显示设备的制作方法

本发明与显示设备有关。

背景技术：

专利文献1中公开了一种显示设备,其进行通过el发光元件的发光显示和通过反射液晶元件的液晶显示。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际国内公开公报wo2004/053819(公开日:2004年6月24日)

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题

在所述现有的显示设备中,由于发光显示和反射液晶显示的发光区域相同,所以存在在反射液晶显示中无法进行最佳设计,且在反射液晶显示时亮度不足等问题。

解决问题的方案

本发明一方式所涉及的显示设备,具备:第一基板,其包含上方发光型的发光元件及与所述发光元件相比靠下层的晶体管；第二基板,其与所述第一基板相对；液晶层,其被配置在所述第一基板及所述第二基板之间,所述第一基板上设置有:封装膜,其覆盖所述发光元件并呈岛状；像素电极,其具有不与所述封装膜重叠的第一部分；光反射膜,其与所述第一部分重叠,且表面呈凹凸。

发明效果

针对与所述第一部分重叠的区域,由于不会形成有发光元件,所以能够在反射液晶显示中进行最佳设计。由此,提高在反射液晶显示时的亮度。

附图说明

图1的(a)是表示第一实施方式的显示设备的俯视图,(b)是表示子像素的构成例的电路图。

图2的(a)是表示子像素的构成例的俯视图,(b)是表示穿过显示部的子像素的截面图。

图3是表示第一实施方式的显示设备的显示原理的截面图。

图4的(a)是表示第一实施方式的显示设备的2像素区域的俯视图,(b)是表示2像素区域的显示例(外部光强的情况和外部光弱的情况)的俯视图。

图5是表示第二实施方式的显示设备的截面图。

图6是表示第三实施方式的显示设备的截面图。

图7是表示第四实施方式的显示设备的截面图。

图8是表示第五实施方式的显示设备的截面图。

具体实施方式

〔第一实施方式〕

在以下中,“同层”是指在同一流程以相同材料形成的意思,“下层”是指与比较对象的层相比在之前的流程中形成的意思,“上层”是指与比较对象的层相比在之后的流程中形成的意思。另外,“重叠”是指两个部件在俯视图中具有重叠部分,也包含在这两个部件之间隔着或不隔着其他部件的情况。

图1的(a)是表示第一实施方式的显示设备的俯视图,图1的(b)是表示子像素的构成例的电路图。如图1的(a)所示,第一实施方式的显示设备3具备:显示部3d,其包含红色的子像素sp(r)、绿色的子像素sp(g)以及蓝色的子像素sp(b)；驱动电路drc,其驱动显示部3d；外部光传感器ls；以及,显示控制电路dcc。

如图1所示,在显示部3d中设置有数据线dl、栅极线gln、切换线kl、电流线cl以及接地线pl。在驱动电路drc中包含源极驱动器sd和栅极驱动器gd,所述源极驱动器sd驱动数据线dl,所述栅极驱动器gd驱动栅极线gln和切换线kl。显示控制电路dcc基于外部光传感器ls的输出(外部光量)而控制源极驱动器sd和栅极驱动器gd。

子像素sp包含发光元件ed(例如,有机发光二极管)、反射液晶元件(反射液晶电容)ld、晶体管trx·try·trz、电容cp·cs。例如,红色的子像素sp(r)包括包含红色彩色滤光片的反射液晶元件ld和发红色光的发光元件ed。

在切换线kl处于无效(外光量小于阀值)期间晶体管try关闭,当栅极线gln变有效时经由数据线dl及晶体管trx输入发光显示用的灰度信号,并且电容cp根据灰度而充电。然后,通过使电流线cl变有效而使电流经由晶体管trz通过发光元件ed,并且发光元件ed以与灰度对应的亮度发光。发光元件ed的阴极与接地线pl连接。

在切换线kl处于有效(外光量大于阀值)期间晶体管try为打开,当栅极线gln变有效时反射液晶显示用的灰度信号经由数据线以及dl晶体管trx和晶体管try被输入,并且反射液晶元件(反射液晶电容)ld根据灰度而充电。由此,反射液晶元件ld具有根据灰度的透过率,反射光透过反射液晶元件ld。电容cs作为反射液晶元件ld的辅助电容发挥作用。

图2的(a)是表示子像素的构成例的俯视图,图2的(b)是表示穿过显示设备的子像素的截面图。如图2所示,在显示设备3中依序层叠有第一基板(下侧基板)1、液晶30、第二基板(上侧基板)2以及圆偏振板40。

在第一基板1上,于基材10上依序层叠有阻挡层13、半导体膜15a·15b,无机绝缘膜16、电极ga·ee·gb、无机绝缘膜18,电极ea·eb·ef·eh·ei、层间绝缘膜21、光反射膜rf·电极ec·阳极22、发光层24、阴极25、封装膜26、平坦化膜27,、像素电极28以及取向膜fx。另外,在第二基板2中,于基材32上依序层叠有彩色滤光片cf、相对电极ce以及取向膜fy。

在子像素sp中设置发光元件ed和反射液晶元件ld,所述发光元件ed构成为包含阳极22(下侧电极)、发光层24及阴极25(上侧电极),所述反射液晶元件ld构成为包含像素电极28、液晶层30及相对电极ce,所述发光元件ed被岛状的封装膜26覆盖。

作为基材10的材料,例如,可以列举玻璃、聚对苯二甲酸乙二酯(pet)。阻挡层3是防止水、氧气等异物浸透至晶体管try·trz、发光层24等的层,例如通过cvd形成,能够由氧化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜或者这些的层叠膜构成。

半导体膜15a·15b例如是由低温多晶硅(ltps)或氧化物半导体构成。半导体膜15a包含沟道部ca、源极部sa及漏极部da,半导体膜15b包含沟道部cb、源极部sb及漏极部db。

无机绝缘膜16·18也能够是例如通过cvd法形成的,由氧化硅(siox)膜、氮化硅(sinx)膜、或者这些的层叠膜构成。

电极ga·gb·ea·eb·ee·ef·eh·ei,例如是由包含铝(ai)、钨(w)、钼(mo)、钽(ta)、铬(cr)、钛(ti)、铜(cu)中的至少一种金属单层膜或层叠膜构成。

晶体管try(参照图1的(b))构成为,包含有半导体膜15a、经由无机绝缘膜18而与沟道部ca重叠的电极ga(栅极电极)。晶体管trz(参照图1的(b))构成为,包含有半导体膜15b、经由无机绝缘膜18而与沟道部cb重叠的电极gb(栅极电极)。

层间绝缘膜21是覆盖被称为源极金属(源极层)的电极ea·eb·ef·eh·ei的膜,例如,能够由可涂布聚酰亚胺、丙烯酸等的感光性有机材料构成。层间绝缘膜21作为发光元件ed的基底膜(平坦化膜)而发挥作用。

半导体膜15a的漏极部da(晶体管try的漏极)经由电极eb,与填充层间绝缘膜21的接触孔ha的电极ec连接,电极ec通过平坦化膜27的接触孔hb与像素电极28连接。此外,漏极部da和电极ee隔着无机绝缘膜16而重叠的部分形成电容cs(参照图1的(b))。半导体膜15b的源极部sb(晶体管trz的源极)经由电极eh,与填充层间绝缘膜21的接触孔的阳极22连接。

阳极22、光反射膜rf以及电极ec例如是在两张ito(indiumtinoxide:氧化铟锡)膜中夹着ag合金膜的光反射性层叠膜,能够通过同一工序(同层)形成于层间绝缘膜21上。

电极覆盖膜23是有机绝缘膜,例如,通过在涂布聚酰亚胺、丙烯酸等的感光性有机材料之后通过光刻法进行图案化而形成。

发光层24通过使用fmm((finemetalmask:精细金属掩模)的蒸镀法或喷墨法,将每个子像素形成为岛状。虽然未图示,也能够在阳极22和发光层24之间设置空穴输送层。

阴极25例如是厚度设为20nm以下的透光性mgag合金膜,每个子像素形成为岛状。虽然未图示,也能够在发光层24和阴极25之间设置电子输送层。阴极25例如能够通过使用fmm的蒸镀法而形成图案。

在发光元件ed(oled)中,空穴和电子通过阳极22及阳极25之间的驱动电流而在发光层24内重新结合,使由此生成的激子降落到基态而放出光。由于阴极25是透光性,而阳极22是光反射性,所以从发光层放出的光朝向上方,变成顶部发射(上方发光)。

封装膜26是包含两张无机封装膜的层叠膜,每个子像素形成为覆盖发光元件ed的岛状。无机封装膜也能够是例如通过cvd形成的,氧化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜或者这些的层叠膜构成。也能够通过例如喷墨法将可涂布丙烯酸等的有机膜配置在两张无机封装膜之间。这是因为在第一层(下侧)的无机封装膜的内部或该无机封装膜上存在有异物的情况下,防止第二层(上侧)的无机封装膜发生断裂,封装性能降低。

平坦化膜27是覆盖光反射膜rf及封装膜26的膜,例如,能够由可涂布聚酰亚胺、丙烯酸等的感光性有机材料构成。

像素电极28于平坦化膜27上使用ito、izo等透光性导电材来形成每个子像素。虽然覆盖像素电极28的取向膜fx也能够是使用聚酰亚胺等而构成,但是考虑到对发光元件ed的影响,进行摩擦或uv照射的取向处理(预倾角设置)不会进行。

液晶层30是变成正常黑模式的垂直取向(va)模式下,在第二基板2的取向膜fy上被取向处理(预倾角设置)。彩色滤光片cf的颜色(红·绿·蓝)被每个子像素规定。相对电极ce是被赋予共用电位vcom的共用电极,使用ito、izo等透光性导电材形成为整体状。

圆偏振板40例如是使直线偏振板和1/4波长的相位差板组合而形成。例如,液晶层30在垂直取向(在ld的电压为最小的情况下)时,将通过液晶层的光设定为不发生相位偏移,穿过圆偏振板40及液晶层30并在光反射膜rf反射,将重新返回圆偏振板40的外部光设为最小透过(黑色显示)。另一方面,液晶层30在水平取向(在ld的电压为最大的情况下)时,将通过液晶层的光的相位设定为偏移1/4波长,穿过圆偏振板40及液晶层30并在光反射膜rf反射而重新返回圆偏振板40的外部光设为最大透过(白色显示)。

图3是表示第一实施方式的显示设备的显示原理的截面图。图1的显示控制电路dcc若通过外部光传感器ls得到的外部光量小于阀值,则如图3的(a)所示,设定通过发光元件ed进行发光显示的第一模式,若外部光亮大于阀值,则如图3的(b)所示,设定将发光元件ed设为非发光而通过反射液晶元件ld进行反射液晶显示的第二模式。如此一来,能够实现在强外部光下的发光显示的劣化及低耗电化。

如图2、3所示,第一基板1上设置有:封装膜26,其覆盖发光元件ed并呈岛状；像素电极28,其具有不与封装膜26重叠的第一部分p1；光反射膜rf,其与第一部分p1重叠,且表面呈凹凸。针对与所述第一部分p1重叠的区域,由于没有发光元件而能够在反射液晶显示中进行最佳设计,且由于可通过光反射膜rf进行反射光的反射角控制,所以实现了一种高品质的反射液晶显示。

在第一实施方式中,于层间绝缘膜21(与发光元件ed的阳极22同层)形成有光反射膜rf。通过光刻使层间绝缘膜21图案化时,通过在规定的区域形成凹凸,能够使在该规定的区域所形成的光反射膜rf形成凹凸。例如,通过在接触孔ha的形成区域、规定区域的一部分(凸形成区域)与规定区域的另一部分(凹形成区域)改变曝光量,从而形成凹凸。另外,由于凹凸面的角度能够通过曝光图案的大小和曝光量来控制,所以能够成为更高亮度的反射液晶显示。

此外,层间绝缘膜21与发光元件ed的阳极22重叠的区域为平坦。如此一来,阳极22的表面变得平坦,能够更良好地蒸镀形成发光层24。另外,通过在阴极25上例如使用厚度小于20nm的mgag合金膜(具有光透过及光反射性),使阳极22与阴极25之间作为微腔发挥作用,能够提高发光色的纯度。

在第一实施方式中,像素电极28包含与封装膜26重叠的第二部分p2。具体而言,发光元件ed的阳极22包含被电极覆盖膜23覆盖的边缘部22e,以及不被电极覆盖膜23覆盖的非边缘部22k(电极覆盖膜23的开口23k下的露出部分),非边缘部22k的整个区域与发光层24、阴极25、封装膜26及像素电极28的第二部分p2重叠。

因此,像素电极28的第一部分p1和第二部分p2能够用于反射液晶元件ld,在图3的(b)中,能够使在光反射膜rf反射而通过第一部分p1的外部光l1,以及在阳极22反射而通过第二部分p2的外部光l2有助于显示。由此,能够提高反射液晶显示时的亮度。此外,光反射膜rf形成为不与发光元件ed的阴极25重叠。

图4的(a)是表示第一实施方式的显示设备的2像素区域的俯视图,(b)是表示2像素区域的显示例(外部光强的情况和外部光弱的情况)的俯视图。如图2、4所示,在俯视图中,阳极22的非边缘部22k位于像素电极28的外周内侧,像素电极28的第一部分p1(不与封装膜26重叠的部分)将第二部分p2包围。即,在俯视图中,发光元件ed的发光区域ea位于像素电极28的外周的内侧,与像素电极28的重心、发光区域ea的重心一致。如此一来,能够使反射液晶显示时的红色子像素的发光区域la(r)、绿色子像素的发光区域la(g)以及蓝色子像素的发光区域la(b)分别大于发光显示时的红色子像素的发光区域ea(r)、绿色子像素的发光区域ea(g)以及蓝色子像素的发光区域ea(b),能够提高反射液晶显示的品质。另外,由于即便切换发光显示和反射液晶显示子像素的亮度重心也不会改变,所以降低了切换显示时的违和感。虽然在图1、4等中以pentile方式配置红、绿、蓝的子像素,但这仅是一个例子。

在与封装膜26相比的上层且与像素电极28相比的下层设置有平坦化膜27,平坦化膜27与像素电极28的第一部分p1及第二部分p2重叠。如此一来,与第一部分p1重叠的液晶层30的厚度(差距)等于与第二部分p2重叠的液晶层30的厚度(差距),能够提高反射液晶显示的品质。

形成于与岛状的封装膜26相比的上层的像素电极28的第一部分p1(不与封装膜26重叠的部分)经由层间绝缘膜21的接触孔ha及平坦化膜27的接触孔hb而与晶体管try连接。如此,无需在封装膜26上形成孔(孔),通过像素电极28与晶体管try电连接,能够提高封装效果,抑制发光元件ed的劣化。

〔第二实施方式〕

图5是表示第二实施方式的显示设备的截面图。在第二实施方式中,设置有和覆盖发光元件的阳极22的电极覆盖膜23同层的缓冲膜bf,缓冲膜bf包含表面呈凹凸的区域,在该区域上形成有光反射膜rf。像素电极28形成于光反射膜rf上。像素电极28(第一部分)经由层间绝缘膜21的接触孔ha及缓冲膜bf的接触孔hc而与晶体管try连接。

如此,通过在与电极覆盖膜23同一工序形成的缓冲膜bf上形成光反射膜rf,能够减少制造工序。该情况下,通过使缓冲膜bf的上面水平与封装膜26的上面水平对齐,从而与第一部分p1重叠的液晶层30的厚度(差距)等于与第二部分p2重叠的液晶层30的厚度(差距),能够提高反射液晶显示的品质。

〔第三实施方式〕

图6是表示第二实施方式的显示设备的截面图。在第二实施方式中,将表面呈凹凸的光反射膜rf与发光元件ed重叠,使与光反射膜rf同层的(在同一工序形成)的阳极22的表面也形成凹凸。如此一来,即便在发光元件ed的形成区域中也能够使反射光有效地扩散,能够提高反射液晶显示的品质。另外,由于封装膜26的边缘与无机膜即光反射膜rf相接,所以两者的接合性佳,封装效果好。图6中,由于是光反射膜rf及阴极25相互接触的构成,所以能够向光反射膜rf提供阴极电位。也可以是光反射膜rf不与阴极25接触的构成。

〔第四实施方式〕

图7是表示第四实施方式的显示设备的截面图。在第一实施方式中,虽然像素电极28(第二部分p2)与发光元件的发光区域(阳极22的非边缘部22k的上方区域)重叠,但是不限于此。如图7所示,发光元件ed的发光区域上也可以不形成像素电极28及彩色滤光片cf。如此一来,从发光元件ed出射的许多光变成不会通过彩色滤光片,能够提高发光显示时的亮度。

〔第五实施方式〕

图8是表示第五实施方式的显示设备的截面图。在第一、第二实施方式中,虽然在层间绝缘膜21上形成有光反射膜rf,但是不限于此。如图8所示,也可以在平坦化膜27上形成表面呈凹凸的光反射膜rf,并在光反射膜rf上形成像素电极28。在图8中,虽然是不在发光元件ed的发光区域上形成像素电极28及彩色滤光片cf的构成,但是不限于此。如第一实施方式所示,也可以是像素电极28(第二部分)与发光元件的发光区域重叠的构成。

(总结)

本实施方式所涉及的显示设备具备的电光学元件(被电流控制亮度、透过率的电光学元件)不被特别的限定。作为本实施方式所涉及的显示装置可列举,例如具备作为电光学元件的oled(organiclightemittingdiode:有机发光二极管)的有机el(electroluminescence:电致发光)显示器,具备作为电光学元件的无机发光二极管的无机el显示器,作为电光学元件的qled(quantumdotlightemittingdiode:量子点发光二极管)的qled显示器等。

(方式1)

一种显示设备,其具备:第一基板,其包含上方发光型的发光元件及与所述发光元件相比靠下层的晶体管；第二基板,其与所述第一基板相对；液晶层,其被配置在所述第一基板及所述第二基板之间,所述第一基板上设置有:封装膜,其覆盖所述发光元件并呈岛状；像素电极,其具有不与所述封装膜重叠的第一部分；光反射膜,其与所述第一部分重叠,且表面呈凹凸。

(方式2)

如方式1所述的显示设备,其在与所述晶体管相比靠上层且与所述发光元件相比靠下层设置有层间绝缘膜,所述所述层间绝缘膜包含表面呈凹凸的区域,在该区域上形成有所述光反射膜。

(方式3)

如方式2所述的显示设备,所述光反射膜与所述发光元件的下侧电极形成于同层。

(方式4)

如方式2或3所述的显示设备,所述层间绝缘膜与所述发光元件的下侧电极重叠的区域为平坦。

(方式5)

如方式1所述的显示设备,其设置有缓冲膜,所述缓冲膜与覆盖所述发光元件的下侧电极的电极覆盖膜同层,

所述缓冲膜包含表面呈凹凸的区域,在所述区域上形成有所述光反射膜。

(方式6)

如方式1所述的显示设备,在与所述封装膜相比靠上层且与所述像素电极相比靠下层设置有平坦化膜,

所述缓冲膜包含表面呈凹凸的区域,在所述区域上形成有所述光反射膜。

(方式7)

如方式1～6任一项所述的显示设备,所述像素电极设置在与所述封装膜相比靠上层,

所述像素电极的第一部分和所述晶体管经由接触孔而被连接。

(方式8)

如方式1～7任一项所述的显示设备,所述像素电极具有与所述封装膜重叠的第二部分。

(方式9)

如方式8所述的显示设备,所述光反射膜与所述第二部分重叠。

(方式10)

如方式1～8任一项所述的显示设备,所述光反射膜不与所述发光元件的上侧电极重叠。

(方式11)

如方式1～10任一项所述的显示设备,于每个子像素设置有所述封装膜及所述像素电极。

(方式12)

如方式11所述的显示设备,于每个像素设置有反射液晶元件和所述发光元件,所述反射液晶元件包含所述像素电极及所述液晶层,所述发光元件被所述封装膜覆盖,

根据外部光量切换第一模式和第二模式,所述第一模式是将所述发光元件设为非发光而通过所述反射液晶显示进行反射液晶显示,所述第二模式是通过所述发光元件进行发光显示。

附图标记说明

1第一基板

2第二基板

3显示设备

10基材

13阻挡层

16·18无机绝缘膜

21层间绝缘膜

22阳极(下侧电极)

23电极覆盖膜

24发光层

25阴极(上侧电极)

26封装膜

27平坦化膜

28像素电极

30液晶层

40圆偏振板

p1第一部分

p2第二部分

ed发光元件

ld反射液晶元件

rf光反射膜

fx·fy取向膜

bf缓冲膜

ce相对电极

cf彩色滤光片

ha·hb·hc接触孔

trx～trz晶体管