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Definitions
- One embodiment of the present invention relates to a display device having a sealing layer covering a region in which a plurality of pixels are arranged.
- An organic electroluminescent element (hereinafter, also referred to as "organic EL element” or simply “light emitting element”) has an organic layer including an organic electroluminescent material laminated between a pair of electrodes which is distinguished from an anode and a cathode. It has a structure.
- a sealing layer is provided which covers a region where a plurality of pixels are provided (hereinafter, also referred to as a “display portion”).
- Organic EL elements are known to deteriorate under the influence of moisture. Therefore, the sealing layer is required to have high water vapor barrier properties.
- a structure of a sealing layer for sealing an organic EL element for example, a structure in which an organic sealing layer is laminated between a first inorganic sealing layer and a second non-sealing layer is disclosed ( Patent Document 1).
- the sealing layer covering the organic EL element needs to have high adhesion (adhesion strength, adhesion strength) with the base surface so as not to peel off.
- a display device includes a display unit in which a plurality of pixels are arranged, a sealing layer covering the display unit, and a common connection unit outside the display unit.
- the plurality of pixels includes a first electrode, a second electrode which is disposed on the first electrode and covers the entire display portion and overlaps a part of the common connection portion, and an organic layer between the first electrode and the second electrode Have.
- the common connection includes a metal layer disposed outside the second electrode
- the sealing layer includes at least one inorganic insulating layer
- the end of the inorganic insulating layer is disposed outside the second electrode.
- the inorganic insulating layer has a first region in contact with the second electrode, and a second region in contact with the metal layer outside the first region.
- a display device includes a transistor, an interlayer insulating layer over the transistor, a common wiring over the interlayer insulating layer, a planarization layer disposed over the interlayer insulating layer and embedding the transistor, and planarization
- a light emitting element on a layer, a partition layer disposed on an interlayer insulating layer and surrounding the light emitting element, and a sealing layer covering the light emitting element and the partition layer are included.
- the light emitting element has a first electrode on the planarization layer, a second electrode on the first electrode and the partition layer, and an organic layer between the first electrode and the second electrode.
- the common wiring is exposed from the planarization layer and the partition layer, and the second electrode has a region extending from above the partition layer and overlapping the common wiring.
- the sealing layer includes at least one inorganic insulating layer, and the end of the inorganic insulating layer is disposed outside the second electrode.
- the inorganic insulating layer has a first region in contact with the second electrode, and a second region overlapping the common wiring outside the first region.
- the second region includes a metal layer between the inorganic insulating layer and the common wiring.
- a display device includes a first insulating layer, a semiconductor layer over the first insulating layer, a second insulating layer over the semiconductor layer, and a region overlapping the semiconductor layer over the second insulating layer.
- a gate electrode, a third insulating layer on the second insulating layer and the gate electrode, a first wiring and a common wiring on the third insulating layer, and a planarization layer on the third insulating layer, the first wiring and the common wiring A first electrode on the planarization layer, a partition layer having an opening in a region overlapping the first electrode, a second electrode on the first electrode and the partition layer, a first electrode, and a second electrode And an encapsulation layer on the second electrode.
- the planarization layer has an opening groove for exposing the common wiring, and the second electrode has a region extending from above the partition layer and overlapping the common wiring.
- the sealing layer includes at least one inorganic insulating layer, and the end of the inorganic insulating layer is disposed outside the second electrode.
- the inorganic insulating layer has a first region in contact with the second electrode, and a second region overlapping the common wiring outside the first region.
- the second region includes a metal layer between the inorganic insulating layer and the common wiring.
- FIG. 7A is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the display device according to the embodiment of the present invention, which illustrates the state of the common connection portion. It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the display apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the display apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.
- the terms “on” and “upward” of a member mean directions away from the base member unless otherwise specified.
- the second layer is disposed (provided) on the first layer. It shall be said.
- FIG. 1 shows a planar arrangement of each component of the display device 100.
- the display device 100 includes a base member 102.
- the base member 102 has a first surface and a second surface opposite to the first surface.
- the display unit 104 is provided on one surface (for example, the first surface) of the base member 102.
- a plurality of pixels 106 are arranged.
- a plurality of scanning signal lines 108 extending from the first driving circuit 112a and a plurality of video signal lines 110 extending from the second driving circuit 112b are provided corresponding to the arrangement of the plurality of pixels 106. .
- the first drive circuit 112 a, the second drive circuit 112 b, and the terminal portion 114 are disposed in an area outside the display unit 104.
- the first drive circuit 112a is disposed along at least one side of the display portion 104, and the second drive circuit 112b is disposed along one side intersecting the one side.
- the first drive circuit 112 a outputs a scan signal to the scan signal line 108, and the second drive circuit 112 b outputs a video signal to the video signal line 110.
- a common connection unit 118 (common contact) for giving a common potential to the plurality of pixels 106 arranged in the display unit 104 is disposed.
- the common connection portion 118 is disposed outside the first drive circuit 112a.
- the common connection portion 118 is provided so as to surround three sides of the display portion 104. By arranging the common connection portion 118 so as to surround the display portion 104, equalization of the potential applied to each of the plurality of pixels 106 is achieved.
- the base member 102 is formed of a resin material, a metal material, and a glass material.
- the base member 102 has a film-like, plate-like form. From the appearance shape, the base member 102 can also be called a film, a sheet, or a substrate.
- a film-like member is used as the base member 102.
- a polyimide film is used as the base member 102.
- the polyimide film as the base member 102 has a thickness of about 5 ⁇ m to 50 ⁇ m, for example, about 10 ⁇ m. The base member 102 having such a thickness is flexible.
- the display portion 104 and the driver circuit 112 various elements and circuits are manufactured using thin films such as metals, semiconductors, and insulators. Since various elements and circuits made of thin films can be bent together with the base member 102, the flexible display device 100 can be obtained. Further, as another member constituting the base member 102, a glass substrate having a thickness of about 100 ⁇ m to 200 ⁇ m can also be used. In this case, in order to improve the brittleness, it is preferable that the organic resin film be attached.
- the area between the display portion 104 and the second drive circuit 112 b can be used as the bending area 120.
- the area of the peripheral portion (this area is also referred to as a “frame area”) is apparently reduced by bending the base member 102 to the back surface (surface opposite to the display portion 104) in the bending region 120. Can. That is, narrowing of the display device 100 can be achieved.
- the pixel 106 is composed of a display element and a drive element for driving the display element.
- a display element a light emitting element in which a light emitting layer is formed of an organic electroluminescent material is used.
- a driving element a transistor (also referred to as a “thin film transistor”) in which a channel region is formed in a semiconductor film is used. Details of the light emitting element and the transistor will be described later.
- the first drive circuit 112a a circuit including a shift register or the like is formed by a transistor.
- a bare chip silicon integrated circuit is used for the second drive circuit 112 b and mounted on the base member 102.
- a plurality of terminal electrodes 116 are arranged. Each of the plurality of terminal electrodes 116 is connected to a flexible printed wiring board (FPC board) not shown.
- FPC board flexible printed wiring board
- FIG. 2 shows a simplified cross-sectional structure of the display device 100 along the line A1-A2 shown in FIG.
- the display device 100 has a structure in which the drive element layer 122, the display element layer 124, and the sealing layer 126 are stacked on the first surface of the base member 102.
- the display portion 104 has a structure in which a driving element layer 122 in which an element such as a thin film transistor is formed and a display element layer 124 in which a light emitting element 148 is formed.
- the driving element layer 122 includes a transistor 144.
- the driving element layer 122 may further include passive elements such as a capacitor and a resistor in addition to the transistor 144, and these elements form a pixel circuit.
- the driving element layer 122 has a structure in which an insulating layer, a semiconductor layer, and a conductive layer, which form these elements, are stacked appropriately.
- the display element layer 124 includes a light emitting element 148.
- a light emitting element 148 is provided for each pixel 106.
- the light emitting element 148 has a first electrode 172 provided for each pixel, a second electrode 176 facing the first electrode 172, and an organic layer 174 between the first electrode 172 and the second electrode 176.
- the organic layer 174 contains an organic electroluminescent material and is used as a light emitting medium.
- the organic layer 174 may be continuously formed across the plurality of light emitting elements 148 as shown in FIG. 2 or may be provided to be separated from each other for the individual light emitting elements 148. In this case, for example, the organic layer 174 is separately formed for each display color.
- the driving element layer 122 and the display element layer 124 are stacked, and the transistor 144 and the light emitting element 148 are electrically connected.
- the first drive circuit 112 a is formed in the drive element layer 122. In the first drive circuit 112a, a drive circuit is formed by a transistor.
- the second electrode 176 is provided across the plurality of pixels 106.
- the second electrode 176 is a common electrode shared by the plurality of pixels 106.
- the second electrode 176 spreads over the entire display portion 104 and is electrically connected to the common wiring 134 at a common connection portion 118 disposed outside the display portion 104.
- a portion of the common wire 134 overlaps the second electrode 176, and the other region is exposed from the second electrode 176.
- the common wiring 134 is provided to surround the outer periphery of the display unit 104.
- the upper surface portion of the common wire 134 is exposed by the first opening groove 132 a provided in the drive element layer 122.
- the common wiring 134 is provided wide, and the outer end of the common wiring 134 is disposed outside the second electrode 176, so that the second electrode 176 and the common wiring 134 can be reliably made.
- the alignment margin is expanded by providing the common wiring 134 widely, and the second wiring 176 is formed at any position of the common connection portion 118.
- the electrode 176 and the common wiring 134 can be electrically connected reliably.
- the metal layer 136 is provided in a region where the common wire 134 is exposed from the second electrode 176.
- the metal layer 136 is made of a metal material different from that of the second electrode 176.
- the display element layer 124 is covered with the sealing layer 126.
- the sealing layer 126 includes at least one inorganic insulating layer.
- FIG. 2 shows a mode in which the first inorganic insulating layer 128a, the organic insulating layer 130, and the second inorganic insulating layer 128b are stacked from the display element layer 124 side.
- the organic insulating layer 130 is provided to cover the entire surface of the display portion 104 and to extend to a region where the common connection portion 118 is provided.
- the end of the organic insulating layer 130 is provided so as not to reach the end of the drive element layer 122.
- the sealing layer 126 has a structure in which the upper surface, the lower surface, and the side surface of the organic insulating layer 130 are covered with the inorganic insulating layer 128.
- the sealing layer 126 (specifically, the first inorganic insulating layer 128 a) includes a first region 138 in contact with the second electrode 176, a second region 140 overlapping the metal layer 136 outside the second electrode, and a second region 140. It can be divided into a third area 142 outside the two areas 140.
- the first region 138 and the second region 140 include a structure in which the first inorganic insulating layer 128a, the organic insulating layer 130, and the second inorganic insulating layer 128b are stacked, and the third region 142 includes the first inorganic insulating layer 128a and the second inorganic insulating layer 128b. It has a structure in which the second inorganic insulating layer 128 b is stacked.
- the sealing layer 126 is provided to cover the display portion 104 in order to prevent deterioration of the light emitting element 148 due to moisture.
- the first inorganic insulating layer 128a and the second inorganic insulating layer 128b are formed of an inorganic insulating material such as a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or an aluminum oxide film, which has a low water vapor transmission rate.
- the organic insulating layer 130 is formed of a resin material such as an acrylic resin, a polyimide resin, or an epoxy resin.
- the sealing performance of the sealing layer 126 can be enhanced. For example, even if pinholes are included in the first inorganic insulating layer 128a, the organic insulating layer 130 embeds the pinholes and the second inorganic insulating layer 128b covers the pinholes to embed the pinholes in the first inorganic insulating layer 128a. It is possible to maintain the sealing performance.
- the organic insulating layer 130 is surrounded by the first inorganic insulating layer 128 a and the second inorganic insulating layer 128 b, whereby moisture is prevented from entering from the end portion of the organic insulating layer 130.
- the sealing layer 126 has a structure in which the organic insulating layer 130 is included in the inorganic insulating layer 128, whereby the sealing performance is enhanced.
- the sealing layer 126 shows an aspect in which the first inorganic insulating layer 128a, the organic insulating layer 130, and the second inorganic insulating layer 128b are stacked, but the present invention is not limited to this aspect.
- the sealing layer 126 may have a single layer of the first inorganic insulating layer 128a, or a structure in which the first inorganic insulating layer 128a and the second inorganic insulating layer 128b are stacked.
- the organic insulating layer 130 may be formed of a plurality of layers, and the inorganic insulating layer 128 may be provided between the layers.
- the sealing layer 126 desirably has high adhesion (also referred to as “adhesion”) with the base surface. If the adhesion to the lower surface of the sealing layer 126 is low, the display element layer 124 is peeled off, and the sealing performance is reduced.
- the sealing layer 126 includes a first region 138 in which the first inorganic insulating layer 128 a overlaps the second electrode 176 and a second region 140 in which the first inorganic insulating layer 128 a overlaps the metal layer 136.
- the sealing layer 126 can improve adhesion by providing the first inorganic insulating layer 128a over a plurality of regions having different base surface materials.
- the first region 138 and the second region 140 having surfaces formed of different materials are provided in the region where the sealing layer 126 is provided, thereby improving the adhesion to the base surface.
- the adhesion of the first region 138 is low, the adhesion of the sealing layer 126 can be enhanced by selecting a material for forming the metal layer 136 such that the adhesion of the second region 140 is high. it can.
- adhesion means that an interaction acts between the two materials at an interface to separate them by atomic bonding or mechanical action, and "adhesion” means peeling off both.
- the phenomenon of adhesion or separation actually observed may involve not only the interface of the laminate but also the entire vicinity of the interface, and the bond strength of the two layers in contact may affect it.
- FIG. 3 shows a cross-sectional structure taken along line B1-B2 shown in FIG.
- the display device 100 includes a display unit 104 including the pixel 106, a first drive circuit 112a, and a common connection portion 118.
- the display unit 104 includes the driving element layer 122 and the display element layer 124.
- the first drive circuit 112 a is formed in the drive element layer 122.
- FIG. 3 illustrates a mode in which the pixel 106 includes the first transistor 144a, the first capacitor 146a, and the second capacitor 146b, and the first driver circuit 112a includes the second transistor 144b and the third transistor 144c.
- the first transistor 144a, the second transistor 144b, the third transistor 144c, the first capacitance element 146a, and the second capacitance element 146b are formed in the driving element layer.
- These elements included in the pixel 106 and the first drive circuit 112 a are exemplification, and in actuality, the pixel circuit and the drive circuit are formed by any number of circuit elements such as transistors, capacitors, and resistors.
- the third transistor 144c is an n-channel type or a p-channel type
- one of the second transistor 144b and the third transistor 144c is an n-channel type and the other is a p-channel type.
- the first transistor 144a, the second transistor 144b, and the third transistor 144c have the same stacked structure.
- the driving element layer 122 includes a semiconductor layer or a conductive layer between these insulating layers. It has a structure in which layers are laminated appropriately.
- the display element layer 124 includes each layer constituting the light emitting element 148 and a sixth insulating layer 170.
- the first insulating layer 150 may be referred to as a base insulating layer
- the second insulating layer 154 may be referred to as a gate insulating layer
- the third insulating layer 160 may be referred to as an interlayer insulating layer
- the fifth insulating layer may be referred to as a planarization layer.
- the sixth insulating layer 170 is an insulating layer provided between the pixels, and may be called a bank, a partition, or a pixel defining film.
- the first insulating layer 150, the second insulating layer 154, the third insulating layer 160, and the fifth insulating layer 168 are manufactured using an inorganic insulating material such as silicon oxide, silicon nitride, or silicon oxynitride.
- the fourth insulating layer 164 and the sixth insulating layer 170 are made of an organic resin material such as polyimide resin, acrylic resin, epoxy resin, or acrylic resin.
- the light emitting element 148 has a structure in which the first electrode 172, the organic layer 174, and the second electrode 176 are stacked.
- the second electrode 176 is provided on the first electrode 172 and the sixth insulating layer 170.
- the organic layer 174 is provided in a region where at least the first electrode 172 and the second electrode 176 overlap.
- the common wiring 134 is provided in the common connection portion 118.
- the upper surface of the common wire 134 has a structure exposed from the insulating layer disposed on the upper layer side.
- FIG. 3 shows a structure in which the common wiring 134 is provided on the third insulating layer 160 and exposed from the upper fourth insulating layer 164, the fifth insulating layer 168, and the sixth insulating layer.
- the second electrode 176 is extended to the common connection portion 118 and electrically connected to the common wire 134.
- FIG. 4 shows a cross-sectional structure taken along line C1-C2 shown in FIG. FIG. 4 includes the display portion 104 including the pixel 106, the common connection portion 118, the bent region 120, and the terminal portion 114.
- the bending area 120 is disposed between the common connection portion 118 and the terminal portion 114.
- the first insulating layer 150, the second insulating layer 154, and the third insulating layer 160 are removed.
- the bent region 120 has cracks in the first insulating layer 150, the second insulating layer 154, and the third insulating layer 160 formed of an inorganic insulating film when the base member 102 is bent. It is possible to prevent the occurrence of a crack and the occurrence of a crack in the insulating layer in the display portion 104.
- the third wiring 162 c formed in the same layer as the gate electrode 156 is disposed between the second insulating layer 154 and the third insulating layer 160, and the fourth wiring formed in the same layer as the common wiring 134.
- a configuration in which the wire 162 d is connected to the terminal electrode 116 across the bent region 120 is shown.
- the fourth wiring 162 d is formed of a metal material, has ductility, does not break even if the base member 102 is bent, and is bent together with the base member 102.
- the terminal electrode 116 has a structure in which a third metal oxide layer 178 c is stacked on the terminal electrode layer 180.
- the third metal oxide layer 178c is provided so as to cover the exposed portion of the terminal electrode layer 180, and is provided as a protective film.
- the pixel 106 includes a first transistor 144 a formed in the driving element layer 122 and a light emitting element 148 formed in the display element layer 124.
- the driving element layer 122 may further include a first capacitor 146a and a second capacitor 146b.
- the first transistor 144a and the light emitting element 148 are electrically connected.
- the first capacitive element 146a and the second capacitive element 146b are electrically connected to the first transistor 144a.
- the first capacitive element 146a is electrically connected between the gate and the source of the first transistor 144a
- the second capacitive element 146b is electrically connected between the drain of the first transistor 144a and an arbitrary constant potential line.
- the voltage applied to the gate of the first transistor 144a controls the current (drain current) flowing between the source and the drain.
- the light emission intensity of the light emitting element 148 is controlled by the drain current of the first transistor 144a.
- the first capacitive element 146a is connected between the gate and the source of the first transistor 144a to apply a gate voltage, and is provided to keep the gate-to-source voltage constant, and the second capacitive element 146b is a first capacitive element. It is provided to stabilize the potential of the electrode 178.
- the first transistor 144 a has a structure in which the semiconductor layer 152 provided on the first insulating layer 150, the second insulating layer 154, and the gate electrode 156 are stacked.
- the first capacitor 146a has a structure in which the semiconductor layer 152, the second insulating layer 154, and the first capacitor electrode 158a are stacked.
- the semiconductor layer 152 is formed of a semiconductor material such as amorphous silicon or polycrystalline silicon, or a metal oxide.
- the semiconductor layer 152 is insulated from the gate electrode 156 by the second insulating layer 154.
- a third insulating layer 160 is provided on the upper layer side of the gate electrode 156 and the first capacitance electrode 158a.
- the first wiring 162 a and the second wiring 162 b are provided on the upper layer side of the third insulating layer 160.
- FIG. 5 shows an example in which the first wiring 162 a and the second wiring 162 b are provided in the same layer as the common wiring 134.
- the first wiring 162 a and the second wiring 162 b are in contact with the semiconductor layer 152 through the contact holes formed in the third insulating layer 160.
- aluminum (Al), molybdenum (Mo), tungsten (W), a molybdenum-tungsten (MoW) alloy or the like is used, and the first wiring 162a and the second wiring 162b are aluminum. It is manufactured using metal materials such as (Al), titanium (Ti), and molybdenum-tungsten (MoW) alloy.
- the first wiring 162a and the second wiring 162b are manufactured in a structure in which a film of titanium (Ti) or a molybdenum-tungsten (MoW) alloy is laminated on the upper layer side and the lower layer side of aluminum (Al).
- Ti titanium
- MoW molybdenum-tungsten
- a fourth insulating layer 164 is provided on the first wiring 162a and the second wiring 162b.
- the fourth insulating layer 164 is used as a planarization film which embeds the uneven surface by the semiconductor layer 152, the gate electrode 156, the first wiring 162a, the second wiring 162b, and the like, and planarizes the surface.
- the fourth insulating layer 164 is made of an organic resin material as described above.
- the fourth insulating layer 164 is provided with a contact hole 166 that exposes part of the first wiring 162a.
- a first metal oxide layer 178 a is provided in accordance with the arrangement of the contact holes 166, and a second capacitance electrode 158 b is provided on the upper surface of the fourth insulating layer 164.
- the first metal oxide layer 178a and the second capacitance electrode 158b are manufactured using a conductive metal oxide material. Indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO) or the like is used as the metal oxide material.
- the first metal oxide layer 178a is provided so as to cover the exposed portion of the first wiring 162a, and is provided as a protective film so that the exposed portion of the first wiring 162a is not damaged in the subsequent steps.
- ITO Indium tin oxide
- IZO indium zinc oxide
- a fifth insulating layer 168 is stacked on the first metal oxide layer 178a and the second capacitance electrode 158b.
- the first electrode 172 is provided on the top surface of the fifth insulating layer 168.
- the first electrode 172 is electrically connected to the first wiring 162 a through a contact hole 166 penetrating the fifth insulating layer 168 and the fourth insulating layer 164.
- the first electrode 172 is provided to overlap the second capacitance electrode 158 b with the fifth insulating layer 168 interposed therebetween.
- the second capacitance element 146 b is formed in a region where the second capacitance electrode 158 b, the fifth insulating layer 168, and the first electrode 172 overlap.
- the fifth insulating layer 168 used as a dielectric film of the second capacitor 146b is made of an inorganic insulating material such as silicon nitride, silicon oxide, or silicon oxynitride.
- the display element layer 124 is disposed substantially above the fifth insulating layer 168.
- a sixth insulating layer 170 is provided on the fifth insulating layer 168 to cover the peripheral portion of the first electrode 172 and to expose the inner region.
- the organic layer 174 is provided to cover the top surface of the first electrode 172 and the surface of the sixth insulating layer 170.
- the second electrode 176 is provided to cover the upper surfaces of the organic layer 174 and the sixth insulating layer 170.
- the light emitting element 148 is formed by the first electrode 172, the organic layer 174 and the second electrode 176.
- a region where the first electrode 172, the organic layer 174, and the second electrode 176 overlap is a light emitting region of the light emitting element 148.
- the sixth insulating layer 170 is made of an organic resin material to form a smooth level difference at the opening end that exposes the first electrode 172.
- an acrylic resin, a polyimide resin, a polyamide resin, etc. are used.
- the organic layer 174 is manufactured using a low molecular weight or high molecular weight organic EL material.
- a low molecular weight organic EL material for example, a guest-host organic EL material is used as the light emitting layer.
- a carrier injection layer (a hole injection layer, an electron injection layer), a carrier transport layer (a hole transport layer, an electron transport layer), and the like are appropriately provided to sandwich the light emitting layer.
- the organic layer 174 has a structure in which the light emitting layer is sandwiched between the hole injection layer and the electron injection layer.
- the organic layer 174 is appropriately added with a hole transport layer, an electron transport layer, a hole block layer, an electron block layer, and the like.
- the first electrode 172 is transparent such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) It is formed of a conductive film, and the second electrode 176 is formed of a metal film such as aluminum.
- the first electrode 172 is formed of a metal film such as aluminum or silver (for example, a silver film is (A structure in which two layers of ITO film are sandwiched), the second electrode is a metal having a small work function such as lithium (Li), cesium (Cs), barium (Ba), magnesium (Ms), and aluminum (Al) or silver (Ag) ) And gold.
- the second electrode 176 is formed of a transparent conductive film of ITO, IZO, or the like, or a magnesium-silver (MgAg) film or an aluminum-lithium (AlLi) film which is thinly formed to have translucency.
- the first electrode 172 is provided for each pixel 106, and the second electrode 176 is provided so as to spread over the plurality of pixels 106.
- the sealing layer 126 is provided on the top surface of the second electrode 176.
- the sealing layer 126 is manufactured using an inorganic insulating layer, or an inorganic insulating layer and an organic insulating layer.
- the sealing layer 126 has a structure in which a first inorganic insulating layer 128a, an organic insulating layer 130, and a second inorganic insulating layer 128b are stacked.
- An inorganic insulating material such as a silicon nitride film or an aluminum oxide film is used as the first inorganic insulating layer 128 a and the second inorganic insulating layer 128 b.
- As the organic insulating layer 130 an acrylic resin, a polyimide resin, a polyamide resin, an epoxy resin, or the like is used.
- a protective member such as a protective film, an optical film such as a polarizing film, or an antireflection film may be provided on the upper layer side of the sealing layer 126.
- FIG. 6 shows details of the common connection 118 shown in FIG. 3 and FIG.
- Common connection portion 118 includes common wiring 134.
- the common wiring 134 is connected to the second electrode 176 of the light emitting element 148.
- the potential of the second electrode 176 is controlled by the common wiring 134.
- the common wiring 134 is manufactured to have the same layer structure as the first wiring 162 a or the gate electrode 156.
- the common wire 134 is disposed on the second insulating layer 154 when provided in the same layer as the gate electrode 156.
- the common wire 134 is disposed on the third insulating layer 160 when provided in the same layer as the first electrode 172 a.
- FIG. 6 shows an aspect in which the common wire 134 is disposed on the third insulating layer 160.
- the common wire 134 When the common wire 134 is formed in the same layer as the first wire 162a, it has a structure in which a film of titanium (Ti) or a molybdenum-tungsten (MoW) alloy is laminated on the upper and lower sides of aluminum (Al). .
- the fourth insulating layer 164 is disposed on the common wire 134.
- the common wiring 134 is exposed from the fourth insulating layer 164 by the first opening groove 132a provided in the fourth insulating layer 164.
- a second metal oxide layer 178 b is provided on the upper surface of the common wiring 134 exposed from the fourth insulating layer 164 by the first opening groove 132 a.
- the second metal oxide layer 178 b is formed using a conductive metal oxide material. Indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO) or the like is used as the metal oxide material.
- the second metal oxide layer 178 b is provided so as to cover the exposed portion of the common wiring 134, and is intended to be provided as a protective film so that the exposed portion of the common wiring 134 is not damaged in the subsequent steps. .
- the end of the second electrode 176 reaches the first opening groove 132a. A portion of the second electrode 176 overlaps a portion of the common wire 134 and is in contact with the second metal oxide layer 178 b. Thus, the second electrode 176 is electrically connected to the common wiring 134.
- the common wire 134 has a region overlapping with the second electrode 176 and a region not overlapping with the second electrode 176.
- the inner region of the common wiring 134 (the region on the display unit 104 side) and the second electrode 176 overlap, and the outer region (the region on the end of the base member 102) does not overlap the second electrode 176 Have.
- the metal layer 136 is provided in a region where the common wire 134 does not overlap with the second electrode 176.
- the metal layer 136 is formed of a material different from that of the second electrode 176.
- the metal layer 136 is formed of a metal material containing one or more elements selected from aluminum (Al), titanium (Ti), germanium (Ge), gallium (Ga), and indium (In).
- the metal layer 136 is provided with a thickness of 1 nm to 100 nm, preferably 5 nm to 10 nm.
- FIG. 6 shows an aspect in which the end portions of the second electrode 176 and the metal layer 136 are adjacent to each other, the common connection portion 118 is not limited to such a form.
- the second electrode 176 and the metal layer 136 may partially overlap.
- a portion of the metal layer 136 may overlap on the second electrode 176.
- the first inorganic insulating layer 128 a constituting the sealing layer 126 has a first region 138 in contact with the second electrode 176.
- the first region 138 extends over the display portion 104 and part of the common connection portion 118.
- the first inorganic insulating layer 128 a also has a second region 140 in contact with the metal layer 136.
- the first inorganic insulating layer 128 a is a region where the organic insulating layer 130 is not provided in the region outside the second region 140 (the end portion side of the base member 102), and the third inorganic insulating layer 128 b is stacked. It has a region 142.
- the first region 138 overlaps a portion of the first opening groove 132a, and the second region 140 overlaps the first opening groove 132a.
- the first inorganic insulating layer 128 a has a structure in which the second electrode 176 and the metal layer 136 are provided in the common connection portion 118 so as not to be in direct contact with the second metal oxide layer 178 b.
- the second region 140 has a structure in which the common wire 134, the second metal oxide layer 178b, and the metal layer 136 are stacked.
- the adhesion of the sealing layer 126 directly results in the adhesion between the first inorganic insulating layer 128a and the base surface.
- the first inorganic insulating layer 128a has the second electrode 176 as a base surface, and in the common connection portion 118, the second electrode 176 and the metal layer 136 serve as a base surface. If the metal layer 136 is not provided in the common connection portion 118, the second metal oxide layer 178b is a lower ground of the first inorganic insulating layer 128a.
- the adhesion of the first inorganic insulating layer 128a is lowered due to the unevenness of the surface of the second metal oxide layer 178b and the residue on the surface of the second metal oxide layer 178b.
- the first inorganic insulating layer 128 a is in direct contact with the second metal oxide layer 178 b by providing the metal layer 136 on the second metal oxide layer 178 b. Is prevented.
- the metal layer 136 and the second metal oxide layer 178 b contain the same or similar metal (transition metal), and adhesion is improved as compared with the case where the metal layer 136 and the second metal oxide layer 178 b are in contact with the first inorganic insulating layer 128 a. That is, by covering the upper surface of the second metal oxide layer 178b with the second electrode 176 and the metal layer 136 in the common connection portion 118, the adhesion to the lower ground of the first inorganic insulating layer 128a can be enhanced. Become.
- the adhesion of the sealing layer 126 can be improved.
- peeling of the sealing layer 126 is prevented, and the reliability of the display device 100 can be improved.
- the common connection portion 118 has a structure in which at least the fourth insulating layer 164 and the sixth insulating layer 170 are removed.
- the first insulating layer 150, the second insulating layer 154, and the third insulating layer 160 are all made of an inorganic insulating material. Therefore, the common connection portion 118 is a region where the organic insulating layer is removed and the inorganic insulating layer is stacked.
- the first opening groove 132 a from which the fourth insulating layer 164 and the sixth insulating layer 170 are removed is provided to surround the outer periphery of the display unit 104.
- the first insulating layer 150, the second insulating layer 154, and the third insulating layer 160 are laminated on the outer side of the first opening groove 132a (the end portion side of the base member 102), and the fourth insulating layer 164 and the sixth insulating layer 160 are formed.
- a second opening groove 132b in which the insulating layer 170 is not provided may be provided.
- the second opening groove 132 b is provided to surround the display unit 104.
- the first opening groove 132 a is filled with the sealing layer 126.
- the first inorganic insulating layer 128a and the second inorganic insulating layer 128b that constitute the sealing layer 126 are provided along the opening.
- the fourth insulating layer 164 and the sixth insulating layer 170 are not exposed to the outside. That is, the organic insulating film which has a relatively high water vapor transmission rate compared to the inorganic insulating film is not exposed to the outer surface. Thereby, the penetration of moisture (water vapor) into the fourth insulating layer 164 and the sixth insulating layer 170 can be prevented.
- the organic insulating layer 130 of the sealing layer 126 is provided to fill the first opening groove 132 a of the common connection portion 118.
- the organic insulating layer 130 is manufactured by applying a composition including a precursor of an organic resin material and a solvent. In this case, the coating film having fluidity is blocked by the ribs of the fourth insulating layer 164b and the sixth insulating layer 170b, and is prevented from flowing out beyond the first opening groove 132a.
- the first opening groove 132 a prevents the organic insulating layer 130 from being exposed at the end of the sealing layer 126.
- the first inorganic insulating layer 128a and the second inorganic insulating layer 128b are provided to the outside of the first opening groove 132a and are provided along the second opening groove 132b.
- the organic insulating layer 130 is included in the first inorganic insulating layer 128 a and the second inorganic insulating layer 128 b and has a structure that is not exposed to the outside. Since the sealing layer 126 has a structure in which the organic insulating layer 130 is not exposed to the outside, gas barrier properties such as water vapor can be enhanced.
- the region including the sealing layer 126, the first opening groove 132a, and the second opening groove 132b shown in FIGS. 3 and 6 has a function of preventing moisture from entering the display portion 104, “water Also called a blocking area.
- the display device 100 having such a moisture blocking structure reduces the penetration of moisture into the light emitting element 148. Furthermore, in the display device 100 according to the present embodiment, since the adhesion of the sealing layer 126 is maintained at the common connection portion 118, the effect of preventing the generation of non-light emitting pixels called dark spots in the display portion 104 is enhanced. be able to.
- a first transistor 144a, a second transistor 144b, a third transistor 144c, and a first capacitive element 146a are formed on the first surface of the base member 102, and a fourth insulating layer 164 is formed to cover these elements. Indicates the stage formed.
- a common wire 134 is formed between the third insulating layer 160 and the fourth insulating layer 164.
- the fourth insulating layer 164 is formed of an organic resin material such as polyimide resin, acrylic resin, or epoxy resin.
- the fourth insulating layer 164 is formed to a thickness of 0.5 ⁇ m to 5 ⁇ m.
- the surface of the fourth insulating layer 164 is planarized using the fluidity when the composition including the precursor of the organic resin material is deposited on the base member 102.
- FIG. 8 shows the step of forming the metal oxide layer 178, the second capacitance electrode 158b, and the fifth insulating layer 168 on the upper surface of the planarized fourth insulating layer 164.
- a contact hole 166 is formed in the fourth insulating layer 164 to expose the first wire 162a.
- a first opening groove 132a for exposing the common wire 134 and a second opening groove 132b outside the first opening groove 132a are formed.
- the contact hole 166, the first opening groove 132a, and the second opening groove 132b may be simultaneously formed.
- a first metal oxide layer 178a is formed to cover the first wiring 162a.
- a second metal oxide layer 178 b is formed in the first opening groove 132 a so as to cover the exposed common wiring 134.
- the fifth insulating layer 168 is formed.
- An opening is formed in the fifth insulating layer 168 at a position overlapping the contact hole 166 so as to expose the first metal oxide layer 178a.
- an opening is formed in a region overlapping the first opening groove 132a and the second opening groove 132b.
- the fifth insulating layer 168 is removed by etching outside the first opening groove 132a (the end side of the base member 102).
- the fifth insulating layer 168 is formed of an inorganic insulating film such as a silicon nitride film or a silicon oxynitride film.
- FIG. 9 shows a step of forming the first electrode 172 on the fifth insulating layer 168 and further forming the sixth insulating layer 170.
- the first electrode 172 is formed by laminating a transparent conductive film and a metal film.
- the first electrode 172 has a structure in which three layers of an IZO film, an aluminum film, and an IZO film are stacked in this order.
- the first electrode 172 has a light reflecting surface by having such a laminated structure.
- the first electrode 172 is formed to overlap the second capacitance electrode 158 b with the fifth insulating layer 168 interposed therebetween.
- a second capacitor 146b is formed in a region where the first electrode 172, the fifth insulating layer 168, and the second capacitor electrode 158b overlap.
- the sixth insulating layer 170 covers the peripheral portion of the first electrode 172, and an opening is formed to expose the inner region. Also, an opening for exposing the first opening groove 132a and the second opening groove 132b is formed.
- the sixth insulating layer 170 is formed of, for example, a polyimide resin, an acrylic resin, an epoxy resin, or the like, using a photosensitive organic resin material.
- the sixth insulating layer 170 is formed by applying a photosensitive organic resin material and then performing exposure and development processing so as to form a predetermined opening. A coating film of a photosensitive organic resin material is applied to substantially the entire surface of the base member 102. At this time, as shown in FIG.
- the exposure processing is performed so that the inner region excluding the peripheral portion of the first electrode 172, the first opening groove 132a, and the second opening groove 132b are exposed.
- the sixth insulating layer 170 is formed on the fourth insulating layer 164, and the sixth insulating layer 170b is formed on the fourth insulating layer 164b in the region where the opening groove is provided.
- FIG. 10 shows the steps of forming an organic layer 174 and a second electrode 176.
- the organic layer 174 is produced by vapor deposition or printing.
- the organic layer 174 includes a carrier injection layer (a hole injection layer, an electron injection layer), a carrier transport layer (a hole transport layer, an electron transport layer), a carrier block layer (a hole), in addition to the light emitting layer containing an organic EL material.
- a block layer and an electron block layer) are appropriately provided.
- a shadow mask fine mask
- the second electrode 176 is made of a magnesium-silver (MgAg) film, an aluminum-lithium (AlLi) film, or the like.
- the second electrode 176 is manufactured to have a light-transmitting thickness.
- the second electrode 176 is fabricated with a thickness of 0.1 ⁇ m to 0.2 ⁇ m.
- the metal film for forming the second electrode 176 is formed by vapor deposition using a shadow mask 182 (fine mask) so as to cover the entire surface of the display unit 104. At this time, the second electrode 176 is formed so as to overlap with a partial region of the common wire 134 in the first opening groove 132a. A second metal oxide layer 178 b is provided on the common wire 134. The second electrode 176 is formed to overlap the common wiring 134 through the second metal oxide layer 178 b.
- the second electrode 176 is preferably formed so as to cover the entire common wire 134 exposed in the first opening groove 132 a, but in consideration of the alignment accuracy of the shadow mask 182 used at the time of film formation, the second electrode 176 Are formed so as not to protrude outside the first opening groove 132a (not to protrude from the common connection portion 118). That is, the end of the second electrode 176 is formed so as not to be disposed outside the end of the outer side of the common wire 134.
- the second electrode 176 By forming the second electrode 176 in such a configuration, the second electrode 176 can be reliably covered with the sealing layer 126 manufactured in a later step.
- the second electrode 176 containing a metal that reacts with water (water vapor or humidity) such as lithium (Li) or magnesium (Mg) is provided so as not to protrude from the first opening groove 132a, whereby the light emitting element 148 is formed. Can be prevented.
- the sealing layer 126 is formed on the second electrode 176 as described in FIG. At this stage, a part of the common wire 134 is not covered by the second electrode 176. In order to maintain the sealing performance, the sealing layer 126 needs to be manufactured so as to increase the adhesion to the base surface and not to peel off.
- the lower ground of the sealing layer 126 is roughly divided into a region in which the second electrode 176 is provided and a region in which portions other than the second electrode 176 are provided. Specifically, as shown in FIG.
- the lower surface of the sealing layer 126 (in other words, the lower surface of the first inorganic insulating layer 128a) is a first region 138 provided with a second electrode 176;
- the second region 140 in which the common wire 134 is exposed from the second electrode 176 in the common connection portion 118 (in other words, a region in which the second metal oxide layer 178 b is exposed from the second electrode 176); Further, it can be classified into the third region 142 where the sixth insulating layer 170, the fourth insulating layer 164, or the third insulating layer 160 is exposed outside.
- the sealing layer 126 (the first inorganic insulating layer 128 a) needs to be careful of the adhesion of the second region 140.
- the second metal oxide layer 178 b is formed of a metal oxide such as an ITO film or an IZO film.
- the second metal oxide layer 178 b is formed by etching after forming a coating of a metal oxide on substantially the entire surface of the base member 102.
- wet etching using a solution such as hydrogen iodide (HI), hydrogen oxalate (BrH), ferric chloride + hydrochloric acid (FeCl 3 + HCl), or a halogen gas system It is carried out by dry etching using an organic gas system.
- a residue 199 may remain on the surface of the second metal oxide layer 178b.
- the residue 199 is considered to be a reaction by-product generated in the process of etching the metal oxide. While such a residue 199 can not be easily removed by washing, it has a problem that the adhesion with the base surface is low.
- the first inorganic insulating layer 128a is formed as the sealing layer 126 over the second metal oxide layer 178b, there is a problem that the residue 199 and the second metal oxide layer 178b are peeled off. It becomes.
- the first inorganic insulating layer 128a can not be sufficiently covered, which also causes a problem that the first inorganic insulating layer 128a is easily peeled off at the interface with the second metal oxide layer 178b.
- FIG. 12 shows the step of forming the metal layer 136 in the second region 140 (the region not covered by the second electrode 176 in the common connection 118).
- the metal layer 136 is fabricated by sputtering using a shadow mask 182 that exposes the second region 140 and shields other regions.
- the metal layer 136 is made of a material different from that of the second electrode 176.
- the metal layer 136 is formed with a thickness of 1 nm to 100 nm, preferably 5 nm to 10 nm.
- the metal layer 136 is manufactured, for example, by sputtering an inert gas such as argon using a target of aluminum (Al), titanium (Ti), or germanium (Ge).
- the metal layer 136 may be formed of a metal material such as molybdenum (Mo), tantalum (Ta), or molybdenum-tungsten (MoW). Furthermore, the metal layer 136 may be formed by evaporation using a metal material such as gallium (Ga) or indium (In).
- FIG. 13 shows the step of forming the first inorganic insulating layer 128 a that constitutes the sealing layer 126.
- the first inorganic insulating layer 128 a is formed on substantially the entire surface of the peripheral region including the display portion 104 and the common connection portion 118.
- the first inorganic insulating layer 128a is an inorganic insulating film such as a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or an aluminum oxide film, which has a low water vapor transmission rate, and is formed with a thickness of about 0.1 ⁇ m to 5 ⁇ m.
- the first inorganic insulating layer 128 a is formed of the above-described inorganic insulating film by plasma CVD (Chemical Vapor Deposition).
- the region where the first inorganic insulating layer 128 a is formed is divided into a first region 138 in contact with the second electrode 176, a second region 140 in contact with the metal layer 136, and a third region 142 outside the second region 140. be able to.
- the first inorganic insulating layer 128 a is formed in close contact with the second electrode 176 in the first region 138.
- the first inorganic insulating layer 128 a is formed in close contact with the metal layer 136 in the second region 140. Since the second region 140 is covered with the metal layer 136 even if the residue adhered in the step of etching the second metal oxide layer 178 b remains, the first inorganic insulating layer 128 a Peeling is prevented.
- the surfaces of the fourth insulating layer 164 and the sixth insulating layer 170 formed of an organic resin material are covered with the first inorganic insulating layer 128a, so the fourth insulating layer 164 and the sixth insulating layer Infiltration of water into 170 is prevented.
- the organic insulating layer 130 and the second inorganic insulating layer 128b are formed, whereby the display device 100 shown in FIG. 3 is manufactured.
- the organic insulating layer 130 covers the display unit 104 and is formed to fill the first opening groove 132a.
- the organic insulating layer 130 is formed by a printing method using a resin material such as an acrylic resin, a polyimide resin, or an epoxy resin.
- the organic insulating layer 130 is formed to a thickness of 5 ⁇ m to 20 ⁇ m by an inkjet printing method.
- the organic insulating layer 130 is formed such that the end does not exceed the first opening groove 132a.
- the first opening groove 132a may be filled.
- the second inorganic insulating layer 128b is considered to have a low water vapor transmission rate, such as a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, etc., similarly to the first inorganic insulating layer 128a. It is formed of an inorganic insulating film.
- the metal layer 136 adjacent to the second electrode 176 in the common connection portion 118 peeling of the sealing layer 126 can be prevented.
- the sealing layer Peeling of 126 can be prevented.
- display device 102 base member 104: display portion 106: pixel 108: scanning signal line 110: video signal line 112: driving circuit 114: terminal portion 116: terminal electrode 118: common connection portion 120: bending region 122: driving element layer 124: display element layer 126: sealing Stop layer 128: inorganic insulating layer 130: organic insulating layer 132: opening groove 134: common wiring 136: metal layer 138: first region 140 ⁇ ⁇ Second region, 142 ⁇ ⁇ ⁇ Third region, 144 ⁇ ⁇ ⁇ Transistor, 146 ⁇ ⁇ ⁇ Capacitive element, 148 ⁇ ⁇ ⁇ light emitting element, 150 ⁇ ⁇ ⁇ first insulating layer, 152 ⁇ ⁇ ⁇ semiconductor layer, 154 ⁇ ⁇ ⁇ second insulating layer, 156 ⁇ ⁇ ⁇ gate electrode, 158 ⁇ ⁇ ⁇ Capacitance electrode 160: third insulating layer 162: wiring 164: fourth insulating layer 166: contact hole
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Abstract
表示装置は、複数の画素が配列された表示部と、表示部を覆う封止層と、表示部の外側の共通接続部とを有する。複数の画素は、第1電極と、第1電極上に配置され表示部の全体を覆い共通接続部の一部と重なる第2電極と、第1電極と第2電極との間の有機層とを有する。共通接続部は、第2電極の外側に配置された金属層を含み、封止層は、少なくとも一層の無機絶縁層を含み、無機絶縁層の端部は第2電極の外側に配置される。無機絶縁層は、第2電極と接する第1領域と、第1領域の外側で、金属層と接する第2領域とを有する。
Description
本発明一実施形態は、複数の画素が配列された領域を覆う封止層を有する表示装置に関する。
有機エレクトロルミネセンス素子(以下、「有機EL素子」又は単に「発光素子」ともいう。)は、陽極及び陰極と区別される一対の電極間に有機エレクトロルミネセンス材料を含む有機層が積層された構造を有する。有機EL素子で画素が構成される表示装置は、複数の画素が設けられる領域(以下、「表示部」ともいう。)を覆う封止層が設けられている。有機EL素子は、水分の影響を受けると劣化することが知られている。そのため、封止層は、高い水蒸気バリア性が求められている。有機EL素子を封止するための封止層の構造として、例えば、第1無機封止層と第2無封止層との間に有機封止層が積層された構造が開示されている(特許文献1参照。)。
有機EL素子を覆う封止層は、剥離しないように、下地面との密着力(密着強度、付着強度)を高める必要がある。
本発明の一実施形態に係る表示装置は、複数の画素が配列された表示部と、表示部を覆う封止層と、表示部の外側の共通接続部とを有する。複数の画素は、第1電極と、第1電極上に配置され表示部の全体を覆い共通接続部の一部と重なる第2電極と、第1電極と第2電極との間の有機層とを有する。共通接続部は、第2電極の外側に配置された金属層を含み、封止層は、少なくとも一層の無機絶縁層を含み、無機絶縁層の端部は第2電極の外側に配置される。無機絶縁層は、第2電極と接する第1領域と、第1領域の外側で、金属層と接する第2領域とを有する。
本発明の一実施形態に係る表示装置は、トランジスタと、トランジスタ上の層間絶縁層と、層間絶縁層上のコモン配線と、層間絶縁層上に配置されトランジスタを埋設する平坦化層と、平坦化層上の発光素子と、層間絶縁層上に配置され発光素子を囲む隔壁層と、発光素子及び隔壁層を覆う封止層とを含む。発光素子は、平坦化層上の第1電極と、第1電極上及び隔壁層上の第2電極と、第1電極と第2電極との間の有機層とを有する。コモン配線は、平坦化層及び隔壁層から露出され、第2電極は隔壁層上から延伸されコモン配線と重なる領域を有する。封止層は、少なくとも一層の無機絶縁層を含み、無機絶縁層の端部が第2電極の外側に配置される。無機絶縁層は、第2電極と接する第1領域と、第1領域の外側でコモン配線と重なる第2領域とを有する。第2領域は、無機絶縁層とコモン配線との間に金属層を含む。
本発明の一実施形態に係る表示装置は、第1絶縁層と、第1絶縁層上の半導体層と、半導体層上の第2絶縁層と、第2絶縁層上で半導体層と重なる領域を有するゲート電極と、第2絶縁層及びゲート電極上の第3絶縁層と、第3絶縁層上の第1配線及びコモン配線と、第3絶縁層、第1配線及びコモン配線上の平坦化層と、平坦化層上の第1電極と、第1電極と重なる領域に開口部を有する隔壁層と、第1電極上及び隔壁層上の第2電極と、第1電極及び第2電極との間の有機層と、第2電極上の封止層とを有する。平坦化層は、コモン配線を露出させる開口溝を有し、第2電極は、隔壁層上から延伸されコモン配線と重なる領域を有する。封止層は、少なくとも一層の無機絶縁層を含み、無機絶縁層の端部が第2電極の外側に配置される。無機絶縁層は、第2電極と接する第1領域と、第1領域の外側でコモン配線と重なる第2領域とを有する。第2領域は、無機絶縁層とコモン配線との間に金属層を含む。
以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、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(又は数字の後にa、bなどを付した符号)を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第1」、「第2」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有さない。
本明細書において、ある部材又は領域が他の部材又は領域の「上に(又は下に)」あるとする場合、特段の限定がない限りこれは他の部材又は領域の直上(又は直下)にある場合のみでなく他の部材又は領域の上方(又は下方)にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方(又は下方)において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。なお、以下の説明では、特に断りのない限り、断面視においては、基板の一主面に対して画素領域、タッチセンサが配置される側を「上方」に該当するとして説明する。
本明細書において、ある部材の「上に」、「上方に」という場合、特段の断りのない限り、ベース部材を基準として、離れる方向を指すものとする。例えば、ベース部材の第1面に、第1の層、第2の層がこの順番に積層されている場合、第1の層上に第2の層が配置されている(設けられている)というものとする。
本発明の一実施形態に係る表示装置100の構成を図1に示す。図1は、表示装置100を構成する各要素の平面的な配置を示す。表示装置100は、ベース部材102を含む。ベース部材102は、第1面と、この第1面とは反対側の第2面を有する。ベース部材102の一方の面(例えば、第1面)に表示部104が設けられる。表示部104は、複数の画素106が配列される。表示部104には、複数の画素106の配列に対応して、第1駆動回路112aから伸びる走査信号線108、及び第2駆動回路112bから伸びる映像信号線110が、それぞれ複数本配設される。
第1駆動回路112a、第2駆動回路112b、及び端子部114は、表示部104の外側の領域に配置される。第1駆動回路112aは、表示部104の少なくとも一辺に沿って配置され、第2駆動回路112bは、当該一辺と交差する一辺に沿って配置される。第1駆動回路112aは走査信号線108に走査信号を出力し、第2駆動回路112bは映像信号線110に映像信号を出力する。さらに、表示部104の外側の領域には、表示部104に配列される複数の画素106に共通電位を与える共通接続部118(コモンコンタクト)が配置される。図1は、共通接続部118が、第1駆動回路112aの外側に配置される態様を示す。共通接続部118は、表示部104の3辺を囲むように設けられている。共通接続部118を、表示部104を囲むように配置することで、複数の画素106それぞれに印加される電位の均一化を図っている。
ベース部材102は、樹脂材料、金属材料、ガラス材料によって形成される。ベース部材102は、フィルム状、板状の形態を有する。外観形状からベース部材102は、フィルム、シート、又は基板と呼ぶこともできる。好適な一実施形態において、フィルム状の部材がベース部材102として用いられる。具体的に、ベース部材102としてポリイミドフィルムが用いられる。ベース部材102としてのポリイミドフィルムは、5μm~50μm、例えば、10μm程度の厚さを有する。このような厚さを有するベース部材102は、可撓性を有する。詳細は後述されるが、表示部104及び駆動回路112は、金属、半導体、絶縁体等の薄膜で各種の素子及び回路が作製される。薄膜で作製された各種の素子及び回路は、ベース部材102と共に曲げることが出来るので、可撓性の表示装置100を得ることができる。また、ベース部材102を構成する他の部材として、厚さ100μm~200μm程度のガラス基板を用いることもできる。この場合、脆性を改善するために有機樹脂フィルムが付着されていることが好ましい。
ベース部材102が可撓性を有する場合、表示部104と第2駆動回路112bとの間は、折り曲げ領域120として用いることができる。折り曲げ領域120でベース部材102を背面(表示部104と反対側の面)に折り曲げることで、表示部104に対する周辺部分(この領域は「額縁領域」とも呼ばれる。)の面積を見かけ上縮小することができる。すなわち、表示装置100の狭額縁化を図ることができる。
画素106は、表示素子と表示素子を駆動する駆動素子とにより構成される。表示素子として、有機エレクトロルミネセンス材料で発光層が形成される発光素子が用いられる。駆動素子として、半導体膜にチャネル領域が形成されるトランジスタ(「薄膜トランジスタ」とも呼ばれる。)が用いられる。発光素子及びトランジスタの詳細は後述される。第1駆動回路112aは、シフトレジスタ等を含む回路がトランジスタにより形成される。一方、第2駆動回路112bは、例えば、ベアチップのシリコン集積回路が用いられ、ベース部材102に実装される。端子部114は、複数の端子電極116が配列される。複数の端子電極116のそれぞれは、図示されないフレキシブルプリント配線基板(FPC基板)と接続される。
図2は、図1に示すA1-A2線に沿った、表示装置100の簡略化された断面構造を示す。表示装置100は、ベース部材102の第1面に、駆動素子層122、表示素子層124、及び封止層126が積層された構造を有する。表示部104は、薄膜トランジスタ等の素子が形成される駆動素子層122と、発光素子148が形成される表示素子層124とが積層された構造を有する。
駆動素子層122はトランジスタ144を含む。駆動素子層122は、トランジスタ144の他に、キャパシタ、抵抗等の受動素子がさらに含まれていてもよく、これらの素子により画素回路が形成される。駆動素子層122は、これらの素子を形成する、絶縁層、半導体層、導電層が適宜積層された構造を有する。表示素子層124は発光素子148を含む。発光素子148はそれぞれの画素106に設けられる。発光素子148は、画素ごとに設けられる第1電極172と、第1電極172に対向する第2電極176と、第1電極172と第2電極176との間の有機層174とを有する。有機層174は、有機エレクトロルミネセンス材料を含み、発光媒体として用いられる。有機層174は、図2に示すように、複数の発光素子148に亘って連続的に形成されても良いし、個々の発光素子148に対して、互いに離間するように設けられても良い。この場合は、例えば表示色ごとに有機層174が個別に形成される。駆動素子層122と表示素子層124とは積層され、トランジスタ144と発光素子148とは電気的に接続される。第1駆動回路112aは、駆動素子層122に形成される。第1駆動回路112aは、トランジスタによって駆動回路が形成される。
第2電極176は、複数の画素106に亘って設けられる。第2電極176は、複数の画素106が共有する共通電極である。第2電極176は、表示部104の全体に広がり、さらに表示部104の外側に配置される共通接続部118でコモン配線134と電気的に接続される。コモン配線134は、一部の領域が第2電極176と重なり、それ以外の領域は第2電極176から露出する。コモン配線134は、表示部104の外周部を囲むように設けられる。コモン配線134の上面部は、駆動素子層122に設けられる第1開口溝132aにより露出される。共通接続部118において、コモン配線134を幅広に設け、コモン配線134の外端部が第2電極176の外側に位置するように配置することで、第2電極176とコモン配線134とは確実に接続される。別言すれば、ベース部材102上に第2電極176のパターンを形成するとき、コモン配線134が幅広に設けられていることで、アライメントマージンが広がり、共通接続部118のどの箇所においても第2電極176とコモン配線134とを確実に電気的に接続することができる。
金属層136は、コモン配線134が第2電極176から露出する領域に設けられる。金属層136は、第2電極176と異なる金属材料で作製される。
表示素子層124は封止層126で覆われる。封止層126は、少なくとも1層の無機絶縁層を含む。図2は、封止層126が、表示素子層124の側から、第1無機絶縁層128a、有機絶縁層130、第2無機絶縁層128bが積層される態様を示す。有機絶縁層130は、表示部104の全面を覆い、共通接続部118が設けられる領域まで広がるように設けられる。有機絶縁層130の端部は、駆動素子層122の端部には達しないように設けられる。一方、第1無機絶縁層128a及び第2無機絶縁層128bの端部は、有機絶縁層130の端部より外側に設けられる。このような構成により、封止層126は、有機絶縁層130の、上面、下面、及び側面が、無機絶縁層128によって覆われた構造となる。
封止層126(具体的には、第1無機絶縁層128a)は、第2電極176と接する第1領域138と、第2電極の外側で、金属層136と重なる第2領域140、及び第2領域140の外側の第3領域142に区分することができる。第1領域138及び第2領域140は、第1無機絶縁層128a、有機絶縁層130及び第2無機絶縁層128bが積層された構造を含み、第3領域142は、第1無機絶縁層128a及び第2無機絶縁層128bが積層された構造を有する。
封止層126は、発光素子148の水分による劣化を防止するために、表示部104を覆うように設けられる。第1無機絶縁層128a及び第2無機絶縁層128bは、窒化シリコン膜、窒酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等の、水蒸気透過率が低いとされる無機絶縁材料で形成される。有機絶縁層130は、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂材料で形成される。第1無機絶縁層128aの上に、有機絶縁層130を設け、さらにその上層に第2無機絶縁層128bを設けることで、封止層126の封止性能を高めることが可能となる。例えば、第1無機絶縁層128aにピンホールが含まれたとしても、有機絶縁層130がこれを埋め込み、第2無機絶縁層128bで覆うことで、第1無機絶縁層128aのピンホールを埋め込んで封止性能を維持することが可能となる。また、有機絶縁層130が第1無機絶縁層128a及び第2無機絶縁層128bで囲まれることにより、有機絶縁層130の端部から水分が浸入することが防止される。封止層126は、有機絶縁層130が無機絶縁層128に内包される構造を有することで、封止性能が高められている。
なお、本実施形態では、封止層126が、第1無機絶縁層128a、有機絶縁層130及び第2無機絶縁層128bが積層された態様を示すが、本発明はこの態様に限定されない。封止層126は、第1無機絶縁層128aの単層、又は第1無機絶縁層128a及び第2無機絶縁層128bが積層された構造を有していてもよい。また、有機絶縁層130を複数の層で構成し、各層間に無機絶縁層128が設けられた構造を有していてもよい。
封止層126は、下地面との密着力(「密着性」とも言われる。)が高いことが望ましい。封止層126の下地面に対する密着力が低いと、表示素子層124から剥離してしまい、封止性能が低下する。封止層126は、第1無機絶縁層128aが、第2電極176と重なる第1領域138と、金属層136と重なる第2領域140とを含む。封止層126は、第1無機絶縁層128aが下地面の材質が異なる複数の領域に亘って設けられることで、密着性の改善を図ることが可能となる。別言すれば、封止層126が設けられる領域に、異なる材質で形成された表面を有する第1領域138と第2領域140とが設けられていることで、下地面との密着性の改善を図ることができる。例えば、第1領域138の密着力が低い場合に、第2領域140の密着力が高くなるように金属層136を形成する材料を選択することで、封止層126の密着性を高めることができる。
なお、密着とは、2つの材料間に界面を隔てて相互作用が働き、原子的な結合や、機械的作用によって接合している状態を示し、密着力(adhesion)とは、両者を引き剥がすときに必要なエネルギーをいうものとする。具体的には、第1層と第2層とが界面エネルギーγ0で密着した状態から、第1層の表面エネルギーγ1と、第2層の表面エネルギーγ2からなる2つの自由表面に等温可逆的に分離するために必要なエネルギーを密着力という。この関係は、よく知られたDupreの式:WA=γ1+γ2-γ0で表され、WAを剥離仕事と呼ぶ。しかし、現実に観察する密着又は剥離という現象は、積層体の界面のみならず界面近傍全体が関係し、接触する2つの層の結合力が影響する場合がある。
図3は、図1に示すB1-B2線に沿った断面構造を示す。表示装置100は、画素106を含む表示部104、第1駆動回路112a、共通接続部118を含む。表示部104は、駆動素子層122及び表示素子層124により構成される。第1駆動回路112aは駆動素子層122に形成される。
図3は、画素106に第1トランジスタ144a、第1容量素子146a、第2容量素子146bが含まれ、第1駆動回路112aに第2トランジスタ144b及び第3トランジスタ144cが含まれる態様を例示する。第1トランジスタ144a、第2トランジスタ144b、第3トランジスタ144c、第1容量素子146a、及び第2容量素子146bは駆動素子層に形成される。画素106及び第1駆動回路112aに含まれるこれらの素子が例示であり、実際には任意の数のトランジスタ、容量素子、抵抗等の回路素子により、画素回路及び駆動回路が形成される。図3で例示される第1トランジスタ144aはnチャネル型又はpチャネル型であり、第2トランジスタ144b及び第3トランジスタ144cは、一方がnチャネル型であり他方がpチャネル型である。第1トランジスタ144a、第2トランジスタ144b、及び第3トランジスタ144cは、同じ積層構造を有する。
駆動素子層122は、第1絶縁層150、第2絶縁層154、第3絶縁層160、第4絶縁層164、及び第5絶縁層168に加え、これらの絶縁層の間に半導体層や導電層が適宜積層された構造を有する。また、表示素子層124は、発光素子148を構成する各層と、第6絶縁層170を含む。機能的な観点から、第1絶縁層150は下地絶縁層、第2絶縁層154はゲート絶縁層、第3絶縁層160は層間絶縁層、第5絶縁層は平坦化層と呼ばれることもある。第6絶縁層170は、画素間に設けられる絶縁層であり、バンク、隔壁、画素定義膜と呼ばれることもある。第1絶縁層150、第2絶縁層154、第3絶縁層160、及び第5絶縁層168は、酸化シリコン、窒化シリコン又は酸窒化シリコン等の無機絶縁材料を用いて作製される。第4絶縁層164及び第6絶縁層170は、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の有機樹脂材料で作製される。
発光素子148は、第1電極172、有機層174、第2電極176が積層された構造を有する。第2電極176は、第1電極172上及び第6絶縁層170上に設けられる。有機層174は、少なくとも第1電極172と第2電極176が重なる領域に設けられる。コモン配線134は共通接続部118に設けられる。コモン配線134の上面は、その上層側に配置される絶縁層から露出された構造を有する。図3は、コモン配線134が第3絶縁層160の上に設けられ、上層側の第4絶縁層164、第5絶縁層168、及び第6絶縁層から露出する構造を示す。第2電極176は、共通接続部118まで伸ばされて、コモン配線134と電気的に接続される。
図4は、図1に示すC1-C2線に沿った断面構造を示す。図4は、画素106を含む表示部104、共通接続部118、折り曲げ領域120、及び端子部114を含む。折り曲げ領域120は、共通接続部118と端子部114との間に配置される。折り曲げ領域120において、第1絶縁層150、第2絶縁層154、及び第3絶縁層160が除去されている。折り曲げ領域120は、このような構造を有することにより、ベース部材102を折り曲げた際に、無機絶縁膜で形成される第1絶縁層150、第2絶縁層154及び第3絶縁層160にクラックが発生すること、及び当該絶縁層に発生したクラックが表示部104に広がることを防止することができる。
図4は、第2絶縁層154と第3絶縁層160との間にゲート電極156と同層に形成される第3配線162cが配設され、コモン配線134と同層に形成される第4配線162dが折り曲げ領域120を横断して端子電極116に接続される構成を示す。第4配線162dは、金属材料で形成されるため展延性を有し、ベース部材102を折り曲げたとしても破断せず、ベース部材102と共に曲げられる。
端子電極116は、端子電極層180の上に第3金属酸化物層178cが積層された構造を有する。第3金属酸化物層178cは端子電極層180の露出部を覆うように設けられ、保護膜として設けられている。
図3及び図4に示す画素106の詳細な構造を、図5を参照して説明する。図5は画素106の断面構造を示す。画素106は、駆動素子層122に形成される第1トランジスタ144aと、表示素子層124に形成される発光素子148を含む。画素106は、駆動素子層122に、さらに第1容量素子146a、第2容量素子146bが含まれていてもよい。第1トランジスタ144aと発光素子148とは電気的に接続される。また、第1容量素子146aと第2容量素子146bは第1トランジスタ144aと電気的に接続される。例えば、第1容量素子146aは第1トランジスタ144aのゲート-ソース間に、第2容量素子146bは、第1トランジスタ144aのドレインと任意の定電位線との間に、それぞれ電気的に接続される。
第1トランジスタ144aはゲートに印加される電圧によってソース-ドレイン間を流れる電流(ドレイン電流)が制御される。発光素子148は第1トランジスタ144aのドレイン電流によって発光強度が制御される。第1容量素子146aは、第1トランジスタ144aのゲート-ソース間に接続されることによりゲート電圧が印加され、ゲート-ソース間電圧を一定に保つために設けられ、第2容量素子146bは第1電極178の電位を安定化させるために設けられる。
第1トランジスタ144aは、第1絶縁層150の上に設けられる半導体層152、第2絶縁層154及びゲート電極156が積層された構造を有する。また、第1容量素子146aは、半導体層152、第2絶縁層154、第1容量電極158aが積層された構造を有する。半導体層152は、非晶質シリコン又は多結晶のシリコン、若しくは金属酸化物等の半導体材料で作製される。半導体層152は第2絶縁層154によってゲート電極156と絶縁される。ゲート電極156及び第1容量電極158aの上層側には第3絶縁層160が設けられる。第3絶縁層160の上層側には第1配線162a及び第2配線162bが設けられる。図4との対比で明らかなように、図5は第1配線162a及び第2配線162bが、コモン配線134と同じ層に設けられる一例を示す。
第1配線162a及び第2配線162bは、第3絶縁層160に形成されたコンタクトホールを介して半導体層152と接触する。ゲート電極156及び第1容量電極158aは、アルミニウム(Al)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、モリブデン-タングステン(MoW)合金等が用いられ、第1配線162a及び第2配線162bは、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、モリブデン-タングステン(MoW)合金等の金属材料を用いて作製される。例えば、第1配線162a及び第2配線162bは、アルミニウム(Al)の上層側及び下層側に、チタン(Ti)又はモリブデン-タングステン(MoW)合金の被膜が積層された構造で作製される。
第1配線162a及び第2配線162bの上層には、第4絶縁層164が設けられる。第4絶縁層164は、半導体層152、ゲート電極156、及び第1配線162a及び第2配線162b等による凹凸面を埋め込み、表面を平坦化する平坦化膜として用いられる。第4絶縁層164は、前述のように、有機樹脂材料で作製される。
第4絶縁層164には、第1配線162aの一部を露出させるコンタクトホール166が設けられる。コンタクトホール166の配置に合わせて第1金属酸化物層178aが設けられ、第4絶縁層164の上面に第2容量電極158bが設けられる。第1金属酸化物層178a及び第2容量電極158bは、導電性の金属酸化物材料を用いて作製される。金属酸化物材料としては、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)等が用いられる。第1金属酸化物層178aは第1配線162aの露出部を覆うように設けられ、以降の工程で第1配線162aの露出部がダメージを負わないように保護膜として設けることを目的の一つとしている。
第1金属酸化物層178a及び第2容量電極158bの上には第5絶縁層168が積層される。第5絶縁層168の上面には、第1電極172が設けられる。第1電極172は、第5絶縁層168及び第4絶縁層164を貫通するコンタクトホール166を介して第1配線162aと電気的に接続される。第1電極172は、第5絶縁層168を挟んで第2容量電極158bと重なるように設けられる。第2容量素子146bは、第2容量電極158b、第5絶縁層168、及び第1電極172が重なる領域に形成される。第2容量素子146bの誘電体膜として用いられる第5絶縁層168は、窒化シリコン、酸化シリコン、窒酸化シリコン等の無機絶縁材料で作製される。
表示素子層124は、実質的に第5絶縁層168の上層に配置される。第5絶縁層168上には、第1電極172の周縁部を覆い内側領域を露出する第6絶縁層170が設けられる。有機層174は、第1電極172上面から第6絶縁層170の表面を覆うように設けられる。また、第2電極176は、有機層174及び第6絶縁層170の上面を覆うように設けられる。発光素子148は、第1電極172、有機層174及び第2電極176によって形成される。第1電極172、有機層174及び第2電極176が重畳する領域が発光素子148の発光領域となる。第6絶縁層170は、第1電極172を露出する開口端において滑らかな段差を形成するために有機樹脂材料で作製される。有機樹脂材料としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂及びポリアミド樹脂等が用いられる。
有機層174は、低分子系又は高分子系の有機EL材料を用いて作製される。低分子系の有機EL材料を用いる場合、発光層として、例えば、ゲスト-ホスト型の有機EL材料が用いられる。さらに、発光層を挟むようにキャリア注入層(正孔注入層、電子注入層)、キャリア輸送層(正孔輸送層、電子輸送層)等が適宜設けられる。例えば、有機層174は、発光層を正孔注入層と電子注入層とで挟んだ構造とされる。また、有機層174は、正孔注入層と電子注入層に加え、正孔輸送層、電子輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層などを適宜付加される。
発光素子148は、ボトムエミッション型の場合(ベース部材102の第2面側から画面を視認する構成の場合)、第1電極172が酸化インジウムスズ(ITO)及び酸化インジウム亜鉛(IZO)等の透明導電膜で形成され、第2電極176がアルミニウム等の金属膜で形成される。また、発光素子148は、トップエミッション型の場合(封止層126側から画面を視認する構成の場合)、第1電極172がアルミニウム又は銀等の金属膜により形成され(例えば、銀膜を上下2層のITO膜で挟んだ構造)、第2電極がリチウム(Li)、セシウム(Cs)、バリウム(Ba)、マグネシウム(Ms)等の仕事関数の小さい金属とアルミニウム(Al)又は銀(Ag)等の金とを用いて作製される。例えば、第2電極176は、ITO、及びIZO等の透明導電膜、あるいは透光性を有する程度に薄く形成されたマグネシウム-銀(MgAg)膜、アルミニウム-リチウム(AlLi)膜により作製される。第1電極172は、画素106ごとに設けられ、第2電極176は、複数の画素106に広がって設けられる。
封止層126は、第2電極176の上面に設けられる。封止層126は、無機絶縁層、又は無機絶縁層及び有機絶縁層を用いて作製される。例えば、封止層126は、第1無機絶縁層128a、有機絶縁層130、及び第2無機絶縁層128bが積層された構造を有する。第1無機絶縁層128a及び第2無機絶縁層128bとしては、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等の無機絶縁材料が用いられる。有機絶縁層130としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等が用いられる。
なお、図5では図示されていないが、封止層126の上層側には保護フィルム等の保護部材、偏光フィルム、反射防止フィルム等の光学フィルムが設けられてもよい。
図6は、図3及び図4に示す共通接続部118の詳細を示す。共通接続部118はコモン配線134を含む。コモン配線134は発光素子148の第2電極176と接続される。第2電極176はコモン配線134によって電位が制御される。コモン配線134は、第1配線162a又はゲート電極156と同じ層構造で作製される。コモン配線134は、ゲート電極156と同層に設けられる場合、第2絶縁層154上に配置される。また、コモン配線134は、第1電極172aと同層に設けられる場合、第3絶縁層160上に配置される。図6は、コモン配線134が第3絶縁層160上に配置される態様を示す。コモン配線134が第1配線162aと同層で形成される場合、アルミニウム(Al)の上層側及び下層側に、チタン(Ti)又はモリブデン-タングステン(MoW)合金の被膜が積層された構造を有する。
コモン配線134の上層には第4絶縁層164が配置される。共通接続部118においてコモン配線134は、第4絶縁層164に設けられる第1開口溝132aによって、第4絶縁層164から露出される。第1開口溝132aによって第4絶縁層164から露出するコモン配線134の上面には、第2金属酸化物層178bが設けられる。第2金属酸化物層178bは、導電性の金属酸化物材料を用いて作製される。金属酸化物材料としては、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)等が用いられる。第2金属酸化物層178bはコモン配線134の露出部を覆うように設けられ、以降の工程でコモン配線134の露出部がダメージを負わないように保護膜として設けることを目的の一つとしている。
第2電極176の端部は、第1開口溝132aに達している。第2電極176の一部は、コモン配線134の一部と重畳し、第2金属酸化物層178bと接触している。これにより、第2電極176は、コモン配線134と電気的に接続される。
コモン配線134は、第2電極176と重なる領域と、第2電極176と重ならない領域とを有する。別言すれば、コモン配線134の内側領域(表示部104側の領域)は第2電極176と重り、外側領域(ベース部材102の端部側の領域)は第2電極176と重ならない領域を有する。
コモン配線134が第2電極176と重ならない領域に、金属層136が設けられる。金属層136は、第2電極176とは異なる材質で形成される。金属層136は、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ゲルマニウム(Ge)、ガリウム(Ga)、及びインジウム(In)から選ばれた一種又は複数種の元素を含む金属材料で形成される。金属層136は、1nm~100nm、好ましくは5nm~10nmの厚さで設けられる。このような金属層136を設けることで、第1無機絶縁層128aは、第2金属酸化物層178bと直接接しない構造となり、密着性の改善を図ることができる。さらに、共通接続部118において、第1無機絶縁層128aが第2電極176と金属層136との2種類の金属と接することで、下地面との密着性の改善を図ることができる。
なお、図6は、第2電極176と金属層136の端部が隣接する態様を示すが、共通接続部118はこのような形態に限定されない。他の形態として、第2電極176と金属層136一部が重なっていてもよい。例えば、第2電極176の上に金属層136の一部が重なっていてもよい。
図3及び図4で示すように、封止層126を構成する第1無機絶縁層128aは、第2電極176と接する第1領域138を有する。第1領域138は、表示部104と、共通接続部118の一部に広がっている。また、第1無機絶縁層128aは、金属層136と接する第2領域140を有する。さらに、第1無機絶縁層128aは、第2領域140の外側(ベース部材102の端部側)の領域で、有機絶縁層130が設けられず、第2無機絶縁層128bが積層される第3領域142を有する。第1領域138は第1開口溝132aの一部と重なり、第2領域140は第1開口溝132aと重なっている。第1無機絶縁層128aは、共通接続部118において第2電極176及び金属層136が設けられることにより、第2金属酸化物層178bと直接接しない構造を有する。第2領域140は、コモン配線134、第2金属酸化物層178b、金属層136が積層された構造を有する。
封止層126の密着性は、直接的には第1無機絶縁層128aと下地面との密着性に帰結する。第1無機絶縁層128aは表示部104において、第2電極176が下地面となり、共通接続部118においては第2電極176及び金属層136が下地面となる。仮に、共通接続部118に金属層136が設けられない場合、第2金属酸化物層178bが第1無機絶縁層128aの下地面となる。この場合において、第2金属酸化物層178bの表面の凹凸や、第2金属酸化物層178bの表面の残渣物に起因して第1無機絶縁層128aの密着性が低下することが問題となる。しかしながら、本実施形態においては、第2金属酸化物層178bの上に金属層136が設けられていることにより、第1無機絶縁層128aが直接的に第2金属酸化物層178bと接触することが防止される。金属層136と第2金属酸化物層178bとは、同種又は同類(遷移金属)の金属が含まれることにより、第1無機絶縁層128aと接する場合に比べ密着性が向上する。すなわち、共通接続部118において、第2金属酸化物層178bの上面を第2電極176と金属層136で被覆することにより、第1無機絶縁層128aの下地面に対する密着力を高めることが可能となる。
本実施形態によれば、共通接続部118に金属層136を設けることにより、封止層126の密着性を改善することができる。それにより、封止層126の剥離が防止され、表示装置100の信頼性の向上を図ることができる。
なお、図3及び図6で示すように、共通接続部118において、第1絶縁層150、第2絶縁層154、第3絶縁層160が積層された構造を有する。そして、共通接続部118では、少なくとも第4絶縁層164及び第6絶縁層170が除去された構造を有する。前述のように、第1絶縁層150、第2絶縁層154、及び第3絶縁層160は、いずれも無機絶縁材料で作製される。したがって、共通接続部118は、有機絶縁層が除去され、無機絶縁層が積層された領域となる。
第4絶縁層164及び第6絶縁層170が除去された第1開口溝132aは、表示部104の外周を囲むように設けられる。第1開口溝132aの外側(ベース部材102の端部側)には、同様に第1絶縁層150、第2絶縁層154、第3絶縁層160が積層され、第4絶縁層164及び第6絶縁層170が設けられない第2開口溝132bが設けられていてもよい。第2開口溝132bは表示部104を囲むように設けられる。第1開口溝132aは封止層126で埋め込まれる。第2開口溝132bは、封止層126を構成する第1無機絶縁層128a及び第2無機絶縁層128bが開口に沿って設けられる。このような構造により、第4絶縁層164及び第6絶縁層170は外部に露出しない構成となる。すなわち、無機絶縁膜と比べて水蒸気透過率が相対的に高いとされる有機絶縁膜が外面に露出しない構造となる。それにより、第4絶縁層164及び第6絶縁層170への水分(水蒸気)の浸透を防止することができる。
封止層126のうち、有機絶縁層130は、共通接続部118の第1開口溝132aを充填するように設けられる。有機絶縁層130は、有機樹脂材料の前駆体と溶媒を含む組成物を塗布することで作製される。この場合において、流動性を有する塗膜は第4絶縁層164b及び第6絶縁層170bによるリブにより堰き止められ、第1開口溝132aより外側に流出することが防止される。第1開口溝132aにより、封止層126の端部で有機絶縁層130の露出が防止される。一方、第1無機絶縁層128a及び第2無機絶縁層128bは、第1開口溝132aの外側まで設けられ、第2開口溝132bに沿って設けられる。これにより、有機絶縁層130は、第1無機絶縁層128a及び第2無機絶縁層128bに内包され、外部に露出しない構造となる。封止層126は、有機絶縁層130が外部に露出しない構造を有するので、水蒸気等のガスバリア性を高めることができる。
図3及び図6で示される、封止層126、第1開口溝132a及び第2開口溝132bを含む領域は、表示部104に水分が浸入することを防止する機能を有することから、「水分遮断領域」とも呼ばれる。表示装置100は、このような水分遮断構造を有することにより、発光素子148への水分の浸透が低減される。さらに、本実施形態に係る表示装置100は、共通接続部118で封止層126の密着力が維持されているので、表示部104にダークスポットと呼ばれる非発光画素の発生を防止する効果を高めることができる。
次に、本発明の一実施形態に係る表示装置100の製造方法を説明する。以下の説明においては、図1に示すB1-B2線に沿った断面構造に基づいて、表示装置100の製造方法を説明する。
図7は、ベース部材102の第1面に、第1トランジスタ144a、第2トランジスタ144b、第3トランジスタ144c、第1容量素子146aが形成され、これらの素子を覆うように第4絶縁層164が形成された段階を示す。第3絶縁層160と第4絶縁層164の間には、コモン配線134が形成されている。第4絶縁層164は、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の有機樹脂材料で形成される。第4絶縁層164は、0.5μm~5μmの厚さで形成される。第4絶縁層164は、有機樹脂材料の前駆体を含む組成物をベース部材102上に付着させたときの流動性を利用して表面が平坦化される。
図8は、平坦化された第4絶縁層164の上面に金属酸化物層178、第2容量電極158b、及び第5絶縁層168が形成される段階を示す。第4絶縁層164に、第1配線162aを露出させるコンタクトホール166が形成される。また、第4絶縁層164には、コモン配線134を露出させる第1開口溝132a、及び第1開口溝132aの外側の第2開口溝132bが形成される。コンタクトホール166、第1開口溝132a、及び第2開口溝132bは同時形成されてもよい。
コンタクトホール166が形成された領域には、第1配線162aを覆うように第1金属酸化物層178aが形成される。第1開口溝132aには、露出されたコモン配線134を覆うように第2金属酸化物層178bが形成される。その後、第5絶縁層168が形成される。第5絶縁層168には、第1金属酸化物層178aを露出させるように、コンタクトホール166と重なる位置に開口部が形成される。また、第5絶縁層168は、第1開口溝132a及び第2開口溝132bと重なる領域に開口部が形成される。または、第5絶縁層168は、第1開口溝132aより外側(ベース部材102の端部側)がエッチングにより除去される。第5絶縁層168は、窒化シリコン膜、窒酸化シリコン膜等の無機絶縁膜で形成される。
図9は、第5絶縁層168上に第1電極172を形成し、さらに第6絶縁層170を形成する段階を示す。図9では詳細に示されないが、第1電極172は、透明導電膜と金属膜とを積層して形成される。例えば、第1電極172は、IZO膜、アルミニウム膜、及びIZO膜の3層がこの順に積層された構造を有する。第1電極172は、このような積層構造を有することで光反射面が形成される。第1電極172は、第5絶縁層168を挟んで第2容量電極158bと重なるように形成される。第1電極172、第5絶縁層168、及び第2容量電極158bが重なる領域に第2容量素子146bが形成される。
第6絶縁層170は、第1電極172の周縁部を覆い、内側領域を露出させる開口部が形成される。また、第1開口溝132a及び第2開口溝132bを露出させる開口部が形成される。第6絶縁層170は、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等であって感光性の有機樹脂材料を用いて形成される。第6絶縁層170は、感光性の有機樹脂材料を塗布した後、所定の開口部が形成されるように露光及び現像処理をすることで形成される。感光性の有機樹脂材料による塗膜は、ベース部材102の略全面に塗布される。このとき、図9に示すように、第1電極172の周縁部を除く内側領域、第1開口溝132a、第2開口溝132bが露出するように露光処理が行われる。このようにして、第4絶縁層164上に第6絶縁層170が形成され、開口溝が設けられる領域の第4絶縁層164bの上に第6絶縁層170bが形成される。
図10は、有機層174、及び第2電極176を形成する段階を示す。有機層174は、蒸着法又は印刷法により作製される。有機層174は、有機EL材料を含む発光層の他に、キャリア注入層(正孔注入層、電子注入層)、キャリア輸送層(正孔輸送層、電子輸送層)、キャリアブロック層(正孔ブロック層、電子ブロック層)が適宜設けられた構造で作製される。有機層174は、シャドーマスク(ファインマスク)が用いられ、表示部104に成膜される。第2電極176は、マグネシウム-銀(MgAg)膜、アルミニウム-リチウム(AlLi)膜等で作製される。第2電極176は、透光性を有する厚さで作製される。例えば、第2電極176は、0.1μm~0.2μmの厚さで作製される。
第2電極176を形成する金属膜は、シャドーマスク182(ファインマスク)を用いて、表示部104の全面を覆うように、蒸着法により成膜される。このとき第2電極176は、第1開口溝132aにおいて、コモン配線134の一部の領域と重なるように成膜される。コモン配線134の上には、第2金属酸化物層178bが設けられている。第2電極176は第2金属酸化物層178bを介してコモン配線134と重なるように形成される。第2電極176は、第1開口溝132aで露出されるコモン配線134の全体を覆うように形成することが好ましいが、成膜時に用いるシャドーマスク182のアライメント精度を考慮して、第2電極176が第1開口溝132aの外側にはみ出さないように(共通接続部118からはみ出さないように)形成される。すなわち、第2電極176の端部は、コモン配線134の外側の端部より外側に配置されないように形成される。
第2電極176をこのような配置で形成することで、第2電極176は後の工程で作製される封止層126で確実に覆われるようにすることができる。これにより、リチウム(Li)、マグネシウム(Mg)のように水分(水蒸気又は湿気)と反応する金属を含む第2電極176を第1開口溝132aからはみ出さないように設けることで、発光素子148の劣化を防止することができる。
第2電極176の上には、図4にて説明したように、封止層126が形成される。この段階では、コモン配線134は、一部の領域が第2電極176で覆われていない状態となる。封止層126は、封止性能を維持するために下地面との密着力を高め、剥離しないように作製する必要がある。封止層126の下地面は、第2電極176が設けられている領域と、第2電極176以外が設けられている領域に大別される。詳細には、図10に示すように、封止層126の下地面(別言すれば、第1無機絶縁層128aの下地面)は、第2電極176が設けられた第1領域138と、共通接続部118においてコモン配線134が第2電極176から露出する第2領域140(別言すれば、第2金属酸化物層178bが第2電極176から露出される領域)と、共通接続部118より外側で、第6絶縁層170、第4絶縁層164、又は第3絶縁層160が露出する第3領域142とに分類することができる。
この場合において、封止層126(第1無機絶縁層128a)は、第2領域140の密着性に留意する必要がある。この場合において、第2金属酸化物層178bは、ITO膜、IZO膜等の金属酸化物で形成されている。第2金属酸化物層178bは、金属酸化物の被膜をベース部材102の略全面に形成後、エッチングにより成形される。このような金属酸化物のエッチングには、ヨウ化水素(HI)、シュウ化水素(BrH)、塩化第二鉄+塩酸(FeCl3+HCl)等の溶液を用いたウェットエッチング、又はハロゲンガス系、有機ガス系を用いたドライエッチングにより行われる。
金属酸化物膜のエッチング後には、例えば、図11に示すように、第2金属酸化物層178bの表面に残渣物199が残る場合がある。残渣物199は金属酸化物をエッチングする過程で生成される反応副生成物であると考えられる。このような残渣物199は、洗浄によっては容易に除去できない一方で、下地面との密着性が低いことが問題となる。例えば、第2金属酸化物層178bの上に封止層126として第1無機絶縁層128aを形成した場合、残渣物199と第2金属酸化物層178bとの間で剥離してしまうことが問題となる。また、残渣物199が大きい場合、第1無機絶縁層128aが十分に被覆することができず、やはり、第2金属酸化物層178bとの界面で剥離しやすくなることが問題となる。
図12は、第2領域140(共通接続部118において第2電極176で覆われていない領域)に金属層136を形成する段階を示す。金属層136は、第2領域140を露出し、他の領域を遮蔽するシャドーマスク182を用い、スパッタリングにより作製される。金属層136は、第2電極176とは異なる材質で作製される。金属層136は、1nm~100nm、好ましくは5nm~10nmの厚さで形成される。金属層136は、例えば、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ゲルマニウム(Ge)のターゲットを用い、アルゴン等の不活性ガスをスパッタリングにより作製される。また、金属層136を、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、モリブデン-タングステン(MoW)等の金属材料で形成してもよい。さらに、金属層136を、ガリウム(Ga)、インジウム(In)等の金属材料を用い蒸着法により形成してもよい。
図13は、封止層126を構成する第1無機絶縁層128aを形成する段階を示す。第1無機絶縁層128aは、表示部104、及び共通接続部118を含む周辺領域の略全面に形成される。第1無機絶縁層128aは、窒化シリコン膜、窒酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等の、水蒸気透過率が低いとされる無機絶縁膜で、0.1μm~5μm程度の厚さで形成される。第1無機絶縁層128aは、前述のような無機絶縁膜を、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法により作製される。
第1無機絶縁層128aが形成される領域は、第2電極176と接する第1領域138、金属層136と接する第2領域140、及び第2領域140の外側の第3領域142とに区分することができる。第1無機絶縁層128aは、第1領域138において第2電極176と密着して形成される。第1無機絶縁層128aは、第2領域140において金属層136と密着して形成される。第2領域140は、第2金属酸化物層178bをエッチング加工する工程で付着した残渣物が残っていたとしても、当該残渣物が金属層136で被覆されているので、第1無機絶縁層128aの剥離が防止される。また、第3領域142では、有機樹脂材料で形成される第4絶縁層164及び第6絶縁層170の表面が第1無機絶縁層128aで覆われるので、第4絶縁層164及び第6絶縁層170への水分の浸入が防止される。
第1無機絶縁層128aを形成した後、有機絶縁層130、第2無機絶縁層128bを形成することで、図3に示す表示装置100が作製される。有機絶縁層130は表示部104を覆い、第1開口溝132aを充填するように形成される。有機絶縁層130は、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂材料を用いで印刷法により形成される。例えば、有機絶縁層130は、インクジェット印刷法により5μm~20μmの厚さで形成される。有機絶縁層130は、端部が第1開口溝132aを越えないように形成される。有機絶縁層130が塗布される過程で、第1開口溝132aを充填するように形成される。有機絶縁層130の上には、第2無機絶縁層128bは、第1無機絶縁層128aと同様に、窒化シリコン膜、窒酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等の、水蒸気透過率が低いとされる無機絶縁膜で形成される。
本実施形態によれば、共通接続部118において、第2電極176に隣接して金属層136を設けることで、封止層126の剥離を防止することができる。別言すれば、封止層126の下地面に第2電極176以外の金属層136を設け、その下層側に残存する残渣物と封止層126が接触しない構造とすることで、封止層126の剥離を防止することができる。
100・・・表示装置、102・・・ベース部材、104・・・表示部、106・・・画素、108・・・走査信号線、110・・・映像信号線、112・・・駆動回路、114・・・端子部、116・・・端子電極、118・・・共通接続部、120・・・折り曲げ領域、122・・・駆動素子層、124・・・表示素子層、126・・・封止層、128・・・無機絶縁層、130・・・有機絶縁層、132・・・開口溝、134・・・コモン配線、136・・・金属層、138・・・第1領域、140・・・第2領域、142・・・第3領域、144・・・トランジスタ、146・・・容量素子、148・・・発光素子、150・・・第1絶縁層、152・・・半導体層、154・・・第2絶縁層、156・・・ゲート電極、158・・・容量電極、160・・・第3絶縁層、162・・・配線、164・・・第4絶縁層、166・・・コンタクトホール、168・・・第5絶縁層、170・・・第6絶縁層、172・・・第1電極、174・・・有機層、176・・・第2電極、178・・・金属酸化物層、180・・・端子電極層、182・・・シャドーマスク、199・・・残渣物
Claims (20)
- 複数の画素が配列された表示部と、
前記表示部を覆う封止層と、
前記表示部の外側の共通接続部と、を有し、
前記複数の画素は、
第1電極と、
前記第1電極上に配置され前記表示部の全体を覆い前記共通接続部の一部と重なる第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極との間の有機層と、を有し、
前記共通接続部は、前記第2電極の外側に配置された金属層を含み、
前記封止層は、
少なくとも一層の無機絶縁層を含み、
前記無機絶縁層の端部は前記第2電極の外側に配置され、
前記無機絶縁層は、
前記第2電極と接する第1領域と、
前記第1領域の外側で、前記金属層と接する第2領域と、を有する、
ことを特徴とする表示装置。 - 前記封止層は、
第1無機絶縁層と、
前記第1無機絶縁層上に配置される第2無機絶縁層と、
前記第1無機絶縁層と前記第2無機絶縁層との間の有機絶縁層と、を含み、
前記第1無機絶縁層は、
前記第2電極と接する第1領域と、
前記第1領域の外側で、前記金属層と接する第2領域と、を有する、
請求項1に記載の表示装置。 - 前記第1無機絶縁層及び前記第2無機絶縁層は、窒化シリコン膜又は窒酸化シリコン膜である、請求項2に記載の表示装置。
- 前記金属層は、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ゲルマニウム(Ge)、ガリウム(Ga)、及びインジウム(In)から選ばれた一種又は複数種の元素を含む、請求項1に記載の表示装置。
- 前記第2電極は、アルミニウム(Al)及び銀(Ag)から選ばれた一種の元素と、リチウム(Li)及びマグネシウム(Mg)から選ばれた一種の元素を含む、請求項1に記載の表示装置。
- 前記第2電極と前記金属層とは、重なる領域を有する、請求項1に記載の表示装置。
- トランジスタと、
前記トランジスタ上の層間絶縁層と、
前記層間絶縁層上のコモン配線と、
前記層間絶縁層上に配置され前記トランジスタを埋設する平坦化層と、
前記平坦化層上の発光素子と、
前記層間絶縁層上に配置され前記発光素子を囲む隔壁層と、
前記発光素子及び前記隔壁層を覆う封止層と、を含み、
前記発光素子は、
前記平坦化層上の第1電極と、
前記第1電極上及び前記隔壁層上の第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極との間の有機層と、を有し、
前記コモン配線は、前記平坦化層及び前記隔壁層から露出され、
前記第2電極は前記隔壁層上から延伸され前記コモン配線と重なる領域を有し、
前記封止層は、
少なくとも一層の無機絶縁層を含み、
前記無機絶縁層の端部が前記第2電極の外側に配置され、
前記無機絶縁層は、
前記第2電極と接する第1領域と、
前記第1領域の外側で前記コモン配線と重なる第2領域と、を有し、
前記第2領域は、
前記無機絶縁層と前記コモン配線との間に金属層を含む、
ことを特徴とする表示装置。 - 前記封止層は、
第1無機絶縁層と、
前記第1無機絶縁層上に配置される第2無機絶縁層と、
前記第1無機絶縁層と前記第2無機絶縁層との間の有機絶縁層と、を含み、
前記第1無機絶縁層は、
前記第2電極と接する第1領域と、
前記第1領域の外側で前記コモン配線と重なる第2領域と、を有し、
前記第2領域は、
前記第1無機絶縁層と前記コモン配線との間に金属層を含む、
請求項7に記載の表示装置。 - 前記第1無機絶縁層及び前記第2無機絶縁層は、窒化シリコン膜又は窒酸化シリコン膜である、請求項8に記載の表示装置。
- 前記金属層は、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ゲルマニウム(Ge)、ガリウム(Ga)、及びインジウム(In)から選ばれた一種又は複数種の元素を含む、請求項7に記載の表示装置。
- 前記第2電極は、アルミニウム(Al)及び銀(Ag)から選ばれた一種の元素と、リチウム(Li)及びマグネシウム(Mg)から選ばれた一種の元素を含む、請求項7に記載の表示装置。
- 前記第2電極と前記金属層とは、重なる領域を有する、請求項7に記載の表示装置。
- 第1絶縁層と、
前記第1絶縁層上の半導体層と、
前記半導体層上の第2絶縁層と、
前記第2絶縁層上で前記半導体層と重なる領域を有するゲート電極と、
前記第2絶縁層及び前記ゲート電極上の第3絶縁層と、
前記第3絶縁層上の第1配線及びコモン配線と、
前記第3絶縁層、前記第1配線及び前記コモン配線上の平坦化層と、
前記平坦化層上の第1電極と、
前記第1電極と重なる領域に開口部を有する隔壁層と、
前記第1電極上及び前記隔壁層上の第2電極と、
前記第1電極及び前記第2電極との間の有機層と、
前記第2電極上の封止層と、を有し、
前記平坦化層は、前記コモン配線を露出させる開口溝を有し、
前記第2電極は、前記隔壁層上から延伸され前記コモン配線と重なる領域を有し、
前記封止層は、
少なくとも一層の無機絶縁層を含み、
前記無機絶縁層の端部が前記第2電極の外側に配置され、
前記無機絶縁層は、
前記第2電極と接する第1領域と、
前記第1領域の外側で前記コモン配線と重なる第2領域と、を有し、
前記第2領域は、
前記無機絶縁層と前記コモン配線との間に金属層を含む、
ことを特徴とする表示装置。 - 前記第1領域は、前記開口溝の一部と重なる領域を含み、前記第2領域は、前記開口溝と重なる、請求項13に記載の表示装置。
- 前記第2領域は、前記コモン配線と前記金属層との間に金属酸化物層を含む、請求項13に記載の表示装置。
- 前記封止層は、
第1無機絶縁層と、
前記第1無機絶縁層上に配置される第2無機絶縁層と、
前記第1無機絶縁層と前記第2無機絶縁層との間の有機絶縁層と、を含み、
前記第1無機絶縁層は、
前記第2電極と接する第1領域と、
前記第1領域の外側で前記コモン配線と重なる第2領域と、を有し、
前記第2領域は、
前記第1無機絶縁層と前記コモン配線との間に金属層を含む、
請求項13に記載の表示装置。 - 前記第1無機絶縁層及び前記第2無機絶縁層は、窒化シリコン膜又は窒酸化シリコン膜である、請求項16に記載の表示装置。
- 前記金属層は、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ゲルマニウム(Ge)、ガリウム(Ga)、及びインジウム(In)から選ばれた一種又は複数種の元素を含む、請求項13に記載の表示装置。
- 前記第2電極は、アルミニウム(Al)及び銀(Ag)から選ばれた一種の元素と、リチウム(Li)及びマグネシウム(Mg)から選ばれた一種の元素を含む、請求項13に記載の表示装置。
- 前記第2電極と前記金属層とは、重なる領域を有する、請求項13に記載の表示装置。
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