显示设备、显示设备的制造方法、显示设备的制造装置与流程

本发明涉及一种显示设备。

背景技术：

专利文献1公开了如下构成：由设置在每个子像素的阳极、与多个子像素共用而设置的阴极以及设置在阳极和阴极之间的有机el层构成oled(有机发光二极管)，oled的阳极连接到驱动晶体管。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本公开专利公报“特开2006-58815号”公报

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题

在所述现有的构成中，当驱动晶体管作为n沟道时，由于为其源极连接到oled的阳极的源极跟随器构成，因此，存在oled的电流值容易发生偏差的问题。

用于解决技术问题的技术方案

本发明一形态涉及的显示设备包括：阴极，其设置在每个子像素上；阳极，其设置在所述阴极的上层，且共通设置在多个子像素上；发光层，其设置在所述阴极以及所述阳极之间；第一配线，其设置在与所述阴极相同的层；第二配线，其设置在所述第一配线的上层且所述阳极的下层，并与所述第一配线重叠。

有益效果

根据本发明的一形态，可以抑制通过发光层从阳极流向阴极的电流值的偏差。

附图说明

图1是表示显示设备制造方法的示例的流程图。

图2的(a)是表示显示设备的构成示例的截面图，图2的(b)是表示显示设备的子像素和配线的结构的俯视图，图2的(c)是表示设置在每个子像素的像素电路的一部分的电路图。

图3是表示发光元件层的形成方法的示例的流程图。

图4是表示包括显示设备的显示装置的构成的示意图。

图5是表示阳极辅助配线的构成示例的俯视图。

图6是表示包括显示设备的显示装置的构成的示意性俯视图。

图7的(a)是表示栅极驱动器的构成示例的电路图，图7的(b)是表示移位寄存器电路的构成的电路图。

图8是表示栅极驱动器的动作的时序图。

图9的(a)和(b)是表示第一实施方式的其他构成示例的平面图，(c)是图9的(b)的截面图。

图10的(a)是表示第二实施方式的显示设备的构成示例的截面图，(b)是表示发光元件与驱动晶体管的连接示例的电路图。

图11的(a)和(b)是表示第二实施方式的其他构成示例的俯视图，(c)是(b)的截面图。

图12的(a)是表示第三实施方式的显示设备的构成示例的截面图，(b)是表示发光元件与驱动晶体管的连接示例的电路图。

具体实施方式

[第一实施方式]

图1是表示显示设备制造方法的示例的流程图。图2的(a)是表示显示设备的构成示例的截面图，图2的(b)是表示显示设备的子像素和配线的结构的俯视图，图2的(c)是表示设置在每个子像素的子像素电路的一部分的电路图。

当制造显示设备时，例如，如图1/图2所示，首先，在基材(例如，玻璃母板)11上形成阻挡层3(步骤s1)。接着，形成tft层4(步骤s2)。接着，形成发光元件层(例如，oled元件层)5(步骤s3)。接着，形成密封层6(步骤s4)。接着，进行切割并切成多个单片(步骤s5)。接着，通过粘接剂将功能膜39贴附到单片密封层6的上侧(步骤s6)。接着，将电子电路基板(ic芯片、fpc等)安装在单片的端子部(步骤s7)。由此，获得图2所示的显示设备2。图1的各步骤由显示设备制造装置进行。

阻挡层3是防止水分、杂质到达tft层4、发光元件层5的底涂层，例如，可以是由通过cvd形成的氧化硅膜、氮化硅膜或氮氧化硅、或这些层的层叠膜构成。

tft层4包括栅极ge、与栅极ge相比形成在上侧的无机绝缘膜16(栅极绝缘膜)、与无机绝缘膜16相比形成在上侧的半导体膜sc、与半导体膜sc相比形成在上侧的源极se和漏极de、与源极s和漏极d相比形成在上侧的无机绝缘膜18、与无机绝缘膜18相比形成在上侧(低电位侧)的发光电源配线lpl和与发光电源配线lpl相比形成在上侧的平坦化膜21。

半导体膜sc由例如，氧化物半导体、低温多晶硅(ltps)或非晶硅构成。无机绝缘膜16/18可以由例如通过cvd法形成的氧化硅(siox)膜、氮化硅(sinx)膜或这些膜的层叠膜构成。栅极ge、源极配线se、漏极配线de以及发光电源配线lpl由例如，包括铝(al)、钨(w)、钼(mo)、钽(ta)、铬(cr)、钛(ti)、铜(cu)中的至少一种的金属的单层膜或层叠膜构成。另外，在图2中，半导体膜sc作为沟道的晶体管tr以底栅结构表示，但是也可以是顶栅结构(例如，当半导体膜sc为ltps时)。平坦化膜(层间绝缘膜)21可以由例如聚酰亚胺、丙烯酸等能够涂布的感光性有机材料构成。

发光元件层5(例如，有机发光二极管层)包括与平坦化膜21相比形成在上侧的阴极(cathode)22和第一配线hw1、规定子像素的隔堤23r/23g、形成在第一配线hwx上的第二配线hwy、与阴极22相比形成在上侧的电子控制层ec、与电子控制层ec相比形成在上侧的发光层em、与发光层em相比形成在上侧的空穴控制层hc、以及覆盖第二配线hwy和空穴控制层hc的阳极(anode)25。电子控制层ec作为电子传输层和电子注入层发挥作用，空穴控制层ec作为空穴传输层和空穴注入层发挥作用。

例如，由阴极22、电子控制层ec、发光层em、空穴控制层hc和阳极25形成红色发光元件5r，由红色发光元件5r和驱动红色发光元件5r的子像素电路形成红色的子像素。此外，由层叠的第一配线hwx和第二配线hwy构成阳极辅助配线hw。阳极辅助配线hw在子像素的间隙(发光元件之间的间隙)中形成为矩阵状。

阴极22形成在每个子像素上，阳极25为多个子像素共用而形成，并且发光层em形成在由与子像素sr对应的隔堤23r包围的区域。空穴控制层hc可以是多个子像素的公用层。

阴极22由例如ito(indiumtinoxide，氧化铟锡)和包含ag的合金的层叠体构成，并且具有光反射性。阳极25可以由ito(indiumtinoxide，氧化铟锡)或izo(indiumzincumoxide，氧化铟锌)等透光性的导电材料构成。阴极22经由晶体管tr连接至供给低电位侧的发光电源电势elvss的第一发光电源线lpl。

电子控制层ec可以由例如透光性的氧化物半导体膜构成。电子控制层ec也可以包括包含in、ga和zn中的至少一种金属元素的氧化物半导体，例如，in-ga-zn-o类半导体。此处，in-ga-zn-o类半导体是in(铟)、ga(镓)和zn(锌)的三元系氧化物，in、ga和zn的比率(组成比)没有特别限定，例如包括in：ga：zn＝2：2：1、in：ga：zn＝1：1：1、in：ga：zn＝1：1：2等。

阴极(阴极)22和电子控制层ec可以在溅射成膜之后，通过光刻法进行图案化。阴极(阴极)22和第一配线hwx可以由相同的工序、形成在同层且由相同的材料(例如，光反射性合金)形成，且电子控制层ec和第二配线hwy由相同的工序、形成在同层且由相同的材料(例如，氧化物半导体)形成。

在第一实施方式中，例如，如图2的(c)所示，发光元件5r的阳极25连接到高电位侧的发光电源电势elvdd的供给源，并且其阴极22连接到晶体管tr(驱动晶体管)的漏极de，且晶体管tr的源极se连接到低电位侧的发光电源电势elvss的供给源，作为所谓的倒置结构。

图3是表示发光元件层的形成方法的示例的流程图。在图1的步骤s3中，例如，如图3所示，通过溅射法成膜(例如，光反射性合金膜)以及通过光刻法图案化而形成阴极22和第一配线hwx(步骤s3a)，接着，通过涂布成膜(例如，有机树脂膜)以及通过光刻法图案化而形成隔堤23r/23g(步骤s3b)，接着，通过溅射成膜(例如，氧化物半导体膜)以及通过光刻法图案化而形成电子控制层ec和第二配线hwy(步骤s3c)，接着，通过隔着掩模的蒸镀成膜来图案化形成发光层em(步骤s3d)，接着，通过隔着掩模的蒸镀成膜来图案化形成空穴控制层hc(步骤s3e)，接着，通过隔着掩模的溅射成膜来图案化形成阳极25(例如，透光性金属化物膜)(步骤s3f)。

另外，在步骤s3c中，为了提高由氧化物半导体构成的电子控制层ec和第二配线hwy的导电性，优选进行退火处理、等离子体处理等，这种情况下，在作为晶体管tr的沟道的氧化物半导体与电子控制层ec和第二配线hwy中的电阻值不同。

第一配线hwx形成在相邻的阴极22之间，第二配线hwy以与第一配线hwx直接重叠(接触)的方式形成。阳极25以覆盖空穴控制层hc和第二配线hwy的方式形成为整面状。这样，第一配线hwx、第二配线hwy和阳极25电连接。

当发光元件层5是oled层时，空穴和电子通过阴极22和阳极25之间的驱动电流在发光层em内再结合，通过由此产生的激子下降到基态而放出光。由于阴极22是光反射性的，阳极25是透光性的，所以从发光层em放出的光朝向上方，且变成顶部发射。

发光元件层5不限于构成oled元件的情况，也可以构成无机发光二极管或量子点发光二极管。

密封层6是覆盖发光元件层5并防止水、氧气等异物渗透到发光元件层5的保护层，密封层6构成为包括氧化硅膜、氮化硅膜或氮氧化硅膜等透明性的无机绝缘膜。

功能膜39例如是具有光学补偿功能、触摸传感器功能、保护功能等的膜，并通过ocr等贴附在密封层6的上侧。

图4是表示第一实施方式涉及的显示设备制造装置70的框图。显示设备制造装置70包括控制器72、成膜装置76、切割装置77和安装装置80。成膜装置76用于形成显示设备2的各层。切割装置77用于从母基板切出显示设备2。安装装置80用于将电子电路基板安装在显示设备2上。控制器72用于控制成膜装置76、切割装置77和安装装置80。

在第一实施方式中，例如，如图2所示，将发光元件5r的阳极25连接到高电位侧的发光电源电位elvdd的供给源的同时，其阴极22连接到晶体管tr(驱动晶体管)的漏极de，并且晶体管tr的源极连接到低电位侧的发光电源电势elvss的供给源的倒置结构，由于通过整面状的阳极25与矩阵状的阳极辅助配线hw(第一配线hwx与第二配线hwy的层叠配线)电连接，阳极侧的寄生电阻显著降低，因此难以发生因ir下降导致的阳极电位的面内偏差。由此，抑制了发光元件5r的驱动电流的偏差(同颜色同灰度的子像素之间的亮度偏差)。此处，记载了红色发光元件5r，但是蓝色发光元件和绿色发光元件也是同样的。

在顶部发射结构中，由于不能为了维持光透过性而使上层侧电极(图2中的公共阳极25)变厚，因此，可以说通过阳极辅助配线hw减小阳极侧的寄生电阻的优点是很大的。例如，假设阳极、第一配线和第二配线的电阻率为1：1：4，表面积比为5：1：1(厚度是共通的)，则通过附加阳极辅助配线hw，阳极侧的寄生电阻降低了20％。

此外，如图3的(b)所示，通过发光元件的阴极连接到驱动晶体管的漏极的倒置结构，氧化物半导体可以用于电子控制层ec(电子传输层etl和电子注入层eil)。因此，电子控制层ec可以使用光刻法来进行图案化，而不是通过现有这种掩模蒸镀来形成有机膜的图案，并且可以用与第一配线hwx相同程度的精度加工与电子控制层ec同层的第二配线hwy。即，可以使隔堤之间的间隙变窄，适合于高精细化。另外，在掩模蒸镀中行距精度至多为20μm左右，但是在使用光刻法的图案化中，行距精度可以为5μm以上。

图5是表示阳极辅助配线的构成示例的俯视图。阳极辅助配线hw不限于在子像素的间隙中所形成的细的矩阵状，也可以是图5的(a)所示的横向条纹状，也可以是图5的(b)所示的纵向条纹状，也可以是形成在像素(包括r、g和b三个的发光元件)的间隙的粗的矩阵状，可以考虑阳极侧的电阻值、子像素的分辨率等来确定。

图6是表示包括显示设备的显示装置的构成的示意性俯视图。如图6所示，显示装置1包括显示设备2、源极驱动器sd、栅极驱动器gd和显示控制电路dcc。显示设备2包括形成在发光元件层5的红色发光元件5r、绿色发光元件5g和蓝色发光元件5b、以及形成在tft层4的子像素电路pxc、数据线dl、扫描信号线gl和(低电位侧)发光电源线lpl，例如由红色发光元件5r和与该红色发光元件5r对应的子像素电路pxc构成子像素spr。

在显示设备2中，每个子像素设置有发光元件和连接到该发光元件的子像素电路pxc，并且子像素电路pxc连接到数据线dl、扫描信号线gl和发光电源线lpl。另外，数据线dl连接到源极驱动器sd，扫描信号线gl连接到栅极驱动器gd，发光电源线lpl连接到elvss的供给源，整面状的阳极25和矩阵状的阳极辅助配线hw连接到elvdd的供给源。另外，显示控制电路dcc将源极时序信号st和视频数据vd输出到源驱动器sd，并且将栅极时序信号gt输出到栅极驱动器gd。

图7的(a)是表示栅极驱动器的构成示例的电路图，图7的(b)是表示移位寄存器电路的构成的电路图。如图7的(a)所示，栅极驱动器gd包括由第1级～第m级构成的移位寄存器sr、两相的时钟信号线ck1/ck2、全导通信号线al和清除信号线cl，假设j＝1～m，构成j级的移位寄存器电路srj包括晶体管t1～t6、节点nj、置位端子sj、复位端子rj、时钟端子ckj、全导通端子aon、清除端子clr、以及输出端子qj。

例如，对于n级移位寄存器电路srn，置位端子sn连接到前级的输出端子qn-1，复位端子rn连接到后级的输出端子qn+1，时钟端子ckn连接到时钟信号线ck2，全导通端子aon连接到全导通信号线al，清除端子clr连接到清除信号线cl，并且来自输出端子qn的输出信号on被提供给第n行的扫描信号线gl。

图8是表示栅极驱动器的动作的时序图。n-1级的输出信号on-1经由二极管耦合的晶体管t1提供给节点nn。在ck2变为“高”的期间，节点nn通过t2的寄生电容cgd(栅极和漏极之间的寄生电容)和cgs(栅极和源极之间的寄生电容)的电容耦合来增强。通过使节点nn增强，晶体管t2导通，并且n级的输出信号qn从“低”上拉至“高”。当接收下一级的输出信号qn+1的复位端子rn变为“高”时，输出信号qn和节点nn的电位被下拉。当完成到最后一级的转换时，aon信号变为“高”，从所有级输出dc信号，并且各子像素变为黑显示(黑色插入)。如果黑色插入期间结束，clr信号变为“高”，并且所有级的输出信号都从“高”下拉为“低”。

图9的(a)和(b)是表示第一实施方式的其他构成示例的平面图，图9的(c)是图9的(b)的截面图。在第一实施方式中，构成隔堤23r/23g的有机绝缘膜yz包括例如形成有发光层em的主开口23h和在内部形成第二配线hwy的至少一部分、且在俯视观察时为带状的副开口23h。在俯视观察时，副开口23h在子像素之间纵横地延伸。有机绝缘膜yz包括：隔堤23r/23g，其是覆盖阴极的边缘的边缘覆盖部；以及厚膜部23a，其靠近隔堤23r/23g且形成为比隔堤23r/23g厚，通过厚膜部23a形成使蒸镀掩模抵接的凸部mt。在图9的(c)中，在俯视观察时，厚膜部23a以与带状的副开口23h接触的方式形成。

[第二实施方式]

图10的(a)是表示第二实施方式的显示设备的构成示例的截面图，图10的(b)是表示发光元件与驱动晶体管的连接示例的电路图。在第一实施方式中，第二配线hwy形成在第一配线hwx上，但是不限定于此。如图10的(a)所示，也可以构成为，下层的第一配线hwx被隔堤23(有机绝缘膜)覆盖，第一配线hwx和上层的第二配线hwy经由贯通隔堤23的开口23h(接触孔)连接，并且使第二配线hwy与阳极25接触(电连接)。通过这样做，可以在提高子像素的分辨率的同时抑制发光元件5r的驱动电流的偏差(即，同颜色同灰度的子像素之间的亮度偏差)。

图11的(a)和(b)是表示第二实施方式的其他构成示例的俯视图，图11的(c)是图11的(b)的截面图。在第二实施方式中，构成隔堤23的有机绝缘膜yz包括例如形成有发光层em的主开口23h和在内部形成第二配线hwy的至少一部分、且在俯视观察时为点状的副开口23h。有机绝缘膜yz包括：隔堤23，其是覆盖阴极的边缘的边缘覆盖部；厚膜部23a，其靠近隔堤23且形成为比隔堤23厚，通过厚膜部23a形成使蒸镀掩模抵接的凸部mt。在图11的(c)中，在俯视观察时，厚膜部23a与点状的副开口23h隔开形成。

[第三实施方式]

图12的(a)是表示第三实施方式的显示设备的构成示例的截面图，图12的(b)是表示发光元件与驱动晶体管的连接示例的电路图。在第一实施方式和第二实施方式中，第一配线hwx和第二配线hwy分别与阳极25电连接，但是不限定于此。如图12的(a)所示，也可以构成为，下层的第一配线hwx被隔堤23覆盖，第一配线hwx和tft层4的光电源配线lpl经由接触孔连接，并且使上层的第二配线hwy与阳极25接触(电连接)。这样，在如图12的(b)所示的倒置结构中，由于在减小阳极侧的电阻值的基础上，也可以实现减小发光电源线lpl的电阻值，因此，可以抑制发光元件5r的驱动电流的偏差(即，同颜色同灰度的子像素之间的亮度偏差)。此外，也提高了子像素的分辨率。

[总结]

包括本实施方式涉及的显示设备的电气光学元件(亮度、透射率由电流控制的电气光学元件)不特别限定。作为本实施方式涉及的显示装置，可以例举例如，具备oled(organiclightemittingdiode：有机发光二极管)作为电气光学元件的有机el(electroluminescence：电致发光)显示器、具备无机发光二极管作为电气光学元件的无机el显示器、具备qled(quantumdotlightemittingdiode：量子点发光二极管)作为电气光学元件的qled显示器等。

[形态1]

一种显示设备包括：阴极，其设置在每个子像素上；阳极，其为多个子像素共用并且设置在所述阴极的上层；发光层，其设置在所述阴极以及所述阳极之间；第一配线，其设置在与所述阴极相同的层；第二配线，其设置在所述第一配线的上层且所述阳极的下层，并与所述第一配线重叠。

[形态2]

例如，根据形态1所述的显示设备，所述第一配线、所述第二配线以及所述阳极电连接。

[形态3]

例如，根据形态1或2所述的显示设备，所述阴极以及所述发光层之间设置有电子控制层，所述第二配线形成在与所述电子控制层相同的层且由相同材料形成。

[形态4]

例如，根据形态3所述的显示设备，所述电子控制层以及所述第二配线分别由氧化物半导体形成。

[形态5]

例如，根据形态4所述的显示设备，所述氧化物半导体具有光透过性。

[形态6]

例如，根据形态4所述的显示设备，所述电子控制层作为电子输送层以及电子注入层发挥功能。

[形态7]

例如，根据形态4所述的显示设备，所述显示设备包括：驱动晶体管，其连接到所述阴极，且包括氧化物半导体，所述驱动晶体管为n沟道。

[形态8]

例如，根据形态7所述的显示设备，所述驱动晶体管所包含的氧化物半导体和所述第二配线的电阻值不同。

[形态9]

例如，根据形态1～8中任一项所述的显示设备，所述阴极具有光反射性，所述阳极具有光透过性。

[形态10]

例如，根据形态1～9中任一项所述的显示设备，所述第一配线设置在相邻的相同颜色的子像素之间、相邻的不同的颜色的子像素之间的至少一侧。

[形态11]

例如，根据形态1～10中任一项所述的显示设备，在所述阴极的上层且所述阳极的上层设置有有机绝缘膜，所述有机绝缘膜包括：主开口，其形成所述发光层；副开口，其在内部形成所述第二配线的至少一部分，在俯视观察时为带状或点状。

[形态12]

例如，根据形态11所述的显示设备，所述有机绝缘膜包括：边缘覆盖部，其覆盖所述阴极的边缘；厚膜部，其靠近所述边缘覆盖部且形成为比所述边缘覆盖部厚。

[形态13]

例如，根据形态12所述的显示设备，在俯视观察时，作为带状的所述副开口和所述厚膜部接触。

[形态14]

例如，根据形态12所述的显示设备，在俯视观察时，作为点状的所述副开口和所述厚膜部接触。

[形态15]

一种显示设备，包括：阴极，其设置在每个子像素；阳极，其为多个子像素共用而形成；发光层，其设置在所述阴极以及所述阳极之间；电子控制层，其设置在所述阴极以及所述发光层之间，且由氧化物半导体形成。

[形态16]

一种显示设备的制造方法，所述显示设备包括：阴极，其设置在每个子像素；阳极，其为多个子像素共用而形成；发光层，其设置在所述阴极以及所述阳极之间；电子控制层，其设置在所述阴极以及所述发光层之间，其特征在于，所述制造方法包括：通过使用光刻法将氧化物半导体膜图案化形成所述电子控制层。

[形态17]

例如，根据形态16所述的显示设备的制造方法，通过与所述阴极相同的工序形成第一配线，通过与所述电子控制层相同的工序形成第二配线。

[形态18]

例如，根据形态17所述的显示设备的制造方法，以与所述第二配线接触的方式形成整面状的所述阳极。

[形态19]

一种显示设备制造装置，所述显示设备包括：阴极，其设置在每个子像素；阳极，其为多个子像素共用而形成；发光层，其设置在所述阴极以及所述阳极之间；电子控制层，其设置在所述阴极以及所述发光层之间，其特征在于，所述显示设备制造装置通过使用光刻法将氧化物半导体膜图案化形成所述电子控制层。

本发明不限于上述实施方式，将不同的实施方式中分别公开的技术方案适当组合得到的实施方式也包含于本发明的技术范围。进一步地，能够通过组合各实施方式分别公开的技术手段来形成新的技术特征。

附图标记说明

2显示设备；

4tft层；

5发光元件层；

5r(红色的)发光元件；

6密封层；

11基材；

21平坦化膜；

22阴极；

23r/23g隔堤；

25阳极；

70显示设备制造装置；

spr(红色的)子像素；

hwx第一配线；

hwy第二配线；

em发光层；

ec电子控制层；

tr驱动晶体管。