CN107026189A - 显示装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于能够形成不易剥离的像素电极并且高精度进行图案化。显示装置包括：基底层(32)、层叠于基底层(32)的多个像素电极(30)、层叠于多个像素电极(30)的发光元件层(44)、层叠于发光元件层(44)的公共电极(46)。多个像素电极(30)分别包含：与基底层(32)直接接触的第一氧化物导电层(36)、与第一氧化物导电层(36)直接接触的金属导电层(38)、与金属导电层(38)直接接触的第二氧化物导电层(40)。基底层(32)相对于第一氧化物导电层(36)的密合性比金属导电层(38)高。第一氧化物导电层(36)具有在彼此相邻的像素电极(30)的相对的方向上从金属导电层(38)及第二氧化物导电层(40)伸出的突出部(36a)。

Description

显示装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及显示装置及其制造方法。
背景技术
作为下一代显示器，期待在每个像素上设有有机电致发光元件等发光元件的显示装置。发光元件的结构大多是，通过夹持于像素电极(阳极)及公共电极(阴极)的发光层产生光，且产生的光由像素电极进行反射。在顶部发射型显示装置的情况下，来自发光元件的射出光从公共电极侧提取，因此，将像素电极作为反射电极，且将公共电极作为透射电极形成。为了提高光提取效率，像素电极优选为由反射率较高的材料构成的反射膜。
但是，为了优化空穴注入到发光层的功函数，有时反射膜的上表面(与发光层的接触面)由氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)的氧化物导电膜覆盖。另一方面，为了保持与作为像素电极的基底层的无机绝缘膜的密合性，有时还在反射膜的下表面(与无机绝缘膜的接触面)设置氧化物导电膜(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-317606号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
形成像素电极时，例如利用混合酸图案化由ITO膜、Ag膜及ITO膜构成的层叠膜时，有时产生Ag的蚀刻剩余或残渣。可以认为，这是由于混合酸与Ag反应而产生的一氧化氮气体附着于Ag膜的表面，导致Ag膜的表面在蚀刻液中发生钝化。
因此，混合酸中，存在图案化不充分、彼此相邻的像素电极短路的问题。由于高精细化，像素电极的间隔越狭窄，越易于产生Ag的蚀刻剩余或残渣。另外，Ag膜与无机绝缘膜的密合性较低，因此，当Ag膜从ITO膜露出时，像素电极与基底层的密合性变低。
此外，专利文献1中公开了如下内容：通过用ITO膜密封Ag膜的上下及周围，将Ag与有机材料隔开，防止由于Ag与有机材料的反应而产生气体。因此，Ag膜不会露出，所以像素电极与基底层的密合性高，根本不存在本发明所要解决的技术问题。
本发明的目的在于，能够形成不易剥离的像素电极并且能够高精度地进行图案化。
用于解决问题的手段
本发明提供一种显示装置，其特征在于，包括：基底层；多个像素电极，其层叠于所述基底层上；发光元件层，其层叠于所述多个像素电极上；公共电极，其层叠于所述发光元件层上，所述多个像素电极各自包括：第一氧化物导电层，其与所述基底层直接接触；金属导电层，其与所述第一氧化物导电层直接接触；第二氧化物导电层，其与所述金属导电层直接接触，所述基底层相对于所述第一氧化物导电层的密合性比相对于所述金属导电层高，所述第一氧化物导电层具有在彼此相邻的所述像素电极的相对的方向上从所述金属导电层及所述第二氧化物导电层伸出的突出部。根据本发明，相对于基底层的密合性较高的第一氧化物导电层具有从金属导电层及第二氧化物导电层伸出的突出部，因此，像素电极不易剥离。
本发明提供一种显示装置的制造方法，其特征在于，包括：形成多个像素电极的工序；在所述多个像素电极上层叠发光元件层的工序；在所述发光元件层上层叠公共电极的工序，形成所述多个像素电极的工序包括：以与所述多个像素电极对应的形状并且以与彼此相邻的所述像素电极对应的部分利用无机绝缘层隔离的方式，形成第一氧化物导电层的图案的工序；以与所述无机绝缘层和所述第一氧化物导电层的所述图案直接接触的方式形成相对于所述无机绝缘层的密合性比所述第一氧化物导电层低的金属导电层的工序；在所述金属导电层之上形成第二氧化物导电层的工序；通过湿法蚀刻图案化所述金属导电层及所述第二氧化物导电层，使得载置于所述第一氧化物导电层的所述图案内侧的部分留下的工序。根据本发明，金属导电层相对于无机绝缘层的密合性较低，即使在无机绝缘层之上产生蚀刻剩余或残渣也易于剥离。因此，可以防止第一氧化物导电层图案的短路，因此，可以以较高的精度形成像素电极。
本发明提供一种显示装置，包括：基底层；多个像素电极，其层叠于所述基底层上；发光元件层，其层叠于所述多个像素电极上；公共电极，其层叠于所述发光元件层上，所述多个像素电极各自包含：第一氧化物导电层，其与所述基底层直接接触；金属导电层，其与所述第一氧化物导电层直接接触；第二氧化物导电层，其与所述金属导电层直接接触，所述基底层为硅氮化膜或硅氧化膜，所述金属导电层含有选自金、铝、及银的材料，所述第一氧化物导电层具有在彼此相邻的所述像素电极相对的方向上从所述金属导电层及所述第二氧化物导电层伸出的突出部。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的显示装置的剖面图；
图2是将由图1的单点划线包围的部分II放大的图；
图3A～图3C是用于说明本发明第一实施方式的显示装置的制造方法的图；
图4A～图4C是用于说明本发明第一实施方式的显示装置的制造方法的图；
图5是本发明第二实施方式的显示装置的局部放大剖面图；
图6A～图6C是用于说明本发明第二实施方式的显示装置的制造方法的图；
图7A～图7B是用于说明本发明第二实施方式的显示装置的制造方法的图。
附图标记说明
10第一基板、12底涂层、14半导体层、16源极、18漏极、20栅绝缘膜、22栅极、24层间绝缘膜、26薄膜晶体管、28钝化膜、30像素电极、32基底层、34接触孔、36第一氧化物导电层、36a突出部、38金属导电层、40第二氧化物导电层、42绝缘层、44发光元件层、46公共电极、48密封层、50充填层、52第二基板、54蚀刻掩模、56蚀刻液、58一氧化氮气体、60残渣、230像素电极、232基底层、236第一氧化物导电层、236a突出部、238金属导电层、240第二氧化物导电层、254蚀刻掩模、256蚀刻液、258一氧化氮气体、260残渣、262无机绝缘层。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。但是，本发明可以在不脱离其宗旨的范围内以各种方式进行实施，而不限定于以下示例的实施方式的记载内容进行解释。
附图中，为了使说明更明确，与实际方式相比，有时示意性地表示各部的宽度、厚度、形状等，但这终归只是一例，而不是限定本发明的解释。本说明书和各图中，对与在已叙的图中说明的要素具备相同功能的要素，标注相同的附图标记，并省略重复的说明。
另外，本发明的详细说明中，限定某构成物和其它构成物的位置关系时，“在………之上”“在……之下”不仅包含直接位于某构成物之上或之下的情况，只要没有特别说明，还包含其间设置其它构成物的情况。
[第一实施方式]
图1是表示本发明第一实施方式的显示装置的剖面图。作为显示装置，列举有机电致发光显示装置。显示装置通过组合例如由红(R)、绿(G)及蓝(B)构成的多色的单位像素(子像素)，形成全彩色的像素(像素)，并显示全彩色的图像。
显示装置具有由玻璃或树脂构成的第一基板10。在第一基板10上形成有用于防止其本身含有的杂质向上层扩散的作为阻隔层的底涂层12，在底涂层12之上形成有半导体层14。在半导体层14上设有源极16及漏极18，覆盖着半导体层14而形成有栅绝缘膜20。在栅绝缘膜20之上形成有栅极22，覆盖着栅极22而形成有层间绝缘膜24。源极16及漏极18贯通栅绝缘膜20及层间绝缘膜24。利用半导体层14、源极16、漏极18及栅极22构成薄膜晶体管26。以覆盖薄膜晶体管26的方式设有钝化膜28。
薄膜晶体管26与像素电极30(例如阳极)电连接。钝化膜28的表面凸凹，因此，设有像素电极30的基底层32，以形成平坦的表面。基底层32是由氮化硅或二氧化硅等构成的无机绝缘层。基底层32(无机绝缘层)相对于金属的密合性较低，另一方面，相对于氧化物的密合性较高。基底膜32也可以由平坦化性能较高的有机绝缘膜和其之上的无机绝缘膜双层构成。
在基底层32上层叠像素电极30。详细而言，在基底层32之上设有以与多个单位像素分别对应的方式构成的多个像素电极30。像素电极30经由贯通基底层32及钝化膜28的接触孔34，与半导体层14之上的源极16及漏极18中的一者电连接。像素电极30具有上表面平坦的部分和上表面进入接触孔34而凹陷的部分。
图2是将由图1的单点划线包围的部分II放大的图。像素电极30包含与基底层32直接接触的第一氧化物导电层36。第一氧化物导电层36由氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)形成。第一氧化物导电层36的外周缘成为像素电极30的外形。
像素电极30包含与第一氧化物导电层36直接接触的金属导电层38。金属导电层38由金、铝、银或含有它们中的至少一者的合金形成。与金属导电层38相比，基底层32相对于第一氧化物导电层36的密合性较高。金属导电层38成为不从第一氧化物导电层36的上表面伸出的形状，以免与基底层32接触。
像素电极30包含与金属导电层38直接接触的第二氧化物导电层40。第二氧化物导电层40由氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)形成。优选第二氧化物导电层40不从金属导电层38的上表面伸出。第二氧化物导电层40与第一氧化物导电层36或基底层32均不接触。
第一氧化物导电层36具有在彼此相邻的像素电极30相对的方向上从金属导电层38及第二氧化物导电层40伸出的突出部36a。第一氧化物导电层36在像素电极30的整个周缘具有突出部36a。根据本实施方式，相对于基底层32的密合性较高的第一氧化物导电层36具有从金属导电层38及第二氧化物导电层40伸出的突出部36a，因此，金属导电层38及第二氧化物导电层40均不与基底层32接触，像素电极30不易剥离。
如图1所示，在基底层32及像素电极30之上形成有由树脂等有机材料构成的绝缘层42。绝缘层42载置于像素电极30的周缘部，形成为使像素电极30的一部分(例如中央部)开口。绝缘层42的开口成为发光区域。由绝缘层42形成包围像素电极30的一部分的堤(bank)。
在像素电极30上层叠发光元件层44。发光元件层44还载置于绝缘层42之上。发光元件层44至少包含发光层，还可以包含电子传输层、空穴传输层、电子注入层及空穴注入层中的至少一层。发光元件层44中的至少发光层按每个像素电极30分开载置。由此，各个发光元件层44的发光层发出多色中的任一色的光，能够进行全彩色的图像显示。此外，发光层以外的层即便连续地设置在多个像素电极30上，也可以构成为发出多色的光。作为变形例，也可以形成为使包含发光层在内的发光元件层44整体连续地载置于多个像素电极30，但在该情况下，发出单色的光，因此，使该光通过滤光器来进行全彩色的图像显示。
在发光元件层44之上，以在多个像素电极30的上方与发光元件层44接触的方式设有公共电极46(例如阴极)。公共电极46以载置于作为堤的绝缘层42的上方的方式形成。公共电极46在彼此相邻的发光元件层44之间与绝缘层42接触。发光元件层44被像素电极30及公共电极46夹持，通过流过两者间的电流控制辉度进行发光。
发光元件层44通过利用层叠于公共电极46的密封层48覆盖来进行密封，与水分隔离。在密封层48的上方，隔着充填层50设有第二基板52。本实施方式中，以发出多色的光的方式设置发光元件层44，因此，不需要滤光器，但如果以仅发出单色的光的方式设置发光元件层44，则将滤光器层叠于第二基板52上。另外，也可以根据需要设置未图示的黑色矩阵。第二基板52也可以是触摸面板，也可以具有偏振片或相差片。
此外，显示装置不限定于有机电致发光显示装置，也可以是在各像素具有量子点发光元件(QLED：Quantum‐Dot Light Emitting Diode)之类的发光元件的显示装置，也可以是液晶显示装置。
图3A～图4C是用于说明本发明第一实施方式的显示装置的制造方法的图。显示装置的制造方法包含形成多个像素电极30(参照图1)的工序。直到形成基底层32为止的工序参照图1并根据上述的内容不言而喻，因此，省略说明。
如图3A所示，在基底层32之上例如在整个表面形成第一氧化物导电层36。基底层32是由氮化硅或二氧化硅等构成的无机绝缘层。第一氧化物导电层36由氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)例如通过蒸镀而形成。
如图3B所示，图案化第一氧化物导电层36。详细而言，以与图1所示的多个像素电极30对应的形状并且以与彼此相邻的像素电极30对应的部分被基底层32(无机绝缘层)隔离的方式，形成第一氧化物导电层36的图案。换而言之，第一氧化物导电层36以与彼此相邻的像素电极30对应的部分被基底层32(无机绝缘层)的露出面包围的方式图案化。图案化可以应用众所周知的方法。
如图3C所示，将金属导电层38及第二氧化物导电层40层叠于第一氧化物导电层36的图案。详细而言，将相对于无机绝缘层的密合性比第一氧化物导电层36低的金属导电层38以与基底层32及第一氧化物导电层36的图案直接接触的方式形成。金属导电层38由金、铝、银或至少含有它们的一种的合金形成。而且，第二氧化物导电层40形成于金属导电层38之上。第二氧化物导电层40由氧化铟锡或氧化铟锌形成。金属导电层38及第二氧化物导电层40通过例如溅射法等形成。
另外，将蚀刻掩模54形成于第二氧化物导电层40之上。蚀刻掩模54由感光性树脂(光致抗蚀)利用光刻形成，使得蚀刻掩模54比图1所示的多个像素电极30的外形(第一氧化物导电层36的图案)略小。蚀刻掩模54是避免与第一氧化物导电层36的图案的周缘部(突出部36a)重叠的形状。
如图4A所示，将第二氧化物导电层40及金属导电层38以载置有蚀刻掩模54的部分留下的方式，通过湿法蚀刻进行图案化。载置蚀刻掩模54的部分是与第一氧化物导电层36的图案(除周缘部以外的区域)重叠的部分。蚀刻液56是混合酸及草酸的至少一者。例如，既可以利用混合酸将第二氧化物导电层40及金属导电层38一并蚀刻，也可以在利用草酸蚀刻第二氧化物导电层40后，利用混合酸蚀刻金属导电层38。
通过蚀刻将第二氧化物导电层40的一部分除去，金属导电层38露出。而且，利用混合酸进行的金属导电层38的蚀刻中，通过两者的化学反应，产生一氧化氮(NO)气体58。一氧化氮气体58有时附着于金属导电层38的表面，而将金属导电层38的表面的一部分钝化。
如图4B所示，金属导电层38即使进行蚀刻，被一氧化氮气体58钝化的部分也留下。例如，在彼此相邻的像素电极30之间产生金属导电层38的残渣60(膜残留)。就金属导电层38的残渣60而言，从基底层32(无机绝缘层)之上剥离(lift-off)残渣60。这是由于金属导电层38相对于无机绝缘层的密合性较低，因此，蚀刻液56(混合酸)进入两者的界面。通过从自第一氧化物导电层36露出的无机绝缘层的表面消除金属导电层38的残渣60，可以防止第一氧化物导电层36的图案的短路。
如图4C所示，能够以高精度形成像素电极30。然后，形成绝缘层42后，在多个像素电极30上层叠发光元件层44，且在发光元件层44上层叠公共电极46。这些工序参照图1并根据上述的内容不言而喻，因此，省略说明。
[第二实施方式]
图5是本发明第二实施方式的显示装置的局部放大剖面图。本实施方式中，在基底层232上形成有像素电极230，在第一氧化物导电层236的突出部236a的至少前端及基底层232上载置有无机绝缘层262。无机绝缘层262与金属导电层238的前端及第二氧化物导电层240的前端隔开间隔形成。即，与基底层232不同，另设有无机绝缘层262。
图6A～图7B是用于说明本发明第二实施方式的显示装置的制造方法的图。
如图6A所示，将第一氧化物导电层236的图案形成于基底层232之上，并进一步形成由氮化硅或二氧化硅等构成的无机绝缘层262。第一氧化物导电层236的图案的形成方法如第一实施方式中进行的说明那样。无机绝缘层262形成在包括基底层232从第一氧化物导电层236的图案露出的区域在内的基底层232之上，例如整个表面。
如图6B所示，图案化无机绝缘层262。详细而言，图案化无机绝缘层262，使得其载置于第一氧化物导电层236的图案的前端，但不载置于图5所示的像素电极230的突出部236a整体。无机绝缘层262残留在从第一氧化物导电层236的图案露出的基底层232之上。通过这样，彼此相邻的第一氧化物导电层236的图案被无机绝缘层262电绝缘。
如图6C所示，在被图案化的无机绝缘层262、第一氧化物导电层236的图案及基底层232之上层叠金属导电层238及第二氧化物导电层240。而且，在第二氧化物导电层240之上形成蚀刻掩模254。图6C所示的工序除了设置与基底层232不同的另外的无机绝缘层262这一点以外，相当于参照图3C说明的内容。
如图7A所示，将第二氧化物导电层240及金属导电层238通过湿法蚀刻进行图案化。在通过蚀刻除去第二氧化物导电层240的区域，金属导电层238露出。而且，在作为蚀刻液256使用了混合酸的金属导电层238的蚀刻中，通过两者的化学反应产生一氧化氮(NO)气体258。一氧化氮气体258附着于金属导电层238的表面，而将金属导电层238的表面的一部分钝化。
如图7B所示，金属导电层238即使进行蚀刻，被一氧化氮气体258钝化的部分也留下，在无机绝缘层262上产生金属导电层238的残渣260(膜残留)。但是，就金属导电层238的残渣260而言，从无机绝缘层262上剥离残渣260。这是因为金属导电层238相对于无机绝缘层262的密合性较低，因此，蚀刻液256(混合酸)进入两者的界面。通过从无机绝缘层262的表面消除金属导电层238的残渣260，可以防止第一氧化物导电层236的图案的短路。
附着于无机绝缘层262的侧面的金属导电层238的残渣260本来就是较薄的膜厚，很容易剥离，而如果无机绝缘层262的侧面为陡峭地上升的形状(例如倒锥形)，则更易于剥离。优选由无机绝缘层262的上表面和侧面形成的角部在与表面正交的截面上为直角或锐角。这样，通过相邻的像素电极之间可靠地分离，可以以高精度形成像素电极230。然后，在图5所示的像素电极230上，如图1所示那样层叠发光元件层44，且在发光元件层44上层叠公共电极46。这些工序参照图1并根据上述的内容不言而喻，因此，省略说明。
本发明不限定于上述的实施方式，可以进行各种变形。例如，实施方式中说明的结构可以由实际上相同的结构、可以发挥相同的作用效果的结构或达成相同目的的结构进行置换。

Claims (13)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：
基底层；
多个像素电极，其层叠于所述基底层上；
发光元件层，其层叠于所述多个像素电极上；以及
公共电极，其层叠于所述发光元件层上，
所述多个像素电极中的各像素电极包括：
第一氧化物导电层，其与所述基底层直接接触；
金属导电层，其与所述第一氧化物导电层直接接触；和
第二氧化物导电层，其与所述金属导电层直接接触，
所述基底层相对于所述第一氧化物导电层的密合性比相对于所述金属导电层的密合性高，
所述第一氧化物导电层具有在彼此相邻的所述像素电极相对的方向上从所述金属导电层和所述第二氧化物导电层伸出的突出部。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
所述第一氧化物导电层在所述多个像素电极各自的整个周缘部具有所述突出部。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，还包括：
无机绝缘层，其载置于所述第一氧化物导电层的所述突出部的至少前端和所述基底层上，
所述无机绝缘层与所述金属导电层的前端和所述第二氧化物导电层的前端隔开间隔形成。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的显示装置，其特征在于，
所述第一氧化物导电层和所述第二氧化物导电层各自含有选自氧化铟锡和氧化铟锌的材料，
所述金属导电层含有选自金、铝、和银的材料。
5.一种显示装置的制造方法，其特征在于，包括：
形成多个像素电极的工序；
在所述多个像素电极上层叠发光元件层的工序；以及
在所述发光元件层上层叠公共电极的工序，
所述形成多个像素电极的工序包括：
以与所述多个像素电极对应的形状并且以与彼此相邻的所述像素电极对应的部分被无机绝缘层隔离的方式形成第一氧化物导电层的图案的工序；
以与所述无机绝缘层和所述第一氧化物导电层的所述图案直接接触的方式形成相对于所述无机绝缘层的密合性比所述第一氧化物导电层低的金属导电层的工序；
在所述金属导电层之上形成第二氧化物导电层的工序；和
通过湿法蚀刻将所述金属导电层和所述第二氧化物导电层图案化，使得所述金属导电层和所述第二氧化物导电层的载置于所述第一氧化物导电层的所述图案内侧的部分留下的工序。
6.根据权利要求5所述的显示装置的制造方法，其特征在于，
在形成所述第一氧化物导电层的所述图案的工序中，在由所述无机绝缘层构成的基底层之上形成所述第一氧化物导电层，然后将所述第一氧化物导电层图案化。
7.根据权利要求5所述的显示装置的制造方法，其特征在于，
在形成所述第一氧化物导电层的工序中，在基底层之上将所述第一氧化物导电层图案化之后，在所述基底层之上形成所述无机绝缘层。
8.根据权利要求7所述的显示装置的制造方法，其特征在于，
在形成所述第一氧化物导电层的工序中，在从所述图案露出的所述基底层之上以所述无机绝缘层载置于所述第一氧化物导电层的所述图案前端的方式形成所述无机绝缘层。
9.根据权利要求5～8中任一项所述的显示装置的制造方法，其特征在于，
所述第一氧化物导电层和所述第二氧化物导电层各自含有选自氧化铟锡和氧化铟锌的材料，
所述金属导电层含有选自金、铝、和银的材料。
10.根据权利要求5～8中任一项所述的显示装置的制造方法，其特征在于，
所述湿法蚀刻使用混合酸和草酸的至少一者进行。
11.一种显示装置，其特征在于，包括：
基底层；
多个像素电极，其层叠于所述基底层上；
发光元件层，其层叠于所述多个像素电极上；以及
公共电极，其层叠于所述发光元件层上，
所述多个像素电极中的各像素电极包括：
第一氧化物导电层，其与所述基底层直接接触；
金属导电层，其与所述第一氧化物导电层直接接触；和
第二氧化物导电层，其与所述金属导电层直接接触，
所述基底层为硅氮化膜或硅氧化膜，
所述金属导电层含有选自金、铝、和银的材料，
所述第一氧化物导电层具有在彼此相邻的所述像素电极相对的方向上从所述金属导电层和所述第二氧化物导电层伸出的突出部。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其特征在于，
所述第一氧化物导电层在所述多个像素电极各自的整个周缘部具有所述突出部。
13.根据权利要求11或12所述的显示装置，其特征在于，还包括：
无机绝缘层，其载置于所述第一氧化物导电层的所述突出部的至少前端和所述基底层，
所述无机绝缘层与所述金属导电层的前端和所述第二氧化物导电层的前端隔开间隔形成。
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