CN107104125A - 显示装置及显示装置的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及显示装置及显示装置的制造方法，具有通过构成图像的多个单位像素来分别控制亮度从而发光的发光元件层，和设置于发光元件层上、包含多个层的封固层；封固层的多个层至少具有设置于发光元件层上的无机层、和设置于无机层上的有机层、和最上层的无机层；最上层的无机层在厚度方向的密度沿厚度方向变化。
Description
技术领域
本发明涉及显示装置及显示装置的制造方法。
背景技术
以往的，已知显示装置具有通过构成图像的多个单位像素来分别控制亮度从而发光的发光元件层、和覆盖发光元件层的封固层。封固层是为了抑制水分从外部侵入装置内部、且该水分到达发光元件层而设置的。作为封固层，例如如日本特开2004-079291号公报所公开的，已知下述封固层，该封固层具有无机层、设置于该无机层上的有机层(树脂层)、和设置于该有机层上的无机层的3层结构。
近年来，出现显示装置的柔性化的要求，在要确保显示装置针对弯折的耐性方面成为问题。如专利文献1所公开的，在使用含有由氮化硅等形成的无机层的封固层的情况下，在弯折显示装置时，有可能出现无机层开裂。因此，为了确保针对弯折的耐性，可以考虑将无机层的厚度变薄。然而，若将封固层所包含的无机层的厚度变薄的话，可能不能发挥抑制水分向装置内部的侵入这一封固层的本来作用。
发明内容
本发明的目的在于提供确保针对弯折的耐性的同时、抑制水分向装置内部侵入的显示装置及其制造方法。
用于解决问题的手段
对于本发明的一实施方式的显示装置，其特征在于，具有发光元件层，和设置于所述发光元件层上、包含多个层的封固层；所述多个层至少具有设置于所述发光元件层上的第1无机层、设置于所述第1无机层上的有机层、和设置于所述有机层上的第2无机层，所述第2无机层在厚度方向的密度沿厚度方向变化。
对于本发明的其他实施方式的显示装置的制造方法，其特征在于，具有下述工序：准备基板的工序，和在所述基板上形成发光元件层的工序，在所述发光元件层上形成包含多个层的封固层的工序；所述形成包含多个层的封固层的工序包含下述工序：在所述发光元件层上形成第1无机层的工序，在所述第1无机层上形成有机层的工序，和在所述多个层的最上层形成在厚度方向的密度沿厚度方向变化的第2无机层的工序。
附图说明
图1为第1～第4实施方式涉及的显示装置的外观立体图。
图2为示意性地表示第1实施方式涉及的显示装置的剖面的示意剖视图。
图3为表示在各单位像素形成的电路的电路图。
图4为说明关于第1实施方式涉及的显示装置的制造方法的流程图(flowchart)。
图5为示意性地表示第2实施方式涉及的显示装置的剖面的示意剖视图。
图6为示意性地表示第3实施方式涉及的显示装置的剖面的示意剖视图。
图7为示意性地表示第4实施方式涉及的显示装置的剖面的示意剖视图。
具体实施方式
以下，针对本发明的实施方式，一边参照附图，一边进行说明。
另外，在本发明的实施方式中，对于在某结构体之“上”配置其他结构体的方式的表述，当简单地表述为“上”时，除非另有说明，否则包括下述两者：以与某结构体相接触的方式在其正上方直接配置其他结构体的情况，和在某结构体的上方隔着又一结构体而配置其他结构体的情况。
首先，参照图1、图2，针对第1实施方式涉及的显示装置的整体结构的概要进行说明。图1为第1实施方式涉及的显示装置的外观立体图。图2为示意性地表示第1实施方式涉及的显示装置的剖面的示意剖视图。第1实施方式中，作为显示装置，针对使用有机EL(Electro Luminescence)的所谓有机EL显示装置进行说明，但是并不限定于此，只要是具有通过构成图像的多个单位像素来分别控制亮度从而发光的层的显示装置即可。
如图1所示，显示装置100具有配备薄膜晶体管等的TFT(Thin Film Transistor)基板10、和对置基板20。如图2所示，对置基板20设置成隔着填充材料30而与TFT基板10相对。此外，显示装置100具有进行图像显示的显示区域M、和显示区域M周边的边框区域N。在显示区域M中，设置有多个单位像素P。需要说明的是，虽然在图1中，只图示了1个单位像素P，但是实际上，显示区域M中的多个单位像素P是以矩阵(Matrix)状配置的。
如图2所示，TFT基板10具有基板11、设置于基板11上的发光元件层12、以及设置于发光元件层12上且包含多个层的封固层13。以下，对TFT基板10所包含的各层、各基板的详情进行说明。
基板11至少具有包含布线的电路层。关于电路层的布线的详情如后所述。需要说明的是，从显示装置的柔性化的观点考虑，基板11优选由具有挠性的聚酰亚胺(Polyimide)等形成。但是，并不限定于此，基板11还可以是玻璃基板等。
发光元件层12是通过构成图像的多个单位像素P来分别控制亮度从而发光的层。发光元件层12为这样层，其至少设置于显示区域M中、且包含有机EL层12a、设置于有机EL层12a的下部的下部电极12b和设置于有机EL层12a的上部的上部电极12c。对于有机EL层12a，没有针对详情进行图示、但包含电荷传输层、电荷注入层、发光层等。
有机EL层12a中与下部电极12b接触的区域与各单位像素P相对应，并在该区域进行发光。此外，各单位像素P被堤层14划分，通过堤层14而使有机EL层12a和下部电极12b分隔开的区域成为不进行发光的区域。上部电极12c在有机EL层12a上横跨多个单位像素P地配置。第1实施方式中，将下部电极12b作为阳极，将上部电极12c作为阴极，但是并不限定于此，也可以将极性颠倒。需要说明的是，对于来自有机EL层12a的光所透过的上部电极12c而言，优选使用透明导电材料等形成为透过电极。作为透明导电材料，例如，优选使用ITO(氧化铟锡，Indium Tin Oxide)、IZO(氧化铟锌，Indium Zinc Oxide)等。此外，可以使用铝(Al)、银(Ag)、或者银和镁(Mg)的合金、并以光能够透过的程度的薄膜的形式形成上部电极12c，也可以是以上述金属薄膜和透明导电材料的层叠膜的形式形成上部电极12c。
需要说明的是，第1实施方式中，可以采用分开涂布方式、也可以采用彩色滤光片(Color filter)方式；其中，分开涂布方式对有机EL层12a进行分开涂布，从而使得以与各单位像素P的颜色对应的颜色发光；彩色滤光片方式使所有单位像素以相同的颜色(例如，白色)发光，并经由设置于对置基板20的彩色滤光片(Color filter)，从而在各单位像素P仅使规定波长的光透过。
封固层13是为了防止来自外部的水分侵入显示装置100内部、并到达有机EL层12a而设置的。第1实施方式中，如图2所示，封固层13是由覆盖发光元件层12的无机层13a、设置于无机层13a上的有机层13b、设置于有机层13b上的无机层13c层叠而构成的。第1实施方式中，将无机层13c作为封固层13的最上层。需要说明的是，虽然无机层13a、13c由氮化硅(SiN)形成，但只要是由耐湿性高的无机材料形成即可，并不限定于此，例如，可以是由氧化硅等形成。此外，虽然有机层13b由丙烯酸树脂组成，但并不限定于此，也可以由环氧树脂等形成。
进一步，参照图2及图3，对发光元件层的发光原理进行说明。图3表示各单位像素P中形成的电路的电路图。如图3所示，基板11中所包含的电路层的布线包括：扫描线Lg、与扫描线Lg正交的图像信号线Ld、及与扫描线Lg正交的电源线Ls。此外，电路层的各单位像素P中设置有像素控制电路Sc，像素控制电路Sc通过接触孔(Contact hole)(未图示)而与下部电极12b连接。像素控制电路Sc包含薄膜晶体管和/或电容器，控制对设置于各单位像素P中的有机发光二极管Od的电流供给。需要说明的是，对于有机发光二极管Od，由参照图2说明的有机EL层12a、下部电极12b和上部电极12c构成。
如图3所示，像素控制电路Sc具有驱动TFT11a、保持电容11b、和开关(Switching)TFT11c。开关TFT11c的栅极与扫描线Lg连接、开关TFT11c的漏极与图像信号线Ld连接。开关TFT11c的源极与保持电容11b及驱动TFT11a的栅极连接。驱动TFT11a的漏极与电源线Ls连接、驱动TFT11a的源极与有机发光二极管Od连接。通过向扫描线Lg施加栅极电压，从而使开关TFT11c为导通(ON)状态。此时，若由图像信号线Ld供给图像信号，则电荷存储于保持电容11b。并且，通过保持电容11b存储电荷，从而使驱动TFT11a为导通(ON)状态，电流从电源线Ls流向有机发光二极管Od，有机发光二极管Od发光。
需要说明的是，像素控制电路Sc只要是用于控制对有机发光二极管Od的电流供给的电路即可，并不限定于图3所示的方式。例如，像素控制电路Sc除了含有保持电容11b以外，还可以进一步含有为了增大容量的辅助电容，构成电路的晶体管(Transistor)的极性也不限于图3所示的方式。
接着，关于封固层13，进一步说明详情。近年来，出现显示装置的柔性化的要求，由此封固层13所包含的无机层的针对弯折的耐性成为问题。特别地，对于设置于容易受到应力的封固层13的最上层的无机层13c而言，该问题尤为显著。为了确保针对弯折的耐性，考虑将无机层13c的厚度变薄，然而在此情况下，可能不能充分发挥抑制水分从外部侵入这一封固层13的本来作用。
因此，在第1实施方式中，在无机层13c中在局部设置了密度小于其他区域密度的区域。具体而言，无机层13c为包含密膜C、设置于密膜C的下方且密度较密膜C小的疏膜B、和设置于疏膜B的下方且密度较疏膜B大的密膜A的构成。需要说明的是，虽然第1实施方式中，为密膜A的密度和密膜C的密度相等，但它们的密度至少比疏膜B高即可。此外，虽然第1实施方式中示出无机层13c为以由密膜和疏膜分成的3个膜构成的方式，但是也不是必须被密度不同的膜明确地分开设置，也可以为在厚度方向密度连续地或阶段性地变化的构成。
这里，虽然疏膜B为使用和密膜A、C相同的原料而形成的，但所使用的原料比率不同。具体而言，疏膜B与密膜A、C相比，含有更多的氢，相应地，SiN键较少、密度变小。需要说明的是，关于疏膜B、密膜A、C的成膜方法的详情，如后所述。
对于无机层13c中的密度较其他区域小的疏膜B而言，其较其他的区域柔软，针对弯折的耐性更高。此外，与密膜A、C接触设置的疏膜B还发挥缓和施加于密膜A、C的弯曲应力的作用，使密膜A、C的针对弯折的耐性提高。因此，与不包含疏膜B的情况相比较，无机层13c作为一个整体针对弯折的耐性更高。另一方面，由于无机层13c具有密度较疏膜B大的密膜A及密膜C，与降低了层整体的密度的情况(层整体的密度与疏膜B相等的情况)相比较，更易抑制水分从外部侵入。通过具有密膜A及密膜C，无需将无机层13c的层的厚度整体加厚，就能够抑制水分的侵入，由此抑制作为显示装置100整体的厚度，从而能够实现装置的小型化。需要说明的是，包含无机层13c的封固层13没有必要设置于显示装置100整个表面，以至少覆盖发光元件层12的方式设置于显示区域M即可。
如以上所说明的，对于第1实施方式涉及的显示装置100，确保针对弯折的耐性的同时，能够抑制水分向装置内部的侵入。具体而言，由于无机层13c具有疏膜B，能够确保针对弯折的耐性，由于无机层13c具有密膜A、C，能够抑制水分向装置内部的侵入。其结果，抑制有机EL层12a受水分的影响而发生劣化，从而能够抑制装置的寿命降低。
需要说明的是，虽然在以上的说明中，进行的是与密膜A及密膜C相比，疏膜B为密度较小的膜的说明，但若从另外的观点进行说明的话，也可以说，与密膜A及密膜C相比，疏膜B为折射率较小的膜。
进一步，参照图4，对第1实施方式涉及的显示装置的制造方法进行说明。图4为针对第1实施方式涉及的显示装置的制造方法进行说明的流程图。
首先，准备含有电路层的基板11(步骤ST1)。接着，在基板11上，将堤层14及发光元件层12成膜(步骤ST2)。进一步，在发光元件层12上，使用成分中含有硅、氨气和氮气的材料，通过化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition，以下称为CVD法)，将由氮化硅形成的无机层13a成膜(步骤ST3)。作为CVD法，优选采用使原料气体发生等离子体化从而发生化学反应的等离子体CVD法。需要说明的是，该工序中，氮气是为了压量调节而使用，通过硅和氨气的反应从而生成氮化硅。无机层13a以沿着发光元件层12的形状的形状而形成。进一步，在无机层13a上，将由丙烯酸树脂形成的有机层13b成膜(步骤ST4)。需要说明的是，由树脂材料形成的有机层13b的表面为平坦的形状。接下来，在具有平坦的表面的有机层13b上，将封固层13的最上层、即由氮化硅形成的无机层13c成膜。
在此，对无机层13c的成膜方法的详情进行说明。对于无机层13c，和无机层13a同样地，使用成分中含有硅、氨气、和氮气的材料，以CVD法而形成。首先，在有机层13b上，通过CVD法将密膜A成膜(步骤ST5)。对于密膜A的成膜，可以以和无机层13a同样的工序、且使用相同比率的原料而进行。并且，在密膜A上，通过CVD法将疏膜B成膜(步骤ST6)。此时，为了使密度较密膜A小，通过提高氨气的比率，从而提高氢气的比率。由于氢气残留于层内部，若提高氢气的比率，则无机层13c内部的SiN键的数目减少，其结果，无机层13c的密度下降。由此，将密度较密膜A小的疏膜B成膜。进一步，以与密膜A同样的工序，且使用相同比率的原料，在疏膜B上将密膜C成膜(步骤ST7)。通过以上的工序，TFT基板10的制造完成。如以上所说明的，虽然使用和密膜A、C的成膜相同的原料而进行疏膜B的成膜，但是通过改变其比率，从而设置了密度差异。
需要说明的是，对于形成密度较小的疏膜B的方法而言，并不限于提高氨气的比率，也可以通过追加在成膜中通过其他途径添加氢气的工序而进行。即，只要是能够提高无机层13c中的氢气的比率的方法，使用其他的方法也可。需要说明的是，添加的物质并不限定于氢气，只要是残留于无机层13c内部的物质，难以影响到有机EL层12a的物质，则为其他的物质也可。此外，无机层13a、13c的成膜并不限定于CVD法，也可以使用溅射(Sputtering)法、ALD(原子层沉积，Atomic Layer Deposition)法等其他的方法。
步骤ST7完成后，以隔着填充材料30与TFT基板10相对的方式设置对置基板20。经过以上说明的工序，第1实施方式涉及的显示装置100的制造完成。
接下来，参照图5，对第2实施方式涉及的显示装置200进行说明。对于第2实施方式所述显示装置200而言，除了无机层13a的层叠结构不同以外，为与显示装置100同样的构成。显示装置200中，使无机层13a的层叠结构与无机层13c的层叠结构相同。需要说明的是，显示装置200的外观与参照图1而说明的显示装置100相同，关于发光原理也与显示装置100相同。对于后述的显示装置300、400、500也是同样的。以下，仅针对与显示装置100不同的构成进行说明，对于共通的构成省略其说明。
如图5所示，第2实施方式中，无机层13a由设置于发光元件层12上的密膜D、设置于密膜D上且密度较密膜D小的疏膜E、和设置于疏膜E上且密度较疏膜E大的密膜F层叠而构成。疏膜E较密膜D、F含有更多氢气。需要说明的是，对于密膜D、F，以与密膜A、C同样的工序、且使用相同比率的原料成膜即可，对于疏膜E，以与疏膜B同样的工序、且使用相同比率的的原料成膜即可。需要说明的是，对于无机层13a，由于设置于发光元件层12上、因此成为沿着上部电极12c的形状的形状。
如以上所说明的，第2实施方式中，不仅封固层13的最上层的无机层13c、无机层13a中也设置有密度较其他区域小的区域。因此，能够更加提高针对弯折的耐性。需要说明的是，虽然第2实施方式中示出无机层13a为以由密膜和疏膜分成的3个膜构成的方式，但是也不是必须被密度不同的膜明确地分开设置，也可以为在厚度方向密度连续地或阶段性地变化的构成。
接下来，参照图6，对第3实施方式中涉及的显示装置300进行说明。对于第3实施方式中涉及的显示装置400而言，除了无机层13c的层叠结构不同以外，为与显示装置100同样的构成。以下，仅针对与显示装置100不同的构成进行说明，对于共通的构成省略其说明。
如图6所示，第3实施方式中，作为封固层13的最上层的无机层13c具有设置于有机层13b上的疏膜B、和设置于疏膜B上且密度较疏膜B大的密膜C。即，关于无机层13c，与从上方开始由密膜C、疏膜B、密膜A的3个膜层叠而成的显示装置100不同，显示装置300采用从上方开始由密膜C、疏膜B的2个膜层叠而成的构成。
需要说明的是，最上层的无机层13c并不限定于为以由密膜和疏膜分成的2个膜构成的方式，也可以是在厚度方向密度连续地或阶段性地变化的构成。例如，对于无机层13c，也可以是在厚度方向、随着接近发光元件层12侧而密度逐渐减小的层。
需要说明的是，虽然在第3实施方式中，为将无机层13c的最上层的膜作为密膜C、且在其下方设置疏膜B的构成，但是也可以为将无机层13c的最上层的膜作为疏膜B、且在其下方设置密膜C的构成。由于最上层的一方更容易被施加应力，通过将最上层设为疏膜B，能够更加提高针对弯折的耐性。
需要说明的是，使无机层13c为由密膜C和疏膜B的2个膜组成的构成，也适用于无机层13a。即，无机层13a也可以为具有在发光元件层12上形成的疏膜、和形成在该疏膜上且密度较该疏膜大的密膜的构成。
接下来，参照图7，对第4实施方式涉及的显示装置400进行说明。对于第4实施方式涉及的显示装置400而言，在封固层13中，除了在有机层13b和无机层13c之间进一步设置了有机层及无机层以外，为与显示装置100同样的构成。具体而言，在第4实施方式中，作为封固层13，不是第1实施方式所示的由下层开始依次层叠有无机层13a、有机层13b、无机层13c的3层结构，而是采用了从下层开始依次层叠有无机层13a、有机层13b、无机层13d、有机层13e、无机层13c的5层结构的层。以下，仅针对与显示装置100不同的构成进行说明，对于共通的构成省略其说明。
无机层13d具有和显示装置100的无机层13c同样的层叠结构。即，无机层13d具有密膜A、设置于密膜A上且密度较密膜A小的疏膜B、和密度较疏膜B大的密膜C。
由于显示装置400中，采用如上所述的5层结构的层叠结构，与采用3层结构的显示装置100相比较，可以说是为更易抑制水分向装置内部的侵入的构成。此外，由于无机层13d具有密度较其他区域小的疏膜B，由此，能够确保作为封固层13整体的针对弯折的耐性。
需要说明的是，第1～4实施方式中所示的无机层13a对应于本发明的第1无机层，有机层13b对应于本发明的有机层，无机层13c对应于本发明的最上层的第2无机层，密膜C对应于本发明的第1密膜，疏膜B对应于本发明的第1疏膜。此外，第1～第3实施方式中所示的无机层13c所包含的密膜A对应于本发明的第2密膜。另外，第2实施方式中所示的无机层13a所包含的密膜F对应于本发明的第3密膜，疏膜E对应于本发明的第2疏膜。
以上说明了目前被认为是本发明的某些实施例，但应理解，本发明不限于上述实施例，对其进行的各种修改、变更均包含于权利要求书所记载的本发明的范围中。
Claims (17)
1.一种显示装置，其特征在于，
具有：发光元件层；以及设置于所述发光元件层上且包含多个层的封固层；
所述多个层至少具有设置于所述发光元件层上的第1无机层、设置于所述第1无机层上的有机层、和设置于所述有机层上的第2无机层，
所述第2无机层在厚度方向的密度沿厚度方向变化。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第2无机层具有第1密膜、和设置于比所述第1密膜更靠下方且密度较所述第1密膜小的第1疏膜。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述第2无机层进一步具有位于比所述第1疏膜更靠下方且密度较所述第1疏膜大的第2密膜。
4.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述第1疏膜为较所述第1密膜含有更多气体的膜。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述气体为氢气。
6.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述第1疏膜的折射率小于所述第1密膜的折射率。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第2无机层在厚度方向的密度以随着接近所述发光元件层侧而变小的方式连续变化。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第2无机层在厚度方向的密度以随着接近所述发光元件层侧而变小的方式阶段性变化。
9.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第1无机层在厚度方向的密度沿厚度方向变化。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述第1无机层具有第3密膜、和设置于比所述第3密膜更靠下方且密度较所述第3密膜小的第2疏膜。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述第2疏膜为较所述第3密膜含有更多气体的膜。
12.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述第2疏膜的折射率小于所述第3密膜的折射率。
13.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述第1无机层在厚度方向的密度以随着接近所述发光元件层侧而变小的方式连续变化。
14.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述第1无机层厚度方向的密度以随着接近所述发光元件层侧而变小的方式阶段性变化。
15.一种显示装置的制造方法，其特征在于，
具有下述工序：
准备基板的工序，
在所述基板上设置发光元件层的工序，
在所述发光元件层上设置包含多个层的封固层的工序；
其中，设置所述封固层的工序包括：
在所述发光元件层上设置第1无机层的工序，
在所述第1无机层上设置有机层的工序，
在所述多个层的最上层设置在厚度方向的密度沿厚度方向变化的第2无机层的工序。
16.根据权利要求15所述的显示装置的制造方法，其特征在于，设置所述第2无机层的工序包括：
在所述有机层上设置第1密膜的工序，
在所述第1密膜上设置密度较所述密膜小的疏膜的工序，和
在所述疏膜上设置密度较所述疏膜大的第2密膜的工序。
17.根据权利要求16所述的显示装置的制造方法，其特征在于，设置所述疏膜的工序包括：
为了使密度较所述第1密膜小而注入气体的工序。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170829 |