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WO2019142721A1 - 表示装置及び表示装置の製造方法 - Google Patents

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WO2019142721A1
WO2019142721A1 PCT/JP2019/000518 JP2019000518W WO2019142721A1 WO 2019142721 A1 WO2019142721 A1 WO 2019142721A1 JP 2019000518 W JP2019000518 W JP 2019000518W WO 2019142721 A1 WO2019142721 A1 WO 2019142721A1
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WO
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layer
resin layer
insulating layer
inorganic insulating
region
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2019/000518
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English (en)
French (fr)
Inventor
丸山 哲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Display Inc
Original Assignee
Japan Display Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Japan Display Inc filed Critical Japan Display Inc
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Priority to US17/689,375 priority patent/US11758758B2/en
Priority to US18/354,745 priority patent/US12108624B2/en
Priority to US18/816,133 priority patent/US20240423013A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Definitions

  • One embodiment of the present invention relates to a display device and a method of manufacturing the display device.
  • One embodiment of the present invention relates to a flexible display device formed using a flexible substrate, and a method of manufacturing the flexible display device.
  • Examples of the display device include a liquid crystal display device and an organic electroluminescence (EL) display device. These display devices each have a liquid crystal element or an organic light emitting element (hereinafter, light emitting element) as a display element in each of a plurality of pixels formed on a substrate.
  • the liquid crystal element has a layer containing a compound exhibiting liquid crystallinity (hereinafter referred to as a liquid crystal layer) between a pair of electrodes, and the light emitting element includes a layer containing an organic compound exhibiting an electroluminescent property (hereinafter referred to as an electroluminescent layer Or an EL layer).
  • the liquid crystal element is driven by applying a voltage between the pair of electrodes, and the light emitting element is driven by flowing a current.
  • flexibility can be given to the entire display device by using a flexible substrate as the substrate.
  • This provides a display device having a partially or entirely curved shape, and a display device which can be freely deformed by the user.
  • by narrowing the frame by bending the substrate so that a region around the display region of the display device (hereinafter, also referred to as “peripheral region” or “frame region”) is positioned in the back direction of the display region.
  • a display device is disclosed (see Patent Document 1).
  • An object of one of the embodiments according to the present invention is to provide a display device capable of maintaining high reliability even when a flexible substrate is bent or bent.
  • a display device includes a first resin layer, a second resin layer overlapping the first resin layer, and a first inorganic insulating layer between the first resin layer and the second resin layer.
  • a substrate having flexibility, a display area on the substrate, a terminal area adjacent to the display area on the substrate, and a bent area between the display area and the terminal area;
  • the first resin layer has a thickness greater than that of the first resin layer, and a first region in which the first resin layer, the first inorganic insulating layer, and the second resin layer are stacked, and the first resin layer And a second area in which the second resin layer is stacked, the first area at least overlaps the display area, and the second area overlaps the bent area.
  • a first resin layer is formed on a support substrate, a first inorganic insulating layer is formed on the first resin layer, and the first inorganic insulating layer is formed (1)
  • a second resin layer is formed on the area where the inorganic insulating layer is removed to form a flexible substrate, and a display area and a terminal area adjacent to the display area are formed on the second resin layer Forming a sealing film covering the display area, and peeling the support substrate from the substrate, and before forming the second resin layer, an area corresponding to the display area and an area corresponding to the terminal area
  • a method of manufacturing a display device removing a first inorganic insulating layer in a region between.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a display device according to an embodiment of the present invention.
  • each structure When one film is processed to form a plurality of structures, each structure may have different functions and roles, and each structure may have a different base on which it is formed. However, these plurality of structures are derived from the film formed as the same layer in the same step, and have the same material. Therefore, these multiple films are defined as being present in the same layer.
  • one structure is exposed from another structure means a region in which a part of one structure is not covered by another structure. However, this also includes the case where a portion not covered by this other structure is covered by another structure.
  • FIG. 1 is a schematic top view of the display device 100.
  • the display device 100 has a substrate 101, and on one surface thereof, various conductive layers, semiconductor layers, and insulating layers patterned in a desired shape.
  • a plurality of pixels 103 are formed by the conductive layer, the semiconductor layer, and the insulating layer.
  • a driver circuit (a gate driver circuit 104 and a source driver circuit 105) for driving the plurality of pixels 103 is formed on the substrate 101 simultaneously with the plurality of pixels 103 using the above conductive layer, semiconductor layer, and insulating layer.
  • the IC chip may be mounted on one surface of the substrate 101.
  • the plurality of pixels 103 are arranged, for example, in a matrix, and a display area 102 is formed by a set of these.
  • the gate drive circuit 104 and the source drive circuit 105 are disposed in the peripheral area 770 outside the display area 102. From the display area 102, the gate drive circuit 104, and the source drive circuit 105, various wires (not shown) formed of a patterned conductive layer extend to one side of the substrate 101, and the respective wires are at the edge of the substrate 101. It is connected to one of a plurality of terminals 106 arranged near the portion. Note that a region including the plurality of terminals 106 is also referred to as a terminal region. The plurality of terminals 106 are connected to a flexible printed circuit board 107 (flexible printed circuit (FPC)). When the drive circuit described above is provided by an IC chip, the drive circuit may be mounted not on the substrate 101 but on the flexible printed circuit board 107.
  • FPC flexible printed circuit
  • a video signal and various control signals are supplied from a controller (not shown) provided outside the display device 100 via the flexible printed circuit board 107. Further, the video signal is processed by the source driving circuit 105 and input to the plurality of pixels 103. Various control signals are input to the gate drive circuit 104 and the source drive circuit 105.
  • Power for driving the gate driving circuit 104, the source driving circuit 105, and the plurality of pixels 103 is supplied to the display device 100 in addition to the video signal and various control signals.
  • Each of the plurality of pixels 103 has a light emitting element described later. Part of the power supplied to the display device 100 is supplied to the light emitting element of each of the plurality of pixels 103 to cause the light emitting element to emit light.
  • a bendable area 200 is provided over the entire display area 102, and application to an electronic device with high designability in which the display area 102 has a curved surface shape is possible. Further, the present invention may be applied to an electronic device in which the display area 102 is stored in a roll shape.
  • a bending area 300 is provided between the display area 102 and the flexible printed circuit board 107 in the substrate 101.
  • the display frame 100 can be narrowed by bending the source drive circuit 105 and the flexible printed circuit board 107 on the back surface side of the display area 102 by bending in the direction of the arrow 301 in the bending area 300. .
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'shown in FIG. As indicated by the arrow 301, the substrate 101 can be bent.
  • the source drive circuit 105 and the flexible printed circuit board 107 are disposed so as to overlap on the back surface side of the display area 102, and the frame can be narrowed as shown by the width 302.
  • a spacer 303 for holding the cross-sectional shape of the substrate 101 may be provided inside the bent portion.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a display device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the substrate 101 has a stacked structure including a first resin layer 501, a first inorganic insulating layer 502, an inorganic material layer 503, and a second resin layer 504.
  • a functional layer 505 including a plurality of pixels formed using a conductive layer, a semiconductor layer, and an insulating layer is formed over the substrate 101, and a sealing film 506 is formed over the functional layer 505. It is done.
  • the substrate 101 has a stacked structure of the first resin layer 501 and the second resin layer 504 from which the first inorganic insulating layer 502 and the inorganic material layer 503 have been removed.
  • first resin layer 501 and the second resin layer 504 for example, an organic resin such as acrylic, polyimide, polyethylene terephthalate, or polyethylene naphthalate can be used.
  • the first resin layer 501 and the second resin layer 504 may be layers using the same material or may be layers using different materials.
  • the first inorganic insulating layer 502 an inorganic material such as silicon oxide, silicon nitride, or silicon oxynitride can be used.
  • an inorganic material such as silicon oxide, silicon nitride, or silicon oxynitride can be used.
  • an inorganic material layer 503 is provided between the first inorganic insulating layer 502 and the second resin layer 504.
  • a layer containing silicon such as silicon oxide or amorphous silicon can be used, for example.
  • the resin layer and the inorganic insulating layer have different stresses remaining in the film due to the difference between the respective materials and the forming process thereof. As a result, the adhesion at the interface between the two deteriorates. The deterioration of the adhesion is particularly noticeable when the resin layer is formed on the inorganic insulating layer.
  • the inorganic material layer 503 having good adhesion with both of the first inorganic insulating layer 502 and the second resin layer 504, the first inorganic insulating layer 502 and the second resin can be obtained. Adhesion with the layer 504 can be improved.
  • an inorganic material layer 503 is provided between the first inorganic insulating layer 502 and the second resin layer 504, and between the first resin layer 501 and the first inorganic insulating layer 502.
  • an inorganic material layer may be further provided.
  • the inorganic material layer 503 between the first inorganic insulating layer 502 and the second resin layer 504 is omitted, and an inorganic material layer is provided between the first resin layer 501 and the first inorganic insulating layer 502. You may provide.
  • the inorganic insulating layer exists in the bent region 300, a crack occurs in the inorganic insulating layer.
  • moisture and other contaminants intrude from the crack and intrude into the functional layer 505.
  • the moisture or the contaminant which has intruded into the functional layer 505 intrudes into the light emitting element in the pixel, the light emitting element may be deteriorated. This may reduce the reliability of the display device.
  • the display device 100 has a laminated structure including the first resin layer 501, the first inorganic insulating layer 502, the inorganic material layer 503, and the second resin layer 504 in at least the display region 102 of the substrate 101.
  • the substrate 101 has a stacked structure of the first resin layer 501 and the second resin layer 504 from which the first inorganic insulating layer 502 and the inorganic material layer 503 have been removed.
  • a first inorganic insulating layer 502 and an inorganic material layer 503 are provided between the first resin layer 501 and the second resin layer 504. Thereby, it is possible to prevent moisture and other contaminants from entering the functional layer 505 from the first resin layer 501 through the second resin layer 504.
  • the first inorganic insulating layer 502 and the inorganic material layer 503 between the first resin layer 501 and the second resin layer 504 are removed.
  • the first resin layer 501 and the second resin layer 504 have a stacked structure, so that the bending resistance of the substrate 101 can be improved.
  • FIG. 6A is a view for explaining a process of forming the first resin layer 501, the first inorganic insulating layer 502, and the inorganic material layer 503 on the supporting substrate 1001.
  • a resin material such as acryl, polyimide, polyethylene terephthalate, or polyethylene naphthalate is formed into a film on a supporting substrate 1001 by a coating method, and then the first heat treatment is performed. Thereby, the first resin layer 501 can be formed.
  • a first inorganic insulating layer 502 is formed by depositing silicon oxide, silicon nitride, or silicon oxynitride by a vapor deposition method such as a CVD method.
  • the thickness of the first inorganic insulating layer 502 is preferably 20 nm or more and 100 nm or less. After that, silicon oxide or amorphous silicon is formed as the inorganic material layer 503 by a CVD method. The thickness of the inorganic material layer 503 is preferably 5 nm or more and 20 nm or less. In addition, as the inorganic material layer 503, amorphous silicon is preferably used.
  • FIG. 6B is a view for explaining the step of removing the first inorganic insulating layer 502 and the inorganic material layer 503 in the bent region 300.
  • a mask is formed in a region other than the bent region 300 on the first inorganic insulating layer 502 and the inorganic material layer 503, and the first inorganic insulating layer 502 and the inorganic material layer 503 in the bent region 300 are removed by an etching method.
  • FIG. 6C is a view for explaining a process of forming the second resin layer 504 on the display area 102, the bending area 300, and the terminal 106.
  • a resin material such as acryl, polyimide, polyethylene terephthalate, or polyethylene naphthalate is formed into a film on the inorganic material layer 503 and the first resin layer 501 by a coating method.
  • second heat treatment is performed. Thereby, the second resin layer 504 can be formed.
  • the substrate 101 can be formed.
  • gas components are released from the first resin layer 501 and the second resin layer 504.
  • gas components are also released from the first resin layer 501.
  • the first inorganic insulating layer 502 is formed on the first resin layer 501, the desorbed gas component stays near the interface between the first resin layer 501 and the first inorganic insulating layer 502.
  • peeling may occur at the interface between the first resin layer 501 and the first inorganic insulating layer 502.
  • the larger the volume of the first resin layer 501 the larger the desorption of the gas component. Therefore, in the present embodiment, the volume is reduced by making the film thickness of the first resin layer 501 smaller than the film thickness of the second resin layer 504, and the desorption of the gas component from the first resin layer 501 is minimized.
  • the film thickness of the first resin layer 501 is preferably smaller than the film thickness of the second resin layer 504.
  • the film thickness of the first resin layer 501 is preferably 70% or less, preferably about 40% to 60%, of the film thickness of the second resin layer 504.
  • the film thickness of the first resin layer 501 is about 50% of the film thickness of the second resin layer 504.
  • the film thickness of the substrate 101 should be such that it is compatible with a flexibility that allows it to be bent or bent as shown in FIGS. 2 to 4 and a strength that does not cause breakage due to bending. Is preferred. Therefore, the substrate 101 can include, for example, the above-described stacked structure and have a size of 100 ⁇ m or less, preferably 50 ⁇ m or less. More preferably, it is about 10 ⁇ m to 30 ⁇ m. Note that the film thickness of the second resin layer 504 is sufficiently thicker than the film thickness of the first inorganic insulating layer 502 and the film thickness of the inorganic material layer 503.
  • the film thickness of the substrate 101 in a region where the first inorganic insulating layer 502 and the inorganic material layer 503 are removed, and the film thickness of the substrate 101 in a region where the first inorganic insulating layer 502 and the inorganic material layer 503 are not removed are , Falls within the above film thickness range.
  • the first resin layer 501 and the second resin layer 504 are fired at about 450 ° C. to 500 ° C., respectively.
  • the maximum value of the second heat treatment of the second resin layer 504 is set so as not to exceed the maximum value of the first heat treatment of the first resin layer 501.
  • the first resin layer 501 is also heated at the same time, but as long as the maximum value of the firing temperature when firing the first resin layer 501 is not reached in advance. , Desorption of the gas component from the first resin layer 501 is small.
  • the second resin layer 504 If, during the second heat treatment of the second resin layer 504, the temperature of the first heat treatment of the first resin layer 501 exceeds the maximum value, the first resin layer 501 does not have a heating history, so a new gas is generated. Desorption of the components occurs. Therefore, by setting the maximum value of the second heat treatment temperature of the second resin layer 504 not to exceed the maximum value of the first heat treatment temperature of the first resin layer 501, the second resin layer 504 2. It is possible to suppress gas component desorption from the first resin layer 501 at the time of the heat treatment.
  • Display device structure The configuration of the display device 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line B-B 'of the display device 100 shown in FIG. Mainly, a bent region 750 for bending a peripheral region 770 including a display region 102 including a transistor forming a pixel, a terminal 106, and the terminal 106 is shown.
  • the substrate 101 includes the first resin layer 501, the first inorganic insulating layer 502, the inorganic material layer 503, and the second resin layer 504.
  • the first inorganic insulating layer 502 and the inorganic material layer 503 are removed.
  • An undercoat layer 701 is provided on the substrate 101.
  • the undercoat layer 701 has a three-layer structure of a first layer 701a, a second layer 701b, and a third layer 701c.
  • the undercoat layer 701 is not limited to the above-described structure, and may have a single-layer structure or a two-layer structure, or may have a laminated structure of four or more layers.
  • the light shielding layer 702 may be provided in the undercoat layer 701 in accordance with a portion where a transistor is provided later.
  • the light shielding layer 702 can suppress a change in transistor characteristics due to, for example, penetration of light from the back surface of the channel of the transistor.
  • the light-blocking layer 702 is a conductive layer, a back gate effect can be given to the transistor by applying a predetermined potential.
  • the light shielding layer 702 is provided in an island shape on the first layer 701 a in accordance with the portion where the transistor is formed.
  • the second layer 701 b and the third layer 701 c are stacked, and the light shielding layer 702 is provided in the undercoat layer 701 so as to be sealed.
  • the embodiment of the present invention is not limited thereto, and the light shielding layer 702 is provided on the substrate 101, and the first layer 701a, the second layer 701b, and the third layer 701c are provided thereon as the undercoat layer 701. It may be done.
  • a transistor is provided on the undercoat layer 701.
  • the transistor includes the semiconductor layer 706, the gate insulating film 704, and the gate electrode 705.
  • the semiconductor layer 706, amorphous silicon, polysilicon, or an oxide semiconductor can be used.
  • silicon oxide or silicon nitride can be used as the gate insulating film 704.
  • titanium, molybdenum, tungsten, or the like can be used as the gate electrode 705.
  • the gate electrode 705 also functions as a storage capacitor line. That is, the storage capacitor 707 can be formed of the semiconductor layer 706, the gate insulating film 704, and the gate electrode 705.
  • the transistor shown in FIG. 7 is a drive transistor and is an Nch transistor.
  • the Nch transistor has a structure in which a low concentration impurity region is provided between a channel region and a source region or a drain region (high concentration impurity region). Although only an Nch transistor is shown here as a transistor, a Pch transistor may be provided together with the Nch transistor.
  • An interlayer insulating layer 708 is provided over the transistor.
  • a silicon nitride film or a silicon oxide film can be used as the interlayer insulating layer 708.
  • the interlayer insulating layer 708 has a contact hole reaching the semiconductor layer 706.
  • the interlayer insulating layer 708 and the gate insulating film 704 in a portion corresponding to the bent region 750 are also removed.
  • the undercoat layer 701 is exposed by removing the interlayer insulating layer 708 and the gate insulating film 704, this is also patterned and removed.
  • the second resin layer 504 that constitutes the substrate 101 is exposed. At this time, although not shown in particular, the surface of the second resin layer 504 may be partially corroded through the etching of the undercoat layer 701 to cause film reduction.
  • a conductive layer 709 serving as a source electrode / drain electrode and a lead wiring is provided over the interlayer insulating layer 708.
  • the conductive layer 709 a three-layer stack structure of titanium, aluminum, and titanium can be used.
  • a part of the storage capacitor 707 includes an interlayer insulating layer 708, an electrode formed of a conductive layer in the same layer as the gate electrode 705 of the transistor, and an electrode formed of a conductive layer in the same layer as a source / drain wiring of the transistor.
  • Configured The lead wiring is extended to the end of the periphery of the substrate 101.
  • the lead wiring constitutes a terminal 106 for connecting the flexible printed circuit board 107 and the drive IC.
  • the terminal 106 may be formed using a conductive layer in the same layer as the gate electrode 705.
  • a planarization film 710 is provided to cover the transistor and the lead wiring.
  • an organic material such as photosensitive acrylic or polyimide can be used.
  • the organic material is superior to the inorganic insulating material formed by CVD or the like in the surface flatness.
  • the planarization film 710 is removed at the pixel contact portion and a part of the peripheral region 770.
  • a portion where the conductive layer 709 is exposed by removing the planarization film 710 is covered with a transparent conductive film 711.
  • As the transparent conductive film 711 for example, ITO (Indium tin oxide) is used.
  • the transparent conductive film 711 is covered with an inorganic insulating layer 712.
  • silicon nitride can be used.
  • the inorganic insulating layer 712 in the pixel contact portion is opened to form a pixel electrode 713.
  • the pixel electrode is formed as a reflective electrode, and has a three-layer laminated structure of IZO, Ag, and IZO.
  • an additional capacitance 714 is formed by the transparent conductive film 711, the inorganic insulating layer 712, and the pixel electrode 713.
  • the transparent conductive film 711 is also formed on the surface of the terminal 106.
  • the transparent conductive film on the terminal 106 is provided as a barrier film so that the wiring exposed portion is not damaged in the subsequent steps.
  • the transparent conductive film 711 when patterning the pixel electrode 713, the transparent conductive film 711 is partially exposed to the etching environment. However, the transparent conductive film 711 has sufficient resistance to the etching of the pixel electrode 713 by the annealing process performed between the formation of the transparent conductive film 711 and the formation of the pixel electrode 713.
  • an insulating layer which is called a bank 715 and serves as a partition of the pixel region is provided.
  • a bank 715 an organic material such as photosensitive acrylic or polyimide is used as in the case of the flattening film 710.
  • the bank 715 is opened so as to expose the surface of the pixel electrode 713 as a light emitting region, and the open end thereof preferably has a gentle tapered shape. If the opening end has a sharp shape, coverage failure of the organic layer provided on the bank 715 occurs.
  • the planarization film 710 and the bank 715 have portions that are in contact with each other through the openings 716 provided in the inorganic insulating layer 712 between them. This is an opening for extracting moisture or gas desorbed from the planarization film 710 through the bank 715 through heat treatment or the like after formation of the bank 715.
  • the moisture and gas desorbed here are the same phenomena as those desorbed from the first resin layer 501 and the second resin layer 504 at the time of formation of the substrate 101 described above, and from the planarization film 710 through the opening 716 By being drawn into the bank 715, peeling of the interface between the planarization film 710 and the inorganic insulating layer 712 can be suppressed.
  • An organic layer 717 including an organic EL layer is provided on the pixel electrode 713 and the bank 715.
  • the organic layer 717 is illustrated as a single layer in FIG. 7, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer are sequentially stacked from the pixel electrode 713 side. These layers may be formed by vapor deposition, or may be formed by coating on a solvent dispersion.
  • the organic layer 717 may be selectively provided for each pixel, or may be provided in a solid shape on the entire surface covering the display region 760. When the organic layer 717 is provided in a solid state, white light can be obtained in all pixels, and a desired color wavelength portion can be extracted by a color filter (not shown).
  • a counter electrode 718 is provided on the organic layer 717.
  • the counter electrode 718 since the top emission structure is adopted, the counter electrode 718 needs to be light transmissive.
  • the top emission structure is a structure in which light is emitted from the counter electrode 718 disposed on the substrate 101 with the organic layer 717 interposed therebetween.
  • an MgAg film is formed as the counter electrode 718 as a thin film to which the light emitted from the organic EL layer can be transmitted.
  • the pixel electrode 713 side becomes an anode
  • the counter electrode 718 side becomes a cathode.
  • the counter electrode 718 is formed over the display region 760 and the cathode contact portion 780 provided in the vicinity of the display region 102, is connected to the lower conductive layer 709 at the cathode contact portion 780, and finally to the terminal 106 Pulled out.
  • a sealing film 719 is provided on the counter electrode 718.
  • the sealing film 719 can prevent moisture from entering the organic layer 717 from the outside. Further, as the sealing film 719, one having high gas barrier properties is required.
  • a structure in which an inorganic insulating layer 719a, an organic insulating layer 719b, and an inorganic insulating layer 719c are stacked is shown as a stacked structure including a silicon nitride film as the sealing film 719.
  • a silicon oxide film or an amorphous silicon film may be provided between the inorganic insulating layer 719a and the organic insulating layer 719b as an inorganic material layer as described in the stacking step of the substrate 101.
  • a cover material 800 is provided on the sealing film 719 via an adhesive material 810.
  • the thickness from the first resin layer 501 can be increased. Minimize gas component desorption. Further, by setting the maximum value of the temperature at the time of heat treatment of the second resin layer 504 not to exceed the maximum value of the temperature at the time of heat treatment of the first resin layer 501, the time of firing of the second resin layer 504 It is possible to suppress the desorption of the gas component from the first resin layer 501 in the above. Thus, peeling can be suppressed at the interface between the first resin layer 501 and the first inorganic insulating layer 502.
  • a first inorganic insulating layer 502 is provided between the first resin layer 501 and the second resin layer 504.
  • an inorganic material layer 503 is provided between the first resin layer 501 and the first inorganic insulating layer 502, or between the first inorganic insulating layer 502 and the second resin layer 504.
  • adhesion between the first resin layer 501 and the first inorganic insulating layer 502 or between the first inorganic insulating layer 502 and the second resin layer 504 can be improved.
  • the first inorganic insulating layer 502 and the inorganic material layer 503 between the first resin layer 501 and the second resin layer 504 are removed in the bending region 750.
  • the first resin layer 501 and the second resin layer 504 have a stacked structure, so that the bending resistance of the substrate 101 can be improved.
  • the bent region 750 not only the first inorganic insulating layer 502 and the inorganic material layer 503 of the substrate 101 but also the inorganic insulating layer included in the functional layer 505 and the sealing film 506 is removed.
  • the resin coat 820 or the like may be provided on the conductive layer 709 so as to cover the bending region 750 in order to secure the strength of the bending region.
  • the resin coat 820 for example, Tuffy manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. is preferably used.
  • FIG. 7 the structure in which the inorganic insulating layer (undercoat layer 701, gate insulating film 704, and interlayer insulating layer 708) provided above the substrate 101 in the bent region 750 is removed is described.
  • FIG. 9 shows a structure in which the first inorganic insulating layer 502 and the inorganic material layer 503 are also removed in the terminal 106. Further, as shown in FIG. 9, after removing the interlayer insulating layer 708 and the undercoat layer 701, the second resin layer 504 may be removed continuously.
  • the first inorganic insulating layer 502 and the inorganic material layer 503 can not extend in the bent region 750 and the terminal 106.
  • the conductive layer 709 is provided in contact with the first resin layer 501.
  • the first resin layer 501 has a smaller thickness than the second resin layer 504, so the bending region 750 after removing the second resin layer 504 has a mechanical strength. Is lower. Therefore, providing a resin coat 820 as shown in FIG. 8 is very effective.
  • the substrate 101 can be favorably bent by causing the first inorganic insulating layer 502 and the inorganic material layer 503 not to extend in the bent region 750 and the terminal 106. Can.
  • mechanical strength in the bending region 750 can be improved by providing the resin coat 820 after bending the substrate 101 in the bending region 750.
  • a display device which can maintain high reliability even when the flexible substrate 101 is bent or bent can be provided.
  • Embodiment 3 In this embodiment mode, a method for forming a substrate 101 to a sealing film over a supporting substrate 1001 and thereafter peeling an upper layer over the supporting substrate from the supporting substrate is described with reference to FIGS. 10A to 10D.
  • the substrate 101 is a flexible material, it is difficult to maintain the flatness of the substrate 101 through the steps shown in FIGS. 7 to 9. Therefore, in the case of forming a flexible display device, it is preferable to first form the substrate 101 to the sealing film 506 over the supporting substrate 1001.
  • a display area 102 in which a substrate 101, a plurality of pixels each including a transistor and a light emitting element are provided, a terminal area adjacent to the display area 102, a display area 102, and a terminal area Forming a bending area between
  • the substrate 101 including the first resin layer 501, the first inorganic insulating layer 502, the inorganic material layer 503, and the second resin layer 504 is formed over the supporting substrate 1001.
  • the first inorganic insulating layer 502 and the inorganic material layer 503 are removed, and the first resin layer 501 is in contact with the second resin layer 504. .
  • the first inorganic insulating layer 502 and the inorganic material layer 503 are also removed in the terminal region where the terminal 106 is provided, and the first resin layer 501 is in contact with the second resin layer 504. It is also good.
  • the film thickness of the first resin layer 501 is preferably smaller than the film thickness of the second resin layer 504.
  • the film thickness of the first resin layer 501 is preferably 70% or less, preferably about 40% to 60%, of the film thickness of the second resin layer 504.
  • the film thickness of the first resin layer 501 is about 50% of the film thickness of the second resin layer 504.
  • the first heat treatment is performed on the first resin layer 501
  • the second heat treatment is performed on the second resin layer 504.
  • the maximum value of the second heat treatment of the second resin layer 504 is set to be lower than the maximum value of the first heat treatment of the first resin layer 501.
  • gas component desorption from the first resin layer 501 can be suppressed at the time of the second heat treatment of the second resin layer 504.
  • the retained gas component can be prevented from staying between the first resin layer 501 and the first inorganic insulating layer 502.
  • peeling of the film from between the first resin layer 501 and the first inorganic insulating layer 502 can be suppressed.
  • a functional layer 505 including a display region 102 in which a plurality of pixels formed using a conductive layer, a semiconductor layer, and an insulating layer are provided and a gate driving circuit 104 is formed over the substrate 101.
  • An undercoat layer 701 including a first layer 701a, a second layer 701b, and a third layer 701c is formed on the substrate 101.
  • the light shielding layer 702 may be formed on the first layer 701a.
  • a semiconductor layer 706, a gate insulating film 704, and a gate electrode 705 are sequentially formed over the undercoat layer 701, whereby a transistor is formed.
  • a semiconductor layer 703 and a conductive layer which forms a storage capacitor are simultaneously formed.
  • an interlayer insulating layer 708 is formed over the gate electrode 705.
  • contact holes are formed in the interlayer insulating layer 708, the interlayer insulating layer 708, the gate insulating film 704, and the undercoat layer 701 in the portions corresponding to the bent regions 750 are removed.
  • a conductive layer 709 to be a source electrode / drain electrode and a lead wiring is formed over the interlayer insulating layer 708.
  • a portion of the storage capacitor 707 is formed of an interlayer insulating layer 708, an electrode formed of a conductive layer in the same layer as the gate electrode 705 of the transistor, and an electrode formed of a conductive layer in the same layer as the source / drain wiring of the transistor. It can be formed.
  • the lead wiring is formed to extend to the end of the periphery of the substrate 101.
  • the flexible printed circuit board 107 and the terminal 106 for connecting the driver IC are formed by the lead wiring.
  • the terminal 106 may be formed using a conductive layer in the same layer as the gate electrode 705.
  • a planarization film 710 is formed over the conductive layer 709. Next, the planarization film 710 is removed at the pixel contact portion and a part of the peripheral region 770.
  • the transparent conductive film 711 covers the portion where the conductive layer 709 is exposed by the removal of the planarization film 710.
  • the inorganic insulating layer 712 is formed over the planarization film 710 and the transparent conductive film 711.
  • the inorganic insulating layer 712 in the pixel contact portion and the opening 716 is opened.
  • the pixel electrode 713 is formed over the inorganic insulating layer 712.
  • the pixel electrode 713 is connected to the transparent conductive film 711 through the opening of the pixel contact portion.
  • a bank 715 is formed to cover the end of the pixel electrode 713. At this time, the bank 715 is opened so as to expose the surface of the pixel electrode 713 as a light emitting region, and the opening end is formed to have a gentle tapered shape.
  • An organic layer 717 including an organic EL layer is formed over the pixel electrode 713 and the bank 715.
  • As the organic layer 717 a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer are stacked in order from the pixel electrode 713 side.
  • the counter electrode 718 is formed over the organic layer 717.
  • a light emitting element can be formed by the pixel electrode 713, the organic layer 717, and the counter electrode 718.
  • a sealing film 506 including an inorganic insulating layer 719a, an organic insulating layer 719b, and an inorganic insulating layer 719c is formed over the functional layer 505.
  • the sealing film 506 is preferably formed so that the inorganic insulating layer 719a and the inorganic insulating layer 719c are in contact with each other at an end portion of the display region 760. Accordingly, moisture can be prevented from entering the functional layer 505 from the end portion of the display region 760.
  • the planarity of the substrate 101 is maintained by the supporting substrate 1001, so that manufacturing steps including high-precision photolithography can be performed. It can be done normally.
  • laser irradiation processing 1002 is performed from the side of the support substrate 1001 where the substrate 101 is not formed.
  • the laser irradiation process 1002 a portion 1003 of the first resin layer 501 of the substrate 101 in contact with the support substrate 1001 is altered, and the adhesion is reduced. This decrease in adhesion is caused by the first resin layer 501 partially causing ablation or shrinking due to heat.
  • FIG. 10D Thereafter, as shown in FIG. 10D, by physically applying a force between the support substrate 1001 and the substrate 101, they are separated at the interface with each other.
  • the display device 100 peeled off from the supporting substrate 1001 can form the display device 100 as shown in FIGS. 2 to 4 due to the flexibility of the substrate 101 at this time.
  • the substrate 101 is bent in the bending area 750. Thereafter, in order to increase the strength of the bent region 750, a resin coat 820 as shown in FIG. 8 may be formed. Lastly, the display device shown in FIG. 8 can be formed by affixing the cover material 800 through the adhesive 810.
  • the semiconductor layer, the insulating layer, and the conductive layer can be processed with high accuracy.

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Abstract

第1樹脂層と、第1樹脂層に重なる第2樹脂層と、第1樹脂層と第2樹脂層との間の第1無機絶縁層と、を含む可撓性を有する基板と、基板上の表示領域と、基板上で表示領域に隣接する端子領域と、表示領域と端子領域との間の折曲領域と、を有し、基板は、第2樹脂層の膜厚が、第1樹脂層の膜厚より大きく、第1樹脂層と、第1無機絶縁層と、第2樹脂層とが積層された第1領域と、第1樹脂層と、第2樹脂層とが積層された第2領域と、を含み、第1領域は、少なくとも表示領域と重なり、第2領域は、折曲領域と重なる。

Description

表示装置及び表示装置の製造方法
 本発明の一実施形態は、表示装置、及び表示装置の製造方法に関する。本発明の一実施形態は、可撓性基板を用いて形成されたフレキシブル表示装置、及びフレキシブル表示装置の製造方法に関する。
 表示装置の一例に、液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス(Electroluminescence:EL)表示装置等がある。これらの表示装置は、基板上に形成された複数の画素の各々に、表示素子として液晶素子や有機発光素子(以下、発光素子)を有している。液晶素子は、一対の電極間に液晶性を示す化合物を含む層(以下、液晶層)、を有しており、発光素子は、電界発光性を示す有機化合物を含む層(以下、電界発光層、あるいはEL層)を有している。そして、液晶素子は、一対の電極間に電圧を印加することで駆動され、発光素子は電流を流すことにより駆動される。
 前述の表示装置において、基板として可撓性を有する基板を用いることで、表示装置全体に可撓性を付与することができる。これにより、一部又は全体が湾曲した形状を有する表示装置や、ユーザが自由に変形可能な表示装置が提供される。また、表示装置の表示領域の周囲の領域(以下、「周辺領域」、または「額縁領域」ともいう)を、表示領域の裏側方向に位置するように基板を折り曲げることで、狭額縁化を図る表示装置が開示されている(特許文献1参照)。
特開2012-128006号公報
 本発明に係る実施形態の一つは、可撓性を有する基板を湾曲、あるいは折り曲げても高い信頼性を維持することが可能な表示装置を提供することを目的の一つとする。
 本発明の一実施形態に係る表示装置は、第1樹脂層と、第1樹脂層に重なる第2樹脂層と、第1樹脂層と第2樹脂層との間の第1無機絶縁層と、を含む可撓性を有する基板と、基板上の表示領域と、基板上で表示領域に隣接する端子領域と、表示領域と端子領域との間の折曲領域と、を有し、基板は、第2樹脂層の膜厚が、第1樹脂層の膜厚より大きく、第1樹脂層と、第1無機絶縁層と、第2樹脂層とが積層された第1領域と、第1樹脂層と、第2樹脂層とが積層された第2領域と、を含み、第1領域は、少なくとも表示領域と重なり、第2領域は、折曲領域と重なる。
 本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法は、支持基板上に第1樹脂層を形成し、第1樹脂層上に第1無機絶縁層を形成し、第1無機絶縁層上及び第1無機絶縁層が除去された領域上に第2樹脂層を形成して可撓性を有する基板を形成し、第2樹脂層上に、表示領域と、表示領域と隣接する端子領域とを形成し、表示領域を覆う封止膜を形成し、基板から、支持基板を剥離すること、を含み、第2樹脂層を形成する前に、表示領域に対応する領域と端子領域に対応する領域との間の領域の第1無機絶縁層を除去する、表示装置の製造方法。
本発明の一実施形態に係る表示装置を示す上面模式図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を示す断面図である。
 以下、本発明の各実施形態において、図面等を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その技術的思想の要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
 図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、図示の形状そのものが本発明の解釈を限定するものではない。また、図面において、明細書中で既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、別図であっても同一の符号を付して、重複する説明を省略する場合がある。
 ある一つの膜を加工して複数の構造体を形成した場合、各々の構造体は異なる機能、役割を有する場合があり、また各々の構造体はそれが形成される下地が異なる場合がある。しかしながらこれら複数の構造体は、同一の工程で同一層として形成された膜に由来するものであり、同一の材料を有する。従って、これら複数の膜は同一層に存在しているものと定義する。
 ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接して、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。
 「ある構造体が他の構造体から露出する」という表現は、ある構造体の一部が他の構造体によって覆われていない領域を意味する。ただしこの他の構造体によって覆われていない部分が、さらに別の構造体によって覆われている場合も含む。
<実施形態1>
 本発明の一実施形態に係る表示装置の構造について、図1乃至図9を参照して説明する。
 図1は、表示装置100の上面模式図である。表示装置100は基板101を有し、その一表面上に、所望の形状にパターニングされた種々の導電層、半導体層、絶縁層を有する。これらの導電層、半導体層、絶縁層により、複数の画素103が形成される。また、複数の画素103を駆動するための駆動回路(ゲート駆動回路104、ソース駆動回路105)は、前述の導電層、半導体層、絶縁層を用いて複数の画素103と同時に基板101上に形成されても良いし、ICチップを基板101の一表面上に実装しても良い。複数の画素103は、例えばマトリクス状に配置され、これらの集合によって表示領域102が形成される。
 ゲート駆動回路104やソース駆動回路105は、表示領域102の外側の周辺領域770に配置される。表示領域102、ゲート駆動回路104、及びソース駆動回路105からは、パターニングされた導電層で形成される種々の配線(図示せず)が基板101の一辺へ延び、それぞれの配線は基板101の端部付近に配置された複数の端子106の一つに接続される。なお、複数の端子106を含む領域を端子領域ともいう。複数の端子106は、フレキシブルプリント回路基板107(Flexible Printed Circuit:FPC)と接続される。前述した駆動回路をICチップによって設ける場合には、基板101上ではなくフレキシブルプリント回路基板107上に実装しても良い。
 表示装置100の外部に設けられるコントローラ(図示せず)から、フレキシブルプリント回路基板107を介して映像信号や各種制御信号が供給される。また、映像信号はソース駆動回路105によって処理されて複数の画素103に入力される。各種制御信号は、ゲート駆動回路104、及びソース駆動回路105に入力される。
 映像信号や各種制御信号の他、ゲート駆動回路104、ソース駆動回路105、及び複数の画素103を駆動するための電力が表示装置100に供給される。複数の画素103はそれぞれ、後述する発光素子を有する。表示装置100に供給された電力の一部は、複数の画素103のそれぞれの発光素子に供給されて発光素子を発光させる。
 基板101として可撓性を有する基板を用いることで、図2乃至図4に示すように表示装置100に可撓性を付与することができる。例えば、図2に示すように、表示領域102全体に亘って湾曲可能領域200が設けられ、表示領域102を曲面形状としたデザイン性の高い電子機器への適用が可能となる。また、表示領域102がロール状に収納される電子機器へ適用してもよい。
 また、図3及び図4に示すように、基板101を表示領域102とフレキシブルプリント回路基板107との間に折曲領域300が設けられている。折曲領域300において矢印301の方向に折り曲げ、ソース駆動回路105やフレキシブルプリント回路基板107を表示領域102の裏面側に重畳するようにすることで、表示装置100の狭額縁化を図ることができる。
 図4は、図3に示すA-A’線に沿って切断した断面図である。矢印301で示すように、基板101を折り曲げることができる。これにより、ソース駆動回路105及びフレキシブルプリント回路基板107は、表示領域102の裏面側に重畳するように配置され、幅302で示されるように狭額縁化することができる。また、折り曲げた箇所の内側には、基板101の断面形状を保持するためのスペーサ303が設けられても良い。
[基板101の構成]
 図5は、本発明の一実施形態に係る表示装置100の断面図である。図5において、表示装置の一部を拡大した図を示している。表示領域102において、基板101は、第1樹脂層501、第1無機絶縁層502、無機材料層503、第2樹脂層504を含む積層構造を有している。また、表示領域102では、基板101上に、導電層、半導体層、絶縁層を用いて形成された複数の画素を含む機能層505が形成され、機能層505上に、封止膜506が形成されている。また、折曲領域300において、基板101は、第1無機絶縁層502及び無機材料層503が除去された第1樹脂層501及び第2樹脂層504の積層構造を有している。
 第1樹脂層501及び第2樹脂層504として、例えば、アクリル、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等の有機樹脂を用いることができる。第1樹脂層501及び第2樹脂層504は、同じ材料を用いた層であってもよいし、異なる材料を用いた層であってもよい。
 第1無機絶縁層502として、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン等の無機材料を用いることができる。第1樹脂層501と第2樹脂層504との間に、第1無機絶縁層502を設けることにより、第1樹脂層501から第2樹脂層504を通って、機能層505に水分やその他の汚染物質が侵入することを防止することができる。
 また、第1無機絶縁層502と第2樹脂層504との間には、無機材料層503が設けられている。無機材料層503として、例えば、酸化シリコンやアモルファスシリコンなどのシリコンを含む層を用いることができる。樹脂層と無機絶縁層とは、各々の材料の違いやその形成工程に起因して、膜内に残留する応力が異なる。その結果として、両者の界面での密着性が悪化してしまう。この密着性の悪化は、無機絶縁層上に樹脂層を形成する場合に特に顕著に表れる。よって、本実施形態では、第1無機絶縁層502と第2樹脂層504との間に、双方との密着性が良い無機材料層503を設けることにより、第1無機絶縁層502と第2樹脂層504との密着性を向上させることができる。なお、図示しないが、基板101として、第1無機絶縁層502と第2樹脂層504との間に、無機材料層503を設け、第1樹脂層501と第1無機絶縁層502との間にも、さらに無機材料層を設ける構造としてもよい。また、基板101として、第1無機絶縁層502と第2樹脂層504との間の無機材料層503を省略し、第1樹脂層501と第1無機絶縁層502との間に無機材料層を設けてもよい。
 しかしながら、基板101を折り曲げた場合、折曲領域300に無機絶縁層が存在すると、無機絶縁層にクラックが生じる。無機絶縁層にクラックが生じると、クラックから水分やその他の汚染物質が侵入し、機能層505に侵入する。機能層505に侵入した水分や汚染物質が画素内の発光素子に侵入すると発光素子が劣化するおそれがある。これにより、表示装置の信頼性が低下する可能性がある。
 そこで、本実施形態に係る表示装置100は、基板101の少なくとも表示領域102においては、第1樹脂層501、第1無機絶縁層502、無機材料層503、第2樹脂層504を含む積層構造を有している。また、基板101は、折曲領域300においては、第1無機絶縁層502及び無機材料層503が除去された第1樹脂層501及び第2樹脂層504の積層構造を有している。
 基板101は、表示領域102においては、第1樹脂層501及び第2樹脂層504との間に第1無機絶縁層502及び無機材料層503が設けられている。これにより、第1樹脂層501から第2樹脂層504を通って、機能層505に水分やその他の汚染物質が侵入することを防止することができる。また、折曲領域300においては、第1樹脂層501と第2樹脂層504との間の第1無機絶縁層502及び無機材料層503が除去されている。これにより、折曲領域300においては、第1樹脂層501と第2樹脂層504との積層構造となるため、基板101の曲げ耐性を向上させることができる。
[基板101の製造方法]
 次に、基板101の製造方法について図6A乃至図6Cを参照して説明する。
 図6Aは、支持基板1001上に、第1樹脂層501、第1無機絶縁層502、無機材料層503を形成する工程を説明する図である。まず、支持基板1001上に、アクリル、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどの樹脂材料を塗布法により成膜した後、第1加熱処理を行う。これにより、第1樹脂層501を形成することができる。次に、第1樹脂層501上に、第1無機絶縁層502を、CVD法などの気相成長法により、酸化シリコン、窒化シリコン、又は酸化窒化シリコンを成膜する。第1無機絶縁層502の膜厚は、20nm以上100nm以下が好ましい。その後、無機材料層503を、CVD法により、酸化シリコン又はアモルファスシリコンを成膜する。無機材料層503の膜厚は、5nm以上20nm以下が好ましい。また、無機材料層503としては、アモルファスシリコンを用いることが好ましい。
 図6Bは、折曲領域300において、第1無機絶縁層502及び無機材料層503を除去する工程を説明する図である。第1無機絶縁層502及び無機材料層503上の折曲領域300以外の領域にマスクを形成し、エッチング法により、折曲領域300の第1無機絶縁層502及び無機材料層503を除去する。
 図6Cは、表示領域102、折曲領域300、端子106上に、第2樹脂層504を形成する工程を説明する図である。無機材料層503及び第1樹脂層501上に、塗布法により、アクリル、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどの樹脂材料を成膜した後、第2加熱処理を行う。これにより、第2樹脂層504を形成することができる。
 以上の工程により、基板101を形成することができる。
 なお、第1樹脂層501及び第2樹脂層504を形成する際の第1加熱処理及び第2加熱処理において、第1樹脂層501及び第2樹脂層504からガス成分が脱離する。例えば、第2樹脂層504を形成する第2加熱処理の際には、第1樹脂層501からもガス成分が脱離する。しかしながら、第1樹脂層501上には、第1無機絶縁層502が形成されているため、脱離したガス成分は第1樹脂層501と第1無機絶縁層502との界面付近に滞留する。これにより、第1樹脂層501と第1無機絶縁層502との界面において剥離が生じる場合がある。このガス成分の脱離は、第1樹脂層501の体積が大きければ、大きいほど大量に生じる。したがって、本実施形態では、第1樹脂層501の膜厚を第2樹脂層504の膜厚より小さくすることによって体積を縮小し、第1樹脂層501からのガス成分の脱離をできるだけ少なくするように構成する。
 本実施形態においては、図5に示すように、第1樹脂層501の膜厚は、第2樹脂層504の膜厚に比べて小さくすることが好ましい。例えば、第1樹脂層501の膜厚は、第2樹脂層504の膜厚の70%以下、好ましくは40%乃至60%程度とすることが好ましい。具体的には、第1樹脂層501の膜厚は、第2樹脂層504の膜厚の50%程度である。
 基板101の膜厚としては、図2乃至図4で示すように湾曲させ、または折り曲げた形態を取り得るだけの可撓性と、曲げによって破断を生じない程度の強度を両立する厚さとすることが好ましい。よって、基板101は、前述した積層構造を含み、例えば100μm以下、好ましくは50μm以下とすることができる。さらに好ましくは、10μm乃至30μm程度とする。なお、第2樹脂層504の膜厚は、第1無機絶縁層502の膜厚及び無機材料層503の膜厚よりも十分に厚い。そのため、第1無機絶縁層502及び無機材料層503が除去された領域の基板101の膜厚、及び第1無機絶縁層502及び無機材料層503が除去されていない領域の基板101の膜厚は、上述の膜厚の範囲に収まる。
 また、第1樹脂層501及び第2樹脂層504は、それぞれ450℃乃至500℃程度で焼成される。本実施形態では、第2樹脂層504の第2加熱処理の最大値が、第1樹脂層501の第1加熱処理の最大値を超えないように設定する。前述の通り、第2樹脂層504の第2加熱処理では、第1樹脂層501も同時に加熱されるが、事前に第1樹脂層501を焼成した際の焼成温度の最大値に達しない限りは、第1樹脂層501からのガス成分の脱離は少ない。仮に、第2樹脂層504の第2加熱処理時に、第1樹脂層501の第1加熱処理の温度の最大値を超えると、第1樹脂層501にはその加熱履歴が無いため、新たなガス成分の脱離が生ずる。したがって、第2樹脂層504の第2加熱処理の温度の最大値が、第1樹脂層501の第1加熱処理温度の最大値を超えないように設定することで、第2樹脂層504の第2加熱処理時における第1樹脂層501からのガス成分脱離を抑制することができる。
[表示装置の構造]
 本実施形態に係る表示装置100の構成について、図7及び図8を参照して説明する。
 図7は、図1に示す表示装置100のB-B’線に沿って切断した断面図である。主に、画素を構成するトランジスタを含む表示領域102、端子106、及び端子106を含む周辺領域770を折り曲げるための折曲領域750について示している。
 上述した通り、基板101は、第1樹脂層501、第1無機絶縁層502、無機材料層503、第2樹脂層504を有している。また、基板101の折曲領域750において、第1無機絶縁層502及び無機材料層503は除去されている。基板101上には、アンダーコート層701が設けられている。図7では、アンダーコート層701は、第1層701a、第2層701b、及び第3層701cの3層構造を有している。第1層701aとして、酸化シリコンを設けることにより、基板101の第2樹脂層504との密着性を向上させることができる。また、第2層701bとして窒化シリコンを設けることにより、外部からの水分やその他の汚染物質をブロックすることができる。また、第3層701cとして酸化シリコンを設けることにより、第2層701bの窒化シリコン中に含有する水素原子が、機能層505に含まれる半導体層706に拡散することを抑制することができる。なお、アンダーコート層701は、上記の構成に限定されず、単層構造又は二層構造であってもよいし、四層以上の積層構造であってもよい。
 また、アンダーコート層701に、後にトランジスタが設けられる箇所に合わせて遮光層702が設けられていてもよい。遮光層702は、トランジスタのチャネル裏面からの光の侵入等によるトランジスタ特性の変化を抑制することができる。また、遮光層702が導電層である場合、所定の電位を与えることで、トランジスタにバックゲート効果を与えることができる。図7では、第1層701a上に、トランジスタが形成される箇所に合わせて遮光層702を島状に設けられる。その後、第2層701b、第3層701cを積層されて、アンダーコート層701に遮光層702を封入するように設けられている。本発明の一実施形態はこれに限定されず、基板101上に遮光層702を設け、その上に、アンダーコート層701として、第1層701a、第2層701b、及び第3層701cが設けられていてもよい。
 アンダーコート層701上に、トランジスタが設けられる。トランジスタは、半導体層706、ゲート絶縁膜704、及びゲート電極705を有する。半導体層706として、アモルファスシリコン、ポリシリコン、又は酸化物半導体を用いることができる。また、ゲート絶縁膜704として、酸化シリコン又は窒化シリコンを用いることができる。また、ゲート電極705として、チタン、モリブデン、又はタングステン等を用いることができる。なお、ゲート電極705は、保持容量線としても機能する。つまり、半導体層706と、ゲート絶縁膜704と、ゲート電極705により、保持容量707を構成することができる。
 なお、図7に示すトランジスタは、駆動トランジスタであり、Nch型トランジスタである。Nch型トランジスタは、チャネル領域と、ソース領域又はドレイン領域(高濃度不純物領域)との間に、低濃度不純物領域を設けた構造を有する。トランジスタとして、ここでは、Nch型トランジスタのみを示しているが、Nch型トランジスタとともにPch型トランジスタが設けられていてもよい。
 トランジスタ上に、層間絶縁層708が設けられている。層間絶縁層708として、シリコン窒化膜又はシリコン酸化膜を用いることができる。層間絶縁層708は、半導体層706に達するコンタクトホールを有する。層間絶縁層708にコンタクトホールを形成すると同時に、折曲領域750に相当する箇所の層間絶縁層708及びゲート絶縁膜704も除去される。さらに、層間絶縁層708及びゲート絶縁膜704の除去によって、アンダーコート層701が露出するので、これもパターニングを行って除去する。アンダーコート層701を除去した後には、基板101を構成する第2樹脂層504が露出する。このとき、特に図示しないが、アンダーコート層701のエッチングを通じて、第2樹脂層504の表面が一部浸食されて膜減りを生ずる場合が有る。
 層間絶縁層708上に、ソース電極・ドレイン電極及び引き回し配線となる導電層709が設けられる。導電層709として、チタン、アルミニウム、チタンの三層積層構造を用いることができる。層間絶縁層708、トランジスタのゲート電極705と同層の導電層で形成される電極、およびトランジスタのソース・ドレイン配線と同層の導電層で形成される電極とで、保持容量707の一部が構成される。引き回し配線は、基板101周縁の端部まで延在される。引き回し配線は、フレキシブルプリント回路基板107や駆動ICを接続する端子106を構成する。端子106は、ゲート電極705と同層の導電層で形成されてもよい。
 トランジスタ及び引き回し配線を覆うように平坦化膜710が設けられる。平坦化膜710として、感光性アクリルやポリイミド等の有機材料を用いることができる。有機材料は、CVD等により形成される無機絶縁材料に比べ、表面の平坦性に優れている。
 平坦化膜710は、画素コンタクト部、及び周辺領域770の一部で除去されている。平坦化膜710の除去により導電層709が露出した箇所は、透明導電膜711にて被覆される。透明導電膜711としては、例えば、ITO(Indium tin oxide)が用いられる。透明導電膜711上は、無機絶縁層712で被覆される。無機絶縁層712は、窒化シリコンを用いることができる。そして、画素コンタクト部における無機絶縁層712を開口して、画素電極713を形成する。ここでは、画素電極は反射電極として形成され、IZO、Ag、IZOの三層積層構造としている。画素部においては、透明導電膜711、無機絶縁層712、画素電極713によって付加容量714が形成される。一方、透明導電膜711は端子106の表面にも形成される。端子106上の透明導電膜は、以後の工程で配線露出部がダメージを負わないようにバリア膜として設けている。
 ところで、画素電極713をパターニングする際に、一部において透明導電膜711がエッチング環境にさらされる。しかしながら、透明導電膜711形成から画素電極713形成までの間に行われるアニール処理によって、透明導電膜711は画素電極713のエッチングに対し十分な耐性を有する。
 画素電極713上には、バンク715と呼ばれる、画素領域の隔壁となる絶縁層が設けられる。バンク715としては平坦化膜710と同じく感光性アクリルやポリイミド等の有機材料が用いられる。バンク715は、画素電極713表面を発光領域として露出するように開口され、その開口端は、なだらかなテーパー形状となるのが好ましい。開口端が急峻な形状であると、バンク715上に設けられる有機層のカバレッジ不良を生ずる。
 ここで、平坦化膜710とバンク715は、両者の間の無機絶縁層712に設けられた開口部716を通じて接触されている部位を有する。これは、バンク715形成後の加熱処理等を通じて、平坦化膜710から脱離する水分やガスを、バンク715を通じて引き抜くための開口部である。ここで脱離する水分やガスとは、前述した基板101の形成時に、第1樹脂層501や第2樹脂層504から脱離するものと同じ現象であり、開口部716を通じて平坦化膜710からバンク715に引き抜くことで、平坦化膜710と無機絶縁層712との界面の剥離を抑制することができる。
 画素電極713及びバンク715上には、有機EL層を含む有機層717が設けられている。図7では、有機層717は、単層として図示しているが、画素電極713側から順に、正孔輸送層、発光層、電子輸送層が積層されている。これらの層は、蒸着による形成であっても良いし、溶媒分散の上での塗布形成であっても良い。また、図7に示すように、有機層717は、各画素に対して選択的に設けられていても良いし、表示領域760を覆う全面にベタ状に設けられていてもよい。有機層717をベタ状に設ける場合は、全画素において白色光を得て、カラーフィルタ(図示せず)によって所望の色波長部分を取り出す構成とすることができる。
 有機層717上には、対向電極718が設けられる。本実施形態では、トップエミッション構造としているため、対向電極718は光透過性とする必要がある。なお、トップエミッション構造とは、基板101上に、有機層717を挟んで配置される対向電極718から光を出射する構造をいう。ここでは、対向電極718として、MgAg膜を、有機EL層からの出射光が透過する程度の薄膜として形成する。前述の有機層717の形成順序に従うと、画素電極713側が陽極となり、対向電極718側が陰極となる。対向電極718は、表示領域760上と、表示領域102近傍に設けられた陰極コンタクト部780に亘って形成され、陰極コンタクト部780で下層の導電層709と接続され、最終的には端子106に引き出される。
 対向電極718上には、封止膜719が設けられている。封止膜719は、有機層717を、外部からの水分が侵入することを防止することができる。また、封止膜719としてはガスバリア性の高いものが要求される。ここでは、封止膜719として、シリコン窒化膜を含む積層構造として、無機絶縁層719a、有機絶縁層719b、無機絶縁層719cの積層される構造を示す。なお、特に図示しないが、無機絶縁層719aと有機絶縁層719bとの間には、基板101の積層工程において説明した通り、無機材料層として、酸化シリコン膜やアモルファスシリコン膜を設けても良い。
 また、図8に示すように、封止膜719上に、粘着材810を介してカバー材800が設けられている。
 本実施形態に示す表示装置によれば、第2樹脂層504の膜厚を、第1樹脂層501の膜厚よりも大きくなるように基板101を構成することにより、第1樹脂層501からのガス成分の脱離をできるだけ少なくする。また、第2樹脂層504の加熱処理時の温度の最大値が、第1樹脂層501の加熱処理時の温度の最大値を超えないように設定することにより、第2樹脂層504の焼成時における第1樹脂層501からのガス成分の脱離を抑制することができる。これにより、第1樹脂層501と、第1無機絶縁層502との界面において、剥離が生じることを抑制することができる。
 また、基板101として、第1樹脂層501と第2樹脂層504との間に第1無機絶縁層502が設けられている。第1無機絶縁層502を設けることにより、第1樹脂層501及び第2樹脂層504を通って機能層505に水分やその他の汚染物質が侵入することを抑制することができる。また、第1樹脂層501と第1無機絶縁層502との間、又は第1無機絶縁層502と第2樹脂層504との間に、無機材料層503を設けている。これにより、第1樹脂層501と第1無機絶縁層502との間、又は第1無機絶縁層502と第2樹脂層504との間の密着性を向上させることができる。
 本実施形態に示す表示装置100では、折曲領域750において、第1樹脂層501と第2樹脂層504との間の第1無機絶縁層502及び無機材料層503が除去されている。これにより、折曲領域750においては、第1樹脂層501と第2樹脂層504との積層構造となるため、基板101の曲げ耐性を向上させることができる。また、折曲領域750においては、基板101の第1無機絶縁層502及び無機材料層503だけでなく、機能層505及び封止膜506に含まれる無機絶縁層が除去されている。したがって、折曲領域の強度確保のため、折曲領域750を覆うように、導電層709上に樹脂コート820等を設けても良い。樹脂コート820として、例えば、日立化成工業(株)製タッフィーを用いることが好ましい。
<実施形態2>
 本発明の表示装置の他の一実施形態ついて、図9を参照して説明する。
 図7においては、折曲領域750において、基板101よりも上層に設けられた無機絶縁層(アンダーコート層701、ゲート絶縁膜704、層間絶縁層708)が除去されている構成について説明した。図9では、端子106においても、第1無機絶縁層502及び無機材料層503が除去されている構成を示す。また、図9に示すように、層間絶縁層708及びアンダーコート層701の除去後、続けて第2樹脂層504を除去しても良い。
 これにより、折曲領域750及び端子106において、第1無機絶縁層502及び無機材料層503が延在しないような構成とすることができる。導電層709は第1樹脂層501に接するように設けられる。なお、本発明の一実施形態において、第1樹脂層501は、第2樹脂層504に比べてその膜厚が薄いため、第2樹脂層504を除去した後の折曲領域750は機械的強度が低くなっている。従って、図8に示したような樹脂コート820を設けることは非常に有効である。
 本実施形態に示す表示装置の構成によれば、折曲領域750及び端子106において、第1無機絶縁層502及び無機材料層503が延在しない構成とすることにより、基板101を良好に折り曲げることができる。また、折曲領域750において、基板101を折り曲げた後、樹脂コート820を設けることにより、折曲領域750における機械的強度を向上させることができる。これにより、可撓性を有する基板101を湾曲、あるいは折り曲げても高い信頼性を維持することが可能な表示装置を提供することができる。
<実施形態3>
 本実施形態では、支持基板1001上に基板101から封止膜までを形成し、その後支持基板から基板101より上層を剥離する方法について図10A乃至図10Dを参照して説明する。
 基板101が可撓性を有する材質である場合、図7乃至図9に示す工程を通して基板101が平坦性を保つことが困難である。従って、可撓性を有する表示装置を形成する場合は、まず、支持基板1001上に基板101から封止膜506までを形成することが好ましい。
 図10Aに示すように、支持基板1001上に基板101と、トランジスタと発光素子を有する画素が複数設けられた表示領域102と、表示領域102と隣接する端子領域と、表示領域102と端子領域との間に折曲領域と、を形成する。
 支持基板1001として、ガラス又は石英等を用いることができる。支持基板1001上に、第1樹脂層501、第1無機絶縁層502、無機材料層503、及び第2樹脂層504を含む基板101を形成する。第1実施形態で説明したように、基板101の折曲領域750では、第1無機絶縁層502および無機材料層503が除去されて、第1樹脂層501が第2樹脂層504と接している。なお、図9に示すように、端子106が設けられる端子領域においても、第1無機絶縁層502及び無機材料層503が除去されて、第1樹脂層501が第2樹脂層504と接していてもよい。
 また、第1樹脂層501の膜厚は、第2樹脂層504の膜厚に比べて小さくすることが好ましい。例えば、第1樹脂層501の膜厚は、第2樹脂層504の膜厚の70%以下、好ましくは40%乃至60%程度とすることが好ましい。具体的には、第1樹脂層501の膜厚は、第2樹脂層504の膜厚の50%程度である。第1樹脂層501に対して第1加熱処理を行い、第2樹脂層504に対して第2加熱処理を行う。このとき、第2樹脂層504の第2加熱処理の最大値が、第1樹脂層501の第1加熱処理の最大値よりも低くなるように設定する。これにより、第2樹脂層504の第2加熱処理時に、第1樹脂層501からのガス成分脱離を抑制することができる。よって、第1樹脂層501と第1無機絶縁層502との間に脱離したガス成分が滞留することを抑制することができる。その結果、第1樹脂層501と第1無機絶縁層502との間から膜が剥がれることを抑制することができる。
 次に、基板101上に、導電層、半導体層、絶縁層を用いて形成された複数の画素が複数設けられた表示領域102及びゲート駆動回路104を含む機能層505を形成する。
 基板101上に、第1層701a、第2層701b、及び第3層701cを含むアンダーコート層701を形成する。第1層701a上に、遮光層702が形成されていてもよい。
 アンダーコート層701上に、半導体層706、ゲート絶縁膜704、ゲート電極705を順に形成することにより、トランジスタを形成する。ゲート電極705と同じ層には、半導体層703と保持容量を形成する導電層も同時に形成される。次に、ゲート電極705上に、層間絶縁層708を形成する。層間絶縁層708にコンタクトホールを形成すると同時に、折曲領域750に相当する箇所の層間絶縁層708、ゲート絶縁膜704、アンダーコート層701を除去する。
 層間絶縁層708上に、ソース電極・ドレイン電極及び引き回し配線となる導電層709を形成する。層間絶縁層708、トランジスタのゲート電極705と同層の導電層で形成される電極、およびトランジスタのソース・ドレイン配線と同層の導電層で形成される電極とで、保持容量707の一部を形成することができる。引き回し配線は、基板101周縁の端部まで延在するように形成する。引き回し配線によって、フレキシブルプリント回路基板107や駆動ICを接続する端子106を形成する。端子106は、ゲート電極705と同層の導電層で形成されてもよい。
 導電層709上に、平坦化膜710を形成する。次に、平坦化膜710を、画素コンタクト部、及び周辺領域770の一部で除去する。平坦化膜710の除去により導電層709が露出した箇所を、透明導電膜711にて被覆する。次に、平坦化膜710及び透明導電膜711上に、無機絶縁層712を形成する。
 画素コンタクト部及び開口部716における無機絶縁層712を開口する。次に、無機絶縁層712上に画素電極713を形成する。画素電極713は、画素コンタクト部の開口を介して、透明導電膜711と接続される。次に、画素電極713の端部を覆うようにバンク715を形成する。このとき、バンク715は、画素電極713の表面を発光領域として露出するように開口され、その開口端がなだらかなテーパー形状となるように形成する。
 画素電極713及びバンク715上に、有機EL層を含む有機層717を形成する。有機層717として、画素電極713側から順に、正孔輸送層、発光層、電子輸送層を積層する。次に、有機層717上に、対向電極718を形成する。画素電極713、有機層717、及び対向電極718により、発光素子を形成することができる。
 次に、図10Bに示すように、機能層505上に、無機絶縁層719a、有機絶縁層719b、無機絶縁層719cを有する封止膜506を形成する。封止膜506は、表示領域760の端部において、無機絶縁層719aと無機絶縁層719cとが接するように形成することが好ましい。これにより、表示領域760の端部から水分が機能層505に侵入することを防止することができる。
 図10A及び図10Bに示す基板101から封止膜506を形成するまでの一連の工程を通じて、支持基板1001によって、基板101の平坦性が保たれるため、高精度なフォトリソグラフィを含む製造工程を正常に行うことができる。
 続いて、図10Cに示すように、支持基板1001の基板101が形成されていない面側からレーザー照射処理1002を行う。レーザー照射処理1002により、支持基板1001に接する基板101の第1樹脂層501の一部1003が変質し、密着性が低下する。この密着性の低下は、第1樹脂層501が熱によって一部アブレーションを生じたり、あるいはシュリンクを生じたりすることによってもたらされる。
 その後、図10Dに示すように、支持基板1001と基板101との間に物理的に力を加えることによって、互いの界面で剥離する。支持基板1001から剥離された表示装置100は、この時点で基板101が有する可撓性によって、図2乃至図4に示したような表示装置100を形成することができる。
 図10Dに示す工程の後、折曲領域750において基板101を折り曲げる。その後、折曲領域750の強度を高めるために、図8に示すような樹脂コート820を形成してもよい。最後に、粘着材810を介してカバー材800を貼り付けることで、図8に示す表示装置を形成することができる。
 本実施形態に示す表示装置の製造方法によれば、可撓性を有する基板101上の平坦性が保たれるため、高精度なフォトリソグラフィを行うことができる。これにより、半導体層、絶縁層、導電層を高精度に加工することができる。
 なお、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。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
100:表示装置、101:基板、102:表示領域、103:画素、104:ゲート駆動回路、105:ソース駆動回路、106:端子、107:フレキシブルプリント回路基板、200:湾曲可能領域、300:折曲領域、301:矢印、302:幅、303:スペーサ、501:第1樹脂層、502:第1無機絶縁層、503:無機材料層、504:第2樹脂層、505:機能層、506:封止膜、701:アンダーコート層、701a:第1層、701b:第2層、701c:第3層、702:遮光層、703:半導体層、704:ゲート絶縁膜、705:ゲート電極、706:半導体層、707:保持容量、708:層間絶縁層、709:導電層、710:平坦化膜、711:透明導電膜、712:無機絶縁層、713:画素電極、714:付加容量、715:バンク、716:開口部、717:有機層、718:対向電極、719:封止膜、719a:無機絶縁層、719b:有機絶縁層、719c:無機絶縁層、750:折曲領域、760:表示領域、770:周辺領域、780:陰極コンタクト部、800:カバー材、810:粘着材、820:樹脂コート、1001:支持基板、1002:レーザー照射処理、1003:一部

Claims (15)

  1.  第1樹脂層と、前記第1樹脂層に重なる第2樹脂層と、前記第1樹脂層と前記第2樹脂層との間の第1無機絶縁層と、を含む可撓性を有する基板と、
     前記基板上の表示領域と、
     前記基板上で前記表示領域に隣接する端子領域と、
     前記表示領域と前記端子領域との間の折曲領域と、を有し、
     前記基板は、
     前記第2樹脂層の膜厚が、前記第1樹脂層の膜厚より大きく、
     前記第1樹脂層と、前記第1無機絶縁層と、前記第2樹脂層とが積層された第1領域と、前記第1樹脂層と、前記第2樹脂層とが積層された第2領域と、を含み、
     前記第1領域は、少なくとも前記表示領域と重なり、前記第2領域は、前記折曲領域と重なる、表示装置。
  2.  前記第2領域は、前記端子領域と重なる、請求項1に記載の表示装置。
  3.  前記第1樹脂層の膜厚は、前記第2樹脂層の膜厚の70%以下である、請求項2に記載の表示装置。
  4.  前記第1樹脂層と前記第1無機絶縁層との間、又は前記第1無機絶縁層と前記第2樹脂層との間に、無機材料層をさらに含む、請求項3に記載の表示装置。
  5.  前記第1無機絶縁層は、窒化シリコンを含む、請求項4に記載の表示装置。
  6.  前記無機材料層は、酸化シリコン又はアモルファスシリコンを含む、請求項5に記載の表示装置。
  7.  前記基板上に設けられた第2無機絶縁層と、
     前記第2無機絶縁層上に設けられた半導体層と、
     前記半導体層上に設けられた第3無機絶縁層と、
     前記第3無機絶縁層上に、前記半導体層と重畳するゲート電極と、をさらに有し、
     前記第2無機絶縁層及び前記第3無機絶縁層は、前記第2領域において開口部を有する、請求項6に記載の表示装置。
  8.  前記第1領域において、前記第3無機絶縁層上に設けられた第4無機絶縁層と、
     前記第4無機絶縁層上に設けられた有機絶縁層と、
     前記有機絶縁層上に設けられた第5無機絶縁層と、をさらに有し、
     前記第4無機絶縁層及び前記第5無機絶縁層は、前記第1領域の端部で接し、前記第2領域において除去される、請求項7に記載の表示装置。
  9.  支持基板上に第1樹脂層を形成し、
     前記第1樹脂層上に第1無機絶縁層を形成し、
     前記第1無機絶縁層上及び前記第1無機絶縁層が除去された領域上に第2樹脂層を形成して可撓性を有する基板を形成し、
     前記第2樹脂層上に、表示領域と、前記表示領域と隣接する端子領域とを形成し、
     前記表示領域を覆う封止膜を形成し、
     前記基板から、前記支持基板を剥離すること、を含み、
     前記第2樹脂層を形成する前に、前記表示領域に対応する領域と前記端子領域に対応する領域との間の領域の前記第1無機絶縁層を除去する、表示装置の製造方法。
  10.  前記端子領域において、前記第1樹脂層が前記第2樹脂層と接する、請求項9に記載の表示装置の製造方法。
  11.  前記第1樹脂層の膜厚は、前記第2樹脂層の膜厚の70%以下である、請求項10に記載の表示装置の製造方法。
  12.  前記第1樹脂層を形成した後、前記第1無機絶縁層を形成するまでの間に、第1加熱処理を行い、
     前記第2樹脂層を形成した後、第2加熱処理を行い、
     前記第2加熱処理の最高温度は、前記第1加熱処理の最高温度よりも低い、請求項11に記載の表示装置の製造方法。
  13.  前記第1樹脂層と前記第1無機絶縁層との間、又は前記第1無機絶縁層と前記第2樹脂層との間に、無機材料層を形成する、請求項12に記載の表示装置の製造方法。
  14.  前記第1無機絶縁層は、シリコン窒化物を含む、請求項13に記載の表示装置の製造方法。
  15.  前記無機材料層は、シリコン酸化物、又はアモルファスシリコンを含む、請求項14に記載の表示装置の製造方法。
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