CN100364133C - 显示装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

显示装置1包含具有由配置成矩阵状的多个象素构成的显示区(102)的阵列基板(100)、以及与阵列基板(100)相对配置的密封基板(200)。显示区(102)具有选择象素的象素开关(10)、与象素开关(10)连接的驱动控制元件(20)、以及利用驱动控制元件(20)驱动的有机EL元件(40)。在显示区(102)的外周配置边框的支持体(300)，使得在阵列基板(100)与密封基板(200)之间形成规定的间隔。

Description

显示装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及显示装置及其制造方法，特别涉及有机电致发光(EL)显示装置等主动发光型显示装置及其制造方法。
背景技术
近年来，作为平面显示装置的有机EL显示装置正引人注意。该有机EL显示装置由于具有自发光性，因此具有视角宽、不需要背光源、能够实现薄型化、抑制功耗、而且响应速度快等特征。该有机EL显示装置是在阵列基板上呈矩阵状配置多个有机EL元件而构成。有机EL元件具有在阳极与阴极之间夹有有机发光层的结构，该有机发光层含有具有发光功能的有机化合物。
该有机EL元件由于对水分非常敏感，因此即使1ppm左右的微量水分损坏，不能维持作为显示器件的显示功能。所以，必须采用不使有机EL元件与外部气体接触的结构。因而，在一般的制造过程中，阵列基板利用在进行露点管理的氮气等惰性气体环境下附加干燥材料的密封基板进行密封。这时，阵列基板与密封基板隔着混入数十微米左右的粒状隔离物的密封材料粘贴。为了防止阵列基板所配置的有机EL元件与密封基板所配置的干燥材料接触，在密封材料中所含的隔离物在阵列基板与密封基板之间形成规定的间隔。
在利用密封材料将阵列基板与密封基板粘贴时，在对两基板加上压力的状态下，通过照射紫外线，使密封材料固化。这时，混入密封材料的粒状隔离物有可能挤压在密封材料周边形成的驱动电路，由此将产生损坏驱动电路的问题。特别是近年来，在产量汪断增长的小型便携终端所采用的显示装置中，由于边框尺寸没有余量，因此难以确保足够的边缘。所以，在小型便携终端用显示装置中，上述那样的问题容易发生，有可能降低可靠性。
另外，在从单一的母板分割成多个有机EL显示装置时，沿着划线没有成为支点的部位。因此还存在问题是，在分割成的有机EL显示装置的基板端部容易产生缺口等不良情况，难以高精度进行分割。
发明内容
本发明正是为了解决上述的问题而提出的，其目的在于提供能够提高可靠性及加工精度的显示装置及其制造方法。
根据本发明的第1形态的显示装置，包括
具备含有配置成矩阵状的多个象素的显示区的第1基板、以及
与所述第1基板相对配置的第2基板，
所述第1基板包括
在所述显示区中分别将所述象素隔开同时与所述第2基板离开而配置的间壁、以及
在所述显示区的外周为了在所述第1基板与所述第2基板之间形成规定间隔而配置成边框形状并具有与所述间壁实质上相同高度的支持体。
根据本发明的第2形态的显示装置制造方法，显示装置包括具有在显示区配置成矩阵状的多个显示象素及将所述各显示象素隔开的间壁的第1基板、与所述第1基板相对配置的第2基板、以及将所述第1基板与所述第2基板密封的密封材料的显示装置，包括下述步骤：
在具有与多个显示装置对应的显示区的母板上在各显示区的外周形成具有与所述间壁实质上相同高度的支持体的步骤、
在与所述母板的所述各显示区相对配置第2基板使得与所述间壁离开而且与所述支持体接触的状态下利用所述密封材料进行密封的步骤、以及
将所述母板与所述各显示区对应分割而分割所述第1基板的步骤。
根据本发明的第3形态的显示装置制造方法，显示装置包括具有在显示区配置成矩阵状的多个显示象素及将所述各显示象素隔开的间壁的第1基板、与所述第1基板相对配置的第2基板、以及将所述第1基板与所述第2基板密封的密封材料的显示装置，包括下述步骤：
在具有与多个显示装置对应的显示区的第1母板上在各显示区的外周形成具有与所述间壁实质上相同高度的支持体的步骤、
在与所述第1母板的所述各显示区相对配置第2母板使得与所述间壁离开而且与所述支持体接触的状态下利用所述密封材料进行密封的步骤、以及
将所述第1母板及所述第2母板与所述各显示区对应分割并分割成分别用密封材料密封的第1基板及第2基板的步骤。
附图说明
图1所示为本发明一实施形态有关的有机EL显示装置的简要构成图。
图2所示为图1所示的有机EL显示装置的简要结构剖面图。
图3所示为图1所示的有机EL显示装置的有机EL元件及驱动控制元件的简要结构剖面图。
图4为说明有机EL显示装置的制造方法用的立体图。
图5为说明有机EL显示装置的制造方法用的剖面图。
图6为说明有机EL显示装置的其它制造方法用的立体图。
图7为说明有机EL显示装置的其它制造方法用的剖面图。
图8所示为支持体与驱动电路的位置关系的一个例子的剖面图。
图9所示为配置岛状支持体时的阵列基板的简要结构图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明一实施形态有关的显示装置及其制造方法。
在本实施形态中，作为显示装置是以主动发光型显示装置、例如有机EL(电致发光)显示装置为例进行说明的。
即，如图1及图2所示，有机EL显示装置包含矩阵状配置了作为显示元件的有机EL元件的作为第1基板的阵列基板100、以及与阵列基板100相对配置的作为第2基板的密封基板200。阵列基板100的显示图像的显示区102具有分别发出红、绿、蓝色光的3种发光单元即象素而构成。各象素利用间壁130分别隔开。另外，各象素包含作为主动发光显示元件的有机EL元件40而构成。密封基板200将阵列基板100的时区102密封。
有机EL元件40由第1电极60、第2电极66、及作为发光层的有机发光层64构成。第1电极60在每个象素形成独立的岛状，分别在电气上绝缘。第2电极66与第1电极60相对配置，对多个象素形成公用。有机发光层64保持在这些第1电极60与第2电极66之间。
阵列基板100在显示区102的各象素中，具有例如用N型薄膜晶体管构成的象素开关10及例如用P型薄膜晶体管构成的驱动控制元件20、存储电容元件30、以及有机EL元件40。有机EL元件40通过象素开关10未选择。对有机EL元件10的激励功率是利用驱动控制元件20来控制。
另外，阵列基板100具有沿有机EL元件40的行方向配置的多条扫描线Y、沿有机EL元件40的列方向配置的多条信号线X、以及对有机EL元件40的第1电极侧供给电源用的电源供给线P。再有，阵列基板100在显示区102的外周即周边区104具有对扫描线Y供给驱动信号的扫描线驱动电路107、以及对信号线X供给驱动信号的信号线驱动电路108。
扫描线Y与扫描线驱动电路107连接。信号线X与信号线驱动电路108连接。象素开关10配置在扫描线Y与信号线X的相交点附近。驱动控制元件20与有机EL元件40串联连接。存储电容元件30与象素10串联连接，而且与驱动控制元件20并联连接。存储电容元件30的两个电极分别与驱动控制元件20的栅极电极及源极电极连接。
电源供给线P与配置在周边区104的未图示的第1电极电源线连接。有机EL元件40的第2电极侧一端与配置在周边区104并供给公共电位的未图示的第2电极电源线连接。
若更详细说明，则象素开关10在本实施形态中用N型薄膜晶体管构成。在象素开关10中，栅极电极与扫描线Y连接，源极电极信号线X连接，漏极电极与存储电容元件30的一端及驱动控制元件20的栅极电极连接。在驱动控制元件20中，源极电极与电源供给线P连接，漏极电极与有机EL元件40的第1电极60连接，存储电容元件30的另一端与电源供给线P连接。
象素开关10在通过对应的扫描线被选择时，将对应信号线X的驱动信号写入存储电容元件30，对驱动控制元件20的驱动进行控制。驱动控制元件20的栅极电压根据驱动信号进行调节。利用该驱动控制元件20，从电源供给线P对有机EL元件40供给所希望的驱动电流。
图3为阵列基板100的驱动控制元件20及有机EL元件40的简要剖图。
即，驱动控制元件20具有配置在玻璃基板等绝缘性支持基板120上的多晶硅半导体层20P。在该驱动控制元件20中，栅极电极20G隔着栅极绝缘膜52配置在多晶硅半导体层20P上。源极电极20S通过贯穿栅极绝缘膜52及层间绝缘膜54的接触孔93，与多晶硅半导体层20P的源极区20PS接触。漏极电极20D通过贯穿栅极绝缘膜52及层间绝缘膜54的接触孔94，与多晶硅半导体层20P的漏极区20PD接触。
在层间绝缘膜54上配置绝缘膜56，有机EL元件配置在绝缘膜56上。1个象素部分的有机EL元件40利用在显示区内配置成格子状的间壁130进行分割。该间壁130例如利用具有亲水性的氧化硅膜(SiO2)等亲水膜及具有斥水性的树脂抗蚀剂等斥水膜形成。在各象素中，第1电极60利用间壁130与相邻的象素电气绝缘。间壁130这样配置，使其与第1电极的外周重叠。因此，从间壁130的亲水膜露出的电极部分实质上起到作为第1电极的功能。
在该有机EL元件40中，配置在下部的第1电极60，在这里起到作为阳极的功能，配置在绝缘膜56上。该第1电极60通过贯穿绝缘膜56的接触孔95，与驱动控制元件20的漏极电极20D连接。另外，该第1电极60是利用ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)或IZO(氧化铟锌)等透光性导电材料形成。
夹在第1电极60与第2电极66之间的有机发光层64可以是包含各种颜色通用形成的空穴传输层、电子传输层及每种颜色形成的发光层等三层层叠结构，也可以用将这三层在功能上复合的双层或单层构成。例如，空穴传输层配置在阳极与发光层之间，利用芳香族胺衍生物、聚噻吩衍生物、聚苯胺衍生物等薄膜形成。发光层配置在空穴传输层与阴极之间，利用发光红、绿或蓝色光的有机化合物形成。该发光层在采用例如高分子系材料形成时，将PPV(聚以苯撑乙烯)、聚芴衍生物或其前驱体等层叠而构成。
在有机EL元件40中，配置在上部的第2电极66，在这里起到作为阴极的功能，配置在各有机EL元件40的有机发光层64上作为公用。该第2电极66例如利用Ca(钙)、Al(铝)、Ba(钡)、Ag(银)等遮光性金属膜形成。
密封基板200具有至少在遍及与显示区102对应的区域形成的凹进部分。具有这样结构的密封基板200具有配置在凹进部分202的干燥剂204。该干燥剂204吸收从有机EL元件40等散发的水分。
阵列基板100还具有配置成边框状的支持体300，使其包围显示区102的外周。该支持体300具有的高度，使得在显示区102中，在阵列基板100与密封基板200之间形成规定的间隔。支持体300的高度与间壁130的高度实质上相等。在该支持体300在周边区104中支持密封基板200时，在显示区102中，阵列基板100上的间壁130与密封基板200离开。即，由于密封基板200具有与显示区102相对的凹进部分202，因此即使间壁130与支持体300有实质上相同的高度，间壁130与密封基板200的干燥剂204也不接触。
另外，该支持体300如例如图1所示，形成包围显示区102那样的连续环形。通过这样，在密封基板200用周边区104中的阵列基板100上的支持体300支持时，将显示区102密封。
支持体300例如利用树脂抗蚀剂形成。该支持体300也可以与配置在显示区102的间壁130用同一材料形成。在这种情况下，支持体300也可以与间壁130在同一步骤形成。特别是也可以用同一材料而且在同一步骤形成间壁130的斥水膜与支持体300。通过这样形成，不需要增加形成支持体300用的制造步骤数量，能够防止制造合格率降低。
另外，通过用支持体300及密封基板200将阵列基板100的显示区102进行密封，能够抑制水分从外部进入密封空间内。通过这样，能够抑制有机EL元素40的恶化。特别是在同一步骤中形成间壁130及支持体300时，更能够防止水分进入。
这样的阵列基板100与密封基板200利用密封材料400进行密封。该密封材料400利用感光性树脂、例如紫外线固化型树脂形成。另外该密封材料也可利用混入干燥剂的感光性树脂形成。在采用这样的密封材料400时，通过将该密封材料400配置在支持体300的两侧，能够防止水份从外部进入，同时还能够有效地去除密封空间内的水分。在密封材料400中混入干燥剂的情况下，在密封基板200的凹进部分202不一定必须配置干燥剂204。
另外，能够利用支持体300均匀保持阵列基板100与密封基板200的间隔。再有，通过地显示区102的外周配置支持体300，还能够提高显示装置整体的机械强度。
在利用支持体300在阵列基板100与密封基板200之间的规定间隔形成的密封空间内，充入氮气等惰性气体。另外，该密封空间利用配置在密封基板200上的干燥剂204，将湿度维持在对有机EL元件40不产生恶劣影响程度的低湿度。
在这样构成的有机EL元件40中，对夹在第1电极62与第2电极66之间的有机发光层64注入电子及空穴，通过使它们复合，生成激子，利用该激子在失活时产生的规定波长的光发射而发光。该EL发光从阵列基板100的下面一侧即第1电极60一侧射出。
下面说明上述构成的有机EL元件的制造方法。这里说明的是从1块母板分割成多个与有机EL显示装置对应的阵列基板时的制造方法。
即，如图4及图5所示，在阵列基板用的母板500上，形成多个与有机EL显示装置对应的显示区102。即，在母板500上反复进行半导体层、金属层、绝缘层等薄膜成膜及这些薄膜形成图形等的处理。通过这样，每个显示区102形成构成象素开关10、驱动控制元件20、驱动电路107及108等的TFT多晶硅半导体层、以及栅极电极、存储电容元件30、栅极绝缘膜52、层间绝缘膜54等。
然后，形成TFT的源极电极及漏极电极等。这时，象素开关10的源极电极与信号线X形成一体。然后，在这些TFT上形成绝缘膜56之后，在绝缘膜56上的与各显示元件40对应的位置处形成独立岛状的第1电极60。这时，驱动控制元件20的漏极电极20D与第1电极60电气连接。
接着，在显示区102上形成将各显示元件40电气隔开的间壁130。首先，在用具有亲水性的材料成膜后，有选择地去除，通过这样形成设置使第1电极60部分露出的开口的亲水膜。然后，在用具有斥水性的材料成膜后，有选择地去除，通过这样形成具有使亲水膜的开口露出的开口的斥水膜。被间壁130包围的多个有机EL元件40例如每列发出相同颜色的光。另外，在形成该斥水膜的步骤中，同时在显示区102的外周形成具有与间壁130实质上相同高度的矩形框状支持体300。
然后，在利用间壁130的开口露出的第1电极60上，利用例如喷墨方式布发光材料，通过这样形成有机发光层64。接着，在有机发光层64上形成第2电极66。通过这样，形成有机EL元件40。
另一方面，在密封基板200的凹进部分202配置干燥剂204。接着，在母板500上涂布密封材料400。在这里，例如在支持体300上涂布边框状的密封材料。然后，在进行露点管理的气氛内封接多个密封基板200。通过这样，在母板500与密封基板200之间的密封空间将有机EL元件40密封。这时，母板500上的支持体300支持密封基板200。因此，支持体300上涂布的密封材料400位于支持体300的两侧，将母板500与密封基板200进行对接。
然后，将母板按每个有机EL显示装置切割成单个大小。即，利用由锋利的金刚石等硬质构件形成的划线器，在母板500的表面沿规定的切割线进行划线，形成沿切割线的裂纹。在形成沿该切割线的裂纹即划线SL之后，称为断裂棒的橡胶制棒状构件，沿划线SL均匀加以冲击。通过这样，裂纹沿划线向基板内部延伸，将母板500分割。
这样，在从1块母板500分割成多个有机EL显示装置时，支持体300最好配置在划线SL的附近。通过这样，在母板500的分割步骤中，支持体300成为支点，能够防止划线产生不良的现象，同时在边框尺寸没有余量的小型便携终端用显示装置中，也能够高精度进行分割。另外，支持体300最好与划线SL实质上平行配置，采用这样的配置，能够以更高精度分割母板。再有，如图5所示，在多个有机EL显示装置相邻的母板500的中间部分附近，最好支持体300位于划线SL的两侧。采用这样的配置，能够更高精度分割母板。
另外，该支架体300在沿密封基板200的外周的位置配置成边框形状，具有规定的宽度，通过该支持体300，阵列基板100与密封基板200进行封接。因此，能够提高作为显示装置的整体强度。
下面说明上述构成的有机EL元件的其它制造方法。在这里说明的制造方法是，用2块母板形成多个有机EL显示装置用单元之后，从各母板分割成与多个有机EL显示装置对应的阵列基板及密封基板的情况。
即，如图6及图7所示，在阵列基板用母板(第1母板)500上，形成多个显示区102和驱动电路107及108。接着，在母板500上，在各显示区102的外周形成支持体300。然后，在密封基板用母板(第2母板)600的各凹进部分202，配置干燥剂204。接着，在密封基板200涂布边框状的密封材料400。然后，在进行露点管理的气氛内将母板600。然后，在进行露出管理的气氛内将母板600与母板500封接。然后，将母板500及600按每个显示区102分割成单个大小。通过这样，侵成分别用密封材料400密封的具有阵列基板100及密封基板200的有机EL显示装置。
在这样的制造方法中，也能够得到与前面说明的制造方法同样的效果。
另外，本发明不是仅限定于上述实施形态，在不超出其要点的范围内，能够进行各种变形。
例如，在边框尺寸余量少的小型便携终端用显示装置中，形成间隔用的支持体300也可以配置在显示区102的外周所配置的各种驱动电路上。即，如图8所示，支持体300配置在扫描线驱动电路或信号线驱动电路等各种驱动电路700之上。在这种情况下，在用密封材料400将阵列基板100与密封基板200进行密封时，或对母板500(600)进行划线时，将通过支持体300对驱动电路700加上压力。
如以往那样，在本配置支持体300而使密封材料400含有纤维以形成间隔用的确保机械强度的结构中，在加上上述那样的压力时，有可能纤维会刺入驱动电路700，使驱动电路700损坏。
与此不同的是，如图8所示，在遍及显示区102的外周配置支持体300的结构中，能够将所加的压力向整个支持体300分散，能够防止驱动电路700的损坏。因而，即使是边框尺寸小的显示装置，也能够确保高可靠性。
在上述的实施形态中，支持体300是包围显示区102那样形成连续的环形，但也可以呈岛状配置。即，如图9所示，也可以沿显示区102的外周呈岛状配置支持体300，沿该支持体300设置密封材料400。
另外，支持体300也可以利用含有干燥剂的树脂材料形成。通过这样，能够有效地防止外部气体所含的水分进入阵列基板100与密封基板200之间的密封空间内。在这种情况下，不一定密封材料400中必须含有干燥剂，另外，在密封基板200的凹进部分202也不需要配置干燥剂400。
另外，在上述的实施形态中，说明的是从配置的阵列基板的下部的第1电极侧取出EL发光的所谓采用下面发光方式的情况，但本发明也可以适用于从配置在上部的第2电极侧取出EL发光的所谓上部发光方面。
如上所述，根据该显示装置及其制造方法，能够提高可靠性及加工精度。另外，能够提高显示装置整体的机构强度。再有，能够真正抑制水分等从外部通过密封材料进入，能够有效地抑制显示装置的恶化。另外，能够均匀保持阵列基板与密封基板的间隔。
工业上的实用性
如上所述，根据本发明，能够提供可提高可靠性及加工精度的显示装置及其制造方法。

Claims (18)

1.一种显示装置，其特征在于，包括
具备含有配置成矩阵状的多个象素的显示区的第1基板、以及
与所述第1基板相对配置的第2基板，
所述第1基板包括
在所述显示区中分别隔开所述象素、同时从所述第2基板离开配置的间壁、以及
在所述显示区的外周为了在所述第1基板与所述第2基板之间形成规定间隔而配置成边框形状并具有与所述间壁相同高度的支持体。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
所述支持体利用与所述间壁相同的材料形成。
3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
所述支持体形成环形，使得将所述第1基板的所述显示区密封在所述第1基板与所述第2基板之间。
4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
所述支持体在所述显示区的外周形成岛状。
5.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
所述支持体配置在驱动所述象素用的驱动电路上。
6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
所述第2基板具有干燥剂。
7.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
所述支持体利用含有干燥剂的树脂形成。
8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
所述象素包含主动发光型显示元件。
9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于，
所述主动发光型显示元件由在每个象素形成为独立岛状的第1电极、与所述第1电极相对配置而且对所有象素共同形成的第2电极、以及保持在所述第1电极与第2电极之间的发光层构成。
10.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
所述第2基板具有与所述显示区相对的凹进部分。
11.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
在所述支持体的两侧配置将所述第1基板与所述第2基板进行密封的密封材料。
12.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于，
所述密封材料利用含有干燥剂的树脂形成。
13.一种显示装置的制造方法，显示装置包括具有在显示区配置成矩阵状的多个显示象素及将所述各显示象素隔开的间壁的第1基板；与所述第1基板相对配置的第2基板；以及将所述第1基板与所述第2基板密封的密封材料，
其特征在于，包括下述步骤：
在具有与多个显示装置对应的多个显示区的母板上在各显示区的外周形成具有与所述间壁相同高度的支持体的步骤、
将第2基板配置成第2基板与所述母板的所述各显示区相对、与所述间壁离开而且与所述支持体接触的状态，利用所述密封材料密封所述母板和第2基板的步骤、以及
将所述母板与所述各显示区对应分割而分割所述第1基板的步骤。
14.如权利要求13所述的显示装置制造方法，其特征在于，
所述间壁与所述支持体利用同一步骤形成。
15.如权利要求13所述的显示装置制造方法，其特征在于，
所述密封材料配置在所述支持体的两侧。
16.如权利要求13所述的显示装置制造方法，其特征在于，
所述支持体配置在分割所述母板用的划线附近。
17.如权利要求13所述的显示装置制造方法，其特征在于，
所述支持体与分割所述母板用的划线平行配置。
18.一种显示装置制造方法，显示装置包括：具有在显示区配置成矩阵状的多个显示象素及将所述各显示象素隔开的间壁的第1基板；与所述第1基板相对配置的第2基板；以及将所述第1基板与所述第2基板密封的密封材料，
其特征在于，包括下述步骤：
在具有与多个显示装置对应的多个显示区的第1母板上在各显示区的外周形成具有与所述间壁相同高度的支持体的步骤、
将第2母板配置成第2母板与所述第1母板的所述各显示区相对、与所述间壁离开而且与所述支持体接触的状态，利用所述密封材料密封第1母板和第2母板的步骤、以及
将所述第1母板及所述第2母板与所述各显示区对应分割并切除分别用密封材料密封的第1基板及第2基板的步骤。
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