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特開2017-211540フレキシブルデバイスおよびその製造方法、ならびに電子機器
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2017-211540(P2017-211540A)
(43)【公開日】2017年11月30日
(54)【発明の名称】フレキシブルデバイスおよびその製造方法、ならびに電子機器
(51)【国際特許分類】
   G09F 9/30 20060101AFI20171102BHJP
   G09F 9/00 20060101ALI20171102BHJP
   H01L 51/50 20060101ALI20171102BHJP
   H05B 33/02 20060101ALI20171102BHJP
   H05B 33/22 20060101ALI20171102BHJP
   H05B 33/10 20060101ALI20171102BHJP
【FI】
   G09F9/30 310
   G09F9/00 338
   H05B33/14 A
   H05B33/02
   H05B33/22 Z
   H05B33/10
   G09F9/30 365
   G09F9/30 307
   G09F9/00 302
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
【全頁数】16
(21)【出願番号】特願2016-105263(P2016-105263)
(22)【出願日】2016年5月26日
(71)【出願人】
【識別番号】514188173
【氏名又は名称】株式会社JOLED
(74)【代理人】
【識別番号】110001357
【氏名又は名称】特許業務法人つばさ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】木下 智豊
【テーマコード(参考)】
3K107
5C094
5G435
【Fターム(参考)】
3K107AA01
3K107BB01
3K107CC33
3K107CC45
3K107DD16
3K107DD17
3K107DD90
3K107FF15
3K107GG09
3K107GG28
5C094AA36
5C094BA27
5C094DA06
5C094EB10
5C094GB01
5C094HA08
5G435AA14
5G435BB05
5G435HH18
5G435KK05
5G435LL04
5G435LL06
5G435LL07
5G435LL08
5G435LL14
(57)【要約】
【課題】信頼性を向上させることが可能なフレキシブルデバイスおよびその製造方法、ならびに電子機器を提供する。
【解決手段】フレキシブルデバイスは、複数の空孔を有する多孔質性の可撓性基板と、この可撓性基板上に設けられた素子層とを備えている。可撓性基板では、空孔が基板面内で部分的に形成されている。フレキシブルデバイスの製造方法は、互いに対向する第1面および第2面を有する支持基板における第1面を、複数の空孔を有する多孔質性の可撓性基板における裏面に貼り合わせ、可撓性基板の表面に素子層を形成し、支持基板の第2面側から支持基板と可撓性基板との界面付近に向けてレーザ光を照射することにより、支持基板を可撓性基板から剥離させる。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の空孔を有する多孔質性の可撓性基板と、
前記可撓性基板上に設けられた素子層と
を備え、
前記可撓性基板では、前記空孔が基板面内で部分的に形成されている
フレキシブルデバイス。
【請求項2】
前記空孔の部分的形成領域が、前記フレキシブルデバイスの折り曲げ使用予定領域である
請求項1に記載のフレキシブルデバイス。
【請求項3】
前記折り曲げ使用予定領域が、前記基板面における端部領域の1辺または2辺に沿って設けられている
請求項2に記載のフレキシブルデバイス。
【請求項4】
前記折り曲げ使用予定領域が、前記フレキシブルデバイスにおけるヒンジ部に対応する領域である
請求項2に記載のフレキシブルデバイス。
【請求項5】
前記可撓性基板と前記素子層との間に、平坦化層を更に備えた
請求項1に記載のフレキシブルデバイス。
【請求項6】
表示装置または撮像装置として構成されている
請求項1に記載のフレキシブルデバイス。
【請求項7】
前記表示装置が、有機EL表示装置である
請求項6に記載のフレキシブルデバイス。
【請求項8】
フレキシブルデバイスを備え、
前記フレキシブルデバイスは、
複数の空孔を有する多孔質性の可撓性基板と、
前記可撓性基板上に設けられた素子層と
を備え、
前記可撓性基板では、前記空孔が基板面内で部分的に形成されている
電子機器。
【請求項9】
互いに対向する第1面および第2面を有する支持基板における前記第1面を、複数の空孔を有する多孔質性の可撓性基板における裏面に貼り合わせ、
前記可撓性基板の表面に素子層を形成し、
前記支持基板の前記第2面側から、前記支持基板と前記可撓性基板との界面付近に向けてレーザ光を照射することにより、前記支持基板を前記可撓性基板から剥離させる
フレキシブルデバイスの製造方法。
【請求項10】
前記可撓性基板では、前記空孔が基板面内で部分的に形成されている
請求項9に記載のフレキシブルデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、可撓性基板を用いたフレキシブルデバイスおよびその製造方法、ならびに、そのようなフレキシブルデバイスを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
プラスチック基板(樹脂基板)等の可撓性基板上に各種の素子層が形成されたフレキシブルデバイスとして、種々のものが提案されている(例えば、特許文献1,2)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2010−98133号公報
【特許文献2】特開2012−167181号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、このようなフレキシブルデバイスでは一般に、信頼性を向上させることが求められている。信頼性を向上させることが可能なフレキシブルデバイスおよびその製造方法、ならびに電子機器を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一実施の形態に係るフレキシブルデバイスは、複数の空孔を有する多孔質性の可撓性基板と、この可撓性基板上に設けられた素子層とを備えたものである。上記可撓性基板では、空孔が基板面内で部分的に形成されている。
【0006】
本開示の一実施の形態に係る電子機器は、上記本開示の一実施の形態に係るフレキシブルデバイスを備えたものである。
【0007】
本開示の一実施の形態に係るフレキシブルデバイスおよび電子機器では、複数の空孔を有する多孔質性の可撓性基板において、空孔が基板面内で部分的に形成されている。これにより、例えば折り曲げ使用予定領域において、湾曲の際に空孔がつぶれることで、素子層への悪影響が抑えられる。また、支持基板を剥離するためのレーザ光照射の際に、可撓性基板の昇華に起因して発生する衝撃波が、空孔で吸収されて素子層へ伝播しにくくなる。すなわち、フレキシブルデバイスの製造や使用の際の素子層への悪影響が低減する。
【0008】
本開示の一実施の形態に係るフレキシブルデバイスの製造方法は、互いに対向する第1面および第2面を有する支持基板における第1面を、複数の空孔を有する多孔質性の可撓性基板における裏面に貼り合わせ、可撓性基板の表面に素子層を形成し、支持基板の第2面側から支持基板と可撓性基板との界面付近に向けてレーザ光を照射することにより、支持基板を可撓性基板から剥離させるようにしたものである。
【0009】
本開示の一実施の形態に係るフレキシブルデバイスの製造方法では、支持基板と、複数の空孔を有する多孔質性の可撓性基板との界面付近に向けて、レーザ光が照射されことで、支持基板が可撓性基板から剥離される。これにより、レーザ光照射の際に、可撓性基板の昇華に起因して発生する衝撃波が、空孔で吸収されて素子層へ伝播しにくくなる。すなわち、フレキシブルデバイスの製造の際の素子層への悪影響が低減する。
【発明の効果】
【0010】
本開示の一実施の形態に係るフレキシブルデバイスおよび電子機器によれば、複数の空孔を有する多孔質性の可撓性基板において、空孔が基板面内で部分的に形成されているようにしたので、フレキシブルデバイスの製造や使用の際の素子層への悪影響を低減することができる。よって、信頼性を向上させることが可能となる。
【0011】
本開示の一実施の形態に係るフレキシブルデバイスの製造方法によれば、支持基板と複数の空孔を有する多孔質性の可撓性基板との界面付近に向けてレーザ光を照射することによって、支持基板を可撓性基板から剥離させるようにしたので、フレキシブルデバイスの製造の際の素子層への悪影響を低減することができる。よって、信頼性を向上させることが可能となる。
【0012】
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】本開示の一実施の形態に係るフレキシブルデバイスとしての表示装置の概略構成例を表す模式断面図である。
図2図1に示した表示装置を製造する際に用いられる支持基板について説明するための模式断面図である。
図3図1および図2に示した可撓性基板の形成方法の一例を表す模式図である。
図4】比較例に係るフレキシブルデバイスとしての表示装置の概略構成例を表す模式断面図である。
図5図4に示した比較例における問題点について説明するための模式断面図である。
図6】実施の形態に係る表示装置の作用の一例について説明するための模式断面図である。
図7】実施の形態に係る表示装置の作用の他の例について説明するための模式断面図である。
図8】可撓性基板における空孔の部分形成領域の具体例を表す模式平面図である。
図9】フレキシブルデバイスとしての表示装置の概略構成例を表すブロック図である。
図10】フレキシブルデバイスとしての撮像装置の概略構成例を表すブロック図である。
図11図9に示した表示装置または図10に示した撮像装置を備えた電子機器への適用例を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.実施の形態(多孔質性の可撓性基板を用いたフレキシブルデバイスの例)
2.適用例(フレキシブルデバイスの電子機器への適用例)
3.変形例
【0015】
<1.実施の形態>
[構成]
図1は、本開示の一実施の形態に係るフレキシブルデバイスとしての表示装置(表示装置1)の概略構成例を、模式的に断面図で表したものである。表示装置1は、例えば有機電界発光(EL:Electro-Luminescence)装置であり、半導体装置10上に表示素子層15および保護層16をこの順に備えたものである。半導体装置10は、可撓性基板11の上(表面)に、例えば、平坦化層12、保護層13およびTFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)層14を、この順に有している。なお、TFT層14および表示素子層15はそれぞれ、本開示における「素子層」の一具体例に対応している。
【0016】
可撓性基板11は、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート),PI(ポリイミド),PC(ポリカーボネート),PEN(ポリエチレンナフタレート),PA(ポリアミド),PES(ポリエーテルサルフォン)などの樹脂材料により構成されている。すなわち、この可撓性基板11は、例えば樹脂基板(プラスチック基板)からなる。ただし、可撓性基板11の構成材料としては、このような樹脂材料には限られず、他の材料を用いて可撓性基板11を構成するようにしてもよい。
【0017】
ここで、この可撓性基板11には、例えば図1に模式的に示したように、微小な複数の空孔Hが形成されている。すなわち、可撓性基板11は、多孔質性の基板となっている。なお、この空孔Hの径は、例えば、0.1μm〜5μm程度である。
【0018】
平坦化層12は、可撓性基板11と素子層(この例では、TFT層14および表示素子層15)との間に設けられており、素子形成面を平坦化するための層である。これは、可撓性基板11が上記したように多孔質性の基板であることから、可撓性基板11の表面に微小な凹凸が存在する(可撓性基板11の表面が非平滑面となっている)ためである。なお、このような平坦化層12は、例えば、ポリイミド,シロキサン等の材料により構成されている。
【0019】
保護層13は、平坦化層12上を覆うように設けられており、例えば、酸化珪素,窒化珪素等の材料により構成されている。
【0020】
TFT層14は、薄膜トランジスタ等を含む層である。この薄膜トランジスタは、例えば、トップゲート型、ボトムゲート型あるいはデュアルゲート型の薄膜トランジスタであり、保護層13上の選択的な領域に半導体層を有している。この半導体層は、チャネル領域(活性層)を含んでおり、例えば、インジウム(In),ガリウム(Ga),亜鉛(Zn),スズ(Sn),チタン(Ti)およびニオブ(Nb)等のうちの少なくとも1種の元素の酸化物を主成分として含む、酸化物半導体により構成されている。具体的には、この酸化物半導体としては、酸化インジウム錫亜鉛(ITZO),酸化インジウムガリウム亜鉛(IGZO: InGaZnO),酸化亜鉛(ZnO),酸化インジウム亜鉛(IZO),酸化インジウムガリウム(IGO),酸化インジウム錫(ITO)および酸化インジウム(InO)等が挙げられる。なお、この半導体層が、低温多結晶シリコン(LTPS)または非結晶シリコン(a−Si)等から構成されていてもよい。
【0021】
表示素子層15は、複数の画素を含むと共に、上記した薄膜トランジスタが複数配置されたバックプレーンにより表示駆動される、表示素子(発光素子)を含んでいる。この表示素子としては、例えば有機EL素子または液晶表示素子などが挙げられる。このうちの有機EL素子は、TFT層14側から順に、例えば、アノード電極(第1電極)、有機電界発光層(表示機能層)およびカソード電極(第2電極)を有している。アノード電極は、例えば上記した薄膜トランジスタにおけるソース・ドレイン電極に接続されている。カソード電極には、例えば配線などを通じて、各画素に共通のカソード電位が供給されるようになっている。
【0022】
保護層16は、表示素子層15を外部から保護するための層である。この保護層16は、例えば、酸化シリコン(SiOx),窒化シリコン(SiNx),酸窒化シリコン(SiON)などの無機材料により構成されている。ただし、保護層16が、有機材料により構成されていてもよい。
【0023】
ここで、例えば図2(A)に示したように、このような表示装置1の製造の際には、詳細は後述するが、可撓性基板11に対して、ガラス基板等からなる支持基板9が貼り合わされた状態となっている。具体的には、この支持基板9は、互いに対向する表面S1(第1面)および裏面S2(第2面)を有しており、支持基板9における表面S1が、可撓性基板11の裏面に貼り合わせられるようになっている。
【0024】
そして、可撓性基板11上に各層(平坦化層12、保護層13、TFT層14、表示素子層15および保護層16)が形成された後、例えば図2(B)に示したように、支持基板9が可撓性基板11から剥離されるようになっている(図2(B)中の矢印P1参照)。具体的には、詳細は後述するが、本実施の形態では、支持基板9と可撓性基板11との界面付近に向けてレーザ光が照射されることによって、支持基板9が可撓性基板11から剥離されるようになっている。
【0025】
[製造方法]
上記のような表示装置1は、例えば次のようにして製造することができる。
【0026】
まず、前述した複数の空孔Hを有する、多孔質性の可撓性基板11を形成する。このような多孔質性の可撓性基板11の形成方法としては、例えば以下の2つの手法が挙げられる。
【0027】
最初に、例えば図3(A)に示した形成方法では、以下のような塗工処理および熱処理を行うことにより、多孔質性の可撓性基板11を形成する。具体的には、まず、塗料の1種であるワニス81を用意し、このワニス81をコーター(塗工機)82を用いて、基材80上に塗布する(塗工処理)。次いで、基材80上に塗布されたワニス81に対して、例えば、300〜500℃程度の温度範囲にて、30分〜2時間程度の熱処理を行う。これにより、前述したような、複数の空孔Hを有する多孔質性の可撓性基板11が形成される。
【0028】
一方、例えば図3(B)に示した形成方法では、以下のような塗工処理、熱処理および酸処理を行うことにより、多孔質性の可撓性基板11を形成する。具体的には、まず、上記したワニス81に多数のナノ微粒子83を分散させた液体を用意し、この液体をコーター82を用いて、基材80上に塗布する(塗工処理)。次いで、基材80上に塗布された上記液体に対して、例えば、300〜500℃程度の温度範囲にて、30分〜2時間程度の熱処理を行う。続いて、そのような熱処理後の基材80とワニス81およびナノ微粒子83とに対して、所定の酸処理を行う。この例では、これらの基材80、ワニス81およびナノ微粒子83をそれぞれ、フッ酸溶液84中に例えば1分〜30分程度浸けることで、そのような酸処理を行う。これにより、ナノ微粒子83のみがフッ酸溶液84によって溶かされる結果、ナノ微粒子83の配置箇所が空孔Hとなり、前述したような、複数の空孔Hを有する多孔質性の可撓性基板11が形成される。
【0029】
次に、このようにして形成された可撓性基板11の裏面に、上記した支持基板9の表面S1を貼り合わせる。この際の貼り合わせの手法としては、例えば、支持基板9上にワニス等を塗布して焼き固める手法(この場合、例えば図3中の基材80が、そのまま支持基板9となる。)や、接着層等を用いて貼り合わせる手法などが挙げられる。この接着層の構成材料としては、例えば、シロキサン等が挙げられる。
【0030】
次いで、このような支持基板9が貼り合わされた後、可撓性基板11の表面に、前述した材料よりなる平坦化層12を、例えばスリットコーター等を用いて形成する。続いて、この平坦化層12の表面に、前述した材料よりなる保護層13を、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition;化学気相成長)法を用いて形成する。
【0031】
次に、この保護層13の表面に、素子層(TFT層14および表示素子層15)を形成する。
【0032】
具体的には、まず、保護層13上に、前述した材料(例えば酸化物半導体)よりなる半導体層を、例えばスパッタ法等を用いて成膜した後、例えばフォトリソグラフィおよびエッチングにより、この半導体層を所定の形状にパターニングする。そして、各種の絶縁膜や電極を形成することにより、TFT層14が形成される。
【0033】
続いて、このTFT層14上に、表示素子層15を形成する。例えば表示素子層15が有機EL素子を含む場合には、TFT層14上に、例えばアノード電極、有機電界発光層、およびカソード電極を含む表示素子層15を形成する。
【0034】
そののち、表示素子層15上に、前述した材料よりなる保護層16を、例えばCVD法を用いて形成する。
【0035】
そして、例えば図2(B)中の矢印P1で示したように、支持基板9を可撓性基板11から剥離させる。具体的には、詳細は後述するが、支持基板9の裏面S2側から、支持基板9と可撓性基板11との界面付近(例えば前述した接着層)に向けてレーザ光を照射することにより、支持基板9を可撓性基板11から剥離させる。なお、このようなレーザ光の照射によって、支持基板9が可撓性基板11から剥離されるのは、例えば以下のメカニズムによる。すなわち、レーザ光が照射されると、例えば、可塑性基板11を構成する原子間または分子間の結合力が消失もしくは減少すること、または、前述した接着層を構成する物質における原子間または分子間の結合力が消失または減少することによって、層内剥離や界面剥離が生じるようになっている。
【0036】
以上により、図1に示した表示装置1が完成する。
【0037】
[作用・効果]
(基本動作)
この表示装置1では、外部から入力される映像信号に基づいて、表示素子層15における各画素が表示駆動され、映像表示がなされる。このとき、TFT層14では、例えば画素ごとに薄膜トランジスタが電圧駆動される。具体的には、この薄膜トランジスタに対して閾値電圧以上の電圧が供給されると、前述した半導体層が活性化され(チャネルが形成され)、その結果、薄膜トランジスタにおける一対のソース・ドレイン電極間に、電流が流れる。このような薄膜トランジスタに対する電圧駆動を利用して、表示装置1における映像表示が行われる。
【0038】
(比較例)
ここで、図4は、比較例に係るフレキシブルデバイスとしての表示装置(表示装置100)の概略構成例を、模式的に断面図で表したものである。この比較例の表示装置100は、本実施の形態の表示装置1において、可撓性基板11の可撓性基板11の代わりに、多孔質性を有しない(空孔Hが形成されていない)可撓性基板101を設けると共に、平坦化層12を設けないようにしたものに対応しており、他の構成は基本的に同様となっている。
【0039】
このような比較例の表示装置100では、まず、例えば図5(A)に示したように、フレキシブルデバイスとしての使用の際に、以下の問題が生じ得る。すなわち、この表示装置100を例えば湾曲させて使用する際に(図5(A)中の矢印参照)、素子層(TFT層14および表示素子層15)への悪影響が大きくなるおそれがある。具体的には、表示装置100を湾曲させたときに、応力に起因して各素子が破壊されてしまうリスクが増加する。その結果、この表示装置100では、そのような素子破壊を回避するために限界曲率を小さく設定せざるを得なくなったり、製造の際の歩留りが低下してしまうおそれが生じる。
【0040】
また、例えば図5(B)に示したように、この表示装置100では、製造の際にも、前述したようなレーザ光を利用した支持基板9の剥離の際に、以下の問題が生じ得る。すなわち、支持基板9と可撓性基板101との界面付近にレーザ光Lを照射して可撓性基板101から支持基板9を剥離する際に、レーザ光Lの照射による可撓性基板101の昇華に起因して、表示装置100内で衝撃波Wが発生し、上記した素子層への悪影響が大きくなるおそれがある。具体的には、このような衝撃波Wが素子層へ伝播することで、各素子が破壊されてしまうリスクが増加する。その結果、表示装置100では、このような観点からも、製造の際の歩留りが低下してしまうおそれが生じる。
【0041】
このようにして、比較例に係る表示装置100では、製造や使用の際に素子層への悪影響が大きくなり、その結果、フレキシブルデバイスとしての信頼性が低下してしまうおそれが生じる。
【0042】
(実施の形態)
これに対して本実施の形態に係る表示装置1では、複数の空孔Hを有する多孔質性の可撓性基板11が設けられている。これにより、この表示装置1では上記比較例の表示装置100とは異なり、以下のようになる。
【0043】
すなわち、まず、例えば図6に示したように、表示装置1を例えば湾曲させて使用する際に(図6中の矢印参照)、上記した表示装置100の場合と比べ、素子層(TFT層14および表示素子層15)への悪影響が抑えられる。具体的には、表示装置100を湾曲させたときに、例えば図6に模式的に示したように、可撓性基板11における空孔Hがつぶれることで、湾曲による応力が吸収される(可撓性基板11が応力吸収層として機能する)。その結果、このような応力に起因して各素子が破壊されてしまうリスクが低減することから、表示装置1では表示装置100と比べ、限界曲率を大きく設定することが可能となったり、製造の際の歩留りが向上することになる。
【0044】
また、例えば図7に示したように、この表示装置1では、製造の際にも、レーザ光Lを利用した支持基板9の剥離の際に、以下のようになる。すなわち、支持基板9と可撓性基板11との界面付近にレーザ光Lを照射して可撓性基板11から支持基板9を剥離する際に、レーザ光Lの照射による可撓性基板101の昇華に起因して発生する衝撃波Wが、上記した表示装置100の場合と比べ、上記素子層に伝播しにくくなる。具体的には、そのような衝撃波Wが可撓性基板11内の空孔Hに吸収されることから、衝撃波Wが素子層へ伝播しにくくなり、素子層への悪影響が低減する。つまり、衝撃波Wが素子層へ伝播することによって各素子が破壊されてしまうリスクが低減し、その結果、表示装置1では表示装置100と比べ、この点でも製造の際の歩留りが向上することになる。
【0045】
以上のように本実施の形態では、複数の空孔Hを有する多孔質性の可撓性基板11を用いて、フレキシブルデバイスとしての表示装置1を構成するようにしたので、この表示装置1を製造する際や使用する際の、素子層(TFT層14および表示素子層15)への悪影響を低減することができる。よって、表示装置1における信頼性を向上させることが可能となる。
【0046】
また、可撓性基板11と上記素子層との間に、平坦化層12を設けるようにしたので、素子形成面を平坦化(平滑化)することができる。ここで、可撓性基板11が上記したように多孔質性の基板であることから、可撓性基板11の表面には、微小な凹凸が存在している(可撓性基板11の表面が非平滑面となっている)ことになる。そのため、このような平坦化層12を設けることで、TFT層14および表示素子層15における各素子への悪影響(微小な凹凸に起因した悪影響)を低減もしくは回避することができ、表示装置1における信頼性を更に向上させることが可能となる。
【0047】
更に、本実施の形態の表示装置1では、例えば以下詳述するように、多孔質性の可撓性基板11において、空孔Hが基板面内で部分的に形成されているのが望ましい。すなわち、可撓性基板11における基板面内に、空孔Hの部分的形成領域が設けられているのが望ましい。また、このような空孔Hの部分的形成領域としては、例えば、表示装置1等のフレキシブルデバイスにおける折り曲げ使用予定領域(湾曲使用予定領域)が挙げられる。
【0048】
このようにして、多孔質性の可撓性基板11において、空孔Hが基板面内で部分的に形成されているようにした場合、例えば上記した折り曲げ使用予定領域において、湾曲の際に空孔Hがつぶれることで、表示装置1等の製造や使用の際の素子層(TFT層14および表示素子層15)への悪影響が抑えられる。したがって、例えばそのような悪影響が特に生じ易いと想定される領域において、空孔Hを選択的に形成する(空孔Hの部分形成領域を選択的に設ける)ようにすれば、表示装置1等における信頼性を更に向上させることが可能となる。
【0049】
ここで、図8(A)〜図8(C)に、このような可撓性基板11における空孔Hの部分的形成領域の具体例を、模式的に平面図にて示す。
【0050】
まず、図8(A)に示した例では、表示装置1において、可撓性基板11の基板面における端部領域(周辺領域,額縁領域)の1辺(この例では一対の短辺のうちの一方)に沿って、折り曲げ使用予定領域が設けられている(図8(A)中の破線の矢印参照)。そして、この端部領域の1辺に沿った折り曲げ使用予定領域が、空孔形成領域A1となっている。すなわち、この折り曲げ使用予定領域が、空孔Hの部分形成領域となっている。そして、可撓性基板11の基板面における空孔形成領域A1以外の領域は、空孔Hが形成されていない領域である、空孔非形成領域A0となっている。なお、この例における折り曲げ使用予定領域は、例えば、駆動回路等を含む周辺回路(半導体などの電子部品)が配置される領域に対応しており、表示装置1において額縁領域を可能な限り無くす(額縁レスを実現する)ことを目的として、折り曲げ使用予定領域となっている。
【0051】
また、図8(B)に示した例では、表示装置1において、可撓性基板11の基板面における端部領域の2辺(この例では、一対の長辺および短辺のうちの各一方)に沿って、折り曲げ使用予定領域が設けられている(図8(B)中の破線の矢印参照)。そして、この端部領域の2辺に沿った折り曲げ使用予定領域が、空孔形成領域A1となっている。すなわち、この折り曲げ使用予定領域が、空孔Hの部分形成領域となっている。そして、可撓性基板11の基板面における空孔形成領域A1以外の領域は、空孔非形成領域A0となっている。なお、この例における折り曲げ使用予定領域もまた、例えば、駆動回路等を含む周辺回路が配置される領域に対応している。また、例えば、可撓性基板11の基板面における端部領域の、3辺または4辺に沿って、折り曲げ使用予定領域が設けられているようにしてもよい。
【0052】
更に、図8(C)に示した例では、折り曲げ使用予定領域として、表示装置1におけるヒンジ部に対応する領域が設けられている(図8(C)中の破線の矢印参照)。そして、このヒンジ部に対応する折り曲げ使用予定領域が、空孔形成領域A1となっている。すなわち、この折り曲げ使用予定領域が、空孔Hの部分形成領域となっている。そして、可撓性基板11の基板面における空孔形成領域A1以外の領域は、空孔非形成領域A0となっている。なお、この例では、フレキシブルデバイスとしての表示装置1が、上記ヒンジ部において折り畳み可能な電子ブックなどとして機能する場合に相当する。
【0053】
なお、図8(A)〜図8(C)に示した例ではそれぞれ、折り曲げ使用予定領域に選択的に空孔Hを形成する(空孔形成領域A1を設ける)と共に、それ以外の領域には空孔Hを形成しない(空孔非形成領域A0とする)場合について説明したが、例えば以下のようにしてもよい。すなわち、フレキシブルデバイスにおける折り曲げ使用予定領域およびそれ以外の領域の双方において、空孔Hを形成すると共に、折り曲げ使用予定領域においてはそれ以外の領域と比べ、空孔Hの大きさが大きかったり、あるいは、空孔Hの形成密度(空隙率)が大きかったりするようにしてもよい。このようにした場合も、例えば図8(A)〜図8(C)に示した例の場合と同様の効果を得ることが可能となる。すなわち、素子層(TFT層14および表示素子層15)への悪影響が特に生じ易いと想定される領域において、空孔Hの形成度合い(大きさや空隙率)を高くするようにすれば、表示装置1等のフレキシブルデバイスにおける信頼性を更に向上させることが可能となる。
【0054】
<2.適用例>
続いて、上記実施の形態に係るフレキシブルデバイス(表示装置1等)の、電子機器への適用例について説明する。
【0055】
まず、本開示におけるフレキシブルデバイスの一具体例としての、表示装置および撮像装置のブロック構成例について、それぞれ説明する。
【0056】
[表示装置1のブロック構成例]
図9は、フレキシブルデバイスとしての表示装置1の概略構成例を、ブロック図で模式的に表したものである。この表示装置1は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、映像として表示するものであり、前述した有機ELディスプレイの他にも、例えば液晶ディスプレイなどにも適用される。表示装置1は、例えばタイミング制御部21と、信号処理部22と、駆動部23と、表示画素部24とを備えている。
【0057】
タイミング制御部21は、各種のタイミング信号(制御信号)を生成するタイミングジェネレータを有しており、これらの各種のタイミング信号を基に、信号処理部22等の駆動制御を行うものである。
【0058】
信号処理部22は、例えば、外部から入力されたデジタルの映像信号に対して所定の補正を行い、それにより得られた映像信号を駆動部23に出力するものである。
【0059】
駆動部23は、例えば走査線駆動回路および信号線駆動回路などを含んで構成され、各種制御線を介して表示画素部24の各画素を駆動するものである。
【0060】
表示画素部24は、例えば有機EL素子または液晶表示素子等の表示素子(前述した表示素子層15)と、表示素子を画素ごとに駆動するための画素回路とを含んで構成されている。これらのうち、例えば、駆動部23または表示画素部24の一部を構成する各種回路に、前述したTFT層14を含む半導体装置10が用いられている。
【0061】
[撮像装置2のブロック構成例]
上記実施の形態では、本開示におけるフレキシブルデバイスの具体例(半導体装置10の適用例)として表示装置1を例に挙げて説明したが、本開示におけるフレキシブルデバイスが、表示装置1以外の他の装置(例えば撮像装置など)により構成されていてもよい。すなわち、半導体装置10が、表示装置1の他にも、例えば撮像装置などに用いられてもよい。
【0062】
図10は、フレキシブルデバイスとしての撮像装置2の概略構成例を、ブロック図で模式的に表したものである。この撮像装置2は、例えば画像を電気信号として取得する固体撮像装置であり、例えばCCD(Charge Coupled Device)またはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサなどから構成されている。撮像装置2は、例えばタイミング制御部25と、駆動部26と、撮像画素部27と、信号処理部28とを備えている。
【0063】
タイミング制御部25は、各種のタイミング信号(制御信号)を生成するタイミングジェネレータを有しており、これらの各種のタイミング信号を基に、駆動部26の駆動制御を行うものである。
【0064】
駆動部26は、例えば行選択回路、AD(Analog-to-Digital)変換回路および水平転送走査回路などを含んで構成され、各種制御線を介して撮像画素部27の各画素から信号を読み出す駆動を行うものである。
【0065】
撮像画素部27は、例えばフォトダイオードなどの撮像素子(光電変換素子)と、信号読み出しのための画素回路とを含んで構成されている。なお、このような撮像素子としては、可視光を検出する素子の他、例えば、赤外光や紫外光、放射線(X線など)等を、直接もしくは間接的に検出する素子であってもよい。
【0066】
信号処理部28は、撮像画素部27から得られた信号に対して様々な信号処理を施すものである。これらのうち、例えば、駆動部26または撮像画素部27の一部を構成する各種回路に、前述したTFT層14を含む半導体装置10が用いられている。
【0067】
[電子機器の構成例]
上記実施の形態において説明したフレキシブルデバイス(半導体装置10を含む表示装置1または撮像装置2など)は、様々なタイプの電子機器に適用することが可能である。
【0068】
図11は、図9に示した表示装置1または図10に示した撮像装置2を備えた電子機器(電子機器3)への適用例を、ブロック図で表したものである。このような電子機器3としては、例えばテレビジョン装置、パーソナルコンピュータ(PC)、スマートフォン、タブレット型PC、携帯電話機、デジタルスチルカメラおよびデジタルビデオカメラ等が挙げられる。
【0069】
電子機器3は、例えば上記した表示装置1または撮像装置2と、インターフェース部30とを備えている。インターフェース部30は、外部から各種の信号および電源等が入力される入力部である。このインターフェース部30は、また、例えばタッチパネル、キーボードまたは操作ボタン等のユーザインターフェースを含んでいてもよい。
【0070】
<3.変形例>
以上、実施の形態および適用例を挙げて本開示の技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。
【0071】
例えば、上記実施の形態等に記載した各層の材料および厚みは列挙したものに限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよい。更に、半導体装置では、上記した全ての層を備えている必要はなく、あるいは上記した各層に加えて更に他の層を備えていてもよい。
【0072】
また、上記実施の形態等では、可撓性基板11における空孔Hの形成態様について具体的に説明したが、可撓性基板11における空孔Hの形成態様(大きさや空隙率、形成領域など)は、上記実施の形態等で説明したものには限られず、他の形成態様であってもよい。
【0073】
更に、これまでに説明した各種の例を、任意の組み合わせで適用させるようにしてもよい。
【0074】
なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
【0075】
また、本技術は以下のような構成を取ることも可能である。
(1)
複数の空孔を有する多孔質性の可撓性基板と、
前記可撓性基板上に設けられた素子層と
を備え、
前記可撓性基板では、前記空孔が基板面内で部分的に形成されている
フレキシブルデバイス。
(2)
前記空孔の部分的形成領域が、前記フレキシブルデバイスの折り曲げ使用予定領域である
上記(1)に記載のフレキシブルデバイス。
(3)
前記折り曲げ使用予定領域が、前記基板面における端部領域の1辺または2辺に沿って設けられている
上記(2)に記載のフレキシブルデバイス。
(4)
前記折り曲げ使用予定領域が、前記フレキシブルデバイスにおけるヒンジ部に対応する領域である
上記(2)に記載のフレキシブルデバイス。
(5)
前記可撓性基板と前記素子層との間に、平坦化層を更に備えた
上記(1)ないし(4)のいずれかに記載のフレキシブルデバイス。
(6)
表示装置または撮像装置として構成されている
上記(1)ないし(5)のいずれかに記載のフレキシブルデバイス。
(7)
前記表示装置が、有機EL表示装置である
上記(6)に記載のフレキシブルデバイス。
(8)
フレキシブルデバイスを備え、
前記フレキシブルデバイスは、
複数の空孔を有する多孔質性の可撓性基板と、
前記可撓性基板上に設けられた素子層と
を備え、
前記可撓性基板では、前記空孔が基板面内で部分的に形成されている
電子機器。
(9)
互いに対向する第1面および第2面を有する支持基板における前記第1面を、複数の空孔を有する多孔質性の可撓性基板における裏面に貼り合わせ、
前記可撓性基板の表面に素子層を形成し、
前記支持基板の前記第2面側から、前記支持基板と前記可撓性基板との界面付近に向けてレーザ光を照射することにより、前記支持基板を前記可撓性基板から剥離させる
フレキシブルデバイスの製造方法。
(10)
前記可撓性基板では、前記空孔が基板面内で部分的に形成されている
上記(9)に記載のフレキシブルデバイスの製造方法。
【符号の説明】
【0076】
1…表示装置(フレキシブルデバイス)、10…半導体装置、11…可撓性基板、12…平坦化層、13,16…保護層、14…TFT層、15…表示素子層、2…撮像装置(フレキシブルデバイス)、21,25…タイミング制御部、22,28…信号処理部、23,26…駆動部、24…表示画素部、27…撮像画素部、3…電子機器、30…インターフェース部、80…基材、81…ワニス、82…コーター、83…ナノ微粒子、84…フッ酸溶液、9…支持基板、S1…表面、S2…裏面、H…空孔、L…レーザ光、W…衝撃波、A0…空孔非形成領域、A1…空孔形成領域(折り曲げ使用予定領域)。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11