(57)【要約】【課題】信頼性の低下を抑制する。【解決手段】上面及び下面を有する基材と、前記上面の上方に位置する表示素子部と、を備え、前記基材におけるフッ素含有量について、前記下面側が前記上面側より高い、表示装置。【選択図】      図２
2018097075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面及び下面を有する基材と、
前記上面の上方に位置する表示素子部と、を備え、
前記基材におけるフッ素含有量について、前記下面側が前記上面側より高い、表示装置。
【請求項２】
前記基材は、前記下面側にポリイミドのフッ化物層を備える、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記フッ化物層は、前記基材の総厚の１／７００〜１／２００の膜厚を有する、請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記フッ化物層の膜厚は、３０〜５０ｎｍである、請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
さらに、前記下面に接触するフッ素含有層を備える、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
支持基板上にフッ素含有層を形成し、
前記フッ素含有層上に、ポリイミドをワニス状態で塗布し、
前記ポリイミドを焼成し、下面側のフッ素含有量が上面側のフッ素含有量より高い基材を形成し、
前記基材の上面の上方に表示素子部を形成する、表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記表示素子部を形成した後に、前記基材から前記支持基板を剥離する、請求項６に記載の表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記フッ素含有層は、フッ素化アモルファスシリコンによって形成する、請求項６または７に記載の表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記ポリイミドを焼成する工程は、３５０℃以上の温度で行う、請求項６乃至８のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記基材は、前記下面側にポリイミドのフッ化物層を備える、請求項６乃至９のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、シートディスプレイが注目されている。シートディスプレイは、ポリイミド膜などのフレキシブルな材料の基材を備え、出来上がった表示素子を曲げるなどの特徴を有する。シートディスプレイにおける表示素子としては、主に、有機エレクトロルミネッセンス（以下単にＥＬと称する）素子や液晶素子が用いられている。
【０００３】
有機ＥＬ素子に含まれる発光層は、水分の影響により劣化しやすい。液晶素子でも、水分の影響は無視できない。特に、有機ＥＬ素子は、発光層の劣化により、発光量の減少や非発光などの不具合が発生するおそれがある。このため、外部からの水分侵入を阻止する構造が重要となる。従来では、基材の表示素子側に封止性能の高いバリア層を設けることと、表示素子上に同様の封止性能の高い封止層を設ける技術が提案されている。
【０００４】
一方で、基板上に剥離層を介して積層された薄膜半導体素子を形成した後に、剥離層の一部にレーザー光を照射して剥離層から薄膜半導体素子を剥離する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２８７１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本実施形態の目的は、信頼性の低下を抑制することが可能な表示装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態によれば、  
上面及び下面を有する基材と、前記上面の上方に位置する表示素子部と、を備え、前記基材におけるフッ素含有量について、前記下面側が前記上面側より高い、表示装置が提供される。
【０００８】
一実施形態によれば、  
支持基板上にフッ素含有層を形成し、前記フッ素含有層上に、ポリイミドをワニス状態で塗布し、前記ポリイミドを焼成し、下面側のフッ素含有量が上面側のフッ素含有量より高い基材を形成し、前記基材の上面の上方に表示素子部を形成する、表示装置の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施形態の表示装置ＤＳＰの外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示した第１基板ＳＵＢ１の一構成例を示す断面図である。
【図３】図３は、図２に示した第１基板ＳＵＢ１の構造例を示す断面図である。
【図４】図４は、フッ化物層１０Ｃの有無による水分透過量を比較した実験結果を示す図である。
【図５】図５は、本実施形態の表示装置の製造方法を説明するための図である。
【図６】図６は、本実施形態の表示装置の製造方法を説明するための図である。
【図７】図７は、フッ素含有層の試料における加熱温度とフッ素分圧との関係を示す図である。
【図８】図８は、フッ化物層１０Ｃの有無によるダークスポットの発生率を比較した実験結果を示す図である。
【図９】図９は、本実施形態の表示装置ＤＳＰの他の構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、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、本発明の解釈を限定するものではない。また、本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一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。
【００１１】
図１は、本実施形態の表示装置ＤＳＰの外観を示す斜視図である。ここでは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙは互いに交差し、第３方向Ｚは第１方向Ｘ及び第２方向Ｙと交差している。一例では、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び、第３方向Ｚは、互いに直交しているが、９０度以外の角度で互いに交差していても良い。本明細書において、第３方向Ｚを示す矢印の先端に向かう方向を上方（あるいは、単に上）と称し、矢印の先端から逆に向かう方向を下方（あるいは、単に下）と称する。また、第３方向Ｚを示す矢印の先端側に表示装置ＤＳＰを観察する観察位置があるものとし、この観察位置から、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙによって規定されるＸ−Ｙ平面に向かって見ることを平面視という。
【００１２】
本実施形態においては、表示装置の一例として、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置について説明する。なお、本実施形態にて開示する主要な構成は、液晶表示装置、電気泳動素子等を有する電子ペーパ型の表示装置、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）を応用した表示装置、或いはエレクトロクロミズムを応用した表示装置などにも適用可能である。
【００１３】
表示装置ＤＳＰは、平板状の表示パネルＰＮＬ、表示パネルＰＮＬに接続されたＩＣチップ２及びフレキシブルプリント回路基板３などを備えている。表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１と、第２基板ＳＵＢ２と、を備えている。第２基板ＳＵＢ２は、第１基板ＳＵＢ１に対向している。第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間には、充填材が充填されていても良いし、真空状態あるいは不活性ガス雰囲気の空間が形成されていても良い。第１基板ＳＵＢ１は、表示素子として、後述する有機ＥＬ素子などを備えている。また、第１基板ＳＵＢ１は、第２基板ＳＵＢ２と対向する側とは反対側に、フッ化物層１０Ｃを備えている。フッ化物層１０Ｃは、第１基板ＳＵＢ１において、Ｘ−Ｙ平面の全域に亘って形成されている。第２基板ＳＵＢ２は、有機ＥＬ素子を封止する封止基板であっても良いし、表示装置ＤＳＰを組み込んだ電子機器のカバーガラスであっても良いし、偏光板、位相差板、透明保護板等のフィルム部材などであっても良い。
【００１４】
表示パネルＰＮＬは、画像を表示する表示領域ＤＡ、及び、表示領域ＤＡを囲む額縁状の非表示領域ＮＤＡを備えている。表示領域ＤＡは、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている。各画素ＰＸは、後述するように、赤色画素、緑色画素、及び、青色画素の３種類のサブピクセルによって構成されても良いし、上記の３種類のサブピクセルに加えて、白色画素などを加えた４種類以上のサブピクセルによって構成されても良い。各サブピクセルは、有機ＥＬ素子を備えている。非表示領域ＮＤＡは、ＩＣチップ２及びフレキシブルプリント回路基板３が実装される実装領域ＭＡを含んでいる。一例では、フレキシブルプリント回路基板３は表示領域ＤＡの外側で第１基板ＳＵＢ１に実装され、ＩＣチップ２はフレキシブルプリント回路基板３に実装されている。なお、図示した例に限らず、ＩＣチップ２は、実装領域ＭＡに実装されていても良い。ＩＣチップ２及びフレキシブルプリント回路基板３は、画素ＰＸの駆動に必要な信号を供給する信号供給源として機能する。上記のフッ化物層１０Ｃは、表示領域ＤＡ及び非表示領域ＮＤＡの全域に亘って配置されている。
【００１５】
図２は、図１に示した第１基板ＳＵＢ１の一構成例を示す断面図である。ここでは、説明に必要な主要部のみを図示している。  
第１基板ＳＵＢ１は、基材１０、バリア膜１１、回路部２０、表示素子部３０、封止膜４０などを備えている。
【００１６】
基材１０は、樹脂基板であり、ポリイミドなどの樹脂材料によって形成されている。基材１０は、上面１０Ａ及び下面１０Ｂを有している。基材１０は、その一部にフッ素を含有している。基材１０におけるフッ素含有量は、下面１０Ｂ側が上面１０Ａ側より高い分布を有している。図中において、フッ素の分布をグラデーションで示しており、黒い部分がフッ素含有量の高い領域に相当し、白い部分がフッ素含有量の低い領域あるいはフッ素がほとんど含まれない領域に相当する。フッ素は、基材１０の下面１０Ｂに近接する領域に集中している。すなわち、基材１０は、その下面側にポリイミドのフッ化物層１０Ｃを備えている。フッ化物層１０Ｃは、ポリイミドに含まれるＣ−Ｈ結合をＣ−Ｆ結合に置換したものである。ここでのＣは炭素であり、Ｈは水素であり、Ｆはフッ素である。フッ化物層１０Ｃの膜厚Ｔ１は、基材１０の総厚Ｔ０の１／７００〜１／２００である。一例では、総厚Ｔ０が１０乃至２０μｍであるのに対して、膜厚Ｔ１は３０乃至５０ｎｍである。なお、ここでの総厚Ｔ０とは上面１０Ａと下面１０Ｂとの第３方向Ｚに沿った距離であり、膜厚Ｔ１とは下面１０Ｂからポリイミドのフッ化物が分布する領域の第３方向Ｚに沿った距離である。
【００１７】
バリア膜１１は、上面１０Ａを覆っている。バリア膜１１は、シリコン窒化物（ＳｉＮ）やシリコン酸化物（ＳｉＯ）やシリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）などの無機系材料によって形成され、単層体もしくは積層体によって形成されている。このようなバリア膜１１は、表示素子部３０への水分の侵入を抑制するバリア機能を有する。  
回路部２０は、バリア膜１１の上に形成されている。回路部２０は、後述するが、有機ＥＬ素子を駆動するための駆動回路などを備えている。  
表示素子部３０は、回路部２０の上に形成されている。表示素子部３０は、後述するが、有機ＥＬ素子などを備えている。  
封止膜４０は、表示素子部３０を覆っている。封止膜４０は、透明であり、表示素子部３０から出射された光を透過する。封止膜４０は、表示素子部３０への水分の侵入を抑制するバリア機能を有することが望ましい。
【００１８】
図３は、図２に示した第１基板ＳＵＢ１の構造例を示す断面図である。  
第１基板ＳＵＢ１は、基材１０の上面１０Ａ側に、第１絶縁膜１１、第２絶縁膜１２、第３絶縁膜１３、第４絶縁膜１４、バンク１５、スイッチング素子ＳＷ１乃至ＳＷ３、反射板ＲＰ、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３、封止膜４０などを備えている。第１絶縁膜１１は、上記のバリア膜に相当する。第２絶縁膜１２、第３絶縁膜１３、第４絶縁膜１４、及び、スイッチング素子ＳＷ１乃至ＳＷ３は、上記の回路部２０に含まれる。バンク１５、反射板ＲＰ、及び、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３は、上記の表示素子部３０に含まれる。図示した例では、画素ＰＸは、青色を表示する青色画素ＰＸＢ、緑色を表示する緑色画素ＰＸＧ、赤色を表示する赤色画素ＰＸＲを含む。
【００１９】
スイッチング素子ＳＷ１乃至ＳＷ３は、第１絶縁膜１１の上に形成されている。スイッチング素子ＳＷ１は青色画素ＰＸＢに配置され、スイッチング素子ＳＷ２は緑色画素ＰＸＧに配置され、スイッチング素子ＳＷ３は赤色画素ＰＸＲに配置されている。スイッチング素子ＳＷ１乃至ＳＷ３は、例えば、それぞれ半導体層ＳＣを備えた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である。スイッチング素子ＳＷ１乃至ＳＷ３は、いずれも同一構造であるが、ここでは、スイッチング素子ＳＷ１に着目してその構造をより具体的に説明する。
【００２０】
図示した例では、スイッチング素子ＳＷ１は、トップゲート型であり、多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）によって形成された半導体層ＳＣを備えている。なお、半導体層ＳＣは、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）や酸化物半導体などによって形成されても良い。また、スイッチング素子ＳＷ１は、ボトムゲート型であっても良い。
【００２１】
半導体層ＳＣは、チャネル領域ＳＣＣと、チャネル領域ＳＣＣより多くの不純物を含む第１不純物領域ＳＣ１及び第２不純物領域ＳＣ２と、を有している。チャネル領域ＳＣＣは、第１不純物領域ＳＣ１と第２不純物領域ＳＣ２との間に位置している。また、チャネル領域ＳＣＣは、第１不純物領域ＳＣ１及び第２不純物領域ＳＣ２よりも高抵抗の領域に相当する。半導体層ＳＣは、第１絶縁膜１１の上に形成され、第２絶縁膜１２によって覆われている。第２絶縁膜１２は、第１絶縁膜１１の上にも配置されている。このような第２絶縁膜１２は、シリコン酸化物などの無機系材料によって形成されている。
【００２２】
スイッチング素子ＳＷ１のゲート電極ＷＧは、第２絶縁膜１２の上に形成され、チャネル領域ＳＣＣの直上に位置している。このようなゲート電極ＷＧは、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）などの金属材料或いはこれらの金属材料を含む合金等によって形成され、一例では、モリブデン・タングステン（ＭｏＷ）によって形成されている。ゲート電極ＷＧは、第３絶縁膜１３によって覆われている。第３絶縁膜１３は、第２絶縁膜１２の上にも配置されている。このような第３絶縁膜１３は、シリコン窒化物やシリコン酸化物などの無機系材料によって形成されている。
【００２３】
スイッチング素子ＳＷ１の第１電極ＷＥ１及び第２電極ＷＥ２は、第３絶縁膜１３の上に形成されている。第１電極ＷＥ１は半導体層ＳＣの第１不純物領域ＳＣ１に電気的に接続され、第２電極ＷＥ２は半導体層ＳＣの第２不純物領域ＳＣ２に電気的に接続されている。このような第１電極ＷＥ１及び第２電極ＷＥ２は、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）などの金属材料或いはこれらの金属材料を含む合金等によって形成され、一例では、アルミニウム及びチタンの積層体によって形成されている。第１電極ＷＥ１及び第２電極ＷＥ２は、第４絶縁膜１４によって覆われている。第４絶縁膜１４は、第３絶縁膜１３の上にも配置されている。このような第４絶縁膜１４は、例えばアクリル樹脂などの樹脂材料によって形成されている。
【００２４】
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３は、第４絶縁膜１４の上に形成されている。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１は、青色画素ＰＸＢに配置され、スイッチング素子ＳＷ１と電気的に接続されている。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２は、緑色画素ＰＸＧに配置され、スイッチング素子ＳＷ２と電気的に接続されている。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３は、赤色画素ＰＸＲに配置され、スイッチング素子ＳＷ３と電気的に接続されている。これらの有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３は、封止膜４０の側に向かって発光するトップエミッションタイプの自発光素子であり、例えばそれぞれ異なる色に発光する。
【００２５】
バンク１５は、第４絶縁膜１４の上に形成され、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３を区画している。バンク１５については、詳述していないが、例えば、第４絶縁膜１４の上において格子状またはストライプ状に形成されている。
【００２６】
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１は、画素電極ＰＥ１と、画素電極ＰＥ１と対向する共通電極ＣＥと、画素電極ＰＥ１と共通電極ＣＥとの間に配置された有機発光層ＯＲＧ（Ｂ）と、を備えている。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２は、画素電極ＰＥ２と、画素電極ＰＥ２と対向する共通電極ＣＥと、画素電極ＰＥ２と共通電極ＣＥとの間に配置された有機発光層ＯＲＧ（Ｇ）と、を備えている。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３は、画素電極ＰＥ３と、画素電極ＰＥ３と対向する共通電極ＣＥと、画素電極ＰＥ３と共通電極ＣＥとの間に配置された有機発光層ＯＲＧ（Ｒ）と、を備えている。
【００２７】
画素電極ＰＥ１は、スイッチング素子ＳＷ１と電気的に接続されている。画素電極ＰＥ２は、スイッチング素子ＳＷ２と電気的に接続されている。画素電極ＰＥ３は、スイッチング素子ＳＷ３と電気的に接続されている。画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３のそれぞれのエッジは、バンク１５によってカバーされている。このような画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３は、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）、インジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの透明な導電材料によって形成されている。
【００２８】
反射板ＲＰは、基材１０と画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３との間に配置されている。図示した例では、反射板ＲＰは、第４絶縁膜１４の上に形成され、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３のそれぞれと重なっている。このような反射板ＲＰは、例えばアルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）などの高反射率の金属材料によって形成されている。なお、反射板ＲＰは、基材１０と画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３との間の何れの位置に配置されても良いが、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３からの放射光がスイッチング素子ＳＷ１乃至ＳＷ３に到達することによるスイッチング素子ＳＷ１乃至３の誤動作等を防止するためには、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３により近い位置に配置されることが望ましく、スイッチング素子ＳＷ１乃至ＳＷ３をカバーするように配置されることがより望ましい。
【００２９】
有機発光層ＯＲＧ（Ｂ）は、青色に発光するドーパント材料を含んでいる。有機発光層ＯＲＧ（Ｇ）は、緑色に発光するドーパント材料を含んでいる。有機発光層ＯＲＧ（Ｒ）は、赤色に発光するドーパント材料を含んでいる。有機発光層ＯＲＧ（Ｂ）、有機発光層ＯＲＧ（Ｇ）、及び、有機発光層ＯＲＧ（Ｒ）は、いずれもバンク１５の上で途切れている。
【００３０】
共通電極ＣＥは、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３に亘って途切れることなく連続的に形成され、有機発光層から露出したバンク１５の上も覆っている。このような共通電極ＣＥは、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明な導電材料によって形成されている。また、共通電極ＣＥは、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）などの半透過膜として形成されても良い。
【００３１】
なお、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３において、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３の各々と有機発光層ＯＲＧ（Ｂ）、有機発光層ＯＲＧ（Ｇ）、及び、有機発光層ＯＲＧ（Ｒ）との間には、さらに、ホール注入層やホール輸送層などが介在していても良いし、また、有機発光層ＯＲＧ（Ｂ）、有機発光層ＯＲＧ（Ｇ）、及び、有機発光層ＯＲＧ（Ｒ）と共通電極ＣＥとの間には、さらに、電子注入層や電子輸送層などが介在していても良い。
【００３２】
封止膜４０は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３を封止している。封止膜４０は、水分や酸素などから有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３を保護する。このような封止膜４０は、例えば、無機系材料によって形成された無機薄膜と、有機系材料によって形成された有機薄膜とを交互に積層した積層体によって形成されている。
【００３３】
このような表示装置ＤＳＰによれば、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３のそれぞれが発光した際、それぞれの放射光が封止膜４０を介して外部に出射される。青色画素ＰＸＢにおいては有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１からは青色光が出射され、緑色画素ＰＸＧにおいては有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２からは緑色光が出射され、赤色画素ＰＸＲにおいては有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３からは赤色光が出射される。これにより、カラー表示が実現される。
【００３４】
なお、第１基板ＳＵＢ１は、上記の構造例に限定されるものではない。例えば、画素ＰＸがサブピクセルとしてさらに白色画素を備える場合には、白色画素は、白色に発光する有機層を有する有機ＥＬ素子を備えていても良いし、上記の３種類の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３を備えた構成であっても良い。
【００３５】
また、第１基板ＳＵＢ１は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３に亘って途切れることなく連続的に形成され且つ白色に発光する有機発光層を適用しても良い。このような第１基板ＳＵＢ１に対しては、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至ＯＬＥＤ３に対向するカラーフィルタを組み合わせることでカラー表示が実現可能となる。
【００３６】
このような本実施形態によれば、基材１０は、その下面１０Ｂ側に、上面１０Ａ側よりもフッ素含有量が高いフッ化物層１０Ｃを備えている。このため、基材１０の下面１０Ｂを通り抜ける水分量を激減させることができ、表示素子部３０への水分の侵入を抑制することができる。このため、表示素子部３０に含まれる表示素子（上記の例では有機ＥＬ素子）の水分による劣化を抑制することができ、信頼性の低下を抑制することができる。
【００３７】
発明者は、フッ化物層１０Ｃを設けることによる水分侵入抑制効果を検証すべく、フッ化物層１０Ｃの有無による水分透過量の比較実験を行った。  
図４は、フッ化物層１０Ｃの有無による水分透過量を比較した実験結果を示す図である。図中の縦軸は、水分透過量を示し、面積１平方メートルのポリイミドフィルムを２４時間で透過する水蒸気量をグラム数で表しており、その単位は、ｇ／ｍ２／ｄａｙである。図の左側の『フッ化物層あり』とはその下面にフッ化物層を有するポリイミドフィルムを適用した実験結果を示し、図の右側の『フッ化物層なし』とはフッ素化していないポリイミドフィルムを適用した実験結果を示している。なお、いずれのポリイミドフィルムについても、厚みは１０μｍとした。図示したように、フッ化物層を有するポリイミドフィルムにおいては、フッ化物層を有していないポリイミドフィルムに対して、水分透過量が１桁以上低下することが確認された。
【００３８】
次に、上記の表示装置ＤＳＰの製造方法について、図５及び図６を参照しながら説明する。
【００３９】
まず、図５の（Ａ）に示すように、支持基板１００の上にフッ素含有層１１０を形成する。支持基板１００は、例えば、ガラス基板である。フッ素含有層１１０は、例えば、フッ素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｆ）によって形成する。フッ素含有層１１０は、支持基板１００の上面１００Ａのほぼ全面に亘り途切れることなく形成されることが望ましい。なお、フッ素含有層１１０は、上記の例に限らず、例えば加熱によってフッ素を拡散する性能を有する層であれば、その材料は特に問わず、フッ素を含む多結晶シリコンなどで形成されても良い。
【００４０】
続いて、図５の（Ｂ）に示すように、フッ素含有層１１０の上にポリイミドをワニス状態で塗布し、乾燥させ、ポリイミド層１２０を形成する。その後、ポリイミド層１２０を焼成することにより、フッ素含有層１１０からポリイミド層１２０へフッ素を拡散させる。フッ素含有層１１０はポリイミド層１２０の下面１２０Ｂに接触しているため、下面１２０Ｂの付近にフッ素が集中的に拡散する。これにより、図５の（Ｃ）に示すように、下面１０Ｂ側のフッ素含有量が上面１０Ａ側のフッ素含有量より高い基材１０が形成される。また、下面１０Ｂの付近においては、ポリイミド中の一部の水素原子（Ｈ）がフッ素原子（Ｆ）に置換されるため、フッ化物層１０Ｃが形成される。なお、ポリイミド層１２０の焼成温度は、３５０℃以上であることが望ましく、一例では、５００℃である。
【００４１】
続いて、図６の（Ｄ）に示すように、基材１０の上に、バリア膜１１を形成し、バリア膜１１の上に回路部２０を形成し、回路部２０の上に表示素子部３０を形成した後に、封止膜４０を形成する。回路部２０を形成する工程は、例えば、図３に示したように、バリア膜１１の上に半導体層ＳＣを形成し、第２絶縁膜１２を形成し、ゲート電極ＷＧを形成し、第３絶縁膜１３を形成し、第１電極ＷＥ１及び第２電極ＷＥ２を形成し、第４絶縁膜１４を形成する工程などを含む。表示素子部３０を形成する工程は、例えば、図３に示したように、第４絶縁膜１４の上に反射板ＲＰを形成し、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３を形成し、バンク１５を形成し、有機発光層ＯＲＧを形成し、共通電極ＣＥを形成する工程などを含む。これにより、第１基板ＳＵＢ１が製造される。図示した例では、封止膜４０を形成した後に、さらに、封止膜４０の上に第２基板ＳＵＢ２を接着する。
【００４２】
その後、基材１０から支持基板１００を剥離する。基材１０から支持基板１００を剥離する手法として、レーザーアブレーションやサーマルラピッドアニールなどの手法が適用可能であるが、これらの手法に限定されるものではない。例えば、支持基板１００の側からフッ素含有層１１０に向けてレーザー光を照射することで、フッ素含有層１１０の一部が溶融し、フッ素含有層１１０と基材１０との界面、あるいは、フッ素含有層１１０と支持基板１００との界面でミクロ的な剥離を生じさせることができる。つまり、フッ素含有層１１０は、ポリイミド層１２０へのフッ素供給源として機能するとともに、基材１０と支持基板１００とを剥離させるため剥離層としても機能する。  
図６の（Ｅ）に示した例は、フッ素含有層１１０と基材１０との界面で剥離が生じた例に相当し、支持基板１００とともにフッ素含有層１１０も基材１０から剥離され、基材１０の下面１０Ｂは露出している。図６の（Ｆ）に示した例は、フッ素含有層１１０と支持基板１００との界面で剥離が生じた例に相当し、支持基板１００のみが基材１０から剥離され、基材１０の下面１０Ｂはフッ素含有層１１０によって覆われている。これにより、表示装置ＤＳＰが製造される。
【００４３】
次に、本実施形態で適用可能なフッ素含有層１１０によるフッ素の拡散性能について説明する。  
図７は、フッ素含有層の試料における加熱温度とフッ素分圧との関係を示す図である。図示した関係は、以下に説明する実験の実験結果を示している。すなわち、ガラス基板上に、試料としてフッ素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｆ）の薄膜を５０ｎｍの膜厚で成膜する。この薄膜は、水素化ケイ素（ＳｉＨ４）とフッ化ケイ素（ＳｉＦ４）とアルゴン（Ａｒ）との混合ガスを利用して成膜したものであり、膜中のフッ素含有量は１５ａｔ％であり、膜中の水素含有量は１ａｔ％であった。図示したように、加熱温度が３５０℃以上の条件下では、薄膜から多くのフッ素が離脱することが確認された。したがって、このような薄膜と接触するポリイミド層を焼成する際に、３５０℃以上の温度を適用することで、ポリイミド層の焼成とともにフッ素含有層からのフッ素の拡散が促進され、ポリイミド層のフッ素含有層との界面付近にポリイミドのフッ化物層を形成することができる。本実施形態では、ポリイミド層の焼成温度は５００℃付近であるため、フッ素含有層１１０は、ポリイミド層１２０へのフッ素供給源として十分な性能を有することが確認できた。
【００４４】
次に、発明者は、本実施形態の表示装置ＤＳＰについて、高温高湿ストレス試験を行った。  
図８は、フッ化物層１０Ｃの有無によるダークスポットの発生率を比較した実験結果を示す図である。ここでの高温高湿ストレス試験とは、温度８５℃、相対湿度８５％ＲＨの環境下に表示装置ＤＳＰを放置し、時間の経過毎にダークスポットの発生率を確認するものである。ダークスポットとは、画素ＰＸを駆動しても表示されず、画素ＰＸが滅点となった状態に相当する。図中の『フッ化物層あり』とは、下面にフッ化物層を有するポリイミドフィルムを第１基板ＳＵＢ１の基材１０として適用した構成（本実施形態に相当）の実験結果に相当する。図中の『フッ化物層なし』とは、フッ素化していないポリイミドフィルムを第１基板ＳＵＢ１の基材１０として適用した構成（比較例）の実験結果に相当する。なお、本実施形態及び比較例のいずれの構成についても、第２基板ＳＵＢ２はガラス基板を適用した。図示したように、いずれの時間においても、本実施形態の構成によれば、比較例の構成よりもダークスポットの発生を抑制できることが確認された。また、時間の経過とともにダークスポットの発生率の差が広がり、例えば５００時間の時点では、比較例のダークスポット発生率が６４％であったのに対して、本実施形態のダークスポット発生率は１４％に抑制できた。このように、本実施形態によれば、製造歩留まりの低下を抑制できることが確認された。
【００４５】
次に、本実施形態の表示装置ＤＳＰの他の構成例として、表示装置ＤＳＰが表示素子として液晶素子を備えた液晶表示装置である場合について説明する。なお、液晶表示装置については、基板主面の法線に沿った縦電界を利用する表示モード、基板主面の法線に対して斜め方向に傾斜した傾斜電界を利用する表示モード、基板主面に沿った横電界を利用する表示モードのいずれの表示モードも適用可能である。ここでの基板主面とは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙによって規定されるＸ−Ｙ平面に相当する。
【００４６】
図９は、本実施形態の表示装置ＤＳＰの他の構成例を示す断面図である。ここでは、横電界を利用する表示モードの表示装置ＤＳＰについて説明する。表示装置ＤＳＰは、第１基板ＳＵＢ１と、第２基板ＳＵＢ２と、液晶層ＬＣとを備えている。第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とは、シールＳＥによって接着されている。液晶層ＬＣは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持されている。第１基板ＳＵＢ１は、上記の通り、フッ化物層１０Ｃを備えた基材１０、バリア膜１１、回路部２０、共通電極ＣＥ、層間絶縁膜２１、画素電極ＰＥなどを備えている。共通電極ＣＥ、画素電極ＰＥ、及び、液晶層ＬＣは、液晶素子を構成している。第２基板ＳＵＢ２は、樹脂基板であっても良いし、ガラス基板であっても良い。  
なお、表示装置ＤＳＰは、第１基板ＳＵＢ１の下面側からの光を選択的に透過させることで画像を表示する透過表示機能を備えた透過型、第２基板ＳＵＢ２の上面側からの光を選択的に反射させることで画像を表示する反射表示機能を備えた反射型、及び、透過表示機能及び反射表示機能の双方を備えた半透過型のいずれであっても良い。  
このような表示装置ＤＳＰにおいても、第１基板ＳＵＢ１からの水分侵入を抑制することができ、上記構成例と同様の効果が得られる。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態によれば、信頼性の低下を抑制することが可能な表示装置及びその製造方法を提供することができる。
【００４８】
なお、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。これらの新規な実施形態は、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。これらの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。
【符号の説明】
【００４９】
ＤＳＰ…表示装置  ＰＮＬ…表示パネル
ＳＵＢ１…第１基板
１０…基材  １０Ａ…上面  １０Ｂ…下面  １０Ｃ…フッ化物層
１１…バリア膜  ２０…回路部  ３０…表示素子部  ４０…封止膜
１１０…フッ素含有層
【図１】
2018097075.tif 000003
【図２】
2018097075.tif 000004
【図３】
2018097075.tif 000005
【図４】
2018097075.tif 000006
【図５】
2018097075.tif 000007
【図６】
2018097075.tif 000008
【図７】
2018097075.tif 000009
【図８】
2018097075.tif 000010
【図９】
2018097075.tif 000011