阅读说明：本技术 薄膜晶体管基板和薄膜晶体管基板的制造方法 (Thin film transistor substrate and method for manufacturing thin film transistor substrate ) 是由 梶山康一 水村通伸 于 2018-07-03 设计创作，主要内容包括：能够提高TFT对折弯、卷绕等外力的耐久性并防止基板的破裂、缺损。在挠性基板(20),在与设置有薄膜晶体管的第一表面相反的一侧的第二表面形成有凹部(23),从与第一表面大致正交的第一方向观察,凹部(23)配置于不与薄膜晶体管重叠的位置。(The durability of the TFT against external forces such as bending and winding can be improved, and cracking and chipping of the substrate can be prevented. A recess (23) is formed in a second surface of the flexible substrate (20) on the side opposite to the first surface on which the thin film transistor is provided, and the recess (23) is disposed at a position not overlapping the thin film transistor when viewed from a first direction substantially orthogonal to the first surface.)

薄膜晶体管基板和薄膜晶体管基板的制造方法

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管基板和薄膜晶体管基板的制造方法。

背景技术

在专利文献1中公开一种用于驱动柔性显示器的薄膜晶体管阵列基板，在塑料基板上形成缓和应力的岛状的缓冲层，在其上部形成TFT，由此无论半导体材料为何，都确保较高的弯曲耐性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-138179号公报

发明内容

发明要解决的课题

专利文献1中记载的发明因为塑料基板与缓冲层的材质不同，所以有可能因温度变化等而在薄膜晶体管阵列基板产生内部应力。另外，因为在塑料基板设置缓冲层，所以在弯曲薄膜晶体管阵列基板时，容易对塑料基板与缓冲层之间的边界部分施力。其结果是，有可能缓冲层从塑料基板剥离，在薄膜晶体管阵列基板产生破裂、缺损。

本发明鉴于这样的情况而完成，其目的在于提供一种能够提高薄膜晶体管(TFT)对折弯、卷绕等外力的耐久性并防止基板的破裂、缺损的薄膜晶体管基板以及薄膜晶体管基板的制造方法。

用于解决课题的方法

为解决上述课题，本发明的薄膜晶体管基板的特征在于，例如具备：挠性基板；和设置于所述挠性基板的第一表面的薄膜晶体管，在所述挠性基板，在与所述第一表面相反的一侧的第二表面形成有凹部，从与所述第一表面大致正交的第一方向观察，所述凹部配置于不与所述薄膜晶体管重叠的位置。

采用本发明的薄膜晶体管基板，在挠性基板的不与薄膜晶体管重叠的位置形成凹部。因此，挠性基板的不与TFT重叠的位置处的厚度比挠性基板的与TFT重叠的位置处的厚度薄。因此，挠性基板的厚度薄的部分先弯曲，而抑制挠性基板的与TFT重叠的位置处的变形。由此，能够提高TFT对折弯、卷绕等外力的耐久性。另外，通过形成凹部，使挠性基板的一部分容易变形，因此能够防止因内部应力、热膨胀率的差异所致的基板的破裂、缺损。

在此，可以是，所述薄膜晶体管大致沿着沿所述第一表面的第二方向设置有多个，所述凹部大致沿所述第二方向形成为带状。由此，薄膜晶体管基板向与凹部的延伸设置方向大致正交的方向的卷绕变得容易。另外，薄膜晶体管基板1不易在凹部的延伸设置方向上弯曲，能够抑制对TFT施力。

在此，可以是，所述凹部在由沿所述第一方向并且与所述第二方向大致正交的面剖切时，为所述第一表面侧比所述第二表面侧短的大致矩形形状。由此，在使薄膜晶体管基板变形时，凹部的对置的壁面不易抵接，能够抑制尘埃的产生。

在此，可以是，在从所述第一方向观察时，所述挠性基板的与所述薄膜晶体管重叠的部分的厚度为所述挠性基板的形成有所述凹部的部分的厚度的两倍以上。由此，形成有凹部的部分容易变形，能够抑制对TFT施力。

在此，可以是，所述挠性基板在所述第二表面与所述凹部之间的边界部分和所述凹部的底面端部形成有圆弧形状。由此，在卷绕薄膜晶体管基板等时，边缘不会刮磨薄膜晶体管基板，能够防止尘埃的产生。

为了解决上述课题，本发明的薄膜晶体管基板的制造方法的特征在于，例如包括：第一工序，在该工序中，在支承基板的第一表面形成凹部和凸部；第二工序，在该工序中，以覆盖所述凹部和所述凸部的方式，在所述第一表面涂敷树脂而形成挠性基板；第三工序，在该工序中，在所述挠性基板的与设置有所述支承基板的表面相反的一侧的表面即第二表面的、在所述第一工序中未形成所述凸部的区域形成薄膜晶体管；和第四工序，在该工序中，将所述挠性基板从所述支承基板剥离。

采用本发明的薄膜晶体管基板的制造方法，在支承基板的第一表面形成凹部和凸部，以覆盖凹部和凸部的方式，在第一表面涂敷树脂而形成挠性基板。由此，无需追加实施加工，就能够在挠性基板形成凹部。另外，使挠性基板的凹部的形状为第一表面侧比第二表面侧短的大致矩形形状变得容易。

在此，可以是，在所述第一工序中，将所述凸部形成为带状，在所述第三工序中，大致沿所述凸部的长度方向，形成多个所述薄膜晶体管。由此，能够使挠性基板的凹部为带状，在挠性基板的不与凹部重叠的位置形成TFT。

在此，可以是，在所述第一工序中，在所述凹部和所述凸部的角部形成圆弧形状。由此，无需追加实施加工，就能够在挠性基板的凹部形成圆弧形状。

在此，可以是，在所述第一工序中，在所述第一表面形成对准标记，在所述第三工序中，基于所述对准标记形成所述薄膜晶体管。由此，在形成TFT时，能够掌握凸部和凹部的位置即应形成TFT的位置。

在此，可以是，在所述第二工序中，在所述第二表面形成对准标记，在所述第三工序中，基于所述对准标记形成所述薄膜晶体管。由此，在形成TFT时，能够掌握凸部和凹部的位置即应形成TFT的位置。

发明效果

根据本发明，能够提高TFT对折弯、卷绕等外力的耐久性，并防止基板的破裂、缺损。

附图说明

图1是示出第一实施方式的薄膜晶体管基板1的概略的立体图。

图2的(A)是对薄膜晶体管基板1中的子像素10的配置进行说明的图，图2的(B)是图2的(A)的局部放大图。

图3是示意性地示出薄膜晶体管基板1的剖视图。

图4是示意性地示出使薄膜晶体管基板1弯曲时的样子的图。

图5是对薄膜晶体管基板1中的薄壁部24的配置进行说明的图，图5的(A)是示出挠性基板20的概略的侧视图，图5的(B)是示出挠性基板20的概略的主视图。

图6是对薄膜晶体管基板1的制造方法的流程进行说明的流程图。

图7是示意性地示出制造过程中的薄膜晶体管基板1的样子的图。

图8是示意性地示出制造过程中的薄膜晶体管基板1的样子的图。

图9是示意性地示出制造过程中的薄膜晶体管基板1的样子的图。

图10是示意性地示出制造过程中的薄膜晶体管基板1的样子的图。

图11是示意性地示出制造过程中的薄膜晶体管基板1的样子的图。

图12是示意性地示出制造过程中的薄膜晶体管基板1的样子的图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。本发明的薄膜晶体管基板是用于能够卷绕、折弯的柔性显示器的基板，是驱动柔性显示器的基板。可以将液晶、有机EL用于柔性显示器，以下以使用有机EL的柔性显示器为例进行说明。

图1是示出第一实施方式的薄膜晶体管基板1的概略的立体图。薄膜晶体管基板1为片状，在薄膜晶体管基板1形成有多个子像素10。子像素10大致沿薄膜晶体管基板1的表面方向(x方向和y方向)设置有多个。需要说明的是，图1所示的子像素10的位置和配置为一例，并不局限于此。

柔性显示器(省略图示)的像素由3个子像素10构成。该3个子像素分别具有发射红、蓝、绿光的有机EL元件层(未图示)。

图2的(A)是对薄膜晶体管基板1中的子像素10的配置进行说明的图，图2的(B)是图2的(A)的局部放大图。

子像素10大致沿x方向和y方向呈格子状配置。子像素10主要具有像素电极11、薄膜晶体管(TFT)12、13以及保持电容14。另外，在子像素10的内部以及相邻的子像素10之间形成有布线15、16、17。需要说明的是，图2所示的子像素10的结构和配置为一例，并不局限于此。

图3是示意性地示出薄膜晶体管基板1的剖视图。薄膜晶体管基板1具有挠性基板(柔性基板)20。挠性基板20例如由通过能量供给而固化的树脂、例如光固化性树脂、热固化性树脂等形成。在本实施方式中，挠性基板20使用聚酰亚胺树脂。

在挠性基板20的正面21设置有与未图示的布线电连接的TFT12、13。需要说明的是，在图3中，仅图示子像素10所具有的TFT12、13中的TFT12，而对TFT13省略图示。

在挠性基板20的背面22形成有多个凹部23。凹部23在由沿x方向和z方向(与x方向和y方向大致正交的方向)的面剖切时，为正面21侧比背面22侧短的大致矩形形状。在背面22与凹部23之间的边界部分和凹部23的底面端部分别形成有圆弧形状23a、23b。

通过在挠性基板20形成凹部23，由此形成比厚壁部25厚度薄的薄壁部24。厚壁部25的厚度t2为薄壁部24的厚度t1的两倍以上。从z方向观察，凹部23配置于不与TFT12重叠的位置。

图4是示意性地示出使薄膜晶体管基板1弯曲时的样子的图。当使薄膜晶体管基板1弯曲时，薄壁部24先弯曲，抑制厚壁部25的弯曲。另外，当使薄膜晶体管基板1弯曲时，薄壁部24较大地变形，抑制厚壁部25的变形。其结果是，能够抑制对设置于厚壁部25的上侧的TFT12施力。

另外，由于形成圆弧形状23b，因此能够防止在薄膜晶体管基板1弯曲时，力集中于凹部23的角部，而在挠性基板20产生裂缝等。并且，由于形成圆弧形状23a，因此在将薄膜晶体管基板1进行卷绕时，能够防止由边缘刮磨柔性显示器的表面(省略图示)而产生尘埃。

需要说明的是，在图4中示出了使薄膜晶体管基板1向相邻的TFT12的间隔变大的方向弯曲时的样子，但也可以使薄膜晶体管基板1向相邻的TFT12的间隔变小的方向弯曲。

图5是对薄膜晶体管基板1中的凹部23的配置进行说明的图，图5的(A)是示出挠性基板20的概略的侧视图，图5的(B)是示出挠性基板20的概略的主视图。在图5的(B)中，用双点划线示出供子像素10形成的位置。另外，在图5的(B)中，以阴影线表示凹部23的位置。

TFT12、13大致沿y方向配置。凹部23大致沿y方向呈带状形成于不与TFT12、13重叠的位置。其结果是，挠性基板20(即薄膜晶体管基板1)能够在与凹部23的延伸设置方向大致正交的方向、即x方向(参见图4箭头)上卷绕。另外，凹部23、即厚壁部25大致沿y方向形成为带状，由此薄膜晶体管基板1不易在y方向上弯曲，能够抑制对TFT12、13施力。

接下来，对本实施方式的薄膜晶体管基板1的制造方法进行说明。图6是对薄膜晶体管基板1的制造方法的流程进行说明的流程图。图7～12是示意性地示出制造过程中的薄膜晶体管基板1的样子的图。图7、9～12是沿xz平面的面的剖视图，是将局部放大表示的图。图8是俯视图。

<载体玻璃准备工序：步骤S1>

在制造薄膜晶体管基板1时，准备支承基板。在本实施方式中，使用载体玻璃50作为支承基板。

如图7所示，在载体玻璃50的上表面形成凸部51和凹部52。形成凸部51和凹部52的方法可以考虑在载体玻璃50上进行印刷来形成凸部51的方法、通过蚀刻等剥蚀载体玻璃50的上表面而形成凹部52的方法等。通过将树脂涂敷于载体玻璃50而实施印刷。

在本实施方式中，通过在载体玻璃50的上表面印刷凸部51，由此在载体玻璃50的上表面形成凹凸。载体玻璃50的上表面中未实施印刷的部分成为凹部52。凸部51形成为角部为圆弧形状51a、51b。

如图8所示，凸部51大致沿y方向形成为带状。另外，在载体玻璃50上印刷凸部51时，在载体玻璃50的上表面印刷对准标记53。在本实施方式中，对准标记53为大致十字形状，但对准标记53的形状并不局限于此。另外，对准标记53的位置也不局限于此。

<挠性基板形成工序：步骤S2>

如图9所示，以覆盖凸部51和凹部52的方式，在载体玻璃50的上表面(+z侧的表面)上涂敷成为挠性基板20的树脂而形成挠性基板20。在本实施方式中，首先在载体玻璃50的上表面涂敷成为粘结层55的树脂，再在其上涂敷成为挠性基板20的树脂(在此是聚酰亚胺树脂)。

粘结层55用于在制造后使挠性基板20容易从载体玻璃50剥离，可以使用各种树脂材料。需要说明的是，粘结层55并非必须。

成为粘结层55的树脂、聚酰亚胺树脂使用溶液状的树脂。在载体玻璃50上涂敷溶液状的树脂的工序能够使用例如旋涂法等涂敷法、丝网印刷等印刷法来实施。涂覆后，使粘结层55、挠性基板20固化。固化的方法因树脂而异(光固化、热固化等)，但因为聚酰亚胺树脂是光固化性树脂，所以在本实施方式中照射光而使聚酰亚胺树脂固化。由此，在载体玻璃50形成挠性基板20。

由于在载体玻璃50的上表面形成有凸部51和凹部52，因此通过以表面(与载体玻璃50相反的一侧的面)变得平坦的方式，涂敷聚酰亚胺树脂并进行固化，由此在挠性基板20的背面形成凹凸。凸部51的部分成为凹部23，涂敷于凸部51的上侧的部分成为薄壁部24。另外，涂敷于凹部52的上侧的部分成为厚壁部25。

另外，由于在凸部51的角部形成有圆弧形状51a、51b，因此在凹部23形成圆弧形状23a、23b。

<TFT形成工序：步骤S3>

在挠性基板20的上侧形成TFT12、13。此外，也可以在挠性基板20的上侧形成基底层，在基底层之上形成TFT。TFT形成工序(步骤S3)可使用已知的技术，因此省略各工序的详情。

首先，在挠性基板20的上侧对栅极电极61进行成膜，从其上形成栅绝缘层62(参见图6的步骤S31、S32、图10)。此时，也可以形成部分布线(电源线、选择线)。

之后，在栅绝缘层62之上形成a-Si层，通过对a-Si层照射激光来实施脱氢处理，并且通过使非晶硅结晶化(激光退火处理)，由此得到多晶硅(p-Si)层63(参见图6的步骤S33、图10)。在其上形成源极电极64、漏极电极65(参见图6的步骤S34、图11)。此时，也可以形成部分布线(数据线)。

接下来，对TFT保护层66进行成膜(参见图6的步骤S35、图12)，并在保护层66上对ITO膜(透明电极膜)67进行成膜(参见图6的步骤S36、图12)。TFT保护层66能够使用有机树脂。在TFT保护层66形成有凹部66a，ITO膜67与漏极电极65抵接。之后，向由凹部66a形成的空间注入丙烯酸树脂68(参见图6的步骤S37、图12)。

由此，TFT形成工序(步骤S3)结束。在TFT形成工序(步骤S3)中，在载体玻璃准备工序(步骤S1)中未形成凸部51的区域大致沿凸部51的长度方向(y方向)形成多个TFT。

在TFT形成工序(步骤S3)中，基于在载体玻璃准备工序(步骤S1)中形成的对准标记53，形成TFT。由于预先已知相对于对准标记53的位置而言的凸部51的位置，因此即使看不到凸部51的位置，通过参照对准标记53，将TFT形成在哪个位置为好变得清楚明了。

通过以上工序，形成薄膜晶体管基板1。在薄膜晶体管基板1形成后，对有机EL进行成膜、密封后，将挠性基板20从载体玻璃50剥离。

需要说明的是，在本实施方式中，在载体玻璃准备工序(步骤S1)中形成了对准标记53，但也可以不在载体玻璃准备工序(步骤S1)中形成对准标记53，而在挠性基板形成工序(步骤S2)中形成挠性基板20后，在挠性基板20的与设置有载体玻璃50的表面相反的一侧的表面(+z侧的表面)形成对准标记。在此情况下，在TFT形成工序(步骤S3)中容易确认对准标记，因此具有易于根据对准标记形成TFT的优点。

采用本实施方式，在挠性基板20上形成TFT12、13，从z方向观察，在不与TFT12、13重叠的位置形成有凹部23、即薄壁部24，因而能够提高TFT对基板的弯曲、卷绕等外力的耐久性。

另外，在本实施方式中，通过改变挠性基板20的厚度来形成薄壁部24和厚壁部25，因而能够防止因薄膜晶体管基板1的变形、温度变化致使产生内部应力。例如，在挠性基板20设置降低挠性的部件来形成薄膜晶体管基板的情况下，由于需要粘合不同材质的部件，所以有可能因热膨胀率的差异等原因而产生内部应力，从而在薄膜晶体管基板产生破裂、缺损。另外，由于每个部件的热膨胀率不同，所以薄膜晶体管基板有可能产生折皱、发生变形。对此，在本实施方式中，由于挠性基板20仅使用一种材料，因此能够防止这样的不良情况发生。

另外，采用本实施方式，通过将凹部23大致沿y方向形成为带状，由此薄膜晶体管基板1向x方向的卷绕、折弯等变形变得容易，能够提高作为柔性显示器的使用便利性。另外，由于厚壁部25的厚度t2为薄壁部24的厚度t1的两倍以上，因此能够抑制厚壁部25的变形、即对TFT12、13施力。

另外，采用本实施方式，由于在薄壁部24和厚壁部25的角部形成圆弧形状23a、23b，因此在对薄膜晶体管基板1进行卷绕等时，不会由边缘刮磨薄膜晶体管基板1。另外，在由沿x方向和z方向的面剖切时，由于凹部23的正面21侧比背面22侧短，因此在使薄膜晶体管基板1大致沿x方向变形时，凹部23的对置的壁面不易抵接，能够防止尘埃的产生。

另外，采用本实施方式，在薄膜晶体管基板1的制造中，在载体玻璃50的上表面形成凸部51和凹部52(步骤S1)，以覆盖凸部51和凹部52的方式在载体玻璃50的上表面形成成为挠性基板20的树脂膜(步骤S2)，因此无需对挠性基板20追加实施加工，就能够在挠性基板20形成薄壁部24和厚壁部25。另外，通过像这样制造薄膜晶体管基板1，由此使由沿x方向和z方向的面剖切时的凹部23的形状为正面21侧比背面22侧短的大致矩形形状、在薄壁部24和厚壁部25的角部形成圆弧形状23a、23b变得容易。

另外，通过在载体玻璃50的上表面或挠性基板20形成对准标记，由此在形成TFT时，能够掌握凸部51和凹部52的位置、即应形成TFT的位置。

此外，在本实施方式中，形成了在栅极电极61的上侧(与挠性基板20相反的一侧)形成有源极电极64和漏极电极65的底栅型TFT，但也可以形成在源极电极64和漏极电极65的上侧形成有栅极电极61的顶栅型TFT。

另外，在本实施方式中，使用在薄膜晶体管基板1上设置有有机EL的例子进行了说明，但在薄膜晶体管基板1上设置液晶的情况下，一部分工序变得不再需要。例如，形成于挠性基板20的上侧的基底层、特别是阻气层是不需要的。另外，TFT保护层66的形状也不同，而且注入丙烯酸树脂68的工序(步骤S37)也不需要。

另外，在本实施方式中，将薄壁部24和厚壁部25大致沿y方向形成为带状，但薄壁部24和厚壁部25的配置并不局限于此。例如，也可以从z方向观察，在与TFT12、13重叠的位置形成大致矩形形状的厚壁部25，且大致沿y方向相邻地配置厚壁部25，由此使厚壁部25为带状。另外，在本实施方式中，大致沿y方向设置有TFT12、13，但是TFT12、13的配置也不局限于此。例如，TFT12、13也可以交错配置。

以上，参照附图详细说明了本发明的实施方式，但具体的构成并不局限于本实施方式，也包括不脱离本发明的主旨的范围的设计变更等。

另外，在本发明中，“大致”不仅指严格相同的情况，也包括不丧失同一性的程度的误差、变形的概念。例如，大致矩形形状并不局限于严格为矩形的情况。另外，例如，在简写表达为“沿y方向”的情况下，不仅是严格地沿y方向的情况，也包括大致沿y方向的情况、例如沿与y方向间有几度的误差的方向的情况。

附图标记说明

1 ：薄膜晶体管基板

10 ：子像素

11 ：像素电极

12、13 ：TFT

14 ：保持电容

15、16、17 ：布线

20 ：挠性基板

21 ：正面

22 ：背面

23 ：凹部

23a、23b ：圆弧形状

24 ：薄壁部

25 ：厚壁部

50 ：载体玻璃

51 ：凸部

51a、51b ：圆弧形状

52 ：凹部

53 ：对准标记

55 ：粘结层

61 ：栅极电极

62 ：栅绝缘层

63 ：多晶硅层

64 ：源极电极

65 ：漏极电极

66 ：TFT保护层

66a ：凹部

67 ：ITO膜

68 ：丙烯酸树脂。