CN111630939A - 有机el显示装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
有机EL显示装置(100)具有多个像素、分别配置在各像素中的有机EL元件(3)、具有规定各像素中的堤层的元件基板及覆盖多个像素的薄膜密封结构(10),薄膜密封结构具有第一无机势垒层(12)及与第一无机势垒层的上表面或下表面接触的有机势垒层(14),多个像素包含红色像素、绿色像素及蓝色像素,且具有选择性地设置在蓝色像素上的薄膜密封结构的第二无机势垒层(16)上的呈蓝色的聚丁二炔层,聚丁二炔层为10,12‑二十五碳二炔酸的聚合物。
Description
技术领域
发明涉及一种有机EL显示装置及其制造方法。
背景技术
有机EL(Electro Luminescence,电致发光)显示装置已开始实用化。有机EL显示装置的特征之一为,可以获得柔性显示装置。有机EL显示装置中,针对每个像素具有:至少一个有机EL元件(Organic Light Emitting Diode:OLED,有机发光二极管)和控制向每个OLED供给的电流的至少一个TFT(Thin Film Transistor,薄膜晶体管)。以下,将有机EL显示装置称为OLED显示装置。如上所述针对每个OLED,具有TFT等开关元件的OLED显示装置被称为有源矩阵型OLED显示装置。另外,形成TFT和OLED的基板被称为元件基板。
OLED(特别是有机发光层和阴极电极材料)受到水分的影响容易劣化,且容易产生显示不均。作为保护OLED免受水分并且提供不损害柔软性的密封结构的技术,开发了薄膜密封(Thin Film Encapsulation,TFE)技术。薄膜密封技术是通过交替地层叠无机势垒层和有机势垒层来获得足够的水蒸气势垒性的薄膜。从OLED显示装置的耐湿可靠性的观点来看,作为薄膜密封结构的WVTR(Water Vapor Transmission Rate:WVTR,水蒸气透过率),通常要求为1×10-4g/m2/day以下。
目前市面上出售的OLED显示装置所使用的薄膜密封结构具有厚度约5μm至约20μm的有机势垒层(高分子势垒层)。这样相对较厚的有机势垒层也起到使元件基板的表面平坦化的作用。然而,如果有机势垒层厚,则OLED显示装置的弯曲性受到限制。
专利文献1中公开有如下薄膜密封结构:当从元件基板侧依次形成第一无机材料层、第一树脂材料和第二无机材料层时,第一树脂材料不均匀地分布在第一无机材料层的凸部(覆盖凸部的第一无机材料层)的周围。根据专利文献1,使第一树脂材料不均匀地分布在可能导致未被第一无机材料层充分覆盖的凸部周围,从而抑制水分、氧气从该部分侵入。另外,第一树脂材料作为第二无机材料层的基底层发挥功能,因此可以适当地成膜第二无机材料层,且可以适当地以期望的膜厚覆盖第一无机材料层的侧面。第一树脂材料通过如下步骤来形成。将加热汽化后的雾状有机材料供给到维持在室温以下的温度的元件基板上,并且有机材料在基板上冷凝而滴状化。滴状化的有机材料由于毛细现象或表面张力在基板上移动,并且不均匀地分布在第一无机材料层的凸部的侧面与基板表面之间的边界部。之后,通过使有机材料固化,在边界部形成第一树脂材料。专利文献2也公开了具有同样薄膜密封结构的OLED显示装置。
由于专利文献1或2中所述的具有由不均匀树脂构成的有机势垒层的薄膜密封结构不具有厚的有机势垒层,所以认为OLED显示装置的弯曲性得到改善。
另一方面,尝试提高OLED显示装置的色再现性。例如,在专利文献3中公开了能够抑制根据观察方向的颜色变化的光学膜以及使用了该光学膜的OLED显示装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2014/196137号
专利文献2:日本特开2016-39120号公报
专利文献3:日本特开2015-102811号公报
专利文献4:国际公开第2001/39554号
发明内容
本发明所要解决的技术问题
然而,在光学膜中存在不能针对每个像素优化彩色显示特性的问题。特别是,在具有微腔结构的OLED显示装置中,以针对每个像素的颜色获得最佳谐振的方式,调整有机EL层(例如,有机发光层)的厚度(例如,参见专利文献4)。此时,由于有机EL层的厚度根据各像素呈现的颜色来优化,所以蓝色像素的有机EL层的厚度最小。这样一来,蓝色像素的有机EL层的厚度的偏差相对地比绿色像素和红色像素大,其结果是蓝色的色纯度降低,OLED显示装置的色再现性降低。
再者,由于具有由上述的不均匀地分布的树脂来构成的有机势垒层的薄膜密封结构在表面上具有凹凸,所以也存在难以均匀地粘贴光学膜的问题。
本发明的目的在于提供一种提高蓝色像素的色纯度的有机EL显示装置及其制造方法。
用于解决问题的方案
根据本发明的某种实施方式的有机EL显示装置为一种具有多个像素的有机EL显示装置,其具有:基板;多个有机EL元件,其为由所述基板支承的多个有机EL元件,所述多个有机EL元件分别配置在所述多个像素中的每一个;元件基板,其具有规定所述多个像素中的每一个的堤层;以及薄膜密封结构,其覆盖所述多个像素,所述薄膜密封结构具有第一无机势垒层及与所述第一无机势垒层的上表面或下表面接触的有机势垒层,所述多个像素包含红色像素、绿色像素及蓝色像素,且具有选择性地设置在所述蓝色像素上的所述薄膜密封结构上的呈蓝色的聚丁二炔层,所述聚丁二炔层为10,12-二十五碳二炔酸的聚合物。
在某种实施方式中,所述薄膜密封结构所具有的所述有机势垒层具有多个实心部,所述多个实心部与所述第一无机势垒层的所述上表面接触且离散地分布,所述薄膜密封结构还包括第二无机势垒层,所述第二无机势垒层与所述第一无机势垒层的所述上表面及所述有机势垒层的所述多个实心部的上表面接触,所述聚丁二炔层形成在所述第二无机势垒层上。
在某种实施方式中,所述聚丁二炔层具有半导体性。
在某种实施方式中,所述聚丁二炔层的电阻率在1×10-1Ωcm以下。
在某种实施方式中,所述有机EL显示装置还具有设置在所述聚丁二炔层上的紫外线吸收层。
在某种实施方式中,所述第一无机势垒层由氮化硅形成。在某种实施方式中,所述第二无机势垒层由氮化硅形成。
在某种实施方式中,所述聚丁二炔层的厚度在0.5μm以上且2.0μm以下。
在某种实施方式中,所述聚丁二炔层的透射光谱中的蓝色光的峰值波长在460nm以上且470nm以下的范围内。
在某种实施方式中,所述聚丁二炔层的所述蓝色光的峰值波长的透射率在80%以上。
根据本发明的某种实施方式,有机EL显示装置的制造方法为上述任一项所述的有机EL显示装置的制造方法,所述聚丁二炔层的形成工序包含:形成所述薄膜密封结构后,通过掩模蒸镀法在所述薄膜密封结构上沉积10,12-二十五碳二炔酸的工序及对所述10,12-二十五碳二炔酸照射电子束或紫外线的工序。
在某种实施方式中,所述形成薄膜密封结构的工序包含形成氮化硅层的工序,在形成所述氮化硅层之后,通过掩模蒸镀法沉积所述10,12-二十五碳二炔酸,从而不使所述氮化硅层暴露于大气中。
在某种实施方式中,形成所述薄膜密封结构的工序包含:在腔室内准备形成了所述第一无机势垒层的所述元件基板的工序;向所述腔室内供给蒸汽或雾状光固化性树脂的工序;在所述第一无机势垒层上使所述光固化性树脂凝结且形成液膜的工序;通过对所述光固化性树脂的所述液膜照射光,形成光固化树脂层的工序;以及对所述光固化树脂层部分地进行灰化,从而形成所述有机势垒层的工序。
在某种实施方式中,形成所述有机势垒层的工序通过喷雾法、旋转涂覆法、缝隙涂布法、网板印刷或喷墨法进行。
发明效果
根据本发明的实施方式,提供了一种提高蓝色像素的色纯度的有机EL显示装置及其制造方法。
附图说明
图1的(a)是根据本发明的实施方式的OLED显示装置100的有源区域的示意性局部剖视图,(b)是形成于OLED3上的TFE结构10的局部剖视图。
图2是示意性示出根据本发明的第一实施方式的OLED显示装置100的结构的俯视图。
图3的(a)至(c)是OLED显示装置100的示意性剖视图,且(a)是沿着图2中的3A-3A’线的剖视图,(b)是沿着图2中的3B-3B’线的剖视图,(c)是沿着图2中的3C-3C’线的剖视图。
图4的(a)是包含图3的(a)中的粒子P的部分的放大图,(b)是示出粒子P、覆盖粒子P的第一无机势垒层(SiN层)与有机势垒层之间的尺寸关系的示意性俯视图,(c)是覆盖粒子P的第一无机势垒层的示意性剖视图。
图5是示出OLED显示装置100的堤层48的俯视图。
图6是示意性地示出OLED显示装置100所具有的像素和堤层48的剖视图,(a)是沿着图5中的6A-6A’线的蓝色像素的剖视图,(b)是沿着图5中的6B-6B’线的绿色像素的剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图说明根据本发明的实施方式的有机EL显示装置及其制造方法。此外,本发明的实施方式并不限于以下例示的实施方式。例如,根据本发明的实施方式的有机EL显示装置可以代替柔性基板而具有例如玻璃基板。
首先,参照图1的(a)和图1的(b)说明本发明的实施方式涉及的OLED显示装置100的基本构成。图1的(a)是本发明的实施方式涉及的OLED显示装置100的有源区域的示意性局部剖视图,图1的(b)是形成于OLED3上的TFE结构10的局部剖视图。
OLED显示装置100具有多个像素,并且每个像素具有至少一个有机EL元件(OLED)。此处,为了简单起见,对与一个OLED对应的结构进行说明。
如图1的(a)所示,OLED显示装置100具有:柔性基板(以下,有时简称为“基板”)1、包含形成在基板1上的TFT的电路(背板)2、形成在电路2上的OLED3、以及形成在OLED3上的TFE结构10。OLED3例如为顶部发射型。OLED3的最上部例如为上部电极或盖层(折射率调整层)。在TFE结构10上配置有可选的偏振板4。
基板1例如是厚度为15μm的聚酰亚胺膜。包含TFT的电路2的厚度例如为4μm,OLED3的厚度例如为1μm,TFE结构10的厚度例如为1.5μm以下。
图1的(b)是形成于OLED3上的TFE结构10的局部剖视图。TFE结构10具有:第一无机势垒层(例如SiN层)12、有机势垒层(例如丙烯酸树脂层)14、第二无机势垒层(例如SiN层)16。第一无机势垒层12形成在OLED3的正上方。有机势垒层14具有接触第一无机势垒层12的上表面且离散地分布的多个实心部。第二无机势垒层16接触第一无机势垒层12的上表面和有机势垒层14的多个实心部的上表面。有机势垒层14为透明(当厚度为1μm时,可见光的透射率为95%以上)。
例如,第一无机势垒层12和第二无机势垒层16是例如厚度为400nm的SiN层(例如,Si3N4层),并且第一无机势垒层12和第二无机势垒层16的厚度分别独立地设为200nm以上且1000nm以下。TFT结构10的厚度优选为400nm以上且不到2μm,更优选为400nm以上且不到1.5μm。有机势垒层14的厚度取决于第一无机势垒层12的表面的凸部、粒子的大小,但可以至多1μm左右即可。有机势垒层14的厚度通常在200nm以上且500nm以下。
TFE结构10以保护OLED显示装置100的有源区域(参照图2的有源区域R1)的方式形成,如上所述,至少在有源区域中,从靠近OLED3的一侧开始依次具有第一无机势垒层12、有机势垒层14和第二无机势垒层16。另外,有机势垒层14不是作为覆盖整个有源区域的膜而存在,而是具有开口。在有机势垒层14内除了开口部之外实际存在有机膜的部分被称为“实心部”。另外,“开口部”(也可称为“非实心部”)不需要被实心部包围,也可以包括切口等,在开口部中,第一无机势垒层12和第二无机势垒层16直接接触。有机势垒层14所具有的开口部至少包括形成为包围有源区域的开口部,有源区域被第一无机势垒层12和第二无机势垒层16直接接触的部分(以下称为“无机势垒层接合部”)完全包围。
以下,参照图2至图7说明根据本发明的实施方式的OLED显示装置的结构及其制造方法。
图2是示意性示出本发明的实施方式涉及的OLED显示装置100的俯视图。
OLED显示装置100具有:柔性基板1、形成在柔性基板1上的电路(背板)2、形成在电路2上的多个OLED3、以及形成在OLED3上的TFE结构10。排列有多个OLED3的层可以称为OLED层3。另外,电路2和OLED层3也可以共享一部分构成要素。TFE结构10上还可以配置可选的偏振板(参照图1中的附图标记4)。此外,例如,也可以在TFE结构10与偏振板之间配置负责触摸面板功能的层。即,OLED显示装置100可以被改变为带外嵌(on-cell)式触摸面板的显示装置。
电路2具有多个TFT(图未示)、和分别与多个TFT(图未示)中的任一个连接的多个栅极总线(图未示)和多个源极总线(图未示)。电路2可以是用于驱动多个OLED3的公知电路。多个OLED3连接到电路2所具有的多个TFT中的任一个。OLED3也可以是公知的OLED。
OLED显示装置100还具有:多个端子38,其被配置在有源区域(图2中的虚线所包围的区域)R1的外侧的周边区域R2,有源区域R1配置有多个OLED3的;以及多个引出布线30,其连接多个端子38和多个栅极总线或多个源极总线的任一个,其中,TFE结构10形成在多个OLED3上以及多个引出布线30的有源区域R1侧的部分上。即,TFE结构10覆盖整个有源区域R1,并且选择性地形成在多个引出布线30的有源区域R1侧的部分上,并且引出布线30的端子38侧和端子38未被TFE结构10覆盖。
以下,说明引出布线30和端子38使用相同导电层地一体形成的示例,但是也可以使用相互不同的导电层(包括层叠结构)形成。
接着,参照图3的(a)至(c)说明OLED显示装置100的TFE结构10。图3的(a)示出沿着图2中的3A-3A’线的剖视图,图3的(b)示出沿着图2中的3B-3B’线的剖视图,图3的(c)示出沿着图2中的3C-3C’线的剖视图。
如图3的(a)和(b)所示,TFE结构10具有:形成在OLED3上的第一无机势垒层12、有机势垒层14、与第一无机势垒层12和有机势垒层14相接的第二无机势垒层16。第一无机势垒层12和第二无机势垒层16例如为SiN层,通过使用掩模的等离子体CVD法,选择性地仅在规定区域上形成以覆盖有源区域R1。一般来说,由薄膜沉积法(例如CVD法、溅射法、真空蒸镀法)形成的层的表面反映了基底的阶梯差。有机势垒层(实心部)14仅在第一无机势垒层12的表面的凸部周边形成。
图3的(a)是沿着图2中的3A-3A’线的剖视图,且示出包含粒子P的部分。粒子P是在OLED显示装置的制造过程中产生的微细垃圾,例如玻璃的微细碎片、金属粒子、有机物粒子。若使用掩模蒸镀法,会特别容易产生粒子P。
如图3的(a)所示,有机势垒层(实心部)14包含在粒子P周边形成的部分14b。这是因为,在形成第一无机势垒层12之后所施加的丙烯单体在粒子P上的第一无机势垒层12a的表面(锥形角超过90°)的周边被冷凝且不均匀地分布。第一无机势垒层12的平坦部分变为有机势垒层14的开口部(非实心部分)。
此处,参照图4的(a)至(c)说明包含粒子P的部分的结构。图4的(a)是包含图3的(a)中的粒子P的部分的放大图,图4的(b)是示出粒子P、覆盖粒子P的第一无机势垒层(SiN层)与有机势垒层14之间的尺寸关系的示意性俯视图,图4的(c)是覆盖粒子P的第一无机势垒层12的示意性剖视图。
如图4的(c)所示,如果存在粒子(例如直径约为1μm以上)P,则在第一无机势垒层12上有时会形成缺陷(裂纹)12c。这被认为是为了使从粒子P的表面生长的SiN层12a与从OLED3的表面的平坦部分生长的SiN层12b发生撞击(碰撞)而产生的。当存在这样的缺陷12c时,TFE结构10的势垒性降低。
在OLED显示装置100的TFE结构10中,如图4的(a)所示,有机势垒层14被形成为填充第一无机势垒层12的缺陷12c,并且有机势垒层14的表面连续且平滑地连接粒子P上的第一无机势垒层12a的表面和OLED3的平坦部上的第一无机势垒层12b的表面。如后所述,有机势垒层14是通过固化液状的光固化性树脂而形成的,因此通过表面张力形成凹状的表面。此时,光固化性树脂对于第一无机势垒层12表现出良好的润湿性。如果光固化性树脂相对于第一无机势垒层12的润湿性差,则相反地可能变成凸状。此外,在粒子P上的第一无机势垒层12a的表面上也可以薄地形成有机势垒层14。
由于具有凹状表面的有机势垒层(实心部)14连续地平滑地连接粒子P上的第一无机势垒层12a的表面和平坦部上的第一无机势垒层12b的表面,因此可以在其上由没有缺陷的致密的膜形成第二无机势垒层16。因此,即使存在粒子P,也可以通过有机势垒层14保持TFE结构10的势垒性。
如图4的(b)所示,有机势垒层(实心部)14在粒子P的周围形成为环状。相对于从法线方向看时的直径(面积等效圆直径)例如为1μm左右的粒子P,例如环状的实心部的直径(面积等效圆直径)Do为2μm以上。
此处,对于有机势垒层14仅形成于在粒子P上形成的第一无机势垒层12的不连续部分中的示例,说明了在OLED3上形成第一无机势垒层12之前存在粒子P的示例,但粒子P有时也存在于第一无机势垒层12上。在这种情况下,有机势垒层14仅形成在存在于第一无机势垒层12上的粒子P与第一无机势垒层12之间的边界的不连续部分中,并且可以与上述同样地保持TFE结构10的势垒性。有机势垒层14有时薄地形成在粒子P上的第一无机势垒层12a的表面或粒子P的表面上。在本说明书中,为了包括所有这些方面,表述为有机势垒层14存在于粒子P的周围。
不限于图3的(a)所示的示例,有机势垒层(实心部)14以与上述同样的理由,仅在第一无机势垒层12的表面的凸部周边形成。以下示出形成有机势垒层(实心部)14的位置的另一示例。
接着,参照图3的(b)说明引出布线30上的TFE结构10的结构。图3的(b)是沿图2中的3B-3B′线的剖面图,且是引出布线30的有源区域R1侧的部分32的剖面图。
如图3的(b)所示,有机势垒层(实心部)14包括在反映了引出布线30的部分32的剖面形状的第一无机势垒层12的表面的凸部周边形成的部分14c。
引出布线30例如以与栅极总线或源极总线相同的过程进行图案化,因此,此处形成在有源区域R1内的栅极总线和源极总线也具有与图3的(b)所示的引出布线30的有源区域R1侧的部分32相同的剖面结构。然而,典型地,在有源区域R1内形成的栅极总线和源极总线上形成有平坦化层,并且在栅极总线和源极总线上的第一无机势垒层12的表面上不形成阶梯差。
引出布线30的部分32例如也可以具有侧面的锥形角不到90°的正锥形侧面部分(倾斜侧面部分)。若引出布线30具有正锥形侧面部分,则可以防止在其上形成的第一无机势垒层12和第二无机势垒层16上形成缺陷。即,能够提高TFE结构10的耐湿可靠性。正锥形侧面部分的锥形角优选为70°以下。
OLED显示装置100的有源区域R1中,除了选择性地形成有机势垒层14的部分之外,实质上被第一无机势垒层12和第二无机势垒层16所直接接触的无机势垒层接合部覆盖。因此,有机势垒层14成为水分的侵入路径,且水分不会到达OLED显示装置的有源区域R1。
例如,根据本发明的实施方式的OLED显示装置100适用于高清晰度的中小型智能电话和平板终端。在高清晰度(例如500ppi)的中小型(例如5.7型)的OLED显示装置中,为了以有限的线宽形成足够低电阻的布线(包括栅极总线和源极总线),与有源区域R1内的布线的线宽方向平行的剖面的形状优选接近矩形(侧面的锥形角约90°)。因此,为了形成低电阻的布线,可以使正锥形侧面部分TSF的锥形角超过70°且不到90°,也可以不设置正锥形侧面部分TSF且在布线的整个长度上使锥形角约为90°。
接着,参照图3的(c)进行说明。图3的(c)是未形成TFE结构10的区域的剖面图。此处,端子38也具有与图3C所示的引出布线30的部分36相同的剖面结构。图3的(c)所示的引出布线30的部分36的锥形角例如可以约为90°。
接着,参照图5和图6说明形成在堤结构BS周围的有机势垒层14。有机势垒层(实心部)14也形成在构成堤结构BS的第一无机势垒层12的表面的凸部的周围。
图5是示意性地表示OLED显示装置100所具有的多个像素和堤层48的俯视图。OLED显示装置100具有红色像素R、绿色像素G和蓝色像素B。这里,示出了三原色像素以条纹状排列的例子,但像素的排列不限于此。图6的(a)示出了沿着图5中的6A-6A′线的蓝色像素的剖面图,图6的(b)示出了沿着图5中的6B-6B′线的绿色像素的剖面图。
如图6的(a)所示,OLED显示装置100还包括用于规定多个像素中的每一个的堤结构BS。堤结构BS具有包围多个像素的各个周围的斜面。有机势垒层14的多个实心部包括从第一无机势垒层12的斜面S12上的部分到像素内的周边的像素周边实心部14a。
如图6的(a)所示,堤结构BS包括由绝缘材料形成的堤层(有时也被称为“PDL”(pixel defining layer))48。堤层48形成在OLED3的下部电极42和有机层44之间。如图6的(a)所示,OLED3包括下部电极42、形成在下部电极42上的有机层44和形成在有机层44上的上部电极46。这里,下部电极42和上部电极46分别构成OLED3的阳极和阴极。上部电极46是在有源区域的整体像素上形成的公共电极。另一方面,下部电极(像素电极)42为针对每个像素形成。如果在下部电极42和有机层44之间存在堤层48,则不从下部电极42向有机层44注入空穴。因此,由于存在堤层48的区域不作为像素Pix起作用,所以堤层48规定像素Pix的边框。
如图5所示,各像素Pix由堤层48的开口部规定。堤层48例如形成为格子状。堤层48的开口部的侧面具有斜面,所述斜面具有正锥形侧面部分TSF。堤层48的斜面包围各像素的周围。堤层48例如使用感光性树脂(例如聚酰亚胺或丙烯酸树脂)形成。堤层48的厚度例如为1μm~2μm。堤层48的斜面的倾斜角θb为60°以下。如果堤层48的斜面的倾斜角θb超过60°,则在位于堤层48上方的层可能产生缺陷。位于堤层48上的层(例如,包括有机层44、上部电极46、第一无机势垒层12和第二无机势垒层16)也可以构成堤结构BS。构成堤结构BS的层可以分别具有包围多个像素的每一个的周围的斜面。如果在堤层48上形成的层的厚度都小于堤层48的厚度,则认为堤结构BS的斜面的倾斜角几乎与堤层48的斜面的倾斜角θb相同。第一无机势垒层12具有构成堤结构BS并包围多个像素的每一个的周围的斜面S12。有机势垒层(实心部)14包括从第一无机势垒层12的斜面S12上的部分到像素内的周边的像素周边实心部14a。
当形成像素周边实心部14a时,如PCT/JP2017/0446472所记载,可以获得具有比以往更高的正面亮度和指向性的OLED显示装置。为了参考,本文将PCT/JP2017/0446472的全部公开内容援引于此。
在像素内的中央部分,有机势垒层14仅形成在由粒子P形成的第一无机势垒层12的不连续部分中。也就是说,在像素的中央部分不存在粒子P的部分中不存在有机势垒层14。不存在粒子P的OLED显示装置在像素内的中央部不具有有机势垒层。其中,粒子P的大小(球体等效直径)通常在0.3μm以上且5μm以下。在G4.5(730mm×920mm)的基板上,例如可以存在数十个到100个左右的粒子,对于一个OLED显示装置(有源区域),存在几个左右的粒子。当然,也有不存在粒子P的OLED显示装置。有机势垒层14例如由通过固化光固化性树脂而形成的光固化树脂形成,实际存在光固化树脂的部分称为“实心部”。如上所述,有机势垒层14(实心部)仅选择性地形成在第一无机势垒层12的表面的凸部的周围。
当在像素的中央部存在粒子P时,在由粒子P形成的不连续部分中形成有机势垒层14。如参照图4的(b)所说明的,有机势垒层(实心部)14在粒子P的周围形成为环状。相对于从法线方向看时的直径(面积等效圆直径)例如为1μm左右的粒子P,例如环状的实心部的直径(面积等效圆直径)Do为2μm以上。例如,在5.7型的2560×1440像素的显示装置(约500ppi)的情况下,像素间距为49μm。与像素间距相比,粒子P以及粒子P周围形成的有机势垒层(实心部)14的尺寸足够小,因此在粒子P周围形成的有机势垒层(实心部)14的透射率的变化对显示的影响较小。
例如,可以通过专利文献1或2中描述的方法来形成有机势垒层14。例如,在腔室内,将蒸汽或雾状有机材料(例如丙烯酸单体)供给到维持在室温以下的温度的元件基板上,在元件基板上冷凝,由于液状有机材料的毛细现象或表面张力,不均匀地分布在第一无机势垒层12的凸部的侧面与平坦部的边界部。之后,对有机材料例如照射紫外线,从而在凸部周边的边界部形成有机势垒层(例如丙烯酸树脂层)14的实心部。通过该方法形成的有机势垒层14在平坦部实际上不存在实心部。关于有机势垒层的形成方法,为了参考将专利文献1和2中的公开内容援引至本说明书。此时,控制光固化性树脂的粘度、相对于斜面的润湿性等,使得在堤层的斜面形成液膜。斜面的表面可以改性。也可以通过调整最初成膜的树脂层的厚度(例如不到100nm)和/或调整灰化条件(包括时间)来形成有机势垒层14。
这里,已经说明了在第一无机势垒层12下存在粒子的情况,但是与在第一无机势垒层12上存在粒子的情况中同样地,可以形成具有多个实心部的有机势垒层14,多个实心部仅离散地分布在由粒子形成的不连续部分上。
使TFT结构10的耐湿可靠性降低的粒子P的大小(球体等效直径)大约在0.3μm以上且5μm以下。对于一个OLED显示装置(有源区域),有存在几个左右的这样的粒子的OLED显示装置,也有不存在这样的粒子的OLED显示装置。因此,如本申请人在PCT/JP2017/042913号中所记载的,可以使用喷墨法形成具有实心部的有机势垒层,实心部仅离散地分布在由粒子形成的不连续部分上。另外,大小超过5μm的粒子通过清洗等去除。
也就是说,形成覆盖元件基板所具有的多个有机EL元件的薄膜密封结构的工序包括:形成第一无机势垒层的工序;在该工序之后检测第一无机势垒层的下面或上面的粒子,且获取每个粒子的位置信息的工序;基于获取的位置信息,通过喷墨法将包含光固化性树脂的涂液的微滴赋予每个粒子的工序;在该工序之后,通过对光固化性树脂照射紫外线,使光固化性树脂固化,形成有机势垒层的工序;以及在该工序之后,在第一无机势垒层和有机势垒层上形成第二无机势垒层的工序。也可以部分地灰化通过使光固化性树脂固化而形成的光固化树脂层。
微滴的一个体积可以优选地使用1fL级(1fL以上且不到10fL)或不到1fL的喷墨头。1fL相当于直径为约1.2μm的球的体积,0.1fL相当于直径为约0.6μm的球的体积。例如,可以优选地使用株式会社SIJ技术制的能够喷射0.1fL的微滴的喷墨装置(超级喷墨机(注册商标))。为了参考,将PCT/JP2017/042913的全部公开内容援引至本说明书。
例如,有机势垒层14可以使用喷雾法、旋转涂覆法、缝隙涂布法、网板印刷或喷墨法形成。还可以包括灰化工序。有机势垒层可以使用感光性树脂形成,并进行掩模曝光。通过掩模曝光,可以形成像素周围的实心部,同时可以形成第一无机势垒层和第二无机势垒层直接接触的无机势垒层接合部。
另外,不仅可以是具有上述离散地分布的实心部的有机势垒层的TFE结构,也可以是具有作为相对厚的(例如厚度约5μm至约20μm)平坦化层发挥功能的有机势垒层的TFE结构。通常,通过喷墨法在整个有源区域上形成相对厚的有机势垒层。例如,形成包围整个有源区域的坝(壁),在由坝(壁)划定的区域内,通过喷墨法赋予形成有机势垒层的有机材料。在整个有源区域中形成的有机势垒层被无机势垒层接合部包围。例如,在坝(壁)的侧面和/或顶面上形成无机势垒层接合部。此外,当形成相对厚的有机势垒层时,可以省略第一无机势垒层。
另外,作为第一无机势垒层和第二无机势垒层,可以优选地使用具有良好势垒性的氮化硅(Si3N4)层。尤其是,优选折射率在1.80以上且1.90以下的氮化硅层。除此之外,还可以使用SiO2层、SiON层、SiNO层、Al2O3层等。
如图6的(a)所示,本发明实施方式涉及的OLED显示装置100还包括在蓝色像素上的TFE10的第二无机势垒层16上选择性地设置的呈蓝色的聚丁二炔层52。呈蓝色的聚丁二炔层52将从蓝色像素的有机发光层发射的蓝色光的光谱宽度缩小,并且以高透射率透射。即,呈蓝色的聚丁二炔层52提高蓝色的色纯度。例如,聚丁二炔层52的透射光谱中的蓝色光的峰值波长(透射率最大的波长)在460nm以上且470nm以下的范围内,并且峰值波长的透射率在约80%以上。通过设置呈蓝色的聚丁二炔层52,能够抑制由于蓝色像素的有机发光层的厚度偏差而导致的蓝色的色纯度的降低。另一方面,如图6的(b)示意性地所示,绿色像素不具有聚丁二炔层52。红色像素也与绿色像素相同,不具有聚丁二炔层52。
这里,呈蓝色的聚丁二炔层52是10,12-二十五碳二炔酸(PentacosadiynoicAcid)的聚合物。
例如,如下形成聚丁二炔层52。
在形成TFE结构10的第二无机势垒层16之后,第二无机势垒层16不在大气中暴露,而是在第二无机势垒层16上,例如通过掩模蒸镀法沉积10,12-二十五碳二炔酸(下文简称为“PCDA”)。此时,在腔室中的真空度例如在10-3Pa以下并且第二无机势垒层16的温度例如维持在50℃的状态下,沉积PCDA。当使用真空蒸镀法沉积PCDA时,可以获得取向度相对较高的膜。从取向度的观点来看,基底层优选为SiN层。
此后,通过对PCDA照射电子束或紫外线(例如250nm以下)并使PCDA聚合,获得聚丁二炔层52。可以根据电子或紫外线的照射条件(强度和时间)来调整聚丁二炔层52的透射光谱。如果根据所使用的电子束或紫外线照射装置来确定照射条件与透射光谱之间的关系,则可以容易地获得具有所需透射光谱的聚丁二炔层。聚丁二炔层52的厚度例如优选为0.5μm以上2.0μm。
在为了使PCDA聚合而使用电子束的情况下,在真空腔室内,在一方具备使电子束发射的阴极(电子枪)、聚焦线圈以及偏转线圈,另一方具备作为阳极(阳极)的基台的聚合装置内,形成OLED显示装置100的基板输送并设置在基台上之后,通过对上述基板扫描电子束来进行。代替将上述基台设为阳极,也可以将OLED显示装置100的上部电极46设为阳极。从量产性和成本的观点来看,在聚合中优选使用紫外线照射装置。
这里,PCDA的化学式是C25H42O2,分子量是374.60。结构式在[化1]中示出。
[化1]
例如,OLED显示装置100的红色像素发出波长在600nm以上且690nm以下的光,绿色像素发出波长在500nm以上且590nm以下的光,蓝色像素发出波长在400nm以上且490nm以下的光。
为了考虑色再现性,将DCI(Digital Cineema Initiatives)标准与sRGB标准进行比较,特别是蓝色像素的色度坐标不变。即,重要的是蓝色像素的色度坐标落入期望值(x=0.150,y=0.060,峰值波长约在460nm以上且470nm以下)的范围内。
然而,在OLED显示装置中,特别是具有微腔结构的OLED显示装置中,蓝色像素的发光波长可能由于有机EL层(例如有机发光层)的厚度的偏差而偏离上述波长范围。上述聚丁二炔层52吸收偏离上述波长范围的光,使上述波长范围的蓝色光以高透射率透射。因此,蓝色像素的发光波长不取决于有机EL层的厚度而落入期望范围内。其结果是,可以制造与OLED显示装置的制造偏差无关且提高了蓝色像素的色纯度的OLED显示装置。
当紫外线入射聚丁二炔层52时,聚合度(共轭链长度)发生变化,透射光谱可能发生变化。因此,根据OLED显示装置100的使用环境,优选在聚丁二炔层52上设置紫外线吸收层。紫外线吸收层可以使用例如氧化钛层等公知的层。如果OLED显示装置100例如具有圆偏振板,则可以使用用于吸收紫外线的材料来构成圆偏振板的树脂层。
使用掩模蒸镀法,可以仅在蓝色像素上选择性地形成聚丁二炔层52。不限于此,可以使用PCDA的溶液,通过喷墨法仅在蓝色像素上选择性地形成聚丁二炔层52。溶液的浓度例如为0.1质量%。通过调整去除溶剂的速度,可以获得取向度高的聚丁二炔层52。作为可用于PCDA溶液的溶剂,虽然不特别限定,但可以使用四氢洛法郎、甲苯、二甲苯、氯仿、二氯甲烷等或该些的混合溶剂。另外,通过调整添加有PCDA溶液的元件基板的气体中所包含的溶剂蒸气的体积比(分压),可以调整去除溶剂的速度(例如,参照日本特开2009-224620号公报)。
另外,相对于在液晶显示装置等中使用的彩色滤光片具有绝缘性,上述聚丁二炔层52具有半导体性,因此难以带电。为了使蓝色像素发光而施加的电压比其他颜色的像素高,所以蓝色像素特别容易带电。通过设置聚丁二炔层52,可以获得能够抑制蓝色像素的带电的效果。另外,可以省略或减少防静电(Electro-Static Discharge:ESD)措施。此时,聚丁二炔层52的电阻率优选在1×10-1Ωcm以下。
产业上的实用性
本发明的实施方式可以应用于有机EL显示装置,特别是柔性的有机EL显示装置及其制造方法。
附图标记说明
1:基板(柔性基板)
2:电路
3:OLED层
4:偏振板
10:TFE结构
12:第一无机势垒层(SiN层)
14:有机势垒层
14a:像素周边实心部
16:第二无机势垒层(SiN层)
30:引出布线
38:端子
42:下部电极
44:有机层
46:上部电极
48:堤层
52:聚丁二炔层
100:OLED显示装置
BS:堤结构
P:粒子
Pix:像素
R1:有源区域
R2:周边区域
Claims (13)
1.一种有机EL显示装置,其具有多个像素,其特征在于,
所述有机EL显示装置具有:
基板;
多个有机EL元件,其为由所述基板支承的多个有机EL元件,所述多个有机EL元件分别配置在所述多个像素中的每一个;
元件基板,其具有规定所述多个像素中的每一个的堤层;以及
薄膜密封结构,其覆盖所述多个像素,
所述薄膜密封结构具有第一无机势垒层及与所述第一无机势垒层的上表面或下表面接触的有机势垒层,
所述多个像素包含红色像素、绿色像素及蓝色像素,且具有选择性地设置在所述蓝色像素上的所述薄膜密封结构上的呈蓝色的聚丁二炔层,
所述聚丁二炔层为10,12-二十五碳二炔酸的聚合物。
2.如权利要求1所述的有机EL显示装置,其特征在于,
所述薄膜密封结构所具有的所述有机势垒层具有多个实心部,所述多个实心部与所述第一无机势垒层的所述上表面接触且离散地分布,
所述薄膜密封结构还包括第二无机势垒层,所述第二无机势垒层与所述第一无机势垒层的所述上表面及所述有机势垒层的所述多个实心部的上表面接触,
所述聚丁二炔层形成在所述第二无机势垒层上。
3.如权利要求1或2所述的有机EL显示装置,其特征在于,
所述聚丁二炔层具有半导体性。
4.如权利要求3所述的有机EL显示装置,其特征在于,
所述聚丁二炔层的电阻率在1×10-1Ωcm以下。
5.如权利要求1至4中任一项所述的有机EL显示装置,其特征在于,
还具有设置在所述聚丁二炔层上的紫外线吸收层。
6.如权利要求1至5中任一项所述的有机EL显示装置,其特征在于,
所述第一无机势垒层由氮化硅形成。
7.如权利要求1至6中任一项所述的有机EL显示装置,其特征在于,
所述聚丁二炔层的厚度在0.5μm以上且2.0μm以下。
8.如权利要求1至7中任一项所述的有机EL显示装置,其特征在于,
所述聚丁二炔层的透射光谱中的蓝色光的峰值波长在460nm以上且470nm以下的范围内。
9.如权利要求8所述的有机EL显示装置,其特征在于,
所述聚丁二炔层的所述蓝色光的峰值波长的透射率在80%以上。
10.一种如权利要求1至9中任一项所述的有机EL显示装置的制造方法,其特征在于,
所述聚丁二炔层的形成工序包含:
形成所述薄膜密封结构后,通过掩模蒸镀法在所述薄膜密封结构上沉积10,12-二十五碳二炔酸的工序;及
对所述10,12-二十五碳二炔酸照射电子束或紫外线的工序。
11.如权利要求10所述的制造方法,其特征在于,
形成所述薄膜密封结构的工序包含形成氮化硅层的工序,在形成所述氮化硅层之后,通过掩模蒸镀法沉积所述10,12-二十五碳二炔酸,从而不使所述氮化硅层暴露于大气中。
12.如权利要求10或11所述的制造方法,其特征在于,
形成所述薄膜密封结构的工序包含:
在腔室内准备形成了所述第一无机势垒层的所述元件基板的工序;
向所述腔室内供给蒸汽或雾状光固化性树脂的工序;
在所述第一无机势垒层上使所述光固化性树脂凝结且形成液膜的工序;
通过对所述光固化性树脂的所述液膜照射光,形成光固化树脂层的工序;以及
对所述光固化树脂层部分地进行灰化,从而形成所述有机势垒层的工序。
13.如权利要求10或11所述的制造方法,其特征在于,
形成所述有机势垒层的工序通过喷雾法、旋转涂覆法、缝隙涂布法、网板印刷或喷墨法来进行。
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