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JP2018022624A - 表示装置、表示装置の製造方法 - Google Patents

表示装置、表示装置の製造方法 Download PDF

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勇輔 佐々木
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Abstract

【課題】表示素子上に配線を断線させることなくタッチパネルを有した表示装置を提供することを目的の一つとする。
【解決手段】表示領域１０３を覆うように設けられた第１の無機絶縁層１６２と、第１の無機絶縁層上の第１の有機絶縁層１６３と、第１の有機絶縁層上の第２の無機絶縁層１６４と、第２の無機絶縁層上の第２の有機絶縁層１６５と、第２の有機絶縁層上に設けられた第３の無機絶縁層１６９と、を有する表示装置であって、第２の有機絶縁層１６５は、水分と反応する色素を含み、第１の有機絶縁層は、第２の有機絶縁層よりも厚い表示装置１０。
【選択図】図１

Description

本発明の一実施形態は、表示装置、及び表示装置の製造方法に関する。
電気器具及び電子機器に用いられる表示装置として、液晶の電気光学効果を利用した液晶表示装置や、有機エレクトロルミネセンス（有機ＥＬ：ＯｒｇａｎｉｃＥｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子を用いた有機ＥＬ表示装置が開発されている。これらの表示装置は、基板上に設けられた複数の画素によって表示画面が形成される。表示装置の各画素には、表示素子として、液晶素子又は有機エレクトロルミネセンス素子等が設けられる。表示装置は、このような画素が配列する表示領域を、トランジスタによって構成される画素回路及び駆動回路によって駆動することで、信号が入力され、動画及び静止画を表示する。
一方で、表示素子として有機ＥＬ素子を用いた場合、有機ＥＬ層が水分によって劣化してしまうことが知られている。劣化した有機ＥＬ層を用いて表示素子を駆動させると、輝度の低下や表示不良が起こる恐れがある。このため、有機ＥＬ層に水分が混入しないように封止膜が設けられている。封止膜には、有機絶縁層、バリア層となる無機絶縁層を組み合わせて用いることができる。
また、万が一水分が有機絶縁層まで水分が浸入してきた場合、不良を検出できるように、特許文献１には、水分と反応して発色する材料を添加した有機絶縁層を有する表示装置が公開されている。
また、特許文献２においては、封止性能を向上させるために、有機絶縁層、バリア膜を交互に１層以上積層させた表示装置が公開されている。
特開２０１０−２７２２７０号公報 特開２０１１−１３８７４８号公報
上記水分検出機能を有した有機絶縁層を用いた場合、十分な封止性能が得られない可能性がある。また、水分検出機能を有する有機絶縁層において、色素の場所を制御することが困難であり、水分検出機能を十分に果たせない可能性がある。
このような課題に鑑み、本発明の一実施形態は、封止膜に覆われた表示領域全域における早期の水分浸入検出と、発光素子への水分浸入を防止する十分な封止性能を両立させた表示装置を提供することを目的の一つとする。また、高信頼性を有した表示装置を製造することを目的の一つとする。
本発明の一実施形態によれば、表示領域を覆うように設けられた第１の無機絶縁層と、第１の無機絶縁層上の第１の有機絶縁層と、第１の有機絶縁層上の第２の無機絶縁層と、第２の無機絶縁層上の第２の有機絶縁層と、第２の有機絶縁層上に設けられた第３の無機絶縁層と、を有する表示装置であって、第２の有機絶縁層は、水分と反応する色素を含み、第１の有機絶縁層は、第２の有機絶縁層よりも厚いことを特徴とする表示装置が提供される。
本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す上面図および断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。
以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号（又は数字の後にａ、ｂなどを付した符号）を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有さない。
また、本明細書において、ある部材又は領域が他の部材又は領域の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限りこれは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく、他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。なお、以下の説明では、特に断りのない限り、断面視においては、第１基板に対して第２基板が配置される側を「上」又は「上方」といい、その逆を「下」又は「下方」として説明する。
また、本明細書において説明される第１基板は、少なくとも平面状の一主面を有し、この一主面上に絶縁層、半導体層及び導電層の各層、あるいはトランジスタ及び表示素子等の各素子が設けられる。以下の説明では、断面方向から見た場合において、第１基板の一主面を基準とし、第１基板に対して「上」、「上層」、「上方」又は「上面」として説明する場合には、特に断りのない限り、第１基板の一主面を基準にして述べるものとする。
（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る表示装置１０を示す。図１（Ａ）は、表示装置１０の上面図を示す。
図１（Ａ）において、表示装置１０は、基板１００と、画素１０２を有する表示領域１０３と、表示領域１０３の周辺に位置する周縁部１０４と、ソースドライバとしての機能を有する駆動回路１０６と、ゲートドライバとしての機能を有する駆動回路１０７と、フレキシブルプリント配線基板１０８を有する。
表示装置１０は、フレキシブルプリント基板１０８を介して外部からの映像信号を入力することにより駆動回路１０６、駆動回路１０７が画素１０２を駆動し、表示領域１０３において静止画および動画を表示することができる。
次に、表示装置１０の周縁部１０４に相当するＡ１−Ａ２間の上面図を図１（Ｂ）、及び断面図を図１（Ｃ）に示す。
表示装置１０は、表示領域１０３を覆うように封止膜１６１が設けられる。封止膜１６１は、後述する表示素子１３０の電極として用いられる導電層１６０上に設けられ、図１（Ｃ）において表示素子側から無機絶縁層１６２、有機絶縁層１６３、無機絶縁層１６４、有機絶縁層１６５、無機絶縁層１６９の順に積層されている。
無機絶縁層１６２、無機絶縁層１６４、無機絶縁層１６９は、無機絶縁材料が用いられる。無機絶縁材料としては、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコンから選ばれた一種又は複数種を用いることができる。また、無機絶縁層１６２、無機絶縁層１６４、無機絶縁層１６９の膜厚は、数十ｎｍから数μｍとすることができる。無機絶縁層１６２、無機絶縁層１６４、無機絶縁層１６９は、上記材料と用いることで、水分に対するバリア機能を有することができる。
有機絶縁層１６３は、アクリル、ポリイミド、エポキシ等の有機絶縁材料を用いることができる。有機絶縁層１６３の膜厚は、１０μｍ以上、１００μｍ未満であることが好ましい。有機絶縁層１６３は、単層で用いてもよいし、積層で設けてもよい。
有機絶縁層１６５は、有機絶縁層１６３と同様の有機絶縁材料が用いられる。有機絶縁層１６５は、有機絶縁材料の中に水分または酸素と反応する化合物がさらに含まれる。水分と反応して発色する化合物としては、例えば、色素を用いることが好ましい。水分と反応して発色する色素としては、フェノールフタレイン、チモールフタレイン、炭酸ナトリウムなどが挙げられる。酸素と反応して発色する化合物としては、インジゴガーミン、またはメチレンブルーなどが挙げられる。例えば、色素としてフェノールフタレイン、炭酸ナトリウムを有した場合、有機絶縁層１６５に水分が浸入すると、水分が炭酸ナトリウムと反応して、アルカリ性を示す。このとき、フェノールフタレインが水分中の水酸化物イオン（ＯＨ-）と反応することでピンク色を示すことになる。上記化合物の含有量は、有機絶縁層１６５の全体に対して３重量パーセント程度有することが好ましい。有機絶縁層１６５は、有機絶縁層１６３よりも薄く設けることが好ましく、有機絶縁層１６５の膜厚は、０．５μｍ以上、１０μｍ未満であることが好ましい。
なお、水分と反応する材料として、色素以外にアルカリ金属、アルカリ土類金属などを用いてもよい。
上記に示すように、有機絶縁層を二層構造とし、上層側の有機絶縁層に色素を含ませることで、封止性能を高めつつ、封止膜１６１に水分が浸入した場合には欠陥の発生を容易に発見することができる。
また、有機絶縁層１６５の膜厚を薄くすることで、有機絶縁層１６５中の色素の密度を高めることができる。これにより、封止膜１６１に水分が浸入した場合には水分検出精度を高めることができ、早期に欠陥の発生を発見することができる。また、下層の有機絶縁層１６３の膜厚を厚くできることにより、封止性能を向上させることができる。
また、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）に示すように、封止膜１６１において、有機絶縁層１６３、有機絶縁層１６５の端部は、表示領域１０３と、無機絶縁層１６２、無機絶縁層１６４、および無機絶縁層１６９の端部の間に位置することが望ましい。あるいは、表示領域１０３の外側に、無機絶縁層１６２と無機絶縁層１６４とが直に接して積層し、且つ無機絶縁層１６４と無機絶縁層１６９とが直に接して積層する領域（無機絶縁層積層領域）を有し、有機絶縁層１６３の端部および有機絶縁層１６５の端部は、表示領域１０３と無機絶縁層積層領域との間に位置することが望ましい。すなわち、有機絶縁層１６３の下層側に無機絶縁層１６２が配置され、上層側に無機絶縁層１６４が配置されることにより、有機絶縁層１６３の端部は無機絶縁層１６４に覆われて、当該端部の外側領域では、無機絶縁層１６２と無機絶縁層１６４とが接していることが好ましい。このように、有機絶縁層１６３の端部を、無機絶縁層１６２及び無機絶縁層１６４の端部に至らない内側領域に配置し、下層側の無機絶縁層１６２と上層側の無機絶縁層１６４とで挟み込むことにより、有機絶縁層１６３の端部が外面に露出しないようにすることができる。これにより、無機絶縁層１６２、無機絶縁層１６４、無機絶縁層１６９が接することができ、封止膜１６１の封止性能が向上し、水分の遮断効果を高めることができる。
また、封止膜１６１において、有機絶縁層１６３、および有機絶縁層１６５の端部は、なだらかなテーパー形状を有することが望ましい。これにより、無機絶縁層１６４、無機絶縁層１６９の被覆率を高めることができ、水分の遮断効果を高めることができる。なお、有機絶縁層１６３と、有機絶縁層１６５の端部は、どちらが外側にあってもよい（図１（Ｃ）、図２（Ａ）参照）。
したがって、上記構造を有することにより、高い封止性能と、早期の水分浸入検出を両立する表示装置を提供することができる。
なお、図２（Ｂ）に示すように、無機絶縁層１６４は、無機絶縁層１６９、無機絶縁層１６９の膜厚と同一であってもよいし、いずれか一方、あるいはいずれの無機絶縁層の膜厚よりも薄くてもよい。なお、無機絶縁層１６４の膜厚を薄くすることにより、製造コストの削減や、発光素子からの出射される光の透過率を向上させることができる。
また、表示装置１０は、封止膜１６１上に、吸湿層１６６、ガス放出層１６７を設けてもよい。
吸湿層１６６は、水分を吸収する機能を有する。吸湿層１６６には、有機絶縁材料、無機材料、または有機材料と無機材料の複合材料を用いることができる。例えば、吸湿層１６６として、ケイ素含有ポリマーを用いることが好ましい。具体的には、ポリシラザンなどが挙げられる。吸湿層１６６を設けることで、無機絶縁層１６９より下側に水分が浸入することを防ぐことができる。
また、図２（Ｃ）、図２（Ｄ）に示すように、封止膜１６１は、無機絶縁層１６９上に、吸湿層１６６、ガス放出層１６７を設けることができる。
ガス放出層１６７は、膜中に存在するガスを放出する機能を有する。ガス放出層１６７には、アクリル、ポリイミド、エポキシなどの材料を用いることができる。
例えば、吸湿層１６６にポリシラザンを用いた場合、ポリシラザンと水が反応しアンモニアガスが発生する。このとき、ガス放出層１６７を有することで、アンモニアガスが、ガス放出層１６７を介して封止膜１６１から放出される。これにより、ガス発生・滞留に伴う気泡の発生、膜界面の剥離不良を抑制することができる。
したがって、上記構造を有した表示装置は、高い封止性能と、仮に水分が浸入してしまった場合の早期の水分浸入検出のみならず、その他不良も抑制できるという点において、高い信頼性を有しているということができる。
なお、本実施形態に示す構成及び方法などは、他の実施形態に示す構成及び方法などと適宜組み合わせて用いることができる。
（第２実施形態）
以下、表示装置１０のその他の構成を含めた構造を、図面を用いて説明する。
図３に、表示装置１０の上面図および断面図を示す。図３は、図１（Ａ）の周縁部Ａ１−Ａ２間、画素部Ｂ１−Ｂ２間、駆動回路部Ｃ１−Ｃ２間、端子部Ｄ１−Ｄ２間の断面図を示す。なお、図３は、封止膜１６１の構造が図１（Ｃ）の構造を有したものであり、図４は、図２（Ａ）の構造を有したものである。また、図５は、図２（Ｂ）の構造を有したものである。また、図６は、図２（Ｃ）の構造を有したものである。また、図７は、図２（Ｄ）の構造を有したものである。
なお、周縁部Ａ１−Ａ２の構造は、図８に示すように画素部を有する表示領域と駆動回路部の間に設けてもよい。
トランジスタ１１０、トランジスタ１１１は、半導体層１２０、ゲート絶縁層１４３、ゲート電極層１４５、ソース・ドレイン電極層１４７等を有する。図３において、トップゲート・トップコンタクト構造を有しているが、これに限定されず、ボトムゲート構造としてもよいし、ボトムコンタクト構造としてもよい。また、トランジスタ１１０、トランジスタ１１１が、ｎチャネルおよびＰチャネル両方を有している場合は、ＣＭＯＳ構造とすることで、集積度を向上させることができ、また低消費電力化を実現することができる。
第１基板１００、第２基板１０１は、ガラス基板又は有機樹脂基板が用いられる。有機樹脂基板としては、例えば、ポリイミド基板が用いられる。有機樹脂基板は、板厚を数マイクロメートルから数十マイクロメートルにすることができ、可撓性を有するシートディスプレイを実現することが可能となる。なお、第１基板１００、第２基板１０１の第２面（断面を見た際の、基板外側の面）にカバーガラス、保護フィルムなどを設けてもよい。これにより、表示装置をキズ、カケから防ぐことができる。
絶縁層１４１は、下地膜としての機能を有する。絶縁層１４１は、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化ガリウム、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム等を用いて形成される。絶縁層１４１は、単層であっても、積層であってもよい。上記材料を用いることで、第１基板１００から不純物、代表的にはアルカリ金属、水、水素等の半導体層１４２への拡散を抑制することができる。
半導体層１４２は、シリコン、シリコンゲルマニウム、酸化物半導体、有機物半導体などが用いられる。シリコンでは、例えばアモルファスシリコン、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンが用いられる。酸化物半導体には、例えばインジウム、ガリウム、亜鉛、チタン、アルミニウム、錫、ハフニウム、ネオジム、ジルコニウム、ランタン、セリウム、イットリウムのうち、少なくとも１つ以上の金属を用いることができる。例えば、半導体層１４２として、インジウム、ガリウム、亜鉛を有する酸化物半導体（ＩＧＺＯ）を用いることができる。
ゲート絶縁層１４３には、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化ガリウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化ネオジム、酸化ハフニウムおよび酸化タンタルを一種以上含む絶縁膜を用いることができる。
絶縁層１４９、絶縁層１５４は、ゲート絶縁層１４３と同様の材料を用いて形成することができる。また、絶縁層１４９、絶縁層１５４は、単層としてもよいし、上記材料の積層構造としてもよい。
ゲート電極層１４５、ソース・ドレイン電極層１４７には、タングステン、アルミニウム、クロム、銅、チタン、タンタル、モリブデン、ニッケル、鉄、コバルト、タングステン、インジウム、亜鉛から選ばれた金属元素、または上記金属元素を成分とする合金か、上述した金属元素を組み合わせた合金等を用いて形成される。また、ゲート電極層１４５、ソース・ドレイン電極層１４７は、窒素、酸素、水素などを有してもよい。また、ゲート電極層１４５、ソース・ドレイン電極層１４７は、上記材料の積層としてもよい。
絶縁層１５０は、平坦化膜としての機能を有する。絶縁層１５０には有機絶縁材料、無機絶縁材料、または有機材料と無機材料の積層された絶縁材料をもちいることができる。例えば、酸化シリコン、窒化シリコンなどを含む膜、アクリル、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリシロキサンなどの高分子材料、または感光性樹脂を用いることができる。
なお、導電層１５３は、ゲート電極層１４５、ソース・ドレイン電極層１４７と同様の材料を用いることができる。
容量素子１２０は、ゲート絶縁層１４３を誘電体層として、半導体層１４２のソースまたはドレイン領域とゲート電極層１４５と同様の材料を用いた導電層１４６が重畳する領域に設けることができる。また、容量素子１２１は、絶縁層１４９を誘電体として導電層１４６とソース・ドレイン電極層１４７と同様の材料を用いた導電層１４８ａを用いることができる。また、容量素子１２２は、絶縁層１５４を誘電体として導電層１５３、導電層１５５を用いることができる。
発光素子１３０は、導電層１５５、有機ＥＬ層１５９、導電層１６０を用いて形成することができる。本発明の一実施形態において、発光素子１３０は、有機ＥＬ層１５９で発光した光を導電層１６０側に放射する、いわゆるトップエミッション型の構造を有する。なお、発光素子１３０は、トップエミッション型に限定されず、ボトムエミッション型、とすることができる。
有機ＥＬ層１５９は、有機エレクトロルミネセンス材料などの発光材料を含む層である。有機ＥＬ層１５９は、低分子系又は高分子系の有機材料を用いて形成される。低分子系の有機材料を用いる場合、有機ＥＬ層１５９は発光性の有機材料を含む発光層に加え、当該発光層を挟むように正孔注入層や電子注入層、さらに正孔輸送層や電子輸送層等含んで構成されていてもよい。例えば、有機ＥＬ層１５９は、発光層をホール注入層と電子注入層とで挟んだ構造とすることができる。また、有機ＥＬ層１５９は、ホール注入層と電子注入層に加え、ホール輸送層、電子輸送層、ホールブロック層、電子ブロック層などを適宜付加されていていてもよい。
導電層１５５は、画素電極としての機能を有し、さらに光を反射させる性質を有することが好ましい。例えば導電層１５５は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、等の光反射性の金属材料を用いてもよいし、正孔注入性に優れるＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ：酸化インジウムスズ）やＩＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ：酸化インジウム亜鉛）による透明導電層と、光反射性の金属層とが積層された構造を有していてもよい。
導電層１６０は、有機ＥＬ層１５９で発光した光を透過させるため、透光性を有し、かつ導電性を有するＩＴＯ（酸化スズ添加酸化インジウム）やＩＺＯ（酸化インジウム・酸化亜鉛）等の透明導電膜を用いることができる。また、マグネシウムと銀との合金を用いることもできる。
リブ１５７は、導電層１５５の周縁部を覆うと共に、導電層１５５の端部で滑らかな段差を形成するために設けられる。リブ１５７には、有機樹脂材料を用いることができる。例えば、リブ１５７として、アクリルやポリイミドなどを用いることができる。
シール材１７３、充填材１７４には、無機材料、有機材料、または、有機材料と無機材料の複合材料を用いることができる。例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、シリカゲルなどをもちいることができる。
カラーフィルタ層１７５は、特定の波長帯域の光を透過する機能を有する。カラーフィルタ層１７５を用いることで、例えば、赤色、緑色、青色、又は黄色の波長帯域の光を透過させることができる。なお、有機ＥＬ層１５９から出射される光の色を画素ごとに変えている場合には、カラーフィルタ層１７５を必ずしも設けなくてもよい。
遮光層１７７は、遮光する機能を有する。例えば、遮光層１７７として、顔料を分散した樹脂、染料を含む樹脂の他、黒色クロム膜等の無機膜、カーボンブラック、複数の無機酸化物の固溶体を含む複合酸化物等を用いることができる。
フレキシブルプリント基板１０８は、異方性導電膜１８１を用いて導電層１４８ｂと電気的に接続することができる。
なお、本実施形態に示す構成及び方法などは、他の実施形態に示す構成及び方法などと適宜組み合わせて用いることができる。
（第３実施形態）
以下、表示装置１０の製造方法について、図９乃至図１２を用いて説明する。
図９に示すように、第１基板１００の第１面（断面方向から見た場合の上面）に、絶縁層１４１、画素部Ｂ１−Ｂ２間のトランジスタ１１０（半導体層１４２、ゲート絶縁層１４３及びゲート電極１４５を含んで形成される）及び容量素子１２０（導電層１４６、ゲート絶縁層１３２、半導体層１４２のソース・ドレイン領域によって形成される）、駆動回路部Ｃ１−Ｃ２間のトランジスタ１１１、容量素子１２１（導電層１４６、絶縁層１４９、導電層１４８ａによって形成される）、ソース・ドレイン電極１４７、端子部Ｄ１−Ｄ２の第１端子層１４８ｂ、絶縁層１４９、絶縁層１５０を形成する。画素部Ｂ１−Ｂ２間のトランジスタ１１０と、駆動回路部Ｃ１−Ｃ２間のトランジスタ１１１とは同じ構造を有している。
また、導電層１４８ａ、端子部Ｄ１−Ｄ２の導電層１４８ｂは、絶縁層１４９上に、ソース・ドレイン電極層１４７と同じ導電層で形成されている。例えば、ソース電極層１４７として、下層側からチタン（Ｔｉ）層、アルミニウム（Ａｌ）層、チタン層（Ｔｉ）の３層の積層膜を形成することができる。各層は、適宜フォトグラフィー法、ナノインプリンティング法、インクジェット法、エッチングなどを用いて、所定の形状とすることができる。
図９において示される絶縁層１４２、絶縁層１４９は、ＣＶＤ法（プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法）、スパッタリング法等によって単層又は複数の層で形成される。例えば、絶縁層１４９として、窒化シリコンと酸化シリコンの積層膜を形成することができる。
絶縁層１４９上に形成される絶縁層１５０は、有機絶縁材料で形成される。有機絶縁材料としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリシロキサンなどの高分子材料を含むことが好ましい。絶縁層１５０は、このような有機絶縁材料を用い、スピンコーティング法、インクジェット法、ラミネート法、ディップコーティング法、蒸着重合法等を用いて第１基板１００の略全面に形成される。絶縁層１５０は、１μｍ以上の厚みで形成することが好ましい。これにより、絶縁層１５０によってトランジスタ１１０等による凹凸が埋設され、平坦な表面を第１基板１００上に形成することができる。
次に、図１０に示すように、画素部Ｂ１−Ｂ２間において絶縁層１５０上に、容量素子１２２（導電層１５３、絶縁層１５４、導電層１５５で形成される）、発光素子１３０（導電層１５５、有機ＥＬ層１５９、導電層１６０で形成される）、リブ１５７を形成する。各層は、適宜フォトグラフィー法、ナノインプリンティング法、インクジェット法、エッチングなどを用いて、所定の形状とすることができる。
導電層１５３、導電層１５５は、スパッタリング法、蒸着法、メッキ法などを用いて数十ｎｍから数百ｎｍの厚さに形成することができる。例えば、導電層１５３として、スパッタリング法により形成したモリブデン、アルミニウム、モリブデンの積層膜を用いることができる。例えば、導電層１５５として、スパッタリング法により形成したＩＴＯ、銀、ＩＴＯの積層膜を用いることができる。
絶縁層１５４は、ＣＶＤ法（プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法）、スピンコーティング法、印刷法などにより形成することができる。例えば、絶縁層１５４として、プラズマＣＶＤ法により形成した窒化シリコン膜を用いることができる。
リブ１５７は、有機ＥＬ層１５９の上面を露出するように開口部が形成される。リブ１５７の開口部の端部は、なだらかなテーパー形状となるのが好ましい。これにより段差被覆性を向上させることができる。また、リブ１５７は、端子部Ｄ１−Ｄ２において、導電層１４８の上面には設けられないように形成してもよいし、導電層１４８の上面が露出するように開口部を形成してもよい。また、リブは数μｍの厚さを用いて形成することができる。例えば、リブ１５７として、スピンコーティング法により形成したポリイミド膜を用いることができる。
有機ＥＬ層１５９は、少なくとも導電層１５５と重なるように形成することが好ましい。例えば、有機ＥＬ層１５９は、真空蒸着法、印刷法、スピンコーティング法などにより成膜することができる。有機ＥＬ層１５９を真空蒸着法により形成する場合、シャドーマスクを用い、端子部Ｄ１−Ｄ２間には成膜されないように形成することが好ましい。有機ＥＬ層１５９は、隣接する画素と異なる材料を用いて形成してもよいし、全ての画素において同一の有機ＥＬ層１５９を用いてもよい。例えば、白色光を出射する有機ＥＬ層１５９を全ての画素に共有されるように形成した場合、カラーフィルタ層１７５などを用いて各画素から取り出す光の波長を選択すればよい。
有機ＥＬ層１５９を形成した後、導電層１６０を形成する。導電層１６０は、透光性を有する導電層をスパッタリング法により成膜することができる。例えば、発光素子１３０は導電層１６０側から光を出射するトップエミッション型とした場合、導電層１６０の膜厚は均一であることが好ましい。
導電層１６０は、真空蒸着法、スパッタリング法により形成することができる。導電層１６０は、端子部Ｄ１−Ｄ２に成膜されないようにしてもよいし、形成後に除去してもよい。例えば、導電層１６０として、スパッタリング法により成膜したＩＺＯ膜を用いることができる。また、マグネシウムと銀との合金を用いることもできる。
次に、封止膜１６１を形成する。
まず、導電層１６０、および絶縁層１４９上に無機絶縁層１６２を形成する。無機絶縁層１６２は、ＣＶＤ法（プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法）、スパッタリング法、スピンコーティング法、印刷法などにより形成することができる。例えば、無機絶縁層１６２として、プラズマＣＶＤ法により形成した窒化シリコン膜を用いることができる。
次に、無機絶縁層１６２上に、有機絶縁層１６３を形成する。有機絶縁層１６３は、真空蒸着法、印刷法、スピンコーティング法などにより成膜することができる。例えば、有機絶縁層１６３としてスピンコーティング法により形成したアクリル樹脂を用いることができる。なお、周縁部Ａ１−Ａ２間において、有機絶縁層１６３は、除去された領域が設けられていることが好ましい。
次に、有機絶縁層１６３上に、無機絶縁層１６４を形成する。無機絶縁層１６４は、無機絶縁層１６２と同様の方法を用いて形成することができる。例えば、無機絶縁層１６４として、プラズマＣＶＤ法により形成した窒化シリコン膜を用いることができる。
次に、無機絶縁層１６４上に、有機絶縁層１６５を形成することができる。有機絶縁層１６５は、有機絶縁層１６３と同様の方法を用いて形成することができる。例えば、有機絶縁層１６５として、スピンコーティング法により形成した、アクリル樹脂を用いることができ、フェノールフタレイン、炭酸ナトリウムを全体として３重量パーセント程度含有させたアクリル樹脂を用いることができる。なお、なお、Ａ１−Ａ２間において、有機絶縁層１６５は、除去された領域が設けられていることが好ましい。
次に、有機絶縁層１６５、無機絶縁層１６４上に、無機絶縁層１６９を形成する。無機絶縁層１６９は、無機絶縁層１６２と同様に形成することができる。例えば、無機絶縁層１６９として、酸化シリコンと、窒化シリコンの積層膜を用いることができる。
なお、周縁部Ａ１−Ａ２間において、絶縁層１５０、およびリブ１５７が除去された領域が形成される。絶縁層１５０上の絶縁層１５４は、絶縁層１５０の側面及び絶縁層１４９の上面に沿って設けられる。リブ１５７上の導電層１６０は、リブ１５７の側面、絶縁層１５４の上面に沿って設けられる。
このように、周縁部Ａ１−Ａ２間において、有機絶縁材料で形成される絶縁層１５０及びリブ１５７が除去された領域を形成し、無機材料で形成される絶縁層１５４及び導電層１６０が配設されることで、有機絶縁材料で形成される絶縁層１５０及びリブ１５７を、無機材料の層により挟み込むことができる。これにより、周縁部Ａ１−Ａ２側から画素部Ｂ１−Ｂ２への水分等の浸入を防ぐことができる。また、本発明の一実施形態である封止膜１６１に含まれる無機絶縁層１６２、無機絶縁層１６４、無機絶縁層１６９を組み合わせることで、水分遮断効果をさらに高めることができる。したがって、上記領域を水分遮断領域１７９として機能させることができ、その構造を「水分遮断構造」ということができる。
なお、図１０に示すように画素部を有する表示領域と駆動回路の間に上記構造を有することで、さらに水分遮断効果が高めることができる。
なお、図６、図９に示す無機絶縁層１６９上に吸湿層１６６を形成する場合には、スピンコーティング法や、スプレー法、インクジェット法などを用いることができる。例えば、吸湿層１６６として、スピンコーティング法によりケイ素含有ポリマー膜を形成することができる。
また、吸湿層１６６上にガス放出層１６７を形成する場合には、スピンコーティング法や、スプレー法、インクジェット法などを用いることができる。例えば、ガス放出層１６７として、スピンコーティング法によりアクリル、ポリイミド、エポキシなどの熱可塑性材料を形成することができる。
次に、第２基板１０１上に、カラーフィルタ層１７５、遮光層１７７を形成し、シール材１７３、充填材１７４を用いて、第１基板１００と貼り合わせる。
遮光層１７７、は、スピンコーティング法、スプレー法、インクジェット法を用いて形成することができる。また、遮光層１７７は、画素部Ｂ１−Ｂ２間において発光素子１３０からの光が出射する領域に開口部を有するように形成される。例えば、遮光層１７７として、スピンコーティング法により形成した黒色顔料を有する感光性有機樹脂材料（黒レジスト）を用いることができる。
カラーフィルタ層１７５は、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ法を用いたエッチング方法などにより、画素部Ｂ１−Ｂ２間において発光素子１３０からの光が出射する領域に設けられるように形成される。なお、有機ＥＬ層１５９に用いる材料を画素ごとに変える場合には、カラーフィルタ層１７５は、必ずしも形成しなくてもよい。
第１基板１００、第２基板１０１をシール材１７３、充填材１７４を介して貼り合わせる場合、基板間の距離を安定させるため、スペーサーなどをあらかじめ設けてもよい。スペーサーは、有機絶縁材料、無機絶縁材料いずれを用いてもよい。また、充填材１７４には、光硬化性の光硬化型接着剤を用いた場合、材料の硬化速度が速く、作業時間を短縮することが可能である。
フレキシブルプリント基板１０８は、異方性導電膜１８１を用いて導電層１４８ｂと電気的に接続することができる。このとき、端子部Ｄ１−Ｄ４間に存在する膜は、レーザー照射を行うなどして、除去することが好ましい。異方性導電膜１８１には、銀、銅などの金属粒子を樹脂中に含ませ、塗布することで形成することができる。
上記実施形態を用いることにより、封止膜に覆われた表示領域全域における早期の水分浸入検出と、発光素子への水分浸入を防止する十分な封止性能を両立させた表示装置を製造することができる。
なお、本実施形態に示す構成及び方法などは、他の実施形態に示す構成及び方法などと適宜組み合わせて用いることができる。
１０・・・表示装置、１００・・・第１基板、１０１・・・第２基板、１０２・・・画素、１０３・・・表示領域、１０４・・・周縁部、１０６・・・駆動回路、１０７・・・駆動回路、１０８・・・フレキシブルプリント基板、１１０・・・トランジスタ、１１１・・・トランジスタ、１２０・・・容量素子、１２１・・・容量素子、１２２・・・容量素子、１３０・・・発光素子、１４１・・・絶縁層、１４２・・・半導体層、１４３・・・ゲート絶縁層、１４５・・・ゲート電極層、１４７・・・ソース・ドレイン電極層、１４８ａ・・・導電層、１４８ｂ・・・導電層、１４９・・・絶縁層、１５３・・・導電層、１５４・・・絶縁層、１５５・・・導電層、１５７・・・リブ、１５９・・・有機ＥＬ層、１６０・・・導電層、１６１・・・封止膜、１６２・・・無機絶縁層、１６３・・・有機絶縁層、１６４・・・無機絶縁層、１６５・・・有機絶縁層、１６６・・・吸湿層、１６７・・・ガス放出層、１６９・・・無機絶縁層、１７１・・・導電層、１７３・・・シール材、１７４・・・充填材、１７５・・・カラーフィルタ層、１７７・・・遮光層、１７９・・・水分遮断領域、１８１・・・異方性導電膜

Claims (20)

  1. 表示領域を覆うように設けられた第１の無機絶縁層と、
    前記第１の無機絶縁層と上の第１の有機絶縁層と、
    前記第１の有機絶縁層上の第２の無機絶縁層と、
    前記第２の無機絶縁層上の第２の有機絶縁層と、
    前記第２の有機絶縁層上に設けられた第３の無機絶縁層と、を有する表示装置であって、
    前記第２の有機絶縁層は、水分と反応する化合物を含み、
    前記第１の有機絶縁層は、前記第２の有機絶縁層よりも厚いことを特徴とする、表示装置。
  2. 前記第２の無機絶縁層は、前記第１の無機絶縁層、または前記第３の無機絶縁層よりも薄いことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
  3. 前記第１の有機絶縁層の膜厚は、０．５μｍ以上、５μｍ以下であって、
    前記第２の有機絶縁層の膜厚は、１０μｍ以上、１００μｍ以下であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
  4. 前記化合物は、フェノールフタレイン、または炭酸ナトリウムであることを特徴とする、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の表示装置。
  5. 前記第３の無機絶縁層上に吸湿層を有することを特徴とする、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の表示装置。
  6. 前記吸湿層は、ケイ素含有ポリマーを有することを特徴とする、請求項５に記載の表示装置。
  7. 前記吸湿層に前記吸湿層上のガス放出層を有することを特徴とする、請求項５又は請求項６に記載の表示装置。
  8. 前記ガス放出層は、熱硬化樹脂または熱可塑性樹脂を有することを特徴とする、請求項７に記載の表示装置。
  9. 前記第１の有機絶縁層、または前記第２の有機絶縁層は、端部においてテーパー形状を有することを特徴とする、請求項１から請求項８の何れか１項に記載の表示装置。
  10. 前記第１の有機絶縁層の端部、および前記第２の有機絶縁層の端部は、表示領域の端部と、前記第１の無機絶縁層、前記第２の無機絶縁層、および前記第３の無機絶縁層の端部との間にあることを特徴とする、請求項１から請求項９の何れか１項に記載の表示装置。
  11. 前記表示領域の外側に、前記第１の無機絶縁層と前記第２の無機絶縁層とが直に接して積層し、且つ前記第２の無機絶縁層と前記第３の無機絶縁層とが直に接して積層する無機絶縁層積層領域を有し、
    前記第１の有機絶縁層の端部、および前記第２の有機絶縁層の端部は、前記表示領域と前記無機絶縁層積層領域との間にあることを特徴とする、請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の表示装置。
  12. 前記表示領域には、有機ＥＬ素子を備えた複数の画素が配置され、
    前記複数の画素は、第１の無機絶縁層と、第１の有機絶縁層と、前記第２の無機絶縁層と、前記第２の有機絶縁層と、前記第３の無機絶縁層とに覆われていることを特徴とする、請求項１から請求項１１の何れか１項に記載の表示装置。
  13. 表示領域を覆うように第１の無機絶縁層を形成し、
    前記第１の無機絶縁層上に第１の有機絶縁層を形成し、
    前記第１の有機絶縁層上に、第２の無機絶縁層を形成し、
    前記第２の無機絶縁層上に、水分と反応する化合物を含み、かつ前記第１の有機絶縁層よりも薄い第２の有機絶縁層を形成し、
    前記第２の有機絶縁層上に、第３の無機絶縁層を形成することを特徴とする、表示装置の製造方法。
  14. 前記第２の無機絶縁層を、前記第１の無機絶縁層、または前記第３の無機絶縁層よりも薄く形成す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。
  15. 前記化合物に、フェノールフタレイン、または炭酸ナトリウムを用いることを特徴とする、請求項１３又は請求項１４に記載の表示装置の製造方法。
  16. 前記第３の無機絶縁層上に吸湿層を形成することを特徴とする、
    請求項１３から請求項１５の何れか１項に記載の表示装置の製造方法。
  17. 前記吸湿層を、ケイ素含有ポリマーを用いて形成することを特徴とする、請求項１６に記載の表示装置の製造方法。
  18. 前記吸湿層上にガス放出層を形成することを特徴とする、
    請求項１６又は請求項１７に記載の表示装置の製造方法。
  19. 前記ガス放出層を、熱硬化樹脂または熱可塑性樹脂を用いて形成することを特徴とする、請求項１８に記載の表示装置の製造方法。
  20. 有機ＥＬ素子を備えた複数の画素を形成する工程を含み、
    前記複数の画素は、第１の無機絶縁層と、第１の有機絶縁層と、前記第２の無機絶縁層と、前記第２の有機絶縁層と、前記第３の無機絶縁層とに覆われていることを特徴とする、請求項１３から請求項１９の何れか１項に記載の表示装置の製造方法。


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