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CN102200596B - 光学功能膜及其制造方法、显示器及其制造方法 - Google Patents

光学功能膜及其制造方法、显示器及其制造方法 Download PDF

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CN102200596B CN201110067315.4A CN201110067315A CN102200596B CN 102200596 B CN102200596 B CN 102200596B CN 201110067315 A CN201110067315 A CN 201110067315A CN 102200596 B CN102200596 B CN 102200596B
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Abstract

本发明提供了光学功能膜及其制造方法、显示器及其制造方法，该光学功能膜能够防止由于粘合破坏而导致的剥离或由于水分扩散而导致的恶化，该显示器能够防止取决于视角的亮度下降和色变化。该光学功能膜包括：中间层，由包含硅的绝缘材料制成，并且在其中或其顶面上具有含硅颗粒；以及最外层，由与中间层的材料相同的材料制成，但具有高于中间层的密度的密度，并且其包括与中间层的顶面相接触的底面以及具有凹凸的顶面。

Description

光学功能膜及其制造方法、显示器及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种光学功能膜及其制造方法，该光学功能膜适于作为用于提高显示器的图像质量的散射膜等。此外，本发明还涉及包括该光学功能膜的显示器及其制造方法。
背景技术
使用自发光元件的显示器的实例为一种使用有机发光元件(有机EL(电致发光)元件)的显示器。然而，在现有技术的显示器中，EL发光的高指向性引起取决于视角的亮度下降，从而引起诸如颜色不均衡等的色变化。因此，例如，如PCT国际申请的日文公开第2008-515129号所描述的，提出了一种在置于有机发光元件的表面上方的保护膜与相对基板之间包括添加有散射体的粘结剂等的显示器。
发明内容
然而，在现有技术的这种构造中，有可能存在由于保护膜的界面上的粘合破坏而导致的剥离和由于来自吸水粘结剂的水分扩散所引起的保护膜恶化。
期望提供一种能够防止由于粘合破坏所导致的剥离或由于水分扩散所导致的恶化的光学功能膜及其制造方法，并且提供一种包括该光学功能膜且能够防止取决于视角的亮度下降和色变化的显示器及其制造方法。
根据本发明的实施方式，提供了一种包括以下组件(A)和(B)的光学功能膜：
(A)中间层，由包含硅的绝缘材料制成，并且在其中或其顶面上具有含硅颗粒；和
(B)最外层，由与中间层的材料相同的材料制成，但具有高于中间层的密度的密度，并且包含与中间层的顶面相接触的底面以及具有凹凸(asperities)的顶面。
在根据本发明实施方式的光学功能膜中，当在最外层的顶面上配置有凹凸时，这些凹凸使进入最外层的顶面的入射光散射。
根据本发明的实施方式，提供了一种制造光学功能膜的方法，该方法包括以下步骤：通过等离子CVD方法来形成由包含硅的绝缘材料制成的中间层；以及通过等离子CVD方法来形成最外层，最外层与中间层的顶面相接触而配置，并由与中间层的材料相同的材料制成，但具有高于中间层的密度，其中，在形成中间层的步骤中，在形成中间层的期间或之后，停止等离子的产生，然后重新启动，以在中间层中或中间层的顶面上形成含硅颗粒，并且最外层是通过使用含硅颗粒作为核(nucleus)以在其顶面上形成凹凸而形成的。
根据本发明的实施方式，提供了一种显示器，该显示器包括：显示面板，在基板上包括有机发光元件；和光学功能膜，配置在显示面板的光引出侧，其中，该光学功能膜由根据本发明上述实施方式的光学功能膜构成。
在根据本发明实施方式的显示器中，根据本发明上述实施方式的光学功能膜配置在显示面板的光引出侧；因此，凹凸使进入最外层的顶面的入射光散射。因此，缓和了在有机发光元件中产生的EL发光的高指向性，以防止取决于视角的亮度下降。相应地，防止了色变化。
根据本发明的实施方式，提供了一种制造显示器的第一方法，该第一方法包括以下步骤：在基板上形成具有有机发光元件的显示面板；以及在有机发光元件的表面上形成光学功能膜，通过根据本发明上述实施方式的制造光学功能膜的方法来执行形成光学功能膜的步骤。
根据本发明的实施方式，提供了一种制造显示器的第二方法，该第二方法包括以下步骤：在基板上形成具有有机发光元件的显示面板；在密封面板的表面上形成光学功能膜；以及将密封面板的光学功能膜配置为面向显示面板的有机发光元件；以及通过粘合剂层完全粘结显示面板和密封面板，通过根据本发明上述实施方式的制造光学功能膜的方法来执行形成光学功能膜的步骤。
在根据本发明实施方式的光学功能膜中，由于在最外层的顶面上配置有凹凸时，这些凹凸能够具有诸如散射的光学功能，并且与现有技术不同，不需要单独粘结添加有散射体的粘结剂，因此防止了来自粘结剂的水分扩散，也可防止由于粘合破坏而导致的剥离或由于水分扩散而导致的恶化。当通过使用该光学功能膜来构造显示器时，防止了取决于视角的亮度下降和由此而引起的色变化；因此，可实现更高质量的显示器。
在制造光学功能膜的方法中以及在根据本发明实施方式的制造显示器的第一方法和第二方法中，在形成中间层的期间或之后停止等离子的产生，然后重新启动，以在中间层中或中间层的顶面上形成含硅颗粒，并且通过使用含硅颗粒作为核以在顶面上形成凹凸来形成最外层；因此，能够容易地制造根据本发明实施方式的光学功能膜或显示器。
从下面的描述中，本发明的其他和另外的目的、特征以及优点将更加充分地显现。
附图说明
图1是示出了根据本发明第一实施方式的显示器的构造的示图。
图2是示出了图1中所示的像素驱动电路的实例的等效电路图。
图3是示出了图1中所示的显示器的显示区域的构造的截面图。
图4是示出了图3中所示的光学功能膜的放大截面图。
图5是图4中所示的光学功能膜的平面图。
图6A和图6B是以步骤顺序示出了制造图3中所示的显示器的方法的截面图。
图7A和图7B是示出了在图6A和图6B之后的步骤的截面图。
图8A和图8B是示出了在图7A和图7B之后的步骤的截面图。
图9A和图9B是示出了在图8A和图8B之后的步骤的截面图。
图10是用于描述凸起(projection)的侧壁的覆盖率(cover)的示意图。
图11A和图11B是示出了在图9A和图9B之后的步骤的截面图。
图12是示出了在图11A和图11B之后的步骤的截面图。
图13A、图13B和图13C是示出了在图12之后的步骤的截面图。
图14是图11A中所示的含硅颗粒的照片。
图15是图11B中所示的最外层的顶面上的凹凸的照片。
图16是用于描述图4中所示的光学功能膜在发光时的功能的截面图。
图17是用于描述图4中所示的光学功能膜在非发光时的功能的截面图。
图18是用于描述现有技术中的保护膜在发光时的功能的截面图。
图19是用于描述现有技术中的保护膜在非发光时的功能的截面图。
图20是示出了根据本发明第二实施方式的显示器的显示区域的构造的截面图。
图21是图20中所示的光学功能膜的放大截面图。
图22A和图22B是以步骤顺序示出了制造图20中所示的显示器的方法的截面图。
图23A和图23B是示出了在图22A和图22B之后的步骤的截面图。
图24A和图24B是示出了在图23A和图23B之后的步骤的截面图。
图25是示出了包含根据上述任一实施方式的显示器的模块的示意性构造的平面图。
图26是根据上述任一实施方式的显示器的应用例1的外部透视图。
图27A和图27B分别是关于前侧和后侧的应用例2的外部透视图。
图28是应用例3的外部透视图。
图29是应用例4的外部透视图。
图30A至图30G示出了应用例5，其中，图30A和图30B分别是应用例5在打开状态下的主视图和侧视图，图30C、图30D、图30E、图30F和图30G分别是应用例5在闭合状态下的主视图、左视图、右视图、俯视图和仰视图。
图31是示出了包括根据上述任一实施方式的光学功能膜的太阳能电池的示意性构造的截面图。
具体实施方式
下文将参考附图详细地描述本发明的优选实施方式。将以下列顺序给出描述。
1.第一实施方式(在有机发光元件的表面上配置光学功能膜的实例)
2.第二实施方式(在密封面板上配置光学功能膜的实例)
3.应用例(显示器的应用例和光学功能膜的应用例)
第一实施方式
图1示出了根据本发明第一实施方式的显示器的构造。该显示器被用作有机EL电视等，并且在该显示器中，例如，多个有机发光元件10R、10G和10B(将在下文中描述)在基板11上以矩阵形式配置为显示区域110。作为驱动器(用于画面显示)的信号线驱动电路120和扫描线驱动电路130被配置在显示区域110的周围。
像素驱动电路140配置在显示区域110中。图2示出了像素驱动电路140的实例。像素驱动电路140是形成在第一电极13(下文将描述)下方的有源驱动电路，这在下面将会描述。换而言之，像素驱动电路140包括驱动晶体管Tr1、写入晶体管Tr2、驱动晶体管Tr1与写入晶体管Tr2之间的电容器(保持电容器)以及在第一电源线(Vcc)与第二电源线(GND)之间串联连接至驱动晶体管Tr1的有机发光元件10R(或10G或10B)。驱动晶体管Tr1和写入晶体管Tr2均由一般的薄膜晶体管(TFT)构成，TFT例如可以具有倒置交错型构造(所谓的底栅型)或交错型构造(顶栅型)，并且TFT的构造没有特别限制。
在像素驱动电路140中，多个信号线120A以列配置，多个扫描线130A以行配置。每个信号线120A和每个扫描线130A的交叉点对应于有机发光元件10R、10G和10B中的一个(子像素，subpixel)。每个信号线120A均连接至信号线驱动电路120，图像信号从信号线驱动电路120通过信号线120A被提供给写入晶体管Tr2的源电极。每个扫描线130A均连接至扫描线驱动电路130，扫描信号从扫描线驱动电路130通过扫描线130A而被提供给写入晶体管Tr2的栅电极。
图3示出了图1中所示的显示器的显示区域110的截面构造。显示器在显示面板10的光引出侧包括光学功能膜20。密封面板30通过粘合剂层40而粘结至显示面板10和光学功能膜20的整个表面。
显示面板10是通过在由玻璃、硅(Si)片、树脂等制成的基板11上顺序地以矩阵整体形成发射红光的有机发光元件10R、发射绿光的有机发光元件10G和发射蓝光的有机发光元件10B来构造的。应当注意，有机发光元件10R、10G和10B均具有矩形平面形状，并且相邻的有机发光元件10R、10G和10B的组合构成一个像素。
有机发光元件10R、10G和10B均具有以下构造，其中，从基板11侧顺序地层压作为阳极的第一电极13、绝缘膜14、包括以下将描述的发光层的有机层15以及作为阴极的第二电极16，同时在其间具有上述像素驱动电路140和平面化层12。
第一电极13分别形成为使得对应于有机发光元件10R、10G和10B，并且通过绝缘膜14而彼此电隔离。此外，第一电极13具有作为反射从发光层发射的光的反射电极的功能，并期望第一电极13具有尽可能高的反射率以增强发光效率。例如，第一电极13均具有两端点值的100nm至1000nm的厚度，更具体地，为大约50nm的厚度，并且其由铝(Al)或包含铝(Al)的合金、或者银(Ag)或包含银(Ag)的合金制成。此外，第一电极13可以由单质或诸如铬(Cr)、钛(Ti)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、钼(Mo)、铜(Cu)、钽(Ta)、钨(W)、铂(Pt)或金(Au)的任何其他金属元素的合金制成。
绝缘膜14被设置为用于确保第一电极13与第二电极16之间的绝缘，并被设置为精确地具有发光区域的理想形状，例如，其由诸如感光丙烯酸树脂、聚酰亚胺或聚苯并恶唑的有机材料或者诸如二氧化硅(SiO2)的无机绝缘材料制成。绝缘膜14具有对应于第一电极3的发光区域的开口。应当注意，有机层15和第二电极16不但可以连续地配置在发光区域上而且还可以配置在绝缘膜14上，但只从绝缘膜14的开口发射光。
有机层15例如具有从第一电极13侧顺次地层压空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层的构造，但根据需要可以配置除发光层以外的这些层的任一层。此外，有机层15根据从有机发光元件10R、10G和10B发射的光的颜色而可以具有不同的构造。空穴注入层被设置为用于提高空穴注入效率，并且作为用于防止泄漏的缓冲层。空穴传输层被设置为用于提高至发光层的空穴传输效率。发光层响应于电场的施加而通过电子和空穴的再结合来发射光。电子传输层被设置为用于提高至发光层的电子传输效率。另外，由LiF、Li2O等制成的电子注入层(未注明)可以配置在电子传输层和第二电极16之间。
有机发光元件10R的空穴注入层的材料的实例包括4，4′4″-三(3-甲基苯苯胺)三苯胺(m-MTDATA)和4，4′4″-三(2-萘基苯胺)三苯胺(2-TNATA)。有机发光元件10R的空穴传输层的材料的实例包括二[(N-萘基)-N-苯基]对二氨基联苯(α-NPD)。有机发光元件10R的发光层的材料的实例包括混合有40％体积百分比的2，6-二[4-[N-(4-甲氧苯基)-N-苯基]氨基苯乙烯]萘-1，5-二氰(BSN-BCN)的8-喹啉醇铝复合物(Alq3)。有机发光元件10R的电子传输层的材料的实例包括Alq3。
有机发光元件10G的空穴注入层的材料的实例包括m-MTDATA和2-TNATA。有机发光元件10G的空穴传输层的材料的实例包括α-NPD。有机发光元件10G的发光层的材料的实例包括混合有3％体积百分比的香豆素6的Alq3。有机发光元件10G的电子传输层的材料的实例包括Alq3。
有机发光元件10B的空穴注入层的材料的实例包括m-MTDATA和2-TNATA。有机发光元件10B的空穴传输层的材料的实例包括α-NPD。有机发光元件10B的发光层的材料的实例包括螺环6Φ。有机发光元件10B的电子传输层的材料的实例包括Alq3。
第二电极16例如具有包括两端点值的5nm至50nm的厚度，并且其由单质或诸如铝(Al)、镁(Mg)、钙(Ca)或钠(Na)的金属元素的合金制成。特别地，第二电极16优选地由镁银的合金(MgAg合金)或铝锂的合金(AlLi合金)制成。此外，第二电极16可以由ITO(氧化铟锡)或IZO(氧化铟锌)制成。
光学功能膜20在其最外表面上具有凹凸21，并具有作为散射膜的功能，该散射膜散射从有机发光元件10R、10G和10B发射的光或从密封面板30进入的外部光。此外，光学功能膜20由诸如氮化硅(SiN)、二氧化硅(SiO2)或氮氧化硅(SiON)的含硅绝缘材料制成，而且具有作为保护膜(保护有机发光元件10R、10G和10B)的功能。光学功能膜20配置在遍及整个显示区域110的有机发光元件10R、10G和10B的表面上，并包括例如几百nm至10000nm的厚度。
图4和图5示出了图3中所示的光学功能膜20的一部分的放大截面图和放大平面图。该光学功能膜20例如具有三层构造，该三层构造从显示面板10侧顺次地包括由高密度氮化硅制成的下部层22、由低密度氮化硅制成的中间层23和由高密度氮化硅制成的最外层24。本文中，“高密度”意指高于中间层23的膜密度的膜密度，“低密度”意指低于最外层24或下部层22的膜密度的膜密度。此外，例如，高密度最外层24或高密度下部层22与低密度中间层23之间的膜密度差优选地为0.4×1022(原子数/cm3)以上。
例如，高密度最外层24的膜密度和高密度下部层22的膜密度优选地为6.2×1022(原子数/cm3)，由于较高的膜密度使湿度渗透系数进一步减小，因此提高了密封特性(钝化特性)。更具体地，在最外层24和下部层22的膜密度为6.2×1022(原子数/cm3)以上的情况下，湿度渗透系数减小到小于8.0×10-4(g·mm/m2·d)。应当注意，最外层24的膜密度和下部层22的膜密度没有必要彼此相等。
另一方面，例如，低密度中间层23的膜密度为5.8×1022(原子数/cm3)以下。在这种情况下，中间层23的湿度渗透系数为8.0×10-4(g·mm/m2·d)以上。
下部层22与中间层23的底面相接触，并且直接配置在第二电极16上，以通过用下部层22直接覆盖有机发光元件10R、10G和10B来保护有机发光元件10R、10G和10B。如上所述，下部层22由具有高密封特性的高密度氮化硅制成。下部层22例如具有大约1000nm的厚度。
如上所述，中间层23由低密度氮化硅制成。因此，在后文将描述的制造步骤中，能够增大显示面板10的表面上的凸起的侧壁的覆盖率，并且可防止发生诸如暗斑的缺陷。中间层23例如具有几百nm至几千nm的厚度。
最外层24的底面与中间层23的顶面相接触，如上所述，最外层24由高密度氮化硅制成。因此，在后文将描述的制造步骤中，可以防止杂质粘合至最外层的顶面，并且能够改善膜质量。例如，最外层24具有大约1000nm的厚度。
中间层23在其中或其顶面上具有含硅颗粒25。最外层24在其顶面上具有凹凸21。因此，在光学功能膜20中，可以防止由于粘合破坏而导致的剥离或由于水分扩散而导致的恶化，并且可以防止取决于显示器的视角的亮度下降和色变化。
凹凸21是由在最外层24的顶面上(即，光学功能膜20的最外表面)形成的半球状或基本的半球曲面构成的细小凹凸，并且如上所述，凹凸21在光学功能膜20中用作散射体。每个凹凸21的宽度(直径)W21例如大约在0.5μm至5μm的范围内。这种凹凸21是通过在后文将描述的制造步骤中从作为核的含硅颗粒25生长最外层24来形成的，并直接位于含硅颗粒25的上方。应当注意，图中的虚线仅表示含硅颗粒25和凹凸21的位置对应关系，并不表示形成由虚线所标示的晶界或柱状颗粒。
含硅颗粒25是在后文将描述的制造步骤中通过等离子CVD(化学气相沉积)方法形成中间层23时所生产的硅类颗粒。含硅颗粒25包括作为主要成分的硅(Si)、以及氮(N)、碳(C)、氧(O)等。每个含硅颗粒25的尺寸(直径)W25例如大约为0.2μm。
中间层23例如包括两层，即，从显示面板10侧顺次地为第一中间层23A和第二中间层23B。中间层23中的含硅颗粒25位于第一中间层23A与第二中间层23B之间的边界面上。中间层23的顶面上的含硅颗粒25位于第二中间层23B的顶面上。应当注意，中间层23可以具有三层以上的层压构造。
图3中所示的密封面板30配置在光引出侧，即，显示面板10的第二电极16侧，并且其在透明密封基板31的表面上包括滤色片32和作为黑色矩阵的遮光膜33。
密封基板31例如由玻璃、耐热树脂制成的树脂基板或树脂膜、或者熔融石英构成。
滤色片32和遮光膜33引出从有机发光元件10R、10G和10B发射的光，并吸收从有机发光元件10R、10G和10B以及其间的配线所反射的外部光，从而提高对比度。
滤色片32包括分别对应于有机发光元件10R、10G和10B而顺次配置的红色滤色片32R、绿色滤色片32G和蓝色滤色片32B。红色滤色片32R、绿色滤色片32G和蓝色滤色片32B例如均具有矩形形状并且无间隔(without space)地形成。红色滤色片32R、绿色滤色片32G和蓝色滤色片32B由混合相应颜色的色素的树脂制成，并通过选择色素来调整，以使在目标红色、绿色和蓝色波长范围内的透光率较高，而在其他波长范围内的透光率较低。
遮光膜33沿着红色滤色片32R、绿色滤色片32G和蓝色滤色片32B边界的配置。遮光膜例如由混合光学密度为1以上的黑色着色剂的黑色树脂膜或利用薄膜干涉的薄膜滤光片构成。具体地，由于遮光膜33易于低成本形成，因此遮光膜33优选地由黑色树脂膜形成。薄膜滤光片例如是通过层压一个以上的薄膜(由金属、金属氮化物或金属氧化物制成)形成的，并且其利用薄膜干涉来削弱光。更具体地，作为薄膜滤光片，使用了通过交替地层压铬和三氧化二铬(III)(Cr2O3)形成的薄膜滤光片。应当注意，设置遮光膜不是必要的。
图3中所示的粘合剂层40由热固树脂、紫外线固化树脂等制成。上述光学功能膜20由于最外表面上的凹凸21而处于模糊(毛玻璃)状态，但当凹凸21间的间隙充满粘合剂层40的树脂时，光学功能膜20变得透明。光学功能膜20的下部层22、中间层23(第一中间层23A和第二中间层23B)和最外层24的折射率n1、n2和n3例如均大约在1.60至1.95的范围内。另一方面，粘合剂层40的折射率n4例如为1.57以下。
例如，通过下面的步骤能够制造显示器。
形成显示面板10的步骤
首先，如图6A所示，在由上述材料制成的基板11上形成像素驱动电路140。
接下来，如图6B所示，通过例如旋涂方法而在基板11的整个表面上形成例如由感光性聚亚酰胺制成的平面化层12，然后通过曝光和显影将该平面化层图案化为预定的形状，以形成连接孔12A，然后烧制(fired)平面化层12。
然后，如图7A所示，通过例如溅射方法而在平面化层12上形成具有上述厚度并例如由上述材料制成的第一电极13，然后通过光刻技术和蚀刻将第一电极13图案化为预定的形状。因此，在平面化层12上形成多个第一电极13。
此后，如图7B所示，使基板11的整个表面涂有感光性树脂，并通过曝光和显影而在感光性树脂中形成开口，然后烧制感光性树脂以形成绝缘膜14。
接下来，如图8A所示，通过例如真空沉积方法来顺序地形成有机发光元件10R的由上述材料制成的空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层，以形成有机发光元件10R的有机层15。此后，仍如图8A所示，如在有机发光元件10R的有机层15的情况那样，形成有机发光元件10G的由上述材料制成的空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层，以形成有机发光元件10G的有机层15。接着，仍如图8A所示，如在有机发光元件10R的有机层15的情况中那样，形成有机发光元件10B的由上述材料制成的空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层，以形成有机发光元件10B的有机层15。
在形成有机发光元件10R、10G和10B的有机层15之后，如图8B所示，通过例如蒸发方法而在基板11的整个表面上形成具有上述厚度且由上述材料制成的第二电极16。因此，形成图3中所示的有机发光元件10R、10G和10B。
在显示面板10的光引出侧形成光学功能膜20的步骤
如图9A所示，在形成显示面板10之后，通过例如等离子CVD方法，而在显示面板10的有机发光元件10R、10G和10B的表面上形成厚度约1000nm的例如由高密度氮化硅制成的下部层22。
下文将描述下部层22、中间层23和最外层24的膜密度的控制。通过CVD方法的膜形成条件来控制形成下部层22、中间层23和最外层24的氮化硅的膜密度。更具体地，利用CVD方法的膜形成通过膜形成表面中的表面反应和膜形成气氛中的气相反应来进行。此时，例如，当增大材料气体的流量(flow rate)来提高气相反应时，则膜形成速率加速，而膜密度下降。另一方面，减小材料气体的流量来提高表面反应时，则膜形成速率降低，而膜密度增大。
在下部层22、中间层23和最外层24由氮化硅制成的情况下，作为材料气体，例如，使用了氨气(NH3)和硅烷(SiH4)气体。因此，当调节氨气和硅烷气体的总流量时，可以控制下部层22、中间层23和最外层24的膜密度。
因此，由高密度氮化硅制成的下部层22和最外层24通过具有相对低的膜形成速率(主要发生表面反应)的CVD方法形成。另一方面，由低密度氮化硅制成的中间层23通过具有较高的膜形成速率(高于在下部层22和最外层24的情况下主要发生气相反应的膜形成速率)的CVD方法形成。
CVD膜形成中的气相反应和表面反应不仅可由材料气体的上述流量来控制，还可以例如由基板温度或膜形成气氛中的气体压力来控制。例如，当基板温度降低为在包括两端点值的室温至150℃范围内的低温下形成膜时，或者当膜形成气氛中的气体压力增大时，则气相反应提高，并且膜形成速率加快，膜密度减小。
此外，在利用这种CVD方法的膜形成中，凸起的侧壁的覆盖率根据膜形成条件而不同。更具体地，主要通过气相反应所形成的低密度膜具有较高的凸起的侧壁的覆盖率。如上所述，当低密度中间层23的膜密度为5.8×1022(原子数/cm3)以下时，如图10所示，凸起50的侧壁的覆盖率(顶面膜厚度th/侧壁膜厚度tV)th/tv被使得为th/tv≥2/3。另一方面，当最外层24和下部层22的膜密度为6.2×1022(原子数/cm3)以上时，凸起50的侧壁的覆盖率为th/tv＜2/3。如图10所示，本文中的凸起50的侧壁的覆盖率为具有圆锥角θ＝90°且高度h＝1μm的凸起50的覆盖率。
另外，在前述的CVD膜形成中，在以主要发生气相反应的高膜形成速率下完成膜形成的情况下，尺寸为50nm至300nm的杂质容易粘附在膜表面上。因此，光学功能膜20的最外表面由高密度氮化硅的最外层24(在主要发生表面反应的相对低的膜形成速率下形成)构成。
在形成下部层22之后，如图9B所示，通过例如等离子CVD方法来形成例如由氮化硅制成的第一中间层23A。此时，例如，当增大作为材料气体的氨气和硅烷气体的总流量、并且在包括两端点值的室温至150℃范围内的低温下进行膜形成时，气相反应提高，以使膜形成速率加快，从而使第一中间层23A由低密度氮化硅形成。
在形成第一中间层23A之后，停止等离子的产生，然后重新启动。因此，在第一中间层23A的顶面上形成含硅颗粒25。
如下考虑了这种含硅颗粒25的形成原理。当在作为材料气体的氨气和硅烷气体的总流量较高的状态下(特别地，当在硅烷气体流量过大的状态下)执行膜形成时，在气相中形成了大量未反应的硅基纳米颗粒。此外，当在包括两端点值的室温至150℃范围内的低温下(更优选地，在低于100℃以下的低温下)进行膜形成时，防止了硅基的热分解。此外，利用窄隙等离子形成了硅烷气体过量的体积区域。因此，迅速地形成了硅基纳米颗粒，并且在一定程度上保持了硅基纳米颗粒的形状。
此后，当停止等离子放电而使电位断开时，则丧失电位和重力之间的平衡，并且硅基纳米颗粒由于重力而下降，从而使硅基类粘附至第一中间层23A的顶面。
接下来，重新启动等离子的产生，并且执行诸如N2的惰性气体的等离子处理以使粘附稳定。因此，在第一中间层23A的顶面上沉积的硅基类浓缩或结合，从而形成具有减小了的表面电位的含硅颗粒25。
在形成含硅颗粒25之后，如图11A所示，通过例如等离子CVD方法形成例如由氮化硅制成的第二中间层23B。此时，如在第一中间层23A的情况中那样，例如，当氨气和硅烷气体的总流量增大并且在包括两端点值的室温至150℃范围内的低温下进行膜形成时，气相反应提高以加快膜形成速率，从而使第二中间层23B由低密度氮化硅制成。
在形成第二中间层23B之后，停止等离子的产生，然后重新启动。因此，如在第一中间层23A的情况中那样，在第二中间层23B的顶面上形成含硅颗粒25。因此，形成了在其中(第一中间层23A和第二中间层23B之间的边界面上)和其顶面(在第二中间层23B的顶面上)包括含硅颗粒25的中间层23。
在形成中间层23之后，如图11B所示，通过例如等离子CVD方法来形成例如由高密度氮化硅制成的最外层24。最外层24是通过从作为核的含硅颗粒25生长以在其顶面上形成凹凸21而形成。因此，如图12所示，形成在最外表面上具有凹凸21的光学功能膜20。
形成密封面板30的步骤：
此外，形成密封面板30。首先，如图13A所示，在由上述材料制成的密封基板31上形成由上述材料制成的遮光膜33，并且将遮光膜33图案化为预定的形状。接下来，如图13B所示，通过旋涂等而将红色滤光片32R的材料应用至密封基板31，通过光刻技术将该材料图案化，并进行烧制以形成红色滤光片32R。在图案化的同时，红色滤光片32R的边缘部分可以置于遮光膜33的上方。然后，如图13C所示，如在红色滤光片32R的情况中那样，顺次地形成蓝色滤光片32B和绿色滤光片32G。因此，在密封基板31的表面上形成包括滤色片32和遮光膜33的密封面板30。
粘结显示面板10和密封面板30的步骤
在形成显示面板10、光学功能膜20和密封面板30之后，配置密封面板30，以使其面向显示面板10的有机发光元件10R、10G和10B，并通过粘合剂层40将密封面板30粘结至显示面板10的整个表面。因此，完成了在图1至图3中所示的显示器。
此外，当在通过上述制造方法在玻璃板上实际形成由氮化硅制成的光学功能膜20时，在形成中间层23之后检查其顶面的状态，如图14所示，可以确认，形成了大量的含硅颗粒25。接着，当在形成最外层24之后检查其顶面的状态时，如图15所示，可以确认形成了大量的凹凸21。换言之，可以确认，通过根据本实施方式的制造方法，使得含硅颗粒25形成在中间层23中或中间层23的顶面上，并且使凹凸21形成在最外层24的顶面上。
在该显示器中，扫描信号从扫描线驱动电路130通过写入晶体管Tr2的栅电极而提供给每个像素，而从信号线驱动电路120通过写入晶体管Tr2提供的图像信号保留在保持电容器(retention capacitor)Cs中。换而言之，响应于保留在保持电容器Cs中的信号来执行驱动晶体管Tr1的导通/截止控制，从而将驱动电流Id注入有机发光元件10R、10G和10B的每一个中，以通过空穴和电子的再结合来发射光。光通过第二电极16、光学功能膜20、粘合剂层40、滤色片32和密封基板31以被引出。
在这种情况下，在其最外表面上具有凹凸21的光学功能膜20被配置在显示面板10的光引出侧；因此，如图16所示，从有机发光元件10R、10G和10B发出的光h1进入最外层24的顶面，并被凹凸21散射。因此，缓和了有机发光元件10R、10G和10B中产生的EL发光的高指向性，从而防止取决于视角的亮度下降和色变化。
此外，在本实施方式中，当有机发光元件10R、10G和10B不发光时，如图17所示，在外部光h2从有机发光元件10R、10G和10B的第一电极13或第二电极16进行反射的情况下，反射光进入最外层24的顶面，从而被凹凸21散射。此外，在外部光h2直接进入最外层24的顶面的情况下，外部光h2被凹凸21散射。因此，防止了第一电极13或第二电极16的图案在密封基板31上被反射，以引起画面不均衡。
另一方面，在现有技术中，当有机发光元件10R、10G和10B发光时，如图18所示，由于在保护膜17的最外表面上没有配置凹凸，通过在有机发光元件10R、10G和10B中产生的EL发光的高指向性，则从正面观看的亮度增加，但另一方面，发光亮度取决于视角而下降，从而引起色变化。
此外，在现有技术中，当有机发光元件10R、10G和10B不发光时，如图19所示，外部光h2从有机发光元件10R、10G和10B的第一电极13或第二电极16进行反射，以在密封基板31上形成映像10RA、10GA和10BA，从而引起画面不均衡。
通过具有折射成分的绝缘膜14而进入第一电极13(由具有高反射率的金属制成)的表面的光在绝缘膜14中引起多重干涉，并在密封基板31上产生具有源于折射成分的干涉图样的反射光，从而引起对显示器的破坏。在现有技术中，为了减少干涉图案的影响，改变在绝缘膜14的构造约束下的像素孔径比。当像素孔径比减小时，需要提高用于获得所需亮度的输出，从而引起诸如发光寿命降低的问题。
然而，在本实施方式中，如上所述，外部光h2或其反射光被最外层24的顶面上的凹凸21散射；因此，防止了具有干涉图样的反射光，并且不需要在密封基板31上设置绝缘膜14的构造的约束来作为抗显示器破坏的措施。
因此，在根据本实施方式的光学功能膜20中，由于在最外层24的顶面上设置有凹凸21，凹凸21被使得具有诸如散射的光学性能，并且与现有技术不同，不需单独粘结添加散射体的粘结剂，并消除了粘结剂的水分扩散；因此，可以防止由于粘合破坏而导致的剥离或由于水分扩散而导致的恶化。当利用光学功能膜20来构造显示器时，可以防止取决于视角的亮度下降或色变化，可以获得高质量的显示器。
在制造根据本发明实施方式的光学功能膜20的方法中，或在制造根据本实施方式的显示器的方法中，在中间层23的形成期间或之后，停止等离子的产生，然后重新启动；因此，在中间层23中或者在中间层23的顶面上形成含硅颗粒25，并且利用作为核的含硅材料25以在最外层24的顶面上形成凹凸21来形成最外层24。因此，能够使凹凸21形成为具有高可控性，并且能够容易地制造根据本实施方式的光学功能膜20或显示器。此外，通过使用等离子CVD作为制造步骤而能够形成含硅颗粒25和凹凸21；因此，能够在形成保护膜的同时形成光学功能膜20。
第二实施方式
图20示出了在根据本发明第二实施方式的显示器中的显示区域110的截面构造。该显示器具有与第一实施方式的构造相同的构造，只是光学功能膜20配置在密封面板30的粘合剂层40侧。因此，在下面的描述中，相同的部件由与第一实施方式相同的标号来表示。
如第一实施方式的情况中那样，显示面板10在基板11上包括有机发光元件10R、10G和10B。如果需要，有机发光元件10R、10G和10B覆盖有由氮化硅或氧化硅制成的保护膜17。
除了光学功能膜20配置在密封面板30的滤色片32和遮光膜33上以外，光学功能膜20具有与第一实施方式的构造相同的构造。换而言之，如图21所示，光学功能膜20例如具有三层构造，其中，从密封面板30侧顺次地层压由高密度氮化硅制成的下部层22、由低密度氮化硅制成的中间层23和由高密度氮化硅制成的最外层24。
中间层23在其中或其顶面上包含含硅颗粒25。最外层24在其顶面上具有凹凸21。因此，在光学功能膜20中，如第一实施方式中那样，可以防止由于粘结破坏而导致的剥离或由于水分扩散而导致的恶化，并且能够减小取决于显示器的视角的亮度下降。
密封面板30和粘合剂层40具有与第一实施方式中的构造相同的构造。
例如，能够通过下面的步骤来制造显示器。应当注意，将参考图6A和图6B至图13A、图13B和图13C来描述与第一实施方式中的步骤相重叠的步骤。
首先，如在第一实施方式中的情况那样，密封面板30由图13A、图13B和图13C中所示的步骤形成。
接下来，如图22A所示，通过例如等离子CVD方法而在密封面板30的滤色片32和遮光膜33上形成厚度约1000nm的由例如高密度氮化硅制成的下部层22。
然后，如图22B所示，通过例如等离子CVD方法来形成由例如氮化硅制成的第一中间层23A。此时，增大作为材料气体的氨气和硅烷气体的总流量，并且在包括两端点值内的室温至150℃范围内的低温下进行膜形成；因此，气相反应提高，膜形成速率加快，从而使第一中间层23A由低密度氮化硅形成。
在形成第一中间层23A之后，停止等离子的产生，然后重新启动。因此，在第一中间层23A的顶面上形成含硅颗粒25。
在形成含硅颗粒25之后，如图23A所示，通过例如等离子CVD方法形成由例如氮化硅制成的第二中间层23B。此时，如第一中间层23A的情况中那样，例如，增加作为材料气体的氨气和硅烷气体的总流量，并且在包括两端点值的室温至150℃范围内的低温下进行膜形成；因此，气相反应提高，以加快膜形成速率，从而使第二中间层23B由低密度氮化硅形成。
在形成第二中间层23B之后，停止等离子的产生，然后重新启动。因此，如第一中间层23A的情况中那样，在第二中间层23B的表面上形成含硅颗粒25。因此，形成了在其中(第一中间层23A和第二中间层23B之间的边界面上)或其顶面(第二中间层的顶面)上包括含硅颗粒25的中间层23。
在形成中间层23之后，如图23B所示，通过例如等离子CVD方法而形成由例如高密度含硅制成的最外层24。最外层24通过从作为核的含硅材料25生长以在其顶面上形成凹凸21而形成的。因此，如图24A所示，形成了在最外表面上具有凹凸21的光学功能膜20。
形成显示面板10的步骤
此外，如第一实施方式中所示的，通过图6A和图6B至图8A和8B所示的步骤，来形成在基板11上包括有机发光元件10R、10G和10B的显示面板10。此后，如图24B所示，通过例如CVD方法而在有机发光元件10R、10G和10B的表面上形成由上述材料制成的保护膜17。
粘结显示面板10和密封面板30的步骤
在形成显示面板10、光学功能膜20和密封面板30之后，将密封面板30配置为面向显示面板10的有机发光元件10R、10G和10B，并通过粘合剂层40将密封面板粘结至显示面板10的整个表面。因此，完成了图20中所示的显示器。
该显示器的功能和效果与第一实施方式中的显示器的功能和效果相同。
显示器的模块和应用例
下文将描述在上述任一实施方式中所描述的显示器的应用例。根据上述任一实施方式的显示器适于任一领域中用于显示从外部提供的图像信号或内部产生的图像信号以作为影像或图像的电子设备(诸如电视、数码相机、笔记本个人电脑、比如便携式电话的便携式终端装置以及摄像机)的显示器。
显示器的模块
根据上述任一实施方式的显示器作为图25中所示的模块被结合在诸如应用例1至5的各种电子设备中。在该模块中，例如，从密封面板30和粘合剂层40暴露的区域210被配置在基板11的一侧，外部接线端子(未标出)通过延长信号线驱动电路120和扫描线驱动电路130的配线而形成在暴露区域210中。在外部接线端子中，可以配置用于信号输入/输出的柔性印刷电路(FPC)220。
显示器的应用例1
图26示出了应用根据上述任一实施方式的显示器的电视机的外观。该电视机例如具有包括前面板310和滤色玻璃320的画面显示屏部300，并且画面显示屏部300由根据上述任一实施方式的显示器构成。
显示器的应用例2
图27示出了应用根据上述任一实施方式的显示器的数码相机的外观。该数码相机例如具有作为闪光灯的发光部410、显示部420、菜单开关430和快门按钮440，并且显示部420由根据上述任一实施方式的显示器构成。
显示器的应用例3
图28示出了根据上述任一实施方式的显示器的笔记本个人电脑的外观。该笔记本个人电脑例如具有主体510、用于输入字符等的操作的键盘520、用于显示图像的显示部530，并且该显示部530由根据上述任一实施方式的显示器构成。
显示器的应用例4
图29示出了应用根据上述任一实施方式的显示器的摄像机的外观。该摄像机例如具有主体610、配置在主体610的前面上用于拍摄对象物的透镜620、拍摄开始/停止开关630以及显示部640，并且，显示部，640由根据上述任一实施方式的显示器构成。
显示器的应用例5
图30示出了应用根据上述任一实施方式的显示器的便携式电话的外观。该便携式电话通过利用连接部(铰链部)730将例如上侧壳体710和下侧壳体720彼此相连接来形成，并且该便携式电话具有显示器740、副显示器750、画面灯(picture light)760和照相机770。显示器740或副显示器750由根据上述任一实施方式的显示器构成。
光学功能膜的应用例
根据上述任一实施方式的光学功能膜20适用于各种电子设备，诸如太阳能电池中的光限制膜或液晶显示器中的抗反射(AR)膜，并且含硅颗粒25例如适用于量子点太阳能电池的微粒核的形成。
光学功能膜的应用例1
图31示出了应用根据上述任一实施方式的光学功能膜20的染料敏化太阳能电池的构造。在染料敏化太阳能电池中，透明基板810和基板820面向彼此而配置，并且所有的组件均容纳且密封在壳体830中。
透明基板810为光入射侧的基板，由ITO(氧化铟锡)等制成的透明电极811和金属氧化物半导体层(半导体电极)821配置在透明基板810的内表面。金属氧化物半导体层812是通过在透明电极811上烧结金属氧化物半导体微粒形成的，并且其支持敏化染料(未标出)。
基板820包括电极821和相对电极822。电极821由玻璃、透明导电玻璃、金属、聚合膜等构成。相对电极822包括诸如铂和粘结聚合体的碳。金属氧化物半导体层812和相对电极822以其间的预定间隔而彼此面对地配置，并且电解液层840配置在间隔中。透明电极811和相对电极822通过导线彼此相连接，以通过电表851来构成电流回路850。
根据上述任一实施方式的光学功能膜20配置在透明基板810的外部光入射表面上。因此，在染料敏化太阳能电池中，当光进入光学功能膜20时，通过凹凸21而阻止了反射光，以有效地限制了染料敏化太阳能电池中的光。
尽管参考该实施方式描述了本发明，但本发明不限于此，而可以作出各种修改。例如，在上述实施方式中，描述了在密封面板30中形成滤色片32的CF一体型。然而，本发明适用于不包括滤色片32的CF小构造(CF-less configuration)。
此外，例如，每一层的材料和厚度、形成每一层的方法和条件不限于上述实施方式中所描述的那些材料、形成每层方法和条件，每一层可以在任何其他条件下通过任何其他方法而以任何其他厚度由任何其他材料制成。
此外，在上述实施方式中，具体描述了有机发光元件10R、10B和10G的构造；然而，不需包括所有的层，或进一步包括任何其他层。
本申请包含于2010年3月24日在日本专利局提交的日本优先专利申请JP 2010-068123所涉及的主题，其全部内容结合于此作为参考。
本领域技术人员应当理解的是，根据设计要求和其他因素，可以做出各种修改、组合、子组合和变化，只要它们在所附权利要求或其等价物的范围内。

Claims (17)

1.一种光学功能膜，包括：
中间层，在其中或其顶面上具有含硅颗粒；和
最外层，其包括与所述中间层的顶面相接触的底面以及具有凹凸的顶面，
其特征在于，
所述中间层由包含硅的绝缘材料制成，并且所述最外层由与所述中间层的材料相同的材料制成，但具有高于所述中间层的密度的密度。
2.根据权利要求1所述的光学功能膜，其中，
所述绝缘材料为氮化硅。
3.根据权利要求2所述的光学功能膜，其中，
所述中间层包括多个层，以及
所述中间层中的所述含硅颗粒置于所述多个层之间的边界面上。
4.根据权利要求3所述的光学功能膜，还包括：
下部层，被配置为与所述中间层的底面相接触，所述下部层由与所述中间层的材料相同的材料制成，但具有高于所述中间层的密度的密度。
5.根据权利要求4所述的光学功能膜，其中，
所述光学功能膜用作散射膜，其中，所述最外层的所述凹凸使进入所述最外层的所述顶面的入射光散射。
6.一种制造光学功能膜的方法，包括以下步骤：
通过等离子CVD方法形成由包含硅的绝缘材料制成的中间层；和
通过等离子CVD方法形成最外层，所述最外层被配置为与所述中间层的顶面相接触，
其特征在于，
所述最外层由与所述中间层的材料相同的材料制成，但具有高于所述中间层的密度的密度，
其中，在形成所述中间层的步骤中，在形成所述中间层的期间或之后，停止等离子的产生，然后重新启动，以在所述中间层中或所述中间层的顶面上形成含硅颗粒，以及
所述最外层是通过使用所述含硅颗粒作为核以在其顶面上形成凹凸所形成的。
7.根据权利要求6所述的制造光学功能膜的方法，其中，
所述中间层是在包括两端点值的室温至150℃范围内的温度下形成的。
8.一种显示器，包括：
显示面板，在基板上包括有机发光元件；以及
光学功能膜，配置在所述显示面板的光引出侧，
其中，所述光学功能膜包括：
中间层，在其中或其顶面上具有含硅颗粒；和
最外层，其包含与所述中间层的顶面相接触的底面和具有凹凸的顶面，
其特征在于，
所述中间层由包含硅的绝缘材料制成，并且所述最外层由与所述中间层的材料相同的材料制成，但具有高于所述中间层的密度的密度。
9.根据权利要求8所述的显示器，其中，
所述光学功能膜配置在所述有机发光元件的表面上。
10.根据权利要求8所述的显示器，还包括：
密封面板，面向所述显示面板的所述有机发光元件而设置；以及
粘合剂层，设置在所述显示面板和所述密封面板之间的整个区域上，
其中，所述光学功能膜设置在所述密封面板的粘合剂层侧。
11.一种制造显示器的方法，包括以下步骤：
在基板上形成具有有机发光元件的显示面板；和
在所述有机发光元件的表面上形成光学功能膜，
其特征在于，
形成所述光学功能膜的步骤包括以下步骤：
通过等离子CVD方法形成由包含硅的绝缘材料制成的中间层，以及
通过等离子CVD方法形成最外层，所述最外层被配置为与所述中间层的顶面相接触，并且由与所述中间层的材料相同的材料制成，但具有高于所述中间层的密度的密度，
其中，在形成所述中间层的步骤中，在形成所述中间层的期间或之后，停止等离子的产生，然后重新启动，以在所述中间层中或所述中间层的顶面上形成含硅颗粒，以及
所述最外层是通过使用所述含硅颗粒作为核以在其顶面上形成凹凸所形成的。
12.根据权利要求11所述的制造显示器的方法，其中，
所述绝缘材料为氮化硅。
13.根据权利要求11所述的制造显示器的方法，其中，
所述中间层包括多个层，以及
所述中间层中的所述含硅颗粒置于所述多个层之间的边界面上。
14.根据权利要求11所述的制造显示器的方法，还包括：
下部层，被配置为与所述中间层的底面相接触，所述下部层由与所述中间层的材料相同的材料制成，但具有高于所述中间层的密度的密度。
15.根据权利要求11所述的制造显示器的方法，其中，
所述光学功能膜用作散射膜，其中，所述最外层的所述凹凸使进入所述最外层的所述顶面的入射光散射。
16.根据权利要求11所述的制造显示器的方法，其中，
所述中间层是在包括两端点值的室温至150℃范围内的温度下形成的。
17.一种制造显示器的方法，包括以下步骤：
在基板上形成具有有机发光元件的显示面板；
在密封面板的表面上形成光学功能膜；以及
将所述密封面板的所述光学功能膜配置为面向所述显示面板的所述有机发光元件，并通过粘合剂层完全粘结所述显示面板和所述密封面板，
其特征在于，
形成所述光学功能膜的步骤包括以下步骤：
通过等离子CVD方法形成由包含硅的绝缘材料制成的中间层，和
通过等离子CVD方法形成最外层，所述最外层被配置为与所述中间层的顶面相接触，并且由与所述中间层的材料相同的材料制成，但具有高于所述中间层的密度的密度，
其中，在形成所述中间层的步骤中，在形成所述中间层的期间或之后，停止等离子的产生，然后重新启动，以在所述中间层中或所述中间层的顶面上形成含硅颗粒，以及
所述最外层是通过使用所述含硅颗粒作为核以在其顶面上形成凹凸所形成的。
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