項６】
前記バリア膜は前記基板の全面に設けられている
請求項１記載の電子デバイス。
【請求項７】
前記基板と前記バリア膜との間に第１無機絶縁膜を有する
請求項１記載の電子デバイス。
【請求項８】
前記基板と前記バリア膜との間に電界遮蔽膜を有する
請求項１記載の電子デバイス。
【請求項９】
前記電界遮蔽膜は、前記基板の全面に設けられている
請求項８記載の電子デバイス。
【請求項１０】
前記電界遮蔽膜は、前記基板上の選択的な領域に設けられている
請求項８記載の電子デバイス。
【請求項１１】
前記基板と前記バリア膜との間に第１無機絶縁膜および電界遮蔽膜を有する
請求項１記載の電子デバイス。
【請求項１２】
前記バリア膜と前記導電層または前記半導体層との間に第２無機絶縁膜を有する
請求項１記載の電子デバイス。
【請求項１３】
前記半導体層を含むトランジスタが設けられた
請求項１記載の電子デバイス。
【請求項１４】
前記トランジスタは、前記半導体層に対向するゲート電極と、前記半導体層に電気的に接続されたソース・ドレイン電極とを有する
請求項１３記載の電子デバイス。
【請求項１５】
前記基板は可撓性基板である
請求項１記載の電子デバイス。
【請求項１６】
基板と、
前記基板上に設けられ、無機高分子化合物と有機物とを含むバリア膜と、
前記バリア膜を間にして、前記基板上に設けられた導電層または半導体層と、
前記導電層上または前記半導体層上に設けられ、複数の画素を含む表示素子層と
を備えた表示装置。
【請求項１７】
表示装置を備え、
前記表示装置は、
基板と、
前記基板上に設けられ、無機高分子化合物と有機物とを含むバリア膜と、
前記バリア膜を間にして、前記基板上に設けられた導電層または半導体層と、
前記導電層上または前記半導体層上に設けられ、複数の画素を含む表示素子層とを備えた
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、基板上に導電層または半導体層を有する電子デバイス、この電子デバイスを用いた表示装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ:Thin Film Transistor）等を含む電子デバイスは、様々な分野の電子機器に活用されている（例えば、特許文献１）。このような電子デバイスは、基板を含んでおり、基板上に半導体層等が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２２２６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した薄膜トランジスタ等を含む電子デバイスでは、その特性を安定的に維持することが望ましい。
【０００５】
特性を安定的に維持することが可能な電子デバイス、この電子デバイスを用いた表示装置および電子機器を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本技術の一実施の形態に係る電子デバイスは、基板と、基板上に設けられ、無機高分子化合物と有機物とを含むバリア膜と、バリア膜を間にして、基板上に設けられた導電層または半導体層とを備えたものである。
【０００７】
本技術の一実施の形態に係る表示装置は、基板と、基板上に設けられ、無機高分子化合物と有機物とを含むバリア膜と、バリア膜を間にして、基板上に設けられた導電層または半導体層と、導電層上または半導体層上に設けられ、複数の画素を含む表示素子層とを備えたものである。
【０００８】
本技術の一実施の形態に係る電子機器は、表示装置を備え、表示装置は、基板と、基板上に設けられ、無機高分子化合物と有機物とを含むバリア膜と、バリア膜を間にして、基板上に設けられた導電層または半導体層と、導電層上または半導体層上に設けられ、複数の画素を含む表示素子層とを備えたものである。
【０００９】
本技術の一実施の形態に係る電子デバイス、表示装置および電子機器では、バリア膜に無機高分子化合物に加えて有機物が含まれているので、バリア膜を形成する際の原料の粘度が高くなり易い。
【発明の効果】
【００１０】
本技術の一実施の形態に係る電子デバイス、表示装置および電子機器によれば、バリア膜に無機高分子化合物に加えて有機物が含まれているので、容易にバリア膜の厚みを大きくすることができる。これにより、特性を安定的に維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本技術の一実施の形態に係る表示装置の概略構成を表す断面模式図である。
【図２】図１に示したバリア膜の構成を模式的に表す図である。
【図３】図２に示した部分Ａの拡大図である。
【図４】図１に示したＴＦＴ層の具体的な構成を説明するための断面模式図である。
【図５】図１に示した表示装置の配線構成を説明するための平面模式図である。
【図６】図５に示した領域Ｐに相当する部分の構成を表す平面図である。
【図７Ａ】図１に示した表示装置の製造方法の一工程を表す断面模式図である。
【図７Ｂ】図７Ａに続く工程を表す断面模式図である。
【図７Ｃ】図７Ｂに続く工程を表す断面模式図である。
【図７Ｄ】図７Ｃに続く工程を表す断面模式図である。
【図８】変形例１に係る表示装置の概略構成を表す断面模式図である。
【図９】変形例２に係る表示装置の概略構成を表す断面模式図である。
【図１０】図９に示した表示装置の他の例（１）を表す断面模式図である。
【図１１】図９に示した表示装置の他の例（２）を表す断面模式図である。
【図１２】図９に示した表示装置の他の例（３）を表す断面模式図である。
【図１３】変形例３に係る表示装置の概略構成を表す断面模式図である。
【図１４】図１３に示した表示装置の他の例（１）を表す断面模式図である。
【図１５】図１３に示した表示装置の他の例（２）を表す断面模式図である。
【図１６】図１３に示した表示装置の他の例（３）を表す断面模式図である。
【図１７】図１３に示した表示装置の他の例（４）を表す断面模式図である。
【図１８】変形例４に係る表示装置の概略構成を表す断面模式図である。
【図１９】変形例５に係る表示装置の概略構成を表す断面模式図である。
【図２０】表示装置の機能構成を表すブロック図である。
【図２１】撮像装置の構成を表すブロック図である。
【図２２】電子機器の構成を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本技術の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（基板上にバリア膜を有する表示装置の例）
２．変形例１（基板とバリア膜との間に絶縁膜を有する表示装置の例）
３．変形例２（基板とバリア膜との間に電界遮蔽膜を有する表示装置の例）
４．変形例３（バリア膜とＴＦＴ層との間に絶縁膜を有する表示装置の例）
５．変形例４（基板裏面に金属薄膜を有する表示装置の例）
６．変形例５（配線層を有する表示装置の例）
７．表示装置の機能構成例
８．撮像装置の例
９．電子機器の例
【００１３】
＜実施の形態＞
［構成］
図１は、本技術の一実施の形態に係る表示装置（表示装置１）の断面構成を模式的に表したものである。表示装置１は、例えば有機電界発光（ＥＬ：Electro-Luminescence）装置であり、基板１１上に、例えばバリア膜１２、ＴＦＴ層１３および表示素子層１４をこの順に有している。なお、基板１１、バリア膜１２およびＴＦＴ層１３を含む構成が、本技術の「電子デバイス」の一具体例に相当する。
【００１４】
基板１１は、例えば可撓性基板（可撓性を有する基板）である。この基板１１の構成材料としては、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート），ＰＩ（ポリイミド），ＰＣ（ポリカーボネート）またはＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）などの樹脂材料が挙げられる。この他にも、例えばポリアミド、またはポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）等が挙げられる。また、樹脂材料に限らず、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などの金属膜に絶縁材料を成膜したものが用いられてもよい。あるいは、基板１１は、例えばガラスなどのリジッドな材料から構成されていても構わない。基板１１の厚みは例えば１０μｍ〜７００μｍである。
【００１５】
バリア膜１２は、基板１１に接し、基板１１の表面全面に設けられている。このバリア膜１２は、基板１１からＴＦＴ層１３および表示素子層１４へと汚染源となり得る物質が移動するのを防ぐ。汚染源となり得る物質は、ＴＦＴ層１３または表示素子層１４の特性を低下させる物質であり、例えば、水分およびナトリウム（Ｎａ）等である。本実施の形態では、このバリア膜１２が無機高分子化合物に加えて有機物を含んでいる。これにより、バリア膜１２を形成する際の原料の粘度が高くなり、バリア膜１２の厚みを容易に大きくすることが可能となる。このため、バリア膜１２にはバリア機能と共に、基板１１を平坦化する機能が備わる。これにより表示装置１の特性が安定して維持される。これについての詳細は後述する。バリア膜１２の厚みは例えば０．１μｍ〜１０μｍであり、４μｍ以上であることが好ましい。
【００１６】
図２は、バリア膜１２の構成を模式的に表したものである。バリア膜１２に含まれる無機高分子化合物は例えばシリカ系化合物であり、シリカナノパーティクルからなる粒子１２Ｐを含んでいる。粒子１２Ｐの直径は例えば１０ｎｍ〜１μｍである。この無機高分子化合物は、Ｓｉ（ケイ素）、Ｏ（酸素）およびＨ（水素）等の無機元素のみにより構成されており、Ｃ（炭素）は含まない。バリア膜１２に含まれる無機高分子化合物はダイヤモンド等であってもよい。
【００１７】
図３は、図２に示した部分Ａを拡大して表している。バリア膜１２に含まれる有機物は、例えば、シロキサン系有機材料である。具体的には、シロキサン結合（-Ｓｉ-Ｏ-Ｓｉ-）と有機系の置換基とを有しており、例えばジメチルポリシロキサン等である。このシロキサン系有機材料は、例えば、隣り合う粒子１２Ｐの粒子間ＢＰを架橋している（図３）。粒子間ＢＰが架橋されていると、粒子１２Ｐの位置が固定されるので、バリア膜１２の安定性が向上し、製造プロセス等に対する耐性が向上する。粒子１２Ｐに囲まれた空間Ｓには、このシロキサン系有機材料等の有機物が存在していてもよい。あるいは、空間Ｓに何も存在せず、空間Ｓが空隙になっていてもよい。バリア膜１２に含まれる有機物は、ポリイミド等であってもよい。
【００１８】
バリア膜１２に含まれる無機高分子化合物と有機物との体積比は、例えば１０：１〜１０：５であり、バリア膜１２に含まれる有機物は体積比で２５％以下であることが望ましい。バリア膜１２に含まれる有機物の量が多すぎると、上記のようなバリア膜１２のバリア機能が低下する虞がある。
【００１９】
図４は、バリア膜１２上に設けられたＴＦＴ層１３の具体的な構成を表している。このＴＦＴ層１３は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１０ａ）等を含む層である。ＴＦＴ１０ａは、例えば、トップゲート型の薄膜トランジスタであり、バリア膜１２上の選択的な領域に半導体層１３１を有している。この半導体層１３１上に、ゲート絶縁膜１３２を介してゲート電極１３３が形成されている。これらの半導体層１３１、ゲート絶縁膜１３２およびゲート電極１３３を覆うように、保護膜１３４と層間絶縁膜１３６Ａとが設けられている。保護膜１３４および層間絶縁膜１３６Ａには、半導体層１３１の一部に対向して、コンタクトホールＨ１が設けられている。層間絶縁膜１３６Ａ上には、そのコンタクトホールＨ１を埋め込むように、ソース・ドレイン電極１３５が形成され、これらの層間絶縁膜１３６Ａおよびソース・ドレイン電極１３５を覆って、層間絶縁膜１３６Ｂが形成されている。
【００２０】
半導体層１３１は、バリア膜１２上にパターン形成されている。この半導体層１３１は、ゲート電極１３３と対向する領域にチャネル領域（活性層）を含んでいる。半導体層１３１は、例えば、インジウム（Ｉｎ），ガリウム（Ｇａ），亜鉛（Ｚｎ），スズ（Ｓｎ），チタン（Ｔｉ）およびニオブ（Ｎｂ）等のうちの少なくとも１種の元素の酸化物を主成分として含む酸化物半導体から構成されている。具体的には、酸化インジウム錫亜鉛（ＩＴＺＯ），酸化インジウムガリウム亜鉛（ＩＧＺＯ: ＩｎＧａＺｎＯ），酸化亜鉛（ＺｎＯ），酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ），酸化インジウムガリウム（ＩＧＯ），酸化インジウム錫（ＩＴＯ）および酸化インジウム（ＩｎＯ）等が挙げられる。あるいは、半導体層１３１は、低温多結晶シリコン（ＬＴＰＳ）または非結晶シリコン（ａ−Ｓｉ）等から構成されていても構わない。
【００２１】
ゲート絶縁膜１３２は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯx）、窒化シリコン（ＳｉＮx）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）および酸化アルミニウム（ＡｌＯx）等のうちの１種よりなる単層膜、またはそれらのうちの２種以上よりなる積層膜から構成されている。
【００２２】
ゲート電極１３３は、印加されるゲート電圧（Ｖｇ）によって半導体層１３１中のキャリア密度を制御すると共に、電位を供給する配線としての機能を有するものである。このゲート電極１３３の構成材料は、例えば、チタン（Ｔｉ），タングステン（Ｗ），タンタル（Ｔａ），アルミニウム（Ａｌ），モリブデン（Ｍｏ），銀（Ａｇ），ネオジウム（Ｎｄ）および銅（Ｃｕ）のうちの１種を含む単体および合金が挙げられる。あるいは、それらのうちの少なくとも１種を含む化合物および２種以上を含む積層膜であってもよい。また、例えばＩＴＯ等の透明導電膜が用いられても構わない。
【００２３】
保護膜１３４は、例えば酸化チタン，酸化アルミニウム，酸化インジウムまたは酸化スズ等により構成され、水蒸気バリア膜として機能するものである。
【００２４】
層間絶縁膜１３６Ａ，１３６Ｂは、例えば、アクリル系樹脂、ポリイミド（ＰＩ）、ノボラック系樹脂等の有機材料により構成されている。あるいは、層間絶縁膜１３６Ａには、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜および酸化アルミニウム等の無機材料が用いられてもよい。
【００２５】
ソース・ドレイン電極１３５は、ＴＦＴ１０ａのソースまたはドレインとして機能するものであり、例えば、上記ゲート電極１３３の構成材料として列挙したものと同様の金属または透明導電膜を含んで構成されている。このソース・ドレイン電極１３５としては、電気伝導性の良い材料が選択されることが望ましい。
【００２６】
表示素子層１４は、複数の画素を含むと共に、ＴＦＴ１０ａが複数配置されたバックプレーンにより表示駆動される表示素子を含んでいる。表示素子としては、例えば有機ＥＬ素子などが挙げられる。有機ＥＬ素子は、ＴＦＴ層１３側から順に、例えばアノード電極、有機電界発光層およびカソード電極を有する。アノード電極は、ＴＦＴ１０ａのソース・ドレイン電極１３５に接続されている。カソード電極には、例えば後述の配線ＷＬ２などを通じて、各画素に共通のカソード電位が供給されるようになっている。
【００２７】
図５は、表示装置１の配線構成（バックプレーンの構成）を説明するための平面模式図である。図６は、図５に示した領域Ｐに相当する部分を拡大して表している。
【００２８】
基板１１上の表示領域１１０Ａには、Ｙ方向に沿って配線ＷＬ１が、Ｘ方向に沿って配線ＷＬ２がそれぞれ配置されている。表示領域１１０Ａの周辺領域１１０Ｂには、配線ＷＬ１，ＷＬ２に電位を供給するための端子部１２０，１２１が配置されている。
【００２９】
配線ＷＬ１，ＷＬ２は、例えば信号線、走査線、電源線および共通電位線などのうちのいずれかとして機能するものであり、これらの配線ＷＬ１，ＷＬ２の交わる点が１つの画素ＰＸＬに相当する。配線ＷＬ１，ＷＬ２は、表示領域１１０Ａから周辺領域１１０Ｂまで延設されており、周辺領域１１０Ｂにおいて、端子部１２０，１２１に接続されている。配線ＷＬ２は、例えば共通電位線（カソード線）を含み、周辺領域１１０Ｂにおいて、端子部１２０に接続されている。配線ＷＬ１は、例えば配線ＷＬ１１，ＷＬ１２を含んでいる。尚、図６では、バックプレーン内の回路および配線の構成について模式的に示しているが、例えば配線ＷＬ１１は電源線、配線ＷＬ１２は信号線、配線ＷＬ２は、共通電位線（カソード線）として機能するものである。
【００３０】
端子部１２０，１２１は、配線ＷＬ１，ＷＬ２に電位を供給するためのものであり、図示しない電源に接続される。これらのうち、端子部１２０は、例えばカソード電位等の固定電位を供給する端子部を含んでいる。尚、ここでは、端子部１２０，１２１が、矩形状の基板１１の２辺に設けられている構成を例示しているが、端子部１２０，１２１は、基板１１の１辺にのみ設けられていてもよいし、３辺または４辺に設けられていても構わない。
【００３１】
尚、図５および図６にはＴＦＴ１０ａを図示していないが、ここでは、１つの画素ＰＸＬに１つのＴＦＴ１０ａが配置された場合を想定している。但し、ＴＦＴ１０ａの数は限定されず、１つの画素ＰＸＬに、２以上のＴＦＴ１０ａが配置されていてもよい。
【００３２】
［製造方法］
上記のような表示装置１は、例えば次のようにして製造することができる。図７Ａ〜図７Ｄは、表示装置１の製造プロセスを工程順に表したものである。
【００３３】
まず、図７Ａに示したように、例えば可撓性基板よりなる基板１１の裏面に、ガラスなどよりなる支持基板２１０を貼り合わせる。次いで、図７Ｂに示したように、支持基板２１０で支持された基板１１の表面全面にバリア膜１２を形成する。バリア膜１２は、例えば、以下のようにして形成する。まず、例えば無機高分子化合物としてのシリカナノパーティクルと、有機物としてのシロキサン系有機材料とを溶剤に混ぜ、これをスピンコート法により基板１１の表面全面に塗布する。その後、所定の温度で焼成処理を行うことによりバリア膜１２が形成される。無機高分子化合物および有機物は、例えばスリットコート等の方法により基板１１上に塗布するようにしてもよく、あるいは塗布以外の方法により成膜するようにしてもよい。バリア膜１２が、シリカナノパーティクルとシロキサン系有機材料とを含む場合には、上記焼成処理により、粒子間ＢＰの架橋構造が形成される。
【００３４】
次に、図７Ｃに示したように、ＴＦＴ層１３を形成する。一例としては、図４に示したＴＦＴ１０ａを形成する。具体的には、まず、バリア膜１２上に上述した材料（例えば酸化物半導体）よりなる半導体層１３１を、例えばスパッタ法等により成膜した後、例えばフォトリソグラフィおよびエッチングにより、所定の形状にパターニングする。続いて、上述した材料よりなるゲート絶縁膜１３２を、例えばＣＶＤ法等を用いて成膜する。この後、ゲート絶縁膜１３２上に、上述した材料からなるゲート電極１３３を、パターン形成した後、このゲート電極１３３をマスクとしてゲート絶縁膜１３２をエッチングすることでゲート絶縁膜１３２をパターニングする。続いて、保護膜１３４および層間絶縁膜１３６Ａを形成した後、半導体層１３１の一部に対向する領域に、コンタクトホールＨ１を形成する。この後、層間絶縁膜１３６Ａ上に、コンタクトホールＨ１を埋め込むように、上述した金属材料よりなるソース・ドレイン電極１３５を形成する。これにより、ＴＦＴ１０ａを形成することができる。
【００３５】
続いて、図７Ｄに示したように、ＴＦＴ層１３上に、表示素子層１４を形成する。例えば表示素子層１４が有機ＥＬ素子を含む場合には、ＴＦＴ層１３上に、例えばアノード電極、有機電界発光層、およびカソード電極を含む表示素子層１４を形成する。
【００３６】
表示素子層１４を形成した後、支持基板２１０を剥離する。これにより、図１に示した表示装置１が完成される。
【００３７】
［作用、効果］
本実施の形態の表示装置１では、外部から入力される映像信号に基づいて、表示素子層１４の各画素が表示駆動され、映像表示がなされる。このとき、ＴＦＴ層１３では、例えば画素毎にＴＦＴ１０ａが電圧駆動される。具体的には、ある画素のＴＦＴ１０ａのゲート電極１３３に閾値電圧以上の電圧が供給されると、半導体層１３１が活性化され（チャネルを形成し）、これにより、一対のソース・ドレイン電極１３５間に電流が流れる。
【００３８】
ここで、基板上のバリア膜が無機高分子化合物のみにより構成されている場合、即ち、バリア膜が有機物を含まない場合について検討する。このような無機高分子化合物のみからなるバリア膜は、例えば、ＳＯＧ（スピンオングラス：Spin-On-Glass）であり、シリカ系材料を溶剤に溶かした後、基板上に塗布することにより形成される。
【００３９】
このように、バリア膜が有機物を含まない場合、塗布前のバリア膜の原料の粘度が低くなる。このため、バリア膜の厚みを大きくすることができない。薄いバリア膜は、効果的に基板を平坦化することができず、基板の有する凹凸によりＴＦＴ層および表示素子層の特性および信頼性が低下する虞がある。また、薄いバリア膜では、基板の有する凹凸によりバリア膜自体にクラックが生じる虞もある。加えて、バリア膜が有機物を含まない場合には、バリア膜の厚みを大きくしても、バリア膜にクラックが生じ易い。バリア膜にクラックが生じると、バリア機能が低下してＴＦＴ層および表示素子層の特性および信頼性が損なわれる。バリア膜のクラックにより生じる凹凸が、ＴＦＴ層および表示素子層に影響を及ぼす虞もある。
【００４０】
これに対し、本実施の形態では、基板１１上のバリア膜１２が無機高分子化合物に加えて、有機物を含んでいる。このため、有機物を含まないバリア膜に比べて、塗布前のバリア膜１２の原料の粘度が高くなるので、容易にバリア膜１２の厚みを大きくすることができる。厚いバリア膜１２は、基板１１の有する凹凸を効果的に平坦化するので、基板１１の凹凸がＴＦＴ層１３および表示素子層１４に影響を及ぼすのを抑えることができる。また、厚いバリア膜１２にはクラックが生じにくいので、バリア膜１２のバリア機能が安定して保持される。よって、表示装置１の特性および信頼性を安定して維持することができる。
【００４１】
特に、基板１１が樹脂基板である場合には、基板１１に凹凸が生じやすいので、有機物を含むバリア膜１２を設けることにより、表示装置１の特性および信頼性を大きく向上させることが可能となる。
【００４２】
また、バリア膜１２がシリカナノパーティクル等の粒子１２Ｐを含み、この粒子１２Ｐが有機物により架橋されていると、粒子１２Ｐの位置が固定される。したがって、バリア膜１２の安定性が向上し、製造プロセス等に対する耐性が向上する。
【００４３】
以上説明したように本実施の形態では、基板１１上のバリア膜１２が無機高分子化合物に加えて、有機物を含んでいる。これにより、無機高分子化合物のみによりバリア膜を形成する場合に比べて、バリア膜を形成する際の原料の粘度が高くなるので、容易にバリア膜１２の厚みを大きくすることができる。厚みの大きいバリア膜１２では、基板１１を効果的に平坦化することができ、また、クラックも発生しにくくなる。よって、表示装置１の特性および信頼性を安定的に維持することができる。
【００４４】
以下、本実施の形態の変形例について説明するが、以降の説明において上記実施の形態と同一構成部分については同一符号を付してその説明は適宜省略する。
【００４５】
＜変形例１＞
図８は、上記実施の形態の変形例１に係る表示装置（表示装置１Ａ）の断面構成を表したものである。この表示装置１Ａは、基板１１とバリア膜１２との間に絶縁膜１５を有するものである。この点を除き、表示装置１Ａは上記実施の形態の表示装置１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。なお、絶縁膜１５が、本技術の「第１無機絶縁膜」の一具体例に相当する。
【００４６】
絶縁膜１５は、基板１１からＴＦＴ層１３および表示素子層１４へと汚染源となり得る物資が移動するのを防ぐためのものである。即ち、バリア膜１２に加えてこの絶縁膜１５を設けることにより、バリア性が強化される。また、基板１１の表面に絶縁膜１５を設けることにより、バリア膜１２が基板１１（絶縁膜１５）に密着しやすくなるので、曲げやボールドロップ等の機械的劣化に対し、表示装置１Ａの信頼性が向上する。
【００４７】
絶縁膜１５は、例えば無機絶縁材料により構成されており、基板１１の表面全面に設けられている。絶縁膜１５は、例えば、例えば酸化シリコン（ＳｉＯx），窒化シリコン（ＳｉＮ）および酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）のうちの少なくとも１種を含む単層膜または積層膜である。また、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）が用いられてもよい。絶縁膜１５の厚みは例えば５０ｎｍ〜５μｍである。
【００４８】
この表示装置１Ａでは、基板１１とバリア膜１２との間に絶縁膜１５が設けられているので、基板１１から上層への汚染源の移動をより、効果的に抑えることができる。また、バリア膜１２の密着性が高まり、信頼性が向上する。
【００４９】
＜変形例２＞
図９は、上記実施の形態の変形例２に係る表示装置（表示装置１Ｂ）の断面構成を表したものである。この表示装置１Ｂは、基板１１とバリア膜１２との間に電界遮蔽膜１６を有するものである。この点を除き、表示装置１Ｂは上記実施の形態の表示装置１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
【００５０】
電界遮蔽膜１６は、例えば基板１１の表面全面に設けられている。この電界遮蔽膜１６の構成材料としては、導電膜、望ましくは透明導電膜が挙げられる。透明導電膜としては、例えば、インジウム，ガリウム，亜鉛，スズ，チタンおよびニオブ等のうちの少なくとも１種の元素の酸化物を主成分として含む酸化物半導体が挙げられる。中でも、透明導電膜として、例えば６００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の波長の光を吸収しにくい材料、または縮体半導体が用いられることが望ましい。一例としては、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ｎ型の不純物が高濃度で拡散されたアモルファスシリコン（ｎ+型ａ−Ｓｉ）が挙げられる。電界遮蔽膜１６は、これらの材料を含む単層膜であってもよいし、積層膜であってもよい。このような透明導電膜が用いられることにより、上層、例えばＴＦＴ層１３および表示素子層１４等に形成された金属配線において、欠陥箇所を修復する際（レーザーリペアの際）に、レーザ光による破損を生じにくくすることができる。但し、電界遮蔽膜１６としては、上述した透明導電膜に限らず、例えばモリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属が用いられても構わない。
【００５１】
電界遮蔽膜１６の厚みは、例えば１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、具体的には２０ｎｍである。電界遮蔽膜１６のシート抵抗は、例えば１Ω／ｃｍ2以上１ＭΩ／ｃｍ2以下である。
【００５２】
この電界遮蔽膜１６は、固定電位に保持されている（電界遮蔽膜１６には固定電位が供給されている）。具体的には、電界遮蔽膜１６は、グランド（ＧＮＤ）電位（例えば０Ｖ）に保持される。この場合、電界遮蔽膜１６は、周辺領域１１０Ｂ（基板１１の端部、図５参照）において、固定電位を供給するための端子部に電気的に接続される。
【００５３】
このような電界遮蔽膜１６は、バイアスストレスに起因するＴＦＴ１０ａの閾値電圧の変動を抑えるためのものである。以下、これについて説明する。
【００５４】
ＴＦＴのゲート電極に閾値電圧以上の電圧を印加し、ソース・ドレイン電極間に電流が流れると、基板と半導体層との間に電界が生じる。この電界が基板に到達すると、基板内で原因物質の発生が誘起される。あるいは、基板表面に電荷が発生する。このような原因物質や電荷が半導体層に影響を及ぼすので、バイアスストレスに起因したＴＦＴの閾値電圧の変動が生じる。
【００５５】
ここでは、基板１１とＴＦＴ１０ａ（ＴＦＴ層１３）との間に電界遮蔽膜１６が設けられているので、上記の電界が遮蔽される。即ち、電界に起因した基板１１内での原因物質の発生や基板１１表面の電荷の発生を防ぐことができる。よって、バイアスストレスに起因するＴＦＴ１０ａの閾値電圧の変動を抑えることができる。
【００５６】
図１０に示したように、電界遮蔽膜１６は、基板１１表面の選択的な領域に設けられていてもよい。電界遮蔽膜１６を選択的な領域に設けることにより、寄生容量が低減され、リーク電流の発生を抑えることができる。
【００５７】
図１１および図１２に示したように、電界遮蔽膜１６とともに、絶縁膜１５を設けるようにしてもよい。このような表示装置１Ｂは、例えば、基板１１、電界遮蔽膜１６、絶縁膜１５、バリア膜１２、ＴＦＴ層１３および表示素子層１４の順に積層されている（図１１）。基板１１、絶縁膜１５、電界遮蔽膜１６、バリア膜１２、ＴＦＴ層１３および表示素子層１４の順に積層されていてもよい（図１２）。寄生容量の点では、電界遮蔽膜１６および絶縁膜１５が図１１に示した積層順になっている方が好ましい。
【００５８】
＜変形例３＞
図１３は、上記実施の形態の変形例３に係る表示装置（表示装置１Ｃ）の断面構成を表したものである。この表示装置１Ｃは、バリア膜１２とＴＦＴ層１３との間に絶縁膜１７を有するものである。この点を除き、表示装置１Ｃは上記実施の形態の表示装置１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。なお、絶縁膜１７が、本技術の「第２無機絶縁膜」の一具体例に相当する。
【００５９】
絶縁膜１７は、基板１１からＴＦＴ層１３および表示素子層１４へと汚染源となり得る物資が移動するのを防ぐためのものである。即ち、バリア膜１２に加えてこの絶縁膜１７を設けることにより、バリア性が強化される。
【００６０】
絶縁膜１７は、例えば無機絶縁材料により構成されており、バリア膜１２上にバリア膜１２（基板１１）の全面にわたって設けられている。絶縁膜１７には、上記絶縁膜１５と同様の材料を用いることができる。絶縁膜１７の厚みは例えば５０ｎｍ〜５μｍである。
【００６１】
この表示装置１Ｃでは、バリア膜１２とＴＦＴ層１３との間に絶縁膜１７が設けられているので、基板１１から上層への汚染源の移動をより、効果的に抑えることができる。
【００６２】
図１４に示したように、この絶縁膜１７に加えて、基板１１とバリア膜１２との間に絶縁膜１５を設けるようにしてもよい。
【００６３】
図１５に示したように、この絶縁膜１７に加えて、基板１１とバリア膜１２との間に電界遮蔽膜１６を設けるようにしてもよい。
【００６４】
図１６および図１７に示したように、この絶縁膜１７に加えて、基板１１とバリア膜１２との間に絶縁膜１５および電界遮蔽膜１６を設けるようにしてもよい。具体的には、基板１１、絶縁膜１５、電界遮蔽膜１６、バリア膜１２、絶縁膜１７、ＴＦＴ層１３および表示素子層１４の順に積層されていてもよく（図１６）、あるいは、基板１１、電界遮蔽膜１６、絶縁膜１５、バリア膜１２、絶縁膜１７、ＴＦＴ層１３および表示素子層１４の順に積層されていてもよい（図１７）。
【００６５】
＜変形例４＞
図１８は、上記実施の形態の変形例４に係る表示装置（表示装置１Ｄ）の断面構成を表したものである。この表示装置１Ｄは、基板１１の裏面に金属薄膜１８を有するものである。この点を除き、表示装置１Ｄは上記実施の形態の表示装置１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
【００６６】
金属薄膜１８は、例えば基板１１が可撓性基板（有機材料からなる基板）である場合等に、基板１１の保護および補強等を目的として設けられている。金属薄膜１８は、基板１１のバリア膜１２が設けられている面とは反対の面、即ち、基板１１の裏面側に貼り合わせられる。
【００６７】
＜変形例５＞
図１９は、上記実施の形態の変形例５に係る表示装置（表示装置１Ｅ）の断面構成を表したものである。この表示装置１Ｅは、ＴＦＴ層（図１のＴＦＴ層１３）に代えて、配線層１９を有するものである。この点を除き、表示装置１Ｅは上記実施の形態の表示装置１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
【００６８】
配線層１９は、例えば、導電層１９Ａと層間絶縁膜１９Ｂとを含んでいる。導電層１９Ａは、例えばバリア膜１２上の選択的な領域に設けられており、層間絶縁膜１９Ｂは、この導電層１９Ａを覆って、バリア膜１２の全面にわたり設けられている。ここでは、基板１１、バリア膜１２および配線層１９（導電層１９Ａ）が、本技術の「電子デバイス」の一具体例に相当する。
【００６９】
＜機能構成例＞
図２０は、上記実施の形態等において説明した表示装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ（以下では、代表して表示装置１とする）の機能ブロック構成を表すものである。
【００７０】
表示装置１は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、映像として表示するものであり、上述した有機ＥＬディスプレイの他にも、例えば液晶ディスプレイなどにも適用される。表示装置１は、例えばタイミング制御部２１と、信号処理部２２と、駆動部２３と、表示画素部２４とを備えている。
【００７１】
タイミング制御部２１は、各種のタイミング信号（制御信号）を生成するタイミングジェネレータを有しており、これらの各種のタイミング信号を基に、信号処理部２２等の駆動制御を行うものである。信号処理部２２は、例えば、外部から入力されたデジタルの映像信号に対して所定の補正を行い、それにより得られた映像信号を駆動部２３に出力するものである。駆動部２３は、例えば走査線駆動回路および信号線駆動回路などを含んで構成され、各種制御線を介して表示画素部２４の各画素を駆動するものである。表示画素部２４は、例えば有機ＥＬ素子または液晶表示素子等の表示素子（上述の表示素子層１４）と、表示素子を画素毎に駆動するための画素回路とを含んで構成されている。これらのうち、例えば、駆動部２３または表示画素部２４の一部を構成する各種回路に、上述のＴＦＴ１０ａが用いられる。
【００７２】
＜表示装置以外の適用例＞
上記実施の形態等では、バリア膜１２を有する電子デバイスの適用例として表示装置１を例に挙げて説明したが、この電子デバイスは、表示装置１の他にも、図２１に示したような撮像装置（撮像装置２）に用いられてもよい。
【００７３】
撮像装置２は、例えば画像を電気信号として取得する固体撮像装置であり、例えばＣＣＤ(Charge Coupled Device)またはＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサなどから構成されている。撮像装置２は、例えばタイミング制御部２５と、駆動部２６と、撮像画素部２７と、信号処理部２８とを備えている。
【００７４】
タイミング制御部２５は、各種のタイミング信号（制御信号）を生成するタイミングジェネレータを有しており、これらの各種のタイミング信号を基に、駆動部２６の駆動制御を行うものである。駆動部２６は、例えば行選択回路、ＡＤ変換回路および水平転送走査回路などを含んで構成され、各種制御線を介して撮像画素部２７の各画素から信号を読み出す駆動を行うものである。撮像画素部２７は、例えばフォトダイオードなどの撮像素子（光電変換素子）と、信号読み出しのための画素回路とを含んで構成されている。信号処理部２８は、撮像画素部２７から得られた信号に対して様々な信号処理を施すものである。これらのうち、例えば、駆動部２６または撮像画素部２７の一部を構成する各種回路に、上述のＴＦＴ１０ａが用いられる。
【００７５】
＜電子機器の例＞
上記実施の形態等において説明した表示装置１（または撮像装置２）は、様々なタイプの電子機器に用いることができる。図２２に、電子機器３の機能ブロック構成を示す。電子機器３としては、例えばテレビジョン装置、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、スマートフォン、タブレット型ＰＣ、携帯電話機、デジタルスチルカメラおよびデジタルビデオカメラ等が挙げられる。
【００７６】
電子機器３は、例えば上述の表示装置１（または撮像装置２）と、インターフェース部３０とを有している。インターフェース部３０は、外部から各種の信号および電源等が入力される入力部である。このインターフェース部３０は、また、例えばタッチパネル、キーボードまたは操作ボタン等のユーザインターフェースを含んでいてもよい。
【００７７】
以上、実施の形態等を挙げて説明したが、本技術は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態等に記載した各層の材料および厚みは列挙したものに限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよい。
【００７８】
また、上記実施の形態等において説明した効果は一例であり、本開示の効果は、他の効果であってもよいし、更に他の効果を含んでいてもよい。
【００７９】
尚、本技術は以下のような構成を取ることも可能である。
（１）
基板と、
前記基板上に設けられ、無機高分子化合物と有機物とを含むバリア膜と、
前記バリア膜を間にして、前記基板上に設けられた導電層または半導体層と
を備えた電子デバイス。
（２）
前記無機高分子化合物は、シリカ系化合物である
前記（１）記載の電子デバイス。
（３）
前記無機高分子化合物は、シリカナノパーティクルを含む
前記（２）記載の電子デバイス。
（４）
前記シリカナノパーティクルが、前記有機物により架橋されている
前記（３）記載の電子デバイス。
（５）
前記有機物はシロキサン系有機化合物である
前記（１）乃至（４）のうちいずれか１つ記載の電子デバイス。
（６）
前記バリア膜は前記基板の全面に設けられている
前記（１）乃至（５）のうちいずれか１つ記載の電子デバイス。
（７）
前記基板と前記バリア膜との間に第１無機絶縁膜を有する
前記（１）乃至（６）のうちいずれか１つ記載の電子デバイス。
（８）
前記基板と前記バリア膜との間に電界遮蔽膜を有する
前記（１）乃至（６）のうちいずれか１つ記載の電子デバイス。
（９）
前記電界遮蔽膜は、前記基板の全面に設けられている
前記（８）記載の電子デバイス。
（１０）
前記電界遮蔽膜は、前記基板上の選択的な領域に設けられている
前記（８）記載の電子デバイス。
（１１）
前記基板と前記バリア膜との間に第１無機絶縁膜および電界遮蔽膜を有する
前記（１）乃至（５）のうちいずれか１つ記載の電子デバイス。
（１２）
前記バリア膜と前記導電層または前記半導体層との間に第２無機絶縁膜を有する
前記（１）乃至（１１）のうちいずれか１つ記載の電子デバイス。
（１３）
前記半導体層を含むトランジスタが設けられた
前記（１）乃至（１２）のうちいずれか１つ記載の電子デバイス。
（１４）
前記トランジスタは、前記半導体層に対向するゲート電極と、前記半導体層に電気的に接続されたソース・ドレイン電極とを有する
前記（１３）記載の電子デバイス。
（１５）
前記基板は可撓性基板である
前記（１）乃至（１４）のうちいずれか１つ記載の電子デバイス。
（１６）
基板と、
前記基板上に設けられ、無機高分子化合物と有機物とを含むバリア膜と、
前記バリア膜を間にして、前記基板上に設けられた導電層または半導体層と、
前記導電層上または前記半導体層上に設けられ、複数の画素を含む表示素子層と
を備えた表示装置。
（１７）
表示装置を備え、
前記表示装置は、
基板と、
前記基板上に設けられ、無機高分子化合物と有機物とを含むバリア膜と、
前記バリア膜を間にして、前記基板上に設けられた導電層または半導体層と、
前記導電層上または前記半導体層上に設けられ、複数の画素を含む表示素子層とを備えた
電子機器。
【符号の説明】
【００８０】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ…表示装置、１０ａ…ＴＦＴ、１１…基板、１２…バリア膜、１３…ＴＦＴ層、１４…表示素子層、１５，１７…絶縁膜、１６…電界遮蔽膜、１８…金属薄膜、１９…配線層、１９Ａ…導電層、１９Ｂ…層間絶縁膜、１３１…半導体層、１３２…ゲート絶縁膜、１３３…ゲート電極、１３４…保護膜、１３５…ソース・ドレイン電極、１３６Ａ，１３６Ｂ…層間絶縁膜、１１０Ａ…表示領域、１１０Ｂ…周辺領域、１２０，１２１…端子部、２１０…支持基板、２…撮像装置、３…電子機器、２１，２５…タイミング制御部、２２，２８…信号処理部、２３，２６…駆動部、２４…表示画素部、２７…撮像画素部、３０…インターフェース部、Ｈ１…コンタクトホール、ＷＬ１，ＷＬ２…配線。
【図１】
2017216323.tif 000003
【図２】
2017216323.tif 000004
【図３】
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【図４】
2017216323.tif 000006
【図５】
2017216323.tif 000007
【図６】
2017216323.tif 000008
【図７Ａ】
2017216323.tif 000009
【図７Ｂ】
2017216323.tif 000010
【図７Ｃ】
2017216323.tif 000011
【図７Ｄ】
2017216323.tif 000012
【図８】
2017216323.tif 000013
【図９】
2017216323.tif 000014
【図１０】
2017216323.tif 000015
【図１１】
2017216323.tif 000016
【図１２】
2017216323.tif 000017
【図１３】
2017216323.tif 000018
【図１４】
2017216323.tif 000019
【図１５】
2017216323.tif 000020
【図１６】
2017216323.tif 000021
【図１７】
2017216323.tif 000022
【図１８】
2017216323.tif 000023
【図１９】
2017216323.tif 000024
【図２０】
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【図２１】
2017216323.tif 000026
【図２２】
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