本發(fā)明涉及電光學(xué)裝置及電子設(shè)備。
背景技術(shù):
作為電光學(xué)裝置的一個例子,提出在元件基板的顯示區(qū)域以矩陣狀配置有使用了有機電致發(fā)光(el:electroluminescence)元件的像素的有機el裝置(例如,參照專利文獻1)。
具體而言,專利文獻1公開了具有依次層疊有反射層、第一電極(像素電極)、發(fā)光層以及第二電極(對置電極)的有機el元件的頂部發(fā)光結(jié)構(gòu)的有機el裝置。
然而,在專利文獻1所記載的有機el裝置中,在顯示區(qū)域的外側(cè)的周邊區(qū)域排列有包括用于安裝數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路、掃描線驅(qū)動電路等的安裝端子、外部連接用端子等的多個端子。這些端子具有層疊有將利用與上述的反射層相同的工序成膜的鋁(al)等反射導(dǎo)電材料、和將利用與第一電極相同的工序成膜的氧化銦錫(ito:indiumtinoxide)等透明導(dǎo)電材料的結(jié)構(gòu)。
專利文獻1:日本特開2014-089803號公報
在專利文獻1中,在通過密封膜密封發(fā)光元件,并在該密封膜的上表面形成彩色濾光片的所謂的頂部發(fā)光方式的occf(on-chipcollorfilter:片上彩色濾光片)結(jié)構(gòu)中,使用彩色濾光片或者絕緣層作為掩膜,進行安裝端子上的密封膜的蝕刻。該情況下,若對跨過多個安裝端子的區(qū)域過度地蝕刻,則有安裝端子的側(cè)面等被蝕刻而使位于安裝端子的下層的反射電極(al膜)露出的可能性。另一方面,在對每個安裝端子進行密封膜的蝕刻的情況下,有在密封膜與下層的絕緣膜的界面,在安裝外部連接基板后產(chǎn)生剝離的情況。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問題點而完成的,目的之一在于提供能夠防止在密封膜與下層的絕緣膜的界面產(chǎn)生分離,提高外部連接基板的接合強度的電光學(xué)裝置及電子設(shè)備。
本發(fā)明中的電光學(xué)裝置的一方式具備:元件基板,其包括以矩陣狀排列有多個發(fā)光元件的顯示區(qū)域、和在上述顯示區(qū)域的外側(cè)配置有多個安裝端子的端子區(qū)域;保護基板,其與上述元件基板的上述多個發(fā)光元件側(cè)對置;以及外部連接基板,其與上述元件基板的端子區(qū)域接合,在上述元件基板,在上述端子區(qū)域也形成有密封上述多個發(fā)光元件的密封膜,各安裝端子的至少一部分從上述密封膜露出,在上述端子區(qū)域中與上述外部連接基板對置的區(qū)域,在上述安裝端子之上的以外存在沒有上述密封膜的部分。
據(jù)此,在端子區(qū)域中的沒有密封膜的部分,能夠提高外部連接基板的安裝強度。由此,能夠長期地維持外部連接基板對元件基板的接合。
另外,在本發(fā)明中的電光學(xué)裝置的一方式中,也可以構(gòu)成為在上述多個安裝端子之間存在沒有上述密封膜的部分。
據(jù)此,通過消除有助于外部連接基板的接合的部分(安裝端子之間)的密封膜,能夠提高外部連接基板的接合強度。
另外,在本發(fā)明中的電光學(xué)裝置的一方式中,也可以構(gòu)成為在上述安裝端子的上述顯示區(qū)域側(cè)存在沒有上述密封膜的部分。
據(jù)此,即使沒有密封膜的部分在安裝端子的顯示區(qū)域側(cè),也能夠提高外部連接基板的接合強度。
另外,在本發(fā)明中的電光學(xué)裝置的一方式中,也可以構(gòu)成為在沒有上述密封膜的部分,與該密封膜相比設(shè)置在下層側(cè)的層間絕緣膜的至少一部分露出。
據(jù)此,通過使層間絕緣膜的一部分露出,能夠增加接合外部連接基板時的針對粘合劑的元件基板側(cè)的表面積。
本發(fā)明的電子設(shè)備的一方式具備上述的電光學(xué)裝置。
據(jù)此,通過具備元件基板與外部連接基板的接合強度較高的電光學(xué)裝置,能夠長期地維持電子設(shè)備的質(zhì)量。
本發(fā)明的電光學(xué)裝置的制造方法的一方式具有:在元件基板的顯示區(qū)域形成多個發(fā)光元件的工序;在上述元件基板的上述顯示區(qū)域的外側(cè)的端子區(qū)域形成多個安裝端子的工序;以覆蓋上述多個發(fā)光元件以及上述多個安裝端子的方式形成密封膜的工序;除去上述安裝端子之上的上述密封膜的工序;以及除去上述安裝端子上的上述密封膜的工序,在除去上述密封膜的工序中,除去存在于上述端子區(qū)域的上述密封膜中上述安裝端子之上的以外的部分的上述密封膜。
另外,在本發(fā)明的電光學(xué)裝置的制造方法的一方式中,具有在上述元件基板連接外部連接基板的工序,在除去上述密封膜的工序中,以在上述端子區(qū)域中與上述外部連接基板對置的區(qū)域形成不存在上述密封膜的部分的方式除去規(guī)定部分的上述密封膜。
另外,在本發(fā)明的電光學(xué)裝置的制造方法的一方式中,以在上述端子區(qū)域的與上述外部連接基板對置的區(qū)域中上述安裝端子的上述顯示區(qū)域側(cè)形成不存在上述密封膜的部分的方式除去規(guī)定部分的上述密封膜。
另外,在本發(fā)明的電光學(xué)裝置的制造方法的一方式中,在除去上述密封膜的工序中,使與上述密封膜相比設(shè)置在下層側(cè)的層間絕緣膜的至少一部分露出。
另外,在本發(fā)明的電光學(xué)裝置的制造方法的一方式中,具有在上述顯示區(qū)域形成彩色濾光片的工序,使用與上述彩色濾光片相同的材料或者與劃分上述彩色濾光片的絕緣層相同的材料,在上述端子區(qū)域形成抗蝕圖案,并將該抗蝕圖案作為掩膜而除去上述密封膜。
附圖說明
圖1是示意地表示有機el裝置100的構(gòu)成的俯視圖。
圖2是表示元件基板10的構(gòu)成的電路圖。
圖3是表示像素電路110的構(gòu)成的電路圖。
圖4是沿圖1所示的有機el裝置的e-e線的剖視圖。
圖5是沿圖1所示的有機el裝置的f-f線的剖視圖。
圖6是沿圖1所示的有機el裝置的e-e線的元件基板的剖視圖。
圖7是沿圖1所示的有機el裝置的f-f線的元件基板的剖視圖。
圖8是表示有機el裝置100的制造方法的流程圖。
圖9是表示有機el裝置100的制造方法的工序圖。
圖10是表示有機el裝置100的制造方法的工序圖。
圖11是表示有機el裝置100的制造方法的工序圖。
圖12是表示有機el裝置100的制造方法的工序圖。
圖13是表示有機el裝置100的制造方法的工序圖。
圖14是表示有機el裝置100的制造方法的工序圖。
圖15是表示有機el裝置100的制造方法的工序圖。
圖16是表示有機el裝置100的制造方法的工序圖。
圖17是表示有機el裝置100的制造方法的工序圖。
圖18是表示有機el裝置100的制造方法的工序圖。
圖19是表示作為電子設(shè)備的頭戴式顯示器(hmd)的示意圖。
具體實施方式
有機el裝置
首先,作為本發(fā)明的一實施方式對圖1所示的有機el裝置(電光學(xué)裝置)100進行說明。
有機el裝置100是作為本發(fā)明中的“電光學(xué)裝置”的一個例子示出的自發(fā)光型的顯示裝置。此外,圖1是示意地表示有機el裝置100的構(gòu)成的俯視圖。
如圖1所示,有機el裝置100具有元件基板10和密封用基板(保護基板)70。元件基板10與密封用基板70以相互對置的狀態(tài),通過省略圖示的粘合劑接合。此外,粘合劑可以使用例如環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂等。
元件基板10具有配置有產(chǎn)生藍色(b)光的有機el元件(發(fā)光元件)30b的子像素20b、配置有產(chǎn)生綠色(g)的光的有機el元件30g的子像素20g、以及配置有產(chǎn)生紅色(r)的光的有機el元件30r的子像素20r以矩陣狀排列的顯示區(qū)域e1,作為發(fā)光元件。
在有機el裝置100中,子像素20b、子像素20g以及子像素20r成為顯示單位而提供全彩色的顯示。此外,在以下的說明中,有將子像素20b、子像素20g以及子像素20r合起來作為像素20的情況,有將有機el元件30b、有機el元件30g以及有機el元件30r合起來作為有機el元件30的情況。
在顯示區(qū)域e1設(shè)置有彩色濾光片50。彩色濾光片50中,在子像素20b的有機el元件30b之上配置有藍色的著色層50b,在子像素20g的有機el元件30g之上配置有綠色的著色層50g,在子像素20r的有機el元件30r之上配置有紅色的著色層50r。從子像素20b的有機el元件30b發(fā)出的光透過藍色的著色層50b,被綠色的著色層50g以及紅色的著色層50r遮住。同樣地,從子像素20g的有機el元件30g發(fā)出的光透過綠色的著色層50g,被藍色的著色層50b以及紅色的著色層50r遮住,從子像素20r的有機el元件30r發(fā)出的光透過紅色的著色層50r,被藍色的著色層50b以及綠色的著色層50g遮住。因此,根據(jù)各有機el元件30的位置和彩色濾光片50的各著色層的位置,規(guī)定從有機el裝置100取出的光的方向。
在本實施方式中,得到相同顏色的發(fā)光的像素20沿y方向(第一方向)排列,得到不同顏色的發(fā)光的像素20沿與y方向交叉(正交)的x方向(第二方向)排列。因此,像素20的配置成為所謂的條紋方式。與該像素的排列對應(yīng)地,有機el元件30b、有機el元件30g以及有機el元件30r分別被配置為條紋狀,藍色的著色層50b、綠色的著色層50g以及紅色的著色層50r也被配置為條紋狀。此外,像素20的配置并不限定于條紋方式,也可以是拼接方式、三角方式。
有機el裝置100具有頂部發(fā)光結(jié)構(gòu)。因此,在有機el元件30發(fā)出的光透過元件基板10的彩色濾光片50而從密封用基板70的側(cè)作為顯示光射出。
由于有機el裝置100是頂部發(fā)光結(jié)構(gòu),所以元件基板10的基體材料除了透明的石英基板、玻璃基板等之外,還可以使用不透明的陶瓷基板、半導(dǎo)體基板等。在本實施方式中,作為元件基板10的基體材料,使用硅基板(半導(dǎo)體基板)。
在顯示區(qū)域e1的外側(cè)設(shè)置有排列了安裝端子103的周邊區(qū)域f。在周邊區(qū)域f,沿著元件基板10的長邊側(cè)的一邊排列有多個安裝端子103。另外,在多個安裝端子103與顯示區(qū)域e1之間設(shè)置有數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路101。另外,在元件基板10的短邊側(cè)的兩邊與顯示區(qū)域e1之間設(shè)置有掃描線驅(qū)動電路102。此外,在以下的說明中,將沿著元件基板10的長邊的方向設(shè)為x方向,將沿元件基板10的短邊的方向設(shè)為y方向,將從密封用基板70朝向元件基板10的方向設(shè)為z(+)方向。
密封用基板70比元件基板10小,以安裝端子103露出的方式與元件基板10對置地配置。密封用基板70是透光性的基板,可以使用石英基板、玻璃基板等。密封用基板70具有保護配置在顯示區(qū)域e1的有機el元件30不被損壞的作用,被設(shè)置得比顯示區(qū)域e1寬。
圖2是表示元件基板10的構(gòu)成的電路圖。如圖2所示,在元件基板10沿x方向延伸設(shè)置有m行的掃描線12,并沿y方向延伸設(shè)置有n列的數(shù)據(jù)線14。另外,在元件基板10,沿著數(shù)據(jù)線14在每一列沿y方向延伸設(shè)置有電源線19。
在元件基板10,與m行的掃描線12和n列的數(shù)據(jù)線14的交叉部對應(yīng)地設(shè)置有像素電路110。像素電路110構(gòu)成像素20的一部分。在顯示區(qū)域e1以矩陣狀排列有m行×n列的像素電路110。
對電源線19供給(供電)有初始化用的復(fù)位電位vorst。并且,雖然省略了圖示,但與掃描線12并行地設(shè)置有供給控制信號gcmp、gel以及gorst這三個控制線。
掃描線12與掃描線驅(qū)動電路102電連接。數(shù)據(jù)線14與數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路101電連接。在掃描線驅(qū)動電路102供給有用于控制掃描線驅(qū)動電路102的控制信號ctr1。在數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路101供給有用于控制數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路101的控制信號ctr2。
掃描線驅(qū)動電路102按照控制信號ctr1生成用于在幀的期間對掃描線12按每一行進行掃描的掃描信號gwr(1)、gwr(2)、gwr(3)、…、gwr(m-1)、gwr(m)。并且,掃描線驅(qū)動電路102除了掃描信號gwr之外,還向控制線供給控制信號gcmp、gel、gorst。此外,幀的期間是指在有機el裝置100顯示一個鏡頭(慧差)的圖像的期間,例如若同步信號所包含的垂直同步信號的頻率為120hz,則一幀的期間大約為8.3毫秒。
數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路101針對位于由掃描線驅(qū)動電路102選擇出的行的像素電路110,向第一、第二…、第n列的數(shù)據(jù)線14供給與該像素電路110的灰度數(shù)據(jù)對應(yīng)的電位的數(shù)據(jù)信號vd(1)、vd(2)、…、vd(n)。
圖3是表示像素電路110的構(gòu)成的電路圖。如圖3所示,像素電路110具有p溝道m(xù)os型的晶體管121、122、123、124、125、有機el元件30、以及電容21。對于像素電路110供給上述的掃描信號gwr、控制信號gcmp、gel、gorst等。
有機el元件30具有由相互對置的像素電極(第一電極)31和共用電極(第二電極)33夾持發(fā)光功能層(發(fā)光層)32的結(jié)構(gòu)。
像素電極31是向發(fā)光功能層32供給空穴的陽極,由具有透光性的導(dǎo)電材料形成。在本實施方式中,作為像素電極31,例如形成膜厚200nm的ito(indiumtinoxide:氧化銦錫)膜。像素電極31與晶體管124的漏極以及晶體管125的源極或者漏極的一方電連接。
共用電極33是向發(fā)光功能層32供給電子的陰極,例如由鎂(mg)和銀(ag)的合金等具有透光性和光反射性的導(dǎo)電材料形成。共用電極33是跨過多個像素20設(shè)置的共用電極,與電源線8電連接。在電源線8供給有在像素電路110中成為電源的低壓側(cè)的電位vct。
發(fā)光功能層32具有從像素電極31那一側(cè)依次層疊的空穴注入層、空穴傳輸層、有機發(fā)光層、以及電子傳輸層等。在有機el元件30中,通過從像素電極31供給的空穴與從共用電極33供給的電子在發(fā)光功能層32中復(fù)合,發(fā)光功能層32發(fā)光。
另外,在元件基板10,以與各電源線19交叉并沿x方向延伸的方式設(shè)有電源線6。此外,電源線6也可以沿y方向延伸地設(shè)置,也可以以沿x方向以及y方向雙方延伸的方式設(shè)置。晶體管121的源極與電源線6電連接,漏極分別與晶體管123的源極及漏極中的一方和晶體管124的源極電連接。另外,在電源線6供給有在像素電路110中成為電源的高壓側(cè)的電位vel。另外,在電源線6電連接有電容21的一端。晶體管121作為使與晶體管121(t)的柵極以及源極間的電壓對應(yīng)的電流流動的驅(qū)動晶體管發(fā)揮作用。
晶體管122的柵極與掃描線12電連接,源極及漏極中的一方與數(shù)據(jù)線14電連接。另外,晶體管122的源極及漏極中的另一方分別與晶體管121的柵極、電容21的另一端、以及晶體管123的源極及漏極中的另一方電連接。晶體管122電連接在晶體管121的柵極與數(shù)據(jù)線14之間,作為控制晶體管121的柵極與數(shù)據(jù)線14之間的電連接的寫晶體管發(fā)揮作用。
晶體管123的柵極與控制線電連接,供給控制信號gcmp。晶體管123作為控制晶體管121的柵極與漏極之間的電連接的閾值補償晶體管發(fā)揮作用。
晶體管124的柵極與控制線電連接,供給控制信號gel。晶體管124的漏極分別與晶體管125的源極或者漏極的一方和有機el元件30的像素電極31電連接。晶體管124作為控制晶體管121的漏極與有機el元件30的像素電極31之間的電連接的發(fā)光控制晶體管發(fā)揮作用。
晶體管125的柵極與控制線電連接,供給控制信號gorst。另外,晶體管125的源極或者漏極的另一方與電源線19電連接,供給復(fù)位電位vorst。晶體管125作為控制電源線19與有機el元件30的像素電極31之間的電連接的初始化晶體管發(fā)揮作用。
此外,在以下的說明中,有時將晶體管122、123、124、125僅稱為晶體管t。
圖4是沿圖1所示的有機el裝置的e-e線的剖視圖。
圖5是沿圖1所示的有機el裝置的f-f線的剖視圖。
此外,在圖4以及圖5中,作為一層的金屬層或兩~三層的金屬層的層疊膜圖示多個導(dǎo)電體的各個導(dǎo)電體。
如圖4以及圖5所示,有機el裝置100具備:元件基板10,其包括基體材料11、和依次形成在基體材料11之上的包括像素電路110的電路層5、有機el元件30、密封多個有機el元件30的密封層34、彩色濾光片50、以及填充劑42;和密封用基板70。
密封用基板70例如由石英玻璃等相對于可見光區(qū)域透明的基板構(gòu)成,并經(jīng)由填充劑42與元件基板10對置地配置,以保護元件基板10中形成在密封層34之上的彩色濾光片50。
來自子像素20r、20g、20b(圖1)的發(fā)光功能層32的發(fā)光被后述的導(dǎo)電體71反射,并且通過彩色濾光片50從密封用基板70的側(cè)取出。即,有機el裝置100是頂部發(fā)光型的發(fā)光裝置。
由于有機el裝置100是頂部發(fā)光型的裝置,所以基體材料11不僅可以使用石英玻璃等透明基板,還可以使用硅(si)、陶瓷等不透明的基板。以下,以使用硅基板(半導(dǎo)體基板)作為基體材料11,且像素電路110使用晶體管的情況為例進行說明。
如圖4所示,在基體材料11的表面中顯示區(qū)域e1內(nèi)形成像素電路110的晶體管t,在端子區(qū)域e2內(nèi)形成數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路(未圖示)的晶體管(未圖示)。晶體管t包括形成在基體材料11的表面的有源區(qū)域(源極/漏極區(qū)域)、覆蓋基體材料11的表面的層間絕緣膜l0(柵極絕緣膜)、以及形成在層間絕緣膜l0上的柵極g而構(gòu)成。有源區(qū)域(未圖示)由在基體材料11內(nèi)注入雜質(zhì)離子而成的離子注入?yún)^(qū)域構(gòu)成。像素電路110的晶體管t的溝道區(qū)域存在于源極區(qū)域與漏極區(qū)域之間。在溝道區(qū)域注入有與有源區(qū)域不同種類的離子(省略圖示)。各晶體管t的柵極g配置在隔著層間絕緣膜l0與溝道區(qū)域?qū)χ玫奈恢谩?/p>
如圖4所示,在形成有各晶體管t的柵極g的層間絕緣膜l0上形成有交替地層疊有多個層間絕緣膜(la~le)和多個布線層(wa~we)的多層布線層。各層間絕緣膜la~le例如由硅化合物(典型地是氮化硅、氧化硅)等絕緣性的無機材料形成。各布線層wa~we由含有鋁、銀等的低電阻的導(dǎo)電材料形成。
在層間絕緣膜le的上表面中顯示區(qū)域e1的像素區(qū)域內(nèi)設(shè)置有由(ti)/alcu(鋁銅合金)的層疊膜構(gòu)成的導(dǎo)電體71。導(dǎo)電體71與構(gòu)成像素電路110的晶體管t的一個電極電連接。
在層間絕緣膜le的上表面中端子區(qū)域e2設(shè)置有由與導(dǎo)電體71相同的光反射性的材料構(gòu)成的導(dǎo)電體72。導(dǎo)電體72與構(gòu)成數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路101的晶體管t的一個電極電連接。
在層間絕緣膜le的上表面,以覆蓋導(dǎo)電體71、72的方式,形成由sin構(gòu)成的cav調(diào)整層61。在cav調(diào)整層61之上形成有由sio2構(gòu)成的平坦化層37以及由tin構(gòu)成的遮光層39。第一光學(xué)調(diào)整層62以及第二光學(xué)調(diào)整層63以覆蓋平坦化層37以及遮光層39的方式層疊在cav調(diào)整層61之上。第一光學(xué)調(diào)整層62以及第二光學(xué)調(diào)整層63依次層疊在cav調(diào)整層61之上,且分別由sio2構(gòu)成。
像素電極31形成在第二光學(xué)調(diào)整層63的上表面。安裝端子103形成在導(dǎo)電體72的上表面。安裝端子103通過導(dǎo)電體72、和與該導(dǎo)電體72相比靠下層側(cè)的多個布線層,作為針對外部連接基板104的連接端子發(fā)揮作用。
在包括像素電極31的第二光學(xué)調(diào)整層63的上表面形成有使像素電極31的一部分露出并且使相鄰的子像素20r、20g、20b(圖1)分離的像素分離層38。像素分離層38也形成在端子區(qū)域e2,并經(jīng)由開口孔35a使安裝端子103的表面的一部分露出。
發(fā)光功能層32以與像素電極31接觸的方式,使用真空蒸鍍法等氣相工序形成,也覆蓋像素分離層38的表面的一部分。此外,在被像素分離層38劃分的區(qū)域形成發(fā)光功能層32即可。
發(fā)光功能層32例如具有空穴注入層、空穴傳輸層、有機發(fā)光層、電子傳輸層、以及電子注入層。在本實施方式中,通過針對像素電極31,分別使用氣相工序使空穴注入層、空穴傳輸層、有機發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層成膜,并依次層疊來形成發(fā)光功能層32。此外,發(fā)光功能層32的層構(gòu)成并不限定于此,也可以包括控制作為載流子的空穴、電子的移動的中間層,而且也可以例如使有機發(fā)光層具有電子傳輸層的功能,減少層數(shù)。有機發(fā)光層為能夠得到白色發(fā)光的構(gòu)成即可,例如可以采用組合了能夠得到紅色的發(fā)光的有機發(fā)光層、能夠得到綠色的發(fā)光的有機發(fā)光層、以及能夠得到藍色的發(fā)光的有機發(fā)光層的構(gòu)成。
共用電極33是多個有機el元件30的共用陰極,以覆蓋發(fā)光功能層32的方式形成。共用電極33例如通過以能夠得到透光性和光反射性的程度的膜厚(例如10nm~30nm)使mg與ag的合金成膜來形成。在本實施方式中,共用電極33的透光率優(yōu)選在20%以上,更優(yōu)選在30%以上,共用電極33的光反射率優(yōu)選在20%以上,更優(yōu)選在50%以上。由此,制成多個有機el元件30。
也可以通過使共用電極33形成為具有透光性和光反射性的狀態(tài),在每個子像素20r、20g、20b的導(dǎo)電體71與共用電極33之間構(gòu)成光共振器。光共振器通過按照每個子像素20r、20g、20b,使導(dǎo)電體71與共用電極33之間的光學(xué)距離不同,取出特定的共振波長的光。由此,能夠提高來自各子像素20r、20g、20b的發(fā)光的色純度。上述光學(xué)距離作為構(gòu)成夾在光共振器的導(dǎo)電體71與共用電極33之間的各種功能膜的折射率與膜厚的乘積的總和來求出。因此,作為使上述光學(xué)距離按照每個子像素20r、20g、20b不同的方法有使像素電極31的膜厚按照每種顏色不同的方法、使導(dǎo)電體71與像素電極31之間的第一光學(xué)調(diào)整層62以及第二光學(xué)調(diào)整層63的膜厚不同的方法。如上述那樣有機el元件30具有共振結(jié)構(gòu)的情況下,從有機el元件30發(fā)出的光是從共用電極33向后述的密封層34側(cè)射出的光,使與在發(fā)光功能層32的內(nèi)部發(fā)出的光的光譜不同的光譜的光。
接下來,形成覆蓋多個有機el元件30的密封層34,以使水、氧等不滲入。本實施方式的密封層34從共用電極33側(cè)依次層疊有第一密封膜(密封膜)34a、緩沖膜34b、以及第二密封膜(密封膜)34c。
此外,作為密封層34的阻氣性,若是能夠保護有機el元件30免受大氣中的氧以及水等的影響的程度則無特別限定,但優(yōu)選氧氣透過率在0.01cc/m2/day以下,水蒸氣透過率在7×10-3g/m2/day以下,其中優(yōu)選在5×10-4g/m2/day以下,尤其優(yōu)選在5×10-6g/m2/day以下。密封層34的光的透過率優(yōu)選相對于來自共用電極33的射出光在80%以上。
作為第一密封膜34a以及第二密封膜34c,優(yōu)選是具有透光性并且具有優(yōu)異的阻氣性的無機材料、亦即例如氧化硅膜(sio)、氮化硅膜(sixny)、氮氧化硅膜(sioxny)以及以它們?yōu)橹鞒煞值牟牧稀?/p>
作為第一密封膜34a以及第二密封膜34c的形成方法,可以列舉真空蒸鍍法、濺射法、cvd(chemicalvapordeposition:化學(xué)氣相沉積)法、離子鍍法等。雖然使第一密封膜34a、第二密封膜34c的膜厚越厚,越能夠?qū)崿F(xiàn)較高的阻氣性,但另一方面由于膜的膨脹、收縮所產(chǎn)生的膜應(yīng)力容易產(chǎn)生裂紋。因此,分別優(yōu)選控制為200nm~1000nm左右的膜厚,在本實施方式中通過隔著緩沖膜34b重疊第一密封膜34a和第二密封膜34c來實現(xiàn)較高的阻氣性。
緩沖膜34b能夠使用熱穩(wěn)定性優(yōu)異的例如環(huán)氧類樹脂、涂覆型的無機材料(氧化硅等)形成。另外,若通過絲網(wǎng)等印刷法、定量排出法等涂覆形成緩沖膜34b,則能夠使緩沖膜34b的表面平坦化。換句話說,也能夠使緩沖膜34b作為減緩第一密封膜34a的表面的凹凸的平坦化層發(fā)揮作用。緩沖膜34b的厚度在1μm~5μm的范圍內(nèi),更優(yōu)選在1.5μm~2.0μm的范圍內(nèi)。
在本實施方式中,如圖4所示,端子區(qū)域e2中的密封結(jié)構(gòu)主要由第一密封膜34a和第二密封膜34c構(gòu)成,并不像顯示區(qū)域e1那樣是由第一密封膜34a和第二密封膜34c夾著緩沖膜34b的構(gòu)成。這是因為在顯示區(qū)域e1中由于像素電路110、有機el元件30等結(jié)構(gòu)物,產(chǎn)生不少凹凸,所以需要通過夾著緩沖膜34b來使凹凸減緩;另一方面,在端子區(qū)域e2不存在有機el元件30等,所以也可以不那么考慮基底的凹凸。
在存在于端子區(qū)域e2的第一密封膜34a以及第二密封膜34c在與多個安裝端子103的各個對應(yīng)的位置形成有開口孔35a。經(jīng)由這些設(shè)置于第一密封膜34a以及第二密封膜34c的開口孔35a,各安裝端子103的至少一部分的表面在外部露出。
在密封層34上形成有與各色的子像素20r、20g、20b對應(yīng)的著色層50r、50g、50b。作為由著色層50r、50g、50b構(gòu)成的彩色濾光片50的形成方法,可以列舉涂覆與各色對應(yīng)的染料、顏料等顏色材料分散在溶劑中而成的感光性樹脂形成感光性樹脂層,并利用光刻法對其進行曝光、顯影來形成的方法。
著色層50r、50g、50b的膜厚既可以哪種顏色均相同,也可以使至少一種顏色與其它的顏色不同??傊?,設(shè)定在來自有機el元件30的發(fā)光通過各著色層(50r、50g、50b)時,得到適度的色度、白平衡那樣的膜厚。
密封用基板70經(jīng)由填充劑42在元件基板10的顯示區(qū)域e1與元件基板10貼合。作為填充劑42的功能,使密封用基板70與元件基板10的潤濕性以及粘合性良好,另外需要相對于來自有機el元件30的發(fā)光透明。因此,作為填充劑42,例如可以列舉聚氨酯系、丙烯酸系、環(huán)氧系、聚烯烴系等的樹脂材料。填充劑42的厚度例如為10μm~100μm。
外部連接基板104與元件基板10的端子區(qū)域e2對置地配置,并經(jīng)由異方性導(dǎo)電粘合劑(acf:anisotropicconductivefilm,導(dǎo)電膠膜)106固定于元件基板10?;蛘?,也可以使用膠狀的異方性導(dǎo)電粘合劑(acp:anisotropicconductivepaste:異方向性導(dǎo)電膠)。異方性導(dǎo)電粘合劑106是使微小的金屬粒子106b混合于熱固化性樹脂106a的材料,經(jīng)由這些金屬粒子106b,元件基板10側(cè)的安裝端子103與外部連接基板104的外部連接端子108電連接。
接下來,對本實施方式的特征部分進行描述。
圖6是沿圖1所示的有機el裝置的e-e線的元件基板的剖視圖。
圖7是沿圖1所示的有機el裝置的f-f線的元件基板的剖視圖。
如圖6以及圖7所示,在本實施方式的有機el裝置100中,在端子區(qū)域e2,在安裝端子103之上以外存在沒有第一密封膜34a以及第二密封膜34c的部分。具體而言,在端子區(qū)域e2沿x方向并排排列的許多的安裝端子103彼此之間設(shè)置有開口孔35b。
開口孔35b與在端子區(qū)域e2的第一密封膜34a以及第二密封膜34c形成開口孔35a的同時形成。開口孔35b不僅包括第一密封膜34a以及第二密封膜34c,還包括與它們相比靠下層側(cè)的多層而構(gòu)成。開口孔35b由從第二密封膜34c到構(gòu)成電路層5的層間絕緣膜ld形成且包括位于電路層5的上層側(cè)的層間絕緣膜le以及層間絕緣膜ld的一部分的凹狀的槽構(gòu)成。
開口孔35b的槽深度比開口孔35a深,與開口孔35a側(cè)相比填充較多的異方性導(dǎo)電粘合劑106。
優(yōu)選適當?shù)卦O(shè)定從元件基板10的面法線方向觀察時的開口孔35b的大小,并沿著安裝端子103的長邊方向形成。開口孔35b的長邊方向(y方向)長度可以與安裝端子103相同,也可以比安裝端子103長。
此外,在本實施方式中,在相鄰的安裝端子103之間設(shè)置有開口孔35b,但并不限定于該構(gòu)成,只要在端子區(qū)域e2中與外部連接基板104對置的區(qū)域存在沒有密封膜(34a、34c)的部分即可。例如,也可以在安裝端子103的顯示區(qū)域e1側(cè)且在顯示區(qū)域e1與安裝端子103之間的區(qū)域設(shè)置沒有密封膜(34a、34c)的部分(例如,開口孔35b)。
有機el裝置的制造方法
接下來,對本實施方式的有機el裝置的制造方法進行說明。
在此,對作為本發(fā)明的特征部分的開口孔35b的形成方法進行詳細說明。
圖8是表示有機el裝置100的制造方法的流程圖。
圖9~圖18是表示有機el裝置100的制造方法的示意剖視圖。
此外,圖9、圖11、圖13、圖15、圖17是與圖4對應(yīng)的區(qū)域的示意剖視圖。另外,圖10、圖12、圖14、圖16、圖18是與圖5對應(yīng)的區(qū)域的示意剖視圖。
如圖8所示,本實施方式的有機el裝置100的制造方法包括密封層形成工序s1、彩色濾光片形成工序s2、填充劑涂覆工序s3、基板貼合工序s4、密封膜蝕刻工序s5、灰化工序s6、以及外部連接基板貼合工序s7。
此外,在基體材料11上形成包括像素電路110、其它周邊電路、信號布線等的電路層5、像素電極31以及像素分離層38的方法可以采用公知的成膜技術(shù)、填孔技術(shù)、平坦化技術(shù)及其它附帶的工序。這樣一來,如圖9以及圖10所示,在基體材料11上的顯示區(qū)域e1以及端子區(qū)域e2形成電路層5、像素電極31以及像素分離層38。
之后,如圖11所示,在各子像素內(nèi)形成有機el元件30。
密封層形成工序s1
如圖11以及圖12所示,首先,形成覆蓋顯示區(qū)域e1(共用電極33)和端子區(qū)域e2(安裝端子103)的第一密封膜34a。作為形成第一密封膜34a的方法,例如可以列舉利用真空蒸鍍法、濺射法、cvd法以及離子鍍法等使氧化硅(sio),氮化硅(sixny)、氮氧化硅(sioxny)成膜的方法。期望第一密封膜34a的膜厚大致在200nm~1000nm的范圍內(nèi),在本實施方式中,采用400nm。
接下來,形成覆蓋第一密封膜34a的緩沖膜34b。期望緩沖膜34b以不到顯示區(qū)域e1與端子區(qū)域e2的邊界而落在顯示區(qū)域e1內(nèi)的方式形成。作為緩沖膜34b的形成方法,例如,通過使用包含具有透明性的環(huán)氧樹脂、和環(huán)氧樹脂的溶劑的溶液,利用印刷法、定量排出法涂覆該溶液并使其干燥來形成由環(huán)氧樹脂構(gòu)成的緩沖膜34b。緩沖膜34b的膜厚優(yōu)選為1μm~5μm,更優(yōu)選為1.5μm~2.0μm。在本實施方式中,采用2μm。
此外,緩沖膜34b并不限定于使用環(huán)氧樹脂等有機材料形成。例如,也可以通過利用印刷法對涂覆型的無機材料進行涂覆并使其干燥、燒制,形成膜厚為約2μm的氧化硅膜而作為緩沖膜34b。
接著,在顯示區(qū)域e1以及端子區(qū)域e2形成覆蓋緩沖膜34b的第二密封膜34c。第二密封膜34c的形成方法與第一密封膜34a相同,例如可以列舉利用真空蒸鍍法、濺射法、cvd法以及離子鍍法等使氧化硅(sio),氮化硅(sixny)、氮氧化硅(sioxny)成膜的方法。期望第二密封膜34c的膜厚也在約200nm~1000nm的范圍內(nèi),在本實施方式中采用800nm。
彩色濾光片形成工序s2
首先,如圖13以及圖14所示,在第二密封膜34c的表面形成絕緣層43。絕緣層43區(qū)分不同顏色的著色層50r、50g、50b。絕緣層43由不包括顏色材料的感光性樹脂材料構(gòu)成。首先,使用旋涂法等在基體材料11的整個面上涂覆不包括顏色材料的感光性樹脂材料形成感光性樹脂層,并對該感光性樹脂層進行曝光、顯影,從而形成絕緣層43。此時,在俯視時與形成在基體材料11上的安裝端子103重合的區(qū)域?qū)﹂_口部43a進行圖案形成。在本實施方式中,以形成使與安裝端子103對應(yīng)的區(qū)域露出的開口部43a的方式,對感光性樹脂層進行圖案化。這樣一來形成絕緣層43。
接下來,如圖13所示,在顯示區(qū)域e1內(nèi)形成彩色濾光片50。
首先,以覆蓋絕緣層43的方式,例如利用旋涂法涂覆包括綠顏色材料的感光性樹脂并使其干燥從而形成感光性樹脂層。接著,通過對該感光性樹脂層進行曝光、顯影,如圖13所示形成綠色(g)的著色層50g。在本實施方式中,使著色層50g的膜厚在1.0μm~2.0μm的范圍內(nèi),以得到適度的光學(xué)特性。另外,雖然未圖示,但對于紅色以及藍色也同樣涂覆包括各種顏色的顏色材料的感光性樹脂,并進行曝光顯影,如圖13所示形成著色層50r、50b。即,需要將涂覆~曝光顯影處理進行與使用的彩色濾光片的顏色數(shù)對應(yīng)的次數(shù)。
填充劑涂覆工序s3
如圖13所示,以覆蓋著色層50g(50)的方式涂覆填充劑42。填充劑42考慮從有機el元件30發(fā)出的光的透過性以及彩色濾光片50與密封用基板70的粘合性使用熱固化型的環(huán)氧類樹脂。此外,例如利用聚氨酯系、丙烯酸系、聚烯烴系等樹脂材料也能夠得到相同的效果。填充劑42由于通過緩沖膜34b的效果減少例如有機el元件30等結(jié)構(gòu)物的凹凸,所以能夠在彩色濾光片50、第二密封膜34c的表面上流動性良好地涂覆。此外,最終的填充劑42的厚度為約10~100μm。
密封基板貼合工序s4
如圖13所示,針對涂覆有填充劑42的基體材料11,在規(guī)定的位置例如利用真空吸引等對置地配置密封用基板70。對于密封用基板70,考慮透光性、操作性、后面的密封膜蝕刻工序中產(chǎn)生的反應(yīng)生成物的影響,使用石英玻璃。密封用基板70的厚度優(yōu)選為0.5mm~1.2mm。在本實施方式中,使用0.7mm的基板。
以規(guī)定的按壓力對對置地配置的密封用基板70進行加壓,將夾在基體材料11與密封用基板70之間還未固化的填充劑42以俯視均勻地推開擴散。此時,也會顧慮填充劑42從密封用基板70的端部(與端子區(qū)域e2的邊界面)突出到端子區(qū)域e2,而覆蓋到安裝端子103。因此,優(yōu)選通過填充劑42的涂覆量的調(diào)整、密封用基板70的平面面積、加壓的程度,以填充劑42不突出到端子區(qū)域e2的方式進行管理。順帶提一下,若在填充劑42的內(nèi)部有氣泡殘留則也有引起顯示不良的可能性,因此更優(yōu)選在真空(大氣壓以下)氣氛下進行按壓作業(yè)。
在上述作業(yè)之后,以成為填充劑42的固化條件的溫度以及時間對填充劑42進行固化,粘合元件基板10與密封用基板70。此外,通過對密封用基板70進行加壓來使填充劑42以平面延伸,所以在上述的填充劑涂覆工序s3中并不特別要求將填充劑42涂覆于顯示區(qū)域e1整體。
密封膜蝕刻工序s5
將圖13以及圖14所示的絕緣層43作為掩膜,通過蝕刻除去開口部43a內(nèi)的第一密封膜34a以及第二密封膜34c。這樣一來,如圖15以及圖16所示,部分地除去安裝端子103上的第一密封膜34a以及第二密封膜34c,形成使安裝端子103露出的開口孔35a,并且形成使層間絕緣膜ld露出的開口孔35b。
作為選擇性地蝕刻由氧化硅膜(sio)、氮化硅膜(sixny)以及氮氧化硅膜(sioxny)等無機膜構(gòu)成的第一密封膜34a以及第二密封膜34c的方法,可以列舉使用了chf3(三氟化甲烷)、cf4(四氟化碳)、nf3(三氟化氮)、sf6(六氟化硫)等氟類處理氣體的干式蝕刻。
干式蝕刻通過基于規(guī)定的氣體流量、室壓,施加高頻電壓來進行。通過對密封膜(34a、34c)、密封用基板70等照射與氣體種類對應(yīng)的等離子體粒子,等離子體粒子與作為被照射物的密封膜(34a、34c)等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成揮發(fā)性物質(zhì),從而削去被照射物。
在端子區(qū)域e2中與安裝端子103對應(yīng)的區(qū)域以及相鄰的安裝端子103之間的區(qū)域,第一密封膜34a和第二密封膜34c重疊。而且雙方的密封膜(34a、34c)均為氧化硅膜(sio)、氮化硅膜(sixny)、氮氧化硅膜(sioxny)中的任意一個,以si或者sio為主成分。因此,可以利用相同種類的蝕刻氣體一并除去第一密封膜34a和第二密封膜34c。
安裝端子103如上述那樣使用鋁(al)、氧化銦錫(ito)。因此,在選擇性地除去了覆蓋安裝端子103的密封膜(34a、34c)之后,安裝端子103本身成為良好的蝕刻停止材料,安裝端子103免受密封膜蝕刻工序的影響。
接下來,在第一密封膜34a以及第二密封膜34c形成開口孔35a以及開口孔35b之后,將密封用基板70作為掩膜進行蝕刻,將存在于端子區(qū)域e2內(nèi)的絕緣層43全部除去。
外部連接基板貼合工序s7
在上述的工序使元件基板10的第二密封膜34c的表面露出之后,如圖17以及圖18所示,經(jīng)由異方性導(dǎo)電粘合劑106,對元件基板10的端子區(qū)域e2貼合外部連接基板104并進行固定。由此,元件基板10側(cè)的安裝端子103與外部連接基板104的連接端子105經(jīng)由開口孔35a內(nèi)的異方性導(dǎo)電粘合劑106電連接。在本實施方式中,在多個開口孔35b內(nèi)也填充有異方性導(dǎo)電粘合劑106。開口孔35b的深度比開口孔35a深,所以填充比開口孔35a多的異方性導(dǎo)電粘合劑106。
這樣一來有機el裝置100完成。
在有機el裝置100中,元件基板10的端子區(qū)域e2中的安裝端子103間的區(qū)域以較大程度有助于外部連接基板104的接合強度。換句話說,若安裝端子103之間的區(qū)域的粘合性較弱,則外部連接基板104從元件基板10脫落。在利用與像素電路110相同的膜構(gòu)成形成安裝端子103的構(gòu)成的情況下,在安裝端子103之間的區(qū)域,存在容易產(chǎn)生外部連接基板104的剝離這樣的問題。具體而言,在安裝外部連接基板104之后,容易在為了提高元件基板10的密封性而形成的第一密封膜34a和與其相比靠下層側(cè)的像素分離層38的界面產(chǎn)生分離。像素分離層38的表面由于有機el元件30的形成工序的蝕刻液等所引起的有機污染而變得不穩(wěn)定,導(dǎo)致與層疊在像素分離層38上的第一密封膜34a的粘合性變?nèi)?。特別是,在端子區(qū)域e2中,外部連接基板104對置的區(qū)域隨著外部連接基板104的安裝的負載較大,容易產(chǎn)生界面分離。
與此相對在本實施方式中,構(gòu)成為在元件基板10的安裝端子103之間的區(qū)域形成多個開口孔35b,除去在外部連接基板104的貼合后容易產(chǎn)生界面分離的層疊結(jié)構(gòu)。通過預(yù)先選擇性地除去引起外部連接基板104的剝離的構(gòu)成要素使其減少,能夠提高外部連接基板104的接合強度。
另外,在元件基板10的最表面設(shè)置多個開口孔35b,與異方性導(dǎo)電粘合劑106接觸的表面積增大,能夠使相對于元件基板10的外部連接基板104的粘合性提高。在本實施方式中,將構(gòu)成開口孔35b的凹部挖到電路層5的絕緣膜,但并不限定于此。由于容易在像素分離層38與第一密封膜34a的界面產(chǎn)生分離,所以也可以僅除去規(guī)定區(qū)域的第一密封膜34a以及第二密封膜34c。但是,除去層疊有多個薄膜的部分而挖到膜厚較大的絕緣膜更能夠提高外部連接基板104的接合強度。
此外,實際上,在開口孔35b側(cè)不存在安裝端子103那樣的作為蝕刻終止層發(fā)揮作用的膜,所以會蝕刻到電路層5的絕緣膜。
另外,通過設(shè)置開口孔35b使第一密封膜34a以及第二密封膜34c的膜應(yīng)力降低,不容易產(chǎn)生使外部連接基板104的接合強度降低的違背事項。因此,能夠長期地維持外部連接基板104的固定狀態(tài)。
此外,在本實施方式的制造方法中,將絕緣層43作為掩膜進行了第一密封膜34a以及第二密封膜34c的蝕刻,但也可以使用與彩色濾光片50相同的材料形成抗蝕掩模。例如,也可以使用形成彩色濾光片50時的感光性樹脂層在端子區(qū)域e2形成抗蝕圖案,并將該抗蝕圖案作為掩膜進行第一密封膜34a以及第二密封膜34c的蝕刻。
電子設(shè)備
接下來,對本發(fā)明所涉及的電子設(shè)備的實施方式進行說明。
圖19是表示作為電子設(shè)備的頭戴式顯示器(hmd)的示意圖。
如圖19所示,作為本實施方式的電子設(shè)備的頭戴式顯示器(電子設(shè)備)1000具有與左右眼對應(yīng)地設(shè)置的兩個顯示部1001。觀察者m通過像眼鏡那樣將頭戴式顯示器1000佩戴于頭部,能夠觀察顯示于顯示部1001的文字、圖像等。例如,若在左右的顯示部1001顯示考慮了視差的圖像,則能夠觀賞立體的影像。
在顯示部1001安裝有上述實施方式的有機el裝置100。因此,能夠提供具有優(yōu)異的顯示質(zhì)量,并且具有較高的生產(chǎn)性因此性價比優(yōu)異且小型輕型的頭戴式顯示器1000。
頭戴式顯示器1000并不限定于具有兩個顯示部1001,也可以構(gòu)成為具備與左右的任意一個對應(yīng)的一個顯示部1001。
此外,安裝上述有機el裝置100的電子設(shè)備并不限定于頭戴式顯示器1000。例如,可以列舉個人計算機、移動信息終端、導(dǎo)航儀、閱讀器、平視顯示器等具有顯示部的電子設(shè)備。
以上,參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式進行了說明,但本發(fā)明并不限定于上述的例子是理所當然的。只要是本領(lǐng)域技術(shù)人員,則在權(quán)利要求書所記載的技術(shù)構(gòu)思的范疇內(nèi),能夠想到各種變更例或者修正例,這是很明顯的,應(yīng)該了解它們當然也屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。
變形例
例如,在上述實施方式中,對為了進行紅色(r)、綠色(g)、藍色(b)的顏色表現(xiàn)使用了彩色濾光片50的有機el裝置100進行了記載,但并不限定于此。例如,也能夠?qū)⒈景l(fā)明應(yīng)用于具有使用了進行三原色(r,g,b)的發(fā)光的有機el元件30的rgb分涂方式、從藍色(b)發(fā)光通過熒光體的顏色變換層得到紅色(r)、綠色(g)的發(fā)光的顏色變換方式等其它的多種顏色表現(xiàn)方法的有機el裝置。
附圖標記說明
10…元件基板,30b…有機el元件(發(fā)光元件),34a…第一密封膜(密封膜),34c…第二密封膜(密封膜),50…彩色濾光片,70…密封用基板(保護基板),100…有機el裝置(電光學(xué)裝置),103…安裝端子,104…外部連接基板,1000…頭戴式顯示器(電子設(shè)備),e1…顯示區(qū)域,e2…端子區(qū)域,l0~le…層間絕緣膜。