(57)【要約】【課題】剥離工程で使用する紫外レーザ光がＴＦＴ素子及びＯＬＥＤ素子を劣化させないようにする。【解決手段】本開示のフレキシブルＯＬＥＤデバイスの製造方法によれば、ベース（１０）と、ＴＦＴ層及びＯＬＥＤ層を含む機能層領域（２０）とベースと機能層領域との間に位置して機能層領域を支持するフレキシブルフィルム（３０）と、フレキシブルフィルムと機能層領域との間に位置する誘電体多層膜ミラー（３６）とを備える積層構造体（１００）を用意する。ベースを透過する剥離光（２１６）でフレキシブルフィルムを照射してベースからフレキシブルフィルムを剥離する。【選択図】図７Ｄ
2020080322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＦＴ層及びＯＬＥＤ層を含む機能層領域と、
前記機能層領域を支持するフレキシブルフィルムと、
前記フレキシブルフィルムと前記機能層領域との間に位置する誘電体多層膜ミラーとを備え、
前記誘電体多層膜ミラーの反射率は、波長３５５ｎｍよりも波長３０８ｎｍで相対的に低い、フレキシブルＯＬＥＤデバイス。
【請求項２】
前記誘電体多層膜ミラーは、
それぞれが第１の屈折率を有する３層以上の高屈折率層と、
それぞれが前記第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有し、かつ前記３層以上の高屈折率層の間に位置する、２層以上の低屈折率層と、
を有する、請求項１に記載のフレキシブルＯＬＥＤデバイス。
【請求項３】
前記ＴＦＴ層は、多結晶化された半導体層を有している、請求項１または２に記載のフレキシブルＯＬＥＤデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、フレキシブルＯＬＥＤデバイス及びその製造方法に関する。また、本発明は、フレキシブルＯＬＥＤデバイスの製造方法に使用される支持基板にも関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブルディスプレイの典型例は、ポリイミドなどの合成樹脂から形成されたフィルム（以下、「樹脂膜」と称する）と、樹脂膜に支持されたＴＦＴ（Thin Film Transistor）及びＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）などの素子を備えている。樹脂膜はフレキシブル基板として機能する。ＯＬＥＤを構成する有機半導体層は水蒸気によって劣化しやすいため、フレキシブルディスプレイは、ガスバリア膜（封止用フィルム）によって封止されている。
【０００３】
フレキシブルディスプレイの製造は、樹脂膜が上面に形成されたガラスベースを用いて行われ得る。ガラスベースは、製造工程中、樹脂膜の形状を平面状に維持する支持体（キャリア）として機能する。樹脂膜上にＴＦＴ及びＯＬＥＤなどの素子、及びガスバリア膜などが形成されることにより、ガラスベースに支持された状態でフレキシブルＯＬＥＤデバイスの構造が実現する。その後、フレキシブルＯＬＥＤデバイスはガラスベースから剥離され、柔軟性を獲得する。ＴＦＴ及びＯＬＥＤなどの素子が配列された部分を全体として「機能層領域」と呼ぶことができる。
【０００４】
特許文献１には、ＯＬＥＤデバイスを載せたフレキシブル基板をガラスベースから剥離するため、フレキシブル基板とガラスベースとの界面を紫外レーザ光（剥離光）で照射する方法が開示されている。特許文献１に開示されている方法では、フレキシブル基板とガラスベースとの間にアモルファスシリコン層が配置されている。紫外レーザ光の照射は、アモルファスシリコン層から水素を発生させ、ガラスベースからフレキシブル基板を剥離させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００９／０３７７９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、フレキシブル基板に使用される樹脂膜は紫外線を吸収するため、剥離光照射がＴＦＴ素子及びＯＬＥＤ素子に及ぼす影響は特に検討されていなかった。本発明者の検討によると、剥離工程で使用する紫外レーザ光がＴＦＴ素子及びＯＬＥＤ素子を劣化させる可能性のあることがわかった。
【０００７】
本開示は、上記の課題を解決することができる、フレキシブルＯＬＥＤデバイス及びその製造方法並びに支持基板を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示のフレキシブルＯＬＥＤデバイスの製造方法は、例示的な実施形態において、ベースと、ＴＦＴ層及びＯＬＥＤ層を含む機能層領域と、前記ベースと前記機能層領域との間に位置して前記機能層領域を支持するフレキシブルフィルムと、前記フレキシブルフィルムと前記機能層領域との間に位置する誘電体多層膜ミラーとを備える積層構造体を用意する工程、及び前記ベースを透過する紫外レーザ光でフレキシブルフィルムを照射して前記ベースから前記フレキシブルフィルムを剥離する工程とを含む。
【０００９】
ある実施形態において、前記積層構造体を用意する工程は、前記フレキシブルフィルム上に前記誘電体多層膜ミラーを形成する工程と、前記誘電体多層膜ミラー上にガスバリア膜を形成する工程と、前記ガスバリア膜上に半導体層を形成する工程と、前記紫外レーザ光が有する第１の波長とは異なる第２の波長を有するレーザ光で前記半導体層を照射して前記半導体層を改質する工程とを含み、前記誘電体多層膜ミラーの反射率は、前記第１の波長よりも前記第２の波長において相対的に低い。
【００１０】
ある実施形態において、前記第１の波長を有する前記紫外レーザ光は、前記ベース及び前記フレキシブルフィルムを透過した後に前記誘電体多層膜ミラーに入射し、前記第２の波長を有する前記レーザ光は、前記半導体層を透過した後に前記誘電体層膜ミラーに入射する。
【００１１】
ある実施形態において、前記積層構造体を用意する工程は、前記フレキシブルフィルム上に前記誘電体多層膜ミラーを形成する工程であって、第１の屈折率を有する高屈折率層を形成すること、及び前記第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有する低屈折率層を形成することを繰り返す工程を含む。
【００１２】
ある実施形態において、前記誘電体多層膜ミラーに含まれる前記高屈折率層の合計厚さは、１００ｎｍ以上である。
【００１３】
ある実施形態において、前記ガスバリア膜の厚さは２００ｎｍ以下である。
【００１４】
ある実施形態において、前記高屈折率層は、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＮx、Ａｌ2Ｏ3、ＨｆＯ2、Ｓｃ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、及びＮｂ2Ｏ5からなる群から選択された少なくとも１つの材料から形成されており、前記低屈折率層は、ＳｉＯ2、ＭｇＦ2、ＣａＦ2、ＡｌＦ3、ＹＦ3、ＬｉＦ、及びＮａＦからなる群から選択された少なくとも１つの材料から形成されている。
【００１５】
ある実施形態において、前記フレキシブルフィルムの厚さは、５μｍ以上２０μｍ以下である。
【００１６】
本開示のフレキシブルＯＬＥＤデバイスは、例示的な実施形態において、ＴＦＴ層及びＯＬＥＤ層を含む機能層領域と、前記機能層領域を支持するフレキシブルフィルムと、前記フレキシブルフィルムと前記機能層領域との間に位置する誘電体多層膜ミラーとを備える。
【００１７】
ある実施形態において、前記誘電体多層膜ミラーは、それぞれが第１の屈折率を有する３層以上の高屈折率層と、それぞれが前記第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有し、かつ前記３層以上の高屈折率層の間に位置する、２層以上の低屈折率層と、を有する。
【００１８】
本開示の支持基板は、例示的な実施形態において、フレキシブルＯＬＥＤデバイスの支持基板であって、紫外線を透過する材料から形成されたベースと、前記ベースに支持されたフレキシブルフィルムと、前記フレキシブルフィルムに支持された誘電体多層膜ミラーとを備える。
【００１９】
ある実施形態において、前記誘電体多層膜ミラーは、それぞれが第１の屈折率を有する３層以上の高屈折率層と、それぞれが前記第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有し、かつ前記３層以上の高屈折率層の間に位置する、２層以上の低屈折率層とを有する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の実施形態によれば、前記の課題を解決する、フレキシブルＯＬＥＤデバイスの新しい製造方法及び支持基板が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１Ａ】本開示によるフレキシブルＯＬＥＤデバイスの製造方法に用いられる積層構造体の構成例を示す平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示される積層構造体のＢ−Ｂ線断面図である。
【図２Ａ】本開示の実施形態における支持基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図２Ｂ】本開示の実施形態における支持基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図２Ｃ】本開示の実施形態における支持基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図３Ａ】本開示の実施形態におけるフレキシブルＯＬＥＤデバイスの製造方法を示す工程断面図である。
【図３Ｂ】本開示の実施形態におけるフレキシブルＯＬＥＤデバイスの製造方法を示す工程断面図である。
【図３Ｃ】本開示の実施形態におけるフレキシブルＯＬＥＤデバイスの製造方法を示す工程断面図である。
【図３Ｄ】本開示の実施形態におけるフレキシブルＯＬＥＤデバイスの製造方法を示す工程断面図である。
【図４】フレキシブルＯＬＥＤデバイスにおける１個のサブ画素の等価回路図である。
【図５】製造工程の途中段階における積層構造体の斜視図である。
【図６Ａ】積層構造体の分割位置を模式的に示す断面図である。
【図６Ｂ】積層構造体の分割位置を模式的に示す平面図である。
【図７Ａ】ステージが積層構造体を支持する直前の状態を模式的に示す図である。
【図７Ｂ】ステージが積層構造体を支持している状態を模式的に示す図である。
【図７Ｃ】ライン状に成形されたレーザ光（剥離光）によって積層構造体のベースと樹脂膜との界面を照射している状態を模式的に示す図である。
【図７Ｄ】本開示の実施形態における誘電体多層膜ミラーによる剥離光の反射を模式的に示す断面図である。
【図８Ａ】剥離装置のラインビーム光源から出射されたラインビームで積層構造体を照射する様子を模式的に示す斜視図である。
【図８Ｂ】剥離光の照射開始時におけるステージの位置を模式的に示す図である。
【図８Ｃ】剥離光の照射終了時におけるステージの位置を模式的に示す図である。
【図９Ａ】剥離光の照射後に積層構造体を第１部分と第２部分とに分離する前の状態を模式的に示す断面図である。
【図９Ｂ】積層構造体を第１部分と第２部分とに分離した状態を模式的に示す断面図である。
【図１０】本開示の実施形態におけるフレキシブルＯＬＥＤデバイスを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
従来、フレキシブル基板は、ポリイミドに代表される樹脂材料から形成されてきた。このような樹脂材料は紫外線を吸収するため、剥離光照射がＴＦＴ素子及びＯＬＥＤ素子に及ぼす影響は特に検討する必要がないと考えられてきた。しかしながら、本発明者の検討によると、フレキシブル基板の厚さが５μｍ〜１５μｍ程度と非常に薄くなると、紫外線を十分に吸収しないことがあり、剥離工程で使用する紫外レーザ光がＴＦＴ素子及びＯＬＥＤ素子を劣化させる可能性のあることがわかった。この問題は、アモルファスシリコンから形成されたリリース層を設けた場合でも発生した。アモルファスシリコンは紫外線を透過し得るからである。これに対して、高融点金属からリリース層を形成した場合、高融点金属は紫外線を吸収、もしくは反射して透過しないため、剥離光照射がＴＦＴ素子及びＯＬＥＤ素子に及ぼす影響を阻止できる。しかしながら、高融点金属を用いてリリース層を形成することは、製造コストの著しい増加を招く。
【００２３】
本開示のフレキシブルＯＬＥＤデバイスの製造方法は、剥離光がフレキシブルフィルムを透過し得る場合でも、剥離光の照射がＴＦＴ素子及びＯＬＥＤ素子に及ぼす影響の低減を可能にする。
【００２４】
以下、図面を参照しながら、本開示によるフレキシブルＯＬＥＤデバイスの製造方法及び製造装置の実施形態を説明する。以下の説明において、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。本発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供する。これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図しない。
【００２５】
＜積層構造体＞
図１Ａ及び図１Ｂを参照する。本実施形態におけるフレキシブルＯＬＥＤデバイスの製造方法では、まず、図１Ａ及び図１Ｂに例示される積層構造体１００を用意する。図１Ａは、積層構造体１００の平面図であり、図１Ｂは、図１Ａに示される積層構造体１００のＢ−Ｂ線断面図である。図１Ａ及び図１Ｂには、参考のため、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を有するＸＹＺ座標系が示されている。
【００２６】
本実施形態における積層構造体１００は、ベース（マザー基板またはキャリア）１０と、ベース１０と機能層領域２０との間に位置して機能層領域２０を支持するフレキシブルフィルム３０と、フレキシブルフィルム３０と機能層領域２０との間に位置する誘電体多層膜ミラー（誘電体反射膜）３６とを備えている。機能層領域２０はＴＦＴ層２０Ａ及びＯＬＥＤ層２０Ｂを有している。この積層構造体１００は、更に、複数の機能層領域２０を覆う保護シート５０と、複数の機能層領域２０と保護シート５０との間において、機能層領域２０の全体を覆うガスバリア膜４０とを備えている。積層構造体１００は、バッファ層などの図示されていない他の層を有していてもよい。
【００２７】
ベース１０の典型例は、剛性を有するガラスベースである。フレキシブルフィルム３０の典型例は、可撓性を有する合成樹脂フィルムである。以下、「フレキシブルフィルム」を単に「樹脂膜」と称する。誘電体多層膜ミラー３６と、誘電体多層膜ミラー３６を支持する樹脂膜３０と、樹脂膜３０を支持しているベース１０とを含む構造物を、全体として、フレキシブルＯＬＥＤデバイスの「支持基板」と称する。
【００２８】
本実施形態における積層構造体１００の第１の表面１００ａはベース１０によって規定され、第２の表面１００ｂは保護シート５０によって規定されている。ベース１０及び保護シート５０は、製造工程中に一時的に用いられる部材であり、最終的なフレキシブルＯＬＥＤデバイスを構成する要素ではない。
【００２９】
図示されている樹脂膜３０は、複数の機能層領域２０をそれぞれ支持している複数のフレキシブル基板領域３０ｄと、個々のフレキシブル基板領域３０ｄを囲む中間領域３０ｉとを含む。フレキシブル基板領域３０ｄと中間領域３０ｉは、連続した１枚の樹脂膜３０の異なる部分にすぎず、物理的に区別される必要はない。言い換えると、樹脂膜３０のうち、各機能層領域２０の真下に位置している部分がフレキシブル基板領域３０ｄであり、その他の部分が中間領域３０ｉである。
【００３０】
複数の機能層領域２０のそれぞれは、最終的にフレキシブルＯＬＥＤデバイスのパネルを構成する。言い換えると、積層構造体１００は、分割前の複数のフレキシブルＯＬＥＤデバイスを１枚のベース１０が支持している構造を有している。各機能層領域２０は、例えば厚さ（Ｚ軸方向サイズ）が数十μｍ、長さ（Ｘ軸方向サイズ）が１２ｃｍ程度、幅（Ｙ軸方向サイズ）が７ｃｍ程度のサイズを持つ形状を有している。これらのサイズは、必要な表示画面の大きさに応じて任意の大きさに設定され得る。各機能層領域２０のＸＹ平面内における形状は、図示されている例において、長方形であるが、これに限定されない。各機能層領域２０のＸＹ平面内における形状は、正方形、多角形、または、輪郭に曲線を含む形状を有していてもよい。
【００３１】
図１Ａに示されるように、フレキシブル基板領域３０ｄは、フレキシブルＯＬＥＤデバイスの配置に対応して、行及び列状に、二次元的に配列されている。中間領域３０ｉは、直交する複数のストライプから構成され、格子パターンを形成している。ストライプの幅は、例えば１〜４ｍｍ程度である。樹脂膜３０のフレキシブル基板領域３０ｄは、最終製品の形態において、個々のフレキシブルＯＬＥＤデバイスの「フレキシブル基板」として機能する。これに対して、樹脂膜３０の中間領域３０ｉは、最終製品を構成する要素ではない。
【００３２】
本開示の実施形態において、積層構造体１００の構成は、図示されている例に限定されない。１枚のベース１０に支持されている機能層領域２０の個数（ＯＬＥＤデバイスの個数）は、複数である必要はなく、単数であってもよい。機能層領域２０が単数である場合、樹脂膜３０の中間領域３０ｉは、１個の機能層領域２０の周りを囲む単純なフレームパターンを形成する。
【００３３】
なお、各図面に記載されている各要素のサイズまたは比率は、わかりやすさの観点から決定されており、実際のサイズまたは比率を必ずしも反映していない。
【００３４】
支持基板
図２Ａ及び図２Ｂを参照して、本開示の実施形態における支持基板及びその製造方法を説明する。図２Ａ及び図２Ｂは、本開示の実施形態における支持基板２００の製造方法を示す工程断面図である。
【００３５】
＜ベース＞
まず、図２Ａに示すように、ベース１０を用意する。ベース１０は、プロセス用のキャリア基板であり、その厚さは、例えば０．３〜０．７ｍｍ程度であり得る。ベース１０は、典型的にはガラスから形成される。ベース１０は、後の工程で照射する剥離光を透過することが求められる。
【００３６】
＜樹脂膜＞
次に、図２Ｂに示すように、ベース１０の上に樹脂膜３０を形成する。本実施形態における樹脂膜３０は、例えば厚さ５μｍ以上２０μｍ以下、例えば１０μｍ程度のポリイミド膜である。ポリイミド膜は、前駆体であるポリアミド酸またはポリイミド溶液から形成され得る。ポリアミド酸の膜を支持基板２００の表面に形成した後に熱イミド化を行ってもよいし、ポリイミドを溶融または有機溶媒に溶解したポリイミド溶液からベース１０の表面に膜を形成してもよい。ポリイミド溶液は、公知のポリイミドを任意の有機溶媒に溶解して得ることができる。ポリイミド溶液をベース１０の表面に塗布した後、乾燥することによってポリイミド膜が形成され得る。
【００３７】
ポリイミド膜は、ボトムエミッション型のフレキシブルディスプレイの場合、可視光領域の全体で高い透過率を実現することが好ましい。ポリイミド膜の透明度は、例えばＪＩＳ Ｋ７１０５−１９８１に従った全光線透過率によって表現され得る。全光線透過率は８０％以上、または８５％以上に設定され得る。一方、トップエミッション型のフレキシブルディスプレイの場合には透過率の影響は受けない。ポリイミド膜の屈折率は、例えば１．７程度である。
【００３８】
樹脂膜３０は、ポリイミド以外の合成樹脂から形成された膜であってもよい。ただし、本開示の実施形態では、薄膜トランジスタを形成する工程において、例えば３５０℃以上の熱処理を行うため、この熱処理によって劣化しない材料から樹脂膜３０は形成される。
【００３９】
樹脂膜３０は、複数の合成樹脂膜の積層体であってもよい。本実施形態のある態様では、フレキシブルディスプレイの構造物をベース１０から剥離するとき、ベース１０を透過する紫外レーザ光（波長：３００〜３６０ｎｍ）を樹脂膜３０に照射する剥離光照射工程が行われる。紫外レーザ光を吸収して水素ガスを放出する非晶質シリコン層などのリリース層がベース１０と樹脂膜３０との間に配置されていてもよい。後述する剥離工程では、紫外レーザ光の照射により、ベース１０と樹脂膜３０の界面で樹脂膜３０の一部（層状部分）が気化して樹脂膜３０を、ベース１０から剥離することができる。リリース層があると、アッシュの生成が抑制されるという効果が得られる。
【００４０】
本開示の実施形態では、以下に説明する誘電体多層膜ミラー３６が剥離光照射工程で紫外線透過抑制層として機能する。その結果、紫外レーザ光がベース１０から機能層領域２０に入射してＴＦＴ層２０Ａ及びＯＬＥＤ層２０Ｂの特性を劣化させることが回避または抑制される。
【００４１】
一般に、透明度の高い樹脂膜３０であっても、紫外線はほとんど吸収されると考えられてきた。しかしながら、フレキシブルＯＬＥＤデバイスに使用される樹脂膜３０は極めて薄い層であるため、剥離光照射工程で機能層領域２０にまで紫外レーザ光が入射し得る。紫外レーザ光は、ＴＦＴ層２０Ａ及びＯＬＥＤ層２０Ｂの特性だけではなく、封止構造を構成する有機膜及び無機膜の封止性能を劣化させる可能性もある。更には、現在、広く利用されている樹脂膜３０は黄褐色または茶褐色のポリイミド材料から形成されているため、紫外レーザ光の透過が機能層領域の特性劣化を引き起こし得るとは認識されていない。このような透明度の低いポリイミド材料は、紫外レーザ光を強く吸収するからである。しかしながら、本発明者の検討によると、透明度の低い樹脂膜３０であっても、その厚さが例えば５〜２０μｍ程度しかなければ、紫外レーザ光は機能層領域２０にまで達し得ることがわかった。したがって、本開示の実施形態に係る方法は、透明度が高くて紫外線を透過しやすい材料から形成された樹脂膜（フレキシブル基板）を備えるＯＬＥＤデバイスだけではなく、透明度が低くて薄い樹脂膜３０（厚さ：５〜２０μｍ程度）を備えるＯＬＥＤデバイスの製造に好適に用いられる。
【００４２】
樹脂膜３０の表面上にパーティクルまたは凸部などの研磨対象（ターゲット）が存在する場合、研磨装置によってターゲットを研磨し平坦化してもよい。パーティクルなどの異物の検出は、例えばイメージセンサによって取得した画像を処理することによって可能である。研磨処理後、樹脂膜３０の表面に対する平坦化処理を行ってもよい。平坦化処理は、平坦性を向上させる膜（平坦化膜）を樹脂膜３０の表面に形成する工程を含む。平坦化膜は樹脂から形成されている必要はない。
【００４３】
＜誘電体多層膜ミラー＞
次に、図２Ｃに示すように、樹脂膜３０上に誘電体多層膜ミラー３６を形成する。
【００４４】
本開示において「誘電体多層膜ミラー」とは、ｋを５以上の整数とするとき、ｋ層の誘電体層から構成された多層膜（multi-layer）の積層体（stack）であって、相互に異なる屈折率を有する誘電体層の界面による反射光が建設的干渉を生じるように各誘電体層の光学厚さが調整された積層体を意味する。
【００４５】
誘電体多層膜ミラーを構成する誘電体層を、剥離光が入射する側からカウントして、ｉ番目の層を誘電体層（ｉ）と呼ぶことにする。ｉは、１以上ｋ以下の整数である。誘電体層（ｉ）の屈折率をｎ（ｉ）、厚さをｄ（ｉ）とする。本開示の実施形態において、ｉが奇数のとき、ｎ（ｉ＋１）は、ｎ（ｉ）及びｎ（ｉ＋２）よりも低い。このため、奇数番目の誘電体層（奇数）を「高屈折率層」と称し、偶数番目の誘電体層（偶数）を「低屈折率層」と称する。
【００４６】
誘電体層（ｉ）の光学厚さは、ｎ（ｉ）×ｄ（ｉ）によって定義される。剥離光の真空中における波長をλとするとき、本実施形態における光学厚さ、すなわちｎ（ｉ）×ｄ（ｉ）は、λ／４に一致している。ｎ（ｉ）×ｄ（ｉ）＝λ／４が成立していれば、全ての「高屈折率層」のそれぞれの屈折率及び厚さは、相互に一致している必要はない。同様に、全ての「低屈折率層」のそれぞれの屈折率及び厚さが相互に一致している必要もない。ただし、典型的には、「高屈折率層」は同一の屈折率を有する同じ材料から形成されるため、それぞれの「高屈折率層」の厚さは同一である。また、典型的には、「低屈折率層」も同一の屈折率を有する同じ材料から形成されるため、それぞれの「低屈折率層」の厚さは同一である。ただし、本開示の実施形態は、このような例に限定されない。
【００４７】
図２Ｃに示される例において、誘電体多層膜ミラー３６は、５層の誘電体層（１）、誘電体層（２）、誘電体層（３）、誘電体層（４）、誘電体層（５）から構成されている。誘電体層（１）、誘電体層（３）及び誘電体層（５）は、高屈折率層３６Ａである。誘電体層（２）及び誘電体層（４）は、低屈折率層３６Ｂである。言い換えると、図の例における誘電体多層膜ミラー３６は、それぞれが第１の屈折率を有する３層以上の高屈折率層３６Ａと、それぞれが第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有し、かつ前記３層以上の高屈折率層３６Ａの間に位置する、２層以上の低屈折率層３６Ｂとを有している。なお、「高屈折率層」及び「低屈折率層」の用語における「高」及び「低」は、絶対的な大きさではなく、界面を形成するように隣接する誘電体層の間にある屈折率の相対的な関係のみを意味している。
【００４８】
高屈折率層は、例えば、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＮx、Ａｌ2Ｏ3、ＨｆＯ2、Ｓｃ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、及びＮｂ2Ｏ5からなる群から選択された少なくとも１つの材料から形成され得る。低屈折率層は、例えば、ＳｉＯ2、ＭｇＦ2、ＣａＦ2、ＡｌＦ3、ＹＦ3、ＬｉＦ、及びＮａＦからなる群から選択された少なくとも１つの材料から形成され得る。１個の誘電体多層膜ミラー３６に含まれる「高屈折率層」は屈折率が異なる複数種類の材料から形成されてもよい。その意味において、「第１の屈折率」は単数に限定されない。「低屈折率層」及び「第２の屈折率」の用語についても同様に解釈され得る。
【００４９】
高屈折率層と低屈折率層の界面における反射率は、高屈折率層と低屈折率層との間にある屈折率の差異が大きいほど、高くなる。このため、屈折率差が大きくなるように材料が選択されることが好ましい。低屈折率層は、例えばフッ素系材料から好適に形成され、その屈折率は１．５未満であることが望ましい。高屈折率層は、例えばシリコンの窒化物、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、イットリウム（Ｙ）、またはニオブ（Ｎｂ）などの金属の酸化物から好適に形成され、その屈折率は１．７以上であることが望ましい。
【００５０】
樹脂膜３０の屈折率は、合成樹脂の材料によって異なる。合成樹脂の屈折率は、典型的には、約１．５〜１．７程度の範囲内にある。このため、誘電体多層膜ミラー３６が樹脂膜３０の樹脂材料に直接に接する場合は、誘電体多層膜ミラー３６に含まれる高屈折率層３６Ａが樹脂材料に接するように配置される。このような配置により、樹脂膜３０と高屈折率層３６Ａの界面の反射率を高めることができる。
【００５１】
図示されている例において、剥離光がベース１０及び樹脂膜３０を透過して誘電体多層膜ミラー３６に入射すると、剥離光の一部は、まず誘電体層（１）である高屈折率層３６Ａと樹脂膜３０との界面によって反射される。この界面を透過した光は、その後、誘電体層（１）と誘電体層（２）の界面、誘電体層（２）と誘電体層（３）の界面、誘電体層（３）と誘電体層（４）の界面、及び誘電体層（４）と誘電体層（５）の界面で、それぞれ、反射及び透過を繰り返す。剥離光が高屈折率層３６Ａから低屈折率層３６Ｂに入射するときは、その界面において、いわゆる固定端反射が生じて位相がπ、すなわち半波長だけシフトする。これに対して、剥離光が低屈折率層３６Ｂから高屈折率層３６Ａに入射するときは、その界面において、いわゆる自由端反射が生じて位相がシフトしない。このため、高屈折率層３６Ａ及び低屈折率層３６Ｂのそれぞれの光学厚さをλ／４に調整しておくと、各界面による反射の位相が揃い、反射光の建設的干渉が実現する。なお、本発明の効果を得るためには、光学厚さはλ／４の値に厳密に一致している必要は無く、±２０％以下のずれは許容され得る。また、各界面からの反射光が建設的干渉を実現するときの光学厚さは、より一般に、λ／４＋（Ｌ×λ／２）であればよい。ここで、Ｌは０以上の整数である。
【００５２】
図の例において、高屈折率層３６Ａ及び低屈折率層３６Ｂの繰り返しは、２．５周期である。本開示の実施形態は、この例に限定されない。高屈折率層３６Ａ及び低屈折率層３６Ｂの繰り返し周期は、２周期、または３周期以上であってもよい。
【００５３】
本開示の実施形態で採用可能な誘電体多層膜ミラー３６の構成例について、シミュレーションによって反射率を求めた。このシミュレーションの結果については後述する。
【００５４】
誘電体多層膜ミラー３６は、蒸着などの薄膜堆積技術により、高屈折率層３６Ａ及び低屈折率層３６Ｂを交互に形成することによって作製される。高屈折率層３６Ａ及び低屈折率層３６Ｂは、典型的には、連続した膜であるが、パターニングされていてもよい。誘電体多層膜ミラー３６は、剥離光がＴＦＴ層２０Ａ及びＯＬＥＤ層２０Ｂに入射することを抑制する領域に存在していればよい。
【００５５】
なお、シート状に形成された樹脂膜３０をベース１０に貼付する場合、貼付前の樹脂膜３０に誘電体多層膜ミラー３６を形成しておいてもよい。
【００５６】
誘電体多層膜ミラー３６は、リフトオフ工程の剥離光照射時に光学的な機能を発揮する部材であるが、フレキシブルＯＬＥＤデバイスとして使用されているとき、環境光に含まれる紫外線がＴＦＴ層２０Ａ及びＯＬＥＤ層２０Ｂに入射して経年劣化させることを抑制する機能も発揮し得る。更に、誘電体多層膜ミラー３６は、光学的な機能を発揮するだけではなく、以下に説明するガスバリア膜の機能も発揮し得る。
【００５７】
＜下層ガスバリア膜＞
次に、図３Ａに示すように誘電体多層膜ミラー３６上にガスバリア膜３８を形成する。ガスバリア膜３８は、種々の構造を有し得る。ガスバリア膜の例は、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜などの膜である。ガスバリア膜の他の例は、有機材料層及び無機材料層が積層された多層膜であり得る。このガスバリア膜は、機能層領域２０を覆う後述のガスバリア膜から区別するため、「下層ガスバリア膜」と呼んでもよい。また、機能層領域２０を覆うガスバリア膜は、「上層ガスバリア膜」と呼ぶことができる。
【００５８】
なお、ガスバリア膜３８は、誘電体多層膜ミラー３６を構成する高屈折率層３６Ａまたは低屈折率層３６Ｂに接触していてもよいし、ガスバリア膜３８と誘電体多層膜ミラー３６との間に他の層が介在してもよい。ガスバリア膜３８と誘電体多層膜ミラー３６とが直接に接する場合、ガスバリア膜３８と誘電体多層膜ミラー３６との界面によっても剥離光が強く反射されることが好ましい。このため、ガスバリア膜３８に接する誘電体層は、ガスバリア膜３８の屈折率とは実質的に異なる屈折率を有する材料から形成されることが望ましい。
【００５９】
機能層領域
次に、ＴＦＴ層２０Ａ及びＯＬＥＤ層２０Ｂなどを含む機能層領域２０、並びに上層ガスバリア膜４０を形成する工程を説明する。機能層領域２０は、より詳細には、下層に位置するＴＦＴ層２０Ａと、上層に位置するＯＬＥＤ層２０Ｂとを含んでいる。ＴＦＴ層２０Ａ及びＯＬＥＤ層２０Ｂは、公知の方法によって順次形成される。ＴＦＴ層２０Ａは、アクティブマトリクスを実現するＴＦＴアレイの回路を含む。ＯＬＥＤ層２０Ｂは、各々が独立して駆動され得るＯＬＥＤ素子のアレイを含む。ＴＦＴ層２０Ａの厚さは例えば４μｍであり、ＯＬＥＤ層２０Ｂの厚さは例えば１μｍである。
【００６０】
＜ＴＦＴ層＞
まず、図３Ｂに示すように下層ガスバリア膜３８上に半導体層２１を形成する。半導体層は、この段階において非晶質である。半導体層２１の少なくとも一部を多結晶化する（改質する）ためにレーザ光で半導体層２１を照射する。このとき、レーザ光の一部は、半導体層２１を透過して誘電体多層膜ミラー３６に入射する可能性がある。誘電体多層膜ミラー３６によってレーザ光が反射されて半導体層２１に入射すると、誘電体多層膜ミラー３６が無い場合に比べて半導体層２１の昇温レートなどの熱処理条件が変化する可能性がある。
【００６１】
しかしながら、半導体層２１がシリコンから形成されている場合、下層ガスバリア膜３８と半導体層２１との間で大きな屈折率差が生じる。具体的には、下層ガスバリア膜３８が例えばＳｉＮx（屈折率：約１．９）から形成されている場合、シリコンの屈折率が４以上であるため、大きな屈折率差が界面に発生し、この界面でレーザ光は強く反射される。このため、レーザ光が、この界面を透過して誘電体多層膜ミラー３６によって反射される影響は小さくなる。このことは、半導体層２１を多結晶化するためのレーザ光照射条件を誘電体反射ミラーの有無によって変更する必要がないことを意味する。
【００６２】
なお、半導体層を多結晶化するためのレーザ光の波長が剥離光の波長と異なる場合、誘電体多層膜ミラー３６の反射率は剥離光の波長に合わせて最適化される。このため、そのような誘電体多層膜ミラー３６は、他の波長の光を強く反射しないため、半導体多結晶化条件の変動はそもそも生じにくい。
【００６３】
次に、図３Ｃに示すように、公知ＴＦＴ製造プロセスによってＴＦＴ層２０Ａを形成する。具体的には、半導体層２１をパターニングした後、接地ラインＧＬを形成する。ゲート絶縁膜２２を形成した後、半導体層２１のチャネル領域を覆うようにゲート電極Ｇを形成する。イオン注入法により、ゲート電極Ｇに自己整合したソース・ドレイン領域を半導体層２１に形成する。層間絶縁膜２３を堆積した後、コンタクトホールを形成し、トランジスタＴｒのソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄ、並びに接地ラインＧＬ上の電極Ｅ１を形成する。これらを覆う第一無機バリア層２４を堆積した後、有機平坦化膜２５及び第二無機バリア層２６を形成する。こうしてＴＦＴ層２０Ａが形成される。ＴＦＴ層２０Ａの構成及び製造方法は、この例に限定されず、多様であり得る。
【００６４】
＜ＯＬＥＤ層＞
次に、図３Ｄに示すように、有機平坦化膜２５及び第二無機バリア層２６にコンタクトホールを形成した後、ＯＬＥＤ発光素子２８のアノード電極Ｅ２及びカソード電極Ｅ３を形成する。バンク２７を形成した後、アノード電極Ｅ２上にＯＬＥＤ発光素子２８を形成する。ＯＬＥＤ発光素子２８は、正孔輸送層、発光層、電子輸送層などの有機半導体層を含んでいる。ＯＬＥＤ発光素子２８の電子輸送層とカソード電極Ｅ３とを電気的に接続する透明電極２９を形成することにより、ＯＬＥＤ層２０Ｂが形成される。ＯＬＥＤ層２０Ｂの構成及び製造方法は、この例に限定されず、多様であり得る。こうして、機能層領域２０が完成する。
【００６５】
＜上層ガスバリア膜＞
機能層領域２０を形成した後、図３Ｄに示すように、機能層領域２０の全体を薄膜封止層（上層ガスバリア膜）４０によって覆う。上層ガスバリア膜４０の典型例は、無機材料層と有機材料層とが積層された多層膜である。なお、上層ガスバリア膜４０と機能層領域２０との間、または上層ガスバリア膜４０の更に上層に、粘着膜、タッチスクリーンを構成する他の機能層、偏光膜などの要素が配置されていてもよい。上層ガスバリア膜４０の形成は、薄膜封止（Thin Film Encapsulation：ＴＦＥ）技術によって行うことができる。封止信頼性の観点から、薄膜封止構造のＷＶＴＲ（Water Vapor Transmission Rate）は、典型的には１×１０-4ｇ／ｍ2／ｄａｙ以下であることが求められている。本開示の実施形態によれば、この基準を達成している。上層ガスバリア膜４０の厚さは例えば１．５μｍ以下である。
【００６６】
＜保護シート＞
次に、積層構造体１００の上面に保護シート５０（図１Ｂ）を張り付ける。保護シート５０は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などの材料から形成され得る。前述したように、保護シート５０の典型例は、離型剤の塗布層を表面に有するラミネート構造を有している。保護シート５０の厚さは、例えば５０μｍ以上１５０μｍ以下であり得る。
【００６７】
こうして作製された積層構造体１００を用意した後、後述の製造装置（剥離装置２２０）を用いて本開示による製造方法を実行することができる。
【００６８】
本開示の製造方法に用いられ得る積層構造体１００は、図１Ａ及び図１Ｂに示される例に限定されない。保護シート５０は、樹脂膜３０の全体を覆い、樹脂膜３０よりも外側に拡がっていてもよい。あるいは、保護シート５０は、樹脂膜３０の全体を覆い、かつ、ベース１０よりも外側に拡がっていてもよい。後述するように、積層構造体１００からベース１０が隔離された後、積層構造体１００は、剛性を有しないフレキシブルな薄いシート状の構造物になる。保護シート５０は、ベース１０の剥離を行う工程、及び、剥離後の工程において、機能層領域２０が外部の装置または器具などに衝突したり、接触したりしたとき、機能層領域２０を衝撃及び摩擦などから保護する役割を果たす。保護シート５０は、最終的に積層構造体１００から剥がし取られるため、保護シート５０の典型例は、接着力が比較的小さな接着層（離型剤の塗布層）を表面に有するラミネート構造を有している。積層構造体１００のより詳細な説明は、後述する。
【００６９】
＜等価回路＞
図４は、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイにおけるサブ画素の基本的な等価回路図である。ディスプレイの１個の画素は、例えばＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）などの異なる色のサブ画素によって構成され得る。図４に示される例は、選択用ＴＦＴ素子Ｔｒ１、駆動用ＴＦＴ素子Ｔｒ２、保持容量ＣＨ、及びＯＬＥＤ素子ＥＬを有している。選択用ＴＦＴ素子Ｔｒ１は、データラインＤＬと選択ラインＳＬとに接続されている。データラインＤＬは、表示されるべき映像を規定するデータ信号を運ぶ配線である。データラインＤＬは選択用ＴＦＴ素子Ｔｒ１を介して駆動用ＴＦＴ素子Ｔｒ２のゲートに電気的に接続される。選択ラインＳＬは、選択用ＴＦＴ素子Ｔｒ１のオン／オフを制御する信号を運ぶ配線である。駆動用ＴＦＴ素子Ｔｒ２は、パワーラインＰＬとＯＬＥＤ素子ＥＬとの間の導通状態を制御する。駆動用ＴＦＴ素子Ｔｒ２がオンすれば、ＯＬＥＤ素子ＥＬを介してパワーラインＰＬから接地ラインＧＬに電流が流れる。この電流がＯＬＥＤ素子ＥＬを発光させる。選択用ＴＦＴ素子Ｔｒ１がオフしても、保持容量ＣＨにより、駆動用ＴＦＴ素子Ｔｒ２のオン状態は維持される。駆動用ＴＦＴ素子Ｔｒ２は、図３ＤのトランジスタＴｒに相当する。
【００７０】
ＴＦＴ層２０Ａは、選択用ＴＦＴ素子Ｔｒ１、駆動用ＴＦＴ素子Ｔｒ２、データラインＤＬ、及び選択ラインＳＬなどを含む。ＯＬＥＤ層２０ＢはＯＬＥＤ素子ＥＬを含む。ＯＬＥＤ層２０Ｂが形成される前、ＴＦＴ層２０Ａの上面は、ＴＦＴアレイ及び各種配線を覆う層間絶縁膜によって平坦化されている。ＯＬＥＤ層２０Ｂを支持し、ＯＬＥＤ層２０Ｂのアクティブマトリクス駆動を実現する構造体は、「バックプレーン」と称される。
【００７１】
図４に示される回路要素及び配線の一部は、ＴＦＴ層２０Ａ及びＯＬＥＤ層２０Ｂのいずれかに含まれ得る。また、図４に示されている配線は、不図示のドライバ回路に接続される。
【００７２】
本開示の実施形態において、ＴＦＴ層２０Ａ及びＯＬＥＤ層２０Ｂの具体的な構成は多様であり得る。これらの構成は、本開示の内容を制限しない。ＴＦＴ層２０Ａに含まれるＴＦＴ素子の構成は、ボトムゲート型であってもよいし、トップゲート型であってもよい。また、ＯＬＥＤ層２０Ｂに含まれるＯＬＥＤ素子の発光は、ボトムエミション型であってもよいし、トップエミション型であってもよい。ＯＬＥＤ素子の具体的構成も任意である。
【００７３】
ＴＦＴ素子を構成する半導体層の材料は、例えば、結晶質のシリコン、非晶質のシリコン、酸化物半導体を含む。本開示の実施形態では、ＴＦＴ素子の性能を高めるために、ＴＦＴ層２０Ａを形成する工程の一部が３５０℃以上の熱処理工程を含む。
【００７４】
図５は、上層ガスバリア膜４０が形成された段階における積層構造体１００の上面側を模式的に示す斜視図である。１個の積層構造体１００は、ベース１０に支持された複数のＯＬＥＤデバイス１０００を含んでいる。図５に示される例において、１個の積層構造体１００は、図１Ａに示される例よりも多くの機能層領域２０を含んでいる。前述したように、１枚のベース１０に支持される機能層領域２０の個数は任意である。
【００７５】
＜ＯＬＥＤデバイスの分割＞
本実施形態のフレキシブルＯＬＥＤデバイスの製造方法では、積層構造体１００を用意する工程を実行した後、樹脂膜３０の中間領域３０ｉと複数のフレキシブル基板領域３０ｄのそれぞれとを分割する工程を行う。分割を行う工程は、ＬＬＯ工程の前に行う必要はなく、ＬＬＯ工程の後に行ってもよい。
【００７６】
分割は、レーザビームまたはダイシングソーによって隣接するＯＬＥＤデバイスの中央部を切断することによって行うことができる。本実施形態では、積層構造体のベース１０以外の部分を切断し、ベース１０は切断しない。しかし、ベース１０を切断して個々のＯＬＥＤデバイスと各ＯＬＥＤデバイスを支持するベース部分とを備える部分積層構造に分割してもよい。
【００７７】
以下、レーザビームの照射によってベース１０以外の積層構造を切断する工程を説明する。切断のためのレーザビームの照射位置は、個々のフレキシブル基板領域３０ｄの外周に沿っている。
【００７８】
図６Ａ及び図６Ｂは、それぞれ、樹脂膜３０の中間領域３０ｉと複数のフレキシブル基板領域３０ｄのそれぞれとを分割する位置を模式的に示す断面図及び平面図である。切断のためのレーザビームの照射位置は、個々のフレキシブル基板領域３０ｄの外周に沿っている。図６Ａ及び図６Ｂにおいて、矢印または破線で示される照射位置（切断位置）ＣＴを切断用のレーザビームで照射し、積層構造体１００のうちでベース１０以外の部分を複数のＯＬＥＤデバイス１０００とその他の不要部分とに切断する。切断により、個々のＯＬＥＤデバイス１０００と、その周囲との間に数十μｍから数百μｍの隙間が形成される。このような切断は、前述したように、レーザビームの照射に代えて、ダイシングソーによって行うことも可能である。切断後も、ＯＬＥＤデバイス１０００及びその他の不要部分は、ベース１０に固着されている。
【００７９】
図６Ｂに示されているように、積層構造体１００における「不要部分」の平面レイアウトは、樹脂膜３０の中間領域３０ｉの平面レイアウトに整合している。図示されている例において、この「不要部分」は、開口部を有する１枚の連続したシート状構造物である。しかし、本開示の実施形態は、この例に限定されない。切断用レーザビームの照射位置ＣＴは、「不要部分」を複数の部分に分けるように設定されていてもよい。なお、「不要部分」であるシート状構造物は、樹脂膜３０の中間領域３０ｉのみならず、中間領域３０ｉ上に存在する積層物（例えばガスバリア膜４０及び保護シート５０）の切断された部分を含んでいる。
【００８０】
レーザビームによって切断を行う場合、レーザビームの波長は、赤外、可視光、紫外のいずれの領域にあってもよい。ベース１０に及ぶ切断の影響を小さくすると言う観点からは、波長が緑から紫外域に含まれるレーザビームが望ましい。例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ装置によれば、２次高調波（波長５３２ｎｍ）、または３次高調波（波長３４３ｎｍまたは３５５ｎｍ）を利用して切断を行うことができる。その場合、レーザ出力を１〜３ワットに調整して毎秒５００ｍｍ程度の速度で走査すれば、ベース１０に損傷を与えることなく、ベース１０に支持されている積層物をＯＬＥＤデバイスと不要部分とに切断（分割）することができる。
【００８１】
本開示の実施形態によれば、上記の切断を行うタイミングが従来技術に比べて早い。樹脂膜３０がベース１０に固着した状態で切断が実行されるため、隣接するＯＬＥＤデバイス１０００の間隔が狭くても、高い正確度及び精度で切断の位置合わせが可能になる。このため、隣接するＯＬＥＤデバイス１０００の間隔を短縮して、最終的に不要になる無駄な部分を少なくできる。
【００８２】
＜剥離光照射＞
図７Ａは、不図示の製造装置（剥離装置）におけるステージ２１２が積層構造体１００を支持する直前の状態を模式的に示す図である。本実施形態におけるステージ２１２は、吸着のための多数の孔を表面に有する吸着ステージである。吸着ステージの構成は、この例に限定されず、積層構造体を支持する静電チャックまたは他の固定装置を備えていてもよい。積層構造体１００は、積層構造体１００の第２の表面１００ｂがステージ２１２の表面２１２Ｓに対向するように配置され、ステージ２１２に密着している。
【００８３】
図７Ｂは、ステージ２１２が積層構造体１００を支持している状態を模式的に示す図である。ステージ２１２と積層構造体１００との配置関係は、図示される例に限定されない。例えば、積層構造体１００の上下が反転し、ステージ２１２が積層構造体１００の下方に位置していてもよい。
【００８４】
図７Ｂに示される例において、積層構造体１００は、ステージ２１２の表面２１２Ｓに接しており、ステージ２１２は積層構造体１００を吸着している。
【００８５】
次に、図７Ｃに示されるように、樹脂膜３０とベース１０との界面を紫外レーザ光（剥離光）２１６で照射する。図７Ｃは、図の紙面に垂直な方向に延びるライン状に成形された剥離光２１６によってベース１０の側から樹脂膜３０を照射している状態を模式的に示す図である。樹脂膜３０は、紫外レーザ光を吸収して短時間に加熱される。樹脂膜３０の一部は、ベース１０と樹脂膜３０との界面において、気化または分解（消失）する。剥離光２１６で樹脂膜３０をスキャンすることにより、樹脂膜３０のベース１０に対する固着の程度を低下させる。剥離光２１６の波長は、紫外域にある。ベース１０の光吸収率は、例えば波長が３４３〜３５５ｎｍの領域では１０％程度だが、３０８ｎｍでは３０〜６０％に上昇し得る。
【００８６】
図７Ｄは、剥離光２１６が樹脂膜３０に入射する様子を模式的に示している。この図では、わかりやすいさのため、剥離光２１６は、樹脂膜３０に対して斜めに入射している。剥離光２１６は、典型的には樹脂膜３０に対して垂直に入射する。
【００８７】
図７Ｄには、樹脂膜３０を透過した剥離光２１６の一部が誘電体多層膜ミラー３６から反射される様子が模式的に記載されている。
【００８８】
＜剥離光反射のシミュレーション＞
下記の表１、表２、表３及び表４に示す材料、屈折率、厚さを持つ層構成について、３０８ｎｍの波長における剥離光の反射率を計算した。表１、表２、表３、表４の構成について、それぞれ、７９％、５６％、６０％、６０％の反射率が得られた。
【００８９】
【表１】
2020080322.tif 000003
【００９０】
【表２】
2020080322.tif 000004
【００９１】
【表３】
2020080322.tif 000005
【００９２】
【表４】
2020080322.tif 000006
【００９３】
上記の例では、高屈折率層及び低屈折率層の繰り返しは２．５周期であるが、周期数を増加させると反射率は増加する。例えば、表２の層構成において、繰り返しの周期数を４．５周期にすると、８２％の反射率が実現し、繰り返しの周期数を５．５周期にすると、９０％の反射率が実現した。しかし、このように高い反射率を達成する必要は無く、反射率は３０％以上あればよく、５０％以上あれば十分に効果が得られる。
【００９４】
前述したように、ＴＦＴ層２０Ａのための半導体層２１を堆積した後、本開示の実施形態では、レーザ光で半導体層２１を照射して半導体層２１の結晶性を高める改質を行う。このレーザ光は、図３Ｂに示される方向から半導体層２１に入射する。剥離光２１６は、図７Ｃ及び図７Ｄに示されるように、ベース１０及び樹脂膜３０を透過した後に誘電体多層膜ミラー３６に入射するが、半導体層２１を多結晶化するレーザ光は、半導体層２１を透過した後に誘電体多層膜ミラー３６に入射することになる。半導体改質のためのレーザ光の波長は、剥離光の波長と一致している必要は無く、半導体層２１の多結晶化に適した帯域から選択され得る。シリコンなどの半導体の層を多結晶化するためのレーザ照射装置としては、波長３０８ｎｍのレーザ光を放射するエキシマレーザ装置が広く利用されている。
【００９５】
本開示の実施形態では、剥離光の波長と半導体層の改質に用いるレーザ光の波長とが異なり得ることに着目し、誘電体多層膜ミラー３６の存在が剥離光の反射を効果的に実現する一方で、半導体層の改質に与える影響を少なくすることを検討した。半導体層２１の改質の程度にムラが生じると、有機ＥＬディスプレイのサブ画素を駆動するＴＦＴの特性がＴＦＴ毎に異なってしまうからである。ＴＦＴの特性ばらつきは、電流駆動によって動作する有機ＥＬディスプレイでは、画素毎の輝度ムラを引き起こし、表示品位を低下させる。このため、図３Ｂの矢印の方から入射するレーザ光（多結晶化アニール用）に対しては、誘電体多層膜ミラー３６による反射を少なくすることが望ましい。本発明者による検討の結果、半導体層２１と誘電体多層膜ミラー３６との間に無機材料から形成したガスバリア膜３８を配置し、そのガスバリア膜３８の厚さを適切な大きさに調整することにより、目的の機能を実現し得ることを見出した。
【００９６】
以下、表５、表６、表７及び表８は、剥離に用いるレーザ光の波長（３４６ｎｍまたは３５５ｎｍ）では反射率が相対的に高く維持され、半導体層の多結晶化に用いるレーザ光の波長（３０８ｎｍ）では反射率が相対的に低下する構成の例を示している。
【００９７】
下記の表５の構成例によると、ＳｉＮx（屈折率ｎ＝１．９４）から形成したガスバリア膜３８の厚さを１９０ｎｍに設定することにより、波長３０８ｎｍにおける反射率を４５．２％にするとともに、波長３４３ｎｍ及び３５５ｎｍにおける反射率を、それぞれ、７６．４％及び８５．７％にしている。
【００９８】
【表５】
2020080322.tif 000007
【００９９】
下記の表６に示す構成例では、ＳｉＮx（屈折率ｎ＝１．９４）から形成したガスバリア膜３８の厚さを１８１．８ｎｍに設定することにより、波長３０８ｎｍにおける反射率を１２．４％にするとともに、波長３４３ｎｍ及び３５５ｎｍにおける反射率を、それぞれ、６０．９％及び６３．６％にしている。
【０１００】
【表６】
2020080322.tif 000008
【０１０１】
下記の表７に示す構成例では、ＳｉＮx（屈折率ｎ＝１．９４）から形成したガスバリア膜３８の厚さを２４ｎｍに設定することにより、波長３０８ｎｍにおける反射率を１７．１％にするとともに、波長３４３ｎｍ及び３５５ｎｍにおける反射率を、それぞれ、６０．８％及び７８．０％にしている。
【０１０２】
【表７】
2020080322.tif 000009
【０１０３】
下記の表８に示す構成例では、ＳｉＮx（屈折率ｎ＝１．９４）から形成したガスバリア膜３８の厚さを１９０ｎｍに設定することにより、波長３０８ｎｍにおける反射率を２０．４％にするとともに、波長３４３ｎｍ及び３５５ｎｍにおける反射率を、それぞれ、５３．８％及び７１．５％にしている。
【０１０４】
【表８】
2020080322.tif 000010
【０１０５】
このように、誘電体多層膜ミラー３６の構成及びガスバリア膜３８の光学厚さを調整することにより、誘電体多層膜ミラー３６の反射率を、剥離光の波長（第１の波長）よりも半導体層改質のためのレーザ光の波長（第２の波長）において相対的に低くすることができる。
【０１０６】
また、誘電体多層膜ミラー３６に含まれる高屈折率層は、一般に緻密な材料から構成され、水蒸気などのガスに対するバリア効果を発揮する。このため、誘電体多層膜ミラー３６に含まれる高屈折率層の合計厚さが１００ｎｍ以上であると、フレキシブルＯＬＥＤデバイスの耐湿性が向上することを期待できる。誘電体多層膜ミラー３６が光学的な機能とは別に耐湿性向上の機能も発揮し得るため、誘電体多層膜ミラー３６と機能層領域２０との間にガスバリア膜３８を配置する場合、ガスバリア膜３８の厚さを２００ｎｍ以下にすることも可能である。
【０１０７】
＜剥離光照射の詳細＞
以下、本実施形態における剥離光の照射を詳しく説明する。
【０１０８】
本実施形態における剥離装置は、剥離光２１６を出射するラインビーム光源を備えている。ラインビーム光源は、レーザ装置と、レーザ装置から出射されたレーザ光をラインビーム状に成形する光学系とを備えている。
【０１０９】
図８Ａは、剥離装置２２０のラインビーム光源２１４から出射されたラインビーム（剥離光２１６）で積層構造体１００を照射する様子を模式的に示す斜視図である。わかりやすさのため、ステージ２１２、積層構造体１００、及びラインビーム光源２１４は、図のＺ軸方向に離れた状態で図示されている。剥離光２１６の照射時、積層構造体１００の第２の表面１００ｂはステージ２１２に接している。
【０１１０】
図８Ｂは、剥離光２１６の照射時におけるステージ２１２の位置を模式的に示している。図８Ｂには表れていないが、積層構造体１００はステージ２１２によって支持されている。
【０１１１】
剥離光２１６を放射するレーザ装置の例は、エキシマレーザなどのガスレーザ装置、ＹＡＧレーザなどの固体レーザ装置、半導体レーザ装置、及び、その他のレーザ装置を含む。ＸｅＣｌのエキシマレーザ装置によれば、波長３０８ｎｍのレーザ光が得られる。ネオジウム（Ｎｄ）がドープされたイットリウム・四酸化バナジウム（ＹＶＯ4）、またはイッテルビウム（Ｙｂ）がドープされたＹＶＯ4をレーザ発振媒体として使用する場合は、レーザ発振媒体から放射されるレーザ光（基本波）の波長が約１０００ｎｍであるため、波長変換素子によって３４０〜３６０ｎｍの波長を有するレーザ光（第３次高調波）に変換してから使用され得る。
【０１１２】
アッシュの生成を抑制するという観点からは、波長が３４０〜３６０ｎｍのレーザ光よりも、エキシマレーザ装置による波長３０８ｎｍのレーザ光を利用することが、より有効である。また、リリース層を設けると、アッシュ生成の抑制に顕著な効果を発揮する。
【０１１３】
剥離光２１６の照射は、例えば５０〜４００ｍＪ／ｃｍ2のエネルギ照射密度で実行され得る。なお、ラインビーム状の剥離光２１６は、ベース１０を横切るサイズ、すなわちベースの１辺の長さを超えるライン長さ（長軸寸法、図８ＢのＹ軸方向サイズ）を有する。ライン長さは、例えば７５０ｍｍ以上であり得る。一方、剥離光２１６のライン幅（短軸寸法、図８ＢのＸ軸方向サイズ）は、例えば０．２ｍｍ程度であり得る。これらの寸法は、樹脂膜３０とベース１０との界面における照射領域のサイズである。剥離光２１６は、パルス状または連続波として照射され得る。パルス状の照射は、例えば毎秒２００回程度の周波数で行われ得る。
【０１１４】
剥離光２１６の照射位置は、ベース１０に対して相対的に移動し、剥離光２１６のスキャンが実行される。剥離装置２２０内において、剥離光を出射する光源２１４及び光学装置（不図示）が固定され、積層構造体１００が移動してもよいし、その逆であってもよい。本実施形態では、ステージ２１２が図８Ｂに示される位置から図８Ｃに示される位置に移動する間、剥離光２１６の照射が行われる。すなわち、Ｘ軸方向に沿ったステージ２１２の移動により、剥離光２１６のスキャンが実行される。
【０１１５】
＜リフトオフ＞
図９Ａは、剥離光の照射後、積層構造体１００がステージ２１２に接触している状態を記載している。この状態を維持したまま、ステージ２１２からベース１０までの距離を拡大する。このとき、本実施形態におけるステージ２１２は積層構造体１００のＯＬＥＤデバイス部分を吸着している。
【０１１６】
不図示の駆動装置がベース１０を保持してベース１０の全体を矢印の方向に移動させることにより、剥離（リフトオフ）が実行される。ベース１０は、不図示の吸着ステージによって吸着した状態で吸着ステージとともに移動し得る。ベース１０の移動の方向は、積層構造体１００の第１の表面１００ａに垂直である必要はなく、傾斜していてもよい。ベース１０の移動は直線運動である必要はなく、回転運動であってもよい。また、ベース１０が不図示の保持装置または他のステージによって固定され、ステージ２１２が図の上方に移動してもよい。
【０１１７】
図９Ｂは、こうして分離された積層構造体１００の第１部分１１０と第２部分１２０とを示す断面図である。積層構造体１００の第１部分１１０は、ステージ２１２に接触した複数のＯＬＥＤデバイス１０００を含む。各ＯＬＥＤデバイス１０００は、機能層領域２０と、樹脂膜３０の複数のフレキシブル基板領域３０ｄとを有している。これに対して、積層構造体１００の第２部分１２０は、ベース１０である。
【０１１８】
ステージ２１２に支持された個々のＯＬＥＤデバイス１０００は、相互に切断された関係にあるため、同時または順次に、ステージ２１２から容易に取り外され得る。
【０１１９】
上記の実施形態では、ＬＬＯ工程の前に各ＯＬＥＤデバイス１０００の切断分離を行ったが、ＬＬＯ工程の後に各ＯＬＥＤデバイス１０００の切断分離を行ってもよい。また、各ＯＬＥＤデバイス１０００の切断分離は、ベース１０を対応する部分に分割することを含んでいてもよい。
【０１２０】
図１０は、本開示の実施形態におけるフレキシブルＯＬＥＤデバイスを示す断面図である。ベース１０から剥離された樹脂膜３０のフレキシブル基板領域３０ｄによって機能層領域２０が支持されている。
【０１２１】
本開示の実施形態によれば、紫外線を透過する透明度の高いポリイミド及びＰＥＴからフレキシブルフィルムを用いる場合、あるいは透明度は低いが薄く（厚さが５〜２０μｍ）て紫外線を透過し得るフレキシブルフィルムを用いる場合でも、紫外線による機能層領域の特性劣化、及びガスバリア膜の性能劣化を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明の実施形態は、新しいフレキシブルＯＬＥＤデバイスの製造方法を提供する。フレキシブルＯＬＥＤデバイスは、スマートフォン、タブレット端末、車載用ディスプレイ、及び中小型から大型のテレビジョン装置に広く適用され得る。
【符号の説明】
【０１２３】
１０・・・ベース、２０・・・機能層領域、２０Ａ・・・ＴＦＴ層、２０Ｂ・・・ＯＬＥＤ層、３０・・・樹脂膜、３０ｄ・・・樹脂膜のフレキシブル基板領域、３０ｉ・・・樹脂膜の中間領域、４０・・・ガスバリア膜、５０・・・保護シート、１００・・・積層構造体、２１２・・・ステージ、１０００・・・ＯＬＥＤデバイス
【図１Ａ】
2020080322.tif 000011
【図１Ｂ】
2020080322.tif 000012
【図２Ａ】
2020080322.tif 000013
【図２Ｂ】
2020080322.tif 000014
【図２Ｃ】
2020080322.tif 000015
【図３Ａ】
2020080322.tif 000016
【図３Ｂ】
2020080322.tif 000017
【図３Ｃ】
2020080322.tif 000018
【図３Ｄ】
2020080322.tif 000019
【図４】
2020080322.tif 000020
【図５】
2020080322.tif 000021
【図６Ａ】
2020080322.tif 000022
【図６Ｂ】
2020080322.tif 000023
【図７Ａ】
2020080322.tif 000024
【図７Ｂ】
2020080322.tif 000025
【図７Ｃ】
2020080322.tif 000026
【図７Ｄ】
2020080322.tif 000027
【図８Ａ】
2020080322.tif 000028
【図８Ｂ】
2020080322.tif 000029
【図８Ｃ】
2020080322.tif 000030
【図９Ａ】
2020080322.tif 000031
【図９Ｂ】
2020080322.tif 000032
【図１０】
2020080322.tif 000033