(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粗面化上面を有する第１有機層と、
前記第１有機層の前記粗面化上面に接する粗面化した下面と、該下面に倣った粗面化上面とを有する第１無機層と、
前記第１無機層の前記粗面化上面に接する粗面化した下面と、該下面よりも平坦な上面とを有する第２有機層と、
前記第２有機層の上面に接する第２無機層と、
前記第２無機層の上層に配置された薄膜トランジスタと、
を有し、
前記第１有機層は、粗面化上面とは反対側の面である下面を有し、
前記第１有機層の前記下面には、樹脂からなる保護層が配置されている、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
粗面化上面を有する第１有機層と、
前記第１有機層の前記粗面化上面に接する粗面化した下面と、該下面に倣った粗面化上面とを有する第１無機層と、
前記第１無機層の前記粗面化上面に接する粗面化した下面と、該下面よりも平坦な上面とを有する第２有機層と、
前記第２有機層の上面に接する第２無機層と、
前記第２無機層の上層に配置された薄膜トランジスタと、
を有し、
前記第１有機層は、粗面化上面とは反対側の面である下面を有し、
前記第１有機層の前記下面には、熱拡散シートが配置され、
前記熱拡散シートの、前記第１有機層の前記下面とは反対側の面には、樹脂からなる保護層が配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された表示装置において、
前記第２無機層の上層には、前記薄膜トランジスタと接続する下部電極と、前記下部電極上に配置された発光層と、前記発光層上に配置された上部電極とが備えられていることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記第１有機層の前記上面の最大高さ粗さは、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記第１有機層の前記上面の算術平均粗さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下であることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記第２有機層の前記上面は、平坦であることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記第２無機層の前記薄膜トランジスタの側に位置する表面は、前記第２有機層の前記下面よりも平坦であることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
基板と、
前記基板上に形成された無機材料から成る下地膜と、
前記下地膜上に形成された薄膜トランジスタと、を有し、
前記基板は、複数の樹脂層が間に無機層を挟んで積層した積層構造からなり、
前記複数の樹脂層のうち前記下地膜と接する樹脂層は、前記下地膜側に位置する第１の面と、前記第１の面とは反対側の第２の面とを有し、
前記第２の面は、前記第１の面よりも粗く、
前記基板の前記薄膜トランジスタとは反対側の最外層は、複数の樹脂層の内の一つであり、
前記最外層の前記下地膜とは反対側の面には、樹脂で形成された保護フィルムが配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項８に記載された表示装置において、
前記基板は、前記第２の面に接する第１無機層と、前記第１無機層と前記第２の面とは反対側で接する第１樹脂層とを含み、
前記第１樹脂層の前記第１無機層と接する面は、前記第１の面よりも粗いことを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載された表示装置において、
前記基板は可撓性を有することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光層を含む自発光素子層への水分の侵入を抑制するバリア層として機能する下地絶縁層（下地層）を有する表示装置が知られている（例えば、特許文献１の図２）。下地層としては無機層と有機層が積層して構成されるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−７９８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、有機層と無機層を積層する構成を採用した表示装置において、有機層と無機層が剥がれることを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、粗面化上面を有する第１有機層と、前記第１有機層の前記粗面化上面に接する粗面化した下面と、該下面に倣った粗面化上面とを有する第１無機層と、前記第１無機層の前記粗面化上面に接する粗面化した下面を有するように設けられた第２有機層と、前記第２有機層の上面に接する第２無機層と、前記第２無機層の上層に配置された薄膜トランジスタと、を有することを特徴としたものである。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本実施形態に係る表示装置の全体構成を模式的に示す断面図である。
【図２】下地層の積層構造の詳細を模式的に示す断面図である。
【図３】本実施形態に係る表示装置の製造工程を説明するための工程図である。
【図４】本実施形態の変形例に係る表示装置の全体構成を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、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、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様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【０００８】
図１は、本実施形態に係る表示装置の全体構成を模式的に示す断面図である。本実施形態に係る有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置（以下、単に表示装置という）１００は、複数の画素が形成される表示部に画像を表示する表示装置である。表示装置１００は、図１に示すように、自発光素子層１０と、封止層２０と、下地層３０と、保護層４０（保護フィルムともいう）とを有し、それらが積層して構成される。図１に示した表示装置は、可撓性を有する表示装置（フレキシブルディスプレイ）であり、ガラス基板の代わりに例えばポリイミド樹脂からなる、可撓性を有する樹脂基板（フィルム基板）が用いられている。図１に示す下地層３０には、この樹脂基板も含まれる。
【０００９】
ここで、自発光素子層１０の積層構造について図１を参照して説明するが、自発光素子層１０は、画像を構成する複数の単位画素それぞれで輝度が制御されて発光する層であればよく、図１に示す構成に限定されるものではない。
【００１０】
自発光素子層１０は、自発光する発光層１１と、発光層１１の下面に設けられる下部電極１２と、発光層１１の上面に設けられる上部電極１３とを有する。また、図１において、自発光素子層１０は、下部電極１２と接続された薄膜トランジスタも含んでいる。即ち、自発光素子層１０は、当該薄膜トランジスタが備えている絶縁層１４ａ、１４ｂと、ソースドレイン電極１５と、絶縁層１６と、ゲート線層１７ａと、ポリシリコン層１７ｂと、ソースドレイ領域１８と、バンク１９とを有する。
【００１１】
下部電極１２は、発光領域となる部分を覆うように形成され、絶縁層１４ａを貫通する孔を通じてソースドレイン電極１５に接続される。また、バンク１９は、下部電極１２の周縁部と、ポリシリコン層１７ｂ、ゲート線層１７ａなどが設けられる非発光領域上に形成される。発光層１１は、下部電極１２を覆うように形成されるが、非発光領域では、バンク１９によって下部電極１２と隔離される。
【００１２】
下部電極１２と上部電極１３は、いずれか一方が陽極として機能し、他方が陰極として機能する。下部電極１２と上部電極１３に直流電圧が印加されると、陽極側から注入されたホールがホール輸送層（不図示）を経由し、一方、陰極側から注入された電子が電子輸送層（不図示）を経由して、それぞれ発光層１１に到達し、電子とホールが再結合する。このような電子とホールの再結合により、発光層１１は所定の波長の発光を行う。
【００１３】
封止層２０は、自発光素子層１０を封止する。封止層２０は、自発光素子層１０へ水分等が侵入することを防いでいる。封止層２０は、例えば窒化シリコンのような緻密な無機層や、無機層と有機層による積層膜によって形成してもよい。また、封止層２０は、特定の波長の光を吸収し、他の波長の光を透過するカラーフィルタを含む構造にしてもよい。下地層３０は、自発光素子層１０の下面に形成される。保護層４０は、ポリイミド樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂などの有機材料からなり、下地層３０の下面に形成される。尚、保護層４０は省略してもよい。
【００１４】
次に、図２を参照して、下地層３０の積層構造の詳細について説明する。図２は、下地層の積層構造の詳細を模式的に示す断面図である。下地層３０は、有機層（例えば樹脂層）と無機層が交互に少なくと２層ずつ積層した構造を採用する。このような積層構造の下地層を採用することにより、有機層と無機層を１層ずつ積層したシングル構造の下地層を採用した場合と比較してバリア性能が向上し、自発光素子層１０への水分の侵入が抑制される。
【００１５】
下地層３０は、第１有機層３１（第１樹脂層）と、第１無機層３２と、第２有機層３３と、第２無機層３４とを有する。第１有機層３１、第２有機層３３の材料としては、ポリイミド樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂を用いるとよい。また、第１無機層３２、第２無機層３４の材料としては、例えば酸化シリコンや窒化シリコンが用いられる。或いは、第１無機層３２、第２無機層３４の材料として、チタン等、水分に強い金属を用いてもよい。尚、第１有機層３１は、フレキシブルディスプレイでガラス基板の代わりに用いる樹脂基板に相当するとも考えられる。また、第１有機層３１と、第１無機層３２と、第２有機層３３とが有機層を複数備えたフレキシブルディスプレイの基板（基材ともいう）であり、第２無機層３４が当該基板と薄膜トランジスタとの間に設けられた下地膜であるとも考えられる。
【００１６】
第１有機層３１は、表面に凹凸が形成された粗面化上面３１ａを有する。第１有機層３１の粗面化上面３１ａは、最大高さ粗さが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、算術平均粗さが１ｎｍ以上５ｎｍ以下であることが好ましい。なお、最大高さ粗さとは、層の厚み方向における基準位置から最も突出した位置における突出量であり、算術平均粗さとは、層の厚み方向における基準位置からの突出量の平均値である。
【００１７】
第１無機層３２は、第１有機層３１の粗面化上面３１ａに接する粗面化した下面３２ｂと、下面３２ｂに倣った粗面化上面３２ａとを有する。
【００１８】
第２有機層３３は、第１無機層３２の粗面化上面３２ａに密着することで粗面化した下面３３ｂを有する。第２無機層３４は、第２有機層３３の上面３３ａに密着して設けられる。第２無機層３４の上層には、図１に示す自発光素子層１０の他に、薄膜トランジスタを含む駆動回路や各種配線が形成される。図１、図２に示す様に、第２無機層３４と接する第２有機層３３は、上面（第１の面）３３ａよりも下面３３ｂ（第２の面）の方が粗い。
【００１９】
尚、図１、図２において下地層３０は、有機層と無機層が交互に２層ずつ積層した構造をしているが、これに限定されるものではない。下地層３０は、有機層と無機層が交互に少なくとも２層ずつ積層していればよく、有機層と無機層が交互に３層ずつ以上積層してもよい。
【００２０】
次に、図３を参照して、本実施形態に係る表示装置１００の製造工程について説明する。図３（ａ）〜図３（ｄ）は、本実施形態に係る表示装置の製造工程を説明するための工程図である。
【００２１】
まず、第１有機層３１の上面が凹凸形状となるようにプラズマ処理を行うことにより、図３（ａ）に示すように粗面化上面３１ａを形成する。プラズマ処理としては、例えば、窒素プラズマ処理や酸素プラズマ処理を行うとよい。なお、粗面化上面３１ａの形成は、プラズマ処理に限られるものではなく、例えば、ナノインプリント技術を用いて行ってもよい。なお、第１有機層３１は、図示しない例えばガラス基板から成る支持基板上に形成される。その後、図１に示す自発光素子層１０等を形成した後に、第１有機層３１から公知の方法で支持基板を剥離する。第１有機層３１は、ガラス板上に液体状のワニスを塗布することにより形成してもよいし、有機材料からなる固体状のフィルムを用いてもよい。
【００２２】
次に、第１有機層３１の粗面化上面３１ａ上に第１無機層３２を形成する。第１無機層３２の上面は、図３（ｂ）に示すように粗面化上面３１ａの形状に伴って凹凸形状となる。
【００２３】
次に、図３（ｃ）に示すように、第１無機層３２の粗面化上面３２ａ上に第２有機層３３を形成する。第２有機層３３の下面３３ｂは、第１無機層３２の粗面化上面３２ａに密着することで粗面化した面となる。一方、第２有機層３３の上面３３ａは、有機材料からなるワニスを塗布することにより形成され、略平坦な面となる。
【００２４】
さらに、図３（ｄ）に示すように、第２有機層３３の上面３３ａに第２無機層３４を形成する。有機層３３の上面３３ａが略平坦な面であるため、有機層３３上に形成される第２無機層３４の上面３４ａも略平坦な面となる。第２無機層３４の上面３４ａは略平坦な面であるため、下面が略平坦な面である自発光素子層１０との密着性に影響はなく、自発光素子層１０を平坦化された面の上に形成することが可能になる。
【００２５】
なお、第２有機層３３の上面３３ａにプラズマ処理を行った上で、第２無機層３４を第２有機層３３に積層するとよい。発明者の鋭意検討により、第２有機層３３の上面３３ａに、粗面化しない程度のプラズマ処理を行うことにより、第２有機層３３と第２無機層３４の密着性が向上することが分かっている。なお、第２有機層３３の上面３３ａは粗面化していないため、第２無機層３４の下面３４ｂ及び上面３４ａも粗面化しない。
【００２６】
その後、第２無機層３４上に、自発光素子層１０、封止層２０を積層する。更に、第１有機層３１の下面３１ｂに保護層４０を積層することにより、図１で示した表示装置１００となる。第１有機層３１を支持基板上に形成した場合は、支持基板を剥離した後に、第１有機層３１の下面３１ｂに保護層４０を貼り合せる。なお、保護層４０は、本実施形態の表示装置１００の最外層である。
【００２７】
なお、図４に示すように、第１有機層３１と保護層４０の間に熱拡散層５０を設けてもよい。熱拡散層５０を設けることにより、温度分布が分散して、表示装置が部分的に過度に高熱化することが抑制される。なお、図２、図４で示した保護層４０と熱拡散層５０は本発明の必須の構成ではない。第１有機層３１が表示装置１００の最外層であってもよい。
【００２８】
下地層として有機層と無機層が交互に２層ずつ積層した構造を採用した場合、有機層と無機層の界面の増加に伴い、膜剥がれのリスクが増大するところ、本実施形態においては、粗面化した面で第１有機層３１と第１無機層３２が密着し、粗面化した面で第１無機層３２と第２有機層３３が密着する構成を採用することにより、それぞれの層の界面における密着性が向上するため、膜剥がれが生じにくい。また、第２有機層３３の上面３３ａには、プラズマ処理がされた上で、第２無機層３４が密着されているため、第２有機層３３と第２無機層３４の界面における密着性が向上し、膜剥がれが生じにくい。
【００２９】
また、一方又は両方の表面に凹凸が形成される第１有機層３１、第１無機層３２、第２有機層３３は、表面に凹凸が形成される分、内部応力が低くなっている。そのため、特に、画像表示部を柔軟に湾曲可能なフレキシブル表示装置に本実施形態の構成を適用することにより、各層の曲げ耐久性が向上し、各層が互いに剥がれにくいという効果を発揮する。
【符号の説明】
【００３０】
１０  自発光素子層、１１  発光層、１２  下部電極、１３  上部電極、１４ａ，１４ｂ  絶縁層、１５  ソースドレイン電極、１６  絶縁層、１７ａ  ゲート線層、１７ｂ  ポリシリコン層１７ｂ、１８  ソースドレイン領域、１９  バンク、２０  封止層、３０  下地層、３１  第１有機層、３１ａ  粗面化上面、３１ｂ  下面、３２  第１無機層、３２ａ  粗面化上面、３２ｂ  下面、３３  第２有機層、３３ａ  上面、３３ｂ  下面、３４  第２無機層、３４ａ  上面、３４ｂ  下面、４０  保護層、５０  熱拡散層、１００  表示装置。
【図１】
0006495754.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006495754.tif 000004
【図４】
0006495754.tif 000005