JP2015060780A - 表示装置の製造方法及び製造システム - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性の高い表示装置の製造方法及び製造システムを提供する。【解決手段】実施形態によれば、基板の上に第１樹脂層を形成する工程と、第１樹脂層の上に表示層を形成する工程と、表示層の上に接着層を介して第２樹脂層を接着する工程と、基板を除去する工程と、接着層の密度を高くする工程と、を備えた表示装置の製造方法が提供される。表示層は、第１樹脂層と表示層との積層方向に対して垂直な方向に並ぶ複数の画素を含む。複数の画素のそれぞれは、第１樹脂層の上に設けられた第１電極と、第１電極の上に設けられた有機発光層と、有機発光層の上に設けられた第２電極と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、表示装置の製造方法及び製造システムに関する。

電界発光（エレクトロルミネッセンス、ＥＬ)素子を用いた表示装置がある。電界発光素子を用いた表示装置では、軽量化や大型化という要求に加え、長期信頼性、形状の自由性が高いこと、曲面表示が可能なことなどの高度な要求がなされている。そこで、表示装置に用いる基板としては、重くて割れやすく大面積化が困難なガラス基板に代わって、透明プラスチック等の樹脂層が注目を集めている。表示装置の製造において、ガラス基板などの支持基板の上に樹脂層を設け、樹脂層上に回路および表示層を形成したのちに、樹脂層から支持基板を剥離して表示装置を形成する方法がある。こうした表示装置の製造方法において、信頼性の向上が望まれる。

特開２０１２−２７１７７号公報

本発明の実施形態は、信頼性の高い表示装置の製造方法及び製造システムを提供する。

本発明の実施形態によれば、基板の上に第１樹脂層を形成する工程と、前記第１樹脂層の上に表示層を形成する工程と、前記表示層の上に接着層を介して第２樹脂層を接着する工程と、前記基板を除去する工程と、前記接着層の密度を高くする工程と、を備えた表示装置の製造方法が提供される。前記表示層は、前記第１樹脂層と前記表示層との積層方向に対して垂直な方向に並ぶ複数の画素を含む。前記複数の画素のそれぞれは、前記第１樹脂層の上に設けられた第１電極と、前記第１電極の上に設けられた有機発光層と、前記有機発光層の上に設けられた第２電極と、を含む。

第１の実施形態に係る表示装置を模式的に表す断面図である。 図２（ａ）〜図２（ｃ）は、第１の実施形態に係る表示装置の製造工程順を模式的に表す断面図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１の実施形態に係る表示装置の製造工程順を模式的に表す断面図である。 第１の実施形態に係る表示装置の製造方法を模式的に表すフローチャートである。 第２の実施形態に係る表示装置を模式的に表す断面図である。 図６（ａ）〜図６（ｃ）は、第２の実施形態に係る表示装置の製造工程順を模式的に表す断面図である。 第２の実施形態に係る表示装置の製造工程順を模式的に表す断面図である。 第３の実施形態に係る製造システムを模式的に表すブロック図である。

以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る表示装置を模式的に表す断面図である。
図１に表したように、表示装置１１０は、第１樹脂層１１と、第２樹脂層１２と、表示層１３と、接着層１４と、を備える。表示装置１１０は、例えば、表示層１３を第１樹脂層１１と第２樹脂層１２とで支持する。表示装置１１０は、例えば、可撓性を有する。表示装置１１０は、例えば、フレキシブルな表示装置である。

表示層１３は、第１樹脂層１１の上に設けられる。第２樹脂層１２は、表示層１３の上に設けられる。接着層１４は、表示層１３と第２樹脂層１２との間に設けられる。第２樹脂層１２は、接着層１４によって表示層１３の上に接着されている。

この例では、表示装置１１０が、第１封止層２１と、第２封止層２２と、をさらに備える。第１封止層２１及び第２封止層２２は、必要に応じて設けられ、省略可能である。第１封止層２１は、第１樹脂層１１の上に設けられる。この例では、表示層１３が、第１封止層２１の上に設けられる。第２封止層２２は、表示層１３の上に設けられる。この例では、接着層１４が、第２封止層２２の上に設けられる。すなわち、この例では、第２樹脂層１２が、接着層１４を介して第２封止層２２に接着される。

第１樹脂層１１は、可撓性を有する。この例において、第１樹脂層１１は、光透過性をさらに有する。また、第１樹脂層１１は、例えば、表示層１３の形成などにおいて実質的に変化しない熱特性を有する。第１樹脂層１１には、例えば、ポリイミドが用いられる。

第１封止層２１は、例えば、水分や不純物の透過を抑制する。第１封止層２１は、例えば、表示層１３を水分や不純物などから保護する。第１封止層２１には、例えば、可撓性と光透過性とガスバリア性とを有する材料が用いられる。第１封止層２１には、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、または、シリコン酸窒化膜などが用いられる。

表示層１３は、複数の画素３０を含む。複数の画素３０は、第１樹脂層１１と表示層１３との積層方向に対して垂直な方向に並ぶ。

ここで、第１樹脂層１１と表示層１３との積層方向に対して平行な方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｘ軸方向及びＺ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。

複数の画素３０は、例えば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に並ぶ。複数の画素３０は、例えば、積層方向に対して垂直な面内（Ｘ−Ｙ平面）において、二次元マトリクス状に配置される。

複数の画素３０のそれぞれは、第１電極３１と、第２電極３２と、有機発光層３３と、を含む。第１電極３１は、第１樹脂層１１の上に設けられる。有機発光層３３は、第１電極３１の上に設けられる。第２電極３２は、有機発光層３３の上に設けられる。第１電極３１は、例えば、光透過性を有する。第２電極３２は、例えば、光反射性を有する。第２電極３２の光反射率は、第１電極３１の光反射率よりも大きい。

有機発光層３３は、第１電極３１及び第２電極３２のそれぞれと電気的に接続される。これにより、第１電極３１と第２電極３２との間に電圧を印加することで、有機発光層３３に電流が流れる。このように、第１電極３１と第２電極３２とを介して有機発光層３３に電流を流す。これにより、有機発光層３３から光が放出される。

この例では、有機発光層３３から放出された光が、第１電極３１を透過し、第１樹脂層１１から外部に出射される。すなわち、この例において、表示装置１１０は、いわゆるボトムエミッション型である。例えば、第１電極３１を光反射性とし、第２電極３２を光透過性とし、第２樹脂層１２から光を出射させてもよい。すなわち、表示装置１１０は、いわゆるトップエミッション型でもよい。

画素３０とは、例えば、表示装置１１０において、有機発光層３３から光が放出される部分である。表示装置１１０では、二次元マトリクス状に並べられた各画素３０の発光を制御する。これにより、表示装置１１０において、画像を表示することができる。

この例では、表示層１３が、複数の薄膜トランジスタ３５を含む。複数の薄膜トランジスタ３５のそれぞれが、複数の画素３０のそれぞれに対応して設けられる。この例では、各画素３０の発光が、各薄膜トランジスタ３５によって制御される。各画素３０と各薄膜トランジスタ３５との組み合わせが、マトリクス状に並べて配置される。すなわち、この例において、表示装置１１０は、有機ＥＬを用いたアクティブマトリクス方式の表示装置である。

各画素３０の駆動方式は、アクティブマトリクス方式に限ることなく、例えば、パッシブマトリクス方式でもよいし、他の駆動方式でもよい。例えば、パッシブマトリクス方式の場合、画素３０毎に薄膜トランジスタ３５を設ける必要はない。すなわち、薄膜トランジスタ３５は、必要に応じて設けられ、省略可能である。

各薄膜トランジスタ３５は、第１樹脂層１１の上に並べて設けられる。この例では、各薄膜トランジスタ３５が、第１封止層２１の上に設けられる。

薄膜トランジスタ３５は、例えば、第１導電部４１と、第２導電部４２と、ゲート電極４３と、ゲート絶縁膜４４と、半導体層４５と、チャネル保護膜４６と、を含む。

ゲート電極４３は、第１封止層２１の上に設けられる。ゲート電極４３には、例えば、アルミニウム、銅、モリブデン、タンタル、チタン、又は、タングステンなどが用いられる。

ゲート絶縁膜４４は、ゲート電極４３の上に設けられる。この例では、複数の薄膜トランジスタ３５のそれぞれのゲート絶縁膜４４が、互いに連続している。換言すれば、この例では、１つのゲート絶縁膜が、複数のゲート電極４３のそれぞれを覆うように、第１封止層２１の全体の上に設けられている。ゲート絶縁膜４４には、例えば、絶縁性と光透過性とを有する材料が用いられる。ゲート絶縁膜４４には、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜及びシリコン酸窒化膜のいずれかが用いられる。

半導体層４５は、ゲート絶縁膜４４の上に設けられる。ゲート絶縁膜４４は、ゲート電極４３と半導体層４５との間に設けられ、ゲート電極４３と半導体層４５とを絶縁する。半導体層４５には、例えば、アモルファスシリコンが用いられる。半導体層４５には、例えば、レーザーアニールなどによって結晶化させたポリシリコンやＺｎＯやＩｎＧａＺｎＯなどの酸化物半導体、または、ペンタセンなどの有機半導体などを用いてもよい。

第１導電部４１は、半導体層４５と電気的に接続されている。第２導電部４２は、半導体層４５と電気的に接続されている。第１導電部４１及び第２導電部４２には、例えば、Ｔｉ、Ａｌ及びＭｏなどが用いられる。第１導電部４１及び第２導電部４２は、例えば、Ｔｉ、Ａｌ及びＭｏの少なくともいずれかを含む積層体でもよい。第１導電部４１は、薄膜トランジスタ３５のソース電極及びドレイン電極の一方である。第２導電部４２は、薄膜トランジスタ３５のソース電極及びドレイン電極の他方である。

チャネル保護膜４６は、半導体層４５の上に設けられている。チャネル保護膜４６は、半導体層４５を保護する。チャネル保護膜４６には、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、又は、シリコン酸窒化膜などが用いられる。

第１導電部４１は、半導体層４５の一部を覆う。第２導電部４２は、半導体層４５の別の一部を覆う。半導体層４５は、第１導電部４１及び第２導電部４２に覆われない部分を有する。ゲート電極４３は、Ｘ−Ｙ平面に対して平行な平面に投影したときに、第１導電部４１と第２導電部４２との間の部分に重なる。これにより、ゲート電極４３に電圧を印加することで、半導体層４５にチャネルが発生し、第１導電部４１と第２導電部４２との間に電流が流れる。

この例では、半導体層４５がゲート電極４３の上に設けられたボトムゲート型の薄膜トランジスタ３５を用いている。薄膜トランジスタ３５は、ボトムゲート型に限ることなく、例えば、ゲート電極４３が半導体層４５の上に設けられたトップゲート型でもよい。

この例において、表示層１３は、パッシベーション膜５０と、カラーフィルタ５２と、バンク層５４と、をさらに含む。

パッシベーション膜５０は、薄膜トランジスタ３５と第１電極３１との間に設けられる。パッシベーション膜５０には、例えば、絶縁性と光透過性とを有する材料が用いられる。パッシベーション膜５０には、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜及びシリコン酸窒化膜のいずれかが用いられる。

カラーフィルタ５２は、第１電極３１とパッシベーション膜５０との間に設けられる。カラーフィルタ５２は、例えば、画素３０毎に異なる色を有する。カラーフィルタ５２は、例えば、赤色、緑色及び青色のいずれかのカラー樹脂膜（例えばカラーレジスト）が用いられる。例えば、赤色、緑色及び青色の各カラーフィルタ５２が、各画素３０に所定のパターンで配置される。有機発光層３３から放出された光は、カラーフィルタ５２を透過して第１樹脂層１１側から外部に出射する。これにより、カラーフィルタ５２に応じた色の光が、各画素３０から放出される。カラーフィルタ５２は、必要に応じて設けられる。カラーフィルタ５２は、省略可能である。

第１電極３１は、第１導電部４１及び第２導電部４２のいずれか一方と電気的に接続される。この例では、第１電極３１は、第１導電部４１（例えばソース）と電気的に接続される。

第１電極３１は、カラーフィルタ５２の上に設けられる。第１電極３１には、例えば、導電性と光透過性とを有する材料が用いられる。第１電極３１には、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などが用いられる。

パッシベーション膜５０及びカラーフィルタ５２には、第１導電部４１の一部を露呈させる開口が、それぞれ設けられている。第１電極３１の一部は、パッシベーション膜５０及びカラーフィルタ５２のそれぞれの開口内に入り込んでいる。第１電極３１は、例えば、第１導電部４１の開口に露呈された部分において、第１導電部４１と電気的に接続される。第１電極３１は、例えば、第１導電部４１の開口に露呈された部分に接する。

バンク層５４は、第１電極３１及びカラーフィルタ５２の上に設けられる。バンク層５４には、例えば、絶縁性を有する材料が用いられる。バンク層５４には、例えば、有機樹脂材料が用いられる。バンク層５４には、第１電極３１の一部を露呈させる開口が設けられている。例えば、バンク層５４の開口によって、各画素３０の領域が規定される。

有機発光層３３は、バンク層５４の上に設けられる。有機発光層３３は、例えば、バンク層５４の開口において、第１電極３１と接触する。有機発光層３３には、例えば、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、を積層させた積層体が用いられる。この例では、各画素３０のそれぞれの有機発光層３３が、互いに連続している。有機発光層３３は、例えば、第１電極３１と接する部分にだけ設けてもよい。すなわち、有機発光層３３は、バンク層５４の開口内にだけ設けてもよい。

第２電極３２は、有機発光層３３の上に設けられる。第２電極３２には、導電性を有する材料が用いられる。第２電極３２には、例えば、Ａｌが用いられる。この例では、各画素３０のそれぞれの第２電極３２が、互いに連続している。第２電極３２は、例えば、画素３０毎に離間していてもよい。例えば、パッシブマトリクス方式の場合、所定の列の画素３０の第２電極３２が互いに連続し、異なる列の第２電極３２どうしは、互いに離間する。

第２封止層２２は、有機発光層３３及び第２電極３２を覆う。第２封止層２２は、例えば、有機発光層３３及び第２電極３２を保護する。第２封止層２２には、例えば、シリコン酸化膜、シリコン酸窒化膜、シリコン窒化膜、アルミナ及びタンタル酸化膜の少なくともいずれかが用いられる。第２封止層２２には、例えば、これらの積層膜が用いられる。

第２樹脂層１２には、例えば、第１樹脂層１１と実質的に同じ材料を用いることができる。第２樹脂層１２には、例えば、ポリイミドが用いられる。第２樹脂層１２の材料は、第１樹脂層１１の材料と異なってもよい。また、この例において、第２樹脂層１２は、光透過性を有しなくてもよい。例えば、トップエミッション型の表示装置とする場合には、第２樹脂層１２に光透過性の材料を用いる。接着層１４には、例えば、光硬化性の樹脂材料や熱硬化性の樹脂材料などが用いられる。

次に、表示装置１１０の製造方法について説明する。
図２（ａ）〜図２（ｃ）、図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１の実施形態に係る表示装置の製造工程順を模式的に表す断面図である。
図２（ａ）及び図２（ｂ）に表したように、表示装置１１０の製造においては、まず、基板５の上に第１樹脂層１１を形成する。

第１樹脂層１１の形成では、例えば、基板５の上に、第１樹脂層１１の原材料を含む材料層１１ｍを形成する。この後、材料層１１ｍを加熱して材料層１１ｍから第１樹脂層１１を形成する。基板５には、例えば、ガラス基板が用いられる。

第１樹脂層１１の一例として、ポリイミドフィルムの形成の概略を説明する。第１樹脂層１１にポリイミドフィルムを用いる場合には、構造中にイミド基を有するポリマーを含む耐熱性樹脂が用いられる。ポリイミド樹脂としては、例えば、ポリアミドイミド、ポリベンズイミダゾール、ポリイミドエステル。ポリエーテルイミド、ポリシロキサンイミド等が挙げられる。

ポリイミド樹脂は公知のジアミンと酸無水物とを溶媒の存在下で反応させて製造することが出来る。例えば、ジアミンと酸無水物を反応させることによりポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミド酸の樹脂溶液を得ることが出来る。

基板５は、例えば、ポリアミド酸溶液の塗布を行う際の支持体としての機能を持つ。基板５の透湿度は、ポリイミド樹脂が形成される際の剥離性に影響がある。例えば、ポリアミド酸溶液の乾燥・イミド化工程における有機溶剤およびイミド化進行に伴う水分が、基板５と第１樹脂層１１との界面に集中し、双方の密着を阻害する。この状態では、例えば、基板５と第１樹脂層１１との剥離は容易となる。つまり基板５の透湿度が大きければ、水分が界面に留まることなく密着性が強くなる。一方、低すぎると水分が抜けきらずプロセス中における第１樹脂層１１の予期せぬ浮きが生じる傾向がある。

イミド化は、熱処理によってポリアミド酸の脱水閉環を進行させてポリイミドを形成する工程である。すなわち、材料層１１ｍから第１樹脂層１１を形成する工程である。上述のように、イミド化の際に発生するイミド化水をどの程度、基板５と第１樹脂層１１との界面に残存させるかが、基板５の剥離性に大きく影響する。界面の液体成分が完全に取り除かれると、密着性が強固になり、剥離不良の原因になる。剥離層を入れて密着力を下げる場合には、例えば、イミド化の水分が剥離層との界面に留まるような材料を用いていると予想される。

図２（ｃ）に表したように、第１樹脂層１１の上に、第１封止層２１を形成する。そして、第１封止層２１の上に、表示層１３を形成する。本実施形態では、例えば、既存のガラス基板上のプロセスと同じように表示層１３を製造することができる。例えば、アクティブマトリックスディスプレイのアレイを含むディスプレイを既存の技術を用いて第１樹脂層１１の上に作製することが可能である。

例えば、第１樹脂層１１の上に金属層を形成し、その金属層の上に第１封止層２１を形成してもよい。ゲート電極４３を形成する前に、スルーホールを第１封止層２１に形成することで、金属層とコンタクトを取る。これにより、例えば、後に行うレーザによる剥離工程によって裏面からの実装が可能となる。この後は、基本的に従来と同様のアクティブマトリクスを形成すればよい。例えば、アモルファスシリコンＴＦＴ（薄膜トランジスタ）によるアクティブマトリクスの形成方法を示す。

まず、ゲート電極４３を形成する。ゲート電極４３には、例えば、アルミニウム、銅、モリブデン、タンタル、チタン及びタングステンの少なくともいずれかが用いられる。ゲート電極４３は、例えば、コンタクトホール、配線を介し、ドライバＩＣと電気的に接続する。

続いて、ゲート絶縁膜４４を形成する。ゲート絶縁膜４４の形成には、例えば、ＣＶＤ法またはスパッタ法が用いられる。ゲート絶縁膜４４には、例えば、ＳｉＯ、ＳｉＮまたはＳｉＯＮなどが用いられる。

続いて、半導体層４５を形成する。半導体層４５の形成には、例えば、ＣＶＤ法が用いられる、半導体層４５には、例えば、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）が用いられる。続いて、チャネル保護膜４６を形成する。チャネル保護膜４６の形成には、例えば、ＣＶＤ法またはスパッタ法が用いられる。チャネル保護膜４６には、例えば、ＳｉＯ、ＳｉＮまたはＳｉＯＮなどが用いられる。そして、第１導電部４１と第２導電部４２とを形成する。これにより、薄膜トランジスタ３５が形成される。

この後、パッシベーション膜５０の形成、コンタクトホールの形成、第１電極３１の形成、バンク層５４の形成、有機発光層３３の形成、第２電極３２の形成を順次行う。これにより、表示層１３が形成される。そして、第２電極３２の上に、第２封止層２２を形成する。第２封止層２２には、例えば、ＳｉＮまたはＡｌＯを含む積層膜が用いられる。薄膜トランジスタ３５の形成方法、及び、薄膜トランジスタ３５の構造は、上記に限らない。例えば、チャネル保護膜４６を有しない薄膜トランジスタでもよい。

有機発光層３３の形成では、例えば、正孔輸送層を蒸着し、発光層を堆積させる。発光層の上に電子輸送層を形成する。第２電極３２には、例えば、ＬｉＦとＡｌとの積層膜が用いられる。第２封止層２２は、例えば、ＰＥ−ＣＶＤ法によるＳｉＮ_ｘ、スパッタ法によるＳｉＯ_ｘ、または、ポリパラキシレンを含む有機樹脂膜（パリレン）などでもよい。

図３（ａ）に表したように、接着層１４を介して第２樹脂層１２を表示層１３の上に接着する。この例では、第２樹脂層１２を第２封止層２２に接着する。これにより、例えば、封止性能を向上させることができる。さらには、レーザ剥離などで基板５を除去する際の、表示層１３などの支持体としても機能する。

図３（ｂ）に表したように、基板５を除去する。基板５の除去には、例えば、レーザ剥離が用いられる。レーザ剥離は、レーザ光を基板５側から照射し、第１樹脂層１１または吸収層（図示は省略）に光を吸収させる。これにより、熱を非常に狭い領域で発生させ、基板５を第１樹脂層１１から剥離する。

レーザ光としては、波長に制限がかかり、基板５（例えばガラス）を透過し、第１樹脂層１１（例えばポリイミド）に吸収される波長を中心に持つレーザ光を選択する必要がある。候補としては、例えば、ＸｅＣｌエキシマレーザ(中心波長３０８ｎｍ)、ＹＡＧ：ＴＨＧレーザ(中心波長３５５ｎｍ)などを挙げることが出来る。

これとは別に、第１樹脂層１１に吸収が無くても吸収層に光を吸収させる方式がある。この場合、吸収層として金属膜を用いると、広い波長の領域で吸収を持つ。このため、用いることができるレーザの幅が大きく広がる。例えば、金属膜としてＴｉを用い、レーザとして赤外のファイバレーザを用いる。ＸｅＣｌエキシマレーザは、非常に装置コスト、ランニングコストが高い。このため、将来的な低コストプロセス化を考慮すると、吸収層を入れるプロセスを追加したとしても、製造コストを抑えることができると考えられる。

基板５の除去は、レーザ剥離に限定されない。例えば、ランプなどで第１樹脂層１１を加熱することによって、基板５を第１樹脂層１１から剥離させてもよい。また、例えば、基板５を研削することによって、基板５を除去してもよい。例えば、基板５と第１樹脂層１１との接着剤を薬剤などで溶融させることによって、基板５を除去してもよい。

基板５を除去した後、接着層１４の密度を高くする工程を実行する。「接着層１４の密度を高くする工程」とは、換言すれば、接着層１４の材料の分子間距離を近づける工程である。例えば、弾性率を高くする工程であると言うこともできる。より具体的には、例えば、熱や光によって、接着層１４を硬化させる工程である。例えば、接着層１４に光硬化性の樹脂材料を用いた場合には、接着層１４に光を照射して接着層１４の密度を高くする。すなわち、光の照射によって接着層１４を硬化させる。例えば、接着層１４に熱硬化性の樹脂材料を用いた場合には、接着層１４を加熱して接着層１４の密度を高くする。すなわち、加熱によって接着層１４を硬化させる。
これにより、表示装置１１０が完成する。

基板５を除去した後、熱または光によって接着層１４を硬化させる。これにより、例えば、接着層１４が、バリア性を発揮する。本実施形態では、基板５の除去前に接着層１４を硬化させず、基板５を除去した後に接着層１４を硬化させる。これにより、例えば、有機発光層３３への応力集中を避けることができる。有機発光層３３は、層間の密着性が低く、力が集中すると有機発光層３３の膜剥がれが発生する。膜剥がれが発生した画素３０は、ＥＬ発光が消失し、滅点となる。よって有機発光層３３かかる膜応力を小さく抑えることが非常に重要となる。

例えば、第１樹脂層１１の表示層１３と反対側の面に、フィルムを貼り合わせることで、第２樹脂層１２及び第２封止層２２とのバランスを取り、有機発光層３３がなるべく中立面に位置するようにしてもよい。すなわち、有機発光層３３のＺ軸方向の位置が、表示装置１１０のＺ軸方向の厚さの中心付近に来るようにする。これにより、例えば、可撓性の表示装置１１０を湾曲させた際に、有機発光層３３に加わる応力を小さくすることができる。例えば、表示装置１１０を曲げに強い構造とすることができる。

以上の説明では、本実施形態に係る表示装置１１０の特徴的工程のみを説明したが、上記以外の工程を含むことを妨げるものではなく、任意の工程を含めることが出来る。

本願発明者は、ガラス基板上（膜厚７００μｍ）に塗布形成したポリイミドフィルム（１０μｍ）に表示層１３を形成し、第２樹脂層１２としてＰＥＮ基板を貼り付けたサンプルを作製し、ＸｅＣｌエキシマレーザによる剥離評価を行った。

剥離評価では、接着層１４の種類の異なる３つのサンプルを作製した。第１サンプルでは、接着のみを行う材料を接着層１４に用いた。第２サンプルでは、接着後、熱硬化させる材料を接着層１４に用いた。第３サンプルでは、熱可塑性の粘着剤を接着層１４に用いた。

第１サンプル及び第３サンプルでは、レーザ照射による剥離条件出しを行っても、オーバラップ率による影響が見られず、全てＥＬ発光した。ここで、オーバーラップ率とは、すなわち１回目にレーザショットされた部分の面積のうち、この１回目にレーザショットされた部分と、２回目にレーザショットされた部分の重なるところの面積の割合である。これに対し、第２サンプルにおいて、接着層１４を硬化させた後に、レーザ剥離させた場合、オーバラップ率に対し顕著な傾向を示した。

このように、オーバラップ率が高い場合には、画素３０の有機発光層３３の膜剥がれが発生し、残留応力が高いことを示した。剥離前には、画素３０が正常に点灯することを確認している。例えば、ガラス基板という支持体が無くなることで、第１樹脂層１１が最表面となり、残留応力が緩和される。このため、第１樹脂層１１自体が形状を変化する過程において、有機発光層３３のバンク構造部のエッジに大きな応力がかかる。これにより、膜剥がれが発生していると考えられる。

機械的に手や装置によって剥離する場合にしても、レーザ照射で剥離する場合にしても剥離された領域と、まだ剥離されていない密着した領域の界面に大きな応力が発生する。これが連続的に剥離が進むにつれて移動することから、構造と応力のバランスに従って剥離した瞬間に膜剥がれが発生するかどうかが決まる。以上から、第２樹脂層１２及び接着層１４の残留応力の影響は大きいことが分かる。従って、接着層１４を如何に残留応力を小さくした状態で基板５を除去するかが重要となる。

このように、本願発明者は、基板５を除去する工程において、接着層１４の残留応力が、有機発光層３３の膜剥がれに影響を与えることを見出した。これは、本願発明者の検討によって初めて見出された技術的課題である。

また、本願発明者は、上記の各サンプルについて、ガスバリア性についても評価を行った。その結果、第１サンプル及び第３サンプルのガスバリア性は、第２サンプルのガスバリア性に比べて低いことが分かった。

このように、接着のみを行う材料を接着層１４に用いた場合、及び、熱可塑性の材料を接着層１４に用いた場合には、有機発光層３３の膜剥がれを抑制できる反面、ガスバリア性が低くなる。一方、接着層１４を硬化させた後に基板５から剥離させる方法では、良好なガスバリア性を得られる反面、有機発光層３３の膜剥がれが生じ易くなる。

これに対して、本実施形態に係る表示装置１１０の製造方法においては、接着層１４の密度が低い状態で、基板５を除去している。具体的には、接着層１４を硬化させる前に、基板５を除去している。これにより、接着層１４を硬化させた後に基板５を除去する場合に比べ、基板５を除去する工程において、有機発光層３３に加わる応力を小さくすることができる。これにより、例えば、基板５を除去する工程における有機発光層３３の膜剥がれを抑制することができる。そして、基板５を除去した後に接着層１４の密度を高くすることで、良好なガスバリア性を得ることもできる。

従って、本実施形態に係る表示装置１１０の製造方法によれば、高い信頼性を得ることができる。例えば、有機発光層３３の膜剥がれの抑制と高いガスバリア性とを両立させることができる。例えば、表示装置１１０の製造において、歩留まりを高めることができる。例えば、製造コストを抑えることができる。

図４は、第１の実施形態に係る表示装置の製造方法を模式的に表すフローチャートである。
図４に表したように、実施形態に係る表示装置の製造方法は、第１樹脂層１１を形成するステップＳ１１０と、表示層１３を形成するステップＳ１２０と、第２樹脂層１２を接着するステップＳ１３０と、基板５を除去するステップＳ１４０と、接着層１４の密度を高くするステップＳ１５０と、を含む。実施形態に係る表示装置の製造方法は、他の工程をさらに含んでもよい。例えば、第１樹脂層１１を形成するステップＳ１１０は、材料層１１ｍを形成する工程と、材料層１１ｍから第１樹脂層１１を形成する工程と、を含んでもよい。

ステップＳ１１０では、例えば、図２（ａ）及び図２（ｂ）に関して説明した処理を実施する。ステップＳ１２０では、例えば、図２（ｃ）に関して説明した処理を実施する。ステップＳ１３０では、例えば、図３（ａ）に関して説明した処理を実施する。ステップＳ１４０及びステップＳ１５０では、例えば、図３（ｂ）に関して説明した処理を実施する。
これにより、信頼性の高い表示装置の製造方法を得ることができる。

（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る表示装置を模式的に表す断面図である。
図５に表したように、表示装置１２０では、第２樹脂層１２と接着層１４との間にカラーフィルタ層６０が設けられている。また、表示装置１２０は、第２樹脂層１２とカラーフィルタ層６０との間に設けられた平坦化層６１と、接着層１４とカラーフィルタ層６０との間に設けられたバリア層６２と、をさらに含む。表示装置１２０において、カラーフィルタ層６０、平坦化層６１及びバリア層６２は、必要に応じて設けられ、省略可能である。なお、上記第１の実施形態と同様の部材には、同符号を付し、詳細な説明を省略する。

表示装置１２０においては、第２電極３２が、光透過性を有する。表示装置１２０において、第２電極３２は、例えば、透明電極である。第１電極３１は、例えば、光反射性である。第１電極３１は、光透過性でもよい。すなわち、表示装置１２０は、有機発光層３３から放出された光が、第２電極３２を透過し、第２樹脂層１２側から外部に出射されるトップエミッション型である。従って、表示装置１２０では、第２封止層２２、接着層１４、バリア層６２、カラーフィルタ層６０、平坦化層６１、及び、第２樹脂層１２のそれぞれも、光透過性を有する。

この例において、第１電極３１には、例えば、ＬｉＦ／Ａｌ、ＡｌまたはＡｇなどが用いられる。第２電極３２には、例えば、ＩＴＯやＭｇＡｇなどが用いられる。平坦化層６１には、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜、または、アルミ酸化膜などが用いられる。バリア層６２には、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜、または、アルミ酸化膜などが用いられる。

カラーフィルタ層６０は、例えば、複数のカラーフィルタ６０ａを含む。各カラーフィルタ６０ａは、例えば、Ｘ−Ｙ平面に対して平行な平面に投影したときに、各画素３０のそれぞれと重なる位置に配置される。これにより、有機発光層３３から放出された光が、カラーフィルタ６０ａを透過し、カラーフィルタ６０ａに応じた色の光が、外部に出射される。

カラーフィルタ層６０は、例えば、遮光部６０ｂさらに含む。遮光部６０ｂは、光透過性を有しない。遮光部６０ｂは、例えば、各カラーフィルタ６０ａのそれぞれを囲む枠状である。遮光部６０ｂは、例えば、Ｘ−Ｙ平面に対して平行な平面に投影したときに、各薄膜トランジスタ３５のそれぞれと重なる。これにより、例えば、薄膜トランジスタ３５への外光などの入射を抑制し、薄膜トランジスタ３５の特性変動を抑制することができる。遮光部６０ｂには、例えば、黒色の樹脂材料などが用いられる。

次に、表示装置１２０の製造方法について説明する。
図６（ａ）〜図６（ｃ）、及び、図７は、第２の実施形態に係る表示装置の製造工程順を模式的に表す断面図である。
図６（ａ）に表したように、表示装置１２０の製造においては、まず、上記第１の実施形態と同様に、基板５の上に第１樹脂層１１を形成する。第１樹脂層１１の上に、第１封止層２１を形成する。第１封止層２１の上に、表示層１３を形成する。そして、表示層１３の上に、第２封止層２２を形成する。

図６（ｂ）に表したように、表示層１３などとは別に、支持体６の上に、第２樹脂層１２を形成する。支持体６には、例えば、ガラス基板などが用いられる。支持体６の上に第２樹脂層１２を形成する工程は、基板５の上に第１樹脂層１１を形成する工程よりも先に行ってもよい。または、基板５の上に第１樹脂層１１を形成する工程と、支持体６の上に第２樹脂層１２を形成する工程と、を実質的に同時に行ってもよい。

第２樹脂層１２の上に、カラーフィルタ層６０を形成する。この例では、第２樹脂層１２の上に平坦化層６１を形成し、平坦化層６１の上にカラーフィルタ層６０を形成する。そして、カラーフィルタ層６０の上に、バリア層６２を形成する。

図６（ｃ）に表したように、表示層１３の上に、接着層１４を介して第２樹脂層１２を接着する。この例では、表示層１３と第２樹脂層１２との間にカラーフィルタ層６０が配置されるように、接着層１４を介してカラーフィルタ層６０と第２樹脂層１２とを表示層１３の上に接着する。この例では、バリア層６２が、接着層１４によって第２封止層２２に接着される。

図７に表したように、レーザ光の照射などにより、基板５を除去する。そして、この例では、さらに支持体６を除去する。支持体６の除去には、例えば、基板５の除去と同様の方法を用いることができる。この後、第１の実施形態と同様に、接着層１４の密度を高くする工程を行う。以上により、表示装置１２０が完成する。

このように、トップエミッション型の表示装置１２０において、基板５の除去及び支持体６の除去を行った後に、接着層１４の密度を高くする工程を行う。これにより、例えば、基板５を除去する工程及び支持体６を除去する工程における有機発光層３３の膜剥がれを抑制することができる。そして、基板５及び支持体６を除去した後に接着層１４の密度を高くすることで、良好なガスバリア性を得ることもできる。

（第３の実施形態）
図８は、第３の実施形態に係る製造システムを模式的に表すブロック図である。
図８に表したように製造システム２００は、第１処理部２０１と、第２処理部２０２と、第３処理部２０３と、第４処理部２０４と、第５処理部２０５と、を含む。

第１処理部２０１は、基板５の上に第１樹脂層１１を形成する処理を行う。第１処理部２０１は、例えば、図２（ａ）及び図２（ｂ）に関して説明した処理を行う。

第２処理部２０２は、第１樹脂層１１の上に表示層１３を形成する処理を行う。第２処理部２０２は、例えば、図２（ｃ）に関して説明した処理を行う。

第３処理部２０３は、表示層１３の上に接着層１４を介して第２樹脂層を接着する処理を行う。第３処理部２０３は、例えば、図３（ａ）に関して説明した処理を行う。

第４処理部２０４は、基板５を除去する処理を行う。第４処理部２０４は、例えば、図３（ｂ）に関して説明した処理を行う。

第５処理部２０５は、接着層１４の密度を高くする処理を行う。第５処理部２０５は、例えば、図３（ｂ）に関して説明した処理を行う。

第１処理部２０１〜第５処理部２０５のそれぞれは、１つの装置で構成されていてもよいし、それぞれ別の装置で構成されていてもよい。また、第１処理部２０１〜第５処理部２０５のそれぞれが、複数の装置を含んでもいてもよい。例えば、第１処理部２０１は、材料層１１ｍを形成する装置と、材料層１１ｍから第１樹脂層１１を形成する装置と、を含んでもよい。

製造システム２００は、例えば、第１処理部２０１〜第５処理部２０５のそれぞれの間において、基板５などの加工品を搬送する搬送装置をさらに含んでもよい。第１処理部２０１〜第５処理部２０５のそれぞれの間の加工品の搬送は、例えば、作業者などが手動で行ってもよい。

実施形態によれば、信頼性の高い表示装置の製造方法及び製造システムが提供される。

本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれは良い。本願明細書において、「上に設けられる」状態は、直接接して設けられる状態の他に、間に他の要素が挿入されて設けられる状態も含む。「積層される」状態は、互いに接して重ねられる状態の他に、間に他の要素が挿入されて重ねられる状態も含む。「対向する」状態は、直接的に面する状態の他に、間に別の要素が挿入されて面する状態も含む。本願明細書において、「電気的に接続」には、直接接触して接続される場合の他に、他の導電性部材などを介して接続される場合も含む。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。
しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、表示装置に含まれる、基板、第１樹脂層、表示層、画素、第１電極、有機発光層、第２電極、接着層及び材料層、及び、製造システムに含まれる第１処理部〜第５処理部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

その他、本発明の実施の形態として上述した表示装置の製造方法及び製造システムを基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての表示装置の製造方法及び製造システムも、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

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。

５…基板、 ６…支持体、 １１…第１樹脂層、 １１ｍ…材料層、 １２…第２樹脂層、 １３…表示層、 ２１…第１封止層、 ２２…第２封止層、 ３０…画素、 ３１…第１電極、 ３２…第２電極、 ３３…有機発光層、 ３５…薄膜トランジスタ、 ４１…第１導電部、 ４２…第２導電部、 ４３…ゲート電極、 ４４…ゲート絶縁膜、 ４５…半導体層、 ４６…チャネル保護膜、 ５０…パッシベーション膜、 ５２…カラーフィルタ、 ５４…バンク層、 ６０…カラーフィルタ層、 ６１…平坦化層、 ６２…バリア層、 １１０、１２０…表示装置、 ２００…製造システム、 ２０１〜２０５…処理部

Claims (7)

1. 基板の上に第１樹脂層を形成する工程と、
   前記第１樹脂層の上に表示層を形成する工程であって、前記表示層は、前記第１樹脂層と前記表示層との積層方向に対して垂直な方向に並ぶ複数の画素を含み、前記複数の画素のそれぞれは、前記第１樹脂層の上に設けられた第１電極と、前記第１電極の上に設けられた有機発光層と、前記有機発光層の上に設けられた第２電極と、を含む、表示層を形成する工程と、
   前記表示層の上に接着層を介して第２樹脂層を接着する工程と、
   前記基板を除去する工程と、
   前記接着層の密度を高くする工程と、
   を備えた表示装置の製造方法。
2. 前記第１樹脂層を形成する前記工程は、
   前記基板の上に材料層を形成する工程と、
   前記材料層を加熱して前記材料層から前記第１樹脂層を形成する工程と、
   を含む請求項１記載の表示装置の製造方法。
3. 前記第１樹脂層は、ポリイミドを含む請求項１又は２に記載の表示装置の製造方法。
4. 前記基板を除去する前記工程は、
   前記第１樹脂層にレーザ光を照射することにより前記基板を前記第１樹脂層から剥離させる工程と、
   前記第１樹脂層を加熱することにより前記基板を前記第１樹脂層から剥離させる工程と、
   の一方を含む請求項１〜３のいずれか１つに記載の表示装置の製造方法。
5. 前記接着層の密度を高くする前記工程は、
   前記接着層に光を照射して前記接着層を硬化させる工程と、
   前記接着層を加熱して前記接着層を硬化させる工程と、
   の一方を含む請求項１〜４のいずれか１つに記載の表示装置の製造方法。
6. 支持体の上に前記第２樹脂層を形成し、前記第２樹脂層の上にカラーフィルタ層を形成する工程をさらに備え、
   前記第２樹脂層を接着する前記工程は、前記表示層と前記第２樹脂層との間に前記カラーフィルタ層が配置されるように、前記接着層を介して前記カラーフィルタ層と前記第２樹脂層とを前記表示層の上に接着する請求項１〜５のいずれか１つに記載の表示装置の製造方法。
7. 基板の上に第１樹脂層を形成する第１処理部と、
   前記第１樹脂層の上に表示層を形成する第２処理部であって、前記表示層は、前記第１樹脂層と前記表示層との積層方向に対して垂直な方向に並ぶ複数の画素を含み、前記複数の画素のそれぞれは、前記第１樹脂層の上に設けられた第１電極と、前記第１電極の上に設けられた有機発光層と、前記有機発光層の上に設けられた第２電極と、を含む、第２処理部と、
   前記表示層の上に接着層を介して第２樹脂層を接着する第３処理部と、
   前記基板を除去する第４処理部と、
   前記接着層の密度を高くする第５処理部と、
   を備えた表示装置の製造システム。

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