JP6338655B2 - 表示パネルおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
上述の非流動性樹脂を用いたパネル部同士の接合は、次のような工程を経てなされる。
(工程a) 一方のパネル部(例えば、第2パネル部)に非流動性樹脂(例えば、シート状)を貼着する。
(工程b) 非流動性樹脂の残りの主面に、もう一方のパネル部(例えば、第1パネル部)を貼着する。
(工程c) 非流動性樹脂に対して、加熱もしくは光照射を行うことで流動性を付与した後、硬化させることにより、パネル部同士の貼り合わせが完了する。
本発明の一態様に係る表示パネルは、基板と、当該基板の一方の表面の少なくとも一部領域に形成された膜体とを有し構成されており、前記膜体の表面が一方の主面である第1主面の少なくとも一部を構成し、平面視において、発光領域と非発光領域とが並設されてなる第1パネル部と、前記第1パネル部における前記第1主面に対して、互いに間隔をあけた状態で対向配置された第2パネル部と、前記第1パネル部と前記第2パネル部との間に配置され、前記第1パネル部における前記第1主面と、前記第2パネル部における前記第1パネル部の前記第1主面に対向する第2主面との双方に接する封止樹脂層と、を備え、前記第1パネル部における前記第1主面は、全体として、前記発光領域としての第1凹部、前記非発光領域としての凸部、および当該凸部の頂部に形成された第2凹部を有する凹凸形状をなしており、前記第1パネル部における前記第1凹部の底部と、前記第2パネル部における前記第2主面との間隔をD1とし、前記第1パネル部における前記凸部の頂部と前記第2パネル部における前記第2主面との間隔をD2とし、前記発光領域と非発光領域の並設方向に沿った、前記第1パネル部における前記凸部の頂部の幅をWとし、前記並設方向と、前記第1パネル部における前記第1主面と直交する方向とにより規定される面に沿った前記第2凹部の断面積をSとするとき、D2<0.90×D1、かつ、S>{(0.90×D1)−D2}×Wの関係を満たす。
1.表示装置の概略構成
本発明の実施の形態に係る表示装置1の概略構成について、図1および図2を用い説明する。
表示パネル10の構成について、図3から図6を用い説明する。
図4(a)、(b)に示すように、ELパネル部11は、基板111の一方の主面(Z軸方向下側の主面)に層間絶縁膜112が積層されている。基板111は、TFT層を有するものあり(図示を省略。)。層間絶縁膜112は、電気的な絶縁の役割と、TFT層による基板111表面の凹凸の影響を抑制するための平坦化膜としての役割も担っている。
図5に示すように、X−Y方向での平面視において、CFパネル部12では、赤色のカラーフィルタ層(R−CF層)122R、緑色のカラーフィルタ層(G−CF層)122G、青色のカラーフィルタ層(B−CF層)122BがX−Y方向に二次元配置されている。各カラーフィルタ層122R,122G,122Bの配置は、サブピクセル100R,100G,100Bに対応している(図2を参照)。そして、各カラーフィルタ層122R、122G、122Bの平面形状も、サブピクセル100R,100G,100Bに対応して、X軸方向に比べてY軸方向が長い矩形状となっている。
(1)基板111,121
基板111,121の構成材料としては、例えば、ガラス基板、石英基板、シリコン基板、硫化モリブデン、銅、亜鉛、アルミニウム、ステンレス、マグネシウム、鉄、ニッケル、金、銀などの金属基板、ガリウム砒素基などの半導体基板、プラスチック基板等を採用することができる。
層間絶縁膜112は、例えば、ポリイミド、ポリアミド、アクリル系樹脂材料などの有機化合物を用い形成されている。ここで、層間絶縁膜112は、有機溶剤耐性を有することが好ましい。また、層間絶縁膜112は、製造工程中において、エッチング処理、ベーク処理等が施されることがあるので、それらの処理に対して過度に変形や変質などを生じない高い耐性を有する材料を用い形成されることが望ましい。
アノード113は、銀(Ag)またはアルミニウム(Al)を含む金属材料から構成されている。トップエミッション型の本実施の形態に係る表示パネル10の場合には、その表面部が高い反射性を有することが好ましい。
バンク114は、樹脂等の有機材料を用い形成されており絶縁性を有する。バンク114の形成に用いる有機材料の例としては、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック型フェノール樹脂等があげられる。バンク114は、表面に撥水性をもたせるために、表面をフッ素処理することもできる。
有機発光層115は、上述のように、ホールと電子とが注入され再結合されることにより励起状態が生成され発光する機能を有する。有機発光層115の形成に用いる材料は、湿式印刷法を用い製膜できる発光性の有機材料を用いることが必要である。
カソード116は、例えば、酸化インジウムスズ(ITO)若しくは酸化インジウム亜鉛(IZO)などを用い形成される。本実施の形態のように、トップエミッション型の本実施の形態に係る表示パネル10の場合においては、光透過性の材料で形成されることが必要となる。光透過性については、透過率が80[[%]]以上とすることが好ましい。
封止層117は、有機発光層115などの有機層が水分に晒されたり、空気に晒されたりすることを抑制する機能を有し、例えば、窒化シリコン(SiN)、酸窒化シリコン(SiON)、アルミナ(Al2O3)などの材料を用い形成される。また、窒化シリコン(SiN)、酸窒化シリコン(SiON)、アルミナ(Al2O3)などの材料を用い形成された層の上に、アクリル樹脂、シリコーン樹脂などの樹脂材料からなる封止樹脂層を設けてもよい。
CFパネル部12におけるCF層122は、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色の波長域の可視光を選択的に透過する、公知の材料から構成される。例えば、アクリル樹脂をベースに形成されている。
CFパネル部12におけるBM層123は、例えば、光吸収性および遮光性に優れる黒色顔料を含む紫外線硬化樹脂材料から構成されている。具体的な紫外線硬化樹脂材料としては、例えば、アクリル樹脂等がある。
封止樹脂層13は、各種透明樹脂材料で構成されている。具体的には、例えば、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂等から構成されている。
本実施の形態では省略しているが、アノード113と有機発光層115との間に、ホール注入層およびホール輸送層を介挿させる場合には、例えば、次のような材料を用いることができる。
ホール注入層は、例えば、銀(Ag)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、バナジウム(V)、タングステン(W)、ニッケル(Ni)、イリジウム(Ir)などの酸化物、あるいは、PEDOT(ポリチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物)などの導電性ポリマー材料からなる層である。なお、ホール注入層の構成材料として金属酸化物を用いる場合には、PEDOTなどの導電性ポリマー材料を用いる場合に比べて、ホールを安定的に、またはホールの生成を補助して、有機発光層108に対しホールを注入する機能を有し、大きな仕事関数を有する。
ホール輸送層は、親水基を備えない高分子化合物を用い形成されている。例えば、ポリフルオレンやその誘導体、あるいはポリアリールアミンやその誘導体などの高分子化合物であって、親水基を備えないものなどを用いることができる。
電子輸送層は、カソード116から注入された電子を有機発光層115へ輸送する機能を有し、例えば、オキサジアゾール誘導体(OXD)、トリアゾール誘導体(TAZ)、フェナンスロリン誘導体(BCP、Bphen)などを用い形成されている。
表示パネル10におけるELパネル部11とCFパネル部12との配置関係について、図7および図8を用い説明する。
D2<0.90×D1(G)、かつ、S>{(0.90×D1(G))−D2}×W・・・(数2)
D2<0.90×D1(B)、かつ、S>{(0.90×D1(B))−D2}×W・・・(数3)
なお、ELパネル部11における封止層117の形状、並びにCFパネル部12におけるCF層122の形状については、図8に示す形態を採る場合もある。この場合には、次のように間隔D1を規定する。
上記(数1)から(数3)の関係を満たすことにより、本実施の形態に係る表示パネル10においては、封止樹脂層13の形成に係る過程で、樹脂材料に対して熱もしくは光エネルギの付与を行う際の樹脂流動が抑制され、これに伴う膜剥がれの発生が抑制される。これより、本実施の形態に係る表示パネル10では、高い表示品質を得ることができる。
本実施の形態に係る表示パネル10の製造方法について、図10から図13を用い説明する。なお、以下では、本実施の形態に係る表示パネル10の製造過程を、(1)ELパネル部11を準備する工程、(2)CFパネル部12を準備する工程、(3)ELパネル部11とCFパネル部12とを貼り合わせる工程に大きく分けて説明する。
(i) 図9(a)に示すように、TFT層が形成されてなる基板111上に、層間絶縁膜112を積層形成する。そして、図9(b)に示すように、層間絶縁膜112上に金属薄膜1130を形成する。金属薄膜1130の形成は、例えば、スパッタリング法を用い実行することができる。
(i) 図11(a)に示すように、基板121の一方の主面上に対し、BM材料層1230を積層形成する。BM材料層1230の形成では、先ず、紫外線硬化樹脂(例えば、紫外線硬化アクリル樹脂)材料を主成分とし、これに黒色顔料が添加されてなるBM材料を溶液に分散させてBMペーストを調整する。そして、調整されたペーストを基板121の一方の主面上を覆うように塗布する。
(i) 図12(a)に示すように、非流動性樹脂(材料)130を準備する。非流動性樹脂130の両主面には、ラミネートフィルム131a,131bが貼着されている。
凹凸量について行った考察1について、図14および図15を用い説明する。
図14(a)で示すように、本考察においては、ELパネル部11AのCFパネル部12に対向する側の主面(封止層の表面)が凹凸形状を成している。凹凸は、凹部の底部を基準とすると凸部のみと見ることができ、逆に、凸部の頂部を基準とすると凹部のみと見ることができる。本明細書では、その両方を含めて「凹凸」と規定する。なお、図14(a)に示すように、本考察で用いたELパネル部11Aは、本実施の形態に係るELパネル部11とは異なり、バンク114Aに窪み部は形成されていない。これに対応して、封止層117Aにも第2凹部は形成されていない。
図14(a)に示すように、上記実施の形態に係るCFパネル部12では、R,G,Bの各CF層の層厚(R,G,B)を1.0[μm]とし、色間でその層厚を統一した。
図14(a)、(b)に示すように、ELパネル部11Aにおける凹部の底部とCFパネル部12との間隔D1(R)、D1(G)、D1(B)は、何れも20.0[μm]とした。なお、本実施例では、CF層の高さおよびバンク間の凹部の深さは、各色R,G,Bのサブピクセルで同一とし、間隔D1(R)、D1(G)、D1(B)も2.0[μm]で同じである。
図15(a)、(b)に示すように、サンプルNo.1およびサンプルNo.2では、膜剥がれは発生しなかった。それに対して、サンプルNo.3では、1536個のサブピクセル中419個のサブピクセルで膜剥がれが発生し、その発生割合は27[%]であった。同様に、サンプルNo.4では、1536個のサブピクセル中1530個のサブピクセルで膜剥がれが発生し、その発生割合は99[%]であった。
上述のように、パネル部同士の貼り合わせた際における樹脂の密度分布に伴ってパネル部の膜(蒸着膜、塗布膜)の剥がれが発生するというメカニズムについて、本発明者等が究明した。これによると、パネル部の主面の凹凸の大きさにより、膜剥がれの発生し易さが相違することが分かった。また、膜剥がれの発生に関して、次のような現象を確認した。
次に、凹凸量についての考察2について、図16(a)、(b)、(c)を用い説明する。
D1およびD2が上記(数1)から(数3)の関係を満たさない場合には、例外を除いて、膜剥がれを生じることがあったものと推察されると述べたが、この例外が、上記(数4)を満たす場合である。
本発明者等は、(数4)を満たさない表示パネルであっても、断面積TXと断面積TYとの差である断面積△(TX−TY)に相当する空間をさらに別に確保することができれば、膜剥がれの発生を抑制することができるのではないかと考えた。すなわち、以下の関係を満足する場合であっても、膜剥がれの発生を抑制し得ると考えた。
そこで、本発明者等は、図17(c)に示すように、封止層117に第2凹部117cを形成することで、この断面積△(TX−TY)に相当する空間を確保する構成に想到した。また、バンク114の表面に窪み部114cを設けることで、この第2凹部117cを容易に形成することができると考え、本発明の一態様を想到するに至った。
この(数6)と上記(数5)の両方を満たす場合が、上記(数1)を満たす場合となる。
次に、膜剥がれの発生位置について行った考察1について、図18から図20を用い説明する。
次に、膜剥がれの発生位置について行った考察2について、図21から図23を用い説明する。
(1)図24(a)に示す変形例では、CFパネル部32におけるBM層323とCF層322との高さが同一となっており、封止樹脂層33に接するCFパネル部32の主面が略平面となっている。また、図24(b)に示す変形例では、CFパネル部34におけるCF層342の高さがBM層343の高さに比べて低くなっており、封止樹脂層35に接することになるCFパネル部34の主面は、全体として凹凸形状となっている。さらに、図24(c)に示す変形例では、CFパネル部36におけるCF層362との高さがBM層363の高さに比べて高くなっており、封止樹脂層37に接することになるCFパネル部36の主面は、全体として凹凸形状となっている。
上記実施の形態などでは、所謂、トップエミッション構造の有機EL表示パネルを一例として採用したが、本発明はこれに限定されず、ボトムエミッション構造の有機EL表示装置についても上記構成を採用することができる。
10 表示パネル
11 ELパネル部
12,32,34,36 CFパネル部
13,33,35,37 封止樹脂層
20 駆動制御部
21〜24 駆動回路
25 制御回路
100 ピクセル
100R Rサブピクセル
100G Gサブピクセル
100B Bサブピクセル
111 TFT基板
112 層間絶縁膜
113 アノード
114 バンク
115 有機発光層
115R R有機発光層
115G G有機発光層
115B B有機発光層
116 カソード
117 封止層
117a 凸部
117b 第1凹部
117c 第2凹部
121 基板
122,322,342,362 カラーフィルタ層
122R Rカラーフィルタ層
122G Gカラーフィルタ層
122B Bカラーフィルタ層
123,323,343,363 ブラックマトリクス層
130 非流動性樹脂
131a,131b ラミネートシート
500 マスク
1130 金属薄膜
1140 バンク材料層
1141 フォトマスク
1230 BM材料層
Claims (7)
- 基板と、当該基板の一方の表面の少なくとも一部領域に形成された封止層とを有し構成されており、前記封止層の表面が一方の主面である第1主面の少なくとも一部を構成し、平面視において、発光領域と非発光領域とが並設されてなる第1パネル部と、
前記第1パネル部における前記第1主面に対して、互いに間隔をあけた状態で対向配置された第2パネル部と、
前記第1パネル部と前記第2パネル部との間に配置され、前記第1パネル部における前記第1主面と、前記第2パネル部における前記第1パネル部の前記第1主面に対向する第2主面との双方に接する封止樹脂層と、
を備え、
前記第1パネル部における前記第1主面は、全体として、前記発光領域としての第1凹部、前記非発光領域としての凸部、および当該凸部の頂部に形成された第2凹部を有する凹凸形状をなしており、
前記第1パネル部における前記第1凹部の底部と、前記第2パネル部における前記第2主面との間隔をD1とし、
前記第1パネル部における前記凸部の頂部と前記第2パネル部における前記第2主面との間隔をD2とし、
前記発光領域と非発光領域の並設方向に沿った、前記第1パネル部における前記凸部の頂部の幅をWとし、
前記並設方向と、前記第1パネル部における前記第1主面と直交する方向とにより規定される面に沿った前記第2凹部の断面積をSとするとき、
D2<0.90×D1、かつ、S>{(0.90×D1)−D2}×Wの関係を満たす、
表示パネル。 - 前記第2パネル部における前記第2主面も、凹部の底部よりも凸部の頂部が前記第1パネル部の側に張り出した、全体として凹凸形状をなしている、
請求項1に記載の表示パネル。 - 前記第1パネル部および前記第2パネル部を平面視する場合に、前記第2パネル部における前記第1パネル部の前記非発光領域に対応する領域を非発光対応領域とするとき、
前記第2パネル部の前記第2主面における前記凹部は、前記非発光対応領域内に設けられている、
請求項2に記載の表示パネル。 - 前記第1パネル部および前記第2パネル部を平面視する場合に、前記第2パネル部における前記第1パネル部の前記非発光領域に対応する領域を非発光対応領域とするとき、
前記第2パネル部の前記第2主面における前記凸部は、前記非発光対応領域内に設けられている、
請求項2に記載の表示パネル。 - 前記第2パネル部は、基板と、当該基板に対して形成されたカラーフィルタ層と、当該カラーフィルタ層に隣接して形成されたブラックマトリクス層とを有してなるカラーフィルタパネルである、
請求項1に記載の表示パネル。 - 基板と、当該基板の一方の表面の少なくとも一部領域に形成された封止層とを有し構成されており、前記封止層の表面が一方の主面である第1主面の少なくとも一部を構成し、平面視において、発光領域と非発光領域とが並設されてなる第1パネル部を準備する工程と、
第2パネル部を準備する工程と、
前記第2パネル部における一方の主面である第2主面に対し、非流動性樹脂を貼着する工程と、
前記非流動性樹脂における前記第2パネル部が貼着されたのとは反対側の主面に、前記第1パネル部における前記第1主面を貼着する工程と、
前記非流動性樹脂に対して加熱もしくは光照射を行って樹脂に流動性を付与した後、硬化させることにより封止樹脂層を形成する工程と、を備え、
前記第1パネル部における前記第1主面は、全体として、前記発光領域としての第1凹部、前記非発光領域としての凸部、および当該凸部の頂部に形成された第2凹部を有する凹凸形状をなしており、
前記封止樹脂層は、前記第1パネル部における前記第1主面と前記第2パネル部における前記第2主面との双方に接しており、
前記第1パネル部における前記第1凹部の底部と、前記第2パネル部における前記第2主面との間隔をD1とし、
前記第1パネル部における前記凸部の頂部と前記第2パネル部における前記第2主面との間隔をD2とし、
前記発光領域と非発光領域の並設方向に沿った、前記第1パネル部における前記凸部の頂部の幅をWとし、
前記並設方向と、前記第1パネル部における前記第1主面と直交する方向とにより規定される面に沿った前記第2凹部の断面積をSとするとき、
前記封止樹脂層を形成する工程の実行後において、
D2<0.90×D1、かつ、S>{(0.90×D1)−D2}×Wの関係を満たす、
表示パネルの製造方法。 - 前記第2パネル部における前記第2主面と前記非流動性樹脂とを貼着する工程と、前記第1パネル部における前記第1主面と前記非流動性樹脂とを貼着する工程とは、ともに減圧雰囲気下で実行され、該両工程を実行した後において、前記非流動性樹脂は、前記第1パネル部における前記凸部の頂部および前記凹部の底部を含む前記第1主面の全体に接しており、前記第2パネル部における前記第2主面の全体に接している
請求項6に記載の表示パネルの製造方法。
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