JP2017195189A - 表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】その形状を安定に維持することが可能なシートディスプレイを提供する。
【解決手段】第１樹脂基板と、前記第１樹脂基板の内面を覆い前記第１樹脂基板よりも小さい熱膨張係数を有する第１バリア層と、前記第１バリア層の上に形成されたスイッチング素子と、を備えた第１基板と、前記第１樹脂基板とは異なる材料によって形成され且つ前記第１樹脂基板と同等の熱膨張係数を有する第２樹脂基板と、前記第２樹脂基板の内面を覆い前記第２樹脂基板よりも小さく前記第１バリア層と同等の熱膨張係数を有する第２バリア層と、を備えた第２基板と、前記第１樹脂基板と前記第２樹脂基板との間に位置するとともに、前記スイッチング素子に電気的に接続された画素電極を含む表示素子と、前記第１基板と前記第２基板とを接着する接着剤と、を備えたシートディスプレイ。
【選択図】 図１Ａ

Description

本発明の実施形態は、シートディスプレイに関する。

有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置や液晶表示装置などの平面表示装置は、各種分野で利用されている。平面表示装置は、複数の部材を積層することで構成されている。このような構成では、個々の部材の熱膨張係数の差に起因して平面表示装置に反りが生ずるおそれがある。

例えば、線熱膨張係数の異なる材質で構成される複数の光学要素を粘着または接着することにより一体化させた光学シートにおいて、光学機能部材と同等の線膨張係数を有する反り防止層を設けることで、反りを軽減する技術が開示されている。また、ガラスからなる基板本体の発光素子と対向配置された反り緩和基板と、基板本体の発光素子と対向しない面に配置された反り緩和基板とをそれぞれ接着した有機ＥＬ装置において、２つの反り緩和基板がそれぞれ同等の線膨張係数を有する材質によって形成され、しかも、基板本体を形成する材料の線膨張係数と近い材質によって形成することで、反りを緩和する技術も開示されている。さらに、基板に半導体チップが接合された半導体装置において、半導体チップの他方の表面に接合された反り防止シートと基板とがほぼ等しい熱膨張係数を有することで、半導体層値の反りを防止する技術も開示されている。

特開２００９−１０９８７３号公報 特開２００９−１９９９７９号公報 特開２００２−２７０６３４号公報

本実施形態の目的は、その形状を安定に維持することが可能なシートディスプレイを提供することにある。

本実施形態によれば、
第１樹脂基板と、前記第１樹脂基板の内面を覆い前記第１樹脂基板よりも小さい熱膨張係数を有する第１バリア層と、前記第１バリア層の上に形成されたスイッチング素子と、を備えた第１基板と、前記第１樹脂基板とは異なる材料によって形成され且つ前記第１樹脂基板と同等の熱膨張係数を有する第２樹脂基板と、前記第２樹脂基板の内面を覆い前記第２樹脂基板よりも小さく前記第１バリア層と同等の熱膨張係数を有する第２バリア層と、を備えた第２基板と、前記第１樹脂基板と前記第２樹脂基板との間に位置するとともに、前記スイッチング素子に電気的に接続された画素電極を含む表示素子と、前記第１基板と前記第２基板とを接着する接着剤と、を備えたシートディスプレイが提供される。
本実施形態によれば、
非透明な樹脂材料からなり第１熱膨張係数を有する第１樹脂基板と、前記第１樹脂基板の内面を覆い前記第１熱膨張係数よりも小さい第２熱膨張係数を有する第１バリア層と、前記第１バリア層の上に有機エレクトロルミネッセンス素子と封止膜とを含むように形成された表示素子部と、前記表示素子部に貼り合わせられた透明な樹脂材料からなる第２樹脂基板と、前記第１樹脂基板が前記第２樹脂基板に対して突出した位置に形成された実装部と、を備えた表示装置が提供される。
本実施形態によれば、
第１支持基板上に第１熱膨張係数を有する非透明な樹脂材料を成膜して第１樹脂基板を形成する工程と、前記第１樹脂基板上に前記第１熱膨張係数よりも小さい第２熱膨張係数を有する第１バリア層を形成する工程と、前記第１バリア層の上に有機エレクトロルミネッセンス素子と封止膜とを含むように表示素子部を形成する工程と、前記第１バリア層の上に実装部を形成する工程と、透明な樹脂材料からなる第２樹脂基板を前記表示素子部に貼り合わせる工程と、前記実装部を形成した前記第１樹脂基板から前記第１支持基板を剥離する工程と、を有する表示装置の製造方法が提供される。

図１Ａは、本実施形態のシートディスプレイ１の構造例を概略的に示す断面図である。 図１Ｂは、本実施形態のシートディスプレイ１の他の構造例を概略的に示す断面図である。 図１Ｃは、本実施形態のシートディスプレイ１の他の構造例を概略的に示す断面図である。 図２は、本実施形態のシートディスプレイ１においてアレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴの双方に応力が発生した模式的に状態を示している。 図３は、本実施形態のシートディスプレイ１の製造方法を説明するための図であり、第１マザー基板Ｍ１を用意する工程を説明するための図である。 図４は、本実施形態のシートディスプレイ１の製造方法を説明するための図であり、第２マザー基板Ｍ２を用意する工程を説明するための図である。 図５は、シール材ＳＥ及び接着剤４０を塗布する工程を説明するための図である。 図６は、本実施形態のシートディスプレイ１の製造方法を説明するための図であり、第１マザー基板Ｍ１と第２マザー基板Ｍ２とを貼り合わせる工程を説明するための図である。 図７は、本実施形態のシートディスプレイ１の製造方法を説明するための図であり、第１マザー基板Ｍ１の第１支持基板１００及び第２マザー基板Ｍ２の第２支持基板２００を剥離する工程を説明するための図である。 図８は、本実施形態のシートディスプレイ１の製造方法を説明するための図であり、第１樹脂基板１０を割断する工程を説明するための図である。

以下、本実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１Ａは、本実施形態のシートディスプレイ１の構造例を概略的に示す断面図である。ここでは、シートディスプレイ１の一例として、有機ＥＬ表示装置の断面構造について説明する。

図示した有機ＥＬ表示装置は、アクティブマトリクス駆動方式を採用したものであり、アレイ基板ＡＲと、対向基板ＣＴとを備えている。アレイ基板ＡＲは、第１樹脂基板１０を用いて形成されている。アレイ基板ＡＲは、第１樹脂基板１０の内面１０Ａ側に、第１絶縁膜１１、第２絶縁膜１２、第３絶縁膜１３、第４絶縁膜１４、リブ１５、スイッチング素子ＳＷ１乃至ＳＷ３、表示素子としての有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３などを備えている。

第１樹脂基板１０は、絶縁基板であり、例えば、ポリイミド（ＰＩ）を主成分とする材料によって形成されている。この第１樹脂基板１０は、例えば、５乃至３０μｍの厚さを有している。第１樹脂基板１０を形成する材料としては、ポリイミドの他に、ポリアミドイミド、ポリアラミドなど耐熱性が高い材料が選定される。すなわち、第１樹脂基板１０は、各種絶縁膜の成膜、スイッチング素子の形成、有機ＥＬ素子の形成などにおいてしばしば高温プロセスに曝される。このため、第１樹脂基板１０に要求される最も重視するべき特性は、耐熱性が高いことである。後述するように、有機ＥＬ素子は、対向基板ＣＴを介して光を出射するいわゆるトップエミッションタイプであるため、第１樹脂基板１０が必ずしも高い透明性を有している必要はなく、第１樹脂基板１０が着色していても良い。

第１樹脂基板１０の内面１０Ａは、第１絶縁膜１１によって覆われている。この第１絶縁膜１１は、第１樹脂基板１０からのイオン性の不純物の浸入や、第１樹脂基板１０を介した水分などの浸入を抑制する第１バリア層として機能する。このような第１絶縁膜１１は、シリコン窒化物（ＳｉＮ）やシリコン酸化物（ＳｉＯ）やシリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）などの無機系材料によって形成され、単層もしくは積層体によって構成されている。一例として、第１絶縁膜１１は、シリコン窒化物及びシリコン酸化物を交互に積層した多層膜によって構成されている。なお、第１絶縁膜１１は、バリア性能を確保できる他の材料で形成されていても良い。

スイッチング素子ＳＷ１乃至ＳＷ３は、第１絶縁膜１１の上に形成されている。これらのスイッチング素子ＳＷ１乃至ＳＷ３は、例えば、それぞれ半導体層ＳＣを備えた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である。スイッチング素子ＳＷ１乃至ＳＷ３は、いずれも同一構造であるが、ここでは、スイッチング素子ＳＷ１に着目してその構造をより具体的に説明する。

図示した例では、スイッチング素子ＳＷ１は、トップゲート型であるが、ボトムゲート型であっても良い。半導体層ＳＣは、例えば、アモルファスシリコンやポリシリコンなどのシリコン系、あるいは、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）の少なくとも１つを含む酸化物である酸化物半導体によって形成されている。

半導体層ＳＣは、第１絶縁膜１１の上に形成され、第２絶縁膜１２によって覆われている。第２絶縁膜１２は、第１絶縁膜１１の上にも配置されている。第２絶縁膜１２の上には、スイッチング素子ＳＷ１のゲート電極ＷＧが形成されている。ゲート電極ＷＧは、第３絶縁膜１３によって覆われている。第３絶縁膜１３は、第２絶縁膜１２の上にも配置されている。

第３絶縁膜１３の上には、スイッチング素子ＳＷ１のソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤが形成されている。ソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤは、それぞれ半導体層ＳＣのソース領域およびドレイン領域にコンタクトしている。ソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤは、第４絶縁膜１４によって覆われている。第４絶縁膜１４は、第３絶縁膜１３の上にも配置されている。

有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３は、第４絶縁膜１４の上に形成されている。図示した例では、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１はスイッチング素子ＳＷ１と電気的に接続され、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２はスイッチング素子ＳＷ２と電気的に接続され、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３はスイッチング素子ＳＷ３と電気的に接続されている。

これらの有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３の発光色はいずれも白色である。このような有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３は、いずれも同一構造である。

有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１は、第４絶縁膜１４の上に形成された画素電極ＰＥ１を備えている。画素電極ＰＥ１は、スイッチング素子ＳＷ１のドレイン電極ＷＤとコンタクトし、スイッチング素子ＳＷ１と電気的に接続されている。同様に、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２はスイッチング素子ＳＷ２と電気的に接続された画素電極ＰＥ２を備え、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３はスイッチング素子ＳＷ３と電気的に接続された画素電極ＰＥ３を備えている。これらの画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３は、例えば陽極として機能する。画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３は、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）、インジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの透明な導電材料によって形成されても良いし、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、あるいはこれらの合金などの金属材料によって形成されても良い。トップエミッションタイプの場合、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３は、反射性の高い金属材料によって形成された反射層を含むことが望ましい。

有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３は、さらに、有機発光層ＯＲＧ及び共通電極ＣＥを備えている。有機発光層ＯＲＧは、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３の上にそれぞれ位置している。また、有機発光層ＯＲＧは、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３に亘って途切れることなく連続的に形成されている。共通電極ＣＥは、有機発光層ＯＲＧの上に位置している。また、共通電極ＣＥは、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３に亘って途切れることなく連続的に形成されている。このような共通電極ＣＥは、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明な導電材料によって形成されている。

つまり、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１は、画素電極ＰＥ１、有機発光層ＯＲＧ、及び、共通電極ＣＥによって構成されている。同様に、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２は、画素電極ＰＥ２、有機発光層ＯＲＧ、及び、共通電極ＣＥによって構成され、また、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３は、画素電極ＰＥ３、有機発光層ＯＲＧ、及び、共通電極ＣＥによって構成されている。

なお、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３において、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３の各々と有機発光層ＯＲＧとの間には、さらに、ホール注入層やホール輸送層が介在していても良いし、また、有機発光層ＯＲＧと共通電極ＣＥとの間には、さらに、電子注入層や電子輸送層が介在していても良い。

有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３は、それぞれリブ１５によって区画されている。リブ１５は、第４絶縁膜１４の上に形成され、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３のそれぞれのエッジをカバーしている。なお、このリブ１５については、詳述していないが、例えば、第４絶縁膜１４の上において格子状またはストライプ状に形成されている。このようなリブ１５は、有機発光層ＯＲＧによって覆われている。つまり、有機発光層ＯＲＧは、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３の上のみならず、リブ１５の上にも延在している。

図示した例では、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３は、封止膜２０によって封止されている。封止膜２０は、水分、酸素、水素などの汚染物質から有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３を保護するバリア膜として機能する。このような封止膜２０は、シリコン窒化物（ＳｉＮ）やシリコン酸化物（ＳｉＯ）やシリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）などの無機系材料によって形成され、単層もしくは積層体によって構成されている。

対向基板ＣＴは、透明な第２樹脂基板３０を用いて形成されている。対向基板ＣＴは、第２樹脂基板３０の内面３０Ａ側に、第５絶縁膜３１、青色カラーフィルタ３２Ｂ、緑色カラーフィルタ３２Ｇ、及び、赤色カラーフィルタ３２Ｒなどを備えている。

第２樹脂基板３０は、透明な絶縁基板であり、例えば、ポリイミド（ＰＩ）を主成分とする材料によって形成されている。この第２樹脂基板３０は、第１樹脂基板１０と同等の厚さを有しており、例えば、５乃至３０μｍの厚さを有している。第２樹脂基板３０を形成する材料としては、透明性が高い材料が選定される。すなわち、トップエミッションタイプの有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３から出射された光は、第２樹脂基板３０を透過する。このため、第２樹脂基板３０に要求される最も重視するべき性質は、透明性が高いことである。このように、第１樹脂基板１０と第２樹脂基板３０とでは、要求される性質が異なる。このため、第２樹脂基板３０は、第１樹脂基板１０とは異なる材料によって形成されている。例えば、第１樹脂基板１０には、耐熱性に優れる非透明のポリイミドを用い、第２樹脂基板３０には透明ポリイミドを用いる。

第２樹脂基板３０の内面３０Ａは、第５絶縁膜３１によって覆われている。この第５絶縁膜３１は、第２樹脂基板３０からのイオン性の不純物の浸入や、第２樹脂基板３０を介した水分などの浸入を抑制する第２バリア層として機能する。このような第５絶縁膜３１は、例えば、シリコン窒化物（ＳｉＮ）やシリコン酸化物（ＳｉＯ）やシリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）などの無機系材料によって形成され、単層もしくは積層体によって構成されている。一例として、第５絶縁膜３１は、第１絶縁膜１１と同様の構成とし、シリコン窒化物及びシリコン酸化物を交互に積層した多層膜によって構成される。

ここで、第１樹脂基板１０と第２樹脂基板３０の熱膨張係数は略同等とされ、第５絶縁膜３１と第１絶縁膜１１の熱膨張係数は略同等とされる。また、第５絶縁膜３１と第１絶縁膜１１の熱膨張係数は、第１樹脂基板１０と第２樹脂基板３０の熱膨張係数よりも小さい。一例として、第５絶縁膜３１および第１絶縁膜１１の熱膨張係数は例えば０．５〜３ｐｐｍ／℃であり、第１樹脂基板１０および第２樹脂基板３０の熱膨張係数は２０〜５０ｐｐｍ／℃である。上記のように、第１樹脂基板１０、第２樹脂基板３０、第５絶縁膜３１および第１絶縁膜１１の熱膨張係数を設定することによりシートディスプレイ１の反りを防止することが可能となる。

青色カラーフィルタ３２Ｂは、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１と対向し、白色のうちの青色波長の光を透過する。緑色カラーフィルタ３２Ｇは、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２と対向し、白色のうちの緑色波長の光を透過する。赤色カラーフィルタ３２Ｒは、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３と対向し、白色のうちの赤色波長の光を透過する。隣接するカラーフィルタの境界は、リブ１５の上方に位置している。

このようなアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、画像を表示する表示部の外側でアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴと接着するシール材で接着されておりその間に透明な充填剤４０が封入されている。つまり、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３は、第１樹脂基板１０と第２樹脂基板３０との間に位置している。図示した例では、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１と青色カラーフィルタ３２Ｂとの間、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２と緑色カラーフィルタ３２Ｇとの間、及び、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３と赤色カラーフィルタ３２Ｒとの間には、それぞれ封止膜２０及び充填剤４０が介在している。このような充填剤４０は、水分吸収能力を有する材料で形成されることが望ましい。これにより、例え封止膜２０に欠陥が生じていたとしても充填剤４０が封止膜２０の欠陥に入り込み、水分の侵入経路を塞ぐことが可能となる。

なお、充填剤のかわりに水分吸収能力を有する接着剤でアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとを接着しても良い。

このようなシートディスプレイ１の一例である有機ＥＬ表示装置によれば、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３のそれぞれが発光した際、それぞれの放射光（白色光）は、青色カラーフィルタ３２Ｂ、緑色カラーフィルタ３２Ｇ、赤色カラーフィルタ３２Ｒのいずれかを介して外部に出射される。このとき、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１から放射された白色光のうち、青色波長の光が青色カラーフィルタ３２Ｂを透過する。また、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２から放射された白色光のうち、緑色波長の光が緑色カラーフィルタ３２Ｇを透過する。また、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３から放射された白色光のうち、赤色波長の光が赤色カラーフィルタ３２Ｒを透過する。これにより、カラー表示が実現される。

次に、本実施形態のシートディスプレイ１の他の構造例について説明する。

図１Ｂは、本実施形態のシートディスプレイ１の他の構造例を概略的に示す断面図である。

図示した構造例は、図１Ａに示した構造例と比較して、対向基板ＣＴのカラーフィルタを省略し、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３がそれぞれ異なる色に発光する点で相違している。なお、図１Ａに示した構造例と同一構成については、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。

すなわち、アレイ基板ＡＲは、第１樹脂基板１０、第１絶縁膜１１、第２絶縁膜１２、第３絶縁膜１３、第４絶縁膜１４、リブ１５、スイッチング素子ＳＷ１乃至ＳＷ３、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３、及び、封止膜２０を備えている。第１絶縁膜１１の熱膨張係数は、第１樹脂基板１０の熱膨張係数よりも小さい。

有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１は、スイッチング素子ＳＷ１に接続された画素電極ＰＥ１、画素電極ＰＥ１の上方に位置する有機発光層ＯＲＧ（Ｂ）、及び、有機発光層ＯＲＧ（Ｂ）の上方に位置する共通電極ＣＥによって構成されている。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２は、スイッチング素子ＳＷ２に接続された画素電極ＰＥ２、画素電極ＰＥ２の上方に位置する有機発光層ＯＲＧ（Ｇ）、及び、有機発光層ＯＲＧ（Ｇ）の上方に位置する共通電極ＣＥによって構成されている。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３は、スイッチング素子ＳＷ３に接続された画素電極ＰＥ３、画素電極ＰＥ３の上方に位置する有機発光層ＯＲＧ（Ｒ）、及び、有機発光層ＯＲＧ（Ｒ）の上方に位置する共通電極ＣＥによって構成されている。

有機発光層ＯＲＧ（Ｂ）は青色に発光し、有機発光層ＯＲＧ（Ｇ）は緑色に発光し、有機発光層ＯＲＧ（Ｂ）は青色に発光する。有機発光層ＯＲＧ（Ｂ）、有機発光層ＯＲＧ（Ｇ）、及び、有機発光層ＯＲＧ（Ｒ）は、いずれもリブ１５の上で途切れている。共通電極ＣＥは、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３に亘って途切れることなく連続的に形成され、有機発光層から露出したリブ１５の上も覆っている。

対向基板ＣＴは、第２樹脂基板３０、及び、第５絶縁膜３１を備えている。第２樹脂基板３０は、例えば、透明ポリイミドで形成され、第１樹脂基板１０は、例えば、耐熱性に優れる非透明のポリイミドで形成される。

ここで、第１樹脂基板１０と第２樹脂基板３０の熱膨張係数は略同等とされ、第５絶縁膜３１と第１絶縁膜１１の熱膨張係数は略同等とされる。また、第５絶縁膜３１と第１絶縁膜１１の熱膨張係数は、第１樹脂基板１０と第２樹脂基板３０の熱膨張係数よりも小さい。一例として、第５絶縁膜３１および第１絶縁膜１１の熱膨張係数は例えば０．５〜３ｐｐｍ／℃であり、第１樹脂基板１０および第２樹脂基板３０の熱膨張係数は２０〜５０ｐｐｍ／℃である。上記のように、第１樹脂基板１０、第２樹脂基板３０、第５絶縁膜３１および第１絶縁膜１１の熱膨張係数を設定することによりシートディスプレイ１の反りを防止することが可能となる。

これらのアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、接着剤４０によって接着されている。

図１Ｃは、本実施形態のシートディスプレイ１の他の構造例を概略的に示す断面図である。ここでは、シートディスプレイ１の一例として、液晶表示装置の断面構造について説明する。

図示した構造例は、図１Ａに示した構造例と比較して、表示素子として液晶素子を備えている点で相違している。なお、図１Ａに示した構造例と同一構成については、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。

すなわち、アレイ基板ＡＲは、第１樹脂基板１０、第１絶縁膜１１、第２絶縁膜１２、第３絶縁膜１３、第４絶縁膜１４、リブ１５、スイッチング素子ＳＷ１乃至ＳＷ３、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３、及び、第１配向膜ＡＬ１を備えている。第１絶縁膜１１の熱膨張係数は、第１樹脂基板１０の熱膨張係数よりも小さい。

画素電極ＰＥ１はスイッチング素子ＳＷ１に接続され、画素電極ＰＥ２はスイッチング素子ＳＷ２に接続され、画素電極ＰＥ３はスイッチング素子ＳＷ３に接続されている。第１配向膜ＡＬ１は、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３を覆っている。

対向基板ＣＴは、第２樹脂基板３０、第５絶縁膜３１、青色カラーフィルタ３２Ｂ、緑色カラーフィルタ３２Ｇ、赤色カラーフィルタ３２Ｒ、共通電極ＣＥ、及び、第２配向膜ＡＬ２を備えている。第２樹脂基板３０は、第１樹脂基板１０とは異なる材料からなり、例えば、第２樹脂基板３０は透明ポリイオミドで形成され、第１樹脂基板１０は耐熱性に優れる非透明のポリイミドにより形成される。

ここで、第１樹脂基板１０と第２樹脂基板３０の熱膨張係数は略同等とされ、第５絶縁膜３１と第１絶縁膜１１の熱膨張係数は略同等とされる。また、第５絶縁膜３１と第１絶縁膜１１の熱膨張係数は、第１樹脂基板１０と第２樹脂基板３０の熱膨張係数よりも小さい。一例として、第５絶縁膜３１および第１絶縁膜１１の熱膨張係数は例えば０．５〜３ｐｐｍ／℃であり、第１樹脂基板１０および第２樹脂基板３０の熱膨張係数は２０〜５０ｐｐｍ／℃である。上記のように、第１樹脂基板１０、第２樹脂基板３０、第５絶縁膜３１および第１絶縁膜１１の熱膨張係数を設定することによりシートディスプレイ１の反りを防止することが可能となる。

青色カラーフィルタ３２Ｂは画素電極ＰＥ１の上方に位置し、緑色カラーフィルタ３２Ｇは画素電極ＰＥ２の上方に位置し、赤色カラーフィルタ３２Ｒは画素電極ＰＥ３の上方に位置している。共通電極ＣＥは、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３のそれぞれに対向している。第２配向膜ＡＬ２は、共通電極ＣＥを覆っている。

これらのアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、図示しないスペーサにより所定のセルギャップを形成した状態で、図示しない接着剤（あるいはシール材）によって接着されている。液晶層ＬＱは、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間のセルギャップに保持されている。液晶層ＬＱは、詳述しないが、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間の電界で配向状態が制御される液晶分子を含んでいる。

液晶素子ＬＣ１は、画素電極ＰＥ１、液晶層ＬＱ、及び、共通電極ＣＥによって構成されている。液晶素子ＬＣ２は、画素電極ＰＥ２、液晶層ＬＱ、及び、共通電極ＣＥによって構成されている。液晶素子ＬＣ３は、画素電極ＰＥ３、液晶層ＬＱ、及び、共通電極ＣＥによって構成されている。

なお、図示した例では、液晶素子を構成する画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３がアレイ基板ＡＲに備えられ、共通電極ＣＥが対向基板ＣＴに備えられた場合について説明したが、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３と共通電極ＣＥの双方がアレイ基板ＡＲに備えられていても良い。

本実施形態によれば、シートディスプレイ１は、第１樹脂基板１０及び第２樹脂基板３０を適用した構成であるため、ガラス基板を適用したシートディスプレイと比較して、薄型化及び軽量化が可能であるとともに、柔軟性が高く、形状の自由度が高い。また、第１樹脂基板１０及び第２樹脂基板３０は、比較的高い吸湿性を有しているが、第１樹脂基板１０の内面１０Ａは第１バリア層である第１絶縁膜１１によって覆われており、また、第２樹脂基板３０の内面３０Ａは第２バリア層である第５絶縁膜３１によって覆われているため、樹脂基板を介した水分等の侵入を抑制することが可能となる。これにより、第１樹脂基板１０と第２樹脂基板３０との間に位置する表示素子の水分等による劣化を抑制することが可能となる。

また、アレイ基板ＡＲを構成する第１樹脂基板１０は、例えば耐熱性に優れる非透明のポリイミド等で形成され、対向基板ＣＴを構成する第２樹脂基板３０は、例えば透明ポリイミド等の異なる材料によって形成されており、しかも、第１樹脂基板１０の熱膨張係数は、第２樹脂基板３０の熱膨張係数と同等である。このため、シートディスプレイ１が熱膨張したとしても、第１樹脂基板１０と第２樹脂基板３０との熱膨張係数の差がほとんどないため、シートディスプレイ１の反りの発生を抑制することが可能となる。

しかも、第１樹脂基板１０の内面１０Ａを覆う第１絶縁膜（第１バリア層）１１は第１樹脂基板１０よりも小さい熱膨張係数を有し、また、第２樹脂基板３０の内面３０Ａを覆う第５絶縁膜（第２バリア層）３１は第２樹脂基板３０よりも小さい熱膨張係数を有している。第１樹脂基板１０と第１絶縁膜１１との熱膨張率の差は、第２樹脂基板３０と第５絶縁膜３１との熱膨張率の差と同等であるため、アレイ基板ＡＲ側及び対向基板ＣＴ側でともに応力が発生するが、双方の応力がつり合うため、シートディスプレイ１の反りの発生を抑制することが可能となる。したがって、シートディスプレイの形状を安定に維持することが可能となる。

さらに、第１樹脂基板１０の厚さは第２樹脂基板３０の厚さと同等であるため、熱膨張による第１樹脂基板１０及び第２樹脂基板３０の寸法変化が同等であり、シートディスプレイの形状の更なる安定化が可能となる。

図２において、各々の矢印は、本実施形態のシートディスプレイ１のアレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴにおける、第１樹脂基板１０、第１絶縁膜１１、第２樹脂基板３０、および第５絶縁膜３１の熱膨張率の関係を模式的に示している。

ここで、本実施形態のシートディスプレイ１の製造工程において、第１樹脂基板１０、第１絶縁膜１１、第２樹脂基板３０、および第５絶縁膜３１は高温状態にて形成される。このとき、第１樹脂基板１０と第２樹脂基板３０の熱膨張係数は、第１絶縁膜１１と第５絶縁膜３１の熱膨張係数よりも大きいため、シートディスプレイ１が高温にて形成された直後は、第１樹脂基板１０と第２樹脂基板３０は、第１絶縁膜１１と第５絶縁膜３１よりも大きく膨張している状態で所定のサイズに形成されている。その後、冷却していくに従い、第１樹脂基板１０と第２樹脂基板３０は、第１絶縁膜１１と第５絶縁膜３１よりも収縮率が大きくなるため、アレイ基板ＡＲの周辺部が第１樹脂基板１０の外側（つまり、対向基板ＣＴから離れる側）に向かって反るような応力が発生する。一方、対向基板ＣＴにおいても、同様に、対向基板ＣＴの周辺部が第２樹脂基板３０の外側（つまり、アレイ基板ＡＲから離れる側）に向かって反るような応力が発生する。また、第１樹脂基板１０と第２樹脂基板３０の熱膨張係数は同等であり、第１絶縁膜１１と第５絶縁膜３１の熱膨張係数も同等であるため、アレイ基板ＡＲ側で外側に向かって反るような応力と、対向基板ＣＴ側で外側に向かって反るような応力は略等しいものとなる。

このように、アレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴの双方でそれぞれ応力が発生するものの、それらの応力は、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとをより近接する方向に略同等の力で作用するため、シートディスプレイ１の形状を維持することが可能となる。更に、ユーザーでの使用環境において、低温時には、アレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴの双方でそれぞれの応力が外側により反るように同等の力で発生するため、シートディスプレイ１の形状を維持することが可能である。高温での使用においても、元々応力が外側に反るように発生しているため、使用温度が製造工程での温度を超えない限りはシートディスプレイ１の形状を維持することが可能となる。図１Ａ及び図１Ｂに示したような有機ＥＬ表示装置については、たとえアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に介在する接着剤４０の接着力が弱い場合であっても、アレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴの双方に発生する応力がアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとをより近接する方向に作用するため、シートディスプレイ１の形状を維持することが可能となる。図１Ｃに示したような液晶表示装置については、アレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴの双方に発生する応力がアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に介在するスペーサを押す方向に作用するため、シートディスプレイ１の形状を維持することが可能となるとともに、セルギャップを維持することが可能となり、表示品位の劣化を抑制することが可能となる。

なお、比較例として、第１樹脂基板１０の熱膨張係数が第１絶縁膜１１の熱膨張係数よりも小さく、第２樹脂基板３０の熱膨張係数が第５絶縁膜３１の熱膨張係数よりも小さい場合について検討する。このような比較例においては、製造後にアレイ基板ＡＲにおいては、アレイ基板ＡＲの中央部が第１樹脂基板１０の外側に向かって反るような応力が発生する。一方、対向基板ＣＴにおいては、製造後に対向基板ＣＴの中央部が第２樹脂基板３０の外側に向かって反るような応力が発生する。このように、アレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴの双方で発生するそれぞれ応力は、シートディスプレイ１の中央部でアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとがより離間する方向に作用する。

このため、図１Ａ及び図１Ｂに示したような有機ＥＬ表示装置については、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に介在する接着剤４０の接着力が弱い場合には、シートディスプレイ１の形状を維持することが困難となる。図１Ｃに示したような液晶表示装置については、アレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴの双方に発生する応力がアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間のセルギャップが膨らむ方向に作用するため、表示品位の劣化あるいは気泡の発生を招くおそれがある。

このように、本実施形態のシートディスプレイ１によれば、比較例よりも、形状を安定に維持することが可能となり、しかも、表示品位の劣化も抑制することが可能となる。

次に、本実施形態におけるシートディスプレイ１の製造方法の一例について説明する。ここでは、図１Ａに示した構造例のシートディスプレイ１の製造方法の一例について説明する。

まず、図３に示すように、第１マザー基板Ｍ１を用意する。すなわち、ガラス基板などの第１支持基板１００の上に、樹脂材料を所望の厚さで成膜した後に硬化させ、第１樹脂基板１０を形成する。このとき、第１樹脂基板１０は、後述する割断工程の後に個々のアレイ基板となる領域のうち、表示部に対応した領域に延在している。図示した例では、第１樹脂基板１０は、３つの表示部に対応した領域、すなわち、第１領域Ａ１、第２領域Ａ２、第３領域Ａ３にそれぞれ延在している。その後、第１樹脂基板１０の上に、無機系材料からなる薄膜を成膜し、必要に応じて薄膜の多層膜を形成し、第１絶縁膜１１を形成する。この第１絶縁膜１１も、第１領域Ａ１、第２領域Ａ２、第３領域Ａ３にそれぞれ延在している。

そして、第１絶縁膜１１の上の第１領域Ａ１に表示素子部１２１を形成し、第１絶縁膜１１の上の第２領域Ａ２に表示素子部１２２を形成し、第１絶縁膜１１の上の第３領域Ａ３に表示素子部１２３を形成する。また、第１絶縁膜１１の上には、駆動ＩＣチップやフレキシブルプリント回路基板などの信号供給源を実装するための実装部１３１乃至１３３を形成する。表示素子部１２１乃至１２３は、いずれも同一構造であり、それぞれマトリクス状に配置された複数の有機ＥＬ素子を含んでいる。

表示素子部１２１乃至１２３は、それぞれ以下のようにして形成される。すなわち、第１絶縁膜１１の上に、スイッチング素子ＳＷ１乃至ＳＷ３、第２絶縁膜１２、第３絶縁膜１３、第４絶縁膜１４などを形成する。同時に、各種配線も形成する。そして、第４絶縁膜１４の上に、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３を形成した後にリブ１５を形成し、有機発光層ＯＲＧを形成し、共通電極ＣＥを形成する。これらの工程を経て、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３が形成される。その後、必要に応じて、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３を覆う封止膜２０を形成する。

続いて、図４に示すように、第２マザー基板Ｍ２を用意する。すなわち、ガラス基板などの第２支持基板２００の上に、樹脂材料を所望の厚さで成膜した後に硬化させ、その後にフォトリソグラフィプロセスなどを用いて成膜した樹脂材料をパターニングすることにより、透明な第２樹脂基板３０を形成する。個々の第２樹脂基板３０は、互いに離間している。つまり、第２樹脂基板３０のそれぞれは、第２支持基板２００の上に島状に形成されている。

そして、第２樹脂基板３０のそれぞれの上に、無機系材料からなる薄膜を成膜し、必要に応じて薄膜の多層膜を形成し、第５絶縁膜３１を形成する。

そして、第５絶縁膜３１のそれぞれの上にカラーフィルタ層ＣＦを形成する。カラーフィルタ層ＣＦは、いずれも同一構造であり、それぞれ青色カラーフィルタ３２Ｂ、緑色カラーフィルタ３２Ｇ、赤色カラーフィルタ３２Ｒを有している。

続いて、図５に示すように、第１領域Ａ１、第２領域Ａ２、第３領域Ａ３のそれぞれに、枠状のシール材ＳＥを形成した後、シール材ＳＥで囲まれた内側に接着剤（あるいは充填材）４０を塗布する。

続いて、図６に示すように、第１マザー基板Ｍ１と第２マザー基板Ｍ２とを貼り合わせる。すなわち、表示素子部１２１乃至１２３のそれぞれと、カラーフィルタ層ＣＦとをシール材ＳＥ及び接着剤４０により接着する。

続いて、図７に示すように、第２マザー基板Ｍ２について、第２樹脂基板３０から第２支持基板２００を剥離し、第２支持基板２００を除去する。同様に、第１マザー基板Ｍ１についても、第１樹脂基板１０から第１支持基板１００を剥離し、第１支持基板１００を除去する。これらの第１支持基板１００及び第２支持基板２００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、支持基板に向けてレーザー光を照射することで、支持基板と樹脂基板との界面において局所的にエネルギー吸収が起こり、支持基板が樹脂基板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。

続いて、図８に示すように、第１樹脂基板１０を割断する。図示した例では、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２との間、及び、第２領域Ａ２と第３領域Ａ３との間でそれぞれ第１樹脂基板１０を割断する。これにより、チップＣ１乃至Ｃ３に分離される。チップＣ１は、第１領域Ａ１に表示素子部１２１を備え、第１領域Ａ１の外側に実装部１３１を備えている。チップＣ２は、第２領域Ａ２に表示素子部１２２を備え、第２領域Ａ２の外側に実装部１３２を備えている。チップＣ３は、第３領域Ａ３に表示素子部１２３を備え、第３領域Ａ３の外側に実装部１３３を備えている。

その後、図示しないが、実装部１３１乃至１３３のそれぞれに信号供給源を実装する。

これにより、本実施形態のシートディスプレイ（有機ＥＬ表示装置）１が製造される。

上記の製造工程中に本実施形態のシートディスプレイ（有機ＥＬ表示装置）１は高温の状態に晒されることとなる。

以上説明したように、本実施形態によれば、その形状を安定に維持することが可能なシートディスプレイを提供することができる。

なお、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。これらの新規な実施形態は、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。これらの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。

１…シートディスプレイ
ＡＲ…アレイ基板 １０…第１樹脂基板 １１…第１絶縁膜（第１バリア層）
ＣＴ…対向基板 ３０…第２樹脂基板 ３１…第５絶縁膜（第２バリア層）
ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３…有機ＥＬ素子 ＬＣ１乃至ＬＣ３…液晶素子
４０…接着剤 ＳＥ…シール材

Claims (12)

1. 非透明な樹脂材料からなり第１熱膨張係数を有する第１樹脂基板と、
   前記第１樹脂基板の内面を覆い前記第１熱膨張係数よりも小さい第２熱膨張係数を有する第１バリア層と、
   前記第１バリア層の上に有機エレクトロルミネッセンス素子と封止膜とを含むように形成された表示素子部と、
   前記表示素子部に貼り合わせられた透明な樹脂材料からなる第２樹脂基板と、
   前記第１樹脂基板が前記第２樹脂基板に対して突出した位置に形成された実装部と、
   を備えた表示装置。
2. 前記第１熱膨張係数は２０〜５０ｐｐｍ／℃である、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第２熱膨張係数は０．５〜３．０ｐｐｍ／℃である、請求項１に記載の表示装置。
4. 前記第１樹脂基板はポリイミドを主成分とする材料からなる、請求項１に記載の表示装置。
5. 前記第１バリア層はシリコンを主成分とする無機系材料からなる、請求項１に記載の表示装置。
6. 前記第１バリア層はシリコン窒化物及びシリコン酸化物を交互に積層した多層膜からなる、請求項１に記載の表示装置。
7. 第１支持基板上に第１熱膨張係数を有する非透明な樹脂材料を成膜して第１樹脂基板を形成する工程と、
   前記第１樹脂基板上に前記第１熱膨張係数よりも小さい第２熱膨張係数を有する第１バリア層を形成する工程と、
   前記第１バリア層の上に有機エレクトロルミネッセンス素子と封止膜とを含むように表示素子部を形成する工程と、
   前記第１バリア層の上に実装部を形成する工程と、
   透明な樹脂材料からなる第２樹脂基板を前記表示素子部に貼り合わせる工程と、
   前記実装部を形成した前記第１樹脂基板から前記第１支持基板を剥離する工程と、
   を有する表示装置の製造方法。
8. 前記第１熱膨張係数は２０〜５０ｐｐｍ／℃である、請求項７に記載の表示装置の製造方法。
9. 前記第２熱膨張係数は０．５〜３．０ｐｐｍ／℃である、請求項７に記載の表示装置の製造方法。
10. 前記第１樹脂基板はポリイミドを主成分とする材料からなる、請求項７に記載の表示装置の製造方法。
11. 前記第１バリア層はシリコンを主成分とする無機系材料からなる、請求項７に記載の表示装置の製造方法。
12. 前記第１バリア層はシリコン窒化物及びシリコン酸化物を交互に積層した多層膜からなる、請求項７に記載の表示装置の製造方法。

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