JP2016038556A - フレキシブル表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】有機樹脂でなる基体にダメージの残らないフレキシブル表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】支持基板上に、第１の有機樹脂層を形成し、第１の有機樹脂層上に遮断層を形成し、遮断層上に第２の有機樹脂層を形成し、第２の有機樹脂層上に表示素子層を形成し、表示素子層上にカバー層を形成し、第１の有機樹脂層を選択的に除去して、支持基板から遮断層、第２の有機樹脂層及び表示素子層を分離するフレキシブル表示装置の製造方法が提供される。
【選択図】図４

Description

本発明は、可撓性の基板を用いたフレキシブル表示装置に関する。本明細書で開示される発明の一実施形態は、表示素子が形成された可撓性基体を支持基板から分離する製造方法を含む。

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、有機エレクトロルミネセンス材料（以下、「有機ＥＬ材料」ともいう。）を含む薄膜を一対の電極で挟んだ構造を有している。有機ＥＬ素子は、印加する電圧又は素子に流れる電流量によって発光強度を制御することができるため、この特性を利用して画素を形成し、表示画面を構成した表示装置が開発されている。

有機ＥＬ素子を用いた表示装置は、個々の画素の発光を個別に制御して画像を表示することが可能である。そのため、透過型の液晶表示装置で必要とされているバックライトが不要となり、表示装置の薄型化を可能としている。さらに、有機ＥＬ素子、それを駆動する薄膜トランジスタを用いた回路は有機樹脂フィルム上に作製可能であるので、基板自体が柔軟性を有するフレキシブル表示装置の開発も進んでいる。

フレキシブル表示装置の製造方法としては、有機樹脂フィルムのような可撓性基板に直接的に有機ＥＬ素子を作り込むことも考えられるが、既存の製造設備を有効利用するために多くの場合、ガラス基板などによる支持基板上に有機樹脂フィルムを仮接着しておき、製造工程のある段階で支持基板から有機樹脂フィルムを剥離する方法が採用されている。支持基板から有機樹脂フィルムを剥離する方法には工夫が必要であり、例えば、犠牲層と呼ばれる剥離のために用いられる層を支持基板と有機樹脂フィルムとの間に設けておき、犠牲層にレーザ光を照射して剥離する方法、犠牲層を化学的にエッチングして除去する方法などによって有機樹脂フィルムを支持基板から剥離する製造方法が検討されている（例えば、特許文献１乃至４参照）。

特開２０１３−２３５１９６号公報 特開２００１−２７９９２３号公報 特開２０１０−１５３８０４号公報 特開２０１１−０４８３７４号公報

有機樹脂フィルムのような基体はそれ自体が柔軟性を有しているので、有機樹脂フィルム自体又は積層する薄膜に残留応力があると全体が反ってしまう。フレキシブル表示装置は可撓性を有することが特徴であるが、基体として用いた有機樹脂フィルムの残留応力によって全体が意図しない方向に反ってしまうと、商品としての価値が喪失してしまう。

例えば、特許文献１の記載によれば、支持基板とポリイミドなどによる素子保護層との間に設けられた金属膜又は半導体膜で成る犠牲層にレーザ光を照射して犠牲層を昇華させることで、剥離を行っている。しかし、この方法では、ポリイミドなどによる素子保護層の表面が犠牲層と共に加熱されて変質、変形が起こり基板の反りなどの原因となることが懸念される。また、ポリイミドが加熱され焼けてしまうと表面に煤が発生し、この煤を除去するために有機溶媒や水などを用いて洗浄すると、ポリイミドが膨潤してしまうため特殊な洗浄方法が必要となる。

特許文献２及び３で開示された技術によれば、犠牲層をドライエッチングやウェットエッチングで除去しているが、犠牲層をエッチングするためにエッチャントを基板の隙間から浸食させる必要があり、犠牲層全体をエッチングして剥離するのに長時間を要することが問題となる。

特許文献４に記載の剥離方法は、ガラス基板とフレキシブル基板との間に形成された金属膜にレーザ光を照射している。このとき金属物質或いは金属酸化物質で成る残留物質膜をフレキシブル基板の表面に残留させるようにしている。しかし、フレキシブル基板の表面に残る残留物質膜は金属膜をレーザ光によって直接加熱したときの生成物である。金属を加熱し変性するためのレーザ光は赤外線レーザであると推測されるが、当該レーザ光によって金属膜が変質する程度にまで加熱されれば、その直上にあるフレキシブル基板にも熱的なダメージが与えられ、当然に変質や変形が生じてしまうものと考えられる。それによってフレキシブル表示装置が反ってしまうことが懸念される。

このような問題に鑑み、本発明の一実施形態は、有機樹脂でなる基体にダメージの残らないフレキシブル表示装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態によれば、支持基板上に、第１の有機樹脂層を形成し、第１の有機樹脂層上に遮断層を形成し、遮断層上に第２の有機樹脂層を形成し、第２の有機樹脂層上に表示素子層を形成し、表示素子層上にカバー層を形成し、第１の有機樹脂層を選択的に除去して、支持基板から遮断層、第２の有機樹脂層及び表示素子層を分離するフレキシブル表示装置の製造方法が提供される。

本発明の一実施形態によれば、支持基板上に、第１の有機樹脂層を形成し、第１の有機樹脂層上に遮断層を形成し、遮断層上に第２の有機樹脂層を形成し、第２の有機樹脂層上に白色光を放射する有機ＥＬ素子を含む表示素子層を形成し、表示素子層上に、カラーフィルタ層が形成された第２の支持基板を貼り合わせ、第１の有機樹脂層を選択的に除去して、支持基板から遮断層、第２の有機樹脂層及び表示素子層を分離するフレキシブル表示装置の製造方法が提供される。

本発明の一実施形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係るフレキシブル表示装置の表示素子層の詳細を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係るフレキシブル表示装置を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係るフレキシブル表示装置を説明する斜視図である。 本発明の一実施形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係るフレキシブル表示装置を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法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］
本発明の一実施形態に係るフレキシブル表示装置について、図１、図２、図４及び図５を参照して説明する。

図１は、支持基板１０２上に第１の有機樹脂層１０４、遮断層１０６及び第２の有機樹脂層１０８が設けられた状態を示す。支持基板１０２としては、透光性を有し、平坦な表面を有する基板であればよく、この上に形成する表示素子及び表示素子を駆動する能動素子のプロセス温度に耐えうるものであればよい。例えば、支持基板１０２として、６００℃のプロセス温度に耐えることができ、３５０ｎｍから６００ｎｍの波長に対して少なくとも８０％以上の透過率を有するガラス基板を用いることができる。

支持基板１０２上には、第１の有機樹脂層１０４、遮断層１０６及び第２の有機樹脂層１０８がこの順に積層される。第１の有機樹脂層１０４は、剥離工程において選択的に除去される犠牲層として用いられる層である。第１の有機樹脂層１０４は、第２の有機樹脂層１０８の上面に表示素子及び表示素子を駆動する能動素子などを形成するまでは支持基板１０２上に残されるので、表示素子及び表示素子を駆動する能動素子のプロセス温度に耐えうる有機樹脂材料であることが望ましい。例えば、第１の有機樹脂層１０４として、前駆体を塗布した後に熱又は光により重合反応が促進され、被膜状に形成可能な有機樹脂材料を用いることができる。第１の有機樹脂層１０４を塗布法により形成すれば、支持基板１０２の略全面に均一な被膜を形成することができる。

第１の有機樹脂層１０４としては、例えば、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）から選択される有機樹脂材料の一種又は複数種を含む材料を適用することができる。例えば、第１の有機樹脂層１０４をポリイミド樹脂で形成する場合には、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１０２に塗布し、焼成することで形成することができる。

第１の有機樹脂層１０４の上には遮断層１０６が設けられる。遮断層１０６は、第１の有機樹脂層１０４と第２の有機樹脂層１０８との間に設けられ、剥離工程で第１の有機樹脂層１０４を加工するときに、第２の有機樹脂層１０８にダメージが及ばないようにするために設けられる。また、遮断層１０６は、フレキシブル表示装置における可撓性基体に残存させてもよく、かかる場合には表面保護膜、応力調整膜として用いることができる。

プロセス的な観点から遮断層１０６は、第１の有機樹脂層１０４よりも耐熱性のあることが要求され、剥離工程でレーザ光などの光照射処理が行われる場合には、第２の有機樹脂層１０８まで光を透過させないため、遮光性を有していることが望ましい。このような要求を満たすために、遮断層１０６として金属被膜を用いることができる。金属材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）などの金属材料、またはこれらの金属の少なくとも一種を含む合金材料を用いることができる。また、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）などの窒化物を用いてもよい。さらに、遮断層１０６は、金属被膜の単層又は複数の層を積層させて構成されたものであってもよい。いずれにしても、上述のような金属材料を用いることで、遮断層１０６に遮光性をもたせ、第１の有機樹脂層１０４よりも耐熱性をもたせることができる。

遮断層１０６は、上述のような金属被膜を、スパッタリング法や真空蒸着法によって形成することができ、このような成膜法を用いれば下地である第１の有機樹脂層１０４にダメージを与えることなく形成することができる。

第２の有機樹脂層１０８は遮断層１０６の上面に設けられる。第２の有機樹脂層１０８は、表示素子及び表示素子を駆動する能動素子のプロセス温度に耐えうる材質であって、フィルム状に成形でき可撓性を有する素材であればよい。第２の有機樹脂層１０８は、第１の有機樹脂層１０４と同じ材質を用いて形成してもよく、上記のようにポリイミド樹脂を用いて形成することができる。

第２の有機樹脂層１０８は、表示素子及び表示素子を駆動する能動素子が形成される表示素子層を支持するものであり、フレキシブル表示装置の基体として用いられる。

第１の有機樹脂層１０４と第２の有機樹脂層１０８の厚さに限定はない。第１の有機樹脂層１０４は後の工程で除去するものであるため、１μｍから２０μｍの厚さに形成することが好ましい。また、第２の有機樹脂層１０８は、フレキシブル表示装置の基体として可撓性を有しつつ、構造部材として一定の強度を維持するために１０μｍから２０μｍの厚さに形成することが好ましい。本実施形態では第２の有機樹脂層１０８がフレキシブル表示装置の基体として用いられるのに対し、第１の有機樹脂層１０４は剥離工程で除去されるものであるため第２の有機樹脂層１０８よりも薄い膜厚を有していることが好ましい。

図２は、第２の有機樹脂層１０８の上に表示素子層１１０が設けられた状態を示す。表示素子層１１０は複数の層が所定のパターンで積層された形態を有している。表示素子層１１０は、複数の層が積層されることによって、有機ＥＬ素子１１８、トランジスタ１２０が作り込まれている。なお、表示素子層１１０は、フレキシブル表示装置の表示画面を形成する層であり、有機ＥＬ素子１１８やトランジスタ１２０によって複数の画素を形成する。図２では、赤色（Ｒ）に対応する第１の画素１１４ｒ、緑色（Ｇ）に対応する第２の画素１１４ｇ、青色（Ｂ）に対応する第３の画素１１４ｂが配置されている画素領域の態様を示している。各画素１１４には各色に対応する光を放射する有機ＥＬ素子１１８（第１の有機ＥＬ素子１１８ｒ、第２の有機ＥＬ素子１１８ｇ、第３の有機ＥＬ素子１１８ｂ）が設けられている。それぞれの画素において、有機ＥＬ素子１１８は発光を制御するトランジスタ１２０と接続されている。なお、トランジスタは、一つの画素に複数個設けられ、有機ＥＬ素子の発光やトランジスタの閾値電圧を制御する画素回路を構成していてもよい。

表示素子層１１０に形成される有機ＥＬ素子１１８及びトランジスタ１２０の詳細を図３を参照して説明する。図３は主として表示素子層１１０の一例を説明するための図であり、図２中に一点鎖線で囲まれる領域Ｒの拡大図を示す。

有機ＥＬ素子１１８は、第１の電極１４０、有機ＥＬ層１４４、第２の電極１４６によって構成され、これらの層が積層された構造を有している。有機ＥＬ素子１１８は２端子素子であり、第１の電極１４０と第２の電極１４６間の電位を制御することで発光、非発光が制御される。

なお、本実施形態において、有機ＥＬ素子１１８は、有機ＥＬ層１４４で発光した光を第２の電極１４６側に放射する、いわゆるトップエミッション型の構造を有している。この場合、第１の電極１４０は、有機ＥＬ層１４４で発光した光を第２の電極１４６側に反射するため、反射率の高い金属膜で形成されていることが好ましく、他の形態としては第１の電極１４０を金属膜と透明導電膜との積層構造とし、光反射面が含まれる構造としてもよい。一方、第２の電極１４６は、有機ＥＬ層１４４で発光した光を透過させるため、透光性を有しかつ導電性を有するＩＴＯ（酸化スズ添加酸化インジウム）やＩＺＯ（酸化インジウム・酸化亜鉛）等の透明導電膜で形成されていることが好ましい。

有機ＥＬ層１４４は、有機ＥＬ材料を含む層であり、低分子系又は高分子系の有機材料を用いて形成される。低分子系の有機材料を用いる場合、有機ＥＬ層１４４は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注入層や電子注入層、さらに正孔輸送層や電子輸送層等含んで構成されていてもよい。

トランジスタ１２０は、半導体層１２６とゲート電極１３０が、ゲート絶縁層１２８によって絶縁された電界効果トランジスタの構造を有している。具体的には、非晶質又は多結晶のシリコン、若しくは酸化物半導体でなる半導体層１２６にゲート電圧が印加されてチャネルが形成される薄膜トランジスタの形態を有している。ソース・ドレイン電極１３６は、ゲート電極１３０の上層側に設けられた第１の層間絶縁層１３４の上面に形成され、コンタクトホールを介して半導体層１２６と接触している。

また、それぞれの画素には、例えば、画素に与えられる映像信号の信号電圧を保持するための容量素子１２２が設けられている。容量素子１２２は、表示素子層１１０に含まれる、半導体層、ゲート絶縁層、ゲート電極層、第１の層間絶縁層１３４及びソース・ドレイン電極層から選ばれる複数の層から、少なくとも絶縁層のいずれかと、それを挟む一対の導電層ないし導電性の層により形成されている。図３では、半導体層、ゲート絶縁層、ゲート電極層、第１の絶縁層、及びソース・ドレイン電極が積層されて容量素子１２２が形成されている態様を例示している。

表示素子層１１０の内部において、有機ＥＬ素子１１８とトランジスタ１２０は電気的に接続されている。有機ＥＬ素子１１８とトランジスタ１２０との間には、第２の層間絶縁層１３８が設けられているが、有機ＥＬ素子１１８の第１の電極１４０は、第２の層間絶縁層１３８の上面に設けられ、コンタクトホールを介してトランジスタ１２０のソース・ドレイン電極１３６と接続されている。さらに、第１の電極１４０は周縁部が第２の層間絶縁層１３８上に設けられたバンク層１４２に覆われている。

また、トランジスタ１２０の下層側、すなわち第２の有機樹脂層１０８と半導体層１２６との間には、下地絶縁層１２４が設けられていることが好ましい。下地絶縁層１２４を設けることで、トランジスタ１２０や有機ＥＬ素子１１８を形成する層の下地表面を平滑化し、第２の有機樹脂層１０８からの脱ガスにより、表示素子層に含まれる各素子の劣化を防ぐことができる。

図２において、表示素子層１１０の上には封止層１１２が形成される。封止層１１２の構造に限定はないが、無機絶縁材料で形成されるパッシベーション層１４８と、有機樹脂材料で形成されるカバー層１５０によって構成されていてもよい。パッシベーション層１４８は有機ＥＬ素子１１８を覆い、大気から水分等の浸入を防ぐために設けられる。パッシベーション層１４８としては、窒化シリコンや酸化アルミニウムなどの被膜により透光性を有するものとすることが好ましい。カバー層１５０は、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂などにより形成され、表面が平滑化されていることが好ましい。或いは、表面反射を低減するために、カバー層１５０の表面がテクスチャ加工されていてもよい。また、カバー層１５０の表面にバードコート層がさらに設けられていてもよい。

このような構造を有する表示素子層１１０であっても、第２の有機樹脂層１０８が、第１の有機樹脂層１０４を介して平坦な面を有する支持基板１０２上に固定されていることにより、通常の平板プロセスと同様に薄膜の成膜工程、フォトリソグラフィー工程を行い、トランジスタ１２０及び有機ＥＬ素子１１８を作製することができる。

図４は、支持基板１０２上にある第１の有機樹脂層１０４を除去する剥離工程を示す。それまでの製造工程で支持基板１０２と接着していた第１の有機樹脂層１０４を選択的に除去することで、遮断層１０６の上に形成された各層が支持基板１０２から分離される。支持基板１０２上に積層された複数の層の中から、第１の有機樹脂層１０４を選択的に除去するには、化学的なエッチング処理を用いてもよいが、第１の有機樹脂層１０４を選択的に加熱し、蒸発ないし昇華させることのできる加熱処理を行うことが好ましい。

例えば、高密度のエネルギービームを第１の有機樹脂層１０４に照射することで、第１の有機樹脂層１０４を選択的に加熱することが可能となる。より具体的には、レーザ光１３２を照射して第１の有機樹脂層１０４を加熱し、蒸発ないし昇華させることができる。このとき照射する光の波長は、可視光及び赤外光よりも、光の浸入長が短い紫外線を用いることが好ましい。例えば、パルス発振する波長３００ｎｍから４００ｎｍの紫外線レーザを用いれば、１パルス当たりのピークエネルギーに加え、照射パルス数を制御することで、第２の有機樹脂層１０８に熱的なダメージを与えることなく第１の有機樹脂層１０４を除去することができる。レーザ光源の一例としては、波長３５１ｎｍの紫外光を出力するＸｅＦエキシマレーザを用いることができる。また、ＹＡＧレーザなど固体レーザの高調波を用いてもよい。

遮断層１０６は、第１の有機樹脂層１０４にレーザ光が照射されるとき、その影響が第２の有機樹脂層１０８に及ばないようにするために設けられている。例えば、第１の有機樹脂層１０４に紫外線のレーザ光が照射された場合でも、遮断層１０６により当該レーザ光が第２の有機樹脂層１０８に浸入するのを防ぐことができる。また、遮断層１０６が金属材料で形成されていると光反射面となるので、レーザ光を再度第１の有機樹脂層１０４に入射させることができる。それにより、第１の有機樹脂層１０４に選択的にレーザ光を吸収させ、加熱することができる。

また、第１の有機樹脂層１０４に照射されるレーザ光１３２が、光学系により集光されたビームスポットとして照射され面内でスキャンされる場合、第１の有機樹脂層１０４は面内で局所的に加熱されることになる。このとき、遮断層１０６が熱伝導性のよい金属材料で形成されていれば、第１の有機樹脂層１０４から伝導する熱を拡散さることができ、第２の有機樹脂層１０８への熱的なダメージを低減することができる。

このように、第１の有機樹脂層１０４と第２の有機樹脂層１０８との間に遮断層１０６を設けておくことで、支持基板１０２側からレーザ光を照射して、第１の有機樹脂層１０４を選択的に除去することができる。すなわち、遮断層１０６がレーザ光を遮断するため、第１の有機樹脂層１０４をすべて蒸発ないし昇華させることができ、レーザ照射によって変質した残渣を残さないようにすることができる。仮に、遮断層１０６の表面にレーザ照射に伴う残渣が生じたとしても、洗浄により除去することができる。このとき、遮断層１０６が金属被膜であれば、水分や水蒸気を遮断できるので、第２の有機樹脂層１０８に悪影響を与えないようにすることができる。

図５は、支持基板１０２から分離された、フレキシブル表示装置１００の画素部の態様を示す。表示素子層１１０は、第２の有機樹脂層１０８及び封止層１１２に挟まれた状態で支持基板１０２から分離される。このように、表示素子層１１０は、下層側に第２の有機樹脂層１０８が、上層側には封止層１１２が形成された状態で支持基板１０２から分離されるので、これら上下の層によって表示素子層１１０は保護された状態となる。

第２の有機樹脂層１０８に遮断層１０６を残存させておくことで、この遮断層１０６をバリア層として機能させることができる。すなわち、遮断層１０６として形成された金属被膜は、水分や水蒸気を遮断するので、第２の有機樹脂層１０８に水分や水蒸気が浸入するのを防ぐことができる。

また、遮断層１０６と第２の有機樹脂層１０８とは、無機材料と有機材料の組み合わせであるように、異なる素材で形成されるものであるため、内部応力の違いを利用してフレキシブル表示装置の反りを低減するようにすることもできる。例えば、遮断層１０６としてスパッタリング法で金属被膜を形成すれば、スパッタリングの条件（スパッタリングガス圧力、基板温度、スパッタリング電力、基板バイアス、など）、または成膜後の後処理によって内部応力を制御することが可能である。例えば、第２の有機樹脂層１０８又は表示素子層１１０の内部応力として圧縮応力が生じている場合、遮断層１０６の内部応力として引っ張り応力が作用するようにすれば、フレキシブル表示装置の反りを低減することができる。スパッタリングにより形成される金属被膜の内部応力は、各種の条件により変動するが、例えば、スパッタリング時にアルゴンなどの雰囲気ガスを被膜に吸蔵させておき、成膜後にガス放出をさせることで引っ張り応力を生じさせることができる。また、遮断層１０６の内部応力の強さは、膜厚を変化させて調整するようにしてもよい。

なお、遮断層１０６が残存していたとしても、有機ＥＬ素子１１８で形成される画素領域がトップエミッション型であれば、光が封止層１１２の側に出射されるので何ら影響を与えることはない。

図６は、本実施形態に係るフレキシブル表示装置１００の構成を、斜視図で示す。フレキシブル表示装置１００は、第２の有機樹脂層１０８の上面に表示素子層１１０が形成されている。表示素子層１１０には複数の画素が配列された画素領域１１６が設けられている。表示素子層１１０の上面には封止層１１２が設けられ、画素領域１１６はこの封止層１１２により覆われている。また、第２の有機樹脂層１０８の他方の面には遮断層１０６が設けられている。遮断層１０６は製造工程においては、第１の有機樹脂層を選択的に除去するために利用されるが、フレキシブル表示装置の完成後においても、第２の有機樹脂層１０８の保護層として機能させることができる。また、フレキシブル表示装置１００には、駆動回路１６８、フレキシブルプリント基板１７０が取り付けられていてもよい。

本実施形態によれば、支持基板の上に設ける有機樹脂層を二層構造とし、その間に遮断層を設けることで、支持基板側にある有機樹脂層を選択的に除去することができる。第１の有機樹脂層と第２の有機樹脂層との間にレーザ光を遮断する遮断層を設けておくことで、第１の有機樹脂層を残骸が残らない程度に、十分に取り除くことができる。仮に、第１の有機樹脂層の残渣が残ったとしても、遮断層が第２の有機樹脂層を被覆していることにより、洗浄処理により当該残渣を取り除くことができる。それにより、フレキシブル表示装置の基体となる有機樹脂層には変質した有機樹脂材料が残らないので、フレキシブル表示装置が反ってしまうことを防止することができる。また、第１の有機樹脂層を除去するには、支持基板側からレーザ光を照射すればよいので、処理時間の短縮を図ることができる。

［変形例１］
図７は、有機ＥＬ素子１１８が白色光を放射するものとし、赤色（Ｒ）に対応する第１の画素１１４ｒ、緑色（Ｇ）に対応する第２の画素１１４ｇ、青色（Ｂ）に対応する第３の画素１１４ｂに対応して、表示素子層１１０内にカラーフィルタ層１５６（赤色（Ｒ）に対応する第１のカラーフィルタ層１５６ｒ、緑色（Ｇ）に対応する第２のカラーフィルタ層１５６ｇ、青色（Ｂ）に対応する第３のカラーフィルタ層１５６ｂ）を設けた一例を示す。

有機ＥＬ素子１１８が白色光を出射するためには、有機ＥＬ層１４４に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に対応する発光層を積層する構造、または各色に対応する発光素子を積層又は配列させた構造が適用される。或いは、有機ＥＬ素子１１８から白色光を出射させるために青色（Ｂ）光と黄色（Ｙ）光とを、それぞれ発光する発光層又は発光素子を積層した構造としてもよい。

カラーフィルタ層１５６（赤色（Ｒ）に対応する第１のカラーフィルタ層１５６ｒ、緑色（Ｇ）に対応する第２のカラーフィルタ層１５６ｇ、青色（Ｂ）に対応する第３のカラーフィルタ層１５６ｂ）は、パッシベーション層１４８を挟んで各有機ＥＬ素子１１８の直上に形成することができる。

剥離工程において、第１の有機樹脂層１０４の除去は、支持基板１０２側からレーザ光を照射することにより行えばよい。カラーフィルタ層１５６は表示素子層１１０の上層側に設けられているため、剥離工程には何ら影響を与えない。

図８で示すように、表示素子層１１０の中にカラーフィルタ層１５６を形成した場合であっても、支持基板１０２上に形成される第１の有機樹脂層１０４を除去して、第２の有機樹脂層１０８を基体とするフレキシブル表示装置１００を製造することができる。この構造では、カラーフィルタ層１５６を有機ＥＬ素子１１８に近接させることができるため、視野角特性を向上させることができる。また、カラーフィルタ層を別基板に形成する場合と比べ、カラーフィルタ層の位置合わせ精度が向上するので、画素の微細化にも有利である。

［第２の実施形態］
各画素に設けられる有機ＥＬ素子１１８として白色光を出射するものを用いる場合、カラーフィルタ層を別基板に設け、これを貼り合わせてもよい。図９にその一例を示す。

図９は、遮光層１５４、カラーフィルタ層１５６（赤色（Ｒ）に対応する第１のカラーフィルタ層１５６ｒ、緑色（Ｇ）に対応する第２のカラーフィルタ層１５６ｇ、青色（Ｂ）に対応する第３のカラーフィルタ層１５６ｂ）、オーバーコート層１５８が設けられた第３の有機樹脂層１５２を、充填材１６０を挟んで表示素子層１１０の上面に貼り合わせた状態を示している。

遮光層１５４は、画素間に設けられており、色混合が起こらないように各色の画素領域を区画している。カラーフィルタ層１５６は、各色に対応する画素に合わせて赤色（Ｒ）に対応する第１のカラーフィルタ層１５６ｒ、緑色（Ｇ）に対応する第２のカラーフィルタ層１５６ｇ、青色（Ｂ）に対応する第３のカラーフィルタ層１５６ｂが設けられている。オーバーコート層１５８は、カラーフィルタ層１５６の上面を平坦化するために設けられているが、省略することも可能である。充填材１６０は、表示素子層１１０を封入すると共に、第２の有機樹脂層１０８と第３の有機樹脂層１５２との間隔が一定になるように設けられている。

なお、第３の有機樹脂層１５２は他の支持基板上に形成されたものを剥離したものであってもよい。この場合、第３の有機樹脂層１５２の上面に遮光層１５４、カラーフィルタ層１５６が形成されたものであってもよい。

剥離工程において、第１の有機樹脂層１０４の除去は、支持基板１０２側からレーザ光１３２を照射することにより行えばよい。カラーフィルタ層１５６は表示素子層１１０の上層側にある第３の有機樹脂層１５２の側に設けられているため、剥離工程には何ら影響を与えることはない。第１の有機樹脂層１０４と第２の有機樹脂層１０８との間に遮断層１０６が設けられていることにより、第１の有機樹脂層１０４に照射されるレーザ光１３２は第３の有機樹脂層１５２に影響を与えることはない。なお、遮断層１０６は、第１の実施形態と同様に金属被膜を用いることが好ましい。また、第２の有機樹脂層１０８に加え、第３の有機樹脂層１５２が貼り合わされていることにより、可撓性基体の厚みが増すので、丈夫な構造とすることができる。なお、レーザ光１３２としては、第１の実施形態と同様に紫外線レーザを用いることが好ましい。

図１０は、第３の有機樹脂層１５２と共に、カラーフィルタ層１５６が表示素子層１１０に貼り合わされたフレキシブル表示装置１００を示す。第２の有機樹脂層１０８上で、発光色の異なる有機ＥＬ素子１１８を作り分けるのではなく、白色光を出射する有機ＥＬ素子１１８とカラーフィルタ層１５６とを組み合わせることで、画素の微細化が容易なものとなる。すなわち、有機ＥＬ層１４４は画素領域の略全面に一様な層構造を形成すればよいので、各画素の色ごとに有機ＥＬ層１４４の発光材料を異ならせる必要がなく、カラーフィルタ層１５６の作り分けによって各画素の出射光を異ならせることができる。

本実施形態によれば、表示素子層１１０の上面にカラーフィルタ層が形成された第３の有機樹脂層を貼り合わせた状態であっても、支持基板の上に設ける有機樹脂層が二層構造とし、その間に遮断層を設けることで、支持基板側にある有機樹脂層を選択的に除去することができる。また、表示素子層側にある第２の有機樹脂層と、カラーフィルタ層側にある第３の有機樹脂層とは異なる製造工程を経ていることになるので、双方の内部応力が反発し合うように調節することも可能であり、それによりフレキシブル表示装置の反りを低減することができる。

［変形例２］
図１１は、カラーフィルタ層１５６が形成された第３の有機樹脂層１５２を、第２の支持基板１６４から分離する工程を示す。なお、各部材の詳細は、第１の実施形態及び第２の実施形態で説明するものと同様であり、ここでは差違を詳細に説明する。

図１１において、第３の有機樹脂層１５２は、第２の支持基板１６４上に設けられているものとする。この場合、第２の支持基板１６４と第３の有機樹脂層１５２との間には、第２の支持基板１６４側から第４の有機樹脂層１６２、第２の遮光層１６６が設けられている。第４の有機樹脂層１６２は剥離工程で除去される層であり、第１の実施形態で説明した第２の有機樹脂層１０８と同等の材質であり、同等の機能を有している。また、第２の遮断層１６６も、第１の実施形態で説明した遮断層１０６と同様の材質及び機能を有している。

第３の有機樹脂層１５２は、上面にカラーフィルタ層１５６が形成された状態で、第２の支持基板１６４と共に、充填材１６０を介して表示素子層１１０と貼り合わせられる。すなわち、第１の有機樹脂層１０４、第１の遮断層１０６、第２の有機樹脂層１０８及び表示素子層１１０が形成されている第１の支持基板１０２と、第４の有機樹脂層１６２、第２の遮断層１６６、第３の有機樹脂層１５２、カラーフィルタ層１５６が少なくとも形成されている第２の支持基板１６４とを、間に充填材１６０を挟んで貼り合わせる。

剥離の工程はレーザ光を照射することにより行われる。第１の支持基板１０２側からレーザ光１３２を照射すれば、第１の有機樹脂層１０４を除去することができる。同様に、第２の支持基板１６４側からレーザ光１３２を照射すれば第４の有機樹脂層１６２を除去することが可能となる。結局、両面からレーザ光１３２が照射されることになるが、第１の支持基板１０２側には第１の遮断層１０６が設けられており、第２の支持基板１６４側には第２の遮断層１６６が設けられているため、レーザ光１３２は、有機ＥＬ層１４４、トランジスタ１２０、カラーフィルタ層１５６に何ら影響を及ぼすことはない。

第１の実施形態で説明したように、有機ＥＬ素子１１８で形成される画素がトップエミッション型である場合、光の出射面に第２の遮断層１６６が残存することとなるが、第２の遮断層１６６をエッチングにより除去すれば、図１０で示すフレキシブル表示装置１００を得ることができる。例えば、第２の遮断層１６６が金属被膜であって、アルミニウム膜で形成されていれば、塩素系のエッチングガスを用いたドライエッチングにより除去することができる。また、第２の遮断層１６６がモリブデン膜で形成されていれば、フッ素系のエッチングガスを用いたドライエッチングにより除去することができる。このように、表示素子層１１０に形成される画素の光出射面に設けられる遮断層は、ドライエッチングにより除去可能な金属材料で形成しておくことにより、基体となる有機樹脂層に水分を含浸させることなく、これを除去することができる。

また、第１の遮断層１０６及び第２の遮断層１６６が残っていれば、第２の有機樹脂層１０８及び第３の有機樹脂層１５２の表面が保護された状態となるので、ウェット洗浄により剥離工程で生じた残差を除去することができる。その後に、上記のように光出射面側の遮断層をドライエッチングで除去すれば有機樹脂層に水分を含浸させないで済む。

この実施形態によれば、カラーフィルタ層が形成される有機樹脂層を支持基板から剥離する際においても、フレキシブル表示装置の基体となる有機樹脂層には変質した有機樹脂材料が残らないので、フレキシブル表示装置が反ってしまうことを防止することができる。

１００・・・フレキシブル表示装置、１０２・・・支持基板、１０４・・・第１の有機樹脂層、１０６・・・遮断層、１０８・・・第２の有機樹脂層、１１０・・・表示素子層、１１２・・・封止層、１１４・・・画素、１１６・・・画素領域、１１８・・・有機ＥＬ素子、１２０・・・トランジスタ、１２２・・・容量素子、１２４・・・下地絶縁層、１２６・・・半導体層、１２８・・・ゲート絶縁層、１３０・・・ゲート電極、１３２・・・レーザ光、１３４・・・第１の層間絶縁層、１３６・・・ソース・ドレイン電極、１３８・・・第２の層間絶縁層、１４０・・・第１の電極、１４２・・・バンク層、１４４・・・有機ＥＬ層、１４６・・・第２の電極、１４８・・・パッシベーション層、１５０・・・カバー層、１５２・・・第３の有機樹脂層、１５４・・・遮光層、１５６・・・カラーフィルタ層、１５８・・・オーバーコート層、１６０・・・充填材、１６２・・・第４の有機樹脂層、１６４・・・第２の支持基板、１６６・・・第２の遮断層、１６８・・・駆動回路、１７０・・・フレキシブルプリント基板。

Claims (20)

1. 支持基板上に、第１の有機樹脂層を形成し、
   前記第１の有機樹脂層上に遮断層を形成し、
   前記遮断層上に第２の有機樹脂層を形成し、
   前記第２の有機樹脂層上に表示素子層を形成し、
   前記表示素子層上にカバー層を形成し、
   前記第１の有機樹脂層を選択的に除去して、前記支持基板から前記遮断層、前記第２の有機樹脂層及び前記表示素子層を分離することを特徴とするフレキシブル表示装置の製造方法。
2. 前記第１の有機樹脂層を選択的に除去する方法が、前記支持基板側からレーザ光を照射することにより行うことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
3. 前記レーザ光の波長が紫外線帯域の波長であることを特徴とする請求項２に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
4. 前記遮断層を金属材料で形成することを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
5. 前記金属材料が、アルミニウム、チタン、モリブデン、タングステンから選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする請求項４に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
6. 前記第１の有機樹脂層を除去した後に、前記遮断層の表面を洗浄することを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
7. 前記表示素子層に、発光色の異なる複数種の有機ＥＬ素子を形成することを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
8. 前記第１の有機樹脂層及び前記第２の有機樹脂層がポリイミド樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
9. 支持基板上に、第１の有機樹脂層を形成し、
   前記第１の有機樹脂層上に遮断層を形成し、
   前記遮断層上に第２の有機樹脂層を形成し、
   前記第２の有機樹脂層上に白色光を放射する有機ＥＬ素子を含む表示素子層を形成し、
   前記表示素子層上に、カラーフィルタ層が形成された第２の支持基板を貼り合わせ、
   前記第１の有機樹脂層を選択的に除去して、前記支持基板から前記遮断層、前記第２の有機樹脂層及び前記表示素子層を分離することを特徴とするフレキシブル表示装置の製造方法。
10. 前記第１の有機樹脂層を選択的に除去する方法が、前記支持基板側からレーザ光を照射することにより行うことを特徴とする請求項９に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
11. 前記レーザ光の波長が紫外線帯域の波長であることを特徴とする請求項１０に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
12. 前記遮断層を金属材料で形成することを特徴とする請求項９に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
13. 前記金属材料が、アルミニウム、チタン、モリブデン、タングステンから選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする請求項１２に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
14. 前記第１の有機樹脂層を除去した後に、前記遮断層の表面を洗浄することを特徴とする請求項９に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
15. 前記第２の支持基板は、第４の有機樹脂層、第２の遮断層、第３の有機樹脂層をこの順で形成する工程により形成され、
    前記第３の有機樹脂層上に前記カラーフィルタ層を形成し、
    前記第２の支持基板を前記表示素子層に貼り合わせた後、
    前記第４の有機樹脂層を除去して、前記第２の支持基板から前記第２の遮断層、前記第３の有機樹脂層及び前記カラーフィルタ層を分離することを特徴とする請求項９に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
16. 前記第４の有機樹脂層を選択的に除去する方法が、前記第２の支持基板側からレーザ光を照射することにより行うことを特徴とする請求項１５に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
17. 前記レーザ光の波長が紫外線帯域の波長であることを特徴とする請求項１６に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
18. 前記第２の遮断層を金属材料で形成することを特徴とする請求項１５に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
19. 前記第２の遮断層を除去することを特徴とする請求項１５に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
20. 前記第１の有機樹脂層、前記第２の有機樹脂層、前記第３の有機樹脂層及び前記第４の有機樹脂層がポリイミド樹脂であることを特徴とする請求項１５に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。

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