JP2015195104A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】樹脂フィルムを基板として用いる表示装置において、当該樹脂フィルム基板の端面から浸入する水分や酸素などの影響を防ぎ、信頼性の高い表示装置を提供することを課題とする。
【解決手段】表示素子を含む画素が複数個配列した画素領域が設けられた樹脂材料でなる第１の基板と、第１の基板と対向して配置され、画素領域を内設するように設けられた第２の基板とを備え、第１の基板の外周側面が傾斜面であり、第１の基板の上層、下層及び外周側面を覆うバリア層を有する表示装置を提供する。
【選択図】図６

Description

本発明は、表示装置に係り、開示される発明の一実施形態は表示装置におけるパネルの封止構造に関する。
有機エレクトロルミネセンス素子（以下「有機ＥＬ素子」ともいう。）は、陽極と陰極の間に有機エレクトロルミネセンス層（以下「有機ＥＬ層」ともいう。）が設けられている。有機ＥＬ素子は、素子内に流れる電流量に応じて発光するが、水分や酸素が有機ＥＬ層に悪影響を与え、発光特性が劣化することが知られている。
このため、有機ＥＬ素子で画素を形成した有機エレクトロルミネセンス表示装置（以下「有機ＥＬ表示装置」ともいう。）は、画素領域を封止材で封入した構造が設けられているのが通常である。有機ＥＬ表示装置の封止構造は、さまざまな構造が検討されているが、例えば、有機ＥＬｖｂ素子による画素が設けられた基板に対向させて、封止基板を貼り合わせる構造が知られている。
有機ＥＬ素子が形成された基板と封止基板を貼り合わせる構造は、一対の基板間に液晶材料を挟持した液晶表示装置と類似の構造となっている。しかし、有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ素子の発光で画像を表示するので、液晶表示装置のようにバックライトが不要であり、原理的に表示パネルの薄型化が可能である。さらに、素子が形成される基板や封止基板に樹脂フィルムを適用することで、シート状の表示パネル（シートディスプレイ）も実現可能であると考えられている。
有機ＥＬ表示装置の基板として樹脂フィルムを用いる場合でも、有機ＥＬ素子が水分の影響により劣化するのを防ぐために封止構造が必要となる。一般に、樹脂フィルムは水分を透過する性質があり、また水分を含みやすく一旦含まれた水分は再放出されるという特性を有している。
そのため、有機ＥＬ表示装置の基板として用いる樹脂フィルムに、水分の侵入を防ぐバリア層を設けることが検討されている。例えば、湾曲可能な透明基板からなる第１基板と、この第１基板に接着され、その上層に薄膜トランジスタが形成される樹脂フィルム層とを備える画像表示装置において、当該樹脂フィルムの表面、裏面及び側面を覆う無機膜からなるバリア層を備えた表示装置が開示されている（特許文献１参照）。
特開２０１１−２２７３６９号公報
しかしながら、特許文献１に記載された表示装置は、樹脂フィルムの端面の構造が考慮されていないため、端面でのバリア性が十分でないことが問題として残されている。また、二層の樹脂フィルム層を形成する工程が必要となるため、部材コスト及び製造工程が増加することが問題として考えられる。
樹脂フィルムの端面が垂直に切り立っていると、その端面がバリア層で十分に被覆されない可能性がある。バリア層が、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜のような無機材料の薄膜の場合、そのバリア層はスパッタリング法やプラズマＣＶＤ法などで形成される。しかし、このような無機材料の薄膜は、樹脂フィルムの表面と垂直の端面に均一な厚さで成膜される分けではない。
樹脂フィルムの端面におけるバリア層の膜厚が十分でない場合、その部分から水分や酸素が浸入してしまう。一方、樹脂フィルムの端面におけるバリア層の膜厚を厚くしようとすると、樹脂フィルム表面側の膜厚が増加してしまい、樹脂フィルムの柔軟性が損なわれることとなり、樹脂フィルムを湾曲させようとするとバリア層にクラックが入ってしまうおそれがある。
そこで本発明の一実施形態は、樹脂フィルムを基板として用いた表示装置において、当該基板端面からの水分や酸素などの浸入を防ぎ、信頼性の高い表示装置を提供することを目的の一つとする。
本発明の一実施形態によれば、表示素子を含む画素が複数個配列した画素領域が設けられた樹脂材料でなる第１の基板と、第１の基板と対向して配置され、画素領域を内設するように設けられた第２の基板とを備え、第１の基板の外周側面が傾斜面であり、第１の基板の上層、下層及び外周側面を覆うバリア層を有する表示装置が提供される。
別の好ましい態様によれば、バリア層は、第１の基板の下層に設けられた第１のバリア層と、第１の基板の上層に設けられた第２のバリア層とを有し、第２のバリア層は、外周側面に沿って設けられ、第１の基板の外側領域で第１のバリア層と接していてもよい。
別の好ましい態様によれば、バリア層が、無機材料であることが好ましい。また、無機材料が、窒化シリコン、酸化シリコン、酸窒化シリコン及び酸化アルミニウムのうち少なくとも一種であることが好ましい。
別の好ましい態様によれば、第１の基板と第２のバリア層との間に、金属材料でなる第３のバリア層がさらに設けられていることが好ましい。また、第３のバリア層の外側領域で、第１のバリア層と第２のバリア層が接していることが好ましい。金属材料がチタン（Ｔｉ）であることが好ましい。
別の好ましい態様によれば、第２の基板は樹脂材料で形成され、第２の基板の外周側面が傾斜面であり、外周側面及び第１の基板と対向する面に、第４のバリア層を有していてもよい。
別の好ましい態様によれば、画素領域は、トランジスタを形成する複数の層を含み、トランジスタのチャネルを形成する半導体層とゲート電極との間のゲート絶縁層、およびトランジスタのゲート電極とソース又はドレイン電極との間の層間絶縁層との一方又は双方が、第１の基板の外周側面まで延長して設けられ、外周側面においてバリア層と積層されていてもよい。
別の好ましい態様によれば、画素領域を被覆するパッシベーション層を含み、パッシベーション層が、第１の基板の外周側面まで延長して設けられ、外周側面においてパッシベーション層がバリア層と積層されていてもよい。
本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の製造工程を説明する平面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の製造工程を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の製造工程を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の製造工程を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を説明する断面図である。
以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。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。
本明細書において、ある部材又は領域が、他の部材又は領域の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限り、これは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく、他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。
［第１の実施形態］
＜表示装置について＞
本発明の一実施形態に係る表示装置の構成及び製造方法について図面を参照して説明する。本実施形態では、表示装置１００の一態様として、画素を構成する表示素子が有機ＥＬ素子である場合について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る表示装置１００の構成を示す。表示装置１００は、第１の基板１０２に、複数の画素１０６が配列された画素領域１０８が設けられている。第１の基板１０２と対向して配置される第２の基板１０４は、画素領域１０８を封止するように設けられている。本実施形態において、第１の基板１０２及び第２の基板１０４は樹脂材料で形成されていることが好ましく、例えば、イミド結合を含む高分子化合物を用いることができ、好適にはポリイミド樹脂を用いることができる。
表示装置１００には、画素領域１０８に走査信号を与える第１の駆動回路、映像信号を与える第２の駆動回路１１２が設けられていてもよく、入力端子１１４が第１の基板１０２に設けられていてもよい。
第１の基板１０２の外周端部における基板側面を含む領域である端面領域１０５は、傾斜面となっている。この傾斜面は、第１の基板１０２の外端部から内側領域に向かって（画素領域１０８が設けられている面に向かって）徐々に厚さが増すテーパ状の形態を有している。第１の基板１０２上に設けられる画素領域１０８は、端面領域１０５よりも内側に設けられている。
第１の基板１０２は、端面領域１０５を含めて、水分（若しくは水蒸気）が第１の基板１０２に付着ないし進入するのを防ぐ被膜が設けられている。以下の説明では、この被膜を「バリア膜」又は「バリア層」というものとする。第１の基板１０２を覆うバリア層は、無機材料を用いて形成される。無機材料としては、絶縁性の材料を用いることが好ましく、一又は複数の絶縁膜によってバリア層を構成することができる。また、バリア層を複数の被膜によって構成する場合には、その被膜の一種として金属膜が含まれていてもよい。
＜製造工程＞
次に、このような表示装置１００の詳細を、製造工程を参照しながら説明する。図２は、画素領域１０８などが設けられる第１の基板１０２が複数個配置された態様を示す平面図である。図２は、大面積のマザーガラス基板から複数の表示パネルを多面取りする一例を示している。また、図２で示すＡ−Ｂ切断線に沿った断面構造を図３及び図４に示す。図３及び図４は本実施形態で示す表示装置の製造工程を説明する図である。
図２は、支持基板１１６の上に複数の第１の基板１０２が配設されている一例を示す。支持基板１１６はマザーガラス基板である場合を示し、複数の表示パネルを多面取りする態様を示している。
第１の基板１０２には画素領域１０８が設けられている。また図中に示すように、入力端子１１４の他に、第１の駆動回路１１０、第２の駆動回路１１２などが設けられていてもよい。第１の基板１０２上には画素領域１０８を封止する第２の基板１０４が設けられ、最終的には第１の基板１０２を支持基板１１６から剥離して表示装置１００が完成する。以下、その製造工程を図３及び図４を参照して説明する。
図３（Ａ）は、支持基板１１６上の略全面に、第１のバリア層１２２及び樹脂層１２０を形成する段階を示す。第１のバリア層１２２は無機材料で形成する。例えば、窒化シリコン、酸化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウムなどによる薄膜を、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法などにより形成する。第１のバリア層１２２の厚さに限定はないが、例えば５０ナノメートル以上１０００ナノメートル以下、好ましくは１００ナノメートル以上５００ナノメートル以下とする。第１のバリア層１２２の膜厚をこのような範囲とすることにより、水分（若しくは水蒸気）の透過を防ぐことが可能となる。
なお、第１のバリア層１２２は、第１の基板１０２と共に支持基板１１６から剥離されるようにするために、支持基板１１６に対しては付着力の弱い被膜であることが好ましい。すなわち、第１のバリア層１２２は、第１の基板１０２から剥離可能なものであることが好ましい。別の態様として、第１のバリア層１２２と支持基板１１６との間に、剥離を可能とするための部材（以下「剥離層」ともいう。）を設けてもよい。この剥離層の構成については、後述する。
表示装置１００を構成する第１の基板１０２は透光性を有することが好ましく、可視光帯域の光（波長４００ナノメートル乃至８００ナノメートル）の透過率が８０％以上、より好ましくは９０％以上であることが求められる。そのため支持基板１１６上に設けられる樹脂層１２０は、上記のような光学特性を得ることができる樹脂材料を用いて形成する。樹脂材料としては、ポリベンゾオキサゾール、脂環式構造を有するポリアミドイミド、脂環式構造を有するポリイミド、ポリアミド及びポリ（ｐ−キシリレン）から選択される樹脂材料を含むものが好ましく、これらの樹脂材料を単独で含んでいてもよいし、複数種が組み合わされていてもよい。
樹脂層１２０の厚さは、例えば１マイクロメートル以上１００マイクロメートル以下、好ましくは３マイクロメートル以上３０マイクロメートル以下であり、より好ましくは５マイクロメートル以上１５マイクロメートル以下とする。このような厚さとすることにより、第１の基板１０２としての機械的強度を保持すると共に、可撓性を有するものとすることが可能となる。
図３（Ｂ）は、樹脂層１２０の一部を除去して第１の基板１０２を形成する段階を示す。この段階は、第１の基板１０２の外周側面をテーパ状に加工する段階ということもできる。
樹脂層１２０の不要な部分を除去するための加工方法に限定はないが、例えばレーザ加工技術を用いて行うことができる。樹脂層１２０を選択的に加工するには、レーザとして紫外線レーザを用いることが好ましく、例えばＬＤ励起固体レーザの第３高調波（３５５ナノメートル）を用いて行うことができる。
第１の基板１０２の外周側面を加工して、テーパ状の端面を得るには、加工時に照射するレーザ光の照射強度、ビームプロファイルを適宜設定して行えばよい。例えば、ビームスポットのエネルギーをガウス分布として、中央部でエネルギー密度が高く、周辺部でエネルギー密度が低くなるようにして、樹脂層１２０を除去すればよい。また、ビーム強度の異なるレーザ光を複数回照射して、樹脂層１２０が加工される深さを制御するようにしてもよい。
いずれにしても、第１の基板１０２の外周側面は、外端から内側に向けて厚さが徐々に増加する傾斜面が得られるように加工することが好ましい。この傾斜面の角度は、支持基板１１６の表面を基準として、６０度以下、好ましくは４５度以下、より好ましくは３０度以下とする。また、第１の基板１０２の外周側面における傾斜面は曲面形状であってもよい。
図３（Ｃ）は、第２のバリア層１２４を形成する段階を示す。第２のバリア層１２４は、第１の基板１０２の上面部及び外周側面を覆うように設ける。第２のバリア層１２４は、樹脂層１２０が除去されることによって露出した第１のバリア層１２２と密着するように設けることが好ましい。すなわち、第２のバリア層１２４は、第１の基板１０２の上面部及び外周側面から、第１のバリア層１２２の上面部にかけて連続するように設けることが好ましい。なお、第２のバリア層１２４は、第１のバリア層１２２と同様にして形成すればよい。
この場合において、第１の基板１０２の外周側面が傾斜面となっていることにより、第２のバリア層１２４は第１の基板１０２の端部を十分に被覆することが可能となる。仮に、第１の基板の外周側面が垂直面であった場合には、第２のバリア層１２４で当該垂直面を十分に覆うことができないものとなる。すなわち、第１の基板１０２の垂直端面においてバリア層の膜厚が薄くなり、ピンホールが形成され、またクラックが入るとバリア性が損なわれてしまうことになる。しかしながら、第１の基板１０２の外周側面がテーパ状の傾斜面となっていることで、第２のバリア層１２４がこの端面を覆い、水分や酸素に対するバリア性を維持することが可能となる。
図３（Ｃ）までの工程で、第１の基板１０２の下層側、上層側及び外周側面をバリア層で包み込む形態を得ることができる。また、樹脂層１２０を除去した領域において、第２のバリア層１２４が第１のバリア層１２２と密着した構成とすることにより、第１の基板１０２を支持基板１１６から除去して表示パネルを取り出す際に、第２のバリア層１２４と第１のバリア層１２２が密着した部位を第１の基板１０２の外端部に設けることができる。それにより第１の基板１０２の端面領域がバリア層で密封され、水分や酸素の浸入を防ぐことができる。
図３（Ｄ）は、第２のバリア層１２４が形成された第１の基板１０２上に、トランジスタなどの回路素子を含む第１の素子形成層１３０、有機ＥＬ素子などを含む第２の素子形成層１３２を設けた構成を示す。本実施形態において、第１の素子形成層１３０及び第２の素子形成層１３２の構成は任意であり特段の限定はない。例えば、第１の素子形成層１３０にはトランジスタを形成する半導体層、ゲート絶縁層、ゲート電極層などを含み、さらに配線層や配線間に設けられる層間絶縁層が含まれる場合がある。また、第２の素子形成層１３２には有機ＥＬ素子を形成する有機ＥＬ層、当該有機ＥＬ層を挟む電極層、並びに有機ＥＬ素子を囲むバンク層などが含まれる場合がある。
第２の素子形成層１３２の上層にはパッシベーション層１３６が設けられていてもよい。パッシベーション層１３６は、第１のバリア層又は第２のバリア層と同様であり、例えば、窒化シリコンによって形成されることが好ましい。
パッシベーション層１３６は、第２の素子形成層１３２の上面部から側面部、および第１の素子形成層の側面部を覆い、その外側の領域で第２のバリア層１２４と密接するように設けられていることが好ましい。この場合において、第１の素子形成層１３０の端部は第１の基板１０２の外周側面より内側の領域に位置するようにし、第２の素子形成層１３２の端部は第１の素子形成層１３０の端部より内側に位置するようにした、段差構造となっていることが好ましい。また、第１の素子形成層１３０及び第２の素子形成層１３２の側面部は、各層において、テーパ状に傾斜していることが好ましい。このような形態とすることにより、パッシベーション層１３６が、により、第１の素子形成層１３０及び第２の素子形成層１３２の側面部を十分に被覆することができる。
図３（Ｄ）は、さらに、第１の基板１０２に対向して、第２の基板１０４が配置され、シール材によって固定されている状態を示す。第２の基板１０４は、第１の基板１０２と同様に樹脂材料で形成されており、その表面には第３のバリア層１２６が設けられている。図３（Ｄ）では、第２の基板１０４は、第２の支持基板１１８によって保持された状態となっており、シール材１３８によって形成される間隙部には充填材１４０が封入されていてもよい。充填材１４０は任意の部材であり、例えば樹脂材料が用いられる。
図４（Ａ）は、第２の支持基板１１８から第２の基板１０４を剥離した後、偏向板１４２を設けた状態を示す。偏向板１４２としては円偏向板が用いられ、これによって表示画面が鏡面状となって外景が映り込むのを防ぐことができる。なお、偏向板１４２は任意の部材であり、適宜設けられるものである。
図４（Ｂ）に示すように、第１の基板１０２を支持基板１１６から剥離する前に、第１の基板１０２の外側領域で、第１のバリア層１２２、第２のバリア層１２４及びパッシベーション層１３６を、第１の基板１０２の外周部で除去してもよい。第１のバリア層１２２、第２のバリア層１２４及びパッシベーション層１３６を除去した分断領域を設けておくことにより、第１の基板１０２を支持基板１１６から分離したときに、これらの層がバリとして残存し、それが破損して端部領域のバリア性が低下するのを防ぐことができる。なお、第１の基板１０２の外側において、少なくとも第１のバリア層１２２、第２のバリア層１２４が重なる領域が残存するようにしておくことが好ましい。なお、第１のバリア層１２２、第２のバリア層１２４及びパッシベーション層１３６の除去は、例えば、レーザ加工によって行うことができる。
図４（Ｃ）は、支持基板１１６から第１の基板１０２を分離（実質的には第１のバリア層１２２の下面から分離）する段階を示す。これにより、第１の基板１０２は支持基板１１６から自由となり、シート状の表示装置を得ることができる。さらに、第１の基板１０２側に、熱拡散シートを設けてもよい。
第１の基板１０２を支持基板１１６から分離するには、幾つかの方法を適用することができる。この方法を、図５を参照して、その一例を説明する。図５で示す一例は、いずれも支持基板１１６と第１のバリア層１２２との間に剥離層１３４を設け、これを利用して第１の基板１０２を支持基板１１６から分離する方法を示す。
図５（Ａ）は、剥離層１３４として樹脂材料を用いた一例を示す。支持基板１１６と第１のバリア層１２２との間に樹脂材料でなる剥離層１３４を設けておく。樹脂材料としては、例えばポリイミドである。ポリイミドによる剥離層１３４は、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸（一部がイミド化されたポリアミック酸を含む、）又は、可溶性ポリイミドを含む溶液を支持基板１１６上に塗布し、焼成することで形成することができる。
剥離をするには、ガラス基板である支持基板１１６側から紫外線光を照射して、樹脂材料である剥離層１３４と支持基板１１６との界面の接着性を低下させる。すなわち、紫外線光を照射すると、ポリイミドとガラスとの間の結合が切断され、有機成分が部分的に除去されることで、その結果剥離層１３４の付着力が低下する。この性質を利用して、第１の基板１０２を支持基板１１６から分離することができる。この方法によれば、剥離層１３４も第１の基板１０２と同様の樹脂材料であるので、製造工程の整合性が高いといったメリットがある。
図５（Ｂ）は、剥離層１３４として水素を含む非晶質薄膜を用いた一例を示す。水素を含む非晶質薄膜として、例えば水素化非晶質シリコン膜を用いることができる。支持基板１１６と第１のバリア層１２２との間に、剥離層１３４として水素化非晶質シリコン膜を形成しておき、剥離工程において水素化非晶質シリコン膜にレーザ光を照射して瞬間的に加熱をする。加熱によって水素化非晶質シリコン膜から多量の水素が瞬間的に放出され、それ伴う圧力上昇及び非晶質シリコン膜の変化により支持基板１１６又は第１のバリア層１２２との付着力が低下して、第１の基板１０２を支持基板１１６から分離することができる。水素化非晶質シリコン膜はプラズマＣＶＤ法などの成膜法により大面積に形成することができ、成膜も簡便であるので、比較的容易に剥離層を形成することができる。
図５（Ｃ）は、剥離層１３４として金属膜を用いる一例を示す。この方法は、剥離層１３４として設けた金属膜と、異種材料で形成される第１のバリア層１２２との間に熱応力を作用させて、その応力差によりストレスを与え、剥離をする方法である。すなわち、熱特性の異なる異種材料の積層界面にストレスを与え、剥離を行う方法である。
いずれにしても、支持基板１１６から第１の基板１０２を分離するとき、第１のバリア層１２２が存在していることにより、第１の基板１０２へのダメージを防止することができる。図５で示すような剥離法は、図４（Ａ）において、第２の基板１０４を第２の支持基板１１８から分離するときにも適用することができる。
図２、図３、図４を参照して説明したように、本実施形態によれば、樹脂材料でなる第１の基板１０２と第２の基板１０４を機材とする表示装置を、簡便な工程によって得ることができる。第１の基板１０２及び第２の基板１０４は、それぞれが１００マイクロメートル以下であるため、シート状のディスプレイ、或いは可撓性のディスプレイを実現することができる。
第１の基板１０２の上層側、下層側、および外周側面の傾斜面をバリア層で包み込むことにより、大気中の水分や酸素が第１の基板１０２に浸入することを防ぐことができる。それにより、第１の基板１０２を経由して、トランジスタを含む第１の素子形成層や、有機ＥＬ素子を含む第２の素子形成層へ水分や酸素が拡散し、配線や電極が腐食し、有機ＥＬ素子が劣化することを防ぐことができる。
上記のような腐食や劣化を無くすことにより、表示装置において、表示画面に点欠陥や線欠陥が生じ、また発光輝度にムラが生じることを防ぐことができ、信頼性を向上させることができる。
＜表示装置の詳細＞
図６及び図７を参照して、本実施形態における表示装置の詳細を説明する。図６は、表示装置１００における周縁部の構成を示し、図７は画素１０６における有機ＥＬ素子１４６と、これに接続するトランジスタ１４４の構成を示す。以下の説明では、図６及び図７の両図面を参照する。
第１の基板１０２の端部にあるテーパ状の傾斜面の構成、下層側（下面側）にある第１のバリア層１２２、上層側（上面側）及び当該傾斜面を覆う第２のバリア層１２４の構成は、図３における説明と同様である。
第２のバリア層１２４上には第１の素子形成層１３０が設けられる。第１の素子形成層１３０は、トランジスタ１４４が設けられるように複数の層を含んで形成される。トランジスタ１４４は、半導体層１４８、ゲート絶縁層１５０、ゲート電極１５２を含んで構成される。半導体層１４８とゲート電極１５２との間に設けられるゲート絶縁層１５０は、半導体層１４８の上面から第１のバリア層１２２上に設けられ、第１の基板１０２の端面領域１０５にまで延長して設けられ、傾斜面において第２のバリア層１２４と積層されている。ゲート絶縁層１５０は酸化シリコン膜、酸窒化シリコン膜などで形成されるので、この傾斜面において第２のバリア層１２４と積層されることにより、実質的にバリア層の膜厚を増加させている。
なお、図７では、トランジスタ１４４としてトップゲート型の構造を示すが、ボトムゲート型の構造である場合には、半導体層１４８、ゲート絶縁層１５０、ゲート電極１５２の積層順が逆になる。しかし、端面領域１０５におけるゲート絶縁層１５０の構成には相違がないものとなる。
ゲート電極１５２とソース・ドレイン電極１５４との間には第１の層間絶縁層１５６が設けられている（本実施形態において「ソース・ドレイン電極」とはトランジスタのソース又はドレインと接続する電極をいう。）。第１の層間絶縁層１５６も、酸化シリコン膜のような無機絶縁材料で形成される場合、ゲート絶縁層１５０と同様に端面領域１０５まで延設されて、第２のバリア層１２４と積層されていることが好ましい。端面領域１０５の傾斜面において第２のバリア層１２４と積層されることにより、実質的にバリア層の膜厚を増加させることができる。ソース・ドレイン電極１５４の上層に設けられる第２の層間絶縁層１５８は、好ましくはポリイミド、アクリルなどの樹脂材料で形成される。第２の層間絶縁層１５８は層間を絶縁することのほか、平坦化をするために１マイクロメートルから５マイクロメートルの厚さで設けられる。
なお、第２のバリア層１２４と積層されるゲート絶縁層１５０と第１の層間絶縁層１５６は、双方が積層されている必要はなく、少なくとも一方の絶縁層が積層された構成であってもよい。
このように、第１の素子形成層１３０には複数の層が含まれており、その複数の層によってトランジスタ１４４が構成されている。また、第１の素子形成層１３０に含まれる一部の層は、第１の基板１０２の端面領域１０５にまで延長され、第２のバリア層１２４と積層されていることが好ましい。
第１の素子形成層１３０の上には第２の素子形成層１３２が設けられる。第２の素子形成層１３２には有機ＥＬ素子１４６が含まれる。有機ＥＬ素子１４６は、画素電極１６２、有機ＥＬ層１６４、対向電極１６６が積層された構成を有している。画素電極１６２は第２の層間絶縁層１５８に設けられ、コンタクトホールによってトランジスタ１４４のソース・ドレイン電極１５４と接続されている。画素電極１６２の端部はバンク層１６８によって覆われており、有機ＥＬ層１６４は画素電極１６２及びバンク層１６８の表面に沿って設けられている。バンク層１６８は画素電極１６２の段差による有機ＥＬ素子１４６のショートを防止するために、１マイクロメートルから３マイクロメートル程度の厚さを有して設けられる。
有機ＥＬ層１６４は、低分子系又は高分子系の有機材料を用いて形成することができる。有機ＥＬ層１６４に低分子系の有機材料を用いる場合、発光性の有機材料を含む発光層に加え、当該発光層を挟むように正孔輸送層や電子輸送層等のキャリア輸送層が設けられていてもよい。また、有機ＥＬ層１６４は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色を発光するものであってもよいし、いわゆる白色発光を呈するものであってもよい。有機ＥＬ層１６４が白色発光である場合には、カラーフィルタとの組み合わせにより、カラー表示を行うことができる。
対向電極１６６は、複数の画素に共通の電極であり、有機ＥＬ層１６４の上層に設けられる。対向電極１６６はバンク層１６８上に延設され、画素領域１０８の外側で、共通電位を与えるコモン配線１６０と接続される。図６では、コモン配線１６０がゲート電極１５２と同じ層で形成される場合を示し、バンク層１６８、第２の層間絶縁層１５８及び第１の層間絶縁層１５６を貫通するコンタクトホールによって、当該コモン配線１６０と対向電極１６６とが接続される態様を示す。
パッシベーション層１３６は、対向電極１６６の上層側に、第１の基板１０２の略全面を覆うように設けられる。第１の基板１０２の端面領域１０５もパッシベーション層１３６で覆われることが好ましく、これによって端部の傾斜面は第２のバリア層１２４、ゲート絶縁層１５０、第１の層間絶縁層１５６及びパッシベーション層１３６が積層されることなる。このような構成により、第１の基板１０２のバリア性を高めることが可能となる。
この場合、第２の層間絶縁層１５８の端部を、第１の基板１０２の端面領域１０５よりも内側に位置するようにし、その側面部（端部）もテーパ状の傾斜面とすることが好ましい。また、バンク層１６８の端部は、第２の層間絶縁層１５８の端部よりも内側に位置するようにし、端部を傾斜面とすることが好ましい。パッシベーション層１３６は、バンク層１６８の上面から側面及び第２の層間絶縁層の側面を覆って、第１の基板１０２の端面領域１０５を覆うように設けることができる。このとき、第２の層間絶縁層１５８の側面部及びバンク層１６８の側面部が垂直ではなく傾斜面を有していると、パッシベーション層１３６の被覆性を向上させることができる。また、上記のように数マイクロメートルの厚さで設けられる第２の層間絶縁層１５８、バンク層１６８による段差を、階段状にすることで、パッシベーション層１３６の被覆性を向上させることができる。
第１の基板１０２に対向した第２の基板１０４が設けられ、シール材１３８によって固定される。第２の基板１０４の表面には第３のバリア層１２６が設けられており、画素領域１０８にはカラーフィルタ層１７２やオーバーコート層１７４が設けられていてもよい。
本実施形態によれば、このような構成によって、第１の基板１０２のみならず、樹脂材料で形成される第２の層間絶縁層１５８やバンク層１６８も無機材料による被膜で包み込むことができる。これにより、表示装置１００を構成する、樹脂材料で形成される各層が大気に晒される領域を塞ぐことができ、大気中の水分（水蒸気）や酸素が表示パネル内に浸入して、配線や電極の腐食や、有機ＥＬ素子１４６が劣化するのを防ぐことができる。
なお、本発明において、有機ＥＬ素子を用いた表示装置は、第１の基板側に光を放射するボトムエミッション型であってもよいし、対向電極側に光を放射するトップエミッション型であってもよい。
また、本発明は、表示装置に限定されず、有機ＥＬ素子を第１の基板と第２の基板との間の略一面に設けて、照明装置とした場合にも適用可能である。
なお、本実施形態では、表示素子として有機ＥＬ素子を用いる場合について示したが、本発明はこれに限定されず、表示素子として液晶素子を用いても同様な効果を得ることができる。ここでいう液晶素子は、画素電極と対向電極の間に液晶層を挟んだ構成を有するものである。本実施形態においては、画素電極１６２上に液晶層を設け、この液晶層を対向電極が設けられた第２の基板１０４で挟持する構成とすれば液晶表示装置を得ることができる。液晶の配向を規定する配向膜や、第２の基板１０４にけるカラーフィルタは適宜設ければよい。本実施形態におけるバリア層の構成を液晶表示装置に適用した場合でも、第１の基板１０２ないし第２の基板１０４の耐湿性が向上し、信頼性を高めることができる。
［第２の実施形態］
本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を図８に示す。図８で示す表示装置の構成は、第２の基板１０４が異なる以外は、第１の実施形態と同様であるため、差違のある部分について説明する。
図８において、第２の基板１０４の端部は、第１の基板１０２と同様に傾斜面となっている。第３のバリア層１２６は、第２の基板１０４の表面及び側面を覆うように設けられている。このような構成により、第３のバリア層１２６で第２の基板１０４の側面部を覆うことができ、側面部から水分が浸入することを防ぐことができる。
第１の基板１０２側の構成は、第１の実施形態と同様な構成を有しているので同様の効果を奏し、本実施形態によれば外部から水分が浸入し得る経路をさらに塞ぐことができるので、表示装置の信頼性をより高めることができる。
［第３の実施形態］
本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を図９に示す。図９に示す表示装置の構成は、第１の基板１０２の構成が異なる以外は、第１の実施形態又は第２の実施形態と同様の構成が適用できるため、差違のある部分について説明する。
図９において、第１の基板１０２と第２のバリア層１２４との間には、第４のバリア層１２８が設けられている。第１のバリア層１２２が無機絶縁材料で設けられているのに対し、第４のバリア層１２８は金属材料で形成される。金属材料による被膜は、水分を遮断する性質が高いのでバリア層として好適に用いることができる。金属材料としては各種のものを用いることができるが、例えばチタン（Ｔｉ）を用いることが好ましい。
第１の基板１０２に対するバリア層として、水分に対するバリア性の高い異種材料からなる複数の層を積層させることで、バリア性を高めることができる。
第１のバリア層１２２が酸化シリコンや窒化シリコンのような無機絶縁膜である場合、このような無機絶縁膜はプラズマＣＶＤ法で形成れるのに対し、チタン（Ｔｉ）のような金属膜はスパッタリング法で形成することができる。このように、化学反応を利用した化学的気相成長法（ＣＶＤ）と、スパッタリングのように物理的な運動を利用した物理気相成長法（ＰＶＤ）とを組み合わせてバリア層を形成することにより、一方の成膜でピンホールなどの欠陥が生じても、他方の成膜で当該ピンホールの部分に被膜を形成して、欠陥の影響を無くすことができるので、バリア層のバリア性を高めることができる。
また、金属材料でなる第４のバリア層１２８を、絶縁性材料でなる第１のバリア層１２２の下層に設けることで、第１の素子形成層１３０に含まれる配線層との距離を離すことができるので、寄生容量の影響を低減することができる。
このように、第４のバリア層１２８以外は、第１の実施形態又は第２の次子形態の構成を適用することができるので、同様の効果を得ることができ、本実施形態によればバリア層として金属材料でなる層を付加することにより、第１の基板１０２に対する水分や酸素のバリア性をより高めることができる。
なお、図９で示す第４のバリア層１２８の構成を、第２の基板１０４に対して設けるようにしてもよい。それにより、第２の基板１０４におけるバリア性をより高めることができる。
１００・・・表示装置、１０２・・・第１の基板、１０４・・・第２の基板、１０５・・・端面領域、１０６・・・画素、１０８・・・画素領域、１１０・・・第１の駆動回路、１１２・・・第２の駆動回路、１１４・・・入力端子、１１６・・・支持基板、１１８・・・第２の支持基板、１２０・・・樹脂層、１２２・・・第１のバリア層、１２４・・・第２のバリア層、１２６・・・第３のバリア層、１２８・・・第４のバリア層、１３０・・・第１の素子形成層、１３２・・・第２の素子形成層、１３４・・・剥離層、１３６・・・パッシベーション層、１３８・・・シール材、１４０・・・充填材、１４２・・・偏向板、１４４・・・トランジスタ、１４６・・・有機ＥＬ素子、１４８・・・半導体層、１５０・・・ゲート絶縁層、１５２・・・ゲート電極、１５４・・・ソース・ドレイン電極、１５６・・・第１の層間絶縁層、１５８・・・第２の層間絶縁層、１６０・・・コモン配線、１６２・・・画素電極、１６４・・・有機ＥＬ層、１６６・・・対向電極、１６８・・・バンク層、１７２・・・カラーフィルタ層、１７４・・・オーバーコート層

Claims (11)

  1. 表示素子を含む画素が複数個配列した画素領域が設けられた樹脂材料でなる第１の基板と、
    前記第１の基板と対向して配置され、前記画素領域を内設するように設けられた第２の基板と、を備え、
    前記第１の基板の外周側面が傾斜面であり、前記第１の基板の上層、下層及び前記外周側面を覆うバリア層を有することを特徴とする表示装置。
  2. 前記バリア層は、前記第１の基板の下層に設けられた第１のバリア層と、前記第１の基板の上層に設けられた第２のバリア層とを有し、
    前記第２のバリア層は、前記外周側面に沿って設けられ、前記第１の基板の外側領域で前記第１のバリア層と接していることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  3. 前記バリア層が、無機材料であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  4. 前記無機材料が、窒化シリコン、酸化シリコン、酸窒化シリコン及び酸化アルミニウムのうち少なくとも一種であることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
  5. 前記第１の基板と前記第２のバリア層との間に、金属材料でなる第３のバリア層がさらに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  6. 前記第３のバリア層の外側領域で、前記第１のバリア層と前記第２のバリア層が接していることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
  7. 前記金属材料がチタン（Ｔｉ）であることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
  8. 前記第２の基板は樹脂材料で形成され、前記第２の基板の外周側面が傾斜面であり、前記外周側面及び前記第１の基板と対向する面に、第４のバリア層を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  9. 前記画素領域は、トランジスタを形成する複数の層を含み、
    前記トランジスタのチャネルを形成する半導体層とゲート電極との間のゲート絶縁層、および前記トランジスタの前記ゲート電極とソース又はドレイン電極との間の層間絶縁層との一方又は双方が、前記第１の基板の外周側面まで延長して設けられ、前記外周側面において前記バリア層と積層されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  10. 前記画素領域を被覆するパッシベーション層を含み、
    前記パッシベーション層が、前記第１の基板の外周側面まで延長して設けられ、前記外周側面において前記パッシベーション層が前記バリア層と積層されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  11. 前記表示素子が、有機エレクトロルミネセンス素子又は液晶素子であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
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