CN109156065A - 有机el显示面板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种有机EL显示面板及其制造方法。在有机EL显示面板中,具备:多个像素电极层(119),以行列状配置于基板(100x)上;绝缘层(122),以如下状态配置在基板(100x)及像素电极层(119)上方而形成,所述状态在像素电极层(119)上方开设多个沿着列方向延伸并在行方向上排列的狭缝状的开口(122z),具备在基板(100x)的俯视观察中与开口(122z)的至少一个连通的、上方开口的有底槽部(122v);有机功能层,配置在多个像素电极层(119)的各自的上方,在多个开口内包含产生有机电场发光的发光层(123);以及配置在多个发光层(123)上方的透光性的对置电极层(125),沿行方向截断开口(122z)的开口(122z)的截面轮廓在列方向上相同。
Description
技术领域
本公开涉及使用了利用有机材料的电致发光现象的有机EL(电致发光)元件的有机EL显示面板及其制造方法。
背景技术
近年来,作为在数字电视等显示装置中使用的显示面板,在基板上以矩阵状排列有多个有机EL元件而得的有机EL显示面板正在被实用化。该有机EL显示面板由于各有机EL元件进行自发光,所以视觉辨认性高。在有机EL显示面板中,各有机EL元件具有在阳极与阴极这一对电极之间配设有含有有机发光材料的发光层的基本构造,在驱动时,在一对电极对之间施加电压,随着从阳极向发光层注入的空穴和从阴极向发光层注入的电子的复合而发光。
在这样的有机EL显示面板中,使从有机EL元件中提取光的光提取效率提高成为了面向降低功耗、使用寿命延长的课题。
对此,例如,在专利文献1、2中提出了如下显示装置:具备由凹形状的第一部件和填充于第一部件之间的第二部件构成的反射器(反射结构)和存在于两部件之间的有机发光层,通过将第一部件的折射率和第二部件的折射率设为规定的范围而提高了光提取效率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-191533号公报
专利文献2:日本特开2015-144107号公报。
发明内容
发明要解决的课题
但是,在专利文献1、2记载的技术中,当在反射器结构中使用制造成本低廉的喷墨法这样的涂布法来形成有机发光层时,由于在应涂布包含发光层的材料的像素电极上的涂布面上存在多个凹形状的第一部件,所以难以在像素内均匀地涂布墨水。因此,存在当成膜之后在像素内发光层的膜厚变得不均匀而产生亮度不均这样的问题。
本发明是鉴于上述技术问题而完成的,其目的在于提供一种在反射器结构中使用制造成本低廉的涂布法、且实现在像素内发光层的膜厚均匀化而抑制亮度不均的有机EL显示面板及其制造方法。
用于解决课题的方案
本公开的一方面所涉及的有机EL显示面板,以行列状配置多个像素,其特征在于,具备:基板;多个像素电极层,由光反射材料构成并以行列状配置于所述基板上;绝缘层,以如下状态配置在所述基板及所述像素电极层上而形成,所述状态为在所述像素电极层上方开设多个沿着列方向延伸并在行方向上排列的狭缝状的开口,具备在所述基板的俯视观察中与所述开口的至少一个连通的、上方开口的有底槽部;有机功能层,配置在所述多个像素电极层的各自的上方,在所述多个开口内包含产生有机电场发光的发光层;以及透光性的对置电极层,配置在所述多个发光层上方,其中,所述有机EL显示面板沿行方向截断的所述开口的截面轮廓在列方向上相同。
发明的效果
根据本公开的一方面所涉及的有机EL显示面板及其制造方法,在具有涂布型的功能层的反射器结构的显示面板中,能够实现在像素内发光层的膜厚均匀化,抑制亮度不均。
附图说明
图1为示出实施方式所涉及的有机EL显示装置1的电路结构的示意性框图。
图2是示出在有机EL显示装置1中使用的有机EL显示面板10的各子像素100se中的电路结构的示意性电路图。
图3是示出有机EL显示面板10的一部分的示意性平面图。
图4的(a)是图3中的X1部的平面放大图,(b)是从绝缘层122的上方观察的X1部的平面放大图。
图5是沿图4的(b)中的A1-A1截断的示意性截面图。
图6是沿图4的(b)中的A2-A2截断的示意性截面图。
图7是沿图4的(b)中的B1-B1截断的示意性截面图。
图8是沿图4的(b)中的B2-B2截断的示意性截面图。
图9是沿图4的(b)中的B3-B3截断的示意性截面图。
图10的(a)是示出在有机EL元件100中用于得到全反射的开口122z壁面的倾斜角α的计算方法的示意图,(b)是示出发出的光在开口122z壁面反射后到达有效的视野角γ’的有效发光范围L的计算方法的示意图。
图11的(a)~(e)是示出有机EL显示面板10的制造中的各工序下的状态的、在与图4的(b)中的A1-A1相同的位置处截断的示意性截面图。
图12的(a)~(c)是示出有机EL显示面板10的制造中的各工序下的状态的、在与图4的(b)中的A1-A1相同的位置处截断的示意性截面图,(d)是将基板100x上的背景投影后的示意剖视图。
图13的(a)~(c)是示出有机EL显示面板10的制造中的各工序下的状态的、在与图4的(b)中的A1-A1相同的位置处截断的示意性截面图。
图14的(a)~(b)是示出有机EL显示面板10的制造中的CF基板131与背面面板的贴合工序上的状态的、在与图4的(b)中的A1-A1相同的位置处截断的示意性截面图。
图15的(a)~(d)是示出有机EL显示面板10的制造中的各工序下的状态的、在与图4的(b)中的A2-A2相同的位置处截断的示意性截面图。
图16的(a)~(c)是示出有机EL显示面板10的制造中的各工序下的状态的、在与图4的(b)中的A2-A2相同的位置处截断的示意性截面图。
图17的(a)~(b)是示出有机EL显示面板10的制造中的CF基板131与背面面板的贴合工序下的状态的、在与图4的(b)中的A2-A2相同的位置处截断的示意性截面图。
图18的(a)~(d)是示出有机EL显示面板10的制造中的各工序下的状态的、在与图4的(b)中的B1-B1相同的位置处截断的示意性截面图。
图19的(a)~(d)是示出有机EL显示面板10的制造中的各工序下的状态的、在与图4的(b)中的B1-B1相同的位置处截断的示意性截面图。
图20的(a)~(b)是示出有机EL显示面板10的制造中的CF基板131与背面面板的贴合工序下的状态的、在与图4的(b)中的B1-B1相同的位置处截断的示意性截面图。
图21是示出在有机EL显示面板10的制造方法中对基板涂布发光层形成用的墨水的工序的图,(a)是同样地涂布在列围堰522Y间的间隙552z中的情况的示意图,(b)是涂布在由绝缘层122X和122Y规定的格子状的区域的情况的示意图。
图22的(a)~(f)是示出有机EL显示面板10的制造中的CF基板131制造的各工序下的状态的示意性截面图。
图23的(a)是示出有机EL显示面板10的一部分的示意性平面图,(b)是示出(a)中的一个子像素的平面放大图。
图24的(a)~(c)是示出变形例所涉及的子像素的平面放大图。
图25的(a)、(b)是示出变形例所涉及的子像素的平面放大图。
图26的(a)、(b)是示出变形例所涉及的子像素的平面放大图。
图27的(a)、(b)是示出变形例所涉及的子像素的平面放大图。
图28的(a)~(h)是示出变形例所涉及的子像素的平面放大图。
图29是发明人想到的显示面板中的像素的平面图。
图30的(a)是测量发明人想到的显示面板的基板中的子像素内的发光层的膜厚而得的结果的示意图,(b)是示出显示面板中的子像素内的亮度分布的图像的示意图,(c)是沿(a)中的B4-B4截断的截面的示意图,(d)是沿B5-B5截断的截面的示意图。
具体实施方式
达到本公开的一方式的背景
使用附图来对发明人研究的有机EL显示面板(以下记为“显示面板”)制造时的技术问题进行说明。
如上所述,在专利文献1、2所记载的有机EL显示装置中,在使用制造成本低廉的喷墨法这样的涂布法来形成有机发光层的情况下,由于在应涂布包含发光层的墨水的像素电极上方存在多个凹形状的第一部件,因此难以将墨水在像素内均匀地展开来涂布,在像素内产生发光层的未润湿区域,作为结果,存在膜厚变得不均匀而产生亮度不均这样的问题。
对此,发明人使用发明人所想到的实验用显示面板进行了实验以改善在制造工序中发光层在像素内的膜厚变动。
图29是发明人所想到的显示面板中的像素的平面图。如图29所示,在基板900x上,以行列状配置的子像素900aR、G、B(在不区分R、G、B时记为“900a”)分别配置有像素电极层919,以覆盖它们的方式层叠有绝缘层922。绝缘层922开设有在像素电极层919上沿着列方向延伸并在行方向上排列的狭缝状的多个开口922z1、z2、z3和与它们连通的沿着行方向延伸的狭缝状的多个开口922z0。并且,设置有连通列方向上相邻的子像素900a内的开口922z0之间的开口922v。将各开口与长度方向垂直地截断而成的截面是向上表面侧扩宽的梯形形状。在开口922z1、z2、z3及922z0的下方存在像素电极层919,因此像素电极层919从这些开口中露出。另一方面,在开口922v的下部不存在像素电极层919,因此像素电极层919不从开口922v露出。另外,在相邻的子像素900a之间的行方向的间隙,在行方向上并排设置有沿着列方向延伸的长条状的围堰922Y。
利用喷墨法来对该显示面板的基板900x的子像素900a涂布了含有发光层的材料的墨水之后,使其干燥,再测量形成于开口922z1、z2、z3及922z0内的发光层的膜厚。
图30的(a)是测量发明人所想到的显示面板的基板中的子像素内的发光层的膜厚而得的结果,开口922z1、z2、z3及922z0内所示的涂黑的部分表示膜厚比规定的基准值薄。如图30的(a)所示,可知在沿着列方向的开口922z1、z2、z3内,膜厚为基准值以上,而在开口922z0内,膜厚比基准值薄。特别地,可知在开口922z0与开口922z2交叉的部分,与开口922z0内相比,膜厚比基准值薄的范围大。
由形成有发光层923的基板制作显示面板,进行了点亮实验。图30的(b)是示出显示面板中的子像素内的亮度分布的图像。由此可知,在开口922z0内亮度比其它部分高,特别是在开口922z0与开口922z2交叉的部分亮度最高。另外,可知,与图30的(a)所示的开口922z1、z2、z3及922z0内的膜厚分布相比,在开口内的发光层923的膜厚较薄的部分上亮度高。可以认为这是由于发光层膜厚较薄而导致的发光层内的电流密度增加所引起的。
接着,测量了开口内的发光层923的截面轮廓。图30的(c)是沿(a)中的B4-B4截断的截面的示意图,(d)是沿(a)中的B5-B5截断的截面的示意图。需要注意的是,截面图是示意性放大图,XZ方向和YZ方向的倍率的比率在Z方向上较大,截面图的纵横比与实际不同。
如图30的(c)所示,可知开口922z1、z2、z3内的发光层923的膜厚大于开口922z0内的发光层923的膜厚,在开口922z0内,在中央部分上发光层923的膜厚最小。
根据发明人的研究已发现,在开口底部两端上的绝缘层922与像素电极层919的边界部(图中的圆形部),墨水的表面张力最大。据此推断,开口922z1、z2、z3内的发光层923由于与墨水的表面张力最大的点的距离小,因此绝缘层922的保液力维持得高,墨水的膜厚保持得高。与此相反,开口922z0内的发光层923由于距墨水的表面张力最大的点的距离相对较大,因此推断绝缘层922的保液力降低而墨水的膜厚减少。特别是,在开口922z0中央附近,由于上述距离最大,所以认为绝缘层922的保液力最少,墨水的膜厚减少最多。
通过以上的研究已发现,在绝缘层922上开设的开口宽度大的情况下,保液力降低,发光层923的膜厚减少。另外,除了开口宽度以外,开口的深度、开口壁面的倾斜角等也具有对墨水的保液力造成影响的可能性,可以认为,抑制它们在像素内的变动而实现墨水的保液力在像素内的均匀化对减小膜厚变动进而抑制亮度不均是有效的。
因此,发明人对能够使从有机EL元件中提取光的光提取效率提高并且能够在像素内均匀地涂布包含发光层的材料的墨水、能够使墨水的保液力在像素内均匀化的发光元件的反射器结构进行了深入研究,从而想到了本发明的实施方式所记载的显示面板。
本公开的方式
本公开的一方式所涉及的有机EL显示面板是以行列状配置有多个像素的有机EL显示面板,其特征在于,具备:基板;多个像素电极层,以行列状配置于所述基板上,由光反射材料构成;绝缘层,以如下状态配置在所述基板及所述像素电极层上而形成,所述状态为在所述像素电极层上方开设多个沿着列方向延伸并在行方向上排列的狭缝状的开口,具备在所述基板的俯视观察中与所述开口的至少一个连通的上方开口的有底槽部;有机功能层,配置在所述多个像素电极层的各自的上方,在所述多个开口内包含产生有机电场发光的发光层;以及配置在所述多个发光层上方的透光性的对置电极层,该有机EL显示面板沿行方向截断的所述开口的截面轮廓在列方向上相同。另外,另一方式也可以是如下结构:在上述任一方式中,所述槽部在所述基板的俯视观察中与所述多个开口连通。
另外,另一方式也可以是如下结构:在上述任一方式中,所述开口的截面的轮廓基于所述绝缘层上表面处的所述截面的行方向的长度以及所述截面的厚度方向的长度来规定。另外,另一方式也可以是如下结构:在上述任一方式中,所述开口的截面的轮廓还基于所述截面的行方向的长度在厚度方向上的变化率来规定。
根据该结构,能够抑制在制造工序中涂布含有成为发光层的有机化合物材料的墨水时对保液力造成影响的主要因素变动,抑制墨水的保液力在像素内的发光区域内变动而实现均匀化。或者,能够抑制对保液力造成影响的主要因素急剧变动,抑制墨水的保液力在像素内的发光区域内急剧变动而防止急剧的亮度不均。由此,能够减小所形成的发光层的膜厚变动,抑制像素内的亮度不均。由此,在具有涂布型的功能层的显示面板中,能够实现由功能层的膜厚均匀化带来的高效率化和长寿命化。
另外,另一方式也可以是如下结构:在上述任一方式中,所述槽部具有在所述基板的俯视观察中分别与所述多个开口在列方向上连通的多个连接槽部和与所述多个连接槽部在行方向上相交的连结槽部。
根据该结构,通过连结槽部,提高含有发光层材料的墨水在连接槽部之间的流动性,降低子像素内的墨水涂布量的不均匀性。由此,能够减小发光层的膜厚变动而抑制像素内的亮度不均。
另外,另一方式也可以是如下结构:在上述任一方式中,所述连接槽部在绝缘层上表面上的行方向的长度与所述开口在绝缘层上表面上的行方向的长度相同或实质上相同。另外,另一方式也可以是如下结构:在上述任一方式中,所述连接槽部的所述列方向的长度为1μm以上8μm以下。
根据该结构,能够使对墨水的保液力造成影响的连结槽部与开口的终端部分开一定距离,因此能够在开口的终端部实现墨水的保液力更进一步均匀化。能够减小发光层的膜厚变动而更进一步抑制像素内的亮度不均。
另外,另一方式也可以是如下结构:在上述任一方式中,所述槽部具有在所述基板的俯视观察中与所述多个开口连通的连结槽部。
根据该结构,非发光区域中的槽部的截面轮廓变化部分与开口的终端部分离,因此能够在开口的终端部实现墨水的保液力均匀化,并且能够减少非发光区域的列方向长度,能够有助于高分辨率。
另外,另一方式也可以是如下结构:在上述任一方式中,在所述像素中,存在所述多个开口的区域是发光区域,存在所述槽部的区域是非发光区域,所述发光区域、所述非发光区域在列方向上交替地配置。
根据该结构,通过在层叠于基板上的像素电极层和绝缘层上开设的开口,能够实现采用将发光区域和非发光区域配置在列方向上的子像素配置成行列状的结构的显示面板。
另外,另一方式也可以是如下结构:在上述任一方式中,所述槽部与分别存在于在列方向上相邻的两个发光区域的开口连通。
根据该结构,连接槽部提高含有发光层材料的墨水向列方向的流动性,抑制子像素间的墨水涂布量的变动。由此,能够减小发光层的膜厚变动而抑制子像素间的亮度不均。
另外,另一方式也可以是如下结构:在上述任一方式中,存在于所述开口内的所述有机功能层与所述像素电极接触,存在于所述槽部内的有机功能层与所述像素电极分离。
根据该结构,像素电极层从开口露出并与空穴注入层接触,在开口内能够从像素电极层向空穴注入层供给电荷,能够构成发光区域。由于连结槽部和连接槽部是绝缘层上方开口的有底的槽形状截面,所以像素电极层不会露出。因此,在槽部内不从像素电极层向空穴注入层供给电荷,因此能够构成非发光区域。
另外,另一方式也可以是如下结构:在上述任一方式中,沿行方向截断的所述连接槽部的截面轮廓相对于沿行方向截断的所述开口的截面轮廓而言至少为以下任意一方:(a)所述绝缘层上表面处的所述截面的行方向的长度小;(b)所述截面的行方向的长度在厚度方向上的变化率小。
根据该结构,能够使具有增强墨水的保液力的特性的连接槽部接近开口的终端部,因此能够防止在开口的终端部墨水的保液力减少。能够抑制起因于发光层的膜厚减少的像素内的亮度不均。
另外,另一方式也可以是如下结构:在上述任一方式中,在所述对置电极上方还配置有将背面凸入到所述开口的连接层,沿行方向截断的所述开口的截面轮廓为向上方扩宽的梯形形状,在将所述连接层的折射率设为n1、将所述绝缘层的折射率设为n2时,满足如下关系:
1.1≤n1≤1.8以及
|n1-n2|≥0.20。
另外,另一方式也可以是如下结构:在上述任一方式中,还有,所述开口的深度D、所述绝缘层上表面侧的开口宽度Wh、所述绝缘层下表面侧的开口宽度Wl满足如下关系:
0.5≤W1/Wh≤0.8以及
0.5≤D/Wl≤2.0。
根据该结构,将开口沿行方向切开后的开口的截面成为向上表面侧扩宽的规定的梯形形状,能够将来自发光层的光高效地向上方射出。
本发明的一方式所涉及的有机EL显示面板的制造方法是将多个像素配置成行列状的有机EL显示面板的制造方法,其特征在于,准备基板,在所述基板上由光反射材料形成以行列状配置的多个像素电极层,在所述基板及所述像素电极层上形成绝缘层,通过隔着掩模对感光性树脂曝光并显影而形成在所述绝缘层中的多个狭缝状的开口,通过隔着半色调掩模对感光性树脂曝光并显影而形成在所述基板的俯视观察中与所述开口的至少一个连通的有底槽部,所述多个狭缝状的开口在所述像素电极层上方沿着列方向延伸并在行方向上排列,在所述多个像素电极层各自的上方涂布含有发光层材料的墨水并进行干燥,由此形成至少在所述多个开口内包含所述发光层的有机功能层,在所述多个发光层上方形成透光性的对置电极层,在所述开口的形成中,沿行方向截断的所述开口的截面的轮廓在列方向上相同。
根据该结构,可以制造具有能够实现由功能层的膜厚均匀化带来的高效率化和长寿命化的涂布型的功能层的显示面板。
在本发明的一方式所涉及的有机EL显示面板中,也可以构成为,在上述任一方式中,所述槽部连通的所述开口的终端部附近的所述像素电极的一部分与除该一部分以外的所述像素电极相比与所述对置电极分离了规定距离。
根据该结构,在所述分离部分,电场变弱,因此在发光层中不产生有机电场发光,能够将分离部分包含在非发光区域100b中,其结果,由于非发光区域的扩大,槽部的截面轮廓变化部分与发光区域进一步分离,因此能够实现墨水的保液力在构成发光区域的开口内均匀化。
实施方式
1.显示装置1的电路结构
以下,使用图1来对实施方式所涉及的有机EL显示装置1(以下记为“显示装置1”)的电路结构进行说明。
如图1所示,显示装置1被构成为具有有机EL显示面板10(以下记为“显示面板10”)和与其连接的驱动控制电路部20。
显示面板10是利用了有机材料的电场发光现象的有机EL(ElectroLuminescence:电致发光)面板,多个有机EL元件例如排列成矩阵状而构成。驱动控制电路部20由四个驱动电路21~24和控制电路25构成。
需要注意的是,在显示装置1中,驱动控制电路部20的各电路相对于显示面板10的配置方式并不限定于图3所示的方式。
2.显示面板10的电路结构
显示面板10中的多个有机EL元件由单位像素100e构成,而该单位像素100e由发光为R(红)、G(绿)、B(蓝)的三色的子像素(未图示)构成。使用图2来对各子像素100se的电路结构进行说明。
图2是示出与显示装置1中使用的有机EL显示面板10的各子像素100se对应的有机EL元件100中的电路结构的示意电路图。在显示面板10中,构成单位像素100e的有机EL元件100配置成矩阵状而构成显示区域。
如图2所示,在本实施方式涉及的显示面板10中,各子像素100se被构成为包括两个晶体管Tr1和Tr2、一个电容器C和作为发光单元的有机EL元件单元EL。晶体管Tr1是驱动晶体管,晶体管Tr2是开关晶体管。
开关晶体管Tr2的栅极G2与扫描线Vscn连接,源极S2与数据线Vdat连接。开关晶体管Tr2的漏极D2与驱动晶体管Tr1的栅极G1连接。
驱动晶体管Tr1的漏极D1与电源线Va连接,源极S1与EL元件部EL的像素电极层(阳极)连接。EL元件部EL中的对置电极层(阴极)与接地线Vcat连接。
需要说明的是,电容C被设置成将开关晶体管Tr2的漏极D2及驱动晶体管Tr1的栅极G1与电源线Va连接。
在显示面板10中,将相邻的多个子像素100se(例如,红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的发光色的三个子像素100se)组合来构成一个单位像素100e,以各单位像素100e分布的方式配置而构成像素区域。而且,从各子像素100se的栅极G2分别引出栅极线GL,与从显示面板10的外部连接的扫描线Vscn连接。同样地,源极线SL从各子像素100se的源极S2分别引出,与从显示面板10的外部连接的数据线Vdat连接。
另外,各子像素sa的电源线Va以及各子像素100se的接地线Vcat被汇集而与电源线Va以及接地线Vcat连接。
3.有机EL显示面板10的整体结构
使用附图来对本实施方式所涉及的显示面板10进行说明。需要注意的是,附图是示意图,其比例尺有时与实际不同。
图3是示出实施方式所涉及的显示面板10的一部分的平面示意图。
图4是示出显示面板10的一个像素100的、图3中的X1部的平面放大图。
显示面板10是利用了有机化合物的电场发光现象的有机EL显示面板,在形成有薄膜晶体管(TFT:Thin Film Transistor)的基板100x(TFT基板)上以行列状配置各个构成像素的多个有机EL元件100,具有从上面发出光的顶部发光型的结构。如图3所示,显示面板10以行列状配置有构成各像素的有机EL元件100。这里,在本说明书中,将图3中的X方向、Y方向、Z方向分别作为显示面板10中的行方向、Y方向、厚度方向。
如图3所示,在显示面板10中,多个像素电极层119以行列状配置于基板100x上,以覆盖它们的方式层叠有绝缘层122。
绝缘层122的上限膜厚在为10μm以下时,从膜厚差异、底线宽的控制的观点出发,制造上可进行形状控制;在为7μm以下时,能够抑制由曝光工序中的曝光量时间增大引起的生产过程增加,抑制量产工序中的生产率降低。另外,对于下限膜厚,需要膜厚变薄并使底线宽变细到与膜厚大致相同程度,根据曝光机及材料的分辨极限来决定。绝缘层122的下限膜厚在为1μm以上的情况下能够通过半导体用的步进式光刻机来制造,在为2μm以上的情况下能够通过平板用步进式光刻机以及扫描式光刻机来制造。因此,绝缘层122的厚度例如优选为1μm以上10μm以下,更优选为2μm以上7μm以下。在本实施方式中,设为了大约5.0μm。像素电极层119在俯视观察中为矩形形状,由光反射材料构成。以行列状配置的像素电极层119与沿行方向依次排列的三个子像素100aR、G、B(在不区分R、G、B时记为“100a”)对应。
在配置成行列状的像素电极层119的上方,层叠有在各个像素电极层119的上方开设有三条狭缝状的开口122z1、122z2、122z3的绝缘层122。如图4所示,将各开口与长度方向垂直地截断而成的截面形成为具备截面为向绝缘层122的上表面侧扩宽的规定的梯形形状的开口的反射器结构,由此能够优化从发光层123提取光的光提取效率。有效的反射器结构的形状、折射率条件将在后面说明。
开口122z1、122z2、122z3的行列方向的外缘间的矩形区域成为通过有机化合物发出光的区域即发光区域100a。这里,将绝缘层122中的发光区域100a的间隙中、沿列方向并排设置的发光区域100a间的行方向间隙作为绝缘层122Y,将沿行方向并排设置的发光区域100a间的行方向间隙作为绝缘层122X。于是,发光区域100a在列方向上的外缘由绝缘层122X的列方向外缘规定,发光区域100a在行方向上的外缘由绝缘层122Y的行方向外缘规定。
在列方向上相邻的两个像素电极层119的列方向外缘以及与外缘邻接的区域的上方,在多列方向上并排设置有各条在行方向(图3的X方向)上延伸的绝缘层122X。形成绝缘层122X的区域成为非发光区域100b。如图3所示,在显示面板10中,多个发光区域100a和非发光区域100b在列方向上交替排列配置。在非发光区域100b具有经由连接电极层117而连接像素电极层119和TFT的源极S1的连接凹部119c(接触孔),设置有用于与像素电极层119电连接的像素电极层119上的接触区域119b(接触窗)。
在显示面板10中,采用了线状的围堰,在绝缘层122Y上且在行方向上相邻的两个像素电极层119的行方向外缘以及与外缘邻接的区域的上方,在多个行方向上并排设置有各条在列方向(图3的Y方向)上延伸的列围堰522Y。
在将相邻的列围堰522Y之间的间隙定义为间隙522z时,显示面板10采用列围堰522Y和间隙522z交替排列多个的结构。
显示面板10具有发光为红色的100aR、发光为绿色的100aG、发光为蓝色的100aB(以下,在不区分100aR、100aG、100aB的情况下简称为“100a”)这三种发光区域100a。与此相对应,在间隙522z中存在与发光区域100aR对应的红色间隙522zR、与发光区域100aG对应的绿色间隙522zG、与发光区域100aB对应的蓝色间隙522zB(以下,在不区分间隙522zR、间隙552zG、间隙522zB的情况下记为“间隙522z”)。而且,与沿行方向排列的三个子像素100se分别对应的发光区域100aR、100aG、100aB成为一组,构成彩色显示中的一个单位像素100e。
在像素电极层119上方配置有与像素电极层119的列方向外缘部重叠的多个列遮光层129Y、与像素电极层119的列方向外缘部重叠并与接触区域119b内的一部分区域不重叠的行遮光层129X。
4.显示面板10的各部结构
使用图5~9的示意截面图来说明显示面板10中的有机EL元件100的结构。图5是在图4中的A1-A1截断的示意性截面图,图6是在A2-A2截断的示意性截面图,图7是在B1-B1截断的示意性截面图,图8是在B2-B2截断的示意性截面图,图9是在B3-B3处截断的示意性截面图。
本实施方式所涉及的显示面板10是顶部发光型的有机EL显示面板,在Z轴方向下方构成形成有薄膜晶体管的基板100x(TFT基板),在其上构成有机EL元件部。
4.1基板100x(TFT基板)
如图5所示,在下部基板100p上,以相互隔开间隔的方式形成有栅极101、102,以覆盖栅极101、102以及基板100x的表面的方式形成有栅绝缘层103。在栅绝缘层103上,与栅极101、102分别对应地形成有沟道层104、105。而且,以覆盖沟道层104、105以及栅绝缘层103的表面的方式形成有沟道保护层106。
在沟道保护层106上,与栅极101及沟道层104相对应并相互隔开间隔而形成有源极107和漏极108,同样地,与栅极102及沟道层105相对应并相互隔开间隔而形成有源极110和漏极109。
在各源极107、110及各漏极108、109的下部,插通沟道保护层106而设置有源极下部电极111、115以及漏极下部电极112、114。源极下部电极111及漏极下部电极112在Z轴方向下部与沟道层104接触,漏极下部电极114及源极下部电极115在Z轴方向下部与沟道层105接触。
另外,漏极108与栅极102通过插通栅绝缘层103及沟道保护层106而设置的接触插塞113连接。
需要说明的是,栅极101对应于图2的栅极G2,源极107对应于图2的源极S2,漏极108对应于图2的漏极D2。同样地,栅极102对应于图2的栅极G1,源极110对应于图2的源极S1,漏极109对应于图2的漏极D1。因此,在图5中的Y轴方向左侧形成有开关晶体管Tr2,在比其靠Y轴方向右侧形成有驱动晶体管Tr1。
但是,上述的结构是一个例子,关于各晶体管Tr1、Tr2的配置方式,可以使用顶栅型、底栅型、沟道蚀刻型、蚀刻阻挡型等任意结构,并不限定于图5所示的结构。
以覆盖在源极107、110及漏极108、109以及沟道保护层106之上的方式形成钝化层116。在钝化层116上,在源极110的上方的一部分上开设有接触孔116a,以沿着接触孔116a的侧壁的方式依次层叠设置有连接电极层117。
连接电极层117成为在Z轴方向下部与源极110连接、其上部的一部分爬升到钝化层116上的状态。以覆盖在连接电极层117和钝化层116之上的方式堆积有层间绝缘层118。
4.2.有机EL元件部
(1)像素电极层119
在层间绝缘层118上,以子像素为单位设置有像素电极层119。像素电极层119用于向发光层123供给载流子,例如在作为阳极发挥功能的情况下,向发光层123供给空穴。另外,由于面板10是顶部发光型,所以像素电极层119具有光反射性,像素电极层119的形状是呈矩形形状的平板状,在行方向上隔开间隔δX、在间隙522z的各个中沿列方向隔开间隔δY而配置在基板100x上。另外,通过在层间绝缘层118中的连接电极层117的上方开设的接触孔118a,像素电极层119的连接凹部119c和连接电极层117连接。由此,经由连接电极层117而连接像素电极层119和TFT的源极S1。连接凹部119c是将像素电极层119的一部分向基板100x方向凹入的构造。
将以像素电极层119的列方向外缘部119a1、a2中的存在连接凹部119c的一侧的外缘部119a2为起点直至包括连接凹部119c的区域的范围设为接触区域119b。
(2)绝缘层122
以覆盖配置成行列状的像素电极层119的至少端缘的方式形成有由绝缘物构成的绝缘层122。
在绝缘层122上,针对各个像素电极层119,在除了接触区域119b的像素电极层119的上方开设有狭缝状的开口122z。如图7所示,在开口122z1、2、3内,在像素电极层119的上表面不存在绝缘层122,像素电极层119从这些开口中露出并与后述的空穴注入层120接触。因此,能够在这些开口内从像素电极层119向空穴注入层120供给电荷。因此,包括开口122z1、122z2、122z3的最小的矩形区域成为利用各色的有机化合物发出光的区域即发光区域100a,沿列方向排列的发光区域100a间的间隙部分成为非发光区域100b。将绝缘层122中的、开口122z1和122z2之间的部分作为横挡122w1,将开口122z2和122z3之间的部分作为横挡122w2。
另外,将沿列方向延伸并沿行方向并排设置的发光区域100a间的间隙部分设为绝缘层122Y。因此,绝缘层122Y规定了各子像素100se的发光区域100a在行方向上的外缘。将绝缘层122Y、横挡122w1、w2沿着行方向平行切开的截面是向上方缩小宽度的梯形形状。由此,能够将来自发光层123的光高效地向上方射出。
另外,将绝缘层122中的沿行方向延伸并在列方向上并排设置的发光区域100a之间的间隙部分设为绝缘层122X(相当于非发光区域100b)。如图4的(a)所示,绝缘层122X被配置在像素电极层119中的接触区域119b和像素电极层119的列方向外缘部119a1以及在列方向上相邻的像素电极层119的列方向外缘部a2的上方。绝缘层122X通过覆盖像素电极层119的外缘部119a1、a2来防止与对置电极层125之间的电泄漏,并且规定各子像素100se的发光区域100a在列方向上的外缘。
如图8所示,在绝缘层122X上配置有与基板100x的开口122z1、z2、z3分别连通的、绝缘层122上方开口的有底的连接槽部122v1、v2、v3,连接槽部122v1、v2、v3与在列方向上相邻的子像素内的开口122z1、z2、z3连通。通过该结构,连接槽部122v1、v2、v3提高含有成为发光层123的材料的有机化合物的墨水向列方向的流动性,抑制墨水涂布量在子像素间变动。
另外,如图9所示,配置有与连接槽部122v1、v2、v3连通的沿着行方向延伸的有底的连结槽部122v0。通过连结槽部122v0,绝缘层122X提高含有成为发光层123的材料的有机化合物的墨水在连接槽部122v1、v2、v3之间的流动性,降低墨水涂布量在子像素内的不均匀性。连接槽部122v0和连接槽部v1、v2、v3是绝缘层122上方开口的有底的槽形状截面,所以像素电极层119不会露出,并不对发光做出贡献。
如图8所示,将各槽部与长度方向垂直地截断而成的截面是向绝缘层122X的上表面122Xb侧扩宽的梯形形状,从墨水的润湿铺展的观点出发,绝缘层122在连接槽部v1、v2、v3处的厚度t1和绝缘层122在槽部v0的底处的厚度t2的上限膜厚优选为2μm以下,在为1.2μm以下的情况下,墨水的润湿铺展进一步改善。另外,为了能够使像素电极层119端部被绝缘层122覆盖并在像素电极层119与对置电极层125不短路的前提下以一定的成品率进行制造,下限膜厚优选为0.1μm以上,若为0.2μm以上,则能够减轻随着膜厚差异出现的上述的短路不良而稳定地进行制造,因此更好。
因此,绝缘层122在连接槽部v1、v2、v3处的厚度t1和绝缘层122在槽部v0的底处的厚度t2均优选为例如0.1μm以上2μm以下,更优选为0.2μm以上1.2μm以下,在本实施方式中,设为了大约1.0μm。
在此,开口122z1、z2、z3的截面的轮廓由绝缘层122上表面上的开口122z1、z2、z3的截面的行方向的长度、以及开口122z1、z2、z3的截面的厚度方向的长度规定。并且,也可以由开口122z1、z2、z3的截面的行方向的长度在厚度方向上的变化率来规定。在由这样的参数规定的开口截面的轮廓中,开口截面的行方向的长度越小、开口截面的厚度方向的长度越大,或者开口截面的行方向的长度在厚度方向上的变化率越小,墨水的表面张力越增加,绝缘层122对墨水的保液力也越增加。其结果,所形成的发光层123的膜厚变厚。
发光面板10采用在行方向上截断的开口122z1、z2、z3各自的截面的轮廓在列方向上相同的结构。
由此,通过使开口的截面轮廓在列方向上相同,能够抑制在制造工序中涂布含有成为发光层123的有机化合物材料的墨水时对保液力造成影响的主要因素变动,实现墨水的保液力在像素内的发光区域100a内均匀化,能够减小所形成的发光层123的膜厚变动而防止亮度不均。
或者,也可以采用开口122z1、z2、z3的截面轮廓沿列方向连续变化的结构。这里,“在行方向上截断的开口的截面的轮廓在列方向上相同或沿着列方向连续地变化”是指,如上所述,至少绝缘层上表面的开口的截面的行方向的长度、以及开口的截面的厚度方向的长度在列方向上不连续地变化的部分不存在于一个开口内。
在形成为防止开口的截面轮廓在列方向上不连续地变化的结构的情况下,能够抑制对保液力造成影响的主要因素急剧变动,抑制墨水的保液力在像素内的发光区域内急剧变动,防止所形成的发光层123的膜厚急剧变动,从而能够防止急剧的亮度不均。
(3)列围堰522Y
列围堰522Y在绝缘层122Y上方沿列方向延伸并沿行方向并排设置有多个。列围堰522Y规定将含有成为发光层123的材料的有机化合物的墨水向行方向的流动拦住而形成的发光层123的行方向外缘。列围堰522Y存在于像素电极层119在行方向上的外缘部119a3、a4上方,以与像素电极层119的一部分重叠的状态形成。列围堰522Y的形状是沿行方向延伸的线状,在列方向上平行地切开的截面是将上方缩小宽度的梯形形状。列围堰522Y以沿着与绝缘层122X正交的行方向的状态设置,列围堰522Y在比绝缘层122X的上表面高的位置具有上表面。
(4)空穴注入层120、空穴输送层121
在绝缘层122、列围堰522Y以及开口122z内的像素电极层119上依次层叠空穴注入层120、空穴输送层121,空穴输送层121与空穴注入层120接触。空穴注入层120、空穴输送层121具有将从像素电极层119上注入的空穴向发光层123输送的功能。
(5)发光层123
显示面板10具有列围堰522Y和其间隙522z交替排列多个的结构。在由列围堰522Y规定的间隙522z中,在空穴输送层121的上表面沿列方向延伸而形成有发光层123。在与发光区域100aR对应的红色间隙522zR、与发光区域100aG对应的绿色间隙522zG、与发光区域100aB对应的蓝色间隙522zB中分别形成有发光为各色的发光层123。
发光层123是由有机化合物构成的层,具有通过在内部空穴和电子复合而发出光的功能。在间隙522z内,发光层123以在列方向上延伸的方式设置成线状。
发光层123只有从像素电极层119供给载流子的部分发光,因此在层间存在作为绝缘物的绝缘层122的范围内不会产生有机化合物的电场发光现象。因此,发光层123只有位于不存在绝缘层122的开口122z内的部分发光,从而包含开口122z1、z2、z3的最小的矩形区域成为发光区域100a。
发光层123中的位于绝缘层122X上的部分不发光,该部分成为非发光区域100b。即,非发光区域100b成为将绝缘层122X向俯视观察方向投影后的区域。
(6)电子输送层124
在由列围堰522Y上及列围堰522Y规定的间隙522z内,在发光层123上形成有电子输送层124。另外,在本例中,也配置在从发光层123露出的各列围堰522Y上。电子输送层124具有将从对置电极层125上注入的电子向发光层123输送的功能。
(7)对置电极层125
以覆盖电子输送层124的方式层叠形成有对置电极层125。关于对置电极层125,也可以以与显示面板10整体连续的状态形成,可以每像素或每数个像素与汇流条布线连接(省略图示)。对置电极层125与像素电极层119成对地夹着发光层123而形成通电路径,向发光层123供给载流子,例如在作为阴极发挥功能的情况下,向发光层123供给电子。对置电极层125沿着电子输送层124的表面形成,成为各发光层123共用的电极。
对置电极层125由于显示面板10是顶部发光型,所以使用具有透光性的导电材料。例如,可以使用氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等。另外,也可以使用将银(Ag)或铝(Al)等薄膜化而得的电极。
(8)密封层126
以覆盖对置电极层125的方式层叠形成有密封层126。密封层126用于抑制发光层123与水分、空气等接触而劣化。密封层126以覆盖对置电极层125的上表面的方式遍及显示面板10整面地设置。作为密封层126的材料,由于显示面板10为顶部发光型,因此使用例如氮化硅、氮氧化硅等透光性材料。
(9)接合层127
在密封层126的Z轴方向上方配置有在上部基板130的Z轴方向下侧的主面上形成有滤色片层128和遮光层129的CF基板131,通过接合层127接合。接合层127具有将由从基板100x到密封层126的各层构成的背面面板与CF基板131贴合并防止各层暴露于水分或空气的功能。
(10)上部基板130
在接合层127上设置并接合有CF基板131,该CF基板131在上部基板130上形成有滤色片层128、遮光层129。由于显示面板10为顶部发光型,因此上部基板130使用例如覆盖玻璃、透明树脂薄膜等透光性材料。另外,通过上部基板130,能够实现显示面板10刚性提高以及水分、空气等的侵入防止等。
(11)滤色片层128
在上部基板130上,在与像素的各色发光区域100a对应的位置处形成有滤色片层128。滤色片层128是为了使与R、G、B对应的波长的可见光透过而设置的透明层,具有使从各色像素射出的光透过并矫正其色度的功能。例如,在本例中,在红色间隙522zR内的发光区域100aR、绿色间隙522zG内的发光区域100aG、蓝色间隙522zB内的发光区域100aB的上方分别形成有红色、绿色、蓝色的滤光片层128R、G、B。具体而言,滤色片层128例如通过对以像素为单位以行列状形成有多个开口部的由滤色片形成用的覆盖玻璃构成的上部基板130涂布含有滤色片材料和溶剂的墨水的工序来形成。
(12)遮光层129
在上部基板130上,在与各像素的发光区域100a间的边界对应的位置形成有遮光层129。
遮光层129是为了不使与R、G、B对应的波长的可见光透过而设置的黑色树脂层,例如由包含光吸收性和遮光性优异的黑色颜料的树脂材料构成。按如下目的形成:防止外部光入射到显示面板10内部、防止透过上部基板130看到内部部件,并抑制外部光的反射,从而提高显示面板10的对比度。外部光的反射是由从上部基板130的上方进入显示面板10并被像素电极层119反射后再次从上部基板130中射出而产生的现象。
另外,遮光层129具有通过阻断从各色像素射出的光中的漏出到相邻像素的光来防止像素边界变得不清晰、并提高从像素射出的光的色纯度的功能。
在遮光层129中,具有在列方向上延伸并在行方向上并排设置有多个的列遮光层129Y和在行方向上延伸并在列方向上并排设置有多个的行遮光层129X,列遮光层129Y和行遮光层129X呈格子状。在有机EL元件100中,列遮光层129Y如图4所示配置在与绝缘层122Y重叠的位置,行遮光层129X如图5所示配置在与绝缘层122X重叠的位置。
4.3各部的构成材料
对图5、6、7所示的各部的构成材料示出一个例子。
(1)基板100x(TFT基板)
基板100x0可以使用公知的TFT基板的材料。
作为下部基板100p,能够采用例如玻璃基板、石英基板、硅基板、硫化钼、铜、锌、铝、不锈钢、镁、铁、镍、金、银等金属基板、砷化镓基等半导体基板、塑料基板等。
作为塑料材料,可以使用热塑性树脂、热固性树脂中的任一种树脂。例如,可列举出:聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺(PI)聚碳酸酯、丙烯酸系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚缩醛、其它氟系树脂;苯乙烯系、聚烯烃系、聚氯乙烯系、聚氨酯系、氟橡胶系、氯化聚乙烯系等各种热塑性弹性体;环氧树脂、不饱和聚酯、有机硅树脂、聚氨酯等、或以它们为主的共聚物、混合体、聚合物合金等,可以使用这些中的一种或层叠两种以上而得的层叠体。
作为栅极101、102,采用了例如铜(Cu)与钼(Mo)的层叠体。但是,也可以采用其它金属材料。
作为栅绝缘层103,只要是例如氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiNx)等具有电绝缘性的材料,则就可以使用公知的有机材料、无机材料中的任一种。
作为沟道层104、105,可以采用包含选自铟(In)、镓(Ga)、锌(Zn)中的至少一种的氧化物半导体。
作为沟道保护层106,可以使用例如氮氧化硅(SiON)、氮化硅(SiN)或氧化铝(AlOx)。
作为源极107及源极110、漏极108及漏极109,可以采用例如铜锰(CuMn)、铜(Cu)和钼(Mo)的层叠体。
另外,对于源极下部电极111、115以及漏极下部电极112、114,也能够使用同样的材料构成。
钝化层116也可以使用例如二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)或氮氧化硅(SiON)、一氧化硅(SiO)或氮氧化硅(SiON)。
作为连接电极层117,可以采用例如钼(Mo)、铜(Cu)和铜锰(CuMn)的层叠体。但是,可以从具有导电性的材料中适当选择。
层间绝缘层118使用例如聚酰亚胺、聚酰胺、丙烯酸系树脂材料等有机化合物而形成,层厚能够设为例如2000[nm]~8000[nm]的范围。
(2)像素电极层119
像素电极层119由金属材料构成。在顶部发光型的本实施方式所涉及的显示面板10的情况下,优选其表面部具有高反射性。在本实施方式所涉及的显示面板10中,像素电极层119也可以是层叠了从金属层、合金层、透明导电膜之中选择的多个膜的结构。作为金属层,例如能够由包含银(Ag)或铝(Al)的金属材料构成。作为合金层,能够使用例如APC(银、钯、铜的合金)、ARA(银、铷、金的合金)、MoCr(钼与铬的合金)、NiCr(镍与铬的合金)等。作为透明导电层的构成材料,能够使用例如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)等。
(3)绝缘层122
绝缘层122是由绝缘性材料构成的层,可以使用例如丙烯酸系树脂、聚酰亚胺系树脂、Novolac型酚醛树脂等有机系的感光性树脂材料。更优选使用丙烯酸系树脂。这是因为折射率低,适合作为反射器。在使用无机材料的情况下,从折射率的观点出发,优选使用例如一氧化硅(SiO)。绝缘层122是约5[μm]的层。但是,层厚并不限定于此,例如可以设为1[μm]~10[μm]的范围。除了上述材料之外,还可以使用一氧化硅(SiO)。
(4)列围堰522Y
列围堰522Y使用树脂等有机材料而形成,具有绝缘性。作为用于形成列围堰522Y的有机材料的例子,可列举出丙烯酸系树脂、聚酰亚胺系树脂、Novolac型酚醛树脂等。列围堰522优选具有有机溶剂耐性。而且,列围堰522Y由于在制造工序中有时实施蚀刻处理、烘焙处理等,因此优选由对那些处理不会过度变形、变质等这样的耐性高的材料形成。另外,为了使表面具有拨水性,也能够对表面进行氟处理。另外,也可以在列围堰522Y的形成中使用含有氟的材料。
(5)空穴注入层120
空穴注入层120是由例如银(Ag)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)、钨(W)、镍(Ni)、铱(Ir)等的氧化物、或者PEDOT(聚噻吩与聚苯乙烯磺酸的混合物)等导电性聚合物材料构成的层。
在由过渡金属的氧化物构成空穴注入层120的情况下,由于取得多个氧化数,由此能够取得多个能级,其结果,空穴注入变得容易,能够降低驱动电压。
(6)空穴输送层121
空穴输送层121能够使用例如聚芴或其衍生物、或者聚芳基胺或其衍生物等高分子化合物等。
(7)发光层123
如上所述,发光层123具有通过空穴和电子被注入、复合而生成激发状态进而发光的功能。用于形成发光层123的材料需要使用能够用湿式印刷法进行制膜的发光性的有机材料。
具体而言,优选由例如专利公开公报(日本专利特开平5-163488号公报)中记载的喔星类(oxinoid)化合物、苝化合物、香豆素化合物、氮杂香豆素化合物、恶唑化合物、恶二唑化合物、芘酮化合物、吡咯并吡咯化合物、萘化合物、蒽化合物、芴化合物、荧蒽化合物、并四苯化合物、芘化合物、六苯并苯化合物、喹诺酮化合物和氮杂喹诺酮化合物、吡唑啉衍生物及吡唑啉酮衍生物、若丹明化合物、化合物、菲化合物、环戊二烯化合物、茋化合物、二苯基苯醌化合物、苯乙烯基化合物、丁二烯化合物、二氰基亚甲基吡喃化合物、二氰基亚甲基硫代吡喃化合物、荧光素化合物、吡喃鎓化合物、噻喃鎓化合物、硒吡喃鎓化合物、碲吡喃鎓化合物、芳香族坎利酮化合物、低聚亚苯基化合物、噻吨化合物、蒽化合物、花菁化合物、吖啶化合物、8-羟基喹啉化合物的金属络合物、2-联吡啶化合物的金属络合物、希夫碱与第III族金属的络合物、8-羟基喹啉金属络合物、稀土类络合物等荧光物质形成。
(8)电子输送层124
电子输送层124使用例如恶二唑衍生物(OXD)、三唑衍生物(TAZ)、邻菲罗啉衍生物(BCP、Bphen)等而形成。
(9)对置电极层125
对置电极层125使用例如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)等形成。另外,也可以使用将银(Ag)或铝(Al)等薄膜化后的电极。
(10)密封层126
密封层126具有抑制发光层123等有机层暴露于水分或暴露于空气中的功能,使用例如氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)等透光性材料形成。另外,也可以在使用氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)等材料形成的层之上设置由丙烯酸树脂、有机硅树脂等树脂材料构成的密封树脂层。
在为顶部发光型的本实施方式所涉及的显示面板10的情况下,密封层126需要由透光性的材料形成。
(11)接合层127
接合层127的材料例如由树脂粘接剂等构成。接合层127能够采用丙烯酸树脂、有机硅树脂、环氧树脂等透光性材料树脂材料。
(12)上部基板130
作为上部基板130,可以采用例如玻璃基板、石英基板、塑料基板等透光性材料。
(13)滤色片层128
作为滤色片层128,可以采用公知的树脂材料(例如作为市售产品,JSR株式会社制的彩色抗蚀剂)等。
(14)遮光层129
作为遮光层129,由以紫外线固化树脂(例如紫外线固化丙烯酸树脂)材料为主要成分、在其中添加黑色颜料而成的树脂材料构成。作为黑色颜料,可以采用例如碳黑颜料、钛黑颜料、金属氧化颜料、有机颜料等遮光性材料。
4.4提高基于反射体构造的光提取效率
显示面板10的特征在于,具备开设有开口122z的绝缘层122、由将背面凸入到绝缘层122的开口122z的接合层127构成的反射器(反射结构)以及存在于两部件之间的发光层123,沿行方向截断的开口122z的截面的轮廓为向上方扩宽的梯形形状,在将接合层127的折射率设为n1、将绝缘层122的折射率设为n2时,满足
1.1≦n1≦1.8 (式1)
|n1-n2|≧0.20 (式2)
n2优选为1.4以上1.6以下。
另外,进一步地,开口122z在截面中的深度D、绝缘层122的上表面侧的开口宽度Wh、绝缘层122的上表面侧的开口宽度Wl优选满足如下关系:
0.5≦W1/Wh≦0.8 (式3)
0.5≦D/Wl≦2.0 (式4)。
通过设为该形状、折射率条件,能够利用基于绝缘层122的开口122z的反射器结构来提高从发光层123中提取光的光提取效率。其结果,根据发明人的研究,相对于没有反射器结构的情况,能够将每个子像素的亮度增加到1.2~1.5倍。
图10的(a)是示出在使用了反射器结构的有机EL元件100中用于得到全反射的开口122z壁面的倾斜角α的计算方法的示意图,(b)是示出发出的光在开口122z壁面上反射后到达有效的视野角γ’的有效发光范围L的计算方法的示意图。
在图10的(a)中,当将射向开口122z壁面的入射角设为时,
用于得到全反射的倾斜角αz由αz=asin(n2/n1) (式9)计算。
在图10的(b)中,发出的光在开口122z壁面上反射后到达有效的视角γ’的有效发光范围L由下述式计算:
γ=sin-1(sinγ’/n1)) (式10)
L=h(1/tanβ-1/tanα) (式12)
例如,在为n1=1.8、α=70°、γ’=20°、h=5μm的情况下,成为γ=11°、β=39°、L=4.4μm。
5.显示面板10的制造方法
关于显示面板10的制造方法,使用附图来说明。图11的(a)~(e)、图12的(a)~(d)、图13的(a)~(c)是示出有机EL显示面板10的制造中的各工序下的状态的、在与图3中的A1-A1相同的位置处截断的示意截面图,图15的(a)~(d)、图16的(a)~(c)是在与图3中的A2-A2相同的位置处截断的示意截面图,图18的(a)~(d)、图19的(a)~(d)是在与图3中的B-B相同的位置处截断的示意截面图。
(1)基板100x(TFT基板)的形成
首先,准备形成有直至源极107、110以及漏极108、109的基板100x0。基板100x0可以通过公知的TFT的制造方法来制造(图11的(a))。
接着,以覆盖源极107和108、漏极108和109以及沟道保护层106的方式使用例如等离子体CVD法或溅射法来层叠形成钝化层116(图11的(b))。
接着,在钝化层116中的源极110上的部位,使用干式蚀刻法,开设接触孔116a(图11的(c))。接触孔116a形成为在其底部露出源极110的表面。
接着,沿着在钝化层116上开设的接触孔116a的内壁而形成连接电极层117(图11的(d))。连接电极层117的上部的一部分配置在钝化层116上。连接电极层117的形成通过如下来进行:可以使用例如溅射法,在将金属膜成膜了之后,使用光刻法和湿式蚀刻法进行图案化。再以覆盖连接电极层117及钝化层116的方式涂布上述有机材料,并使表面平坦化,由此层叠形成层间绝缘层118(图11的(d))。
(2)像素电极层119的形成
在层间绝缘层118中的连接电极层117上开设接触孔,形成像素电极层119(图11的(e))。像素电极层119的形成通过在使用溅射法或真空蒸镀法等形成了金属膜之后使用光刻法进行图案化来完成。需要说明的是,像素电极层119成为与连接电极层117电连接的状态。
(3)绝缘层122的形成
形成由有机系的感光性树脂材料例如丙烯酸系树脂、聚酰亚胺系树脂、Novolac型酚醛树脂等构成的感光性树脂膜122R后(图12的(a)、图15的(a)、图18的(a)),干燥,使溶剂挥发一定程度后,重叠施加了规定的开口部的光掩模PM,从其上进行紫外线照射,使由感光性树脂等构成的光致抗蚀剂曝光,在该光致抗蚀剂上转印光掩模PM所具有的图案(图12的(b)、图15的(b))。
在本实施方式中,光掩模PM利用例如与开口122z(图中的竖条纹部分)对应的部分具备使光透过的透过部、与槽部122v对应的部分(图中的格子部分)具备处于透过部的透光率与遮光部的透过率之间的半透过部的正型半色调掩模。由此,在感光性树脂上形成与对应于开口122z的透过部的形状对应的开口的图案,并且在感光性树脂上形成与对应于槽部122v的半透过部的形状对应的、曝光量为中间水平的槽的图案。通过利用半色调掩模,能够通过一次曝光而在感光性树脂上形成曝光量不同的多个图案。
接着,通过对感光性树脂显影、烧成来形成将绝缘层122X、122Y、开口122z、槽部122v图案化后的绝缘层122(图12的(c)、图15的(c)、图18的(b))。曝光量最多的开口的图案的部分通过显影除去绝缘层122。曝光量为中间水平的槽的图案的部分通过显影、烧成而绝缘层122成为约1μm左右的厚度。此时,将开口122z、槽部122v与长度方向垂直地截断而成的截面如上述那样成为向绝缘层122的上表面侧扩宽的梯形形状。另一方面,未曝光的部分残存绝缘层122。其结果,绝缘层122被图案化为:通过绝缘层122X、122Y围绕规定各像素的区域,在开口122z的底部露出像素电极层119的表面,在槽部122v的底部残留约1μm左右的绝缘层122。
(4)列围堰522Y的形成
在列围堰522Y的形成中,首先,在绝缘层122上使用旋涂法、狭缝涂布法等,层叠形成由列围堰522Y的构成材料(例如感光性树脂材料)构成的膜522YR(图18的(c))。然后,对树脂膜进行图案化后开设间隙522z而形成列围堰522Y(图12的(d)、图15的(d)、图18的(d))。间隙522z的形成通过在树脂膜的上方配置掩模进行曝光并在其后进行显影来完成。列围堰522Y沿着绝缘层122Y的上表面在列方向上延伸设置,并在行方向上隔着间隙522z并排设置。
(5)空穴注入层120、空穴输送层121的形成
对像素电极层119、绝缘层122、列围堰522Y上形成空穴注入层120、空穴输送层121(图13的(a)、图16的(a)、图19的(a))。空穴注入层120、空穴输送层121使用溅射法堆积由氧化金属(例如氧化钨)构成的膜而形成。其后,也可以使用光刻法和蚀刻法来图案化为各像素单位。
(6)发光层123的形成
在由列围堰522Y规定的各间隙522z内,从空穴输送层121侧起依次层叠形成发光层123和电子输送层124。
发光层123的形成通过使用喷墨法将含有构成材料的墨水涂布在由列围堰522Y规定的间隙522z内之后进行烧成来进行。
在发光层123的形成中,首先,使用液滴喷出装置进行用于形成发光层123的溶液的涂布。即,在基板100x上,在图的纸面横向反复排列形成红色发光层、绿色发光层、蓝色发光层。在该工序中,在作为子像素形成区域的间隙522z中通过喷墨法分别填充包含R、G、B任一个的有机发光层的材料的墨水123RI、123GI、123BI(图19的(b)),使填充的墨水在减压下干燥,进行烘焙处理,由此形成发光层123R、123G、123B(图13的(b)、图16的(b)、图19的(c))。
(发光层形成用的溶液涂布方法)
对使用喷墨法在批量生产上进行形成发光层123的工序的方法进行说明。图21是示出对基板涂布发光层形成用的墨水的工序的图,(a)是同样地涂布在列围堰522Y间的间隙552z中的情况,(b)是涂布在由绝缘层122X和122Y规定的格子状的区域的情况。
在形成发光层123时,使用作为用于形成发光层123的溶液的三色的墨水123RI、123GI、123BI(红色油墨、绿色油墨、蓝色油墨),在多个线状围堰间的各区域形成红色发光层、绿色发光层、蓝色发光层。
为了简化说明,在此,利用对基板首先涂布一种颜色的墨水、接着在该基板上涂布其它颜色的墨水、接着在该基板上涂布第三种颜色的墨水的方法,依次涂布三种颜色的墨水。
而且,在以下的说明中,代表性地说明对多个基板涂布三种颜色中的一种颜色的墨水(红色墨水)的工序。
[在列围堰522Y间的间隙522z中同样涂布的情况]
发光层123不仅连续延伸至发光区域100a,还连续延伸至相邻的非发光区域100b。这样,在形成发光层123时,涂布于发光区域100a的墨水能够通过涂布于非发光区域100b的墨水而在列方向上流动,能够在列方向的像素间使其膜厚均衡化。但是,在非发光区域100b中,墨水的流动通过绝缘层122X被良好地抑制。因此,在列方向上难以产生大的膜厚不均,每个像素的亮度不均被改善。
在本涂布方法中,如图21的(a)所示,基板100x以列围堰522Y沿着Y方向的状态载置于液滴喷出装置的作业台上,通过如下过程来进行:一边在X方向上扫描多个喷出口624d1沿着Y方向被配置成线状的喷墨头622,一边从各喷出口624d1中瞄准设定在列围堰522Y彼此的间隙522z内的着落目标而使墨水着落。
需要说明的是,涂布红色墨水的区域是在x方向上相邻地排列的三个区域之中的一个。
在对基板100x的墨水的涂布结束后,接着,在该基板上涂布其它颜色的墨水,再在该基板上涂布第三种颜色的墨水,反复进行这样的工序,依次涂布三种颜色的墨水。
[涂布于由绝缘层122X和122Y规定的格子状的区域的情况]
也可以是涂布于由绝缘层122X和122Y规定的格子状的区域的结构。
在本涂布方法中,如图21的(b)所示,以各子像素100se的长度方向成为Y方向、各子像素100se的宽度方向成为X方向的方式载置基板100x,一边在X方向上扫描喷墨头622,一边从各喷出口朝着被设定在由绝缘层122X和122Y规定的格子状的区域内的着落目标喷出墨水。在图21的(b)中,示出了在红色的子像素100se区域涂布红色的墨水的目标位置。
但是,在喷墨头622所具备的多个喷出口624d1中,仅使用通过绝缘层122X与绝缘层122X之间的区域上的喷出口,在绝缘层122X的区域上通过的喷出口(图21的(b)中标注有×的喷出口)不总是使用,这一点不同。在图21的(b)所示的例子中,对一个子像素的区域设定七个着落目标,从七个喷出口624d1中喷出墨滴。
在对基板100x的墨水的涂布结束后,接着,在该基板上涂布其它颜色的墨水,接着在该基板上涂布第三种颜色的墨水,反复进行这样的工序,依次涂布三种颜色的墨水。
在上述中,也可以是,在对多个基板100x的墨水的涂布结束后,接着,在该多个基板上涂布其它颜色的墨水,接着在该多个基板上涂布第三种颜色的墨水,反复进行这样的工序,依次涂布三种颜色的墨水。
(7)电子输送层124、对置电极层125和密封层126的形成
使用真空蒸镀法等形成电子输送层124。其后,以覆盖电子输送层124的方式依次层叠形成对置电极层125和密封层126(图13的(c)、图16的(c)、图19的(d))。对置电极层125以及密封层126能够使用CVD法、溅射法等形成。
(8)CF基板131的形成
接着,使用附图来例示CF基板131的制造工序。图22的(a)~(f)是示出有机EL显示面板10的制造中的CF基板131制造的各工序下的状态的示意截面图。
使以紫外线固化树脂(例如紫外线固化丙烯酸树脂)材料为主要成分、在其中添加黑色颜料而成的遮光层129的材料分散于溶剂中,调整遮光层糊膏129R,涂布于透明的上部基板130的一个面(图22的(a))。
将涂布的遮光层膏129R干燥,使溶剂挥发一定程度后,重叠施加了规定的开口部的图案掩模PM1,从其上进行紫外线照射(图22的(b))。
其后,烧成除去了涂布·溶剂的遮光层膏129R,除去图案掩模PM1和未固化的遮光层糊膏129R后进行显影,当固化时,就完成矩形状的截面形状的遮光层129(图22的(c))。
接着,在形成有遮光层129的上部基板130表面,使以紫外线固化树脂成分为主要成分的滤色片层128(例如G)的材料分散于溶剂中,涂布糊膏128R,将溶剂除去了一定程度之后,载置规定的图案掩模PM2,进行紫外线照射(图22的(d))。
其后,进行固化,除去图案掩模PM2和未固化的糊膏128R后进行显影时,形成滤色片层128(G)(图22的(e))。
对于各色的滤色片材料同样地重复该图22的(d)、(e)的工序,由此形成滤色片层128(R)、128(B)。需要说明的是,也可以代替使用糊膏128R而利用正在市售的滤色片产品。
通过以上步骤,形成CF基板131。
(9)CF基板131与背面面板的贴合
接着,对有机EL显示面板10的制造中的CF基板131与背面面板的贴合工序进行说明。图14的(a)~(b)是在与图3中的A1-A1相同的位置处截断的示意截面图,图17的(a)~(b)是在与A2-A2相同的位置处截断的示意截面图,图20的(a)~(b)是在与B-B相同的位置处截断的示意截面图。
首先,在由从基板100x到密封层126的各层构成的背面面板上涂布以丙烯酸树脂、有机硅树脂、环氧树脂等透光性紫外线固化型树脂为主成分的接合层127的材料(图14的(a)、图17的(a)、图19的(a))。
接着,对涂布的材料进行紫外线照射,在使背面面板与CF基板131的相对位置关系一致的状态下贴合两基板。此时,注意不让气体进入两者之间。其后,烧成两基板而完成密封工序(图14的(b)、图17的(b)、图19的(b))。
通过以上的工序,完成显示面板10。
6.关于显示面板10的效果
6.1子像素100se内的开口122z内的亮度变动的抑制
(1)将开口122z的截面的轮廓在列方向上均等的效果
对显示面板10的效果进行说明。图23的(a)是示出有机EL显示面板10的一部分的平面示意图,(b)是示出(a)中的一个子像素的平面放大图
如以上说明过的,各子像素100se在绝缘层122上开设有在像素电极层119上沿着列方向延伸而在行方向上排列的狭缝状的多个开口122z1、z2、z3,在各开口122z内形成有空穴注入层120、发光层123等有机功能层。像素电极层119从开口122z1、z2、z3中露出而与空穴注入层120接触,在开口内能够从像素电极层119向空穴注入层120供给电荷。
并且,在绝缘层122配置有在基板100x的俯视观察中分别与开口122z1、z2、z3连通的、绝缘层上表面开口的有底的连接槽部122v1、v2、v3。虽然在各槽部122v内也形成有空穴注入层120、发光层123等有机功能层,但由于连接槽部122v0与连接槽部v1、v2、v3是绝缘层122上方开口的有底的槽形状截面,所以像素电极层119不会露出,因此,在槽部内不从像素电极层119向空穴注入层120供给电荷。
发光层123只有从像素电极层119供给载流子的部分发光,所以在层间存在作为绝缘物的绝缘层122的范围内不会产生有机化合物的电场发光现象。因此,发光层123只有位于不存在绝缘层122的开口122z内的部分发光,包含开口122z1、z2、z3的最小的矩形区域成为发光区域100a。除了发光区域100a以外的区域构成非发光区域100b。即,在显示面板10中,通过在基板100x上层叠的像素电极层119和在绝缘层122上开设的开口122z,能够采用将发光区域100a和非发光区域100b配置在列方向上的子像素100se配置成行列状的结构。
另外,将开口122z1、z2、z3沿行方向切开的开口的截面是向上表面侧扩宽的规定的梯形形状。由此,能够将来自发光层123的光高效地向上方射出。
并且,采用沿行方向截断的开口122z1、z2、z3各自的截面的轮廓在列方向上相同的结构。通过该结构,能够抑制在制造工序中涂布含有成为发光层123的有机化合物材料的墨水时对保液力造成影响的主要因素变动,实现墨水的保液力在像素内的发光区域100a内均匀化。由此,能够减小所形成的发光层123的膜厚变动,抑制像素内的亮度不均。
或者,也可以采用沿行方向截断的开口122z1、z2、z3的截面轮廓沿列方向连续变化的结构。通过该结构,抑制对保液力造成影响的主要因素急剧变动,防止墨水的保液力在像素内的发光区域内急剧变动。其结果,能够防止发光层123的急剧的膜厚变动而防止急剧的亮度不均。
(2)使连结槽部122v0从开口122z的终端部分离的效果
显示面板10设为了如下结构:槽部122v具有在基板100x的俯视观察中分别与多个开口122z1、z2、z3在列方向上连通的多个连接槽部122v1、v2、v3和与多个连接槽部122v1、v2、v3在行方向上相交的连结槽部122v0,多个连接槽部122v1、v2、v3在绝缘层122上表面处的行方向的长度与开口122z1、z2、z3在绝缘层122上表面处的行方向的长度相同或实质上相同,多个连接槽部122v1、v2、v3的列方向的长度为1μm以上8μm以下。通过该结构,连接槽部122v1、v2、v3的截面轮廓不会对开口122z的终端部的墨水的保液力带来影响,并且能够使对墨水的保液力带来影响的连结槽部122v0与开口122z1、z2、z3的终端部分开一定距离。因此,能够实现在开口122z的终端部墨水的保液力更进一步均匀化。能够减小发光层123的膜厚变动,更进一步抑制像素内的亮度不均。
6.2子像素100se内的开口122z间的亮度变动的抑制
显示面板10采用在非发光区域100b内配置有与连接槽部122v1、v2、v3连通的沿着行方向延伸的有底的连结槽部122v0的结构。根据该结构,通过连结槽部122v0来提高含有发光层123材料的墨水在连接槽部122v1、v2、v3之间的流动性,降低子像素内的墨水涂布量的不均匀性。由此,能够减小发光层123的膜厚变动而抑制像素内的亮度不均。
6.3子像素100se间的亮度变动的抑制
在显示面板10中,各个连接槽部122v1、v2、v3与分别存在于在列方向上相邻的两个子像素内的开口122z1、z2、z3连通。通过该结构,连接槽部122v1、v2、v3提高含有发光层123材料的墨水向列方向的流动性,抑制墨水涂布量在子像素间变动。由此,能够减小发光层123的膜厚变动而抑制子像素间的亮度不均。
6.4开口率的提高
本实施方式所涉及的显示面板10能够增加子像素内的开口率。
图29和图30的(a)所示的、在构思阶段发明人所想到的反射器结构中,在子像素内的一个发光部内开设有两条与开口922z连通的沿着行方向延伸的狭缝状的开口922z0。这是因为,为了使发光部内的发光层923的膜厚均匀化,必须在列方向的端部附近分别设置开口922z0。
与此相对,显示面板10采用了如下结构:如图23的(b)所示,在绝缘层122上,在一个发光区域100a内开设有在像素电极层119上沿着列方向延伸而在行方向上排列的狭缝状的多个开口122z而形成反射器结构,在一个非发光区域100b内具有分别与开口122z在列方向上连通的连接槽部122v和与多个连接槽部122v在行方向上相交的一条连结槽部122v0。这样,通过将在一子像素内存在两条的开口922z0置换为在一子像素内各存在一条的连结槽部122v0,在显示面板10中,与图29以及图30的(a)所示的反射器结构相比,能够减少相当于一个开口922z0的面积的非发光区域100b的面积而增加子像素内的开口率。由此,在子像素中,能够降低同一亮度下的电流密度而延长发光寿命。或者,在电流密度因发光寿命等存在上限的情况下,能够提高最大亮度。
如以上说明过的,显示面板10在具有涂布型的功能层的显示面板中,能够实现由功能层的膜厚均匀化带来的高效率化和长寿命化。
变形例
在实施方式中,说明了显示面板10,但本发明除了其本质的特征构成要素以外,不受以上的实施方式的任何限定。以下,作为那样的方式的一例,说明显示面板10的变形例。
(1)在连接槽部122v1、2、3的开口122z附近提高了保液力的结构
也可以设为如下结构:沿行方向截断的连接槽部122v1、v2、v3的截面轮廓相对于沿行方向截断的开口122z1、z2、z3的截面轮廓而言至少为以下任意一方:(a)绝缘层122上表面处的所述截面的行方向的长度小;(b)截面的行方向的长度在厚度方向上的变化率小。通过该结构,能够使具有增强墨水的保液力的特性的连接槽部122v1、v2、v3接近开口122z1、z2、z3的终端部,所以能够防止墨水的保液力在开口122z的终端部减少。能够抑制起因于发光层123的膜厚减少的像素内的亮度不均。
此时,通过使用开口122z1、z2、z3的掩模图案和开口宽度相同的半色调掩模,能够容易地减少连接槽部122v1、v2、v3在绝缘层122上表面处的槽截面的行方向的长度。
(2)开口部及槽部的个数不同的结构
实施方式所涉及的显示面板10设为了如下结构:在绝缘层122上,开设有在像素电极层119上沿着列方向延伸并在行方向上排列的狭缝状的三个开口122z1、z2、z3,配置有分别与开口122z1、z2、z3连通的、绝缘层上表面开口的有底的连接槽部122v1、v2、v3,配置有与连接槽部122v1、v2、v3连通的沿着行方向延伸的有底的连结槽部122v0。
但是,也可以设为开口部及槽部的个数不同的结构。具体而言,也可以设为如下结构:例如,如图24的(a)所示,具备两个开口122z1、z2、与它们连接的连接槽部122v1、v2以及连结槽部122v0,连结槽部122v0与开口122z在列方向上间隔δ。在非发光区域100b内分别具备一条连结槽部122v0的结构中,与后述的图24的(b)、(c)所示的在非发光区域100b内分别具备两条连结槽部122v0的结构相比,能够减少相当于一条连结槽部122v0的量的非发光区域100b的面积而增加子像素内的开口率。由此,正如上所述,在子像素中,能够降低同一亮度下的电流密度而延长发光寿命。或者,在电流密度因发光寿命等存在上限的情况下,能够提高最大亮度。
(3)槽部在列方向上集中或分支的结构
也可以设为在非发光区域100b内槽部在列方向上集中或分支的结构。具体而言,也可以设为如下结构:例如,如图24的(b)、(c)所示,还具备在非发光区域100b内沿列方向分割的连接槽部122v、分别与分割后的连接槽部122v连通的两条连结槽部122v0以及在列方向上连通两条连结槽部122v0的连接槽部122v9,连结槽部122v0与开口122z在列方向上间隔δ。
(4)槽部交叉的结构
也可以设为在非发光区域100b内槽部交叉的结构。具体而言,也可以设为如下结构:例如,如图25的(a)所示,在非发光区域100b内,连接槽部122v9与两条连结槽部122v0交叉,或者,如图25的(b)所示,在非发光区域100b内,具有连结槽部122v0和连接槽部122v9双方的功能的三条槽部(倾斜两条、竖直一条)交叉,且连结槽部122v0与开口122z在列方向上间隔δ。
(5)槽部扩宽或缩小宽度的结构
如图26的(a)、(b)所示,也可以设为在非发光区域100b内连接槽部122v分别扩宽或缩小宽度并且扩宽或缩小宽度后的位置与开口122z在列方向上间隔δ的结构。并且,也可以设为还具备与多个连接槽部122v连通的连结槽部122v0。
(6)槽部的截面轮廓变化的结构
也可以设为如下结构:如图27的(a)所示,具备在非发光区域100b内沿列方向分割的连接槽部122v1、v2和分别与连接槽部122v1、v2连通并与连接槽部122v1、v2的截面轮廓不同的连接槽部122v9,连接槽部122v9和开口122z在列方向上间隔δ。并且,如图27的(b)所示,也可以设为还具备在行方向上连通多个连接槽部122v的连结槽部122v0的结构。
以上,即使在变形例(1)~(5)所涉及的结构中,由于在槽部中对墨水的保液力造成影响的截面轮廓变化部分位于非发光区域100b内,并且该部分与开口122z的终端部分开了一定距离,所以与实施方式同样也能够实现墨水的保液力在开口122z的终端部均匀化。能够减小发光层123的膜厚变动而抑制像素内的亮度不均。
(7)使槽部的截面轮廓变化部分与开口122z的终端部接近的结构
如图27的(a)所示,也可以设为不使处于非发光区域100b内的槽部的截面轮廓发生变化的部分(以下,记为“截面轮廓变化部分”)与开口122z的终端部分开一定距离而使它们接近的结构。图28的(a)是在图24的(b)中使截面轮廓变化部分和开口122z的终端部接近的结构,图28的(b)是在图23的(b)使截面轮廓变化部分和开口122z的终端部接近的结构,图28的(c)是在图25的(a)中使截面轮廓变化部分和开口122z的终端部接近的结构,图28的(d)是在图25的(b)中使截面轮廓变化部分和开口122z的终端部接近的结构,图28的(e)是在图26的(a)中使截面轮廓变化部分和开口122z的终端部接近的结构,图28的(f)是在图26的(b)中使截面轮廓变化部分和开口122z的终端部接近的结构,图28的(g)是在图27的(a)中使截面轮廓变化部分和开口122z的终端部接近的结构,图28的(h)是在图27的(b)中使截面轮廓变化部分和开口122z的终端部接近的结构。在该结构中,由于非发光区域100b中的槽部122v的截面轮廓变化部分也不在开口122z内而位于非发光区域100b内,所以也能够在一定程度上抑制墨水的保液力在开口122z的终端部上变动。在使截面轮廓变化部分与开口122z终端部接近的情况下,例如,如图28的(f)所示,更优选设为例如使槽部122v的槽宽比开口122z终端部窄的结构等、在开口122z终端部进行墨水的保液力提高的方向的轮廓变化的槽部。能够实现在开口122z终端部均匀化,同时能够减少非发光区域100b的列方向长度,能够有助于高分辨率。
(8)在开口122z的终端附近使电极间距离增加的结构
也可以设为在与连接槽部122v1、2、3连通的开口122z的终端附近使像素电极119与对置电极125分开规定距离的结构。通过在层间绝缘层118设置凹入部并沿着凹入部而形成像素电极119,能够使像素电极119与对置电极125分开规定距离。即,也可以设为槽部122v1、2、3连通的开口122z的终端部附近的像素电极119的一部分与除该一部分以外的像素电极119相比与对置电极125分开了规定距离的结构。
通过该结构,在层间绝缘层118的凹入部上方电场变弱,所以在发光层123中不产生有机电场发光,能够将层间绝缘层118的凹入部上方包括在非发光区域100b中。在该结构中,由于非发光区域100b的扩大,槽部122v的截面轮廓变化部分与发光区域100a进一步分离,所以也能够实现墨水的保液力在构成发光区域100a的开口122z内的均匀化。
(其它变形例)
在实施方式中,说明了显示面板10,但例如对各实施方式施加本领域技术人员想到的各种变形而得到的方式、通过在不脱离本发明的主旨的范围内任意组合各实施方式中的构成要素以及功能而实现的方式也包含在本发明中。以下,作为那样的方式的一例,说明面板10的变形例。
(1)在显示面板10中,发光层123设为在行围堰上沿列方向连续地延伸的结构。但是,在上述结构中,发光层123也可以构成为在行围堰上按每个像素断续。通过该结构,也能够提高光提取效率。
(2)在显示面板10中,设为配置于行方向上相邻的列围堰522Y间的间隙522z中的子像素100se的发光层123发出的光的颜色互不相同的结构,配置于列方向上相邻的绝缘层122X之间的子像素100se的发光层123发出的光的颜色相同。但是,在上述结构中,也可以构成为:在行方向上相邻的子像素100se的发光层123发出的光的颜色相同,在列方向上相邻的子像素100se的发光层123发出的光的颜色互不相同。另外,也可以设为在行列方向两者相邻的子像素100se的发光层123发出的光的颜色互不相同的结构。通过该结构,也能够提高光提取效率。
(3)其它
在实施方式所涉及的显示面板10中,在子像素100se中存在红色像素、绿色像素、蓝色像素这三种,但本发明不局限于此。例如,发光层既可以是一种,发光层也可以是发光为红、绿、蓝、黄色的四种。
另外,在上述实施方式中,像素100e是排列成矩阵状的结构,但本发明不限于此。例如,对于在将像素区域的间隔设为1间距时在相邻的间隙彼此之间像素区域在列方向上错开半个间距的结构也具有效果。在具有高分辨率的显示面板中,在视觉辨认上难以辨别列方向的一些偏移,因此即使在具有一定宽度的直线上(或者交错状)排列不均膜厚,视觉辨认上也成为带状。因此,在这种情况下,通过抑制亮度不均排成上述交错状,也能够提高显示面板的显示品质。
另外,在显示面板10中,在所有的间隙522z中都配置有像素电极层119,但本发明不局限于该结构。例如,为了形成汇流条等,也可以存在未形成像素电极层119的间隙522z。
另外,显示面板10设为了在作为各色子像素100se的间隙522z的上方形成有滤色片层128的结构。但是,在例示的显示面板10中,也可以设为在间隙522z的上方不设置滤色片层128的结构。
另外,上述实施方式是在像素电极层119与对置电极层125之间存在空穴注入层120、空穴输送层121、发光层123以及电子输送层124的结构,但本发明不局限于此。例如,也可以设为不使用空穴注入层120、空穴输送层121及电子输送层124而在像素电极层119与对置电极层125之间仅存在发光层123的结构。另外,也可以是例如具备空穴注入层、空穴输送层、电子输送层、电子注入层等的构成、或同时具备这些的多个或全部的结构。另外,这些层不需要全部由有机化合物构成,也可以由无机物等构成。另外,空穴注入层120、空穴输送层121、电子输送层124的形成方法也可以是真空蒸镀法、电子束蒸镀法、溅射法、反应性溅射法、离子镀法、气相生长法等干式成膜工艺。并且,在通过干式成膜工艺形成空穴注入层120、空穴输送层121的情况下,也可以依次层叠像素电极层119、空穴注入层120、空穴输送层121、绝缘层122、发光层123。
另外,在上述实施方式中,作为发光层123的形成方法,虽然是采用了印刷法、旋涂法、喷墨法等湿式成膜工艺的结构,但本发明不局限于此。例如,也可以使用真空蒸镀法、电子束蒸镀法、溅射法、反应性溅射法、离子镀法、气相生长法等干式成膜工艺。并且,各构成部位的材料可以适当采用公知的材料。
在上述实施方式中,采用了在EL元件部的下部配置有作为阳极的像素电极层119并将像素电极层119连接于TFT的源极110的结构,但也可以采用在EL元件部的下部配置有对置电极层、在上部配置有阳极的结构。在该情况下,就要对TFT中的漏极连接配置在下部的阴极。
另外,在上述实施方式中,采用了对一个子像素100se设置两个晶体管Tr1、Tr2而成的结构,但本发明并非受限定于此。例如,既可以是对一个子像素具备一个晶体管的结构,也可以是具备三个以上的晶体管的结构
并且,在上述实施方式中,将顶部发光型的EL显示面板作为一例,但本发明并非受限定于此。例如,也可以应用于底部发光型的显示面板等。在该情况下,能够对各结构进行适当的变更。
另外,在上述实施方式中,显示面板10是有源矩阵型的结构,但本发明不限于此,例如也可以是无源矩阵型的结构。具体而言,只要以夹着发光层123的方式分别并列设置多个与列方向平行的线状的电极和与行方向平行的线状的电极即可。在该情况下,能够对各结构进行适当的变更。需要说明的是,在上述实施方式中,基板100x是具有TFT层的结构,但正如从上述无源矩阵型的例子等可知的,基板100x不限于具有TFT层的结构。
补充
以上说明的实施方式均表示本发明的优选的一个具体例。在实施方式中所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接方式、工序、工序的顺序等是一例,并非旨在限定本发明。另外,关于实施方式中的构成要素中的、表示本发明的最上位概念的独立权利要求中没有记载的工序,作为构成更优选的方式的任意的构成要素进行说明。
另外,执行上述工序的顺序是用于为具体说明本发明而例示的顺序,也可以是上述以外的顺序。另外,上述工序的一部分也可以与其它工序同时(并行)地执行。
另外,为了容易理解发明,在上述各实施方式中列举的各图的构成要素的比例尺有时与实际的比例尺不同。另外,本发明并不由上述各实施方式的描述所限定,在不脱离本发明的主旨的范围内能够适当变更。
另外,也可以组合各实施方式及其变形例的功能中的至少一部分。
并且,对本实施方式实施了本领域技术人员想到的范围内的变更的各种变形例也包含在本发明中。
工业适用性
本发明所涉及的有机EL显示面板及有机EL显示装置能够广泛利用于电视机、个人计算机、移动电话等装置、或其它具有显示面板的各种各样的电子设备。
附图标记说明
1有机EL显示装置 10有机EL显示面板 100有机EL元件 100e单位像素 100se子像素 100a发光区域 100b非发光区域 100x基板(TFT基板) 100p下部基板 101栅极 102栅绝缘层 104、105沟道层 106沟道保护层 107、110源极 108、109漏极 111源极下部电极 113接触插头 116钝化层 117连接电极层 118层间绝缘层 119像素电极层 119a1、a2、a3、a4外缘部 119b接触区域(接触窗) 119c连接凹部 120空穴注入层 121空穴输送层 122、122X、122Y绝缘层 122z间隙 122w横挡 123发光层 124电子输送层 125对置电极层 126密封层127接合层 128滤色片层 129遮光层 129X行遮光层 129Y列遮光层 130上部基板 131CF基板 522Y列围堰 522z间隙 622喷墨头 624喷出口 EL.EL元件部 Tr1驱动晶体管 Tr2开关晶体管 C电容。
Claims (15)
1.一种有机EL显示面板,以行列状配置多个像素,其特征在于,具备:
基板;
多个像素电极层,由光反射材料构成并以行列状配置在所述基板上;
绝缘层,以如下状态配置在所述基板及所述像素电极层上而形成,所述状态为在所述像素电极层上方开设多个沿着列方向延伸并在行方向上排列的狭缝状的开口,具备在所述基板的俯视观察中与所述开口的至少一个连通的、上方开口的有底槽部;
有机功能层,配置在所述多个像素电极层的各自的上方,在多个所述开口内包含产生有机电场发光的发光层;以及
透光性的对置电极层,配置在多个所述发光层上方,
其中,沿行方向截断的所述开口的截面轮廓在列方向上相同。
2.根据权利要求1所述的有机EL显示面板,其中,
所述槽部在所述基板的俯视观察中与多个所述开口连通。
3.根据权利要求2所述的有机EL显示面板,其中,
所述槽部具有:多个连接槽部,在所述基板的俯视观察中分别与多个所述开口在列方向上连通;以及连结槽部,与所述多个连接槽部在行方向上相交。
4.根据权利要求3所述的有机EL显示面板,其中,
所述连接槽部的绝缘层上表面上的行方向的长度与所述开口的绝缘层上表面上的行方向的长度相同或实质上相同。
5.根据权利要求4所述的有机EL显示面板,其中,
所述连接槽部的所述列方向的长度为1μm以上8μm以下。
6.根据权利要求2所述的有机EL显示面板,其中,
所述槽部具有在所述基板的俯视观察中与多个所述开口连通的连结槽部。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的有机EL显示面板,其中,
在所述像素中,多个所述开口存在的区域是发光区域,所述槽部存在的区域是非发光区域,
所述发光区域、所述非发光区域在列方向上交替地配置。
8.根据权利要求7所述的有机EL显示面板,其中,
所述槽部与分别存在于在列方向上相邻的两个发光区域的开口连通。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的有机EL显示面板,其中,
所述开口内存在的所述有机功能层与所述像素电极接触,所述槽部内存在的有机功能层与所述像素电极分离。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的有机EL显示面板,其中,
基于所述绝缘层上表面的所述截面的行方向的长度以及所述截面的厚度方向的长度规定所述开口的截面的轮廓。
11.根据权利要求10所述的有机EL显示面板,其中,
还基于所述截面的行方向的长度在厚度方向上的变化率规定所述开口的截面的轮廓。
12.根据权利要求3或5所述的有机EL显示面板,其中,
沿行方向截断的所述连接槽部的截面轮廓相对于沿行方向截断的所述开口的截面轮廓至少为以下任意一方:(a)所述绝缘层上表面的所述截面的行方向的长度小;(b)所述截面的行方向的长度在厚度方向上的变化率小。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的有机EL显示面板,其中,
在所述对置电极上方还配置有将背面凸入到所述开口的连接层,
沿行方向截断的所述开口的截面轮廓为向上方扩宽的梯形形状,
在将所述连接层的折射率设为n1、将所述绝缘层的折射率设为n2时,满足如下关系:
1.1≤n1≤1.8以及
|n1-n2|≥0.20。
14.根据权利要求13所述的有机EL显示面板,其中,
所述开口的深度D、所述绝缘层上表面侧的开口宽度Wh、所述绝缘层下表面侧的开口宽度Wl满足如下关系:
0.5≤W1/Wh≤0.8以及
0.5≤D/Wl≤2.0。
15.一种有机EL显示面板的制造方法,所述有机EL显示面板将多个像素配置成行列状,其特征在于,
准备基板,
在所述基板上由光反射材料形成以行列状配置的多个像素电极层,
在所述基板及所述像素电极层上形成绝缘层,
通过隔着掩模对感光性树脂曝光并显影而形成在所述绝缘层中的多个狭缝状的开口,通过隔着半色调掩模对感光性树脂曝光并显影而形成有底槽部,所述多个狭缝状的开口在所述像素电极层上方沿着列方向延伸并在行方向上排列,所述有底槽部在所述基板的俯视观察中与所述开口的至少一个连通,
通过在所述多个像素电极层各自的上方涂布含有发光层材料的墨水并进行干燥,形成至少在多个所述开口内包含所述发光层的有机功能层,
在多个所述发光层上方形成透光性的对置电极层,
在所述开口的形成中,沿行方向截断的所述开口的截面的轮廓在列方向上相同。
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