WO2018173177A1 - 有機el表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an organic EL display device and a manufacturing method thereof.
- a self-luminous organic EL display device using an organic EL (electroluminescence) element has attracted attention as a display device that replaces a liquid crystal display device.
- organic EL display device a sealing structure in which a sealing film covering the organic EL element is configured by a laminated film of an inorganic film and an organic film in order to suppress deterioration of the organic EL element due to mixing of moisture, oxygen, or the like. has been proposed.
- an organic EL display device in which an inorganic film constituting a sealing film is formed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, and then an organic film is stacked on the surface of the inorganic film by an inkjet method (for example, see Patent Document 1).
- CVD Chemical Vapor Deposition
- an organic EL display device in which an inorganic film and an organic film constituting a sealing film are formed by a vapor deposition method or the like to form the sealing film (for example, see Patent Document 2).
- An object of the present invention is to provide an organic EL display device and a manufacturing method thereof.
- an organic EL display device includes a display region for displaying an image, a flexible base substrate in which a non-display region is defined around the display region, and a base substrate
- a display device comprising a light emitting element provided in a display area and a sealing film provided in a display area and a non-display area so as to cover the organic EL element, wherein the sealing film is formed of a first inorganic film.
- the organic EL display device manufacturing method of the present invention includes a display region for displaying an image, a flexible base substrate in which a non-display region is defined around the display region, and a display region of the base substrate. And a sealing film provided in the display region and the non-display region so as to cover the light emitting device, the sealing film being a first barrier layer made of a first inorganic film, and a first barrier layer
- a display device having a buffer layer made of an organic film and a second barrier layer made of a second inorganic film provided on the surface of the buffer layer, the method comprising: A step of forming a first barrier layer so as to cover the provided light emitting element, a step of forming a plurality of micropores on the surface of the first barrier layer by plasma treatment, and a step of forming a plurality of micropores 1
- the buffer layer is formed on the surface of the barrier layer. Characterized in that it comprises at least the step of forming.
- the anchor effect of the plurality of fine holes formed in the first barrier layer improves the adhesion between the first barrier layer and the buffer layer, and prevents the buffer layer from peeling off. .
- FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of an organic EL display device according to a first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an organic EL display device taken along line II-II in FIG. It is sectional drawing which shows the internal structure of the organic electroluminescence display which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows the organic electroluminescent layer which comprises the organic electroluminescent display apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the organic electroluminescence display which concerns on the 1st Embodiment of this invention.
- FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of the organic EL display device according to the present embodiment.
- FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the organic EL display device taken along line II-II in FIG.
- FIG. 3 is a cross-sectional view showing the internal configuration of the organic EL display device.
- FIG. 4 is a cross-sectional view showing an organic EL layer constituting the organic EL display device.
- the organic EL display device 1 includes a transparent base substrate 10 provided as a base substrate, an organic EL element 18 provided on the base substrate 10 (indirectly above), an organic And a sealing film 25 provided so as to cover the EL element 18.
- the organic EL element 18 is provided in a rectangular shape in a plan view, whereby a display area D for displaying an image is defined in a rectangular shape.
- D a plurality of pixels are arranged in a matrix.
- a sub-pixel for performing red gradation display, a sub-pixel for performing green gradation display, and a sub-pixel for performing blue gradation display are adjacent to each other. It is arranged.
- a frame region (non-display region) N is defined in a frame shape around the display region D.
- a base coat film 11, a plurality of TFTs 12, and an interlayer insulating film 13 are provided in this order from the base substrate 10 side between the base substrate 10 and the organic EL element 18. ing.
- the base substrate 10 is, for example, a plastic substrate made of polyimide resin.
- a transparent resin substrate having flexibility and insulation is illustrated as the base substrate.
- the base substrate is a transparent glass substrate having insulation, an opaque metal thin plate having conductivity, and the like. It may be.
- the base coat film 11 is provided on the base substrate 10 as shown in FIG.
- the base coat film 11 is, for example, an inorganic insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film.
- the TFT 12 is a switching element provided for each sub-pixel on the base coat film 11 as shown in FIG.
- the TFT 12 includes, for example, a gate electrode provided on the base coat film 11, a gate insulating film provided so as to cover the gate electrode, and a semiconductor layer provided on the gate insulating film so as to overlap the gate electrode. And a source electrode and a drain electrode provided on the semiconductor layer so as to face each other.
- the bottom gate type TFT 12 is illustrated, but the TFT 12 may be a top gate type TFT.
- the interlayer insulating film 13 is provided so as to cover a portion other than a part of the drain electrode of each TFT 12.
- the interlayer insulation film 13 is comprised by transparent organic resin materials, such as an acrylic resin, for example.
- the organic EL element 18 is provided in the display region D, and includes a first electrode 14, an edge cover 15, an organic EL layer 16, and a second electrode 17 that are sequentially provided on the interlayer insulating film 13 as shown in FIG. 3. ing.
- the plurality of first electrodes 14 are provided in a matrix on the interlayer insulating film 13 so as to correspond to the plurality of subpixels.
- the first electrode 14 is connected to the drain electrode of each TFT 12 through a contact hole formed in the interlayer insulating film 13.
- the first electrode 14 has a function of injecting holes into the organic EL layer 16.
- the first electrode 14 is more preferably formed of a material having a large work function in order to improve the efficiency of hole injection into the organic EL layer 16.
- the first electrode 14 for example, silver (Ag), aluminum (Al), vanadium (V), cobalt (Co), nickel (Ni), tungsten (W), gold (Au) , Calcium (Ca), titanium (Ti), yttrium (Y), sodium (Na), ruthenium (Ru), manganese (Mn), indium (In), magnesium (Mg), lithium (Li), ytterbium (Yb) And metal materials such as lithium fluoride (LiF).
- the material constituting the first electrode 14 is, for example, magnesium (Mg) / copper (Cu), magnesium (Mg) / silver (Ag), sodium (Na) / potassium (K), astatine (At) / oxidation.
- the material constituting the first electrode 14 is, for example, a conductive oxide such as tin oxide (SnO), zinc oxide (ZnO), indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), or the like. There may be.
- the first electrode 14 may be formed by laminating a plurality of layers made of the above materials. Examples of the material having a large work function include indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO).
- the edge cover 15 is provided in a lattice shape so as to cover the peripheral edge portion of each first electrode 14.
- the material constituting the edge cover 15 for example, silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride such as trisilicon tetranitride (Si 3 N 4 ) (SiNx (x is a positive number)), silicon oxynitride
- silicon oxide SiO 2
- silicon nitride such as trisilicon tetranitride (Si 3 N 4 ) (SiNx (x is a positive number)
- silicon oxynitride silicon oxide
- silicon nitride such as trisilicon tetranitride (Si 3 N 4 ) (SiNx (x is a positive number)
- silicon oxynitride silicon oxynitride
- An inorganic film such as (SiON) or an organic film such as polyimide resin, acrylic resin, polysiloxane resin, or novolac resin
- the plurality of organic EL layers 16 are arranged on each first electrode 14 and are provided in a matrix so as to correspond to the plurality of sub-pixels.
- the organic EL layer 16 includes a hole injection layer 31, a hole transport layer 32, a light emitting layer 33, an electron transport layer 34, and an electron injection layer provided in this order on the first electrode 14. 35.
- the hole injection layer 31 is also called an anode buffer layer, and has a function of improving the efficiency of hole injection from the first electrode 14 to the organic EL layer 16 by bringing the energy levels of the first electrode 14 and the organic EL layer 16 close to each other.
- a material constituting the hole injection layer 31 for example, a triazole derivative, an oxadiazole derivative, an imidazole derivative, a polyarylalkane derivative, a pyrazoline derivative, a phenylenediamine derivative, an oxazole derivative, a styrylanthracene derivative, a fluorenone derivative, Examples include hydrazone derivatives and stilbene derivatives.
- the hole transport layer 32 has a function of improving the hole transport efficiency from the first electrode 14 to the organic EL layer 16.
- examples of the material constituting the hole transport layer 32 include porphyrin derivatives, aromatic tertiary amine compounds, styrylamine derivatives, polyvinylcarbazole, poly-p-phenylene vinylene, polysilane, triazole derivatives, oxadiazole.
- Derivatives imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amine-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, hydrogenated amorphous silicon, Examples include hydrogenated amorphous silicon carbide, zinc sulfide, and zinc selenide.
- the light emitting layer 33 when voltage is applied by the first electrode 14 and the second electrode 17, holes and electrons are injected from the first electrode 14 and the second electrode 17, respectively, and the holes and electrons are recombined. It is an area.
- the light emitting layer 33 is formed of a material having high light emission efficiency. Examples of the material constituting the light emitting layer 33 include metal oxinoid compounds [8-hydroxyquinoline metal complexes], naphthalene derivatives, anthracene derivatives, diphenylethylene derivatives, vinylacetone derivatives, triphenylamine derivatives, butadiene derivatives, coumarin derivatives.
- the electron transport layer 34 has a function of efficiently moving electrons to the light emitting layer 33.
- a material constituting the electron transport layer 34 for example, as an organic compound, an oxadiazole derivative, a triazole derivative, a benzoquinone derivative, a naphthoquinone derivative, an anthraquinone derivative, a tetracyanoanthraquinodimethane derivative, a diphenoquinone derivative, a fluorenone derivative , Silole derivatives, metal oxinoid compounds and the like.
- the electron injection layer 35 has a function of bringing the energy levels of the second electrode 17 and the organic EL layer 16 closer to each other and improving the efficiency with which electrons are injected from the second electrode 17 into the organic EL layer 16.
- the drive voltage of the organic EL element 18 can be lowered.
- the electron injection layer 35 is also called a cathode buffer layer.
- examples of the material constituting the electron injection layer 35 include lithium fluoride (LiF), magnesium fluoride (MgF 2 ), calcium fluoride (CaF 2 ), strontium fluoride (SrF 2 ), and barium fluoride.
- Inorganic alkali compounds such as (BaF 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), strontium oxide (SrO), and the like can be given.
- the second electrode 17 is provided so as to cover each organic EL layer 16 and the edge cover 15 as shown in FIG.
- the second electrode 17 has a function of injecting electrons into the organic EL layer 16.
- the second electrode 17 is more preferably composed of a material having a small work function in order to improve the efficiency of electron injection into the organic EL layer 16.
- the second electrode 17 for example, silver (Ag), aluminum (Al), vanadium (V), cobalt (Co), nickel (Ni), tungsten (W), gold (Au) , Calcium (Ca), titanium (Ti), yttrium (Y), sodium (Na), ruthenium (Ru), manganese (Mn), indium (In), magnesium (Mg), lithium (Li), ytterbium (Yb) And lithium fluoride (LiF).
- the second electrode 17 is, for example, magnesium (Mg) / copper (Cu), magnesium (Mg) / silver (Ag), sodium (Na) / potassium (K), astatine (At) / oxidized astatine (AtO 2).
- the second electrode 17 may be formed of a conductive oxide such as tin oxide (SnO), zinc oxide (ZnO), indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), or the like. .
- the second electrode 17 may be formed by stacking a plurality of layers made of the above materials.
- Examples of materials having a small work function include magnesium (Mg), lithium (Li), lithium fluoride (LiF), magnesium (Mg) / copper (Cu), magnesium (Mg) / silver (Ag), and sodium.
- (Na) / potassium (K) lithium (Li) / aluminum (Al), lithium (Li) / calcium (Ca) / aluminum (Al), lithium fluoride (LiF) / calcium (Ca) / aluminum (Al) Etc.
- the sealing film 25 is provided in the display area D and the non-display area N so as to cover the organic EL element 18, and has a function of protecting the organic EL element 18 from moisture and oxygen. As illustrated in FIG. 2, the sealing film 25 includes a first barrier layer 19, a buffer layer 20, and a second barrier layer 21 that are provided in this order from the organic EL element 18 side.
- the sealing film 25 is provided on the surface of the organic EL element 18, and is provided on the surface of the first barrier layer 19 made of the first inorganic film and the first barrier layer 19, and the organic film And a second barrier layer 21 provided on the surface of the buffer layer 20 and made of a second inorganic film.
- the first barrier layer 19 is provided on the surface of the organic EL element 18, the silicon nitride (SiN) layer 19 a and the silicon nitride layer 19 a, and the buffer layer 20. It is constituted by a silicon oxynitride (SiON) layer 19b in contact with the substrate.
- the second barrier layer 21 includes a silicon nitride (SiN) layer 21a provided on the surface of the buffer layer 20 and a silicon oxynitride (SiN) provided on the surface of the silicon nitride layer 21a. SiON) layer 21b.
- SiN silicon nitride
- SiON silicon oxynitride
- the silicon nitride layer 19a and the silicon oxynitride layer 19b are laminated so that the end face 22 of the silicon nitride layer 19a is flush with the end face 23 of the silicon oxynitride layer 19b. Has been.
- the buffer layer 20 is formed of, for example, an organic film such as acrylate, polyurea, parylene, polyimide, polyamide, and the buffer layer 20 is covered with a second barrier layer 21 as shown in FIG.
- the organic EL display device 1 having the above configuration has flexibility, and can display an image by appropriately causing the light emitting layer 33 of the organic EL layer 16 to emit light through the TFT 12 in each sub-pixel.
- a plurality of fine holes 27 are formed in the surface 26 of the silicon oxynitride layer 19 b in contact with the buffer layer 20. Therefore, when the buffer layer 20 is formed on the surface of the first barrier layer 19, the adhesion between the first barrier layer 19 and the buffer layer 20 can be improved by the anchor effect due to the fine holes 27.
- 5 to 8 are cross-sectional views for explaining the method of manufacturing the organic EL display device of this embodiment.
- the base coat film 11 is formed on the surface of the base substrate 10 made of polyimide resin.
- a plurality of TFTs 12 for driving the organic EL element 18 are formed at a predetermined interval.
- a photosensitive acrylic resin is applied onto the base coat film 11 on which the TFT 12 is formed by spin coating, and exposure is performed with a predetermined exposure amount using an exposure mask having a predetermined exposure pattern.
- an interlayer insulating film 13 is formed on the base coat film 11 so as to cover the TFT 12.
- a contact hole for example, a diameter of 5 ⁇ m
- the organic EL element 18 (first electrode 14, edge cover 15, organic EL layer 16 (hole injection layer 31, A hole transport layer 32, a light emitting layer 33, an electron transport layer 34, an electron injection layer 35) and a second electrode 17) are formed.
- an inorganic film and an organic film are formed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, a vapor deposition method, or the like so as to cover the organic EL element 18 to form the sealing film 25.
- CVD Chemical Vapor Deposition
- a vapor deposition method or the like so as to cover the organic EL element 18 to form the sealing film 25.
- silicon nitride is stacked on the surface of the base substrate 10 and the organic EL element 18 by plasma CVD, sputtering, atomic layer deposition (ALD), or the like. As shown, a silicon nitride layer 19a is formed so as to cover the surface of the organic EL element 18.
- silicon oxynitride is stacked on the surface of the silicon nitride layer 19a by plasma CVD, sputtering, atomic layer deposition (ALD), or the like.
- a silicon oxynitride layer 19b is formed so as to cover the surface of the organic EL element 18, and a first barrier layer 19 composed of the silicon nitride layer 19a and the silicon oxynitride layer 19b is formed.
- plasma treatment is performed on the surface 26 of the silicon oxynitride layer 19b using an inert gas such as nitrogen gas. More specifically, the substrate to be processed 36 shown in FIG. 6 is disposed in the plasma apparatus, and the plasma apparatus is operated by a high-frequency voltage from a high-frequency power source in a state where an inert gas is supplied to the surface 26 of the silicon oxynitride layer 19b. A plasma is applied to the surface 26 of the silicon oxynitride layer 19b by applying a pulse voltage between the electrodes (anode electrode and cathode electrode) to generate plasma.
- an inert gas such as nitrogen gas
- a plurality of fine holes 27 are formed in the surface 26 of the silicon oxynitride layer 19b by plasma treatment, and the surface 26 of the silicon oxynitride layer 19b is finely formed. Uneven shape (anchor pattern) is formed.
- fine holes 27 may be formed on the entire surface 26 of the silicon oxynitride layer 19b, or may be formed on a part of the surface 26.
- the inert gas for example, argon gas, helium gas, neon gas, krypton gas, xenon gas or the like is used.
- the inert gas flow rate can be set to 2500 sccm. Note that “sccm” is a gas flow rate in cubic centimeters flowing every minute at 0 ° C.
- this plasma is generated according to the voltage (potential difference) applied between the cathode electrode and the anode electrode.
- a power source for applying the voltage for example, a microwave (frequency: 2.45 GHz) power source or a high frequency (frequency: 13.56 MHz) power source is used.
- the output of the power supply is, for example, 500 to 1000 W, but is appropriately adjusted depending on the power supply frequency and the size of the electrode. Furthermore, the distance between the electrodes is, for example, 2 to 4 cm.
- the plasma processing time can be set to 25 seconds, for example.
- an organic material such as acrylate, polyurea, parylene, polyimide, and polyamide is laminated on the surface 26 of the silicon oxynitride layer 19b by using an inkjet method or a vacuum evaporation method, as shown in FIG. Then, the buffer layer 20 made of an organic film is formed on the surface 26 of the silicon oxynitride layer 19b.
- the concavo-convex shape (anchor pattern) is formed on the surface 26 of the silicon oxynitride layer 19b
- the organic layer that forms the buffer layer 20 in the plurality of micro holes 27 formed on the surface 26 of the silicon oxynitride layer 19b The material enters and the adhesion between the silicon oxynitride layer 19b and the buffer layer 20 is improved by the anchor effect.
- silicon nitride is laminated on the surfaces of the first barrier layer 19 and the buffer layer 20 by plasma CVD, sputtering, atomic layer deposition (ALD), or the like.
- a silicon nitride layer 21a is formed so as to cover the surface of the buffer layer 20
- a silicon oxynitride layer 21b is formed by stacking silicon oxynitride on the surface of the silicon nitride layer 21a, as shown in FIG.
- a second barrier layer 21 composed of a silicon nitride layer 21a and a silicon oxynitride layer 21b is formed.
- the sealing film 25 including the first barrier layer 19, the buffer layer 20, and the second barrier layer 21 is formed, and the organic EL display device 1 shown in FIGS. 1 and 2 is manufactured.
- the first barrier layer 19 and the second barrier layer 21 are larger than the buffer layer 20 in a plan view and are buffer layers.
- the first barrier layer 19 and the second barrier layer 21 are in contact with each other outside the end 20 a of the buffer layer 20 in the width direction X of the organic EL display device 1.
- FIG. 9 is a cross-sectional view showing a terminal portion of the organic EL display device according to the present embodiment.
- the terminal portion T includes a base coat layer 50 provided on the base substrate 10, a gate insulating film 51 provided on the base coat layer 50, a gate wiring 52 provided on the gate insulating film 51, and a gate wiring 52.
- a first interlayer film (inorganic film) 53 provided on the gate insulating film 51 so as to cover, a capacitor wiring provided on the first interlayer film 53, and a first layer sensing so as to cover the capacitor wiring 54.
- a second interlayer film (inorganic film) 55 provided on the film 53 and a wiring layer 56 provided on the second interlayer film 55 are provided.
- the terminal portion T is provided on the third interlayer film (inorganic film) 57 provided on the wiring layer 56, the interlayer insulating film 13 provided on the third interlayer film 57, and the interlayer insulating film 13.
- the edge cover 59 is provided.
- the third interlayer film 57 can be omitted, and the interlayer insulating film 13 may be provided directly on the wiring layer 56.
- the first barrier layer 19 and the second barrier layer 21 are provided so as to cover a part of the interlayer insulating film 13 and the edge cover 59. Further, as shown in FIG. 9, a contact hole 60 is formed in the interlayer insulating film 13, and the wiring layer 56 is exposed from the contact hole 60.
- the plasma treatment is performed on the second inorganic film constituting the second barrier layer 21, it is at the same time outside the first barrier layer 19 in the width direction X of the organic EL display device.
- the interlayer insulating film 13 that is, the interlayer insulating film 13 on the contact hole 60 side
- the thickness T1 of the portion not covered with the first barrier layer 19 is smaller than the thickness T2 of the portion covered with the first barrier layer 19, The thickness of the interlayer insulating film 13 that forms the contact hole 60 is reduced. Therefore, when the circuit board (not shown) is mounted on the wiring layer 56 via the contact hole, the wiring layer 56 and the circuit board can be easily contacted.
- the capacitor wiring 54 is formed in an island pattern below the wiring layer 56 in the contact hole 60, and the width W ⁇ b> 1 of the capacitor wiring 54 is the contact in the width direction X of the organic EL display device 1. It is set to be smaller than the width W2 of the hole 60.
- the gate wiring 52 is formed in an island pattern below the wiring layer 56. In the width direction X of the organic EL display device 1, the width W 3 of the gate wiring 52 is equal to that of the contact hole 60. It is set to be smaller than the width W2.
- the position of the wiring layer (that is, the connection terminal) 56 exposed from the contact hole 60 is pushed up and becomes higher. Therefore, when the circuit board is mounted on the wiring layer 56, the wiring layer 56. Contact with the circuit board becomes even easier.
- the organic EL display device 1 of the present embodiment As described above, according to the organic EL display device 1 of the present embodiment, the following effects can be obtained.
- the buffer layer 20 is provided on the surface 26 of the silicon oxynitride layer 19b in which a plurality of fine holes (uneven shape) 27 are formed. Therefore, the adhesion between the first barrier layer 19 and the buffer layer 20 is improved by the anchor effect, so that the buffer layer 20 can be prevented from being peeled when the sealing film 25 is formed. . As a result, it is possible to provide the organic EL display device 1 having excellent sealing performance.
- the silicon oxynitride layer 19b in which oxygen molecules that are easily bonded to the organic film constituting the buffer layer 20 are present is in contact with the buffer layer 20. Therefore, the adhesion between the first barrier layer 19 and the buffer layer 20 can be further improved.
- FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the organic EL display device according to the present embodiment.
- the same parts as those in FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
- the organic EL display device 1 that does not include the sealing substrate is illustrated, but in this embodiment, the organic EL display device 2 that includes the sealing substrate 40 is illustrated.
- the organic EL display device 2 includes an element substrate 37 and a sealing substrate 40 provided so as to face each other, and a seal provided in a frame shape between the element substrate 37 and the sealing substrate 40. And a sealing resin layer 46 provided in a region surrounded by the sealing material 45 between the element substrate 37 and the sealing substrate 40.
- the element substrate 37 has substantially the same configuration as the organic EL display device 1 of the first embodiment as shown in FIG. In the present embodiment, the element substrate 37 having substantially the same configuration as that of the organic EL display device 1 of the first embodiment is illustrated, but the element substrate 37 is an organic EL display device 3 or 4 described later. May be.
- the sealing substrate 40 includes, for example, a resin substrate and a base coat film provided on the resin substrate.
- the resin substrate of the sealing substrate 40 has substantially the same configuration as the base substrate 10 of the first embodiment.
- the base coat film of the sealing substrate 40 has substantially the same configuration as the base coat film 11 of the first embodiment.
- the sealing material 45 is provided so as to adhere the element substrate 37 and the sealing substrate 40 to each other at the peripheral edge of the substrate.
- a material for forming the sealing material 45 for example, an epoxy resin, an acrylic resin, a polyimide resin, a phenol resin, or the like having ultraviolet curable properties and / or thermosetting properties may be used.
- the sealing resin layer 46 has a getter function for adsorbing moisture, oxygen, and the like.
- examples of the material constituting the sealing resin layer 46 include thermosetting epoxy resin and silicon resin.
- the sealing resin layer 46 contains, for example, metal oxides such as calcium oxide (CaO), barium oxide (BaO), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ), activated carbon, silica gel, zeolite, and the like. .
- the organic EL display device 2 having the above configuration has flexibility, and can display an image by appropriately emitting light from the light emitting layer 33 of the organic EL layer 16 via the TFT 12 in each sub-pixel.
- the organic EL display device 2 having the above-described configuration can be manufactured by the following steps.
- the sealing resin is arranged in a frame shape on the surface of the organic EL display device 1 manufactured by the manufacturing method of the first embodiment, that is, the element substrate 37 by, for example, a dispenser method, and the inner side of the sealing resin.
- the filling resin is dropped on the substrate.
- the reduced pressure atmosphere is released, so that the outside of the element substrate 37 and the sealing substrate 40 is removed. Pressurize the surface.
- the panel to be irradiated is heated to cure the sealing resin and the filling resin, so that the sealing material 45 and the sealing material are sealed.
- a resin layer 46 is formed.
- the following effect (3) can be obtained in addition to the above (1) to (2).
- a sealing substrate 40 provided to face the element substrate 37, a sealing material 45 provided between the element substrate 37 and the sealing substrate 40, and between the element substrate 37 and the sealing substrate 40. Since the sealing resin layer 46 provided in the region surrounded by the sealing material 45 is provided, the deterioration of the organic EL element 18 is suppressed, and the reliability of the organic EL display device 2 can be improved.
- the silicon nitride layer 19a and the silicon oxynitride layer are arranged so that the end surface 22 of the silicon nitride layer 19a is flush with the end surface 23 of the silicon oxynitride layer 19b in the width direction X of the organic EL display device 1.
- the first barrier layer 19 in which the layers 19b are stacked is illustrated, the end surface 22 of the silicon nitride layer 19a is the end surface 23 of the silicon oxynitride layer 19b in the width direction X as in the organic EL display device 3 illustrated in FIG. It is good also as a structure arrange
- stacked was illustrated, the 1st barrier layer 19 like the organic electroluminescence display 4 shown in FIG. May be composed of a single layer made of the silicon nitride layer 19a having excellent barrier properties.
- a plurality of fine holes 27 are formed in the surface 28 of the silicon nitride layer 19a constituting the first barrier layer 19 in contact with the buffer layer 20.
- the second barrier layer 21 may be formed of a single layer made of the silicon nitride layer 21a, similarly to the first barrier layer.
- an organic EL layer having a five-layer structure of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer has been exemplified.
- a three-layer structure of a hole injection layer / hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer / electron injection layer may be employed.
- the organic EL display device using the first electrode as an anode and the second electrode as a cathode has been exemplified.
- the present invention reverses the stacked structure of the organic EL layers and uses the first electrode as a cathode.
- the present invention can also be applied to an organic EL display device using the second electrode as an anode.
- the organic EL display device including the element substrate using the TFT electrode connected to the first electrode as the drain electrode is illustrated.
- the present invention is not limited to the TFT connected to the first electrode.
- the present invention can also be applied to an organic EL display device including an element substrate whose electrode is called a source electrode.
- the organic EL display device is described as an example of the display device.
- the present invention can be applied to a display device including a plurality of electro-optic elements driven by current.
- the present invention can be applied to a display device including a QLED (Quantum-dot light emitting diode) that is a light-emitting element using a quantum dot-containing layer.
- QLED Quantum-dot light emitting diode
- the present invention is useful for an organic EL display device and a method for manufacturing the same.
- Organic EL display device (display device) 2 Organic EL display device (display device) 3 Organic EL display device (display device) 4 Organic EL display device (display device) 10 Base substrate 13 Interlayer insulating film (insulating film) 18 Organic EL device (light emitting device) DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 1st barrier layer 19a Silicon nitride layer 19b Silicon oxynitride layer 20 Buffer layer 20a End part of buffer layer 21 Second barrier layer 21a Silicon nitride layer 21b Silicon oxynitride layer 22 End face of silicon nitride layer 23 End face of silicon oxynitride layer 25 sealing film 26 surface of silicon oxynitride layer 27 fine hole 37 element substrate 40 sealing substrate 45 sealing material 46 sealing resin layer 52 gate wiring 54 capacitance wiring 56 wiring layer 57 third interlayer film (interlayer film) 60 Contact hole T Terminal
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Abstract
ベース基板(10)の表示領域(D)に設けられた有機EL素子(18)と、有機EL素子(18)を覆うように設けられた封止膜(25)とを備え、封止膜(25)が、有機EL素子(18)の表面上に設けられ、第1無機膜からなる第1バリア層(19)と、第1バリア層(19)の表面上に設けられ、有機膜からなるバッファ層(20)と、バッファ層(20)の表面上に設けられ、第2無機膜からなる第2バリア層(21)とを有する有機EL表示装置(1)であって、第1バリア層(19)の、バッファ層(20)と接触する表面(26)に、複数の微細孔(27)が形成されている。
Description
本発明は、有機EL表示装置及びその製造方法に関するものである。
近年、液晶表示装置に代わる表示装置として、有機EL(electroluminescence)素子を用いた自発光型の有機EL表示装置が注目されている。ここで、有機EL表示装置では、水分や酸素等の混入による有機EL素子の劣化を抑制するために、有機EL素子を覆う封止膜を無機膜及び有機膜の積層膜で構成する封止構造が提案されている。
例えば、封止膜を構成する無機膜をCVD(Chemical Vapor Deposition)法により成膜した後、当該無機膜の表面上に、インクジェット法により有機膜を積層する有機EL表示装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、例えば、封止膜を構成する無機膜及び有機膜を蒸着法等により成膜して封止膜を形成する有機EL表示装置が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
しかし、上記特許文献1に記載された有機EL表示装置においては、封止膜を構成する無機膜をCVD(Chemical Vapor Deposition)法により成膜するため、無機膜の表面が非常に滑らかになる。従って、封止膜における無機膜と、無機膜の表面上に形成される有機膜との密着性が低下し、結果として、有機膜の膜剥がれが生じるという問題があった。
また、上記特許文献2に開示された有機EL表示装置においては、蒸着時にマスクを使用するため、その後の工程において、基板からマスクを取り外す必要があるが、この取り外し工程において、異物(パーティクル)等の付着が生じ、封止性能が低下するという問題があった。
そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、封止膜を形成する際に、無機膜と有機膜の密着性を向上させて、有機膜の膜剥がれを防止することができる有機EL表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る有機EL表示装置は、画像表示を行う表示領域、及び表示領域の周囲に非表示領域が規定された可撓性を有するベース基板と、ベース基板の表示領域に設けられた発光素子と、有機EL素子を覆うように表示領域及び非表示領域に設けられた封止膜とを備えた表示装置であって、封止膜は、第1無機膜からなる第1バリア層と、第1バリア層の表面上に設けられ、有機膜からなるバッファ層と、バッファ層の表面上に設けられ、第2無機膜からなる第2バリア層とを含み、第1バリア層の、バッファ層と接触する表面に、複数の微細孔が形成されていることを特徴とする。
また、本発明の有機EL表示装置の製造方法は、画像表示を行う表示領域、及び表示領域の周囲に非表示領域が規定された可撓性を有するベース基板と、ベース基板の表示領域に設けられた発光素子と、発光素子を覆うように表示領域及び非表示領域に設けられた封止膜とを備え、封止膜が、第1無機膜からなる第1バリア層と、第1バリア層の表面上に設けられ、有機膜からなるバッファ層と、バッファ層の表面上に設けられ、第2無機膜からなる第2バリア層とを有する表示装置の製造方法であって、ベース基板上に設けられた発光素子を覆うように、第1バリア層を形成する工程と、プラズマ処理により、第1バリア層の表面に複数の微細孔を形成する工程と、複数の微細孔が形成された第1バリア層の表面上に、前記バッファ層を形成する工程とを少なくとも備えることを特徴とする。
本発明によれば、第1バリア層に形成された複数の微細孔によるアンカー効果により、第1バリア層とバッファ層との密着性が向上し、バッファ層の剥離を防止することが可能になる。その結果、封止性能に優れた有機EL表示装置を提供することが可能になる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の各実施形態に限定されるものではない。
《第1の実施形態》
図1は、本実施形態に係る有機EL表示装置の概略構成を示す平面図である。また、図2は、図1中のII-II線に沿った有機EL表示装置の概略構成を示す断面図である。また、図3は、有機EL表示装置の内部構成を示す断面図である。また、図4は、有機EL表示装置を構成する有機EL層を示す断面図である。
図1は、本実施形態に係る有機EL表示装置の概略構成を示す平面図である。また、図2は、図1中のII-II線に沿った有機EL表示装置の概略構成を示す断面図である。また、図3は、有機EL表示装置の内部構成を示す断面図である。また、図4は、有機EL表示装置を構成する有機EL層を示す断面図である。
有機EL表示装置1は、図1及び図2に示すように、ベース基板として設けられた透明なベース基板10と、ベース基板10(上に間接的)に設けられた有機EL素子18と、有機EL素子18を覆うように設けられた封止膜25とを備えている。
ここで、有機EL表示装置1では、図1に示すように、有機EL素子18が平面視で矩形状に設けられることにより、画像表示を行う表示領域Dが矩形状に規定され、その表示領域Dには、複数の画素がマトリクス状に配列されている。そして、各画素では、例えば、赤色の階調表示を行うためのサブ画素、緑色の階調表示を行うためのサブ画素、及び青色の階調表示を行うためのサブ画素が互いに隣り合うように配列されている。
また、有機EL表示装置1では、図1に示すように、表示領域Dの周囲に額縁領域(非表示領域)Nが枠状に規定されている。また、有機EL表示装置1では、図3に示すように、ベース基板10と有機EL素子18との間に、ベース基板10側から順にベースコート膜11、複数のTFT12及び層間絶縁膜13が設けられている。
ベース基板10は、例えば、ポリイミド樹脂製等のプラスチック基板である。なお、本実施形態では、ベース基板として、可撓性及び絶縁性を有する透明な樹脂基板を例示したが、ベース基板は、絶縁性を有する透明なガラス基板、導電性を有する不透明な金属薄板等であってもよい。
ベースコート膜11は、図3に示すように、ベース基板10上に設けられている。ここで、ベースコート膜11は、例えば、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜等の無機絶縁膜である。
TFT12は、図3に示すように、ベースコート膜11上にサブ画素毎に設けられたスイッチング素子である。ここで、TFT12は、例えば、ベースコート膜11上に設けられたゲート電極と、ゲート電極を覆うように設けられたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上にゲート電極と重なるように設けられた半導体層と、半導体層上に互いに対峙するように設けられたソース電極及びドレイン電極とを備えている。なお、本実施形態では、ボトムゲート型のTFT12を例示したが、TFT12は、トップゲート型のTFTであってもよい。
層間絶縁膜13は、図3に示すように、各TFT12のドレイン電極の一部以外を覆うように設けられている。ここで、層間絶縁膜13は、例えば、アクリル樹脂等の透明な有機樹脂材料により構成されている。
有機EL素子18は、表示領域Dに設けられ、図3に示すように、層間絶縁膜13上に順に設けられた第1電極14、エッジカバー15、有機EL層16及び第2電極17を備えている。
複数の第1電極14は、図3示すように、複数のサブ画素に対応するように、層間絶縁膜13上にマトリクス状に設けられている。ここで、第1電極14は、図3に示すように、層間絶縁膜13に形成されたコンタクトホールを介して、各TFT12のドレイン電極に接続されている。また、第1電極14は、有機EL層16にホール(正孔)を注入する機能を有している。また、第1電極14は、有機EL層16への正孔注入効率を向上させるために、仕事関数の大きな材料で形成するのがより好ましい。ここで、第1電極14を構成する材料としては、例えば、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、バナジウム(V)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、金(Au)、カルシウム(Ca)、チタン(Ti)、イットリウム(Y)、ナトリウム(Na)、ルテニウム(Ru)、マンガン(Mn)、インジウム(In)、マグネシウム(Mg)、リチウム(Li)、イッテルビウム(Yb)、フッ化リチウム(LiF)等の金属材料が挙げられる。また、第1電極14を構成する材料は、例えば、マグネシウム(Mg)/銅(Cu)、マグネシウム(Mg)/銀(Ag)、ナトリウム(Na)/カリウム(K)、アスタチン(At)/酸化アスタチン(AtO2)、リチウム(Li)/アルミニウム(Al)、リチウム(Li)/カルシウム(Ca)/アルミニウム(Al)、又はフッ化リチウム(LiF)/カルシウム(Ca)/アルミニウム(Al)等の合金であっても構わない。さらに、第1電極14を構成する材料は、例えば、酸化スズ(SnO)、酸化亜鉛(ZnO)、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)のような導電性酸化物等であってもよい。また、第1電極14は、上記材料からなる層を複数積層して形成されていてもよい。なお、仕事関数の大きな材料としては、例えば、インジウムスズ酸化物(ITO)やインジウム亜鉛酸化物(IZO)等が挙げられる。
エッジカバー15は、図3に示すように、各第1電極14の周縁部を覆うように格子状に設けられている。ここで、エッジカバー15を構成する材料としては、例えば、酸化シリコン(SiO2)、四窒化三ケイ素(Si3N4)のような窒化シリコン(SiNx(xは正数))、酸窒化シリコン(SiON)等の無機膜、又はポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリシロキサン樹脂、ノボラック樹脂等の有機膜が挙げられる。
複数の有機EL層16は、図3に示すように、各第1電極14上に配置され、複数のサブ画素に対応するように、マトリクス状に設けられている。ここで、有機EL層16は、図4に示すように、第1電極14上に順に設けられた正孔注入層31、正孔輸送層32、発光層33、電子輸送層34及び電子注入層35を備えている。
正孔注入層31は、陽極バッファ層とも呼ばれ、第1電極14と有機EL層16とのエネルギーレベルを近づけ、第1電極14から有機EL層16への正孔注入効率を改善する機能を有している。ここで、正孔注入層31を構成する材料としては、例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体等が挙げられる。
正孔輸送層32は、第1電極14から有機EL層16への正孔の輸送効率を向上させる機能を有している。ここで、正孔輸送層32を構成する材料としては、例えば、ポルフィリン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリ-p-フェニレンビニレン、ポリシラン、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミン置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、水素化アモルファスシリコン、水素化アモルファス炭化シリコン、硫化亜鉛、セレン化亜鉛等が挙げられる。
発光層33は、第1電極14及び第2電極17による電圧印加の際に、第1電極14及び第2電極17から正孔及び電子がそれぞれ注入されると共に、正孔及び電子が再結合する領域である。ここで、発光層33は、発光効率が高い材料により形成されている。そして、発光層33を構成する材料としては、例えば、金属オキシノイド化合物[8-ヒドロキシキノリン金属錯体]、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ジフェニルエチレン誘導体、ビニルアセトン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、ブタジエン誘導体、クマリン誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、スチリル誘導体、スチリルアミン誘導体、ビススチリルベンゼン誘導体、トリススチリルベンゼン誘導体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、アミノピレン誘導体、ピリジン誘導体、ローダミン誘導体、アクイジン誘導体、フェノキサゾン、キナクリドン誘導体、ルブレン、ポリ-p-フェニレンビニレン、ポリシラン等が挙げられる。
電子輸送層34は、電子を発光層33まで効率良く移動させる機能を有している。ここで、電子輸送層34を構成する材料としては、例えば、有機化合物として、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、テトラシアノアントラキノジメタン誘導体、ジフェノキノン誘導体、フルオレノン誘導体、シロール誘導体、金属オキシノイド化合物等が挙げられる。
電子注入層35は、第2電極17と有機EL層16とのエネルギーレベルを近づけ、第2電極17から有機EL層16へ電子が注入される効率を向上させる機能を有し、この機能により、有機EL素子18の駆動電圧を下げることができる。なお、電子注入層35は、陰極バッファ層とも呼ばれる。ここで、電子注入層35を構成する材料としては、例えば、フッ化リチウム(LiF)、フッ化マグネシウム(MgF2)、フッ化カルシウム(CaF2)、フッ化ストロンチウム(SrF2)、フッ化バリウム(BaF2)のような無機アルカリ化合物、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化ストロンチウム(SrO)等が挙げられる。
第2電極17は、図3に示すように、各有機EL層16及びエッジカバー15を覆うように設けられている。また、第2電極17は、有機EL層16に電子を注入する機能を有している。また、第2電極17は、有機EL層16への電子注入効率を向上させるために、仕事関数の小さな材料で構成するのがより好ましい。
ここで、第2電極17を構成する材料としては、例えば、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、バナジウム(V)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、金(Au)、カルシウム(Ca)、チタン(Ti)、イットリウム(Y)、ナトリウム(Na)、ルテニウム(Ru)、マンガン(Mn)、インジウム(In)、マグネシウム(Mg)、リチウム(Li)、イッテルビウム(Yb)、フッ化リチウム(LiF)等が挙げられる。また、第2電極17は、例えば、マグネシウム(Mg)/銅(Cu)、マグネシウム(Mg)/銀(Ag)、ナトリウム(Na)/カリウム(K)、アスタチン(At)/酸化アスタチン(AtO2)、リチウム(Li)/アルミニウム(Al)、リチウム(Li)/カルシウム(Ca)/アルミニウム(Al)、フッ化リチウム(LiF)/カルシウム(Ca)/アルミニウム(Al)等の合金により形成されていてもよい。また、第2電極17は、例えば、酸化スズ(SnO)、酸化亜鉛(ZnO)、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)等の導電性酸化物により形成されていてもよい。また、第2電極17は、上記材料からなる層を複数積層して形成されていてもよい。なお、仕事関数が小さい材料としては、例えば、マグネシウム(Mg)、リチウム(Li)、フッ化リチウム(LiF)、マグネシウム(Mg)/銅(Cu)、マグネシウム(Mg)/銀(Ag)、ナトリウム(Na)/カリウム(K)、リチウム(Li)/アルミニウム(Al)、リチウム(Li)/カルシウム(Ca)/アルミニウム(Al)、フッ化リチウム(LiF)/カルシウム(Ca)/アルミニウム(Al)等が挙げられる。
封止膜25は、有機EL素子18を覆うように表示領域D及び非表示領域Nに設けられ、有機EL素子18を水分や酸素から保護する機能を有している。この封止膜25は、図2に示すように、有機EL素子18側から順に設けられた第1バリア層19、バッファ層20、及び第2バリア層21を備えている。
より具体的には、封止膜25は、有機EL素子18の表面上に設けられ、第1無機膜からなる第1バリア層19と、第1バリア層19の表面上に設けられ、有機膜からなるバッファ層20と、バッファ層20の表面上に設けられ、第2無機膜からなる第2バリア層21とにより構成されている。
また、図2に示すように、第1バリア層19は、有機EL素子18の表面上に設けられた窒化シリコン(SiN)層19aと、窒化シリコン層19aの表面上に設けられ、バッファ層20と接触する酸窒化シリコン(SiON)層19bにより構成されている。
また、図2に示すように、第2バリア層21は、バッファ層20の表面上に設けられた窒化シリコン(SiN)層21aと、窒化シリコン層21aの表面上に設けられた酸窒化シリコン(SiON)層21bにより構成されている。
また、有機EL表示装置1の幅方向Xにおいて、窒化シリコン層19aの端面22が、酸窒化シリコン層19bの端面23が面一となるように、窒化シリコン層19aと酸窒化シリコン層19bが積層されている。
バッファ層20は、例えば、アクリレート、ポリ尿素、パリレン、ポリイミド、ポリアミド等の有機膜により形成されており、図2に示すように、バッファ層20は、第2バリア層21により覆われている。
上記構成の有機EL表示装置1は、可撓性を有し、各サブ画素において、TFT12を介して有機EL層16の発光層33を適宜発光させることにより、画像表示を行うことができる。
ここで、有機EL表示装置1においては、図2に示すように、酸窒化シリコン層19bの、バッファ層20と接触する表面26に、複数の微細孔27が形成されている。従って、第1バリア層19の表面上にバッファ層20を形成する際に、微細孔27によるアンカー効果により、第1バリア層19とバッファ層20との密着性を向上させることが可能になる。
次に、本実施形態の有機EL表示装置の製造方法について説明する。図5~図8は、本実施形態の有機EL表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
本実施形態の有機EL表示装置1を製造する際には、まず、図3に示すように、例えば、ポリイミド樹脂製のベース基板10の表面に、ベースコート膜11を形成した後、このベースコート膜11上に、有機EL素子18を駆動するためのTFT12を所定の間隔で複数個形成する。次いで、感光性アクリル樹脂を、TFT12が形成されたベースコート膜11上にスピンコート法により塗布し、所定の露光パターンを有する露光マスクを使用して、所定の露光量により露光を行い、アルカリ現像液を用いて現像を行うことにより、図3に示すように、TFT12を覆うように、ベースコート膜11上に層間絶縁膜13を形成する。なお、この際、層間絶縁膜13には、第1電極14とTFT12とを電気的に接続するためのコンタクトホール(例えば、径が5μm)が形成される。
次に、図3に示すように、層間絶縁膜13の表面に、周知の方法を用いて、有機EL素子18(第1電極14、エッジカバー15、有機EL層16(正孔注入層31、正孔輸送層32、発光層33、電子輸送層34、電子注入層35)、第2電極17)を形成する。
次に、有機EL素子18を覆うように、無機膜及び有機膜をCVD(Chemical Vapor Deposition)法や蒸着法等により成膜して封止膜25を形成する。
より具体的には、まず、窒化シリコンを、プラズマCVD法や、スパッタ法、原子層堆積法(ALD法)等により、ベース基板10及び有機EL素子18の表面上に積層することにより、図5に示すように、有機EL素子18の表面を覆うように、窒化シリコン層19aを形成する。
次に、上述の窒化シリコン層19aと同様に、酸窒化シリコンを、プラズマCVD法や、スパッタ法、原子層堆積法(ALD法)等により、窒化シリコン層19aの表面上に積層することにより、図6に示すように、有機EL素子18の表面を覆うように、酸窒化シリコン層19bを形成し、窒化シリコン層19aと酸窒化シリコン層19bにより構成される第1バリア層19を形成する。
次に、酸窒化シリコン層19bの表面26に対して、窒素ガス等の不活性ガスを用いてプラズマ処理を行う。より具体的には、プラズマ装置内に、図6に示す被処理基板36を配置し、酸窒化シリコン層19bの表面26へ不活性ガスを供給した状態で、高周波電源による高周波電圧により、プラズマ装置の電極(アノード電極とカソード電極)間にパルス電圧を印加してプラズマを発生させることにより、酸窒化シリコン層19bの表面26に対してプラズマ処理を施す。
そうすると、図7に示すように、プラズマ処理により酸窒化シリコン層19bの表面26に複数の微細孔27(例えば、深さが20~150nm)が形成され、酸窒化シリコン層19bの表面26に微細な凹凸形状(アンカー模様)が形成される。
なお、微細孔27は、酸窒化シリコン層19bの表面26の全体に形成されてもよく、当該表面26の一部に形成されてもよい。
また、不活性ガスとしては、例えば、アルゴンガス、ヘリウムガス、ネオンガス、クリプトンガス、キセノンガス等が使用される。また、例えば、不活性のガス流量を2500sccmに設定することができる。なお、「sccm」とは、0℃において毎分流れる立方センチメートル単位のガス流量である。
また、このプラズマは、カソード電極とアノード電極との間に印加される電圧(電位差)に応じて発生する。電圧の印加を行う電源としては、例えば、マイクロ波(周波数:2.45GHz)電源や高周波(周波数:13.56MHz)電源が用いられる。
また、電源の出力としては、例えば500~1000Wであるが、電源周波数や電極のサイズによって適宜調整される。さらに、電極間距離としては例えば2~4cmである。また、プラズマ処理時間は、例えば、25秒に設定することができる。
次に、インクジェット法や真空蒸着法を用いて、アクリレート、ポリ尿素、パリレン、ポリイミド、及びポリアミド等の有機材料を、酸窒化シリコン層19bの表面26上に積層することにより、図8に示すように、酸窒化シリコン層19bの表面26上に有機膜からなるバッファ層20を形成する。
この際、酸窒化シリコン層19bの表面26に凹凸形状(アンカー模様)が形成されているため、酸窒化シリコン層19bの表面26に形成された複数の微細孔27にバッファ層20を形成する有機材料が入り込み、アンカー効果により、酸窒化シリコン層19bとバッファ層20との密着性が向上することになる。
そして、上述の第1バリア層19と同様に、プラズマCVD法や、スパッタ法、原子層堆積法(ALD法)等により、窒化シリコンを第1バリア層19及びバッファ層20の表面上に積層することにより、バッファ層20の表面を覆うように、窒化シリコン層21aを形成するとともに、酸窒化シリコンを窒化シリコン層21aの表面上に積層することにより酸窒化シリコン層21bを形成し、図2に示すように、窒化シリコン層21aと酸窒化シリコン層21bにより構成される第2バリア層21を形成する。
以上より、第1バリア層19、バッファ層20、及び第2バリア層21からなる封止膜25が形成され、図1、図2に示す有機EL表示装置1が製造される。
なお、本実施形態の有機EL表示装置においては、図1、図2に示すように、第1バリア層19と第2バリア層21は、平面視において、バッファ層20よりも大きく、かつバッファ層20の端部20aを覆い、有機EL表示装置1の幅方向Xにおいて、第1バリア層19と第2バリア層21は、バッファ層20の端部20aの外側で互いに接する構成となっている。
また、本実施形態においては、第2バリア層21を構成する第2無機膜に対して、上述のプラズマ処理を行う際に、同時に、端子部において、第1無機膜よりも外側にある層間絶縁膜を除去する構成としている。
図9は、本実施形態に係る有機EL表示装置の端子部を示す断面図である。端子部Tは、ベース基板10上に設けられたベースコート層50と、ベースコート層50上に設けられたゲート絶縁膜51と、ゲート絶縁膜51上に設けられたゲート配線52と、ゲート配線52を覆うようにゲート絶縁膜51上に設けられた第1層間膜(無機膜)53と、第1層間膜53上に設けられた容量配線54と、容量配線54を覆うように、第1層感膜53上に設けられた第2層間膜(無機膜)55と、第2層間膜55上に設けられた配線層56とを備えている。また、端子部Tは、配線層56上に設けられた第3層間膜(無機膜)57と、第3層間膜57上に設けられた層間絶縁膜13と、層間絶縁膜13上に設けられたエッジカバー59とを備えている。
なお、第3層間膜57は省略することができ、配線層56上に、直接、層間絶縁膜13を設ける構成としてもよい。
また、図9に示すように、第1バリア層19、及び第2バリア層21は、層間絶縁膜13の一部及びエッジカバー59を覆うように設けられている。また、図9に示すように、層間絶縁膜13には、コンタクトホール60が形成されており、当該コンタクトホール60から配線層56が露出する構成となっている。
そして、上述のごとく、第2バリア層21を構成する第2無機膜に対してプラズマ処理を行う際に、同時に、有機EL表示装置の幅方向Xにおいて、第1バリア層19よりも外側にある層間絶縁膜13(即ち、コンタクトホール60側の層間絶縁膜13)を除去する。
そうすると、図9に示すように、層間絶縁膜13において、第1バリア層19により覆われていない部分の厚みT1が、第1バリア層19により覆われた部分の厚みT2よりも小さくなるため、コンタクトホール60を形成する層間絶縁膜13の厚みが小さくなる。従って、コンタクトホールを介して、配線層56に回路基板(不図示)を実装する際に、配線層56と回路基板とのコンタクトが容易になる。
また、図9に示すように、コンタクトホール60において、配線層56の下方に容量配線54が島状パターンに形成され、有機EL表示装置1の幅方向Xにおいて、容量配線54の幅W1がコンタクトホール60の幅W2よりも小さくなるように設定されている。また、同様に、コンタクトホール60において、配線層56の下方にゲート配線52が島状パターンに形成され、有機EL表示装置1の幅方向Xにおいて、ゲート配線52の幅W3は、コンタクトホール60の幅W2よりも小さくなるように設定されている。
従って、図9に示すように、コンタクトホール60から露出する配線層(即ち、接続端子)56の位置が押し上げられて、高くなるため、配線層56に回路基板を実装する際に、配線層56と回路基板とのコンタクトがより一層容易になる。
以上説明したように、本実施形態の有機EL表示装置1によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)複数の微細孔(凹凸形状)27が形成された酸窒化シリコン層19bの表面26上にバッファ層20を設ける構成としている。従って、アンカー効果により、第1バリア層19とバッファ層20との密着性が向上することになるため、封止膜25を形成する際に、バッファ層20の剥離を防止することが可能になる。その結果、封止性能に優れた有機EL表示装置1を提供することが可能になる。
(2)バッファ層20を構成する有機膜と結合し易い酸素分子が存在する酸窒化シリコン層19bがバッファ層20と接触する構成としている。従って、第1バリア層19とバッファ層20の密着性を更に向上させることが可能になる。
《第2の実施形態》
図10は、本実施形態に係る有機EL表示装置の概略構成を示す断面図である。なお、以下の各実施形態において、図1~図8と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
図10は、本実施形態に係る有機EL表示装置の概略構成を示す断面図である。なお、以下の各実施形態において、図1~図8と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
上記第1の実施形態では、封止基板を備えない有機EL表示装置1を例示したが、本実施形態では、封止基板40を備えた有機EL表示装置2を例示する。
有機EL表示装置2は、図10に示すように、互いに対向するように設けられた素子基板37及び封止基板40と、素子基板37及び封止基板40の間に枠状に設けられたシール材45と、素子基板37及び封止基板40の間のシール材45に囲まれた領域に設けられた封止樹脂層46とを備えている。
素子基板37は、図10に示すように、上記第1の実施形態の有機EL表示装置1と実質的に同じ構成になっている。なお、本実施形態では、上記第1の実施形態の有機EL表示装置1と実質的に同じ構成の素子基板37を例示したが、素子基板37は、後述する有機EL表示装置3,4であってもよい。
封止基板40は、例えば、樹脂基板と、その樹脂基板上に設けられたベースコート膜とを備えている。ここで、封止基板40の樹脂基板は、上記第1の実施形態のベース基板10と実質的に同じ構成になっている。また、封止基板40のベースコート膜は、上記第1の実施形態のベースコート膜11と実質的に同じ構成になっている。
シール材45は、素子基板37及び封止基板40を基板周縁部で互いに接着するように設けられている。ここで、シール材45を形成する材料としては、例えば、紫外線硬化性及び/又は熱硬化性を有するエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。
封止樹脂層46は、水分や酸素等を吸着させるゲッター機能を有している。ここで、封止樹脂層46を構成する材料としては、例えば、熱硬化性を有するエポキシ樹脂やシリコン樹脂等が挙げられる。また、封止樹脂層46には、例えば、酸化カルシウム(CaO)、酸化バリウム(BaO)、酸化アルミニウム(Al2O3)のような金属酸化物、活性炭、シリカゲル、ゼオライト等が含有されている。
上記構成の有機EL表示装置2は、可撓性を有し、各サブ画素において、TFT12を介して有機EL層16の発光層33を適宜発光させることにより、画像表示を行うことができる。
また、上記構成の有機EL表示装置2は、以下の工程により製造することができる。
まず、上記第1の実施形態の製造方法で製造された有機EL表示装置1、すなわち、素子基板37の表面に、例えば、ディスペンサ方式により、シール樹脂を枠状に配置すると共に、シール樹脂の内側に充填樹脂を滴下して配置する。
次に、シール樹脂及び充填樹脂が配置された素子基板37と封止基板40とを減圧雰囲気で貼り合わせた後に、その減圧雰囲気を開放することにより、素子基板37及び封止基板40の外側の表面を加圧する。
さらに、例えば、素子基板37及び封止基板40に挟まれたシール樹脂に紫外線を照射した後に、被照射パネルを加熱することにより、シール樹脂及び充填樹脂を硬化させて、シール材45及び封止樹脂層46を形成する。
以上説明したように、本実施形態の有機EL表示装置2によれば、上述の(1)~(2)の他に以下の(3)の効果を得ることができる。
(3)素子基板37に対向するように設けられた封止基板40と、素子基板37及び封止基板40の間に設けられたシール材45と、素子基板37及び封止基板40の間のシール材45に囲まれた領域に設けられた封止樹脂層46とを備えているので、有機EL素子18の劣化が抑制され、有機EL表示装置2の信頼性を向上させることができる。
《その他の実施形態》
上記実施形態では、有機EL表示装置1の幅方向Xにおいて、窒化シリコン層19aの端面22が、酸窒化シリコン層19bの端面23と面一となるように、窒化シリコン層19aと酸窒化シリコン層19bが積層された第1バリア層19を例示したが、図11に示す有機EL表示装置3のように、幅方向Xにおいて、窒化シリコン層19aの端面22が、酸窒化シリコン層19bの端面23よりも外側に配置される構成としてもよい。
上記実施形態では、有機EL表示装置1の幅方向Xにおいて、窒化シリコン層19aの端面22が、酸窒化シリコン層19bの端面23と面一となるように、窒化シリコン層19aと酸窒化シリコン層19bが積層された第1バリア層19を例示したが、図11に示す有機EL表示装置3のように、幅方向Xにおいて、窒化シリコン層19aの端面22が、酸窒化シリコン層19bの端面23よりも外側に配置される構成としてもよい。
この場合、バリア特性に優れた窒化シリコン層19aの端面22が外側に配置されるため、有機EL素子18の劣化を、より一層抑制することができる。
また、上記実施形態では、窒化シリコン層19aと酸窒化シリコン層19bとが積層された第1バリア層19を例示したが、図12に示す有機EL表示装置4のように、第1バリア層19を、バリア特性に優れた窒化シリコン層19aからなる単層で構成してもよい。
この場合、図12に示すように、第1バリア層19を構成する窒化シリコン層19aの、バッファ層20と接触する表面28に、複数の微細孔27が形成される。
なお、図12に示すように、第1バリア層と同様に、第2バリア層21を窒化シリコン層21aからなる単層で構成してもよい。
また、上記各実施形態では、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層の5層積層構造の有機EL層を例示したが、有機EL層は、例えば、正孔注入層兼正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層兼電子注入層の3層積層構造であってもよい。
また、上記各実施形態では、第1電極を陽極とし、第2電極を陰極とした有機EL表示装置を例示したが、本発明は、有機EL層の積層構造を反転させ、第1電極を陰極とし、第2電極を陽極とした有機EL表示装置にも適用することができる。
また、上記各実施形態では、第1電極に接続されたTFTの電極をドレイン電極とした素子基板を備えた有機EL表示装置を例示したが、本発明は、第1電極に接続されたTFTの電極をソース電極と呼ぶ素子基板を備えた有機EL表示装置にも適用することができる。
また、上記各実施形態では、表示装置として有機EL表示装置を例に挙げて説明したが、本発明は、電流によって駆動される複数の電気光学素子からなる表示装置に適用することができる。例えば、量子ドット含有層を用いた発光素子であるQLED(Quantum-dot light emitting diode)を備えた表示装置に適用することができる。
以上説明したように、本発明は、有機EL表示装置及びその製造方法について有用である。
1 有機EL表示装置(表示装置)
2 有機EL表示装置(表示装置)
3 有機EL表示装置(表示装置)
4 有機EL表示装置(表示装置)
10 ベース基板
13 層間絶縁膜(絶縁膜)
18 有機EL素子(発光素子)
19 第1バリア層
19a 窒化シリコン層
19b 酸窒化シリコン層
20 バッファ層
20a バッファ層の端部
21 第2バリア層
21a 窒化シリコン層
21b 酸窒化シリコン層
22 窒化シリコン層の端面
23 酸窒化シリコン層の端面
25 封止膜
26 酸窒化シリコン層の表面
27 微細孔
37 素子基板
40 封止基板
45 シール材
46 封止樹脂層
52 ゲート配線
54 容量配線
56 配線層
57 第3層間膜(層間膜)
60 コンタクトホール
T 端子部
2 有機EL表示装置(表示装置)
3 有機EL表示装置(表示装置)
4 有機EL表示装置(表示装置)
10 ベース基板
13 層間絶縁膜(絶縁膜)
18 有機EL素子(発光素子)
19 第1バリア層
19a 窒化シリコン層
19b 酸窒化シリコン層
20 バッファ層
20a バッファ層の端部
21 第2バリア層
21a 窒化シリコン層
21b 酸窒化シリコン層
22 窒化シリコン層の端面
23 酸窒化シリコン層の端面
25 封止膜
26 酸窒化シリコン層の表面
27 微細孔
37 素子基板
40 封止基板
45 シール材
46 封止樹脂層
52 ゲート配線
54 容量配線
56 配線層
57 第3層間膜(層間膜)
60 コンタクトホール
T 端子部
Claims (14)
- 画像表示を行う表示領域、及び該表示領域の周囲に非表示領域が規定された可撓性を有するベース基板と、
前記ベース基板の前記表示領域に設けられた発光素子と、
前記発光素子を覆うように前記表示領域及び前記非表示領域に設けられた封止膜とを備えた表示装置であって、
前記封止膜は、第1無機膜からなる第1バリア層と、該第1バリア層の表面上に設けられ、有機膜からなるバッファ層と、該バッファ層の表面上に設けられ、第2無機膜からなる第2バリア層とを含み、
前記第1バリア層の、前記バッファ層と接触する表面に、複数の微細孔が形成されていることを特徴とする表示装置。 - 前記第1バリア層は、前記発光素子の表面上に設けられた窒化シリコン(SiN)層と、該窒化シリコン層の表面上に設けられ、前記バッファ層と接触する酸窒化シリコン(SiON)層により構成され、
前記酸窒化シリコン層の表面に、前記複数の微細孔が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 前記表示装置の幅方向において、前記窒化シリコン層の端面が、前記酸窒化シリコン層の端面よりも外側に配置されることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
- 前記第1バリア層は、窒化シリコン(SiN)層により構成されていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記第1バリア層と前記第2バリア層は、平面視において、前記バッファ層よりも大きく、かつ該バッファ層の端部を覆い、
前記表示装置の幅方向において、前記第1バリア層と前記第2バリア層は、前記バッファ層の端部の外側で互いに接することを特徴とする請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記微細孔の深さが20~150nmであることを特徴とする請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の表示装置。
- 配線層と、該配線層上に設けられた絶縁膜と、該絶縁膜上に設けられた前記第1バリア層とにより構成された端子部を有し、
前記絶縁膜には、前記配線層を露出するためのコンタクトホールが形成され、
前記絶縁膜において、前記第1バリア層により覆われていない部分の厚みが、該第1バリア層により覆われた部分の厚みよりも小さいことを特徴とする請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記コンタクトホールにおいて、前記配線層の下方に容量配線が島状パターンに形成され、有機EL表示装置の幅方向Xにおいて、前記容量配線の幅が前記コンタクトホールの幅よりも小さいことを特徴とする請求項7に記載の表示装置。
- 前記コンタクトホールにおいて、前記配線層の下方にゲート配線が島状パターンに形成され、有機EL表示装置の幅方向Xにおいて、前記ゲート配線の幅が前記コンタクトホールの幅よりも小さいことを特徴とする請求項7または請求項8に記載の表示装置。
- 前記ベース基板の前記封止膜側に対向するように設けられた封止基板と、
前記ベース基板、前記発光素子及び前記封止膜を有する素子基板と前記封止基板との間に枠状に設けられ、該素子基板及び該封止基板を互いに接着するためのシール材と
を備えていることを特徴とする請求項1~請求項9の何れか1項に記載の表示装置。 - 前記素子基板及び前記封止基板の間の前記シール材に囲まれた領域には、封止樹脂層が設けられていることを特徴とする請求項10に記載の表示装置。
- 前記発光素子が有機EL素子であることを特徴とする請求項1~請求項11のいずれか1項に記載の表示装置。
- 画像表示を行う表示領域、及び該表示領域の周囲に非表示領域が規定された可撓性を有するベース基板と、
前記ベース基板の前記表示領域に設けられた発光素子と、
前記発光素子を覆うように前記表示領域及び前記非表示領域に設けられた封止膜とを備え、
前記封止膜が、第1無機膜からなる第1バリア層と、該第1バリア層の表面上に設けられ、有機膜からなるバッファ層と、該バッファ層の表面上に設けられ、第2無機膜からなる第2バリア層とを有する表示装置の製造方法であって、
前記ベース基板上に設けられた前記発光素子を覆うように、前記第1バリア層を形成する工程と、
プラズマ処理により、前記第1バリア層の表面に複数の微細孔を形成する工程と、
前記複数の微細孔が形成された前記第1バリア層の表面上に、前記バッファ層を形成する工程と
を少なくとも備えることを特徴とする表示装置の製造方法。 - 前記発光素子が有機EL素子であることを特徴とする請求項13に記載の表示装置の製造方法。
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- 2017-03-23 WO PCT/JP2017/011568 patent/WO2018173177A1/ja not_active Ceased
- 2017-03-23 US US16/066,349 patent/US10673017B2/en active Active
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 17902358 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 17902358 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: JP |