WO2019163030A1 - 表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a 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.
- a flexible organic EL display device in which an organic EL element or the like is formed on a flexible resin substrate has been proposed.
- the organic EL display device there is a demand for reducing the frame area by providing a rectangular display area for displaying an image and a frame area around the display area.
- the wiring arranged in the frame region may be broken.
- Patent Document 1 discloses a flexible display device that prevents a disconnection of wiring by removing a part of each of a buffer film, a gate insulating film, and an interlayer insulating film corresponding to a bending region by forming a bending hole. It is disclosed.
- an inorganic insulating film such as a base coat film, a gate insulating film, and an interlayer insulating film is provided on a resin substrate, in order to suppress disconnection of wiring arranged in the frame region.
- the inorganic insulating film in the bent portion of the frame region is removed to prevent the inorganic insulating film from being broken in the bent portion.
- a metal film is formed so as to cover the portion from which the inorganic insulating film has been removed and the metal film is patterned by photolithography to form a plurality of wirings extending in parallel to each other, a resist on the metal film is formed. If the pattern is not formed in a desired shape, a metal film residue is interposed between the plurality of wirings, which may cause a short circuit of the plurality of wirings.
- the present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to suppress a short circuit between wirings in a bent portion of a frame region.
- a display device includes a resin substrate, a TFT layer provided on the resin substrate, a light emitting element provided on the TFT layer and constituting a display region, A frame region provided around the display region, a terminal region provided at an end of the frame region, a bent portion provided to extend in one direction between the display region and the terminal region, and the TFT layer At least one inorganic insulating film provided on the resin substrate and the TFT layer, and provided in the frame region so as to extend in parallel to each other in a direction intersecting with the extending direction of the bent portion.
- a display device comprising a plurality of wirings, wherein, in the bent portion, the at least one inorganic insulating film has an opening through which the upper surface of the resin substrate is exposed through the inorganic insulating film.
- the plurality of wirings are provided on a surface of the at least one inorganic insulating film and an upper surface of the resin substrate exposed from the opening, and the upper surface of the resin substrate in the opening and the at least one inorganic layer
- the angle formed by the end face of the insulating film is characterized in that a portion between the plurality of wirings is smaller than a portion overlapping each of the wirings.
- the angle formed between the upper surface of the resin substrate in the opening and the end surface of at least one inorganic insulating film is smaller than the portion where the portions between the plurality of wires overlap each other. A short circuit between the wirings in the bent portion of the region can be suppressed.
- FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of the organic EL display device according to the first embodiment of the present invention.
- 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 an equivalent circuit diagram showing a TFT layer constituting the organic EL display device according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is a cross-sectional view showing an organic EL layer constituting the organic EL display device according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a plan view showing a bent portion of the frame region of the organic EL display device according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is a cross-sectional view of the frame region of the organic EL display device taken along line VI-VI in FIG.
- FIG. 7 is a cross-sectional view of the frame region of the organic EL display device taken along line VII-VII in FIG.
- FIG. 8 is a cross-sectional view when the first resist pattern is formed in the etching process in the method for manufacturing the organic EL display device according to the first embodiment of the present invention, and corresponds to FIG.
- FIG. 9 is a cross-sectional view when the first resist pattern is formed in the etching step in the method for manufacturing the organic EL display device according to the first embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. FIG.
- FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state after the etching step in the method for manufacturing the organic EL display device according to the first embodiment of the present invention, and corresponds to FIG.
- FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a step after the etching step in the method for manufacturing the organic EL display device according to the first embodiment of the present invention, and corresponds to FIG.
- FIG. 12 is a cross-sectional view showing a wiring formation step in the method for manufacturing the organic EL display device according to the first embodiment of the present invention, and corresponds to FIG.
- FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of the organic EL display device 50 of the present embodiment.
- 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the display region D of the organic EL display device 50 taken along the line II-II in FIG.
- FIG. 3 is an equivalent circuit diagram showing the TFT layer 20 constituting the organic EL display device 50.
- FIG. 4 is a cross-sectional view showing the organic EL layer 16 constituting the organic EL display device 50.
- FIG. 5 is a plan view showing a bent portion B of the frame region F of the organic EL display device 50.
- 6 and 7 are cross-sectional views of the frame region F of the organic EL display device 50 taken along lines VI-VI and VII-VII in FIG.
- the organic EL display device 50 includes a rectangular display area D that displays an image, and a frame area F (hatched portion in the figure) provided around the display area D.
- a display area D a plurality of pixels are arranged in a matrix, and each pixel includes, for example, a sub-pixel for performing red gradation display, a sub-pixel for performing green gradation display, Also, sub-pixels for performing blue gradation display are arranged adjacent to each other.
- a terminal region T is provided at the right end of the frame region F in the drawing. Further, in the frame area F, between the display area D and the terminal area T, as shown in FIG.
- bent portion B which is bent at 180 ° (in a U shape) with the vertical direction in the drawing as the axis of bending. It is provided so as to extend in one direction along one side (right side in the drawing) of the display area D.
- the organic EL display device 50 includes a resin substrate layer 10 provided as a resin substrate in the display region D, a TFT layer 20 provided on the upper surface of the resin substrate layer 10, and the TFT layer 20.
- the organic EL element 30 provided as a light emitting element constituting the display region D, the front surface side protective layer 40a provided on the organic EL element 30, and the back side protective layer 40b provided on the lower surface of the resin substrate layer 10. And.
- the resin substrate layer 10 is made of, for example, a polyimide resin having a thickness of about 10 ⁇ m to 20 ⁇ m.
- the TFT layer 20 includes a base coat film 11 provided on the resin substrate layer 10, a plurality of first TFTs 12a (see FIG. 3) and a plurality of second TFTs 12b provided on the base coat film 11.
- a flattening film 13a provided on each first TFT 12a and each second TFT 12b is provided.
- a plurality of gate lines 35 are provided so as to extend in parallel to each other in the horizontal direction in the figure.
- a plurality of source lines 39a are provided so as to extend in parallel to each other in the vertical direction in the drawing.
- the TFT layer 20 as shown in FIG.
- a plurality of power supply lines 39b are provided adjacent to each source line 39a so as to extend in parallel in the vertical direction in the drawing.
- a first TFT 12a, a second TFT 12b, and a capacitor 12c are provided in each subpixel.
- the base coat film 11 includes a first base coat film 31a provided on the resin substrate layer 10, a second base coat film 32a provided on the first base coat film 31a, and a second base coat film 31a. And a third base coat film 33a provided on the base coat film 32a.
- the first base coat film 31a is made of, for example, an inorganic insulating film such as a silicon oxynitride film having a thickness of about 500 nm.
- the second base coat film 32a is made of an inorganic insulating film such as a silicon nitride film having a thickness of about 50 nm to 100 nm, for example.
- the third base coat film 33a is made of an inorganic insulating film such as a silicon oxide film having a thickness of about 300 nm.
- the first TFT 12a is connected to the corresponding gate line 35 and source line 39a in each sub-pixel.
- the second TFT 12b is connected to the corresponding first TFT 12a and the power supply line 39b in each sub-pixel.
- the first TFT 12a and the second TFT 12b include, for example, a semiconductor layer provided in an island shape on the base coat film 11, and a gate insulating film 34a (see FIGS. 6 and 7) provided so as to cover the semiconductor layer, A gate electrode provided on the gate insulating film 34a so as to overlap a part of the semiconductor layer, a first interlayer insulating film 36a (see FIGS.
- the gate insulating film 34a is made of an inorganic insulating film such as a silicon oxide film having a thickness of about 100 nm, for example.
- the first interlayer insulating film 36a is made of, for example, an inorganic insulating film such as a silicon nitride film having a thickness of about 100 nm.
- the second interlayer insulating film 19 is made of, for example, a lower layer film 37a made of an inorganic insulating film such as a silicon oxide film having a thickness of about 200 nm to 300 nm and an inorganic insulating film such as a silicon nitride film having a thickness of about 150 nm to 200 nm. And an upper layer film 38a.
- a lower layer film 37a made of an inorganic insulating film such as a silicon oxide film having a thickness of about 200 nm to 300 nm and an inorganic insulating film such as a silicon nitride film having a thickness of about 150 nm to 200 nm.
- an upper layer film 38a an upper layer film 38a.
- the top gate type first TFT 12a and the second TFT 12b are exemplified, but the first TFT 12a and the second TFT 12b may be bottom gate type TFTs.
- the capacitor 12c is connected to the corresponding first TFT 12a and power supply line 39b in each sub-pixel.
- the capacitor 12c includes, for example, one electrode formed in the same layer with the same material as the gate electrode, the other electrode provided to face the one electrode, and the pair of electrodes.
- the first interlayer insulating film 36a (see FIGS. 6 and 7) is provided.
- the planarizing film 13a is made of, for example, a colorless and transparent organic resin material such as polyimide resin.
- the organic EL element 30 includes a plurality of first electrodes 14, an edge cover 15, a plurality of organic EL layers 16, a second electrode 17, and a sealing film 18 that are sequentially provided on the planarizing film 13 a. It has.
- the plurality of first electrodes 14 are provided in a matrix on the planarizing film 13a so as to correspond to the plurality of sub-pixels.
- the first electrode 14 is connected to the drain electrode of each second TFT 12b through a contact hole formed in the planarizing film 13a.
- 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 portion of each first electrode 14.
- the material constituting the edge cover 15 include silicon nitride (SiO 2 ), silicon nitride such as trisilicon tetranitride (Si 3 N 4 ) (SiNx (x is a positive number)), silicon oxynite.
- An inorganic film such as a ride (SiNO) or an organic film such as a polyimide resin, an acrylic resin, a polysiloxane resin, or a novolac resin can be used.
- each organic EL layer 16 includes a hole injection layer 1, a hole transport layer 2, a light emitting layer 3, an electron transport layer 4, and an electron injection provided on the first electrode 14 in order.
- Layer 5 is provided.
- the hole injection layer 1 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 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 2 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 2 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 3 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 3 is formed of a material having high light emission efficiency. Examples of the material constituting the light emitting layer 3 include metal oxinoid compounds [8-hydroxyquinoline metal complexes], naphthalene derivatives, anthracene derivatives, diphenylethylene derivatives, vinylacetone derivatives, triphenylamine derivatives, butadiene derivatives, and coumarin derivatives.
- the electron transport layer 4 has a function of efficiently moving electrons to the light emitting layer 3.
- examples of the material constituting the electron transport layer 4 include organic compounds such as oxadiazole derivatives, triazole derivatives, benzoquinone derivatives, naphthoquinone derivatives, anthraquinone derivatives, tetracyanoanthraquinodimethane derivatives, diphenoquinone derivatives, and fluorenone derivatives. , Silole derivatives, metal oxinoid compounds and the like.
- the electron injection layer 5 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 30 can be lowered.
- the electron injection layer 5 is also called a cathode buffer layer.
- a material constituting the electron injection layer 5 for example, lithium fluoride (LiF), magnesium fluoride (MgF 2 ), calcium fluoride (CaF 2 ), strontium fluoride (SrF 2 ), 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.
- 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 18 is provided so as to cover the second electrode 17, and has a function of protecting the organic EL layer 16 from moisture and oxygen.
- a material constituting the sealing film 18 for example, silicon nitride (SiNx (Si 2 N 3 ) such as silicon oxide (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and trisilicon tetranitride (Si 3 N 4 ).
- SiNx Si 2 N 3
- SiO 2 silicon oxide
- Al 2 O 3 aluminum oxide
- x is a positive number
- inorganic materials such as silicon carbonitride (SiCN), and organic materials such as acrylate, polyurea, parylene, polyimide, and polyamide.
- the front surface side protective layer 40a and the back surface side protective layer 40b are made of, for example, a polyimide resin having a thickness of about 2 ⁇ m.
- the organic EL display device 50 includes a resin substrate layer 10, an inorganic insulating laminated film La provided on the upper surface of the resin substrate layer 10, and an inorganic insulating laminated film.
- a plurality of frame wirings 39c provided on the surface of the film La so as to extend in parallel with each other in a direction orthogonal to the extending direction of the bent portion B, and a planarizing film 13b provided so as to cover each frame wiring 39c.
- the front surface side protective layer 40a and the back surface side protective layer 40b provided in the display region D are also provided in most of the frame region F, but are not provided in the bent portion B of the frame region F. .
- the inorganic insulating laminated film La is provided on the resin substrate layer 10 and is at least one inorganic insulating film constituting the TFT layer 20, and is sequentially laminated on the resin substrate layer 10.
- the base coat film 11, the gate insulating film 34a, the first interlayer insulating film 36a, and the second interlayer insulating film 19 are provided.
- the inorganic insulating laminated film La has an opening that exposes the upper surface of the resin substrate layer 10 through the inorganic insulating laminated film La as shown in FIGS. A is formed.
- the opening A is provided in the shape of a groove that penetrates along the direction in which the bent portion B extends, as shown in FIGS.
- an angle formed between the upper surface of the resin substrate layer 10 and the end surface of the inorganic insulating laminated film La in the opening A is such that a portion between the plurality of frame wirings 39c (see ⁇ a in FIG. 7) is in each frame wiring 39c. It is smaller than the overlapping portion (see ⁇ b in FIG. 6).
- the width Wa (for example, about 0.5 mm) of the opening A along the direction (lateral direction in the figure) intersecting the extending direction (vertical direction in the figure) of the bent part B in the portion between the plurality of frame wirings 39c. As shown in FIG.
- the width Wb (for example, about 2 mm) of the corresponding opening A in the portion overlapping each frame wiring 39c is narrower.
- the inorganic insulating laminated film La in the portion between the plurality of frame wirings 39c is formed so as to taper toward the center in the width direction of the opening A in the opening A, as shown in FIGS. It has the projected part P made.
- the angle ⁇ a formed between the upper surface of the resin substrate layer 10 and the end surface of the protrusion P is, for example, 10 ° or more and 50 ° or less for the reason described later.
- the structure in which the protrusions P are provided at both ends in the width direction of the opening A is illustrated, but the protrusion P is provided at one end in the width direction of the opening A. May be.
- the frame wiring 39c is provided on the surface of the inorganic insulating laminated film La and the upper surface of the resin substrate layer 10 exposed from the opening A. Further, as shown in FIG. 6, both end portions of the frame wiring 39c are first contact holes Ca formed in a laminated film of the first interlayer insulating film 36a and the second interlayer insulating film 19 in a portion overlapping the planarizing film 13b. In addition, the first gate conductive layer 35a and the second gate conductive layer 35b are connected to each other through the second contact hole Cb.
- the frame wiring 39c is, for example, a metal laminated conductive film 39 such as a titanium film (thickness of about 30 nm to 200 nm) / aluminum film (thickness of about 100 nm to 1000 nm) / titanium film (thickness of about 30 nm to 200 nm). 12).
- the line width of each frame wiring 39c is, for example, about 3 ⁇ m, and the pitch of the plurality of frame wirings 39c is, for example, about 6 ⁇ m.
- the first gate conductive layer 35a is provided between the gate insulating film 34a and the first interlayer insulating film 36a, and the signal wiring (gate line 26, source line 27a) of the TFT layer 20 in the display region D is provided. , And the power supply line 27b). Further, as shown in FIG. 6, the second gate conductive layer 35bb is provided between the gate insulating film 34a and the first interlayer insulating film 36a and extends to the terminal region T.
- the planarization film 13b is formed of the same material in the same layer as the planarization film 13a. Further, as shown in FIGS. 1, 5, and 6, the planarizing film 13 b covers the opening A of the inorganic insulating laminated film L and the end of the inorganic insulating laminated film L in which the opening A is formed. It is provided in a band shape. In the present embodiment, the planarization film 13b formed of the same material in the same layer as the planarization film 13a is illustrated, but the planarization film 13b is formed of the same material in the same layer as the edge cover 15, for example. It may be.
- a gate signal is input to the first TFT 12a via the gate line 35 to turn on the first TFT 12a, and the gate electrode of the second TFT 12b via the source line 39a. Then, a predetermined voltage corresponding to the source signal is written to the capacitor 12c, and a current from the power supply line 39b defined based on the gate voltage of the second TFT 12b is supplied to the organic EL layer 16, whereby the organic EL layer 16 emits light.
- the layer 3 is configured to emit light and display an image. In the organic EL display device 50, even when the first TFT 12a is turned off, the gate voltage of the second TFT 12b is held by the capacitor 12c. Therefore, the light emitting layer 3 emits light until the gate signal of the next frame is input. Maintained.
- FIGS. 8 and 9 are cross-sectional views when the first resist pattern Ra is formed in the etching process in the method of manufacturing the organic EL display device 50, and correspond to FIGS.
- FIG. 10 and FIG. 11 are cross-sectional views illustrating the after-etching step in the method for manufacturing the organic EL display device 50, and correspond to FIG. 6 and FIG.
- FIG. 12 is a cross-sectional view showing a wiring formation step in the method for manufacturing the organic EL display device 50, and corresponds to FIG.
- the manufacturing method of the organic EL display device 50 of the present embodiment includes a TFT layer forming process including an etching process and a wiring forming process, an organic EL element forming process, and a flexing process.
- ⁇ TFT layer formation process> For example, the base coat film 11, the first TFT 12a, the second TFT 12b, the capacitor 12c, and the planarization films 13a and 13b are formed on the surface of the resin substrate layer 10 formed on the glass substrate by using a well-known method. Layer 20 is formed.
- the substrate before the source line 39a and the power supply line 39b are formed on the resin substrate layer 10 on the first inorganic insulating film 31, the second inorganic insulating film 32, and the second substrate, as shown in FIGS.
- An inorganic insulating laminated film L in which a third inorganic insulating film 33, a fourth inorganic insulating film 34, a fifth inorganic insulating film 36, a sixth inorganic insulating film 37, and a seventh inorganic insulating film 38 are sequentially laminated is provided.
- a first resist pattern Ra is formed on the inorganic insulating laminated film L using a halftone mask M as shown in FIGS.
- the halftone mask M as shown in FIGS. 8 and 9, the region where the opening A is not formed (see the solid line portion of the halftone mask M) is shielded, and the region where the opening A is formed is fully exposed. It is formed so as to be subjected to half exposure (see the opening portion of the halftone mask M) and half exposure (see the broken line portion of the halftone mask M). As shown in FIG.
- the half-exposed region is a region that becomes an edge portion of the opening A between the plurality of frame wirings 39c formed in a later process, and is a protruding portion of the inorganic insulating laminated film La. This is a region where P (see FIG. 5) is formed.
- the manufacturing method of forming the first resist pattern Ra using the halftone mask M is exemplified, but the first resist pattern Ra may be formed using a gray tone mask.
- the inorganic insulating laminated film L exposed from the first resist pattern Ra is removed by dry etching to form an opening A in the inorganic insulating laminated film L as shown in FIGS.
- An inorganic insulating laminated film La having a thickness is formed (etching step). Accordingly, an angle ⁇ a (see FIG. 11) formed by the upper surface of the resin substrate layer 10 and the end surface of the inorganic insulating laminated film La in a portion between the plurality of frame wirings 39c formed in the subsequent process overlaps with the frame wiring 39c. This is smaller than an angle ⁇ b (see FIG. 10) formed by the upper surface of the resin substrate layer 10 and the end surface of the inorganic insulating laminated film La in the portion.
- a first contact hole Ca and a second contact hole Cb are formed in the first interlayer insulating film 36a and the second interlayer insulating film 19 of the inorganic insulating laminated film La.
- a second resist pattern Rb is formed on the metal laminated conductive film 39, and the metal laminated conductive film 39 is removed from the second resist pattern Rb to form a frame wiring 39c (wiring forming step).
- the frame wiring 39c the source line 39a, the power supply line 39b, and the source electrode and drain electrode of the first TFT 12a (second TFT 12b) are also formed at the same time.
- the second resist pattern Rb is formed thinner than the film thickness of the inorganic insulating laminated film La (total film thickness of the inorganic insulating film). Therefore, as shown in FIG. 12, the second resist pattern Rb has a film thickness t in the flat portion, but at the end of the opening A, the upper surface of the resin substrate layer 10 and the end surface of the inorganic insulating laminated film La If the angle between the two is ⁇ , it becomes locally thick as t / cos ⁇ . Therefore, in order to eliminate the local thickness unevenness of the second resist pattern Rb, it is considered that the exposure when forming the second resist pattern Rb is excessively performed.
- the second resist pattern When the second resist pattern is thicker than the thickness of the inorganic insulating laminated film La (total thickness of the inorganic insulating film), the second resist pattern follows the shape of the opening A of the inorganic insulating laminated film La. Thus, since the second resist pattern is formed with a uniform thickness, it is not necessary to control the angle formed between the upper surface of the resin substrate layer 10 and the end surface of the inorganic insulating laminated film La for each portion.
- an inorganic insulating film such as a silicon nitride film is formed by plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) so as to cover the second electrode 17, and then an organic film is formed on the inorganic insulating film by an inkjet method. Further, an inorganic insulating film such as a silicon nitride film is formed on the organic film by a plasma CVD method, thereby forming the sealing film 18 to form the organic EL element 30.
- plasma CVD Chemical Vapor Deposition
- the resin substrate layer 10 is irradiated with laser light from the glass substrate side.
- the glass substrate is peeled from the lower surface of the substrate layer 10, and the back-side protective layer 40 b is attached to the lower surface of the resin substrate layer 10 from which the glass substrate has been peeled.
- the organic EL display device 50 of this embodiment can be manufactured.
- the organic EL display device 50 and the manufacturing method thereof of the present embodiment in the opening A formed in the inorganic insulating laminated film La in the etching process, in the portion between the plurality of frame wirings 39c.
- the angle ⁇ a formed between the upper surface of the resin substrate layer 10 and the end surface of the inorganic insulating laminated film La is larger than the angle ⁇ b formed between the upper surface of the resin substrate layer 10 and the end surface of the inorganic insulating laminated film La in a portion overlapping each frame wiring 39c. Get smaller.
- the second register pattern Rb used when forming the plurality of frame wirings 39c in the wiring formation process can be made difficult to remain in a portion between the regions where the plurality of frame wirings 39c are formed.
- the metal laminated conductive film 39 hardly remains between the plurality of frame wirings 39c formed in the wiring formation step, a short circuit between the frame wirings 39c in the bent portion B of the frame region F can be suppressed. .
- the inorganic insulating laminated film La in the portion between the plurality of frame wirings 39c is located at the center of the opening A in the width direction. Since it has the projection part P formed so that it may taper toward, it is easy to bend
- the angle formed between the upper surface of the resin substrate layer and the end surface of the protrusion P is 50 ° or less, and thus is formed in the inorganic insulating laminated film La.
- the film thickness of the second resist pattern Rb at the edge of the opening A thus made can be made 1.5 times or less the film thickness of the second resist pattern Rb at the flat portion.
- the flattened film 13b is provided in the bent portion B of the frame region F so as to cover the plurality of frame wirings 39c. Damage to the frame wiring 39c can be suppressed.
- 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 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 light emitting 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 flexible display devices.
Landscapes
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Abstract
額縁領域(F)において、折り曲げ部(B)の延びる方向と交差する方向に互いに平行に延びるように複数の配線(39c)が設けられ、折り曲げ部(B)において、無機絶縁膜(La)には、無機絶縁膜(La)を貫通して樹脂基板の上面を露出させる開口部(A)が形成され、複数の配線(39c)は、無機絶縁膜(La)の表面及び開口部(A)から露出する樹脂基板の上面に設けられ、開口部(A)における樹脂基板の上面と無機絶縁膜(La)の端面とがなす角度は、複数の配線(39c)の間の部分が各配線(39c)に重なる部分よりも小さくなっている。
Description
本発明は、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。この有機EL表示装置では、可撓性を有する樹脂基板上に有機EL素子等を形成したフレキシブルな有機EL表示装置が提案されている。ここで、有機EL表示装置では、画像表示を行う矩形状の表示領域と、その表示領域の周囲に額縁領域とが設けられ、額縁領域を縮小させることが要望されている。そして、フレキシブルな有機EL表示装置では、例えば、端子側の額縁領域を折り曲げることにより、額縁領域を縮小させると、その額縁領域に配置された配線が破断するおそれがある。
例えば、特許文献1には、ベンディングホールを形成することにより、ベンディング領域に対応するバッファー膜、ゲート絶縁膜及び層間絶縁膜のそれぞれ一部を除去して、配線の断線を防止するフレキシブル表示装置が開示されている。
ところで、フレキシブルな有機EL表示装置では、樹脂基板上にベースコート膜、ゲート絶縁膜及び層間絶縁膜等の無機絶縁膜が設けられているので、額縁領域に配置された配線の断線を抑制するために、額縁領域の折り曲げ部の無機絶縁膜を除去して、折り曲げ部での無機絶縁膜の破断を抑制することがある。ここで、無機絶縁膜を除去した部分を覆うように金属膜を成膜し、その金属膜をフォトリソグラフィによりパターニングして互いに平行に延びる複数の配線を形成する際には、金属膜上のレジストパターンが所望形状に形成されないことにより、複数の配線の間に金属膜の残渣が介在してしまうので、複数の配線が短絡するおそれがある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、額縁領域の折り曲げ部における配線間の短絡を抑制することにある。
上記目的を達成するために、本発明に係る表示装置は、樹脂基板と、上記樹脂基板上に設けられたTFT層と、上記TFT層上に設けられ、表示領域を構成する発光素子と、上記表示領域の周囲に設けられた額縁領域と、上記額縁領域の端部に設けられた端子領域と、上記表示領域及び端子領域の間に一方向に延びるよう設けられた折り曲げ部と、上記TFT層を構成し、上記樹脂基板上に設けられた少なくとも一層の無機絶縁膜と、上記TFT層を構成し、上記額縁領域において、上記折り曲げ部の延びる方向と交差する方向に互いに平行に延びるように設けられた複数の配線とを備えた表示装置であって、上記折り曲げ部において、上記少なくとも一層の無機絶縁膜には、該無機絶縁膜を貫通して上記樹脂基板の上面を露出させる開口部が形成され、上記複数の配線は、上記少なくとも一層の無機絶縁膜の表面及び上記開口部から露出する上記樹脂基板の上面に設けられ、上記開口部における上記樹脂基板の上面と上記少なくとも一層の無機絶縁膜の端面とがなす角度は、上記複数の配線の間の部分が上記各配線に重なる部分よりも小さくなっていることを特徴とする。
本発明によれば、開口部における樹脂基板の上面と少なくとも一層の無機絶縁膜の端面とがなす角度は、複数の配線の間の部分が各配線に重なる部分よりも小さくなっているので、額縁領域の折り曲げ部における配線間の短絡を抑制することができる。
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~図12は、本発明に係る表示装置及びその製造方法の第1の実施形態を示している。なお、以下の各実施形態では、発光素子を備えた表示装置として、有機EL素子を備えた有機EL表示装置を例示する。ここで、図1は、本実施形態の有機EL表示装置50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50の表示領域D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50を構成するTFT層20を示す等価回路図である。また、図4は、有機EL表示装置50を構成する有機EL層16を示す断面図である。また、図5は、有機EL表示装置50の額縁領域Fの折り曲げ部Bを示す平面図である。また、図6及び図7は、図5中のVI-VI線及びVII-VII線に沿った有機EL表示装置50の額縁領域Fの断面図である。
図1~図12は、本発明に係る表示装置及びその製造方法の第1の実施形態を示している。なお、以下の各実施形態では、発光素子を備えた表示装置として、有機EL素子を備えた有機EL表示装置を例示する。ここで、図1は、本実施形態の有機EL表示装置50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50の表示領域D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50を構成するTFT層20を示す等価回路図である。また、図4は、有機EL表示装置50を構成する有機EL層16を示す断面図である。また、図5は、有機EL表示装置50の額縁領域Fの折り曲げ部Bを示す平面図である。また、図6及び図7は、図5中のVI-VI線及びVII-VII線に沿った有機EL表示装置50の額縁領域Fの断面図である。
有機EL表示装置50は、図1に示すように、画像表示を行う矩形状の表示領域Dと、表示領域Dの周囲に設けられた額縁領域F(図中ハッチング部)とを備えている。ここで、表示領域Dには、複数の画素がマトリクス状に配列され、各画素には、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、額縁領域Fの図中右端部には、図1に示すように、端子領域Tが設けられている。また、額縁領域Fにおいて、表示領域D及び端子領域Tの間には、図1に示すように、図中縦方向を折り曲げの軸として180°に(U字状に)折り曲げられる折り曲げ部Bが表示領域Dの一辺(図中右辺)に沿う一方向に延びるように設けられている。
有機EL表示装置50は、図2に示すように、表示領域Dにおいて、樹脂基板として設けられた樹脂基板層10と、樹脂基板層10の上面に設けられたTFT層20と、TFT層20上に表示領域Dを構成する発光素子として設けられた有機EL素子30と、有機EL素子30上に設けられた表面側保護層40aと、樹脂基板層10の下面に設けられた裏面側保護層40bとを備えている。
樹脂基板層10は、例えば、厚さ10μm~20μm程度のポリイミド樹脂等により構成されている。
TFT層20は、図2に示すように、樹脂基板層10上に設けられたベースコート膜11と、ベースコート膜11上に設けられた複数の第1TFT12a(図3参照)及び複数の第2TFT12bと、各第1TFT12a及び各第2TFT12b上に設けられた平坦化膜13aとを備えている。ここで、TFT層20では、図3に示すように、図中横方向に互いに平行に延びるように複数のゲート線35が設けられている。また、TFT層20では、図3に示すように、図中縦方向に互いに平行に延びるように複数のソース線39aが設けられている。また、TFT層20では、図3に示すように、各ソース線39aと隣り合って、図中縦方向に互いに平行に延びるように複数の電源線39bが設けられている。また、TFT層20では、図3に示すように、各サブ画素において、第1TFT12a、第2TFT12b及びキャパシタ12cが設けられている。
ベースコート膜11は、図6及び図7に示すように、樹脂基板層10上に設けられた第1ベースコート膜31aと、第1ベースコート膜31a上に設けられた第2ベースコート膜32aと、第2ベースコート膜32a上に設けられた第3ベースコート膜33aとを備えている。ここで、第1ベースコート膜31aは、例えば、厚さ500nm程度の酸窒化シリコン膜等の無機絶縁膜により構成されている。また、第2ベースコート膜32aは、例えば、厚さ50nm~100nm程度の窒化シリコン膜等の無機絶縁膜により構成されている。また、第3ベースコート膜33aは、例えば、厚さ300nm程度の酸化シリコン膜等の無機絶縁膜により構成されている。
第1TFT12aは、図3に示すように、各サブ画素において、対応するゲート線35及びソース線39aに接続されている。また、第2TFT12bは、図3に示すように、各サブ画素において、対応する第1TFT12a及び電源線39bに接続されている。ここで、第1TFT12a及び第2TFT12bは、例えば、ベースコート膜11上に島状に設けられた半導体層と、半導体層を覆うように設けられたゲート絶縁膜34a(図6及び図7参照)と、ゲート絶縁膜34a上に半導体層の一部と重なるように設けられたゲート電極と、ゲート電極を覆うように順に設けられた第1層間絶縁膜36a(図6及び図7参照)及び第2層間絶縁膜19(図6及び図7参照)と、第2層間絶縁膜19上に設けられ、互いに離間するように配置されたソース電極及びドレイン電極とを備えている。なお、ゲート絶縁膜34aは、例えば、厚さ100nm程度の酸化シリコン膜等の無機絶縁膜により構成されている。また、第1層間絶縁膜36aは、例えば、厚さ100nm程度の窒化シリコン膜等の無機絶縁膜により構成されている。また、第2層間絶縁膜19は、例えば、厚さ200nm~300nm程度の酸化シリコン膜等の無機絶縁膜からなる下層膜37aと、厚さ150nm~200nm程度の窒化シリコン膜等の無機絶縁膜からなる上層膜38aとを備えている。また、本実施形態では、トップゲート型の第1TFT12a及び第2TFT12bを例示したが、第1TFT12a及び第2TFT12bは、ボトムゲート型のTFTであってもよい。
キャパシタ12cは、図3に示すように、各サブ画素において、対応する第1TFT12a及び電源線39bに接続されている。ここで、キャパシタ12cは、例えば、ゲート電極と同一材料により同一層に形成された一方の電極と、一方の電極に対向するように設けられた他方の電極と、それらの一対の電極の間に設けられた第1層間絶縁膜36a(図6及び図7参照)とにより構成されている。
平坦化膜13aは、例えば、ポリイミド樹脂等の無色透明な有機樹脂材料により構成されている。
有機EL素子30は、図2に示すように、平坦化膜13a上に順に設けられた複数の第1電極14、エッジカバー15、複数の有機EL層16、第2電極17及び封止膜18を備えている。
複数の第1電極14は、図2に示すように、複数のサブ画素に対応するように、平坦化膜13a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2に示すように、平坦化膜13aに形成されたコンタクトホールを介して、各第2TFT12b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2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))、シリコンオキシナイトライド(SiNO)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2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、各有機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1、正孔輸送層2、発光層3、電子輸送層4及び電子注入層5を備えている。
正孔注入層1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1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2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2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3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3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3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4は、電子を発光層3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4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5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30の駆動電圧を下げることができる。なお、電子注入層5は、陰極バッファ層とも呼ばれる。ここで、電子注入層5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2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18は、図2に示すように、第2電極17を覆うように設けられ、有機EL層16を水分や酸素から保護する機能を有している。ここで、封止膜18を構成する材料としては、例えば、酸化シリコン(SiO2)や酸化アルミニウム(Al2O3)、四窒化三ケイ素(Si3N4)のような窒化シリコン(SiNx(xは正数))、炭窒化ケイ素(SiCN)等の無機材料、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材料が挙げられる。
表面側保護層40a及び裏面側保護層40bは、例えば、厚さ2μm程度のポリイミド樹脂等により構成されている。
また、有機EL表示装置50は、図5~図7に示すように、額縁領域Fにおいて、樹脂基板層10と、樹脂基板層10の上面に設けられた無機絶縁積層膜Laと、無機絶縁積層膜Laの表面に折り曲げ部Bの延びる方向と直交する方向に互いに平行に延びるように設けられた複数の額縁配線39cと、各額縁配線39cを覆うように設けられた平坦化膜13bとを備えている。なお、表示領域Dに設けられた表面側保護層40a及び裏面側保護層40bは、額縁領域Fの大部分にも設けられているが、額縁領域Fの折り曲げ部Bには、設けられていない。
無機絶縁積層膜Laは、図6及び図7に示すように、樹脂基板層10上に設けられ、TFT層20を構成する少なくとも一層の無機絶縁膜であり、樹脂基板層10上に順に積層されたベースコート膜11、ゲート絶縁膜34a、第1層間絶縁膜36a及び第2層間絶縁膜19を備えている。ここで、額縁領域Fの折り曲げ部Bにおいて、無機絶縁積層膜Laには、図5~図7に示すように、無機絶縁積層膜Laを貫通して樹脂基板層10の上面を露出させる開口部Aが形成されている。
開口部Aは、図5~図7に示すように、折り曲げ部Bの延びる方向に沿って突き抜ける溝状に設けられている。ここで、開口部Aにおける樹脂基板層10の上面と無機絶縁積層膜Laの端面とがなす角度は、複数の額縁配線39cの間の部分(図7中のθa参照)が各額縁配線39cに重なる部分(図6中のθb参照)よりも小さくなっている。また、複数の額縁配線39cの間の部分における折り曲げ部Bの延びる方向(図中縦方向)と交差する方向(図中横方向)に沿う開口部Aの幅Wa(例えば、0.5mm程度)は、図5に示すように、各額縁配線39cに重なる部分における対応する開口部Aの幅Wb(例えば、2mm程度)よりも狭くなっている。また、複数の額縁配線39cの間の部分における無機絶縁積層膜Laは、図5及び図7に示すように、開口部Aにおいて、開口部Aの幅方向の中央に向かって先細るように形成された突起部Pを有している。なお、樹脂基板層10の上面と突起部Pの端面とがなす角度θaは、例えば、後述する理由により、10°以上50°以下である。また、本実施形態では、開口部Aの幅方向の両端部に突起部Pが設けられた構造を例示したが、突起部Pは、開口部Aの幅方向の一方の端部に設けられていてもよい。
額縁配線39cは、図5及び図6に示すように、無機絶縁積層膜Laの表面及び開口部Aから露出する樹脂基板層10の上面に設けられている。また、額縁配線39cの両端部は、図6に示すように、平坦化膜13bに重なる部分において第1層間絶縁膜36a及び第2層間絶縁膜19の積層膜に形成された第1コンタクトホールCa及び第2コンタクトホールCbを介して第1ゲート導電層35a及び第2ゲート導電層35bにそれぞれ接続されている。また、額縁配線39cは、例えば、チタン膜(厚さ30nm~200nm程度)/アルミニウム膜(厚さ100nm~1000nm程度)/チタン膜(厚さ30nm~200nm程度)等の金属積層導電膜39(図12参照)により構成されている。なお、各額縁配線39cの線幅は、例えば、3μm程度であり、複数の額縁配線39cのピッチは、例えば、6μm程度である。
第1ゲート導電層35aは、図6に示すように、ゲート絶縁膜34a及び第1層間絶縁膜36aの間に設けられ、表示領域DのTFT層20の信号配線(ゲート線26、ソース線27a、電源線27b等)に電気的に接続されている。また、第2ゲート導電層35bbは、図6に示すように、ゲート絶縁膜34a及び第1層間絶縁膜36aの間に設けられ、端子領域Tに延びている。
平坦化膜13bは、平坦化膜13aと同一層に同一材料により形成されている。また、平坦化膜13bは、図1、図5及び図6に示すように、無機絶縁積層膜Lの開口部A及び開口部Aが形成された無機絶縁積層膜Lの端部を覆うように帯状に設けられている。なお、本実施形態では、平坦化膜13aと同一層に同一材料により形成された平坦化膜13bを例示したが、平坦化膜13bは、例えば、エッジカバー15と同一層に同一材料により形成されていてもよい。
上述した有機EL表示装置50は、各サブ画素Pにおいて、ゲート線35を介して第1TFT12aにゲート信号を入力することにより、第1TFT12aをオン状態にし、ソース線39aを介して第2TFT12bのゲート電極及びキャパシタ12cにソース信号に対応する所定の電圧を書き込み、第2TFT12bのゲート電圧に基づいて規定された電源線39bからの電流が有機EL層16に供給されることにより、有機EL層16の発光層3が発光して、画像表示を行うように構成されている。なお、有機EL表示装置50では、第1TFT12aがオフ状態になっても、第2TFT12bのゲート電圧がキャパシタ12cによって保持されるので、次のフレームのゲート信号が入力されるまで発光層3による発光が維持される。
次に、本実施形態の有機EL表示装置50の製造方法について、図8~図12を用いて説明する。ここで、図8及び図9は、有機EL表示装置50の製造方法におけるエッチング工程で第1レジストパターンRaを形成する際の断面図であり、図6及び図7に相当する図である。また、図10及び図11は、有機EL表示装置50の製造方法におけるエッチング工程の後を示す断面図であり、図6及び図7に相当する図である。また、図12は、有機EL表示装置50の製造方法における配線形成工程を示す断面図であり、図6に相当する図である。なお、本実施形態の有機EL表示装置50の製造方法は、エッチング工程及び配線形成工程を含むTFT層形成工程と、有機EL素子形成工程と、フレキ化工程とを備える。
<TFT層形成工程>
例えば、ガラス基板上に形成した樹脂基板層10の表面に、周知の方法を用いて、ベースコート膜11、第1TFT12a、第2TFT12b、キャパシタ12c、並びに平坦化膜13a及び13bを形成することにより、TFT層20を形成する。
例えば、ガラス基板上に形成した樹脂基板層10の表面に、周知の方法を用いて、ベースコート膜11、第1TFT12a、第2TFT12b、キャパシタ12c、並びに平坦化膜13a及び13bを形成することにより、TFT層20を形成する。
以下に、表示領域Dにおいて、第1TFT12a、第2TFT12b及びキャパシタ12cを形成する際に、額縁領域Fの折り曲げ部Bにおいて、無機積層絶縁膜Laの開口部Aを形成する方法について具体的に説明する。
ここで、ソース線39a及び電源線39bを形成する前の基板は、図8及び図9に示すように、樹脂基板層10上に、第1無機絶縁膜31、第2無機絶縁膜32、第3無機絶縁膜33、第4無機絶縁膜34、第5無機絶縁膜36、第6無機絶縁膜37及び第7無機絶縁膜38が順に積層された無機絶縁積層膜Lが設けられている。
まず、無機絶縁積層膜L上に、図8及び図9に示すように、ハーフトーンマスクMを用いて、第1レジストパターンRaを形成する。ここで、ハーフトーンマスクMは、図8及び図9に示すように、開口部Aを形成しない領域(ハーフトーンマスクMの実線部参照)が遮蔽され、開口部Aを形成する領域がフル露光(ハーフトーンマスクMの開口部参照)及びハーフ露光(ハーフトーンマスクMの破線部参照)されるように形成されている。なお、ハーフ露光される領域は、図9に示すように、後工程で形成される複数の額縁配線39cの間で開口部Aの縁部になる領域であり、無機絶縁積層膜Laの突起部P(図5参照)が形成される領域である。また、本実施形態では、ハーフトーンマスクMを用いて第1レジストパターンRaを形成する製造方法を例示したが、グレートーンマスクを用いて第1レジストパターンRaを形成してもよい。
続いて、第1レジストパターンRaから露出する無機絶縁積層膜Lをドライエッチングにより除去して、図10及び図11に示すように、無機絶縁積層膜Lに開口部Aを形成し、開口部Aを有する無機絶縁積層膜Laを形成する(エッチング工程)。これにより、後工程で形成される複数の額縁配線39cの間の部分における樹脂基板層10の上面と無機絶縁積層膜Laの端面とがなす角度θa(図11参照)が、額縁配線39cに重なる部分における樹脂基板層10の上面と無機絶縁積層膜Laの端面とがなす角度θb(図10参照)よりも小さくなる。その後、無機絶縁積層膜Laの第1層間絶縁膜36a及び第2層間絶縁膜19に第1コンタクトホールCa及び第2コンタクトホールCb(図10中の2点鎖線参照)を形成する。
さらに、第1コンタクトホールCa及び第2コンタクトホールCbが形成された無機絶縁積層膜Laを覆うように、図12に示すように、上述した金属積層導電膜39をスパッタリング法により成膜した後に、金属積層導電膜39上に第2レジストパターンRbを形成し、その第2レジストパターンRbから金属積層導電膜39を除去して、額縁配線39cを形成する(配線形成工程)。なお、額縁配線39cを形成する際には、ソース線39a及び電源線39b、並びに第1TFT12a(第2TFT12b)のソース電極及びドレイン電極も同時に形成する。ここで、第2レジストパターンRbは、図12に示すように、無機絶縁積層膜Laの膜厚(無機絶縁膜の総膜厚)よりも薄く形成されている。そのため、第2レジストパターンRbは、図12に示すように、平坦な部分では、膜厚tであるものの、開口部Aの端部では、樹脂基板層10の上面と無機絶縁積層膜Laの端面とがなす角度をθとすると、t/cosθと局所的に厚くなってしまう。そこで、この第2レジストパターンRbの局所的な厚さむらを解消するために、第2レジストパターンRbを形成する際の露光を過剰に行うことが考えられるものの、露光を過剰に行うと、同時に形成するソース線39a等の線幅が細く形成され過ぎるので、t/cosθは、tの1.5倍までとなる。これにより、樹脂基板層10の上面と無機絶縁積層膜Laの端面とがなす角度θは、50°以下になる。また、樹脂基板層10の上面と無機絶縁積層膜Laの端面とがなす角度θが10°未満の場合には、無機絶縁積層膜Laの端面が折り曲げ部B内に配置して、折り曲げ部Bで折り曲げた際に無機絶縁積層膜Laにクラックが形成されるおそれがある。なお、第2レジストパターンが無機絶縁積層膜Laの膜厚(無機絶縁膜の総膜厚)よりも厚い場合には、第2レジストパターンが無機絶縁積層膜Laの開口部Aの形状に追随して、第2レジストパターンが均一な厚さに形成されるので、樹脂基板層10の上面と無機絶縁積層膜Laの端面とがなす角度を部分毎に制御する必要がない。
<有機EL素子形成工程>
まず、上記TFT層形成工程で形成されたTFT層20上に、周知の方法を用いて、第1電極14、エッジカバー15、有機EL層16(正孔注入層1、正孔輸送層2、発光層3、電子輸送層4、電子注入層5)、第2電極17を形成する。
まず、上記TFT層形成工程で形成されたTFT層20上に、周知の方法を用いて、第1電極14、エッジカバー15、有機EL層16(正孔注入層1、正孔輸送層2、発光層3、電子輸送層4、電子注入層5)、第2電極17を形成する。
続いて、第2電極17を覆うように、例えば、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法により窒化シリコン膜等の無機絶縁膜を成膜した後に、その無機絶縁膜上にインクジェット法により有機膜を成膜し、さらに、その有機膜上にプラズマCVD法により窒化シリコン膜等の無機絶縁膜を成膜することにより、封止膜18を形成して有機EL素子30を形成する。
<フレキ化工程>
上記有機EL素子形成工程で形成された有機EL素子30の封止膜18の表面に表面側保護層40aを貼付した後に、樹脂基板層10のガラス基板側からレーザー光を照射することにより、樹脂基板層10の下面からガラス基板を剥離させ、さらに、ガラス基板を剥離させた樹脂基板層10の下面に裏面側保護層40bを貼付する。
上記有機EL素子形成工程で形成された有機EL素子30の封止膜18の表面に表面側保護層40aを貼付した後に、樹脂基板層10のガラス基板側からレーザー光を照射することにより、樹脂基板層10の下面からガラス基板を剥離させ、さらに、ガラス基板を剥離させた樹脂基板層10の下面に裏面側保護層40bを貼付する。
以上のようにして、本実施形態の有機EL表示装置50を製造することができる。
以上説明したように、本実施形態の有機EL表示装置50及びその製造方法によれば、エッチング工程で無機絶縁積層膜Laに形成された開口部Aにおいて、複数の額縁配線39cの間の部分における樹脂基板層10の上面と無機絶縁積層膜Laの端面とがなす角度θaが、各額縁配線39cに重なる部分における樹脂基板層10の上面と無機絶縁積層膜Laの端面とがなす角度θbよりも小さくなる。そのため、配線形成工程で複数の額縁配線39cを形成する際に用いる第2レジスタパターンRbが複数の額縁配線39cが形成される領域の間の部分に残り難くすることができる。これにより、配線形成工程で形成された複数の額縁配線39cの間に、金属積層導電膜39が残り難くなるので、額縁領域Fの折り曲げ部Bにおける額縁配線39c間の短絡を抑制することができる。
また、本実施形態の有機EL表示装置50及びその製造方法によれば、複数の額縁配線39cの間の部分における無機絶縁積層膜Laは、開口部Aにおいて、開口部Aの幅方向の中央に向かって先細るように形成された突起部Pを有しているので、額縁領域Fの折り曲げ部Bにおける額縁配線39c間の短絡を抑制しながら、額縁領域Fの折り曲げ部Bでの折り曲げを容易にすることができる。
また、本実施形態の有機EL表示装置50及びその製造方法によれば、樹脂基板層の上面と突起部Pの端面とがなす角度は、50°以下であるので、無機絶縁積層膜Laに形成された開口部Aの端部での第2レジストパターンRbの膜厚を平坦な部分での第2レジストパターンRbの膜厚の1.5倍以下にすることができる。
また、本実施形態の有機EL表示装置50及びその製造方法によれば、額縁領域Fの折り曲げ部Bには、複数の額縁配線39cを覆うように平坦化膜13bが設けられているので、各額縁配線39cの損傷を抑制することができる。
《その他の実施形態》
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。
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発光素子を備えた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、フレキシブルな表示装置について有用である。
A 開口部
B 折り曲げ部
D 表示領域
F 額縁領域
La 無機絶縁積層膜(無機絶縁膜)
M ハーフトーンマスク
P 突起部
Ra 第1レジストパターン
Rb 第2レジストパターン
T 端子領域
10 樹脂基板層
13b 平坦化膜
20 TFT層
30 有機EL素子(発光素子)
39 導電膜
39c 額縁配線
50 有機EL表示装置
B 折り曲げ部
D 表示領域
F 額縁領域
La 無機絶縁積層膜(無機絶縁膜)
M ハーフトーンマスク
P 突起部
Ra 第1レジストパターン
Rb 第2レジストパターン
T 端子領域
10 樹脂基板層
13b 平坦化膜
20 TFT層
30 有機EL素子(発光素子)
39 導電膜
39c 額縁配線
50 有機EL表示装置
Claims (11)
- 樹脂基板と、
上記樹脂基板上に設けられたTFT層と、
上記TFT層上に設けられ、表示領域を構成する発光素子と、
上記表示領域の周囲に設けられた額縁領域と、
上記額縁領域の端部に設けられた端子領域と、
上記表示領域及び端子領域の間に一方向に延びるよう設けられた折り曲げ部と、
上記TFT層を構成し、上記樹脂基板上に設けられた少なくとも一層の無機絶縁膜と、
上記TFT層を構成し、上記額縁領域において、上記折り曲げ部の延びる方向と交差する方向に互いに平行に延びるように設けられた複数の配線とを備えた表示装置であって、
上記折り曲げ部において、上記少なくとも一層の無機絶縁膜には、該無機絶縁膜を貫通して上記樹脂基板の上面を露出させる開口部が形成され、
上記複数の配線は、上記少なくとも一層の無機絶縁膜の表面及び上記開口部から露出する上記樹脂基板の上面に設けられ、
上記開口部における上記樹脂基板の上面と上記少なくとも一層の無機絶縁膜の端面とがなす角度は、上記複数の配線の間の部分が上記各配線に重なる部分よりも小さくなっていることを特徴とする表示装置。 - 請求項1に記載された表示装置において、
上記複数の配線の間の部分における上記折り曲げ部の延びる方向と交差する方向に沿う上記開口部の幅は、上記各配線に重なる部分における上記折り曲げ部の延びる方向と交差する方向に沿う上記開口部の幅よりも狭くなっていることを特徴とする表示装置。 - 請求項2に記載された表示装置において、
上記複数の配線の間の部分における上記少なくとも一層の無機絶縁膜は、上記開口部において、該開口部の幅方向の中央に向かって先細るように形成された突起部を有していることを特徴とする表示装置。 - 請求項3に記載された表示装置において、
上記樹脂基板の上面と上記突起部の端面とがなす角度は、10°以上50°以下であることを特徴とする表示装置。 - 請求項3又は4に記載された表示装置において、
上記突起部は、上記折り曲げ部の延びる方向に交差する方向に沿う上記開口部の両端部に設けられていることを特徴とする表示装置。 - 請求項1~5の何れか1つに記載された表示装置において、
上記折り曲げ部には、上記複数の配線を覆うように平坦化膜が設けられていることを特徴とする表示装置。 - 請求項6に記載された表示装置において、
上記樹脂基板及び平坦化膜は、ポリイミド樹脂により構成されていることを特徴とする表示装置。 - 請求項1~7の何れか1つに記載された表示装置において、
上記開口部は、上記折り曲げ部の延びる方向に沿って突き抜ける溝状に設けられていることを特徴とする表示装置。 - 請求項1~8の何れか1つに記載された表示装置において、
上記発光素子は、有機EL素子であることを特徴とする表示装置。 - 樹脂基板と、
上記樹脂基板上に設けられたTFT層と、
上記TFT層上に設けられ、表示領域を構成する発光素子と、
上記表示領域の周囲に設けられた額縁領域と、
上記額縁領域の端部に設けられた端子領域と、
上記表示領域及び端子領域の間に一方向に延びるよう設けられた折り曲げ部と、
上記TFT層を構成し、上記樹脂基板上に設けられた少なくとも一層の無機絶縁膜と、
上記TFT層を構成し、上記額縁領域において、上記折り曲げ部の延びる方向と交差する方向に互いに平行に延びるように設けられた複数の配線とを備えた表示装置を製造する方法であって、
上記折り曲げ部において、上記少なくとも一層の無機絶縁膜に該無機絶縁膜を貫通して上記樹脂基板を露出させる開口部を形成するエッチング工程と、
上記エッチング工程で形成された開口部から露出する上記樹脂基板の上面、及び該開口部が形成された上記少なくとも一層の無機絶縁膜の端部表面に上記複数の配線を形成する配線形成工程とを備え、
上記エッチング工程では、ハーフトーンマスクを用いて形成されたレジストパターンから露出する上記少なくとも一層の無機絶縁膜を除去することにより、上記複数の配線の間の部分における上記樹脂基板の上面と上記少なくとも一層の無機絶縁膜の端面とがなす角度が、上記各配線に重なる部分における上記樹脂基板の上面と上記少なくとも一層の無機絶縁膜の端面とがなす角度よりも小さくなるように、上記開口部を形成し、
上記配線形成工程では、上記少なくとも一層の無機絶縁膜の総膜厚よりも薄く形成されたレジストパターンから露出する導電膜を除去することにより、上記複数の配線を形成することを特徴とする表示装置の製造方法。 - 請求項10に記載された表示装置の製造方法において、
上記発光素子は、有機EL素子であることを特徴とする表示装置の製造方法。
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