JP6983080B2 - 表示装置及び表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置及び表示装置の製造方法に関する。

有機ＥＬ表示装置等の表示装置では、表示素子に含まれる発光層や上部電極等は、マスクを用いた蒸着によって形成される。当該表示素子は封止膜によって封止される。例えば下記特許文献１は、陰極電極を形成する際にマスクを用いる点を開示している。また、下記特許文献２は、厚い部分と薄い部分を有するマスクを用いて、薄膜を形成する点を開示している。

特開２０１５−１５０８９号公報 特開２０１７−７１８４２号公報

ところで、上記のようにマスクを用いた蒸着によって表示素子の一部を形成する場合、表示素子にマスクが接触してしまうことがある。このとき、マスクに異物が付着していると、異物が表示素子に押し当てられることにより、当該表示素子を構成する膜に傷が生じる場合がある。このような場合に、傷が生じた膜の上に封止膜を形成したとしても、封止膜は、傷によって凹凸が生じた膜を覆うことができない。そのため、当該箇所から水分が侵入し、表示素子が劣化するおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、封止膜のバリア性の向上を図ることが可能な表示装置を提供することにある。

本発明の一態様は、発光領域を含む画素によって構成された表示領域と、該表示領域の外側に設けられた額縁領域と、を備えた表示装置であって、基板と、前記表示領域及び前記額縁領域に分離して形成され、前記表示領域において前記発光領域の周囲に配置されたリブと、前記額縁領域に配置され、少なくとも前記リブよりも上に膜を形成する成膜用マスクを支持するマスク支持部と、を有し、前記マスク支持部の頂部は、前記基板の厚み方向に対して前記表示領域に配置されたリブの頂部より高いことを特徴とする。

本発明の他の一態様は、発光領域を含む画素によって構成された表示領域と、該表示領域の外側に設けられた額縁領域と、を備えた表示装置の製造方法であって、基板上に、前記表示領域において前記発光領域の周囲に配置され、前記表示領域及び前記額縁領域に分離して配置されるリブを形成する工程と、前記額縁領域に配置され、少なくとも前記リブよりも上に成膜用マスクを支持するマスク支持部を成膜する工程と、を含み、前記マスク支持部は、前記基板の厚み方向に対して前記リブより高いことを特徴とする。

本発明の実施形態に係る表示装置を概略的に示す図である。 大板と個片の基板との関係について説明するための図である。 表示装置のIII-III断面について説明するための図である。 表示装置のIV-IV断面について説明するための図である。 表示装置の製造方法について説明するための図である。 表示装置の製造方法について説明するための図である。 表示装置の製造方法について説明するための図である。 変形例における大板と個片の基板との関係について説明するための図である。 変形例における表示装置の断面について説明するための図である。

以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実施の形態に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

さらに、本発明の実施形態の詳細な説明において、ある構成物と他の構成物の位置関係を規定する際、「上に」「下に」とは、ある構成物の直上あるいは直下に位置する場合のみでなく、特に断りの無い限りは、間にさらに他の構成物を介在する場合を含むものとする。

図１は、実施形態に係る表示装置１００の例を示す平面図である。表示装置１００の例として、有機ＥＬ表示装置を挙げる。

表示装置１００は、表示領域１０２と、額縁領域１０４と、を備える。具体的には、表示領域１０２は、発光領域を含む画素１０５によって構成される。表示領域１０２には、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）からなる複数色の単位画素（サブピクセル）を組み合わせて構成される画素１０５がマトリクス状に配置される。画素１０５によって、フルカラーの画像が表示される。額縁領域１０４は、表示領域１０２の外側に設けられる。表示領域１０２及び額縁領域１０４には、後述するリブ３１２及び平坦化膜３０６が分離して形成される。

表示装置１００は、基板１０６と、駆動ＩＣ１０８と、ＦＰＣ１１０（Flexible Printed Circuit）と、を有する。基板１０６は、例えばガラス、又はポリイミド等の可撓性がある基材３０２の上に、リブ３１２等（図３、図４参照）が配置される。ＦＰＣ１１０は、額縁領域１０４に配置される。ＦＰＣ１１０は、駆動ＩＣ１０８や額縁領域１０４に形成された回路に対して、電源や信号を供給する。駆動ＩＣ１０８は、例えば、１画素１０５を構成する複数の副画素のそれぞれに対応して配置された画素トランジスタ３２６（図３、図４参照）の走査信号線に対してソース・ドレイン間を導通させるための電位を印加すると共に、各画素トランジスタデータ信号線に対して副画素の階調値に対応する電流を流す。当該駆動ＩＣ１０８によって、表示装置１００は、画像を表示領域１０２に表示する。

基板１０６は、該基板１０６が複数配置された大板２００から切り出された個片の基板１０６であって、切り出される前に大板２００の最も外側に配置された基板１０６である。具体的には図２に示すように、基板１０６は、切り離される前の状態では、１枚の大板２００に複数配置されている。本実施形態における基板１０６は、大板２００にマトリクス状に配置された複数の基板１０６のうち、端部または角部に配置された基板１０６である。

また、後述するマスク支持部２０２は、大板２００の端部に添う辺に配置される。具体的には、図２の大板２００の左側の端部に添って配置される基板１０６のマスク支持部２０２は、当該基板１０６の左側の辺に添って配置される。図２の上側の端部に添って配置される基板１０６のマスク支持部２０２は、当該基板１０６の上側の辺に配置される。右側及び下側の端部におけるマスク支持部２０２も同様に配置される。図２の左上角部に配置される基板１０６のマスク支持部２０２は、当該基板１０６の上側及び左側の辺に添って配置される。他の角部におけるマスク支持部２０２も同様に配置される。図１に示す基板１０６は、図２の左上の角部に配置された基板１０６である。なお、基板１０６は、大板２００にマトリクス状に配置されていなくてもよい。この場合、基板１０６は、大板２００の縁に最も近く配置される。

図３は、図１のIII−III断面を示す図である。図４は、図１のIV−IV断面を示す図である。図３及び図４に示すように、基板１０６は、基材３０２と、回路層３０４と、平坦化膜３０６と、無機絶縁膜３０８と、下部電極３１０と、リブ３１２と、ＥＬ層３１４と、上部電極３１６と、マスク支持膜３１８と、遮光膜３２０と、封止膜３２２と、樹脂マスク３２４と、を含んで構成される。基材３０２は、例えば、ガラスやポリイミド等の可撓性がある材料で形成される。

回路層３０４は、基材３０２の上層に、絶縁層、ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極や半導体層等を含んで構成される。ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極及び半導体層によって、トランジスタ３２６が構成される。トランジスタ３２６は、例えば、画素１０５に形成されたＥＬ層３１４に流す電流を制御する。

平坦化膜３０６は、表示領域１０２及び額縁領域１０４に分離して形成される。具体的には、平坦化膜３０６は、表示領域１０２及び額縁領域１０４において、それぞれ回路層３０４の上に形成される。表示領域１０２に形成された平坦化膜３０６は、と、額縁領域１０４に形成された平坦化膜３０６は、断面視で分離される。平坦化膜３０６は、下部電極３１０と回路層３０４に含まれる電極とのショートを防止するとともに、回路層３０４に配置された配線やトランジスタ３２６による段差を平坦化する。

また、平坦化膜３０６は、額縁領域１０４の中で２か所に分離して形成される。具体的には、平坦化膜３０６は、額縁領域１０４において、断面視で２か所に離間して凸状に形成される。額縁領域１０４に配置された２か所の平坦化膜３０６のうち内側の平坦化膜３０６は、封止平坦化膜３３２を堰き止める内側堰止部３２８の一部として形成される。外側の平坦化膜３０６は、無機絶縁膜３０８、リブ３１２及びマスク支持膜３１８とともにマスク支持部２０２の一部として形成される。また、外側の平坦化膜３０６は、無機絶縁膜３０８及びリブ３１２とともに樹脂マスク３２４を堰き止める外側堰止部３２９の一部として形成される。額縁領域１０４に形成された２か所の平坦化膜３０６は、いずれも平面視で表示領域１０２を囲うように形成される。内側堰止部３２８は、マスク支持部２０２の内側に形成される。

無機絶縁膜３０８は、平坦化膜３０６及び回路層３０４を覆うように形成される。無機絶縁膜３０８は、例えば、ＳｉＮで形成される。

下部電極３１０は、無機絶縁膜３０８の上に形成される。具体的には、下部電極３１０は、表示領域１０２において、無機絶縁膜３０８及び平坦化膜３０６に形成されたコンタクトホールを介して、回路層３０４に形成されたトランジスタ３２６のソース又はドレイン電極と電気的に接続されるように形成される。

リブ３１２は、無機絶縁膜３０８の上に、表示領域１０２と額縁領域１０４に分離して形成される。表示領域１０２において、リブ３１２は、発光領域の周囲に形成される。具体的には、表示領域１０２において、リブ３１２は、上部電極３１６と下部電極３１０の間に電流が流れることによって、ＥＬ層３１４が発光する領域を囲うように形成される。

リブ３１２は、額縁領域１０４において、外側に形成された平坦化膜３０６の上に形成される。具体的には、リブ３１２は、額縁領域１０４において、断面視で２か所に離間して形成された平坦化膜３０６のうち、外側の平坦化膜３０６の上に形成された無機絶縁膜３０８の上に形成される。

マスク支持膜３１８は、額縁領域１０４に配置されたリブ３１２の一部を覆うように形成される。具体的には、図３に示すように、マスク支持膜３１８は、大板２００の端部に添う辺に配置されたリブ３１２を覆うように形成される。また、マスク支持膜３１８は、マスク支持膜３１８の頂部が表示領域１０２に形成されたリブ３１２の頂部よりも高くなるように形成される。例えば、マスク支持部２０２は、マスク支持部２０２の頂部が表示領域１０２のリブ３１２の頂部よりも少なくとも１０μｍ高くなる厚さで形成される。マスク支持膜３１８は、例えば、ＳｉＯやシロキサン系の無機絶縁膜、シリケートガラス等によって、２００ｎｍ乃至１μｍの厚さで形成される。マスク支持部２０２は、例えば基材３０２の表面から５乃至１０μｍの高さで形成される。なお、図４に示すように、マスク支持膜３１８は、大板２００の端部に添う辺以外の辺に配置されたリブ３１２の周囲には配置されない。

マスク支持膜３１８は、マスク支持部２０２の一部を構成する。具体的には、マスク支持部２０２は、平坦化膜３０６と、無機絶縁膜３０８と、リブ３１２と、マスク支持膜３１８と、によって構成される。マスク支持部２０２は、大板２００の端部に添う辺に配置された額縁領域１０４に形成される。マスク支持部２０２は、少なくともリブ３１２よりも上に膜を形成する成膜用のマスク２０４を支持する。例えば、マスク支持部２０２は、ＥＬ層３１４を形成するためのマスク２０４を支持する。

ＥＬ層３１４は、下部電極３１０の上に形成される。具体的には、ＥＬ層３１４は、表示領域１０２において、下部電極３１０及びリブ３１２の端部の上に形成される。また、ＥＬ層３１４は、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子注入層、及び、電子輸送層が積層されることによって形成される。発光層は、例えば、下部電極３１０から注入されたホールと、上部電極３１６から注入された電子とが再結合することにより発光する。ホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、及び、電子輸送層については従来技術と同様である為説明を省略する。なお、本実施形態では、発光層は、赤色、緑色、及び、青色の光を発光する材料を用いて形成される。

上部電極３１６は、ＥＬ層３１４の上に形成され、下部電極３１０との間に電流を流すことでＥＬ層３１４に含まれる発光層を発光させる。上部電極３１６は、例えば、ＩＴＯやＩＺＯ等の金属を含んで構成される透明導電膜やＡｇＭｇから成る光透過性を有する金属薄膜で形成される。

遮光膜３２０は、マスク支持膜３１８の頂部に形成される。具体的には、遮光膜３２０は、マスク支持膜３１８の頂部に、光を吸収する材料で形成される。マスク支持膜３１８がマスク２０４を支持したときに、マスク支持膜３１８の表面が傷つく場合がある。マスク支持膜３１８が形成される領域は、視認性を向上させる偏光板（図示なし）が配置されない領域である。そのため、マスク支持膜３１８の表面の傷が外部から視認され、表示品位が損なわれるおそれがある。マスク支持膜３１８の上に、光を透過しない遮光膜３２０が配置されることにより、当該傷が視認されにくくなる。なお、遮光膜３２０を設けない構成としてもよい。

封止膜３２２は、表示領域１０２と額縁領域１０４とに覆って、表示領域１０２を覆うように配置される。また、封止膜３２２は、下層バリア膜３３０と、封止平坦化膜３３２と、上層バリア膜３３４と、を含んで構成される。下層バリア膜３３０は、マスク支持部２０２が配置された領域から表示領域１０２にかけて、上部電極３１６等を覆うように形成される。封止平坦化膜３３２は、内側堰止部３２８の内側に下層バリア膜３３０を覆うように配置される。封止平坦化膜３３２は、下層バリア膜３３０の凹凸を平坦化する。上層バリア膜３３４は、マスク支持部２０２が配置された領域から表示領域１０２にかけて、下層バリア膜３３０及び封止め平坦化膜３０６等を覆うように形成される。下層バリア膜３３０及び上層バリア膜３３４は、例えばＳｉＮ等の、水分を透過しない無機材料で形成される。封止平坦化膜３３２は、例えばアクリルやエポキシで形成される。封止膜３２２により、ＥＬ層３１４に水分が侵入することによって、ＥＬ層３１４が劣化することを防止できる。

樹脂マスク３２４は、封止膜３２２の上に形成される。具体的には、樹脂マスク３２４は、マスク支持部２０２の内側に透明な樹脂材料で形成される。樹脂マスク３２４は、下層バリア膜３３０及び上層バリア膜３３４をエッチングする際のマスクである。

続いて、上記表示装置１００の製造方法について説明する。図５乃至図７は、表示装置１００の製造方法を示す。まず、図５に示すように、基材３０２上に回路層３０４が形成される。次に、平坦化膜３０６は、表示領域１０２と額縁領域１０４とに分離して形成される。具体的には、平坦化膜３０６は、表示領域１０２において回路層３０４を覆うように形成される。また、平坦化膜３０６は、額縁領域１０４の中で内側と外側の２か所に分離して形成される。内側の平坦化膜３０６は、内側堰止部３２８の一部であり、外側の平坦化膜３０６は、マスク支持部２０２の一部である。次に、無機絶縁膜３０８及び下部電極３１０が順に形成される。

次に、リブ３１２は、額縁領域１０４に形成された平坦化膜３０６の上、及び、表示領域１０２の無機絶縁膜３０８及び下部電極３１０の上に形成される。表示領域１０２のリブ３１２と額縁領域１０４のリブ３１２を同じ工程で形成した場合は、表示領域１０２のリブ３１２と額縁領域１０４のリブ３１２は同じ厚さで形成される。なお、表示領域１０２のリブ３１２と額縁領域１０４のリブ３１２は、異なる厚さとしてもよい。

次に、マスク支持膜３１８は、額縁領域１０４に配置されたリブ３１２を覆うように形成される。ここで、マスク支持膜３１８は、表示領域１０２に形成されたリブ３１２よりも高くなるように形成される。

次に、ＥＬ膜が形成される。具体的には、図６に示すように、ＥＬ層３１４を形成する領域に孔が設けられたマスク２０４が、マスク支持部２０２に接するように配置される。ここで、マスク支持部２０２は、マスク支持部２０２の頂部が表示領域１０２のリブ３１２の頂部よりも高くなる厚さで形成されている。そのため、図６のように、マスク２０４に異物５０２が付着している場合であっても、異物５０２が下部電極３１０等に接触することを防止できる。例えば、マスク支持部２０２の頂部が表示領域１０２のリブ３１２の頂部よりも少なくとも１０μｍ高くなるように形成されていれば、異物５０２の大きさはほとんどが１０μｍ未満の大きさであるため、リブ３１２や下部電極３１０等に傷が生じるケースをほぼ防止することができる。

平面視において、図２に示すように、マスク２０４は、大板２００に配置された全ての基板１０６を覆う形状である。具体的には、マスク２０４端部は、大板２００の最も外側に配置された各基板１０６に形成されたマスク支持部２０２の位置と一致する。特に異物５０２は、マスク２０４の端部付近に付着する場合が多く、マスク２０４の中央部付近に異物５０２が付着するケースはまれである。そのため、マスク２０４が湾曲した場合であっても、リブ３１２や下部電極３１０等に傷が生じるケースをほぼ防止することができる。

同様に、上部電極３１６は、上部電極３１６を形成するためのマスク２０４がマスク支持部２０２に接するように配置された状態で形成される。

次に、マスク２０４が取り除かれ、遮光膜３２０がマスク支持部２０２の頂部に形成される。遮光膜３２０は、例えば、クロム等の光を吸収する金属又はアクリルやエポキシ等の有機絶縁材料に、黒色顔料を混ぜた材料で形成される。マスク支持部２０２の頂部は、マスク２０４と接触することによって傷が生じている場合がある。遮光膜３２０によって、当該傷が外部から視認されることを防止できる。

次に、図７に示すように、下層バリア膜３３０が基板１０６全体を覆うように形成される。また、封止平坦化膜３３２が、表示領域１０２に塗布される。封止平坦化膜３３２は液体状であるため、表示領域１０２から額縁領域１０４に向かって流れるが、内側堰止部３２８によって堰き止められる。これにより、内側堰止部３２８の内側は、封止平坦化膜３３２によって充填される。液体状の封止平坦化膜３３２は、紫外線を照射されることにより硬化される。上層バリア膜３３４は、封止平坦化膜３３２の上に基板１０６全体を覆うように形成される。

次に、樹脂マスク３２４は、上層バリア膜３３４の上に形成される。樹脂マスク３２４は、樹脂マスク３２４の端部が外側堰止部３２９またはマスク支持部２０２の頂部に位置するように形成される。次に、上層バリア膜３３４及び下層バリア膜３３０は、エッチングされる。ここで、樹脂マスク３２４はエッチング用のマスクとして機能することにより、上層バリア膜３３４及び下層バリア膜３３０の樹脂マスク３２４に覆われていない領域は、除去される。最後に、図２に示す状態の大板２００から、個片の基板１０６が切り出される。これにより、表示装置１００は、図３及び図４に示す状態となる。

以上のように、表示領域１０２に形成されたリブ３１２より高いマスク支持膜３１８を額縁領域１０４に形成することによって、封止膜３２２のバリア性の向上を図ることができる。

上記において、マスク支持部２０２が大板２００の端部に添う辺に配置される場合について説明したが、本発明の実施形態はこれに限られない。例えば、図８に示すように、マスク支持部２０２は、大板２００に配置された各基板１０６の端部に形成される構成としてもよい。当該構成によれば、マスク２０４は、端部だけでなく中央部でもマスク支持部２０２と接することにより、マスク２０４が湾曲しにくくなる。これにより、マスク２０４と表示領域１０２との距離が一定に保たれ、異物５０２によってリブ３１２や下部電極３１０等に傷が生じる可能性をさらに軽減することができる。

また、マスク支持膜３１８は、さらに表示領域１０２に形成されてもよい。具体的には、例えば図９に示すように、マスク支持膜３１８は、さらに表示領域１０２に設けられたリブ３１２の上に形成されてもよい。当該構成によれば、マスク支持部２０２は、表示領域１０２にも形成される。これにより、マスク２０４が湾曲した場合であっても、表示領域１０２に形成されたマスク支持部２０２がマスク２０４を支持することによって、リブ３１２や下部電極３１０が傷つくことを防止できる。なお、本変形例においては、表示領域１０２に形成されたマスク支持部２０２の高さは、額縁領域１０４に形成されたマスク支持部２０２の高さよりも低いことが望ましい。

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

１００ 表示装置、１０２ 表示領域、１０４ 額縁領域、１０５ 画素、１０６ 基板、１０８ 駆動ＩＣ、１１０ ＦＰＣ、２００ 大板、２０２ マスク支持部、２０４ マスク、３０２ 基材、３０４ 回路層、３０６ 平坦化膜、３０８ 無機絶縁膜、３１０ 下部電極、３１２ リブ、３１４ ＥＬ層、３１６ 上部電極、３１８ マスク支持膜、３２０ 遮光膜、３２２ 封止膜、３２４ 樹脂マスク、３２６ トランジスタ、３２８ 内側堰止部、３２９ 外側堰止部、３３０ 下層バリア膜、３３２ 封止平坦化膜、３３４ 上層バリア膜、５０２ 異物。

Claims (6)

1. 発光領域を含む画素によって構成された表示領域と、該表示領域の外側に設けられた額縁領域と、を備えた表示装置であって、
   基板と、
   前記表示領域及び前記額縁領域に分離して形成され、前記表示領域において前記発光領域の周囲に配置されたリブと、
   前記額縁領域に配置されたマスク支持部と、
   を有し、
   前記マスク支持部の頂部に光を遮断する遮光膜が配置され、
   前記マスク支持部の頂部は、前記基板の厚み方向に対して前記表示領域に配置されたリブの頂部より高いことを特徴とする表示装置。
2. 前記表示領域を覆う封止膜と、
   前記表示領域を囲うように、前記額縁領域に形成された堰止部と、
   をさらに有し、
   前記堰止部は、前記マスク支持部の内側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. さらに、前記封止膜の上に樹脂マスクを有することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記マスク支持部の頂部は、前記リブの頂部よりも少なくとも１０μｍ高いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の表示装置。
5. 発光領域を含む画素によって構成された表示領域と、該表示領域の外側に設けられた額縁領域と、を備えた表示装置の製造方法であって、
   基板上に、前記表示領域において前記発光領域の周囲に配置され、前記表示領域及び前記額縁領域に分離して配置されるリブを形成する工程と、
   前記額縁領域に配置され、少なくとも前記リブよりも上に成膜用マスクを支持するマスク支持部を形成する工程と、
   前記マスク支持部の頂部に光を遮断する遮光膜を形成する工程と、
   を含み、
   前記マスク支持部は、前記基板の厚み方向に対して前記リブより高いことを特徴とする表示装置の製造方法。
6. 前記マスク支持部の頂部を、前記リブの頂部よりも少なくとも１０μｍ高く形成することを特徴とする請求項５に記載の製造方法。

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