(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示素子を用いて画像を表示する表示装置を製造する表示装置製造方法であって、
ガラス基板の第１の主面上に有機樹脂膜を形成するステップと、
前記有機樹脂膜上に表示素子を含む層を形成するステップと、
前記表示素子を含む層を形成した後に、前記有機樹脂膜を含む前記ガラス基板の第１の主面側を耐エッチング性部材で覆いつつ第２の主面側をエッチングすることによって、湾曲自在になる厚みまで前記ガラス基板を薄型化するステップと、
を含み、
前記湾曲自在になる厚みが、５０〜２００μｍである表示装置製造方法。
【請求項２】
前記ガラス基板を薄型化するステップにおいて、前記ガラス基板に対してエッチング液を噴射することによってエッチングすることを特徴とする請求項１に記載の表示装置製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬディスプレイ等の表示装置の製造方法に関し、特に湾曲可能に薄型化された表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディススプレイを使用した表示装置は様々な用途において使用されている。特に、近年ではデザイン性の観点からフレキシブルディスプレイが注目されている。フレキシブルディスプレイを製造する際は、湾曲化に対応しやすい有機ＥＬディスプレイが採用されることが多い。
【０００３】
従来の有機ＥＬディスプレイは、キャップガラス等のガラス基板を利用して有機ＥＬ素子等の表示素子を封止していた。ガラス基板によって有機ＥＬ素子の気密性および水密性を保ち、酸素や水分による素子の劣化を防止していた。しかし、更なる薄型化や上記のような湾曲化の要請により、近年では樹脂基板を利用した有機ＥＬディスプレイが開発されている。樹脂基板は、ガラス基板と比較して可撓性が高く、湾曲しても破損しにくく、無機膜と有機膜の積層構造により表示素子を封止することによりガラス基板と同等程度のガスバリア性を達成することが可能であるとされていた。
【０００４】
しかし、湾曲可能な程度まで薄く形成された樹脂基板は、製造工程における取扱いが非常に困難であり、その結果、歩留まりが悪化する原因になることがあった。そこで、従来では、ポリイミド等の有機樹脂膜を支持ガラス上に形成し、製造工程時の取扱いを容易にしていた。支持ガラスによって基板全体の剛性を確保した状態で有機樹脂膜に機能膜等の表示素子を形成し、封止処理を行った後に、支持ガラスから有機樹脂膜を剥離していた（例えば、特許文献１参照。）。支持ガラスから有機樹脂膜を剥離する作業は、あらかじめ支持ガラスと有機樹脂膜の間に形成しておいた剥離層をレーザ装置によって除去することで行われていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−００４１１２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の方法では支持ガラスを剥離する際のレーザの照射により、表示素子に悪影響を与えるおそれがあった。また、エキシマレーザ等の高価の製造装置を導入する必要があり、生産コストもかかる。特に、近年では大型基板に複数の表示装置が面取りされた状態で生産されるが、基板が大きくなるほどレーザの照射面積が増加するため、生産効率が低下したり、剥離不良が起きたりすることが多くなっていた。
【０００７】
また、樹脂膜のみで構成された表示装置は表示素子を十分に保護することが難しく、信頼性が十分でないことがある。特に、有機ＥＬディスプレイでは表示素子の劣化が長寿命化に対する障害となっており、外部からの水分や酸素の浸入を防ぐ信頼性の高い基板が求められていた。
【０００８】
本発明の目的は、有機樹脂膜とガラス基板との剥離を行うことなく、簡易な方法で湾曲可能な表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る表示装置製造方法は、ガラス基板の第１の主面上に有機樹脂膜を形成するステップと、有機樹脂膜上に表示素子を含む層を形成するステップと、有機樹脂膜を含むガラス基板の第１の主面側を耐エッチング性部材で覆いつつ、第２の主面側をエッチングすることによって、ガラス基板を薄型化するステップを含む。
【００１０】
ガラス基板上に有機樹脂膜を形成する工程においては、例えば、従来の使用していた支持ガラス上にスリットコータ等の塗布装置を用いて、ガラス基板上に有機樹脂膜を塗布する。有機樹脂膜としては、ポリイミドを使用することが好ましい。表示素子を形成する工程では、有機樹脂膜上に薄膜トランジスタや有機ＥＬの発光層等を含む機能層が形成される。このような表示素子が形成された後に、表示素子が外気に曝されないように封止する。封止工程では、無機膜と有機膜を交互に積層した樹脂膜による封止処理を行う。封止処理後に、耐エッチング性を有するフィルムやレジスト材で樹脂膜を被覆し、ガラス基板をエッチングする。エッチング処理は、表示装置のガラス基板が配置されている主面とエッチング液を接触させることによってエッチングし、ガラス基板の板厚を薄くするように行われる。
【００１１】
本発明では、ガラス基板を製造工程の便宜のための支持ガラスとして用いるのではなく、表示装置の構成要素の一部として利用しているため、ガラス基板と有機樹脂膜との剥離を不要にしている。さらに、ガラス基板をエッチングにより薄型化しているため、樹脂膜を支持ガラスから剥離しなくとも表示装置の厚みが増すといった不具合が起こることがなく、必要に応じてガラス基板ごと湾曲自在になっている。また、有機樹脂膜とガラス基板によって表示素子を保護しているため、表示素子が外気に曝されて劣化するおそれが少なくなるため、表示装置の信頼性が向上する。
【００１２】
さらには、ガラス基板は、表示装置が湾曲自在になる程度まで薄型化されていることが好ましい。ガラス基板は５０〜１５０μmまで薄型化されることが好ましい。ガラス基板をこの範囲までエッチングすることによって、ガラス基板を含む表示装置であっても湾曲させることが可能である。
【００１３】
また、ガラス基板のエッチングは、ガラス基板にエッチング液を噴射することによって行われる。この構成により、ガラス基板以外の表示装置のその他の領域にエッチング液が必要以上に接触することが少なくなるため、水分により表示素子が劣化するといったおそれも少ない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、有機樹脂膜とガラス基板との剥離を行うことなく、簡易な方法で湾曲可能な表示装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す図である。
【図２】表示装置の製造工程を示す図である。
【図３】本実施形態において使用するエッチング装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
ここから、図１を用いて本発明の一実施形態に係る表示装置について説明する。図１は、有機ＥＬパネル１０の概略側面図である。有機ＥＬパネル１０は、支持ガラス１２、ポリイミド膜１４、透明電極層１６、発光層１８および封止層２０を有している。
【００１７】
支持ガラス１２は、使用者が画像を視認する側とは反対側に配置されており、一方の主面にポリイミド膜１４が形成されている。本実施形態では、ポリイミド膜１４は特許請求の範囲の有機樹脂膜に相当する。本実施形態では、有機樹脂膜としてポリイミドを使用しているが、成膜プロセスの処理温度に耐えられる樹脂膜であれば、特に制限はない。
【００１８】
ポリイミド膜１４上には、透明電極層１６および発光層１８が順次積層されている。透明電極層１６としては、公知の低温ポリシリコン膜を形成することが好ましい。発光層１８は、正孔輸送層、有機ＥＬ素子、電子輸送層等の機能層が含まれる。本実施形態では、透明電極層１６および発光層１８は、特許請求の範囲の表示素子に相当する。封止層２０は発光層１８を被覆し、発光素子等が外気の水分や酸素に曝されて劣化することを防止するように構成される。通常、封止層２０は、組成の異なる樹脂膜が積層されることによって形成される。本実施形態では、５層の封止層によって薄膜封止を行っているが、封止層２０の構成は適宜変更することが可能である。この有機ＥＬパネル１０は、封止層２０が配置されている側から画像を視認するように構成されたトップエミッション方式である。
【００１９】
ここから、図２（Ａ）〜（Ｄ）を用いて、有機ＥＬパネル１０の製造方法について説明する。まず、支持ガラス１２上にポリイミド膜１４を形成する工程について説明する。ジメチルアセトアミドやメチルピロリドン等の溶媒で溶解されたポリイミド前駆体を支持ガラス１２上に塗布する（図２（Ａ）参照。）。支持ガラス１２は、公知の製造方法で使用されているものを使用することができ、３００〜８００μmの板厚を有していることが好ましい。ポリイミド前駆体はスリットコータやロールコータ等の塗布装置で塗布することができる。この際、ポリイミド膜１４の厚さが７〜３０μmになるように塗布されることが好ましい。ポリイミド前駆体は、所定温度まで昇温された乾燥炉内に投入されることによって硬化処理が行われる。また、支持ガラス１２上にポリイミド膜１４を塗布する前に密着力を増加させるためのプライマー層を形成しても良い。
【００２０】
ポリイミド膜１４が形成された後に、ポリイミド膜１４上に透明電極層１６を形成する。本実施形態では、低温ポリシリコン膜をスパッタリング等の公知の方法でポリイミド膜１４上に形成する。透明電極層１６の上部には、発光層１８を形成する（図２（Ｂ）参照。）。発光層１８は、有機材料を蒸着方式やインクジェット方式等の公知の手段を用いて形成することが可能である。なお、発光層１８は、有機材料による発光層だけではなく、正孔輸送層や電子輸送層も含まれており、本実施形態では透明電極層１６上に正孔輸送層、発光層、電子輸送層が順次積層されている。
【００２１】
透明電極層１６および発光層１８は、複数の封止層２０が積層されることによって被覆される（図２（Ｃ）参照。）。封止層２０は、ガスバリア性を有する樹脂膜であり、発光層１８の気密性および水密性を保つように構成される。封止層２０は無機膜および有機膜を交互に積層することによって、より効果的に発光層１８を保護することが可能である。本実施形態では、５層の封止層によって薄膜封止を行っているが、積層構造は適宜変更することが可能である。
【００２２】
封止層における無機膜としては、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化炭素、窒化炭素、酸化アルミニウム等を使用することができる。有機膜としては、ポリエステル、メタクリル、ポリスチレン、透明フッ素樹脂、ポリイミド、ポリウレタン、シクロオレフィルンコポリマー、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等を使用することができる。なお、これらの封止層は、表示装置の視認性を確保するために全光透過率が９０％以上であることが好ましい。
【００２３】
薄膜封止された有機ＥＬパネル１０は、エッチングよって支持ガラス１２の薄型化処理を行う（図２（Ｄ）参照。）。エッチング処理は、少なくともフッ酸を含むエッチング液を支持ガラス１２と接触させることによって行うことが好ましい。ここから、支持ガラス１２のエッチング方法について説明する。
【００２４】
まず、エッチング処理を行う前に、封止層２０を保護フィルム２２によって被覆する。保護フィルム２２は、エッチング液に対して耐性のある部材で構成されており、少なくともフッ酸に対する耐性を有している。なお、本実施形態では、フィルム部材で保護をしているが、レジスト等の耐エッチング性塗料を用いて被覆することも可能である。また、最表面に配置されている封止層２０が耐酸性を有している場合は、保護フィルム２２を使用しなくても良い。
【００２５】
支持ガラス１２をエッチングするためには、図３（Ａ）に示すような枚葉式のエッチング装置３０を使用することが好ましい。エッチング装置３０は、少なくとも搬送ローラ３２およびスプレーユニット３４を有している。搬送ローラ３２は、エッチング装置３０の長さ方向に沿って配置されており、有機ＥＬパネル１０を搬送するように構成される。この際、支持ガラス１２が搬送ローラ３２と接触するように載置される（図３（Ｂ）参照。）。
【００２６】
スプレーユニット３４は、搬送ローラ３２の下方向に配置されており、支持ガラス１２に向かってエッチング液を噴射するように構成される。スプレーユニット３４は、支持ガラス１２に対して均一にエッチング液を噴射するように複数の噴射ノズルを有している。エッチング液は少なくともフッ酸を含んでおり、必要に応じて塩酸等の無機酸や界面活性剤が添加されていても良い。
【００２７】
なお、エッチング装置の搬入部と搬出部に近い位置に配置されているスプレーユニットからは洗浄液が噴射され、支持ガラス１２を洗浄するように構成されることが好ましい。本実施形態の洗浄液は、市水を使用しているが、これには限定されない。
【００２８】
保護フィルム２２はエッチング処理が行われた後に剥離される。保護フィルム２２は、物理的な力を加えることによって剥離することが可能である。レジスト材を使用する場合は、剥離液等に浸漬して剥離することが可能であるが、表示素子に影響を及ぼさないように短時間で処理すべきである。
【００２９】
支持ガラス１２は、搬送ローラ３２によって水平方向に搬送されながら、スプレーユニット３４から噴射されるエッチング液により薄型化処理が行われる。本実施形態では、下向きに配置された支持ガラス１２に対して下方からエッチング液を噴射することにより、有機ＥＬパネル１０に必要以上にエッチング液が接触することがない。エッチング液は、支持ガラス１２と接触すると、そのまま落下し、不図示の回収槽等に収容される。
【００３０】
また、エッチング液の噴射圧力やスプレーユニット３４と有機ＥＬパネル１０の距離は適宜調整することが可能であり、支持ガラス１２以外の領域にエッチング液が飛散しないように構成される。エッチング液が有機ＥＬパネル１０と長時間接触すると、エッチング液の水分が徐々に浸透し、発光層１８が水分により劣化するおそれがある。このため、封止層２０の層数を増やしたりすることによって発光層１８をより確実に保護しなければならず、余分なコストがかかったり、有機ＥＬパネル１０の板厚が増加するといった不具合が発生する。
【００３１】
また、支持ガラス１２を薄型化する際は、支持ガラス１２の板厚が５０〜２００μmになるようにエッチングすることが好ましい。支持ガラス１２をこの範囲までエッチングすることにより、樹脂膜のみで構成された有機ＥＬディスプレイと同等程度の可撓性を有することができる。例えば、支持ガラス１２を１００μmまでエッチングした８インチの有機ＥＬディスプレイ１０は、曲率半径３００ｍｍ程度まで湾曲させることが可能であった。さらにエッチングすることにより湾曲可能な曲率半径を小さくすることもできる。
【００３２】
また、有機ＥＬパネル１０は、搬送ローラ３２で搬送されているため、支持ガラス１２が薄くなっても、安定して取扱うことが可能である。さらに、通常のガラス基板は１００μm以下まで薄型化されると、エッチング中に撓んでしまう等の不具合が発生するおそれもあるが、ポリイミド膜１４や封止層２０等により有機ＥＬパネル１０全体の強度が保たれているため、エッチング処理中に支持ガラス１２が割れてしまうといったおそれも軽減できる。なお、万が一、支持ガラス１２を薄型化したことにより搬送中に不具合が発生する場合は、エッチング液の噴射圧力を低下させたり、搬送ローラの間隔を狭めたりすれば良い。エッチング装置の調節が困難な場合は、保護フィルム２２の上部にさらに耐酸性を有する支持基板を配置することが好ましい。
【００３３】
このような表示装置は通常、大型基板に複数の表示装置が面取りされた状態で製造される場合が多い。この場合、エッチング処理後に大型基板から各基板に分断する処理を行う。分断処理は、スクライブ装置やレーザ装置等を使用することが可能である。支持ガラス１２はエッチング処理によって薄くなっているため、従来、樹脂基板の分断に使用していたレーザ装置を使用しても容易に分断することができる。
【００３４】
本実施形態では、従来の製造プロセスをほとんど変更する必要もなく、支持ガラス１２からポリイミド１４を剥離しなくても良い。支持ガラス１２は有機ＥＬパネル１０の一部として配置されたまま、フレキシブルディスプレイを製造することが可能になるため、生産効率が向上する。さらに、支持ガラス１２が存在することによって、発光層１８をより確実に保護することが可能になる。
【００３５】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３６】
１０‐有機ＥＬパネル
１２‐支持ガラス
１４- ポリイミド膜
１６‐透明電極層
１８- 発光層
２０‐封止層
２２‐保護フィルム
３０‐エッチング装置
３２‐搬送ローラ
３４‐スプレーユニット
【図１】
0006531319.tif 000002
【図２】
0006531319.tif 000003
【図３】
0006531319.tif 000004