WO2019003292A1 - フレキシブルディスプレイおよびその製造方法、ならびにフレキシブルディスプレイ用支持基板 - Google Patents

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WO2019003292A1
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flexible display
sintered body
film
gas barrier
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田中 康一
克彦 岸本
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堺ディスプレイプロダクト株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a flexible display and a method of manufacturing the same, and a support substrate for the flexible display.
  • Typical examples of a flexible display include a film (hereinafter referred to as "resin film") formed of a synthetic resin such as polyimide, a TFT (Thin Film Transistor) supported by a resin film, an OLED (Organic Light Emitting Diode), etc.
  • the device of The resin film functions as a flexible substrate. Since the organic semiconductor layer constituting the OLED is easily degraded by water vapor, the flexible display is sealed by a gas barrier film (sealing film).
  • the manufacture of the above flexible display is performed using a glass base (support substrate for flexible display) having a resin film formed on the upper surface.
  • the glass base functions as a support that maintains the shape of the resin film in a planar shape during the manufacturing process.
  • elements such as TFTs and OLEDs, gas barrier films, and the like
  • the structure of the flexible device is realized in a state of being supported by the glass base.
  • the flexible device is then separated from the glass base to gain flexibility.
  • the part in which elements, such as TFT and OLED, are arranged may be called a "functional layer" as a whole.
  • contamination On the surface of the resin film supported by the glass base, foreign substances such as particles (hereinafter sometimes referred to as "contamination") tend to adhere. Contamination can degrade the characteristics of the device and the gas barrier film. Particles having a diameter of, for example, more than 0.5 ⁇ m (typically 1 ⁇ m to 3 ⁇ m in height) cause defects in the TFT, short circuit or break in the wiring in the functional layer, or water vapor in the gas barrier film. Can be a factor in forming a leak path of
  • Patent Document 1 discloses a microprojection polishing apparatus in which a polishing tape is brought into contact with a microprojection portion on a flat plate for polishing. By using such a projection polishing apparatus, particles can be removed by polishing.
  • Patent Document 2 discloses a technique of applying a mixture obtained by dissolving an insulating material in a solvent from the tip of a needle to defects such as foreign matter, projections and depressions on a pixel electrode and covering these defects. It is disclosed.
  • the mixture is liquid at the time of application, but changes to a solidified insulating film by subsequent heating.
  • the insulating film covering the defective portion suppresses the generation of an abnormal current caused by the defective portion.
  • the present disclosure provides a flexible display, a method of manufacturing the same, and a support substrate for the flexible display, which can solve the above problems.
  • the flexible display of the present disclosure is, in an exemplary embodiment, a flexible substrate, an OLED element supported by the flexible substrate, and a first gas barrier film covering the flexible substrate, wherein the OLED element and the flexible substrate And a second gas barrier film supported by the flexible substrate and covering the OLED element.
  • the flexible substrate has a surface and a resin film having a back surface flatter than the surface, and a sintered body layer covering the surface of the resin film.
  • the surface of the resin film has protrusions with a height of 50 nm to 300 nm and / or recesses with a depth of 50 nm to 300 nm.
  • a thickness of the sintered body layer is 100 nm or more and 500 nm or less.
  • the sintered body layer has a flat upper surface than the surface of the resin film.
  • the resin film is formed of biphenyl type polyimide.
  • the support substrate for a flexible display of the present disclosure is, in an exemplary embodiment, a resin film having a glass base and a surface, and covering the resin film and the resin film supported by the glass base. And a sintered body layer.
  • the sintered body layer has a flat upper surface than the surface of the resin film.
  • a gas barrier film covering the sintered body layer is provided.
  • a method of manufacturing a flexible display includes, in an exemplary embodiment, a step of preparing a support substrate for a flexible display having a glass base and a resin film on the glass base, and a sintered body covering a surface of the resin film.
  • a step of forming a layer, a step of forming a first gas barrier film covering the surface of the sintered body layer, a step of forming an OLED element supported by the flexible substrate, and a step of supporting the flexible substrate Forming a second gas barrier film covering the OLED element.
  • the step of forming the sintered body layer comprises supplying a liquid material to the surface of the resin film, and heating the liquid material to heat the sintered body layer from the liquid material. Including forming.
  • the liquid material is a sol containing an alkoxide.
  • the step of forming the sintered body layer includes heating the liquid material to 350 ° C. or higher.
  • the method further includes the step of forming a gas barrier film having a thickness of 200 nm or more and 1,000 nm or less on the sintered body layer.
  • the method further includes the step of polishing a part of the surface of the resin film to form a recess on the surface before supplying a liquid material to the surface of the resin film.
  • the resin film is formed of polyimide, and the liquid material has a pH of 10 or less.
  • deterioration in the sealing performance of the flexible display due to the fine structure of the substrate surface before forming the gas barrier film can be suppressed.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the one part cross section in the example of a support substrate for flexible displays. It is sectional drawing of the support substrate for flexible displays in a prior art example. It is sectional drawing of the structure in which the gas barrier film was formed on the support substrate for flexible displays in a prior art example. It is process sectional drawing which shows the manufacturing method of the flexible display in embodiment of this indication. It is process sectional drawing which shows the manufacturing method in embodiment of this indication. It is process sectional drawing which shows the manufacturing method in embodiment of this indication. It is process sectional drawing which shows the manufacturing method in embodiment of this indication. It is process sectional drawing which shows the manufacturing method in embodiment of this indication. It is process sectional drawing which shows the manufacturing method in embodiment of this indication. It is process sectional drawing which shows the manufacturing method in embodiment of this indication. It is process sectional drawing which shows the manufacturing method in embodiment of this indication. It is process sectional drawing which shows the manufacturing method in embodiment of this indication. It is process sectional drawing which shows the manufacturing method in embodiment of this indication.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a flexible display in an embodiment of the present disclosure. It is an equivalent circuit schematic of one sub pixel in a flexible display. It is a perspective view of the support substrate for flexible displays in the middle step of a manufacturing process.
  • FIG. 1 is a view showing a cross section of a part of a typical example of a flexible display support substrate (hereinafter simply referred to as “support substrate”) 10.
  • the support substrate 10 of FIG. 1 includes a glass base 11 and a resin film 12 on the glass base 11.
  • the glass base is referred to as a glass substrate.
  • the resin film 12 is a polyimide film, and the particles 30 adhere to the surface 12 s of the resin film 12.
  • the diameter or height of the particles 30 may be, for example, several ⁇ m.
  • the illustrated particles 30 are spherical, the actual shapes of the particles 30 are various.
  • the diameter or height of the particles 30 exceeds, for example, 0.5 ⁇ m, as described above, the characteristics of the element supported by the support substrate 10 and the gas barrier film may be degraded. Therefore, it is preferable that the particles 30 be removed before the formation of the element and the gas barrier film.
  • the particles 30 are a concavo-convex structure that can be detected by observation from the outside. The removal of the particles 30 can be performed by a local planarization process using the polishing apparatus described above.
  • the moisture resistance of the flexible display can be degraded even when the flattening process is performed using a polishing apparatus.
  • the present inventors have found that microscopic asperities having a different scale from the asperity structure having a size that can be detected by observation from the outside can be formed on the surface 12 s of the resin film 12. Such unevenness may be formed when the resin film 12 and the transfer device come in contact with each other during the transfer of the support substrate 10 or when the resin film 12 is planarized using a polishing device. There is.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view produced based on a cross-sectional electron micrograph of the support substrate 10.
  • a protrusion 12a having a height of 50 nm to 300 nm and a recess 12b having a depth of 50 nm to 300 nm are formed.
  • Such unevenness of size can be detected by observing the cross section with a microscope, but it is difficult to detect by nondestructive observation from the outside of the surface 12s of the resin film 12.
  • the present inventors consider that the reason why such fine unevenness can be a factor of deterioration of the moisture resistance performance has not been known until now.
  • the gas barrier film is formed by a chemical vapor deposition (CVD) method
  • CVD chemical vapor deposition
  • the possibility of the occurrence of pinhole defects in the gas barrier film is low despite the existence of foreign matter such as particles in the base.
  • the details of the deterioration factor of the moisture resistance performance are not completely understood, but the result of the microscopic observation by the present inventor reveals one of the deterioration factors of the moisture resistance performance.
  • protrusions 12 a having a height of 50 nm to 300 nm and / or recesses 12 b having a depth of 50 nm to 300 nm are formed on the surface 12 s of the resin film 12. Also, it is possible to suppress the deterioration of the moisture resistance performance without performing the step of detecting and removing all of them. For this reason, in the case of the prior art, the embodiment of the present disclosure is particularly effective in the case where the fine unevenness which causes the deterioration of the moisture resistance performance while the cause is unknown exists in any of the surface of the resin film. It is possible to exhibit excellent effects.
  • FIG. 3 is a view schematically showing a cross section of a structure in which a gas barrier film 13 having a thickness of about 1000 nm formed of a silicon nitride film (SiN film) is formed on a supporting substrate 10 having the structure of FIG. is there.
  • the gas barrier film 13 in this example was deposited on the resin film 12 by the CVD method.
  • a plurality of cracks 13 c are generated due to the fine protrusions 12 a and the recesses 12 b present on the surface 12 s of the resin film 12 which is the base.
  • Such cracks 13 c can reduce the moisture resistance performance of the gas barrier film 13.
  • the present inventors tried to cover the surface 12s of the resin film 12 with a film for planarization (planarization film) before deposition of the gas barrier film 13.
  • planarization film is formed by physical vapor deposition such as sputtering or CVD
  • a thickness of about 500 nm or less does not realize sufficient planarization, and the moisture resistance performance of the gas barrier film 13 is enhanced to a practical level.
  • a layer of a sintered body made of a liquid material is formed by a sol-gel method, and the entire surface of the resin film is covered with this sintered body layer.
  • a description that is more detailed than necessary may be omitted.
  • detailed description of already well-known matters and redundant description of substantially the same configuration may be omitted. This is to avoid unnecessary redundancy in the following description and to facilitate understanding by those skilled in the art.
  • the inventors provide the attached drawings and the following description so that those skilled in the art can fully understand the present disclosure. They are not intended to limit the subject matter recited in the claims.
  • FIG. 4A shows a partial cross section of the flexible display support substrate 10 at an early stage of the manufacturing process of the flexible display.
  • the support substrate 10 has a glass base 11 and a resin film 12 on the glass base 11. On the surface 12s of the resin film 12 illustrated, the fine projections 12a and the concave portions 12b described above are present.
  • the glass base 11 is a support substrate for a process, and its thickness may be, for example, about 0.3 to 0.7 mm.
  • the resin film 12 in the present embodiment is, for example, a polyimide film having a thickness of 5 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the polyimide film can be formed from a precursor polyamic acid or polyimide solution. Thermal imidization may be performed after forming a film of polyamic acid on the surface 12s of the glass base 11, or a film may be formed on the surface 12s of the glass base 11 from a polyimide solution in which polyimide is melted or dissolved in an organic solvent. Good.
  • the polyimide solution can be obtained by dissolving a known polyimide in any organic solvent. After applying the polyimide solution to the surface 12s of the glass base 11, a polyimide film can be formed by drying.
  • the polyimide film realize high transmittance throughout the visible light region.
  • the transparency of the polyimide film can be expressed, for example, by the total light transmittance according to JIS K 7105-1981.
  • the total light transmittance may be set to 80% or more, or 85% or more.
  • the resin film 12 is in contact with the alkaline liquid material in a later step. For this reason, it is preferable that the resin film 12 be formed of a biphenyl type polyimide which is excellent in alkali resistance.
  • the biphenyl type polyimide has a carbonyl group of imide bond adjacent to the biphenyl structure. This carbonyl group is less susceptible to hydrolysis by alkali than the carbonyl group of the imide bond adjacent to a benzene single ring.
  • the resin film 12 may be a film formed of a synthetic resin other than polyimide.
  • heat treatment is typically performed at 350 ° C. or higher, and therefore, the material is not formed by the heat treatment.
  • the resin film 12 may be a laminate of a plurality of synthetic resin layers.
  • laser lift-off is performed in which the resin film 12 is irradiated with ultraviolet laser light transmitted through the glass base 11.
  • the resin film 12 may include a sacrificial layer for absorbing and decomposing such an ultraviolet laser. The sacrificial layer is disposed on the side of the resin film 12 in contact with the glass base 11.
  • the liquid material 20a is supplied to the surface 12s of the resin film 12, and the surface 12s of the resin film 12 is covered with the layer of the liquid material 20a.
  • a typical example of the liquid material 20a is a sol containing an alkoxide.
  • alkoxides are metal alkoxides.
  • the metal element contained in the metal alkoxide may be a transition metal, a rare earth metal, or a metal element of periodic table 3-5, group 13-15.
  • Typical examples are one or more metal elements selected from the group consisting of Si, Ti, Ta, Al. Strictly speaking, Si is an element that forms a semiconductor, but in the present specification, it is included in the metal element for convenience.
  • Examples of the alkoxy group contained in the metal alkoxide include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group, an isobutoxy group, a pentyloxy group, and a hexyloxy group.
  • the metal alkoxide may contain a hydrocarbon group such as an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and an aralkyl group.
  • the metal alkoxide can be represented by the following formula (1).
  • R 1 is an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or an aralkyl group, and may have a substituent.
  • R2 is a lower alkyl group.
  • R1 and R2 may be different depending on m.
  • M is a trivalent or higher metal element.
  • X is the valence of the metal M.
  • m is an integer of 0 to 2 and satisfies the relationship of X ⁇ m ⁇ 2.
  • the liquid material 20a may contain the same or different metal alkoxide, or may contain other additives.
  • organic solvent is blended in the liquid material 20a.
  • organic solvent examples include alcohols, aromatic hydrocarbons, ethers, nitrogen-containing solvents, sulfoxides, mixed solvents thereof and the like.
  • Solvent soluble polymers may also be used as the organic solvent.
  • the liquid material 20a may contain a curing catalyst.
  • curing catalysts are tertiary amines and acid catalysts.
  • the liquid material 20a may contain various additives such as a plasticizer, an antioxidant, an ultraviolet light absorber, a flame retardant, an antistatic agent, a surfactant, a filler, and a colorant.
  • the liquid material 20a can be formed by adding and kneading a metal alkoxide or a hydrolyzate of the metal alkoxide with a solvent-soluble polymer, a curing catalyst, an organic solvent and the like. If the metal alkoxide exhibits strong alkalinity, the resin film 12 may be degraded. Therefore, when the resin film 12 is formed of general polyimide, the pH of the liquid material 20a is preferably 10 or less. The pH of the liquid material 20a can be typically set, for example, in the range of 3.5 or more and 9.0 or less.
  • the liquid material 20a can be supplied to the surface 12s of the resin film 12 by various methods such as spin coating, dip coating, and slit coating. The film of the liquid material 20a covering the surface 12s of the resin film 12 is dried by heating and then subjected to a heat treatment for sintering.
  • the liquid material 20a has fluidity. Further, the liquid material 20 a spreads over the entire surface 12 s of the resin film 12 by surface tension. For this reason, the liquid material 20a has excellent step coverage, and even if a relatively thin film having a thickness of 300 nm or less is formed, a surface with high flatness can be obtained. Even if the protrusions 12 a of the resin film 12 are fine, the liquid material 20 a can be in close contact with the surface of the protrusions 12 a by surface tension. In addition, even if the recess 12b of the resin film 12 is locally deep, the inside of the recess 12b can be filled with the liquid material 20a by reaching the deep portion.
  • the viscosity of the liquid material 20a is set, for example, in the range of 25 mPa ⁇ s or more and 200 mPa ⁇ s or less when using the dip coating method or the like, and for example, 100 mPa ⁇ s when using the coating method such as the slit coating method. It can be set in the range of s or more and 2000 mPa ⁇ s or less.
  • the thickness of the layer of the liquid material 20a covering the surface 12s of the resin film 12 is, for example, in the range of 100 nm or more and 1000 nm or less.
  • the thickness of the layer of liquid material 20a can be controlled by adjusting the amount of supply of the liquid material 20a to the surface 12s of the resin film 12.
  • the supply amount of the liquid material 20a can be adjusted by, for example, the viscosity and the spin rotation speed in the case of spin coating, for example.
  • a part of the surface 12s of the resin film 12 may be polished. This polishing may not be performed on the surface 12s of the resin film 12, but may be selectively performed at the position where the particles 30 are detected as shown in FIG.
  • the detection of the particles 30 can be performed, for example, by processing an image acquired by the imaging device.
  • the size of the particles 30 can be relatively accurately measured in the direction parallel to the surface 12 s of the resin film 12. However, it is difficult to accurately determine the size in the direction perpendicular to the surface 12s, that is, the height. For this reason, it is desirable that the determination of the polishing amount be performed so as to include a sufficient margin so as not to leave a polishing residue. Excessive polishing may form a recess in the surface 12 s of the resin film 12. For example, when the polishing process is performed under conditions for polishing particles having a height of about 3 ⁇ m, the actual height of the particles may be about 2.5 ⁇ m.
  • the surface 12s of the resin film 12 is scraped by about 0.5 ⁇ m at the position where the polishing process is performed, a concave part with a depth of about 0.5 ⁇ m may be formed.
  • a large number of fine scratches (abrasive scratches) can also be formed in this recess by the abrasive.
  • the liquid material 20a appropriately fills such recesses and polishing scratches, and the surface of the liquid material 20a is smoothed by surface tension.
  • the liquid material 20a is heated. As shown in FIG. 4C, by heating the liquid material 20a, the sintered material layer 20 can be formed through gelation from the liquid material 20a.
  • the step of forming the sintered body layer 20 (baking step) is performed by heating the liquid material 20a to 350 ° C. or higher.
  • the heating temperature of the liquid material 20a is, for example, 350 ° C. or more and 500 ° C. or less, typically 400 ° C. or more, or 450 ° C. or more. This temperature (sintering temperature) can be set to a value close to the maximum process temperature in the subsequent TFT manufacturing process.
  • the thickness of the sintered body layer 20 thus formed is, for example, 100 nm or more and 500 nm or less. In the case where particles having a diameter exceeding 1 ⁇ m are removed by polishing or the like, the thickness of the sintered body layer 20 can be set to, for example, 200 nm or less. Since the sintered body layer 20 has fluidity before curing, the sintered body layer 20 has a flat upper surface than the surface 12s of the resin film 12 which is the base. However, the sinter layer 20 in the present embodiment is not a mere planarization layer, and is formed on top of it by alleviating a sharp change in the surface shape due to the fine protrusions 12a or the recesses 12b as shown in FIG. 4C. It exerts the important effect of preventing the local performance deterioration of the gas barrier film. This effect is obtained by the liquid material 20a aggregating around the protrusion 12a by surface tension and easily accumulating in the recess 12b.
  • the resin film 12 and the sintered body layer 20 on the resin film 12 are collectively referred to as “flexible support substrate 100”. As described later, by removing the glass base 11, the flexible support substrate 100 functions as a flexible sheet-like substrate that supports the functional layer and the gas barrier film.
  • the first gas barrier film 13 is formed on the sintered body layer 20.
  • the first gas barrier film 13 can have various structures.
  • An example of the first gas barrier film 13 is a film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film.
  • Another example of the first gas barrier film 13 may be a multilayer film in which an organic material layer and an inorganic material layer are laminated.
  • the lower surface of the first gas barrier film 13 is defined by the upper surface of the sintered body layer 20 having high flatness. Therefore, it is possible to solve the problem that the sealing performance of the first gas barrier film 13 is deteriorated due to various recesses and fine protrusions present on the surface 12s of the resin film 12.
  • the most characteristic point in this embodiment is the configuration of the support substrate for flexible display and the flexible substrate, and the manufacturing process thereof.
  • the description of each process described below is merely an example, and does not limit the embodiment of the present disclosure.
  • the TFT layer 200 and the OLED layer 300 are sequentially formed on the flexible display support substrate 10 by a known method.
  • the TFT layer 200 includes a circuit of a TFT array that realizes an active matrix.
  • the OLED layer 300 comprises an array of OLED elements that can each be driven independently.
  • the thickness of the TFT layer 200 is, for example, 4 ⁇ m, and the thickness of the OLED layer is, for example, 1 ⁇ m.
  • FIG. 6 is a basic equivalent circuit diagram of a sub pixel in an organic EL (Electro Luminescence) display.
  • One pixel of the display may be constituted by sub-pixels of different colors such as, for example, R (red), G (green), B (blue).
  • the example shown in FIG. 6 includes the selection TFT element Tr1, the driving TFT element Tr2, the holding capacitance CH, and the OLED element EL.
  • the selection TFT element Tr1 is connected to the data line DL and the selection line SL.
  • the data line DL is a wire carrying a data signal that defines an image to be displayed.
  • the data line DL is electrically connected to the gate of the driving TFT element Tr2 through the selecting TFT element Tr1.
  • the selection line SL is a wire carrying a signal for controlling on / off of the selection TFT element Tr1.
  • the driving TFT element Tr2 controls the conduction state between the power line PL and the OLED element EL.
  • a current flows from the power line PL to the ground line GL through the OLED element EL. This current causes the OLED element EL to emit light.
  • the selection TFT element Tr1 is turned off, the on state of the driving TFT element Tr2 is maintained by the storage capacitor CH.
  • the TFT layer 200 includes a selection TFT element Tr1, a drive TFT element Tr2, a data line DL, a selection line SL, and the like.
  • the OLED layer 300 includes an OLED element EL. Before the OLED layer 300 is formed, the upper surface of the TFT layer 200 is planarized by an interlayer insulating film covering the TFT array and various wirings.
  • the structure that supports the OLED layer 300 and implements active matrix driving of the OLED layer 300 is referred to as a "backplane".
  • circuit elements and interconnections shown in FIG. 6 can be included in either the TFT layer 200 and the OLED layer 300. Also, the wiring shown in FIG. 6 is connected to a driver circuit (not shown).
  • specific configurations of the TFT layer 200 and the OLED layer 300 may vary. These configurations do not limit the content of the present disclosure.
  • the configuration of the TFT element included in the TFT layer 200 may be a bottom gate type or a top gate type.
  • the light emission of the OLED element included in the OLED layer 300 may be bottom emission type or top emission type.
  • the specific configuration of the OLED element is also optional.
  • the material of the semiconductor layer constituting the TFT element includes, for example, crystalline silicon, amorphous silicon, and an oxide semiconductor.
  • a part of the process of forming the TFT layer 200 includes a heat treatment process at 350 ° C. or more in order to enhance the performance of the TFT element.
  • deterioration of the sintered body layer 20 is suppressed or prevented in the process of forming the TFT layer 200 in order to appropriately adjust the sintering temperature when the sintered body layer 20 is formed. Ru.
  • the whole of the TFT layer 200 and the OLED layer 300 is covered with the second gas barrier film 23.
  • a typical example of the second gas barrier film 23 is a multilayer film in which an inorganic material layer and an organic material layer are laminated.
  • elements such as an adhesive film, another functional layer constituting a touch screen, and a polarizing film may be disposed.
  • the formation of the second gas barrier film 23 can be performed by a thin film encapsulation (TFE) technique.
  • TFE thin film encapsulation
  • a WVTR Water Vapor Transmission Rate: WVTR
  • the thickness of the second gas barrier film 23 is, for example, 1.5 ⁇ m or less.
  • FIG. 7 is a perspective view schematically showing the upper surface side of the flexible display support substrate 10 at the stage when the second gas barrier film 23 is formed.
  • One flexible display support substrate 10 supports a plurality of flexible displays 1000.
  • the flexible support substrate 100 is irradiated with a laser beam from the back surface side of the glass base 11 to perform lift-off.
  • the flexible display 1000 is obtained.
  • the moisture resistance performance of the gas barrier film on the flexible substrate side is improved, the performance deterioration of the flexible display due to the entry of water vapor can be suppressed.
  • Embodiments of the present invention may be widely applied to smartphones, tablet terminals, in-vehicle displays, and medium to large-sized television devices.

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Abstract

本開示のフレキシブルディスプレイ用支持基板(10)は、ガラスベース(11)と、表面(12s)を有する樹脂膜であってガラスベース(11)によって支持された樹脂膜(12)と、樹脂膜(12)の表面(12s)を覆っている焼結体層(20)とを有している。

Description

フレキシブルディスプレイおよびその製造方法、ならびにフレキシブルディスプレイ用支持基板
 本開示は、フレキシブルディスプレイおよびその製造方法、ならびにフレキシブルディスプレイ用支持基板に関する。
 フレキシブルディスプレイの典型例は、ポリイミドなどの合成樹脂から形成されたフィルム(以下、「樹脂膜」と称する)と、樹脂膜に支持されたTFT(Thin Film Transistor)およびOLED(Organic Light Emitting Diode)などの素子を備えている。樹脂膜はフレキシブル基板として機能する。OLEDを構成する有機半導体層は水蒸気によって劣化しやすいため、フレキシブルディスプレイは、ガスバリア膜(封止用フィルム)によって封止されている。
 上記のフレキシブルディスプレイの製造は、樹脂膜が上面に形成されたガラスベース(フレキシブルディスプレイ用支持基板)を用いて行われる。ガラスベースは、製造工程中、樹脂膜の形状を平面状に維持する支持体として機能する。樹脂膜上にTFTおよびOLEDなどの素子、およびガスバリア膜などが形成されることにより、ガラスベースに支持された状態でフレキシブルデバイスの構造が実現する。その後、フレキシブルデバイスはガラスベースから分離され、柔軟性を獲得する。TFTおよびOLEDなどの素子が配列された部分を全体として「機能層」と呼ぶことがある。
 ガラスベースに支持された樹脂膜の表面には、パーティクルなどの異物(以下、「コンタミネーション」と称する場合がある)が付着しやすい。コンタミネーションは、素子の特性およびガスバリア膜を劣化させることがある。直径が例えば0.5μmを超えるような大きさ(典型的には1μmから3μmの高さ)を有するパーティクルは、TFTを不良化したり、機能層における配線を短絡または断線させたり、ガスバリア膜に水蒸気のリークパスを形成する要因となり得る。
 特許文献1は、平板上の微小突起部分に研磨テープを接触させて研磨する微小突起研磨装置を開示している。このような突起研磨装置を用いると、パーティクルを研磨によって除去することができる。
 特許文献2は、絶縁性材料を溶媒に溶かした混合剤を、ニードルの先端から、画素電極上の異物、凸部、および凹部などの欠陥部に塗布し、これらの欠陥部を被覆する技術を開示している。混合剤は塗布時点において液状であるが、その後の加熱により、固化した絶縁膜に変化する。欠陥部を覆う絶縁膜は、欠陥部に起因する異常な電流の発生を抑制する。
特開2008-213049号公報 国際公開第2013/190841号
 基板上のパーティクルを検知し、特許文献1に開示されているような研磨装置を用いて、パーティクルを選択的に研磨すると、基板表面の平滑性は改善される。しかし、本発明者らの検討によると、そのような基板の上にガスバリア膜、ならびにTFTおよびOLEDなどの素子を形成した場合、充分な封止性能が実現できない場合があることがわかった。
 特許文献2に記載されている技術によれば、欠陥部の絶縁性は向上するが、パーティクルのような凸部の高さは低減されないため、表面の平滑性は充分に改善されない。従って、特許文献2に記載されている技術をフレキシブルディスプレイの製造に適用すると、パーティクルのような凸部に起因して封止性能が劣化すると考えられる。
 本開示は、上記の課題を解決することができる、フレキシブルディスプレイおよびその製造方法、ならびにフレキシブルディスプレイ用支持基板を提供する。
 本開示のフレキシブルディスプレイは、例示的な実施形態において、フレキシブル基板と、前記フレキシブル基板に支持されたOLED素子と、前記フレキシブル基板を覆う第1のガスバリア膜であって、前記OLED素子と前記フレキシブル基板との間に位置している第1のガスバリア膜と、前記フレキシブル基板に支持され、前記OLED素子を覆う第2のガスバリア膜とを備える。前記フレキシブル基板は、表面、および前記表面よりも平坦な裏面を有する樹脂膜と、前記樹脂膜の前記表面を覆っている焼結体層と を有している。
 ある実施形態において、前記樹脂膜の前記表面は高さが50nm以上300nm以下の突起部、および/または深さが50nm以上300nm以下の凹部を有している。
 ある実施形態において、前記焼結体層の厚さは、100nm以上500nm以下である。
 ある実施形態において、前記焼結体層は、前記樹脂膜の前記表面よりも平坦な上面を有している。
 ある実施形態において、前記樹脂膜は、ビフェニル型ポリイミドから形成されている。
 本開示のフレキシブルディスプレイ用支持基板は、例示的な実施形態において、ガラスベースと、表面を有する樹脂膜であって、前記ガラスベースによって支持された、樹脂膜と、前記樹脂膜の前記表面を覆っている焼結体層とを有している。
 ある実施形態において、前記焼結体層は、前記樹脂膜の前記表面よりも平坦な上面を有している。
 ある実施形態において、前記焼結体層を覆うガスバリア膜を備えている。
 本開示のフレキシブルディスプレイの製造方法は、例示的な実施形態において、ガラスベースおよび前記ガラスベース上の樹脂膜を有するフレキシブルディスプレイ用支持基板を用意する工程と、前記樹脂膜の表面を覆う焼結体層を形成する工程と、前記焼結体層の表面を覆う第1のガスバリア膜を形成する工程と、前記フレキシブル基板に支持されるOLED素子を形成する工程と、前記フレキシブル基板に支持され、前記OLED素子を覆う第2のガスバリア膜を形成する工程とを含む。
 ある実施形態において、前記焼結体層を形成する工程は、前記樹脂膜の前記表面に液体材料を供給すること、および、前記液体材料を加熱することによって前記液体材料から前記焼結体層を形成することを含む。
 ある実施形態において、前記液体材料はアルコキシドを含むゾルである。
 ある実施形態において、前記焼結体層を形成する工程は、前記液体材料を350℃以上に加熱することを含む。
 ある実施形態において、前記焼結体層上に厚さ200nm以上1,000nm以下のガスバリア膜を形成する工程を更に含む。
 ある実施形態において、前記樹脂膜の前記表面に液体材料を供給する前に、前記樹脂膜の表面の一部を研磨して、前記表面に凹部を形成する工程を更に含む。
 ある実施形態において、前記樹脂膜はポリイミドから形成されており、前記液体材料のpHは10以下である。
 本発明の実施形態によれば、ガスバリア膜を形成する前における基板表面の微細構造に起因してフレキシブルディスプレイの封止性能が劣化してしまうことを抑制できる。
フレキシブルディスプレイ用支持基板の典型例における一部の断面を示す図である。 従来例におけるフレキシブルディスプレイ用支持基板の断面図である。 従来例におけるフレキシブルディスプレイ用支持基板の上にガスバリア膜を形成した構造物の断面図である。 本開示の実施形態におけるフレキシブルディスプレイの製造方法を示す工程断面図である。 本開示の実施形態における製造方法を示す工程断面図である。 本開示の実施形態における製造方法を示す工程断面図である。 本開示の実施形態における製造方法を示す工程断面図である。 本開示の実施形態における製造方法を示す工程断面図である。 本開示の実施形態における製造方法を示す工程断面図である。 本開示の実施形態における製造方法を示す工程断面図である。 本開示の実施形態におけるフレキシブルディスプレイの断面図である。 フレキシブルディスプレイにおける1個のサブ画素の等価回路図である。 製造工程の途中段階におけるフレキシブルディスプレイ用支持基板の斜視図である。
 <発明者らの知見>
 本発明の実施形態を説明する前に、本発明者によって見出された知見を説明する。
 図1は、フレキシブルディスプレイ用支持基板(以下、単に「支持基板」と称する)10の典型例における一部の断面を示す図である。図1の支持基板10は、ガラスベース11と、ガラスベース11上の樹脂膜12を備えている。一般に、ガラスベースはガラス基板と称される。この例において、樹脂膜12はポリイミドの膜であり、樹脂膜12の表面12sにはパーティクル30が付着している。パーティクル30の直径または高さは、例えば数μmであり得る。
 図示されているパーティクル30は球状であるが、実際のパーティクル30の形状は多様である。パーティクル30の直径または高さが例えば0.5μmを超えると、前述したように、支持基板10に支持される素子の特性およびガスバリア膜が劣化する可能性がある。従って、素子およびガスバリア膜の形成前に、パーティクル30は除去されることが好ましい。パーティクル30は、外部からの観察によって検知することが可能な凹凸構造である。パーティクル30の除去は、前述した研磨装置を用いた局所的な平坦化処理によって行われ得る。
 本発明者らの検討によれば、研磨装置を用いた平坦化処理を行った場合でも、フレキシブルディスプレイの耐湿性が劣化し得ることがわかった。本発明者らは、外部からの観察によって検知することが可能なサイズを有する凹凸構造とは異なるスケールの微視的な凹凸が樹脂膜12の表面12sに形成され得ることを見出した。このような凹凸は、支持基板10の搬送時などに樹脂膜12と搬送装置とが接触したとき、あるいは、研磨装置を用いて樹脂膜12の平坦化処理を行うときなどに形成される可能性がある。
 図2は、支持基板10の断面電子顕微鏡写真に基づいて作製した模式断面図である。図2の樹脂膜12の表面12sには、高さが50nm以上300nm以下の突起12a、および深さが50nm以上300nm以下の凹部12bが形成されている。このようなサイズの凹凸は、断面を顕微鏡で観察することによって検知し得るが、樹脂膜12の表面12sに対する外部から非破壊的な観察によっては検知することが難しい。本発明者らは、このように微細な凹凸が耐湿性能の劣化要因になり得ることが今まで知られていなかった理由は、以下の通りであると考える。
 まず、このように微細な凹凸は、樹脂膜12の表面12sに対する外部からの非破壊的観察(典型的には光学顕微鏡による観察)では検知できなかった。そのため、欠陥の原因になる異物や段差などが観察されていないのに耐湿性能が劣化した場合、ガスバリア膜中のピンホール欠陥が耐湿性能劣化の原因であると推定された。このようなピンホール欠陥は、下地が平坦であっても、ガスバリア膜の形成時に自然に発生し得るとの見解があったからである。しかし、ガスバリア膜を化学気相成長(CVD)法によって形成する場合、下地に粒子などの異物が存在しないにもかかわらずガスバリア膜中にピンホール欠陥が生じる可能性は低いとの見解もあった。このように、耐湿性能の劣化要因の詳細は必ずしも完全には解明されていないが、本発明者による顕微鏡観察の結果は、耐湿性能の劣化要因のひとつを明らかにするものである。
 後述するように、本開示の実施形態によれば、樹脂膜12の表面12sに高さが50nm以上300nm以下の突起12a、および/または深さが50nm以上300nm以下の凹部12bが形成されたとしても、それらの全てを検出しては除去するという工程を行うことなく、耐湿性能の劣化を抑制することが可能になる。このため、従来技術であれば、原因が不明なまま耐湿性能の劣化を生じてしまうような微細な凹凸が樹脂膜の表面のいずれかに存在している場合に、本開示の実施形態は特に優れた効果を発揮することができる。
 図3は、図2の構造を有する支持基板10の上に、窒化ケイ素膜(SiN膜)から形成された厚さ1000nm程度のガスバリア膜13を形成した構造物の断面を模式的に示す図である。この例におけるガスバリア膜13は、CVD法によって樹脂膜12上に堆積された。ガスバリア膜13には、下地である樹脂膜12の表面12sに存在する微細な突起12aおよび凹部12bに起因して、複数のクラック13cが発生した。このようなクラック13cはガスバリア膜13の耐湿性能を低下させ得る。
 本発明者らは、ガスバリア膜13の堆積前に、平坦化のための膜(平坦化膜)で樹脂膜12の表面12sを覆う試みを行った。しかし、平坦化膜をスパッタなどの物理蒸着法、またはCVD法によって形成した場合、500nm程度以下の厚さでは、充分な平坦化が実現せず、ガスバリア膜13の耐湿性能を実用レベルに高めることができなかった。スパッタ法またはCVD法によって堆積した平坦化膜では、図2に示されるような微細な突起12aによる急峻な凹凸を充分に緩和できない可能性が高い。
 <実施形態>
 以下、本開示の実施形態を説明する。本実施形態では、ゾルゲル法によって液体材料から焼結体の層が形成され、この焼結体層で樹脂膜の表面の全体が覆われる。なお、以下の説明において、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。本発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供する。これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
 まず、図4Aを参照する。図4Aは、フレキシブルディスプレイの製造工程の初期段階におけるフレキシブルディスプレイ用支持基板10の一部断面を示している。支持基板10は、ガラスベース11、ガラスベース11上の樹脂膜12を有している。図示されている樹脂膜12の表面12sには、前述した微細な突起12aおよび凹部12bが存在している。
 ガラスベース11は、プロセス用の支持基板であり、その厚さは、例えば0.3~0.7mm程度であり得る。
 本実施形態における樹脂膜12は、例えば厚さ5μm以上100μm以下のポリイミド膜である。ポリイミド膜は、前駆体であるポリアミド酸またはポリイミド溶液から形成され得る。ポリアミド酸の膜をガラスベース11の表面12sに形成した後に熱イミド化を行っても良いし、ポリイミドを溶融または有機溶媒に溶解したポリイミド溶液からガラスベース11の表面12sに膜を形成してもよい。ポリイミド溶液は、公知のポリイミドを任意の有機溶媒に溶解して得ることができる。ポリイミド溶液をガラスベース11の表面12sに塗布した後、乾燥することによってポリイミド膜が形成され得る。
 ポリイミド膜は、ボトムエミッション型のフレキシブルディプレイの場合、可視光領域の全体で高い透過率を実現することが好ましい。ポリイミド膜の透明度は、例えばJIS K7105-1981に従った全光線透過率によって表現され得る。全光線透過率は80%以上、または85%以上に設定され得る。
 樹脂膜12は、後の工程でアルカリ性の液体材料に接する。このため、樹脂膜12は、耐アルカリ性に優れるビフェニル型ポリイミドから形成されていることが好ましい。ビフェニル型ポリイミドは、ビフェニル構造に隣接するイミド結合のカルボニル基を有している。このカルボニル基は、ベンゼン単環に隣接するイミド結合のカルボニル基に比べ、アルカリによって加水分解しにくい。
 樹脂膜12は、ポリイミド以外の合成樹脂から形成された膜であってもよい。ただし、本開示の実施形態では、ゾルゲル法によって焼結体層を形成するとき、典型的には350℃以上の熱処理を行うため、この熱処理によって劣化しない材料から形成される。
 樹脂膜12は、複数の合成樹脂層の積層体であっても良い。本実施形態では、フレキシブルディスプレイの構造物をガラスベース11から剥離するとき、ガラスベース11を透過する紫外線レーザ光を樹脂膜12に照射するレーザリフトオフが行われる。樹脂膜12は、このような紫外線レーザを吸収して分解するための犠牲層を含んでいても良い。犠牲層は、樹脂膜12のうちガラスベース11に接する側に配置される。
 次に、図4Bに示されるように、樹脂膜12の表面12sに液体材料20aを供給して、液体材料20aの層によって樹脂膜12の表面12sを覆う。液体材料20aの典型例は、アルコキシドを含むゾルである。
 アルコキシドの典型例は、金属アルコキシドである。金属アルコキシドが含有する金属元素の例は、遷移金属、希土類金属、周期表3~5、13~15族の金属元素であり得る。典型例は、Si、Ti、Ta、Alからなる群から選択された1種以上の金属元素である。なお、厳密に言えば、Siは半導体を形成する元素であるが、本明細書では、便宜上、金属元素に含める。
 金属アルコキシドが有するアルコキシ基の例は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基を含む。金属アルコキシドは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、およびアラルキル基などの炭化水素基を含んでいても良い。
 金属アルコキシドは、下記式(1)で表され得る。
 (R1)mM(OR2)X-m      (1)
 ここで、R1は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基またはアラルキル基であり、置換基を有していてもよい。R2は、低級アルキル基である。R1およびR2は、mによって異なっていてもよい。Mは、3価以上の金属元素である。Xは、金属Mの価数である。mは、0~2の整数であり、X-m≧2の関係を満足する。
 液体材料20aは、同種または異種の金属アルコキシドを含んでいてもよいし、他の添加物を含んでいても良い。
 液体材料20aには有機溶媒が配合される。有機溶媒の例は、アルコール類、芳香族炭化水素、エーテル類、含窒素溶媒、スルホキシド類、または、これらの混合溶媒などである。溶剤可溶性ポリマも有機溶媒として使用され得る。
 液体材料20aは、硬化触媒を含有していてもよい。硬化触媒の例は、第三アミン類および酸触媒などである。また、液体材料20aは、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、帯電防止剤、界面活性剤、充填剤、着色剤などの種々の添加剤を含んでいてもよい。
 液体材料20aは、金属アルコキシド、または、金属アルコキシドの加水分解物に溶剤可溶性ポリマ、硬化触媒、有機溶媒などを加えて混練することによって形成され得る。金属アルコキシドが強いアルカリ性を示す場合、樹脂膜12を劣化させる可能性がある。このため、樹脂膜12が一般的なポリイミドから形成されている場合、液体材料20aのpHは、10以下であることが好ましい。液体材料20aのpHは、典型的には、例えば3.5以上9.0以下の範囲に設定され得る。液体材料20aは、例えばスピンコート法、ディップコート法、スリットコート法などの種々の方法によって樹脂膜12の表面12sに供給され得る。樹脂膜12の表面12sを覆う液体材料20aの膜は、加熱によって乾燥された後、焼結のための熱処理に付される。
 スパッタなどの物理蒸着法、またはCVD法によって堆積された固体の膜とは異なり、液体材料20aは流動性を有する。また、液体材料20aは表面張力によって樹脂膜12の表面12sの全体に拡がる。このため、液体材料20aはステップカバレージに優れ、厚さが300nm以下の比較的に薄い膜を形成しても、平坦度の高い表面が得られる。液体材料20aは、樹脂膜12の突起12aが微細であっても、表面張力によって突起12aの表面に密着することができる。また、樹脂膜12の凹部12bが局所的に深くても、深部にまで達して凹部12bの内部を液体材料20aで埋め込むことができる。
 液体材料20aの粘度は、ディプコート法などの方法を用いる場合には、例えば25mPa・s以上200mPa・s以下の範囲内に設定され、スリットコート法などの塗布方法を用いる場合には、例えば100mPa・s以上2000mPa・s以下の範囲内に設定され得る。樹脂膜12の表面12sを覆う液体材料20aの層の厚さは、例えば100nm以上1000nm以下の範囲内にある。この液体材料20aの層の厚さは、樹脂膜12の表面12sに対する液体材料20aの供給量を調整することによって制御され得る。液体材料20aの供給量は、例えばスピンコート法による場合、粘度およびスピン回転速度などによって調整可能である。
 樹脂膜12の表面12sに液体材料20aを供給する前において樹脂膜12の表面12sの一部を研磨してもよい。この研磨は、樹脂膜12の表面12sに対して行うのではなく、図1に示されるようなパーティクル30が検知された位置で選択的に行えばよい。
 パーティクル30の検出は、例えば撮像素子によって取得した画像を処理することによって可能である。パーティクル30のサイズは、樹脂膜12の表面12sに平行な方向について、比較的に正確な測定が可能である。しかし、表面12sに垂直な方向におけるサイズ、すなわち高さを正確に求めることは難しい。このため、研磨量の決定は、研磨残しがないように十分な余裕を含むように行うことが望ましい。過度の研磨は、樹脂膜12の表面12sに凹部を形成し得る。例えば高さ3μm程度のパーティクルを研磨する条件で研磨処理を実行したとき、パーティクルの実際の高さが2.5μm程度である場合がある。このような場合、研磨処理が行われた位置では、樹脂膜12の表面12sが0.5μm程度削られるため、深さ0.5μm程度の凹部が形成され得る。また、この凹部には研磨剤によって多数の微細な傷(研磨傷)も形成され得る。しかし、液体材料20aは、このような凹部および研磨傷を適切に埋め、しかも液体材料20aの表面は表面張力によって平滑化される。
 大きさが異なる種々の凹部、および微細な突起が存在する樹脂膜12の表面12sを液体材料20aの層で覆った後、液体材料20aを加熱する。図4Cに示されるように、液体材料20aを加熱することにより、液体材料20aからゲル化を経て焼結体層20を形成することができる。本実施形態において、焼結体層20を形成する工程(焼成工程)は、液体材料20aを350℃以上に加熱して行う。液体材料20aの加熱温度は、例えば350℃以上500℃以下であり、典型的には400℃以上、あるいは450℃以上である。この温度(焼結温度)は、後に行うTFTの製造工程における最高プロセス温度に近い値に設定され得る。
 液体材料20aの層が焼結体層20に変化するとき、体積の収縮が生じる。焼結体層20による下地層に対するカバレージは、焼結時の体積収縮によってもほとんど劣化しないことがわかった。
 こうして形成された焼結体層20の厚さは、例えば100nm以上500nm以下である。直径1μmを超えるような大きさのパーティクルが研磨などによって除去される場合、焼結体層20の厚さは例えば200nm以下に設定され得る。焼結体層20は、硬化前に流動性を有していたため、下地である樹脂膜12の表面12sよりも平坦な上面を有している。ただし、本実施形態における焼結体層20は、単なる平坦化層ではなく、図4Cに示されるような微細な突起12aまたは凹部12bによる表面形状の急峻な変化を緩和して、その上に形成するガスバリア膜の局所的な性能劣化を防止するという重要な効果を発揮する。この効果は、液体材料20aが表面張力によって突起12aの周りに凝集し、凹部12bに溜まりやすいことによって得られる。
 本開示において、樹脂膜12と、樹脂膜12上の焼結体層20とを総称して「フレキシブル支持基板100」と称する。後述するように、ガラスベース11を取り除くことにより、フレキシブル支持基板100は、機能層およびガスバリア膜を支持するフレキシブルなシート状の基板として機能する。
 次に、図4Dに示されるように、焼結体層20上に第1のガスバリア膜13を形成する。第1のガスバリア膜13は、種々の構造を有し得る。第1のガスバリア膜13の例は、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜などの膜である。第1のガスバリア膜13の他の例は、有機材料層および無機材料層が積層された多層膜であり得る。第1のガスバリア膜13の下面は、平坦性の高い焼結体層20の上面によって規定されている。このため、樹脂膜12の表面12sに存在する種々の凹部および微細な突起によって第1のガスバリア膜13の封止性能が劣化するという問題を解決することができる。
 以下、図5Aから図5Dを主に参照して、TFTおよびOLEDなどを含む機能層、ならびに第2のガスバリア膜を形成する工程を説明する。
 なお、本実施形態において最も特徴点な点は、フレキシブルディスプレイ用支持基板およびフレキシブル基板の構成、ならびにそれらの製造工程にある。以下に説明する各工程の説明は、例示に過ぎず、本開示の実施形態を限定するものではない。
 まず、図5Aに示されるように、フレキシブルディスプレイ用支持基板10の上に、公知の方法によってTFT層200およびOLED層300を順次形成する。TFT層200は、アクティブマトリクスを実現するTFTアレイの回路を含む。OLED層300は、各々が独立して駆動され得るOLED素子のアレイを含む。TFT層200の厚さは例えば4μmであり、OLED層の厚さは例えば1μmである。
 図6は、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイにおけるサブ画素の基本的な等価回路図である。ディスプレイの1個の画素は、例えばR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)などの異なる色のサブ画素によって構成され得る。図6に示される例は、選択用TFT素子Tr1、駆動用TFT素子Tr2、保持容量CH、およびOLED素子ELを有している。選択用TFT素子Tr1は、データラインDLと選択ラインSLとに接続されている。データラインDLは、表示されるべき映像を規定するデータ信号を運ぶ配線である。データラインDLは選択用TFT素子Tr1を介して駆動用TFT素子Tr2のゲートに電気的に接続される。選択ラインSLは、選択用TFT素子Tr1のオン/オフを制御する信号を運ぶ配線である。駆動用TFT素子Tr2は、パワーラインPLとOLED素子ELとの間の導通状態を制御する。駆動用TFT素子Tr2がオンすれば、OLED素子ELを介してパワーラインPLから接地ラインGLに電流が流れる。この電流がOLED素子ELを発光させる。選択用TFT素子Tr1がオフしても、保持容量CHにより、駆動用TFT素子Tr2のオン状態は維持される。
 TFT層200は、選択用TFT素子Tr1、駆動用TFT素子Tr2、データラインDL、および選択ラインSLなどを含む。OLED層300はOLED素子ELを含む。OLED層300が形成される前、TFT層200の上面は、TFTアレイおよび各種配線を覆う層間絶縁膜によって平坦化されている。OLED層300を支持し、OLED層300のアクティブマトリクス駆動を実現する構造体は、「バックプレーン」と称される。
 図6に示される回路要素および配線の一部は、TFT層200およびOLED層300のいずれかに含まれ得る。また、図6に示されている配線は、不図示のドライバ回路に接続される。
 本開示の実施形態において、TFT層200およびOLED層300の具体的な構成は多様であり得る。これらの構成は、本開示の内容を制限しない。TFT層200に含まれるTFT素子の構成は、ボトムゲート型であっても良いし、トップゲート型であってもよい。また、OLED層300に含まれるOLED素子の発光は、ボトムエミション型であってもよいし、トップエミション型であってもよい。OLED素子の具体的構成も任意である。
 TFT素子を構成する半導体層の材料は、例えば、結晶質のシリコン、非晶質のシリコン、酸化物半導体を含む。本開示の実施形態では、TFT素子の性能を高めるために、TFT層200を形成する工程の一部が350℃以上の熱処理工程を含む。前述したように、本開示の実施形態では、焼結体層20の形成時に焼結温度を適切に調整するため、TFT層200を形成する工程で焼結体層20の劣化が抑制または防止される。
 上記の機能層を形成した後、図5Bに示されるように、TFT層200およびOLED層300の全体を第2のガスバリア膜23によって覆う。第2のガスバリア膜23の典型例は、無機材料層と有機材料層とが積層された多層膜である。なお、第2のガスバリア膜23とOLED層300との間に、粘着膜、タッチスクリーンを構成する他の機能層、偏光膜などの要素が配置されていても良い。第2のガスバリア膜23の形成は、薄膜封止(Thin Film Encapsulation:TFE)技術によって行うことができる。耐湿信頼性の観点から、薄膜封止構造のWVTR(Water Vapor Transmission Rate:WVTR)は、典型的には1×10-4g/m2/day以下であることが求められている。本開示の実施形態によれば、この基準を達成している。第2のガスバリア膜23の厚さは例えば1.5μm以下である。
 図7は、第2のガスバリア膜23が形成された段階におけるフレキシブルディスプレイ用支持基板10の上面側を模式的に示す斜視図である。1個のフレキシブルディスプレイ用支持基板10は、複数のフレキシブルディスプレイ1000を支持している。
 次に、図5Cに示すように、ガラスベース11の裏面側からレーザビームでフレキシブル支持基板100を照射し、リフトオフを行う。こうして、図5Dに示されるように、フレキシブルディスプレイ1000を得る。
 本開示の実施形態によれば、フレキシブル基板側のガスバリア膜の耐湿性能が向上するため、水蒸気の進入によるフレキシブルディスプレイの性能劣化を抑制できる。
 本発明の実施形態は、スマートフォン、タブレット端末、車載用ディスプレイ、および中小型から大型のテレビジョン装置に広く適用され得る。
 10・・・フレキシブルディスプレイ用支持基板、11・・・ガラスベース、12・・・樹脂膜、12a・・・突起、12b・・・凹部、12s・・・樹脂膜の表面、13・・・第1のガスバリア膜、13c・・・クラック、20・・・焼結体層、20a・・・液体材料、23・・・第2のガスバリア膜、100・・・フレキシブル基板、200・・・TFT層、300・・・OLED層、1000・・・フレキシブルディスプレイ

Claims (15)

  1.  フレキシブル基板と、
     前記フレキシブル基板に支持されたOLED素子と、
     前記フレキシブル基板を覆う第1のガスバリア膜であって、前記OLED素子と前記フレキシブル基板との間に位置している第1のガスバリア膜と、
     前記フレキシブル基板に支持され、前記OLED素子を覆う第2のガスバリア膜と、
    を備え、
     前記フレキシブル基板は、
     表面、および前記表面よりも平坦な裏面を有する樹脂膜と、
     前記樹脂膜の前記表面を覆っている焼結体層と、
     を有している、フレキシブルディスプレイ。
  2.  前記樹脂膜の前記表面は高さが50nm以上300nm以下の突起部、および/または深さが50nm以上300nm以下の凹部を有している、請求項1に記載のフレキシブルディスプレイ。
  3.  前記焼結体層の厚さは、100nm以上500nm以下である、請求項1または2に記載のフレキシブルディスプレイ。
  4.  前記焼結体層は、前記樹脂膜の前記表面よりも平坦な上面を有している、請求項1から3のいずれかに記載のフレキシブルディスプレイ。
  5.  前記樹脂膜は、ビフェニル型ポリイミドから形成されている、請求項1から4のいずれかに記載のフレキシブルディスプレイ。
  6.  ガラスベースと、
     表面を有する樹脂膜であって、前記ガラスベースによって支持された、樹脂膜と、
     前記樹脂膜の前記表面を覆っている焼結体層と、
    を有している、フレキシブルディスプレイ用支持基板。
  7.  前記焼結体層は、前記樹脂膜の前記表面よりも平坦な上面を有している、請求項6に記載のフレキシブルディスプレイ用支持基板。
  8.  前記焼結体層を覆うガスバリア膜を備えている、請求項6または7に記載のフレキシブルディスプレイ用支持基板。
  9.  ガラスベースおよび前記ガラスベース上の樹脂膜を有するフレキシブルディスプレイ用支持基板を用意する工程と、
     前記樹脂膜の表面を覆う焼結体層を形成する工程と、
     前記焼結体層の表面を覆う第1のガスバリア膜を形成する工程と、
     前記フレキシブル基板に支持されるOLED素子を形成する工程と、
     前記フレキシブル基板に支持され、前記OLED素子を覆う第2のガスバリア膜を形成する工程と、
    を含む、フレキシブルディスプレイの製造方法。
  10.  前記焼結体層を形成する工程は、
     前記樹脂膜の前記表面に液体材料を供給すること、および
     前記液体材料を加熱することによって前記液体材料から前記焼結体層を形成すること、
    を含む、請求項9に記載の製造方法。
  11.  前記液体材料はアルコキシドを含むゾルである、請求項10に記載の製造方法。
  12.  前記焼結体層を形成する工程は、
     前記液体材料を350℃以上に加熱することを含む、請求項11に記載の製造方法。
  13.  前記焼結体層上に厚さ200nm以上1,000nm以下のガスバリア膜を形成する工程を更に含む、請求項9から11のいずれかに記載の製造方法。
  14.  前記樹脂膜の前記表面に液体材料を供給する前において、前記樹脂膜の表面の一部を研磨して、前記表面に凹部を形成する工程を更に含む、請求項9から13のいずれかに記載の製造方法。
  15.  前記樹脂膜はポリイミドから形成されており、
     前記液体材料のpHは10以下である、請求項9から14のいずれかに記載の製造方法。
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