CN106531762B - 显示装置及显示装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于抑制像素电极的反射率降低，并且良好地进行像素电极的形成。本发明一个方式的显示装置具有呈矩阵状配置有多个像素的显示区域，该显示装置的特征在于，包含：第一电极，其与每个像素对应地配置，包含由Mo或Mo合金构成的第一导电层、配置于该第一导电层上且由Ag或Ag合金构成的第二导电层和配置于该第二导电层上且由导电性的金属氧化物构成的第三导电层；发光层，其配置于第三导电层上方，通过电流的供给而产生光；和第二电极，其配置于发光层上方，使来自发光层的光的至少一部分透过。

Description

显示装置及显示装置的制造方法
技术领域
本发明涉及显示装置及显示装置的制造方法。特别是涉及显示装置的像素电极的构造及其制造方法。
背景技术
薄型显示器等显示装置在像素中分别设置有电极(像素电极)。例如，在使用了OLED(Organic Light Emitting Diode)等电流驱动型元件的显示装置中，经由各像素电极向OLED供给电流。OLED的发光状态通过包含薄膜晶体管(TFT：Thin Film Transistor)等驱动元件的像素电路控制。有从配置有薄膜晶体管的一侧的相反侧的基板侧放出OLED的发光的所谓顶部发光方式。在顶部发光方式的情况下，由于与像素电路连接的像素电极不需要透射来自OLED的光，所以优选使用反射率高的材料。公开有透明电极的下层(OLED的相反侧的层)使用由Ag等反射率高的材料形成的反射层的像素电极(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015－69861号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
通常，像素电极形成于绝缘表面。另一方面，在要提高反射层的反射率时，有时因作为反射层使用的材料或其形成条件而与绝缘表面的密合性变差。为了改善密合性，可以考虑例如控制反射层的形成条件，作为其结果，有时会导致反射率降低。
本发明的目的之一在于，在抑制像素电极的反射率降低的同时，良好地进行像素电极的形成。
解决技术问题的技术方案
本发明的一个方式提供一种显示装置，其具有呈矩阵状配置有多个像素的显示区域，该显示装置的特征在于，包含：第一电极，其与每个上述像素对应地配置，包含由Mo或Mo合金构成的第一导电层、配置于该第一导电层上且由Ag或Ag合金构成的第二导电层和配置于该第二导电层上且由导电性的金属氧化物构成的第三导电层；发光层，其配置于上述第三导电层的上方，通过电流的供给而产生光；和第二电极，其配置于上述发光层的上方，使来自上述发光层的光的至少一部分透射。
另外，本发明的一个方式提供一种显示装置的制造方法，该显示装置具有呈矩阵状配置有多个像素的显示区域，包含与每个上述像素对应地配置的第一电极、配置于该第一电极上且通过电流的供给而产生光的发光层和配置于该发光层上且使来自该发光层的光的至少一部分透射的第二电极，该显示装置的制造方法的特征在于，通过包含以下步骤的工艺形成上述第一电极：在包含绝缘表面的区域形成由Mo或Mo合金构成的第一导电层，在上述第一导电层上形成由Ag或Ag合金构成的第二导电层，在上述第二导电层上形成由导电性的金属氧化物构成的第三导电层，在上述第三导电层上形成与每个上述像素对应的图案的抗蚀剂，以上述抗蚀剂为掩模，对上述第三导电层进行蚀刻，以上述抗蚀剂和上述第三导电层为掩模，使用包含含有磷酸、硝酸和醋酸的混合酸的蚀刻液，对上述第二导电层和上述第一导电层进行蚀刻，去除所述抗蚀剂。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的显示装置的概略结构的图。
图2是表示本发明第一实施方式的显示装置的显示区域的剖面结构的示意图。
图3是说明本发明第一实施方式的显示装置的制造方法中形成薄膜晶体管的工序的图。
图4是说明本发明第一实施方式的显示装置的制造方法的接着图3的工序的图。
图5是说明本发明第一实施方式的显示装置的制造方法的接着图4的工序的图。
图6A～图6E是放大像素电极的端部说明本发明第一实施方式的显示装置的制造方法的接着图5的工序的图。
图7是说明本发明第一实施方式的显示装置的制造方法的接着图6的工序的图。
图8是说明本发明第一实施方式的显示装置的制造方法的接着图7的工序的图。
图9A～图9E是说明在本发明第二实施方式的显示装置的制造方法中，与图6对应的工序的图。
图10A～图10D是说明比较例的显示装置的制造方法的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的各实施方式进行说明。此外，公开只不过是一例，本领域技术人员能够容易想到的保持发明宗旨的适当变更当然包含于本发明的范围内。另外，附图中，为了更明确进行说明，与实际的方式相比，有时示意性表示各部分的宽度、厚度、形状等，只不过是一例，不限定本发明的解释。另外，在本说明书和各图中，对于与已示出的附图中已经叙述的要素同样的要素，标注相同的标记，有时适当省略详细说明。
＜第一实施方式＞
[概略结构]
本发明一实施方式的显示装置是使用了OLED有机EL(Electro－Luminescence)显示装置。该例的有机EL显示装置使用放出白色光的OLED。使来自该OLED的白色光透过彩色滤光片而得到彩色显示。
显示装置为第一基板和第二基板由贴合材料贴合的结构。在第一基板上配置有用于控制OLED的发光状态的薄膜晶体管等驱动元件。在第二基板上形成有彩色滤光片等。
使用将来自配置于第一基板的OLED的光向第一基板侧的相反侧放出，使其透过配置于第二基板的彩色滤光片而被用户看到的顶部发光方式。
在本发明一实施方式的显示装置中，如以下所说明的那样，能够容易地形成顶部发光方式中使用的像素电极。这时，能够在抑制包含于像素电极的反射层的反射率降低的同时，提高与绝缘表面的密合性。另外，在这种结构中也能够容易地形成像素电极。
[显示装置1000的外观结构]
图1是表示本发明一实施方式的显示装置的概略结构的图。显示装置1000包括：配置有显示区域D1及扫描线驱动电路103的第一基板1；和以覆盖显示区域D1及扫描线驱动电路103的方式配置的第二基板2。另外，显示装置1000包括安装于第一基板1的驱动IC104及FPC(Flexible printed circuits：挠性印制电路)106。在第二基板2上配置有彩色滤光片等。
在显示区域D1配置有扫描线101及与扫描线101垂直相交的数据信号线102。在与扫描线101和数据信号线102的交叉部对应的位置配置有像素105。像素105呈矩阵状配置。另外，在图1中对于一个像素105，在沿着扫描线101或数据信号线102的方向上延伸的信号线为1条，但也可以为多条。另外，在显示区域D1中也可以配置电源线等供给规定电压的配线。
扫描线驱动电路103向扫描线101供给控制信号。驱动IC104向数据信号线102供给数据电压，还控制扫描线驱动电路103。另外，也可以在显示区域D1的周围还设置有其它驱动电路。
在各像素105上配置有显示元件，该显示元件包含用于基于控制信号及数据电压来控制发光的像素电路和发光由像素电路控制的发光元件(OLED)。像素电路例如包含薄膜晶体管及电容器，利用控制信号及数据电压驱动薄膜晶体管，从而控制发光元件的发光。通过该发光的控制，在显示区域D1显示图像。
[显示装置1000的剖面结构]
接着，对显示装置1000的剖面结构进行说明。说明显示区域D1的像素电路等的剖面构造。
图2是表示本发明第一实施方式的显示装置的显示区域的剖面结构的示意图。以下说明的剖面结构均以端面图表示。第一基板1的第一支承基板10及第二基板2的第二支承基板20是玻璃基板。此外，第一支承基板10及第二支承基板20中的一方或双方可以是具有挠性的有机树脂基板。
对第一基板1的结构进行说明。在第一支承基板10上配置有薄膜晶体管110。以覆盖薄膜晶体管110的方式配置具有绝缘表面的层间绝缘层200。在层间绝缘层200上配置有像素电极300。层间绝缘层200例如是涂敷感光性的丙烯酸树脂，经过曝光、显影及烧制而形成希望的图案的层。此外，图2中，层间绝缘层200以单层表示，但也可以是多个绝缘膜的叠层。该情况下，也可以在多个绝缘膜之间设置配线。该例中，层间绝缘层200为不仅含有丙烯酸树脂，而且在其表面侧、即与像素电极300接触的面侧含有氮化硅膜(SiN)的叠层构造。
像素电极300与每个像素105对应地配置，经由设置于层间绝缘层200的接触孔250与薄膜晶体管110的导电层115连接。导电层115例如由用钛(Ti)夹着铝(Al)的叠层膜形成。像素电极300作为OLED的阳极电极使用。在此，显示装置1000以顶部发光方式显示图像，因此，像素电极300也可以不具有光透射性。在该例中，像素电极300包含反射OLED放出的光的层。像素电极300从层间绝缘层200侧起具有第一导电层310、第二导电层320和第三导电层330的叠层构造(参照图6)。
第一导电层310与层间绝缘层200接触，因此，被要求与层间绝缘层200的密合性良好以及与第二导电层320的密合良好。在该例中，第一导电层310是钼(Mo)。另外，第一导电层310也可以是钼合金(Mo合金)。另外，还要求与经由接触孔250连接的下层的导电层(该例中为导电层115)的连接良好等(欧姆接触的实现等)。满足这些要求的材料各种各样，但通过第一导电层310使用Mo或Mo合金，如后述那样，能够容易地形成像素电极300。
另外，第二导电层320被要求在可见光区域具有高反射率。在该例中，第二导电层320是银(Ag)。此外，第二导电层320也可以是银合金(Ag合金)。
第三导电层330只要是导电性金属氧化物即可，优选具有光透射性。第三导电层330因为与OLED接触，所以因与OLED的关系而被要求具有有利的功函数。作为这种材料，优选导电性金属氧化物。该例中，第三导电层330是ITO(Indium Tin Oxide：铟锡氧化物)。另外，由于不应妨碍光的反射，所以被要求尽可能高的透射率。进一步，通过将膜厚控制在规定的值，也能够通过良好的干涉效果高效地向外部放出来自OLED的光。
堤层400具有将像素电极300的端部及相邻的像素之间覆盖，露出像素电极300的一部分的开口部。另外，该例中，堤层400由丙烯酸树脂等有机绝缘材料形成。
发光层500是OLED，覆盖像素电极300和堤层400，与这些结构接触。光透射性电极600覆盖发光层500，形成OLED的阴极电极(与像素电极300对应的对置电极)。光透射性电极600是透射来自OLED的光的电极，例如使用ITO、IZO等金属氧化物或以光透射的程度薄的金属层等。密封层700是用于抑制水分、气体等使发光层500劣化的成分到达发光层500的层，是覆盖光透射性电极600的氮化硅等无机绝缘层。
经由像素电极300(第一电极)和光透射性电极600(第二电极)向发光层500供给电流时，在发光层500产生光，该光作为使图像显示的光穿过光透射性电极600而被放出。因此，与由堤层400露出的像素电极300对应的区域为发光区域。放大图2中的区域A的图与后述的图6D所示的图的位置对应。以上是对于第一基板1的说明。
接着，对第二基板2的结构进行说明。在第二支承基板20上配置有遮光层950及与红(R)、绿(G)、蓝(B)、白(W)对应的彩色滤光片900R、900G、900B、900W。图2中省略彩色滤光片900B、900W。遮光层950由金属等具有遮光性的材料形成。另外，遮光层950在该例中配置于颜色不同的像素的边界部分及显示区域D1的外侧的区域。
彩色滤光片900R、900G、900B、900W与各像素的发光区域对应地配置。彩色滤光片900R、900G、900B、900W是涂敷含有呈各种颜色的颜料的感光性树脂并经过曝光、现影及烧制而形成希望的图案的层。彩色滤光片900W也可以由不含颜料的树脂形成。也可以使用印刷方式、喷墨方式形成。
贴合材料800充填于第一基板1与第二基板2之间，是将它们贴合的材料，例如是丙烯酸树脂。贴合材料800配置于显示区域D1的情况下，需要具有光透射性。
[显示装置1000的制造方法]
接着，使用图3～图8对上述的显示装置1000的制造方法进行说明。
图3是说明本发明第一实施方式的显示装置的制造方法中形成薄膜晶体管的工序的图。图4是说明本发明第一实施方式的显示装置的制造方法的接着图3的工序的图。图5是说明本发明第一实施方式的显示装置的制造方法的接着图4的工序的图。首先，在第一支承基板10上形成薄膜晶体管110(图3)。在此，薄膜晶体管110具有源极、漏极、栅极，由设置有与其连接的接触孔114的层间绝缘层112覆盖，具有经由接触孔114与源极、漏极连接的导电层115。在第一支承基板10与薄膜晶体管110之间也可以形成氧化硅、氮化硅等绝缘层。也可以通过该绝缘层，抑制水分、气体等向内部的侵入。
以覆盖薄膜晶体管110的方式形成具有接触孔250的层间绝缘层200(图4)。接着，以覆盖层间绝缘层200的方式形成相当于像素电极300的叠层导电层(图5)。在该例中，如后述那样，在层间绝缘层200上形成有第一导电层310，在第一导电层310上形成有第二导电层320，在第二导电层320上形成有第三导电层330。之后，对叠层导电层进行蚀刻，形成像素电极300的图案。对于该工序，放大图5所示的区域A(像素电极300的端部附近)进行说明。
图6A～图6E是放大像素电极的端部说明本发明第一实施方式的显示装置的制造方法的接着图5的工序的图。图6A是放大图5的区域A的图。在层间绝缘层200上依次形成有第一导电层310、第二导电层320和第三导电层330。
在该例中，第一导电层310是Mo膜，其膜厚为30nm(优选为10nm以上50nm以下)。第二导电层320是Ag膜，其膜厚为150nm(优选为100nm以上200nm以下)。第三导电层330是ITO膜，其膜厚是10nm(优选为5nm以上15nm以下)。这些各导电层例如通过溅射形成。
在该状态下，在第三导电层330的表面形成抗蚀剂R(图6B)。该抗蚀剂的图案与像素电极300的图案对应。接着，以抗蚀剂R为掩模，对第三导电层330进行蚀刻(图6C)。该例中，使用由ITO的蚀刻液进行的湿式蚀刻，对第三导电层330进行蚀刻。ITO的蚀刻液例如使用草酸。此外，第二导电层320几乎未被ITO的蚀刻液蚀刻。
接着，以抗蚀剂R和第三导电层330为掩模，对第二导电层320和第一导电层310进行蚀刻(图6D)。该例中，使用由Ag的蚀刻液进行的湿式蚀刻，对第二导电层320和第一导电层310进行蚀刻。Ag的蚀刻液使用例如含有磷酸、硝酸和醋酸的混合酸。这种混合酸例如在磷酸为30～70vol％、硝酸为0.5～10vol％、醋酸为20～50vol％的范围内进行调整，还含有水。利用含有该混合酸的蚀刻液，不仅能够对第二导电层320(Ag膜)进行蚀刻，也能够对第一导电层310(Mo膜)进行蚀刻。该混合酸下的第一导电层310的蚀刻速率只要为第二导电层320的蚀刻速率的0.2倍以上5倍以下即可，优选为0.5倍以上2倍以下，进一步优选为0.8倍以上1.25倍以下。此外，该混合酸下的第二导电层320的蚀刻速率为第三导电层330的蚀刻速率的几十倍～100倍左右。因此，第二导电层320的端部位于比第三导电层330的端部靠像素电极300的中心侧的位置。
此外，在第二导电层320的蚀刻速率比第一导电层310的蚀刻速率大的情况下，第二导电层320的端部位于比第一导电层310的端部靠像素电极300的中心侧的位置。相反，第二导电层320的蚀刻速率比第一导电层310的蚀刻速率小的情况下，第一导电层310的端部位于比第二导电层320的端部靠像素电极300的中心侧的位置。
然后，从像素电极300去除抗蚀剂R(图6E)。由此形成像素电极300。像素电极300形成有第二导电层320作为光的反射层。为了提高第二导电层320的反射率，需要降低Ag的成膜温度。第二导电层320与层间绝缘层200接触形成的情况下，在降低Ag的成膜温度时，第二导电层320和层间绝缘层200的密合性降低。
而如该例这样，在第二导电层320与层间绝缘层200之间存在第一导电层310(Mo膜)，由此，即使Ag的成膜温度降低，与不存在第一导电层310的例子相比，也能够抑制密合性的降低。另外，第二导电层320和第一导电层310在上述混合酸下的蚀刻速率接近。因此，能够不变更蚀刻液即通过相同工序对第二导电层320和第一导电层310进行蚀刻。
在此，作为比较例，使用图10对使用ITO膜的第一导电层310Z代替Mo膜的第一导电层310的情况进行简单说明。此外，与Mo膜的第一导电层310的情况同样，作为能够抑制第二导电层320与层间绝缘层200的密合性降低的膜，选择了将第一导电层310(Mo膜)置换为第一导电层310Z(ITO膜)的例子。
图10A～图10D是说明作为比较例的显示装置的制造方法的例子的图。图10A是与图6C对应的图。比较例中，在图10A的状态下，以抗蚀剂R和第三导电层330为掩模，对第二导电层320进行蚀刻(图10B)。该例中，使用由Ag的蚀刻液(上述混合酸)进行的湿式蚀刻，对第二导电层320进行蚀刻。利用该混合酸，能够对第二导电层320(Ag膜)进行蚀刻，第一导电层310Z(ITO膜)的蚀刻速率为1/几十～1/100左右，几乎未被蚀刻。此外，只要耗费蚀刻时间，就能够对第一导电层310Z进行蚀刻，但在第二导电层320的侧面，因蚀刻大幅进展，所以难以作成希望的形状。
接着，以抗蚀剂R、第三导电层330和第二导电层320为掩模，对第一导电层310Z进行蚀刻(图10C)。该例中，使用由ITO的蚀刻液(草酸)进行的湿式蚀刻，对第一导电层310Z进行蚀刻。然后，从像素电极300去除抗蚀剂R(图10D)。由此形成有像素电极300。这样，也能够形成具有反射层且确保了与层间绝缘层200的密合性的像素电极300。另一方面，在比较例中需要进行2次湿式蚀刻液的切换。因此，进行1次第一实施方式的湿式蚀刻液的切换的制造方法能够更容易地形成像素电极300。
图7是说明本发明第一实施方式的显示装置的制造方法的接着图6的工序的图。图8是说明本发明第一实施方式的显示装置的制造方法的接着图7的工序的图。图7是表示在图6E的状态下涂敷了将成为堤层400的材料(该例中为感光性的丙烯酸树脂)的状态。之后，对于涂敷的感光性丙烯酸树脂进行曝光、显影、烧制，由此形成希望的图案的堤层400。堤层400以露出像素电极300(第三导电层330)的表面的一部分的方式形成(图8)。
之后，以覆盖堤层400的方式形成发光层500、光透射性电极600和密封层700，实现图2所示的第一基板1的结构。
＜第二实施方式＞
在第一实施方式中，第三导电层330使用与第一导电层310和第二导电层320不同的蚀刻液进行蚀刻，但在第二实施方式中，对使用相同的蚀刻液进行蚀刻的情况进行说明。
图9A～图9E是说明在本发明第二实施方式的显示装置的制造方法中与图6A～图6E对应的工序的图。将第一导电层310、第二导电层320和第三导电层330(图9A)层叠。在第三导电层330上形成与像素电极300的图案对应的抗蚀剂R(图9B)。至该工序为止，与第一实施方式相同。
在第二实施方式中，之后，使用含有磷酸、硝酸和醋酸的混合酸，对第三导电层330也进行蚀刻。利用含有该混合酸的蚀刻液，能够对第一导电层310和第二导电层320进行蚀刻。另一方面，第三导电层330的蚀刻速率为第一导电层310和第二导电层320的蚀刻速率的1/几十～1/100左右。但是，第三导电层330相对于第一导电层310和第二导电层320非常薄。第三导电层330的膜厚例如为第一导电层310的膜厚与第二导电层320的膜厚的合计的1/几～1/10左右。因此，第三导电层330的蚀刻时间为第一导电层310和第二导电层320的蚀刻时间的几倍～10倍左右即可。
图9C表示第三导电层330的蚀刻结束后的状况。在第三导电层330的蚀刻中，由于使用含有上述的混合酸的蚀刻液，所以第三导电层330的蚀刻结束后立即也开始第二导电层320的蚀刻。而且，依然继续蚀刻时，与第一实施方式同样地，对第二导电层320和第一导电层310也进行蚀刻(图9D)。通过从像素电极300去除抗蚀剂R(图9E)，形成像素电极300。
在形成像素电极300时，在上述比较例中进行2次湿式蚀刻液的切换，在第一实施方式中进行1次湿式蚀刻液的切换。另一方面，在第二实施方式中，第三导电层330的蚀刻时间与第一实施方式相比增长，但即使不进行湿式蚀刻液的切换，也能够形成像素电极300。
＜其它实施方式＞
叙述了上述第一导电层310除Mo以外，也可以由Mo合金形成。Mo合金例如只要是MoW即可。此时，W的含量优选低于15at％，进一步优选低于10at％。W的含量多时，不能只用混合酸对MoW进行蚀刻，而需要使用氟酸进行蚀刻。此外，只要是仅用混合酸就能够蚀刻的Mo合金，则也可以含有W以外的金属。
上述第二导电层320除Ag以外也可以由Ag合金形成。Ag合金例如只要是AgPaCu即可。此时，Ag的含量优选90at％以上，进一步优选95at％。Ag的含量少时，虽然耐热性等提高，但反射率降低。
在本发明的思想范畴内，本领域技术人员能够想到的各种变更例及修正例也属于本发明的范围。例如，本领域技术人员对上述各实施方式适当进行构成要素的追加、删除或设计变更而得到的方案，或对上述各实施方式适当进行工序的追加、省略或条件变更而得到的方案，只要具有本发明的要旨，就包含于本发明的范围。

Claims (8)

1.一种显示装置，其具有呈矩阵状配置有多个像素的显示区域，该显示装置的特征在于：
所述多个像素分别包含：
第一电极，其与每个所述像素对应地配置，包含由Mo或Mo合金构成的第一导电层、配置于该第一导电层上且由Ag或Ag合金构成的第二导电层和配置于该第二导电层上且由导电性的金属氧化物构成的第三导电层；
发光层，其配置于所述第三导电层的上方，通过电流的供给而产生光；和
第二电极，其配置于所述发光层的上方，使来自所述发光层的光的至少一部分透射，
所述第一导电层和所述第二导电层的端部俯视时凹入到比所述第三导电层的端部靠所述像素的中心侧的位置。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
所述第三导电层使来自所述发光层的光的至少一部分透射。
3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于：
所述第三导电层是ITO。
4.一种显示装置的制造方法，该显示装置具有呈矩阵状配置有多个像素的显示区域，包含：与每个所述像素对应地配置的第一电极；配置于该第一电极上且通过电流的供给而产生光的发光层；和配置于该发光层上且使来自该发光层的光的至少一部分透射的第二电极，
该显示装置的制造方法的特征在于，通过包含以下步骤的工艺形成所述第一电极：
在包含绝缘表面的区域形成由Mo或Mo合金构成的第一导电层，
在所述第一导电层上形成由Ag或Ag合金构成的第二导电层，
在所述第二导电层上形成由导电性的金属氧化物构成的第三导电层，
在所述第三导电层上形成与每个所述像素对应的图案的抗蚀剂，
以所述抗蚀剂为掩模，对所述第三导电层进行蚀刻，
以所述抗蚀剂和所述第三导电层为掩模，使用包含含有磷酸、硝酸和醋酸的混合酸的蚀刻液，对所述第二导电层和所述第一导电层进行蚀刻，以使所述第一导电层和所述第二导电层的端部俯视时凹入到比所述第三导电层的端部靠所述像素的中心侧的位置，
去除所述抗蚀剂。
5.如权利要求4所述的显示装置的制造方法，其特征在于：
所述第三导电层使来自所述发光层的光的至少一部分透射。
6.如权利要求5所述的显示装置的制造方法，其特征在于：
所述第三导电层是ITO。
7.如权利要求6所述的显示装置的制造方法，其特征在于：
对所述第三导电层进行蚀刻时使用含有所述混合酸的蚀刻液。
8.如权利要求6所述的显示装置的制造方法，其特征在于：
对所述第三导电层进行蚀刻时使用含有草酸的蚀刻液。
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