JP2017208254A - 表示装置及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】水分に対するバリア特性を改善し、かつ、変形の少ないフレキシブル表示装置を実現する。【解決手段】第１の基板１００にＴＦＴが形成され、前記ＴＦＴの上に有機ＥＬ層１１２が形成された有機ＥＬ表示装置であって、前記有機ＥＬ層１１２の上には保護層１１４が形成され、前記第１の基板１００の外側には、ＡｌＯｘ層を含む第１の下地層１０が形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。【選択図】図８

Description

本発明は表示装置に係り、特に基板を湾曲させることができるフレキシブル表示装置に関する。
有機ＥＬ表示装置や液晶表示装置は表示装置を薄くすることによって、フレキシブルに湾曲させて使用することができる。この場合、素子を形成する基板を薄いガラスあるいは薄い樹脂によって形成する。シート状の薄い基板は製造工程に流すのは困難である。例えば、ガラス基板の場合は、工程を流すときは、０．５ｍｍ程度の厚い基板で流し、完成後、ガラス基板を研磨して薄い基板を形成してフレキシブル表示装置としている。
一方、基板を樹脂で形成する場合は、ガラス基板上に樹脂シートを形成して、これを表示装置の基板とし、樹脂シートの上にアレイ層、発光層等を形成する。その後、レーザーアブレージョン等によってガラス基板と樹脂基板を剥離して、フレキシブルディスプレイとしている。このような構成は、特許文献１に記載されている。
特開２００４−３４９５３９号公報
レーザーアブレージョンによって、樹脂と基板を剥離する方法は、ガラス基板と樹脂基板との界面をアブレージョンすることによって、剥離するものであるから、樹脂基板へのダメージが生ずる。樹脂基板がダメージを受けると、外部からの水分等がより侵入しやすくなる。また、剥離時の応力等によって、フレキシブルディスプレイが湾曲する等の問題点もある。
本発明の課題は、完成後、レーザーアブレージョンによって、ガラス基板と樹脂基板を分離する方式で形成するフレキシブルディスプレイにおいて、ディスプレイの湾曲を防止し、かつ、外部からの水分の侵入を抑制して、信頼性の高いフレキシブルディスプレイを実現することである。
本発明は上記課題を克服するものであり、代表的な手段は次のとおりである。
（１）第１の基板にＴＦＴが形成され、前記ＴＦＴの上に有機ＥＬ層が形成された有機ＥＬ表示装置であって、前記有機ＥＬ層の上には保護層が形成され、前記第１の基板の外側には、第１の下地層が形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
（２）第１の基板にＴＦＴが形成され、前記ＴＦＴの上に有機ＥＬ層が形成された有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、ガラス基板の上に剥離層を形成し、前記剥離層の上に下地層を形成し、前記下地層の上にポリイミドによって第１の基板を形成し、前記第１の基板に前記ＴＦＴを形成し、前記ＴＦＴの上に有機ＥＬ層を形成し、前記有機ＥＬ層の上に保護層を形成し、その後、前記ガラス基板を前記剥離層とともに、前記第１の基板から剥離することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
（３）第１の基板にＴＦＴと画素電極が形成され、前記第１の基板に対向して第２の基板が配置され、前記第１の基板と前記第２の基板の間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、前記第１の基板の外側に第１の下地層が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
（４）第１の基板にＴＦＴと画素電極が形成され、前記第１の基板に対向して第２の基板が配置され、前記第１の基板と前記第２の基板の間に液晶が挟持された液晶表示装置の製造方法であって、第１のガラス基板の上に第１の剥離層を形成し、前記第１の剥離層の上に第１の下地層を形成し、前記第１の下地層の上にポリイミドにより第１の基板を形成し、前記第１の基板の上に前記ＴＦＴと前記画素電極を形成し、第２のガラス基板の上に第２の剥離層を形成し、前記第２の剥離層の上に第２の下地層を形成し、前記第２の下地層の上にポリイミドにより第２の基板を形成し、前記第１の基板と前記第２の基板の間に液晶を封止し、その後、前記第２のガラス基板を前記第２の剥離層とともに、前記第２の基板から剥離し、前記第１のガラス基板を前記第１の剥離層とともに、前記第１の基板から剥離することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
有機ＥＬ表示装置の平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 フレキシブル表示装置の製造方法およびその課題を示す断面図である。 マザー基板の平面図である。 本発明における有機ＥＬ表示装置の製造工程例を示すフローチャートである。 本発明における有機ＥＬ表示装置の製造工程を示す断面図である。 ガラス基板が付いた状態における有機ＥＬ表示装置の断面図である。 ガラス基板を剥離した状態における有機ＥＬ表示装置の断面図である。 ＡｌＯｘの膜応力とスパッタリングにおける水分圧の関係を示すグラフである。 スパッタリングにおける水分圧と、製膜されたＡｌＯｘの屈折率の関係を示すグラフである。 ＴＦＴ基板の外側の構成例を示す断面図である。 ＴＦＴ基板の外側の構成例の他の例を示す断面図である。 ＴＦＴ基板の外側の構成例のさらに他の例を示す断面図である。 液晶表示装置の平面図である。 図１４のＢ−Ｂ断面図である。 本発明における液晶表示装置の製造工程例を示すフローチャートである。 ガラス基板が付いた状態における液晶表示装置の断面図である。 ガラス基板を剥離した状態における液晶表示装置の断面図である。
以下に実施例を用いて本発明の内容を詳細に説明する。
図１は本発明が適用される有機ＥＬ表示装置の平面図である。本発明の有機ＥＬ表示装置は、フレキシブルに湾曲させることが出来る表示装置である。図１において、有機ＥＬ表示装置は表示領域１０００と端子部１５０を有し、表示領域１０００には、反射防止のための偏光板５００が貼り付けられている。端子部１５０には有機ＥＬ表示装置に電源や信号を供給するためのフレキシブル配線基板３００が接続しており、また、有機ＥＬ表示装置を駆動するドライバＩＣ４００が接続している。
図２は図１のＡ−Ａ断面図である。ポリイミド基板１００の上に表示領域や端子部が形成されている。ポリイミド基板１００は、厚さが１０乃至２０μｍであり、フレキシブルに湾曲することが出来る。ポリイミド基板１００は厚さが薄いため、形状が不安定であり、機械的な強度も十分でない場合もあることから、背面に保護フィルム６０を貼り付けている。保護フィルム６０はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）や、アクリル樹脂で形成され、厚さは０．１ｍｍ程度である。
図２において、ポリイミド基板１００の上に発光層を有するアレイ層が形成され、これを覆って偏光板５００が配置されている。トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置は反射電極を有しているので、外部からの光を反射する。偏光板５００は外光の反射を防止して画面を視やすくするためのものである。なお、図２は、対向基板が存在していないタイプの有機ＥＬ表示装置である。
図３は、図１、２に示すような、フレキシブルディスプレイを製作する一般的なプロセスを示す断面図である。図３Ａにおいて、ガラス基板１上に樹脂、例えば、ポリイミドの材料となるポリアミド酸を塗布し、乾燥、焼成して樹脂基板１００とする。樹脂基板１００としては、耐熱性等からポリイミド基板が好適である。以後、樹脂基板１００はポリイミド基板であるとして説明するが、本発明における樹脂基板１００はポリイミド基板には限らない。
ガラス基板１は、製造プロセスを通ることが出来る強度を持ったものであり、厚さは例えば０．５ｍｍである。ガラス基板１の上に形成されるポリイミド基板１００は、厚さが１０乃至２０μmである。ポリイミド基板１００の上に発光層、ＴＦＴ等を有するアレイ層を形成する。なお、ポリイミド基板にはＴＦＴ等が形成されるので、ＴＦＴ基板１００とも呼ぶ。
その後、図３Ｂに示すように、ポリイミド基板１００とガラス基板１の界面に焦点を合わせてレーザーＬＡを照射し、レーザーアブレージョンを行い、ガラス基板１とポリイミド基板１００の接着力を低下させてポリイミド基板１００とガラス基板１を分離する。
図３Ｃはガラス基板１から、アレイ層を有するポリイミド基板１００を剥離した状態を示す断面図である。アレイ層が形成されたポリイミド基板１００には、製造工程におけるストレスや、レーザーアブレージョン時のストレスが加わっているので、ガラス基板１から分離すると、例えば図３Ｃに示すように湾曲する。また、レーザーアブレージョンによって、ポリイミド基板１００のガラスとの界面が粗面となっており、外部から、水分等が容易に侵入しやすくなっている。したがって、信頼性の問題も生じやすい。本発明は、このような問題を解決するものである。
ところで、有機ＥＬ表示装置は、1個ずつ製造したのでは効率が悪いので、マザー基板に複数の有機ＥＬ表示装置を形成し、マザー基板が完成後、個々の有機ＥＬセルに分離する。図４は、マザー基板４００に７×５＝３５個の有機ＥＬセル４１００を形成する場合である。マザー基板４０００が完成した後、分離線４２００に沿って個々の有機ＥＬセル４１００に分離される。分離は例えば、レーザーカッティングによって行われる。
図５は、有機ＥＬ表示装置の製造プロセスを示す例である。有機ＥＬ表示装置の製造方法にも種々あるが、図５の方式は、アレイ層が形成されるＴＦＴ基板に、対向基板を貼りあわせるタイプの製造方法である。図５においては、ＴＦＴ基板も対向基板もポリイミド基板で形成されている。つまり、ＴＦＴ基板も対向基板も当初は、ガラス基板の上に塗布することによって形成され、その後ガラス基板が分離される。
図５において、ＴＦＴ基板と対向基板がマザー基板の状態で別々に形成される。ＴＦＴ基板側では、ポリイミド基板形成後、ＴＦＴや有機ＥＬ層等を含むアレイ層が形成され、さらに、対向基板と接着するための接着材が塗布される。
その後、マザーＴＦＴ基板とマザー対向基板を接着し、まず、対向基板側のガラス基板をマザー基板の状態でレーザーアブレージョン等で剥離する。その後、レーザーカッティング等によって個々の有機ＥＬセルに分離し、個々の、有機ＥＬセルにＩＣやフレキシブル配線基板を接続する。その後、ＴＦＴ基板側からガラス基板をレーザーアブレージョンによって剥離する。その後、偏光板を貼り付けて有機ＥＬ表示装置が完成する。
図６は、本発明の特徴を示すプロセス図である。図６Ａは、ガラス基板１上に剥離層２０としての金属を形成したものである。金属は、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、あるいは、これらの金属を含む合金の中から選ぶことが出来る。この剥離層２０は、後で、レーザーアブレージョンを行うと、ガラス基板１とともに、ポリイミド基板１００から剥離される。金属の厚さはレーザーアブレージョンを行う時の、レーザーの波長に対応して選択される。より好ましい波長は YAG 第2高調波(532nm) または第２，第3高調波があげられる。
図６Ｂは、剥離層２０の上にアルミニウム酸化物ＡｌＯｘ（ＡｌＯｘはＡｌ２Ｏ３である場合もある）による下地層１０を形成した状態を示している。ＡｌＯｘは、バリア特性が高いので、３０ｎｍ〜８０ｎｍ程度でバリア機能を発揮することが出来る。より好ましい膜厚は50nm程度があげられる。
図６Ｃは、ＡｌＯｘの上にポリイミド基板１００を形成した状態を示している。ポリイミド基板１００は、液体であるポリイミドとなる材料をスリットコーター等で塗布し、その後、乾燥、焼成して形成される。
さらに、図６Ｄに示すように、ポリイミド基板１００の上にＴＦＴや有機ＥＬ層を含むアレイ層５０が形成され有機ＥＬセルが形成される。アレイ層１００の上に対向基板が形成される場合もあるが、図６では省略されている。有機ＥＬセルの詳細な構成は図７に示す。図６Ｄでは、わかりやすくするために、有機ＥＬセルをＴＦＴ基板１００で代表して記載している。
その後、図６Ｄの矢印ＬＡで示すように、金属で形成された剥離層２０にレーザーＬＡを照射し、レーザーアブレージョンによって剥離層２０と下地層１０の間で剥離をおこなう。図６Ｅは、このようにして、ガラス基板１を剥離した状態を示す断面図である。この時のレーザーアブレージョンは主に剥離層２０において行われ、かつ、ポリイミド基板１００と剥離層２０の間に下地層１０が存在しているので、ポリイミド基板１００には大きなダメージは生じない。これが本発明の特徴の一つである。
図７は、レーザーアブレージョンによってガラス基板１を剥離する前の状態を示す有機ＥＬ表示装置の断面図である。図７では、図６で省略
されている対向基板２００が配置されている。なお、有機ＥＬ表示装置の品種によっては対向基板２００が存在しない場合もある。
図７は本発明によるトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置の表示領域の構成を示す断面図である。図７においてガラス基板１に剥離層２０が形成され、その上に、ＡｌＯｘ等による下地層１０が形成されている。下地層１０の上にポリイミド基板１００が形成されている。ポリイミド基板１００の上には、シリコン酸化物ＳｉＯｘ（ＳｉＯｘはＳｉＯ２である場合もある）、シリコン窒化物ＳｉＮｘ（ＳｉＮｘはＳｉ３Ｎ４である場合もある）等による下地膜１０１が形成されている。下地膜１０１は、水分等がポリイミド基板１００側から侵入するのを阻止して、ＴＦＴあるいは有機ＥＬ層を保護するためのものである。
下地膜１０１の上には半導体層１０２が形成されている。図７における半導体層１０２は、酸化物半導体で形成される場合もあるし、Ｐｏｌｙ−Ｓｉで形成される場合もある。酸化物半導体は、例えば、ａ−ＩＧＺＯ（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｉｎｄｉｕｍ Ｇａｌｌｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）があげられる。酸化物半導体はリーク電流が小さいという特徴を有する。図７のＴＦＴをＰｏｌｙ−Ｓｉ半導体層で形成する場合、半導体層１０２は当初はＣＶＤによって非晶質Ｓｉ（ａ−Ｓｉ）を形成し、これをエキシマレーザによってＰｏｌｙ−Ｓｉに変換することによって形成することが出来る。
半導体層１０２を覆ってＣＶＤを用いたＴＥＯＳ（テトラエトシキシラン）によるＳｉＯｘによってゲート絶縁膜１０３を形成する。ゲート絶縁膜１０３の上にゲート電極１０４を形成する。その後、イオンインプランテーションによって、半導体層１０２に対しゲート電極１０４に対応する以外の部分を導電層とする。半導体層１０２において、ゲート電極１０４に対応する部分がチャンネル部１０２１になる。
ゲート電極１０４を覆って層間絶縁膜１０５をＣＶＤによるＳｉＮｘによって形成する。その後、層間絶縁膜１０５およびゲート絶縁膜１０３にスルーホールを形成し、ドレイン電極１０６およびソース電極１０７を接続する。図７において、ドレイン電極１０６、ソース電極１０７、層間絶縁膜１０５を覆って有機パッシベーション膜１０８を形成する。有機パッシベーション膜１０８は平坦化膜を兼ねているので、２乃至３μｍと、厚く形成される。有機パッシベーション膜１０８は例えばアクリル樹脂によって形成する。
有機パッシベーション膜１０８の上に、反射電極１０９を形成し、その上に陽極となる下部電極１１０をＩＴＯ等の透明導電膜によって形成する。反射電極１０９は反射率の高いＡｌ合金によって形成する。反射電極１０９は、有機パッシベーション膜１０８に形成されたスルーホールを介してＴＦＴのソース電極１０７と接続する。
下部電極１１０の周辺にはアクリル等によるバンク１１１が形成される。バンク１１１を形成する目的は、次に形成される発光層を含む有機ＥＬ層１１２や上部電極１１３が段切れによって導通不良となることを防ぐことである。バンク１１１は、アクリル樹脂等の透明樹脂を全面にコートし、下部電極１１０に対応する部分に有機ＥＬ層からの光を取り出すホールを形成することによって形成される。
図７において、下部電極１１０の上に有機ＥＬ層１１２が形成される。有機ＥＬ層１１２は、例えば電子注入層、電子輸送層、発光層、ホール輸送層、ホール注入層等で形成される。有機ＥＬ層１１２の上には、カソードとしての上部導電層１１３が形成される。上部導電層１１３は、透明導電膜であるＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等によって形成されるほか、銀等の金属の薄膜で形成される場合もある。
その後、上部電極１１３側からの水分の侵入を防止するために、上部電極１１３の上に保護層１１４を、ＣＶＤを用いてＳｉＮｘによって形成する。有機ＥＬ層１１２は熱に弱いために、保護層１１４を形成するためのＣＶＤは１００℃程度の低温ＣＶＤによって形成される。保護層の上に、対向基板を接着する接着材を形成する。
一方、図５に示すように、ＴＦＴ基板１００とは別に対向基板２００が形成される。対向基板２００の形成はＴＦＴ基板１００側と同様である。すなわち、第２ガラス基板２に剥離層２０を形成し、その上にＡｌＯｘ等による下地層１０を形成し、その上に、ポリイミド材料をスリットコーター等で塗布し、乾燥、焼成してポリイミドによる対向基板２００を形成する。このようにして形成した対向基板２００を、ＴＦＴ基板１００側に形成された接着材２２０を用いて接着する。
この場合、対向基板２００には下地層１０が形成されているので、ＴＦＴ基板１００側に形成された有機ＥＬ層１１２が外部からの水分等に対して保護される。有機ＥＬ層１１２に白色有機ＥＬ層を用いる場合は、カラーフィルタが必要であるが、一般にはカラーフィルタは対向基板２００側に形成される。
このようにして形成された有機ＥＬ表示装置をフレキシブルディスプレイとするために、第１ガラス基板１および第２ガラス基板２を剥離する必要がある。この剥離は、図６Ｄに示すように、剥離層２０にレーザーＬＡを照射することによるレーザーアブレージョンで行う。レーザーアブレージョンを剥離層２０に照射すると、剥離層２０と下地層１０の間の接着力が低下し、ガラス基板１を容易に剥離することが出来る。対向基板２００側における第２ガラス基板２も同様である
図８に示すように、第１ガラス基板１および第２ガラス基板２を剥離した後の有機ＥＬ表示装置は非常に薄い。また、ＴＦＴ基板１００側と対向基板２００側とで層構造が異なるので、図３Ｃに示すように、容易に湾曲してしまう。これに対して、例えば、下地層１０としてＡｌＯｘを用いた場合、ＡｌＯｘは、製造方法によって、膜応力を制御することが出来、これによって、フレキシブルディスプレイの湾曲を防止することが出来る。
すなわち、ＡｌＯｘは、一般には、スパッタリングで形成されるが、スパッタリング時の水分圧によって膜応力の符号が変化する。図９は、スパッタリング時の水分圧と、製膜されたＡｌＯｘの膜応力の関係を示すグラフである。図９において、横軸はスパッタリング時の水分圧であり、縦軸は、製膜されたＡｌＯｘの膜応力である。図９に示すように、水分圧が高くなるにつれて膜応力の符号がマイナスからプラスに変化する。
図９において、水分圧が２×１０−４Ｐａ程度のときに、膜応力がゼロになる。つまり、水分圧が２×１０−４Ｐａ程度でスパッタリングした膜を用いれば膜応力がゼロの下地層を形成することが出来る。一方、ＡｌＯｘをシート状の有機ＥＬ表示装置全体の湾曲制御に使用したい場合は、ＡｌＯｘの膜応力が故意にプラス側あるいはマイナス側となるように製作することが出来る。
また、下地層１０を外部からの水分等に対するバリア層として使用することが出来る。ＡｌＯｘはスパッタリング時の水分圧によって膜質が異なり、水分圧が小さいほど緻密な膜を得ることが出来る。緻密な膜ほど、水分等に対するバリア特性を高くすることが出来る。
ところで、ＡｌＯｘの膜の緻密さと屈折率との間には相関がある。すなわち、膜が緻密になるほど、屈折率は高くなる。図１０はＡｌＯｘのスパッタリング時の水分圧と、形成されたＡｌＯｘの屈折率の関係を示すグラフである。すなわち、製膜されたＡｌＯｘの屈折率を測定することによってＡｌＯｘの膜質を評価することが出来る。なお、図９及び図１０における○、△、×等は形成したサンプルのロットが異なるという意味である。
本発明は、図１１に示すように、低い水分圧でスパッタリングしたバリア特性の高い第１ＡｌＯｘ１１と、第１のＡｌＯｘの時よりも高い水分圧でスパッタリングした第２ＡｌＯｘ１２の積層構造を用いることによって、優れたバリア特性を維持し、かつ、膜応力を任意に制御した下地層１０を形成することを特徴の一つとしている。図１１において、第１ＡｌＯｘ１１は例えば１０ｎｍ、第２ＡｌＯｘ１２は例えば１０ｎｍである。
すなわち、第２ＡｌＯｘ１２は、第１ＡｌＯｘ１１とは反対の符号を持つ膜応力を持たせることもできるので、第１ＡｌＯｘ１１と第２ＡｌＯｘ１２の積層膜全体としては、小さな膜応力とすることも出来る。一方、第１ＡｌＯｘ１１は高いバリア特性を有しているので、下地層全体としては高いバリア特性を得ることが出来る。
例えば、図９に示すように、第１ＡｌＯｘを形成するときは、水分圧はＰ１（９×１０−６Ｐａ）程度とし、第２ＡｌＯｘを形成するときは、水分圧をＰ２（４×１０−4Ｐａ）程度とすると、第１ＡｌＯｘ１１の膜応力は−２００ＭＰａ程度となり、第２ＡｌＯｘ１２は１８０ＭＰａ程度になるので、第１下地層１０全体としては、非常に小さな膜応力とすることも出来る。また、必要に応じて、引っ張り応力あるいは圧縮応力の大きな下地層を形成することも出来る。
図１１は、下地層１０は膜質の異なるＡｌＯｘのみで形成した例であるが、ポリイミド基板１００との親和性等から、図１２に示すように、ＡｌＯｘ層１０とポリイミド基板１００との間にＳｉＯｘを配置したほうが良い場合もある。なお、ＳｉＯｘのみでなく、ＳｉＯｘとＳｉＮｘとの積層膜をＡｌＯｘ１０とポリイミド基板１００との間に配置してもよい。ＳｉＯｘあるいはＳｉＮｘの膜厚は例えば、５０ｎｍ乃至３００ｎｍである。さらに、ＳｉＯｘあるいはＳｉＮｘは、ＡｌＯｘ１０と第１ガラス基板 １の間に形成してもよい。この場合、製品においては、ＳｉＯｘあるいはＳｉＮｘは、ＡｌＯｘの外側に配置することになる。
図１１は下地層１０を膜質の異なるＡｌＯｘ１１とＡｌＯｘ１２の積層膜で形成した例であるが、この他に、図１３に示すように、下地層１０をＡｌＯｘ１１とＡｌ１３の積層膜で形成することが出来る。Ａｌ１３はＡｌＯｘ１１に比べて、軟らかく膜応力が小さいので、下地層１０の膜応力の制御に用いることが出来る。また、Ａｌ１３はＡｌＯｘ１１とともに、外部からの水分等に対するバリアとして機能させることも出来る。ただし、図１３のＡｌ１３を含む構成は、光を透過さないので、対向基板２００側の下地層として用いることは困難である。
図７におけるＴＦＴの構成は、ゲート電極が半導体層よりも上に存在する、いわゆるトップゲート型のＴＦＴである。しかし、本発明は、半導体層がゲート電極よりも上側に存在する、ボトムゲート型のＴＦＴであっても全く同様に適用することが出来る。
なお、バリア機能を高めるために、ＡｌＯｘを含む下地層をポリイミド基板とＴＦＴの間、あるいは、ＴＦＴと有機パッシベーション膜との間、あるいは、保護膜１１４と接着材の間等に設けることによって、バリア性能の向上と、フレキシブル基板の湾曲の防止の効果をより上げることが出来る。
液晶表示装置もＴＦＴ基板あるいは対向基板を薄くすることによってフレキシブルディスプレイとすることが可能である。また、実施例１の図６で説明したような方法によって、ＴＦＴ基板および対向基板をポリイミドのような樹脂で形成することも可能である。
図１４は液晶表示装置の平面図である。図１４において、ＴＦＴ基板１００と対向した対向基板２００に表示領域１０００が形成され、表示領域１０００を覆って上偏光板５１０が配置されている。端子部１５０にはドライバＩＣ４００とフレキシブル配線基板３００が接続している。
図１５は図１４のＢ−Ｂ断面図である。図１５において、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００が対向して配置され、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間に液晶が挟持されている。対向基板２００の上に上偏光板５１０が貼り付けられ、ＴＦＴ基板１００の下に下偏光板５２０が貼り付けられている。ＴＦＴ基板１００、対向基板２００、上偏光板５１０、下偏光板５２０で液晶表示パネル３０００を構成している。下偏光板５２０の下側にバックライト２０００が配置されている。
図１５において、ＴＦＴ基板１００あるいは対向基板２００を薄い樹脂で形成するか、薄いガラスで形成することによって、液晶表示パネル３０００をフレキシブルに湾曲する構造とすることが出来る。バックライト２０００は、光源、導光板、光学シート等を含むが、導光板を薄い樹脂によって形成するなどして、バックライトもフレキシブルなものとし、液晶表示装置全体をフレキシブル表示装置とすることが出来る。
図１６は、このような液晶表示装置の製造プロセスの例である。なお、液晶表示装置の場合も、図４で示したように、最初はマザー基板に形成されることは有機ＥＬ表示装置の場合と同じである。図１６において、ＴＦＴ基板と対向基板は別々に形成され、対向基板側に液晶を滴下した後、貼りあわされる。
図１６において、ポリイミドで形成されたＴＦＴ基板および対向基板の形成方法は、図５および図６で説明した有機ＥＬ表示装置の場合と同様である。ポリイミド基板が形成された後、ＴＦＴ基板側ではアレイ層が形成される。一方、対向基板側では、カラーフィルタやシール材、が形成され、液晶が滴下される。ＴＦＴ基板側と対向基板側の詳細構成は図１７において説明する。
図１６において、ＴＦＴ基板と対向基板を貼りあわせた後、まず、対向基板側からガラス基板をレーザーアブレージョンによって剥離する。その後、各液晶セルに切断し、各液晶セルにドライバＩＣやフレキシブル配線基板を接続する。その後、レーザーアブレージョンによってＴＦＴ基板側からガラス基板を剥離する。その後、ＴＦＴ基板及び対向基板側に、各々、下偏光板および上偏光板を貼り付ける。
図１７は、図１６において、ＴＦＴ基板１００側と対向基板２００側を貼りあわせた状態を示す表示領域の断面図である。図１７において、第１ガラス基板１の上に剥離層２０が形成され、その上に下地層１０が形成されている。その上にポリイミドによってＴＦＴ基板１００が形成されている。このプロセスは、図６で説明した有機ＥＬ表示装置の場合と同様である。
ＴＦＴ基板１００の上にＳｉＯｘあるいはＳｉＮｘで形成される下地膜１０１が形成されている。下地膜１０１の上に形成されたＴＦＴの構成は実施例１の図７において説明した構成と基本的には同じである。すなわち、第１下地層１０の上に半導体層１０２が形成され、その上をＴＥＯＳで形成されたＳｉＯｘによるゲート絶縁膜１０３が覆っている。ゲート絶縁膜１０３の上にゲート電極１０４が形成され、これを覆ってスパッタリングで形成されたＳｉＮｘによる層間絶縁膜１０５が形成されている。
層間絶縁膜１０５の上にコンタクト電極１０７１が形成されている。コンタクト電極１０７１はスルーホール１４０を介してＴＦＴのドレイン電極１０７と接続し、スルーホール１３０を介して画素電極１２２と接続する。図１７のドレイン電極１０６は映像信号線と接続する。図１７において、層間絶縁膜１０５の上に例えば、ＳｉＮｘによる無機パッシベーション膜４０が形成されている。無機パッシベーション膜４０は、上側から侵入する水分や水素からＴＦＴを保護する。
無機パッシベーション膜４０の上に平坦化膜を兼ねた有機パッシベーション膜１０８が形成されている。有機パッシベーション膜１０８の上に平面状にコモン電極１２０が形成され、その上に容量絶縁膜１２１が形成され、その上に画素電極１２２が形成されている。画素電極１２２はスルーホール１３０を介してコンタクト電極１０７１と接続している。容量絶縁膜１２１は画素電極１２２およびコモン電極１２０とともに、保持容量を構成する。図１７において、画素電極１２２に電圧が印加されると、コモン電極１２０との間に矢印のような電気力線が発生し、液晶分子２５１を駆動する。画素電極１２２の上に、液晶分子２５１を初期配向させるための配向膜１２３が形成されている。
図１７において、液晶層２５０を挟んで、対向基板２００が対向している。対向基板２００もポリイミドで形成されている。対向基板２００の形成方法もＴＦＴ基板１００側と同じであり、図１６および、図６で説明したとおりである。すなわち、第２ガラス基板２に剥離層２０が形成され、その上に下地層１０が形成され、その上に対向基板２００となるポリイミド基板が形成されている。
対向基板２００の上にブラックマトリクス２０２およびカラーフィルタ２０１が形成され、カラーフィルタ２０１を覆ってオーバーコート膜２０３が形成されている。オーバーコート膜２０３を覆って、液晶分子２５１を初期配向させるための配向膜１２３が形成されている。
その後、図１８に示すように、レーザーアブレージョンによって、まず、第２ガラス基板２を対向基板２から剥離する。レーザーアブレージョンを行うことによって、剥離層２は第２ガラス基板２とともに剥離され、対向基板２００の外側には下地層１０が残る。
その後、マザー基板を切断して個々の液晶セルに分離し、ドライバＩＣおよびフレキシブル配線基板を接続する。その後、図１８に示すように、ＴＦＴ基板１００側から第１ガラス基板１をレーザーアブレージョンによって剥離する。剥離層２０は第１ガラス基板１とともに剥離され、ＴＦＴ基板１００の外側には、下地層１０が存在している。
このように、液晶表示装置の場合にも、ポリイミドで形成されたＴＦＴ基板１００あるいは対向基板２００の外側に下地層１０を残すことが出来る。これによって、レーザーアブレージョン時におけるポリイミド基板１００、２００へのダメージを防止することが出来る。また、下地層１０を図１１乃至図１２で説明したように、ＡｌＯｘを含む多層膜とすることによって、膜ストレスを制御し、フレキシブル表示装置の湾曲を防止することが出来る。
なお、下地層が図１３のように、Ａｌ層を含む場合、下地層が不透明になるので、バックライトを有する液晶表示装置においては、使用は難しい。しかし、反射型液晶表示装置の場合には使用することが出来る。
図１７におけるＴＦＴの構成は、ゲート電極が半導体層よりも上に存在する、いわゆるトップゲート型のＴＦＴである。しかし、本発明は、半導体層がゲート電極よりも上側に存在する、ボトムゲート型のＴＦＴであっても全く同様に適用することが出来る。
バリア機能を高めるために、ＡｌＯｘを含む下地層をＴＦＴ基板１００とＴＦＴの間、あるいは、ＴＦＴと有機パッシベーション膜１０８の間、あるいは、対向基板２００とカラーフィルタあるいはブラックマトリクスとの間等に設けることによって、バリア性能の向上と、フレキシブル基板の湾曲の防止の効果をより上げることが出来る。
１…第１ガラス基板、 ２…第２ガラス基板、 １０…下地層、 １１…第１ＡｌＯｘ層、 １２…第２ＡｌＯｘ層、 １３…Ａｌ層、 ２０…剥離層、 ５０…アレイ層、 ４０…無機パッシベーション膜、 ６０…保護フィルム、 １００…ＴＦＴ基板、 １０１…下地膜、 １０２…半導体層、 １０３…ゲート絶縁膜、 １０４…ゲート電極、 １０５…層間絶縁膜、 １０６…ドレイン電極、 １０７…ソース電極、 １０８…有機パッシベーション膜、 １０９…反射膜、 １１０…下部電極、 １１１…バンク、 １１２…有機ＥＬ層、 １１３…上部電極、 １１４…保護層、 １２０…コモン電極、 １２１…容量絶縁膜、 １２２…画素電極、 １２３…配向膜、 １３０…スルーホール、 １４０…スルーホール、 １５０…端子部、 ２００…対向基板、 ２０１…カラーフィルタ、 ２０２…ブラックマトリクス、 ２０３…オーバーコート膜、 ２２０…接着材、 ２５０…液晶層、 ２５１…液晶分子、 ３００…フレキシブル配線基板、 ４００…ドライバＩＣ、 ５００…偏光板、 ５０１…粘着材、 ５１０…上偏光板、 ５２０…下偏光板、 １０００…表示領域、 １０７１…コンタクト電極、 ２０００…バックライト、 ３０００…液晶表示パネル ４０００…マザー基板、 ４１００…有機ＥＬセル、 ４２００…切断線

Claims (20)

  1. 第１の基板にＴＦＴが形成され、前記ＴＦＴの上に有機ＥＬ層が形成された有機ＥＬ表示装置であって、
    前記有機ＥＬ層の上には保護層が形成され、
    前記第１の基板の外側には、第１の下地層が形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
  2. 前記第１の下地層は、ＡｌＯｘを含む層で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
  3. 前記第１の下地層は、膜質の異なる第１のＡｌＯｘと第２のＡｌＯｘの積層構造であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
  4. 前記保護層の上には第２の基板が形成され、
    前記第２の基板の外側には第２の下地層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
  5. 前記第２の下地層は、ＡｌＯｘを含む層で形成されていることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ表示装置。
  6. 第１の基板にＴＦＴが形成され、前記ＴＦＴの上に有機ＥＬ層が形成された有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
    第１のガラス基板の上に剥離層を形成し、
    前記剥離層の上に下地層を形成し、
    前記下地層の上にポリイミドによって第１の基板を形成し、
    前記第１の基板に前記ＴＦＴを形成し、前記ＴＦＴの上に有機ＥＬ層を形成し、
    前記有機ＥＬ層の上に保護層を形成し、
    その後、前記ガラス基板を前記剥離層とともに、前記第１の基板から剥離することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
  7. 前記剥離層は、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ等の金属、あるいは、これらの金属を含む合金で形成することを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
  8. 前記下地層をＡｌＯｘで形成することを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
  9. 前記下地層を第１の水分圧下における第１のＡｌＯｘと第２水分圧下における第２のＡｌＯｘの積層構造で形成することを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
  10. 前記剥離はレーザーアブレージョンによって行うことを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
  11. 第１の基板にＴＦＴと画素電極が形成され、
    前記第１の基板に対向して対向基板が配置され、
    前記第１の基板と前記第２の基板の間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、
    前記第１の基板の外側に第１の下地層が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
  12. 前記第１の下地層は、ＡｌＯｘを含む層で形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
  13. 前記第１の下地層は、膜質の異なる第１のＡｌＯｘと第２のＡｌＯｘの積層構造であることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
  14. 前記第２の基板の外側には第２の下地層が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
  15. 前記第２の下地層は、ＡｌＯｘを含む層で形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
  16. 第１の基板にＴＦＴと画素電極が形成され、
    前記第１の基板に対向して対向基板が配置され、
    前記第１の基板と前記第２の基板の間に液晶が挟持された液晶表示装置の製造方法であって、
    第１のガラス基板の上に第１の剥離層を形成し、
    前記第１の剥離層の上に第１の下地層を形成し、
    前記第１の下地層の上にポリイミドにより第１の基板を形成し、
    前記第１の基板の上に前記ＴＦＴと前記画素電極を形成し、
    第２のガラス基板の上に第２の剥離層を形成し、
    前記第２の剥離層の上に第２の下地層を形成し、
    前記第２の下地層の上にポリイミドにより第２の基板を形成し、
    前記第１の基板と前記第２の基板の間に液晶を封止し、
    その後、前記第２のガラス基板を前記第２の剥離層とともに、前記第２の基板から剥離し、
    前記第１のガラス基板を前記第１の剥離層とともに、前記第１の基板から剥離することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  17. 前記剥離層は、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ等の金属、あるいは、これらの金属を含む合金で形成することを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置の製造方法。
  18. 前記下地層をＡｌＯｘで形成することを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置の製造方法。
  19. 前記下地層を第１の水分圧下における第１のＡｌＯｘと第２水分圧下における第２のＡｌＯｘの積層構造で形成することを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置の製造方法。
  20. 前記剥離はレーザーアブレージョンによって行うことを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置。
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