WO2022172128A1 - 表示装置、表示装置の作製方法、表示モジュール、及び電子機器 - Google Patents

表示装置、表示装置の作製方法、表示モジュール、及び電子機器 Download PDF

Info

Publication number
WO2022172128A1
WO2022172128A1 PCT/IB2022/050878 IB2022050878W WO2022172128A1 WO 2022172128 A1 WO2022172128 A1 WO 2022172128A1 IB 2022050878 W IB2022050878 W IB 2022050878W WO 2022172128 A1 WO2022172128 A1 WO 2022172128A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
light
film
emitting
display device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/IB2022/050878
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
山崎舜平
岡崎健一
山根靖正
方堂涼太
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to EP22752417.0A priority Critical patent/EP4294127A4/en
Priority to US18/276,604 priority patent/US20240107845A1/en
Priority to JP2022581033A priority patent/JP7850085B2/ja
Priority to KR1020237029144A priority patent/KR20230145091A/ko
Priority to CN202280014452.8A priority patent/CN116830805A/zh
Priority to DE112022001035.5T priority patent/DE112022001035T5/de
Publication of WO2022172128A1 publication Critical patent/WO2022172128A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/12Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/121Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/19Tandem OLEDs
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/10Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional [2D] radiating surfaces
    • H05B33/14Light sources with substantially two-dimensional [2D] radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional [2D] radiating surfaces
    • H05B33/22Light sources with substantially two-dimensional [2D] radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of auxiliary dielectric or reflective layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17Carrier injection layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/12Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/1201Manufacture or treatment
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/12Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/122Pixel-defining structures or layers, e.g. banks
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/12Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/124Insulating layers formed between TFT elements and OLED elements
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/32Stacked devices having two or more layers, each emitting at different wavelengths
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/35Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels
    • H10K59/353Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels characterised by the geometrical arrangement of the RGB subpixels
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/38Devices specially adapted for multicolour light emission comprising colour filters or colour changing media [CCM]
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80Constructional details
    • H10K59/805Electrodes
    • H10K59/8051Anodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80Constructional details
    • H10K59/805Electrodes
    • H10K59/8052Cathodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/90Assemblies of multiple devices comprising at least one organic light-emitting element
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10Deposition of organic active material
    • H10K71/12Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/20Changing the shape of the active layer in the devices, e.g. patterning
    • H10K71/231Changing the shape of the active layer in the devices, e.g. patterning by etching of existing layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/20Changing the shape of the active layer in the devices, e.g. patterning
    • H10K71/231Changing the shape of the active layer in the devices, e.g. patterning by etching of existing layers
    • H10K71/233Changing the shape of the active layer in the devices, e.g. patterning by etching of existing layers by photolithographic etching
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/60Forming conductive regions or layers, e.g. electrodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/621Providing a shape to conductive layers, e.g. patterning or selective deposition
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G09F9/33Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements being semiconductor devices, e.g. diodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/12Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/131Interconnections, e.g. wiring lines or terminals
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/35Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels
    • H10K59/351Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels comprising more than three subpixels, e.g. red-green-blue-white [RGBW]
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/35Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels
    • H10K59/352Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels the areas of the RGB subpixels being different

Definitions

  • One embodiment of the present invention relates to a display device and a manufacturing method thereof.
  • One embodiment of the present invention also relates to a display module and an electronic device.
  • one embodiment of the present invention is not limited to the above technical field.
  • Technical fields of one embodiment of the present invention include semiconductor devices, display devices, light-emitting devices, power storage devices, memory devices, electronic devices, lighting devices, input devices (e.g., touch sensors), and input/output devices (e.g., touch panels). ), their driving methods, or their manufacturing methods.
  • display devices are expected to be applied to various uses.
  • applications of large display devices include home television devices (also referred to as televisions or television receivers), digital signage (digital signage), and PID (Public Information Display).
  • home television devices also referred to as televisions or television receivers
  • digital signage digital signage
  • PID Public Information Display
  • mobile information terminals such as smart phones and tablet terminals with touch panels are being developed.
  • Devices that require high-definition display devices include, for example, virtual reality (VR), augmented reality (AR), alternative reality (SR), and mixed reality (MR) ) are being actively developed.
  • VR virtual reality
  • AR augmented reality
  • SR alternative reality
  • MR mixed reality
  • a light-emitting element also referred to as a light-emitting device, an EL element, or an EL device
  • EL electroluminescence
  • Patent Literature 1 discloses a display device for VR using an organic EL element (also referred to as an organic EL device).
  • each organic EL element When manufacturing a display device having a plurality of organic EL elements, it is preferable to form the light-emitting layer of each organic EL element in an island shape, that is, to separate each organic EL element.
  • layers provided in common for two adjacent light emitting units such as a hole injection layer, a hole transport layer
  • Current flow between two adjacent light-emitting units can be suppressed through one or more of the light-emitting layer, the electron-transporting layer, the electron-injecting layer, and the intermediate layer (charge-generating layer). Therefore, unintended light emission (also referred to as crosstalk) of the organic EL element can be suppressed. Therefore, the contrast of an image displayed on the display device can be increased, and a display device with high display quality can be realized.
  • the layer contours may be blurred and the edge thickness may be reduced.
  • the thickness of the island-shaped light-emitting layer may vary depending on the location.
  • the yield will be low due to low dimensional accuracy of the metal mask and deformation due to heat or the like.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a high-definition display device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a high-resolution display device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a large-sized display device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a highly reliable display device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide an inexpensive display device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a novel display device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a method for manufacturing a high-definition display device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a method for manufacturing a high-resolution display device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a method for manufacturing a large-sized display device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a highly reliable method for manufacturing a display device.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a method for manufacturing a display device with high yield.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a novel method for manufacturing a display device.
  • One embodiment of the present invention includes a first light-emitting element, a second light-emitting element, a first sidewall, and a second sidewall, and the first light-emitting element is connected to the first pixel electrode. , a first light-emitting layer on the first pixel electrode, a first intermediate layer on the first light-emitting layer, a second light-emitting layer on the first intermediate layer, and a second light-emitting layer on the second light-emitting layer.
  • the second light emitting element comprising: a second pixel electrode; a third light emitting layer on the second pixel electrode; a second intermediate layer on the third light emitting layer; a fourth light-emitting layer on the second intermediate layer and a common electrode on the fourth light-emitting layer, the first light-emitting element and the second light-emitting element being adjacent to each other;
  • the sidewall covers at least part of the side surface of the first pixel electrode, and the second sidewall covers at least part of the side surface of the second pixel electrode.
  • one embodiment of the present invention includes a first light-emitting element, a second light-emitting element, a first sidewall, a second sidewall, a third sidewall, and a fourth sidewall.
  • the first light-emitting element includes: a first pixel electrode; a first light-emitting layer on the first pixel electrode; a first intermediate layer on the first light-emitting layer; a second light-emitting layer and a common electrode on the second light-emitting layer, the second light-emitting element including a second pixel electrode and a third light-emitting layer on the second pixel electrode; a first light-emitting element having a second intermediate layer on the third light-emitting layer, a fourth light-emitting layer on the second intermediate layer, and a common electrode on the fourth light-emitting layer;
  • the second light emitting element is adjacent to the first sidewall, and the first sidewall covers at least part of the side surface of the first pixel electrode, the side surfaces of the
  • a second sidewall covering at least part of a side surface of the first sidewall; a third sidewall covering a side surface of the second pixel electrode; a side surface of the third and fourth light emitting layers;
  • the display covers at least part of the side of the intermediate layer and the fourth sidewall covers at least part of the side of the third sidewall.
  • the second sidewall may cover at least part of the top surface of the first sidewall
  • the fourth sidewall may cover at least part of the top surface of the third sidewall
  • a protective layer is provided on the common electrode, and a first colored layer is provided on the protective layer so as to have a region overlapping with the first light-emitting layer and the second light-emitting layer, A second colored layer on the protective layer so as to have a region overlapping with the third light-emitting layer and the fourth light-emitting layer, and the first colored layer and the second colored layer have different colors , the first light-emitting layer and the third light-emitting layer have the function of emitting light of the same color, and the second light-emitting layer and the fourth light-emitting layer , may have the function of emitting light of the same color.
  • a common layer is provided between the second and fourth light emitting layers and the common electrode, and the common layer is an electron injection layer or hole injection layer in the first and second light emitting elements. It may have a function as one of the layers.
  • the first pixel electrode and the second pixel electrode are provided on an insulating layer, and the insulating layer has a first protrusion in a region overlapping with the first pixel electrode to provide insulation.
  • the layer may have a second protrusion in a region overlapping with the second pixel electrode.
  • a display module that includes the display device of one embodiment of the present invention and at least one of a connector and an integrated circuit is also one embodiment of the present invention.
  • An electronic device including the display module of one embodiment of the present invention and at least one of a housing, a battery, a camera, a speaker, and a microphone is also one embodiment of the present invention.
  • an insulating layer is formed, a conductive film, a first light-emitting film, an intermediate film, a second light-emitting film, and a sacrificial film are sequentially formed over the insulating layer, and the sacrificial film, the second 2, the light-emitting film, the intermediate film, the first light-emitting film, and the conductive film are etched to form a first pixel electrode and a second pixel electrode on the insulating layer, and a first pixel electrode on the first pixel electrode.
  • an insulating layer is formed, a conductive film, a first light-emitting film, an intermediate film, a second light-emitting film, and a sacrificial film are sequentially formed over the insulating layer, and the sacrificial film, the second 2, the light-emitting film, the intermediate film, the first light-emitting film, and the conductive film are etched to form a first pixel electrode and a second pixel electrode on the insulating layer, and a first pixel electrode on the first pixel electrode.
  • the conductive film may be etched using the first sacrificial layer and the second sacrificial layer as masks.
  • a protective layer is formed on the common electrode, and the first colored layer has a region overlapping with the first and third light-emitting layers and a region overlapping with the second and fourth light-emitting layers.
  • a second colored layer may be formed on the protective layer, and the first colored layer and the second colored layer may have a function of transmitting light of different colors.
  • a common layer having the function of (1) may be formed, and a common electrode may be formed on the common layer.
  • recesses may be formed in the insulating layer in the step of etching the conductive film.
  • One embodiment of the present invention can provide a high-definition display device. According to one embodiment of the present invention, a high-resolution display device can be provided. According to one embodiment of the present invention, a large display device can be provided. According to one embodiment of the present invention, a highly reliable display device can be provided. According to one embodiment of the present invention, an inexpensive display device can be provided. One embodiment of the present invention can provide a novel display device.
  • a method for manufacturing a high-definition display device can be provided.
  • a method for manufacturing a high-resolution display device can be provided.
  • a method for manufacturing a large display device can be provided.
  • a highly reliable method for manufacturing a display device can be provided.
  • a method for manufacturing a display device with high yield can be provided.
  • a novel method for manufacturing a display device can be provided.
  • FIG. 1 is a top view showing a configuration example of a display device.
  • 2A to 2E are top views showing configuration examples of the display device.
  • 3A and 3B are cross-sectional views showing configuration examples of the display device.
  • FIG. 3C is a cross-sectional view showing a configuration example of the light emitting unit.
  • 4A and 4B are cross-sectional views showing configuration examples of the display device.
  • FIG. 4C is a cross-sectional view showing a configuration example of the light emitting unit.
  • 5A and 5B are cross-sectional views showing configuration examples of the display device.
  • 6A and 6B are cross-sectional views showing configuration examples of the display device.
  • 7A and 7B are cross-sectional views showing configuration examples of the display device.
  • FIG. 8 is a top view showing a configuration example of a display device.
  • 9A and 9B are cross-sectional views showing configuration examples of the display device.
  • 10A to 10F are top views showing configuration examples of the display device.
  • 11A to 11E are top views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 12A to 12E are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 13A and 13B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 14A and 14B are perspective views showing configuration examples of the display module.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing a configuration example of a display device.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing a configuration example of a display device.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing a configuration example of a display device.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing a configuration example of a display device.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view showing a configuration example of a display device.
  • 20A and 20B are diagrams illustrating examples of electronic devices.
  • 21A and 21B are diagrams illustrating examples of electronic devices.
  • 22A and 22B are diagrams illustrating examples of electronic devices.
  • 23A to 23D are diagrams illustrating examples of electronic devices.
  • 24A to 24F are diagrams illustrating examples of electronic devices.
  • film and “layer” can be interchanged depending on the case or circumstances.
  • conductive layer can be changed to the term “conductive film.”
  • insulating film can be changed to the term “insulating layer”.
  • a device manufactured using a metal mask or FMM fine metal mask, high-definition metal mask
  • a device with an MM (metal mask) structure is sometimes referred to as a device with an MML (metal maskless) structure.
  • a conductive film is formed over an insulating layer.
  • a first layer having a first light-emitting film is formed over the conductive film.
  • an intermediate film is formed on the first layer.
  • a second layer having a second light-emitting film is formed over the intermediate film.
  • a sacrificial film is formed on the second layer.
  • a resist mask is formed over the sacrificial film using a photolithography method or the like.
  • the sacrificial film, the second layer, the intermediate film, the first layer, and the conductive film are etched using the resist mask. Accordingly, the first pixel electrode on the insulating layer, the first light-emitting unit on the first pixel electrode, the first intermediate layer on the first light-emitting unit, and the first intermediate layer on the first intermediate layer. 2 light emitting units and a first sacrificial layer on the second light emitting units are formed in an island shape.
  • a second pixel electrode over the insulating layer, a third light-emitting unit over the second pixel electrode, a second intermediate layer over the third light-emitting unit, and a fourth light-emitting unit over the second intermediate layer. and the second sacrificial layer on the fourth light emitting unit are formed in an island shape.
  • the first to fourth light-emitting units have first to fourth light-emitting layers, respectively.
  • the island-shaped light-emitting units and the like are formed not by a metal mask pattern but by a photolithography method or the like. Therefore, it is possible to realize a high-definition display device or a display device with a high aperture ratio, which has hitherto been difficult to achieve.
  • the light-emitting units can be formed in an island shape, a display device with high contrast and high display quality can be realized.
  • the sacrificial layer over the light-emitting unit damage to the light-emitting unit during the manufacturing process of the display device can be reduced. Thereby, a highly reliable display device can be realized.
  • the pattern of the light emitting unit itself can be made much smaller than when a metal mask is used.
  • the thickness varies between the center and the edge of the pattern, so the effective area that can be used as the light emitting region is smaller than the area of the entire pattern.
  • a film formed with a uniform thickness is etched, an island-shaped light-emitting layer or the like can be formed with a uniform thickness. Therefore, almost the entire area of even a fine pattern can be used as a light emitting region. Therefore, a display device having both high definition and high aperture ratio can be manufactured.
  • the light-emitting element has a structure in which two or more light-emitting units are stacked with an intermediate layer interposed therebetween. That is, the light-emitting element included in the display device of one embodiment of the present invention can have a tandem structure.
  • the light-emitting element can emit white light by, for example, making the colors of light emitted by two stacked light-emitting units complementary. Therefore, by providing a colored layer in a region overlapping with a light-emitting element, the display device of one embodiment of the present invention can perform full-color display, for example.
  • each of the first to fourth light-emitting units includes at least a light-emitting layer, and preferably consists of a plurality of layers. Specifically, it is preferable to have one or more layers on the light-emitting layer. By providing another layer between the light-emitting layer and the sacrificial layer, the light-emitting layer can be prevented from being exposed to the outermost surface during the manufacturing process of the display device, and damage to the light-emitting layer can be reduced. Thereby, the reliability of the light emitting element can be improved.
  • each of the first to fourth light emitting units preferably has a carrier transport layer on the light emitting layer in addition to the light emitting layer.
  • the common electrode upper (also referred to as an electrode) are formed in common for each light-emitting element.
  • a carrier injection layer and a common electrode can be formed in common for each light emitting element.
  • the carrier injection layer is often a layer with relatively high conductivity in the light emitting device. Therefore, when the carrier injection layer is in contact with the side surface of the island-shaped layer, the light emitting element may be short-circuited. Note that even in the case where the carrier injection layer is provided in an island shape and the common electrode is formed in common among the light emitting elements, the common electrode is in contact with the side surface of the light emitting unit or the side surface of the pixel electrode so that the light emitting element may short out.
  • a sidewall also referred to as a sidewall, a sidewall protective layer, a sidewall insulating film, an insulating layer, or the like that covers the side surface of the island-shaped layer is provided.
  • FIG. 1 is a top view illustrating a configuration example of a display device 100 which is a display device of one embodiment of the present invention.
  • the display device 100 has a display section in which a plurality of pixels 110 are arranged in a matrix, and a connection section 140 outside the display section.
  • One pixel 110 is composed of three sub-pixels, sub-pixel 110a, sub-pixel 110b, and sub-pixel 110c.
  • FIG. 1 shows an example in which sub-pixels of different colors are arranged side by side in the X direction and sub-pixels of the same color are arranged side by side in the Y direction. Sub-pixels of different colors may be arranged side by side in the Y direction, and sub-pixels of the same color may be arranged side by side in the X direction.
  • connection portion 140 is positioned below the display portion when viewed from above
  • the connecting portion 140 may be provided at least one of the upper side, the right side, the left side, and the lower side of the display portion when viewed from above, and may be provided so as to surround the four sides of the display portion.
  • the number of connection parts 140 may be singular or plural.
  • a stripe arrangement is applied as the arrangement of the sub-pixels 110a, the sub-pixels 110b, and the sub-pixels 110c.
  • the arrangement of sub-pixels is not limited to the stripe arrangement.
  • S-stripe arrangement, matrix arrangement, delta arrangement, Bayer arrangement, pentile arrangement, etc. can be applied.
  • top surface shapes of sub-pixels include triangles, quadrilaterals (including rectangles and squares), polygons such as pentagons, shapes with rounded corners, ellipses, and circles.
  • the top surface shape of the sub-pixel corresponds to the top surface shape of the light emitting region of the light emitting element.
  • FIG. 2A to 2C are top views showing configuration examples of the pixel 110, which are modifications of the pixel 110 shown in FIG.
  • the S-stripe arrangement is applied to the pixel 110 shown in FIG. 2A.
  • Pixel 110 shown in FIG. 2A is composed of three sub-pixels, sub-pixel 110a, sub-pixel 110b, and sub-pixel 110c.
  • sub-pixel 110a may be a blue sub-pixel
  • sub-pixel 110b may be a red sub-pixel
  • sub-pixel 110c may be a green sub-pixel.
  • the pixel 110 shown in FIG. 2B includes a subpixel 110a having a substantially trapezoidal top surface shape with rounded corners, a subpixel 110b having a substantially triangular top surface shape with rounded corners, and a substantially square or substantially hexagonal top surface shape with rounded corners. and a sub-pixel 110c having Also, the sub-pixel 110a has a larger light emitting area than the sub-pixel 110b.
  • the shape and size of each sub-pixel can be determined independently. For example, sub-pixels having more reliable light-emitting elements can be made smaller.
  • sub-pixel 110a may be a green sub-pixel
  • sub-pixel 110b may be a red sub-pixel
  • sub-pixel 110c may be a blue sub-pixel.
  • FIG. 2C shows an example in which pixels 125a having sub-pixels 110a and 110b and pixels 125b having sub-pixels 110b and 110c are alternately arranged.
  • sub-pixel 110a may be a blue sub-pixel
  • sub-pixel 110b may be a green sub-pixel
  • sub-pixel 110c may be a red sub-pixel.
  • 2D and 2E are top views showing configuration examples of the pixels 125a and 125b.
  • the display device 100 may have a structure in which a plurality of pixels 125 a and 125 b are arranged in matrix instead of the pixel 110 .
  • Pixel 125a has two sub-pixels (sub-pixel 110a and sub-pixel 110b) in the upper row (first row) and one sub-pixel (sub-pixel 110c) in the lower row (second row).
  • Pixel 125b has one subpixel (subpixel 110c) in the upper row (first row) and two subpixels (subpixel 110a and subpixel 110b) in the lower row (second row).
  • FIG. 2D is an example in which each sub-pixel has a substantially square top surface shape with rounded corners
  • FIG. 2E is an example in which each sub-pixel has a circular top surface shape.
  • the top surface shape of the sub-pixel may be a polygonal shape with rounded corners, an elliptical shape, a circular shape, or the like.
  • a light-emitting unit or the like including a light-emitting layer is etched into an island shape using a resist mask.
  • the resist film formed on the light-emitting unit needs to be cured at a temperature lower than the heat-resistant temperature of the light-emitting unit or the like. Therefore, curing of the resist film may be insufficient depending on the heat resistance temperature of the material of the light emitting unit and the curing temperature of the resist material.
  • An insufficiently hardened resist film may take a shape away from the desired shape during etching.
  • the top surface shape of the light emitting unit or the like may be a polygonal shape with rounded corners, an elliptical shape, or a circular shape.
  • a resist mask having a circular top surface shape is formed, and the top surface shape of the light emitting unit and the like may become circular.
  • a technique for correcting the mask pattern in advance so that the design pattern and the transfer pattern match is used.
  • OPC Optical Proximity Correction
  • a pattern for correction is added to a corner portion of a figure on a mask pattern.
  • a display device of one embodiment of the present invention is a top emission type in which light is emitted in a direction opposite to a substrate provided with a light-emitting element, and light is emitted toward a substrate provided with a light-emitting element.
  • a bottom emission type bottom emission type
  • a double emission type dual emission type in which light is emitted from both sides may be used.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view showing a configuration example between the dashed-dotted line X1-X2 in FIG. 1.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view showing a configuration example between the dashed-dotted line X1-X2 in FIG. 1.
  • the display device 100 includes a light emitting element 130 provided on a layer 101 including a transistor, and protective layers 131 and 132 provided to cover the light emitting elements.
  • a colored layer 133 (a colored layer 133 a , a colored layer 133 b , and a colored layer 133 c ) is provided over the protective layer 132 .
  • a substrate 120 is bonded onto the colored layer 133 with a resin layer 119 .
  • Side walls 121 are provided in regions between adjacent light emitting elements 130 .
  • the layer 101 including transistors for example, a stacked-layer structure in which a plurality of transistors are provided over a substrate and an insulating layer is provided to cover the transistors can be applied.
  • the layer 101 including transistors may have recesses between adjacent light emitting elements 130 . That is, the layer 101 including a transistor may have a projection in a region overlapping with the light emitting element 130 .
  • the recess and the protrusion may be provided in an insulating layer located on the outermost surface of the layer 101 including the transistor.
  • a structural example of the layer 101 including a transistor will be described later in Embodiment 2. FIG.
  • the light emitting element 130 has a function of emitting white light, for example.
  • a light-emitting element having a function of emitting white light is sometimes referred to as a white light-emitting element.
  • a display device including a white light-emitting element can perform full-color display by being combined with a colored layer (also referred to as a color filter).
  • the light emitting element 130 has a light emitting unit between a pair of electrodes.
  • one of a pair of electrodes may be referred to as a pixel electrode and the other may be referred to as a common electrode.
  • One of a pair of electrodes included in the light-emitting element functions as an anode, and the other electrode functions as a cathode.
  • the case where the pixel electrode functions as an anode and the common electrode functions as a cathode will be described as an example.
  • the light-emitting element 130 includes a pixel electrode 111 over the layer 101 including a transistor, a light-emitting unit 112_1 over the pixel electrode 111, an intermediate layer 113 over the light-emitting unit 112_1, a light-emitting unit 112_2 over the intermediate layer 113, and a light-emitting unit 112_2. It has an upper common layer 114 and a common electrode 115 on the common layer 114 .
  • the common layer 114 can have, for example, a layer (electron injection layer) containing a material with high electron injection properties. Note that when the pixel electrode 111 functions as a cathode and the common electrode 115 functions as an anode, the common layer 114 can have, for example, a hole injection layer.
  • the pixel electrode 111, the light emitting unit 112, and the intermediate layer 113 are formed in an island shape for each light emitting element . That is, the pixel electrode 111, the light emitting unit 112, and the intermediate layer 113 are separately provided for each light emitting element 130.
  • FIG. By forming the pixel electrode 111 and the like, the layer 101 including a transistor can have a projection in a region overlapping with the pixel electrode 111 .
  • the light-emitting unit 112_1, the intermediate layer 113, and the light-emitting unit 112_2 can be collectively referred to as a layer 103a.
  • a conductive film that transmits visible light is used for the electrode from which light is extracted.
  • a conductive film that reflects visible light is preferably used for the electrode on the side from which light is not extracted.
  • indium tin oxide also referred to as In—Sn oxide, ITO
  • In—Si—Sn oxide also referred to as ITSO
  • indium zinc oxide In—Zn oxide
  • In—W— Zn oxides aluminum-containing alloys (aluminum alloys) such as alloys of aluminum, nickel, and lanthanum (Al-Ni-La)
  • Al-Ni-La aluminum-containing alloys
  • Al-Ni-La aluminum-containing alloys
  • alloys of silver, palladium and copper Ag-Pd-Cu, also referred to as APC
  • elements belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table of elements not exemplified above e.g., lithium (Li), cesium (Cs), calcium (Ca), strontium (Sr)), europium (Eu), ytterbium
  • Yb rare earth metal
  • an alloy containing an appropriate combination thereof, graphene, or the like can be used.
  • a micro optical resonator (microcavity) structure is preferably applied to the light emitting element 130 . Therefore, one of the pair of electrodes included in the light-emitting element 130 preferably has an electrode (semi-transmissive/semi-reflective electrode) that is transparent and reflective to visible light, and the other is an electrode that is reflective to visible light. It is preferable to have a (reflective electrode). Since the light-emitting element 130 has a microcavity structure, the light emitted from the light-emitting unit 112 can be resonated between both electrodes, and the light emitted from the light-emitting element 130 can be enhanced.
  • the semi-transmissive/semi-reflective electrode can have a laminated structure of a reflective electrode and an electrode (also referred to as a transparent electrode) having transparency to visible light.
  • the light transmittance of the transparent electrode is set to 40% or more.
  • the light-emitting element 130 preferably uses an electrode having a visible light transmittance of 40% or more (light with a wavelength of 400 nm or more and less than 750 nm).
  • the visible light reflectance of the semi-transmissive/semi-reflective electrode is 10% or more and 95% or less, preferably 30% or more and 80% or less.
  • the visible light reflectance of the reflective electrode is 40% or more and 100% or less, preferably 70% or more and 100% or less.
  • the resistivity of these electrodes is preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 2 ⁇ cm or less.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view showing a configuration example along the dashed-dotted line Y1-Y2 in FIG.
  • a connection electrode 111C on the layer 101 including a transistor a common electrode 115 on the connection electrode 111C, a protective layer 131 on the common electrode 115, a protective layer 132 on the protective layer 131, a protective layer It has a resin layer 119 on 132 and a substrate 120 on the resin layer 119 .
  • the connection electrode 111C is electrically connected with the common electrode 115 .
  • FIG. 3C is a cross-sectional view showing a detailed configuration example of the layer 103a.
  • the light emitting unit 112_1 has, for example, a layer 181, a layer 182 on the layer 181, a light emitting layer 183_1 on the layer 182, and a layer 184 on the light emitting layer 183_1.
  • the light-emitting unit 112_2 has, for example, a layer 182 on the intermediate layer 113, a light-emitting layer 183_2 on the layer 182, and a layer 184 on the light-emitting layer 183_2.
  • the layer 181 includes, for example, a layer containing a highly hole-injecting substance (hole-injection layer).
  • the layer 182 includes, for example, a layer containing a substance with a high hole-transport property (hole-transport layer).
  • the layer 184 includes, for example, a layer containing a highly electron-transporting substance (electron-transporting layer).
  • the layer 181 has an electron injection layer or the like.
  • Layer 182 also includes an electron transport layer and the like. Additionally, layer 184 comprises a hole transport layer and the like.
  • the light-emitting unit 112 may include a layer containing a highly hole-blocking substance (hole-blocking layer) or a layer containing a highly electron-blocking substance (electron-blocking layer). .
  • the layers 182, 184, and the like may have the same configuration (material, film thickness, etc.) in the light emitting unit 112_1 and the light emitting unit 112_2, or may have different configurations.
  • the present invention is not limited to this.
  • the layer 181 has a function of both a hole-injection layer and a hole-transport layer, or when the layer 181 has a function of both an electron-injection layer and an electron-transport layer , the layer 182 may be omitted.
  • the layer 184 By providing the layer 184 over the light-emitting layer 183_2, exposure of the light-emitting layer 183 to the outermost surface during the manufacturing process of the display device 100 can be suppressed, and damage to the light-emitting layer 183 can be reduced. Thereby, the reliability of the light emitting element 130 can be improved.
  • the intermediate layer 113 has a function of injecting electrons into one of the light-emitting unit 112_1 and the light-emitting unit 112_2 and injecting holes into the other when a voltage is applied between the pixel electrode 111 and the common electrode 115. .
  • the intermediate layer 113 can also be called a charge generation layer.
  • the color of light emitted by the light-emitting layer 183_1 and the color of light emitted by the light-emitting layer 183_2 can be complementary colors, for example.
  • the light emitting element 130 can emit white light as a whole.
  • one of the light-emitting layer 183_1 or the light-emitting layer 183_2 can emit red light and green light, and the other of the light-emitting layer 183_1 or the light-emitting layer 183_2 can emit blue light.
  • one of the light-emitting layers 183_1 and 183_2 can emit yellow light or orange light, and the other of the light-emitting layers 183_1 and 183_2 can emit blue light.
  • the light-emitting layer 183 when one light-emitting layer 183 emits light of two or more colors, the light-emitting layer 183 can have a laminated structure of two or more layers. For example, when one light-emitting layer 183 emits red light and green light, the light-emitting layer 183 can have a stacked structure of a layer emitting red light and a layer emitting green light.
  • a structure having one light emitting unit 112 between a pair of electrodes is called a single structure.
  • the tandem structure can also be called a stack structure, for example.
  • the light-emitting element can emit light with high luminance.
  • the tandem structure can reduce the current required to obtain the same luminance as compared with the single structure, the power consumption of the display device can be reduced and the reliability of the light-emitting element can be improved.
  • a structure in which the light-emitting layer is separated for each light-emitting element may be referred to as an SBS (side-by-side) structure.
  • SBS side-by-side
  • the material and structure can be optimized for each light-emitting element, so the degree of freedom in selecting the material and structure increases, and it becomes easy to improve the luminance and reliability of the light-emitting element.
  • the display device 100 has a structure in which the light-emitting units 112 are formed in two stages in series, so it may be said that the display device 100 has a two-stage tandem structure.
  • the light emitting element 130 is assumed to be a white light emitting element.
  • the color emitted by the light-emitting element 130 is not changed according to the color exhibited by the sub-pixel. Therefore, the color emitted by the light-emitting layer 183 does not have to be different for each light-emitting element 130 . Therefore, for example, the light-emitting layers 183 included in all the light-emitting elements 130 can be collectively formed. Therefore, the display device 100 can be manufactured at a lower cost and with a higher yield than when the color emitted by the light-emitting layer 183 is changed according to the color of the sub-pixel. Therefore, the price of the display device 100 can be reduced.
  • the hole-injecting layer is a layer that injects holes from the anode to the hole-transporting layer, and contains a material with high hole-injecting properties.
  • highly hole-injecting materials include aromatic amine compounds and composite materials containing a hole-transporting material and an acceptor material (electron-accepting material).
  • the hole-transporting layer is a layer that transports holes injected from the anode to the light-emitting layer by means of the hole-injecting layer.
  • a hole-transporting layer is a layer containing a hole-transporting material.
  • the hole-transporting material a substance having a hole mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 /Vs or more is preferable. Note that substances other than these can be used as long as they have a higher hole-transport property than electron-transport property.
  • hole-transporting materials include materials with high hole-transporting properties such as ⁇ -electron-rich heteroaromatic compounds (e.g., carbazole derivatives, thiophene derivatives, furan derivatives, etc.) and aromatic amines (compounds having an aromatic amine skeleton). is preferred.
  • ⁇ -electron-rich heteroaromatic compounds e.g., carbazole derivatives, thiophene derivatives, furan derivatives, etc.
  • aromatic amines compounds having an aromatic amine skeleton
  • the electron-transporting layer is a layer that transports electrons injected from the cathode to the light-emitting layer by the electron-injecting layer.
  • the electron-transporting layer is a layer containing an electron-transporting material.
  • an electron-transporting material a substance having an electron mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 /Vs or more is preferable. Note that substances other than these substances can be used as long as they have a higher electron-transport property than hole-transport property.
  • electron-transporting materials include metal complexes having a quinoline skeleton, metal complexes having a benzoquinoline skeleton, metal complexes having an oxazole skeleton, metal complexes having a thiazole skeleton, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, ⁇ -electron deficient including oxazole derivatives, thiazole derivatives, phenanthroline derivatives, quinoline derivatives with quinoline ligands, benzoquinoline derivatives, quinoxaline derivatives, dibenzoquinoxaline derivatives, pyridine derivatives, bipyridine derivatives, pyrimidine derivatives, and other nitrogen-containing heteroaromatic compounds
  • a material having a high electron transport property such as a type heteroaromatic compound can be used.
  • the electron injection layer is a layer that injects electrons from the cathode into the electron transport layer, and is a layer containing a material with high electron injection properties.
  • Alkali metals, alkaline earth metals, or compounds thereof can be used as materials with high electron injection properties.
  • a composite material containing an electron-transporting material and a donor material (electron-donating material) can also be used as a material with high electron-injecting properties.
  • the electron injection layer examples include lithium, cesium, ytterbium, lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF x , X is an arbitrary number), and 8-(quinolinolato)lithium (abbreviation: Liq), 2-(2-pyridyl)phenoratritium (abbreviation: LiPP), 2-(2-pyridyl)-3-pyridinolatritium (abbreviation: LiPPy), 4-phenyl-2-(2-pyridyl)pheno Alkali metals such as latolithium (abbreviation: LiPPP), lithium oxide (LiO x ), cesium carbonate, alkaline earth metals, or compounds thereof can be used.
  • the electron injection layer may have a laminated structure of two or more layers. As the laminated structure, for example, lithium fluoride can be used for the first layer and ytterbium can be used for the second layer.
  • a material having an electron transport property may be used for the electron injection layer.
  • a compound having a lone pair of electrons and an electron-deficient heteroaromatic ring can be used as the electron-transporting material.
  • a compound having at least one of a pyridine ring, diazine ring (pyrimidine ring, pyrazine ring, pyridazine ring), and triazine ring can be used.
  • the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the organic compound having an unshared electron pair is preferably ⁇ 3.6 eV or more and ⁇ 2.3 eV or less.
  • CV cyclic voltammetry
  • photoelectron spectroscopy optical absorption spectroscopy
  • inverse photoelectron spectroscopy etc. are used to determine the highest occupied molecular orbital (HOMO) level and LUMO level of an organic compound. can be estimated.
  • BPhen 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
  • NBPhen 2,9-bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
  • HATNA diquinoxalino [2,3-a:2′,3′-c]phenazine
  • TmPPPyTz 2,4,6-tris[3′-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl]-1,3 , 5-triazine
  • TmPPPyTz 2,4,6-tris[3′-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl]-1,3 , 5-triazine
  • a light-emitting layer is a layer containing a light-emitting substance.
  • the emissive layer can have one or more emissive materials.
  • a substance exhibiting emission colors such as blue, purple, blue-violet, green, yellow-green, yellow, orange, and red is used as appropriate.
  • a substance that emits near-infrared light can be used as the light-emitting substance.
  • Examples of light-emitting substances include fluorescent materials, phosphorescent materials, TADF materials, quantum dot materials, and the like.
  • fluorescent materials include pyrene derivatives, anthracene derivatives, triphenylene derivatives, fluorene derivatives, carbazole derivatives, dibenzothiophene derivatives, dibenzofuran derivatives, dibenzoquinoxaline derivatives, quinoxaline derivatives, pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, phenanthrene derivatives, naphthalene derivatives, and the like. be done.
  • Examples of phosphorescent materials include organometallic complexes (especially iridium complexes) having a 4H-triazole skeleton, 1H-triazole skeleton, imidazole skeleton, pyrimidine skeleton, pyrazine skeleton, or pyridine skeleton, and phenylpyridine derivatives having an electron-withdrawing group.
  • organometallic complexes especially iridium complexes
  • platinum complexes, rare earth metal complexes, etc. which are used as ligands, can be mentioned.
  • the light-emitting layer may contain one or more organic compounds (host material, assist material, etc.) in addition to the light-emitting substance (guest material).
  • One or both of a hole-transporting material and an electron-transporting material can be used as the one or more organic compounds.
  • Bipolar materials or TADF materials may also be used as one or more organic compounds.
  • the light-emitting layer preferably includes, for example, a phosphorescent material and a combination of a hole-transporting material and an electron-transporting material that easily form an exciplex.
  • ExTET Exciplex-Triplet Energy Transfer
  • a combination that forms an exciplex that emits light that overlaps with the wavelength of the absorption band on the lowest energy side of the light-emitting substance energy transfer becomes smooth and light emission can be efficiently obtained. With this configuration, high efficiency, low-voltage driving, and long life of the light-emitting element can be realized at the same time.
  • a material applicable to an electron injection layer such as lithium
  • a material applicable to the hole injection layer can be preferably used.
  • a layer containing a hole-transporting material and an acceptor material can be used for the intermediate layer.
  • a layer containing an electron-transporting material and a donor material can be used for the intermediate layer.
  • At least part of the side surface of the pixel electrode 111 is covered with the sidewall 121 . This can prevent the common layer 114 from contacting the side surfaces of the pixel electrodes 111 . Moreover, at least part of the side surface of the light emitting unit 112 and the side surface of the intermediate layer 113 may be covered with the sidewall 121 . This can prevent the common layer 114 from coming into contact with the side surface of either the light emitting unit 112 or the intermediate layer 113 . As described above, the short circuit of the light emitting element 130 can be suppressed.
  • 3A and 3B show an example in which the sidewall 121 has a two-layer structure of sidewalls 121a and 121b.
  • the X-direction thickness and the Y-direction thickness of the sidewall 121b can be thicker than the X-direction thickness and the Y-direction thickness of the sidewall 121a.
  • the shape of the end portion of the side wall 121b can be rounded. Rounded end portions of the sidewalls 121b are preferable because coverage with the common layer 114, the common electrode 115, and the protective layer 131 is enhanced.
  • the sidewall 121 a covers at least part of the side surface of the pixel electrode 111 . Moreover, the sidewall 121 a may cover at least part of the side surface of the light emitting unit 112 and the side surface of the intermediate layer 113 .
  • the sidewall 121b covers the side surface of the sidewall 121a and at least part of the top surface of the sidewall 121a.
  • an inorganic insulating film such as an oxide insulating film, a nitride insulating film, an oxynitride insulating film, or a nitride oxide insulating film can be used, for example.
  • the oxide insulating film include a silicon oxide film, an aluminum oxide film, a gallium oxide film, a germanium oxide film, an yttrium oxide film, a zirconium oxide film, a lanthanum oxide film, a neodymium oxide film, a hafnium oxide film, a tantalum oxide film, and the like.
  • nitride insulating film examples include a silicon nitride film and an aluminum nitride film.
  • oxynitride insulating film a silicon oxynitride film, an aluminum oxynitride film, or the like can be given.
  • nitride oxide insulating film a silicon nitride oxide film, an aluminum nitride oxide film, or the like can be given.
  • the sidewalls 121a and 121b can be formed by various film forming methods such as sputtering, vapor deposition, chemical vapor deposition (CVD), and atomic layer deposition (ALD). .
  • the sidewalls 121a formed directly on the light emitting unit 112 and the intermediate layer 113 are preferably formed by the ALD method.
  • the side walls 121b are preferably formed by a sputtering method because productivity can be improved.
  • an aluminum oxide film formed by ALD can be used for the sidewall 121a
  • a silicon nitride film formed by sputtering can be used for the sidewall 121b.
  • one or both of the sidewalls 121a and 121b preferably have a function as a barrier insulating film against at least one of water and oxygen.
  • one or both of the sidewalls 121a and 121b preferably have a function of suppressing diffusion of at least one of water and oxygen.
  • one or both of the sidewalls 121a and 121b preferably have a function of capturing or fixing at least one of water and oxygen (also referred to as gettering).
  • a barrier insulating film means an insulating film having a barrier property.
  • the term "barrier property" refers to a function of suppressing diffusion of a corresponding substance (also referred to as low permeability).
  • the corresponding substance has a function of capturing or fixing (also called gettering).
  • One or both of the sidewalls 121a and 121b has the above-described barrier insulating film function or gettering function, so that impurities (typically, water or oxygen) that can diffuse into each light-emitting element from the outside enter. can be suppressed. With such a structure, a highly reliable display device can be provided.
  • Gaps 134 may be formed in the regions between the light emitting elements 130 (between the sidewalls 121) and in recesses of the layer 101 containing the transistors.
  • FIG. 3A shows an example in which an air gap 134 is formed between the layer 101 containing the transistors and the common layer 114 .
  • the gap 134 may not be formed depending on the distance between the adjacent light emitting elements 130, the thickness of the common layer 114, the thickness of the common electrode 115, the thickness of the protective layer 131, and the like.
  • at least one of the common layer 114 , the common electrode 115 and the protective layer 131 is filled between adjacent light emitting elements 130 .
  • the region that can become the void may be filled with an insulator.
  • the voids 134 contain, for example, one or more selected from air, nitrogen, oxygen, carbon dioxide, and group 18 elements (typically helium, neon, argon, xenon, krypton, etc.).
  • the gap may contain a gas used for forming the common layer 114 or the like, for example.
  • the common layer 114 is formed by vacuum deposition, the space may be in a reduced-pressure atmosphere.
  • identification of the gas can be performed by a gas chromatography method or the like.
  • the refractive index of the gap 134 is lower than the refractive index of the side wall 121 , the light emitted from the light emitting unit 112 is reflected at the interface between the side wall 121 and the gap 134 . This can prevent the light emitted from the light-emitting unit 112 from entering adjacent pixels (or sub-pixels). As a result, it is possible to prevent light of different colors from being mixed, so that the display quality of the display device can be improved.
  • a portion that can become the void 134 may be filled with an insulator.
  • an insulator As a material for the insulator, one or both of an organic insulating material and an inorganic insulating material can be used. At least one of a solid substance, a gel substance, and a liquid substance can be used for the insulator.
  • organic insulating materials include acrylic resins, epoxy resins, polyimide resins, polyamide resins, polyimideamide resins, polysiloxane resins, benzocyclobutene resins, and phenol resins.
  • acrylic resins epoxy resins
  • polyimide resins polyamide resins
  • polyimideamide resins polysiloxane resins
  • benzocyclobutene resins benzocyclobutene resins
  • phenol resins Various resins that can be used for the resin layer 119 may also be used.
  • the inorganic insulating material includes an oxide insulating material, a nitride insulating material, an oxynitride insulating material, a nitride oxide insulating material, and the like.
  • an insulating material that can be used for the protective layers 131 and 132 may be used.
  • the shape of the layer formed after forming the sidewall 121 varies depending on the material, film formation method, film thickness, and the like, and is not particularly limited.
  • the display device of one embodiment of the present invention has a structure in which short-circuiting of the light-emitting element 130 is suppressed by including the sidewall 121 . Therefore, it is possible to widen the range of selection of the material, film formation method, and film thickness of the layer formed after the sidewall 121 is formed.
  • the display device 100 preferably has protective layers 131 and 132 over the light-emitting element 130 .
  • the protective layers 131 and 132 By providing the protective layers 131 and 132, the reliability of the light-emitting element 130 can be improved. Note that the display device 100 does not have to have the protective layer 131 or the protective layer 132 .
  • the conductivity of the protective layers 131 and 132 does not matter. At least one of an insulating film, a semiconductor film, and a conductive film can be used for the protective layers 131 and 132 .
  • the protective layers 131 and 132 include an inorganic film
  • oxidation of the common electrode 115 can be suppressed, and entry of impurities (moisture, oxygen, etc.) into the light-emitting element 130 can be suppressed. Therefore, deterioration of the light emitting element 130 can be suppressed, and the reliability of the display device can be improved.
  • an inorganic insulating film such as an oxide insulating film, a nitride insulating film, an oxynitride insulating film, or a nitride oxide insulating film can be used, for example.
  • the oxide insulating film include a silicon oxide film, an aluminum oxide film, a gallium oxide film, a germanium oxide film, an yttrium oxide film, a zirconium oxide film, a lanthanum oxide film, a neodymium oxide film, a hafnium oxide film, a tantalum oxide film, and the like.
  • nitride insulating film examples include a silicon nitride film and an aluminum nitride film.
  • oxynitride insulating film a silicon oxynitride film, an aluminum oxynitride film, or the like can be given.
  • nitride oxide insulating film a silicon nitride oxide film, an aluminum nitride oxide film, or the like can be given.
  • oxynitride refers to a material whose composition contains more oxygen than nitrogen
  • nitride oxide refers to a material whose composition contains more nitrogen than oxygen. point to the material.
  • Each of the protective layers 131 and 132 preferably includes a nitride insulating film or a nitride oxide insulating film, and more preferably includes a nitride insulating film.
  • the protective layer 131 and the protective layer 132 include In—Sn oxide (also referred to as ITO), In—Zn oxide, Ga—Zn oxide, Al—Zn oxide, or indium gallium zinc oxide (In -Ga-Zn oxide, also referred to as IGZO) or the like can be used.
  • the inorganic film preferably has a high resistance, and specifically, preferably has a higher resistance than the common electrode 115 .
  • the inorganic film may further contain nitrogen.
  • the protective layers 131 and 132 When light emitted from the light-emitting element 130 is extracted through the protective layers 131 and 132, the protective layers 131 and 132 preferably have high visible light transmittance.
  • ITO, IGZO, and aluminum oxide are preferable because they are inorganic materials with high transparency to visible light.
  • the protective layers 131 and 132 have, for example, a stacked structure of an aluminum oxide film and a silicon nitride film over the aluminum oxide film, or a stacked structure of an aluminum oxide film and an IGZO film over the aluminum oxide film.
  • a structure or the like can be used.
  • the protective layer 131 and the protective layer 132 may have an organic film.
  • the protective layer 132 may have both organic and inorganic films.
  • the protective layer 131 and the protective layer 132 may be formed using different deposition methods.
  • the protective layer 131 may be formed using an ALD method
  • the protective layer 132 may be formed using a sputtering method.
  • a colored layer 133 is provided on the protective layer 132 .
  • the colored layer 133 has a region overlapping with the light emitting element 130 . Specifically, it has a region overlapping with the light-emitting layer 183 .
  • FIG. 3A shows an example in which a different colored layer 133 (colored layer 133a, colored layer 133b, or colored layer 133c) is provided for each light emitting element 130.
  • FIG. The colored layer 133a, the colored layer 133b, and the colored layer 133c have a function of transmitting lights of different colors.
  • the colored layer 133a has a function of transmitting red light
  • the colored layer 133b has a function of transmitting green light
  • the colored layer 133c has a function of transmitting blue light. Accordingly, the display device 100 can perform full-color display.
  • the colored layer 133a, the colored layer 133b, and the colored layer 133c may have a function of transmitting any one of cyan, magenta, and yellow light
  • adjacent colored layers 133 preferably have overlapping regions. Specifically, in a region that does not overlap with the light emitting unit 112, it is preferable to have a region where the adjacent colored layer 133 overlaps.
  • the colored layers 133 can function as a light shielding layer in a region where the colored layers 133 overlap. Therefore, it is possible to suppress leakage of light emitted from the light emitting element 130 to adjacent sub-pixels. For example, light emitted from the light emitting element 130 overlapping the colored layer 133a can be prevented from entering the colored layer 133b. Therefore, the contrast of an image displayed on the display device can be increased, and a display device with high display quality can be realized.
  • the light shielding layer can be provided, for example, on the surface of the substrate 120 on the resin layer 119 side. Also, the colored layer 133 may be provided on the surface of the substrate 120 on the resin layer 119 side.
  • the edge of the upper surface of the pixel electrode 111 is not covered with an insulating layer. Therefore, the distance between adjacent light emitting elements 130 can be extremely narrowed. Therefore, a high-definition or high-resolution display device can be obtained.
  • the display device 100 can narrow the distance between the light emitting elements 130 .
  • the distance between the light emitting elements 130 is 1 ⁇ m or less, preferably 500 nm or less, more preferably 200 nm or less, 100 nm or less, 90 nm or less, 70 nm or less, 50 nm or less, 30 nm or less, 20 nm or less, 15 nm or less, or It can be 10 nm or less.
  • the distance between the side surface of the light emitting unit 112 of the light emitting element 130 and the side surface of the light emitting unit 112 of the adjacent light emitting element 130 is 1 ⁇ m or less, preferably 0.5 ⁇ m (500 nm) or less. and more preferably 100 nm or less.
  • adjacent elements do not have to be in contact with each other.
  • the light emitting units 112 of the adjacent light emitting elements 130 are not in contact, it can be said that the two light emitting units 112 are adjacent.
  • optical members can be arranged outside the substrate 120 .
  • optical members include polarizing plates, retardation plates, light diffusion layers (diffusion films, etc.), antireflection layers, light collecting films, and the like.
  • an antistatic film that suppresses adhesion of dust, a water-repellent film that prevents adhesion of dirt, a hard coat film that suppresses the occurrence of scratches due to use, a shock absorption layer, etc. are arranged on the outside of the substrate 120 .
  • an antistatic film that suppresses adhesion of dust
  • a water-repellent film that prevents adhesion of dirt
  • a hard coat film that suppresses the occurrence of scratches due to use
  • a shock absorption layer, etc. are arranged.
  • Glass, quartz, ceramic, sapphire, resin, metal, alloy, semiconductor, or the like can be used for the substrate 120 .
  • a material that transmits the light is used for the substrate on the side from which the light from the light-emitting element is extracted.
  • Using a flexible material for the substrate 120 can increase the flexibility of the display device.
  • a polarizing plate may be used as the substrate 120 .
  • polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyacrylonitrile resins, acrylic resins, polyimide resins, polymethyl methacrylate resins, polycarbonate (PC) resins, polyethersulfone (PES) resins, respectively.
  • resin polyamide resin (nylon, aramid, etc.), polysiloxane resin, cycloolefin resin, polystyrene resin, polyamideimide resin, polyurethane resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polypropylene resin, polytetrafluoroethylene (PTFE) Resin, ABS resin, cellulose nanofiber, etc.
  • glass having a thickness that is flexible may be used.
  • a substrate having high optical isotropy is preferably used as the substrate of the display device.
  • a substrate with high optical isotropy has small birefringence (it can be said that the amount of birefringence is small).
  • the absolute value of the retardation (retardation) value of the substrate with high optical isotropy is preferably 30 nm or less, more preferably 20 nm or less, and even more preferably 10 nm or less.
  • Films with high optical isotropy include triacetylcellulose (TAC, also called cellulose triacetate) films, cycloolefin polymer (COP) films, cycloolefin copolymer (COC) films, and acrylic films.
  • TAC triacetylcellulose
  • COP cycloolefin polymer
  • COC cycloolefin copolymer
  • the film when a film is used as the substrate, the film may absorb water, which may cause a change in shape such as wrinkling of the display panel. Therefore, it is preferable to use a film having a low water absorption rate as the substrate. For example, it is preferable to use a film with a water absorption of 1% or less, more preferably 0.1% or less, and even more preferably 0.01% or less.
  • various curable adhesives such as photocurable adhesives such as ultraviolet curable adhesives, reaction curable adhesives, thermosetting adhesives, and anaerobic adhesives can be used.
  • These adhesives include epoxy resins, acrylic resins, silicone resins, phenol resins, polyimide resins, imide resins, PVC (polyvinyl chloride) resins, PVB (polyvinyl butyral) resins, EVA (ethylene vinyl acetate) resins, and the like.
  • a material with low moisture permeability such as epoxy resin is preferable.
  • a two-liquid mixed type resin may be used.
  • an adhesive sheet or the like may be used.
  • materials that can be used for conductive layers such as various wirings and electrodes constituting display devices include aluminum, titanium, chromium, nickel, copper, yttrium, zirconium, molybdenum, silver, Examples include metals such as tantalum and tungsten, and alloys containing these metals as main components. A film containing these materials can be used as a single layer or as a laminated structure.
  • a conductive oxide such as indium oxide, indium tin oxide, indium zinc oxide, zinc oxide, zinc oxide containing gallium, or graphene
  • metal materials such as gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, and titanium, or alloy materials containing such metal materials can be used.
  • a nitride of the metal material eg, titanium nitride
  • it is preferably thin enough to have translucency.
  • a stacked film of any of the above materials can be used as the conductive layer.
  • a laminated film of a silver-magnesium alloy and indium tin oxide because the conductivity can be increased.
  • conductive layers such as various wirings and electrodes that constitute a display device, and conductive layers (conductive layers functioning as pixel electrodes or common electrodes) of light-emitting elements.
  • Examples of insulating materials that can be used for each insulating layer include resins such as acrylic resins and epoxy resins, and inorganic insulating materials such as silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, and aluminum oxide.
  • FIG. 3A illustrates an example in which two light-emitting units 112 are stacked
  • one embodiment of the present invention is not limited to this.
  • 4A is a cross-sectional view showing a configuration example between the dashed-dotted lines X1-X2 in FIG. 1 when three light emitting units 112 are stacked
  • FIG. 4B is a configuration example between the dashed-dotted lines Y1-Y2 in FIG. It is a cross-sectional view showing the.
  • the light-emitting element 130 includes a pixel electrode 111 on the layer 101 including a transistor, a light-emitting unit 112_1 on the pixel electrode 111, an intermediate layer 113_1 on the light-emitting unit 112_1, and a light-emitting layer 113_1 on the intermediate layer 113_1. It has a unit 112_2, an intermediate layer 113_2 on the light emitting unit 112_2, a light emitting unit 112_3 on the intermediate layer 113_2, a common layer 114 on the light emitting unit 112_3, and a common electrode 115 on the common layer 114.
  • FIG. 1 the example shown in FIG.
  • the 4A has a structure in which three light-emitting units 112 are stacked, so it can be called a three-stage tandem structure.
  • the light-emitting units 112_1 to 112_3 and the intermediate layers 113_1 and 113_2 can be collectively referred to as a layer 103b.
  • FIG. 4C is a cross-sectional view showing a detailed configuration example of the layer 103b.
  • the light-emitting unit 112_3 has, for example, a layer 182 on the intermediate layer 113_2, a light-emitting layer 183_3 on the layer 182, and a layer 184 on the light-emitting layer 183_3.
  • the light-emitting layers 183_1 to 183_3 can each emit red light, green light, or blue light, for example.
  • the light emitting layer 183_1 may emit red light
  • the light emitting layer 183_2 may emit green light
  • the light emitting layer 183_3 may emit blue light.
  • the light-emitting layer 183_1 can emit blue light
  • the light-emitting layer 183_2 can emit yellow light, yellow-green light, or green light
  • the light-emitting layer 183_3 can emit blue light.
  • the light-emitting layer 183_1 can emit blue light
  • the light-emitting layer 183_2 can emit red light, yellow, yellow-green, or green light
  • the light-emitting layer 183_3 can emit blue light.
  • the light emitting element 130 may have a structure in which four or more light emitting units 112 are stacked. That is, the light emitting element 130 may have a tandem structure of four or more stages.
  • the luminance obtained from the light-emitting element 130 can be increased with the same amount of current in accordance with the number of layers.
  • the current required to obtain the same luminance can be reduced, so the power consumption of the light-emitting element 130 can be reduced according to the number of stacked layers.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view showing a configuration example between the dashed-dotted line X1-X2 in FIG. 1
  • FIG. 5B is a cross-sectional view showing a configurational example between the dashed-dotted line Y1-Y2 in FIG. 5A and 5B are modifications of the configuration shown in FIGS. 3A and 3B, differing in that sidewall 121 has a single-layer structure.
  • sidewall 121 may, for example, have the same material as sidewall 121a and be formed in the same manner as sidewall 121a.
  • an aluminum oxide film formed by ALD can be used as the sidewall 121 shown in FIGS. 5A and 5B.
  • the steps for manufacturing the sidewalls 121 can be simplified and the number of steps for manufacturing the display device 100 can be reduced. Thereby, the display device 100 can be manufactured at low cost and the yield can be increased. Therefore, the price of the display device 100 can be reduced.
  • FIGS. 6A and 6B are a modification of the configuration shown in FIGS. 3A and 3B, in that the light emitting device 130 has a layer 114a instead of the common layer 114, which is the same as the representation shown in FIGS. 3A and 3B. Differs from device 100 .
  • Layer 114a can comprise, for example, an electron injection layer. Note that if the pixel electrode 111 functions as a cathode and the common electrode 115 functions as an anode, the layer 114a can have, for example, a hole injection layer.
  • the layer 114 a is formed in an island shape for each light emitting element 130 like the pixel electrode 111 , the light emitting unit 112 and the intermediate layer 113 . In other words, the layer 114a is separately provided for each light emitting element 130 .
  • FIGS. 7A and 7B are modifications of the configuration shown in FIGS. 3A and 3B, showing examples in which gaps 134 are not formed between adjacent light emitting elements 130 and common layers 114 are filled.
  • a common electrode 115 may be filled between adjacent light emitting elements 130 .
  • a protective layer 131 may be filled. When the distance between the adjacent light emitting elements 130 is long, etc., the gap 134 may not be formed as shown in FIG. 7A.
  • the display device 100 has the sidewalls 121, even if the common layer 114 or the like is filled between the adjacent light emitting elements 130 as shown in FIG. Contact with any side surface of 113 can be suppressed. Therefore, even if the common layer 114 or the like is filled between the adjacent light emitting elements 130, the short circuit of the light emitting elements 130 can be suppressed.
  • FIG. 1 illustrates an example in which the pixel 110 includes three subpixels, ie, a subpixel 110a, a subpixel 110b, and a subpixel 110c; however, one embodiment of the present invention is not limited to this.
  • FIG. 8 is a top view showing a configuration example of the display device 100. As shown in FIG.
  • a pixel 110 shown in FIG. 8 is composed of four sub-pixels, a sub-pixel 110a, a sub-pixel 110b, a sub-pixel 110c, and a sub-pixel 110d.
  • Sub-pixel 110a, sub-pixel 110b, sub-pixel 110c, and sub-pixel 110d can be sub-pixels of different colors.
  • subpixel 110a, subpixel 110b, and subpixel 110c can be red, green, and blue subpixels, respectively, and subpixel 110d can be a white subpixel.
  • FIG. 8 shows an example in which sub-pixels are arranged in two rows and three columns in one pixel 110 .
  • Pixel 110 has three sub-pixels (sub-pixel 110a, sub-pixel 110b, and sub-pixel 110c) in the upper row (first row) and one sub-pixel in the lower row (second row). (sub-pixel 110d).
  • pixel 110 has subpixel 110a in the left column (first column), subpixel 110b in the middle column (second column), and subpixel 110b in the right column (third column).
  • 110c, and sub-pixels 110d are provided over these three columns.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view showing a configuration example between the dashed-dotted line X3-X4 in FIG. 8.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view showing a configuration example along the dashed-dotted line Y3-Y4 in FIG. 8, and is a cross-sectional view showing a configuration example of the connecting portion 140.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view showing a configuration example between the dashed-dotted line X3-X4 in FIG. 8.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view showing a configuration example along the dashed-dotted line Y3-Y4 in FIG. 8, and is a cross-sectional view showing a configuration example of the connecting portion 140.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view showing a configuration example between the dashed-dotted line X3-X4 in FIG. 8.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view showing a configuration example along the dashed-dotted line Y3-
  • a subpixel without the coloring layer 133 can be a white subpixel.
  • 10A to 10F are top views showing configuration examples of a pixel 110 having a sub-pixel 110a, a sub-pixel 110b, a sub-pixel 110c, and a sub-pixel 110d, which are modifications of the pixel 110 shown in FIG.
  • a stripe arrangement is applied to the pixels 110 shown in FIGS. 10A to 10C.
  • a matrix arrangement is applied to the pixels 110 shown in FIGS. 10D to 10F.
  • FIG. 10A is an example in which each sub-pixel has a rectangular top surface shape
  • FIG. 10B is an example in which each sub-pixel has a top surface shape connecting two semicircles and a rectangle
  • FIG. This is an example where the sub-pixel has an elliptical top surface shape
  • 10D is an example in which each sub-pixel has a square top surface shape
  • FIG. 10E is an example in which each sub-pixel has a substantially square top surface shape with rounded corners
  • 11A to 11E, 12A to 12E, 13A, and 13B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing the display device 100, and are cross-sectional views taken along the dashed-dotted line X1-X2 in FIG. ⁇ Y2 and a cross-sectional view are shown side by side.
  • the thin films (insulating films, semiconductor films, conductive films, etc.) that make up the display device are formed using the sputtering method, CVD method, vacuum deposition method, pulsed laser deposition (PLD) method, ALD method, etc. can do.
  • CVD methods include a plasma enhanced CVD (PECVD) method, a thermal CVD method, and the like. Also, one of the thermal CVD methods is the metal organic CVD (MOCVD) method.
  • the thin films (insulating film, semiconductor film, conductive film, etc.) that make up the display device can be applied by spin coating, dipping, spray coating, inkjet, dispensing, screen printing, offset printing, doctor knife, slit coating, roll coating, It can be formed by methods such as curtain coating and knife coating.
  • a vacuum process such as an evaporation method and a solution process such as a spin coating method or an inkjet method can be used for manufacturing a light-emitting element.
  • vapor deposition methods include physical vapor deposition (PVD) such as sputtering, ion plating, ion beam vapor deposition, molecular beam vapor deposition, and vacuum vapor deposition, and chemical vapor deposition (CVD).
  • the functional layers included in the light emitting unit, vapor deposition (vacuum vapor deposition, etc.), coating (dip coating, die coating, bar coating, etc.) coating method, spin coating method, spray coating method, etc.), printing method (inkjet method, screen (stencil printing) method, offset (lithographic printing) method, flexo (letterpress printing) method, gravure method, or microcontact method, etc.) It can be formed by a method such as
  • the processing can be performed using a photolithography method or the like.
  • the thin film may be processed by a nanoimprint method, a sandblast method, a lift-off method, or the like.
  • an island-shaped thin film may be directly formed by a film formation method using a shielding mask such as a metal mask.
  • the photolithography method there are typically the following two methods.
  • One is a method of forming a resist mask on a thin film to be processed, processing the thin film by etching or the like, and removing the resist mask.
  • the other is a method of forming a photosensitive thin film, then performing exposure and development to process the thin film into a desired shape.
  • the light used for exposure can be, for example, i-line (wavelength 365 nm), g-line (wavelength 436 nm), h-line (wavelength 405 nm), or a mixture thereof.
  • ultraviolet rays, KrF laser light, ArF laser light, or the like can also be used.
  • extreme ultraviolet light (EUV: Extreme Ultra-violet) or X-rays may be used.
  • An electron beam can also be used instead of the light used for exposure.
  • the use of extreme ultraviolet light, X-rays, or electron beams is preferable because extremely fine processing is possible.
  • a photomask is not necessary when exposure is performed by scanning a beam such as an electron beam.
  • a dry etching method, a wet etching method, a sandblasting method, or the like can be used for processing the thin film.
  • a layer 101 including a transistor is formed.
  • the topmost surface of the layer 101 containing the transistors can be an insulating layer.
  • a conductive film 111A which later becomes the pixel electrode 111 and the connection electrode 111C, is formed over the layer 101 including the transistor.
  • a layer 112_1A to be the light-emitting unit 112_1 is formed over the conductive film 111A.
  • a film that will be the layer 181 later, a film that will be the layer 182 later, a light-emitting film that will be the light-emitting layer 183_1 later, and a film that will be the layer 184 later are formed in this order.
  • an intermediate film 113A that will later become the intermediate layer 113 is formed on the layer 112_1A.
  • a layer 112_2A that becomes the light emitting unit 112_2 is formed on the intermediate film 113A. Specifically, a film that will be the layer 182 later, a light-emitting film that will be the light-emitting layer 183_2 later, and a film that will be the layer 184 later are formed in this order.
  • the film of the layer 112_1A, the intermediate film 113A, and the film of the layer 112_2A can be formed, for example, by an evaporation method, a sputtering method, an inkjet method, or the like. Note that the method is not limited to this, and the film forming method described above can be used as appropriate.
  • the layer 112_1A, the intermediate film 113A, and the layer 112_2A are not provided in the connecting portion 140.
  • FIG. For example, when the film of the layer 112_1A, the intermediate film 113A, and the film of the layer 112_2A are formed by vapor deposition (or sputtering), a shielding mask is used so that these films are not formed on the connection portion 140. is preferred.
  • a sacrificial film 141 is formed on the layer 112_2A.
  • the sacrificial film 141 is also provided on the connecting portion 140 .
  • the sacrificial film 141 a film having high etching resistance to the film included in the layer 112_2A, the intermediate film 113A, and the film included in the layer 112_1A, that is, a film having a high etching selectivity can be used.
  • the sacrificial film 141 can use a film having a high etching selectivity with respect to a protective film such as a protective film 143 to be described later.
  • a film that can be removed by a wet etching method that causes less damage to the films of the layer 112_2A, the intermediate film 113A, and the layer 112_1A can be used.
  • the sacrificial film 141 for example, an inorganic film such as a metal film, an alloy film, a metal oxide film, a semiconductor film, or an inorganic insulating film can be used.
  • the sacrificial film 141 can be formed by various film formation methods such as sputtering, vapor deposition, CVD, and ALD.
  • the sacrificial film 141 for example, metal materials such as gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, titanium, aluminum, yttrium, zirconium, and tantalum, or the metal materials can be used.
  • metal materials such as gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, titanium, aluminum, yttrium, zirconium, and tantalum, or the metal materials can be used.
  • a low melting point material such as aluminum or silver.
  • a metal oxide such as indium gallium zinc oxide (also referred to as In—Ga—Zn oxide, IGZO) can be used.
  • indium oxide, indium zinc oxide (In—Zn oxide), indium tin oxide (In—Sn oxide), indium titanium oxide (In—Ti oxide), indium tin zinc oxide (In—Sn -Zn oxide), indium titanium zinc oxide (In-Ti-Zn oxide), indium gallium tin zinc oxide (In-Ga-Sn-Zn oxide), or the like can be used.
  • indium tin oxide containing silicon or the like can be used.
  • element M is aluminum, silicon, boron, yttrium, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten , or one or more selected from magnesium).
  • M is preferably one or more selected from gallium, aluminum, and yttrium.
  • an inorganic insulating material such as aluminum oxide, hafnium oxide, or silicon oxide can be used.
  • a material that can be dissolved in a chemically stable solvent for the sacrificial film 141 it is preferable to use a material that can be dissolved in a chemically stable solvent for the sacrificial film 141 .
  • a material that dissolves in water or alcohol can be suitably used for the sacrificial film 141 .
  • the sacrificial film 141 it is preferable to dissolve it in a solvent such as water or alcohol, apply it by a wet film formation method, and then perform heat treatment to evaporate the solvent. At this time, the solvent can be removed at a low temperature in a short time by performing heat treatment under a reduced pressure atmosphere, which is preferable because thermal damage to the layer 112_2A, the intermediate film 113A, and the layer 112_1A can be reduced. .
  • Wet film formation methods that can be used to form the sacrificial film 141 include spin coating, dipping, spray coating, inkjet, dispensing, screen printing, offset printing, doctor knife method, slit coating, roll coating, curtain coating, and knife coating. There are coats, etc.
  • an organic material such as polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polyglycerin, pullulan, water-soluble cellulose, or alcohol-soluble polyamide resin can be used.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • polyvinyl butyral polyvinylpyrrolidone
  • polyethylene glycol polyglycerin
  • pullulan polyethylene glycol
  • pullulan polyglycerin
  • pullulan water-soluble cellulose
  • alcohol-soluble polyamide resin water-soluble polyamide resin
  • a protective film 143 is formed on the sacrificial film 141 (FIG. 11A).
  • the protective film 143 is a film used as a mask when etching the sacrificial film 141 later. Moreover, the sacrificial film 141 is exposed when the protective film 143 is etched later. Therefore, for the sacrificial film 141 and the protective film 143, a combination of films having a high etching selectivity is selected. Therefore, a film that can be used as the protective film 143 can be selected according to the etching conditions for the sacrificial film 141 and the etching conditions for the protective film 143 .
  • a gas containing fluorine also referred to as a fluorine-based gas
  • An alloy containing molybdenum and niobium, an alloy containing molybdenum and tungsten, or the like can be used for the protective film 143 .
  • a film capable of obtaining a high etching selectivity that is, capable of slowing the etching rate
  • metal oxide films such as IGZO and ITO.
  • the protective film 143 is not limited to this, and can be selected from various materials according to the etching conditions for the sacrificial film 141 and the etching conditions for the protective film 143 .
  • it can be selected from films that can be used for the sacrificial film 141 .
  • a nitride film for example, can be used as the protective film 143 .
  • nitrides such as silicon nitride, aluminum nitride, hafnium nitride, titanium nitride, tantalum nitride, tungsten nitride, gallium nitride, and germanium nitride can also be used.
  • an oxide film can be used as the protective film 143 .
  • an oxide film or an oxynitride film such as silicon oxide, silicon oxynitride, aluminum oxide, aluminum oxynitride, hafnium oxide, or hafnium oxynitride can be used.
  • a resist mask 145 is formed on the protective film 143 (FIG. 11B).
  • a resist material containing a photosensitive resin such as a positive resist material or a negative resist material can be used.
  • the layer 112_2A may be affected by the solvent of the resist material. A film or the like that becomes the layer 184 may be dissolved. Using the protective film 143 can prevent such a problem from occurring.
  • the resist mask 145 may be formed directly on the sacrificial film 141 without using the protective film 143 .
  • a portion of the protective film 143 that is not covered with the resist mask 145 is removed by etching to form a protective layer 149 .
  • the protective layer 149 is also formed on the connecting portion 140 at the same time.
  • etching the protective film 143 it is preferable to use etching conditions with a high selectivity so that the sacrificial film 141 is not removed by the etching.
  • Etching of the protective film 143 can be performed by wet etching or dry etching. By using dry etching, reduction of the pattern of the protective film 143 can be suppressed.
  • the removal of the resist mask 145 can be performed by wet etching or dry etching.
  • the resist mask 145 is preferably removed by dry etching (also referred to as plasma ashing) using an oxygen gas as an etching gas.
  • the removal of the resist mask 145 is performed with the sacrificial film 141 provided over the layer 112_2A, the effect on the layer 112_2A, the intermediate film 113A, and the layer 112_1A is suppressed.
  • the electrical characteristics may be adversely affected; therefore, it is suitable for etching using oxygen gas such as plasma ashing.
  • a portion of the sacrificial film 141 not covered with the protective layer 149 is removed by etching to form a sacrificial layer 147 (FIG. 11D).
  • a sacrificial layer 147 is also formed on the connecting portion 140 at the same time.
  • Etching of the sacrificial film 141 can be performed by wet etching or dry etching, but a dry etching method is preferably used because pattern shrinkage can be suppressed.
  • the layer 112_2A, the intermediate film 113A, the layer 112_1A, and part of the conductive film 111A that are not covered with the sacrificial layer 147 are removed by etching, and the light emitting unit 112_2, the intermediate layer 113, A light-emitting unit 112_1, a pixel electrode 111, and a connection electrode 111C are formed (FIG. 11E).
  • the protective layer 149 may be removed by etching at the same time as or before the etching of the layer 112_2A, the intermediate film 113A, the layer 112_1A, and the conductive film 111A.
  • etching gas containing no oxygen as its main component dry etching using an etching gas containing no oxygen as its main component. Accordingly, deterioration of the layer 112_2A, the intermediate film 113A, the layer 112_1A, and the conductive film 111A can be suppressed, and a highly reliable display device can be realized.
  • the etching gas containing no oxygen as a main component include noble gases such as CF 4 , C 4 F 8 , SF 6 , CHF 3 , Cl 2 , H 2 O, BCl 3 , H 2 and He. Further, a mixed gas of the above gas and a diluent gas that does not contain oxygen can be used as an etching gas.
  • part of the layer 101 including the transistor (specifically, the insulating layer located on the outermost surface) is etched to form a recess in some cases.
  • the recess is provided in the layer 101 including the transistor will be described as an example, but the recess may not be provided.
  • an insulating film 121A that will later become sidewalls 121a is formed so as to cover the pixel electrode 111, the connection electrode 111C, the light emitting unit 112_1, the intermediate layer 113, the light emitting unit 112_2, the sacrificial layer 147, and the protective layer 149.
  • an insulating film 121B that will later become the side walls 121b is formed (FIG. 12A).
  • the insulating film 121A be formed by a method that causes less damage to the light emitting unit 112 .
  • the insulating films 121A and 121B are formed at a temperature lower than the heat-resistant temperature of the light emitting unit 112 .
  • an aluminum oxide film can be formed using the ALD method.
  • the use of the ALD method is preferable because a film with high coverage can be formed.
  • a silicon oxynitride film or a silicon nitride film can be formed as the insulating film 121B by a PECVD method or a sputtering method.
  • the insulating film 121B and the insulating film 121A are etched to form sidewalls 121b and 121a (FIG. 12B).
  • the sidewall 121a is formed to cover at least part of the side surface of the pixel electrode 111 and the side surface of the connection electrode 111C.
  • the sidewall 121a is preferably formed to cover at least part of the side surface of the light emitting unit 112_1, the side surface of the intermediate layer 113, and the side surface of the light emitting unit 112_2.
  • the common layer 114 or the common electrode 115 to be formed later can be prevented from being in contact with the light-emitting unit 112_1, the intermediate layer 113, and the light-emitting unit 112_2, and short-circuiting of the light-emitting elements can be suppressed.
  • damage to the light-emitting unit 112_1, the intermediate layer 113, and the light-emitting unit 112_2 in a later step can be suppressed.
  • the entire side surface of the pixel electrode 111 and the entire side surface of the connection electrode 111C are covered with the sidewalls. It is possible to cover with 121a, which is preferable.
  • the sidewall 121b is formed to cover at least part of the side surface of the sidewall 121a.
  • the insulating films 121A and 121B are preferably etched by a dry etching method.
  • the insulating films 121A and 121B are preferably etched by anisotropic etching.
  • the insulating film 121A and the insulating film 121B can be etched using an etching gas that can be used when the sacrificial film 141 is etched.
  • the selection of the etching method is wider than in the etching of the sacrificial film 141.
  • FIG. Specifically, a gas containing oxygen may be used as an etching gas when the insulating films 121A and 121B are etched.
  • a common layer 114 is formed on the sidewall 121 and the light emitting unit 112_2 (FIG. 12D). This may result in the formation of voids 134 in the regions between sidewalls 121b and in the recesses of layer 101 containing the transistors.
  • the common layer 114 is not provided on the connection electrode 111C, and the connection electrode 111C remains exposed.
  • common layer 114 functions as either an electron injection layer or a hole injection layer.
  • the common layer 114 can be formed by a vapor deposition method (including a vacuum vapor deposition method), a transfer method, a printing method, an inkjet method, a coating method, or the like.
  • the common layer 114 is provided to cover at least part of the top surface of the light emitting unit 112_2 and the top surface and side surfaces of the side walls 121 .
  • the conductivity of the common layer 114 is high, there is a possibility that the pixel electrode 111 and the common layer 114 are in contact with each other, resulting in a short circuit of the light emitting element.
  • the sidewall 121 covers the side surface of the pixel electrode 111, the side surface of the light-emitting unit 112_1, the side surface of the intermediate layer 113, and the side surface of the light-emitting unit 112_2; It is possible to prevent the common layer 114 from coming into contact with them, and to prevent the light-emitting element from short-circuiting. Thereby, the reliability of the light emitting element can be improved.
  • a common electrode 115 is formed on the common layer 114 and the connection electrode 111C (FIG. 12E). Thereby, the light emitting element 130 is formed.
  • a sputtering method or a vacuum deposition method can be used for forming the common electrode 115.
  • a protective layer 131 is formed on the common electrode 115, and a protective layer 132 is formed on the protective layer 131 (FIG. 13A).
  • Methods for forming the protective layers 131 and 132 include a vacuum deposition method, a sputtering method, a CVD method, an ALD method, and the like.
  • the protective layer 131 and the protective layer 132 may be films formed using different film formation methods.
  • the protective layer 131 and the protective layer 132 may each have a single-layer structure or a laminated structure.
  • a colored layer 133a, a colored layer 133b, and a colored layer 133c are formed over the protective layer 132 so as to overlap with the light-emitting units 112_1 and 112_2 (FIG. 13B).
  • the colored layer 133a, the colored layer 133b, and the colored layer 133c can be formed at desired positions by an inkjet method, a photolithography method, or the like.
  • a different colored layer 133 (a colored layer 133a, a colored layer 133b, or a colored layer 133c) can be formed for each light-emitting element .
  • the substrate 120 is attached to the colored layer 133 using the resin layer 119, whereby the display device 100 shown in FIGS. 3A and 3B can be manufactured.
  • the island-shaped light-emitting unit having the light-emitting layer is not formed by the pattern of the metal mask, but is etched after the light-emitting unit is formed over the entire surface. formed by Therefore, island-shaped light emitting units can be formed with a uniform thickness. Moreover, a high-definition display device or a display device with a high aperture ratio can be realized.
  • a display device of one embodiment of the present invention includes a light-emitting element with a tandem structure. Side walls of the pixel electrode, the light-emitting layer, the carrier transport layer, and the intermediate layer of the light-emitting element are covered with sidewalls.
  • the light-emitting unit included in the light-emitting element is etched while the light-emitting layer and the carrier transport layer are stacked. Therefore, the display device has a structure in which damage to the light-emitting layer is reduced.
  • the side wall prevents the pixel electrode from coming into contact with the carrier injection layer or the common electrode, thereby suppressing short-circuiting of the light emitting element.
  • the display device of this embodiment can be a high-resolution display device or a large-sized display device. Therefore, the display device of the present embodiment includes a relatively large screen such as a television device, a desktop or notebook personal computer, a computer monitor, a digital signage, a large game machine such as a pachinko machine, or the like. In addition to electronic devices, it can be used for display portions of digital cameras, digital video cameras, digital photo frames, mobile phones, portable game machines, personal digital assistants, and sound reproducing devices.
  • the display device of this embodiment can be a high-definition display device. Therefore, the display device of the present embodiment includes, for example, information terminals (wearable devices) such as a wristwatch type and a bracelet type, devices for VR such as a head-mounted display, devices for AR such as glasses, and the like. It can be used for the display part of wearable equipment.
  • information terminals wearable devices
  • VR such as a head-mounted display
  • AR such as glasses
  • Display module A perspective view of the display module 280 is shown in FIG. 14A.
  • the display module 280 has the display device 100 and the FPC 290 .
  • the display module 280 has substrates 291 and 292 .
  • the display module 280 has a display section 281 .
  • the display unit 281 is an area for displaying an image in the display module 280, and is an area where light from each pixel provided in the pixel unit 284, which will be described later, can be visually recognized.
  • FIG. 14B shows a perspective view schematically showing the configuration on the substrate 291 side.
  • a circuit section 282 , a pixel circuit section 283 on the circuit section 282 , and a pixel section 284 on the pixel circuit section 283 are stacked on the substrate 291 .
  • a terminal portion 285 for connecting to the FPC 290 is provided on a portion of the substrate 291 that does not overlap with the pixel portion 284 .
  • the terminal portion 285 and the circuit portion 282 are electrically connected by a wiring portion 286 composed of a plurality of wirings.
  • the pixel section 284 has a plurality of pixels 110 arranged periodically. An enlarged view of one pixel 110 is shown on the right side of FIG. 14B. Pixel 110 has sub-pixel 110a, sub-pixel 110b, and sub-pixel 110c. The pixel 110 can also have a sub-pixel 110d. The sub-pixels can be arranged in a stripe arrangement as shown in FIG. 14B. In addition, various sub-pixel arrangement methods such as a delta arrangement or a pentile arrangement can be applied.
  • the pixel circuit section 283 has a plurality of pixel circuits 283a arranged periodically.
  • One pixel circuit 283 a is a circuit that controls light emission of three light emitting elements included in one pixel 110 .
  • One pixel circuit 283a may have a structure in which three circuits for controlling light emission of one light-emitting element are provided.
  • the pixel circuit 283a can have at least one selection transistor, one current control transistor (drive transistor), and a capacitor for each light emitting element. At this time, a gate signal is input to the gate of the selection transistor, and a video signal is input to either the source or the drain of the selection transistor. This realizes an active matrix display device.
  • Crystallinity of a semiconductor material used for a transistor is not particularly limited, either an amorphous semiconductor or a semiconductor having crystallinity (a microcrystalline semiconductor, a polycrystalline semiconductor, a single crystal semiconductor, or a semiconductor partially including a crystal region). may be used. It is preferable to use a crystalline semiconductor because deterioration of transistor characteristics can be suppressed.
  • a semiconductor layer of a transistor preferably includes a metal oxide (also referred to as an oxide semiconductor).
  • the display device of this embodiment preferably uses a transistor including a metal oxide for a channel formation region (hereinafter referred to as an OS transistor).
  • the semiconductor layer of the transistor preferably comprises silicon. Examples of silicon include amorphous silicon and crystalline silicon (low-temperature polysilicon, monocrystalline silicon, etc.).
  • the semiconductor layer includes, for example, indium and M (M is gallium, aluminum, silicon, boron, yttrium, tin, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, one or more selected from hafnium, tantalum, tungsten, and magnesium) and zinc.
  • M is preferably one or more selected from aluminum, gallium, yttrium, and tin.
  • an oxide containing indium (In), gallium (Ga), and zinc (Zn) (also referred to as IGZO) is preferably used for the semiconductor layer.
  • the In atomic ratio in the In-M-Zn oxide is preferably equal to or higher than the M atomic ratio.
  • the transistors included in the circuit portion 282 and the transistors included in the pixel circuit portion 283 may have the same structure or different structures.
  • the structures of the plurality of transistors included in the circuit portion 282 may all be the same, or may be of two or more types.
  • the structures of the plurality of transistors included in the pixel circuit portion 283 may all be the same, or may be of two or more types.
  • the circuit section 282 has a circuit that drives each pixel circuit 283 a of the pixel circuit section 283 .
  • a circuit that drives each pixel circuit 283 a of the pixel circuit section 283 For example, it is preferable to have one or both of a gate line driver circuit and a source line driver circuit.
  • at least one of an arithmetic circuit, a memory circuit, a power supply circuit, and the like may be provided.
  • the FPC 290 functions as wiring for supplying a video signal, power supply potential, or the like to the circuit section 282 from the outside. Also, an IC (integrated circuit) may be mounted on the FPC 290 .
  • the aperture ratio (effective display area ratio) of the display portion 281 is extremely high. can be raised.
  • the aperture ratio of the display section 281 can be 40% or more and less than 100%, preferably 50% or more and 95% or less, more preferably 60% or more and 95% or less.
  • the pixels 110 can be arranged at an extremely high density, and the definition of the display portion 281 can be extremely high.
  • the pixels 110 may be arranged with a resolution of 2000 ppi or more, preferably 3000 ppi or more, more preferably 5000 ppi or more, and still more preferably 6000 ppi or more, and 20000 ppi or less, or 30000 ppi or less. preferable.
  • a display module 280 Since such a display module 280 has extremely high definition, it can be suitably used for equipment for VR such as a head-mounted display, or equipment for glasses-type AR. For example, even in the case of a configuration in which the display portion of the display module 280 is viewed through a lens, the display module 280 has an extremely high-definition display portion 281, so pixels cannot be viewed even if the display portion is enlarged with the lens. , a highly immersive display can be performed. Moreover, the display module 280 is not limited to this, and can be suitably used for electronic equipment having a relatively small display unit. For example, it can be suitably used for a display part of a wearable electronic device such as a wristwatch.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing a configuration example of the display device 100A.
  • a display device 100A illustrated in FIG. 15 includes a transistor 201 and a transistor 205, a light-emitting element 130, a colored layer 133a, a colored layer 133b, a colored layer 133c, and the like between a substrate 451 and a substrate 120.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing a configuration example of the display device 100A.
  • a display device 100A illustrated in FIG. 15 includes a transistor 201 and a transistor 205, a light-emitting element 130, a colored layer 133a, a colored layer 133b, a colored layer 133c, and the like between a substrate 451 and a substrate 120.
  • the light-emitting element exemplified in Embodiment 1 can be applied to the light-emitting element 130 .
  • Both the transistor 201 and the transistor 205 are formed over the substrate 451 . These transistors can be made with the same material and the same process.
  • An insulating layer 211 , an insulating layer 213 , an insulating layer 215 , and an insulating layer 214 are provided in this order over the substrate 451 .
  • Part of the insulating layer 211 functions as a gate insulating layer of each transistor.
  • Part of the insulating layer 213 functions as a gate insulating layer of each transistor.
  • An insulating layer 215 is provided over the transistor.
  • An insulating layer 214 is provided over the transistor and functions as a planarization layer. Note that the number of gate insulating layers and the number of insulating layers covering a transistor are not limited, and each may have a single layer or two or more layers.
  • a material into which impurities such as water and hydrogen are difficult to diffuse is preferably used for at least one insulating layer that covers the transistor. This allows the insulating layer to function as a barrier layer. With such a structure, diffusion of impurities from the outside into the transistor can be effectively suppressed, and the reliability of the display device can be improved.
  • An inorganic insulating film is preferably used for each of the insulating layers 211 , 213 , and 215 .
  • the inorganic insulating film for example, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, an aluminum nitride film, or the like can be used.
  • a hafnium oxide film, an yttrium oxide film, a zirconium oxide film, a gallium oxide film, a tantalum oxide film, a magnesium oxide film, a lanthanum oxide film, a cerium oxide film, a neodymium oxide film, or the like may be used.
  • two or more of the insulating films described above may be laminated and used.
  • the organic insulating film preferably has openings near the ends of the display device 100A. As a result, it is possible to prevent impurities from entering through the organic insulating film from the end portion of the display device 100A.
  • the organic insulating film may be formed so that the edges of the organic insulating film are located inside the edges of the display device 100A so that the organic insulating film is not exposed at the edges of the display device 100A.
  • An organic insulating film is suitable for the insulating layer 214 that functions as a planarization layer.
  • materials that can be used for the organic insulating film include acrylic resins, polyimide resins, epoxy resins, polyamide resins, polyimideamide resins, siloxane resins, benzocyclobutene-based resins, phenolic resins, precursors of these resins, and the like.
  • An opening is formed in the insulating layer 214 in a region 228 shown in FIG. As a result, even when an organic insulating film is used for the insulating layer 214 , it is possible to prevent impurities from entering the light emitting element 130 from the outside through the insulating layer 214 . Therefore, the reliability of the display device 100A can be improved.
  • the transistors 201 and 205 include a conductive layer 221 functioning as a gate, an insulating layer 211 functioning as a gate insulating layer, conductive layers 222a and 222b functioning as a source and a drain, a semiconductor layer 231, and an insulating layer functioning as a gate insulating layer. It has a layer 213 and a conductive layer 223 that functions as a gate. Here, the same hatching pattern is attached to a plurality of layers obtained by processing the same conductive film.
  • the insulating layer 211 is located between the conductive layer 221 and the semiconductor layer 231 .
  • the insulating layer 213 is located between the conductive layer 223 and the semiconductor layer 231 .
  • the structure of the transistor included in the display device of this embodiment there is no particular limitation on the structure of the transistor included in the display device of this embodiment.
  • a planar transistor, a staggered transistor, an inverted staggered transistor, or the like can be used.
  • the transistor structure may be either a top-gate type or a bottom-gate type.
  • gates may be provided above and below a semiconductor layer in which a channel is formed.
  • a structure in which a semiconductor layer in which a channel is formed is sandwiched between two gates is applied to the transistors 201 and 205 .
  • a transistor may be driven by connecting two gates and applying the same signal to them.
  • the threshold voltage of the transistor may be controlled by applying a potential for controlling the threshold voltage to one of the two gates and applying a potential for driving to the other.
  • crystallinity of a semiconductor material used for a transistor there is no particular limitation on the crystallinity of a semiconductor material used for a transistor, and an amorphous semiconductor, a single crystal semiconductor, or a semiconductor having a crystallinity other than a single crystal (a microcrystalline semiconductor, a polycrystalline semiconductor, or a semiconductor having a crystal region in part) can be used. semiconductor) may be used. A single crystal semiconductor or a crystalline semiconductor is preferably used because deterioration in transistor characteristics can be suppressed.
  • the semiconductor layer of the transistor comprises a metal oxide.
  • the display device of this embodiment preferably uses a transistor in which a metal oxide is used for a channel formation region.
  • the semiconductor layer of the transistor may comprise silicon. Examples of silicon include amorphous silicon and crystalline silicon (low-temperature polysilicon, monocrystalline silicon, etc.).
  • the semiconductor layer includes, for example, indium and M (M is gallium, aluminum, silicon, boron, yttrium, tin, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, one or more selected from hafnium, tantalum, tungsten, and magnesium) and zinc.
  • M is preferably one or more selected from aluminum, gallium, yttrium, and tin.
  • an oxide containing indium (In), gallium (Ga), and zinc (Zn) (also referred to as IGZO) is preferably used for the semiconductor layer.
  • the In atomic ratio in the In-M-Zn oxide is preferably equal to or higher than the M atomic ratio.
  • connection portion 204 is provided in a region of the substrate 451 where the substrate 120 does not overlap.
  • the wiring 465 is electrically connected to the FPC 472 through the conductive layer 466 and the connection layer 242 .
  • the conductive layer 466 can be formed in the same step as the pixel electrode.
  • the conductive layer 466 is exposed on the upper surface of the connecting portion 204 . Thereby, the connecting portion 204 and the FPC 472 can be electrically connected via the connecting layer 242 .
  • optical members can be arranged outside the substrate 120 .
  • optical members include polarizing plates, retardation plates, light diffusion layers (diffusion films, etc.), antireflection layers, light collecting films, and the like.
  • an antistatic film that suppresses adhesion of dust, a water-repellent film that prevents adhesion of dirt, a hard coat film that suppresses the occurrence of scratches due to use, a shock absorption layer, etc. are arranged on the outside of the substrate 120 .
  • an antistatic film that suppresses adhesion of dust
  • a water-repellent film that prevents adhesion of dirt
  • a hard coat film that suppresses the occurrence of scratches due to use
  • a shock absorption layer, etc. are arranged.
  • the protective layer 131 that covers the light-emitting element, entry of impurities such as water into the light-emitting element can be suppressed, and the reliability of the light-emitting element can be improved.
  • the insulating layer 215 and the protective layer 131 are in contact with each other through the opening of the insulating layer 214 in the region 228 near the edge of the display device 100A.
  • the inorganic insulating film included in the insulating layer 215 and the inorganic insulating film included in the protective layer 131 are in contact with each other. This can prevent impurities from entering the light emitting element 130 from the outside through the organic insulating film. Therefore, the reliability of the display device 100A can be improved.
  • Glass, quartz, ceramic, sapphire, resin, metal, alloy, semiconductor, or the like can be used for the substrate 451 and the substrate 120, respectively.
  • a material that transmits the light is used for the substrate on the side from which the light from the light-emitting element is extracted.
  • a flexible material for the substrate 451 and the substrate 120 the flexibility of the display device can be increased.
  • a polarizing plate may be used as the substrate 451 or the substrate 120 .
  • polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyacrylonitrile resins, acrylic resins, polyimide resins, polymethyl methacrylate resins, polycarbonate (PC) resins, and polyether resins are used, respectively.
  • PES resin Sulfone (PES) resin, polyamide resin (nylon, aramid, etc.), polysiloxane resin, cycloolefin resin, polystyrene resin, polyamideimide resin, polyurethane resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polypropylene resin, polytetrafluoroethylene (PTFE) resin, ABS resin, cellulose nanofiber, or the like can be used.
  • PES polytetyrene resin
  • polyamideimide resin polyurethane resin
  • polyvinyl chloride resin polyvinylidene chloride resin
  • polypropylene resin polytetrafluoroethylene (PTFE) resin
  • PTFE resin polytetrafluoroethylene
  • ABS resin cellulose nanofiber, or the like
  • One or both of the substrate 451 and the substrate 120 may be made of glass having a thickness that is flexible.
  • various curable adhesives such as photocurable adhesives such as ultraviolet curable adhesives, reaction curable adhesives, thermosetting adhesives, and anaerobic adhesives can be used.
  • These adhesives include epoxy resins, acrylic resins, silicone resins, phenol resins, polyimide resins, imide resins, PVC (polyvinyl chloride) resins, PVB (polyvinyl butyral) resins, EVA (ethylene vinyl acetate) resins, and the like.
  • a material with low moisture permeability such as epoxy resin is preferable.
  • a two-liquid mixed type resin may be used.
  • an adhesive sheet or the like may be used.
  • connection layer 242 an anisotropic conductive film (ACF), an anisotropic conductive paste (ACP), or the like can be used.
  • ACF anisotropic conductive film
  • ACP anisotropic conductive paste
  • a colored layer 133a, a colored layer 133b, and a colored layer 133c are provided between the light emitting element 130 and the substrate 120.
  • FIG. the transistors are formed on substrate 451 .
  • the display device 100A can be a top emission display device. Therefore, in the display device 100A, the substrate 451 can be a non-light-transmitting substrate.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing a configuration example of the display device 100B.
  • the display device 100B is a modification of the display device 100A, and differs from the display device 100A in that a colored layer 133a, a colored layer 133b, and a colored layer 133c are provided between the light emitting element 130 and the substrate 451.
  • FIG. That is, the display device 100B can be a bottom emission display device. Therefore, in the display device 100B, the substrate 120 can be a non-light-transmitting substrate.
  • Display device 100C A display device 100C illustrated in FIG.
  • the substrate 301 corresponds to the substrate 291 in FIGS. 14A and 14B.
  • a stacked structure from the substrate 301 to the insulating layer 255 corresponds to the layer 101 including the transistor in Embodiment 1.
  • FIG. 1 A stacked structure from the substrate 301 to the insulating layer 255 corresponds to the layer 101 including the transistor in Embodiment 1.
  • a transistor 310 has a channel formation region in the substrate 301 .
  • the substrate 301 for example, a semiconductor substrate such as a single crystal silicon substrate can be used.
  • Transistor 310 includes a portion of substrate 301 , conductive layer 311 , low resistance region 312 , insulating layer 313 and insulating layer 314 .
  • the conductive layer 311 functions as a gate electrode.
  • An insulating layer 313 is located between the substrate 301 and the conductive layer 311 and functions as a gate insulating layer.
  • the low-resistance region 312 is a region in which the substrate 301 is doped with impurities and functions as a source or drain.
  • the insulating layer 314 is provided to cover the side surface of the conductive layer 311 .
  • a device isolation layer 315 is provided between two adjacent transistors 310 so as to be embedded in the substrate 301 .
  • An insulating layer 261 is provided to cover the transistor 310 and a capacitor 240 is provided over the insulating layer 261 .
  • the capacitor 240 has a conductive layer 241, a conductive layer 245, and an insulating layer 243 positioned therebetween.
  • the conductive layer 241 functions as one electrode of the capacitor 240
  • the conductive layer 245 functions as the other electrode of the capacitor 240
  • the insulating layer 243 functions as the dielectric of the capacitor 240 .
  • the conductive layer 241 is provided over the insulating layer 261 and embedded in the insulating layer 254 .
  • Conductive layer 241 is electrically connected to one of the source or drain of transistor 310 by plug 271 embedded in insulating layer 261 .
  • An insulating layer 243 is provided over the conductive layer 241 .
  • the conductive layer 245 is provided in a region overlapping with the conductive layer 241 with the insulating layer 243 provided therebetween.
  • An insulating layer 255 is provided to cover the capacitor 240 , and the light emitting element 130 and the like are provided over the insulating layer 255 .
  • a protective layer 131 is provided on each of the light emitting elements 130 .
  • a protective layer 132 is provided on the protective layer 131 , and the substrate 120 is bonded onto the protective layer 132 with a resin layer 119 .
  • Embodiment 1 can be referred to for details of the components from the light emitting element to the substrate 120 .
  • Substrate 120 corresponds to substrate 292 in FIG. 14A.
  • the pixel electrode of the light emitting element is connected to the source or the source of the transistor 310 by the plug 256 embedded in the insulating layer 255 and the insulating layer 243, the conductive layer 241 embedded in the insulating layer 254, and the plug 271 embedded in the insulating layer 261. It is electrically connected to one of the drains.
  • Display device 100D A display device 100D shown in FIG. 18 is mainly different from the display device 100C in that the configuration of transistors is different. Note that the description of the same parts as those of the display device 100C may be omitted.
  • the transistor 320 is a transistor (OS transistor) in which a metal oxide is applied to a semiconductor layer in which a channel is formed.
  • the transistor 320 has a semiconductor layer 321 , an insulating layer 323 , a conductive layer 324 , a pair of conductive layers 325 , an insulating layer 326 , and a conductive layer 327 .
  • the substrate 331 corresponds to the substrate 291 in FIGS. 14A and 14B.
  • a stacked structure from the substrate 331 to the insulating layer 255 corresponds to the layer 101 including the transistor in Embodiment 1.
  • An insulating layer 332 is provided over the substrate 331 .
  • the insulating layer 332 functions as a barrier layer that prevents impurities such as water or hydrogen from diffusing from the substrate 331 into the transistor 320 and oxygen from the semiconductor layer 321 toward the insulating layer 332 side.
  • a film into which hydrogen or oxygen is less likely to diffuse than a silicon oxide film such as an aluminum oxide film, a hafnium oxide film, or a silicon nitride film, can be used.
  • a conductive layer 327 is provided over the insulating layer 332 and an insulating layer 326 is provided to cover the conductive layer 327 .
  • the conductive layer 327 functions as a first gate electrode of the transistor 320, and part of the insulating layer 326 functions as a first gate insulating layer.
  • An oxide insulating film such as a silicon oxide film is preferably used for at least a portion of the insulating layer 326 that is in contact with the semiconductor layer 321 .
  • the upper surface of the insulating layer 326 is preferably planarized.
  • the semiconductor layer 321 is provided over the insulating layer 326 .
  • the semiconductor layer 321 preferably has a metal oxide film having semiconductor properties.
  • a pair of conductive layers 325 is provided on and in contact with the semiconductor layer 321 and functions as a source electrode and a drain electrode.
  • An insulating layer 328 is provided to cover the top surface and side surfaces of the pair of conductive layers 325 , the side surface of the semiconductor layer 321 , and the like, and the insulating layer 264 is provided over the insulating layer 328 .
  • the insulating layer 328 functions as a barrier layer that prevents impurities such as water or hydrogen from diffusing into the semiconductor layer 321 from the insulating layer 264 or the like and oxygen from leaving the semiconductor layer 321 .
  • an insulating film similar to the insulating layer 332 can be used as the insulating layer 328.
  • An opening reaching the semiconductor layer 321 is provided in the insulating layer 328 and the insulating layer 264 .
  • the insulating layer 323 and the conductive layer 324 are buried in contact with the side surfaces of the insulating layer 264 , the insulating layer 328 , and the conductive layer 325 and the top surface of the semiconductor layer 321 .
  • the conductive layer 324 functions as a second gate electrode, and the insulating layer 323 functions as a second gate insulating layer.
  • the top surface of the conductive layer 324, the top surface of the insulating layer 323, and the top surface of the insulating layer 264 are planarized so that their heights are approximately the same, and the insulating layers 329 and 265 are provided to cover them. .
  • the insulating layers 264 and 265 function as interlayer insulating layers.
  • the insulating layer 329 functions as a barrier layer that prevents impurities such as water or hydrogen from diffusing into the transistor 320 from the insulating layer 265 or the like.
  • an insulating film similar to the insulating layers 328 and 332 can be used.
  • a plug 274 electrically connected to one of the pair of conductive layers 325 is provided so as to be embedded in the insulating layer 265 , the insulating layer 329 , the insulating layer 264 , and the insulating layer 328 .
  • the plug 274 includes a conductive layer 274a that covers the side surfaces of the openings of the insulating layers 265, the insulating layers 329, the insulating layers 264, and the insulating layer 328 and part of the top surface of the conductive layer 325, and the conductive layer 274a. It is preferable to have a conductive layer 274b in contact with the top surface. At this time, a conductive material into which hydrogen and oxygen are difficult to diffuse is preferably used for the conductive layer 274a.
  • the layer 101 including a transistor may have various inorganic insulating films.
  • the inorganic insulating film for example, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, an aluminum nitride film, or the like can be used.
  • a hafnium oxide film, an yttrium oxide film, a zirconium oxide film, a gallium oxide film, a tantalum oxide film, a magnesium oxide film, a lanthanum oxide film, a cerium oxide film, a neodymium oxide film, or the like may be used.
  • two or more of the insulating films described above may be laminated and used.
  • the configuration from the insulating layer 254 to the substrate 120 in the display device 100D is similar to that of the display device 100C.
  • a display device 100E illustrated in FIG. 19 has a structure in which a transistor 310 in which a channel is formed over a substrate 301 and a transistor 320 including a metal oxide in a semiconductor layer in which the channel is formed are stacked. Note that the description of the same parts as those of the display device 100C and the display device 100D may be omitted.
  • An insulating layer 261 is provided to cover the transistor 310 , and a conductive layer 251 is provided over the insulating layer 261 .
  • An insulating layer 262 is provided to cover the conductive layer 251 , and the conductive layer 252 is provided over the insulating layer 262 .
  • the conductive layers 251 and 252 each function as wirings.
  • An insulating layer 263 and an insulating layer 332 are provided to cover the conductive layer 252 , and the transistor 320 is provided over the insulating layer 332 .
  • An insulating layer 265 is provided to cover the transistor 320 and a capacitor 240 is provided over the insulating layer 265 . Capacitor 240 and transistor 320 are electrically connected by plug 274 .
  • the transistor 320 can be used as a transistor forming a pixel circuit. Further, the transistor 310 can be used as a transistor forming a pixel circuit or a transistor forming a driver circuit (a gate line driver circuit or a source line driver circuit) for driving the pixel circuit. Further, the transistors 310 and 320 can be used as transistors included in various circuits such as an arithmetic circuit and a memory circuit.
  • a pixel circuit not only a pixel circuit but also a driver circuit and the like can be formed directly under the light-emitting element, so that the size of the display device can be reduced compared to the case where the driver circuit is provided around the display region. becomes possible.
  • the metal oxide preferably contains at least indium or zinc. In particular, it preferably contains indium and zinc. In addition to these, aluminum, gallium, yttrium, tin and the like are preferably contained. In addition, one or more selected from boron, silicon, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, magnesium, cobalt, etc. may be contained. .
  • the metal oxide can be formed by a sputtering method, a CVD method such as an MOCVD method, an ALD method, or the like.
  • Crystal structures of oxide semiconductors include amorphous (including completely amorphous), CAAC (c-axis-aligned crystalline), nc (nanocrystalline), CAC (cloud-aligned composite), single crystal, and polycrystal. (polycrystal) and the like.
  • the crystal structure of the film or substrate can be evaluated using an X-ray diffraction (XRD) spectrum.
  • XRD X-ray diffraction
  • it can be evaluated using an XRD spectrum obtained by GIXD (Grazing-Incidence XRD) measurement.
  • GIXD Gram-Incidence XRD
  • the GIXD method is also called a thin film method or a Seemann-Bohlin method.
  • the peak shape of the XRD spectrum is almost symmetrical.
  • the peak shape of the XRD spectrum is left-right asymmetric.
  • the asymmetric shape of the peaks in the XRD spectra demonstrates the presence of crystals in the film or substrate. In other words, the film or substrate cannot be said to be in an amorphous state unless the shape of the peaks in the XRD spectrum is symmetrical.
  • the crystal structure of the film or substrate can be evaluated by a diffraction pattern (also referred to as a nanobeam electron diffraction pattern) observed by nano beam electron diffraction (NBED).
  • a diffraction pattern also referred to as a nanobeam electron diffraction pattern
  • NBED nano beam electron diffraction
  • a halo is observed in the diffraction pattern of a quartz glass substrate, and it can be confirmed that the quartz glass is in an amorphous state.
  • a spot-like pattern is observed instead of a halo. Therefore, it is presumed that the IGZO film deposited at room temperature is neither crystalline nor amorphous, but in an intermediate state and cannot be concluded to be in an amorphous state.
  • oxide semiconductors may be classified differently from the above when their structures are focused. For example, oxide semiconductors are classified into single-crystal oxide semiconductors and non-single-crystal oxide semiconductors. Examples of non-single-crystal oxide semiconductors include the above CAAC-OS and nc-OS. Non-single-crystal oxide semiconductors include polycrystalline oxide semiconductors, amorphous-like oxide semiconductors (a-like OS), amorphous oxide semiconductors, and the like.
  • CAAC-OS is an oxide semiconductor that includes a plurality of crystal regions, and the c-axes of the plurality of crystal regions are oriented in a specific direction. Note that the specific direction is the thickness direction of the CAAC-OS film, the normal direction to the formation surface of the CAAC-OS film, or the normal direction to the surface of the CAAC-OS film.
  • a crystalline region is a region having periodicity in atomic arrangement. If the atomic arrangement is regarded as a lattice arrangement, the crystalline region is also a region with a uniform lattice arrangement.
  • CAAC-OS has a region where a plurality of crystal regions are connected in the a-b plane direction, and the region may have strain.
  • the strain refers to a portion where the orientation of the lattice arrangement changes between a region with a uniform lattice arrangement and another region with a uniform lattice arrangement in a region where a plurality of crystal regions are connected. That is, CAAC-OS is an oxide semiconductor that is c-axis oriented and has no obvious orientation in the ab plane direction.
  • each of the plurality of crystal regions is composed of one or a plurality of minute crystals (crystals having a maximum diameter of less than 10 nm).
  • the maximum diameter of the crystalline region is less than 10 nm.
  • the size of the crystal region may be about several tens of nanometers.
  • CAAC-OS contains indium (In) and oxygen.
  • a tendency to have a layered crystal structure also referred to as a layered structure in which a layer (hereinafter referred to as an In layer) and a layer containing the element M, zinc (Zn), and oxygen (hereinafter referred to as a (M, Zn) layer) are stacked.
  • the (M, Zn) layer may contain indium.
  • the In layer contains the element M.
  • the In layer may contain Zn.
  • the layered structure is observed as a lattice image in, for example, a high-resolution TEM (Transmission Electron Microscope) image.
  • a plurality of bright points are observed in the electron beam diffraction pattern of the CAAC-OS film.
  • a certain spot and another spot are observed at point-symmetrical positions with respect to the spot of the incident electron beam that has passed through the sample (also referred to as a direct spot) as the center of symmetry.
  • the lattice arrangement in the crystal region is basically a hexagonal lattice, but the unit lattice is not always regular hexagon and may be non-regular hexagon. Moreover, the distortion may have a lattice arrangement such as a pentagon or a heptagon. Note that in CAAC-OS, no clear crystal grain boundary can be observed even near the strain. That is, it can be seen that the distortion of the lattice arrangement suppresses the formation of grain boundaries. This is because the CAAC-OS can tolerate strain due to the fact that the arrangement of oxygen atoms is not dense in the ab plane direction and the bond distance between atoms changes due to the substitution of metal atoms. it is conceivable that.
  • a crystal structure in which clear grain boundaries are confirmed is called a so-called polycrystal.
  • a grain boundary becomes a recombination center, traps carriers, and is highly likely to cause a decrease in on-current of a transistor, a decrease in field-effect mobility, and the like. Therefore, a CAAC-OS in which no clear grain boundaries are observed is one of crystalline oxides having a crystal structure suitable for a semiconductor layer of a transistor.
  • a structure containing Zn is preferable for forming a CAAC-OS.
  • In--Zn oxide and In--Ga--Zn oxide are preferable because they can suppress the generation of grain boundaries more than In oxide.
  • a CAAC-OS is an oxide semiconductor with high crystallinity and no clear grain boundaries. Therefore, it can be said that the decrease in electron mobility due to grain boundaries is less likely to occur in CAAC-OS.
  • a CAAC-OS can be said to be an oxide semiconductor with few impurities and defects (such as oxygen vacancies). Therefore, an oxide semiconductor including CAAC-OS has stable physical properties. Therefore, an oxide semiconductor including CAAC-OS is resistant to heat and has high reliability.
  • CAAC-OS is also stable against high temperatures (so-called thermal budget) in the manufacturing process. Therefore, the use of the CAAC-OS for the OS transistor makes it possible to increase the degree of freedom in the manufacturing process.
  • nc-OS has periodic atomic arrangement in a minute region (eg, a region of 1 nm to 10 nm, particularly a region of 1 nm to 3 nm).
  • the nc-OS has minute crystals.
  • the size of the minute crystal is, for example, 1 nm or more and 10 nm or less, particularly 1 nm or more and 3 nm or less, the minute crystal is also called a nanocrystal.
  • nc-OS does not show regularity in crystal orientation between different nanocrystals. Therefore, no orientation is observed in the entire film.
  • an nc-OS may be indistinguishable from an a-like OS or an amorphous oxide semiconductor depending on the analysis method.
  • an nc-OS film is subjected to structural analysis using an XRD apparatus, out-of-plane XRD measurement using ⁇ /2 ⁇ scanning does not detect a peak indicating crystallinity.
  • an nc-OS film is subjected to electron beam diffraction (also referred to as selected area electron beam diffraction) using an electron beam with a probe diameter larger than that of nanocrystals (for example, 50 nm or more), a diffraction pattern such as a halo pattern is obtained. is observed.
  • an nc-OS film is subjected to electron diffraction (also referred to as nanobeam electron diffraction) using an electron beam with a probe diameter close to or smaller than the size of a nanocrystal (for example, 1 nm or more and 30 nm or less)
  • an electron beam diffraction pattern is obtained in which a plurality of spots are observed within a ring-shaped area centered on the direct spot.
  • An a-like OS is an oxide semiconductor having a structure between an nc-OS and an amorphous oxide semiconductor.
  • An a-like OS has void or low density regions. That is, the a-like OS has lower crystallinity than the nc-OS and CAAC-OS. In addition, the a-like OS has a higher hydrogen concentration in the film than the nc-OS and the CAAC-OS.
  • CAC-OS relates to material composition.
  • CAC-OS is, for example, one structure of a material in which elements constituting a metal oxide are unevenly distributed with a size of 0.5 nm or more and 10 nm or less, preferably 1 nm or more and 3 nm or less, or in the vicinity thereof.
  • the metal oxide one or more metal elements are unevenly distributed, and the region having the metal element has a size of 0.5 nm or more and 10 nm or less, preferably 1 nm or more and 3 nm or less, or a size in the vicinity thereof.
  • the mixed state is also called mosaic or patch.
  • CAC-OS is a structure in which the material is separated into a first region and a second region to form a mosaic shape, and the first region is distributed in the film (hereinafter, also referred to as a cloud shape). ). That is, CAC-OS is a composite metal oxide in which the first region and the second region are mixed.
  • the atomic ratios of In, Ga, and Zn to the metal elements constituting the CAC-OS in the In—Ga—Zn oxide are represented by [In], [Ga], and [Zn], respectively.
  • the first region is a region where [In] is larger than [In] in the composition of the CAC-OS film.
  • the second region is a region where [Ga] is greater than [Ga] in the composition of the CAC-OS film.
  • the first region is a region in which [In] is larger than [In] in the second region and [Ga] is smaller than [Ga] in the second region.
  • the second region is a region in which [Ga] is larger than [Ga] in the first region and [In] is smaller than [In] in the first region.
  • the first region is a region containing indium oxide, indium zinc oxide, or the like as a main component.
  • the second region is a region containing gallium oxide, gallium zinc oxide, or the like as a main component. That is, the first region can be rephrased as a region containing In as a main component. Also, the second region can be rephrased as a region containing Ga as a main component.
  • the CAC-OS in the In—Ga—Zn oxide means a region containing Ga as a main component and a region containing In as a main component in a material structure containing In, Ga, Zn, and O. Each region is a mosaic, and refers to a configuration in which these regions exist randomly. Therefore, CAC-OS is presumed to have a structure in which metal elements are unevenly distributed.
  • a CAC-OS can be formed, for example, by a sputtering method under conditions in which the substrate is not heated.
  • a sputtering method one or more selected from an inert gas (typically argon), an oxygen gas, and a nitrogen gas may be used as a deposition gas. good.
  • an inert gas typically argon
  • oxygen gas typically argon
  • a nitrogen gas may be used as a deposition gas. good.
  • the lower the flow rate ratio of the oxygen gas to the total flow rate of the film formation gas during film formation, the better. is preferably 0% or more and 10% or less.
  • a region containing In as a main component is obtained by EDX mapping obtained using energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). It can be confirmed that the (first region) and the region (second region) containing Ga as the main component are unevenly distributed and have a mixed structure.
  • EDX energy dispersive X-ray spectroscopy
  • the first region is a region with higher conductivity than the second region. That is, when carriers flow through the first region, conductivity as a metal oxide is developed. Therefore, by distributing the first region in the form of a cloud in the metal oxide, a high field effect mobility ( ⁇ ) can be realized.
  • the second region is a region with higher insulation than the first region.
  • the leakage current can be suppressed by distributing the second region in the metal oxide.
  • CAC-OS when used for a transistor, the conductivity caused by the first region and the insulation caused by the second region act in a complementary manner to provide a switching function (turning ON/OFF). functions) can be given to the CAC-OS.
  • a part of the material has a conductive function
  • a part of the material has an insulating function
  • the whole material has a semiconductor function.
  • CAC-OS is most suitable for various semiconductor devices including display devices.
  • Oxide semiconductors have various structures and each has different characteristics.
  • An oxide semiconductor of one embodiment of the present invention includes two or more of an amorphous oxide semiconductor, a polycrystalline oxide semiconductor, an a-like OS, a CAC-OS, an nc-OS, and a CAAC-OS. may
  • an oxide semiconductor with low carrier concentration is preferably used for a transistor.
  • the carrier concentration of the oxide semiconductor is 1 ⁇ 10 17 cm ⁇ 3 or less, preferably 1 ⁇ 10 15 cm ⁇ 3 or less, more preferably 1 ⁇ 10 13 cm ⁇ 3 or less, more preferably 1 ⁇ 10 11 cm ⁇ 3 or less. 3 or less, more preferably less than 1 ⁇ 10 10 cm ⁇ 3 and 1 ⁇ 10 ⁇ 9 cm ⁇ 3 or more.
  • the impurity concentration in the oxide semiconductor film may be lowered to lower the defect level density.
  • a low impurity concentration and a low defect level density are referred to as high-purity intrinsic or substantially high-purity intrinsic.
  • an oxide semiconductor with a low carrier concentration is sometimes referred to as a highly purified intrinsic or substantially highly purified intrinsic oxide semiconductor.
  • the trap level density may also be low.
  • the charge trapped in the trap level of the oxide semiconductor takes a long time to disappear and may behave like a fixed charge. Therefore, a transistor whose channel formation region is formed in an oxide semiconductor with a high trap level density might have unstable electrical characteristics.
  • Impurities include hydrogen, nitrogen, alkali metals, alkaline earth metals, iron, nickel, silicon, and the like.
  • the concentration of silicon or carbon in the oxide semiconductor and the concentration of silicon or carbon in the vicinity of the interface with the oxide semiconductor are 2. ⁇ 10 18 atoms/cm 3 or less, preferably 2 ⁇ 10 17 atoms/cm 3 or less.
  • the concentration of alkali metal or alkaline earth metal in the oxide semiconductor obtained by SIMS is set to 1 ⁇ 10 18 atoms/cm 3 or less, preferably 2 ⁇ 10 16 atoms/cm 3 or less.
  • the nitrogen concentration in the oxide semiconductor obtained by SIMS is less than 5 ⁇ 10 19 atoms/cm 3 , preferably 5 ⁇ 10 18 atoms/cm 3 or less, more preferably 1 ⁇ 10 18 atoms/cm 3 or less. , more preferably 5 ⁇ 10 17 atoms/cm 3 or less.
  • the oxide semiconductor reacts with oxygen that bonds to a metal atom to form water, which may cause oxygen vacancies.
  • oxygen vacancies When hydrogen enters the oxygen vacancies, electrons, which are carriers, may be generated.
  • part of hydrogen may bond with oxygen that bonds with a metal atom to generate an electron, which is a carrier. Therefore, a transistor including an oxide semiconductor containing hydrogen is likely to have normally-on characteristics. Therefore, hydrogen in the oxide semiconductor is preferably reduced as much as possible.
  • the hydrogen concentration obtained by SIMS is less than 1 ⁇ 10 20 atoms/cm 3 , preferably less than 1 ⁇ 10 19 atoms/cm 3 , more preferably less than 5 ⁇ 10 18 atoms/cm. Less than 3 , more preferably less than 1 ⁇ 10 18 atoms/cm 3 .
  • the electronic devices of this embodiment each include the display device of one embodiment of the present invention in a display portion.
  • the display device of one embodiment of the present invention can easily have high definition and high resolution. Therefore, it can be used for display portions of various electronic devices.
  • Examples of electronic devices include televisions, desktop or notebook personal computers, computer monitors, digital signage, large game machines such as pachinko machines, and other electronic devices with relatively large screens. Examples include cameras, digital video cameras, digital photo frames, mobile phones, mobile game machines, mobile information terminals, and sound reproducing devices.
  • the display device of one embodiment of the present invention can have high definition, it can be suitably used for an electronic device having a relatively small display portion.
  • electronic devices include wristwatch-type and bracelet-type information terminals (wearable devices), VR devices such as head-mounted displays, glasses-type AR devices, and MR devices.
  • wearable devices include wristwatch-type and bracelet-type information terminals (wearable devices), VR devices such as head-mounted displays, glasses-type AR devices, and MR devices.
  • a wearable device that can be attached to a part is exemplified.
  • a display device of one embodiment of the present invention includes HD (1280 ⁇ 720 pixels), FHD (1920 ⁇ 1080 pixels), WQHD (2560 ⁇ 1440 pixels), WQXGA (2560 ⁇ 1600 pixels), 4K (2560 ⁇ 1600 pixels), 3840 ⁇ 2160) and 8K (7680 ⁇ 4320 pixels).
  • the resolution it is preferable to set the resolution to 4K, 8K, or higher.
  • the pixel density (definition) of the display device of one embodiment of the present invention is preferably 100 ppi or more, preferably 300 ppi or more, more preferably 500 ppi or more, more preferably 1000 ppi or more, more preferably 2000 ppi or more, and 3000 ppi or more.
  • the display device can support various screen ratios such as 1:1 (square), 4:3, 16:9, 16:10.
  • the electronic device of this embodiment includes sensors (force, displacement, position, velocity, acceleration, angular velocity, number of revolutions, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical substance, sound, time, hardness, electric field, current, voltage , power, radiation, flow, humidity, gradient, vibration, odor or infrared).
  • the electronic device of this embodiment can have various functions. For example, functions to display various information (still images, moving images, text images, etc.) on the display unit, touch panel functions, calendars, functions to display the date or time, functions to execute various software (programs), wireless communication function, a function of reading a program or data recorded on a recording medium, and the like.
  • FIGS. 20A, 20B, 21A, and 21B An example of a wearable device that can be worn on the head will be described with reference to FIGS. 20A, 20B, 21A, and 21B.
  • These wearable devices have one or both of the function of displaying AR content and the function of displaying VR content.
  • these wearable devices may have a function of displaying SR or MR content in addition to AR and VR.
  • the electronic device has a function of displaying content such as AR, VR, SR, and MR, it is possible to enhance the immersive feeling of the user.
  • Electronic device 700A shown in FIG. 20A and electronic device 700B shown in FIG. It has a control section (not shown), an imaging section (not shown), a pair of optical members 753 , a frame 757 and a pair of nose pads 758 .
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display panel 751 . Therefore, the electronic device can display images with extremely high definition.
  • Each of the electronic devices 700A and 700B can project an image displayed on the display panel 751 onto the display area 756 of the optical member 753 . Since the optical member 753 has translucency, the user can see the image displayed in the display area 756 superimposed on the transmitted image visually recognized through the optical member 753 . Therefore, the electronic device 700A and the electronic device 700B are electronic devices capable of AR display.
  • the electronic device 700A and the electronic device 700B may be provided with a camera capable of capturing an image of the front as an imaging unit. Further, the electronic devices 700A and 700B each include an acceleration sensor such as a gyro sensor to detect the orientation of the user's head and display an image corresponding to the orientation in the display area 756. You can also
  • the communication unit has a wireless communication device, and can supply a video signal or the like by the wireless communication device.
  • a connector to which a cable to which a video signal and a power supply potential are supplied may be provided.
  • the electronic device 700A and the electronic device 700B are provided with batteries, and can be charged wirelessly and/or wiredly.
  • the housing 721 may be provided with a touch sensor module.
  • the touch sensor module has a function of detecting that the outer surface of the housing 721 is touched.
  • the touch sensor module can detect a user's tap operation or slide operation and execute various processes. For example, it is possible to perform processing such as pausing or resuming a moving image by a tap operation, and fast-forward or fast-reverse processing can be performed by a slide operation. Further, by providing a touch sensor module for each of the two housings 721, the range of operations can be expanded.
  • Various touch sensors can be applied as the touch sensor module.
  • various methods such as a capacitance method, a resistive film method, an infrared method, an electromagnetic induction method, a surface acoustic wave method, and an optical method can be adopted.
  • a photoelectric conversion device (also referred to as a photoelectric conversion element) can be used as a light receiving device (also referred to as a light receiving element).
  • a light receiving device also referred to as a light receiving element.
  • an inorganic semiconductor and an organic semiconductor can be used for the active layer of the photoelectric conversion device.
  • Electronic device 800A shown in FIG. 21A and electronic device 800B shown in FIG. It has a pair of imaging units 825 and a pair of lenses 832 .
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 820 . Therefore, the electronic device can display images with extremely high definition. This allows the user to feel a high sense of immersion.
  • the display unit 820 is provided inside the housing 821 at a position where it can be viewed through the lens 832 . By displaying different images on the pair of display portions 820, three-dimensional display using parallax can be performed.
  • Each of the electronic device 800A and the electronic device 800B can be said to be an electronic device for VR.
  • a user wearing electronic device 800 ⁇ /b>A or electronic device 800 ⁇ /b>B can view an image displayed on display unit 820 through lens 832 .
  • the electronic device 800A and the electronic device 800B each have a mechanism that can adjust the left and right positions of the lens 832 and the display unit 820 so that they are optimally positioned according to the position of the user's eyes. preferably. Further, it is preferable to have a mechanism for adjusting focus by changing the distance between the lens 832 and the display portion 820 .
  • Mounting portion 823 allows the user to mount electronic device 800A or electronic device 800B on the head.
  • the shape is illustrated as a temple of spectacles (also referred to as a joint, a temple, etc.), but the shape is not limited to this.
  • the mounting portion 823 may be worn by the user, and may be, for example, a helmet-type or band-type shape.
  • the imaging unit 825 has a function of acquiring external information. Data acquired by the imaging unit 825 can be output to the display unit 820 . An image sensor can be used for the imaging unit 825 . Also, a plurality of cameras may be provided so as to be able to deal with a plurality of angles of view such as telephoto and wide angle.
  • a distance measuring sensor capable of measuring the distance to an object
  • the imaging unit 825 is one aspect of the detection unit.
  • the detection unit for example, an image sensor or a distance image sensor such as LIDAR (Light Detection and Ranging) can be used.
  • LIDAR Light Detection and Ranging
  • the electronic device 800A may have a vibration mechanism that functions as bone conduction earphones.
  • a vibration mechanism that functions as bone conduction earphones.
  • one or more of the display portion 820, the housing 821, and the mounting portion 823 can be provided with the vibration mechanism.
  • the user can enjoy video and audio simply by wearing the electronic device 800A without the need for separate audio equipment such as headphones, earphones, or speakers.
  • Each of the electronic device 800A and the electronic device 800B may have an input terminal.
  • the input terminal can be connected to a cable that supplies a video signal from a video output device or the like, power for charging a battery provided in the electronic device, or the like.
  • An electronic device of one embodiment of the present invention may have a function of wirelessly communicating with the earphone 750 .
  • Earphone 750 has a communication unit (not shown) and has a wireless communication function.
  • the earphone 750 can receive information (eg, audio data) from the electronic device by wireless communication function.
  • electronic device 700A shown in FIG. 20A has a function of transmitting information to earphone 750 by a wireless communication function.
  • electronic device 800A shown in FIG. 21A has a function of transmitting information to earphone 750 by a wireless communication function.
  • the electronic device may have an earphone section.
  • Electronic device 700B shown in FIG. 20B has earphone section 727 .
  • the earphone section 727 and the control section can be configured to be wired to each other.
  • a part of the wiring connecting the earphone section 727 and the control section may be arranged inside the housing 721 or the mounting section 723 .
  • electronic device 800B shown in FIG. 21B has earphone section 827.
  • the earphone unit 827 and the control unit 824 can be configured to be wired to each other.
  • a part of the wiring connecting the earphone section 827 and the control section 824 may be arranged inside the housing 821 or the mounting section 823 .
  • the earphone section 827 and the mounting section 823 may have magnets. Accordingly, the earphone section 827 can be fixed to the mounting section 823 by magnetic force, which is preferable because it facilitates storage.
  • the electronic device may have an audio output terminal to which earphones, headphones, or the like can be connected. Also, the electronic device may have one or both of an audio input terminal and an audio input mechanism.
  • the voice input mechanism for example, a sound collecting device such as a microphone can be used.
  • the electronic device may function as a so-called headset.
  • the electronic device of one embodiment of the present invention includes both glasses type (electronic device 700A, electronic device 700B, etc.) and goggle type (electronic device 800A, electronic device 800B, etc.). preferred.
  • the electronic device of one embodiment of the present invention can transmit information to the earphone by wire or wirelessly.
  • An electronic device 6500 illustrated in FIG. 22A is a personal digital assistant that can be used as a smart phone.
  • An electronic device 6500 includes a housing 6501, a display portion 6502, a power button 6503, a button 6504, a speaker 6505, a microphone 6506, a camera 6507, a light source 6508, and the like.
  • a display portion 6502 has a touch panel function.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 6502 .
  • FIG. 22B is a schematic cross-sectional view including the end of the housing 6501 on the microphone 6506 side.
  • a light-transmitting protective member 6510 is provided on the display surface side of the housing 6501, and a display panel 6511, an optical member 6512, a touch sensor panel 6513, and a printer are placed in a space surrounded by the housing 6501 and the protective member 6510.
  • a substrate 6517, a battery 6518, and the like are arranged.
  • a display panel 6511, an optical member 6512, and a touch sensor panel 6513 are fixed to the protective member 6510 with an adhesive layer (not shown).
  • a portion of the display panel 6511 is folded back in a region outside the display portion 6502, and the FPC 6515 is connected to the folded portion.
  • An IC6516 is mounted on the FPC6515.
  • the FPC 6515 is connected to terminals provided on the printed circuit board 6517 .
  • the flexible display of one embodiment of the present invention can be applied to the display panel 6511 . Therefore, an extremely lightweight electronic device can be realized. In addition, since the display panel 6511 is extremely thin, the thickness of the electronic device can be reduced and the large-capacity battery 6518 can be mounted. In addition, by folding back part of the display panel 6511 and arranging a connection portion with the FPC 6515 on the back side of the pixel portion, an electronic device with a narrow frame can be realized.
  • FIG. 23A shows an example of a television device.
  • a television set 7100 has a display portion 7000 incorporated in a housing 7101 .
  • a configuration in which a housing 7101 is supported by a stand 7103 is shown.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 7000 .
  • the operation of the television apparatus 7100 shown in FIG. 23A can be performed by operation switches included in the housing 7101 and a separate remote controller 7111 .
  • the display portion 7000 may be provided with a touch sensor, and the television device 7100 may be operated by touching the display portion 7000 with a finger or the like.
  • the remote controller 7111 may have a display section for displaying information output from the remote controller 7111 .
  • a channel and a volume can be operated with operation keys or a touch panel provided in the remote controller 7111 , and an image displayed on the display portion 7000 can be operated.
  • the television device 7100 is configured to include a receiver, a modem, and the like.
  • the receiver can receive general television broadcasts. Also, by connecting to a wired or wireless communication network via a modem, one-way (from the sender to the receiver) or two-way (between the sender and the receiver, or between the receivers, etc.) information communication is performed. is also possible.
  • FIG. 23B shows an example of a notebook personal computer.
  • a notebook personal computer 7200 has a housing 7211, a keyboard 7212, a pointing device 7213, an external connection port 7214, and the like.
  • the display portion 7000 is incorporated in the housing 7211 .
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 7000 .
  • 23C and 23D show an example of digital signage.
  • a digital signage 7300 illustrated in FIG. 23C includes a housing 7301, a display portion 7000, speakers 7303, and the like. Furthermore, it can have an LED lamp, an operation key (including a power switch or an operation switch), connection terminals, various sensors, a microphone, and the like.
  • FIG. 23D is a digital signage 7400 mounted on a cylindrical post 7401.
  • FIG. A digital signage 7400 has a display section 7000 provided along the curved surface of a pillar 7401 .
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 7000 in FIGS. 23C and 23D.
  • the display portion 7000 As the display portion 7000 is wider, the amount of information that can be provided at one time can be increased. In addition, the wider the display unit 7000, the more conspicuous it is, and the more effective the advertisement can be, for example.
  • a touch panel By applying a touch panel to the display portion 7000, not only an image or a moving image can be displayed on the display portion 7000 but also the user can intuitively operate the display portion 7000, which is preferable. Further, when used for providing information such as route information or traffic information, usability can be enhanced by intuitive operation.
  • the digital signage 7300 or the digital signage 7400 is preferably capable of cooperating with an information terminal 7311 or information terminal 7411 such as a smartphone possessed by the user through wireless communication.
  • advertisement information displayed on the display unit 7000 can be displayed on the screen of the information terminal 7311 or the information terminal 7411 .
  • display on the display portion 7000 can be switched.
  • the digital signage 7300 or the digital signage 7400 can execute a game using the screen of the information terminal 7311 or 7411 as an operation means (controller). This allows an unspecified number of users to simultaneously participate in and enjoy the game.
  • the electronic device shown in FIGS. 24A to 24F includes a housing 9000, a display unit 9001, a speaker 9003, operation keys 9005 (including a power switch or an operation switch), connection terminals 9006, sensors 9007 (force, displacement, position, speed , acceleration, angular velocity, number of rotations, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical substances, sound, time, hardness, electric field, current, voltage, power, radiation, flow rate, humidity, gradient, vibration, smell, or infrared rays function), a microphone 9008, and the like.
  • the electronic device shown in FIGS. 24A-24F has various functions. For example, a function to display various information (still images, moving images, text images, etc.) on the display unit, a touch panel function, a calendar, a function to display the date or time, a function to control processing by various software (programs), It can have a wireless communication function, a function of reading and processing programs or data recorded on a recording medium, and the like. Note that the functions of the electronic device are not limited to these, and can have various functions.
  • the electronic device may have a plurality of display units.
  • the electronic device is equipped with a camera, etc., and has the function of capturing still images or moving images and storing them in a recording medium (external or built into the camera), or the function of displaying the captured image on the display unit, etc. good.
  • FIG. 24A is a perspective view showing a mobile information terminal 9101.
  • the mobile information terminal 9101 can be used as a smart phone, for example.
  • the portable information terminal 9101 may be provided with a speaker 9003, a connection terminal 9006, a sensor 9007, and the like.
  • the mobile information terminal 9101 can display text and image information on its multiple surfaces.
  • FIG. 24A shows an example in which three icons 9050 are displayed.
  • Information 9051 indicated by a dashed rectangle can also be displayed on another surface of the display portion 9001 . Examples of the information 9051 include notification of incoming e-mail, SNS, telephone call, title of e-mail or SNS, sender name, date and time, remaining battery power, radio wave intensity, and the like.
  • an icon 9050 or the like may be displayed at the position where the information 9051 is displayed.
  • FIG. 24B is a perspective view showing the mobile information terminal 9102.
  • the portable information terminal 9102 has a function of displaying information on three or more sides of the display portion 9001 .
  • information 9052, information 9053, and information 9054 are displayed on different surfaces.
  • the user can check the information 9053 displayed at a position where the mobile information terminal 9102 can be viewed from above the mobile information terminal 9102 while the mobile information terminal 9102 is stored in the chest pocket of the clothes.
  • the user can confirm the display without taking out the portable information terminal 9102 from the pocket, and can determine, for example, whether or not to receive a call.
  • FIG. 24C is a perspective view showing a wristwatch-type personal digital assistant 9200.
  • the mobile information terminal 9200 can be used as a smart watch (registered trademark), for example.
  • the display portion 9001 has a curved display surface, and display can be performed along the curved display surface.
  • the mobile information terminal 9200 can also make hands-free calls by mutual communication with a headset capable of wireless communication, for example.
  • the portable information terminal 9200 can transmit data to and from another information terminal through the connection terminal 9006 and can be charged. Note that the charging operation may be performed by wireless power supply.
  • FIG. 24D to 24F are perspective views showing a foldable personal digital assistant 9201.
  • FIG. 24D is a state in which the mobile information terminal 9201 is unfolded
  • FIG. 24F is a state in which it is folded
  • FIG. 24E is a perspective view in the middle of changing from one of FIGS. 24D and 24F to the other.
  • the portable information terminal 9201 has excellent portability in the folded state, and has excellent display visibility due to a seamless wide display area in the unfolded state.
  • a display portion 9001 included in the portable information terminal 9201 is supported by three housings 9000 connected by hinges 9055 .
  • the display portion 9001 can be bent with a curvature radius of 0.1 mm or more and 150 mm or less.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

高精細または高解像度の表示装置を提供する。 第1の発光素子と、第2の発光素子と、側壁と、を有する表示装置。第1及び第2の発光素子は、それぞれ画素電極と、画素電極上の第1の発光層と、第1の発光層上の中間層と、中間層上の第2の発光層と、第2の発光層上の共通電極と、を有する。つまり、第1及び第2の発光素子は、タンデム構造とすることができる。画素電極、第1の発光層、中間層、及び第2の発光層は、発光素子ごとに分離して設けられる。第1の発光素子と第2の発光素子は隣接し、第1の発光素子と第2の発光素子の間に側壁が設けられる。側壁は、画素電極の側面の少なくとも一部を覆うように設けられる。

Description

表示装置、表示装置の作製方法、表示モジュール、及び電子機器
本発明の一態様は、表示装置、及びその作製方法に関する。また、本発明の一態様は、表示モジュール、及び電子機器に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置(例えば、タッチセンサなど)、入出力装置(例えば、タッチパネルなど)、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法を一例として挙げることができる。
近年、表示装置は様々な用途への応用が期待されている。例えば、大型の表示装置の用途としては、家庭用のテレビジョン装置(テレビまたはテレビジョン受信機ともいう)、デジタルサイネージ(Digital Signage:電子看板)、及び、PID(Public Information Display)等が挙げられる。また、携帯情報端末として、タッチパネルを備えるスマートフォン及びタブレット端末などの開発が進められている。
また、表示装置の高精細化が求められている。高精細な表示装置が要求される機器として、例えば、仮想現実(VR:Virtual Reality)、拡張現実(AR:Augmented Reality)、代替現実(SR:Substitutional Reality)、及び、複合現実(MR:Mixed Reality)向けの機器が、盛んに開発されている。
表示装置としては、例えば、発光素子を有する発光装置が開発されている。エレクトロルミネッセンス(Electroluminescence、以下ELと記す)現象を利用した発光素子(発光デバイス、EL素子、又はELデバイスともいう)は、薄型軽量化が容易である、入力信号に対し高速に応答可能である、直流定電圧電源を用いて駆動可能である等の特徴を有し、表示装置に応用されている。
特許文献1には、有機EL素子(有機ELデバイスともいう)を用いた、VR向けの表示装置が開示されている。
国際公開第2018/087625号
複数の有機EL素子を有する表示装置を作製する場合、有機EL素子が有する発光層は島状に形成する、つまり有機EL素子ごとに分離することが好ましい。これにより、例えば全ての有機EL素子が、白色光等の同一の色の光を発する場合において、隣接する2つの発光ユニットに共通して設けられる層、例えば正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、及び中間層(電荷発生層)のいずれか一又は複数の層等を介して、隣接する2つの発光ユニットの間に電流が流れることを抑制できる。よって、有機EL素子の意図しない発光(クロストークともいう)を抑制できる。したがって、表示装置に表示される画像のコントラストを高めることができ、表示品位の高い表示装置を実現できる。
発光層を島状に形成する場合、例えばメタルマスク(シャドーマスクともいう)を用いた真空蒸着法を用いる。しかし、蒸着の際に、層の輪郭がぼやけて、端部の厚さが薄くなることがある。つまり、島状の発光層は場所によって厚さにばらつきが生じることがある。また、大型、高解像度、または高精細な表示装置を作製する場合、メタルマスクの寸法精度の低さ、及び、熱等による変形により、歩留まりが低くなる懸念がある。
また、メタルマスクを用いた真空蒸着法を用いて表示装置を作製する場合、製造装置が複数ライン必要となるといった課題がある。例えば、定期的にメタルマスクを洗浄する必要があるため、少なくとも2ライン以上の製造装置を準備し、一方の製造装置をメンテナンス中に他方の製造装置を用いて製造する必要があるため、量産を考慮すると、製造装置が複数ライン必要となる。したがって、製造装置を導入するための初期投資が非常に大きくなるといった課題がある。
本発明の一態様は、高精細な表示装置を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、高解像度の表示装置を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、大型の表示装置を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、信頼性の高い表示装置を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、低価格な表示装置を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、新規な表示装置を提供することを課題の一つとする。
本発明の一態様は、高精細な表示装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、高解像度の表示装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、大型の表示装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、信頼性の高い表示装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、歩留まりの高い表示装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。本発明の一態様は、新規な表示装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様は、第1の発光素子と、第2の発光素子と、第1の側壁と、第2の側壁と、を有し、第1の発光素子は、第1の画素電極と、第1の画素電極上の第1の発光層と、第1の発光層上の第1の中間層と、第1の中間層上の第2の発光層と、第2の発光層上の共通電極と、を有し、第2の発光素子は、第2の画素電極と、第2の画素電極上の第3の発光層と、第3の発光層上の第2の中間層と、第2の中間層上の第4の発光層と、第4の発光層上の共通電極と、を有し、第1の発光素子と、第2の発光素子と、は隣接し、第1の側壁は、第1の画素電極の側面の少なくとも一部を覆い、第2の側壁は、第2の画素電極の側面の少なくとも一部を覆う表示装置である。
又は、上記態様において、第1の側壁と、第2の側壁と、の間に空隙を有してもよい。
又は、本発明の一態様は、第1の発光素子と、第2の発光素子と、第1の側壁と、第2の側壁と、第3の側壁と、第4の側壁と、を有し、第1の発光素子は、第1の画素電極と、第1の画素電極上の第1の発光層と、第1の発光層上の第1の中間層と、第1の中間層上の第2の発光層と、第2の発光層上の共通電極と、を有し、第2の発光素子は、第2の画素電極と、第2の画素電極上の第3の発光層と、第3の発光層上の第2の中間層と、第2の中間層上の第4の発光層と、第4の発光層上の共通電極と、を有し、第1の発光素子と、第2の発光素子と、は隣接し、第1の側壁は、第1の画素電極の側面、第1及び第2の発光層の側面、及び第1の中間層の側面の、少なくとも一部を覆い、第2の側壁は、第1の側壁の側面の少なくとも一部を覆い、第3の側壁は、第2の画素電極の側面、第3及び第4の発光層の側面、及び第2の中間層の側面の、少なくとも一部を覆い、第4の側壁は、第3の側壁の側面の少なくとも一部を覆う表示装置である。
又は、上記態様において、第2の側壁と、第4の側壁と、の間に空隙を有してもよい。
又は、上記態様において、第2の側壁は、第1の側壁の上面の少なくとも一部を覆い、第4の側壁は、第3の側壁の上面の少なくとも一部を覆ってもよい。
又は、上記態様において、共通電極上に、保護層を有し、第1の発光層、及び第2の発光層と重なる領域を有するように、保護層上に第1の着色層を有し、第3の発光層、及び第4の発光層と重なる領域を有するように、保護層上に第2の着色層を有し、第1の着色層と、第2の着色層と、は異なる色の光を透過する機能を有し、第1の発光層と、第3の発光層と、は同一の色の光を発する機能を有し、第2の発光層と、第4の発光層と、は同一の色の光を発する機能を有してもよい。
又は、上記態様において、第2及び第4の発光層と、共通電極と、の間に共通層を有し、共通層は、第1及び第2の発光素子において、電子注入層又は正孔注入層の一方としての機能を有してもよい。
又は、上記態様において、第1の画素電極、及び第2の画素電極は、絶縁層上に設けられ、絶縁層は、第1の画素電極と重なる領域に第1の凸部を有し、絶縁層は、第2の画素電極と重なる領域に第2の凸部を有してもよい。
本発明の一態様の表示装置と、コネクタ及び集積回路のうち少なくとも一方と、を有する、表示モジュールも、本発明の一態様である。
本発明の一態様の表示モジュールと、筐体、バッテリ、カメラ、スピーカ、及びマイクのうち少なくとも一つと、を有する電子機器も、本発明の一態様である。
又は、本発明の一態様は、絶縁層を形成し、絶縁層上に導電膜、第1の発光膜、中間膜、第2の発光膜、及び犠牲膜を順に成膜し、犠牲膜、第2の発光膜、中間膜、第1の発光膜、及び導電膜をエッチングして、絶縁層上の第1の画素電極、及び第2の画素電極と、第1の画素電極上の第1の発光層、及び第2の画素電極上の第2の発光層と、第1の発光層上の第1の中間層、及び第2の発光層上の第2の中間層と、第1の中間層上の第3の発光層、及び第2の中間層上の第4の発光層と、第3の発光層上の第1の犠牲層、及び第4の発光層上の第2の犠牲層と、を形成し、第1及び第2の画素電極の側面と、第1乃至第4の発光層の側面と、第1及び第2の中間層の側面と、第1及び第2の犠牲層の側面及び上面と、の少なくとも一部を覆う絶縁膜を成膜し、絶縁膜をエッチングして、第1の画素電極の側面の少なくとも一部を覆う第1の側壁と、第2の画素電極の側面の少なくとも一部を覆う第2の側壁と、を形成し、第1の犠牲層、及び第2の犠牲層を除去し、第3の発光層上、及び第4の発光層上に共通電極を形成する表示装置の作製方法である。
又は、本発明の一態様は、絶縁層を形成し、絶縁層上に導電膜、第1の発光膜、中間膜、第2の発光膜、及び犠牲膜を順に成膜し、犠牲膜、第2の発光膜、中間膜、第1の発光膜、及び導電膜をエッチングして、絶縁層上の第1の画素電極、及び第2の画素電極と、第1の画素電極上の第1の発光層、及び第2の画素電極上の第2の発光層と、第1の発光層上の第1の中間層、及び第2の発光層上の第2の中間層と、第1の中間層上の第3の発光層、及び第2の中間層上の第4の発光層と、第3の発光層上の第1の犠牲層、及び第4の発光層上の第2の犠牲層と、を形成し、第1及び第2の画素電極の側面と、第1乃至第4の発光層の側面と、第1及び第2の中間層の側面と、第1及び第2の犠牲層の側面及び上面と、の少なくとも一部を覆う第1の絶縁膜を成膜し、第1の絶縁膜上に第2の絶縁膜を成膜し、第1の絶縁膜、及び第2の絶縁膜をエッチングして、第1の画素電極の側面の少なくとも一部を覆う第1の側壁と、第2の画素電極の側面の少なくとも一部を覆う第2の側壁と、第1の側壁の側面の少なくとも一部を覆う第3の側壁と、第2の側壁の側面の少なくとも一部を覆う第4の側壁と、を形成し、第1の犠牲層、及び第2の犠牲層を除去し、第3の発光層上、及び第4の発光層上に共通電極を形成する表示装置の作製方法である。
又は、上記態様において、第1の犠牲層、及び第2の犠牲層をマスクに用いて、導電膜をエッチングしてもよい。
又は、上記態様において、共通電極上に、保護層を形成し、第1及び第3の発光層と重なる領域を有する第1の着色層と、第2及び第4の発光層と重なる領域を有する第2の着色層と、を保護層上に形成し、第1の着色層と、第2の着色層と、は異なる色の光を透過する機能を有してもよい。
又は、上記態様において、第1の犠牲層、及び第2の犠牲層を除去した後、第3の発光層上、及び第4の発光層上に、電子注入層又は正孔注入層の一方としての機能を有する共通層を形成し、共通層上に、共通電極を形成してもよい。
又は、上記態様において、導電膜のエッチング工程において、絶縁層に凹部を形成してもよい。
本発明の一態様により、高精細な表示装置を提供することができる。本発明の一態様により、高解像度の表示装置を提供することができる。本発明の一態様により、大型の表示装置を提供することができる。本発明の一態様により、信頼性の高い表示装置を提供することができる。本発明の一態様により、低価格な表示装置を提供することができる。本発明の一態様により、新規な表示装置を提供することができる。
本発明の一態様により、高精細な表示装置の作製方法を提供することができる。本発明の一態様により、高解像度の表示装置の作製方法を提供することができる。本発明の一態様により、大型の表示装置の作製方法を提供することができる。本発明の一態様により、信頼性の高い表示装置の作製方法を提供することができる。本発明の一態様により、歩留まりの高い表示装置の作製方法を提供することができる。本発明の一態様により、新規な表示装置の作製方法を提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
図1は、表示装置の構成例を示す上面図である。
図2A乃至図2Eは、表示装置の構成例を示す上面図である。
図3A及び図3Bは、表示装置の構成例を示す断面図である。図3Cは、発光ユニットの構成例を示す断面図である。
図4A及び図4Bは、表示装置の構成例を示す断面図である。図4Cは、発光ユニットの構成例を示す断面図である。
図5A及び図5Bは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図6A及び図6Bは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図7A及び図7Bは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図8は、表示装置の構成例を示す上面図である。
図9A及び図9Bは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図10A乃至図10Fは、表示装置の構成例を示す上面図である。
図11A乃至図11Eは、表示装置の作製方法の一例を示す上面図である。
図12A乃至図12Eは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図13A及び図13Bは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図14A及び図14Bは、表示モジュールの構成例を示す斜視図である。
図15は、表示装置の構成例を示す断面図である。
図16は、表示装置の構成例を示す断面図である。
図17は、表示装置の構成例を示す断面図である。
図18は、表示装置の構成例を示す断面図である。
図19は、表示装置の構成例を示す断面図である。
図20A及び図20Bは、電子機器の一例を示す図である。
図21A及び図21Bは、電子機器の一例を示す図である。
図22A及び図22Bは、電子機器の一例を示す図である。
図23A乃至図23Dは、電子機器の一例を示す図である。
図24A乃至図24Fは、電子機器の一例を示す図である。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
また、図面において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、又は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能である。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能である。
本明細書等において、メタルマスク、又はFMM(ファインメタルマスク、高精細なメタルマスク)を用いて作製されるデバイスをMM(メタルマスク)構造のデバイスと呼称する場合がある。また、本明細書等において、メタルマスク、又はFMMを用いることなく作製されるデバイスをMML(メタルマスクレス)構造のデバイスと呼称する場合がある。
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置とその作製方法について図面を用いて説明する。
本発明の一態様の表示装置の作製方法では、まず、絶縁層上に導電膜を形成する。次に、導電膜上に、第1の発光膜を有する第1の層を一面に形成する。次に、第1の層上に中間膜を成膜する。次に、中間膜上に、第2の発光膜を有する第2の層を一面に形成する。その後、第2の層上に犠牲膜を成膜する。
次に、犠牲膜上に、フォトリソグラフィ法等を用いてレジストマスクを形成する。その後、レジストマスクを用いて犠牲膜、第2の層、中間膜、第1の層、及び導電膜をエッチングする。これにより、絶縁層上の第1の画素電極と、第1の画素電極上の第1の発光ユニットと、第1の発光ユニット上の第1の中間層と、第1の中間層上の第2の発光ユニットと、第2の発光ユニット上の第1の犠牲層と、を島状に形成する。また、絶縁層上の第2の画素電極と、第2の画素電極上の第3の発光ユニットと、第3の発光ユニット上の第2の中間層と、第2の中間層上の第4の発光ユニットと、第4の発光ユニット上の第2の犠牲層と、を島状に形成する。第1乃至第4の発光ユニットは、第1乃至第4の発光層をそれぞれ有する。
このように、本発明の一態様の表示装置の作製方法では、島状の発光ユニット等は、メタルマスクのパターンによって形成されるのではなく、フォトリソグラフィ法等を用いて形成される。したがって、これまで実現が困難であった高精細な表示装置または高開口率の表示装置を実現することができる。また、発光ユニットを島状に形成できるため、コントラストが高く、表示品位の高い表示装置を実現できる。さらに、発光ユニット上に犠牲層を設けることで、表示装置の作製工程中に発光ユニットが受けるダメージを低減できる。これにより、信頼性が高い表示装置を実現できる。
隣り合う発光素子の距離について、例えばメタルマスクを用いた形成方法では10μm未満にすることは困難であるが、上記方法によれば、3μm以下、2μm以下、または、1μm以下にまで狭めることができる。
また、発光ユニット自体のパターンについても、メタルマスクを用いた場合に比べて極めて小さくすることができる。また、例えば発光ユニットの形成にメタルマスクを用いた場合では、パターンの中央と端で厚さのばらつきが生じるため、パターン全体の面積に対して、発光領域として使用できる有効な面積は小さくなる。一方、上記作製方法では、均一な厚さに成膜した膜をエッチングするため、島状の発光層等を均一の厚さで形成することができる。したがって、微細なパターンであっても、そのほぼ全域を発光領域として用いることができる。そのため、高い精細度と高い開口率を兼ね備えた表示装置を作製することができる。
上記のように、本発明の一態様の表示装置において発光素子は、中間層を介して2つ以上の発光ユニットが積層される構成を有する。つまり、本発明の一態様の表示装置が有する発光素子は、タンデム構造とすることができる。タンデム構造の発光素子では、例えば積層される2つの発光ユニットが発する光の色を、補色の関係とすることにより、発光素子が白色の光を発することができる。よって、発光素子と重なる領域に着色層を設けることで、本発明の一態様の表示装置は、例えばフルカラー表示を行うことができる。
ここで、第1乃至第4の発光ユニットは、それぞれ、少なくとも発光層を含み、好ましくは複数の層からなる。具体的には、発光層上に1層以上の層を有することが好ましい。発光層と犠牲層との間に他の層を有することで、表示装置の作製工程中に発光層が最表面に露出することを抑制し、発光層が受けるダメージを低減することができる。これにより、発光素子の信頼性を高めることができる。例えば、第1乃至第4の発光ユニットは、それぞれ、発光層の他、発光層上のキャリア輸送層を有することが好ましい。
なお、発光素子を構成する全ての層を島状に形成する必要はない。本発明の一態様の表示装置の作製方法では、発光素子を構成する一部の層を島状に形成した後、犠牲層を除去し、発光素子を構成する残りの層と、共通電極(上部電極ともいう。)と、を各発光素子に共通して形成する。例えば、キャリア注入層と、共通電極と、を各発光素子に共通して形成することができる。
一方で、キャリア注入層は、発光素子の中では、比較的導電性が高い層であることが多い。そのため、キャリア注入層が、島状に形成された層の側面に接することで、発光素子がショートする恐れがある。なお、キャリア注入層を島状に設け、共通電極を発光素子間で共通して形成する場合についても、共通電極と、発光ユニットの側面、または、画素電極の側面とが接することで、発光素子がショートする恐れがある。
そこで、本発明の一態様の表示装置には、島状に形成された層の側面を覆う、側壁(サイドウォール、側壁保護層、サイドウォール絶縁膜、絶縁層などともいう)を設ける。
これにより、島状に形成された層が、キャリア注入層または共通電極と接することを抑制できる。したがって、発光素子のショートを抑制し、発光素子の信頼性を高めることができる。
[表示装置の構成例]
図1は、本発明の一態様の表示装置である、表示装置100の構成例を示す上面図である。表示装置100は、複数の画素110がマトリクス状に配置された表示部と、表示部の外側の接続部140と、を有する。1つの画素110は、副画素110a、副画素110b、及び副画素110cの、3つの副画素から構成される。
図1では、異なる色の副画素がX方向に並べて配置されており、同じ色の副画素が、Y方向に並べて配置されている例を示す。なお、異なる色の副画素がY方向に並べて配置され、同じ色の副画素が、X方向に並べて配置されていてもよい。
図1では、上面視で、接続部140が表示部の下側に位置する例を示すが、特に限定されない。接続部140は、上面視で、表示部の上側、右側、左側、下側の少なくとも一箇所に設けられていればよく、表示部の四辺を囲むように設けられていてもよい。また、接続部140は、単数であっても複数であってもよい。
図1に示す表示装置100では、副画素110a、副画素110b、及び副画素110cの配列として、ストライプ配列が適用されている。ここで、副画素の配列は、ストライプ配列に限らない。例えば、Sストライプ配列、マトリクス配列、デルタ配列、ベイヤー配列、ペンタイル配列等を適用することができる。
また、副画素の上面形状としては、例えば、三角形、四角形(長方形、正方形を含む)、五角形などの多角形、これら多角形の角が丸い形状、楕円形、または円形などが挙げられる。ここで、副画素の上面形状は、発光素子の発光領域の上面形状に相当する。
図2A乃至図2Cは、画素110の構成例を示す上面図であり、図1に示す画素110の変形例である。図2Aに示す画素110には、Sストライプ配列が適用されている。図2Aに示す画素110は、副画素110a、副画素110b、及び副画素110cの、3つの副画素から構成される。例えば、副画素110aを青色の副画素とし、副画素110bを赤色の副画素とし、副画素110cを緑色の副画素としてもよい。
図2Bに示す画素110は、角が丸い略台形の上面形状を有する副画素110aと、角が丸い略三角形の上面形状を有する副画素110bと、角が丸い略四角形または略六角形の上面形状を有する副画素110cと、を有する。また、副画素110aは、副画素110bよりも発光面積が広い。このように、各副画素の形状及びサイズはそれぞれ独立に決定することができる。例えば、信頼性の高い発光素子を有する副画素ほど、サイズを小さくすることができる。例えば、副画素110aを緑色の副画素とし、副画素110bを赤色の副画素とし、副画素110cを青色の副画素としてもよい。
図2Cに示す画素125a、及び画素125bには、ペンタイル配列が適用されている。図2Cでは、副画素110a及び副画素110bを有する画素125aと、副画素110b及び副画素110cを有する画素125bと、が交互に配置されている例を示す。例えば、副画素110aを青色の副画素とし、副画素110bを緑色の副画素とし、副画素110cを赤色の副画素としてもよい。
図2D、及び図2Eは、画素125a、及び画素125bの構成例を示す上面図である。表示装置100は、画素110ではなく、複数の画素125a、及び画素125bがマトリクス状に配列される構成としてもよい。
図2D、及び図2Eに示す画素125a、及び画素125bは、デルタ配列が適用されている。画素125aは上の行(1行目)に、2つの副画素(副画素110a、及び副画素110b)を有し、下の行(2行目)に、1つの副画素(副画素110c)を有する。画素125bは上の行(1行目)に、1つの副画素(副画素110c)を有し、下の行(2行目)に、2つの副画素(副画素110a、及び副画素110b)を有する。
図2Dは、各副画素が、角が丸い略四角形の上面形状を有する例であり、図2Eは、各副画素が、円形の上面形状を有する例である。
フォトリソグラフィ法では、エッチングするパターンが微細になるほど、光の回折の影響を無視できなくなるため、露光によりフォトマスクのパターンを転写する際に忠実性が損なわれ、レジストマスクを所望の形状にエッチングすることが困難になる。そのため、フォトマスクのパターンが矩形であっても、角が丸まったパターンが形成されやすい。したがって、副画素の上面形状が、多角形の角が丸い形状、楕円形、または円形などになることがある。
さらに、本発明の一態様の表示装置の作製方法では、発光層を有する発光ユニット等を、レジストマスクを用いて島状にエッチングする。発光ユニット上に形成したレジスト膜は、発光ユニット等の耐熱温度よりも低い温度で硬化する必要がある。そのため、発光ユニット等の材料の耐熱温度及びレジスト材料の硬化温度によっては、レジスト膜の硬化が不十分になる場合がある。硬化が不十分なレジスト膜は、エッチング時に所望の形状から離れた形状をとることがある。その結果、発光ユニット等の上面形状が、多角形の角が丸い形状、楕円形、または円形などになることがある。例えば、上面形状が正方形のレジストマスクを形成しようとした場合に、円形の上面形状のレジストマスクが形成され、発光ユニット等の上面形状が円形になることがある。
なお、発光ユニット等の上面形状を所望の形状とするために、設計パターンと転写パターンが一致するように、あらかじめマスクパターンを補正する技術(OPC(Optical Proximity Correction:光近接効果補正)技術)を用いてもよい。具体的には、OPC技術では、マスクパターン上の図形コーナー部などに補正用のパターンを追加する。
本発明の一態様の表示装置は、発光素子が形成されている基板とは反対方向に光を射出する上面射出型(トップエミッション型)、発光素子が形成されている基板側に光を射出する下面射出型(ボトムエミッション型)、両面に光を射出する両面射出型(デュアルエミッション型)のいずれであってもよい。
図3Aは、図1における一点鎖線X1−X2間の構成例を示す断面図である。
図3Aに示すように、表示装置100は、トランジスタを含む層101上に、発光素子130が設けられ、これらの発光素子を覆うように保護層131、及び保護層132が設けられている。保護層132上には、着色層133(着色層133a、着色層133b、及び着色層133c)が設けられる。着色層133上には、樹脂層119によって基板120が貼り合わされている。また、隣り合う発光素子130の間の領域には、側壁121が設けられている。
トランジスタを含む層101には、例えば、基板に複数のトランジスタが設けられ、これらのトランジスタを覆うように絶縁層が設けられた積層構造を適用することができる。トランジスタを含む層101は、隣り合う発光素子130の間に凹部を有していてもよい。つまり、トランジスタを含む層101は、発光素子130と重なる領域に凸部を有していてもよい。例えば、トランジスタを含む層101の最表面に位置する絶縁層に、上記凹部、及び上記凸部が設けられていてもよい。トランジスタを含む層101の構成例は、実施の形態2で後述する。
発光素子130は、例えば白色光を発する機能を有する。本明細書等において、白色光を発する機能を有する発光素子を、白色発光素子という場合がある。白色発光素子を有する表示装置は、着色層(カラーフィルタともいう)と組み合わせることで、フルカラー表示を行うことができる。
発光素子130は、一対の電極間に発光ユニットを有する。本明細書等では、一対の電極の一方を画素電極と記し、他方を共通電極と記すことがある。
発光素子が有する一対の電極のうち、一方の電極は陽極として機能し、他方の電極は陰極として機能する。以下では、特に断りがある場合を除き、画素電極が陽極として機能し、共通電極が陰極として機能する場合を例に挙げて説明する。
発光素子130は、トランジスタを含む層101上の画素電極111と、画素電極111上の発光ユニット112_1と、発光ユニット112_1上の中間層113と、中間層113上の発光ユニット112_2と、発光ユニット112_2上の共通層114と、共通層114上の共通電極115と、を有する。ここで、共通層114は、例えば電子注入性が高い物資を含む層(電子注入層)を有することができる。なお、画素電極111が陰極として機能し、共通電極115が陽極として機能する場合は、共通層114は、例えば正孔注入層を有することができる。
画素電極111、発光ユニット112、及び中間層113は、発光素子130ごとに島状に形成される。つまり、画素電極111、発光ユニット112、及び中間層113は、発光素子130ごとに分離して設けられる。画素電極111等の形成により、トランジスタを含む層101は、画素電極111と重なる領域に凸部を有することができる。なお、発光ユニット112_1と、中間層113と、発光ユニット112_2と、をまとめて層103aということができる。
本明細書等において、異なる発光ユニット112を区別するために、_1、_2等という符号を付している。他の要素においても同様の記載をする場合がある。
画素電極111と共通電極115のうち、光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
発光素子130の一対の電極(画素電極111と共通電極115)を形成する材料としては、金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物などを適宜用いることができる。具体的には、インジウムスズ酸化物(In−Sn酸化物、ITOともいう)、In−Si−Sn酸化物(ITSOともいう)、インジウム亜鉛酸化物(In−Zn酸化物)、In−W−Zn酸化物、アルミニウム、ニッケル、及びランタンの合金(Al−Ni−La)等のアルミニウムを含む合金(アルミニウム合金)、及び、銀とパラジウムと銅の合金(Ag−Pd−Cu、APCとも記す)が挙げられる。その他、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)、インジウム(In)、スズ(Sn)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、パラジウム(Pd)、金(Au)、白金(Pt)、銀(Ag)、イットリウム(Y)、ネオジム(Nd)などの金属、及びこれらを適宜組み合わせて含む合金を用いることもできる。その他、上記例示のない元素周期表の第1族または第2族に属する元素(例えば、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr))、ユウロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)などの希土類金属及びこれらを適宜組み合わせて含む合金、グラフェン等を用いることができる。
発光素子130には、微小光共振器(マイクロキャビティ)構造が適用されていることが好ましい。したがって、発光素子130が有する一対の電極の一方は、可視光に対する透過性及び反射性を有する電極(半透過・半反射電極)を有することが好ましく、他方は、可視光に対する反射性を有する電極(反射電極)を有することが好ましい。発光素子130がマイクロキャビティ構造を有することで、発光ユニット112から得られる発光を両電極間で共振させ、発光素子130から射出される光を強めることができる。
なお、半透過・半反射電極は、反射電極と可視光に対する透過性を有する電極(透明電極ともいう)との積層構造とすることができる。
透明電極の光の透過率は、40%以上とする。例えば、発光素子130には、可視光(波長400nm以上750nm未満の光)の透過率が40%以上である電極を用いることが好ましい。半透過・半反射電極の可視光の反射率は、10%以上95%以下、好ましくは30%以上80%以下とする。反射電極の可視光の反射率は、40%以上100%以下、好ましくは70%以上100%以下とする。また、これらの電極の抵抗率は、1×10−2Ωcm以下が好ましい。
図3Bは、図1における一点鎖線Y1−Y2間の構成例を示す断面図であり、接続部140の構成例を示す断面図である。接続部140には、トランジスタを含む層101上の接続電極111Cと、接続電極111C上の共通電極115と、共通電極115上の保護層131と、保護層131上の保護層132と、保護層132上の樹脂層119と、樹脂層119上の基板120と、を有する。接続電極111Cは、共通電極115と電気的に接続される。
図3Cは、層103aの詳細な構成例を示す断面図である。発光ユニット112_1は、例えば層181と、層181上の層182と、層182上の発光層183_1と、発光層183_1上の層184と、を有する。発光ユニット112_2は、例えば中間層113上の層182と、層182上の発光層183_2と、発光層183_2上の層184と、を有する。
層181は、例えば正孔注入性の高い物質を含む層(正孔注入層)等を有する。層182は、例えば正孔輸送性の高い物質を含む層(正孔輸送層)等を有する。層184は、例えば電子輸送性の高い物質を含む層(電子輸送層)等を有する。ここで、画素電極111が陰極として機能し、共通電極115が陽極として機能する場合は、層181は電子注入層等を有する。また、層182は電子輸送層等を有する。さらに、層184は正孔輸送層等を有する。なお、発光ユニット112は、正孔ブロック性の高い物質を含む層(正孔ブロック層)を有してもよく、電子ブロック性の高い物質を含む層(電子ブロック層)を有してもよい。
なお、層182、及び層184等は、例えば発光ユニット112_1と発光ユニット112_2とで同一の構成(材料、膜厚等)であってもよく、互いに異なる構成であってもよい。
なお、図3Cにおいては、層181と、層182と、を分けて明示したがこれに限定されない。例えば、層181が正孔注入層と、正孔輸送層との双方の機能を有する構成とする場合、あるいは層181が電子注入層と、電子輸送層との双方の機能を有する構成とする場合においては、層182を省略してもよい。
発光層183_2上に層184を設けることで、表示装置100の作製工程中に、発光層183が最表面に露出することを抑制し、発光層183が受けるダメージを低減することができる。これにより、発光素子130の信頼性を高めることができる。
中間層113は、画素電極111と共通電極115との間に電圧を印加したときに、発光ユニット112_1及び発光ユニット112_2のうち、一方に電子を注入し、他方に正孔を注入する機能を有する。中間層113は、電荷発生層ということもできる。
発光層183_1が発する光の色と、発光層183_2が発する光の色と、は例えば補色の関係とすることができる。これにより、発光素子130は、全体として白色の光を発することができる。例えば、発光層183_1又は発光層183_2の一方が赤色の光、及び緑色の光を発し、発光層183_1又は発光層183_2の他方が青色の光を発することができる。又は、発光層183_1又は発光層183_2の一方が黄色の光、又は橙色の光を発し、発光層183_1又は発光層183_2の他方が青色の光を発することができる。ここで、1つの発光層183が2色以上の光を発する場合、発光層183は2層以上の積層構成とすることができる。例えば、1つの発光層183が赤色の光、及び緑色の光を発する場合、発光層183は、赤色の光を発する層と、緑色の光を発する層と、の積層構成とすることができる。
発光素子130のように、複数の発光ユニット112が中間層113を介して積層して設けられる構成を本明細書ではタンデム構造と呼ぶ。一方、一対の電極間に一つの発光ユニット112を有する構成を、シングル構造と呼ぶ。なお、タンデム構造は、例えばスタック構造ということもできる。発光素子をタンデム構造とすることで、高輝度発光が可能な発光素子とすることができる。また、タンデム構造は、シングル構造と比べて、同じ輝度を得るために必要な電流を低減できるため、表示装置の消費電力を低減し、発光素子の信頼性を高めることができる。
また、発光素子130のように、発光素子ごとに発光層を分離する構造をSBS(Side By Side)構造という場合がある。SBS構造は、発光素子ごとに材料及び構成を最適化することができるため、材料及び構成の選択の自由度が高まり、発光素子の輝度の向上、信頼性の向上を図ることが容易となる。
発光素子130は、タンデム構造であり、且つ、SBS構造であるといえる。そのため、タンデム構造のメリットと、SBS構造のメリットの両方を併せ持つことができる。なお、表示装置100は、図3Aに示すように、発光ユニット112が直列に2段形成された構造であるため、2段タンデム構造といってもよい。
ここで、発光素子130は白色発光素子とする。つまり、副画素が呈する色に応じて発光素子130が発する色を異ならせることはしない。このため、発光層183が発する色を、発光素子130ごとに異ならせなくてよい。よって、例えば全ての発光素子130が有する発光層183を、一括して形成することができる。したがって、表示装置100は、発光層183が発する色を副画素が呈する色に応じて異ならせる場合より、低コストで製造し、また歩留まりを高くすることができる。よって、表示装置100を低価格化することができる。
以下では、発光素子130の各層の具体的な例について説明する。
正孔注入層は、陽極から正孔輸送層に正孔を注入する層であり、正孔注入性の高い材料を含む層である。正孔注入性の高い材料としては、芳香族アミン化合物、及び、正孔輸送性材料とアクセプター性材料(電子受容性材料)とを含む複合材料等が挙げられる。
正孔輸送層は、正孔注入層によって、陽極から注入された正孔を発光層に輸送する層である。正孔輸送層は、正孔輸送性材料を含む層である。正孔輸送性材料としては、1×10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質が好ましい。なお、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものも用いることができる。正孔輸送性材料としては、π電子過剰型複素芳香族化合物(例えばカルバゾール誘導体、チオフェン誘導体、フラン誘導体等)、芳香族アミン(芳香族アミン骨格を有する化合物)等の正孔輸送性の高い材料が好ましい。
電子輸送層は、電子注入層によって、陰極から注入された電子を発光層に輸送する層である。電子輸送層は、電子輸送性材料を含む層である。電子輸送性材料としては、1×10−6cm/Vs以上の電子移動度を有する物質が好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものも用いることができる。電子輸送性材料としては、キノリン骨格を有する金属錯体、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール骨格を有する金属錯体、チアゾール骨格を有する金属錯体等の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、キノリン配位子を有するキノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、その他含窒素複素芳香族化合物を含むπ電子不足型複素芳香族化合物等の電子輸送性の高い材料を用いることができる。
電子注入層は、陰極から電子輸送層に電子を注入する層であり、電子注入性の高い材料を含む層である。電子注入性の高い材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はそれらの化合物を用いることができる。電子注入性の高い材料としては、電子輸送性材料とドナー性材料(電子供与性材料)とを含む複合材料を用いることもできる。
電子注入層としては、例えば、リチウム、セシウム、イッテルビウム、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF、Xは任意数)、8−(キノリノラト)リチウム(略称:Liq)、2−(2−ピリジル)フェノラトリチウム(略称:LiPP)、2−(2−ピリジル)−3−ピリジノラトリチウム(略称:LiPPy)、4−フェニル−2−(2−ピリジル)フェノラトリチウム(略称:LiPPP)、リチウム酸化物(LiO)、炭酸セシウム等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はこれらの化合物を用いることができる。また、電子注入層としては、2以上の積層構造としてもよい。当該積層構造としては、例えば、1層目にフッ化リチウムを用い、2層目にイッテルビウムを設ける構成とすることができる。
又は、上述の電子注入層としては、電子輸送性を有する材料を用いてもよい。例えば、非共有電子対を備え、電子不足型複素芳香環を有する化合物を、電子輸送性を有する材料に用いることができる。具体的には、ピリジン環、ジアジン環(ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環)、トリアジン環の少なくとも一つを有する化合物を用いることができる。
なお、非共有電子対を備える有機化合物の最低空軌道(LUMO:Lowest Unoccupied Molecular Orbital)が、−3.6eV以上−2.3eV以下であると好ましい。また、一般にCV(サイクリックボルタンメトリ)、光電子分光法、光吸収分光法、逆光電子分光法等により、有機化合物の最高被占有軌道(HOMO:Highest Occupied Molecular Orbital)準位及びLUMO準位を見積もることができる。
例えば、4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(略称:BPhen)、2,9−ビス(ナフタレン−2−イル)−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(略称:NBPhen)、ジキノキサリノ[2,3−a:2’,3’−c]フェナジン(略称:HATNA)、2,4,6−トリス[3’−(ピリジン−3−イル)ビフェニル−3−イル]−1,3,5−トリアジン(略称:TmPPPyTz)等を、非共有電子対を備える有機化合物に用いることができる。なお、NBPhenはBPhenと比較して、高いガラス転移点(Tg)を備え、耐熱性に優れる。
発光層は、発光物質を含む層である。発光層は、1種又は複数種の発光物質を有することができる。発光物質としては、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色等の発光色を呈する物質を適宜用いる。また、発光物質として、近赤外光を発する物質を用いることもできる。
発光物質としては、蛍光材料、燐光材料、TADF材料、量子ドット材料等が挙げられる。
蛍光材料としては、例えば、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体等が挙げられる。
燐光材料としては、例えば、4H−トリアゾール骨格、1H−トリアゾール骨格、イミダゾール骨格、ピリミジン骨格、ピラジン骨格、又はピリジン骨格を有する有機金属錯体(特にイリジウム錯体)、電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属錯体(特にイリジウム錯体)、白金錯体、希土類金属錯体等が挙げられる。
発光層は、発光物質(ゲスト材料)に加えて、1種又は複数種の有機化合物(ホスト材料、アシスト材料等)を有していてもよい。1種又は複数種の有機化合物としては、正孔輸送性材料及び電子輸送性材料の一方又は双方を用いることができる。また、1種又は複数種の有機化合物として、バイポーラ性材料、又はTADF材料を用いてもよい。
発光層は、例えば、燐光材料と、励起錯体を形成しやすい組み合わせである正孔輸送性材料及び電子輸送性材料と、を有することが好ましい。このような構成とすることにより、励起錯体から発光物質(燐光材料)へのエネルギー移動であるExTET(Exciplex−Triplet Energy Transfer)を用いた発光を効率よく得ることができる。発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光を得ることができる。この構成により、発光素子の高効率、低電圧駆動、長寿命を同時に実現できる。
中間層としては、例えば、リチウム等の電子注入層に適用可能な材料を好適に用いることができる。また、中間層としては、例えば、正孔注入層に適用可能な材料を好適に用いることができる。また、中間層には、正孔輸送性材料とアクセプター性材料(電子受容性材料)とを含む層を用いることができる。また、中間層には、電子輸送性材料とドナー性材料とを含む層を用いることができる。このような層を有する中間層を形成することにより、発光ユニットが積層された場合における駆動電圧の上昇を抑制できる。
画素電極111の側面の少なくとも一部は、側壁121によって覆われている。これにより、共通層114が、画素電極111の側面と接することを抑制できる。また、発光ユニット112の側面、及び中間層113の側面の少なくとも一部が、側壁121によって覆われていてもよい。これにより、共通層114が、発光ユニット112、及び中間層113のいずれかの側面と接することを抑制できる。以上により、発光素子130のショートを抑制できる。
図3A、及び図3Bには、側壁121が側壁121aと側壁121bの2層構造である例を示している。側壁121bのX方向の厚さ、及びY方向の厚さは、側壁121aのX方向の厚さ、及びY方向の厚さより厚くすることができる。また、側壁121bの端部の形状は、ラウンド状とすることができる。側壁121bの端部の形状をラウンド状とすることで、共通層114、共通電極115、及び保護層131の被覆性が高まるため好ましい。
側壁121aは、画素電極111の側面の少なくとも一部を覆う。また、側壁121aは、発光ユニット112の側面、及び中間層113、の側面の少なくとも一部を覆ってもよい。側壁121bは、側壁121aの側面、及び側壁121aの上面の少なくとも一部を覆う。
側壁121a及び側壁121bには、例えば、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、及び窒化酸化絶縁膜などの無機絶縁膜を用いることができる。酸化絶縁膜としては、酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化ゲルマニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ランタン膜、酸化ネオジム膜、酸化ハフニウム膜、及び酸化タンタル膜などが挙げられる。窒化絶縁膜としては、窒化シリコン膜及び窒化アルミニウム膜などが挙げられる。酸化窒化絶縁膜としては、酸化窒化シリコン膜、酸化窒化アルミニウム膜などが挙げられる。窒化酸化絶縁膜としては、窒化酸化シリコン膜、窒化酸化アルミニウム膜などが挙げられる。
側壁121a及び側壁121bは、例えばスパッタリング法、蒸着法、化学気相堆積(CVD:Chemical Vapor Deposition)法、原子層堆積(ALD:Atomic Layer Deposition)法などの各種成膜方法により形成することができる。特に、ALD法は被形成層に対する成膜ダメージが小さいため、発光ユニット112及び中間層113に直接形成する側壁121aは、ALD法を用いて形成することが好ましい。また、このとき、側壁121bはスパッタリング法により形成すると、生産性を高めることができるため好ましい。
例えば、側壁121aにALD法により形成した酸化アルミニウム膜を用い、側壁121bに、スパッタリング法により形成した窒化シリコン膜を用いることができる。
また、側壁121a及び側壁121bの一方または双方は、水及び酸素の少なくとも一方に対するバリア絶縁膜としての機能を有することが好ましい。または、側壁121a及び側壁121bの一方または双方は、水及び酸素の少なくとも一方の拡散を抑制する機能を有することが好ましい。または、側壁121a及び側壁121bの一方または双方は、水及び酸素の少なくとも一方を捕獲、または固着する(ゲッタリングともいう)機能を有することが好ましい。
なお、本明細書等において、バリア絶縁膜とは、バリア性を有する絶縁膜のことを示す。また、本明細書等において、バリア性とは、対応する物質の拡散を抑制する機能(透過性が低いともいう)とする。または、対応する物質を、捕獲、または固着する(ゲッタリングともいう)機能とする。
側壁121a及び側壁121bの一方または双方が、上述のバリア絶縁膜の機能、またはゲッタリング機能を有することで、外部から各発光素子に拡散しうる不純物(代表的には、水または酸素)の侵入を抑制することが可能な構成となる。当該構成とすることで、信頼性の優れた表示装置を提供することができる。
発光素子130の間(側壁121の間)の領域、及びトランジスタを含む層101の凹部には、空隙134が形成される場合がある。図3Aでは、トランジスタを含む層101と共通層114の間に空隙134が形成される例を示している。なお、隣接する発光素子130間の距離、共通層114の厚さ、共通電極115の厚さ、及び保護層131の厚さ等によっては、空隙134が形成されない場合がある。この場合、隣接する発光素子130の間は、共通層114、共通電極115、及び保護層131の少なくとも1つで充填される。また、空隙となり得る領域に、絶縁物を充填してもよい。
空隙134は、例えば、空気、窒素、酸素、二酸化炭素、及び第18族元素(代表的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン、クリプトン等)の中から選ばれるいずれか一または複数を有する。また、空隙には、例えば共通層114などの成膜時に用いる気体が含まれる場合がある。例えば、真空蒸着法により共通層114を成膜する場合、空隙は、減圧雰囲気である場合がある。なお、空隙134に気体が含まれる場合、ガスクロマトグラフィー法等により気体の同定等を行うことができる。
また、空隙134の屈折率が、側壁121の屈折率より低い場合、発光ユニット112から発せられる光が、側壁121と空隙134との界面で反射する。これにより、発光ユニット112から発せられる光が、隣接する画素(または副画素)に入射することを抑制できる。これにより、異なる色の光が混色することを抑制できるため、表示装置の表示品位を高めることができる。
また、空隙134となりうる部分に絶縁物を充填してもよい。当該絶縁物の材料としては、有機絶縁材料及び無機絶縁材料の一方または双方を用いることができる。絶縁物には、固体状物質、ゲル状物質、及び、液体状物質の少なくとも一つを用いることができる。
有機絶縁材料としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ポリシロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、及びフェノール樹脂等が挙げられる。また、樹脂層119に用いることができる各種樹脂を用いてもよい。
無機絶縁材料としては、酸化絶縁材料、窒化絶縁材料、酸化窒化絶縁材料、及び窒化酸化絶縁材料などが挙げられる。また、上記保護層131、及び保護層132に用いることができる絶縁材料を用いてもよい。
このように、側壁121を形成した後に形成する層の形状は、材料、成膜方法、及び膜厚などによって、様々であり、特に限定されない。本発明の一態様の表示装置は、側壁121を有することで、発光素子130のショートが抑制された構成である。したがって、側壁121を形成した後に形成する層の材料、成膜方法、及び膜厚の選択の幅を広げることができる。
表示装置100は、発光素子130上に保護層131、及び保護層132を有することが好ましい。保護層131、及び保護層132を設けることで、発光素子130の信頼性を高めることができる。なお、表示装置100は保護層131又は保護層132を有さなくてもよい。
保護層131、及び保護層132の導電性は問わない。保護層131、及び保護層132としては、絶縁膜、半導体膜、及び導電膜の少なくとも一種を用いることができる。
保護層131、及び保護層132が無機膜を有することで、共通電極115の酸化を抑制することができ、また発光素子130に不純物(水分、酸素など)が入り込むことを抑制できる。よって、発光素子130の劣化を抑制し、表示装置の信頼性を高めることができる。
保護層131、及び保護層132には、例えば、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、及び窒化酸化絶縁膜などの無機絶縁膜を用いることができる。酸化絶縁膜としては、酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化ゲルマニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ランタン膜、酸化ネオジム膜、酸化ハフニウム膜、及び酸化タンタル膜などが挙げられる。窒化絶縁膜としては、窒化シリコン膜及び窒化アルミニウム膜などが挙げられる。酸化窒化絶縁膜としては、酸化窒化シリコン膜、酸化窒化アルミニウム膜などが挙げられる。窒化酸化絶縁膜としては、窒化酸化シリコン膜、窒化酸化アルミニウム膜などが挙げられる。
なお、本明細書などにおいて、酸化窒化物とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い材料を指し、窒化酸化物とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を指す。
保護層131、及び保護層132は、それぞれ、窒化絶縁膜または窒化酸化絶縁膜を有することが好ましく、窒化絶縁膜を有することがより好ましい。
また、保護層131、及び保護層132には、In−Sn酸化物(ITOともいう)、In−Zn酸化物、Ga−Zn酸化物、Al−Zn酸化物、またはインジウムガリウム亜鉛酸化物(In−Ga−Zn酸化物、IGZOともいう)などを含む無機膜を用いることもできる。当該無機膜は、高抵抗であることが好ましく、具体的には、共通電極115よりも高抵抗であることが好ましい。当該無機膜は、さらに窒素を含んでいてもよい。
発光素子130の発光を、保護層131、及び保護層132を介して取り出す場合、保護層131、及び保護層132は、可視光に対する透過性が高いことが好ましい。例えば、ITO、IGZO、及び、酸化アルミニウムは、それぞれ、可視光に対する透過性が高い無機材料であるため、好ましい。
保護層131、及び保護層132としては、例えば、酸化アルミニウム膜と、酸化アルミニウム膜上の窒化シリコン膜と、の積層構造、または、酸化アルミニウム膜と、酸化アルミニウム膜上のIGZO膜と、の積層構造などを用いることができる。当該積層構造を用いることで、発光ユニット112に入り込む不純物(水、酸素など)を抑制できる。
さらに、保護層131、及び保護層132は、有機膜を有していてもよい。例えば、保護層132は、有機膜と無機膜の双方を有していてもよい。
保護層131と保護層132とで異なる成膜方法を用いてもよい。具体的には、ALD法を用いて保護層131を形成し、スパッタリング法を用いて保護層132を形成してもよい。
保護層132上には、着色層133が設けられる。着色層133は、発光素子130と重なる領域を有する。具体的には、発光層183と重なる領域を有する。図3Aには、発光素子130ごとに異なる着色層133(着色層133a、着色層133b、又は着色層133c)が設けられる例を示している。着色層133a、着色層133b、及び着色層133cは、互いに異なる色の光を透過する機能を有する。例えば、着色層133aは赤色の光を透過する機能を有し、着色層133bは緑色の光を透過する機能を有し、着色層133cは青色の光を透過する機能を有する。これにより、表示装置100は、フルカラー表示を行うことができる。なお、着色層133a、着色層133b、及び着色層133cは、シアン、マゼンタ、及び黄色の光のいずれかを透過する機能を有してもよい。
ここで、隣接する着色層133は、重なる領域を有することが好ましい。具体的には、発光ユニット112と重ならない領域において、隣接する着色層133が重なる領域を有することが好ましい。異なる色の光を透過する着色層133が重なることで、着色層133が重なる領域において、着色層133を遮光層として機能させることができる。よって、発光素子130が発する光が隣接する副画素に漏れることを抑制できる。例えば、着色層133aと重なる発光素子130が発する光が、着色層133bに入射されることを抑制できる。よって、表示装置に表示される画像のコントラストを高めることができ、表示品位の高い表示装置を実現できる。
なお、隣接する着色層133が重なる領域を有さなくてもよい。この場合、発光ユニット112と重ならない領域に、遮光層を設けることが好ましい。遮光層は、例えば基板120の樹脂層119側の面に設けることができる。また、着色層133を、基板120の樹脂層119側の面に設けてもよい。
画素電極111の上面端部は、絶縁層によって覆われていない。そのため、隣り合う発光素子130の距離を極めて狭くすることができる。したがって、高精細、または、高解像度の表示装置とすることができる。
表示装置100は、発光素子130間の距離を狭くすることができる。具体的には、発光素子130間の距離を、1μm以下、好ましくは500nm以下、さらに好ましくは、200nm以下、100nm以下、90nm以下、70nm以下、50nm以下、30nm以下、20nm以下、15nm以下、または10nm以下とすることができる。別言すると、例えば発光素子130が有する発光ユニット112の側面と、隣接する発光素子130が有する発光ユニット112の側面との距離が1μm以下の領域を有し、好ましくは0.5μm(500nm)以下の領域を有し、さらに好ましくは100nm以下の領域を有する。
本明細書等において、隣接する要素同士が接していなくてもよい。例えば、隣接する発光素子130が有する発光ユニット112は接していないが、2つの発光ユニット112は隣接するということができる。
基板120の外側には各種光学部材を配置することができる。光学部材としては、偏光板、位相差板、光拡散層(拡散フィルムなど)、反射防止層、及び集光フィルム等が挙げられる。また、基板120の外側には、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜、衝撃吸収層等を配置してもよい。
基板120には、ガラス、石英、セラミック、サファイア、樹脂、金属、合金、半導体などを用いることができる。発光素子からの光を取り出す側の基板には、該光を透過する材料を用いる。基板120に可撓性を有する材料を用いると、表示装置の可撓性を高めることができる。また、基板120として偏光板を用いてもよい。
基板120としては、それぞれ、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリアミド樹脂(ナイロン、アラミド等)、ポリシロキサン樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、ABS樹脂、セルロースナノファイバー等を用いることができる。基板120に、可撓性を有する程度の厚さのガラスを用いてもよい。
なお、表示装置に円偏光板を重ねる場合、表示装置が有する基板には、光学等方性の高い基板を用いることが好ましい。光学等方性が高い基板は、複屈折が小さい(複屈折量が小さい、ともいえる)。
光学等方性が高い基板のリタデーション(位相差)値の絶対値は、30nm以下が好ましく、20nm以下がより好ましく、10nm以下がさらに好ましい。
光学等方性が高いフィルムとしては、トリアセチルセルロース(TAC、セルローストリアセテートともいう)フィルム、シクロオレフィンポリマー(COP)フィルム、シクロオレフィンコポリマー(COC)フィルム、及びアクリルフィルム等が挙げられる。
また、基板としてフィルムを用いる場合、フィルムが吸水することで、表示パネルにしわが発生するなどの形状変化が生じる恐れがある。そのため、基板には、吸水率の低いフィルムを用いることが好ましい。例えば、吸水率が1%以下のフィルムを用いることが好ましく、0.1%以下のフィルムを用いることがより好ましく、0.01%以下のフィルムを用いることがさらに好ましい。
樹脂層119としては、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、PVC(ポリビニルクロライド)樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)樹脂、EVA(エチレンビニルアセテート)樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いてもよい。
トランジスタのゲート、ソース及びドレインのほか、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、及びタングステンなどの金属、並びに、当該金属を主成分とする合金などが挙げられる。これらの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。
また、透光性を有する導電材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛などの導電性酸化物またはグラフェンを用いることができる。または、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、及びチタンなどの金属材料、または、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、該金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)などを用いてもよい。なお、金属材料、または、合金材料(またはそれらの窒化物)を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすることが好ましい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。これらは、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層、及び、発光素子が有する導電層(画素電極または共通電極として機能する導電層)にも用いることができる。
各絶縁層に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料が挙げられる。
図3Aでは、発光ユニット112を2つ積層する例を示しているが、本発明の一態様はこれに限られない。図4Aは、発光ユニット112を3つ積層する場合の、図1における一点鎖線X1−X2間の構成例を示す断面図であり、図4Bは、図1における一点鎖線Y1−Y2間の構成例を示す断面図である。
図4Aに示す例では、発光素子130は、トランジスタを含む層101上の画素電極111と、画素電極111上の発光ユニット112_1と、発光ユニット112_1上の中間層113_1と、中間層113_1上の発光ユニット112_2と、発光ユニット112_2上の中間層113_2と、中間層113_2上の発光ユニット112_3と、発光ユニット112_3上の共通層114と、共通層114上の共通電極115と、を有する。図4Aに示す例では、3個の発光ユニット112が積層される構造であるため、3段タンデム構造ということができる。ここで、発光ユニット112_1乃至発光ユニット112_3と、中間層113_1及び中間層113_2と、をまとめて層103bということができる。
図4Cは、層103bの詳細な構成例を示す断面図である。発光ユニット112_3は、例えば中間層113_2上の層182と、層182上の発光層183_3と、発光層183_3上の層184と、を有する。
発光層183_1乃至発光層183_3は、例えばそれぞれ赤色の光、緑色の光、又は青色の光のいずれかを発することができる。例えば、発光層183_1が赤色の光を発し、発光層183_2が緑色の光を発し、発光層183_3が青色の光を発することができる。また、発光層183_1が青色の光を発し、発光層183_2が黄色の光、黄緑色の光、又は緑色の光を発し、発光層183_3が青色の光を発することができる。さらに、発光層183_1が青色の光を発し、発光層183_2が赤色の光と、黄色、黄緑色、又は緑色の光と、を発し、発光層183_3が青色の光を発することができる。
なお、発光素子130は、4個以上の発光ユニット112が積層される構造であってもよい。つまり、発光素子130は、4段以上のタンデム構造であってもよい。
このように、発光ユニット112の積層数を増やすことにより、同じ電流量で発光素子130から得られる輝度を、積層数に応じて高めることができる。また、発光ユニット112の積層数を増やすことにより、同じ輝度を得るために必要な電流を低減できるため、発光素子130の消費電力を、積層数に応じて低減することができる。
図5Aは、図1における一点鎖線X1−X2間の構成例を示す断面図であり、図5Bは、図1における一点鎖線Y1−Y2間の構成例を示す断面図である。図5A、及び図5Bは、図3A、及び図3Bに示す構成の変形例であり、側壁121が1層構造である点が異なる。図5A、及び図5Bに示す構成において、側壁121は、例えば側壁121aと同様の材料を有し、側壁121aと同様の方法で形成することができる。例えば、図5A、及び図5Bに示す側壁121として、ALD法により形成した酸化アルミニウム膜を用いることができる。
表示装置100を図5A、及び図5Bに示す構成とすることにより、側壁121の作製工程を簡略化し、表示装置100の作製工程数を少なくすることができる。これにより、表示装置100を低コストで製造し、また歩留まりを高くすることができる。よって、表示装置100を低価格化することができる。
図6Aは、図1における一点鎖線X1−X2間の構成例を示す断面図であり、図6Bは、図1における一点鎖線Y1−Y2間の構成例を示す断面図である。図6A、及び図6Bは、図3A、及び図3Bに示す構成の変形例であり、発光素子130が、共通層114の代わりに層114aを有する点が、図3A、及び図3Bに示す表示装置100と異なる。
層114aは、共通層114と同様に、例えば電子注入層を有することができる。なお、画素電極111が陰極として機能し、共通電極115が陽極として機能する場合は、層114aは、例えば正孔注入層を有することができる。
層114aは、画素電極111、発光ユニット112、及び中間層113と同様に、発光素子130ごとに島状に形成される。つまり、層114aは、発光素子130ごとに分離して設けられる。
図7Aは、図1における一点鎖線X1−X2間の構成例を示す断面図であり、図7Bは、図1における一点鎖線Y1−Y2間の構成例を示す断面図である。図7A、及び図7Bは、図3A、及び図3Bに示す構成の変形例であり、隣接する発光素子130間に空隙134が形成されず、共通層114が充填される例を示している。なお、隣接する発光素子130間には、共通層114の他、共通電極115が充填されてもよい。さらに、保護層131が充填されてもよい。隣接する発光素子130間の距離が長い場合等は、図7Aに示すように空隙134が形成されない場合がある。
表示装置100は側壁121を有するため、図7Aに示すように隣接する発光素子130間に共通層114等が充填されていても、共通層114が、画素電極111、発光ユニット112、及び中間層113のいずれかの側面と接することを抑制できる。よって、隣接する発光素子130間に共通層114等が充填されていても、発光素子130のショートを抑制できる。
図1では、画素110が副画素110a、副画素110b、及び副画素110cの、3つの副画素から構成される例を示しているが、本発明の一態様はこれに限らない。図8は、表示装置100の構成例を示す上面図である。
図8に示す画素110は、副画素110a、副画素110b、副画素110c、及び副画素110dの、4つの副画素から構成される。副画素110a、副画素110b、副画素110c、及び副画素110dは、互いに異なる色の副画素とすることができる。例えば、副画素110a、副画素110b、及び副画素110cは、それぞれ、赤色、緑色、及び青色の副画素とすることができ、副画素110dは白色の副画素とすることができる。
図8では、1つの画素110内に、各副画素が2行3列で配置されている例を示す。画素110は、上の行(1行目)に、3つの副画素(副画素110a、副画素110b、及び副画素110c)を有し、下の行(2行目)に、1つの副画素(副画素110d)を有する。言い換えると、画素110は、左の列(1列目)に副画素110aを有し、中央の列(2列目)に副画素110bを有し、右の列(3列目)に副画素110cを有し、さらに、この3列にわたって、副画素110dを有する。
図9Aは、図8における一点鎖線X3−X4間の構成例を示す断面図である。図9Bは、図8における一点鎖線Y3−Y4間の構成例を示す断面図であり、接続部140の構成例を示す断面図である。
発光素子130が白色の光を発する機能を有する場合、着色層133を設けない副画素を、白色の副画素とすることができる。
図10A乃至図10Fは、副画素110a、副画素110b、副画素110c、及び副画素110dを有する画素110の構成例を示す上面図であり、図8に示す画素110の変形例である。
図10A乃至図10Cに示す画素110は、ストライプ配列が適用されている。また、図10D乃至図10Fに示す画素110は、マトリクス配列が適用されている。
図10Aは、各副画素が、長方形の上面形状を有する例であり、図10Bは、各副画素が、2つの半円と長方形をつなげた上面形状を有する例であり、図10Cは、各副画素が、楕円形の上面形状を有する例である。また、図10Dは、各副画素が、正方形の上面形状を有する例であり、図10Eは、各副画素が、角が丸い略正方形の上面形状を有する例であり、図10Fは、各副画素が、円形の上面形状を有する例である。
[表示装置の作製方法の一例]
次に、表示装置100の作製方法の一例を説明する。具体的には、図1、図3A、及び図3B等に示す表示装置100の作製方法の一例を説明する。
図11A乃至図11E、図12A乃至図12E、図13A、及び図13Bは、表示装置100の作製方法の一例を示す断面図であり、図1における一点鎖線X1−X2間の断面図と、Y1−Y2間の断面図と、を並べて示している。
表示装置を構成する薄膜(絶縁膜、半導体膜、及び、導電膜等)は、スパッタリング法、CVD法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積(PLD:Pulsed Laser Deposition)法、ALD法等を用いて形成することができる。CVD法としては、プラズマ化学気相堆積(PECVD:Plasma Enhanced CVD)法、及び、熱CVD法などがある。また、熱CVD法のひとつに、有機金属CVD(MOCVD:Metal Organic CVD)法がある。
また、表示装置を構成する薄膜(絶縁膜、半導体膜、及び、導電膜等)は、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等の方法により形成することができる。
特に、発光素子の作製には、蒸着法などの真空プロセス、及び、スピンコート法、インクジェット法などの溶液プロセスを用いることができる。蒸着法としては、スパッタ法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法、分子線蒸着法、真空蒸着法などの物理蒸着法(PVD法)、及び、化学蒸着法(CVD法)等が挙げられる。特に発光ユニットに含まれる機能層(正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層など)については、蒸着法(真空蒸着法等)、塗布法(ディップコート法、ダイコート法、バーコート法、スピンコート法、スプレーコート法等)、印刷法(インクジェット法、スクリーン(孔版印刷)法、オフセット(平版印刷)法、フレキソ(凸版印刷)法、グラビア法、または、マイクロコンタクト法等)などの方法により形成することができる。
また、表示装置を構成する薄膜を加工する際には、フォトリソグラフィ法等を用いて加工することができる。または、ナノインプリント法、サンドブラスト法、リフトオフ法などにより薄膜を加工してもよい。また、メタルマスクなどの遮蔽マスクを用いた成膜方法により、島状の薄膜を直接形成してもよい。
フォトリソグラフィ法としては、代表的には以下の2つの方法がある。一つは、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、エッチング等により当該薄膜を加工し、レジストマスクを除去する方法である。もう一つは、感光性を有する薄膜を成膜した後に、露光、現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法である。
フォトリソグラフィ法において、露光に用いる光は、例えばi線(波長365nm)、g線(波長436nm)、h線(波長405nm)、またはこれらを混合させた光を用いることができる。そのほか、紫外線、KrFレーザ光、またはArFレーザ光等を用いることもできる。また、液浸露光技術により露光を行ってもよい。また、露光に用いる光として、極端紫外光(EUV:Extreme Ultra−violet)、またはX線を用いてもよい。また、露光に用いる光に換えて、電子ビームを用いることもできる。極端紫外光、X線または電子ビームを用いると、極めて微細な加工が可能となるため好ましい。なお、電子ビームなどのビームを走査することにより露光を行う場合には、フォトマスクは不要である。
薄膜の加工には、ドライエッチング法、ウェットエッチング法、サンドブラスト法などを用いることができる。
表示装置100を作製するには、まず、トランジスタを含む層101を形成する。前述のように、トランジスタを含む層101の最表面は、絶縁層とすることができる。続いて、トランジスタを含む層101上に、後に画素電極111、及び接続電極111Cとなる導電膜111Aを成膜する。
続いて、導電膜111A上に、発光ユニット112_1となる層112_1Aを形成する。具体的には、後に層181となる膜、後に層182となる膜、後に発光層183_1となる発光膜、及び後に層184となる膜を順に成膜する。その後、層112_1A上に、後に中間層113となる中間膜113Aを成膜する。
続いて、中間膜113A上に、発光ユニット112_2となる層112_2Aを形成する。具体的には、後に層182となる膜、後に発光層183_2となる発光膜、及び後に層184となる膜を順に成膜する。
層112_1Aが有する膜、中間膜113A、及び層112_2Aが有する膜は、例えば蒸着法、スパッタリング法、又はインクジェット法等により形成することができる。なおこれに限られず、上述した成膜方法を適宜用いることができる。
層112_1A、中間膜113A、及び層112_2Aは、接続部140には設けられないことが好ましい。例えば、層112_1Aが有する膜、中間膜113A、及び層112_2Aが有する膜を蒸着法(又はスパッタリング法)により成膜する場合、これらの膜が接続部140に成膜されないように、遮蔽マスクを用いることが好ましい。
続いて、層112_2A上に犠牲膜141を成膜する。また、犠牲膜141は、接続部140にも設けられる。
犠牲膜141は、層112_2Aが有する膜、中間膜113A、及び層112_1Aが有する膜のエッチング処理に対する耐性の高い膜、すなわちエッチングの選択比の大きい膜を用いることができる。また、犠牲膜141は、後述する保護膜143等の保護膜とのエッチングの選択比の大きい膜を用いることができる。さらに、犠牲膜141は、層112_2Aが有する膜、中間膜113A、及び層112_1Aが有する膜へのダメージの少ないウェットエッチング法により除去可能な膜を用いることができる。
犠牲膜141としては、例えば、金属膜、合金膜、金属酸化物膜、半導体膜、無機絶縁膜等の無機膜を用いることができる。犠牲膜141は、スパッタリング法、蒸着法、CVD法、ALD法等の各種成膜方法により形成することができる。
犠牲膜141としては、例えば金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、チタン、アルミニウム、イットリウム、ジルコニウム、及びタンタル等の金属材料、又は該金属材料を含む合金材料を用いることができる。特に、アルミニウム又は銀等の低融点材料を用いることが好ましい。
また、犠牲膜141としては、インジウムガリウム亜鉛酸化物(In−Ga−Zn酸化物、IGZOとも表記する)等の金属酸化物を用いることができる。さらに、酸化インジウム、インジウム亜鉛酸化物(In−Zn酸化物)、インジウムスズ酸化物(In−Sn酸化物)、インジウムチタン酸化物(In−Ti酸化物)、インジウムスズ亜鉛酸化物(In−Sn−Zn酸化物)、インジウムチタン亜鉛酸化物(In−Ti−Zn酸化物)、インジウムガリウムスズ亜鉛酸化物(In−Ga−Sn−Zn酸化物)等を用いることができる。又はシリコンを含むインジウムスズ酸化物等を用いることもできる。
なお、上記ガリウムに代えて元素M(Mは、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、又はマグネシウムから選ばれた一種又は複数種)を用いた場合にも適用できる。特に、Mは、ガリウム、アルミニウム、又はイットリウムから選ばれた一種又は複数種とすることが好ましい。
また、犠牲膜141としては、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化シリコン等の無機絶縁材料を用いることができる。
また、犠牲膜141として、化学的に安定な溶媒に溶解しうる材料を用いることが好ましい。特に、水又はアルコールに溶解する材料を、犠牲膜141に好適に用いることができる。犠牲膜141を成膜する際には、水又はアルコール等の溶媒に溶解させた状態で、湿式の成膜方法で塗布した後に、溶媒を蒸発させるための加熱処理を行うことが好ましい。このとき、減圧雰囲気下での加熱処理を行うことで、低温且つ短時間で溶媒を除去できるため、層112_2A、中間膜113A、及び層112_1Aへの熱的なダメージを低減することができ、好ましい。
犠牲膜141の形成に用いることのできる湿式の成膜方法としては、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ法、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等がある。
犠牲膜141としては、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリグリセリン、プルラン、水溶性のセルロース、又はアルコール可溶性のポリアミド樹脂等の有機材料を用いることができる。
続いて、犠牲膜141上に、保護膜143を形成する(図11A)。
保護膜143は、後に犠牲膜141をエッチングする際のマスクとして用いる膜である。また、後の保護膜143のエッチング時には、犠牲膜141が露出する。したがって、犠牲膜141と保護膜143とは、互いにエッチングの選択比の大きい膜の組み合わせを選択する。そのため、犠牲膜141のエッチング条件、及び保護膜143のエッチング条件に応じて、保護膜143に用いることのできる膜を選択することができる。
例えば、保護膜143のエッチングに、フッ素を含むガス(フッ素系ガスともいう)を用いたドライエッチングを用いる場合には、シリコン、窒化シリコン、酸化シリコン、タングステン、チタン、モリブデン、タンタル、窒化タンタル、モリブデンとニオブを含む合金、又はモリブデンとタングステンを含む合金等を、保護膜143に用いることができる。ここで、上記フッ素系ガスを用いたドライエッチングに対して、エッチングの選択比を大きくとれる(すなわち、エッチング速度を遅くできる)膜としては、IGZO、ITO等の金属酸化物膜等があり、これを保護膜143に用いることができる。
なお、これに限られず、保護膜143は、様々な材料の中から、犠牲膜141のエッチング条件、及び保護膜143のエッチング条件に応じて、選択することができる。例えば、上記犠牲膜141に用いることのできる膜の中から選択することもできる。
また、保護膜143としては、例えば窒化物膜を用いることができる。具体的には、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ハフニウム、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、窒化ガリウム、窒化ゲルマニウム等の窒化物を用いることもできる。
又は、保護膜143として、酸化物膜を用いることができる。代表的には、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化窒化ハフニウム等の酸化物膜又は酸窒化物膜を用いることもできる。
続いて、保護膜143上に、レジストマスク145を形成する(図11B)。
レジストマスク145は、ポジ型のレジスト材料、又はネガ型のレジスト材料等、感光性の樹脂を含むレジスト材料を用いることができる。
ここで、保護膜143を形成せずに、犠牲膜141上にレジストマスク145を形成する場合、犠牲膜141にピンホール等の欠陥が存在すると、レジスト材料の溶媒によって、層112_2Aが有する、後に層184となる膜等が溶解してしまう恐れがある。保護膜143を用いることで、このような不具合が生じることを防ぐことができる。
なお、犠牲膜141にピンホール等の欠陥が生じにくい膜を用いる場合には、保護膜143を用いずに、犠牲膜141上に直接、レジストマスク145を形成してもよい。
続いて、保護膜143の、レジストマスク145に覆われない一部をエッチングにより除去し、保護層149を形成する。このとき同時に、接続部140にも保護層149が形成される。
保護膜143のエッチングの際、犠牲膜141が当該エッチングにより除去されないように、選択比の高いエッチング条件を用いることが好ましい。保護膜143のエッチングは、ウェットエッチング又はドライエッチングにより行うことができるが、ドライエッチングを用いることで、保護膜143のパターンが縮小することを抑制できる。
続いて、レジストマスク145を除去する(図11C)。
レジストマスク145の除去は、ウェットエッチング又はドライエッチングにより行うことができる。特に、酸素ガスをエッチングガスに用いたドライエッチング(プラズマアッシングともいう)により、レジストマスク145を除去することが好ましい。
このとき、レジストマスク145の除去は、層112_2A上に犠牲膜141が設けられた状態で行われるため、層112_2A、中間膜113A、及び層112_1Aへの影響が抑制されている。特に層112_1A、及び層112_2Aが酸素に触れると、電気特性に悪影響を及ぼす場合があるため、プラズマアッシング等の、酸素ガスを用いたエッチングを行う場合には好適である。
続いて、保護層149をマスクとして用いて、犠牲膜141の保護層149に覆われない一部をエッチングにより除去し、犠牲層147を形成する(図11D)。このとき同時に、接続部140にも犠牲層147が形成される。
犠牲膜141のエッチングは、ウェットエッチング又はドライエッチングにより行うことができるが、ドライエッチング法を用いると、パターンの縮小を抑制できるため好ましい。
続いて、犠牲層147をマスクとして用いて、犠牲層147に覆われない層112_2A、中間膜113A、層112_1A、及び導電膜111Aの一部をエッチングにより除去し、発光ユニット112_2、中間層113、発光ユニット112_1、画素電極111、及び接続電極111Cを形成する(図11E)。なお、層112_2A、中間膜113A、層112_1A、及び導電膜111Aのエッチングと同時、又はエッチングの前に、保護層149をエッチングにより除去してもよい。
層112_2A、中間膜113A、層112_1A、及び導電膜111Aのエッチングには、酸素を主成分に含まないエッチングガスを用いたドライエッチングを用いることが好ましい。これにより、層112_2A、中間膜113A、層112_1A、及び導電膜111Aの変質を抑制し、信頼性の高い表示装置を実現できる。酸素を主成分に含まないエッチングガスとしては、例えばCF、C、SF、CHF、Cl、HO、BCl、H又はHe等の貴ガスが挙げられる。また、上記ガスと、酸素を含まない希釈ガスとの混合ガスをエッチングガスに用いることができる。
導電膜111Aのエッチングの際に、トランジスタを含む層101の一部(具体的には、最表面に位置する絶縁層)がエッチングされ、凹部が形成されることがある。以降の説明では、トランジスタを含む層101に凹部が設けられている場合を例に挙げて説明するが、凹部が設けられていなくてもよい。
続いて、画素電極111、接続電極111C、発光ユニット112_1、中間層113、発光ユニット112_2、犠牲層147、及び保護層149を覆うように、後に側壁121aとなる絶縁膜121Aを成膜する。次に、絶縁膜121A上に、後に側壁121bとなる絶縁膜121Bを成膜する(図12A)。
絶縁膜121Aは、発光ユニット112へのダメージが少ない方法で成膜されることが好ましい。また、絶縁膜121A、及び絶縁膜121Bは、発光ユニット112の耐熱温度よりも低い温度で形成する。例えば、絶縁膜121Aとして、ALD法を用いて酸化アルミニウム膜を形成することができる。ALD法を用いることで、被覆性の高い膜を成膜可能なため好ましい。また、例えば、絶縁膜121Bとして、PECVD法、又はスパッタリング法を用いて酸化窒化シリコン膜または窒化シリコン膜を形成することができる。
次に、絶縁膜121B、及び絶縁膜121Aをエッチングすることで、側壁121b、及び側壁121aを形成する(図12B)。側壁121aは、画素電極111の側面、及び接続電極111Cの側面の少なくとも一部を覆うように形成される。これにより、後に形成する共通層114又は共通電極115と、画素電極111又は接続電極111Cとが接して、発光素子がショートすることを抑制できる。さらに、側壁121aは、発光ユニット112_1の側面、中間層113の側面、及び発光ユニット112_2の側面の少なくとも一部を覆うように形成されることが好ましい。これにより、後に形成する共通層114又は共通電極115が、発光ユニット112_1、中間層113、及び発光ユニット112_2と接することを抑制し、発光素子がショートすることを抑制できる。また、後の工程において、発光ユニット112_1、中間層113、及び発光ユニット112_2が受けるダメージを抑制できる。
特に、トランジスタを含む層101の一部(具体的には、最表面に位置する絶縁層)に凹部が設けられていると、画素電極111の側面全体、及び接続電極111Cの側面全体を、側壁121aで覆うことが可能となり好ましい。
ここで、側壁121bは、側壁121aの側面の少なくとも一部を覆うように形成される。
絶縁膜121A、及び絶縁膜121Bは、ドライエッチング法によりエッチングすることが好ましい。絶縁膜121A、及び絶縁膜121Bのエッチングは、異方性エッチングにより行うことが好ましい。ここで、犠牲膜141をエッチングする際に用いることができるエッチングガスを用いて、絶縁膜121A、及び絶縁膜121Bをエッチングすることができる。また、絶縁膜121A、及び絶縁膜121Bのエッチングにおいては、発光ユニット112_2が露出しないため、犠牲膜141のエッチングよりも、エッチング方法の選択の幅は広い。具体的には、絶縁膜121A、及び絶縁膜121Bのエッチングの際に、エッチングガスに酸素を含むガスを用いてもよい。
続いて、犠牲層147、及び保護層149を除去する(図12C)。これにより、発光ユニット112_2、及び接続電極111Cが露出する。
続いて、側壁121上、及び発光ユニット112_2上に、共通層114を形成する(図12D)。これにより、側壁121bの間の領域、及びトランジスタを含む層101の凹部に、空隙134が形成される場合がある。ここで、接続電極111C上には共通層114が設けられず、接続電極111Cは露出したままである。前述のように、共通層114は、電子注入層、又は正孔注入層の一方としての機能を有する。
共通層114は、蒸着法(真空蒸着法を含む)、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
共通層114は、発光ユニット112_2の上面、並びに側壁121の上面及び側面の少なくとも一部を覆うように設けられる。ここで、共通層114の導電性が高い場合、画素電極111と、共通層114とが接することで、発光素子がショートする恐れがある。しかし、本発明の一態様の表示装置では、側壁121が、画素電極111の側面、発光ユニット112_1の側面、中間層113の側面、及び発光ユニット112_2の側面を覆っているため、導電性の高い共通層114がこれらと接することを抑制し、発光素子がショートすることを抑制できる。これにより、発光素子の信頼性を高めることができる。
続いて、共通層114上、及び接続電極111C上に共通電極115を形成する(図12E)。これにより、発光素子130が形成される。共通電極115の形成には、例えば、スパッタリング法または真空蒸着法を用いることができる。
続いて、共通電極115上に保護層131を形成し、保護層131上に保護層132を形成する(図13A)。保護層131、及び保護層132の成膜方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法、及びALD法などが挙げられる。保護層131と保護層132は、互いに異なる成膜方法を用いて形成された膜であってもよい。また、保護層131、及び保護層132は、それぞれ、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。
続いて、保護層132上に、着色層133a、着色層133b、及び着色層133cを、発光ユニット112_1及び発光ユニット112_2と重なる領域を有するように形成する(図13B)。着色層133a、着色層133b、及び着色層133cは、インクジェット法、又はフォトリソグラフィ法などでそれぞれ所望の位置に形成することができる。具体的には、発光素子130ごとに異なる着色層133(着色層133a、着色層133b、又は着色層133c)を形成することができる。
その後、樹脂層119を用いて、着色層133上に、基板120を貼り合わせることで、図3A、及び図3Bに示す表示装置100を作製することができる。
以上のように、本実施の形態の表示装置の作製方法では、発光層を有する島状の発光ユニットは、メタルマスクのパターンによって形成されるのではなく、発光ユニットを一面に形成した後にエッチングすることで形成される。よって、島状の発光ユニットを均一な厚さで形成することができる。また、高精細な表示装置または高開口率の表示装置を実現することができる。
本発明の一態様の表示装置は、タンデム構造の発光素子を有する。そして、発光素子が有する画素電極、発光層、キャリア輸送層、及び中間層のそれぞれの側面は、側壁によって覆われる。当該表示装置の作製工程においては、発光層とキャリア輸送層とが積層された状態で、発光素子が有する発光ユニットがエッチングされる。このため、当該表示装置は、発光層のダメージが低減された構成である。また、側壁により、画素電極とキャリア注入層または共通電極とが接することが抑制され、発光素子がショートすることが抑制された構成である。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。また、本明細書において、1つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について図14乃至図19を用いて説明する。
本実施の形態の表示装置は、高解像度な表示装置または大型な表示装置とすることができる。したがって、本実施の形態の表示装置は、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ、パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置の表示部に用いることができる。
また、本実施の形態の表示装置は、高精細な表示装置とすることができる。したがって、本実施の形態の表示装置は、例えば、腕時計型、ブレスレット型などの情報端末機(ウェアラブル機器)、並びに、ヘッドマウントディスプレイなどのVR向け機器、メガネ型のAR向け機器など、頭部に装着可能なウェアラブル機器の表示部に用いることができる。
[表示モジュール]
図14Aに、表示モジュール280の斜視図を示す。表示モジュール280は、表示装置100と、FPC290と、を有する。
表示モジュール280は、基板291及び基板292を有する。表示モジュール280は、表示部281を有する。表示部281は、表示モジュール280における画像を表示する領域であり、後述する画素部284に設けられる各画素からの光を視認できる領域である。
図14Bに、基板291側の構成を模式的に示した斜視図を示している。基板291上には、回路部282と、回路部282上の画素回路部283と、画素回路部283上の画素部284と、が積層されている。また、基板291上の画素部284と重ならない部分に、FPC290と接続するための端子部285が設けられている。端子部285と回路部282とは、複数の配線により構成される配線部286により電気的に接続されている。
画素部284は、周期的に配列した複数の画素110を有する。図14Bの右側に、1つの画素110の拡大図を示している。画素110は、副画素110a、副画素110b、及び副画素110cを有する。また、画素110は、副画素110dを有することができる。副画素は、図14Bに示すようにストライプ配列で配置することができる。また、デルタ配列、または、ペンタイル配列など様々な副画素の配列方法を適用することができる。
画素回路部283は、周期的に配列した複数の画素回路283aを有する。
1つの画素回路283aは、1つの画素110が有する3つの発光素子の発光を制御する回路である。1つの画素回路283aは、1つの発光素子の発光を制御する回路が3つ設けられる構成としてもよい。例えば、画素回路283aは、1つの発光素子につき、1つの選択トランジスタと、1つの電流制御用トランジスタ(駆動トランジスタ)と、容量と、を少なくとも有する構成とすることができる。このとき、選択トランジスタのゲートにはゲート信号が、ソースまたはドレインの一方にはビデオ信号が、それぞれ入力される。これにより、アクティブマトリクス型の表示装置が実現されている。
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体(微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、または一部に結晶領域を有する半導体)のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
トランジスタの半導体層は、金属酸化物(酸化物半導体ともいう)を有することが好ましい。つまり、本実施の形態の表示装置は、金属酸化物をチャネル形成領域に用いたトランジスタ(以下、OSトランジスタ)を用いることが好ましい。または、トランジスタの半導体層は、シリコンを有することが好ましい。シリコンとしては、アモルファスシリコン、結晶性のシリコン(低温ポリシリコン、単結晶シリコンなど)などが挙げられる。
半導体層は、例えば、インジウムと、M(Mは、ガリウム、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、スズ、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、及びマグネシウムから選ばれた一種または複数種)と、亜鉛と、を有することが好ましい。特に、Mは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、及びスズから選ばれた一種または複数種であることが好ましい。
特に、半導体層として、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、及び亜鉛(Zn)を含む酸化物(IGZOとも記す)を用いることが好ましい。
半導体層がIn−M−Zn酸化物の場合、当該In−M−Zn酸化物におけるInの原子数比はMの原子数比以上であることが好ましい。このようなIn−M−Zn酸化物の金属元素の原子数比として、In:M:Zn=1:1:1またはその近傍の組成、In:M:Zn=1:1:1.2またはその近傍の組成、In:M:Zn=2:1:3またはその近傍の組成、In:M:Zn=3:1:2またはその近傍の組成、In:M:Zn=4:2:3またはその近傍の組成、In:M:Zn=4:2:4.1またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:3またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:6またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:7またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:8またはその近傍の組成、In:M:Zn=6:1:6またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:2:5またはその近傍の組成、等が挙げられる。なお、近傍の組成とは、所望の原子数比の±30%の範囲を含む。
例えば、原子数比がIn:Ga:Zn=4:2:3またはその近傍の組成と記載する場合、Inの原子数比を4としたとき、Gaの原子数比が1以上3以下であり、Znの原子数比が2以上4以下である場合を含む。また、原子数比がIn:Ga:Zn=5:1:6またはその近傍の組成と記載する場合、Inの原子数比を5としたときに、Gaの原子数比が0.1より大きく2以下であり、Znの原子数比が5以上7以下である場合を含む。また、原子数比がIn:Ga:Zn=1:1:1またはその近傍の組成と記載する場合、Inの原子数比を1としたときに、Gaの原子数比が0.1より大きく2以下であり、Znの原子数比が0.1より大きく2以下である場合を含む。
回路部282が有するトランジスタと、画素回路部283が有するトランジスタとは、同じ構造であってもよく、異なる構造であってもよい。回路部282が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、2種類以上あってもよい。同様に、画素回路部283が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、2種類以上あってもよい。
回路部282は、画素回路部283の各画素回路283aを駆動する回路を有する。例えば、ゲート線駆動回路、及び、ソース線駆動回路の一方または双方を有することが好ましい。このほか、演算回路、メモリ回路、及び電源回路等の少なくとも一つを有していてもよい。
FPC290は、外部から回路部282にビデオ信号または電源電位等を供給するための配線として機能する。また、FPC290上にIC(集積回路)が実装されていてもよい。
表示モジュール280は、画素部284の下側に画素回路部283及び回路部282の一方または双方が積層された構成とすることができるため、表示部281の開口率(有効表示面積比)を極めて高くすることができる。例えば表示部281の開口率は、40%以上100%未満、好ましくは50%以上95%以下、より好ましくは60%以上95%以下とすることができる。また、画素110を極めて高密度に配置することが可能で、表示部281の精細度を極めて高くすることができる。例えば、表示部281には、2000ppi以上、好ましくは3000ppi以上、より好ましくは5000ppi以上、さらに好ましくは6000ppi以上であって、20000ppi以下、または30000ppi以下の精細度で、画素110が配置されることが好ましい。
このような表示モジュール280は、極めて高精細であることから、ヘッドマウントディスプレイなどのVR向け機器、またはメガネ型のAR向け機器に好適に用いることができる。例えば、レンズを通して表示モジュール280の表示部を視認する構成の場合であっても、表示モジュール280は極めて高精細な表示部281を有するためにレンズで表示部を拡大しても画素が視認されず、没入感の高い表示を行うことができる。また、表示モジュール280はこれに限られず、比較的小型の表示部を有する電子機器に好適に用いることができる。例えば腕時計などの装着型の電子機器の表示部に好適に用いることができる。
[表示装置100A]
図15は、表示装置100Aの構成例を示す断面図である。図15に示す表示装置100Aは、基板451と基板120の間に、トランジスタ201、トランジスタ205、発光素子130、着色層133a、着色層133b、及び着色層133c等を有する。
発光素子130は、実施の形態1で例示した発光素子を適用することができる。
トランジスタ201及びトランジスタ205は、いずれも基板451上に形成されている。これらのトランジスタは、同一の材料及び同一の工程により作製することができる。
基板451上には、絶縁層211、絶縁層213、絶縁層215、及び絶縁層214がこの順で設けられている。絶縁層211は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層213は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層215は、トランジスタを覆って設けられる。絶縁層214は、トランジスタを覆って設けられ、平坦化層としての機能を有する。なお、ゲート絶縁層の数及びトランジスタを覆う絶縁層の数は限定されず、それぞれ単層であっても2層以上であってもよい。
トランジスタを覆う絶縁層の少なくとも一層に、水及び水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。これにより、絶縁層をバリア層として機能させることができる。このような構成とすることで、トランジスタに外部から不純物が拡散することを効果的に抑制でき、表示装置の信頼性を高めることができる。
絶縁層211、絶縁層213、及び絶縁層215としては、それぞれ、無機絶縁膜を用いることが好ましい。無機絶縁膜としては、例えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜などを用いることができる。また、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜、及び酸化ネオジム膜等を用いてもよい。また、上述の絶縁膜を2以上積層して用いてもよい。
ここで、有機絶縁膜は、無機絶縁膜に比べてバリア性が低いことが多い。そのため、有機絶縁膜は、表示装置100Aの端部近傍に開口を有することが好ましい。これにより、表示装置100Aの端部から有機絶縁膜を介して不純物が入り込むことを抑制することができる。または、有機絶縁膜の端部が表示装置100Aの端部よりも内側にくるように有機絶縁膜を形成し、表示装置100Aの端部に有機絶縁膜が露出しないようにしてもよい。
平坦化層として機能する絶縁層214には、有機絶縁膜が好適である。有機絶縁膜に用いることができる材料としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等が挙げられる。
図15に示す領域228では、絶縁層214に開口が形成されている。これにより、絶縁層214に有機絶縁膜を用いる場合であっても、絶縁層214を介して外部から発光素子130に不純物が入り込むことを抑制できる。従って、表示装置100Aの信頼性を高めることができる。
トランジスタ201及びトランジスタ205は、ゲートとして機能する導電層221、ゲート絶縁層として機能する絶縁層211、ソース及びドレインとして機能する導電層222a及び導電層222b、半導体層231、ゲート絶縁層として機能する絶縁層213、並びに、ゲートとして機能する導電層223を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付している。絶縁層211は、導電層221と半導体層231との間に位置する。絶縁層213は、導電層223と半導体層231との間に位置する。
本実施の形態の表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタ、スタガ型のトランジスタ、逆スタガ型のトランジスタ等を用いることができる。また、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルが形成される半導体層の上下にゲートが設けられていてもよい。
トランジスタ201及びトランジスタ205には、チャネルが形成される半導体層を2つのゲートで挟持する構成が適用されている。2つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジスタを駆動してもよい。または、2つのゲートのうち、一方に閾値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御してもよい。
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、単結晶半導体、または単結晶以外の結晶性を有する半導体(微結晶半導体、多結晶半導体、または一部に結晶領域を有する半導体)のいずれを用いてもよい。単結晶半導体または結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
トランジスタの半導体層は、金属酸化物を有することが好ましい。つまり、本実施の形態の表示装置は、金属酸化物をチャネル形成領域に用いたトランジスタを用いることが好ましい。または、トランジスタの半導体層は、シリコンを有していてもよい。シリコンとしては、アモルファスシリコン、結晶性のシリコン(低温ポリシリコン、単結晶シリコンなど)などが挙げられる。
半導体層は、例えば、インジウムと、M(Mは、ガリウム、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、スズ、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、及びマグネシウムから選ばれた一種または複数種)と、亜鉛と、を有することが好ましい。特に、Mは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、及びスズから選ばれた一種または複数種であることが好ましい。
特に、半導体層として、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、及び亜鉛(Zn)を含む酸化物(IGZOとも記す)を用いることが好ましい。
半導体層がIn−M−Zn酸化物の場合、当該In−M−Zn酸化物におけるInの原子数比はMの原子数比以上であることが好ましい。このようなIn−M−Zn酸化物の金属元素の原子数比として、In:M:Zn=1:1:1またはその近傍の組成、In:M:Zn=1:1:1.2またはその近傍の組成、In:M:Zn=2:1:3またはその近傍の組成、In:M:Zn=3:1:2またはその近傍の組成、In:M:Zn=4:2:3またはその近傍の組成、In:M:Zn=4:2:4.1またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:3またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:6またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:7またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:8またはその近傍の組成、In:M:Zn=6:1:6またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:2:5またはその近傍の組成、等が挙げられる。なお、近傍の組成とは、所望の原子数比の±30%の範囲を含む。
例えば、原子数比がIn:Ga:Zn=4:2:3またはその近傍の組成と記載する場合、Inの原子数比を4としたとき、Gaの原子数比が1以上3以下であり、Znの原子数比が2以上4以下である場合を含む。また、原子数比がIn:Ga:Zn=5:1:6またはその近傍の組成と記載する場合、Inの原子数比を5としたときに、Gaの原子数比が0.1より大きく2以下であり、Znの原子数比が5以上7以下である場合を含む。また、原子数比がIn:Ga:Zn=1:1:1またはその近傍の組成と記載する場合、Inの原子数比を1としたときに、Gaの原子数比が0.1より大きく2以下であり、Znの原子数比が0.1より大きく2以下である場合を含む。
基板451の、基板120が重ならない領域には、接続部204が設けられている。接続部204では、配線465が導電層466及び接続層242を介してFPC472と電気的に接続されている。導電層466は、画素電極と同一の工程で形成できる。接続部204の上面では、導電層466が露出している。これにより、接続部204とFPC472とを接続層242を介して電気的に接続することができる。
基板120の外側には各種光学部材を配置することができる。光学部材としては、偏光板、位相差板、光拡散層(拡散フィルムなど)、反射防止層、及び集光フィルム等が挙げられる。また、基板120の外側には、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜、衝撃吸収層等を配置してもよい。
発光素子を覆う保護層131を設けることで、発光素子に水などの不純物が入り込むことを抑制し、発光素子の信頼性を高めることができる。
表示装置100Aの端部近傍の領域228において、絶縁層214の開口を介して、絶縁層215と保護層131とが互いに接することが好ましい。特に、絶縁層215が有する無機絶縁膜と保護層131が有する無機絶縁膜とが互いに接することが好ましい。これにより、有機絶縁膜を介して外部から発光素子130に不純物が入り込むことを抑制することができる。従って、表示装置100Aの信頼性を高めることができる。
基板451及び基板120には、それぞれ、ガラス、石英、セラミック、サファイア、樹脂、金属、合金、半導体などを用いることができる。発光素子からの光を取り出す側の基板には、該光を透過する材料を用いる。基板451及び基板120に可撓性を有する材料を用いると、表示装置の可撓性を高めることができる。また、基板451または基板120として偏光板を用いてもよい。
基板451及び基板120としては、それぞれ、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリアミド樹脂(ナイロン、アラミド等)、ポリシロキサン樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、ABS樹脂、セルロースナノファイバー等を用いることができる。基板451及び基板120の一方または双方に、可撓性を有する程度の厚さのガラスを用いてもよい。
接着層としては、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、PVC(ポリビニルクロライド)樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)樹脂、EVA(エチレンビニルアセテート)樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いてもよい。
接続層242としては、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)などを用いることができる。
表示装置100Aは、発光素子130と基板120の間に、着色層133a、着色層133b、及び着色層133cが設けられる。前述のように、トランジスタは、基板451上に形成される。以上より、表示装置100Aは、トップエミッション型の表示装置とすることができる。よって、表示装置100Aにおいて、基板451は透光性を有さない基板とすることができる。
[表示装置100B]
図16は、表示装置100Bの構成例を示す断面図である。表示装置100Bは、表示装置100Aの変形例であり、着色層133a、着色層133b、及び着色層133cが、発光素子130と基板451の間に設けられる点が、表示装置100Aと異なる。つまり、表示装置100Bは、ボトムエミッション型の表示装置とすることができる。よって、表示装置100Bにおいて、基板120は透光性を有さない基板とすることができる。
[表示装置100C]
図17に示す表示装置100Cは、基板301、発光素子130、容量240、及び、トランジスタ310を有する。
基板301は、図14A及び図14Bにおける基板291に相当する。基板301から絶縁層255までの積層構造が、実施の形態1におけるトランジスタを含む層101に相当する。
トランジスタ310は、基板301にチャネル形成領域を有するトランジスタである。基板301としては、例えば単結晶シリコン基板などの半導体基板を用いることができる。トランジスタ310は、基板301の一部、導電層311、低抵抗領域312、絶縁層313、及び、絶縁層314を有する。導電層311は、ゲート電極として機能する。絶縁層313は、基板301と導電層311の間に位置し、ゲート絶縁層として機能する。低抵抗領域312は、基板301に不純物がドープされた領域であり、ソースまたはドレインとして機能する。絶縁層314は、導電層311の側面を覆って設けられる。
また、基板301に埋め込まれるように、隣接する2つのトランジスタ310の間に素子分離層315が設けられている。
また、トランジスタ310を覆って絶縁層261が設けられ、絶縁層261上に容量240が設けられている。
容量240は、導電層241と、導電層245と、これらの間に位置する絶縁層243を有する。導電層241は容量240の一方の電極として機能し、導電層245は容量240の他方の電極として機能し、絶縁層243は容量240の誘電体として機能する。
導電層241は絶縁層261上に設けられ、絶縁層254に埋め込まれている。導電層241は、絶縁層261に埋め込まれたプラグ271によってトランジスタ310のソースまたはドレインの一方と電気的に接続されている。絶縁層243は導電層241を覆って設けられる。導電層245は、絶縁層243を介して導電層241と重なる領域に設けられている。
容量240を覆って、絶縁層255が設けられ、絶縁層255上に発光素子130等が設けられている。また、発光素子130上にはそれぞれ、保護層131が設けられている。保護層131上には保護層132が設けられており、保護層132上には、樹脂層119によって基板120が貼り合わされている。発光素子から基板120までの構成要素についての詳細は、実施の形態1を参照することができる。基板120は、図14Aにおける基板292に相当する。
発光素子の画素電極は、絶縁層255、及び絶縁層243に埋め込まれたプラグ256、絶縁層254に埋め込まれた導電層241、及び、絶縁層261に埋め込まれたプラグ271によってトランジスタ310のソースまたはドレインの一方と電気的に接続されている。
[表示装置100D]
図18に示す表示装置100Dは、トランジスタの構成が異なる点で、表示装置100Cと主に相違する。なお、表示装置100Cと同様の部分については説明を省略することがある。
トランジスタ320は、チャネルが形成される半導体層に、金属酸化物が適用されたトランジスタ(OSトランジスタ)である。
トランジスタ320は、半導体層321、絶縁層323、導電層324、一対の導電層325、絶縁層326、及び、導電層327を有する。
基板331は、図14A及び図14Bにおける基板291に相当する。基板331から絶縁層255までの積層構造が、実施の形態1におけるトランジスタを含む層101に相当する。基板331としては、絶縁性基板または半導体基板を用いることができる。
基板331上に、絶縁層332が設けられている。絶縁層332は、基板331から水または水素などの不純物がトランジスタ320に拡散すること、及び半導体層321から絶縁層332側に酸素が脱離することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層332としては、例えば酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、窒化シリコン膜などの、酸化シリコン膜よりも水素または酸素が拡散しにくい膜を用いることができる。
絶縁層332上に導電層327が設けられ、導電層327を覆って絶縁層326が設けられている。導電層327は、トランジスタ320の第1のゲート電極として機能し、絶縁層326の一部は、第1のゲート絶縁層として機能する。絶縁層326の少なくとも半導体層321と接する部分には、酸化シリコン膜等の酸化物絶縁膜を用いることが好ましい。絶縁層326の上面は、平坦化されていることが好ましい。
半導体層321は、絶縁層326上に設けられる。半導体層321は、半導体特性を有する金属酸化物膜を有することが好ましい。
一対の導電層325は、半導体層321上に接して設けられ、ソース電極及びドレイン電極として機能する。
また、一対の導電層325の上面及び側面、並びに半導体層321の側面等を覆って絶縁層328が設けられ、絶縁層328上に絶縁層264が設けられている。絶縁層328は、半導体層321に絶縁層264等から水または水素などの不純物が拡散すること、及び半導体層321から酸素が脱離することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層328としては、上記絶縁層332と同様の絶縁膜を用いることができる。
絶縁層328及び絶縁層264に、半導体層321に達する開口が設けられている。当該開口の内部において、絶縁層264、絶縁層328、及び導電層325の側面、並びに半導体層321の上面に接する絶縁層323と、導電層324とが埋め込まれている。導電層324は、第2のゲート電極として機能し、絶縁層323は第2のゲート絶縁層として機能する。
導電層324の上面、絶縁層323の上面、及び絶縁層264の上面は、それぞれ高さが概略一致するように平坦化処理され、これらを覆って絶縁層329及び絶縁層265が設けられている。
絶縁層264及び絶縁層265は、層間絶縁層として機能する。絶縁層329は、トランジスタ320に絶縁層265等から水または水素などの不純物が拡散することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層329としては、上記絶縁層328及び絶縁層332と同様の絶縁膜を用いることができる。
一対の導電層325の一方と電気的に接続するプラグ274は、絶縁層265、絶縁層329、絶縁層264、及び絶縁層328に埋め込まれるように設けられている。ここで、プラグ274は、絶縁層265、絶縁層329、絶縁層264、及び絶縁層328のそれぞれの開口の側面、及び導電層325の上面の一部を覆う導電層274aと、導電層274aの上面に接する導電層274bとを有することが好ましい。このとき、導電層274aとして、水素及び酸素が拡散しにくい導電材料を用いることが好ましい。
その他、トランジスタを含む層101は、各種無機絶縁膜を有していてもよい。無機絶縁膜としては、例えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜などを用いることができる。また、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜、及び酸化ネオジム膜等を用いてもよい。また、上述の絶縁膜を2以上積層して用いてもよい。
表示装置100Dにおける、絶縁層254から基板120までの構成は、表示装置100Cと同様である。
[表示装置100E]
図19に示す表示装置100Eは、基板301にチャネルが形成されるトランジスタ310と、チャネルが形成される半導体層に金属酸化物を含むトランジスタ320とが積層された構成を有する。なお、表示装置100C、及び表示装置100Dと同様の部分については説明を省略することがある。
トランジスタ310を覆って絶縁層261が設けられ、絶縁層261上に導電層251が設けられている。また導電層251を覆って絶縁層262が設けられ、絶縁層262上に導電層252が設けられている。導電層251及び導電層252は、それぞれ配線として機能する。また、導電層252を覆って絶縁層263及び絶縁層332が設けられ、絶縁層332上にトランジスタ320が設けられている。また、トランジスタ320を覆って絶縁層265が設けられ、絶縁層265上に容量240が設けられている。容量240とトランジスタ320とは、プラグ274により電気的に接続されている。
トランジスタ320は、画素回路を構成するトランジスタとして用いることができる。また、トランジスタ310は、画素回路を構成するトランジスタ、または当該画素回路を駆動するための駆動回路(ゲート線駆動回路、ソース線駆動回路)を構成するトランジスタとして用いることができる。また、トランジスタ310及びトランジスタ320は、演算回路または記憶回路などの各種回路を構成するトランジスタとして用いることができる。
このような構成とすることで、発光素子の直下に画素回路だけでなく駆動回路等を形成することができるため、表示領域の周辺に駆動回路を設ける場合に比べて、表示装置を小型化することが可能となる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態3)
本実施の形態では、上記の実施の形態で説明したOSトランジスタに用いることができる金属酸化物について説明する。
金属酸化物は、少なくともインジウムまたは亜鉛を含むことが好ましい。特にインジウム及び亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、スズなどが含まれていることが好ましい。また、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、マグネシウム、コバルトなどから選ばれた一種、または複数種が含まれていてもよい。
また、金属酸化物は、スパッタリング法、MOCVD法などのCVD法、または、ALD法などにより形成することができる。
<結晶構造の分類>
酸化物半導体の結晶構造としては、アモルファス(completely amorphousを含む)、CAAC(c−axis−aligned crystalline)、nc(nanocrystalline)、CAC(cloud−aligned composite)、単結晶(single crystal)、及び多結晶(polycrystal)等が挙げられる。
なお、膜または基板の結晶構造は、X線回折(XRD:X−Ray Diffraction)スペクトルを用いて評価することができる。例えば、GIXD(Grazing−Incidence XRD)測定で得られるXRDスペクトルを用いて評価することができる。なお、GIXD法は、薄膜法またはSeemann−Bohlin法ともいう。
例えば、石英ガラス基板では、XRDスペクトルのピークの形状がほぼ左右対称である。一方で、結晶構造を有するIGZO膜では、XRDスペクトルのピークの形状が左右非対称である。XRDスペクトルのピークの形状が左右非対称であることは、膜中または基板中の結晶の存在を明示している。別言すると、XRDスペクトルのピークの形状で左右対称でないと、膜または基板は非晶質状態であるとは言えない。
また、膜または基板の結晶構造は、極微電子線回折法(NBED:Nano Beam Electron Diffraction)によって観察される回折パターン(極微電子線回折パターンともいう)にて評価することができる。例えば、石英ガラス基板の回折パターンでは、ハローが観察され、石英ガラスは、非晶質状態であることが確認できる。また、室温成膜したIGZO膜の回折パターンでは、ハローではなく、スポット状のパターンが観察される。このため、室温成膜したIGZO膜は、結晶状態でもなく、非晶質状態でもない、中間状態であり、非晶質状態であると結論することはできないと推定される。
<<酸化物半導体の構造>>
なお、酸化物半導体は、構造に着目した場合、上記とは異なる分類となる場合がある。例えば、酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体と、に分けられる。非単結晶酸化物半導体としては、例えば、上述のCAAC−OS、及びnc−OSがある。また、非単結晶酸化物半導体には、多結晶酸化物半導体、擬似非晶質酸化物半導体(a−like OS:amorphous−like oxide semiconductor)、非晶質酸化物半導体、などが含まれる。
ここで、上述のCAAC−OS、nc−OS、及びa−like OSの詳細について、説明を行う。
[CAAC−OS]
CAAC−OSは、複数の結晶領域を有し、当該複数の結晶領域はc軸が特定の方向に配向している酸化物半導体である。なお、特定の方向とは、CAAC−OS膜の厚さ方向、CAAC−OS膜の被形成面の法線方向、またはCAAC−OS膜の表面の法線方向である。また、結晶領域とは、原子配列に周期性を有する領域である。なお、原子配列を格子配列とみなすと、結晶領域とは、格子配列の揃った領域でもある。さらに、CAAC−OSは、a−b面方向において複数の結晶領域が連結する領域を有し、当該領域は歪みを有する場合がある。なお、歪みとは、複数の結晶領域が連結する領域において、格子配列の揃った領域と、別の格子配列の揃った領域と、の間で格子配列の向きが変化している箇所を指す。つまり、CAAC−OSは、c軸配向し、a−b面方向には明らかな配向をしていない酸化物半導体である。
なお、上記複数の結晶領域のそれぞれは、1つまたは複数の微小な結晶(最大径が10nm未満である結晶)で構成される。結晶領域が1つの微小な結晶で構成されている場合、当該結晶領域の最大径は10nm未満となる。また、結晶領域が多数の微小な結晶で構成されている場合、当該結晶領域の大きさは、数十nm程度となる場合がある。
また、In−M−Zn酸化物(元素Mは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、スズ、チタンなどから選ばれた一種、または複数種)において、CAAC−OSは、インジウム(In)、及び酸素を有する層(以下、In層)と、元素M、亜鉛(Zn)、及び酸素を有する層(以下、(M,Zn)層)とが積層した、層状の結晶構造(層状構造ともいう)を有する傾向がある。なお、インジウムと元素Mは、互いに置換可能である。よって、(M,Zn)層にはインジウムが含まれる場合がある。また、In層には元素Mが含まれる場合がある。なお、In層にはZnが含まれる場合もある。当該層状構造は、例えば、高分解能TEM(Transmission Electron Microscope)像において、格子像として観察される。
CAAC−OS膜に対し、例えば、XRD装置を用いて構造解析を行うと、θ/2θスキャンを用いたOut−of−plane XRD測定では、c軸配向を示すピークが2θ=31°またはその近傍に検出される。なお、c軸配向を示すピークの位置(2θの値)は、CAAC−OSを構成する金属元素の種類、組成などにより変動する場合がある。
また、例えば、CAAC−OS膜の電子線回折パターンにおいて、複数の輝点(スポット)が観測される。なお、あるスポットと別のスポットとは、試料を透過した入射電子線のスポット(ダイレクトスポットともいう)を対称中心として、点対称の位置に観測される。
上記特定の方向から結晶領域を観察した場合、当該結晶領域内の格子配列は、六方格子を基本とするが、単位格子は正六角形とは限らず、非正六角形である場合がある。また、上記歪みにおいて、五角形、七角形などの格子配列を有する場合がある。なお、CAAC−OSにおいて、歪み近傍においても、明確な結晶粒界(グレインバウンダリー)を確認することはできない。即ち、格子配列の歪みによって、結晶粒界の形成が抑制されていることがわかる。これは、CAAC−OSが、a−b面方向において酸素原子の配列が稠密でないこと、金属原子が置換することで原子間の結合距離が変化することなどによって、歪みを許容することができるためと考えられる。
なお、明確な結晶粒界が確認される結晶構造は、いわゆる多結晶(polycrystal)と呼ばれる。結晶粒界は、再結合中心となり、キャリアが捕獲されトランジスタのオン電流の低下、電界効果移動度の低下などを引き起こす可能性が高い。よって、明確な結晶粒界が確認されないCAAC−OSは、トランジスタの半導体層に好適な結晶構造を有する結晶性の酸化物の一つである。なお、CAAC−OSを構成するには、Znを有する構成が好ましい。例えば、In−Zn酸化物、及びIn−Ga−Zn酸化物は、In酸化物よりも結晶粒界の発生を抑制できるため好適である。
CAAC−OSは、結晶性が高く、明確な結晶粒界が確認されない酸化物半導体である。よって、CAAC−OSは、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。また、酸化物半導体の結晶性は不純物の混入、欠陥の生成などによって低下する場合があるため、CAAC−OSは不純物及び欠陥(酸素欠損など)の少ない酸化物半導体ともいえる。従って、CAAC−OSを有する酸化物半導体は、物理的性質が安定する。そのため、CAAC−OSを有する酸化物半導体は熱に強く、信頼性が高い。また、CAAC−OSは、製造工程における高い温度(所謂サーマルバジェット)に対しても安定である。従って、OSトランジスタにCAAC−OSを用いると、製造工程の自由度を広げることが可能となる。
[nc−OS]
nc−OSは、微小な領域(例えば、1nm以上10nm以下の領域、特に1nm以上3nm以下の領域)において原子配列に周期性を有する。別言すると、nc−OSは、微小な結晶を有する。なお、当該微小な結晶の大きさは、例えば、1nm以上10nm以下、特に1nm以上3nm以下であることから、当該微小な結晶をナノ結晶ともいう。また、nc−OSは、異なるナノ結晶間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。従って、nc−OSは、分析方法によっては、a−like OSまたは非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。例えば、nc−OS膜に対し、XRD装置を用いて構造解析を行うと、θ/2θスキャンを用いたOut−of−plane XRD測定では、結晶性を示すピークが検出されない。また、nc−OS膜に対し、ナノ結晶よりも大きいプローブ径(例えば50nm以上)の電子線を用いる電子線回折(制限視野電子線回折ともいう。)を行うと、ハローパターンのような回折パターンが観測される。一方、nc−OS膜に対し、ナノ結晶の大きさと近いかナノ結晶より小さいプローブ径(例えば1nm以上30nm以下)の電子線を用いる電子線回折(ナノビーム電子線回折ともいう。)を行うと、ダイレクトスポットを中心とするリング状の領域内に複数のスポットが観測される電子線回折パターンが取得される場合がある。
[a−like OS]
a−like OSは、nc−OSと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する酸化物半導体である。a−like OSは、鬆または低密度領域を有する。即ち、a−like OSは、nc−OS及びCAAC−OSと比べて、結晶性が低い。また、a−like OSは、nc−OS及びCAAC−OSと比べて、膜中の水素濃度が高い。
<<酸化物半導体の構成>>
次に、上述のCAC−OSの詳細について、説明を行う。なお、CAC−OSは材料構成に関する。
[CAC−OS]
CAC−OSとは、例えば、金属酸化物を構成する元素が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは、1nm以上3nm以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、金属酸化物において、一つまたは複数の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは、1nm以上3nm以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともいう。
さらに、CAC−OSとは、第1の領域と、第2の領域と、に材料が分離することでモザイク状となり、当該第1の領域が、膜中に分布した構成(以下、クラウド状ともいう。)である。つまり、CAC−OSは、当該第1の領域と、当該第2の領域とが、混合している構成を有する複合金属酸化物である。
ここで、In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OSを構成する金属元素に対するIn、Ga、及びZnの原子数比のそれぞれを、[In]、[Ga]、及び[Zn]と表記する。例えば、In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OSにおいて、第1の領域は、[In]が、CAC−OS膜の組成における[In]よりも大きい領域である。また、第2の領域は、[Ga]が、CAC−OS膜の組成における[Ga]よりも大きい領域である。または、例えば、第1の領域は、[In]が、第2の領域における[In]よりも大きく、且つ、[Ga]が、第2の領域における[Ga]よりも小さい領域である。また、第2の領域は、[Ga]が、第1の領域における[Ga]よりも大きく、且つ、[In]が、第1の領域における[In]よりも小さい領域である。
具体的には、上記第1の領域は、インジウム酸化物、インジウム亜鉛酸化物などが主成分である領域である。また、上記第2の領域は、ガリウム酸化物、ガリウム亜鉛酸化物などが主成分である領域である。つまり、上記第1の領域を、Inを主成分とする領域と言い換えることができる。また、上記第2の領域を、Gaを主成分とする領域と言い換えることができる。
なお、上記第1の領域と、上記第2の領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。
また、In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OSとは、In、Ga、Zn、及びOを含む材料構成において、一部にGaを主成分とする領域と、一部にInを主成分とする領域とが、それぞれモザイク状であり、これらの領域がランダムに存在している構成をいう。よって、CAC−OSは、金属元素が不均一に分布した構造を有していると推測される。
CAC−OSは、例えば基板を加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、CAC−OSをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス(代表的にはアルゴン)、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比を0%以上30%未満、好ましくは0%以上10%以下とすることが好ましい。
また、例えば、In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OSでは、エネルギー分散型X線分光法(EDX:Energy Dispersive X−ray spectroscopy)を用いて取得したEDXマッピングにより、Inを主成分とする領域(第1の領域)と、Gaを主成分とする領域(第2の領域)とが、偏在し、混合している構造を有することが確認できる。
ここで、第1の領域は、第2の領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、第1の領域を、キャリアが流れることにより、金属酸化物としての導電性が発現する。従って、第1の領域が、金属酸化物中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度(μ)が実現できる。
一方、第2の領域は、第1の領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、第2の領域が、金属酸化物中に分布することで、リーク電流を抑制することができる。
従って、CAC−OSをトランジスタに用いる場合、第1の領域に起因する導電性と、第2の領域に起因する絶縁性とが、相補的に作用することにより、スイッチングさせる機能(On/Offさせる機能)をCAC−OSに付与することができる。つまり、CAC−OSとは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。導電性の機能と絶縁性の機能とを分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。よって、CAC−OSをトランジスタに用いることで、高いオン電流(Ion)、高い電界効果移動度(μ)、及び良好なスイッチング動作を実現することができる。
また、CAC−OSを用いたトランジスタは、信頼性が高い。従って、CAC−OSは、表示装置をはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。
酸化物半導体は、多様な構造をとり、それぞれが異なる特性を有する。本発明の一態様の酸化物半導体は、非晶質酸化物半導体、多結晶酸化物半導体、a−like OS、CAC−OS、nc−OS、CAAC−OSのうち、二種以上を有していてもよい。
<酸化物半導体を有するトランジスタ>
続いて、上記酸化物半導体をトランジスタに用いる場合について説明する。
上記酸化物半導体をトランジスタに用いることで、高い電界効果移動度のトランジスタを実現することができる。また、信頼性の高いトランジスタを実現することができる。
トランジスタには、キャリア濃度の低い酸化物半導体を用いることが好ましい。例えば、酸化物半導体のキャリア濃度は1×1017cm−3以下、好ましくは1×1015cm−3以下、さらに好ましくは1×1013cm−3以下、より好ましくは1×1011cm−3以下、さらに好ましくは1×1010cm−3未満であり、1×10−9cm−3以上である。なお、酸化物半導体膜のキャリア濃度を低くする場合においては、酸化物半導体膜中の不純物濃度を低くし、欠陥準位密度を低くすればよい。本明細書等において、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低いことを高純度真性または実質的に高純度真性と言う。なお、キャリア濃度の低い酸化物半導体を、高純度真性または実質的に高純度真性な酸化物半導体と呼ぶ場合がある。
また、高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度も低くなる場合がある。
また、酸化物半導体のトラップ準位に捕獲された電荷は、消失するまでに要する時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。そのため、トラップ準位密度の高い酸化物半導体にチャネル形成領域が形成されるトランジスタは、電気特性が不安定となる場合がある。
従って、トランジスタの電気特性を安定にするためには、酸化物半導体中の不純物濃度を低減することが有効である。また、酸化物半導体中の不純物濃度を低減するためには、近接する膜中の不純物濃度も低減することが好ましい。不純物としては、水素、窒素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、鉄、ニッケル、シリコン等がある。
<不純物>
ここで、酸化物半導体中における各不純物の影響について説明する。
酸化物半導体において、第14族元素の一つであるシリコンまたは炭素が含まれると、酸化物半導体において欠陥準位が形成される。このため、酸化物半導体におけるシリコンまたは炭素の濃度と、酸化物半導体との界面近傍のシリコンまたは炭素の濃度(二次イオン質量分析法(SIMS:Secondary Ion Mass Spectrometry)により得られる濃度)を、2×1018atoms/cm以下、好ましくは2×1017atoms/cm以下とする。
また、酸化物半導体にアルカリ金属またはアルカリ土類金属が含まれると、欠陥準位を形成し、キャリアを生成する場合がある。従って、アルカリ金属またはアルカリ土類金属が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、SIMSにより得られる酸化物半導体中のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、1×1018atoms/cm以下、好ましくは2×1016atoms/cm以下にする。
また、酸化物半導体において、窒素が含まれると、キャリアである電子が生じ、キャリア濃度が増加し、n型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体を半導体に用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。または、酸化物半導体において、窒素が含まれると、トラップ準位が形成される場合がある。この結果、トランジスタの電気特性が不安定となる場合がある。このため、SIMSにより得られる酸化物半導体中の窒素濃度を、5×1019atoms/cm未満、好ましくは5×1018atoms/cm以下、より好ましくは1×1018atoms/cm以下、さらに好ましくは5×1017atoms/cm以下にする。
また、酸化物半導体に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になるため、酸素欠損を形成する場合がある。該酸素欠損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金属原子と結合する酸素と結合して、キャリアである電子を生成することがある。従って、水素が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、酸化物半導体中の水素はできる限り低減されていることが好ましい。具体的には、酸化物半導体において、SIMSにより得られる水素濃度を、1×1020atoms/cm未満、好ましくは1×1019atoms/cm未満、より好ましくは5×1018atoms/cm未満、さらに好ましくは1×1018atoms/cm未満にする。
不純物が十分に低減された酸化物半導体をトランジスタのチャネル形成領域に用いることで、安定した電気特性を付与することができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について、図20乃至図24を用いて説明する。
本実施の形態の電子機器は、表示部に本発明の一態様の表示装置を有する。本発明の一態様の表示装置は、高精細化及び高解像度化が容易である。したがって、様々な電子機器の表示部に用いることができる。
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ、パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、などが挙げられる。
特に、本発明の一態様の表示装置は、精細度を高めることが可能なため、比較的小さな表示部を有する電子機器に好適に用いることができる。このような電子機器としては、例えば、腕時計型及びブレスレット型の情報端末機(ウェアラブル機器)、並びに、ヘッドマウントディスプレイなどのVR向け機器、メガネ型のAR向け機器、及び、MR向け機器など、頭部に装着可能なウェアラブル機器等が挙げられる。
本発明の一態様の表示装置は、HD(画素数1280×720)、FHD(画素数1920×1080)、WQHD(画素数2560×1440)、WQXGA(画素数2560×1600)、4K(画素数3840×2160)、8K(画素数7680×4320)といった極めて高い解像度を有していることが好ましい。特に4K、8K、またはそれ以上の解像度とすることが好ましい。また、本発明の一態様の表示装置における画素密度(精細度)は、100ppi以上が好ましく、300ppi以上が好ましく、500ppi以上がより好ましく、1000ppi以上がより好ましく、2000ppi以上がより好ましく、3000ppi以上がより好ましく、5000ppi以上がより好ましく、7000ppi以上がさらに好ましい。このように高い解像度及び高い精細度の一方または双方を有する表示装置を用いることで、携帯型または家庭用途などのパーソナルユースの電子機器において、臨場感及び奥行き感などをより高めることが可能となる。また、本発明の一態様の表示装置の画面比率(アスペクト比)については、特に限定はない。例えば、表示装置は、1:1(正方形)、4:3、16:9、16:10など様々な画面比率に対応することができる。
本実施の形態の電子機器は、センサ(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの)を有していてもよい。
本実施の形態の電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア(プログラム)を実行する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出す機能等を有することができる。
図20A、図20B及び図21A、図21Bを用いて、頭部に装着可能なウェアラブル機器の一例を説明する。これらウェアラブル機器は、ARのコンテンツを表示する機能、及びVRのコンテンツを表示する機能の一方または双方を有する。なお、これらウェアラブル機器は、AR、VRの他に、SRまたはMRのコンテンツを表示する機能を有していてもよい。電子機器が、AR、VR、SR、MRなどのコンテンツを表示する機能を有することで、使用者の没入感を高めることが可能となる。
図20Aに示す電子機器700A、及び、図20Bに示す電子機器700Bは、それぞれ、一対の表示パネル751と、一対の筐体721と、通信部(図示しない)と、一対の装着部723と、制御部(図示しない)と、撮像部(図示しない)と、一対の光学部材753と、フレーム757と、一対の鼻パッド758と、を有する。
表示パネル751には、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。したがって極めて精細度の高い表示が可能な電子機器とすることができる。
電子機器700A、及び、電子機器700Bは、それぞれ、光学部材753の表示領域756に、表示パネル751で表示した画像を投影することができる。光学部材753は透光性を有するため、使用者は光学部材753を通して視認される透過像に重ねて、表示領域756に表示された画像を見ることができる。したがって、電子機器700A、及び、電子機器700Bは、それぞれ、AR表示が可能な電子機器である。
電子機器700A、及び、電子機器700Bには、撮像部として、前方を撮像することのできるカメラが設けられていてもよい。また、電子機器700A、及び、電子機器700Bは、それぞれ、ジャイロセンサなどの加速度センサを備えることで、使用者の頭部の向きを検知して、その向きに応じた画像を表示領域756に表示することもできる。
通信部は無線通信機を有し、当該無線通信機により映像信号等を供給することができる。なお、無線通信機に代えて、または無線通信機に加えて、映像信号及び電源電位が供給されるケーブルを接続可能なコネクタを備えていてもよい。
また、電子機器700A、及び、電子機器700Bには、バッテリが設けられており、無線及び有線の一方または双方によって充電することができる。
筐体721には、タッチセンサモジュールが設けられていてもよい。タッチセンサモジュールは、筐体721の外側の面がタッチされることを検出する機能を有する。タッチセンサモジュールにより、使用者のタップ操作またはスライド操作などを検出し、様々な処理を実行することができる。例えば、タップ操作によって動画の一時停止または再開などの処理を実行することが可能となり、スライド操作により、早送りまたは早戻しの処理を実行することなどが可能となる。また、2つの筐体721のそれぞれにタッチセンサモジュールを設けることで、操作の幅を広げることができる。
タッチセンサモジュールとしては、様々なタッチセンサを適用することができる。例えば、静電容量方式、抵抗膜方式、赤外線方式、電磁誘導方式、表面弾性波方式、光学方式等、種々の方式を採用することができる。特に、静電容量方式または光学方式のセンサを、タッチセンサモジュールに適用することが好ましい。
光学方式のタッチセンサを用いる場合には、受光デバイス(受光素子ともいう)として、光電変換デバイス(光電変換素子ともいう)を用いることができる。光電変換デバイスの活性層には、無機半導体及び有機半導体の一方または双方を用いることができる。
図21Aに示す電子機器800A、及び、図21Bに示す電子機器800Bは、それぞれ、一対の表示部820と、筐体821と、通信部822と、一対の装着部823と、制御部824と、一対の撮像部825と、一対のレンズ832と、を有する。
表示部820には、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。したがって極めて精細度の高い表示が可能な電子機器とすることができる。これにより、使用者に高い没入感を感じさせることができる。
表示部820は、筐体821の内部の、レンズ832を通して視認できる位置に設けられる。また、一対の表示部820に異なる画像を表示させることで、視差を用いた3次元表示を行うこともできる。
電子機器800A、及び、電子機器800Bは、それぞれ、VR向けの電子機器ということができる。電子機器800Aまたは電子機器800Bを装着した使用者は、レンズ832を通して、表示部820に表示される画像を視認することができる。
電子機器800A、及び、電子機器800Bは、それぞれ、レンズ832及び表示部820が、使用者の目の位置に応じて最適な位置となるように、これらの左右の位置を調整可能な機構を有していることが好ましい。また、レンズ832と表示部820との距離を変えることで、ピントを調整する機構を有していることが好ましい。
装着部823により、使用者は電子機器800Aまたは電子機器800Bを頭部に装着することができる。なお、図21Aなどにおいては、メガネのつる(ジョイント、テンプルなどともいう)のような形状として例示しているがこれに限定されない。装着部823は、使用者が装着できればよく、例えば、ヘルメット型またはバンド型の形状としてもよい。
撮像部825は、外部の情報を取得する機能を有する。撮像部825が取得したデータは、表示部820に出力することができる。撮像部825には、イメージセンサを用いることができる。また、望遠、広角などの複数の画角に対応可能なように複数のカメラを設けてもよい。
なお、ここでは撮像部825を有する例を示したが、対象物の距離を測定することのできる測距センサ(以下、検知部ともよぶ)を設ければよい。すなわち、撮像部825は、検知部の一態様である。検知部としては、例えばイメージセンサ、または、ライダー(LIDAR:Light Detection and Ranging)などの距離画像センサを用いることができる。カメラによって得られた画像と、距離画像センサによって得られた画像とを用いることにより、より多くの情報を取得し、より高精度なジェスチャー操作を可能とすることができる。
電子機器800Aは、骨伝導イヤフォンとして機能する振動機構を有していてもよい。例えば、表示部820、筐体821、及び装着部823のいずれか一または複数に、当該振動機構を有する構成を適用することができる。これにより、別途、ヘッドフォン、イヤフォン、またはスピーカなどの音響機器を必要とせず、電子機器800Aを装着しただけで映像と音声を楽しむことができる。
電子機器800A、及び、電子機器800Bは、それぞれ、入力端子を有していてもよい。入力端子には映像出力機器等からの映像信号、及び、電子機器内に設けられるバッテリを充電するための電力等を供給するケーブルを接続することができる。
本発明の一態様の電子機器は、イヤフォン750と無線通信を行う機能を有していてもよい。イヤフォン750は、通信部(図示しない)を有し、無線通信機能を有する。イヤフォン750は、無線通信機能により、電子機器から情報(例えば音声データ)を受信することができる。例えば、図20Aに示す電子機器700Aは、無線通信機能によって、イヤフォン750に情報を送信する機能を有する。また、例えば、図21Aに示す電子機器800Aは、無線通信機能によって、イヤフォン750に情報を送信する機能を有する。
また、電子機器がイヤフォン部を有していてもよい。図20Bに示す電子機器700Bは、イヤフォン部727を有する。例えば、イヤフォン部727と制御部とは、互いに有線接続されている構成とすることができる。イヤフォン部727と制御部とをつなぐ配線の一部は、筐体721または装着部723の内部に配置されていてもよい。
同様に、図21Bに示す電子機器800Bは、イヤフォン部827を有する。例えば、イヤフォン部827と制御部824とは、互いに有線接続されている構成とすることができる。イヤフォン部827と制御部824とをつなぐ配線の一部は、筐体821または装着部823の内部に配置されていてもよい。また、イヤフォン部827と装着部823とがマグネットを有していてもよい。これにより、イヤフォン部827を装着部823に磁力によって固定することができ、収納が容易となり好ましい。
なお、電子機器は、イヤフォンまたはヘッドフォンなどを接続することができる音声出力端子を有していてもよい。また、電子機器は、音声入力端子及び音声入力機構の一方または双方を有していてもよい。音声入力機構としては、例えば、マイクなどの集音装置を用いることができる。電子機器が音声入力機構を有することで、電子機器に、いわゆるヘッドセットとしての機能を付与してもよい。
このように、本発明の一態様の電子機器としては、メガネ型(電子機器700A、及び、電子機器700Bなど)と、ゴーグル型(電子機器800A、及び、電子機器800Bなど)と、のどちらも好適である。
また、本発明の一態様の電子機器は、有線または無線によって、イヤフォンに情報を送信することができる。
図22Aに示す電子機器6500は、スマートフォンとして用いることのできる携帯情報端末機である。
電子機器6500は、筐体6501、表示部6502、電源ボタン6503、ボタン6504、スピーカ6505、マイク6506、カメラ6507、及び光源6508等を有する。表示部6502はタッチパネル機能を備える。
表示部6502に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図22Bは、筐体6501のマイク6506側の端部を含む断面概略図である。
筐体6501の表示面側には透光性を有する保護部材6510が設けられ、筐体6501と保護部材6510に囲まれた空間内に、表示パネル6511、光学部材6512、タッチセンサパネル6513、プリント基板6517、バッテリ6518等が配置されている。
保護部材6510には、表示パネル6511、光学部材6512、及びタッチセンサパネル6513が接着層(図示しない)により固定されている。
表示部6502よりも外側の領域において、表示パネル6511の一部が折り返されており、当該折り返された部分にFPC6515が接続されている。FPC6515には、IC6516が実装されている。FPC6515は、プリント基板6517に設けられた端子に接続されている。
表示パネル6511には本発明の一態様のフレキシブルディスプレイを適用することができる。そのため、極めて軽量な電子機器を実現できる。また、表示パネル6511が極めて薄いため、電子機器の厚さを抑えつつ、大容量のバッテリ6518を搭載することもできる。また、表示パネル6511の一部を折り返して、画素部の裏側にFPC6515との接続部を配置することにより、狭額縁の電子機器を実現できる。
図23Aにテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置7100は、筐体7101に表示部7000が組み込まれている。ここでは、スタンド7103により筐体7101を支持した構成を示している。
表示部7000に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図23Aに示すテレビジョン装置7100の操作は、筐体7101が備える操作スイッチ、及び、別体のリモコン操作機7111により行うことができる。または、表示部7000にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部7000に触れることでテレビジョン装置7100を操作してもよい。リモコン操作機7111は、当該リモコン操作機7111から出力する情報を表示する表示部を有していてもよい。リモコン操作機7111が備える操作キーまたはタッチパネルにより、チャンネル及び音量の操作を行うことができ、表示部7000に表示される映像を操作することができる。
なお、テレビジョン装置7100は、受信機及びモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができる。また、モデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)または双方向(送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)の情報通信を行うことも可能である。
図23Bに、ノート型パーソナルコンピュータの一例を示す。ノート型パーソナルコンピュータ7200は、筐体7211、キーボード7212、ポインティングデバイス7213、外部接続ポート7214等を有する。筐体7211に、表示部7000が組み込まれている。
表示部7000に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図23C、図23Dに、デジタルサイネージの一例を示す。
図23Cに示すデジタルサイネージ7300は、筐体7301、表示部7000、及びスピーカ7303等を有する。さらに、LEDランプ、操作キー(電源スイッチ、または操作スイッチを含む)、接続端子、各種センサ、マイクロフォン等を有することができる。
図23Dは円柱状の柱7401に取り付けられたデジタルサイネージ7400である。デジタルサイネージ7400は、柱7401の曲面に沿って設けられた表示部7000を有する。
図23C、図23Dにおいて、表示部7000に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
表示部7000が広いほど、一度に提供できる情報量を増やすことができる。また、表示部7000が広いほど、人の目につきやすく、例えば、広告の宣伝効果を高めることができる。
表示部7000にタッチパネルを適用することで、表示部7000に画像または動画を表示するだけでなく、使用者が直感的に操作することができ、好ましい。また、路線情報もしくは交通情報などの情報を提供するための用途に用いる場合には、直感的な操作によりユーザビリティを高めることができる。
また、図23C、図23Dに示すように、デジタルサイネージ7300またはデジタルサイネージ7400は、使用者が所持するスマートフォン等の情報端末機7311または情報端末機7411と無線通信により連携可能であることが好ましい。例えば、表示部7000に表示される広告の情報を、情報端末機7311または情報端末機7411の画面に表示させることができる。また、情報端末機7311または情報端末機7411を操作することで、表示部7000の表示を切り替えることができる。
また、デジタルサイネージ7300またはデジタルサイネージ7400に、情報端末機7311または情報端末機7411の画面を操作手段(コントローラ)としたゲームを実行させることもできる。これにより、不特定多数の使用者が同時にゲームに参加し、楽しむことができる。
図24A乃至図24Fに示す電子機器は、筐体9000、表示部9001、スピーカ9003、操作キー9005(電源スイッチ、または操作スイッチを含む)、接続端子9006、センサ9007(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの)、マイクロフォン9008、等を有する。
図24A乃至図24Fに示す電子機器は、様々な機能を有する。例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア(プログラム)によって処理を制御する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して処理する機能、等を有することができる。なお、電子機器の機能はこれらに限られず、様々な機能を有することができる。電子機器は、複数の表示部を有していてもよい。また、電子機器にカメラ等を設け、静止画または動画を撮影し、記録媒体(外部またはカメラに内蔵)に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有していてもよい。
図24A乃至図24Fに示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図24Aは、携帯情報端末9101を示す斜視図である。携帯情報端末9101は、例えばスマートフォンとして用いることができる。なお、携帯情報端末9101は、スピーカ9003、接続端子9006、センサ9007等を設けてもよい。また、携帯情報端末9101は、文字及び画像情報をその複数の面に表示することができる。図24Aでは3つのアイコン9050を表示した例を示している。また、破線の矩形で示す情報9051を表示部9001の他の面に表示することもできる。情報9051の一例としては、電子メール、SNS、電話などの着信の通知、電子メールまたはSNSなどの題名、送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、電波強度などがある。または、情報9051が表示されている位置にはアイコン9050などを表示してもよい。
図24Bは、携帯情報端末9102を示す斜視図である。携帯情報端末9102は、表示部9001の3面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報9052、情報9053、情報9054がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えば使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末9102を収納した状態で、携帯情報端末9102の上方から観察できる位置に表示された情報9053を確認することもできる。使用者は、携帯情報端末9102をポケットから取り出すことなく表示を確認し、例えば電話を受けるか否かを判断できる。
図24Cは、腕時計型の携帯情報端末9200を示す斜視図である。携帯情報端末9200は、例えばスマートウォッチ(登録商標)として用いることができる。また、表示部9001はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、携帯情報端末9200は、例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末9200は、接続端子9006により、他の情報端末と相互にデータ伝送を行うこと、及び、充電を行うこともできる。なお、充電動作は無線給電により行ってもよい。
図24D乃至図24Fは、折り畳み可能な携帯情報端末9201を示す斜視図である。また、図24Dは携帯情報端末9201を展開した状態、図24Fは折り畳んだ状態、図24Eは図24Dと図24Fの一方から他方に変化する途中の状態の斜視図である。携帯情報端末9201は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末9201が有する表示部9001は、ヒンジ9055によって連結された3つの筐体9000に支持されている。例えば、表示部9001は、曲率半径0.1mm以上150mm以下で曲げることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
100:表示装置、100A:表示装置、100B:表示装置、100C:表示装置、100D:表示装置、100E:表示装置、101:層、103a:層、103b:層、110:画素、110a:副画素、110b:副画素、110c:副画素、110d:副画素、111:画素電極、111A:導電膜、111C:接続電極、112:発光ユニット、112_1:発光ユニット、112_1A:層、112_2:発光ユニット、112_2A:層、112_3:発光ユニット、113:中間層、113_1:中間層、113_2:中間層、113A:中間膜、114:共通層、114a:層、115:共通電極、119:樹脂層、120:基板、121:側壁、121a:側壁、121A:絶縁膜、121b:側壁、121B:絶縁膜、125a:画素、125b:画素、130:発光素子、131:保護層、132:保護層、133:着色層、133a:着色層、133b:着色層、133c:着色層、134:空隙、140:接続部、141:犠牲膜、143:保護膜、145:レジストマスク、147:犠牲層、149:保護層、181:層、182:層、183:発光層、183_1:発光層、183_2:発光層、183_3:発光層、184:層、201:トランジスタ、204:接続部、205:トランジスタ、211:絶縁層、213:絶縁層、214:絶縁層、215:絶縁層、221:導電層、222a:導電層、222b:導電層、223:導電層、228:領域、231:半導体層、240:容量、241:導電層、242:接続層、243:絶縁層、245:導電層、251:導電層、252:導電層、254:絶縁層、255:絶縁層、256:プラグ、261:絶縁層、262:絶縁層、263:絶縁層、264:絶縁層、265:絶縁層、271:プラグ、274:プラグ、274a:導電層、274b:導電層、280:表示モジュール、281:表示部、282:回路部、283:画素回路部、283a:画素回路、284:画素部、285:端子部、286:配線部、290:FPC、291:基板、292:基板、301:基板、310:トランジスタ、311:導電層、312:低抵抗領域、313:絶縁層、314:絶縁層、315:素子分離層、320:トランジスタ、321:半導体層、323:絶縁層、324:導電層、325:導電層、326:絶縁層、327:導電層、328:絶縁層、329:絶縁層、331:基板、332:絶縁層、451:基板、465:配線、466:導電層、472:FPC、700A:電子機器、700B:電子機器、721:筐体、723:装着部、727:イヤフォン部、750:イヤフォン、751:表示パネル、753:光学部材、756:表示領域、757:フレーム、758:鼻パッド、800A:電子機器、800B:電子機器、820:表示部、821:筐体、822:通信部、823:装着部、824:制御部、825:撮像部、827:イヤフォン部、832:レンズ、6500:電子機器、6501:筐体、6502:表示部、6503:電源ボタン、6504:ボタン、6505:スピーカ、6506:マイク、6507:カメラ、6508:光源、6510:保護部材、6511:表示パネル、6512:光学部材、6513:タッチセンサパネル、6515:FPC、6516:IC、6517:プリント基板、6518:バッテリ、7000:表示部、7100:テレビジョン装置、7101:筐体、7103:スタンド、7111:リモコン操作機、7200:ノート型パーソナルコンピュータ、7211:筐体、7212:キーボード、7213:ポインティングデバイス、7214:外部接続ポート、7300:デジタルサイネージ、7301:筐体、7303:スピーカ、7311:情報端末機、7400:デジタルサイネージ、7401:柱、7411:情報端末機、9000:筐体、9001:表示部、9003:スピーカ、9005:操作キー、9006:接続端子、9007:センサ、9008:マイクロフォン、9050:アイコン、9051:情報、9052:情報、9053:情報、9054:情報、9055:ヒンジ、9101:携帯情報端末、9102:携帯情報端末、9200:携帯情報端末、9201:携帯情報端末

Claims (16)

  1.  第1の発光素子と、第2の発光素子と、第1の側壁と、第2の側壁と、を有し、
     前記第1の発光素子は、第1の画素電極と、前記第1の画素電極上の第1の発光層と、前記第1の発光層上の第1の中間層と、前記第1の中間層上の第2の発光層と、前記第2の発光層上の共通電極と、を有し、
     前記第2の発光素子は、第2の画素電極と、前記第2の画素電極上の第3の発光層と、前記第3の発光層上の第2の中間層と、前記第2の中間層上の第4の発光層と、前記第4の発光層上の前記共通電極と、を有し、
     前記第1の発光素子と、前記第2の発光素子と、は隣接し、
     前記第1の側壁は、前記第1の画素電極の側面の少なくとも一部を覆い、
     前記第2の側壁は、前記第2の画素電極の側面の少なくとも一部を覆う表示装置。
  2.  請求項1において、
     前記第1の側壁と、前記第2の側壁と、の間に空隙を有する表示装置。
  3.  第1の発光素子と、第2の発光素子と、第1の側壁と、第2の側壁と、第3の側壁と、第4の側壁と、を有し、
     前記第1の発光素子は、第1の画素電極と、前記第1の画素電極上の第1の発光層と、前記第1の発光層上の第1の中間層と、前記第1の中間層上の第2の発光層と、前記第2の発光層上の共通電極と、を有し、
     前記第2の発光素子は、第2の画素電極と、前記第2の画素電極上の第3の発光層と、前記第3の発光層上の第2の中間層と、前記第2の中間層上の第4の発光層と、前記第4の発光層上の前記共通電極と、を有し、
     前記第1の発光素子と、前記第2の発光素子と、は隣接し、
     前記第1の側壁は、前記第1の画素電極の側面、前記第1及び第2の発光層の側面、及び前記第1の中間層の側面の、少なくとも一部を覆い、
     前記第2の側壁は、前記第1の側壁の側面の少なくとも一部を覆い、
     前記第3の側壁は、前記第2の画素電極の側面、前記第3及び第4の発光層の側面、及び前記第2の中間層の側面の、少なくとも一部を覆い、
     前記第4の側壁は、前記第3の側壁の側面の少なくとも一部を覆う表示装置。
  4.  請求項3において、
     前記第2の側壁と、前記第4の側壁と、の間に空隙を有する表示装置。
  5.  請求項3又は4において、
     前記第2の側壁は、前記第1の側壁の上面の少なくとも一部を覆い、
     前記第4の側壁は、前記第3の側壁の上面の少なくとも一部を覆う表示装置。
  6.  請求項1乃至5のいずれか一項において、
     前記共通電極上に、保護層を有し、
     前記第1の発光層、及び前記第2の発光層と重なる領域を有するように、前記保護層上に第1の着色層を有し、
     前記第3の発光層、及び前記第4の発光層と重なる領域を有するように、前記保護層上に第2の着色層を有し、
     前記第1の着色層と、前記第2の着色層と、は異なる色の光を透過する機能を有し、
     前記第1の発光層と、前記第3の発光層と、は同一の色の光を発する機能を有し、
     前記第2の発光層と、前記第4の発光層と、は同一の色の光を発する機能を有する表示装置。
  7.  請求項1乃至6のいずれか一項において、
     前記第2及び第4の発光層と、前記共通電極と、の間に共通層を有し、
     前記共通層は、前記第1及び第2の発光素子において、電子注入層又は正孔注入層の一方としての機能を有する表示装置。
  8.  請求項1乃至7のいずれか一項において、
     前記第1の画素電極、及び前記第2の画素電極は、絶縁層上に設けられ、
     前記絶縁層は、前記第1の画素電極と重なる領域に第1の凸部を有し、
     前記絶縁層は、前記第2の画素電極と重なる領域に第2の凸部を有する表示装置。
  9.  請求項1乃至8のいずれか一に記載の表示装置と、
     コネクタ及び集積回路のうち少なくとも一方と、を有する、表示モジュール。
  10.  請求項9に記載の表示モジュールと、
     筐体、バッテリ、カメラ、スピーカ、及びマイクのうち少なくとも一つと、を有する、電子機器。
  11.  絶縁層を形成し、
     前記絶縁層上に導電膜、第1の発光膜、中間膜、第2の発光膜、及び犠牲膜を順に成膜し、
     前記犠牲膜、前記第2の発光膜、前記中間膜、前記第1の発光膜、及び前記導電膜をエッチングして、前記絶縁層上の第1の画素電極、及び第2の画素電極と、前記第1の画素電極上の第1の発光層、及び前記第2の画素電極上の第2の発光層と、前記第1の発光層上の第1の中間層、及び前記第2の発光層上の第2の中間層と、前記第1の中間層上の第3の発光層、及び前記第2の中間層上の第4の発光層と、前記第3の発光層上の第1の犠牲層、及び前記第4の発光層上の第2の犠牲層と、を形成し、
     前記第1及び第2の画素電極の側面と、前記第1乃至第4の発光層の側面と、前記第1及び第2の中間層の側面と、前記第1及び第2の犠牲層の側面及び上面と、の少なくとも一部を覆う絶縁膜を成膜し、
     前記絶縁膜をエッチングして、前記第1の画素電極の側面の少なくとも一部を覆う第1の側壁と、前記第2の画素電極の側面の少なくとも一部を覆う第2の側壁と、を形成し、
     前記第1の犠牲層、及び前記第2の犠牲層を除去し、
     前記第3の発光層上、及び前記第4の発光層上に共通電極を形成する表示装置の作製方法。
  12.  絶縁層を形成し、
     前記絶縁層上に導電膜、第1の発光膜、中間膜、第2の発光膜、及び犠牲膜を順に成膜し、
     前記犠牲膜、前記第2の発光膜、前記中間膜、前記第1の発光膜、及び前記導電膜をエッチングして、前記絶縁層上の第1の画素電極、及び第2の画素電極と、前記第1の画素電極上の第1の発光層、及び前記第2の画素電極上の第2の発光層と、前記第1の発光層上の第1の中間層、及び前記第2の発光層上の第2の中間層と、前記第1の中間層上の第3の発光層、及び前記第2の中間層上の第4の発光層と、前記第3の発光層上の第1の犠牲層、及び前記第4の発光層上の第2の犠牲層と、を形成し、
     前記第1及び第2の画素電極の側面と、前記第1乃至第4の発光層の側面と、前記第1及び第2の中間層の側面と、前記第1及び第2の犠牲層の側面及び上面と、の少なくとも一部を覆う第1の絶縁膜を成膜し、
     前記第1の絶縁膜上に第2の絶縁膜を成膜し、
     前記第1の絶縁膜、及び前記第2の絶縁膜をエッチングして、前記第1の画素電極の側面の少なくとも一部を覆う第1の側壁と、前記第2の画素電極の側面の少なくとも一部を覆う第2の側壁と、前記第1の側壁の側面の少なくとも一部を覆う第3の側壁と、前記第2の側壁の側面の少なくとも一部を覆う第4の側壁と、を形成し、
     前記第1の犠牲層、及び前記第2の犠牲層を除去し、
     前記第3の発光層上、及び前記第4の発光層上に共通電極を形成する表示装置の作製方法。
  13.  請求項11又は12において、
     前記第1の犠牲層、及び前記第2の犠牲層をマスクに用いて、前記導電膜をエッチングする表示装置の作製方法。
  14.  請求項11乃至13のいずれか一項において、
     前記共通電極上に、保護層を形成し、
     前記第1及び第3の発光層と重なる領域を有する第1の着色層と、前記第2及び第4の発光層と重なる領域を有する第2の着色層と、を前記保護層上に形成し、
     前記第1の着色層と、前記第2の着色層と、は異なる色の光を透過する機能を有する表示装置の作製方法。
  15.  請求項11乃至14のいずれか一項において、
     前記第1の犠牲層、及び前記第2の犠牲層を除去した後、前記第3の発光層上、及び前記第4の発光層上に、電子注入層又は正孔注入層の一方としての機能を有する共通層を形成し、
     前記共通層上に、前記共通電極を形成する表示装置の作製方法。
  16.  請求項11乃至15のいずれか一項において、
     前記導電膜のエッチング工程において、前記絶縁層に凹部を形成する表示装置の作製方法。
PCT/IB2022/050878 2021-02-12 2022-02-02 表示装置、表示装置の作製方法、表示モジュール、及び電子機器 Ceased WO2022172128A1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22752417.0A EP4294127A4 (en) 2021-02-12 2022-02-02 DISPLAY DEVICE, METHOD FOR PRODUCING A DISPLAY DEVICE, DISPLAY MODULE AND ELECTRONIC DEVICE
US18/276,604 US20240107845A1 (en) 2021-02-12 2022-02-02 Display apparatus, fabrication method of the display apparatus, display module, and electronic device
JP2022581033A JP7850085B2 (ja) 2021-02-12 2022-02-02 表示装置、表示装置の作製方法、表示モジュール、及び電子機器
KR1020237029144A KR20230145091A (ko) 2021-02-12 2022-02-02 표시 장치, 표시 장치의 제작 방법, 표시 모듈, 및 전자 기기
CN202280014452.8A CN116830805A (zh) 2021-02-12 2022-02-02 显示装置、显示装置的制造方法、显示模块及电子设备
DE112022001035.5T DE112022001035T5 (de) 2021-02-12 2022-02-02 Anzeigevorrichtung, Herstellungsverfahren einer Anzeigevorrichtung, Anzeigemodul und elektronisches Gerät

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-020425 2021-02-12
JP2021020425 2021-02-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022172128A1 true WO2022172128A1 (ja) 2022-08-18

Family

ID=82838189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/IB2022/050878 Ceased WO2022172128A1 (ja) 2021-02-12 2022-02-02 表示装置、表示装置の作製方法、表示モジュール、及び電子機器

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20240107845A1 (ja)
EP (1) EP4294127A4 (ja)
JP (1) JP7850085B2 (ja)
KR (1) KR20230145091A (ja)
CN (1) CN116830805A (ja)
DE (1) DE112022001035T5 (ja)
WO (1) WO2022172128A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112909068A (zh) * 2021-03-25 2021-06-04 京东方科技集团股份有限公司 像素排布结构、显示面板及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000012220A (ja) * 1998-06-17 2000-01-14 Lg Electron Inc 有機elディスプレイパネルの製造方法
US20170278910A1 (en) * 2016-03-25 2017-09-28 Samsung Display Co., Ltd. Organic light emitting display device including a tandem structure and method of manufacturing the organic light emitting display device including the tandem structure
WO2018087625A1 (en) 2016-11-10 2018-05-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and driving method of display device
JP2018092912A (ja) * 2016-11-30 2018-06-14 キヤノン株式会社 表示装置および電子機器
US20190165062A1 (en) * 2017-11-30 2019-05-30 Lg Display Co., Ltd. Light emitting display apparatus and method of manufacturing the same
US20190181202A1 (en) * 2017-12-11 2019-06-13 Lg Display Co., Ltd. Electroluminescent display device
US20210043705A1 (en) * 2019-08-07 2021-02-11 Lg Display Co., Ltd. Display Device and Method for Manufacturing the Same

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100670543B1 (ko) * 2003-12-29 2007-01-16 엘지.필립스 엘시디 주식회사 유기전계발광 소자
US10431631B2 (en) * 2017-12-04 2019-10-01 Wuhan China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. Stacked OLED device and method of making the same
KR102708520B1 (ko) * 2018-09-17 2024-09-23 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
KR102758182B1 (ko) * 2019-12-04 2025-01-23 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000012220A (ja) * 1998-06-17 2000-01-14 Lg Electron Inc 有機elディスプレイパネルの製造方法
US20170278910A1 (en) * 2016-03-25 2017-09-28 Samsung Display Co., Ltd. Organic light emitting display device including a tandem structure and method of manufacturing the organic light emitting display device including the tandem structure
WO2018087625A1 (en) 2016-11-10 2018-05-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and driving method of display device
JP2018092912A (ja) * 2016-11-30 2018-06-14 キヤノン株式会社 表示装置および電子機器
US20190165062A1 (en) * 2017-11-30 2019-05-30 Lg Display Co., Ltd. Light emitting display apparatus and method of manufacturing the same
US20190181202A1 (en) * 2017-12-11 2019-06-13 Lg Display Co., Ltd. Electroluminescent display device
US20210043705A1 (en) * 2019-08-07 2021-02-11 Lg Display Co., Ltd. Display Device and Method for Manufacturing the Same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4294127A4

Also Published As

Publication number Publication date
DE112022001035T5 (de) 2023-11-23
CN116830805A (zh) 2023-09-29
JPWO2022172128A1 (ja) 2022-08-18
EP4294127A4 (en) 2024-12-04
KR20230145091A (ko) 2023-10-17
EP4294127A1 (en) 2023-12-20
JP7850085B2 (ja) 2026-04-22
US20240107845A1 (en) 2024-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12604652B2 (en) Method for manufacturing display device, display device, display module, and electronic device
KR20230129020A (ko) 표시 장치 및 표시 장치의 제작 방법
JP2025188117A (ja) 表示装置
JP2025109777A (ja) 表示装置
US20240130163A1 (en) Display apparatus, manufacturing method of the display apparatus, display module, and electronic device
JP2026026171A (ja) 表示装置の作製方法
WO2022185149A1 (ja) 表示装置、表示モジュール、電子機器、及び、表示装置の作製方法
WO2022175781A1 (ja) 表示装置、表示モジュール、及び電子機器
JP7850085B2 (ja) 表示装置、表示装置の作製方法、表示モジュール、及び電子機器
JP7817193B2 (ja) 表示装置の作製方法、表示装置、表示モジュール、及び、電子機器
JP7809075B2 (ja) 表示装置
KR20240096876A (ko) 표시 장치 및 표시 장치의 제작 방법
WO2023281352A1 (ja) 表示装置、表示装置の作製方法、表示モジュール、及び電子機器
KR20230156376A (ko) 표시 장치, 표시 모듈, 전자 기기, 및 표시 장치의 제작 방법
US20240292670A1 (en) Display apparatus
KR20240093503A (ko) 표시 장치 및 표시 장치의 제작 방법
KR20240018501A (ko) 표시 장치, 표시 모듈, 전자 기기, 및 표시 장치의 제작 방법
WO2022185150A1 (ja) 表示装置、表示モジュール、電子機器、及び、表示装置の作製方法
JP2025156533A (ja) 表示装置
KR20240014057A (ko) 표시 장치, 표시 모듈, 및 전자 기기
KR20240021912A (ko) 표시 장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22752417

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022581033

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 18276604

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280014452.8

Country of ref document: CN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20237029144

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022752417

Country of ref document: EP

Ref document number: 112022001035

Country of ref document: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022752417

Country of ref document: EP

Effective date: 20230912