WO2019186738A1 - 基板製造方法、基板および表示装置 - Google Patents

基板製造方法、基板および表示装置 Download PDF

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substrate
fired
inorganic film
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藤田　哲生
幸伸 中田
杉本　宏
櫻井　猛久
藤原　正樹
徳生 吉田
庄治 岡崎
哲憲 田中
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シャープ株式会社
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B33/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00

Definitions

  • the present invention relates to a substrate manufacturing method, a substrate, and a display device.
  • a current-driven organic EL element is well known as a display element constituting pixels arranged in a matrix.
  • a display incorporating a display device can be enlarged and thinned, and attention has been paid to the vividness of a displayed image, and an organic EL display device including an organic EL (Electro Luminescence) pixel has been developed. It is actively done.
  • a current-driven display element is provided in each pixel together with a switching element such as a thin film transistor (TFT) that is individually controlled, and an active matrix display device that controls an electro-optic element for each pixel is obtained.
  • a switching element such as a thin film transistor (TFT) that is individually controlled
  • an active matrix display device that controls an electro-optic element for each pixel is obtained.
  • a technique using a flexible polyimide film as a substrate of a flexible display device has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • TFTs, display elements, conductive wirings, and the like are formed on a flexible substrate, and flatness of the substrate surface is required in order to perform fine patterning.
  • bubbles or foreign substances may be mixed as defects in the polyimide resin layer or on the surface of the layer, resulting in a defect that the surface flatness deteriorates. Therefore, after forming the polyimide film, the position of the defect is specified by image recognition, and the peripheral area of the defect position is polished and flattened.
  • FIG. 6 is a process diagram showing a conventional substrate manufacturing method.
  • a resin layer 1 such as polyimide
  • defects 2 such as bubbles and dust adhere to the inside and the surface of the resin layer 1.
  • the surface of the resin layer 1 has a convex shape in the region where the bubble defect is mixed inside the resin layer 1, and the defect is present in the region where the defect 2 such as dust adheres to the surface of the resin layer 1. 2 protrudes from the resin layer 1, and the flatness of the surface is deteriorated.
  • the position of the defect 2 is determined by image recognition, and the peripheral region where the defect 2 exists is polished and flattened as the polishing surface 3.
  • the planarized resin layer 1 is heat-treated, and then an inorganic film 4 is formed to obtain a flexible substrate.
  • FIG. 7 is a process diagram showing a conventional substrate manufacturing method when a defect 2 such as dust exists in the resin layer 1.
  • a defect 2 such as dust exists in the resin layer 1.
  • FIG. 7A when the resin layer 1 is applied on the substrate, defects 2 such as dust are mixed in the resin layer 1, and the resin layer 1 becomes convex and has a flat surface. Sex is getting worse.
  • FIG. 7B after the resin layer 1 is formed, the position of the defect 2 is determined by image recognition, and the peripheral area where the defect 2 exists is polished and flattened as the polishing surface 3.
  • FIG. 7C when the resin layer 1 is heat-treated before the inorganic film 4 is formed, gas is generated from the defects 2 such as dust mixed in the resin layer 1, and the polishing is flattened.
  • the surface 3 is raised and a convex shape 5 is generated.
  • an inorganic film 4 is formed to obtain a flexible substrate, but the convex shape 6 is also formed on the inorganic film 4 formed on the convex shape 5. .
  • an object of the present invention is to provide a substrate manufacturing method, a substrate, and a display device that can obtain good flatness even when a flexible resin is used.
  • a substrate manufacturing method of the present invention includes a first resin layer forming step of forming a first resin layer on a base material, and firing the first resin layer to form a first fired resin layer.
  • a first through hole forming step for forming a first through hole reaching one defect, and a peripheral region of the first baked resin layer at a position where the first defect exists is polished after the first through hole forming step.
  • a first inorganic film forming step of forming a first inorganic film on the first fired resin layer.
  • a through-hole reaching from the surface of the fired resin layer to the defect is formed, so that a gas generated from the defect is discharged to the outside of the fired resin layer through the through-hole, and the fired resin layer is formed. Protruding shapes can be prevented and a substrate with good flatness can be obtained.
  • the first fired resin layer is irradiated with laser light.
  • a plurality of the first through holes are formed for one first defect.
  • the first fired resin layer is imaged and the defect is determined by image recognition.
  • the first resin layer is made of a polyimide resin.
  • the second resin layer forming step of forming a second resin layer on the first inorganic film, and the second resin layer is baked to form a second baked resin layer.
  • the image recognition result obtained by imaging the second fired resin layer and the position information of the first defect determined in the first defect determination step is determined.
  • the second resin layer is made of a polyimide resin.
  • the substrate of the present invention covers the first fired resin layer, the first defect included in the first fired resin layer, and one surface of the first fired resin layer. It has a 1st through-hole which reaches to the 1st defect from the interface of the 1st inorganic film and the 1st calcination resin layer and the 1st inorganic film.
  • a display device includes the above substrate, and a display element is mounted on the substrate.
  • the display element is an organic EL element.
  • the present invention it is possible to provide a substrate manufacturing method, a substrate, and a display device capable of obtaining good flatness even when a flexible resin is used.
  • FIG. 1 is a flowchart showing the substrate manufacturing method of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a process diagram schematically showing the substrate manufacturing method of the present embodiment.
  • a first resin layer forming step is performed in step S1, and a first resin layer is formed on a flat substrate made of glass or the like.
  • the material of the first resin layer include a polyimide resin and the like, and a fluid resin material is applied using a normal spin coating method or the like to adjust the flatness and the film thickness.
  • the thickness of the first resin layer is not particularly limited, but when a polyimide resin is used, it is preferably formed in a thickness range of about several ⁇ m to several tens of ⁇ m in order to ensure flexibility and strength.
  • step S2 the first resin layer firing step is performed, and the first resin layer is fired to form the first fired resin layer 11.
  • the baking temperature is, for example, about 450 ° C., which is higher than the temperature at which the TFT is formed in the manufacturing process of the display device.
  • a defect 12 such as dust or dust may be mixed inside the first fired resin layer 11.
  • the buried defect 12 covered with the first fired resin layer 11 has a convex surface as the size of the first fired resin layer 11 in the film thickness direction increases (the height of the defect increases). The shape is finished and the influence on the subsequent pattern formation is also increased.
  • step S3 a first defect determination process is performed, the first fired resin layer 11 is imaged, and the position of the first defect 12 is determined by an automatic optical inspection apparatus (AOI: Automated Optical Inspection). .
  • AOI Automated Optical Inspection
  • the identified position of the first defect 12 is recorded in an external storage device or the like.
  • a first through hole forming step is performed, and as shown in FIG. 2B, the first through hole 17 reaching the first defect 12 from the surface of the first fired resin layer 11 is formed.
  • the diameter of the first through hole 17 is in the range of several hundred nm to several ⁇ m, for example, about 1 ⁇ m.
  • the first through-hole 17 is formed at a depth reaching the first defect 12 buried in the first fired resin layer 11 and reaches the back side of the first fired resin layer 11. Not.
  • the light source that irradiates the laser beam L include a YAG laser, a CO 2 laser, and an excimer laser.
  • first through hole 17 may be formed anywhere as long as it reaches the first defect 12, but the center of gravity position in a state where the first defect 12 is viewed in plan, the center position in the maximum length direction, etc. It may be formed.
  • 2B shows an example in which one first through hole 17 is formed in one first defect 12, but a plurality of first through holes 17 with respect to one first defect 12 is shown. May be formed.
  • step S5 a first polishing process is performed, and as shown in FIG. 2C, the peripheral region of the first fired resin layer 11 at the position where the first defect 12 is present is polished to obtain a flattened first.
  • Let 1 be the polished surface 13.
  • the position information of the first defect 12 recorded in the first defect determination step in step S3 is used, and the peripheral area of the first defect 12 is automatically polished with a polishing tape using a normal polishing apparatus.
  • polishing polishing is performed by sandwiching a polishing tape between the polishing head and the fired resin layer 11 and sliding the polishing tape while the polishing head is pressed against the first fired resin layer 11.
  • it may be polished by pushing about several ⁇ m from a flat surface having no defect. Further, the polishing head may be moved within the peripheral region of the first defect 12.
  • a first inorganic film forming step is performed to form a first inorganic film 14 on the first baked resin layer 11 as shown in FIG.
  • the material of the first inorganic film 14 is not particularly limited, but a material having a gas barrier property that has durability at a temperature when forming a TFT with polysilicon on the first inorganic film 14 and does not transmit moisture or oxygen is used. It is preferable.
  • the first inorganic film 14 may be silicon oxide or silicon nitride.
  • the 1st baking resin layer 11 is peeled from a base material, and the board
  • a substrate 10 obtained by the substrate manufacturing method of the present embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is a first fired resin layer 11 having flexibility and a first face that covers one surface of the first fired resin layer 11. It has a laminated structure of the inorganic film 14. Moreover, the 1st defect 12 is contained in the inside of the 1st baking resin layer 11, and the 1st through-hole which reaches to the 1st defect 12 from the interface of the 1st baking resin layer 11 and the 1st inorganic film 14 17 is formed.
  • the convex shape shown by the broken line in the drawing generated in the first fired resin layer 11 by the first defect 12 is polished, and the flat first polishing is performed.
  • Surface 13 is formed.
  • a part of the first through-hole 17 formed in the first through-hole forming step is left and reaches the first defect 12 from the first polishing surface 13.
  • the gas generated from the first defect 12 is released to the outside of the first fired resin layer 11 through the first through hole 17. Therefore, gas does not accumulate in the first baked resin layer 11 and does not expand, and deterioration of the flatness of the first baked resin layer 11 in which the first polished surface 13 has a convex shape can be suppressed.
  • the diameter of the first through hole 17 is in the range of several hundred nm to several ⁇ m, so that the first inorganic film 14 can sufficiently cover the first through hole 17. it can.
  • the inside of the first through hole 17 may be filled with the first inorganic film 14 or may be a cavity.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the display device 100 using the substrate 10 obtained by the substrate manufacturing method of the present embodiment.
  • an organic EL display device is shown as the display device 100.
  • a gate insulating film 20 is formed on a substrate 10
  • a TFT 30 as an active element is formed on the gate insulating film 20, and an interlayer insulating film 40, a transparent electrode 50, an organic EL layer 60, and an upper electrode 70 are formed.
  • a known technique may be used as the display device 100, and description of the structure, operation, and manufacturing method is omitted.
  • the transparent electrode 50, the organic EL layer 60, and the upper electrode 70 constitute the organic EL element in the claims.
  • the display device 100 of this embodiment since the flexible substrate 10 manufactured by using the substrate manufacturing method shown in FIGS. 1 and 2 is used, the display device 100 also has flexibility. Further, since the substrate 10 can suppress the deterioration of flatness due to the generation of gas during the heat treatment before the formation of the inorganic film 14 as described above, the occurrence of defects in the fine patterning when forming the structure of the TFT 30 or the like. Can be reduced.
  • the substrate 10 and the display device 100 even if a flexible resin is used, after the first through holes 17 are formed in the first fired resin layer 11. Since the first inorganic film 14 is formed, the gas generated in the first defect 12 during the heat treatment is released from the first through-hole 17, and good flatness can be obtained.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the substrate manufacturing method of the present embodiment.
  • FIG. 5 is a process diagram schematically showing the substrate manufacturing method of the present embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in that each process is repeated twice in order to form two baked resin layers.
  • the first resin layer forming step, the first resin layer baking step, the first defect determining step, and the first defect as described in the first embodiment, After performing the polishing step and the first inorganic film forming step, a second resin layer forming step, a second resin layer firing step, a second defect discriminating step, and a second polishing step to form a second layer Then, the second inorganic film forming step is repeated.
  • a second resin layer forming step is performed in step S7, A fluid resin material is applied onto the inorganic film 14.
  • a second resin layer baking step is performed in step S8, and the resin layer is fired to form a second second fired resin layer 21.
  • a defect 22 such as dust or dust may be mixed in the second second fired resin layer 21.
  • step S9 a second defect determination step is performed, the second baking resin layer 21 of the second layer is imaged, and the second defect 22 included in the second layer is determined by an automatic optical inspection device. Is identified.
  • the position information of the first defect 12 recorded in step S3 is collated with 1 Those recognized at the same position as the layer are excluded because they are not included in the second layer.
  • the position of the specified second defect 22 in the second layer is recorded in an external storage device or the like.
  • step S10 a second through hole forming step is performed, and as shown in FIG. 5B, from the surface of the second layer of the second fired resin layer 21 to the second defect 22 included in the second layer.
  • the reaching second through hole 27 is formed.
  • the second through hole 27 formed in the second layer is formed with a depth reaching the second defect 22 buried in the second second fired resin layer 21. It does not reach even one inorganic film 14.
  • a second polishing step is performed in step S11, and as shown in FIG. 5C, the peripheral region of the second layer of the second fired resin layer 21 where the second defect 22 exists is polished, A flat second polishing surface 23 is used.
  • the position information of the second defect 22 recorded in the second defect determination step in step S9 is used.
  • a second inorganic film forming step is performed, and as shown in FIG. 5D, a second second inorganic film 24 is formed on the second second fired resin layer 21.
  • the 1st baking resin layer 11 is peeled from a base material, and the board
  • FIGS. 4 and 5 show an example in which two layers of the first fired resin layer 11 and the second fired resin layer 21 are formed. However, the same process is repeated a plurality of times to further have three or more fired resin layers.
  • the substrate 10 may be formed.
  • the second inorganic film 24 is formed after the second through-holes 27 are formed in the second fired resin layer 21, so that the gas generated in the second defect 22 during the heat treatment is second through-holes. It is emitted from the holes 27, and good flatness can be obtained.
  • the thickness of the flexible substrate 10 can be ensured.
  • the substrate 10 obtained by the substrate manufacturing method of the present embodiment shown in FIGS. 4 and 5 includes a flexible first fired resin layer 11, a first inorganic film 14 covering the first fired resin layer 11, and The second fired resin layer 21 covering the first inorganic film 14 and the second inorganic film 24 covering the second fired resin layer 21 are laminated.
  • the second baked resin layer 21 includes a second defect 22, and a second through hole that reaches the second defect 22 from the interface between the second baked resin layer 21 and the second inorganic film 24. 27 is formed.
  • the present invention is not limited to an organic EL display device using an organic EL element, and the display element to be used is not limited as long as the display device includes various display elements whose luminance and transmittance are controlled by current.
  • the current control display element include an organic EL (Electro Luminescence) display provided with an OLED (Organic Light Emitting Diode) or an EL display QLED such as an inorganic EL display provided with an inorganic light emitting diode ( There are QLED displays equipped with Quantum dot Lighting Emitting Diode: quantum dot light emitting diode).

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Abstract

基材上に第１樹脂層を形成する第１樹脂層形成工程（Ｓ１）と、第１樹脂層を焼成して第１焼成樹脂層を形成する第１樹脂層焼成工程（Ｓ２）と、第１焼成樹脂層内の第１欠陥を判別する第１欠陥判別工程（Ｓ３）と、第１欠陥が存在する位置に第１焼成樹脂層の表面から第１欠陥まで到達する第１貫通孔を形成する第１第１貫通孔形成工程（Ｓ４）と、第１貫通孔形成工程（Ｓ４）の後に、第１焼成樹脂層における第１欠陥が存在する位置の周辺領域を研磨する第１研磨工程（Ｓ５）と、第１焼成樹脂層上に第１無機膜を形成する第１無機膜形成工程（Ｓ６）とを備える基板製造方法。

Description

基板製造方法、基板および表示装置
　本発明は、基板製造方法、基板および表示装置に関する。
　マトリクスに配置された画素を構成する表示素子には、電流駆動型の有機ＥＬ素子がよく知られている。近年においては、表示装置が組み込まれたディスプレイを大型化かつ薄型化できると共に、表示される画像の鮮やかさに注目されて、画素に有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を含んだ有機ＥＬ表示装置の開発が盛んに行われている。
　特に、電流駆動型の表示素子を、個別に制御する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチ素子と共に各画素に設け、画素ごとに電気光学素子を制御するアクティブマトリクス型の表示装置とされることが多い。アクティブマトリクス型の表示装置とすることによって、パッシブ型の表示装置よりも高精細な画像表示を行うことができるからである。
　また、フレキシブルな表示装置の基板として可撓性を有するポリイミド膜を用いる技術も提案されている（例えば特許文献１を参照）。このような表示装置では、可撓性を有する基板上にＴＦＴや表示素子、導電配線等を形成しており、微細なパターニングを実施するために基板表面の平坦性が要求される。しかし、基板であるポリイミド膜の形成工程において、ポリイミド樹脂の層中や層表面に気泡や異物が欠陥として混入し、表面の平坦性が悪化する不良が生じる場合があった。そのため、ポリイミド膜を形成した後に、画像認識により欠陥の位置を特定し、欠陥位置の周辺領域を研磨して平坦化することも行われていた。
　図６は、従来の基板製造方法を示す工程図である。図６（ａ）に示すように、平板なガラス等の基材上にポリイミド等の樹脂層１を塗布した際に、気泡や塵等の欠陥２が樹脂層１の内部や表面に付着する。このような欠陥２が存在すると、樹脂層１の内部に気泡の欠陥が混入した領域では樹脂層１の表面が凸形状となり、樹脂層１の表面に塵等の欠陥２が付着した領域では欠陥２が樹脂層１から突出し、表面の平坦性が悪化している。次に図６（ｂ）に示すように、樹脂層１を形成した後に画像認識によって欠陥２の位置を判別し、欠陥２の存在する周辺領域を研磨して、研磨面３として平坦化する。最後に図６（ｃ）に示すように、平坦化した樹脂層１を加熱処理した後に無機膜４を形成して可撓性を有する基板を得る。
特開２０１４－０２６９６９号公報
　図６（ａ）～（ｃ）で示したように、樹脂層１の内部に混入した欠陥２が気泡である場合や、樹脂層１の表面に塵等の欠陥２が付着した場合には、欠陥２が存在する領域の研磨によって良好に平坦化をすることができる。しかし、樹脂層１の内部に塵等の欠陥２が存在する場合には、以下に述べるような問題があった。
　図７は、樹脂層１の内部に塵等の欠陥２が存在する場合の従来の基板製造方法を示す工程図である。図７（ａ）に示すように、基材上に樹脂層１を塗布した際に、塵等の欠陥２が樹脂層１の内部に混入し、樹脂層１が凸形状となって表面の平坦性が悪化している。次に図７（ｂ）に示すように、樹脂層１を形成した後に画像認識によって欠陥２の位置を判別し、欠陥２の存在する周辺領域を研磨して、研磨面３として平坦化する。次に図７（ｃ）に示すように、無機膜４を形成する前に樹脂層１を加熱処理すると、樹脂層１内部に混入した塵等の欠陥２からガスが発生し、平坦化した研磨面３が隆起して凸形状５が生じてしまう。最後に図７（ｄ）に示すように、無機膜４を形成して可撓性を有する基板を得るが、凸形状５上に形成された無機膜４にも凸形状６が形成されてしまう。
　図７（ａ）～（ｄ）で示したように、従来の基板製造方法では、樹脂層１の内部に塵等の欠陥２が混入した場合には、無機膜４を形成する前の加熱処理で生じた凸形状５が残留するために、良好な平坦性を得ることが困難であるという問題があった。このように平坦性が良好ではない基板を表示装置に用いると、基板上にＴＦＴや表示素子、導電配線等を形成するための微細なパターニングで不良が生じてしまう。
　そこで本発明は、可撓性を有する樹脂を用いても良好な平坦性を得ることが可能な基板製造方法、基板および表示装置を提供することを課題とする。
　上記課題を解決するため本発明の基板製造方法は、基材上に第１樹脂層を形成する第１樹脂層形成工程と、前記第１樹脂層を焼成して第１焼成樹脂層を形成する第１樹脂層焼成工程と、前記第１焼成樹脂層内の第１欠陥を判別する第１欠陥判別工程と、前記第１欠陥が存在する位置に、前記第１焼成樹脂層の表面から前記第１欠陥まで到達する第１貫通孔を形成する第１貫通孔形成工程と、前記第１貫通孔形成工程の後に、前記第１焼成樹脂層における前記第１欠陥が存在する位置の周辺領域を研磨する研磨工程と、前記第１焼成樹脂層上に第１無機膜を形成する第１無機膜形成工程と、を備えることを特徴とする。
　このような基板製造方法では、焼成樹脂層の表面から欠陥まで到達する貫通孔を形成するため、欠陥から生じたガスを貫通孔を介して焼成樹脂層の外部に放出して、焼成樹脂層に凸形状が生じることを防止でき、良好な平坦性の基板を得ることが可能となる。
　また、本発明の一実施態様では、前記第１貫通孔形成工程では、前記第１焼成樹脂層に対してレーザ光を照射する。
　また、本発明の一実施態様では、前記第１貫通孔形成工程では、一箇所の前記第１欠陥に対して複数の前記第１貫通孔を形成する。
　また、本発明の一実施態様では、前記第１欠陥判別工程では、前記第１焼成樹脂層を撮像して画像認識により前記欠陥を判別する。
　また、本発明の一実施態様では、前記第１樹脂層は、ポリイミド樹脂からなる。
　また、本発明の一実施態様では、前記第１無機膜上に第２樹脂層を形成する第２樹脂層形成工程と、前記第２樹脂層を焼成して第２焼成樹脂層を形成する第２樹脂層焼成工程と、前記第２焼成樹脂層内の第２欠陥を判別する第２欠陥判別工程と、前記第２欠陥が存在する位置に、前記第２焼成樹脂層の表面から前記第２欠陥まで到達する第２貫通孔を形成する第２貫通孔形成工程と、前記第２焼成樹脂層上に第２無機膜を形成する第２無機膜形成工程と、を備える。
　また、本発明の一実施態様では、前記第２欠陥判別工程では、前記第２焼成樹脂層を撮像して画像認識した結果と、前記第１欠陥判別工程で判別した前記第１欠陥の位置情報を照合して、前記第２欠陥を判別する。
　また、本発明の一実施態様では、前記第２樹脂層は、ポリイミド樹脂からなる。
　また、上記課題を解決するため本発明の基板は、第１焼成樹脂層と、前記第１焼成樹脂層の内部に含まれる第１欠陥と、前記第１焼成樹脂層の一方の面を被覆する第１無機膜と、前記第１焼成樹脂層と前記第１無機膜との界面から、前記第１欠陥まで到達する第１貫通孔と、を有することを特徴とする。
　また、上記課題を解決するため本発明の表示装置は、上記基板を備え、前記基板上に表示素子を搭載したことを特徴とする。
　また、本発明の一実施態様では、前記表示素子が、有機ＥＬ素子である。
　本発明によれば、可撓性を有する樹脂を用いても良好な平坦性を得ることが可能な基板製造方法、基板および表示装置を提供することができる。
第１実施形態の基板製造方法を示すフロー図である。 第１実施形態の基板製造方法を模式的に示す工程図である。 第１実施形態の基板製造方法で得られた基板１０を用いた表示装置１００を示す模式断面図である。 第２実施形態の基板製造方法を示すフロー図である。 第２実施形態の基板製造方法を模式的に示す工程図である。 従来の基板製造方法を示す工程図である。 樹脂層１の内部に塵等の欠陥２が存在する場合の従来の基板製造方法を示す工程図である。
＜第１実施形態＞
　以下、本発明に係る実施の形態を、図を参照しながら詳しく説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。図１は、本実施形態の基板製造方法を示すフロー図である。図２は、本実施形態の基板製造方法を模式的に示す工程図である。
　図１に示すように、ステップＳ１で第１樹脂層形成工程を実施し、ガラス等からなる平板状の基材上に第１樹脂層を形成する。第１樹脂層の材料としてはポリイミド樹脂等が挙げられ、通常のスピンコート法等を用いて流動性のある樹脂材料を塗布し、平坦性と膜厚が調整される。第１樹脂層の厚さは特に限定されないが、ポリイミド樹脂を用いる場合には可撓性と強度を確保するために数μｍ～数十μｍ程度の厚さ範囲で形成することが好ましい。
　次に、ステップＳ２で第１樹脂層焼成工程を実施し、第１樹脂層を焼成して第１焼成樹脂層１１を形成する。第１樹脂層としてポリイミド樹脂を用いる場合には、焼成温度は例えば約４５０℃であり、表示装置の製造工程でＴＦＴを形成する温度より高温とされる。このとき、図２（ａ）に示すように、第１焼成樹脂層１１の内部に塵や埃等の欠陥１２が混入することがある。第１焼成樹脂層１１によって被覆された埋没欠陥１２は、第１焼成樹脂層１１の膜厚方向のサイズが大きくなればなるほど（欠陥の高さが高くなるほど）、焼成樹脂層１１の表面が凸形状に仕上ってしまい、後のパターン形成への影響も大きくなっていく。
　次に、ステップＳ３で第１欠陥判別工程を実施し、第１焼成樹脂層１１を撮像して自動光学検査装置（ＡＯＩ：Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）で、第１欠陥１２を判別して位置を特定する。特定された第１欠陥１２の位置は、外部記憶装置等に記録される。
　次に、ステップＳ４で第１貫通孔形成工程を実施し、図２（ｂ）に示すように、第１焼成樹脂層１１の表面から第１欠陥１２まで到達する第１貫通孔１７を形成する。第１貫通孔１７の直径は数百ｎｍ～数μｍの範囲であり、例えば約１μｍの直径とする。また第１貫通孔１７は、第１焼成樹脂層１１の内部に埋没している第１欠陥１２に到達する深さで形成されており、第１焼成樹脂層１１の裏面側にまでは到達していない。このような直径と深さの第１貫通孔１７を形成するために、第１貫通孔形成工程ではレーザ光Ｌの照射を用いることが好ましい。レーザ光Ｌを照射する光源としては、例えばＹＡＧ系レーザやＣＯ２レーザ、エキシマレーザ等が挙げられる。
　また、第１貫通孔１７は第１欠陥１２に到達する位置であればどこに形成してもよいが、第１欠陥１２を平面視した状態での重心位置や、最大長さ方向の中央位置などに形成するとしてもよい。また図２（ｂ）では、一箇所の第１欠陥１２に１つの第１貫通孔１７を形成した例を示しているが、一箇所の第１欠陥１２に対して複数の第１貫通孔１７を形成するとしてもよい。
　次に、ステップＳ５で第１研磨工程を実施し、図２（ｃ）に示すように、第１焼成樹脂層１１における第１欠陥１２が存在する位置の周辺領域を研磨し、平坦化な第１研磨面１３とする。研磨には、ステップＳ３の第１欠陥判別工程で記録した第１欠陥１２の位置情報を用い、通常の研磨装置を用いて第１欠陥１２の周辺領域を研磨テープで自動研磨する。研磨装置では、研磨ヘッドと焼成樹脂層１１の間に研磨テープを挟み、研磨ヘッドを第１焼成樹脂層１１に押し当てた状態で研磨テープを摺動させることで研磨が行われる。例えば、研磨ヘッドとして先端が曲率Ｒ＝１．７５ｍｍの研磨ヘッドを用い、研磨ヘッドを第１焼成樹脂層１１の欠陥の無いフラット面まで下降させフラットな仕上りがになるよう研磨を行うのが好ましいが、欠陥の無いフラット面から数μｍ程度押し込んで研磨してもよい。また、研磨ヘッドを第１欠陥１２の周辺領域内で移動させるとしてもよい。
　次に、ステップＳ６で第１無機膜形成工程を実施し、図２（ｄ）に示すように、第１焼成樹脂層１１上に第１無機膜１４を形成する。第１無機膜１４の材料は特に限定されないが、第１無機膜１４上にポリシリコンでＴＦＴを形成する際の温度に耐久性を有し、水分や酸素を透過しないガスバリア性を有する材料を用いることが好ましい。例えば、第１無機膜１４としては酸化ケイ素や窒化ケイ素が挙げられる。最後に、基材から第１焼成樹脂層１１を剥離して、可撓性を有する基板１０を得る。
　図１，２で示した本実施形態の基板製造方法で得られた基板１０は、可撓性を有する第１焼成樹脂層１１と、第１焼成樹脂層１１の一方の面を被覆する第１無機膜１４の積層構造を有している。また、第１焼成樹脂層１１の内部には第１欠陥１２が含まれており、第１焼成樹脂層１１と第１無機膜１４との界面から、第１欠陥１２まで到達する第１貫通孔１７が形成されている。
　図２（ｃ）に示したように、研磨工程を実施した後には、第１欠陥１２により第１焼成樹脂層１１に生じた図中破線で示した凸形状が研磨され、平坦な第１研磨面１３が形成される。このとき、第１貫通孔形成工程で形成された第１貫通孔１７は一部が残されており、第１研磨面１３から第１欠陥１２に到達している。これにより、第１無機膜１４を形成する前の加熱処理時にも、第１欠陥１２から発生したガスは第１貫通孔１７を介して第１焼成樹脂層１１の外部に放出される。よって、第１焼成樹脂層１１内にガスが溜まって膨張することがなく、第１研磨面１３が凸形状となる第１焼成樹脂層１１の平坦性悪化を抑制することができる。
　また、図２（ｄ）に示したように、第１貫通孔１７の直径は数百ｎｍ～数μｍの範囲としているため、第１無機膜１４で第１貫通孔１７を十分に覆うことができる。ここで、第１貫通孔１７の内部は、第１無機膜１４が充填されていてもよく、空洞であってもよい。
　図３は、本実施形態の基板製造方法で得られた基板１０を用いた表示装置１００を示す模式断面図である。図３では表示装置１００として有機ＥＬ表示装置を示している。表示装置１００は、基板１０上にゲート絶縁膜２０が形成され、ゲート絶縁膜２０にアクティブ素子であるＴＦＴ３０が形成され、層間絶縁膜４０、透明電極５０、有機ＥＬ層６０、上部電極７０が形成されている。ＴＦＴ３０やその他の配線等は、表示装置１００として公知の技術を用いればよく、構造や動作、製造方法については説明を省略する。なお、透明電極５０、有機ＥＬ層６０、及び上部電極７０は、請求の範囲における有機ＥＬ素子を構成している。
　本実施形態の表示装置１００では、図１，２で示した基板製造方法を用いて製造した可撓性を有する基板１０を用いているため、表示装置１００も可撓性を有するものとなる。また基板１０は、上述したように無機膜１４を形成する前の加熱処理時にガスの発生で平坦性が悪化することを抑制できるため、ＴＦＴ３０等の構造を形成する際の微細なパターニングにおける不良発生を低減することができる。
　以上に述べたように、本実施形態の基板製造方法、基板１０および表示装置１００では、可撓性を有する樹脂を用いても、第１焼成樹脂層１１に第１貫通孔１７を形成した後に第１無機膜１４を形成するため、加熱処理時に第１欠陥１２で発生したガスが第１貫通孔１７から放出され、良好な平坦性を得ることが可能となる。
＜第２実施形態＞
　次に、本発明の第２実施形態について図面を用いて説明する。第１実施形態と重複する構成は説明を省略する。図４は、本実施形態の基板製造方法を示すフロー図である。図５は、本実施形態の基板製造方法を模式的に示す工程図である。本実施形態では、焼成樹脂層を２層形成するために、各工程を２回繰り返す点が第１実施形態とは異なっている。
　本実施形態の基板製造方法では図４に示すように、第１実施形態で説明したと同様に第１樹脂層形成工程と、第１樹脂層焼成工程と、第１欠陥判別工程と、第１研磨工程と、第１無機膜形成工程を実施した後に、２層目を形成するために第２樹脂層形成工程と、第２樹脂層焼成工程と、第２欠陥判別工程と、第２研磨工程と、第２無機膜形成工程を繰り返す。
　図１に示したステップＳ１～Ｓ６を実施し、１層目の第１焼成樹脂層１１と第１無機膜１４を形成した後に、ステップＳ７で第２樹脂層形成工程を実施して、第１無機膜１４上に流動性のある樹脂材料を塗布する。次に、ステップＳ８で第２樹脂層焼成工程を実施し、樹脂層を焼成して２層目の第２焼成樹脂層２１を形成する。このとき、図５（ａ）に示すように、２層目の第２焼成樹脂層２１の内部に塵や埃等の欠陥２２が混入することがある。
　次に、ステップＳ９で第２欠陥判別工程を実施し、２層目の第２焼成樹脂層２１を撮像して自動光学検査装置で、２層目に含まれる第２欠陥２２を判別して位置を特定する。このとき、１層目の第１焼成樹脂層１１に含まれる第１欠陥１２も認識されてしまうので、ステップＳ３で記録していた１層目の第１欠陥１２の位置情報と照合し、１層目と同じ位置で認識されたものは２層目に含まれていないとして除外する。特定された２層目の第２欠陥２２の位置は、外部記憶装置等に記録される。
　次に、ステップＳ１０で第２貫通孔形成工程を実施し、図５（ｂ）に示すように、２層目の第２焼成樹脂層２１の表面から２層目に含まれる第２欠陥２２まで到達する第２貫通孔２７を形成する。２層目に形成する第２貫通孔２７は、２層目の第２焼成樹脂層２１の内部に埋没している第２欠陥２２に到達する深さで形成されており、１層目の第１無機膜１４にまでは到達していない。
　次に、ステップＳ１１で第２研磨工程を実施し、図５（ｃ）に示すように、２層目の第２焼成樹脂層２１における第２欠陥２２が存在する位置の周辺領域を研磨し、平坦な第２研磨面２３とする。研磨には、ステップＳ９の第２欠陥判別工程で記録した第２欠陥２２の位置情報を用いる。次に、ステップＳ１２で第２無機膜形成工程を実施し、図５（ｄ）に示すように、２層目の第２焼成樹脂層２１上に２層目の第２無機膜２４を形成する。最後に、基材から第１焼成樹脂層１１を剥離して、可撓性を有する基板１０を得る。図４，５では、第１焼成樹脂層１１と第２焼成樹脂層２１の２層を形成した例を示したが、同様の工程を複数回繰り返すことでさらに３層以上の焼成樹脂層を有する基板１０を形成するとしてもよい。
　本実施形態の基板製造方法でも、第２焼成樹脂層２１に第２貫通孔２７を形成した後に第２無機膜２４を形成するため、加熱処理時に第２欠陥２２で発生したガスが第２貫通孔２７から放出され、良好な平坦性を得ることが可能となる。このように多層構造とすることで、可撓性を有する基板１０の厚さを確保することもできる。
　図４，５で示した本実施形態の基板製造方法で得られた基板１０は、可撓性を有する第１焼成樹脂層１１と、第１焼成樹脂層１１を被覆する第１無機膜１４と、第１無機膜１４を被覆する第２焼成樹脂層２１と、第２焼成樹脂層２１を被覆する第２無機膜２４の積層構造を有している。また、第２焼成樹脂層２１の内部には第２欠陥２２が含まれており、第２焼成樹脂層２１と第２無機膜２４との界面から、第２欠陥２２まで到達する第２貫通孔２７が形成されている。
　また、本発明は有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置だけではなく、電流によって輝度や透過率が制御される各種表示素子を備えた表示装置であれば、用いる表示素子は限定されない。電流制御の表示素子としては、例えばＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ：有機発光ダイオード）を備えた有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、または無機発光ダイオードを備えた無機ＥＬディスプレイ等のＥＬディスプレイＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ ｄｏｔ Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ：量子ドット発光ダイオード）を備えたＱＬＥＤディスプレイ等がある。
　なお、今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
１１…第１焼成樹脂層
１２…第１欠陥
１３…第１研磨面
１４…第１無機膜
１７…第１貫通孔
２１…第２焼成樹脂層
２２…第２欠陥
２３…第２研磨面
２４…第２無機膜
２７…第２貫通孔
５，６…凸形状
１０…基板
２０…ゲート絶縁膜
３０…ＴＦＴ
４０…層間絶縁膜
５０…透明電極
６０…有機ＥＬ層
７０…上部電極
１００…表示装置
 
 

Claims (11)

  1. 　基材上に第１樹脂層を形成する第１樹脂層形成工程と、
    　前記第１樹脂層を焼成して第１焼成樹脂層を形成する第１樹脂層焼成工程と、
    　前記第１焼成樹脂層内の第１欠陥を判別する第１欠陥判別工程と、
    　前記第１欠陥が存在する位置に、前記第１焼成樹脂層の表面から前記第１欠陥まで到達する第１貫通孔を形成する第１貫通孔形成工程と、
    前記第１貫通孔形成工程の後に、前記第１焼成樹脂層における前記第１欠陥が存在する位置の周辺領域を研磨する研磨工程と、
    　前記第１焼成樹脂層上に第１無機膜を形成する第１無機膜形成工程と、
    を備えることを特徴とする基板製造方法。
  2. 　請求項１に記載の基板製造方法であって、
    　前記第１貫通孔形成工程では、前記第１焼成樹脂層に対してレーザ光を照射することを特徴とする基板製造方法。
  3. 　請求項１または２に記載の基板製造方法であって、
    　前記第１貫通孔形成工程では、一箇所の前記第１欠陥に対して複数の前記第１貫通孔を形成することを特徴とする基板製造方法。
  4. 　請求項１から３の何れか一つに記載の基板製造方法であって、
    　前記第１欠陥判別工程では、前記第１焼成樹脂層を撮像して画像認識により前記第１欠陥を判別することを特徴とする基板製造方法。
  5. 　請求項１から４の何れか一つに記載の基板製造方法であって、
    　前記第１樹脂層は、ポリイミド樹脂からなることを特徴とする基板製造方法。
  6. 　請求項１から５の何れか一つに記載の基板製造方法であって、
    　前記第１無機膜上に第２樹脂層を形成する第２樹脂層形成工程と、
    　前記第２樹脂層を焼成して第２焼成樹脂層を形成する第２樹脂層焼成工程と、
    　前記第２焼成樹脂層内の第２欠陥を判別する第２欠陥判別工程と、
    　前記第２欠陥が存在する位置に、前記第２焼成樹脂層の表面から前記第２欠陥まで到達する第２貫通孔を形成する第２貫通孔形成工程と、
    　前記２貫通孔形成工程の後に、前記第２焼成樹脂層における前記第２欠陥が存在する位置の周辺領域を研磨する第２研磨工程と、
    　前記第２焼成樹脂層上に第２無機膜を形成する第２無機膜形成工程と、
    を備えることを特徴とする基板製造方法。
  7. 　請求項６に記載の基板製造方法であって、
    　前記第２欠陥判別工程では、前記第２焼成樹脂層を撮像して画像認識した結果と、前記第１欠陥判別工程で判別した前記第１欠陥の位置情報を照合して、前記第２欠陥を判別することを特徴とする基板製造方法。
  8. 　請求項６または７に記載の基板製造方法であって、
    　前記第２樹脂層は、ポリイミド樹脂からなることを特徴とする基板製造方法。
  9. 　第１焼成樹脂層と、
    　前記第１焼成樹脂層の内部に含まれる第１欠陥と、
    　前記第１焼成樹脂層の一方の面を被覆する第１無機膜と、
    　前記第１焼成樹脂層と前記第１無機膜との界面から、前記第１欠陥まで到達する第１貫通孔と、
    　を有することを特徴とする基板。
  10. 　請求項９に記載の基板を備え、前記基板上に表示素子を搭載したことを特徴とする表示装置。
  11. 　請求項１０に記載の表示装置であって、
    　前記表示素子が、有機ＥＬ素子であることを特徴とする表示装置。
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