CN116114005A - 显示设备、制造显示设备的方法及使用显示设备的电子装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够抑制相邻像素之间的光泄漏的显示设备、制造该显示设备的方法以及使用该显示设备的电子装置。该显示设备包括:多个发光元件,其中下电极、有机层和上电极依次地层叠在基板上;上表面保护层,层叠在发光元件的上表面侧并覆盖上电极;以及元件分隔壁,部署在相邻的发光元件之间并且覆盖发光元件的侧边缘表面,并且元件分隔壁沿发光元件的厚度方向从发光元件朝向上表面保护层延伸。
Description
技术领域
本公开涉及显示设备、制造该显示设备的方法以及使用该显示设备的电子装置。特别地,本公开涉及包括具有有机层的发光元件的显示设备、制造该显示设备的方法以及使用该显示设备的电子装置。
背景技术
在其中形成有多个发光元件的显示设备中,每个发光元件具有用作发光层的有机层和电极,期望抑制相邻像素之间的光泄漏。
PTL 1的技术公开了一种包括多个发光元件和用于保护多个发光元件的保护层的显示设备。在这种显示设备中,发光元件包括由绝缘部分隔开的多个下电极、部署在下电极上的有机层以及覆盖有机层的上电极。另外,其折射率与保护层的折射率不同的分隔部分在与相邻下电极之间的区域的上侧对应的部分中提供。
[引文列表]
[专利文献]
[PTL 1]
JP 2018-92873A
发明内容
[技术问题]
PTL 1的技术在抑制相邻像素之间的光泄漏方面需要进一步改进。
已经鉴于上面提到的情形做出了本公开,并且本公开的目的是提供能够抑制相邻像素之间的光泄漏的显示设备、制造该显示设备的方法以及使用该显示设备的电子装置。
[问题的解决方案]
例如,本公开是(1)一种显示设备,包括多个发光元件,其中下电极、有机层和上电极按此次序层叠在基板上,
上表面保护层,层叠在发光元件的上表面侧并覆盖上电极,以及
元件分隔壁,部署在相邻的发光元件之间并且覆盖发光元件的侧边缘表面,
其中
元件分隔壁沿发光元件的厚度方向从发光元件朝向上表面保护层延伸。
本公开可以是(2)根据(1)的显示设备,其中在元件分隔壁中形成其折射率低于元件分隔壁的折射率的低折射率部分。
本公开可以是(3)根据(1)的显示设备,其中上电极是彼此隔离并面向有机层的第一上电极,
提供连接相邻的第一上电极的第二上电极,以及
第二上电极沿着元件分隔壁的表面部署。
例如,本公开是(4)一种制造显示设备的方法,包括形成其中下电极、有机层、第一上电极和上表面保护层按此次序层叠在基板上的第一层叠体的工序,
在第一层叠体中的预定位置处从上表面保护层形成达预定深度的第一沟槽的工序,
通过在第一沟槽中形成元件分隔壁来形成第二层叠体的工序,
在第二层叠体中元件分隔壁周围的预定区域中形成从上表面保护层到第一上电极的位置的第二沟槽的工序,以及
在第二沟槽中形成第二上电极的工序。
例如,本公开是(5)一种制造显示设备的方法,包括形成第一层叠体的工序,其中通过依次地层叠下电极、有机层、第一上电极和上表面保护层获得的层叠体和辅助层在基板上提供,
通过蚀刻处理在第一层叠体中根据像素的图案确定的位置处形成达预定深度的第一沟槽,并随着蚀刻处理沿着第一沟槽的内壁形成以辅助层为基端的侧壁保护膜的工序,
通过在第一沟槽中形成元件分隔壁来形成第二层叠体的工序,
在第二层叠体中元件分隔壁周围的预定区域中形成从上表面保护层到第一上电极的位置的第二沟槽的工序,以及
在第二沟槽中形成第二上电极的工序。
本发明可以是(6)一种包括根据(1)的显示设备的电子装置。
附图说明
图1是示出根据第一实施例的显示设备的实施例的示意性构造的横截面视图。
图2A是示出沿着图1的线A-A截取的横截面的状态的横截面视图。
图2B是示出沿着图1的线B-B截取的横截面的状态的横截面视图。
图2C是示出沿着图1的线C-C截取的横截面的状态的横截面视图。
图2D是示出沿着图1的线D-D截取的横截面的状态的横截面视图。
图2E是示出沿着图1的线E-E截取的横截面的状态的横截面视图。
图3A是根据第一实施例的显示设备的一个修改示例中与沿着图1的线A-A截取的横截面的状态对应的横截面视图。
图3B是根据第一实施例的显示设备的一个修改示例中与沿着图1的线B-B截取的横截面的状态对应的横截面视图。
图3C是根据第一实施例的显示设备的一个修改示例中与沿着图1的线C-C截取的横截面的状态对应的横截面视图。
图3D是根据第一实施例的显示设备的一个修改示例中与沿着图1的线D-D截取的横截面的状态对应的横截面视图。
图3E是根据第一实施例的显示设备的一个修改示例中与沿着图1的线E-E截取的横截面的状态对应的横截面视图。
图4A示出根据第二实施例的显示设备的实施例的示意性构造的横截面视图。
图4B是示出沿着图4A的线IVB-IVB截取的横截面的状态的横截面视图。
图5A是示出用于描述子像素布局的示例的沿着图4A中的线V-V截取的横截面的状态的图。图5B和图5C是用于描述其它子像素布局示例的图。
图6A是示出根据第二实施例的显示设备的修改示例的示意性构造的横截面视图。
图6B是示出根据第二实施例的显示设备的修改示例的示意性构造的横截面视图。
图7是示出根据第二实施例的显示设备的修改示例的示意性构造的横截面视图。
图8A和图8B是用于描述根据第二实施例的显示设备的修改示例的平面图。
图9A、图9B、图9C和图9D是用于描述制造根据第二实施例的显示设备的方法的图。
图10A、图10B、图10C和图10D是用于描述制造根据第二实施例的显示设备的方法的图。
图11是示出根据第三实施例的显示设备的实施例的示意性构造的横截面视图。
图12A、图12B、图12C和图12D是是用于描述制造根据第三实施例的显示设备的方法的图。
图13A和图13B是示出根据第三实施例的显示设备的修改示例的示意性构造的横截面视图。
图14A和图14B是示出根据第三实施例的显示设备的修改示例的示意性构造的横截面视图。
图15A、图15B、图15C和图15D是用于描述制造根据第三实施例的显示设备的修改示例的方法的图。
图16A和图16B是示出根据第三实施例的显示设备的修改示例的示意性构造的横截面视图。
图17A是示出根据第四实施例的显示设备的实施例的示意性构造的横截面视图。图17B是示出根据第四实施例的显示设备的实施例的示意性构造的平面图。
图18A和图18B是示出根据第四实施例的显示设备的实施方式的示意性构造的横截面视图。
图19A和图19B是示出根据第四实施例的显示设备的修改示例的示意性构造的横截面视图。
图20是示出根据第四实施例的显示设备的修改示例的示意性构造的横截面视图。
图21A和图21B是示出根据第四实施例的显示设备的修改示例的示意性构造的横截面视图。
图22A、图22B、图22C是用于描述根据第四实施例的显示设备的修改示例的图。
图23A、图23B和图23C是用于描述制造根据第四实施例的显示设备的方法的图。
图24A和图24B是用于描述制造根据第四实施例的显示设备的方法的图。
图25A和图25B是用于描述使用显示设备的电子装置的实施例的图。
图26是用于描述使用显示设备的电子装置的实施例的图。
图27是用于描述使用显示设备的电子装置的实施例的图。
具体实施方式
在下文中,将参考附图描述根据本公开的一个实施例等。在此,将按照以下次序进行描述。在本说明书和附图中,具有基本相同的功能配置的组件将由相同的附图标记表示,因此将省略对其的冗余描述。
1.第一实施例
2.第二实施例
3.第三实施例
4.第四实施例
5.应用示例
下面的描述是本公开的优选具体示例,并且本公开的内容不限于这些实施例等。此外,在下面的描述中,诸如向前和向后、左和右以及上和下之类的方向是为了便于解释而表示的,但本发明的内容不限于这些方向。在图1和图2A至图2E的示例中,假设Z轴方向是垂直方向(向上为+Z方向,并且向下为-Z方向),X轴方向是向前-向后方向(向前为+X方向,向后为-X方向),Y轴方向是左-右方向(向右为+Y方向,向左为-Y方向),并且将基于此进行描述。图3A至图3E和图4至图24也同样适用。诸如图1之类的各个图中所示的每一层的尺寸和厚度的相对量值比是为了方便而表示的,并且不限制实际量值比。此类方向和量值比以相同的方式适用于图3至图24中的每一个。
[1.第一实施例]
关于根据本发明第一实施例的显示设备,以下将描述显示设备是有机电致发光(EL)显示设备的情况的示例。
[1-1.显示设备的构造]
图1是示出根据本公开的第一至第四实施例的有机EL显示设备(下文中简称为“显示设备10A”)的构造示例的横截面视图。显示设备10A包括基板11、绝缘层12、多个发光元件13、绝缘层14、保护层15、保护层16、滤色器17、填充树脂层18以及对置基板19。
显示设备10A是顶部发射型显示设备。基板11构成显示设备10A的背表面侧,并且对置基板19构成显示设备10A的显示表面侧。对置基板19是顶侧并且基板11是底侧。在以下的描述中,在构成显示设备10A的每一层中,用作显示设备10A的显示表面侧的表面被称为第一表面,并且用作显示设备10A的背表面侧的表面被称为第二表面。在图1的示例中,将面向+Z方向的表面称为第一表面,并且将面向-Z方向的表面称为第二表面。
显示设备10A可以是微型显示器。显示设备10A可以用于各种电子装置。使用显示设备10A的电子装置可以包括例如虚拟现实(VR)、混合现实(MR)或增强现实(AR)显示设备、电子取景器(EVF)、小型投影仪等。这也适用后面将描述的显示设备10B至10D。
(基板11)
基板11是所谓的背板并且驱动多个发光元件13。在基板11的第一表面上,提供了包括采样晶体管和用于控制多个发光元件13的驱动的驱动晶体管的驱动电路以及用于为多个发光元件13(均未示出)供电的供电电路。
基板11例如可以由透湿透氧性低的玻璃、树脂等制成,或者可以由促进形成晶体管等的半导体等制成。具体而言,基板11可以是玻璃基板、半导体基板、树脂基板等。玻璃基板包含例如高应变点玻璃、钠玻璃、硼硅酸盐玻璃、镁橄榄石、铅玻璃或石英玻璃。半导体基板包含例如非晶硅、多晶硅、单晶硅等。树脂基板包含例如选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯苯酚、聚醚砜、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等中的至少一种。
(绝缘层12)
绝缘层12在基板11的第一表面上提供并且覆盖驱动电路、供电电路等。绝缘层12包括多个接触插塞12A和多个导线(未示出)。每个接触插塞12A连接形成每个发光元件13的下电极13A与驱动电路。多个导线(wire)在基板11的面内方向(XY平面方向)上相邻布置,并且每个导线通过接触插塞12A等电连接到下电极13A和发光元件13。
绝缘层12例如由有机材料或无机材料制成。有机材料包括例如聚酰亚胺和丙烯酸树脂中的至少一种。无机材料包括例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅和氧化铝中的至少一种。
(发光元件13)
多个发光元件13在基板11的第一表面侧提供。多个发光元件13例如以诸如矩阵之类的规定的布置图案二维布置。发光元件13被配置为发射白光。发光元件13是例如白色OLED或白色微型OLED(MOLED)。在本实施例中,使用发光元件13和滤色器17的方法被用作显示设备10A中的着色方法。但是,着色方法不限于此,并且可以使用RGB着色方法等。另外,代替滤色器17,可以使用单色滤光器。相同的着色方法适用于稍后将描述的显示设备10B至10D。
每个发光元件13包括下电极13A、有机层13B和上电极13C。下电极13A、有机层13B和上电极13C依次地层叠在基板11的朝着对置基板19的一侧上。
(下电极13A)
下电极13A在绝缘层12的第一表面上提供。如图2A中所示,下电极13A对于每个子像素是电隔离的。下电极13A是阳极。下电极13A还用作反射层并且优选地由具有尽可能高的反射率和高功函数的材料制成以增加发光效率。子像素指示通过对作为构成屏幕的划分单位的像素进行附加分割而获得的具有一种颜色的最小显示划分单位。例如,相邻的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的组合构成一个像素。
下电极13A由金属层和金属氧化物层中的至少一种构成。更具体而言,下电极13A由金属层或金属氧化物层的单层膜、或者金属层和金属氧化物层的层叠膜构成。当下电极13A由层叠膜构成时虽然金属氧化物层可以在有机层13B的一侧提供,或者金属层可以在有机层13B的一侧提供,但是从将具有高功函数的层与有机层13B放置成相邻的观点来看,期望将金属氧化物层在有机层13B的一侧提供。
金属层包含例如选自铬(Cr)、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、铜(Cu)、钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、铝(Al)、镁(Mg)、铁(Fe)、钨(W)和银(Ag)中的至少一种金属元素。金属层可以包含至少一种金属元素作为合金的构成元素。作为合金的具体示例,可以考虑铝合金或银合金。作为铝合金的具体示例,例如可以考虑AlNd、AlCu。
金属氧化物层包含例如氧化铟和氧化锡的混合物(ITO)、氧化铟和氧化锌的混合物(IZO)和氧化钛(TiO)中的至少一种。
(上电极13C)
上电极13C面向下电极13A提供。上电极13C直接在稍后将描述的各个有机层13B上形成,并且相邻的上电极13C对于相应子像素以空间隔离的状态形成并且通过电极连接部分(未示出)彼此电连接。电极连接部分可以与上电极13C集成或分离。上电极13C是阴极。上电极13C是对有机层13B中生成的光透明的透明电极。在此,假设透明电极包括半透射反射层。上电极13C优选地由具有尽可能高的透射率和低功函数的材料制成,以便提高发光元件13生成的光的利用效率。
上电极13C由金属层和金属氧化物层中的至少一层构成。更具体而言,上电极13C由金属层或金属氧化物层的单层膜、或者金属层和金属氧化物层的层叠膜构成。虽然当上电极13C由层叠膜构成时可以在有机层13B的一侧提供金属层,或者可以在有机层13B的一侧提供金属氧化物层,但是从将具有低功函数的层放置成与有机层13B相邻的观点来看,期望金属层在有机层13B的一侧提供。
金属层包含例如选自镁(Mg)、铝(Al)、银(Ag)、钙(Ca)和钠(Na)中的至少一种金属元素。金属层可以包含至少一种金属元素作为合金的构成元素。作为合金的具体示例,可以考虑MgAg合金、MgAl合金、AlLi合金等。金属氧化物包括例如氧化铟和氧化锡的混合物(ITO)、氧化铟和氧化锌的混合物(IZO)和氧化锌(ZnO)中的至少一种。
(有机层13B)
有机层13B在下电极13A和上电极13C之间提供。有机层13B根据子像素的布置被构图。如图2B中所示,有机层13B对于每个子像素是隔离的。有机层13B被配置为发射白光。
有机层13B具有其中空穴注入层、空穴运输层、发光层和电子运输层从下电极13A朝着上电极13C依次地层叠的结构。有机层13B的结构不限于此,并且根据需要提供发光层以外的层。
空穴注入层用于增强空穴注入发光层的效率,并且也是用于抑制泄漏的缓冲层。空穴运输层用于增强空穴运输到发光层的效率。在发光层中,当施加电场以生成光时,电子和空穴的复合发生。发光层是包含有机发光材料的有机发光层。电子运输层用于增强电子运输到发光层的效率。可以在电子运输层和上电极13C之间提供电子注入层。这个电子注入层用于增强电子注入效率。
(绝缘层14)
绝缘层14在绝缘层12的第一表面上提供。绝缘层14将用于每个发光元件13(即,用于每个子像素)的每个下电极13A电隔离。绝缘层14具有多个开口14A,并且隔离的下电极13A的第一表面(面向上电极13C的表面)通过开口14A暴露。绝缘层14可以覆盖隔离的下电极13A的第一表面的周边部分至其侧表面(端表面)。在本描述中,第一表面的周边部分是指从第一表面的周边边缘向内具有预定宽度的区域。
(保护层)
保护层15是用于保护发光元件13的上表面侧的主表面(+Z侧的表面)的上表面保护层。保护层15在上电极13C的第一表面上提供并通过覆盖上电极13C来覆盖发光元件13。保护层15抑制发光元件13与来自发光元件13的上表面侧的外部空气的接触,并且抑制水分从外部环境侵入发光元件13。另外,当上电极13C由金属层构成时,保护层15可以具有抑制这种金属层氧化的功能。
保护层15由例如无机材料制成。作为形成保护层15的无机材料,吸湿性低的材料是期望的。具体而言,期望形成保护层15的无机材料包括选自氧化硅(SiO)、氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiNO)、氧化钛(TiO)和氧化铝(AlO)中的至少一种。保护层15可以具有单层结构,但是当厚度增加时可以具有多层结构。这是为了减轻保护层15中的内部应力。
(保护层16)
保护层16具有位于保护层15正上方的第一保护部分16A和由第一保护部分16A以外的部分构成的第二保护部分16B,并且第一保护部分16A和第二保护部分16B由相同的材料连续而完整地形成。第一保护部分覆盖用作上表面保护层的保护层15的表面,与第二保护部分16B一起使表面(+Z侧的表面)平滑,并且抑制发光元件13的恶化。第二保护部分16B在相邻的第一保护部分16A之间形成,并且被形成为进入相邻的保护层15与相邻的发光元件13之间。在这个示例中,第二保护部分16B也进入绝缘层12。第二保护部分16B用作覆盖发光元件13的侧边缘表面130的元件分隔壁。与绝缘层14不同,元件分隔壁是在与发光元件13的任何一个层(下电极13A、有机层13B和上电极13C)之上延伸的方向不同的方向上延伸的壁结构部分。第二保护部分16B可以通过覆盖发光元件13的侧边缘表面130来抑制发光元件13因外部气体而引起的恶化。第二保护部分16B基于面向发光元件13的的侧边缘表面130的位置在发光元件13的厚度方向(Z轴方向)上从发光元件13在面向保护层15的方向(+Z方向)上延伸。在图1的示例中,第二保护部分16B的上端(延伸端)与第一保护部分16A的上表面侧匹配,并且第一保护部分16A的表面与第二保护部分16B的上端表面彼此齐平。虽然第二保护部分16B的下端定位在发光元件13的下电极13A的更下方,但是如图1的示例中所示,从能够形成定位在发光元件13更下方的低折射率部分(图1的示例中的空隙20)的观点来看,这是期望的。
期望在保护层16的状态下形成保护层16的材料(形成第一保护部分16A和第二保护部分16B的材料)的折射率低于形成上表面保护层的保护层15的折射率。此外,由于保护层16的折射率小于保护层15的折射率,有可能更有效地防止由发光元件生成的光泄漏到相邻的子像素。因此,如果形成保护层16的材料满足如上所述的折射率,那么有可能更有效地防止由发光元件生成的光泄漏到相邻的子像素。
另外,期望形成保护层16的材料是台阶覆盖率小于1的材料。而且,期望形成保护层16的材料是透湿性低于用作上表面保护层的保护层15的材料。通过使用这种材料形成保护层16,可以更高效地形成空隙20。
用于形成保护层16的材料包括例如SiN、Al2O3、TiO2,并且通过诸如等离子增强化学气相沉积(PECVD)法或溅射法之类的方法形成。
(低折射率部分)
在构成元件分隔壁的第二保护部分16B的内部形成有折射率比第二保护部分16B低的低折射率部分。在图1的示例中,低折射率部分被形成为沿着发光元件的厚度方向(Z轴方向)延伸的形状。低折射率部分是折射率低于第二保护部分16B的折射率的部分。低折射率部分的示例可以包括填充有诸如氮之类的特定气体的气体空间部分、填充有特定液体的液体部分等。填充有空气的空隙可以被例示为气体空间部分。低折射率部分的折射率和第二保护部分的折射率是显示设备中的低折射率部分的折射率和第二保护部分的折射率。当空隙20的折射率小于第二保护部分16B的折射率时,在由形成保护层16的材料制成的部分与空隙20之间的界面处容易发生光的全反射。
(空隙)
在图1的显示设备10A的示例中,空隙20被形成为低折射率部分。将继续描述形成空隙20作为低折射率部分的情况的示例。
空隙20的垂直长度和位置不受限制。空隙20可以在下电极13A、有机层13B、上电极13C和保护层15中的至少一个的位置处形成,并且可以具有与该位置对应的长度。在图1和图2A至图2E的示例中,空隙20在垂直方向(Z轴方向)上存在于下电极13A、有机层13B、上电极13C和保护层15所有这些的位置处,并且一直存在到第一保护部分16A在Z轴方向的中心附近的高度位置。空隙20的示例不限于此,并且例如,它可以以与有机层13B的厚度对应的长度在有机层13B的位置处形成。但是,为了更准确地抑制空隙20处的光泄漏到相邻子像素,期望空隙20的上端定位在发光元件13与保护层15之间的界面上方(+Z方向侧)。更期望从基板11的第一表面附近的位置到滤色器17的第二表面附近的位置形成空隙20,因为有可能更可靠地防止在有机层13B中生成的光泄漏到相邻的子像素。当在下电极13A下方的绝缘层12中形成导线时,期望空隙20的下端像第二保护部分16B的下端一样定位在下电极13A下方,并且更希望其定位在绝缘层12中相邻的导线之间的位置处或低于相邻的导线之间的位置处。在这种情况下,由于空隙20部署在沿XY平面方向上彼此相邻的导线之间,因此与空隙20不存在的情况相比,可以减小由相邻的导线形成的电容器的静电电容(寄生电容)。
在图1的示例中,空隙20的横截面形状具有底表面部分20A和侧壁部分20B。为了增强光提取效率,期望由底表面部分20A与侧壁部分20B所成的锥角(图1中的角度α)在空隙20中为90°以下。此外,为了促进光的全反射并抑制光泄漏,更期望形成其中锥角α为30°以下的正向锥形。但是,这并不妨碍空隙20具有倒锥形,并且空隙20可以具有倒锥形。
在图1的示例中,空隙20的横截面形状为梯形横截面,但不限于此并且可以是三角形、具有四边形或以上的多边形,或者可以具有弯曲的表面。
如果仅强调抑制从发光元件13的有机层13B发射并相对于垂直方向倾斜向上行进的光的反射的效果,那么可以仅在相邻的保护层15之间形成空隙20。在那种情况下,保护层16中的第二保护部分16B可以仅在相邻的保护层15之间形成,或者可以在相邻的保护层15之间和相邻的发光元件13之间的部分之上形成。当仅在相邻的保护层15之间形成第二保护部分16B时,有机层13B和上电极13C不针对每个子像素隔离并且在子像素之间共享。
(滤色器)
滤色器17在保护层16上提供。滤色器17例如是片上滤色器(OCCF)。滤色器17包括例如红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器。红色滤光器、绿色滤光器和蓝色滤光器分别面向用于红色子像素的发光元件13、用于绿色子像素的发光元件13和用于蓝色子像素的发光元件13提供。因而,从红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素中的发光元件13发射的白光透射通过红色滤光器、绿色滤光器和蓝色滤光器,从而使红光、绿光和蓝光从显示器表面发射。另外,可以在相应颜色的滤色器之间(即,子像素之间)的区域中提供光屏蔽层(未示出)。滤色器17不限于片上滤色器,并且可以在对置基板19的一个主表面上提供。
(填充树脂层)
填充树脂层18在滤色器17与对置基板19之间提供。填充树脂层18用作将滤色器17和对置基板19彼此键合的粘合层。填充树脂层18包含例如热固性树脂和紫外线固化树脂中的至少一种。
(对置基板)
对置基板19被提供为面向基板11。更具体而言,提供对置基板19使得对置基板19的第二表面和基板11的第一表面彼此面对。对置基板19和填充树脂层18密封发光元件13、滤色器17等。对置基板19由对从滤色器17发射的每种颜色的光透明的材料(诸如玻璃)制成。
[1-2制造显示设备的方法]
在下文中,将描述制造根据本公开的第一实施例的显示设备10A的方法的示例。
首先,使用例如薄膜形成技术、光刻技术和蚀刻技术在基板11的第一表面上形成驱动电路、供电电路等。接下来,通过例如CVD法在基板11的第一表面上形成绝缘层12以覆盖驱动电路和供电电路,然后在绝缘层12中形成多个接触插塞12A。
接下来,通过例如溅射法在基板11的第一表面形成金属层和金属氧化物层的层叠膜,然后通过例如光刻技术和蚀刻技术对层叠膜进行构图,以形成对于每个发光元件13(即,对于每个子像素)隔离的下电极13A。
接下来,通过例如CVD法在绝缘层12的第一表面上形成绝缘层14以覆盖多个下电极13A,然后使用光刻技术和蚀刻技术对绝缘层14进行构图。因此,在绝缘层14中形成多个开口14A。如果下电极13A不太可能被稍后将描述的用于形成沟槽的处理(开槽)损坏,那么可以省略绝缘层14。
接下来,通过例如蒸镀法在下电极13A的第一表面上依次地层叠空穴注入层、空穴运输层、发光层和电子运输层,从而形成有机层13B。接下来,通过例如蒸镀法或溅射法在有机层13B的第一表面上形成上电极13C。因而,多个发光元件13在绝缘层12的第一表面上形成。
接下来,通过例如CVD法或蒸镀法在上电极13C的第一表面上形成保护层15。然后,根据子像素的布局,通过例如光刻技术和蚀刻技术对发光元件和保护层执行开槽。在图1的显示设备中,在绝缘层12的内部形成沟槽。另外,通过诸如PECVD或溅射之类的方法在保护层15的表面和沟槽的内部形成保护层16。此时,通过调整沟槽的纵横比、沟槽的底表面与侧表面的锥角、用作元件分隔壁的第二保护部分16B的厚度和覆盖率等,空隙20在第二保护部分16B中形成。
在形成保护层16之后,通过例如光刻在保护层15的第一表面上形成滤色器17。接下来,在使用例如单滴填充(ODF)方法用填充树脂层18覆盖滤色器17之后,将对置基板19放置在填充树脂层18上。接下来,加热填充树脂层18或用紫外线照射,例如以使其硬化,从而通过填充树脂层18将基板11和对置基板19彼此附接。因而,显示设备10A被密封。如上所述,获得图1中所示的显示设备10A。
[1-3操作和效果]
在根据第一实施例的显示设备中,如图1中所示,用作元件分隔壁的第二保护部分16B在相邻的子像素之间形成以面对发光元件13的侧边缘表面130,并且低折射率部分在第二保护部分16B中形成。因而,由发光元件13生成的光U被低折射率部分反射,因此可以抑制在有机层13B中生成的光泄漏到相邻的子像素。
此外,在根据第一实施例的显示设备中,当低折射率部分是空隙20并且空隙20被形成到下电极13A下方的绝缘层12的相邻导线之间的位置的深度时,可以减少导线之间的电容(寄生电容)。
[1-4修改示例]
虽然在上面显示设备10A的描述中子像素的形状为矩形,但不限于此并且可以是如图3A至图3E中所示的六边形。另外,子像素的布置不限于矩阵图案并且可以是如图3A至图3E中所示的蜂窝图案。即使在这种情况下,也有可能以与上述相同的方式防止光泄漏到相邻的子像素。
[2第二实施例]
下面将使用与第一实施例相同的显示设备是有机EL显示设备的示例来描述根据本公开的第二实施例的显示设备。
[2-1.显示设备的构造]
图4A是示出根据第二实施例的示例的有机EL显示设备(显示设备10B)的构造示例的横截面视图。图4B是图示沿着图4A的线IVB-IVB截取的横截面的状态的图。显示设备10B是顶部发射型显示设备。显示设备10B包括基板11、绝缘层12、多个发光元件13、用作上表面保护层的保护层15、用作元件分隔壁的分隔膜21、滤色器17、填充树脂层18,以及对置基板19。
基板11、绝缘层12、保护层15、滤色器17、填充树脂层18、对置基板19与第一实施例中的相同。在第二实施例的显示设备10B中,可以不提供第一实施例中的绝缘层14的结构。
(发光元件13)
与第一实施例一样,多个发光元件13在基板11的第一表面上提供并且包括下电极13A、有机层13B和作为层叠在有机层13B上的上电极的第一上电极13D。与第一实施例一样,下电极13A和有机层13B对于每个子像素是隔离的。
(上电极(第一上电极))
层叠在有机层13B上的上电极是第一上电极13D并且对于每个子像素是隔离的。第一上电极13D面对下电极13A,并且第一上电极13D面对保护层15。
(第二上电极)
第二上电极13E将相邻的第一上电极13D彼此电连接。第二上电极13E以第一上电极13D和分隔膜21面对彼此的位置为基端沿着分隔膜21的表面延伸到分隔膜21的延伸端21A。在图4A的示例中,在分隔膜21上形成第二上电极13E的状态下第二上电极13E的上端的位置和保护层15的表面的位置对准。
此外,在图4A和图4B的示例中,第二上电极13E被形成为覆盖分隔膜21的向上延伸超过第一上电极13D的整个部分。在这种情况下,如果第二上电极13E由后面将描述的反射材料制成,那么从发光元件13发射的倾斜行进的光可以被第二上电极13E有效地反射,因此光利用效率可以被提高。在图4B的示例中,第二上电极13E根据子像素的布局被形成在网格图案中,并且各个第一上电极13D被形成为矩形形状并布置在矩阵中。
第一上电极13D和第二上电极13E是阴极。第一上电极13D是对有机层13B中生成的光透明的透明电极。在此,假设透明电极包括半透射反射层。期望使用具有尽可能高的透射率和低功函数的材料形成第一上电极13D以便增加发光效率。
期望第二上电极13E的反射率高于第一上电极13D的反射率。第二上电极13E的反射率和第一上电极13D的反射率是在显示设备10B的状态下第二上电极13E的反射率和第一上电极13D的反射率。从这个观点来看,不仅可以使用与第一上电极13D相同的材料,而且可以使用反射材料作为第二上电极13E的材料。作为反射材料,可以考虑银(Ag)、铝(Al)、钨(W)等。
(分隔膜)
在显示设备10B中,分隔膜21被形成为元件分隔壁以覆盖发光元件13的侧边缘表面130。分隔膜21被部署为与发光元件13相邻并且对于每个子像素隔离发光元件13的下电极13A、有机层13B和第一上电极13D。
分隔膜21的上端部分在发光元件13的厚度方向(Z轴方向)上从发光元件13朝着保护层15延伸。由于分隔膜21在从发光元件13朝着保护层15的方向(Z轴方向)而不是发光元件13的平面方向(XY平面方向)上延伸,因此分隔膜21难以覆盖发光元件的发光区域,因此可以确保更宽的发光区域。
分隔膜21由绝缘体制成。作为分隔膜21,可以考虑无机绝缘膜或有机绝缘膜。作为无机绝缘膜,可以考虑SiO2、SiN、SiON等。作为有机绝缘膜,可以考虑聚酰亚胺等。
期望分隔膜21在垂直方向(Z轴方向)上的长度大于下电极13A的厚度、有机层13B的厚度和第一上电极13D的厚度之和,以便形成向上延伸超过第一上电极13D的分隔膜21的部分。
在图4A的示例中,分隔膜21的下端定位在下电极13A的下端下方的绝缘层12附近,并且分隔膜21隔离用于每个子像素的下电极13A。分隔膜21可以位于下电极13A的下端。分隔膜21可以隔离用于每个子像素的下电极13A。
在图4A的示例中,分隔膜21的上端定位在略低于保护层15的表面的位置,并且在第二上电极13E定位在分隔膜21的表面上的状态下第二上电极13E的延伸端的位置和保护层15的表面的位置对准。
(折射率)
期望分隔膜21的折射率小于第二上电极13E的折射率。在这种情况下,能够使由发光元件13生成的光当中倾斜行进的光在第二上电极13E和分隔膜21之间的界面发生全反射,从而可以提高光的利用效率。分隔膜21的折射率和第二上电极13E的折射率是在显示设备10B的状态下分隔膜21的折射率和第二上电极13E的折射率。
[2-2制造显示设备的方法]
制造根据第二实施例的显示设备的方法可以例如如下参考图9A至图9D和图10A至图10D所描述的那样实现。图9A至图9D和图10A至图10D是用于描述制造根据第二实施例的显示设备10B的方法的图。
如下执行在其上形成有绝缘层12的基板11上形成第一层叠体的工序,其中下电极13A、有机层13B、第一上电极13D和保护层15依次地层叠。
使用例如薄膜形成技术、光刻技术和蚀刻技术在基板11的第一表面上形成驱动电路、供电电路等。接下来,通过例如CVD法在基板11的第一表面上形成绝缘层12以覆盖驱动电路和电源电路,然后在绝缘层12中形成多个接触插塞12A。
通过例如溅射法在基板11的第一表面上形成金属层和金属氧化物层的层叠膜(下电极)。接下来,例如通过蒸镀法在下电极13A的第一表面上依次地层叠空穴注入层、空穴运输层、发光层和电子运输层以形成有机层13B。另外,例如通过蒸镀法或溅射法在有机层13B的第一表面上形成第一上电极13D。因而,在基板11上(绝缘层12的第一表面上)形成多个发光元件13。之后,例如通过CVD法或蒸镀法在第一上电极13D的第一表面形成保护层15。因而,如图9A中所示形成第一层叠体40。
接下来,如图9B中所示,执行根据子像素的布局在第一层叠体40中的预定位置处形成从保护层15到预定深度的第一沟槽的工序(第一开槽工序)。第一开槽工序是根据子像素的布局例如通过光刻技术和刻蚀技术对发光元件13和保护层15执行开槽的工序。在图4A的显示设备中,通过在保护层15、第一上电极13D、有机层13B、下电极13A和绝缘层12上共同执行开槽来形成第一沟槽22。
然后,通过诸如化学气相沉积(CVD)法、涂布法等方法执行在第一沟槽22中形成分隔膜21的工序。此时,形成分隔膜21的材料也层叠在第一沟槽22的外侧上,诸如在保护层15的表面上,因此就形成了第一沟槽22的外侧层叠部分,如图9C中所示,但是通过化学机械抛光(CMP)方法、回蚀方法等移除第一沟槽22的外部层叠部分。因而,形成第二层叠体41,如图9D中所示。例如,诸如SiO2、SiN、SiON之类的无机绝缘膜可以通过CVD法形成。例如,可以通过涂布法形成诸如聚酰亚胺之类的有机绝缘膜。
在第二层叠体41的分隔膜21周围的预定区域中,执行从保护层15到第一上电极13D的位置形成第二沟槽23的工序(第二开槽工序)。如图10A和图10B中所示,第二开槽工序是以与上述第一开槽工序相同的方式执行开槽的工序,例如,光刻技术和蚀刻技术。第二沟槽23的深度达到第一上电极13D,并且第一上电极13D暴露于第二沟槽23的底表面。图10A中的附图标记50表示用于形成第二沟槽23的抗蚀剂。
然后,执行在第二沟槽23中形成第二上电极13E的工序。此时,形成第二上电极的材料也层叠在第二沟槽的外侧,诸如保护膜的表面上,从而形成第二沟槽23的外层叠部分,如图10C中所示,与第一沟槽的外层叠部分一样,通过CMP法、回蚀法等移除第二沟槽的这个外层叠部分。因而,如图10D中所示,形成第三层叠体42。在后面将描述的第二实施例的修改示例3的情况下,不移除第二沟槽23的外层叠部分而留下。
在形成第二上电极13E之后,例如通过光刻在第三层叠体42的第一表面上形成滤色器17。接下来,在使用例如单滴填充(ODF)方法用填充树脂层18覆盖滤色器17之后,将对置基板19放置在填充树脂层18上。接下来,加热填充树脂层18或用紫外线照射,例如以使其硬化,从而通过填充树脂层18将基板11和对置基板19彼此附接。因而,显示设备10B被密封。如上所述,获得显示设备10B。
[2-3操作和效果]
根据第二实施例的显示设备,形成发光元件13的下电极13A、有机层13B和第一上电极13D通过分隔膜21针对每个子像素被隔离。因而,有可能抑制由于子像素周围的电流泄漏引起的意外光发射。此外,如图4B中所示,由于有机层13B被分隔膜21包围并且针对每个子像素被隔离,因此有可能抑制横向光泄漏到相邻的子像素。此外,由于分隔膜21在垂直方向上延伸,因此与形成绝缘膜以在为每个子像素构图并针对每个子像素隔离的第一电极之上延伸的情况相比,变得更容易确保发光元件的更宽发光区域。
根据第二实施例的显示设备,第二上电极13E的反射率高于第一上电极13D的反射率,因此由发光元件13生成的光被第二上电极13E反射,并且可以抑制由发光元件13生成的光泄漏到相邻的子像素。
根据第二实施例的显示设备,由于分隔膜21的折射率比第二上电极13E低,因此由发光元件13生成的光在第二上电极13E和分隔膜21的界面处发生全反射,因此有可能抑制由发光元件13生成的光泄漏到相邻的子像素(抑制相邻像素之间的光泄漏)。
此外,根据第二实施例的显示设备,通过以这种方式抑制由发光元件13生成的光向相邻的子像素泄漏,可以抑制颜色混合,因此可以抑制视角的恶化。
[2-4修改示例]
(修改示例1)
在上面显示设备10B的描述中,子像素的形状为矩形,如图4B和图5A中所示,并且多个子像素分开布置在矩阵中。在根据第二实施例的显示设备10B中,子像素的形状不限于此并且可以是六边形或条带形,如图5B和图5C中所示。另外,子像素的布置不限于矩阵图案,并且可以是如图5B中所示的蜂窝图案。即使在这种情况下,也以与上面的操作和效果中描述的相同方式抑制由于电流泄漏引起的意外光发射。此外,有可能抑制光泄漏到相邻的子像素。
(修改示例2)
关于根据第二实施例的显示设备10B,已经描述了在第二上电极13E在分隔膜21的表面上形成的状态下使第二上电极13E的延伸端的位置与保护层15的表面对准的情况的示例。根据第二实施例的显示设备10B不限于这个示例,并且第二上电极13E的延伸端也可以比保护层15的表面的位置更靠上方(+Z方向)并进入滤色器17,如图6A中所示,或者可以不到达保护层15的表面的位置,如图6B中所示。
(修改示例3)
关于根据第二实施例的显示设备10B,在以上描述中第二上电极13E沿着分隔膜21的表面形成以覆盖分隔膜21的表面。根据第二实施例的显示设备10B不限于这个示例。如图7的示例中所示,第二上电极13E不仅沿着分隔膜21的表面形成到分隔膜21的延伸端,而且还可以从保护层15的表面延伸到分隔膜21的延伸端。将第二上电极13E的沿着保护层15的表面延伸的部分称为延伸电极单元24。期望延伸电极单元24覆盖保护层15的整个表面。在这种情况下,期望第二上电极13E是透明或半透明电极,以便允许从发光元件13生成的光穿过延伸电极部分24并被高效地提取到外面。
当第二上电极13E被形成为半透明电极时,第二上电极13E具有延伸的电极部分,并且有可能通过调整有机层13B的发光表面与延伸电极部分24之间的距离来提高根据光谐振效应的光提取效果,这使得有可能获得具有高亮度的显示设备10B。
(修改示例4)
虽然第二上电极13E被形成为覆盖分隔膜21的从第一上电极13D向上方延伸的部分的整个表面,但根据第二实施例的显示设备10B不限于这个示例,并且第二上电极13E也可以被形成为覆盖分隔膜21的从第一上电极向上延伸的部分的一部分,如图8A和图8B中所示。
例如,如图8A的示例中所示,第二上电极13E可以被形成为覆盖分隔膜21的从第一上电极13D向上延伸的部分的一部分,该部分与相邻的子像素的峰顶部分对应。此外,如图8B的示例中所示,第二上电极13E可以被形成为覆盖分隔膜21的从第一上电极13D向上延伸的部分的一部分,该部分与相邻的子像素的侧部分对应。
[3第三实施例]
在根据第二实施例的显示设备10B中,可以在有机层13B的侧边缘表面和分隔膜21之间插入侧壁保护膜(第三实施例)。
关于根据本公开的第三实施例的显示设备,下面将参考图11等描述显示设备是如第二实施例中的有机EL显示设备的情况的示例。图11是示出根据第三实施例的示例的有机EL显示设备(显示设备10C)的构造示例的横截面视图。
[3-1.显示设备的构造]
除了根据第二实施例的显示设备10B的组件之外,显示设备10C还具有侧壁保护膜。如图11的示例中所示,显示设备10C包括基板11、绝缘层12、多个发光元件13、保护层15、侧壁保护膜25、用作元件分隔壁的分隔膜21、滤色器17、填充树脂层18和对置基板19。
(侧壁保护膜)
侧壁保护膜25夹在有机层13B的侧边缘表面和分隔膜21之间。如图11中所示,期望侧壁保护膜25覆盖有机层13B的整个侧边缘表面,同时与有机层13B的侧边缘接触。
侧壁保护膜25是绝缘膜并且是包含在蚀刻过程中生成的副产物(沉积物)的加工副产物膜。侧壁保护膜25有助于形成分隔膜21,同时限制有机层13B暴露于外部环境。这里所提到的蚀刻处理是指在制造根据后述的第三实施例的显示设备10C的方法中描述的第一开槽处理中的蚀刻法的处理。作为蚀刻处理,可以执行干蚀刻法和湿蚀刻法中的任一种,但为了更可靠地实现沉积,期望蚀刻处理是干蚀刻法。
虽然图11中所示的侧壁保护膜25被形成为具有均匀的厚度,但这不限于侧壁保护膜25具有均匀厚度的情况。例如,如图16A中所示,侧壁保护膜25可以被形成为使得厚度随着离辅助层26附近的距离增加而逐渐减小,这将在后面描述。
(辅助层)
为了促进在蚀刻处理期间更可靠地形成沉积物,期望辅助层26插入下电极13A与基板11之间或第一上电极13D与保护层15之间。在图11的示例中,辅助层26在下电极13A下方下电极13A与基板11之间形成。在图11的示例中,接触插塞12A也在辅助层26中形成以确保与基板11侧的驱动电路的电连接。
辅助层26是由在蚀刻处理期间容易形成沉积物的材料构成的沉积物形成膜。作为在蚀刻处理期间容易形成副产物(沉积物)的用于辅助层26的材料,例如,适合使用具有较低金属卤化物化合物挥发性和较强金属-氧键的难蚀刻材料。具体而言,作为辅助层26的材料,期望使用诸如Al2O3之类的过渡金属氧化物。但是,辅助层26的材料不限于过渡金属氧化物。辅助层26的材料可以是可以在有机层13B的侧边缘表面上形成绝缘膜的任何材料。
在提供辅助层26的情况下,侧壁保护膜25被形成为以辅助层26为基端从辅助层26沿着发光元件13的侧边缘表面130延伸。在这种情况下,侧壁保护膜25包含至少一种形成辅助层26的元素。侧壁保护膜25的膜组成与分隔膜21的膜组成不同。
[3-2制造显示设备的方法]
制造根据第三实施例的显示设备的方法例如可以参考图12A至图12D如下所述来实现。
如图12A中所示,辅助层26、下电极13A、有机层13B、第一上电极13D和保护层15依次地层叠在其上形成有绝缘层12的基板11上,以形成第一层叠体43。另外,如图12B中所示,在第一层叠体43上提供抗蚀剂51,并且如图12C中所示,在保护层15的预定位置形成第一沟槽27。通过使用形成有第一沟槽27的保护层15作为硬掩模,对构成发光元件13的每一层进行蚀刻(开槽工序)。在开槽工序期间,第一沟槽27进一步向下形成,并且辅助层26也与形成发光元件13的下电极13A、有机层13B和第一上电极13D一起被蚀刻。在蚀刻辅助层26时,生成沉积物并附着到下电极13A、有机层13B和第一上电极13D的侧边缘表面以形成侧壁保护膜25(图12D)。以这种方式,形成沿着第一沟槽27的内壁形成侧壁保护膜25的状态。
在开槽工序之后,执行与制造根据第二实施例的显示设备的方法相同的工序。即,执行在第一沟槽27中形成分隔膜21的工序、从保护层15到第一上电极13D的位置在分隔膜21的周围的预定区域中形成第二沟槽23的工序、以及在第二沟槽23中形成第二上电极13E的工序。在形成第二上电极13E之后,层叠滤色器17、填充树脂层18和对置基板19。因而,获得根据第三实施例的显示设备10C。
[3-3操作和效果]
根据第三实施例的显示设备,侧壁保护膜被形成为覆盖有机层的侧边缘表面。侧壁保护膜是形成分隔膜之前的工序(第一开槽工序)中的蚀刻处理期间形成的沉积物形成膜。因此,即使在第一开槽处理之后形成分隔膜,也防止有机层的侧边缘表面暴露于外部环境(在低真空环境下),并且因此可以改善有机层的特点。
[3-4修改示例]
(修改示例1)
图12A至图12D的示例示出了在开槽工序期间辅助层26没有保留在第一沟槽27内时的显示设备。即,在这种情况下获得的图11中所示的显示设备10C中,侧壁保护膜25未在分隔膜21的下端表面上提供。根据第三实施例的显示设备不限于此,并且侧壁保护膜25可以在分隔膜21的下端表面上提供,如图14A中所示。这可以通过在第一开槽工序期间将辅助层26留在第一沟槽27中来实现。
(修改示例2)
虽然在图11的示例中已经描述了辅助层26在下电极13A的整个下侧形成的情况,但是辅助层26可以被限制地形成在子像素之间的预定区域中,如图13A中所示。在图13A的示例中,当发光元件13的厚度方向是视线方向时,辅助层26在与发光元件13的侧边缘表面130对应的位置形成,并且在下电极13A下方的位置形成。此外,侧壁保护膜25从辅助层26向上延伸。
(修改示例3)
虽然在图11的示例中已经描述了辅助层26在下电极13A下方形成的情况,但是辅助层26也可以在垂直方向上与下电极13A相同的位置形成,如图13B中所示。在这种情况下,在图13B的示例中,下电极13A的侧边缘表面面向辅助层26的端表面,侧壁保护膜25从辅助层26的端边缘向上延伸,并且有机层13B的侧边缘表面覆盖有侧壁保护膜25。
(修改示例4)
在根据第三实施例的显示设备10C中,辅助层26可以介于第一上电极13D和保护层15之间,如图14B中所示。
这种显示设备10C例如可以如下制造。
首先,以与制造根据第二实施例的显示设备的方法相同的方式在基板11的表面上形成下电极13A、有机层13B和第一上电极13D。接下来,在第一上电极13D上形成辅助层26(图15A)。另外,在辅助层26上提供抗蚀剂52(图15B),并且使用光刻技术和蚀刻技术在辅助层26中与诸如子像素之类的像素的布局对应的预定位置处形成第一沟槽27。此时,沉积物附着到第一沟槽27的内壁(图15C)。使用其中形成有第一沟槽27的辅助层26作为硬掩模,通过光刻技术、蚀刻技术等执行开槽工序。在这个开槽工序中,蚀刻构成发光元件13的下电极13A、有机层13B和第一上电极13D,并且进一步向下方形成第一沟槽27。随着第一沟槽27的深度增加,源自辅助层26的沉积物也粘附到下电极13A、有机层13B和第一上电极13D的侧边缘表面以形成侧壁保护膜25(图15D)。以这种方式,形成在第一沟槽27中形成有侧壁保护膜25的状态。
接下来,通过诸如CVD法或涂布法之类的方法在第一沟槽27内形成分隔膜21。当用于形成分隔膜的材料层叠在第一沟槽27外侧时,通过CMP方法或回蚀方法移除层叠在第一沟槽27外侧的材料。
此外,保护层15在辅助层26的整个表面侧形成。在保护层15上执行在与第一沟槽27对应的位置处在保护层15中形成沟槽的工序。另外,通过诸如CVD法或涂布法之类的方法在保护层15中形成的沟槽内形成分隔膜21。因而,分隔膜21在发光元件13的厚度方向上从保护层15的表面位置到下电极13A的位置形成。之后,以与制造根据上述第二实施例的显示设备的方法相同的方式获得显示设备。即,执行在分隔膜21周围的预定区域中形成从保护层15到第一上电极13D的位置的第二沟槽23的工序,以及在第二沟槽23中形成第二上电极13E的工序。在形成第二上电极13E之后,层叠滤色器17、填充树脂层18和对置基板19。因而,获得显示设备10C。
虽然图14B中所示的侧壁保护膜25被形成为具有均匀的厚度,但这不限于侧壁保护膜25具有均匀厚度的情况。例如,如图16B中所示,侧壁保护膜25可以被形成为使得厚度随着离辅助层26附近的距离增加而逐渐减小,这将在后面描述。
[4第四实施例]
关于根据本公开的第四实施例的显示设备,将描述如第一实施例中显示设备是有机EL显示设备的情况的示例。
[4-1.显示设备的配置]
图17A和图17B是示出根据第四实施例的示例的有机EL显示设备(显示设备10D)的构造示例的横截面视图。显示设备10D是顶部发射型显示设备。显示设备10D包括基板11、绝缘层12、多个发光元件13、保护层15、光吸收层28和滤色器17。在根据图17中所示的第四实施例的显示设备的示例中,为了便于解释,省略了与第一实施例中的绝缘层14对应的绝缘层的描述。这同样适用于图18A、图18B、图19A、图19B、图20、图21A、图21B、图23A、图23B、图23B、图24A和图24B。如图18B中所示,当相邻的发光元件13被光吸收层28隔离时,与第一实施例中的绝缘层14的情况一样,可以省略与绝缘层14对应的绝缘层。
基板11、绝缘层12、用作上表面保护层的保护层15和滤色器17与第一实施例中的相同。如第一实施例中所述,根据子像素的类型提供多个滤色器17。在下面对根据第四实施例的显示设备的示例的描述中,将描述其中显示设备10D包括红色滤光器17R、绿色滤光器17G和蓝色滤光器17B作为滤色器17的情况,如图17等中所示。红色滤光器17R、绿色滤光器17G和蓝色滤光器17B分别被提供为面对用于红色子像素的发光元件13、用于绿色子像素的发光元件13、用于蓝色子像素的发光元件13,并且在显示设备10D的平面图中(在发光元件的平面图中),相邻的滤色器17之间的间隙或边界位于相邻的发光元件13之间的间隙中。
(光吸收层)
如图17B中所示,在显示设备10D的平面图中(在发光元件13的平面图中),光吸收层28在相邻的滤色器17之间的间隙或边界中形成。图17B是图示滤色器17与光吸收层28之间的位置关系的图。光吸收层28在发光元件13的厚度方向上滤色器17和下电极13A之间的位置处形成。光吸收层28具有从滤色器17朝着基板11的方向(向下)延伸的形状,并且被形成为在沿着跟随滤色器17的深度方向的方向上的长度H大于在沿着滤色器17的面内方向(XY平面方向)的方向上的宽度长度W(宽度W)(H>W)的形状
在图17A的示例中,光吸收层28的下端定位在发光元件13上方。在这种情况下,有可能抑制倾斜入射的外部光的入射光L传播穿过子像素。
黑色滤色器、补色滤色器、非相邻滤色器、吸收膜等可以被用作光吸收层28。作为黑色滤色器,可以例示使用碳、钛黑等作为着色材料的滤色器。作为补色滤色器,可以例示使用与形成光吸收层28的基端的滤色器的颜色互补的着色材料的滤色器。作为非相邻滤色器,当相邻滤色器的颜色类型不同时,可以例示与用作光吸收层28的基端的相邻滤色器的颜色类型以外的颜色类型对应的滤色器。具体而言,当滤色器17包括红色滤光器17R、绿色滤光器17G和蓝色滤光器17B,并且光吸收层28位于绿色滤光器17G和红色滤光器17R之间的边界处时,例如,蓝色滤光器17B可以被用作光吸收层28。
另外,有机材料膜、无机材料膜等可以被例示为吸收膜。作为有机材料膜,期望含有黑色颜料(例如,炭黑)的树脂膜。作为无机材料膜,期望金属氧化物膜、金属单膜等,并且从光吸收性优异的观点考虑,金属氧化物膜是特别期望的。
[4-2制造显示设备的方法]
制造根据第四实施例的显示设备的方法例如可以如下实现。将描述制造图17A和图17B中所示的显示设备的情况的示例。
首先,将绝缘层12、下电极13A、有机层13B、上电极13C和保护层15层叠在其上形成有绝缘层12的基板11的第一表面上以形成第一层叠体44,与制造根据第一实施例的显示设备的方法相同(图23A)。如果为每个子像素提供用于隔离下电极13A的绝缘层,那么还形成这个绝缘层
接下来,根据子像素的布局,例如使用光刻技术和蚀刻技术在第一层叠体44上执行开槽,以形成预定深度的沟槽29(图23B)。在图23B中所示的示例中,沟槽29被形成为到达保护层15中预定位置的深度。
然后,执行通过诸如CVD法或涂布法之类的方法在沟槽29中形成光吸收层28的工序。
在形成光吸收层28之后,例如通过光刻法在保护层15的表面侧形成滤色器17(图24A)。因而,滤色器17是片上类型。可以在滤色器17的表面上形成透镜30(图24B)。透镜30可以通过应用使用熔化法、回蚀法等的片上微透镜(OCL)形成方法来形成。以这种方式,获得图17A和图17B中所示的显示设备10D。
[4-3操作和效果]
在显示设备中,外部光可以倾斜入射并被下电极反射以形成反射光,并且反射光可以被输出到外部。在这种情况下,如果入射光或倾斜入射的外部光的反射光跨子像素传播,那么光入射时穿过的子像素与光被电极层反射之后穿过的子像素不同,颜色混合或光的混合在入射光或反射光通过的子像素中发生,这会降低显示设备的对比度。
在这点上,根据第四实施例的显示设备10D,由于如图17A中所示的光吸收层28从滤色器17朝着保护层15延伸,因此倾斜入射的外部光的入射光L被光吸收层28吸收,从而可以抑制光泄漏到相邻的子像素。因此,倾斜入射的外部光的入射光或反射光不太可能跨子像素传播,从而可以获得对比度优异的显示设备。
另外,根据第四实施例的显示设备,关于来自发光元件的光U,也以与倾斜入射的外部光的入射光L相同的方式抑制向相邻的子像素的光泄漏,从而有可能抑制子像素之间的颜色混合或光的混合。
[4-4修改示例]
(修改示例1)
垂直方向上的光吸收层28的长度不限于图17A中的示例。如图18B中所示,光吸收层28可以以相邻的滤色器17之间的边界位置作为基端延伸到相邻的发光元件13之间的区域。另外,在那种情况下,光吸收层28的前端可以进入绝缘层12。在图18B的示例中,光吸收层28隔离相邻的发光元件13,因此可以用作元件分隔壁。
(修改示例2)
光吸收层28不限于图17A中所示的示例,并且可以被形成为使得光吸收层28的上端定位在滤色器17的内部,例如,如图18A中所示。在这种情况下,由于光吸收层28延伸到滤色器17的内部,因此抑制了来自发光元件13的光泄漏到滤色器17的位置处的相邻子像素,因此可以抑制颜色混合或光的混合。
(修改示例3)
如图19B中所示,可以在光吸收层28的表面上形成粘合层31。如图20中所示,可以在保护层15和滤色器17之间形成粘合层31。另外,如图19A中所示,粘合层31可以在保护层15和滤色器17之间以及光吸收层28的表面上形成。
作为粘合层31,可以例示有机树脂等。作为有机树脂,可以例示丙烯酸树脂。由于在根据第四实施例的显示设备中形成粘合层31,因此倾斜入射的外部光的入射光和反射光也可以被粘合层31吸收,因此跨子像素传播的光量可以减少。
(修改示例4)
当滤色器17的厚度方向是视线方向时,对于在不同位置形成的光吸收层28的宽度W,可以存在具有不同宽度W的光吸收层28的组合的至少一个集合。例如,关于如图21A中所示的相邻光吸收层28的组合,相邻光吸收层28可以具有不同的宽度W。通过使光吸收层28的宽度多样化,入射光和倾斜入射的外部光的反射光的吸收效率可以被设置为与子像素对应的值。
(修改示例5)
当滤色器17的厚度方向是视线方向时,对于在不同位置形成的光吸收层28的长度H,可以存在具有不同长度的光吸收层28的至少一个组合。例如,关于如图21B中所示的相邻光吸收层28的组合,相邻光吸收层28可以具有不同的长度。通过使光吸收层28的长度多样化,入射光和倾斜入射的外部光的反射光的吸收效率可以被设置为与子像素对应的值。
(修改示例6)
关于当滤色器17的厚度方向是视线方向时提供光吸收层的区域,在图17B的示例中,光吸收层28部署在相邻的滤色器17之间或跨相邻的滤色器17之间的边界。根据第四实施例的显示设备不限于此,并且光吸收层28可以部署在相邻的滤色器17之间或者相邻的滤色器17之间的部分边界处,如图22A、图22B和图22C中所示。图22A、图22B和图22C是用于描述滤色器17与光吸收层28的位置关系的图。图22A示出了其中光吸收层部署在沿X方向相邻的滤色器17之间(蓝色滤光器17B和绿色滤光器17G之间以及红色滤光器17R和蓝色滤光器17B之间)的示例。图22B示出了其中光吸收层部署在沿Y方向相邻的滤色器17之间(红色滤色器17R和蓝色滤色器17B之间以及蓝色滤色器17B和绿色滤色器17G之间)的示例。图22C示出了其中光吸收层28部署在图22A中部署光吸收层28的区域的一半中的示例。
接下来,作为显示设备的应用示例,将描述使用根据第一至第四实施例中的任一个的显示设备的电子装置的示例。
[5.应用示例]
(电子装置)
根据上述实施例的显示设备10A、10B、10C和10D可以在各种电子装置中提供。特别地,期望在要求高分辨率并在眼睛附近以放大方式使用的电子装置中提供显示设备,诸如相机、单透镜反光相机的电子取景器、头戴式显示器等。
(具体示例1)
图25A是示出数码相机310的外观的示例的前视图。图25B是示出数码相机310的外观的示例的后视图。这个数码相机310是可更换单透镜反射型并且在相机主体(相机主体)311的前部的大致中心具有可更换的摄影透镜单元(可互换透镜)312,在前部的左侧具有供摄影者握持的握持单元313。
监视器314在从相机主体311的后表面中心向左移的位置处提供。电子取景器(目镜窗口)315在监视器314的上方提供。摄影者可以视觉识别由拍摄透镜单元312引导的被摄体的光学图像并通过电子取景器315观看来确定构图。作为电子取景器315,可以使用根据第一至第四实施例和修改示例的显示设备10A、10B、10C和10D中的任何一个。
(具体示例2)
图26是示出头戴式显示器320的外观的示例的透视图。头戴式显示器320例如在眼镜状的显示单元321的两侧具有耳挂单元322,以戴在用户的头上。作为显示单元321,可以使用根据第一至第四实施例和修改示例的显示设备10A、10B、10C和10D中的任何一个。
(具体示例3)
图27是示出电视设备330的外观的示例的透视图。这个电视设备330例如具有由前面板332和滤光玻璃333构成的视频显示屏幕部分331,并且这个视频显示屏幕部分331由根据上述第一至第四实施方式和修改示例的显示设备10A、10B、10C、10D的任何一个构成。
虽然上面已经具体描述了本公开的第一至第四实施例及其修改示例,但是本公开不限于上述第一至第四实施例及其修改示例,并且基于本公开的技术构思的各种修改是可能的。
例如,在上述第一至第四实施例及其修改示例中给出的构造、方法、工序、形状、材料、数值等仅仅是示例,如有必要,可以使用不同的构造、方法、工序、形状、材料、数值等。
此外,在不脱离本公开的要旨的情况下,可以将上述第一至第四实施例及其修改示例中的构造、方法、工序、形状、材料、数值等彼此组合。
在没有特别说明的情况下,上述第一至第四实施例及其修改示例中例示的材料可以单独使用,或者可以组合使用其两种或更多种。
此外,本公开可以采用以下构成。
(1)一种显示设备,包括多个发光元件,其中下电极、有机层和上电极依次地层叠在基板上,
上表面保护层,层叠在发光元件的上表面侧并覆盖上电极,以及
元件分隔壁,部署在相邻的发光元件之间并且覆盖发光元件的侧边缘表面,
其中
元件分隔壁沿发光元件的厚度方向从发光元件朝向上表面保护层延伸。
(2)根据(1)所述的显示设备,其中在元件分隔壁中形成低折射率部分。其折射率低于元件分隔壁的折射率。
(3)根据(2)所述的显示设备,在基板和所述多个发光元件之间包括绝缘层,该绝缘层包括多个导线,
其中所述多个导线在基板的面内方向上相邻地布置,
低折射率部分的下端位于相邻的导线之间或相邻的导线之间的区域的下方,以及
低折射率部分的上端位于发光元件中的每一个与上表面保护层之间的界面的上方。
(4)根据(2)或(3)所述的显示设备,其中元件分隔壁由台阶覆盖率值小于1的材料形成。
(5)根据(2)至(4)中的任一项所述的显示设备,其中元件分隔壁具有比上表面保护层低的折射率值。
(6)根据(2)至(5)中的任一项所述的显示设备,其中低折射率部分的横截面形状是多边形。
(7)根据(2)至(6)中的任一项所述的显示设备,其中低折射率部分具有底表面部分和从底表面部分立起的侧壁部分,
底表面部分与侧壁部分之间形成的锥角为90°以下。
(8)根据(1)所述的显示设备,其中上电极是彼此隔离并面向有机层的第一上电极,
设置连接相邻的第一上电极的第二上电极,以及
第二上电极沿着元件分隔壁的表面部署。
(9)根据(8)所述的显示设备,其中元件分隔壁从第一上电极向上延伸。
(10)根据(9)所述的显示设备,其中第二上电极以第一上电极和元件分隔壁彼此面对的位置作为基端延伸到元件分隔壁的延伸端,并且从元件分隔壁的延伸端沿着上表面保护层的表面扩散。
(11)根据(8)至(10)中的任一项所述的显示设备,其中元件分隔壁的下端位于下电极的下端的下方或下电极的下方。
(12)根据(8)至(11)中的任一项所述的显示设备,其中元件分隔壁沿发光元件的厚度方向的长度大于下电极的厚度、有机层的厚度和第一上电极的厚度之和。
(13)根据(8)至(12)中的任一项所述的显示设备,其中第二上电极的反射率高于第一上电极的反射率。
(14)根据(8)至(13)中的任一项所述的显示设备,其中元件分隔壁的折射率小于第二上电极的折射率。
(15)根据(8)至(14)中的任一项所述的显示设备,其中侧壁保护膜被插入于有机层的侧边缘表面与元件分离壁之间。
(16)根据(15)所述的显示设备,其中侧壁保护膜含有蚀刻处理期间生成的副产物。
(17)根据(15)或(16)所述的显示设备,其中辅助层被插入于下电极与基板之间或上电极与上表面保护层之间,
侧壁保护膜以辅助层为基端延伸,
侧壁保护膜包含形成辅助层的至少一种元素。
(18)一种显示设备,包括多个发光元件,其中下电极、有机层、上电极依次地层叠在基板上,其中
覆盖上电极的上表面保护层层叠在发光元件的上表面侧,
元件分隔壁在相邻的发光元件之间的区域和相邻的上表面保护层之间的区域中的至少一个处形成,以及
在元件分隔壁中形成低折射率部分。
(19)一种显示设备,包括多个发光元件,其中下电极、有机层和第一上电极依次地层叠在基板上,其中发光元件对于每个子像素被隔离,其中
元件分隔壁在相邻的发光元件之间形成以覆盖发光元件的侧边缘表面,
元件分隔壁沿发光元件的厚度方向从第一上电极朝向上表面保护层从发光元件向上延伸,以及
沿着元件分隔壁的表面形成连接相邻的第一上电极的第二上电极。
(20)根据(19)所述的显示设备,其中元件分隔壁的向上延伸超过第一上电极的部分的表面被第二上电极覆盖。
(21)根据上述(19)或(20)所述的显示设备,其中侧壁保护膜被插入于有机层的侧边缘表面与元件分离壁之间。
(22)一种显示设备,包括多个发光元件,其中下电极、有机层、上电极依次地层叠在基板上,其中
滤色器设置在每个发光元件的上表面侧,
光吸收层设置在滤色器与下电极之间,以及
光吸收层在沿着滤色器的厚度方向的方向上的长度大于光吸收层在沿着滤色器的面内方向的方向上的宽度。
(23)根据(22)所述的显示设备,其中光吸收层是黑色滤色器。
(24)根据(22)或(23)所述的显示设备,其中光吸收层是与位于光吸收层的基端的滤色器的补色对应的补色滤色器。
(25)根据(22)或(23)所述的显示设备,其中光吸收层是与位于光吸收层的基端的滤色器的颜色不同的颜色对应的非相邻滤色器层。
(26)根据(22)或(23)所述的显示设备,其中光吸收层是无机材料膜。
(27)根据(22)至(26)中的任一项所述的显示设备,其中光吸收层的一部分进入滤色器的内部。
(28)根据(22)至(27)中的任一项所述的显示设备,其中光吸收层和滤色器中的至少一个设有由树脂材料形成的粘合层。
(29)根据(22)至(28)中的任一项所述的显示设备,其中,当比较以滤色器的厚度方向作为视线方向在不同位置处形成的光吸收层的宽度时,存在具有不同宽度的光吸收层的至少一个组合。
(30)根据(22)至(29)中的任一项所述的显示设备,其中,当比较以滤色器的厚度方向作为视线方向在不同位置处形成的光吸收层的长度时,存在具有不同长度的光吸收层的至少一个组合。
(31)一种电子装置,包括根据(1)至(30)中的任一项所述的显示设备。
(32)一种制造显示设备的方法,包括形成第一层叠体的工序,其中下电极、有机层、第一上电极和上表面保护层依次地层叠在基板上,
在第一层叠体中的预定位置处形成从上表面保护层达预定深度的第一沟槽的工序,
通过在第一沟槽中形成元件分隔壁来形成第二层叠体的工序,
在第二层叠体中元件分隔壁周围的预定区域中从上表面保护层到第一上电极的位置的形成第二沟槽的工序,以及
在第二沟槽中形成第二上电极的工序。
(33)一种制造显示设备的方法,包括形成第一层叠体的工序,其中通过依次地层叠下电极、有机层、第一上电极和上表面保护层获得的层叠体和辅助层被设置在基板上,
通过蚀刻处理在第一层叠体中根据像素的图案确定的位置处形成达预定深度的第一沟槽,并随着蚀刻处理沿着第一沟槽的内壁形成以辅助层为基端的侧壁保护膜的工序,
通过在第一沟槽中形成元件分隔壁来形成第二层叠体的工序,
在第二层叠体中元件分隔壁周围的预定区域中形成从上表面保护层到第一上电极的位置的第二沟槽的工序,以及
在第二沟槽中形成第二上电极的工序。
[附图标记列表]
10A、10B、10C、10D显示设备
11基板
12绝缘层
13A下电极
13B有机层
13C上电极
13D第一上电极
13E第二上电极
14绝缘层
15保护层
16保护层
16A第一保护部分
16B第二保护部分
17滤色器
18填充树脂层
19对置基板
20空隙
21分隔膜
25侧壁保护膜
28光吸收层
310数码相机(电子装置)
320头戴式显示器(电子装置)
330电视设备(电子装置)
Claims (20)
1.一种显示设备,包括:
多个发光元件,其中下电极、有机层和上电极依次地层叠在基板上;
上表面保护层,层叠在所述发光元件的上表面侧并覆盖所述上电极;以及
元件分隔壁,部署在相邻的发光元件之间并且覆盖所述发光元件的侧边缘表面,
其中
所述元件分隔壁沿所述发光元件的厚度方向从所述发光元件朝向所述上表面保护层延伸。
2.根据权利要求1所述的显示设备,其中在所述元件分隔壁中形成低折射率部分,其折射率低于所述元件分隔壁的折射率。
3.根据权利要求2所述的显示设备,在所述基板和所述多个发光元件之间包括绝缘层,该绝缘层包括多个线,
其中所述多个导线在所述基板的面内方向上相邻地布置,
所述低折射率部分的下端位于相邻的导线之间或相邻的导线之间的区域的下方,以及
所述低折射率部分的上端位于所述发光元件中的每一个与所述上表面保护层之间的界面的上方。
4.根据权利要求2所述的显示设备,其中所述元件分隔壁由台阶覆盖率值小于1的材料形成。
5.根据权利要求2所述的显示设备,其中所述元件分隔壁具有比所述上表面保护层低的折射率值。
6.根据权利要求2所述的显示设备,其中所述低折射率部分的横截面形状是多边形。
7.根据权利要求2所述的显示设备,其中所述低折射率部分具有底表面部分和从所述底表面部分立起的侧壁部分,
所述底表面部分与所述侧壁部分之间形成的锥角为90°以下。
8.根据权利要求1所述的显示设备,其中所述上电极是彼此隔离并面向所述有机层的第一上电极,
设置连接相邻的所述第一上电极的第二上电极,以及
所述第二上电极沿着所述元件分隔壁的表面部署。
9.根据权利要求8所述的显示设备,其中所述元件分隔壁从所述第一上电极向上延伸。
10.根据权利要求9所述的显示设备,其中所述第二上电极以所述第一上电极和所述元件分隔壁彼此面对的位置作为基端延伸到所述元件分隔壁的延伸端,并且从所述元件分隔壁的所述延伸端沿着所述上表面保护层的表面扩散。
11.根据权利要求8所述的显示设备,其中所述元件分隔壁的下端位于所述下电极的下端或所述下电极的下方。
12.根据权利要求8所述的显示设备,其中所述元件分隔壁沿所述发光元件的厚度方向的长度大于所述下电极的厚度、所述有机层的厚度和所述第一上电极的厚度之和。
13.根据权利要求8所述的显示设备,其中所述第二上电极的反射率高于所述第一上电极的反射率。
14.根据权利要求8所述的显示设备,其中所述元件分隔壁的折射率小于所述第二上电极的折射率。
15.根据权利要求8所述的显示设备,其中侧壁保护膜被插入于所述有机层的侧边缘表面与所述元件分离壁之间。
16.根据权利要求15所述的显示设备,其中所述侧壁保护膜含有蚀刻处理期间生成的副产物。
17.根据权利要求15所述的显示设备,其中辅助层被插入于所述下电极与所述基板之间或所述上电极与所述上表面保护层之间,
所述侧壁保护膜以所述辅助层为基端延伸,以及
所述侧壁保护膜包含形成所述辅助层的至少一种元素。
18.一种电子装置,包括根据权利要求1所述的显示设备。
19.一种制造显示设备的方法,包括:
形成第一层叠体的工序,其中下电极、有机层、第一上电极和上表面保护层依次地层叠在基板上;
在所述第一层叠体中的预定位置处形成从所述上表面保护层达预定深度的第一沟槽的工序;
通过在所述第一沟槽中形成元件分隔壁来形成第二层叠体的工序;
在所述第二层叠体中所述元件分隔壁周围的预定区域中从所述上表面保护层到所述第一上电极的位置形成第二沟槽的工序;以及
在所述第二沟槽中形成第二上电极的工序。
20.一种制造显示设备的方法,包括:
形成第一层叠体的工序,其中通过依次地层叠下电极、有机层、第一上电极和上表面保护层获得的层叠体和辅助层被设置在基板上;
通过蚀刻处理在所述第一层叠体中根据像素的图案确定的位置处形成达预定深度的第一沟槽,并随着所述蚀刻处理沿着所述第一沟槽的内壁形成以所述辅助层为基端的侧壁保护膜的工序;
通过在所述第一沟槽中形成元件分隔壁来形成第二层叠体的工序;
在所述第二层叠体中所述元件分隔壁周围的预定区域中从所述上表面保护层到所述第一上电极的位置形成第二沟槽的工序;以及
在所述第二沟槽中形成第二上电极的工序。
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