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发光装置、发光装置的制造方法、以及电子设备

阅读:739发布:2023-02-10

专利汇可以提供发光装置、发光装置的制造方法、以及电子设备专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种发光装置(1),在基体(200)上具有:多个第1 电极 (23)、具有对应于第1电极(23)的形成 位置 的多个开口部(221a)的隔壁(221)、分别配置在开口部(221a)的有机功能层(60)、 覆盖 隔壁(221)及有机功能层(60)的第2电极(50)、覆盖第2电极(50)的同时形成有平坦的上表面的有机 缓冲层 (210)、和覆盖有机缓冲层(210)的气体阻挡层(30)、和中间保护层(212),其中,所述保护层(212)配置在有机缓冲层(210)和气体阻挡层(30)之间,其 弹性模量 比有机缓冲层(210)大且比气体阻挡层(30)小。由此提供抑制了因气体阻挡层的剥离或裂缝而导致 水 分进入的发光装置。,下面是发光装置、发光装置的制造方法、以及电子设备专利的具体信息内容。

1.一种发光装置,其特征在于,
在基体上,具有:
多个第1电极
具有与所述第1电极的形成位置对应的多个开口部的隔壁;
配置于各个所述开口部的有机功能层;
覆盖所述隔壁及所述有机功能层的第2电极;
覆盖所述第2电极的有机缓冲层
覆盖所述有机缓冲层的气体阻挡层;和
中间保护层,其配置在所述有机缓冲层和气体阻挡层之间,弹性模量 比所述有机缓冲层大且比所述气体阻挡层小。
2.根据权利要求1所述的发光装置,其特征在于,
所述中间保护层至少覆盖所述有机缓冲层的外周区域。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置,其特征在于,
所述中间保护层以覆盖所述有机缓冲层的图案及其周围的方式被延 伸配置。
4.根据权利要求1或2所述的发光装置,其特征在于,
具有覆盖所述第2电极的电极保护层,所述有机缓冲层覆盖所述电极 保护层。
5.根据权利要求1或2所述的发光装置,其特征在于,
所述气体阻挡层以覆盖所述中间保护层的图案及其周围的方式被延 伸配置。
6.根据权利要求1或2所述的发光装置,其特征在于,
具有覆盖所述气体阻挡层的保护层。
7.根据权利要求1或2所述的发光装置,其特征在于,
所述有机缓冲层的在端部的接触形成为45°以下。
8.根据权利要求1或2所述的发光装置,其特征在于,
所述中间保护层由金属氟化物构成。
9.根据权利要求8所述的发光装置,其特征在于,
所述金属氟化物是氟化锂或氟化钠。
10.根据权利要求1或2所述的发光装置,其特征在于,
所述中间保护层由构成。
11.根据权利要求1或2所述的发光装置,其特征在于,
所述中间保护层由弹性模量为10~100GPa的材料构成。
12.根据权利要求1或2所述的发光装置,其特征在于,
所述有机缓冲层由环树脂构成。
13.一种发光装置,其特征在于,
在基体上,具有:
多个第1电极;
具有与所述第1电极的形成位置对应的多个开口部的隔壁;
配置于各个所述开口部的有机功能层;
覆盖所述隔壁及所述有机功能层的第2电极;
覆盖所述第2电极的同时形成有平坦的上表面的有机缓冲层;
覆盖所述有机缓冲层的第1气体阻挡层及第2气体阻挡层;和
中间保护层,其配置在所述第1气体阻挡层和所述第2气体阻挡层之 间,弹性模量比所述有机缓冲层大且比所述气体阻挡层小。
14.根据权利要求13所述的发光装置,其特征在于,
以与所述有机缓冲层的外周区域对应的方式配置所述中间保护层。
15.根据权利要求13或14所述的发光装置,其特征在于,
所述第1气体阻挡层以覆盖所述有机缓冲层的图案及其周围的方式被 延伸配置,所述中间保护层以覆盖所述有机缓冲层的图案及其周围的方式 被延伸配置。
16.根据权利要求13或14所述的发光装置,其特征在于,
所述第2气体阻挡层以覆盖所述中间保护层的图案及其周围的方式被 延伸配置。
17.根据权利要求13或14所述的发光装置,其特征在于,
所述第1气体阻挡层和所述第2气体阻挡层是以在所述基体的外周部 接触的方式被配置。
18.根据权利要求13或14所述的发光装置,其特征在于,
所述有机缓冲层的在端部的接触角形成为45°以下。
19.根据权利要求13或14所述的发光装置,其特征在于,
所述中间保护层由金属氟化物构成。
20.根据权利要求19所述的发光装置,其特征在于,
所述金属氟化物是氟化锂或氟化钠。
21.根据权利要求13或14所述的发光装置,其特征在于,
所述中间保护层由铝构成。
22.根据权利要求13或14所述的发光装置,其特征在于,
所述中间保护层由弹性模量为10~100GPa的材料构成。
23.根据权利要求13或14所述的发光装置,其特征在于,
所述有机缓冲层由环氧树脂构成。
24.一种发光装置的制造方法,其特征在于,包括:
在基体上,
形成多个第1电极的工序;
形成具有与所述第1电极的形成位置对应的多个开口部的隔壁的工 序;
形成配置于各个所述开口部的有机功能层的工序;
形成覆盖所述隔壁及所述有机功能层的第2电极的工序;
形成覆盖所述第2电极的同时形成有平坦的上表面的有机缓冲层的工 序;
形成至少覆盖所述有机缓冲层的外周区域的中间保护层的工序;
形成覆盖所述中间保护层或所述中间保护层及所述有机缓冲层的气 体阻挡层的工序,
其中,所述中间保护层的弹性模量比所述有机缓冲层大且比所述气体 阻挡层小。
25.一种发光装置的制造方法,其特征在于,包括:
在基体上,
形成多个第1电极的工序;
形成具有与所述第1电极的形成位置对应的多个开口部的隔壁的工 序;
形成配置于各个所述开口部的有机功能层的工序;
形成覆盖所述隔壁及所述有机功能层的第2电极的工序;
形成覆盖所述第2电极的同时形成有平坦的上表面的有机缓冲层的工 序;
形成覆盖所述有机缓冲层的第1气体阻挡层的工序;
形成中间保护层的工序,其中,所述中间保护层是,覆盖所述第1气 体阻挡层上的与所述有机缓冲层的至少外周区域对应的区域,同时,其弹 性模量比所述有机缓冲层大且比所述第1气体阻挡层小;
形成覆盖所述中间保护层或所述中间保护层及所述第1气体阻挡层的 所述第2气体阻挡层的工序。
26.根据权利要求24或25所述的发光装置的制造方法,其特征在于,
所述中间保护层由弹性模量为10~100GPa的材料构成。
27.根据权利要求24或25所述的发光装置的制造方法,其特征在于,
所述有机缓冲层由环氧树脂构成。
28.根据权利要求24或25所述的发光装置的制造方法,其特征在于,
利用减压气氛下的丝网印刷法配置所述有机缓冲层。
29.一种电子设备,其特征在于,
具有根据权利要求1至权利要求23中的任何一项所述的发光装置。

说明书全文

技术领域

发明涉及发光装置及其制造方法、以及具有该发光装置的电子设 备。

背景技术

近年来,随着信息机器等的多样化等,对于消耗电少且轻量化的平 面显示装置的需求越来越高。作为这样的平板显示装置,知道的有,具有 发光层的有机EL装置。这样的有机EL装置一般是在阳极阴极之间具有 发光层的结构。进而,为了提高空穴注入性,建议的有,在阳极和发光层 之间配置了空穴注入层的结构、或在发光层和阴极之间配置了电子注入层 的结构。
使用在有机EL装置的发光层、空穴注入层、电子注入层的材料,多 与大气中的分反应且易于劣化。如果这些层劣化,则在有机EL装置上 形成所谓黑点的非发光区域,作为发光元件,其寿命变短。从而,在这样 的有机EL装置中,抑制来自水分或等的影响成为课题。
为了解决这样的课题,一般采用的是,在有机EL装置的基板上粘接 由玻璃或金属构成的密封部件,由此来防止水分或氧的进入。但是,伴随 显示器的大型化及薄型化/轻量化,仅仅由粘接的密封部件就很难防止水 分或氧的进入。另外,为充分确保伴随大型化而形成驱动元件或配线的面 积,建议了使用从密封部件侧取出光的顶部发光( emission)结构的 必要性。为了实现这样的需求,寻求的是  使用了透明、轻量、且耐强度 性优越的薄膜的密封结构。
因此,近年来,为了应对显示装置的大型化及轻薄化、使用的有  叫 做薄膜密封的技术(例如,专利文献1~4)所述薄膜密封通过高密度等 离子成膜法(例如离子电法、ECR等离子溅射法、ECR等离子CVD、表 面波等离子CVD、ICP—CVD等)将透明且具有优越的阻气(gas barrier) 性的氮化物、硅氧化物、陶瓷等的薄膜作为气体阻挡层形成在发光元件 上。根据这样的技术,能够防止水分进入发光元件中。
【专利文献1】特开平9—185994号公报
【专利文献2】特开2001—284041号公报
【专利文献3】特开2000—223264号公报
【专利文献4】特开2003—17244号公报
然而,即使在采用这样的技术的情况下,也不能防止水从外部进入, 不能得到充分的发光特性或发光寿命。尤其确认了以下实事,即,在气体 阻挡层的外周部或由隔壁分离像素形成的阶梯部,会产生剥离或裂缝,进 而水会从那里进入。
因而,通过在气体阻挡层的下层侧配置具有大致平坦的上表面的有机 缓冲层,能够防止在气体阻挡层上产生裂缝。即,能够通过该有机缓冲层 缓冲基板的翘起或体积膨胀引起的应力。进而,通过大致平坦化有机缓冲 层的上面,使配置在有机缓冲层的上面的气体阻挡层也被平坦化,因此, 气体阻挡层上应力集中的部位不存在,从而,能够防止裂缝。
然而,在有机缓冲层发生热变形(膨胀或收缩)时,由于在气体阻挡 层上产生裂缝,因此,存在不能完全防止水分从外部进入的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述的情况做成的,其目的在于提供抑制了由气体阻挡 层的剥离或裂缝导致水分进入的发光装置及其制造方法、以及电子设备。
在本发明的发光装置、发光装置的制造方法、以及电子设备中,为了 解决上述问题而采用了以下的方法。
一种发光装置,其特征在于,在基体上,具有:多个第1电极;具有 与所述第1电极的形成位置对应的多个开口部的隔壁;配置于各个所述开 口部的有机功能层;覆盖所述隔壁及所述有机功能层的第2电极;覆盖所 述第2电极的有机缓冲层;覆盖所述有机缓冲层的气体阻挡层;和中间保 护层,其配置在所述有机缓冲层和气体阻挡层之间,弹性模量比所述有机 缓冲层大且比所述气体阻挡层小。
根据本发明可知,即使将有机缓冲层设成热变形(膨胀及收缩),也 由于在气体阻挡层之间配置有中间保护层,因此,有机缓冲层的变形的影 响不直接传达到气体阻挡层,从而,能够防止在气体阻挡层发生裂缝等缺 陷。尤其,在覆盖有机缓冲层的图案端面周边的气体阻挡层上容易发生裂 缝等缺陷,因此,通过在该区域上配置中间保护层,能够防止在气体阻挡 层上发生裂缝等缺陷发生。
另外,通过使所述中间保护层至少覆盖所述有机缓冲层的外周区域, 由于覆盖有机缓冲层的图案的端面周边的气体阻挡层上容易发生裂缝等 缺陷,因此,通过在该区域配置中间保护层,能够有效防止在气体阻挡层 上裂缝等缺陷发生。
另外,通过以延伸覆盖所述有机缓冲层的图案及其周围的方式配置所 述中间保护层,能够有效防止水分从有机缓冲层的图案的端面附近进入有 机缓冲层。
另外,通过具有覆盖所述第2电极的电极保护层,能够防止在制造工 序时第2电极的腐蚀或破损。
另外,通过以延伸覆盖所述中间保护层的图案及所述中间保护层的周 围的方式配置所述气体阻挡层,能够保护中间保护层及有机缓冲层免受外 部的水分的影响。
另外,通过具有覆盖所述气体阻挡层的保护层,能够保护气体阻挡层 免受来自外部的机械冲击的影响。
另外,通过将所述有机缓冲层的在端部的接触形成为45°以下,缓 和有机缓冲层的热变形(膨胀及收缩)对气体阻挡层的影响,因此,能够 大幅度降低在气体阻挡层上发生裂缝等缺陷的可能性。
例如,作为所述中间保护层,可以由金属氟化物形成。尤其,适宜由 氟化锂或氟化钠形成。
进而,作为所述中间保护层,可以由以为代表的金属形成。
另外,通过将所述中间保护层由弹性模量为10~100GPa的材料构成, 能够良好地缓和有机缓冲层的变形的影响。
另外,通过将所述有机缓冲层由环氧树脂构成,能够形成良好的缓冲 层。
一种发光装置,其特征在于,在基体上,具有:多个第1电极;具有 与所述第1电极的形成位置对应的多个开口部的隔壁;配置于各个所述开 口部的有机功能层;覆盖所述隔壁及所述有机功能层的第2电极;覆盖所 述第2电极的同时形成有平坦的上表面的有机缓冲层;覆盖所述有机缓冲 层的第1气体阻挡层及第2气体阻挡层;和中间保护层,其配置在所述第 1气体阻挡层和所述第2气体阻挡层之间,弹性模量比所述有机缓冲层大 且比所述气体阻挡层小。
根据本发明可知,即使将有机缓冲层设成热变形(膨胀及收缩),也 由于在气体阻挡层之间配置有中间保护层,因此,有机缓冲层的变形的影 响不直接传达到气体阻挡层,从而,能够防止在气体阻挡层发生裂缝等缺 陷。尤其,在覆盖有机缓冲层的图案端面周边的气体阻挡层上容易发生裂 缝等缺陷,因此,通过在该区域上配置中间保护层,能够防止在气体阻挡 层上发生裂缝等缺陷发生。
另外,通过以对应于所述有机缓冲层的外周区域的方式配置所述中间 保护层,由于覆盖有机缓冲层的图案的端面周边的气体阻挡层上容易发生 裂缝等缺陷,因此,通过在该区域配置中间保护层,能够有效防止在气体 阻挡层上裂缝等缺陷发生。
另外,通过以延伸覆盖所述有机缓冲层的图案及其周围的方式配置所 述第1气体阻挡层,以延设覆盖所述有机缓冲层的图案及其周围的方式配 置所述中间保护层,能够有效防止水分从中间保护层及第1气体阻挡层进 入有机缓冲层。
另外,通过以延伸覆盖所述中间保护层的图案及所述中间保护层的周 围的方式配置所述第2气体阻挡层,能够更可靠防止水分进入有机缓冲层。
另外,通过以在所述基体的外周部进行接触的方式配置所述第1气体 阻挡层和所述第2气体阻挡层,能够可靠防止水分进入中间保护层。
另外,通过将所述有机缓冲层的在端部的接触角形成为45°以下,缓 和有机缓冲层的热变形(膨胀及收缩)对气体阻挡层的影响,因此,能够 大幅度降低在气体阻挡层上发生裂缝等缺陷的可能性。
例如,作为所述中间保护层,可以由金属氟化物形成。尤其,适宜由 氟化锂或氟化钠形成。
进而,作为所述中间保护层,可以由以铝为代表的金属形成。
另外,通过将所述中间保护层由弹性模量为10~100GPa的材料构成, 能够良好地缓和有机缓冲层的变形的影响。
另外,通过将所述有机缓冲层由环氧树脂构成,能够形成良好的缓冲 层。
一种发光装置的制造方法,其特征在于,包括,在基体上:形成多个 第1电极的工序;形成具有与所述第1电极的形成位置对应的多个开口部 的隔壁的工序;形成配置于各个所述开口部的有机功能层的工序;形成覆 盖所述隔壁及所述有机功能层的第2电极的工序;形成覆盖所述第2电极 的同时形成有平坦的上表面的有机缓冲层的工序;形成中间保护层的工 序,其中,所述中间保护层是,至少覆盖所述有机缓冲层的外周区域,同 时,其弹性模量比所述有机缓冲层大且比所述气体阻挡层小;和形成覆盖 所述中间保护层及/或所述有机缓冲层的气体阻挡层的工序。
根据本发明可知,即使将有机缓冲层设成热变形(膨胀及收缩),也 由于在气体阻挡层之间配置有中间保护层,因此,有机缓冲层的变形的影 响不直接传达到气体阻挡层,从而,能够防止在气体阻挡层发生裂缝等缺 陷。尤其,在覆盖有机缓冲层的图案端面周边的气体阻挡层上容易发生裂 缝等缺陷,因此,通过在该区域上配置中间保护层,能够防止在气体阻挡 层上发生裂缝等缺陷发生。
一种发光装置的制造方法,其特征在于,包括,在基体上:形成多个 第1电极的工序;形成具有与所述第1电极的形成位置对应的多个开口部 的隔壁的工序;形成配置于各个所述开口部的有机功能层的工序;形成覆 盖所述隔壁及所述有机功能层的第2电极的工序;形成覆盖所述第2电极 的同时形成有平坦的上表面的有机缓冲层的工序;形成覆盖所述有机缓冲 层的第1气体阻挡层的工序;形成中间保护层的工序,其中,所述中间保 护层是,覆盖所述第1气体阻挡层上的与所述有机缓冲层的至少外周区域 对应的区域,同时,其弹性模量比所述有机缓冲层大且比所述第1气体阻 挡层小;形成覆盖所述中间保护层及/或所述第1气体阻挡层的所述第2 气体阻挡层的工序。
根据本发明可知,即使将有机缓冲层设成热变形(膨胀及收缩),也 由于在气体阻挡层之间配置有中间保护层,因此,有机缓冲层的变形的影 响不直接传达到气体阻挡层,从而,能够防止在气体阻挡层发生裂缝等缺 陷。尤其,在覆盖有机缓冲层的图案端面周边的气体阻挡层上容易发生裂 缝等缺陷,因此,通过在该区域上配置中间保护层,能够防止在气体阻挡 层上发生裂缝等缺陷发生。
另外,通过将所述中间保护层由弹性模量为10~100GPa的材料构成, 能够良好地缓和有机缓冲层的变形的影响。
另外,通过将所述有机缓冲层由环氧树脂构成,能够形成良好的缓冲 层。
通过减压气氛下的丝网印刷法配置所述有机缓冲层,能够从有机缓冲 层排出水分,另外能够防止气泡的混入。
电子设备具有上述发光装置。根据该发明可知,由于水分几乎不能进 入有机功能层,因此,抑制有机缓冲层的劣化,从而,能够得到具有长寿 命的显示部的电子设备。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的EL显示装置1的配线构造的图。
图2是表示EL显示装置2的构成的示意图。
图3是沿图2中的A—B线的剖视图。
图4是沿图2中的C—D线的剖视图。
图5是表示有机缓冲层210的端部(外周区域)的放大图。
图6是按工序顺序表示EL显示装置1的制造方法的图。
图7是表示图6之后接下来的工序的图。
图8是按工序顺序表示丝网印刷法的图。
图9是表示EL显示装置1的变形例的剖视图。
图10是表示有机缓冲层210的端部(外周区域)的放大图。
图11是表示本发明的第2实施方式的EL显示装置2的剖面构造的示 意图。
图12是表示有机缓冲层210的端部(外周区域)的放大图。
图13是表示在设置中间保护层212的情况下不妥善情况是否发生的 图。
图14是表示中间保护层212的变形例的剖视图。
图15是表示中间保护层212的变形例的剖视图。
图16是表示本发明的实施方式的电子设备的图。
图中,1,2—EL装置(发光装置)、23—像素电极(第1电极)、30 —气体阻挡层、31—第1气体阻挡层、32—第2气体阻挡层、50—阴极(第 2电极)、55—阴极保护层(电极保护层)、60—发光层(有机功能层)、200 —基体、210—有机缓冲层、212—中间保护层、221—有机隔壁层(隔壁)、 221a—开口部、1000—移动电话(电子设备)、1100—表(电子设备)、1200 —信息处理装置(电子设备)、1300—薄型大画面电视(电子设备)、1001, 1101,1206,1306—显示部(发光装置)。

具体实施方式

以下,参照图面对本发明的发光装置、发光装置的制造方法、以及电 子设备进行说明。还有,作为发光装置,对使用了有机功能材料的一个例 子有机场致发光(Electro Luminesence:EL)材料的EL显示装置进行说 明。
(第1实施方式)
图1是表示本发明的第1实施方式的EL显示装置1的配线构造的图。
EL显示装置1是作为开关元件使用了薄膜晶体管(Thin Film Transistor,以下简称为TFT)的有源矩阵型的EL显示装置。
还有,在以下的说明中,为了能够识别构成EL显示装置1的各部位 或各层膜,将各个比例尺设为不相同。
EL显示装置(发光装置)1中,如图1所示,多个扫描线101、和在 与各扫描线101垂直交叉的方向上延伸的多个信号线102、和与各信号线 并排延伸的多个电源线103,分别进行了配线,同时,在扫描线101和信 号线102的各交点附近设置有像素区域X。
信号线102,与具有移位寄存器、电平移位器、视频线及模拟开关的 数据线驱动电路100连接。另外,扫描线101,与具有移位寄存器及电平 移位器的扫描线驱动电路80连接。
进而,在像素区域X各自上,分别设置有使扫描信号经由扫描线101 被供给到栅极的开关用TFT112、保持经由该开关用TFT112而从信号线102 供给来的像素信号的保持电容113、将由该保持电容113保持的像素信号 供给到栅极的驱动用TFT123、在经由该驱动用TFT123电连接在电源线103 时驱动电流从该电源线103流入的像素电极(第1电极)23、和夹在该像 素电极23和阴极(第2电极)50之间的功能层110。由像素电极23和阴 极50和功能层110,构成发光元件(有机EL元件)。
根据该EL显示装置1可知,如果扫描线101被驱动且开关用TFT112 成为打开状态,则此时信号线102的电位被保持电容113保持,并根据该 保持电容113的状态,确定驱动用TFT123的打开·关闭状态。还有,电 流经由驱动用TFT123的沟道(channe1),从电源线103流到像素电极23, 电流进而经由功能层110流到阴极50。功能层110根据流过它们的电流量 发光。
其次,参照图2~图5对EL显示装置1的具体的构成进行说明。
EL显示装置是有源矩阵型,在构成上具有:如图2所示地具有电绝缘 性的基板20、将连接在开关用TFT(未图示)的像素电极以矩阵状配置在 基板20上而构成的像素电极区域(未图示)、配置在像素电极区域的周围 的同时连接在各像素电极的电源线(未图示)、和至少位于像素电极区域 上的在俯视观察时为大致矩形的像素部3(图2中的一点划线框内)。
还有,在本发明中,将基板20、和后述的形成在其上的开关用TFT 或各种电路、以及层间绝缘膜等统称为基体200(参照图3、图4)。
像素部3划分为中央部分的实际显示区域4(图2中的二点划线框内)、 和配置在实际显示区域4的周围的虚拟区域5(一点划线及二点划线之间 的区域)。
在实际显示区域4上,将分别具有像素电极的显示区域R、G、B分别 在A—B方向及C—D方向上隔开而配置为矩阵状。
另外,在实际显示区域4的图2中的两侧,配置有扫描线驱动电路80。 这些扫描线驱动电路80配置在虚拟区域5的下侧。
进而,在实际显示区域4的图2中的上侧,配置有验证电路90。该验 证电路90是验证EL显示装置1的运行状态的电路,例如,具有将验证结 果向外部输出的验证信息输出机构(未图示),在构成上能够对制造过程 或出厂时的显示装置的品质、缺陷进行验证。还有,该验证电路90也配 置在虚拟区域5的下侧。
扫描线驱动电路80及验证电路90在构成上为其驱动电压从规定的电 源部经由驱动电压导通部310(参照图3)及驱动电源导通部340(参照图 4)施加。另外,从控制该EL显示装置1的运行的规定的主驱动器等,经 由驱动控制信号导通部320(参照图3)及驱动电压导通部350(参照图4), 向这些扫描线驱动电路80及验证电路90的发送驱动控制信号及施加驱动 电压。还有,所谓这种情况下的驱动控制信号,是指来自主驱动器等的指 令信号,该指令信号与输出扫描线驱动电路80及验证电路90的信号时的 控制相关。
另外,EL显示装置1,如图3、图4所示,在基体200上,形成多个 具有像素电极23、发光层60、和阴极50的发光元件(有机EL元件),进 而覆盖它们形成有有机缓冲层210、中间保护层212、气体阻挡层30等。
还有,作为发光层60,具有代表性的是发光层(场致发光层),具有 空穴注入层、空穴输送层、电子注入层、电子输送层等的载流子注入层或 载流子输送层。进而,也可以具有空穴阻止(Hole blocking)层、电子 阻止层。
作为构成基体200的基板20,在所谓的场致发光型的EL显示装置的 情况下,是取出从该基板20的相对向侧即气体阻挡层30侧发出的光的构 成,因此,可以使用透明基板及非透明基板中的任何一个。作为非透明基 板,实施了表面氧化等绝缘处理的,例如,氧化铝等陶瓷、不锈等金属 片,还可以列举热硬化性树脂或热可塑性树脂,进而列举其薄膜(塑料薄 膜)等。
另外,在所谓的底部发光(Bottom Emission)型EL显示装置的情况 下,是取出从基板20侧发出的光的构成,因此,作为基板20,采用透明 或半透明物。可以列举例如,玻璃、石英、树脂(塑料、塑料膜)等,尤 其适宜使用玻璃基板。还有,在本实施方式中,设成取出从气体阻挡层30 侧发出的光的顶部发光(Top Emission)型,从而,作为基板20,使用上 述的非透明基板,例如,非透明的塑料膜等。
另外,在基板20上,形成有包含用于驱动像素电极23的驱动用TFT123 等的电路部11,在其上设置有多个发光元件(有机EL元件)。发光元件顺 次形成作为阳极发挥功能的像素电极23、注入/输送来自该像素电极23 的空穴的空穴输送层70、具有有机EL材料的发光层60、和阴极50而构 成。
在这样的构成的基础上,发光元件通过在该发光层60上,从空穴输 送层70注入的空穴和来自阴极50的电子结合而发光。
由于像素电极23在本实施方式中为顶部发光型,因此,不需要透明, 从而,通过适宜的导电材料形成像素电极23即可。
作为空穴输送层70的形成材料,可以使用例如,聚噻吩 (Polythiophene)衍生物、聚吡咯衍生物等、或它们的掺杂体。具体来 说,3,4—聚乙烯二氧噻吩/聚乙烯磺酸(PEDOT/PSS)的分散液,即, 将3,4—聚乙烯二氧噻吩分散在作为分散介质的聚乙烯磺酸,进而能够使 用将这分散在水中的分散液等,形成空穴输送层70。
作为形成发光层60的材料,可以使用能够发出荧光磷光的公知的 发光材料。具体来说,适宜使用(聚)芴(Fluorene)衍生物(PF)、(聚) 对苯撑乙烯衍生物(PPV)、聚苯衍生物(PP)、聚对苯衍生物(PPP)、聚 乙烯基咔唑(PVK)、聚噻吩衍生物、聚甲基苯基硅烷(PMPS)等聚硅烷 (Polysilane)类等。
另外,这些高分子材料可以使用紫苏烯(Perillene)类色素、香豆 素(Coumarin)类色素、若单明(Rhodamine)类色素等高分子类材料、 或也可以掺杂红荧烯(Rubrene)、紫苏烯、9,10—二苯蒽、四苯丁二烯、 尼罗红(Nile Red)、香豆素6、喹吖等低分子材料而使用。
还有,也可以取而代之上述的高分子材料,使用以往公知的低分子材 料。
另外,也可以根据需要,在这样的发光层60上形成电子注入层。
另外,所谓本实施方式中的空穴输送层70和发光层60,如图3、图4 所示,配置在基体200上由形成为格子状的亲液性控制层25(未图示)和 有机隔壁层(隔壁)221包围,而由此所被包围的空穴输送层70及发光层 60作为构成单一的发光元件(有机EL元件)的元件层。
还有,有机隔壁层221的开口部221a的各壁面与基体200的表面所 成角度为100度以上到170度以下。之所以设为这样的角度,是为了在通 过湿式制程(Wet Process)形成发光层60时,易于配置在开口部221a 内。
阴极50,如图2~图4所示,具有比实际显示区域4及虚拟区域5的 总面积大的面积,以能够分别覆盖它们,因此,以覆盖发光层发60和有 机隔壁层221的上面、加之覆盖形成有机隔壁层221的外侧部的壁面的状 态形成在基体200上。还有,阴极50,如图4所示地在有机隔壁层221 的外侧与形成在基体200的外周部的阴极用配线202连接。该阴极用配线 202与挠性基板203连接,由此,阴极50经由阴极用配线202与挠性基板 203上的未图示的驱动IC(驱动电路)连接。
作为形成阴极50的材料,由于在本实施方式中为顶部发光型,因此, 需要透光性,从而,使用透明导电材料。作为透明导电材料,ITO(Indium Tin Oxide:铟氧化物)为适宜,除此之外,还可以使用例如,氧化铟·氧 化锌类非晶型透明导电膜(Indium Zinc Oxide:IZO/アイ·ゼツト·オ —(注册商标))等。还有,在本实施方式中使用ITO。
另外,阴极50,适宜使用电子注入效果大的材料,例如,或镁、钠、 锂金属、或这些金属化合物。作为金属化合物,符合的是,氟化钙等金属 氟化物或氧化钠等金属氧化物、乙酰丙酮钙等有机配位化合物。另外,由 于仅仅这些材料,电阻就大,不能作为电极发挥功能,因此,可以使铝或 金、等金属层在隔壁上的非像素区域形成图案,或者也可以组合ITO、 氧化锡等透明的金属氧化物导电层和叠层体使用。还有,在本实施方式中, 将氟化锂和镁—银合金、ITO的叠层体调整为能获得透明性的膜厚使用。
在阴极50的上层部,如图3、图4所示,形成有阴极保护层(电极保 护层)55。为防止在形成有机缓冲层210时有机溶剂或残留水分导致制造 工序时阴极50腐蚀或损坏而设置该阴极保护层55。
阴极保护层55出于透明性、致密性、耐水性、阻气性的考虑,优选 的是,通过致密且高弹性比率的硅氧氮化物等含有氮的硅化合物、或氧化 等金属化合物等无机化合物形成。作为形成阴极保护层55的材料的弹 性模量,优选的是,100GPa以上。
另外,作为阴极保护层55的形成方法,可使用ECR溅射法或离子电 镀法等高密度成膜法。还有,阴极保护层55的膜厚,为了防止产生裂缝, 优选的是,200nm以下,尤其优选的是,30~100nm。
还有,将阴极保护层55形成为30nm到100nm左右的厚度,使之以接 触基体200的外周部的绝缘层284的方式覆盖阴极。
在阴极保护层55的上层部,如图2~图4所示,以具有比有机隔壁层 221还宽的范围且覆盖阴极50的状态设置有机缓冲层210。还有,有机缓 冲层210可以覆盖形成在像素部3上的阴极50,也可以进而覆盖形成在基 体200的外周部的阴极用配线202上的阴极50,任何一种情况都可。
有机缓冲层210由于有机隔壁层221的形状的影响,配置为能填埋形 成为凹凸状的阴极50的凹凸部分,进而,其上面形成为大致平坦面。有 机缓冲层210具有缓冲基体200翘起或体积膨胀引起的应力,且防止阴极 50从有机隔壁层221不稳定地被剥离的功能。另外,有机缓冲层210的上 面被大致平坦化,因此,形成在有机缓冲层210的由硬的被膜构成的气体 阻挡层30也被平坦化,故,应力集中的部位不存在,由此,防止气体阻 挡层30上产生裂缝。
作为有机缓冲层210硬化前的原料主要成分,为了在减压真空下印刷 而形成,应为具有优越的流动性,且没有溶剂成分,且都为构成高分子骨 架原料的有机化合物材料,优选的是,使用具有环氧基的分子量为3000 以下的环氧单体/低聚物(单体的定义:分子量为1000以下,低聚物的定 义:分子量为1000~3000)。例如,是双酚A型环氧低聚物或双酚F型环 氧低聚物、酚型环氧低聚物、聚乙二醇二缩水甘油醚、烷基二缩水甘油 醚、3,4—环氧环己烯基甲基—3',4'—环氧环己烯羧酸酯、ε—改性 己内酯、3,4—环氧环己基甲基—3',4'—环氧环己烷羧酸酯等,可单 独或组合多个这些使用。
另外,作为与环氧单体/低聚物反应的硬化剂,可形成电绝缘性或粘 接性优越,且硬度强,韧性大,耐热性优越的硬化被膜的硬化剂为佳,透 明性优越,且硬化不均匀不严重的加聚物类型为佳。优选的是,例如,3 —甲基—1,2,3,6—四氢化苯二甲酸酐、1,2,4,5—苯四羧酸二酐、 3,3',4,4'—二苯甲酮四酸二酐、等酸酐类硬化剂。进而,作为促进 酸酐的反应的反应引发剂,通过添加1,6—己二醇等分子量大且难以挥发 的醇类,使得在低温下易于硬化。这些硬化在60~100℃的范围内进行加 热,从而,该硬化被膜成为具有酯键的高分子。
进而,作为促进酸酐的开环的硬化促进剂,通过添加芳香族胺或醇类 苯酚等分子量比较高的硬化促进剂,使得能在低温且短时间内硬化。
如果使用为缩短硬化时间而经常使用的阳离子放出类型的光致聚合 引发剂,则膜被染色,或由于急剧的硬化收缩而导致应力施加在发光层60 上造成发生剥离等,故不优选,但可以添加作为催化剂的光反应剂或提高 阴极50或气体阻挡层30之间的紧密性的硅烷耦合剂、异氰酸盐化合物等 补水剂、防止硬化时收缩的微粒等添加剂。
这些原料的各个粘度,优选的是,1000mPa·s(室温:25℃)以上。 之所以是因为涂布之后不渗入发光层60中并生成称作黑点的非发光区域。 另外,作为混合这些原料的缓冲层形成材料的粘度为500~20000mPa·s, 尤其优选的是,2000~10000mPa·s(室温)。
另外,作为有机缓冲层210的膜厚,优选的是,3~10μm。如果有机 缓冲层210的膜厚为3μm以上,则即使混入有净化室也难以除去的1μm 以下的杂质的情况下,也能够防止气体阻挡层30的缺陷的发生。
另外,作为硬化后的特性,优选的是,有机缓冲层210的弹性模量为 1~10GPa。之所以是因为在10GPa以上时,不能吸收平坦化有机隔壁层221 的上面时的应力,在10Gpa以下时,耐磨损性或耐热性等不够。
有机缓冲层210的形成,优选的是,在减压真空下使用丝网印刷并涂 布在阴极保护层55上。使掩模接触基体200,用橡皮刷压固,所述掩模在 丝网上用乳剂硬化物将非涂布区域形成为图案,由此,将有机缓冲层形成 材料复制在基体200上(阴极保护层55上)。由于在减压气氛中进行涂布 (复制),因此,能够维持水分少的环境的同时,能够除去在复制时涂布 面上产生的气泡。
还有,作为形成有机缓冲层210的材料,也可以使用具有亲油性且低 吸收性的高分子材料,例如,聚烯类或聚醚类。另外,也可以采用水解 甲基三甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷等烷氧基硅烷而缩合的有机硅聚合体。 另外,也可以采用将丙稀基多元醇或甲基丙稀多元醇、聚乙酯多元醇、聚 乙醚多元醇、聚氨酯多元醇作为主体,与甲苯二异氰酸酯或苯二甲基二异 氰酸酯等二异氰酸酯化合物聚合的高分子衍生物、或双酚类环氧化合物与 二羧酸酐化合物或胺化合物等聚合的高分子衍生物等。
进而,通过使用包含3—氨基丙基三甲氧基硅烷或3—环氧丙氧基丙 基三甲氧基硅烷等硅烷偶合剂等硅化合物的高分子,能够提高与阴极50 或气体阻挡层30等无机材料的界面的粘接性。
另外,在作为形成有机缓冲层210的材料不需要底部发光型等透明性 的情况下,也可以选择使用了与紫外线等反应的光引发剂的材料。尤其, 通过使用紫外线和热硬化,抑制硬化收缩的同时,通过缩短其后加热硬化 时间而提高生产效率。在这种情况下,希望的是,由紫外线吸收材料形成 阴极保护层55,通过将例如,氧化钛或氧化锌、银锡氧化物(ITO)等能 带间隙(Enegy Band Gap)为2~4eV的氧化物半导体材料使用在阴极保 护层的至少一部分,由阴极保护层55吸收透过了有机缓冲层210的紫外 线,由此,防止照射在有机缓冲层210的紫外线对发光层60的不良影响。 另外,防止硬化收缩的微粒等添加剂混入也无妨。
进而,在有机缓冲层210的上层部,如图2~图4所示,形成有中间 保护层212。
作为中间保护层212,弹性模量比气体阻挡层30小,比有机缓冲层 210大。具体来说,可以适宜使用弹性模量为10~100Gpa(1~10(×1010Nm -2))的材料。
优选的是,例如,相比氮化物或氧化物弹性模量小的金属、或氟化化 合物等。尤其可以使用LiF、MgF2等卤化物(弹性模量为15~68GPa)、 Mg(弹性模量为41GPa)、Zn(弹性模量为43GPa)、Al(弹性模量为69GPa)、 Ag(弹性模量为76GPa)、SiO2(弹性模量为94GPa)、(弹性模量为 50GPa)、Sn(弹性模量为)等无机材料。
还有—有机缓冲层210的弹性模量为10GPc以下例如,在通过环氧 树脂形成有机缓冲层210的情况下弹性模量为 。另外,气体阻挡层30的弹性模量为。例如。在由氮化 硅、氧氮化硅形成气体阻挡层30的情况下弹性模量为200~400GPa(20~ 400()。
还有,作为形成中间保护层212的材料,不限于金属,也可以为树脂。 在这种情况下,优选的是,向树脂中添加(包含)填料等微粒213并调节 弹性模量(参照图5)。通过使之含有微粒213,使得形成被膜时或温度变 化时难以发生体积变化,从而,进而能够降低对气体阻挡层30的负担。 还有,作为微粒213,优选的是,有机高分子材料或无机氧化物材料,例 如,聚酯或PMMA(聚甲基丙稀酸甲酯)、二氧化硅或氧化铝。
另外,作为形成中间保护层212的材料,优选的是,采用对有机缓冲 层210和气体阻挡层30保持良好的紧贴性的材料。
还有,优选的是,使中间保护层212至少覆盖有机缓冲层210的外周 区域,进而形成到有机缓冲层210的外侧的区域。之所以是因为有机缓冲 层210的平坦区域使从发光层60发出的光难以透过的同时,覆盖该区域 的气体阻挡层30难以发生裂缝等。即,中间保护层212在有机缓冲层210 的平坦区域具有开口,并形成为只能覆盖有机缓冲层210的外周区域。总 之,在容易发生裂缝等的气体阻挡层30的外周区域的下层配置中间保护 层212。
进而,在中间保护层212的上层部,如图2~图4所示,形成有气体 阻挡层30。
气体阻挡层30用于防止氧或水分进入,因此,由此能够抑制氧或水 分导致阴极50或发光层60劣化等。
另外,气体阻挡层30由例如无机化合物构成,因此,优选的是,通 过硅化合物,尤其耐水性优越的含氮的硅氮化物或硅氧氮化物等形成。进 而,为了遮蔽水蒸气等气体,需要致密且无缺陷的被膜,使用能够在低温 下形成致密的膜的高密度等离子成膜法形成为佳。还有,除了硅化合物之 外,也可以为例如,铝氧化物或氧化钽、氧化钛、进而为其他陶瓷等构成。
气体阻挡层30的弹性模量为100GPa以上,具体来说,优选的是,200~ 250Pa左右。
进而,作为气体阻挡层30,可以为叠层构造,也可以将其组成设成不 均匀,尤其,设成其氧浓度连续或非连续变化的构成。
另外,作为这样的气体阻挡层30的厚度,优选的是,30nm以上,1000nm 以下。尤其,气体阻挡层30的膜厚,优选的是,200~600nm左右。
之所以是因为,如果未满30nm,则存在膜的缺陷或膜厚的不均匀等引 起在局部形成贯通孔并损害阻气性之患,如果超过1000nm,则存在由应力 导致裂开之患。
另外,同样的问题可知,中间保护层212和气体阻挡层30的总膜厚, 优选的是,1000nm以下。
另外,由于在本实施方式中为顶部发光型,因此,需要气体阻挡层30 具有透光性,从而,在本实施方式中,通过适宜调节其材质或膜厚,将可 视光区域的光线透过率设为例如80%以上。
在此,对有机缓冲层210的端部(外周区域)的构造参照图5进行说 明。图5是表示有机缓冲层210的端部(外周区域)的放大图。
有机缓冲层210,构成为在阴极保护层55上形成,在其端部以接触角 α与阴极保护层55的表面接触。在此,接触角α为45°以下,更优选的 是,1°~20°左右。通过这样形成有机缓冲层210,将形成在该有机缓冲 层210的上层的中间保护层212或气体阻挡层30依照有机缓冲层210的 形状形成。由此,气体阻挡层30的端部没有急剧的形状变化,形状平缓 变化,因此,能够防止应力集中而导致的裂缝等的缺陷的发生。
尤其,经由中间保护层212将气体阻挡层30形成在有机缓冲层210 的端部(外周区域)的有机缓冲层210上。即,将中间保护层212配置到 比元件缓冲层210还靠向外侧的区域,进而将气体阻挡层30配置到中间 保护层212还靠向外侧的区域。这样,通过将中间保护层212即气体阻挡 层30配置在有机缓冲层210上,能够更有效防止气体阻挡层30上应力集 中而引起的裂缝等缺陷的发生。另外,通过将气体阻挡层30配置到中间 保护层212的外侧的区域,能够防止中间保护层212接触水分或氧等而劣 化。从而,能够长时间维持密封能力。
返回图3、图4,在气体阻挡层30的上层部,设置有覆盖气体阻挡层 30的保护层204。该保护层204由设置在气体阻挡层30侧的粘接层(树 脂粘接层)205和表面保护基板(保护基板)206构成。
粘接层205在气体阻挡层30上固定有表面保护基板206,且对来自外 部的机械冲击具有缓冲功能,并保护发光层60或气体阻挡层30。通过将 表面保护基板206粘合在该粘接层205,形成保护层204。粘接层205由 例如,氨酯类,丙稀类、环氧类、聚烯烃类等树脂,即,由比表面保护基 板206还柔软且玻璃态化温度低的材料构成的粘接剂形成。另外,优选的 是,透明树脂材料。另外,也可以为通过在低温下硬化而添加了硬化剂的 2种液体混合类型的材料形成粘接层。
还有,优选的是,向这样的粘接层205中添加硅烷偶合剂或烷氧基硅 烷。如果这样做,则所形成的粘接层205和气体阻挡层30之间的密合性 变得更好,从而,对机械冲击缓冲的功能变大。
另外,尤其在由硅化合物形成气体阻挡层30的情况等下,能够通过 硅烷偶合剂或烷氧基硅烷提高与该气体阻挡层30之间的密合性,从而, 能够提高气体阻挡层30的阻气性。
表面保护基板206设置在粘接层205上,并构成保护层204的表面侧, 因此,具是有耐压性或耐磨损性、外部光防止反射性、阻气性、紫外线屏 蔽性等功能中的至少一个而构成的层。
表面保护基板206的材质可以采用玻璃、DLC(像钻石的(Diamond like Carbon))层、透明塑料、透明塑料膜。在此,作为塑料材料,可以 采用例如,PET、丙稀(acryl)、聚碳酸酯、聚烯烃等。
进而,也可以在该表面保护基板206上设置紫外线屏蔽/吸收层或光 防止反射层、放热层、透镜、色波长转换层或镜子等光学构造。另外,也 可以设置滤色器功能。
还有,在该例子的EL显示装置中,在顶部发光型的情况下需要将表 面保护基板206、粘接层205一同设为具有透光性,但在设为底部发光型 的情况下则不需要。
其次,参照图6及图7对本实施方式的EL显示装置1的制造方法的 一个例子进行说明。图6及图7所示的各剖视图是对应图2中的A—B线 的剖视图的图。
还有,作为发光装置的EL显示装置1在本实施方式中为顶部发光型, 另外,对于在基板20的表面形成电路部11的工序,与以往的情形相同, 故省略说明。
首先,如图6(a)所示,形成构成像素电极23的导电膜,使之能覆 盖在表面形成有电路部11的基板20的整个面,进而,也可以通过将该透 明导电膜透明化,经由第2层间绝缘层284的接头孔23a形成与漏极244 导通的像素电极23的同时,形成虚拟区域的虚拟图案26。
还有,在图3及图4中,将这些像素电极23、虚拟图案26统称为像 素电极23。虚拟图案26设为不经由第2层间绝缘层284连接在下层的金 属配线的构成。即,虚拟图案26配置为岛状,具有与形成在实际显示区 域的像素电极23的形状大致相同的形状。当然,也可以为与形成在实际 显示区域的像素电极23的形状不相同的构造。还有,在这种情况下,虚 拟图案26还包含至少位于驱动电压导通部310(340)的上方的构成。
其次,如图6(b)所示,在像素电极23、虚拟图案26上以及第2层 间绝缘膜上形成绝缘膜即亲液性控制层25。还有,在像素电极23中,以 局部开口的方式形成示意性控制层25,使得空穴能够从开口部25a(同样 参照图3)的像素电极23开始移动。相反,在未设置开口部25a的虚拟图 案25中,绝缘层(亲液性控制层)25构成空穴移动遮蔽层并不发生空穴 移动。接着,在亲液性控制层25上,在位于不相同的2个像素电极23之 间所形成的凹状部形成为图示的BM(黑矩阵(Black Matrix))。具体来说, 使用金属铬并通过溅射法成膜。
还有,如图6(c)所示,形成有机隔壁层221,使之覆盖亲液性控制 层25的规定位置,具体来说,覆盖上述的BM。作为形成有机隔壁层的具 体的方法,将例如,丙稀酸树脂、聚亚胺树脂等保护膜溶解在溶剂中的溶 液通过旋转涂覆(Spin Coat)法、浸涂(Dip Coat)法等各种涂布法涂 布而形成有机物质层。还有,有机物质层的构成材料,只要是不溶解在后 述的模式溶剂,且通过蚀刻等容易形成图案即可。
进而,通过照相平板印刷(Photolithography)技术、蚀刻技术对有 机物质层形成图案,并在有机物质层形成开口部221a,由此,在开口部 221a形成具有壁面的有机隔壁层221。在此,将形成开口部221a的壁面 与基体200所成的角度形成为110度以上到170度以下。
还有,在这种情况下,有机隔壁层221包含至少位于驱动控制信号导 通部320的上方的构成。
其次,在有机隔壁层221的表面,形成表示亲液性的区域、和表示疏 液性的区域。在本实施方式中,通过等离子处理法形成各区域。具体来说, 等离子处理法由预加热工序、亲墨水化工序、疏墨水化工序、和冷却工序, 所述亲墨水化工序将有机隔壁层221的上面及开口部221a的壁面及像素 电极23的电极面23c、亲液性控制层25的上面分别做成具有亲液性,所 述疏墨水化工序将有机隔壁层221的上面及开口部221a的壁面做成具有 疏液性。
其次,通过空穴输送层形成工序形成空穴输送层70。在该空穴输送层 形成工序中,通过例如,喷墨法等的液滴喷吐法或旋转涂覆法等将空穴收 缩层材料涂布在电极面23c上,之后,进行干燥处理及热处理,并将空穴 输送层70形成在电极23上。
其次,通过发光层形成工序形成发光层60。在该发光层形成工序中, 通过例如喷墨法将发光层形成材料喷吐在空穴输送层70上,之后,进行 干燥处理及热处理,由此,在形成于有机隔壁层221的开口部221a内形 成发光层60。在该发光层形成工序中,作为防止空穴输送层70的再次溶 解而使用在发光层形成材料的溶剂,使用不溶解在空穴输送层70的非极 性溶剂。
其次,如图7(a)所示,通过阴极层形成工序形成阴极50。在该阴 极层形成工序中,通过例如离子电镀法等物理气相成长法将ITO进行成膜 并设为阴极50。此时,该阴极50理所当然形成为覆盖发光层60和有机隔 壁层221的上面,还覆盖形成有机隔壁层221的外侧部的壁面的状态。
其次,在阴极50上,形成由硅化合物构成的阴极保护层55。作为形 成该阴极保护层55的方法,优选的是,使用离子电镀法等物理气相成长 法。
其次,如图7(b)所示,有机缓冲层210由液相法、即湿式工序来形 成。
作为形成有机缓冲层210的方法,可以采用喷墨法、狭缝涂覆(Slit Coat)法、帘式淋涂法、丝网印刷法、凸版印刷法等方法。另外,这些涂 布气氛,优选的是,在100~1000Pa范围的减压气氛下进行涂布,使得不 因气泡而导致发生膜缺陷。
另外,为了使有机缓冲层210同时具有平坦性和图案形成性,涂布时 的粘度,优选的是,100~10000mPa·s。可以适当使用稀释溶剂,但优选 的是,在减压气氛下也不容易挥发,硬化后与主成分交联而高分子化。
进而,通过将上述粘度的材料组合喷墨法、丝网印刷法、凸版印刷法 等形成图案,能够缩小有机缓冲层210的图案的端部与阴极保护层55之 间的接触角α。
有机缓冲层的膜厚目的在于缓和因平坦化和凹凸而产生的应力,因 此,需要设成比隔壁层或像素隔壁的高度厚,优选的是,例如,2~10μm 左右。优选应力不存在的情况,但稍微产生牵引应力也可。膜密度为减小 极性应力而优选弹性模量小且较多孔性膜,0.8~1.8g/cm3为佳。
涂布有机缓冲层210后的干燥为了完全除去膜中的残存水分,在减压 下或干燥氮气氛下以50~80℃的硬化温度下进行干燥。不仅通过加热或硬 化,而且通过使粘度一时下降来得到流动性,提高表面的平坦性,图案周 围的锥度变大,从而,得到目的形状。即,在有机缓冲层210的图案端部, 能够将阴极保护层55和接触角α设为1~20度。为防止其后的吸湿,优 选的是,不返回大气压中,而转移到接下来的中间保护层212的形成工序 中。
在此,对将有机缓冲层210在减压气氛下进行丝网印刷的步骤进行详 细说明。
图8是按工序顺序表示丝网印刷法的图。
丝网印刷法是能够在减压气氛下进行涂布的方法,因此,是一个比较 善于使用中到高粘度的涂布液的方式。尤其,丝网印刷法具有以下优点, 即:由于橡皮刷的加压移动而控制涂布简便,且由于使用丝网而具有膜厚 均匀及图案形成性优越。
最初,如图8A所示,将形成到阴极保护层55的基体200搬入第1基 板搬送室(未图示),将第1基板搬送室内及印刷室(未图示)减压到规 定的压力后,将基体200搬入印刷室内。
还有,如图8B所示,与丝网551对准位置。在此,在丝网551的非 涂布面,形成有包覆不涂布材料的部分的疏液性乳剂硬化物质层551n。
还有,丝网551的图案形状为模形成的结果,所述模将有机缓冲层210 的周围边缘部形成为规定的形状(例如,波浪形状)。
其次,将基体200对齐位置后,保持在平台(Stage)上。作为将基 体200保持在平台上的方法,可以使用例如,真空吸附法。
还有,如图8C所示,作为第1次压力调整工序,在将缓冲层材料滴 定在丝网551上之前,将印刷室内的压力调节为10~1000Pa。
其次,如图8D所示,将硬化前的缓冲层材料K通过分支喷嘴 (Dispenser Nozzle)等滴定规定量在丝网551的一端(乳剂硬化物质 551n)。
缓冲层材料K如上所示地使用环氧单体/低聚物材料混合硬化剂、反 应引发剂的材料。这些材料在涂布前混合而使用,但作为混合后的粘度, 在室温(25℃)下500~20000mPa·s的粘度范围为佳。在比这粘度还低 的情况下,液体从丝网551淌下或溢出到乳剂硬化物层551n上,膜厚稳 定性或图案形成性变差。另外,在比这粘度还高的情况下,平坦性变差, 导致残留丝网痕,另外,由于在脱离丝网时,卷入的气泡变大,因此,容 易留下火山口状的涂布遗漏,在消泡工序之后也容易残留气泡。
进而,作为缓冲层材料K的粘度,尤其优选的是,2000~10000mPa·s 的范围。通过降低粘度比10000mPa·s还小,能够进而控制气泡的残留。 另外,通过设为比1000mPa·s还大,使得在丝网印刷中工序中难以弹破 气泡,还有,难以发生火山口状的缺陷。由此,能够得到均匀的膜。另外, 如后述,能够可靠抑制黑点产生。从而,通过将材料的室温粘度设定为如 上,能够可靠保持缓冲层的形状,平坦化表面,极微小化气泡,侧面端部 的小角度化,能够抑制黑点产生。
另外,有机缓冲层210的膜厚需要设成比有机隔壁层221的高度(2~ 5μm)还厚,以能够缓冲因凹凸而产生的应力,如上所述,优选3~10μm。 这些粘度和膜厚控制,对接触角的形成产生影响,从而,为实现30°以下 非常重要。优选应力不存在的情况,但稍微产生拉伸应力也可。膜密度优 选密度较低的多孔性膜,如上所述,1~10GPa为佳。
其次,如图8E所示,在丝网551上,将橡皮刷(Squeegee)553从一 边侧移到另一边侧,将缓冲层材料K扩散在丝网551上的同时,压在基体 200上,复制图案。还有,在将丝网551配置于基体200上时,丝网551 可以完全接触基体200,也可以保留1mm左右间隔。在保留间隔的情况下, 压入材料后,丝网551和基体200也经由材料基本上接触,从而,构成接 触方式的丝网印刷。从而,需要后述的丝网的剥离工序。
另外,此时,由于将缓冲层材料K通过滚动同时进行涂布,因此,气 泡混入材料中。因而,如图8F所示,作为第2次压力调节工序,将印刷 室内的压力调节为2000~5000Pa的基础上保持规定的时间,并除去气泡。 即,通过向印刷室内排入氮气,从第1次的调节压力即10~1000Pa增大 到2000~5000Pa的压力。由于该气泡为真空气泡,因此,能够通过增大 压力打破并消除气泡。
其次,如图8G所示,从基体200剥离丝网551。此时,未图示,但例 如,在基体200的一边侧,如果将橡皮刷553压在平台上的状态下降低平 台,并使平台从丝网551离开,则平台553的所被压处构成支点,丝网从 相反侧的边开始剥离。实际上,在进行丝网551的剥离动作时,尤其希望 的是,将印刷室内的压力调节为3000~4000Pa。其理由是在剥离时基体 200被丝网551牵引,从平台发出剥下基体200的大力,但此时,如果印 刷室内的压力为3000~4000Pa以上,则因真空吸附将基体200可靠吸附 在平台上,能够顺利地进行丝网551的剥离。
之后,如图8H所示,继续降低平台,在丝网551从基体200完全离 开处结束剥离。
其次,如图8I所示,在将结束了缓冲层材料K的印刷的基体200搬 入第2基板搬送室后,如图8J所示,在将基体200保持于第2基板搬送 室内的状态下,作为第3次调节压力将第2基板搬送室内设成大气压的前 提下,保持规定时间,除去气泡。即,通过向第2基板搬送室内排入氮气, 将第2基板搬送室内设为大气压,并将基板周围的气氛从第2次调节压力 即2000~5000Pa增大到大气压。
其次,如图8K所示,在将基体200从第2基板搬送室搬入加热室后, 在氮气气氛下,对缓冲层材料K实施60~100℃下的加热处理。由此,缓 冲层材料K硬化。通过实施这样的硬化工序,使含在硬化前的缓冲层材料 K的环氧单体/低聚物材料、和硬化剂、反应引发剂反应,环氧单体/低聚 物三维交联,从而,形成聚合体的环氧树脂。
另外,通过实施加热处理,不仅发生这样的硬化现象,而且缓冲层材 料K的侧面端部的形状变得缓和,边缘的角度成20°以下(参照图5), 最后,成为有机缓冲层210的形状。
返回图7(b),覆盖有机缓冲层210的外周区域(或整个面),形成中 间保护层212。作为形成中间保护层212的方法,优选的是,真空蒸镀法 或溅射法等的物理气相成长法(PVD)。
尤其,作为形成中间保护层212的材料,在使用铝、氟化锂或氟化钠 的情况下为在比较低的温度下容易气化,而且化学性质稳定的材料,存在 原料便宜且便于大量生产的优点。
其次,如图7(c)所示,覆盖中间保护层212,形成气体阻挡层30。 气体阻挡层30,优选的是,主要由通过减压下的高密度等离子成膜法等形 成的硅氮化物或硅氧氮化物构成的透明的薄膜。另外,优选的是,为完全 屏蔽小分子的水蒸气而使之具有致密性,并具有一些压缩应力。优选的膜 密度为2.3/cm3以上,膜厚和无机缓冲层的厚度,优选的是,1000nm以下, 50~500nm最佳。
作为形成中间保护层212及气体阻挡层30的具体方法,首先通过溅 射法或离子电镀法等物理气相成长法进行成膜,其次,也可以通过等离子 CVD法等化学气相成长法进行成膜。通过溅射法或离子电镀法等物理气相 成长法,可得到对一般异质基板表面也表现比较良好的紧贴性的膜,因此, 用于形成中间保护层212及气体阻挡层30的形成,另一方面,在化学气 相成长法中,可得到具有应力少,且阶梯覆盖性优越,缺陷少,致密性良 好的膜质的膜,因此,用于气体阻挡层30。这些方法可以考虑批量生产性 而适当选择。
另外,在形成中间保护层212之后,不返回大气气氛下的前提下,在 真空气氛中连续形成气体阻挡层30。另外,气体阻挡层30及中间保护层 212也可以在相同的处理室内通过切换掩模改变成膜区域并连续变化成膜 气体种类或混合比而进行成膜。如果这样成膜,则可以使气体阻挡层30 及中间保护层212在不具有界面的前提下,形成构成原子种类或组成比、 弹性模量不相同的膜质。由此,可以形成兼备气体阻挡层30的功能、和 中间保护层212的功能的膜。
另外,对于气体阻挡层30的形成,可以通过上述的相同的材料形成 单层,也可以通过不相同的材料叠层多个层而形成,进而,还可以形成为 单层的同时,形成为其组成在膜厚方向上连续或非连续变化。
其次,在气体阻挡层30上,设置由粘接层205和表面保护基板206 构成的保护层204(参照图3及图4)。通过丝网印刷法或狭缝涂覆法等将 粘接层205大致均匀涂布在气体阻挡层30上,并在其上粘合表面保护基 板206。
如果在气体阻挡层30上这样设置保护层204,则由于表面保护基板 206具有耐压性或耐磨损性、光反射防止性、气体阻挡层、紫外线屏蔽性 等功能,能够通过该表面后侧基板206保护发光层60或阴极50,还可以 保护气体阻挡层,从而,能够实现覆盖元件的长寿命化。
另外,粘接层205对机械冲击表现缓冲功能,因此,从外部施加机械 冲击的情况下,能够缓冲对气体阻挡层30或其内侧的发光元件的机械冲 击,从而,能够防止因该机械冲击而导致覆盖元件的功能劣化。
如上所述,形成EL显示装置1。
图9,图10是表示EL显示装置1的变形例的图。
如图9所示,也可以将气体阻挡层30设成第1气体阻挡层31和第2 气体阻挡层32多个层,并在第1及第2气体阻挡层31、32的层之间配置 中间保护层212。即,也可以通过气体阻挡层30夹住中间保护层212。
在这种情况下,如图10(a)所示,也可以使中间保护层212接触到 基体200的阴极保护层55上。如图10(b)所示,也可以不接触的前提下, 完全覆盖气体阻挡层30(第1气体阻挡层31、第2气体阻挡层32)。无论 选择何种情况,都通过使中间保护层212不露出,与水分或氧隔离,防止 中间保护层212的劣化。
还有,有机缓冲层210在其端部以接触角α接触阴极保护层55的表 面。在此,接触角α为45°以下,更优选的是,1°~20°左右。
通过这样形成有机缓冲层210,形成在该有机缓冲层210的上层的中 间保护层212或气体阻挡层30按有机缓冲层210的形状形成。由此,气 体阻挡层30的端部没有急剧的形状变化,形状平缓地变化,因此,能够 防止因应力集中而导致裂缝等缺陷发生。
尤其,在最容易产生裂缝的端部(外周区域),经由中间保护层212 将气体阻挡层30配置在有机缓冲层210上,因此,能够更有效地防止在 气体阻挡层30因应力集中而产生的裂缝等缺陷。
(第2实施方式)
以下,对本发明的第2实施方式的EL显示装置2进行说明。还有, 在本实施方式中,对与第1实施方式相同的构成,附加相同的符号省略说 明。
图11是表示本发明的第2实施方式的EL显示装置2的剖视构造的示 意剖视图。图12是表示EL显示装置2的有机缓冲层210的端部(外周区 域)的放大图。
EL显示装置2在作为发光层采用发出白色光的白色发光层60W,以及 作为表面保护基板采用滤色器基板207这一点上与第1实施方式的El显 示装置1不相同。
作为白色有机发光材料,使用苯乙烯胺类发光材料、蒽类成色剂(青 色)、或苯乙烯胺类发光材料、红荧稀(Rubrene)类成色剂(黄色)。
还有,优选的是,在白色发光层60W的下层或上层,将三芳基胺(ATP) 多聚物空穴注入层、TDP(三苯二胺)类空穴输送层、喹啉醇铝(aluminum quinolinol)(Alq3)层(电子输送层)、LiF(电子注入缓冲层)进行成膜。
另外,如第1实施方式的EL显示装置1,不需要将发光层60按R、G、 B区分,因此,将白色发光层60W形成在各像素电极23上,使之横跨有机 隔壁层221。
还有,也可以在有机隔壁层221的上面配置辅助电极64。辅助电极 64具有比阴极50还低的电阻值,通过与阴极50的中途部位电连接,防止 因电阻值高的阴极50而电压下降。
另外,滤色器基板207,在基板主体207A上形成有红色着色层208R、 绿色着色层208G、青色着色层208B、以及黑矩阵209。还有,着色层208R、 208G、208B、以及黑矩阵209的形成面经由205与基体200相对向配置。 还有,基板主体207A的材质可以采用第1实施方式的表面保护基板206 相同的材质。
另外,着色层208R、208G、208B分别与像素电极23上的白色发光层 60W相对向配置。由此,使得白色发光层60W的发出的光透过着色层208R、 208G、208B,从而,作为红色光、绿色光、青色光各色光入射到观察者侧。
这样,在EL显示装置2中,利用白色发光层60W的发出的光,且通 过具有着色层208的滤色基板207进行颜色显示。
另外,着色层208R、208G、208B和白色发光层60W之间的距离应尽 量设成短距离,使白色发光层60W发出的光只发射到与之对向的着色层。 这是因为在该距离长的情况下,白色发光层60W发出的光发射到与之邻接 的着色层的可能性变高,为了抑制这个可能性,优选的是,减小该距离。
具体来说,优选的是,将从绝缘层284的表面到滤色基板207为止的 间隔设为15μm左右。由此,白色发光层60W发出的光只发射到与之对向 的着色层,能够抑制所发出的光漏到与之邻接的着色层的情况。
另外,由于使用了单色的白色发光层60W,因此,无需按每个R、G、 B形成发光层并隔开。具体来说,在形成低分子类的白色发光层的掩模蒸 镀工序、或形成高分子类白色发光层的液滴喷吐工序等中,由1工序形成 1种白色发光层即可,因此,相比按每个R、G、B形成发光层并隔开的情 况,制造工序变得容易。另外,能够抑制各发光层60的寿命不一致。
另外,在EL显示装置2中,如图12所示,在有机缓冲层210和气体 阻挡层30之间配置有中间保护层212。
还有,形成在阴极保护层55上的有机缓冲层210在其端部以接触角 α与保护层55的表面接触。在此,接触角α为45°以下,更优选的是,1 °~20°左右以下。
由此,形成在有机缓冲层210的上层的气体阻挡层30在其端部没有 急剧的形状变化,而平缓地变化形状,因此,防止因应力集中而导致裂缝 等缺陷发生。从而,能够长时间维持密封能力。
另外,配置在层绝缘膜292上的平坦化绝缘膜294的端部的接触角β 为45°以下,形成在平坦化绝缘膜294上的阴极保护层55的形状形成为 平缓变化。
由此,形成在平坦化绝缘膜294的上层的阴极保护层55防止因应力 集中而裂缝等缺陷发生。
(实施例)
其次,对在有机缓冲层210和气体阻挡层30之间,设置中间保护层 212时是否有不妥善情况进行说明。
图13是表示在设置了中间保护层212时是否发生不妥善情况的图。
具体来说,将由各种材料形成中间保护层212的EL显示装置1、2经 过热循环试验和高湿度试验,观察水分是否侵蚀气体阻挡层30的端部(外 周区域)。
还有,作为EL显示装置1、2的构成,像素电极23的膜厚为100nm, 白色发光层60W的膜厚为150nm,阴极50的膜厚为15nm,由SiON构成的 阴极保护层55为100nm,有机缓冲层210的膜厚为5μm,由SiON构成的 气体阻挡层30的膜厚为400nm,保护层204的膜厚为100μm。
另外,热循环试验的条件为—40℃下30分/85℃下30分的300循环, 高湿度条件为85℃下85%RH500小时。
如图13所示,作为中间保护层212,在使用LiF或MgF等碱卤化物、 或Mg、Zn、Al、Ag、SiO2等无机材料的情况下未发现水分侵蚀气体阻挡层 30的端部(外周区域)。这些材料的弹性模量任何一个也都为10~100GPa。
另一方面,在未设置中间保护层212的情况下,或作为中间保护层 212,使用Ti、Pt、MgO、Si3N4、Al2O3等无机材料的情况下,发现水分侵 蚀气体阻挡层30的端部(外周区域)。这些材料的弹性模量任何一个都为 100GPa以上。
这样,在有机缓冲层210和气体阻挡层30之间,设置中间保护层212, 由此,即使有机缓冲层210热变形(膨胀及收缩),有机缓冲层210的变 形对气体阻挡层30不直接产生影响,而且能够防止在气体阻挡层30产生 裂缝等。尤其,在气体阻挡层30的端部(外周区域)容易产生裂缝等缺 陷,因此,通过在该区域配置中间保护层212,能够有效防止在气体阻挡 层30产生裂缝等缺陷。
还有,在上述的EL显示装置1、2的实施方式中,将顶部发光型举例 进行了说明,但本发明不限于此,可以适用于底部发光型,另外,也可以 适用于向两侧发射光的类型。
在底部发光型的情况下,在中间保护层212的中央区域设置开口,如 图14及图15所示,也可以覆盖有机缓冲层210的整个面。
还有,在将中间保护层212通过氟化锂形成的情况下,层变为透明, 因此,即使覆盖有机缓冲层210的整个面,也能够适用底部发光型及顶部 发光型。
另外,在底部发光型、或向两侧发射光的类型的情况下,优选的是, 将形成在基体200的开关用TFT112或驱动用TFT123不设在发光元件的正 下方,而形成在亲液性控制层25及有机隔壁层221的正下方,从而,提 高开口率
另外,在EL显示装置1、2中,将第1电极作为阳极发挥功能,将第 2电极作为阴极发挥功能,但也可以将它们倒过来构成:将第1电极作为 阴极,而将第2电极作为阳极分别发挥功能。但是,在这种情况下,需要 将发光层60和空穴输送层70的形成位置调过来。
另外,在本实施方式中,表示了将EL显示装置1、2适用在发光装置 的例子,但本发明不限于此,只要将第2电极基本上设置在基体的外侧, 就无论何种方式的发光装置,都可以适用。
还有,作为测定EL显示装置1、2的有机缓冲层210、中间保护层212、 气体阻挡层30等的弹性模量的方法,都可以使用例如,纳米压痕 (Nanoindentation)法。
纳米压痕法是高精度控制压头的同时压入试样,并通过解析负荷—位 移曲线定量测定硬度或弹性模量等力学性质的方法。尤其,可以测定以往 测定困难的薄膜试样,另外,因简便且具有高再现性,可适宜使用在中间 保护层212等的弹性模量的测定。
其次,对本发明的电子设备进行说明。
电子设备具有上述的EL显示装置1、2作为显示部,具体可列举图16 中所示之物。
图16(a)是将移动电话作为一个例子表示的立体图。在图16(a) 中,移动电话1000具有使用了上述EL显示装置1的显示部1001。
图16(b)将手表型电子设备作为一个例子表示的立体图。在图16(b) 中,表1100具有使用了上述EL显示装置1的显示部1101。
图16(c)是将文字处理机、电脑等便携式信息处理装置作为一个例 子表示的立体图。在图16(c)中,信息处理装置1200具有键盘等输入部 1202、使用了上述的EL显示装置1的显示部1206、信息处理装置主体(筐 体)1204。
图16(d)是将薄型大画面电视作为一个例子表示的立体图。在图16 (d)中,薄型大画面电视1300具有薄型大画面电视主体(筐体)1302、 扬声器等的声音输出部1304、使用了上述EL显示装置1的显示部1306。
这样,分别表示在图16(a)~(d)电子设备具有:具有上述的EL 显示装置1、2的显示部1001、1101、1206、1306,因此,实现显示部的 长寿命化。
另外,如图16(d)所示的薄型大画面电视1300适用了能够与面积无 关地密封显示部的本发明,因此,具有相比以往大的面积(例如,对角为 20英寸以上)的显示部1306。
另外,不限于将EL显示装置1、2作为显示部具有的情况,也可以是 作为发光部具有的电子设备。例如,也可以将EL显示装置1、2作为曝光 头(行式头,line head)具有的页式打印机(图像形成装置)。
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