JP7079606B2 - 剥離膜、表示装置の製造方法及びデバイス - Google Patents

Description

本開示は、剥離膜、表示装置の製造方法及びデバイスに関する。

フレキシブル表示装置やフレキシブル太陽電池等のフレキシブルデバイスの研究開発が広く進められている。フレキシブル表示装置に関しては、フレキシブル化に適したＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ－Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）表示装置の研究開発が盛んである。

フレキシブルＯＬＥＤ表示装置の製造方法は、例えば、樹脂基板としてポリイミド層をガラス基板上に形成し、ポリイミド層上に薄膜トランジスタ回路及びＯＬＥＤ素子を形成し、ガラス基板をポリイミド層から剥離する（例えば特許文献１参照）。

特開２００６－２１６８９１号公報

デバイス製造のスループットの観点からは、より短時間の剥離プロセスを可能とする剥離膜が望まれる。

本実施の形態の一態様は、基材の表面と物体の表面との間において、前記基材の表面及び前記物体の表面に接する剥離膜であって、結晶構造層と、前記結晶構造層に接する剥離層とを含み、前記剥離層は、溶剤に溶解される非晶質物質と、空孔とを含むものである。

本実施の形態の一態様によれば、剥離プロセスの時間を短縮できる。

フレキシブルＯＬＥＤ表示装置の構成例を模式的に示す。 フレキシブルＯＬＥＤ表示装置の断面構造の一部を模式的に示す。 マザー基板の構成例を模式的に示す平面図である。 マザー基板の構成例を模式的に示す断面図である。 マザー基板の他の構成例を模式的に示す断面図である。 表示パネル積層体の構成例を模式的に示す断面図である。 マザー基板の他の構成例を模式的に示す平面図である。 マザー基板の他の構成例を模式的に示す断面図である。 表示パネルの製造方法例のフローチャートを示す。 剥離プロセスの例を模式的に示す。 剥離プロセスの他例を模式的に示す。 本実施形態のアニール後の酸化モリブデン膜の断面ＴＥＭ画像及び比較例の酸化モリブデン膜の断面ＴＥＭ画像を示す。 本実施形態の酸化モリブデン膜の断面構造を模式的に示す。 比較例の酸化モリブデン膜の断面構造を模式的に示す。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。本実施形態は本発明を実現するための一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではないことに注意すべきである。各図において共通の構成については同一の参照符号が付されている。

本開示では、剥離膜及び剥離膜を溶解することによる剥離プロセスを説明する。なお、剥離は、分離とも呼ぶ。本開示の剥離膜及び剥離プロセスを適用できる一例は、フレキシブル表示装置であり、例えば、フレキシブルＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ－Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）表示装置に適用できる。本開示の剥離膜及び剥離プロセスは、他の態様の基材と物体との剥離に適用することができる。以下においては、フレキシブルＯＬＥＤ表示装置の例が説明される。

［フレキシブル表示装置の構成］
フレキシブルＯＬＥＤ表示装置（以下単に表示装置とも呼ぶ）１０の構成を説明する。説明をわかりやすくするため、図示した物の寸法、形状については、誇張して記載している場合もある。図１は、表示装置１０の構成例を模式的に示す。表示装置１０は、ＯＬＥＤ素子及びＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が形成されるＴＦＴ基板１００と、ＯＬＥＤ素子を封止する封止部２００とを、含んで構成されている。

ＴＦＴ基板１００の表示領域１２５の外側のカソード電極形成領域１１４の周囲に、走査ドライバ１３１、エミッションドライバ１３２、ドライバＩＣ１３４が配置されている。これらは、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１３５を介して外部の機器と接続される。

走査ドライバ１３１はＴＦＴ基板１００の走査線を駆動する。エミッションドライバ１３２は、エミッション制御線を駆動して、各副画素の発光期間を制御する。ドライバＩＣ１３４は、例えば、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）を用いて実装される。

ドライバＩＣ１３４は、走査ドライバ１３１及びエミッションドライバ１３２に電源及びタイミング信号（制御信号）を与え、さらに、データ線に映像データに対応するデータ電圧を与える。すなわち、ドライバＩＣ１３４は、表示制御機能を有する。以下において、ＴＦＴ基板１００と封止部２００とかなるデバイスを、フレキシブル表示パネル、又は表示パネルと呼ぶことがある。

次に、表示装置１０の画素構造について説明する。図２は、表示装置１０の断面構造の一部を模式的に示す。表示装置１０は、ＴＦＴ基板１００（図１参照）と、ＴＦＴ基板１００に対向する封止部２００とを含む。図２は、ＴＦＴ基板１００における一部の構成を模式的に示す。また、以下の説明において、上下は、図面における上下を示す。

図２に示すように、表示装置１０は、フレキシブル絶縁基板１５１と、フレキシブル絶縁基板１５１と対向する封止部２００とを含む。封止部２００は、例えば、薄膜封止（ＴＦＥ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）構造を有し、バリア膜２００とも呼ばれる。

表示装置１０は、フレキシブル絶縁基板１５１と封止部２００との間に配置された、アノード電極１６２と、カソード電極１６６と、複数の有機発光層１６５とを含む。カソード電極１６６は、有機発光層１６５からの光を封止部２００に向けて透過させる透明電極である。

１つのカソード電極１６６と１つのアノード電極１６２との間に、１つの有機発光層１６５（有機発光膜１６５とも呼ぶ）が配置されている。複数のアノード電極１６２は、同一面上に配置され、１つのアノード電極１６２の上に１つの有機発光層１６５が配置されている。

表示装置１０は、それぞれが複数のスイッチを含む複数の回路を有する。複数の回路の各々は、フレキシブル絶縁基板１５１とアノード電極１６２との間に形成され、複数のアノード電極１６２の各々に供給する電流を制御する。図２は、トップエミッション型の画素構造の例を示すが、本実施形態のフレキシブル表示装置の製造方法は、任意の画素構造のフレキシブル表示装置に適用できる。例えば、画素構造として、ボトムエミッション型でも良い。また、透過性のフレキシブル表示装置、いわゆる透明型フレキシブルディスプレイであっても良い。

以下、表示装置１０についてより詳しく説明する。ＴＦＴ基板１００は、表示領域内に配列された副画素（画素）、及び、表示領域の周囲の配線領域に形成された配線を含む。配線は、画素回路と、配線領域に配置された制御回路（１３１、１３２等）とを接続する。

副画素は、赤、緑、又は青のいずれかの色を表示する。赤、緑、及び青の副画素により一つの画素（主画素）が構成される。副画素は、ＯＬＥＤ素子及び複数のＴＦＴを含む画素回路を、含んで構成されている。ＯＬＥＤ素子は、下部電極であるアノード電極、有機発光層、及び上部電極であるカソード電極を含んで構成される。すなわち、複数のＯＬＥＤ素子は、１つのカソード電極１６６と、複数のアノード電極１６２と、複数の有機発光層１６５により形成されている。

フレキシブル絶縁基板１５１は、例えばポリイミドで形成されている。なお、以下の説明において、フレキシブル絶縁基板１５１に近い側を下側、遠い側を上側と呼ぶ。フレキシブル絶縁基板１５１の外側にはバリア膜１５０が形成されている。バリア膜１５０は、例えば、酸化シリコン又は窒化シリコンから形成される。バリア膜１５０の外側には、製造における剥離工程において溶解されずに残された剥離膜の一部１４０が付着している。剥離膜の詳細は後述する。

フレキシブル絶縁基板１５１の上に、絶縁膜１５２を介して、半導体層１５５が形成されている。絶縁膜１５２は無機絶縁膜であり、バリア膜とも呼ばれる。半導体層１５５は、例えば、低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ：Ｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｏｌｙ ｓｉｌｉｃｏｎ）を含む。なお、半導体層１５５は、低温ポリシリコン、アモルファスシリコン、酸化物半導体の何れか１つでもよい。なお、ＴＦＴは、いわゆる有機ＴＦＴであってもよい。

半導体層１５５の上に、ゲート絶縁膜１５６を介して、ゲート電極１５７が形成されている。ゲート電極１５７の層上に層間絶縁膜１５８が形成されている。表示領域１２５内において、層間絶縁膜１５８上にソース電極１５９及びドレイン電極１６０が形成されている。ソース電極１５９及びドレイン電極１６０は、例えば、高融点金属又はその合金で形成される。ソース電極１５９、ドレイン電極１６０は、ぞれぞれ、層間絶縁膜１５８のコンタクトホールに形成されたコンタクト部１６８、１６９によって、半導体層１５５に接続されている。

ソース電極１５９及びドレイン電極１６０の上に、絶縁性の平坦化膜１６１が形成される。絶縁性の平坦化膜１６１の上に、アノード電極１６２が形成されている。アノード電極１６２は、平坦化膜１６１のコンタクトホールに形成されたコンタクト部によってドレイン電極１６０に接続されている。画素回路（ＴＦＴ）は、アノード電極１６２の下側に形成されている。

アノード電極１６２の上に、ＯＬＥＤ素子を分離する絶縁性の画素定義層（Ｐｉｘｅｌ Ｄｅｆｉｎｉｎｇ Ｌａｙｅｒ：ＰＤＬ）１６３が形成されている。ＯＬＥＤ素子は、積層された、アノード電極１６２、有機発光層１６５、及びカソード電極１６６（の部分）で構成される。

アノード電極１６２の上に、有機発光層１６５が形成されている。有機発光層１６５は、画素定義層１６３の開口及びその周囲において、画素定義層１６３に付着している。有機発光層１６５の上にカソード電極１６６が形成されている。カソード電極１６６は、透明電極である。カソード電極１６６は、有機発光層１６５からの可視光の全て又は一部を透過させる。

画素定義層１６３の開口に形成された、アノード電極１６２、有機発光層１６５及びカソード電極１６６の積層膜が、ＯＬＥＤ素子を構成する。カソード電極１６６は、分離して形成されているアノード電極１６２及び有機発光層１６５（ＯＬＥＤ素子）に共通である。バリア膜２００は、透明な絶縁材料で形成されており、例えばシリコン窒化膜又はシリコン酸化膜である。

［製造方法］
表示装置１０の製造方法の一例を説明する。本例は、ガラス基板及び複数の表示パネルを含むマザー基板を製造し、マザー基板から、フレキシブル表示パネル及びガラス基板を含む表示パネル積層体それぞれを切り出す。なお、ガラス基板の替わりに、シリコンウェーハであっても良い。

その後、表示パネル積層体のガラス基板からフレキシブル表示パネルを剥離する。本開示は、ガラス基板からフレキシブル表示パネルの剥離プロセスに特徴を有する。

図３Ａはマザー基板３００の構成例を模式的に示す平面図であり、図３Ｂは、マザー基板３００の構成例を模式的に示す断面図である。図３Ａに示すように、マザー基板３００は切り出される前の複数の表示パネル積層体３２０を含む。マザー基板３００は、切断線３０９において切断され、表示パネル積層体３２０それぞれが切り出される。

図３Ｂに示すように、ガラス基板３０１上に、剥離膜３０２が形成されている。この剥離膜は、酸化モリブデン（Ｍｏ_ＸＯ_Ｙ）を含む。剥離膜は、様々な組成比の酸化モリブデンを同時に含むこともできる。組成比を示すＸ，Ｙは正の実数であり、ＹをＸで除算した除算値（Ｙ／Ｘ）は、２以上３以下の実数である。この除算値は、好ましくは３に近い値である。酸化モリブデン膜３０２の剥離プロセスで残された一部は、表示装置１０の図２における剥離膜の一部１４０に対応する。

酸化モリブデン膜３０２の上にバリア膜３０３が積層されている。バリア膜３０３は無機絶縁膜であり、例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化タンタル膜、又はこれらの積層構造を用いる膜である。この点は、他のバリア膜３０５、３０７について同様である。バリア膜３０３は、表示装置１０の図２におけるバリア膜１５０に対応する。

バリア膜３０３は、酸化モリブデン膜３０２の全面（上面及び端面）を覆う。酸化モリブデン膜３０２はガラス基板３０１とバリア膜３０３との間で密封されており、露出していない。これにより、後のＴＦＴ基板１００の製造工程（例えば洗浄プロセス）が酸化モリブデン膜３０２に及ぼす影響を防ぐことができる。

バリア膜３０３の上に複数のポリイミド膜３０４が面内で離間して、積層されている。ポリイミド膜３０４は、表示装置１０の図２におけるフレキシブル絶縁基板１５１に対応する。なお、フレキシブル絶縁基板１５１は、ポリイミド膜３０４と異なる樹脂膜であってもよい。この樹脂膜としては、例えば、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等である。

ポリイミド膜３０４の上に、バリア膜３０５が積層されている。バリア膜３０５は、表示装置１０の図２における絶縁膜１５２に対応する。バリア膜３０５は、ポリイミド膜３０４の全面（上面及び端面）を覆う。ポリイミド膜３０４は、バリア膜３０３とバリア膜３０５との間で密封されており、露出していない。切り出された表示パネル積層体３２０のポリイミド膜３０４も、同様に、バリア膜３０３とバリア膜３０５との間で密封されており、露出していない。ポリイミド膜３０４をバリア膜内に密封することで、その後の製造工程及び剥離後に、ポリイミド膜３０４が吸湿することを防ぐことができる。また、ポリイミド膜３０４を介して、湿気（水分）がＯＬＥＤ／ＴＦＴ部３０６に浸透することを防ぐことができる。

以上説明したように、表示パネルは、水分の浸透を抑制する第１のバリア膜３０５、第２のバリア膜３０３の間に、発光素子（例えば、ＯＬＥＤ／ＴＦＴ部３０６のＯＬＥＤ）を保持する弾性体の膜（例えば、ポリイミド膜３０４）を有する。このポリイミド膜３０４は、第１のバリア膜３０５に接する第１面と、第１面に対向し、かつ、第２のバリア膜３０３に接する第２面とを有する。この第１面の形状は、いわゆる半円アーチ形状（ｓｅｍｉｃｉｒｃｕｌａｒ ａｒｃｈｉｎｇ ｓｈａｐｅ）であり、第１面の面積は、第２面の面積よりも大きい。

バリア膜３０５上において、複数のポリイミド膜３０４それぞれと重なる位置に、複数のＯＬＥＤ／ＴＦＴ部３０６それぞれが、面内で離間して、積層されている。図では、１つのポリイミド膜３０４の直上に１つのＯＬＥＤ／ＴＦＴ部３０６が、バリア膜３０５を介して積層されている。ＯＬＥＤ／ＴＦＴ部３０６は、ＯＬＥＤ素子及びＴＦＴを含む表示パネル上の回路構成を含む。ＯＬＥＤ／ＴＦＴ部３０６は、図２における半導体層１５５からカソード電極１６６までの積層部に対応する。

ＯＬＥＤ／ＴＦＴ部３０６の上にバリア膜３０７が積層されている。バリア膜３０７は、表示装置１０の図２における封止部２００に対応する。バリア膜３０７は、ＯＬＥＤ／ＴＦＴ部３０６の全面（上面及び端面）を覆う。ＯＬＥＤ／ＴＦＴ部３０６は、バリア膜３０５とバリア膜３０７との間で密封されており、露出していない。切り出された表示パネル積層体３２０のポリイミド膜３０４も、同様に、バリア膜３０５とバリア膜３０７との間で密封されており、露出していない。

図３Ｃは、マザー基板３００の他の構成例の断面図を示す。図３Ｂとの相違は、単一のポリイミド膜３０４が形成されている点である。ポリイミド膜３０４は、表示パネル積層体３２０の切り出しにおいて、分割される。図３Ｄは、切り出された表示パネル積層体３２０を示す。表示パネル積層体３２０において、ポリイミド膜３０４の端面は露出する。なお、後述する剥離時に、この露出する端面に水が接触しないようにすることが好ましい。

図４Ａはマザー基板３００の他の構成例を模式的に示す平面図であり、図４Ｂは、マザー基板３００の他の構成例を模式的に示す断面図である。図３Ａ及び図３Ｂに示す構成との相違は、複数の酸化モリブデン膜３０２が面内で離間して形成されていることである。各酸化モリブデン膜３０２は、各表示パネル積層体３２０に含まれる。

図３Ａ及び図３Ｂに示す構成例は、１枚の酸化モリブデン膜３０２上に複数のポリイミド膜３０４及びＯＬＥＤ／ＴＦＴ部３０６が形成されている。一方、図４Ａ及び図４Ｂの例は、複数の酸化モリブデン膜３０２が面内で離間して形成され、酸化モリブデン膜３０２それぞれと重なるように、ポリイミド膜３０４及びＯＬＥＤ／ＴＦＴ部３０６が形成されている。酸化モリブデン膜３０２の間でバリア膜３０３がガラス基板３０１と接着しているため、バリア膜３０３（及びそれより上層）とガラス基板３０１との接着力を高めることができる。

図３Ｃ及び３Ｄを参照して説明したように、複数の酸化モリブデン膜３０２に対して単一のポリイミド膜３０４が形成され、表示パネル積層体３２０の切り出しにおいて分割されてもよい。

図５は、表示パネルの製造方法例のフローチャートを示す。表示パネルの製造は以下のステップを含む。なお、以下のステップは、製造装置（図示しない）により実行される。以下において、剥離膜として酸化モリブデン膜を使用する例を説明する。まず、ステップＳ１０１で、ガラス基板３０１上に酸化モリブデン膜を形成する。

酸化モリブデン膜は、スパッタリング法、プラズマ気化学反応法、真空蒸着法などの公知の方法を用いて付着させることができる。一例において、ステップＳ１０１で、ガラス基板３０１上に、酸化モリブデン膜を、反応性スパッタ法により成膜する。具体的には、モリブデンをターゲットとして、アルゴンガスと酸素ガスの所定流量比（例えば１：０．８５）のガス条件で、反応性スパッタ成膜することで酸化モリブデン膜を成膜する。酸化モリブデンターゲットを使用してもよい。酸化モリブデンは、例えば、マスクスパッタリング又はエッチングによりパターニングされる。

次に、ステップＳ１０３で、成膜した酸化モリブデン膜を、所定温度において、所定時間、アニールする。アニールは、例えば、大気中で実行される。アニール前の酸化モリブデン膜は、非晶質である。アニールにより、金属酸化物（例えば酸化モリブデン膜）の一部が結晶化されると共に非晶質物質と空孔とを含む層が形成される。酸化モリブデン膜の結晶化のため、アニール温度は２５０℃以上であり、例えば、４００℃で１時間アニールする。アニール後の酸化モリブデン膜が、図３Ａから図４Ｂに示す酸化モリブデン膜３０２である。アニール後の酸化モリブデン膜３０２の構造の詳細は後述する。

次に、ステップＳ１０５で、酸化モリブデン膜３０２上にバリア膜３０３を形成する。図３Ｂ及び図４Ｂを参照して説明したように、バリア膜３０３全体の面積は酸化モリブデン膜３０２全体の面積よりも大きく、バリア膜３０３は、酸化モリブデン膜３０２の露出全面を覆うように形成される。

バリア膜３０３は、例えば、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で形成される。バリア膜３０３は他の成膜方法、例えば、スパッタ法、蒸着法、又は塗布法で形成してもよい。酸化モリブデン膜は耐熱性が高いため、予め高温プロセスでバリア性の高いバリア膜３０３を形成することができる。

次に、ステップＳ１０７で、バリア膜３０３上にポリイミド膜３０４を形成する。ポリイミド膜３０４の形成は、例えば、材料溶液を塗布して焼成する、又は、あらかじめ形成されたフィルム状のポリイミド膜をバリア膜３０３上にラミネートする。具体的には、ポリイミド膜３０４の形成は、ポリイミドのワニスを所望領域に印刷し、その後所定温度でアニール（又はキュアリング）を行う。または、ポリイミド膜３０４の形成は、必要な領域のみにポリイミドフィルムをラミネートしてもよい。

次に、ステップＳ１０９で、ポリイミド膜３０４を覆うようにバリア膜３０５を形成し、ステップＳ１１１はバリア膜３０５の上にＯＬＥＤ／ＴＦＴ部３０６を形成する。バリア膜３０５がポリイミド膜３０４の上面及び端面を覆うことで、ポリイミド膜３０４をバリア膜３０５で完全に密封することができる。これにより、その後のＯＬＥＤ／ＴＦＴ部３０６の形成時にポリイミド膜３０４に起因する不純物がＯＬＥＤ／ＴＦＴ部３０６内に混入することを抑制できる。

バリア膜３０５（絶縁膜１５２）の形成は、例えば、プラズマＣＶＤ法でシリコン窒化膜を形成する。ＯＬＥＤ／ＴＦＴ部３０６の形成は、まず、公知の低温ポリシリコンＴＦＴ製造技術を用いて、半導体層１５５を含む層を形成する。

次に、半導体層１５５上に、例えば、プラズマＣＶＤ法によって、例えばシリコン酸化膜を付着してゲート絶縁膜１５６を形成する。更に、スパッタ法等により金属材料を堆積し、パターニングを行って、ゲート電極１５７を含む金属層を形成する。

次に、ゲート電極１５７の形成前に高濃度不純物をドーピングしておいた半導体層１５５に、ゲート電極１５７をマスクとして追加不純物ドーピングを施して、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）構造を形成する。次に、例えば、プラズマＣＶＤ法によってシリコン酸化膜を堆積して層間絶縁膜１５８を形成する。

層間絶縁膜１５８及びゲート絶縁膜１５６に異方性エッチングを行い、コンタクトホールを開口する。次に、スパッタ法等によって合金を堆積し、パターニングを行って、金属層を形成する。金属層は、ソース電極１５９、ドレイン電極１６０及びコンタクト部１６８、１６９を含む。

次に、感光性の有機材料を堆積し、平坦化膜１６１を形成し、さらに、ＴＦＴのソース電極１５９及びドレイン電極１６０に接続するためのコンタクトホールを開口する。コンタクトホールを形成した平坦化膜１６１上に、アノード電極１６２を形成する。アノード電極１６２は、コンタクト部を介して、ドレイン電極１６０と接続される。

次に、スピンコート法によって感光性の有機樹脂膜を堆積し、パターニングを行って画素定義層１６３を形成する。パターニングにより画素定義層１６３には孔が形成され、各副画素のアノード電極１６２が形成された孔の底で露出する。画素定義層１６３により、各副画素の発光領域が分離される。

次に、画素定義層１６３を形成したフレキシブル絶縁基板１５１に対してメタルマスクを使用して有機発光材料を付着して、有機発光層１６５を成膜する。ＲＧＢの色毎に、有機発光材料を成膜して、アノード電極１６２上に、有機発光層１６５を形成する。有機発光層１６５は、１又は複数層で構成される。

次に、画素定義層１６３及び有機発光層１６５が露出した、ＴＦＴ基板１００に対して、透明カソード電極１６６のための金属材料を付着する。金属材料は、画素定義層１６３、及び有機発光層１６５上に付着する。以上で、ＯＬＥＤ／ＴＦＴ部３０６が形成される。

図５に戻って、ステップ１１３で、バリア膜３０７を形成する。バリア膜３０７は、ＯＬＥＤ／ＴＦＴ部３０６の上面及び端面を含む、露出全面を覆うように付着される。バリア膜３０７は、図２における封止部２００に対応する。バリア膜３０７は、例えば、プラズマＣＶＤで製膜されたシリコン窒化膜である。なお、上記した有機発光素子の製造方法は一例であり、他にも、インクジェット等を利用した塗布型の製造方法であってもよい。

次に、ステップＳ１１５で、表示パネルを含む積層体（表示パネル積層体）３２０をマザー基板３００から切り出す。ステップＳ１１５で、例えば、切断線に沿ったスクライブ及びブレイクにより、各表示パネル積層体３２０をマザー基板３００から切り出す。

最後に、ステップ１１７で、表示パネル積層体３２０の酸化モリブデン膜３０２を溶解して、ガラス基板３０１から表示パネルを剥離する。ガラス基板３０１は基材であり表示パネルは基材から剥離される物体である。酸化モリブデン膜３０２の溶解による剥離は、レーザ剥離と異なり、フレキシブル基板（ポリイミド膜３０４）の特性に依存しない。

［剥離膜及び剥離プロセス］
図６は、剥離プロセスの例を模式的に示す。剥離プロセスは、表示パネル積層体３２０を容器４０１に収容されている純水４０３に表示パネル積層体３２０を浸漬する。純水は、酸化モリブデン膜３０２の溶剤である。なお、溶剤としては、様々な液体（例えば、水）を利用することができる。水としては、例えば電解質が含まれている水でも良いし、純水や超純水であってもよい。以下の説明では、溶剤として純水を例示する。酸化モリブデン膜３０２が純水４０３に溶解し、表示パネル３３０がガラス基板３０１から剥離される。表示パネル３３０の底面には、一部の酸化モリブデン膜３０２が残っている。この点については後述する。

表示パネル積層体３２０が四角形状の場合、酸化モリブデン膜３０２の四つの端面（辺）は露出している。酸化モリブデン膜３０２は露出している端面から溶解を開始し、酸化モリブデン膜３０２の面内方向において溶解が進む。ポリイミド膜３０４及びＯＬＥＤ／ＴＦＴ部３０６はバリア膜に密封されており、露出しておらず、純水４０３の影響を受けることはない。

表示パネル積層体３２０は、所定温度における純水４０３内に、所定時間、浸漬される。例えば、純水（温水）４０３は、室温（２５度）でもよいし、室温以上の温度でも良く、例えば、ヒータによって８０℃に維持されていてもよい。なお、温度上昇に従って剥離速度が上昇する傾向がある。

剥離プロセスは、容器４０１において、積極的に、純水４０３の流れを形成してもよい。例えば、剥離プロセスは、純水４０３の流れを、酸化モリブデン膜３０２の４端面のいずれか又は全てに当てる。これにより、溶解レート（剥離レート）を上げることができる。容器４０１に設けられた流入口から純粋を流し込み、流出口から排出することで流れを形成してもよい。

図７は、剥離プロセスの他例を模式的に示す。剥離プロセスは、気体中において、表示パネル積層体３２０における酸化モリブデン膜３０２の端面に、ノズル４０５から噴射された純水４０３を当てる。すなわち、この端面は大気中に配置されている。図６に示す流れのない貯水に浸漬する方法と比較して、溶解レートを上げることができる。剥離プロセスは、純粋を、酸化モリブデン膜３０２の端面の全て又は一部に当てる。なお、ノズル４０５から液体だけではなく気体状の純水を当ててもよい。

本実施形態の酸化モリブデン膜３０２は、従来の剥離膜と比較して、面内方向において高い溶解レートを示す。これにより、製造スループットを大きく向上し、剥離プロセスが与える表示パネル３３０への影響を大きく低減することができる。発明者らの研究によれば、酸化モリブデン膜３０２の高い溶解レートの一つの要因は、その特徴的な構造及びその構造による特徴的な溶解現象であることが分かった。

酸化モリブデン膜３０２はガラス基板３０１との界面を含む最下層において溶解レートが最も高い。酸化モリブデン膜３０２とガラス基板３０１の界面に水が浸入し、表示パネル３３０を剥離する。そのため、図６及び図７に示すように、剥離後の酸化モリブデン膜３０２の上側層の一部が、バリア膜３０３の底面に残る。

図８は、本実施形態のアニール後の酸化モリブデン膜の断面ＴＥＭ画像５０１及び比較例の酸化モリブデン膜の断面ＴＥＭ画像５０２を示す。なお、“ＴＥＭ”は、“Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ“の略語である。図８は、さらに、本実施形態の酸化モリブデン膜の部分拡大ＴＥＭ画像５０３を示す。本実施形態と比較例との間において、製膜時の条件が異なる。具体的には、本実施形態の酸化モリブデン膜は、モリブデンをターゲットとして、アルゴンガスと酸素ガスの流量比が１：０．８５のガス条件で、反応性スパッタ成膜された。比較例の酸化モリブデン膜は、モリブデンをターゲットとして、アルゴンガスと酸素ガスの流量比が１：１のガス条件で、反応性スパッタ成膜された。アニール条件は、本実施形態及び比較例共に、４００℃で１時間であった。

本実施形態の酸化モリブデン膜のＴＥＭ画像５０１は、ガラス基板５１１、ガラス基板上の酸化モリブデン膜５１２、及び酸化モリブデン膜５１２上の保護膜５１３を示す。なお、ガラス基板５１１、酸化モリブデン膜５１２は、それぞれ、図３～図７のガラス基板３０１、酸化モリブデン膜３０２の一例である。比較例の酸化モリブデン膜のＴＥＭ画像５０２は、ガラス基板５２１、ガラス基板上の酸化モリブデン膜５２２、及び酸化モリブデン膜５２２上の保護膜５２３を示す。なお、保護膜５１３、５２３は、ＴＥＭ観察用に試料を加工する際に形成される膜である。

本実施の形態の剥離膜は、基材（例えば、ガラス基板５１１）の表面と物体（例えば、保護膜５１３を含む表示パネル）の表面との間において、基材の表面及び物体の表面に接する剥離膜である。この剥離膜は、基材の表面との界面全体に接している。この剥離膜の材料は金属酸化物であり、本実施の形態では、酸化モリブデン膜５１２を例示する。酸化モリブデン膜５１２は、結晶構造層５３１と、結晶構造層５３１に接する剥離層５３２とを含む。そして、剥離層５３２は、溶剤に溶解される非晶質の部分５３５と、空孔５３７とを含む。なお、結晶構造層５３１は、剥離層５３２と保護膜５１３の表面との間に形成されている。

ＴＥＭ画像５０１が示すように、本実施形態の酸化モリブデン膜５１２は、その全体において、分散した多数の小さい空孔（白い点状部分）を有する。また、結晶粒界には大きな間隙（上下方向に延びる白い部分など）が存在する。一方、比較例の酸化モリブデン膜５２２は、わずかな大きな空孔を有するが、本実施形態のような多数の小さい空孔を有していない。

本実施形態の酸化モリブデン膜５１２の部分拡大ＴＥＭ画像５０３が示すように、酸化モリブデン膜５１２とガラス基板５１１との界面を含む領域において、多くの空孔５３７が形成されており、その空孔率が他の領域よりも高い。高い空孔率を有する剥離層５３２は、酸化モリブデン膜５１２とガラス基板５１１との界面の全面に渡る。

酸化モリブデン膜５１２とガラス基板５１１との界面を含む領域は剥離層５３２である。すなわち、剥離層５３２はガラス基板５１１の表面に形成される。剥離層５３２の上層は、結晶構造層５３１である。剥離層５３２は全面に渡りポーラス状であり、その空孔率は、結晶構造層５３１の空孔率よりも高い。剥離層５３２の厚みは、１５ｎｍから２５ｎｍにおいて変化している。酸化モリブデン膜５１２全体の厚みは約１μｍであり、剥離層５３２は、酸化モリブデン膜５１２の５％以下（０％より大きく）である。

ＴＥＭ画像５０３が示すように、酸化モリブデン膜５１２とガラス基板５１１との界面を含む剥離層５３２において、面内方向に、空孔５３７と非晶質部分５３５が交互に存在する。空孔及び非晶質部分のサイズは、数十ｎｍ（１０ｎｍのオーダ）である。

図９Ａは、本実施形態の酸化モリブデン膜５１２の断面構造を模式的に示す。矢印はガラス基板５１１の面に平行な方向（面内方向）での溶剤の浸透の方向、換言すれば溶解の方向を示す。また、矢印の大きさは溶解レート（溶解速度とも呼ぶ）の大きさを模式的に示す。
本実施形態の酸化モリブデン膜５１２は二層構造を有している。酸化モリブデン膜５１２は、上層（バリア膜側）の結晶構造層５３１と、下層（ガラス基板側）の剥離層５３２とを有する。製膜直後の酸化モリブデン膜５１２は非晶質であり、アニールにより結晶化が進み、結晶構造層５３１が形成される。剥離層５３２は、アニール後も結晶化しなかった層である。

上述のように、剥離層５３２の空孔率は、結晶構造層５３１の空孔率よりも大きい。結晶構造層５３１には、結晶粒界における広い間隙５３６が形成されている。

図９Ｂは、比較例の酸化モリブデン膜５２２の断面構造を模式的に示す。矢印は、ガラス基板５２１の面に平行な方向（面内方向）での溶解レートを示す。比較例の酸化モリブデン膜５２２も、同様に、二層構造を有している。酸化モリブデン膜５２２は、上層の結晶構造層５４１と、下層（ガラス基板側）の剥離層５４２とを有する。剥離層５４２の比率は、実施形態の酸化モリブデン膜５１２よりも大きい。

実施形態の酸化モリブデン膜５１２と異なり、結晶粒界における間隙５４６は、実施形態の酸化モリブデン膜５１２における間隙５３６に比べ狭い。

本実施形態の酸化モリブデン膜５１２は、多数の空孔を含む剥離層５３２を有する。この剥離層５３２は、ガラス基板５１１の全面を覆う。溶剤としての純水は、剥離層５３２の空孔に侵入し、非晶質部分を溶解する。溶解は、剥離層５３２の面内方向（ガラス基板５１１の界面に沿った方向）に進む。

空孔により剥離層５３２における純水との接触面積が増加するため、溶解レートが増大する。剥離層５３２は、結晶構造層５３１よりも大きい空孔率を有するため、矢印が示すように、その溶解レートは、結晶構造層５３１より高い。また、非晶質の酸化モリブデンは多結晶の酸化モリブデンよりも溶解レート高いため、剥離層５３２と結晶構造層５３１との間の溶解レートの差がさらに大きくなる。

本実施形態の酸化モリブデン膜５１２においては、ガラス基板５１１との界面近傍の剥離層５３２が高い溶解レートで溶解することで、図６及び７を参照して説明したような特徴的な剥離が発現する。剥離プロセス後に、結晶構造層５３１の一部が、バリア膜３０３の表面に残る。

図９Ｂに示す比較例の酸化モリブデン膜５２２においては、結晶構造層５４１及び剥離層５４２に溶剤である純水が侵入する空孔が殆ど存在せず、純粋と接触する表面積が小さいため、本実施形態の酸化モリブデン膜５１２と比較して、溶解レートが小さくなる。

上述のように、ガラス基板とバリア膜（表示パネル）との間において、ガラス基板の面とバリア膜の面とに接して形成されている酸化モリブデン膜が、ポーラス状剥離層を有することで、酸化モリブデン膜の高い溶解レートを実現できる。ポーラス状剥離層のガラス基板の面に平行な面での溶解レートは、この剥離層外における、ガラス基板の面に平行ないずれの面での溶解レートよりも高い。したがって、ポーラス状剥離層が純水に溶解して、ガラス基板から表示パネルが剥離される。

上記酸化モリブデン膜は、ポーラス状の結晶構造層を有するが、結晶構造層は非ポーラス状でもよい。ポーラス状の層は、結晶構造を有していてもよく、他の物体との界面を含んでいなくてもよい。

ポーラス状層を有する剥離膜は、酸化モリブデン膜と異なる材料、例えば、金属酸化物で構成されていてもよい。剥離膜の溶剤は、剥離膜の材料に従って決定される。剥離膜の形成は、上記酸化モリブデン膜の剥離膜と同様に、金属酸化物膜を基板上に形成した後に、所定条件においてアニールを実行する。アニールによる結晶化に伴い、ポーラス状の層を形成する。ポーラス状層の基体面に平行な面内方向での溶解レートが、ポーラス状層外における、基体面に平行ないずれの面での溶解レートよりも高いことで、ポーラス状層の溶解により基体から物体が剥離する。

本実施の形態の酸化モリブデン膜５１２（図９Ａ）と比較例の酸化モリブデン膜５２２の剥離現象についての実験の結果について説明する。

この実験において、１辺が２０ｍｍの正方形のガラス基板上に本実施の形態の酸化モリブデン膜５１２を成膜し、このガラス基板を水温８０℃の水に浸漬させ、酸化モリブデン膜５１２がこのガラス基板から無くなるまでの時間（以下、第１の時間）を測定した。第１の時間は、３秒である。溶剤が辺から中央部に向けて浸透し中央部に至った時点で剥離が完了すると仮定すると、この剥離速度は３．３（１０／３）［ｍｍ／ｓｅｃ］であった。酸化モリブデン膜５１２の場合、３秒間経過後に酸化モリブデン膜５１２がガラス基板から剥離し、剥離した酸化モリブデン膜は数十秒後に溶解した。

また、ガラス基板上に比較例の酸化モリブデン膜５２２を成膜し、このガラス基板を水温８０℃の水に浸漬させ、酸化モリブデン膜５２２がこのガラス基板から無くなるまでの時間（以下、第２の時間）を測定した。第２の時間は、１９０秒であり、前記した仮定の場合、この剥離速度は０．０５３［ｍｍ／ｓｅｃ］であった。酸化モリブデン膜５２２の場合、１９０秒経過後、酸化モリブデン膜５２２の全てが水に溶解した。

上記したように、本実施の形態の酸化モリブデン膜５１２は、比較例に比べて短時間でガラス基板から剥離する。この短時間での剥離現象は、図８、図９で説明したように、酸化モリブデン膜５１２とガラス基板との界面の両サイドから侵入した水により非晶質物質が溶解し、この水が空孔内を速やかに通過し未溶解の非晶質物質に接してこの非晶質物質を溶解するからである。この水の浸透現象及び非晶質の溶解現象により、この短時間での剥離現象が発現する。

なお、本実施形態の剥離は、ＯＬＥＤ表示装置に限らず、液晶表示装置を含む他のタイプの表示装置の製造に適用することができる。本実施形態の剥離は、表示装置に限らず、他のタイプのデバイスの製造において、基材から物体を剥離するプロセスに適用することができる。本実施形態の剥離は、例えば、キャリア基板から、プリント配線基板や、撮像デバイスや、発光デバイスや、メモリ等の半導体デバイスを剥離する場合に適用できる。

上記構成例では、フレキシブル絶縁基板としてポリイミドを例示した。しかし、フレキシブル絶縁基板は、例えば、極薄ガラス基板であってもよい。極薄ガラス基板の厚みは、例えば０．２ｍｍであり、フレキシブル性を有する。

極薄ガラス基板の上にＯＬＥＤデバイスや液晶デバイス等のデバイスを形成する場合、キャリアのガラス基板３０１の上に、上記酸化モリブデン膜（剥離膜）、極薄ガラス基板、デバイスを形成する。なお、剥離膜と極薄ガラス基板との間に、バリア膜を形成してもよい。また、ガラス基板３０１の厚みは、例えば０．５ｍｍである。表示パネルの製造工程の最終段階において、上述のように、酸化モリブデン膜の剥離層を例えば純水で溶解して、表示デバイスが形成された極薄ガラス基板をガラス基板３０１から剥離する。

表示パネルの製造装置は、現時点では、約０．５ｍｍ～０．７ｍｍの基板をハンドリングできるが、０．２ｍｍの極薄のガラス基板を取り扱うことは困難である。しかし、本実施形態によれば、表示パネルの製造において、製造装置は、総厚０．７ｍｍ程度のガラス基板（極薄ガラス基板の厚み０．２ｍｍ、キャリアのガラス基板３０１の厚み０．５ｍｍの和）をハンドリングすればよい。そのため、現行の製造装置をそのまま利用して、フレキシブル性を有する、液晶パネルやＯＬＥＤパネルを製造することができる。

なお、キャリアのガラス基板の上に表示デバイスを形成し、キャリアのガラス基板をフッ酸で溶解することで、厚みを０．５ｍｍから０．２ｍｍに減らして薄型化を実現する手法がある。しかし、本実施の形態では、かかる手法を採用しなくても、表示パネルの薄型化を実現できる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。

１０ フレキシブル表示装置、１００ ＴＦＴ基板、１１１ 絶縁基板、１１４ カソード電極形成領域、１２５ 表示領域、１２６ 配線領域、１３１ 走査ドライバ、１３２ エミッションドライバ、１３３ 保護回路、１５１ フレキシブル絶縁基板、１５２ 絶縁膜、１５５ 半導体層、１５６ ゲート絶縁膜、１５７ ゲート電極、１５８ 層間絶縁膜、１５９ ソース電極、１６０ ドレイン電極、１６１ 平坦化膜、１６２ アノード電極、１６３ 画素定義層、１６５ 有機発光層、１６６ カソード電極、１６８ コンタクト部、２００ 封止部、３００ マザー基板、３０１ ガラス基板、３０２ 酸化モリブデン膜、３０３ バリア膜、３０４ ポリイミド膜、３０５ バリア膜、３０６ ＯＬＥＤ／ＴＦＴ部、３０７ バリア膜、３２０ 表示パネル積層体、４０１ 容器、４０３ 純水、４０５ ノズル、５０１ 実施形態の酸化モリブデン膜のＴＥＭ画像、５０２ 比較例の酸化モリブデン膜ＴＥＭ画像、５１１ ガラス基板、５１２ 酸化モリブデン膜、５２２ 酸化モリブデン膜、５３２ 剥離層、５３５ 非晶質部分、５３６ 間隙、５３７ 空孔、５４１ 結晶構造層、５４２ 剥離層、５４６ 間隙

Claims (13)

1. 基材の表面と物体の表面との間において、前記基材の表面及び前記物体の表面に接する剥離膜であって、
   結晶構造層と、
   前記結晶構造層に接する剥離層と、を含み、
   前記剥離層は、溶剤に溶解される非晶質物質と、空孔とを含む剥離膜。
2. 請求項１に記載の剥離膜であって、
   前記剥離層は、前記基材の表面に形成される、剥離膜。
3. 請求項１に記載の剥離膜であって、
   前記剥離膜の材料は金属酸化物であり、
   前記剥離層において、前記非晶質物質と前記空孔とが交互に形成されている、剥離膜。
4. 請求項３に記載の剥離膜であって、
   前記剥離層と前記物体の表面との間に前記結晶構造層を含み、
   前記剥離層の空孔率は、前記結晶構造層の空孔率よりも大きい、剥離膜。
5. 請求項４に記載の剥離膜であって、
   前記剥離膜の材料は酸化モリブデンであり
   前記溶剤は水である、剥離膜。
6. 請求項１に記載の剥離膜であって、
   前記剥離層の前記基材の表面に平行な面での溶解レートは、前記剥離層外における、前記基材の表面に平行ないずれの面での溶解レートよりも高い、剥離膜。
7. 請求項１に記載の剥離膜であって、
   前記基材はガラス基板であり、前記物体は表示パネルである、剥離膜。
8. 表示装置の製造方法であって、
   基板の表面に接触する剥離膜を形成し、前記剥離膜は前記基板の表面との界面全体に接すると共に、結晶構造層と前記結晶構造層に接し非晶質物質及び空孔を含む剥離層とを含み、
   前記剥離膜の上に表示パネルを形成し、
   前記非晶質物質を溶剤に溶解することで、前記表示パネルを前記基板から剥離する、製造方法。
9. 請求項８に記載の表示装置の製造方法であって、
   前記剥離膜の形成は、
   前記剥離膜の材料である非晶質の金属酸化物を前記基板の表面に付着させ、
   前記基板の表面に付着された前記金属酸化物をアニールして、前記結晶構造層及び前記剥離層を形成する、ことを含む、製造方法。
10. 請求項９に記載の表示装置の製造方法であって、
    前記剥離膜の材料は酸化モリブデンであり、
    前記溶剤は水である、製造方法。
11. 請求項８に記載の表示装置の製造方法であって、
    前記剥離膜の前記溶解は、気体中に配置された前記剥離膜の端面に、ノズルから噴射された前記溶剤を当てることを含む、製造方法。
12. 基板と、
    表示パネルと、
    前記基板の表面と表示パネルの表面との間において、前記基板の表面及び前記表示パネルの表面に接して形成され、前記基板から前記表示パネルを剥離するときに溶解される剥離膜と、を含み、
    前記剥離膜は、
    結晶構造層と、
    前記結晶構造層に接する剥離層と、を含み、
    前記剥離層は、溶剤に溶解される非晶質物質と、空孔とを含む、デバイス。
13. 請求項１２に記載のデバイスであって、
    前記表示パネルは、水分の浸透を抑制する第１のバリア膜及び第２のバリア膜の間に、発光素子を保持する弾性体の膜を有し、
    前記弾性体の膜は、前記第１のバリア膜に接する第１面と、前記第１面に対向し、かつ、前記第２のバリア膜に接する第２面とを有し、前記第１面の面積は、前記第２面の面積よりも大きい、デバイス。

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