显示装置及显示装置的制造方法与流程

1.本发明涉及显示装置及显示装置的制造方法。


背景技术：

2.为了防止水分或氧浸入有机el元件内，用于密封有机el元件的密封膜中所含的有机层的树脂为液态，具有润湿扩展的特性。因此，例如，在专利文献1中公开了在具有有机el元件的有机el面板中，通过形成多层包围上述有机el元件的堤栏，停止密封上述有机el元件的树脂的流动，其中，上述有机el元件由含有发光层的有机膜构成。现有技术文献专利文献
3.专利文献1：日本公开特许公报“特开2012
‑
253036号公报(2012年12月20日公开)”

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题
4.但是，存在以下问题，构成有机绝缘膜的墨水材料有可能越过多个堤栏中的最外周的堤栏而被涂布的问题，其中，有机绝缘膜形成在密封层的下层绝缘膜上，该密封层形成为覆盖多层包围的上述有机el元件的多个堤栏。
5.本发明的一个方式目的在于提供能够适当地涂布构成密封层的有机绝缘膜的墨水材料的显示装置、以及显示装置的制造方法，其中，密封层对发光元件层进行密封。用于解决技术问题的技术方案
6.本发明的显示装置依次层叠有基板、具有薄膜晶体管和无机绝缘膜的薄膜晶体管层、发光元件层和密封层，所述密封层具有下层绝缘膜、含有固化的墨水材料的有机绝缘膜和上层绝缘膜，所述显示装置包括：设置有像素的显示区域；以及包围所述显示区域的边框区域，所述显示装置的特征在于，在所述边框区域形成有第一堤栏和第二堤栏，所述第一堤栏规定所述有机绝缘膜的端部，所述第二堤栏包围所述第一堤栏，所述下层绝缘膜具有：第一下层绝缘膜，其覆盖所述发光元件层及所述第一堤栏；以及第二下层绝缘膜，其层叠在所述第一下层绝缘膜上，并且对所述墨水材料具有比所述第一下层绝缘膜更高的亲液性，所述第一下层绝缘膜在俯视时在所述第一堤栏与所述第二堤栏之间从所述第二下层绝缘膜露出，并且露出的所述第一下层绝缘膜的端部设置在比所述第二堤栏更靠所述显示区域的相反侧，所述第二下层绝缘膜的端部在俯视时设置在所述第一堤栏与所述第二堤栏之间。
7.本发明的显示装置的制造方法，所述显示装置依次层叠有基板、具有薄膜晶体管和无机绝缘膜的薄膜晶体管层、发光元件层和密封层，所述密封层具有下层绝缘膜、含有固化的墨水材料的有机绝缘膜和上层绝缘膜，所述显示装置包括：设置有像素的显示区域；以及包围所述显示区域的边框区域，所述制造方法的特征在于，所述下层绝缘膜包括：对所述墨水材料具有疏液性的第一下层绝缘膜；以及对所述墨水材料具有亲液性的第二下层绝缘膜，所述制造方法包括：堤栏形成工序，在所述边框区域形成规定所述有机绝缘膜的端部的
第一堤栏和包围所述第一堤栏的第二堤栏；第一下层绝缘膜形成工序，以覆盖所述发光元件层及所述第一堤栏和所述第二堤栏的方式形成所述第一下层绝缘膜；以及第二下层绝缘膜形成工序，在所述第二下层绝缘膜形成工序中，以在所述第一堤栏与所述第二堤栏之间设置端部的方式，在所述第一下层绝缘膜上形成所述第二下层绝缘膜。有益效果
8.根据本发明的一个方式，能够适当地涂布构成密封层的有机绝缘膜的墨水材料，其中，密封层对发光元件层进行密封。
附图说明
9.图1是示意性地表示第一实施方式的显示装置的主要部分的概略构成的俯视图。图2是沿着图1所示的面aa的截面图。图3是示意性地表示上述显示装置的下层绝缘膜、第一堤栏及第二堤栏之间的关系的俯视图。图4是示意性地表示比较例的下层绝缘膜、第一堤栏与第二堤栏之间的关系的俯视图。图5是示意性地表示第二实施方式的显示装置的下层绝缘膜、第一堤栏和第二堤栏之间的关系的俯视图。图6是示意性表示上述下层绝缘膜、第一堤栏与第二堤栏之间的关系的放大截面图。
具体实施方式
10.(第一实施方式)图1是示意性地表示第一实施方式的显示装置1的主要部分的概略构成的俯视图。图2是沿着图1所示的面aa的截面图。在第一实施方式的显示装置1中，第二堤栏43包围第一堤栏41，使得第二堤栏43位于第一堤栏41的外侧。在第一堤栏41的内侧设置有有机绝缘膜52。
11.以显示装置1是具备被称为有机el元件的oled(organic light emitting diode：有机发光二极管)元件34作为电光元件的有机el显示装置的情况为例进行了说明，并在图2中图示。
12.显示装置1具备例如tft(薄膜晶体管)基板作为电路基板10，并且具备发光元件层30(oled元件部)作为电光元件层。
13.(电路基板10)图2所示的电路基板10具备绝缘性的基板11、设置在基板11上的薄膜晶体管层12、以及覆盖薄膜晶体管层12中的电路部20的平坦化层13。
14.例如，如图2所示，基板11可以是按照下面膜11a、树脂层11b、阻挡层11c的顺序设置的层叠膜，也可以是玻璃基板、塑料基板或塑料膜。
15.作为树脂层11b、塑料基板或塑料膜中使用的树脂，例如可举出聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰胺等。
16.阻挡层11c是防止水分、杂质到达薄膜晶体管层12或发光元件层30的层。阻挡层
11c以树脂层11b的表面不露出的方式遍及树脂层11b的整个一面而设置。阻挡层11c例如能够通过cvd(chemical vapor deposition：化学气相沉积)法形成的、氮化硅(sinx)膜、氧化硅(siox)膜或者它们的层叠膜等形成。
17.在下面膜11a中，在显示装置1为柔性器件的情况下，经由例如未图示的粘接剂层粘贴于树脂层11b的下表面，从而即使在树脂层11b非常薄的情况下，也能够制造具有足够强度的显示装置1。下面膜11a例如使用由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚乙烯等具有挠性的树脂构成的塑料膜。
18.薄膜晶体管层12是具有：电路部20，其形成有驱动电光元件(在图2所示的例子中为oled元件34)的薄膜晶体管25以及多条布线；以及无机绝缘膜22、23、24，保护电路部20中的各布线以及薄膜晶体管25中的各电极(栅极g、源极s、漏极d)。
19.上述布线例如包括多条栅极布线gl、多条源极布线(未图示)、多个电容布线cl、多条高电平电源线l1、多条低电平电源线(未图示)以及多条第二电极连接布线l11等布线。无机绝缘膜22、23、24以覆盖基板11的整个一面的方式形成。
20.薄膜晶体管层12具有以下构成：形成为多个岛状的半导体层21、无机绝缘膜22、第一布线层、无机绝缘膜23、第二布线层、无机绝缘膜24以及第三布线层按照该顺序层叠。在薄膜晶体管层12的端部设有端子部tm(参照图1)，其具有外部连接用的多个端子。
21.第一布线层例如包括多个栅极g、与多个栅极g连接的多个栅极布线gl以及未图示的多个低电平电源线。第二布线层例如包含多个电容布线cl。第三布线层例如包含：多个源极s；与多个源极s连接的未图示的多条源极布线；多个漏极d；多条高电平电源线l1；以及与oled元件34的第二电极33连接的多条第二电极连接布线l11。栅极布线gl与源极布线在俯视下以彼此正交的方式交叉。
22.平坦化层13在薄膜晶体管层12上以覆盖第三布线层的方式设置。由此，平坦化层13使薄膜晶体管25及第三布线层上的台阶平坦化。
23.半导体层21、栅极g、无机绝缘膜22、源极s以及漏极d构成薄膜晶体管25。
24.源极s和漏极d分别经由设置于无机绝缘膜22、23、24的接触孔与半导体层21连接。此外，源极s与未图示的源极布线连接。漏极d经由设置于平坦化层13的接触孔与oled元件34的第一电极31连接。电容布线cl经由设置于无机绝缘膜24的接触孔与高电平电源线l1连接。
25.另外，在图2中，以薄膜晶体管25具有顶栅结构的情况为例进行图示。但是，薄膜晶体管25也可以具有底栅结构。
26.显示装置1具有设有电光元件的显示区域da(俯视时与电光元件层重叠的区域)和作为包围显示区域da的周围的周边区域的边框区域na(边框区域，俯视时不与电光元件层重叠的区域)。
27.在图2所示的显示装置1中，显示区域da是设置有oled元件34的区域(与发光元件层30重叠的区域)，是设置有多个像素2的像素区域。边框区域na是不与发光元件层30重叠的区域。
28.如图1和图2所示，电路部20和平坦化层13从显示区域da设置到边框区域na。如图1所示，端子部tm设置于边框区域na的一部分。栅极布线gl以及源极布线分别经由未图示的引绕布线与端子部tm的未图示的端子连接。在边框区域na中设置有上述引绕布线以及第二
电极连接部26等，其中，第二电极连接部26将第二电极连接布线l11和从显示区域da延伸设置的第二电极33连接。另外，第二电极连接布线l11也可以使用源极布线。
29.半导体层21例如由低温多晶硅(ltps)或氧化物半导体构成。无机绝缘膜22例如能够由通过cvd法形成的氧化硅(siox)膜或氮化硅(sinx)膜或者它们的层叠膜构成。作为一个例子，第一布线层、第二布线层、第三布线层以及端子部tm由铝(al)、钨(w)、钼(mo)、钽(ta)、铬(cr)、钛(ti)、铜(cu)等金属的单层膜或层叠膜构成。平坦化层13例如能够由聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂等感光性树脂构成。
30.(发光元件层30)如图2所示，发光元件层30包括第一电极31、形成在第一电极31上且由至少包含发光层的有机层构成的有机el层32、形成在有机el层32上的第二电极33以及边缘罩35。
31.第一电极31、有机el层32和第二电极33构成oled元件34，其中，oled元件34构成各像素2。另外，在本实施方式中，将第一电极31与第二电极33之间的层统称为有机el层32。
32.第一电极31形成在显示区域da的平坦化层13上。第一电极31向有机el层32注入(供给)空穴，第二电极33向有机el层32注入电子。
33.第一电极31是按每像素2岛状地形成图案的图案电极(例如图案阳极)。另一方面，第二电极33是共用地设置于各像素2的整面状的共用电极(例如共用阴极)。
34.第一电极31经由形成于各像素2的平坦化层13的接触孔分别与薄膜晶体管25电连接。第二电极33在第二电极连接部26与第二电极连接布线l11电连接。
35.边缘罩35以覆盖第一电极31的周缘部(即，各边缘部)的方式分别在俯视时设置为例如格子状。边缘罩35防止在第一电极31的周缘部，电极集中、有机el层32变薄而与第二电极33短路。边缘罩35也作为像素分离层发挥功能，其中，像素分离层分离像素2(oled元件34)以使得不会泄漏到相邻的像素2(oled元件34)。边缘罩35可以使用感光性树脂。
36.第一电极31例如使用ito(铟锡氧化物)、izo(铟锌氧化物)等透明导电膜、或au(金)、pt(铂)、ni(镍)等金属薄膜。第二电极33中，出于向发光层注入电子的目的，使用li(锂)、ce(铈)、ba(钡)、al(铝)等功函数小的金属、或含有这些金属的镁合金(mgag等)、铝合金(alli、alca、almg等)等合金。
37.(第一堤栏41和第二堤栏43)如图1和图2所示，在边框区域na中，包括第一堤栏41和第二堤栏43，以包围设置有oled元件34的平坦化层13，设置有阻挡部，以通过阻塞在有机绝缘膜52中使用的墨水材料的流动来阻挡墨水材料。
38.第一堤栏41以包围设置有oled元件34的平坦化层13的方式，形成为由连续的线构成的框状。第二堤栏43在第一堤栏41的外侧以包围第一堤栏41的方式形成为由连续的线构成的框状。
39.第一堤栏41以及第二堤栏43是通过阻塞有机绝缘膜52所使用的墨水材料(换而言之，阻塞有机绝缘膜52)来规定有机绝缘膜52的边缘的有机层挡块。
40.第一堤栏41和第二堤栏43例如与平坦化层13同层，且由相同材料构成。此外，第一堤栏41以及第二堤栏43可以与边缘罩35同层，由同一材料构成，也可以由这些平坦化层13的材料与边缘罩35的材料的层叠体构成。
41.(密封层50)
密封层50是薄膜密封(tfe：thin film encapsulation)层，包括有机绝缘膜52和夹持该有机绝缘膜52的下层绝缘膜51和上层绝缘膜53。下层绝缘膜51与上层绝缘膜53以在其间密封有机绝缘膜52的方式在俯视下彼此重叠地设置。
42.下层绝缘膜51及上层绝缘膜53具有防止水分的浸入的防湿功能，作为防止由水分、氧引起的电光元件(在图2所示的例子中为oled元件34)的劣化的阻挡层而发挥作用。
43.有机绝缘膜52作为缓冲层使用，通过使膜应力大的下层绝缘膜51及上层绝缘膜53的应力缓和、或填补作为电光元件层的发光元件层30的表面的台阶部、异物来平坦化或填补孔洞，进而使上层绝缘膜53的基底平坦化，抑制在上层绝缘膜53层叠时在上层绝缘膜53产生裂纹。
44.上层绝缘膜53例如可以由通过cvd形成的氧化硅膜、氮化硅膜或氮氧化硅膜或者它们的层叠膜构成。
45.有机绝缘膜52是比下层绝缘膜51及上层绝缘膜53厚的透光性的有机绝缘膜。有机绝缘膜52例如通过喷墨法等将墨水材料(液状的有机材料)涂布于下层绝缘；膜51上的由第一堤栏41包围的区域，进行uv固化等而固化来形成。作为上述有机材料，例如可以举出丙烯酸树脂、环氧树脂、硅树脂等感光性树脂。
46.另外，也可以在密封层50上经由未图示的粘接剂层而设置未图示的罩体。
47.罩体是具有保护功能、光学补偿功能、触摸传感器功能中的至少一个的功能层。罩体可以是作为剥离玻璃基板等载体基板时的支承体发挥功能的保护膜，也可以是硬涂膜等硬涂层，也可以是偏振膜及触摸传感器膜等功能性膜。
48.(下层绝缘膜51)图3是示意性地表示显示装置1的下层绝缘膜51、第一堤栏41和第二堤栏42之间的关系的俯视图。
49.本实施方式的下层绝缘膜51包括：第一下层绝缘膜51a，其以覆盖发光元件层30及第一堤栏41的方式设置；以及第二下层绝缘膜51b，其层叠在第一下层绝缘膜51a上。第一下层绝缘膜51a对有机绝缘膜52的墨水材料具有疏液性。第二下层绝缘膜51b对有机绝缘膜52的墨水材料具有比第一下层绝缘膜51a更高的亲液性。第一下层绝缘膜51a在俯视时在第一堤栏41与第二堤栏43之间从第二下层绝缘膜51b露出，并且露出的第一下层绝缘膜51a的端部e3设置在比第二堤栏43靠显示区域da的相反侧的位置。第二下层绝缘膜51b的端部e2在俯视时设置在第一堤栏41上。
50.第一下层绝缘膜51a的接触角为18
°
以上。第二下层绝缘膜51b的接触角为5
°
以下。第一下层绝缘膜51a含有sin。第二下层绝缘膜51b含有sio、sicn、sioc及siocn中的至少一种。
51.下层绝缘膜51及上层绝缘膜53优选为无机绝缘膜。有机绝缘膜52包含丙烯酸树脂、环氧树脂和硅树脂中的至少一种。
52.第一下层绝缘膜51a和第二下层绝缘膜51b的厚度优选为1nm以上且10nm以下。
53.这样，如果润湿性彼此不同的第一下层绝缘膜51a及第二下层绝缘膜51b构成在第一堤栏41上，则在形成有机绝缘膜52过程中，当有机绝缘膜52的墨水材料的端部e1到达润湿性变化的第二下层绝缘膜51b的端部e2时，墨水材料的端部e1横向扩展，端部e1的边缘如图3所示变得平滑。由此，能够抑制有机绝缘膜52的墨水材料的端部e1局部超出第二堤栏43
而形成。
54.图4是示意地表示比较例的下层绝缘膜91、第一堤栏41和第二堤栏43之间的关系的俯视图。如果密封层的下层绝缘膜91由对墨水材料润湿性高的膜构成，则如图4所示，有机绝缘膜52的墨水材料的端部e1超出第二堤栏43而形成，有可能产生显示装置的可靠性不良。
55.对此，在本实施方式中，在第一堤栏41上构成有对有机绝缘膜52的墨水材料具有疏液性的第一下层绝缘膜51a和对上述墨水材料具有亲液性的第二下层绝缘膜51b，因此，密封发光元件层30的密封层50的有机绝缘膜52被涂布在适当的区域。
56.<显示装置1的制造方法>如上述那样构成的显示装置1如以下那样制造。首先，在边框区域na的无机绝缘膜24上形成规定有机绝缘膜52的端部e1的第一堤栏41。然后，以覆盖发光元件层30及第一堤栏41的方式形成第一下层绝缘膜51a。该第一下层绝缘膜51a能够由具有第一开口的第一掩模形成。
57.接下来，在无机绝缘膜24上形成包围第一堤栏41的第二堤栏43。其后，以第一下层绝缘膜51a的端部e3在俯视时从第二下层绝缘膜51b露出并与第二堤栏43重叠，且第二下层绝缘膜51b的端部e2在俯视时配置在第一堤栏41上的方式，将第二下层绝缘膜51b层叠在第一下层绝缘膜51a上。该第二下层绝缘膜51b能够由具有第二开口的第二掩模形成，其中，第二开口的尺寸与上述第一开口不同。或者，也可以利用相同的掩模改变与基板之间的距离而形成润湿性不同的两种第一下层绝缘膜51a以及第二下层绝缘膜51b。
58.也可以在第一下层绝缘膜51a的形成工序与第二下层绝缘膜51b的形成工序之间进行氟等离子体处理，以使第一下层绝缘膜51a的表面具有疏液性的方式进行制造。在该情况下，能够用相同材料形成第一下层绝缘膜51a和第二下层绝缘膜51b这两层。
59.(第二实施方式)图5是示意地表示第二实施方式的显示装置的下层绝缘膜、第一堤栏和第二堤栏之间的关系的俯视图。图6是示意性地表示上述下层绝缘膜、第一堤栏与第二堤栏之间的关系的放大截面图。对与上述的构成要素同样的构成要素标注相同的参照标号，不重复其详细的说明。
60.与上述第一实施方式不同的点在于：第二下层绝缘膜51b的端部e2不是如第一实施方式那样与第一堤栏41重叠，而是配置在第一堤栏41与第二堤栏43之间。
61.第一下层绝缘膜51a在俯视时在第一堤栏41与第二堤栏43之间从第二下层绝缘膜51b露出，并且露出的第一下层绝缘膜51a的端部e3设置在比第二堤栏43更靠显示区域da的相反侧的位置。第二下层绝缘膜51b的端部e2在俯视时设置于第一堤栏41与第二堤栏42之间。
62.这样，若在第一堤栏41和第二堤栏43之间构成润湿性彼此不同的第一下层绝缘膜51a及第二下层绝缘膜51b，则在形成有机绝缘膜52时，当有机绝缘膜52的墨水材料的端部e1到达润湿性变化的第二下层绝缘膜51b的端部e2时，上述墨水材料的端部e1横向扩展，端部e1的边缘如图5所示那样变得平缓。由此，能够抑制有机绝缘膜52的墨水材料的端部e1局部超出第二堤栏43而形成。
63.〔总结〕
方式1的显示装置依次层叠有基板、具有薄膜晶体管和无机绝缘膜的薄膜晶体管层、发光元件层和密封层，所述密封层具有下层绝缘膜、含有固化的墨水材料的有机绝缘膜和上层绝缘膜，所述显示装置包括：设置有像素的显示区域；以及包围所述显示区域的边框区域，所述显示装置的特征在于，在所述边框区域形成有第一堤栏和第二堤栏，所述第一堤栏规定所述有机绝缘膜的端部，所述第二堤栏包围所述第一堤栏，所述下层绝缘膜具有：第一下层绝缘膜，其覆盖所述发光元件层及所述第一堤栏；以及第二下层绝缘膜，其层叠在所述第一下层绝缘膜上，并且对所述墨水材料具有比所述第一下层绝缘膜更高的亲液性，所述第一下层绝缘膜在俯视时在所述第一堤栏与所述第二堤栏之间从所述第二下层绝缘膜露出，并且露出的所述第一下层绝缘膜的端部设置在比所述第二堤栏更靠所述显示区域的相反侧，所述第二下层绝缘膜的端部在俯视时设置在所述第一堤栏与所述第二堤栏之间。
64.在方式2的显示装置中，所述第二下层绝缘膜的端部在俯视时与所述第一堤栏重叠。
65.在方式3的显示装置中，所述第一下层绝缘膜的接触角为18
°
以上。
66.在方式4的显示装置中，所述第二下层绝缘膜的接触角为5
°
以下。
67.在方式5的显示装置中，所述第一下层绝缘膜含有sin，所述第二下层绝缘膜含有sio、sicn、sioc和siocn中的至少一种。
68.在方式6的显示装置中，所述下层绝缘膜和所述上层绝缘膜是无机绝缘膜。
69.在方式7的显示装置中，所述有机绝缘膜包括丙烯酸树脂、环氧树脂和硅树脂中的至少一种。
70.方式8的显示装置的制造方法，该显示装置依次层叠有基板、具有薄膜晶体管和无机绝缘膜的薄膜晶体管层、发光元件层和密封层，所述密封层具有下层绝缘膜、含有固化的墨水材料的有机绝缘膜和上层绝缘膜，所述显示装置包括：设置有像素的显示区域；以及包围所述显示区域的边框区域，所述制造方法的特征在于，所述下层绝缘膜包括：对所述墨水材料具有疏液性的第一下层绝缘膜；以及对所述墨水材料具有亲液性的第二下层绝缘膜，所述制造方法包括：堤栏形成工序，在所述边框区域形成规定所述有机绝缘膜的端部的第一堤栏和包围所述第一堤栏的第二堤栏；第一下层绝缘膜形成工序，以覆盖所述发光元件层及所述第一堤栏和所述第二堤栏的方式形成所述第一下层绝缘膜；以及第二下层绝缘膜形成工序，在所述第二下层绝缘膜形成工序中，以在所述第一堤栏与所述第二堤栏之间设置端部的方式，在所述第一下层绝缘膜上形成所述第二下层绝缘膜。
71.在方式9的显示装置的制造方法中，所述第一下层绝缘膜形成工序通过具有第一开口的第一掩模形成所述第一下层绝缘膜，所述第二下层绝缘膜形成工序通过具有第二开口的第二掩模形成所述第二下层绝缘膜，所述第二开口的尺寸与所述第一开口的尺寸不同。
72.在方式10的显示装置的制造方法中，所述第二下层绝缘膜的端部在俯视时与所述第一堤栏重叠。
73.在方式11的显示装置的制造方法中，所述第一下层绝缘膜的接触角为18
°
以上。
74.在方式12的显示装置的制造方法中，所述第二下层绝缘膜的接触角为5
°
以下。
75.在方式13的显示装置的制造方法中，所述第一下层绝缘膜含有sin，所述第二下层绝缘膜含有sio、sicn、sioc以及sicn中的至少一种。
76.在方式14的显示装置的制造方法中，所述下层绝缘膜和所述上层绝缘膜是无机绝缘膜。
77.在方式15的显示装置的制造方法中，所述有机绝缘膜包括丙烯酸树脂、环氧树脂和硅树脂中的至少一种。
78.本发明不限于上述的各实施方式，能够在权利要求所示的范围内进行各种变更，对于适当组合在不同的实施方式中分别公开的技术手段而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。而且，通过组合各实施方式分别公开的技术手段，能够形成新的技术特征。附图标记说明
79.1：显示装置2：像素11：基板12：薄膜晶体管层20：电路部22、23、24：无机绝缘膜25：薄膜晶体管30：发光元件层41：第一堤栏43：第二堤栏50：密封层51：下层绝缘膜51a：第一下层绝缘膜51b：第二下层绝缘膜52：有机绝缘膜53：上层绝缘膜da：显示区域na：边框区域e1：有机绝缘膜的端部e2：第二下层绝缘膜的端部e3：第一下层绝缘膜的端部