CN116601694A - 显示装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种高清晰且显示不均匀得到降低的显示装置。本发明是一种显示装置,在衬底上包括多个像素,多个像素各自包括晶体管及发光元件,发光元件包括第一电极、第一电极上的EL层以及EL层上的第二电极,第一电极与晶体管电连接,在多个像素中,相邻的像素的第一电极被绝缘层彼此分开,第二电极包含具有可见光透过性的导电材料,多个上述像素间共享上述第二电极,并且从上述第二电极一侧射出光。显示装置还包括布线,在从平面看衬底时,布线配置在没有配置EL层的区域中且第二电极以与布线上接触的方式配置。
Description
技术领域
本发明的一个方式涉及一种显示装置及其制造方法。
注意,本发明的一个方式不局限于上述技术领域。本说明书等所公开的发明的一个方式的技术领域涉及一种物体、方法或制造方法。另外,本发明的一个方式涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(composition of matter)。由此,更具体而言,作为本说明书所公开的本发明的一个方式的技术领域的一个例子可以举出半导体装置、显示装置、液晶显示装置、发光装置、照明装置、蓄电装置、存储装置、摄像装置、这些装置的工作方法或者这些装置的制造方法。
背景技术
近年来,高清晰显示器面板被需求。作为被要求高清晰显示器面板的设备,例如有智能手机、平板终端、笔记本型计算机等。另外,电视装置、显示器装置等固定式显示装置也随着高分辨率化被要求高清晰化。再者,作为最需求高清晰度的设备,例如有应用于虚拟现实(VR:Virtual Reality)或增强现实(AR:Augmented Reality)的设备。
此外,作为可以应用于显示器面板的显示装置,典型地可以举出液晶显示装置、具备有机EL(Electro Luminescence:电致发光)元件或发光二极管(LED:Light EmittingDiode)等发光元件的发光装置、以电泳方式等进行显示的电子纸等。
例如,有机EL元件的基本结构是在一对电极之间夹有包含发光性有机化合物的层的结构。通过对该元件施加电压,可以得到来自发光性有机化合物的发光。由于在各像素配置上述有机EL元件的显示装置不需要液晶显示装置等所需要的背光源,所以可以实现薄型、轻量、高对比度且低功耗的显示装置。例如,专利文献1公开了使用有机EL元件的显示装置的一个例子。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开第2002-324673号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
作为能够进行全彩色显示的有机EL显示装置,已知组合白色发光元件与滤色片的结构、以及R、G、B的各发光元件形成在同一面上的结构。
在功耗方面后者的结构是理想的,在目前的中小型面板的制造中,使用金属掩模等进行发光材料的分别涂布。但是,使用金属掩模的工艺中的对准精度较低,所以在像素中需要缩小发光元件的占有面积且增加与相邻的像素所包括的发光元件之间的间隔。因此,像素中的发光元件的占有面积变小而像素密度下降,使得到清晰度更高的显示装置变得困难。
于是,本发明的一个方式的目的之一是增加像素中的发光元件的占有面积而使像素高密度化。
另外,在多个像素间共享发光元件的一对电极中的一个的结构(以下,将该共享的电极称为公共电极)中,在显示装置的显示区域的面积较大时,显示区域中的基于像素位置的公共电极的电压下降程度大大不同,产生公共电极的电位的不均匀,这导致显示不均匀。尤其是,当为了从公共电极一侧提取发光元件的光,作为公共电极使用氧化铟-氧化锡(ITO:Indium Tin Oxide)等具有可见光透过性的导电材料(以下,也称为透光性导电材料)时,公共电极的电阻率倾向于比使用金属材料的情况高。因此,公共电极的电位大大地波动。
于是,本发明的一个方式的目的之一是降低显示区域内的显示不均匀。
注意,这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。注意,本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。除上述目的外的目的从说明书、附图、权利要求书等的描述中是显而易见的,并且可以从所述描述中抽出。
解决技术问题的手段
本发明的一个方式涉及一种显示装置及其制造方法。
本发明的一个方式是通过不使用金属掩模而形成发光元件得到的显示装置及其制造方法。
本发明的一个方式涉及一种包括使用透光性导电材料的公共电极的显示装置及其制造方法。另外,本发明的一个方式涉及一种与公共电极电连接并包括由电阻率比公共电极低的材料形成的布线(以下,也称为辅助布线)的显示装置及其制造方法。另外,本发明的一个方式涉及一种显示装置及其制造方法,该显示装置具有在平面看时以与配置在发光元件的一对电极间的层(以下,也称为EL层)不存在的区域重叠的方式配置辅助布线的结构。另外,本发明的一个方式涉及一种显示装置及其制造方法,该显示装置包括具有将相邻的像素间的发光元件的一对电极中的另一个(以下,也称为像素电极)分开的功能的绝缘层(以下,也称为分隔壁),并具有在平面看时以与分隔壁重叠的方式配置辅助布线的结构。另外,本发明的一个方式涉及一种显示装置及其制造方法,该显示装置具有如下结构:在分隔壁的一部分中形成槽或开口部,在平面看时以与槽或开口部重叠的方式配置辅助布线。
本发明的一个方式是一种显示装置,该显示装置在衬底上包括多个像素,多个像素各自包括晶体管及发光元件,发光元件包括第一电极、第一电极上的EL层以及EL层上的第二电极,第一电极与晶体管电连接,在多个像素中,相邻的像素的第一电极被绝缘层彼此分开,第二电极包含具有可见光透过性的导电材料,多个像素间共享第二电极,并且从第二电极一侧射出光。显示装置可以还包括辅助布线,在从平面看衬底时,辅助布线可以配置在与EL层上重叠的区域、以及为没有配置EL层的区域而与绝缘层重叠的区域中,第二电极可以以与辅助布线上接触的方式配置。另外,在从平面看多个像素时,辅助布线既可以为矩阵状,也可以为条纹状。
另外,本发明的另一个方式是一种显示装置的制造方法,该显示装置在衬底上包括多个像素,多个像素各自包括晶体管及发光元件,发光元件包括第一电极、第一电极上的EL层以及EL层上的第二电极,第一电极与晶体管电连接,在多个像素中,相邻的像素的第一电极被绝缘层彼此分开,第二电极包含具有可见光透过性的导电材料,多个像素间共享第二电极,并且从第二电极一侧射出光。在该显示装置的制造方法中,可以形成具有在从平面看衬底时配置在与EL层上重叠的区域、以及为没有配置EL层的区域而与绝缘层重叠的区域的辅助布线,并且可以以与辅助布线上接触的方式形成第二电极。
另外,本发明的一个方式是一种显示装置,该显示装置在相邻的第一像素和第二像素之间包括辅助布线,第一像素包括具有第一电极、第一电极上的第一EL层以及第一EL层上的具有可见光透过性的电极的第一发光元件,第二像素包括具有第二电极、第二电极上的第二EL层以及第二EL层上的具有可见光透过性的电极的第二发光元件,显示装置包括覆盖第一电极的端部和第二电极的端部并位于第一EL层的下方及第二EL层的下方的绝缘层,绝缘层具有槽部,辅助布线具有与槽部的内壁接触的区域,第一EL层的顶面、第二EL层的顶面、辅助布线的顶面具有与具有透光性的电极接触的区域。
另外,本发明的一个方式是一种显示装置,该显示装置在相邻的第一像素和第二像素之间包括辅助布线,第一像素包括具有第一电极、第一电极上的第一EL层以及第一EL层上的具有可见光透过性的电极的第一发光元件,第二像素包括具有第二电极、第二电极上的第二EL层以及第二EL层上的具有可见光透过性的电极的第二发光元件,显示装置包括覆盖第一电极的端部和第二电极的端部并位于第一EL层的下方及第二EL层的下方的绝缘层,绝缘层具有开口部,辅助布线具有与开口部的内壁接触的区域,第一EL层的顶面、第二EL层的顶面、辅助布线的顶面具有与具有透光性的电极接触的区域。
另外,本发明的一个方式是一种显示装置,该显示装置在相邻的第一像素和第二像素之间包括辅助布线,第一像素包括具有与第一绝缘层的顶面接触的第一电极、第一电极上的第一EL层以及第一EL层上的具有可见光透过性的电极的第一发光元件,第二像素包括具有与第一绝缘层的顶面接触的第二电极、第二电极上的第二EL层以及第二EL层上的具有可见光透过性的电极的第二发光元件,显示装置包括与第一绝缘层的顶面接触并覆盖第一电极的端部和第二电极的端部的第二绝缘层,第一EL层及第二EL层各自具有与第二绝缘层的顶面接触的区域,第二绝缘层具有开口部,第一绝缘层在与开口部重叠的区域中具有槽部,辅助布线具有与开口部的内壁接触的区域以及与槽部的内壁接触的区域,第一EL层的顶面、第二EL层的顶面、辅助布线的顶面具有与具有透光性的电极接触的区域。
另外,本发明的一个方式是一种显示装置,该显示装置在相邻的第一像素和第二像素之间包括辅助布线,第一像素包括具有与第一绝缘层的顶面接触的第一电极、第一电极上的第一EL层以及第一EL层上的具有可见光透过性的电极的第一发光元件,第二像素包括具有与第一绝缘层的顶面接触的第二电极、第二电极上的第二EL层以及第二EL层上的具有可见光透过性的电极的第二发光元件,显示装置包括与第一绝缘层的顶面接触并覆盖第一电极的端部和第二电极的端部的第二绝缘层,第一EL层及第二EL层各自具有与第二绝缘层的顶面接触的区域,包括位于第一绝缘层的下方的第一层,第二绝缘层及第一绝缘层具有到达第一层的开口部,辅助布线具有在开口部中与第一层接触的区域,第一EL层的顶面、第二EL层的顶面、辅助布线的顶面具有与具有透光性的电极接触的区域。
在上述本发明的一个方式的显示装置中,绝缘层的顶面也可以具有与具有可见光透过性的电极接触的区域。另外,在上述本发明的一个方式的显示装置中,第二绝缘层的顶面也可以具有与可见光透过性的电极接触的区域。
在上述本发明的一个方式的显示装置中,开口部也可以被辅助布线填充。
另外,本发明的另一个方式是一种显示装置的制造方法,该显示装置在衬底上包括多个像素,多个像素各自包括发光元件,发光元件包括第一电极、第一电极上的EL层以及EL层上的第二电极,在多个像素中,相邻的像素的第一电极被绝缘层彼此分开,第二电极包含具有可见光透过性的导电材料,多个像素间共享第二电极,并且从第二电极一侧射出光。在该显示装置的制造方法中,在从平面看衬底时为没有配置EL层的区域而与绝缘层的开口部重叠的区域中形成辅助布线,第二电极以与辅助布线上接触的方式形成。
发明效果
通过使用本发明的一个方式,可以增加像素中的发光元件的占有面积而使像素高密度化。如此可以得到一种高清晰显示装置。
通过使用本发明的一个方式,可以降低显示区域内的显示不均匀。尤其是,可以降低由使用透光性导电材料的公共电极的电阻造成的显示区域内的显示不均匀。
通过使用本发明的一个方式,可以得到一种高清晰且显示不均匀得到降低的显示装置。
另外,可以提供一种低功耗的显示装置。另外,可以提供一种可靠性高的显示装置。另外,可以提供一种新颖显示装置等。另外,可以提供一种上述显示装置的工作方法。另外,可以提供一种新颖半导体装置等。
注意,上述效果的记载并不妨碍其他效果的存在。本发明的一个方式不一定需要具有所有上述效果。可以从说明书、附图、权利要求书等的记载中抽取上述效果以外的效果。
附图说明
图1是说明显示装置的立体截面图。
图2A至图2D是说明显示装置的图。
图3A至图3D是说明显示装置的制造方法的图。
图4A至图4D是说明显示装置的制造方法的图。
图5A至图5C是说明显示装置的制造方法的图。
图6A至图6E是说明显示装置的制造方法的图。
图7A至图7D是说明显示装置及其制造方法的图。
图8是说明显示装置的立体截面图。
图9A至图9D是说明显示装置的图。
图10A至图10F是说明显示装置的制造方法的图。
图11A至图11D是说明显示装置的图。
图12A是说明显示装置的结构例子的图。图12B是说明像素电路的结构例子的图。
图13A至图13C是说明显示装置的图。
图14是说明显示装置的图。
图15是说明显示装置的图。
图16A至图16C是说明晶体管的图。
图17A至图17C是说明晶体管的图。
图18A及图18B是说明晶体管的图。
图19A至图19D是示出电子设备的一个例子的图。
具体实施方式
参照附图对实施方式进行详细说明。注意,本发明不局限于下面说明,所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此,本发明不应该被解释为仅限定在以下所示的实施方式所记载的内容中。另外,在下面所说明的发明的结构中,在不同的附图中共同使用相同的附图标记来表示相同的部分或具有相同功能的部分,而省略其重复说明。另外,有时在不同的附图中适当地省略或改变相同构成要素的阴影。
在本说明书等中,有时将使用金属掩模或FMM(Fine Metal Mask,高精细金属掩模)制造的器件称为具有MM(Metal Mask)结构的器件。此外,在本说明书等中,有时将不使用金属掩模或FMM制造的器件称为具有MML(Metal Mask Less)结构的器件。
此外,在本说明书等中,有时将在各颜色的发光器件(这里为蓝色(B)、绿色(G)及红色(R))中分别形成发光层或分别涂布发光层的结构称为SBS(Side By Side)结构。另外,在本说明书等中,有时将可发射白色光的发光器件称为白色发光器件。白色发光器件通过与着色层(例如,滤色片)组合可以实现以全彩色显示的发光器件。
另外,发光器件大致可以分为单结构和串联结构。单结构的器件优选具有如下结构:在一对电极间包括一个发光单元,而且该发光单元包括一个以上的发光层。为了得到白色发光,以两个以上的发光层的各发光处于补色关系的方式选择发光层即可。例如,通过使第一发光层的发光颜色与第二发光层的发光颜色处于补色关系,可以得到在发光器件整体上以白色发光的结构。此外,包括三个以上的发光层的发光器件也是同样的。
串联结构的器件优选具有如下结构:在一对电极间包括两个以上的多个发光单元,而且各发光单元包括一个以上的发光层。为了得到白色发光,采用组合从多个发光单元的发光层发射的光来得到白色发光的结构即可。注意,得到白色发光的结构与单结构中的结构同样。此外,在串联结构的器件中,优选在多个发光单元间设置电荷产生层等中间层。
另外,在对上述白色发光器件(单结构或串联结构)和SBS结构的发光器件进行比较的情况下,可以使SBS结构的发光器件的功耗比白色发光器件低。当想要将功耗抑制为低时,优选采用SBS结构的发光器件。另一方面,白色发光器件的制造工艺比SBS结构的发光器件简单,由此可以降低制造成本或者提高制造成品率,所以是优选的。
另外,串联结构的器件也可以具有包括发射同一颜色的光的发光层的结构(BB、GG、RR等)。从多个层能够得到发光的串联结构在发光时需要高电压,但是得到与单结构相同的发光强度时的电流值变小。
(实施方式1)
在本实施方式中,参照附图对本发明的一个方式的显示装置的结构及制造方法进行说明。
<结构例子1>
图1示出本发明的一个方式的显示装置100的立体截面图。图2A是本发明的一个方式的显示装置100的俯视示意图。显示装置100包括呈现红色的多个发光元件110R、呈现绿色的多个发光元件110G及呈现蓝色的多个发光元件110B。在图2A中,为了易于区别各发光元件,将R、G、B的符号记载于各发光元件的发光区域内。
发光元件110R、发光元件110G及发光元件110B都排列为矩阵状。图2A示出在一个方向上排列同一个颜色的发光元件的所谓的条纹(stripe)排列。注意,发光元件的排列方法不局限于此,可以采用delta排列、zigzag排列等排列方法,也可以采用pentile排列。
作为发光元件110R、发光元件110G及发光元件110B,优选使用OLED(OrganicLight Emitting Diode:有机发光二极管)或QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode:量子点发光二极管)等EL元件。作为EL元件所包含的发光物质,可以举出发射荧光的物质(蛍光材料)、发射磷光的物质(磷光材料)、无机化合物(量子点材料等)、呈现热活化延迟荧光的物质(热活化延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescence:TADF)材料)等。
图2B是对应于图2A中的点划线A1-A2的截面示意图,图2C是对应于点划线B1-B2的截面示意图。
图2B示出发光元件110R、发光元件110G及发光元件110B的截面。发光元件110R、发光元件110G及发光元件110B都设置在衬底101上,并包括被用作阳极的像素电极111及被用作阴极的公共电极113。另外,设置有与公共电极113电连接的辅助布线115。在图1及图2A中,当俯视显示区域时,辅助布线115具有网状(也可以称为格子状或矩阵状)形状。
发光元件110R在像素电极111与公共电极113间包括EL层112R。EL层112R包含发射至少在红色波长区域中具有峰的光的发光性有机化合物。发光元件110G所包括的EL层112G包含发射至少在绿色波长区域中具有峰的光的发光性有机化合物。发光元件110B所包括的EL层112B包含发射至少在蓝色波长区域中具有峰的光的发光性有机化合物。
EL层112R、EL层112G及EL层112B都可以除了包含发光性有机化合物的层(发光层)之外还包括电子注入层、电子传输层、空穴注入层和空穴传输层中的一个以上。
每个发光元件都设置有像素电极111。另外,公共电极113设置为各发光元件间共同的连续的层。将具有可见光透过性的导电膜用于像素电极111和公共电极113中的一个,将具有可见光反射性的导电膜用于像素电极111和公共电极113中的另一个。通过使像素电极111具有透光性且使公共电极113具有反射性,可以实现底部发射型(bottom-emission)显示装置,反而通过使像素电极111具有反射性且使公共电极113具有透光性,可以实现顶部发射型(top-emission)显示装置。注意,也可以通过使像素电极111和公共电极113的双方具有透光性,实现双面发射型(dual-emission)显示装置。在本实施方式中,对制造顶部发射型(top-emission)显示装置的例子进行说明。
以使相邻的像素电极111间绝缘的方式设置有覆盖像素电极111的端部的绝缘层131。绝缘层131的端部优选具有锥形形状。
EL层112R、EL层112G及EL层112B都具有接触于像素电极111的顶面的区域以及接触于绝缘层131的表面的区域。另外,EL层112R、EL层112G及EL层112B的端部位于绝缘层131上。
如图2B所示,不同颜色的发光元件的两个EL层之间设置有间隙。如此那样,优选的是,EL层112R、EL层112G及EL层112G彼此没有接触地设置。由此,可以适当地防止电流通过相邻的两个EL层流过而产生非意图性的发光。由此,可以提高对比度,而可以实现显示质量较高的显示装置。
在本实施方式中,绝缘层131上配置有辅助布线115。辅助布线115与公共电极113电连接,可以具有含有导电率比公共电极113高的材料的结构。在图1及图2B所示的结构中,因为辅助布线115的顶面与公共电极113接触,所以辅助布线115与公共电极113电连接。另外,在图1及图2B所示的结构中,辅助布线115在EL层上以覆盖EL层的端部的方式配置。辅助布线115在显示区域的外侧与阴极取出端子(未图示)电连接。
图2C示出EL层112G被加工为岛状的例子。注意,如图2D所示,EL层112G也可以以在列方向上连续的方式被加工为带状。通过使EL层112G等成为带状形状,没有需要分割它们所需的空间,而可以缩小发光元件间的非发光区域的面积,由此可以提高开口率。
另外,如图2D所示,也可以在相邻的呈现同一颜色的像素间不设置辅助布线115,而仅在呈现不同颜色的像素间形成辅助布线115。此时,辅助布线115可以是在俯视时具有条纹形状的辅助布线。当辅助布线115具有条纹形状时,与具有格子形状的情况相比,不需要在形成辅助布线115时需要的空间,因此可以提高开口率。另外,可以降低呈现同一颜色的像素间产生串扰。
注意,在图2C及图2D中,作为一个例子示出发光元件110G的截面,发光元件110R及发光元件110B也可以具有同样的形状。
另外,公共电极113上以覆盖发光元件110R、发光元件110G及发光元件110B的方式设置有保护层121。保护层121具有防止杂质从上方扩散到各发光元件的功能。
保护层121例如可以采用至少包括无机绝缘膜的单层结构或叠层结构。作为无机绝缘膜,例如可以举出氧化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、氮化硅膜、氧化铝膜、氧氮化铝膜、氧化铪膜等氧化物膜或氮化物膜。或者,作为保护层121也可以使用铟镓氧化物、铟镓锌氧化物等半导体材料。
<制造方法例子>
以下参照附图对本发明的一个方式的显示装置的制造方法的一个例子进行说明。在此,以上述结构例子示出的显示装置100为例进行说明。图3A至图6E是以下例示出的显示装置的制造方法的各工序中的截面示意图。
构成显示装置的薄膜(绝缘膜、半导体膜、导电膜等)可以利用溅射法、化学气相沉积(CVD)法、真空蒸镀法、原子层沉积(ALD)法等形成。作为CVD法有等离子体增强化学气相沉积(PECVD:Plasma Enhanced CVD)法或热CVD法等。此外,作为热CVD法之一,有有机金属化学气相沉积(MOCVD:Metal Organic CVD)法。
此外,在构成显示装置的薄膜(绝缘膜、半导体膜、导电膜等)的涂敷中可以利用旋涂法、浸渍法、喷涂法、喷墨法、分配器法、丝网印刷法、胶版印刷法、刮刀(doctor knife)法、狭缝式涂布法、辊涂法、帘式涂布法、刮刀式涂布法等方法。
此外,当对构成显示装置的薄膜进行加工时,可以利用光刻法等。或者,也可以利用纳米压印法对薄膜进行加工。此外,可以同时使用通过利用遮蔽掩模的沉积方法直接形成岛状的薄膜的方法。
作为利用光刻法加工薄膜的方法典型地有如下两种方法。一个是在要进行加工的薄膜上形成抗蚀剂掩模,通过蚀刻等对该薄膜进行加工,并去除抗蚀剂掩模的方法。另一个是在沉积感光性薄膜之后,进行曝光及显影来将该薄膜加工为所希望的形状的方法。
在光刻法中,作为用于曝光的光,例如可以使用i线(波长为365nm)、g线(波长为436nm)、h线(波长为405nm)或将这些光混合而成的光。此外,还可以使用紫外光、KrF激光或ArF激光等。此外,也可以利用液浸曝光技术进行曝光。作为用于曝光的光,也可以使用极紫外(EUV:Extreme Ultra-violet)光或X射线。此外,也可以使用电子束代替用于曝光的光。当使用极紫外光、X射线或电子束时,可以进行极其微细的加工,所以是优选的。此外,在通过电子束等光束的扫描进行曝光时,不需要光掩模。
在薄膜的蚀刻中,可以利用干蚀刻法、湿蚀刻法等。
<衬底101的准备>
作为衬底101,可以使用至少具有能够承受后面的热处理程度的耐热性的衬底。在使用绝缘衬底作为衬底101的情况下,可以使用玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、陶瓷衬底、有机树脂衬底等。此外,可以使用以硅或碳化硅等为材料的单晶半导体衬底或多晶半导体衬底、以硅锗等为材料的化合物半导体衬底、SOI衬底等半导体衬底。
尤其是,衬底101优选使用在上述半导体衬底或绝缘衬底上形成有包括晶体管等半导体元件的半导体电路的衬底。该半导体电路优选例如构成像素电路、栅极线驱动电路(栅极驱动器)、源极线驱动电路(栅极驱动器)等。除此以外,还可以构成运算电路、存储电路等。
<像素电极111的形成>
接着,在衬底101上形成多个像素电极111。首先,沉积成为像素电极111的导电膜,通过光刻法形成抗蚀剂掩模,通过蚀刻去除导电膜的不需要的部分。然后,去除抗蚀剂掩模,由此可以形成像素电极111。
作为像素电极111优选采用可见光的波长区域整体上的反射率尽量高的材料(例如,银或铝等)。使用该材料形成的像素电极111可以说是具有光反射性的电极。由此,不但可以提高发光元件的光提取效率,还可以提高颜色再现性。
<绝缘层131的形成>
接着,覆盖像素电极111的端部形成绝缘层131(参照图3A)。作为绝缘层131可以使用有机绝缘膜或无机绝缘膜。绝缘层131的端部优选为锥形形状,以提高后面形成的EL膜的台阶覆盖性。尤其是,在使用有机绝缘膜时优选使用感光性材料,由此易于根据曝光及显影的条件而控制端部形状。
<EL膜112Rf的形成>
接着,在像素电极111及绝缘层131上沉积后面成为EL层112R的EL膜112Rf(参照图3B)。
EL膜112Rf至少包括含有红色发光性有机化合物的膜。除此以外,还可以具有层叠电子注入层、电子传输层、电荷产生层、空穴传输层、空穴注入层的结构。EL膜112Rf例如可以通过蒸镀法或溅射法等形成。注意,不局限于此,可以适当地利用上述沉积方法。
<抗蚀剂掩模143a的形成>
接着,在对应发光元件110R的像素电极111上形成抗蚀剂掩模143a(参照图3C)。抗蚀剂掩模143a可以通过光刻工序形成。
<EL层112R的形成>
接着,将抗蚀剂掩模143a用作掩模对EL膜112Rf进行蚀刻,将EL层112R形成为岛状(参照图3D)。在蚀刻工序中可以使用干蚀刻法或湿蚀刻法。
<EL膜112Gf的形成>
接着,在露出的像素电极111及绝缘层131上以及抗蚀剂掩模143a上沉积后面成为EL层112G的EL膜112Gf(参照图4A)。
EL膜112Gf至少包括含有绿色发光性有机化合物的膜。除此之外,还可以具有层叠电子注入层、电子传输层、电荷产生层、空穴传输层以及空穴注入层的结构。
<抗蚀剂掩模143b的形成>
接着,在对应发光元件110G的像素电极111上形成抗蚀剂掩模143b(参照图4B)。抗蚀剂掩模143b可以通过光刻工序形成。
<EL层112G的形成>
接着,将抗蚀剂掩模143b用作掩模对EL膜112Gf进行蚀刻,将EL层112G形成为岛状(参照图4C)。在蚀刻工序中可以使用干蚀刻法或湿蚀刻法。
<EL膜112Bf的形成>
接着,在露出的像素电极111及绝缘层131上、以及抗蚀剂掩模143a及抗蚀剂掩模143b上沉积后面成为EL层112B的EL膜112Bf(参照图4D)。
EL膜112Bf至少包括含有蓝色发光性有机化合物的膜。除此之外,还可以具有层叠电子注入层、电子传输层、电荷产生层、空穴传输层以及空穴注入层的结构。
<抗蚀剂掩模143c的形成>
接着,在对应发光元件110B的像素电极111上形成抗蚀剂掩模143c(参照图5A)。抗蚀剂掩模143c可以通过光刻工序形成。
<EL层112B的形成>
接着,将抗蚀剂掩模143c用作掩模对EL膜112Bf进行蚀刻,将EL层112B形成为岛状(参照图5B)。在蚀刻工序中可以使用干蚀刻法或湿蚀刻法。
<抗蚀剂掩模的去除>
接着,去除抗蚀剂掩模143a、抗蚀剂掩模143b及抗蚀剂掩模143c(参照图5C)。在抗蚀剂掩模的去除中,例如可以使用利用有机溶剂的剥离法等。或者,也可以使用利用干蚀刻装置的灰化等。
<抗蚀剂掩模150的形成>
接着,在EL层112R、EL层112G、EL层112B上形成抗蚀剂掩模150(参照图6A)。抗蚀剂掩模150可以通过光刻工序形成。抗蚀剂掩模150以在垂直于衬底101的顶面的平面的截面形状上侧面具有反锥形形状的方式形成。抗蚀剂掩模150可以具有如下形状:在垂直于衬底101的平面的截面形状上抗蚀剂掩模150的侧面和衬底101的顶面所形成的角度越接近抗蚀剂掩模150的端部越大的形状。这样形状的抗蚀剂掩模例如优选使用负型光致抗蚀剂制造。
<辅助布线115的形成>
接着,沉积导电膜115f。导电膜115f使用导电材料即可,例如可以使用选自铝(Al)、钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钕(Nd)、钪(Sc)、镍(Ni)和铜(Cu)中的材料或以这些金属为主要成分的合金材料,以单层或叠层形成。作为形成导电膜115f的工序可以使用溅射法、蒸镀法、涂敷法等。在此,因为抗蚀剂掩模的侧面为反锥形形状,所以沉积的导电膜115f具有形成在抗蚀剂掩模150的顶面上的区域以及形成在抗蚀剂掩模150间的区域中的区域,并具有在抗蚀剂掩模150的端部处被分离的形状(参照图6B)。注意,在图6B中,示出导电膜115f在抗蚀剂掩模150的端部处被分离的结构,但是导电膜115f也可以不被分离且以比其他区域小的厚度沉积而连续。
<抗蚀剂掩模的去除>
接着,取出抗蚀剂掩模150(参照图6C)。在抗蚀剂掩模的去除中,例如可以使用利用有机溶剂的剥离法等。或者,也可以使用利用干蚀刻装置的灰化等。将如此通过去除抗蚀剂掩模形成图案的工序称为剥离法。此外,也可以不使用剥离法而对导电膜115f进行加工来形成辅助布线115。
如此,可以在绝缘层131上的没有形成EL层112R、EL层112G及EL层112B的区域中形成辅助布线115。在图6C中,辅助布线115以与EL层112R、EL层112G及EL层112B的端部上接触的方式配置。
<公共电极的形成>
接着,在上一工序中露出的EL层112R、EL层112G、EL层112B及辅助布线115上形成成为有机EL元件的公共电极113的导电层(参照图6D)。作为公共电极113,可以使用使发光层所发射的光半透过的薄金属膜(例如,银及镁的合金等)和透光性导电膜(例如,铟锡氧化物或包含铟、镓、锌等中的一个以上的氧化物等)中的任一者的单膜或两者的叠层膜。由这样的膜形成的公共电极113可以说是具有光透过性的电极。在形成成为公共电极113的导电层的工序中,可以使用蒸镀装置及/或溅射装置等。
作为像素电极111包括具有光反射性的电极,作为公共电极113包括具有光透过性的电极,由此可以将发光层所发射的光经过公共电极113而射出到外部。换言之,形成顶部发射型发光元件。
<保护层的形成>
接着,在公共电极113上形成保护层121(参照图6E)。在形成保护层的工序中,可以使用溅射装置、CVD装置或ALD装置等。
如此,可以制造显示装置100。
<结构例子2>
图7A示出本实施方式的显示装置100的其他结构例子。在图6E所示的结构中,辅助布线115具有以与EL层112R、EL层112G及EL层112B的端部上接触的方式配置的区域,但是如图7A所示,辅助布线115也可以不与EL层112R、EL层112G及EL层112B接触。
<结构例子3>
图7B至图7D示出本实施方式的显示装置100的其他结构例子。在图6E及图7A中,将公共电极113配置在辅助布线115上,也可以将辅助布线115配置在公共电极113上。
例如,如图7B所示,在EL层112R、EL层112G及EL层112B上分别形成公共电极113R、公共电极113G及公共电极113B。公共电极113R、公共电极113G、公共电极113B可以按对应发光元件的颜色被分离,可以按发光元件被分离,也可以在多个发光元件间连接。接着,如图7C所示,以与公共电极113R、公共电极113G及公共电极113B接触的方式形成辅助布线115。作为辅助布线115的形成方法可以使用光刻工序。然后,如图7D所示,在公共电极113R、公共电极113G、公共电极113B及辅助布线115上形成保护层121。如此,也可以制造具有在公共电极113上配置辅助布线115的结构的显示装置100。
如上所述,在显示装置的制造方法例子中,EL层不通过利用金属掩模的沉积方法沉积在一面上然后被加工,因此可以以均匀的厚度形成岛状EL层。
构成各颜色的发光元件的EL层113a、113b、113c通过彼此不同的工序形成。因此,可以以适合于各颜色的发光元件的构成(材料及厚度等)制造各EL层。由此可以制造一种特性良好的发光元件。
因为本实施方式的显示装置不进行使用金属掩模的EL层沉积来制造,所以可以实现显示装置的大型化、高分辨率化或者高清晰化。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。在本说明书中,在一个实施方式中示出多个结构例子的情况下,可以适当地组合该结构例子。
(实施方式2)
在本实施方式中,参照附图对与实施方式1不同的显示装置的结构及制造方法进行说明。
<结构例子4>
图8示出本发明的一个方式的显示装置200的立体截面图。图9A是本发明的一个方式的显示装置200的俯视示意图。显示装置200包括呈现红色的多个发光元件110R、呈现绿色的多个发光元件110G及呈现蓝色的多个发光元件110B。在图9A中,为了易于区别各发光元件,将R、G、B的符号记载于各发光元件的发光区域内。
发光元件110R、发光元件110G及发光元件110B都排列为矩阵状。图9A示出在一个方向上排列同一个颜色的发光元件的所谓的条纹(stripe)排列。注意,发光元件的排列方法不局限于此,可以采用delta排列、zigzag排列等排列方法,也可以采用pentile排列。
图8示出发光元件110R、发光元件110G及发光元件110B的截面。图9B是对应于图9A中的点划线A1-A2的截面示意图,图9C是对应于点划线B1-B2的截面示意图。
如图8及图9B所示,发光元件110R、发光元件110G及发光元件110B都设置在衬底101上,并包括被用作阳极的像素电极111及被用作阴极的公共电极113。另外,设置有与公共电极113电连接的辅助布线115。在图8及图9A中,当俯视显示区域时,辅助布线115具有网状(也可以称为格子状或矩阵状)形状。
发光元件110R在像素电极111与公共电极113间包括EL层112R。EL层112R包含发射至少在红色波长区域中具有峰的光的发光性有机化合物。发光元件110G所包括的EL层112G包含发射至少在绿色波长区域中具有峰的光的发光性有机化合物。发光元件110B所包括的EL层112B包含发射至少在蓝色波长区域中具有峰的光的发光性有机化合物。
EL层112R、EL层112G及EL层112B都可以除了包含发光性有机化合物的层(发光层)之外还包括电子注入层、电子传输层、空穴注入层和空穴传输层中的一个以上。
每个发光元件都设置有像素电极111。另外,公共电极113设置为各发光元件间共同的连续的层。在本实施方式中,对制造顶部发射型(top-emission)显示装置的例子进行说明。
以使相邻的像素电极111间绝缘的方式设置有覆盖像素电极111的端部的绝缘层131。绝缘层131的端部优选具有锥形形状。
在本实施方式中,绝缘层131具有开口部,在与开口部重叠的区域中衬底101的一部分被蚀刻而设置有槽部。注意,当衬底101和绝缘层131之间形成有导电层或绝缘层时,槽部形成在该导电层或绝缘层中。以与绝缘层131的开口部及衬底101的槽部(或者形成在衬底101和绝缘层131之间的层的槽部)的内壁接触的方式设置有辅助布线115。辅助布线115的顶面至少与公共电极113接触。辅助布线115使用导电材料形成,在显示区域外侧与阴极取出端子(未图示)电连接。
注意,在图9B中,示出截面形状上的绝缘层131的开口部的宽度与衬底101的槽部的宽度大致一致的例子,但是本发明的实施方式不局限于此。例如,也可以采用绝缘层131的开口部的宽度比衬底101的槽部(或者设置在衬底101和绝缘层131之间的层的槽部)的宽度大的形状。通过采用该形状,可以提高设置在槽部及开口部的内部的辅助布线115的覆盖性。
EL层112R、EL层112G及EL层112B都具有接触于像素电极111的顶面的区域以及接触于绝缘层131的表面的区域。另外,EL层112R、EL层112G及EL层112B的端部位于绝缘层131上。
如图9B所示,不同颜色的发光元件的两个EL层之间设置有间隙。如此那样,优选的是,EL层112R、EL层112G及EL层112G彼此没有接触地设置。由此,可以适当地防止电流通过相邻的两个EL层流过而产生非意图性的发光。由此,可以提高对比度,而可以实现显示质量较高的显示装置。
图9C示出EL层112G被加工为岛状的例子。注意,如图9D所示,EL层112G也可以以在列方向上连续的方式被加工为带状。通过使EL层112G等成为带状形状,没有需要分割它们所需的空间,而可以缩小发光元件间的非发光区域的面积,由此可以提高开口率。
另外,如图9D所示,也可以在相邻的呈现同一颜色的像素间不设置辅助布线115,而仅在呈现不同颜色的像素间形成辅助布线115。此时,辅助布线115可以是在俯视时具有条纹形状的辅助布线。当辅助布线115具有条纹形状时,与具有格子形状的情况相比,不需要在形成辅助布线115时需要的空间,因此可以提高开口率。另外,可以降低呈现同一颜色的像素间产生串扰。
注意,在图9C及图9D中,作为一个例子示出发光元件110G的截面,发光元件110R及发光元件110B也可以具有同样的形状。
另外,公共电极113上以覆盖发光元件110R、发光元件110G及发光元件110B的方式设置有保护层121。保护层121具有防止杂质从上方扩散到各发光元件的功能。
保护层121例如可以采用至少包括无机绝缘膜的单层结构或叠层结构。作为无机绝缘膜,例如可以举出氧化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、氮化硅膜、氧化铝膜、氧氮化铝膜、氧化铪膜等氧化物膜或氮化物膜。或者,作为保护层121也可以使用铟镓氧化物、铟镓锌氧化物等半导体材料。
<制造方法例子>
以下参照附图对本发明的一个方式的显示装置的制造方法的一个例子进行说明。在此,以上述结构例子示出的显示装置200为例进行说明。图10A至图10F是以下例示出的显示装置的制造方法的各工序中的截面示意图。
首先,通过与实施方式1的图3A至图5C所示的制造方法同样的制造方法在衬底101上形成像素电极111、绝缘层131、EL层112R、EL层112G以及EL层112B。
<抗蚀剂掩模150的形成>
接着,以使绝缘层131的一部分露出的方式在EL层112R、EL层112G、EL层112B上形成抗蚀剂掩模150(参照图10A)。抗蚀剂掩模150可以通过光刻工序形成。
<开口部160的形成>
接着,将抗蚀剂掩模150用作掩模对绝缘层131进行蚀刻来形成开口部160(参照图10B)。在蚀刻工序中可以使用干蚀刻法或湿蚀刻法。在俯视时开口部160形成为网状或条纹状,以在纵方向及/或横方向上将像素彼此分割。
图10B示出在绝缘层131的蚀刻工序中衬底101的一部分也被蚀刻而在衬底101中形成槽部的情况的例子。注意,虽然未图示,但是衬底101和绝缘层131之间设置有绝缘层或导电层的情况下,代替或者除了在衬底101中以外在该绝缘层或导电层中形成槽部。
<导电膜115f的形成>
接着,在抗蚀剂掩模150上及开口部160中沉积后面成为辅助布线115的导电膜115f(参照图10C)。导电膜115f使用导电材料即可,例如可以使用选自铝(Al)、钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钕(Nd)、钪(Sc)、镍(Ni)和铜(Cu)中的材料或以这些金属为主要成分的合金材料,以单层或叠层形成。作为形成导电膜115f的工序可以使用溅射法、蒸镀法、涂敷法等。
<辅助布线115的形成>
接着,通过剥离法等去除抗蚀剂掩模150及与抗蚀剂掩模150接触的区域的导电膜115f(参照图10D)。由此,可以在与绝缘层131的开口部160及衬底101的槽部的内壁接触的区域中形成辅助布线115。此外,也可以不使用剥离法而对导电膜115f进行加工来形成辅助布线115。
<公共电极的形成>
接着,在上一工序中露出的EL层112R、EL层112G、EL层112B、辅助布线115及绝缘层131上形成成为有机EL元件的公共电极113的导电层。作为公共电极113,可以使用使发光层所发射的光半透过的薄金属膜(例如,银及镁的合金等)和透光性导电膜(例如,铟锡氧化物或包含铟、镓、锌等中的一个以上的氧化物等)中的任一者的单膜或两者的叠层膜。由这样的膜形成的公共电极113可以说是具有光透过性的电极。在形成成为公共电极113的导电层的工序中,可以使用蒸镀装置及/或溅射装置等。
作为像素电极111包括具有光反射性的电极,作为公共电极113包括具有光透过性的电极,由此可以将发光层所发射的光经过公共电极113而射出到外部。换言之,形成顶部发射型发光元件(参照图10E)。
<保护层的形成>
接着,在公共电极113上形成保护层121(参照图10F)。在形成保护层的工序中,可以使用溅射装置、CVD装置或ALD装置等。
通过以上的工序可以制造显示装置200。
<结构例子5>
图11A示出本实施方式的显示装置200的其他结构例子。图11A示出如下结构:在形成开口部160时的蚀刻中衬底101(或者形成在衬底101上的层)不被蚀刻,辅助布线115与衬底101(或者形成在衬底101上的层)的顶面接触。另一方面,如图9B等所示,在开口部160的底面到达衬底101(或者形成在衬底101上的层)的内部时可以增加被形成辅助布线115的区域的面积,由此可以进一步降低辅助布线115和公共电极113的接触电阻。
<结构例子6>
图11B示出本实施方式的显示装置200的其他结构例子。图11B示出如下结构:绝缘层131中设置有槽部161代替开口部,以与槽部161的内壁接触的方式设置有辅助布线115。通过采用图11B的结构,可以进一步缩短绝缘层131的蚀刻工序中的节拍时间。
<结构例子7>
图11C示出本实施方式的显示装置200的其他结构例子。图11C示出如下结构:与绝缘层131的下方重叠的区域中形成有第一层116,在开口部160中辅助布线115与第一层116的顶面接触。在图11C中,第一层116被用作形成开口部160时的蚀刻停止层。
作为第一层116的材料,既可以使用导电材料,又可以使用绝缘材料。当使用绝缘材料形成第一层116时,可以设置第一层116而不按像素进行分离。当使用导电材料形成第一层116时,也可以通过与形成在衬底101上的晶体管的栅电极相同的工序或者与源电极及漏电极相同的工序形成第一层116。另外,当使用导电材料形成第一层116时,可以通过第一层116将辅助布线115及公共电极113电连接到阴极取出端子。
注意,如图11C所示,被用作蚀刻停止层的第一层116和绝缘层131之间也可以形成有其他绝缘层或导电层。在此情况下,在该其他绝缘层或导电层的与开口部160重叠的区域中也形成开口部。注意,可以以与绝缘层131接触的方式设置第一层116的顶面。
<结构例子8>
图11D示出本实施方式的显示装置200的其他结构例子。图11D示出如下结构:辅助布线115以填充绝缘层131的开口部160及与开口部160重叠的槽部的方式设置。如图11D所示的结构那样,在辅助布线115填充开口部160及与开口部160重叠的槽部时,可以增大辅助布线115的截面积,可以降低布线电阻。
如上所述,在显示装置的制造方法例子中,EL层不通过利用金属掩模的沉积方法沉积在一面上然后被加工,因此可以以均匀的厚度形成岛状EL层。
构成各颜色的发光元件的EL层113a、113b、113c通过彼此不同的工序形成。因此,可以以适合于各颜色的发光元件的构成(材料及厚度等)制造各EL层。由此可以制造一种特性良好的发光元件。
因为本实施方式的显示装置不进行使用金属掩模的EL层沉积来制造,所以可以实现显示装置的大型化、高分辨率化或者高清晰化。
另外,在本实施方式的显示装置中,因为通过光刻法形成EL层所以在像素间具有被用作分隔壁的绝缘层131露出的区域。通过以与该区域重叠的方式设置辅助布线,可以减小辅助布线的形成区域。并且,通过在绝缘层131中形成开口部或槽部,可以增加辅助布线的面积。通过如此高效地进行辅助布线的布局,可以同时实现像素的高清晰化和公共电极的低电阻化。
在本实施方式的显示装置中,因为以与辅助布线115的顶面直接接触的方式设置公共电极113,所以可以有效地降低与阴极的接触电阻。
通过使用以上说明的本发明的一个方式的显示装置的结构及制造方法,可以实现一种安装有微型、高亮度、高可靠性的有机EL元件的显示装置。
本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。此外,在本说明书中,在一个实施方式中示出多个结构例子的情况下,可以适当地组合该结构例子。
(实施方式3)
在本实施方式中,对根据本发明的一个方式的显示装置的更具体的结构例子进行说明。图12A是说明显示装置100的方框图。显示装置100包括显示区域335(也可以称为像素部或显示部)、外围电路区域332及外围电路区域333。
包括在外围电路区域332中的电路例如被用作扫描线驱动电路。包括在外围电路区域333中的电路例如被用作信号线驱动电路。此外,也可以在隔着显示区域335与外围电路区域332相对的位置设置某种电路。也可以在隔着显示区域335与外围电路区域333相对的位置设置某种电路。此外,如上所述,有时包括在外围电路区域332及外围电路区域333中的电路总称为“外围驱动电路”。
作为外围驱动电路可以使用移位寄存器、电平转换器、反相器、锁存器、模拟开关、逻辑电路等各种电路。在外围驱动电路中可以使用晶体管及电容器等。外围驱动电路所包括的晶体管可以以与像素330所包括的晶体管相同的工序形成。
显示装置100包括:大致彼此平行地配置且其电位被外围电路区域332所包括的电路控制的m个布线336;以及大致彼此平行地配置且其电位被外围电路区域333所包括的电路控制的n个布线337。
显示区域335包括配置为矩阵状的多个像素330。通过将控制红色光的像素330、控制绿色光的像素330以及控制蓝色光的像素330总用作一个像素并控制每个像素330的发光量(发光亮度),能够实现全彩色显示。由此,该三个像素330被用作子像素。三个子像素分别控制红色光、绿色光或蓝色光的发光量等。此外,三个子像素分别控制的光的颜色不局限于红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的组合,也可以是青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)的组合。
另外,也可以将四个子像素总用作一个像素。例如,也可以对分别控制红色光、绿色光、蓝色光的三个子像素追加控制白色光的子像素。通过追加控制白色光的子像素,能够提高显示区域的亮度。此外,也可以对分别控制红色光、绿色光、蓝色光的三个子像素追加控制黄色光的子像素。另外,也可以对分别控制青色光、品红色光、黄色光的三个子像素追加控制白色光的子像素。
通过增加用作一个像素的子像素的数量适当地组合控制红色、绿色、蓝色、青色、品红色及黄色等的光的子像素而使用,由此可以提高半色调的再现性。因此,可以提高显示质量。
本发明的一个方式的显示装置可以再现各种规格的色域。例如,可以再现如下规格的色域:在电视广播中使用的PAL(Phase Alternating Line:逐行倒相)规格及NTSC(National Television System Committee:美国国家电视标准委员会)规格;在用于个人计算机、数码相机、打印机等电子设备的显示装置中广泛使用的sRGB(standard RGB:标准RGB)规格及Adobe RGB规格;在HDTV(High Definition Television,也被称为高清)中使用的ITU-R BT.709(International Telecommunication Union RadiocommunicationSector Broadcasting Service(Television)709:国际电信联盟无线电通信部门广播服务(电视)709)规格;在数字电影放映中使用的DCI-P3(Digital Cinema Initiatives P3:数字电影倡导联盟P3)规格;以及在UHDTV(Ultra High Definition Television,也被称为超高清)中使用的ITU-R BT.2020(REC.2020(Recommendation2020:建议2020))规格等。
当将像素配置为1920×1080的矩阵状时,可以实现能够以所谓全高清(也称为“2K分辨率”、“2K1K”或“2K”等)的分辨率进行全彩色显示的显示装置100。另外,例如,当将像素配置为3840×2160的矩阵状时,可以实现能够以所谓超高清(也称为“4K分辨率”、“4K2K”或“4K”等)的分辨率进行全彩色显示的显示装置100。另外,例如,当将像素配置为7680×4320的矩阵状时,可以实现能够以所谓超高清(也称为“8K分辨率”、“8K4K”或“8K”等)的分辨率进行全彩色显示的显示装置100。通过增加像素,还可以实现能够以16K或32K的分辨率进行全彩色显示的显示装置100。
<像素330的电路结构例子>
图12B是示出像素330的电路结构例子的图。像素330包括像素电路431及显示元件432。
各布线336与在显示区域335中配置为m行n列的像素电路431中的配置在某一行的n个像素电路431电连接。另外,各布线337与在配置为m行n列的像素电路431中的配置在某一列的m个像素电路431电连接。m、n都是1以上的整数。
像素电路431包括晶体管436、电容器433、晶体管351及晶体管434。此外,像素电路431与被用作显示元件432的发光元件370电连接。
晶体管436的源电极和漏电极中的一个与被供应数据信号(也称为“视频信号”)的布线(下面,称为信号线DL_n)电连接。并且,晶体管436的栅电极与被供应栅极信号的布线(下面,称为扫描线GL_m)电连接。信号线DL_n及扫描线GL_m分别相当于布线337及布线336。
晶体管436具有控制将数据信号写入到节点435的功能。
电容器433的一对电极中的一个电连接于节点435,另一个电连接于节点437。另外,晶体管436的源电极和漏电极中的另一个电连接于节点435。
电容器433具有保持写入到节点435的数据的保持电容器的功能。
晶体管351的源电极和漏电极中的一个电连接于电位供应线VL_a,另一个电连接于节点437。并且,晶体管351的栅电极电连接于节点435。
晶体管434的源电极和漏电极中的一个电连接于电位供应线V0,另一个电连接于节点437。并且,晶体管434的栅电极电连接于扫描线GL_m。
发光元件370的阳极和阴极中的一个电连接于电位供应线VL_b,另一个电连接于节点437。
作为发光元件370,例如可以使用有机电致发光元件(也称为“有机EL元件”)等。但是,发光元件370不限定于此,例如也可以使用由无机材料构成的无机EL元件。
作为电源电位,例如可以使用相对高电位一侧的电位或低电位一侧的电位。将高电位一侧的电源电位称为高电源电位(也称为“VDD”),将低电位一侧的电源电位称为低电源电位(也称为“VSS”)。此外,也可以将接地电位用作高电源电位或低电源电位。例如,在高电源电位为接地电位的情况下,低电源电位为低于接地电位的电位,在低电源电位为接地电位的情况下,高电源电位为高于接地电位的电位。
例如,电位供应线VL_a和电位供应线VL_b中的一个被施加高电源电位VDD,而另一个被施加低电源电位VSS。
在包括像素电路431的显示装置中,由外围电路区域332所包括的电路依次选择各行的像素电路431,由此使晶体管436及晶体管434成为开启状态来将数据信号写入到节点435。
由于晶体管436及晶体管434成为关闭状态,数据被写入到节点435的像素电路431成为保持状态。再者,根据写入到节点435的数据的电位,控制流过晶体管351的源电极与漏电极之间的电流量,发光元件370以对应于流过的电流量的亮度发光。通过逐行依次进行上述步骤,可以显示图像。
<显示装置的结构例子>
图13A至图13C示出能够使用本发明的一个方式的显示装置的结构。
在图13A中,以围绕设置在第一衬底4001上的显示部215的方式设置密封剂4005,显示部215被密封剂4005及第二衬底4006密封。
在图13A中,扫描线驱动电路221a、信号线驱动电路231a、信号线驱动电路232a及共通线驱动电路241a都包括设置在印刷电路板4041上的多个集成电路4042。集成电路4042由单晶半导体或多晶半导体形成。
通过FPC(Flexible printed circuit:柔性印刷电路板)4018向扫描线驱动电路221a、共通线驱动电路241a、信号线驱动电路231a及信号线驱动电路232a供应各种信号及电位。
包括于扫描线驱动电路221a及共通线驱动电路241a中的集成电路4042具有对显示部215供应选择信号的功能。包括于信号线驱动电路231a及信号线驱动电路232a中的集成电路4042具有对显示部215供应图像数据的功能。集成电路4042被安装在与由第一衬底4001上的密封剂4005围绕的区域不同的区域中。
注意,对集成电路4042的连接方法没有特别的限制,可以使用引线键合法、COF(Chip On Film)法、COG(Chip On Glass)法以及TCP(Tape Carrier Package)法等。
图13B示出利用COG法安装包含于信号线驱动电路231a及信号线驱动电路232a中的集成电路4042的例子。另外,通过将驱动电路的一部分或整体形成在形成有显示部215的衬底上,可以形成系统整合型面板(system-on-panel)。
图13B示出将扫描线驱动电路221a及共通线驱动电路241a形成在形成有显示部215的衬底上的例子。通过同时形成驱动电路与显示部215内的像素电路,可以减少构件数。由此,可以提高生产率。
另外,在图13B中,以围绕设置在第一衬底4001上的显示部215、扫描线驱动电路221a以及共通线驱动电路241a的方式设置密封剂4005。显示部215、扫描线驱动电路221a及共通线驱动电路241a上设置有第二衬底4006。由此,显示部215、扫描线驱动电路221a及共通线驱动电路241a通过第一衬底4001、密封剂4005及第二衬底4006与发光元件密封在一起。
虽然图13B中示出另行形成信号线驱动电路231a及信号线驱动电路232a并将其安装至第一衬底4001的例子,但是本发明的一个方式不局限于该结构。既可以另行形成扫描线驱动电路并进行安装,又可以另行形成信号线驱动电路的一部分或扫描线驱动电路的一部分并进行安装。另外,如图13C所示也可以将信号线驱动电路231a及信号线驱动电路232a形成在形成有显示部215的衬底上。
此外,显示装置有时包括发光元件为密封状态的面板和在该面板中安装有包括控制器的IC等的模块。
设置于第一衬底上的显示部及扫描线驱动电路包括多个晶体管。
外围驱动电路所包括的晶体管及显示部的像素电路所包括的晶体管的结构既可以相同又可以不同。外围驱动电路所包括的晶体管既可以都具有相同的结构,又可以组合两种以上的结构。同样地,像素电路所包括的晶体管既可以都具有相同的结构,又可以组合两种以上的结构。
另外,可以在第二衬底4006上设置输入装置。对图13A至图13C所示的显示装置设置输入装置的结构能够用作触控面板。
对本发明的一个方式的触控面板所包括的感测器件(也称为传感元件)没有限制。还可以将能够检测出手指或触屏笔等检测对象的接近或接触的各种传感器用作感测器件。
例如,作为传感器的方式,可以利用静电电容式、电阻式、表面声波式、红外线式、光学式、压敏式等各种方式。
图14是如实施方式1所示那样在覆盖像素电极的端部的绝缘层上配置辅助布线的显示装置的沿着图13B的点划线N1-N2的部分的截面图。另外,图15是如实施方式2所示那样覆盖像素电极的端部的绝缘层中具有槽部或开口部且在该槽部或开口部中设置辅助布线的显示装置的沿着图13B的点划线N1-N2的部分的截面图。
图14及图15所示的显示装置包括电极4015,电极4015与FPC4018的端子通过各向异性导电层4019电连接。另外,在图14及图15中,电极4015在形成于绝缘层4112、绝缘层4111及绝缘层4110的开口中与布线4014电连接。
电极4015与像素电极4030使用同一导电层形成,布线4014与晶体管4010及晶体管4011的源电极及漏电极使用同一导电层形成。
另外,设置在第一衬底4001上的显示部215和扫描线驱动电路221a包括多个晶体管,例示出显示部215中的晶体管4010及扫描线驱动电路221a中的晶体管4011。虽然图14及图15中作为晶体管4010及晶体管4011示出底栅型晶体管,但是也可以使用顶栅型晶体管。
在晶体管4010及晶体管4011上设置有绝缘层4112。另外,绝缘层4112上形成有分隔壁4510。
分隔壁4510使用有机绝缘材料或无机绝缘材料形成。尤其优选使用感光树脂材料,在像素电极4030上形成开口部,并且将该开口部的侧面形成为具有连续曲率的倾斜面。
另外,晶体管4010及晶体管4011设置在绝缘层4102上。另外,晶体管4010及晶体管4011包括形成在绝缘层4111上的电极4017。电极4017可以用作背栅电极。
显示装置包括电容器4020。示出电容器4020包括通过与晶体管4010的栅电极相同的工序形成的电极4021、绝缘层4103、通过与源电极及漏电极相同的工序形成的电极的例子。电容器4020的结构不局限于此,也可以由其他导电层及绝缘层形成。
另外,显示装置包括绝缘层4111及绝缘层4104。作为绝缘层4111及绝缘层4104,使用不易使杂质元素透过的绝缘层。通过由绝缘层4111和绝缘层4104夹持晶体管的半导体层,可以防止来自外部的杂质的混入。
设置在显示部215中的晶体管4010与发光元件电连接。作为发光元件,例如可以使用利用电致发光的EL器件。EL器件在一对电极之间具有包含发光性化合物的层(也称为EL层)。当使一对电极之间产生高于EL器件的阈值电压的电位差时,空穴从阳极一侧注入到EL层中,而电子从阴极一侧注入到EL层中。被注入的电子和空穴在EL层中重新结合,由此,包含在EL层中的发光性化合物发光。
作为EL器件,例如可以使用有机EL器件或无机EL器件。注意,作为发光材料使用化合物半导体的LED(包括微型LED)也是EL元件的一种,也可以使用LED。
EL层除了发光性化合物以外也可以还包括空穴注入性高的物质、空穴传输性高的物质、空穴阻挡材料、电子传输性高的物质、电子注入性高的物质或双极性的物质(电子传输性及空穴传输性高的物质)等。
EL层可以通过蒸镀法(包括真空蒸镀法)、转印法、印刷法、喷墨法、涂敷法等的方法形成。
无机EL器件根据其器件结构而分类为分散型无机EL器件和薄膜型无机EL器件。分散型无机EL器件包括发光层,其中发光材料的粒子分散在粘合剂中,并且其发光机理是利用供体能级和受主能级的供体-受主重新结合型发光。薄膜型无机EL器件是其中发光层夹在电介质层之间,并且该夹着发光层的电介质层夹在电极之间的结构,其发光机理是利用金属离子的内壳层电子跃迁的局部型发光。注意,这里作为发光元件使用有机EL器件进行说明。
此外,根据需要,可以适当地设置黑矩阵(遮光层)、着色层(滤色片)、偏振构件、相位差构件、抗反射构件等光学构件(光学衬底)等。
作为能够用于遮光层的材料,可以举出碳黑、钛黑、金属、金属氧化物或包含多个金属氧化物的固溶体的复合氧化物等。遮光层也可以为包含树脂材料的膜或包含金属等无机材料的薄膜。另外,也可以对遮光层使用包含着色层的材料的膜的叠层膜。例如,可以采用包含用于使某个颜色的光透过的着色层的材料的膜与包含用于使其他颜色的光透过的着色层的材料的膜的叠层结构。通过使着色层与遮光层的材料相同,除了可以使用相同的设备以外,还可以实现工序简化,因此是优选的。
作为能够用于着色层的材料,可以举出金属材料、树脂材料、包含颜料或染料的树脂材料等。遮光层及着色层例如可以利用喷墨法等形成。
为显示元件的发光元件4513与设置在显示部215中的晶体管4010电连接。注意,根据本发明的一个方式的发光元件4513具有像素电极4030、发光层4511及公共电极4031的叠层结构。另外,公共电极4031与形成在与分隔壁4510重叠的区域中的辅助布线4152电连接。本发明的一个方式的结构不局限于图14及图15的结构,也可以采用辅助布线4152和发光层4511不接触的结构。或者,也可以以与公共电极4031的顶面及侧面以及发光层4511的侧面接触的方式在分隔壁4510上形成辅助布线4152。
发光层4511可以使用一个层构成,也可以使用多个层的叠层构成。
发光元件4513的发光颜色可以根据构成发光层4511的材料为白色、红色、绿色、蓝色、青色、品红色或黄色等。
发光层4511也可以包含量子点等无机化合物。例如,通过将量子点用于发光层,也可以将其用作发光材料。
为了防止氧、氢、水分、二氧化碳等侵入发光元件4513,也可以在公共电极4031及分隔壁4510上形成保护层。作为保护层,可以形成氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝、氧氮化铝、氮氧化铝、DLC(Diamond Like Carbon)等。此外,在由第一衬底4001、第二衬底4006以及密封剂4005密封的空间中设置有填充剂4514并被密封。如此,为了不暴露于外部气体,优选使用气密性高且脱气少的保护薄膜(粘合薄膜、紫外线固化树脂薄膜等)或覆盖材料进行封装(封入)。
作为填充剂4514,除了氮或氩等惰性气体以外,也可以使用紫外线固化树脂或热固化树脂,例如可以使用PVC(聚氯乙烯)、丙烯酸类树脂、聚酰亚胺、环氧类树脂、硅酮类树脂、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)或EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)等。填充剂4514也可以包含干燥剂。
作为密封剂4005,可以使用玻璃粉等玻璃材料或者两液混合型树脂等在常温下固化的固化树脂、光固化树脂、热固化树脂等树脂材料。密封剂4005也可以包含干燥剂。
另外,如果需要,则可以在发光元件的光射出面上适当地设置诸如偏振片或者圆偏振片(包括椭圆偏振片)、相位差板(λ/4板、λ/2板)、滤色片等光学薄膜。此外,也可以在偏振片或者圆偏振片上设置抗反射膜。例如,可以进行抗眩光处理,该处理是通过利用表面的凹凸扩散反射光来降低反射眩光的处理。
通过使发光元件具有微腔结构,能够提取色纯度高的光。另外,通过组合微腔结构和滤色片,可以防止反射眩光,而可以提高显示图像的可见度。
作为像素电极4030及公共电极4031,可以使用包含氧化钨的铟氧化物、包含氧化钨的铟锌氧化物、包含氧化钛的铟氧化物、铟锡氧化物、包含氧化钛的铟锡氧化物、铟锌氧化物、添加有氧化硅的铟锡氧化物等具有透光性的导电材料。
此外,像素电极4030及公共电极4031可以使用钨(W)、钼(Mo)、锆(Zr)、铪(Hf)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、铬(Cr)、钴(Co)、镍(Ni)、钛(Ti)、铂(Pt)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)等金属、其合金和其金属氮化物中的一种以上形成。
此外,像素电极4030及公共电极4031可以使用包含导电高分子(也称为导电聚合体)的导电组成物形成。作为导电高分子,可以使用所谓的π电子共轭导电高分子。例如,可以举出聚苯胺或其衍生物、聚吡咯或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、或者由苯胺、吡咯及噻吩中的两种以上构成的共聚物或其衍生物等。
此外,由于晶体管容易因静电等而损坏,所以优选设置用来保护驱动电路的保护电路。保护电路优选使用非线性元件构成。
本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。
(实施方式4)
在本实施方式中,参照附图说明可以代替上述实施方式所示的各晶体管而使用的晶体管的一个例子。
本发明的一个方式的显示装置可以使用底栅型晶体管或顶栅型晶体管等各种形态的晶体管来制造。因此,可以很容易地对应于现有的生产线更换所使用的半导体层材料及晶体管结构。
对用于晶体管的半导体层的半导体材料及其结晶性没有特别的限制。此外,也可以使用非晶半导体、具有结晶性的半导体(微晶半导体、多晶半导体、单晶半导体或在一部分包括结晶区域的半导体)中的任何一个。此外,当使用具有结晶性的半导体时,可以抑制晶体管特性的劣化,所以是优选的。
例如,作为用于晶体管的半导体层的半导体材料,可以使用硅、锗等。此外,也可以使用碳化硅、砷化镓、金属氧化物、氮化物半导体等化合物半导体、有机半导体等。
此外,例如,作为用于晶体管的半导体材料,可以使用多晶硅(polysilicon)、非晶硅(amorphous silicon)等。此外,作为用于晶体管的半导体材料,可以使用金属氧化物的一种的氧化物半导体。
另外,被用作氧化物半导体的金属氧化物优选至少包含铟或锌。尤其优选包含铟及锌。此外,除此之外,优选还包含铝、镓、钇、锡等。此外,也可以包含选自硼、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨、镁及钴等中的一种或多种。
例如作为金属氧化物可以使用包含铟、元素M及锌的In-M-Zn氧化物。注意,元素M为铝、镓、钇或锡。作为可以应用于元素M的其他元素,有硼、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨、镁、钴等。注意,作为元素M有时也可以组合多个上述元素。
此外,在本说明书等中,有时将包含氮的金属氧化物称为金属氧化物(metaloxide)。此外,也可以将包含氮的金属氧化物称为金属氧氮化物(metal oxynitride)。
[底栅型晶体管]
图16A示出底栅型晶体管之一的沟道保护型晶体管810的沟道长度方向的截面图。在图16A中,晶体管810形成在衬底771上。另外,晶体管810在衬底771上隔着绝缘层772包括电极746。另外,在电极746上隔着绝缘层726包括半导体层742。电极746可以被用作栅电极。绝缘层726可以被用作栅极绝缘层。
另外,在半导体层742的沟道形成区域上包括绝缘层741。此外,在绝缘层726上以与半导体层742的一部分接触的方式包括电极744a及电极744b。电极744a可以被用作源电极和漏电极中的一个。电极744b可以被用作源电极和漏电极中的另一个。电极744a的一部分及电极744b的一部分形成在绝缘层741上。
绝缘层741可以被用作沟道保护层。通过在沟道形成区域上设置绝缘层741,可以防止在形成电极744a及电极744b时半导体层742露出。由此,可以防止在形成电极744a及电极744b时半导体层742的沟道形成区域被蚀刻。
另外,晶体管810在电极744a、电极744b及绝缘层741上包括绝缘层728,在绝缘层728上包括绝缘层729。
当将氧化物半导体用于半导体层742时,优选将能够从半导体层742的一部分中夺取氧而产生氧空位的材料用于电极744a及电极744b的至少与半导体层742接触的部分。半导体层742中的产生氧空位的区域的载流子浓度增加,该区域n型化而成为n型区域(n+层)。因此,该区域能够被用作源区域或漏区域。当将氧化物半导体用于半导体层742时,作为能够从半导体层742中夺取氧而产生氧空位的材料的一个例子,可以举出钨、钛等。
通过在半导体层742中形成源区域及漏区域,可以降低电极744a及电极744b与半导体层742的接触电阻。因此,可以使场效应迁移率及阈值电压等晶体管的电特性良好。
当将硅等半导体用于半导体层742时,优选在半导体层742与电极744a之间及半导体层742与电极744b之间设置被用作n型半导体或p型半导体的层。用作n型半导体或p型半导体的层可以被用作晶体管的源区域或漏区域。
绝缘层729优选使用具有防止或降低杂质从外部扩散到晶体管中的功能的材料形成。此外,根据需要也可以省略绝缘层729。
在绝缘层729上设置能够被用作背栅电极的电极723。电极723可以使用与电极746同样的材料及方法形成。注意,也可以不设置电极723。
一般而言,背栅电极使用导电层来形成,并以半导体层的沟道形成区域被栅电极与背栅电极夹持的方式设置。因此,背栅电极可以具有与栅电极同样的功能。背栅电极的电位可以与栅电极相等,也可以为接地电位(GND电位)或任意电位。另外,通过不跟栅电极联动而独立地改变背栅电极的电位,可以改变晶体管的阈值电压。
电极746及电极723都可以被用作栅电极。因此,绝缘层726、绝缘层728及绝缘层729都可以被用作栅极绝缘层。另外,也可以将电极723设置在绝缘层728与绝缘层729之间。
注意,当将电极746和电极723中的一个称为“栅电极”时,将另一个称为“背栅电极”。例如,在晶体管810中,当将电极723称为“栅电极”时,将电极746称为“背栅电极”。另外,当将电极723用作“栅电极”时,可以将晶体管810视为顶栅型晶体管之一种。此外,有时将电极746和电极723中的一个称为“第一栅电极”,有时将另一个称为“第二栅电极”。
通过隔着半导体层742设置电极746及电极723并将电极746及电极723的电位设定为相同,半导体层742中的载流子流过的区域在膜厚度方向上更加扩大,所以载流子的移动量增加。其结果是,晶体管810的通态电流增大,并且场效应迁移率也增高。
因此,晶体管810是相对于占有面积具有较大的通态电流的晶体管。也就是说,可以相对于所要求的通态电流缩小晶体管810的占有面积。
另外,由于栅电极及背栅电极使用导电层形成,因此具有防止在晶体管的外部产生的电场影响到形成沟道的半导体层的功能(尤其是对静电等的电场遮蔽功能)。另外,当将背栅电极形成得比半导体层大以使用背栅电极覆盖半导体层时,能够提高电场遮蔽功能。
另外,通过使用具有遮光性的导电膜形成背栅电极,能够防止光从背栅电极一侧入射到半导体层。由此,能够防止半导体层的光劣化,并防止晶体管的阈值电压漂移等电特性劣化。
图16B示出与图16A不同的结构的沟道保护型晶体管820的沟道长度方向的截面图。晶体管820具有与晶体管810大致相同的结构,而不同之处在于:绝缘层741覆盖半导体层742的端部。在选择性地去除绝缘层741的重叠于半导体层742的部分而形成的开口部中,半导体层742与电极744a电连接。另外,在选择性地去除绝缘层741的重叠于半导体层742的部分而形成的其他开口部中,半导体层742与电极744b电连接。绝缘层741的与沟道形成区域重叠的区域可以被用作沟道保护层。
通过设置绝缘层741,可以防止在形成电极744a及电极744b时半导体层742露出。因此,可以防止在形成电极744a及电极744b时半导体层742被薄膜化。
另外,与晶体管810相比,晶体管820的电极744a与电极746之间的距离及电极744b与电极746之间的距离更长。因此,可以减少产生在电极744a与电极746之间的寄生电容。此外,可以减少产生在电极744b与电极746之间的寄生电容。
图16C示出作为底栅型晶体管之一的沟道蚀刻型晶体管825的沟道长度方向的截面图。在晶体管825中,不使用绝缘层741形成电极744a及电极744b。因此,在形成电极744a及电极744b时露出的半导体层742的一部分有时被蚀刻。另一方面,由于不设置绝缘层741,可以提高晶体管的生产率。
[顶栅型晶体管]
图17A所例示的晶体管842是顶栅型晶体管之一。电极744a及电极744b在形成于绝缘层728及绝缘层729中的开口部中与半导体层742电连接。
另外,去除不与电极746重叠的绝缘层726的一部分,以电极746及剩余的绝缘层726为掩模将杂质引入到半导体层742,由此可以在半导体层742中以自对准(self-alignment)的方式形成杂质区域。晶体管842包括绝缘层726超过电极746的端部延伸的区域。半导体层742的通过绝缘层726被引入杂质的区域的杂质浓度低于不通过绝缘层726被引入杂质的区域。因此,在半导体层742的与绝缘层726重叠且不与电极746重叠的区域中形成LDD(Lightly Doped Drain:轻掺杂漏极)区域。
注意,晶体管842包括形成在衬底771上的电极723。电极723具有隔着绝缘层772与半导体层742重叠的区域。电极723可以被用作背栅电极。注意,也可以不设置电极723。
另外,如图17B所示的晶体管844那样,也可以完全去除不与电极746重叠的区域的绝缘层726。另外,如图17C所示的晶体管846那样,也可以不去除绝缘层726。
图18A示出晶体管810的沟道宽度方向的截面图,图18B示出晶体管842的沟道宽度方向的截面图。
在图18A及图18B所示的结构中,栅电极与背栅电极连接,由此栅电极和背栅电极的电位相同。此外,半导体层742被夹在栅电极和背栅电极之间。
在沟道宽度方向上,栅电极和背栅电极的长度比半导体层742大,并且半导体层742整体隔着各绝缘层被栅电极或背栅电极覆盖。
通过采用该结构,可以由栅电极及背栅电极的电场电围绕包括在晶体管中的半导体层742。
如此,可以将利用栅电极及背栅电极的电场电围绕形成沟道形成区域的半导体层742的晶体管的装置结构称为Surrounded channel(S-channel:围绕沟道)结构。
通过采用S-channel结构,可以利用栅电极和背栅电极中的一个或两个对半导体层742有效地施加用来引起沟道形成的电场。由此,晶体管的电流驱动能力得到提高,从而可以得到较高的通态电流特性。此外,由于可以增加通态电流,所以可以使晶体管微型化。此外,通过采用S-channel结构,可以提高晶体管的机械强度。
注意,也可以使栅电极不与背栅电极连接且分别被供应不同电位。例如,通过背栅电极被供应恒电位,可以控制晶体管的阈值电压。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。在本说明书中,在一个实施方式中示出多个结构例子的情况下,可以适当地组合该结构例子。
(实施方式5)
在本实施方式中,使用附图说明本发明的一个方式的电子设备。
本实施方式的电子设备包括本发明的一个方式的显示装置。本发明的一个方式的显示装置容易实现高清晰化、高分辨率化、大型化。因此,可以将本发明的一个方式的显示装置用于各种各样的电子设备的显示部。
另外,本发明的一个方式的显示装置可以以低成本制造,由此可以降低电子设备的制造成本。
作为电子设备,例如除了电视装置、台式或笔记本型个人计算机、用于计算机等的显示器、数字标牌、弹珠机等大型游戏机等具有较大的屏幕的电子设备以外,还可以举出数码相机、数码摄像机、数码相框、移动电话机、便携式游戏机、便携式信息终端、声音再现装置等。
尤其是,在本发明的一个方式的显示装置中,可以利用辅助布线抑制阴极电压的下降,所以可以适当地用于包括大中型显示部的电子设备。
本发明的一个方式的显示装置优选具有极高的分辨率诸如HD(像素数为1280×720)、FHD(像素数为1920×1080)、WQHD(像素数为2560×1440)、WQXGA(像素数为2560×1600)、4K2K(像素数为3840×2160)、8K4K(像素数为7680×4320)等。尤其优选具有4K2K、8K4K或更高的分辨率。另外,本发明的一个方式的显示装置中的像素密度(清晰度)优选为300ppi以上,更优选为500ppi以上,进一步优选为1000ppi以上,更进一步优选为2000ppi以上,还进一步优选为3000ppi以上,还进一步优选为5000ppi以上,还进一步优选为7000ppi以上。通过使用上述的具有高分辨率或高清晰度的显示装置,在便携式或家用等的个人用途的电子设备中可以进一步提高真实感、纵深感等。
可以将本实施方式的电子设备沿着房屋或高楼的内壁或外壁、汽车的内部装饰或外部装饰的曲面组装。
本实施方式的电子设备也可以包括天线。通过由天线接收信号,可以在显示部上显示影像及信息等。另外,在电子设备包括天线及二次电池时,可以用天线进行非接触电力传送。另外,本实施方式的电子设备也可以包括触控传感器。
本实施方式的电子设备也可以包括传感器(该传感器具有测量如下因素的功能:力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)。
本实施方式的电子设备可以具有各种功能。例如,可以具有如下功能:将各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上的功能;触控面板的功能;显示日历、日期或时间等的功能;执行各种软件(程序)的功能;进行无线通信的功能;读出储存在存储介质中的程序或数据的功能;等。
图19A示出电视装置的一个例子。在电视装置7100中,外壳7101中组装有显示部7000。在此示出利用支架7103支撑外壳7101的结构。
可以对显示部7000应用本发明的一个方式的显示装置。
可以通过利用外壳7101所具备的操作开关及另外提供的遥控操作机7111进行图19A所示的电视装置7100的操作。此外,也可以在显示部7000中具备触控传感器,也可以通过用指头等触摸显示部7000进行电视装置7100的操作。此外,也可以在遥控操作机7111中具备显示从该遥控操作机7111输出的数据的显示部。通过利用遥控操作机7111所具备的操作键或触控面板,可以进行频道及音量的操作,并可以对显示在显示部7000上的影像进行操作。
此外,电视装置7100具备接收机及调制解调器等。可以通过利用接收机接收一般的电视广播。再者,通过调制解调器连接到有线或无线方式的通信网络,从而进行单向(从发送者到接收者)或双向(发送者和接收者之间或接收者之间等)的信息通信。
图19B示出笔记本型个人计算机的一个例子。笔记本型个人计算机7200包括外壳7211、键盘7212、指向装置7213、外部连接端口7214等。外壳7211中组装有显示部7000。
可以对显示部7000应用本发明的一个方式的显示装置。
图19C和图19D示出数字标牌的一个例子。
图19C所示的数字标牌7300包括外壳7301、显示部7000及扬声器7303等。此外,还可以包括LED灯、操作键(包括电源开关或操作开关)、连接端子、各种传感器、麦克风等。
图19D示出设置于圆柱状柱子7401上的数字标牌7400。数字标牌7400包括沿着柱子7401的曲面设置的显示部7000。
在图19C和图19D中,可以对显示部7000应用包括本发明的一个方式的显示装置。
显示部7000越大,一次能够提供的信息量越多。显示部7000越大,越容易吸引人的注意,例如可以提高广告宣传效果。
通过将触控面板用于显示部7000,不仅可以在显示部7000上显示静态图像或动态图像,使用者还能够直觉性地进行操作,所以是优选的。此外,在用于提供线路信息或交通信息等信息的用途时,可以通过直觉性的操作提高易用性。
如图19C和图19D所示,数字标牌7300或数字标牌7400优选可以通过无线通信与使用者所携带的智能手机等信息终端设备7311或信息终端设备7411联动。例如,显示在显示部7000上的广告信息可以显示在信息终端设备7311或信息终端设备7411的屏幕上。此外,通过操作信息终端设备7311或信息终端设备7411,可以切换显示部7000的显示。
此外,可以在数字标牌7300或数字标牌7400上以信息终端设备7311或信息终端设备7411的屏幕为操作单元(控制器)执行游戏。由此,不特定多个使用者可以同时参加游戏,享受游戏的乐趣。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
[符号说明]
100:显示装置、101:衬底、110B:发光元件、110G:发光元件、110R:发光元件、111:像素电极、112B:EL层、112Bf:EL膜、112G:EL层、112Gf:EL膜、112R:EL层、112Rf:EL膜、113:公共电极、113a:EL层、113b:EL层、113B:公共电极、113c:EL层、113G:公共电极、113R:公共电极、115:辅助布线、115f:导电膜、121:保护层、131:绝缘层、143a:抗蚀剂掩模、143b:抗蚀剂掩模、143c:抗蚀剂掩模、150:抗蚀剂掩模、200:显示装置、215:显示部、221a:扫描线驱动电路、231a:信号线驱动电路、232a:信号线驱动电路、241a:共通线驱动电路、330:像素、332:外围电路区域、333:外围电路区域、335:显示区域、336:布线、337:布线、351:晶体管、370:发光元件、431:像素电路、432:显示元件、433:电容器、434:晶体管、435:节点、436:晶体管、437:节点、723:电极、726:绝缘层、728:绝缘层、729:绝缘层、741:绝缘层、742:半导体层、744a:电极、744b:电极、746:电极、771:衬底、772:绝缘层、810:晶体管、820:晶体管、825:晶体管、842:晶体管、844:晶体管、846:晶体管、4001:衬底、4005:密封剂、4006:衬底、4010:晶体管、4011:晶体管、4014:布线、4015:电极、4017:电极、4018:FPC、4019:各向异性导电层、4020:电容器、4021:电极、4030:像素电极、4031:公共电极、4041:印刷电路板、4042:集成电路、4102:绝缘层、4103:绝缘层、4104:绝缘层、4110:绝缘层、4111:绝缘层、4112:绝缘层、4152:辅助布线、4510:分隔壁、4511:发光层、4513:发光元件、4514:填充材料、7000:显示部、7100:电视装置、7101:外壳、7103:支架、7111:遥控操作机、7200:笔记本型个人计算机、7211:外壳、7212:键盘、7213:指向装置、7214:外部连接端口、7300:数字标牌、7301:外壳、7303:扬声器、7311:信息终端设备、7400:数字标牌、7401:柱子、7411:信息终端设备
Claims (11)
1.一种显示装置,包括:
衬底上的多个像素,
其中,所述多个像素各自包括晶体管及发光元件,
其中所述发光元件包括第一电极、所述第一电极上的EL层以及所述EL层上的第二电极,
所述第一电极与所述晶体管电连接,
在所述多个像素中,相邻的像素的所述第一电极被绝缘层彼此分开,
所述第二电极包含具有可见光透过性的导电材料,
所述多个像素间共享所述第二电极,
并且从所述第二电极一侧射出光,
所述显示装置还包括辅助布线,
在从平面看所述衬底时,所述辅助布线配置在与所述EL层上重叠的区域、以及为没有配置所述EL层的区域而与所述绝缘层重叠的区域中,
并且,所述第二电极以与所述辅助布线上接触的方式配置。
2.根据权利要求1所述的显示装置,
其中从平面看所述多个像素的每一个时,所述辅助布线为矩阵状。
3.根据权利要求1所述的显示装置,
其中从平面看所述多个像素的每一个时,所述辅助布线为条纹状。
4.一种显示装置,包括:
衬底上的多个像素,
其中,所述多个像素各自包括发光元件,
其中所述发光元件包括第一电极、所述第一电极上的EL层以及所述EL层上的第二电极,
在所述多个像素中,相邻的像素的所述第一电极被绝缘层彼此分开,
所述第二电极包含具有可见光透过性的导电材料,
所述多个像素间共享所述第二电极,
并且从所述第二电极一侧射出光,
所述显示装置还包括辅助布线,
在从平面看所述衬底时,所述辅助布线配置在为没有配置所述EL层的区域而与所述绝缘层的开口部重叠的区域中,
并且,所述第二电极以与所述辅助布线上接触的方式配置。
5.一种显示装置,包括:
相邻的第一像素和第二像素之间的辅助布线,
其中,所述第一像素包括具有第一电极、所述第一电极上的第一EL层以及所述第一EL层上的具有可见光透过性的电极的第一发光元件,
所述第二像素包括具有第二电极、所述第二电极上的第二EL层以及所述第二EL层上的所述具有可见光透过性的电极的第二发光元件,
所述显示装置包括覆盖所述第一电极的端部和所述第二电极的端部并位于所述第一EL层的下方及所述第二EL层的下方的绝缘层,
所述绝缘层具有槽部,
所述辅助布线具有与所述槽部的内壁接触的区域,
并且,所述第一EL层的顶面、所述第二EL层的顶面、所述辅助布线的顶面具有与所述具有透光性的电极接触的区域。
6.一种显示装置,包括:
相邻的第一像素和第二像素之间的辅助布线,
其中,所述第一像素包括具有第一电极、所述第一电极上的第一EL层以及所述第一EL层上的具有可见光透过性的电极的第一发光元件,
所述第二像素包括具有第二电极、所述第二电极上的第二EL层以及所述第二EL层上的所述具有可见光透过性的电极的第二发光元件,
所述显示装置包括覆盖所述第一电极的端部和所述第二电极的端部并位于所述第一EL层的下方及所述第二EL层的下方的绝缘层,
所述绝缘层具有开口部,
所述辅助布线具有与所述开口部的内壁接触的区域,
并且,所述第一EL层的顶面、所述第二EL层的顶面、所述辅助布线的顶面具有与所述具有透光性的电极接触的区域。
7.一种显示装置,包括:
相邻的第一像素和第二像素之间的辅助布线,
其中,所述第一像素包括具有与第一绝缘层的顶面接触的第一电极、所述第一电极上的第一EL层以及所述第一EL层上的具有可见光透过性的电极的第一发光元件,
所述第二像素包括具有与所述第一绝缘层的顶面接触的第二电极、所述第二电极上的第二EL层以及所述第二EL层上的所述具有可见光透过性的电极的第二发光元件,
所述显示装置包括与所述第一绝缘层的顶面接触并覆盖所述第一电极的端部和所述第二电极的端部的第二绝缘层,
所述第一EL层及所述第二EL层各自具有与所述第二绝缘层的顶面接触的区域,
所述第二绝缘层具有开口部,
所述第一绝缘层在与所述开口部重叠的区域中具有槽部,
所述辅助布线具有与所述开口部的内壁接触的区域以及与所述槽部的内壁接触的区域,
并且,所述第一EL层的顶面、所述第二EL层的顶面、所述辅助布线的顶面具有与所述具有透光性的电极接触的区域。
8.一种显示装置,包括:
相邻的第一像素和第二像素之间的辅助布线,
其中,所述第一像素包括具有与第一绝缘层的顶面接触的第一电极、所述第一电极上的第一EL层以及所述第一EL层上的具有可见光透过性的电极的第一发光元件,
所述第二像素包括具有与所述第一绝缘层的顶面接触的第二电极、所述第二电极上的第二EL层以及所述第二EL层上的所述具有可见光透过性的电极的第二发光元件,
所述显示装置包括与所述第一绝缘层的顶面接触并覆盖所述第一电极的端部和所述第二电极的端部的第二绝缘层,
所述第一EL层及所述第二EL层各自具有与所述第二绝缘层的顶面接触的区域,
所述显示装置包括位于所述第一绝缘层的下方的第一层,
所述第二绝缘层及所述第一绝缘层具有到达所述第一层的开口部,
所述辅助布线具有在所述开口部中与所述第一层接触的区域,
并且,所述第一EL层的顶面、所述第二EL层的顶面、所述辅助布线的顶面具有与所述具有透光性的电极接触的区域。
9.根据权利要求3或5所述的显示装置,
其中所述绝缘层的顶面具有与所述具有可见光透过性的电极接触的区域。
10.根据权利要求7所述的显示装置,
其中所述第二绝缘层的顶面具有与所述可见光透过性的电极接触的区域。
11.根据权利要求6或7所述的显示装置,
其中所述开口部被所述辅助布线填充。
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