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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der japanischen Prioritätspatentanmeldung
JP 2018-185380 , eingereicht am 28. September 2018, deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
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Hintergrund
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Anzeigeeinrichtung und ein Verfahren zum Produzieren derselben.
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In den letzten Jahren hat eine organische Elektrolumineszenzanzeigeeinrichtung (nachfolgend auch als „organische EL-Anzeigeeinrichtung“ bezeichnet), die eine organische Elektrolumineszenzvorrichtung (nachfolgend auch als „organische EL-Vorrichtung“ bezeichnet), Aufmerksamkeit als eine Anzeigeeinrichtung zum Ersetzen einer Flüssigkristallanzeigeeinrichtung auf sich gezogen. Die organische EL-Anzeigeeinrichtung beinhaltet mehrere Lichtemissionsvorrichtungen, die in einer Matrix zum Bilden eines Pixels angeordnet sind, und mehrere Pixelschaltkreise, die die Lichtemissionsvorrichtungen in Einheiten von Pixeln ansteuern (siehe zum Beispiel
japanisches Patent Nr. 6031954 ).
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Kurzdarstellung
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Die organische EL-Anzeigeeinrichtung benötigt eine relativ hohe Spannung, die der Lichtemissionsspannung der Lichtemissionsvorrichtung entspricht. Daher ist es notwendig, wenigstens eine gewisse Länge einer Gate-Länge des Transistors, der jedes Pixel ansteuert, und wenigstens eine gewisse Entfernung einer Vorrichtungsseparation zum elektrischen Separieren von Transistoren sicherzustellen. Aus diesem Grund war es schwierig, die Entfernung einer Vorrichtungsseparation zu verkürzen und die Pixelgröße zu reduzieren. Alternativ dazu gibt es ein Problem, dass der Bereich des Pixelperipherieschaltkreises, der einen Pixelschaltkreis ansteuert, mit dem Fortschritt der Anzeigeeinrichtung zunimmt und die Panelgröße der Anzeigeeinrichtung zunimmt.
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In Anbetracht der oben beschriebenen Umstände ist es wünschenswert, eine Anzeigeeinrichtung, die zum Reduzieren der Pixelgröße oder Panelgröße in der Lage ist, und ein Verfahren zum Produzieren derselben bereitzustellen.
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Ein Anzeigeeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beinhaltet Folgendes: ein erstes Halbleitersubstrat; und ein zweites Halbleitersubstrat.
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Das erste Halbleitersubstrat beinhaltet eine Lichtemissionseinheit und einen ersten Ansteuerungsschaltkreis, wobei der erste Ansteuerungsschaltkreis die Lichtemissionseinheit ansteuert.
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Das zweite Halbleitersubstrat beinhaltet einen zweiten Ansteuerungsschaltkreis, der elektrisch mit dem ersten Ansteuerungsschaltkreis zu verbinden ist, wobei das zweite Halbleitersubstrat an das erste Halbleitersubstrat gebondet ist.
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Da ein Schaltkreis zum Ansteuern der Lichtemissionseinheit separat auf dem ersten Halbleitersubstrat und dem zweiten Halbleitersubstrat gebildet ist, ist es mit der oben genannten Anzeigeeinrichtung möglich, die Pixelgröße oder Panelgröße zu reduzieren.
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Der erste Ansteuerungsschaltkreis kann ein Teil der Pixelschaltkreise sein und der zweite Ansteuerungsschaltkreis kann ein anderer Teil der Pixelschaltkreise sein.
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Der erste Ansteuerungsschaltkreis kann einen Transistor beinhalten, der eine Signalspannung oder eine Leistungsversorgungsspannung schaltet, und der zweite Ansteuerungsschaltkreis kann einen Transistor beinhalten, der einen Strom steuert, der zu der Lichtemissionseinheit fließt.
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In diesem Fall kann der zweite Ansteuerungsschaltkreis ferner einen Transistor beinhalten, der eine an die mehreren Lichtemissionsvorrichtungen angelegte Spannung zurücksetzt.
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Alternativ kann der erste Ansteuerungsschaltkreis einen Transistor beinhalten, der einen Strom steuert, der zu der Lichtemissionseinheit fließt, und der zweite Ansteuerungsschaltkreis kann einen Transistor beinhalten, der eine Signalspannung oder eine Leistungsversorgungsspannung schaltet.
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In diesem Fall kann der erste Ansteuerungsschaltkreis ferner einen Transistor beinhalten, der eine an die mehreren Lichtemissionsvorrichtungen angelegte Spannung zurücksetzt.
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Der erste Ansteuerungsschaltkreis kann eine erste kapazitive Vorrichtung beinhalten, und der zweite Ansteuerungsschaltkreis kann eine zweite kapazitive Vorrichtung beinhalten, die elektrisch mit der ersten kapazitiven Vorrichtung verbunden ist.
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Alternativ dazu kann der zweite Ansteuerungsschaltkreis eine erste kapazitive Vorrichtung und eine zweite kapazitive Vorrichtung beinhalten, die elektrisch mit der ersten kapazitiven Vorrichtung verbunden sind.
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Währenddessen kann der erste Ansteuerungsschaltkreis ein Pixelschaltkreis sein, der die mehreren Lichtemissionsvorrichtungen einzeln ansteuert, und kann der zweite Ansteuerungsschaltkreis ein Peripherieschaltkreis sein, der eine Signalspannung oder eine Leistungsversorgungsspannung an den Pixelschaltkreis liefert.
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Das erste Halbleitersubstrat und das zweite Halbleitersubstrat können jeweils einen Substratkörper und eine Verdrahtungsschicht beinhalten, und die Verdrahtungsschicht des ersten Halbleitersubstrats kann an die Verdrahtungsschicht des zweiten Halbleitersubstrats gebondet sein.
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Alternativ dazu können das erste Halbleitersubstrat und das zweite Halbleitersubstrat jeweils einen Substratkörper und eine Verdrahtungsschicht beinhalten und kann der Substratkörper des ersten Halbleitersubstrats an die Verdrahtungsschicht des zweiten Halbleitersubstrats gebondet sein.
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Ein Verfahren zum Produzieren einer Anzeigeeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beinhaltet Folgendes:
- Vorbereiten eines ersten Halbleitersubstrats, das eine Lichtemissionseinheit und einen ersten Ansteuerungsschaltkreis beinhaltet, wobei der erste Ansteuerungsschaltkreis die Lichtemissionseinheit ansteuert;
- Vorbereiten eines zweiten Halbleitersubstrats, das einen zweiten Ansteuerungsschaltkreis beinhaltet; und
- elektrisches Verbinden des ersten Ansteuerungsschaltkreises und des zweiten Halbleitersubstrats durch Bonden des ersten Halbleitersubstrats und des zweiten Halbleitersubstrats aneinander.
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Diese und andere Objekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden in Anbetracht der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsformen davon, wie in den begleitenden Zeichnungen veranschaulicht, besser ersichtlich.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Draufsicht einer Konfiguration einer Anzeigeeinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 2 ist eine schematische Seitenquerschnittsansicht der Anzeigeeinrichtung.
- 3 ist ein Ersatzschaltbild, das ein Beispiel für einen Pixelschaltkreis in der Anzeigeeinrichtung zeigt;
- 4 ist eine schematische Seitenquerschnittsansicht der Hauptteile der Anzeigeeinrichtung, die ein Beispiel für die Konfiguration des Pixelschaltkreises zeigt;
- 5A ist ein schematisches Diagramm, das ein Verfahren zum Produzieren der Anzeigeeinrichtung beschreibt;
- 5B ist ein schematisches Diagramm, das ein Verfahren zum Produzieren der Anzeigeeinrichtung beschreibt;
- 5C ist ein schematisches Diagramm, das ein Verfahren zum Produzieren der Anzeigeeinrichtung beschreibt;
- 5D ist ein schematisches Diagramm, das ein Verfahren zum Produzieren der Anzeigeeinrichtung beschreibt;
- 6 ist eine schematische Seitenquerschnittsansicht von Hauptteilen einer Anzeigeeinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 7 ist eine schematische Seitenquerschnittsansicht von Hauptteilen einer Anzeigeeinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 8 ist eine schematische Seitenquerschnittsansicht von Hauptteilen einer Anzeigeeinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 9A ist eine schematische Seitenquerschnittsansicht, die ein Beispiel für eine elektrische Verbindungsstruktur zwischen einem ersten Halbleitersubstrat und einem zweiten Halbleitersubstrat in der Anzeigeeinrichtung zeigt;
- 9B ist eine schematische Seitenquerschnittsansicht, die ein Beispiel für die elektrische Verbindungsstruktur zwischen dem ersten Halbleitersubstrat und dem zweiten Halbleitersubstrat in der Anzeigeeinrichtung zeigt;
- 10 ist ein konzeptuelles Diagramm, das ein modifiziertes Beispiel für eine Konfiguration der Anzeigeeinrichtung beschreibt;
- 11 ist eine schematische Vorderansicht, die ein modifiziertes Beispiel für eine Konfiguration der Anzeigeeinrichtung beschreibt;
- 12 ist ein Diagramm, das ein Aussehen einer Fernseheinrichtung als eine elektronische Einrichtung zeigt;
- 13 ist ein Diagramm, das ein Aussehen einer Digitalkamera als eine elektronische Einrichtung zeigt;
- 14 ist ein Diagramm, das ein Aussehen eines Laptop-PCs als eine elektronische Einrichtung zeigt;
- 15 ist ein Diagramm, das ein Aussehen einer Videokamera als eine elektronische Einrichtung zeigt;
- 16 ist ein Diagramm, das ein Aussehen eines Mobiltelefons als eine elektronische Einrichtung zeigt; und
- 17 ist ein Diagramm, das ein Aussehen einer am Kopf getragenen Anzeige als eine elektronische Einrichtung zeigt.
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Ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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<Erste Ausführungsform>
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[Gesamte Konfiguration]
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1 ist eine schematische Draufsicht einer Konfiguration einer Anzeigeeinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 2 ist eine schematische Seitenquerschnittsansicht der Anzeigeeinrichtung.
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Nachfolgend wird eine organische EL-Anzeigeeinrichtung als ein Beispiel für eine Anzeigeeinrichtung 100 gemäß diesem Beispiel beschrieben.
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Wie in 2 gezeigt, beinhaltet die Anzeigeeinrichtung 100 gemäß dieser Ausführungsform ein erstes Halbleitersubstrat 101 und ein zweites Halbleitersubstrat 102. Die Anzeigeeinrichtung 100 ist durch Bonden (oder Stapeln) des ersten Halbleitersubstrats 101 und des zweiten Halbleitersubstrats 102 aufeinander konfiguriert.
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Sowohl das erste Halbleitersubstrat 101 als auch das zweite Halbleitersubstrat 102 beinhalten typischerweise ein Einkristall-Silicium(Si)-Substrat. Alternativ dazu beinhaltet sowohl das erste Halbleitersubstrat 101 als auch das zweite Halbleitersubstrat 102 ein anderes Halbleitersubstrat, wie etwa ein SiC-Substrat.
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Wie in 1 gezeigt, beinhaltet das erste Halbleitersubstrat 101 einen Pixelbereich 20 und einem Peripherieschaltkreisbereich 30. Bei dieser Ausführungsform, wie in 2 gezeigt, wird der Pixelbereich 20 in dem ersten Halbleitersubstrat 101 und dem zweiten Halbleitersubstrat 102 gebildet und wird der erste Peripherieschaltkreis 30 in dem ersten Halbleitersubstrat 101 gebildet.
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In dem Pixelbereich 20 eine Lichtemissionseinheit 21, die ein Pixel darstellt, und ein Pixelschaltkreis 22, der die Lichtemissionseinheit 21 ansteuert. Wie unten beschrieben wird, beinhaltet die Lichtemissionseinheit 21 mehrere Lichtemissionsvorrichtungen 210, die in einer Matrix in der horizontalen Richtung angeordnet sind (siehe 3). Der Pixelschaltkreis 22 beinhaltet mehrere Pixelschaltkreise 22, die den mehreren Lichtemissionsvorrichtungen 210 entsprechen. Jeder der Pixelschaltkreise 22 steuert die entsprechende Lichtemissionsvorrichtung 210 einzeln an.
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Währenddessen wird in dem Peripherieschaltkreisbereich 30 ein Peripherieschaltkreis bereitgestellt, der eine Signalspannung oder eine Leistungsversorgungsspannung an den Pixelschaltkreis 22 liefert. Beispiele für den Peripherieschaltkreis beinhalten typischerweise einen Horizontalscanschaltkreis 31, einen Vertikalscanschaltkreis 32, einen Gammaspannungserzeugungsschaltkreis 33, eine Timingsteuerung 34, einen DA-Umsetzer/Verstärker-Bereich 35, eine Schnittstelle 36 und einen Speicher 37. Als ein Teil des Peripherieschaltkreises kann ein Testschaltkreis 38 bereitgestellt werden. Wie unten beschrieben wird, entspricht der Horizontalscanschaltkreis 31 einem Scanschaltkreis 23 und dem Lichtemissionssteuertransistorsteuerschaltkreis 24 und entspricht der Vertikalscanschaltkreis 32 dem Bildsignalausgabeschaltkreis 25 (siehe 3).
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Die Konfiguration und das Layout der Peripherieschaltkreise (31 bis 37), die in dem Peripherieschaltkreisbereich 30 angeordnet sind, sind nicht auf jene in dem Beispiel veranschaulichten beschränkt und sind willkürlich festgelegt. Der Pixelschaltkreis 22 und die Peripherieschaltkreise (31 bis 37) sind als ein Ansteuerungsschaltkreis konfiguriert, der eine Ansteuerung der Lichtemissionseinheit 21 steuert. Der Ansteuerungsschaltkreis beinhaltet einen ersten Ansteuerungsschaltkreis, der in dem ersten Halbleitersubstrat 101 gebildet ist, und einen zweiten Ansteuerungsschaltkreis, der in dem zweiten Halbleitersubstrat 102 gebildet ist. Bei dieser Ausführungsform stellt der erste Ansteuerungsschaltkreis einen Teil des Pixelschaltkreises 22 und der Peripherieschaltkreise (31 bis 37) dar und stellt der zweite Ansteuerungsschaltkreis einen anderen Teil des Pixelschaltkreises 22 dar.
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3 ist ein Ersatzschaltbild, das ein Beispiel für den Pixelschaltkreis 22 zeigt. Bei dieser Ausführungsform wird als der Pixelschaltkreis 22 ein 4Tr-2C-Pixelschaltkreis, der vier Transistoren und zwei Kapazitätseinheiten beinhaltet, als ein Beispiel beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt und ein angemessener Pixelschaltkreis, wie etwa ein 3Tr-2C-Pixelschaltkreis, der drei Transistoren und zwei Kapazitätseinheiten beinhaltet, ein 4Tr-1C-Pixelschaltkreis, der vier Transistoren und eine Kapazitätseinheit beinhaltet, und ein 3Tr-1C-Pixelschaltkreis, der drei Transistoren und eine Kapazitätseinheit beinhaltet, kann angenommen werden.
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Wie in 3 gezeigt, beinhaltet der Pixelschaltkreis 22 vier Transistoren (einen Ansteuerungstransistor TrDrv , einen Bildsignalschreibtransistor TrSig , einen ersten Lichtemissionssteuertransistor TrEL_C1 und einen zweiten Lichtemissionssteuertransistor TrEL_C2 ) , zwei Kapazitätseinheiten (eine erste Kapazitätseinheit C1 und eine zweite Kapazitätseinheit C2) und verschiedene Signalleitungen (eine Scanleitung SCL, eine Datenleitung DTL, eine erste Stromversorgungsleitung CSL1, eine zweite Stromversorgungsleitung CSL2, eine erste Lichtemissionssteuerleitung CLEL_C1 und eine zweite Lichtemissionssteuerleitung CLEL_C2) . Der Pixelschaltkreis 22 beinhaltet mehrere Pixelschaltkreise 22, die den mehreren Lichtemissionsvorrichtungen 210 entsprechen, die die Lichtemissionseinheit 21 darstellen.
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Der Ansteuerungstransistor TrDrv ist ein Steuertransistor, der einen Strom steuert, der zu der Lichtemissionseinheit 21 fließt. Der Ansteuerungstransistor TrDrv beinhaltet einen Source/Drain-Bereich, der mit der Anode der Lichtemissionseinheit 21 zu verbinden ist, den anderen Source/Drain-Bereich, der mit einem Source/Drain-Bereich des ersten Lichtemissionssteuertransistors TrEL_C1 zu verbinden ist, und ein Gate, das mit einem Source/Drain-Bereich des Bildsignalschreibtransistors TrSig und einer Elektrode der ersten Kapazitätseinheit C1 zu verbinden ist.
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Der Bildsignalschreibtransistor TrSig ist ein Zeilenauswahltransistor, der eine Signalspannung schaltet. Der Bildsignalschreibtransistor TrSig beinhaltet den anderen Source/Drain-Bereich, der über die Datenleitung DTL mit dem Bildsignalausgabeschaltkreis 25 zu verbinden ist, und ein Gate, das über die Scanleitung SCL mit dem Scanschaltkreis 23 zu verbinden ist.
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Der erste Lichtemissionssteuertransistor TrEL_C1 ist ein Spaltenauswahltransistor, der eine Leistungsversorgungsspannung schaltet. Der erste Lichtemissionssteuertransistor TrEL_C1 beinhaltet den anderen Source/Drain-Bereich, der über die erste Stromversorgungsleitung CSL1 mit einer ersten Stromversorgungseinheit 26 zu verbinden ist, und ein Gate, das über die erste Lichtemissionssteuerleitung CLEL_C1 mit dem Lichtemissionssteuertransistorsteuerschaltkreis 24 zu verbinden ist. Eine Ansteuerungsspannung Vcc wird von der ersten Stromversorgungseinheit 26 an den anderen Source/Drain-Bereich des ersten Lichtemissionssteuertransistors TrEL_C1 angelegt.
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Der zweite Lichtemissionssteuertransistor TrEL_C2 ist ein Transistor, der eine an die Lichtemissionseinheit 21 angelegte Spannung (Anodenspannung) zurücksetzt. Der zweite Lichtemissionssteuertransistor TrEL_C2 beinhaltet einen Source/Drain-Bereich, der mit der Anode der Lichtemissionseinheit 21 zu verbinden ist, den anderen Source/Drain-Bereich, der mit einer Rücksetzspannungsleitung Vss zu verbinden ist, und ein Gate, das über die zweite Lichtemissionssteuerleitung CLEL_C2 mit dem Lichtemissionssteuertransistorsteuerschaltkreis 24 zu verbinden ist.
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Die erste Kapazitätseinheit C1 und die zweite Kapazitätseinheit C2 sind miteinander in Reihe verbunden. Eine Elektrode der ersten Kapazitätseinheit C1 ist mit dem Gate des Ansteuerungstransistors TrDrv und dem einem Source/Drain-Bereich des Bildsignalschreibtransistors TrSig verbunden. Die andere Elektrode der ersten Kapazitätseinheit C1 und eine Elektrode der zweiten Kapazitätseinheit C2 sind mit dem anderen Source/Drain-Bereich des Ansteuerungstransistors TrDrv und dem einen Source/Drain-Bereich des ersten Lichtemissionssteuertransistors TrEL_C1 verbunden. Die andere Elektrode der zweiten Kapazitätseinheit C2 ist über die zweite Stromversorgungsleitung CSL2 mit einer zweiten Stromversorgungseinheit 27 verbunden. Die Ansteuerungsspannung Vcc wird von der zweiten Stromversorgungseinheit 27 an die andere Elektrode der zweiten Kapazitätseinheit C2 geliefert.
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Die Lichtemissionseinheit 21 ist eine Eigenlichtemissionsvorrichtung vom Stromansteuerungstyp, deren Lichtemissionsleuchtdichte sich gemäß dem Betrag des bereitgestellten Stroms ändert. Bei dieser Ausführungsform beinhaltet die Lichtemissionseinheit 21 eine organische EL-Vorrichtung (OLED). Die Lichtemissionseinheit 21 weist eine bekannte Konfiguration oder Struktur auf, die eine Anodenelektrode, eine organische Materialschicht, eine Kathodenelektrode und dergleichen beinhaltet. Die organische Materialschicht weist eine Struktur auf, bei der zum Beispiel eine Lochtransportschicht, eine Lichtemissionsschicht und eine Elektronentransportschicht gestapelt sind. Die Anodenelektrode ist mit dem einen Source/Drain-Bereich des Ansteuerungstransistors TrDrv und dem einen Source/Drain-Bereich des zweiten Lichtemissionssteuertransistors TrEL_C2 verbunden. Die Kathodenelektrode ist mit einer Leistungsversorgungsleitung VKath verbunden.
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Die Anzeigeeinrichtung 100 kann so konfiguriert sein, dass sie einen Anzeigebereich aufweist, in dem eine Monochrom- oder Farbanzeige durchgeführt wird. In dem Fall der Konfiguration der Farbanzeige beinhaltet ein Pixel zum Beispiel drei Subpixel (ein Rotlicht emittierendes Subpixel, das Rotlicht emittiert, ein Grünlicht emittierendes Subpixel, das Grünlicht emittiert, und ein Blaulicht emittierendes Subpixel, das Blaulicht emittiert).
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Bei dieser Ausführungsform beinhalten der Ansteuerungstransistor TrDrv , der Bildsignalschreibtransistor TrSig , der erste Lichtemissionssteuertransistor TrEL_C1 , und der zweite Lichtemissionssteuertransistor TrEL_C2 jeweils einen p-Typ-Kanal-MOSFET und sind jeweils in einer n-Typ-Wanne gebildet, die in einem p-Typ-Siliciumhalbleitersubstrat gebildet ist.
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Es wird angemerkt, dass eine Beschreibung des ausführlichen Betriebs des Pixelschaltkreises 22 mit der oben erwähnten Konfiguration ausgelassen ist, weil er zum Beispiel in Patentliteratur 1 beschrieben ist. Nachfolgend werden Einzelheiten der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung basierend auf der oben beschriebenen Konfiguration beschrieben.
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[Pixelschaltung]
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Anschließend werden Einzelheiten des Pixelschaltkreises 22 beschrieben. 4 ist eine schematische Seitenquerschnittsansicht der Hauptteile der Anzeigeeinrichtung 100, die ein Beispiel für die Konfiguration des Pixelschaltkreises 22 zeigt.
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Wie oben beschrieben, beinhaltet die Anzeigeeinrichtung 100 gemäß dieser Ausführungsform ein Laminat aus dem ersten Halbleitersubstrat 101 und dem zweiten Halbleitersubstrat 102. Das erste Halbleitersubstrat 101 weist eine Anzeigeoberfläche 101a und eine Bondoberfläche 101b auf. Die Anzeigeoberfläche 101a beinhaltet die Lichtemissionseinheit 21. Die Bondoberfläche 101b ist an das zweite Halbleitersubstrat 102 zu bonden. Das Halbleitersubstrat 102 beinhaltet eine Bondoberfläche 102a, die an das erste Halbleitersubstrat 101 zu bonden ist.
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Der Pixelschaltkreis 22 ist innerhalb des ersten Halbleitersubstrats 101 und des zweiten Halbleitersubstrats 102 gebildet. Insbesondere beinhaltet der Pixelschaltkreis 22 einen ersten Pixelschaltkreis 221, der innerhalb des ersten Halbleitersubstrats 101 gebildet ist, und einen zweiten Pixelschaltkreis 222, der innerhalb des zweiten Halbleitersubstrats 102 gebildet ist. Der erste Pixelschaltkreis 221 ist ein Teil des Pixelschaltkreises 22 und der zweite Pixelschaltkreis 222 ist ein anderer Teil des Pixelschaltkreises 22. Der erste Pixelschaltkreis 221 und der zweite Pixelschaltkreis 222 sind elektrisch miteinander verbunden, wenn das erste Halbleitersubstrat 101 und das zweite Halbleitersubstrat 102 gestapelt sind, wodurch der Pixelschaltkreis 22 gebildet wird.
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Der erste Pixelschaltkreis 221 stellt einen ersten Ansteuerungsschaltkreis dar, der eine Lichtemissionseinheit 210 ansteuert, und der zweite Pixelschaltkreis 222 stellt einen zweiten Ansteuerungsschaltkreis dar, der die Lichtemissionseinheit 210 ansteuert. Wenigstens einer der vier Transistoren (TrDrv , TrSig , TrEL_C1 , TrEL_C2 ) des unter Bezugnahme auf 3 beschriebenen Pixelschaltkreises 22 ist in dem ersten Pixelschaltkreis 221 gebildet und der (die) andere(n) Transistor(en) ist (sind) in dem zweiten Pixelschaltkreis 222 gebildet. Gleichermaßen ist wenigstens eine der zwei Kapazitätseinheiten (C1 und C2), die den Pixelschaltkreis 22 darstellen, in dem ersten Pixelschaltkreis 221 oder dem zweiten Pixelschaltkreis 222 gebildet.
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Die in dem ersten Pixelschaltkreis 221 und dem zweiten Pixelschaltkreis 222 gebildeten Transistoren sind nicht speziell beschränkt. Bei dieser Ausführungsform sind der Bildsignalschreibtransistor TrSig und der erste Lichtemissionssteuertransistor TrEL_C1 in dem ersten Pixelschaltkreis 221 gebildet und sind der Ansteuerungstransistor TrDrv und der zweite Lichtemissionssteuertransistor TrEL_C2 in dem zweiten Pixelschaltkreis 222 gebildet (siehe 4).
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Wie in 4 gezeigt, beinhaltet der erste Pixelschaltkreis 221 mehrere Vias 22v1 und 22v2 als Zwischenschichtverbindungsteile, mehrere Verdrahtungsschichten 22w1 und kapazitive Vorrichtungen 22c1 und 22c2.
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Die Vias 22v1 sind elektrisch mit einer Anodenelektrode 212 der Lichtemissionseinheit 21 verbunden und gehen durch das erste Halbleitersubstrat 101 in der Dickenrichtung über die mehreren Verdrahtungsschichten 22w1 hindurch oder sind derart geroutet.
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Die Vias 22v2 sind mit einer Gate-Elektrode 22g1 des Transistors (bei dem veranschaulichten Beispiel des ersten Lichtemissionssteuertransistors TrEL_C1 ) und den jeweiligen Source/Drain-Bereichen verbunden.
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Die kapazitiven Vorrichtungen 22c1 und 22c2 beinhalten jeweils ein Laminat aus einem Paar Elektroden und einem zwischen dem Paar Elektroden angeordneten dielektrischen Film und sind miteinander in Reihe verbunden, so dass sie die zweite Kapazitätseinheit C2 darstellen. Es wird angemerkt, dass es überflüssig ist, mehrere kapazitive Vorrichtungen 22c1 und 22c2 bereitzustellen, und die Anzahl an kapazitiven Vorrichtungen eine sein kann.
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Dagegen beinhaltet der zweite Pixelschaltkreis 222 mehrere Vias 22v3 und 22v4 als Zwischenschichtverbindungsteile, mehrere Verdrahtungsschichten 22w2 und kapazitive Vorrichtungen 22c3 und 22c4.
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Die Vias 22v3 gehen durch das erste Halbleitersubstrat 101 in der Dickenrichtung über die mehreren Verdrahtungsschichten 22w1 hindurch oder sind derart geroutet. Die Vias 22v3 sind elektrisch zwischen dem einen Source/Drain-Bereich des Transistors (bei dem veranschaulichten Beispiel des Ansteuerungstransistors TrDrv ) und den Vias 22v1 des ersten Pixelschaltkreises 221 verbunden.
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Die Vias 22v4 sind mit einer Gate-Elektrode des Ansteuerungstransistors TrDrv und dem anderen Source/Drain-Bereich verbunden.
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Die kapazitiven Vorrichtungen 22c3 und 22c4 beinhalten jeweils ein Laminat aus einem Paar Elektroden und einem zwischen dem Paar Elektroden angeordneten dielektrischen Film und sind miteinander in Reihe verbunden, so dass sie die erste Kapazitätseinheit C1 darstellen. Es wird angemerkt, dass es überflüssig ist, mehrere kapazitive Vorrichtungen 22c3 und 22c4 bereitzustellen, und die Anzahl an kapazitiven Vorrichtungen eine sein kann.
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In dem Verbindungsbereich zwischen den Vias 22v1 und 22v3 sind die Verbindungspunkte Ct1 und Ct2 zum Erzielen einer vorteilhaften elektrischen Verbindung bereitgestellt. Ein Verbindungspunkt Ct1 ist auf der Bondoberfläche 101b des ersten Halbleitersubstrats 101 bereitgestellt und der andere Verbindungspunkt Ct2 ist auf der Bondoberfläche 102a des zweiten Halbleitersubstrats 102 bereitgestellt. Die Verbindungspunkte Ct1 und Ct2 werden jeweils auf denselben Ebenen wie jene der Bondoberflächen 101b und 102a gebildet und gleichzeitig mit dem Bonden der Bondoberflächen 101b und 102a miteinander verbunden.
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Das Verfahren zum Bonden der Bondoberflächen 101b und 102a ist nicht speziell beschränkt. Typischerweise wird ein Direktbondverfahren genutzt. Infolgedessen ist es möglich, das erste Halbleitersubstrat 101 und das zweite Halbleitersubstrat 102 integral ohne Einfügen eines Haftstoffs an der Grenzfläche zwischen diesen zu bonden.
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Beispiele für das Direktbonden schließen Plasmabonden ein. Bei dem Plasmabonden werden die Bondoberflächen 101b und 102a durch Bilden einer kovalenten Silicium-Sauerstoff-Bindung oder einer Silicium-Silicium-Bindung zwischen der Bondoberfläche 101b und der Bondoberfläche 102a fest fixiert. Als das Direktbonden kann nicht nur das Plasmabonden, sondern auch ein Festphasenbondverfahren, wie etwa Diffusionsbonden, genutzt werden.
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[Verfahren zum Produzieren einer Anzeigeeinrichtung]
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Die Anzeigeeinrichtung 100, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, wird durch Bonden (Stapeln) des ersten Halbleitersubstrats 101 und des zweiten Halbleitersubstrats 102 über die Bondoberflächen 101b bzw. 102a vorbereitet. 5A bis 5D sind jeweils ein schematisches Diagramm, das ein Verfahren zum Produzieren der Anzeigeeinrichtung 100 beschreibt.
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Wie in 5A gezeigt, wird das erste Halbleitersubstrat 101 vorbereitet, das die Lichtemissionseinheit 21, den ersten Pixelschaltkreis 221 und den Peripherieschaltkreisbereich 30 beinhaltet.
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Währenddessen wird, wie in 5B gezeigt, das zweite Halbleitersubstrat 102 vorbereitet, das den zweiten Pixelschaltkreis 222 beinhaltet.
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Die Verbindungspunkte Ct1 und Ct2 (siehe 4) werden jeweils auf einer Oberfläche S11a des ersten Halbleitersubstrats 101 und einer Oberfläche S12a des zweiten Halbleitersubstrats 102 gebildet.
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Anschließend werden, wie in 5C gezeigt, die oberen und unteren Seiten des ersten Halbleitersubstrats 101 umgedreht und wird die Oberfläche S11a an die Oberfläche S12a des zweiten Halbleitersubstrats 102 gebondet. Zum Bonden wird zum Beispiel ein Direktbondverfahren, wie etwa ein Plasmabondverfahren, genutzt. Infolgedessen werden das erste Halbleitersubstrat 101 und das zweite Halbleitersubstrat 102 integriert und werden der erste Pixelschaltkreis 221 und der zweite Pixelschaltkreis 222 über die Verbindungspunkte Ct1 und Ct2 elektrisch miteinander verbunden.
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Anschließend wird, wie in 5D gezeigt, eine hintere Oberfläche Sllb des ersten Halbleitersubstrats 101 poliert, um das erste Halbleitersubstrat 101 zu dünnen. Ferner wird, nachdem Zwischenschichtverbindungsteile (Vias 22v1) zum elektrischen Verbinden der Lichtemissionseinheit 21 und des zweiten Pixelschaltkreises 222 in dem ersten Halbleitersubstrat 101 gebildet wurden, die Lichtemissionseinheit 21 über einen Isolationsfilm 21k auf dem ersten Halbleitersubstrat 101 gebildet (siehe 4). Infolgedessen wird die Anzeigeoberfläche 101a der Anzeigeeinrichtung 100 vorbereitet.
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Es wird angemerkt, dass nach Bedarf auch eine hintere Oberfläche S12b des zweiten Halbleitersubstrats 102 gedünnt werden kann. Ferner kann als das erste Halbleitersubstrat 101 ein Silicium-auf-Isolator(SOI)-Substrat, in dem zwei Siliciumsubstrate mit einer sandwichartig dazwischen eingeschlossenen Isolationsschicht gestapelt sind, anstelle eines einzigen Siliciumsubstrats genutzt werden.
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[Effekte]
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Wie oben beschrieben, werden bei der Anzeigeeinrichtung 100 gemäß dieser Ausführungsform die Oberfläche des ersten Halbleitersubstrats 101 einschließlich des ersten Pixelschaltkreises 221 und die Oberfläche des zweiten Halbleitersubstrats 102 einschließlich des zweiten Pixelschaltkreises 222 aneinander gebondet, so dass sie den Pixelschaltkreis 22 darstellen. Durch das Bilden des Pixelschaltkreises 22 aus ursprünglich separierten Substraten, d. h. des ersten Halbleitersubstrats 101 und des zweiten Halbleitersubstrats 102, wird der Bereich, der zum Bilden des Pixelschaltkreises 22 notwendig ist, in der Dickenrichtung der Anzeigeeinrichtung 100 erweitert. Daher ist es möglich, die Fläche des Pixelbereichs 20 durch Belegen der Anzeigeoberfläche 101a zu reduzieren.
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Insbesondere benötigt die organische EL-Anzeigeeinrichtung eine relativ hohe Spannung (Vcc), die der Lichtemissionsspannung der Lichtemissionsvorrichtung entspricht. Daher ist es notwendig, wenigstens eine gewisse Länge einer Gate-Länge des Transistors, der jedes Pixel ansteuert, und wenigstens eine gewisse Entfernung einer Vorrichtungsseparation zum elektrischen Separieren von Transistoren sicherzustellen. Bei dieser Ausführungsform kann der Pixelschaltkreis 22 dreidimensional in dem Dickengebiet der zwei Halbleitersubstrate geroutet werden. Daher ist es einfach, wenigstens eine gewisse Länge einer Gate-Länge des Transistors und wenigstens eine gewisse Entfernung einer Vorrichtungsseparation sicherzustellen. Infolgedessen ist es auch bei der Anzeigeeinrichtung, die eine relativ hohe Spannung erfordert, möglich, die Pixelgröße zu reduzieren, während gewünschte Stehspannungscharakteristiken sichergestellt werden.
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<Zweite Ausführungsform>
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6 ist eine schematische Seitenquerschnittsansicht von Hauptteilen einer Anzeigeeinrichtung 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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Nachfolgend werden hauptsächlich Konfigurationen beschrieben, die sich von jenen in der ersten Ausführungsform unterscheiden, werden Konfigurationen ähnlich jenen bei der ersten Ausführungsform durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und wird eine Beschreibung davon weggelassen oder vereinfacht.
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Die Anzeigeeinrichtung 200 gemäß dieser Ausführungsform weist eine gestapelte Struktur aus dem ersten Halbleitersubstrat 101 und dem zweiten Halbleitersubstrat 102 auf. Ein Pixelschaltkreis 420, der die Lichtemissionseinheit 21 (Lichtemissionsvorrichtung 210) ansteuert, beinhaltet einen ersten Pixelschaltkreis 421, der in dem ersten Halbleitersubstrat 101 gebildet ist, und einen zweiten Pixelschaltkreis 422, der in dem zweiten Halbleitersubstrat 102 gebildet ist. Ähnlich dem Fall der ersten Ausführungsform ist der Peripherieschaltkreisbereich 30 in dem ersten Halbleitersubstrat 101 gebildet (siehe 1).
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Bei dieser Ausführungsform unterscheiden sich die Konfigurationen des ersten Pixelschaltkreises 421 und des zweiten Pixelschaltkreises 422 von jenen in der ersten Ausführungsform. Insbesondere sind bei dieser Ausführungsform der Ansteuerungstransistor TrDrv und der zweite Lichtemissionssteuertransistor TrEL_C2 in dem ersten Pixelschaltkreis 421 gebildet und sind der Bildsignalschreibtransistor TrSig und der erste Lichtemissionssteuertransistor TrEL_C1 in dem zweiten Pixelschaltkreis 222 gebildet (siehe 6). Es wird angemerkt, dass ein Pixelschaltkreis 42 durch einen Ersatzschaltkreis ähnlich dem Pixelschaltkreis 22 bei der ersten Ausführungsform repräsentiert ist (siehe 3).
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Wie in 6 gezeigt, beinhaltet der erste Pixelschaltkreis 421 mehrere Vias 42v1, 42v2 und 42v3 als Zwischenschichtverbindungsteile und mehrere Verdrahtungsschichten w1.
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Der Via 42v1 verbindet die Anodenelektrode 212 der Lichtemissionseinheit 21 und den einen Source/Drain-Bereich sowohl des Ansteuerungstransistors TrDrv als auch des zweiten Lichtemissionssteuertransistors TrEL_C2 über die Verdrahtungsschicht 42w1.
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Der Via 42v2 verbindet den anderen Source/Drain-Bereich des Ansteuerungstransistors TrDrv und einen Verbindungspunkt Ct11 auf der Bondoberfläche 101b über die mehreren Verdrahtungsschichten 42w1.
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Der Via 42v3 verbindet eine Gate-Elektrode 42g1 des Ansteuerungstransistors TrDrv und einen Verbindungspunkt Ct21 auf der Bondoberfläche 101b über die mehreren Verdrahtungsschichten 42w1.
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Es wird angemerkt, dass in 6 das Bezugszeichen 42g2 die Gate-Elektrode des zweiten Lichtemissionssteuertransistors TrEL_C2 angibt.
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Dagegen beinhaltet der zweite Pixelschaltkreis 422 mehrere Vias 42v4, 42v5 und 42v6 als Zwischenschichtverbindungsteile, mehrere Verdrahtungsschichten 42w2, die erste Kapazitätseinheit C1 und die zweite Kapazitätseinheit C2.
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Der Via 42v4 verbindet den einen Source/Drain-Bereich des Bildsignalschreibtransistors TrSig und einen Verbindungspunkt Ct22 auf der Bondoberfläche 102a über die mehreren Verdrahtungsschichten 42w2.
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Der Via 42v5 verbindet den einen Source/Drain-Bereich des ersten Lichtemissionssteuertransistors TrEL_C1 und die zweite Kapazitätseinheit C2 über die mehreren Verdrahtungsschichten 42w2.
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Der Via 42v6 verbindet die erste Kapazitätseinheit C1 und die zweite Kapazitätseinheit C2 und einen Verbindungspunkt Ct12 auf der Bondoberfläche 102a über die mehreren Verdrahtungsschichten 42w2.
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Die erste Kapazitätseinheit C1 und die zweite Kapazitätseinheit C2 beinhalten jeweils ein Laminat aus einem Paar Elektroden und einem dielektrischen Film, der zwischen dem Paar Elektroden liegt.
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Es wird angemerkt, dass in 6 die Bezugszeichen 42g3 und 42g4 jeweils Gate-Elektroden des Bildschreibtransistors TrSig und des ersten Lichtemissionssteuertransistors TrEL_C1 angeben.
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Wenn die Bondoberfläche 101b des ersten Halbleitersubstrats 101 und die Bondoberfläche 102a des zweiten Halbleitersubstrats 102 aneinander gebondet werden, wird der Verbindungspunkt Ct12 elektrisch mit dem Verbindungspunkt Ct11 verbunden und wird der Verbindungspunkt Ct22 elektrisch mit dem Verbindungspunkt Ct21 verbunden. Die Verbindungspunkte Ct11 und Ct12 entsprechen einem Knoten P1 in 3 und die Verbindungspunkte Ct21 und Ct22 entsprechen einem Knoten P2 in 3.
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Die Anzeigeeinrichtung 200 gemäß dieser Ausführungsform, die wie oben konfiguriert ist, wird auf die gleiche Weise wie jene bei der ersten Ausführungsform vorbereitet. Auch bei dieser Ausführungsform beinhaltet das erste Halbleitersubstrat 101 möglicherweise ein SOI-Substrat.
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Außerdem können in der Anzeigeeinrichtung 200 gemäß dieser Ausführungsform der Betrieb und Effekt ähnlich jenen in der oben genannten ersten Ausführungsform erreicht werden.
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Gemäß dieser Ausführungsform werden der Peripherieschaltkreisbereich 30, an den eine relativ hohe Spannung angelegt wird, der Ansteuerungstransistor TrDrv und der zweite Lichtemissionssteuertransistor TrEL_C2 in dem ersten Halbleitersubstrat 101 gebildet. Daher ist es möglich, den Bildsignalschreibtransistor TrSig und den ersten Lichtemissionssteuertransistor TrEL_C1 , die in dem zweiten Halbleitersubstrat 102 zu bilden sind, durch einen Prozess einer Niederspannung im Vergleich zu der Vorrichtung zu bilden, die in dem ersten Halbleitersubstrat 101 zu bilden ist. Das heißt, im Vergleich zu dem Fall, in dem es eine Vorrichtung, die eine hohe Isolationsspannung gemäß der Vorrichtungsfläche haben muss, und eine Vorrichtung gibt, die keine hohe Isolationsspannung gemäß der Vorrichtungsfläche haben ist, ist es möglich, die Zunahme der Anzahl an Prozessen aufgrund des Unterschieds der Dicke des Isolationsfilms zu unterdrücken und die Ausbeute zu verbessern.
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<Dritte Ausführungsform>
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7 ist eine schematische Seitenquerschnittsansicht von Hauptteilen einer Anzeigeeinrichtung 300 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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Nachfolgend werden hauptsächlich Konfigurationen beschrieben, die sich von jenen in der zweiten Ausführungsform unterscheiden, werden Konfigurationen ähnlich jenen bei der zweiten Ausführungsform durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und wird eine Beschreibung davon weggelassen oder vereinfacht.
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Die Anzeigeeinrichtung 300 gemäß dieser Ausführungsform unterscheidet sich von der Anzeigeeinrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform darin, dass sie aus zwei ursprünglich separierten Substraten, d. h. dem ersten Halbleitersubstrat 101 und dem zweiten Halbleitersubstrat 102, gebildet wird und die erste Stromversorgungseinheit 26 und die zweite Stromversorgungseinheit 27 (siehe 3) eine gemeinsame Stromversorgungseinheit beinhalten. Bei dieser Ausführungsform, wie in 7 gezeigt, beinhaltet ein erster Pixelschaltkreis 521, der in dem ersten Halbleitersubstrat 101 gebildet ist, ferner kapazitive Vorrichtungen 52c1 und 52c2 und einen Via 52v1.
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Die kapazitiven Vorrichtungen 52c1 und 52c2 sind in dem Via 42v2 gebildet, der mit dem anderen Source/Drain-Bereich des Ansteuerungstransistors TrDrv zu verbinden ist. Die kapazitiven Vorrichtungen 52c1 und 52c2 beinhalten jeweils ein Laminat aus einem Paar Elektroden und einem zwischen dem Paar Elektroden angeordneten dielektrischen Film und sind miteinander in Reihe verbunden, so dass sie die zweite Kapazitätseinheit C2 darstellen (siehe 3).
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Der Via 52v1 zweigt von dem Via 42v2 parallel zu den kapazitiven Vorrichtungen 52c1 und 52c2 ab. Der Via 52v1 verbindet den anderen Source/Drain-Bereich des Ansteuerungstransistors TrDrv und einen Verbindungspunkt Ct31 auf der Bondoberfläche 101b.
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Währenddessen beinhaltet ein zweiter Pixelschaltkreis 522, der in dem zweiten Halbleitersubstrat 102 gebildet ist, die kapazitiven Vorrichtungen 52c3 und 52c4 und die Konfigurationen der Vias 42v5 und 42v6 sind von jenen in der zweiten Ausführungsform verschieden.
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Die kapazitiven Vorrichtungen 52c3 und 52c4 sind mit dem Via 42v6 in Reihe verbunden. Die kapazitiven Vorrichtungen 52c3 und 52c4 beinhalten jeweils ein Laminat aus einem Paar Elektroden und einem zwischen dem Paar Elektroden angeordneten dielektrischen Film und sind miteinander in Reihe verbunden, so dass sie die erste Kapazitätseinheit C1 darstellen (siehe 3) .
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Der Via 42v5 verbindet den einen Source/Drain-Bereich des ersten Lichtemissionssteuertransistors TrEL_C1 und einen Verbindungspunkt Ct32 auf der Bondoberfläche 102a.
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Der Via 42v6 verbindet die kapazitive Vorrichtung 52c3 und den Verbindungspunkt Ct12 auf der Bondoberfläche 102a.
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Wenn die Bondoberfläche 101b des ersten Halbleitersubstrats 101 und die Bondoberfläche 102a des zweiten Halbleitersubstrats 102 aneinander gebondet werden, werden der Verbindungspunkt Ct12, der Verbindungspunkt Ct22 und der Verbindungspunkt Ct32 elektrisch mit dem Verbindungspunkt Ct11, dem Verbindungspunkt Ct21 bzw. dem Verbindungspunkt Ct31 verbunden.
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Die Anzeigeeinrichtung 300 gemäß dieser Ausführungsform, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, wird auf die gleiche Weise wie jene bei der ersten Ausführungsform vorbereitet. Auch bei dieser Ausführungsform beinhaltet das erste Halbleitersubstrat 101 möglicherweise ein SOI-Substrat.
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Außerdem können in der Anzeigeeinrichtung 300 gemäß dieser Ausführungsform der Betrieb und Effekt ähnlich jenen in der oben genannten ersten Ausführungsform erreicht werden.
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Weil die erste Kapazitätseinheit C1 und die zweite Kapazitätseinheit C2 separat in dem ersten Halbleitersubstrat 101 bzw. dem zweiten Halbleitersubstrat 102 gebildet sind, ist es gemäß dieser Ausführungsform möglich, die durch die Kapazitätseinheit belegte Fläche im Vergleich zu dem Fall des Bildens mehrerer Kapazitätseinheiten in der Ebene zu reduzieren. Infolgedessen ist es möglich, die Fläche des Pixelbereichs zu reduzieren, um die Pixelgröße zu reduzieren, und die für die Kapazitätseinheit notwendige Kapazität einfach sicherzustellen.
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Da die Kapazitätseinheiten separat in den mehreren kapazitiven Vorrichtungen gebildet werden, ist es ferner möglich, die Elektrodenfläche jeder Kapazitätseinheit zu reduzieren. Dies weist den Vorteil auf, dass die Pixelgröße weiter einfach reduziert werden kann.
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<Vierte Ausführungsform>
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Anschließend wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. 8 ist eine schematische Seitenquerschnittsansicht von Hauptteilen einer Anzeigeeinrichtung 400 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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Wie in 8 gezeigt, beinhaltet die Anzeigeeinrichtung 400 gemäß dieser Ausführungsform ein erstes Halbleitersubstrat 401 und ein zweites Halbleitersubstrat 402 und ist durch Bonden (oder Stapeln) des ersten Halbleitersubstrats 401 und des zweiten Halbleitersubstrats 402 aneinander konfiguriert. Sowohl das erste Halbleitersubstrat 401 als auch das zweite Halbleitersubstrat 402 beinhalten typischerweise ein Einkristall-Silicium(Si)-Substrat.
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Bei dieser Ausführungsform beinhaltet das erste Halbleitersubstrat 401 hauptsächlich einen Panelseitenchip, auf dem ein Pixelschaltkreis zu bilden ist, und beinhaltet das zweite Halbleitersubstrat 402 hauptsächlich einen Schaltkreisseitenchip, auf dem ein Peripherieschaltkreis zu bilden ist.
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Das erste Halbleitersubstrat 401 beinhaltet einen Pixelbereich 411, einen Schnittstellenbereich 412, Verbindungsbereiche 413 und 414 zum Verbinden des zweiten Halbleitersubstrats 402 und dergleichen. Der Schnittstellenbereich 412 beinhaltet ein Eingabe/Ausgabe-Pad. In dem Pixelbereich 411 sind Lichtemissionseinheiten (Lichtemissionsvorrichtungen) in einer Matrix für jedes Pixel angeordnet.
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Das zweite Halbleitersubstrat 402 beinhaltet Verbindungsbereiche 421 und 428 zum Verbinden des ersten Halbleitersubstrats 401, einen DA-Umsetzer/Verstärker-Bereich 422, einen Horizontalrichtungsscanschaltkreis 423, eine Schnittstelle 424, einen Gammaspannungserzeugungsschaltkreis 425, einen Speicher 426, eine Timingsteuerung 427, einen Vertikalrichtungsscanschaltkreis 429 und dergleichen.
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Da die oben erwähnten Bereiche, Schaltkreise und dergleichen, die in dem ersten Halbleitersubstrat 401 und dem zweiten Halbleitersubstrat 402 gebildet sind, jenen bei der ersten Ausführungsform ähnlich sind, wird eine Beschreibung davon weggelassen. Ferner ist das Layout der Bereiche, Schaltkreise und dergleichen nicht auf die in 8 gezeigte Form beschränkt und kann beliebig festgelegt werden.
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Da der Pixelbereich und der Peripherieschaltkreisbereich separat in dem ersten Halbleitersubstrat 401 bzw. dem zweiten Halbleitersubstrat 402 gebildet werden, ist es gemäß der Anzeigeeinrichtung 400 gemäß dieser Ausführungsform möglich, die oben genannten Bereiche so zu planen, dass sie sich in der Dickenrichtung der Anzeigeeinrichtung 400 überschneiden. Dies vereinfacht das Reduzieren der Panelgröße.
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Anschließend wird die elektrische Verbindungsstruktur des ersten Halbleitersubstrats 401 und des zweiten Halbleitersubstrats 402 beschrieben. Die folgende Beschreibung kann gleichermaßen auf die Anzeigeeinrichtungen gemäß der oben genannten ersten bis dritten Ausführungsform angewandt werden.
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9A und 9B sind jeweils eine schematische Seitenquerschnittsansicht, die ein Beispiel für die elektrische Verbindungsstruktur zwischen dem ersten Halbleitersubstrat 401 und dem zweiten Halbleitersubstrat 402 zeigt. Wie in jeder Figur gezeigt, beinhaltet das erste Halbleitersubstrat 401 einen Substratkörper 411 und eine Verdrahtungsschicht 412, in denen ein Pixelschaltkreis und dergleichen zu bilden sind. Gleichermaßen beinhaltet das zweite Halbleitersubstrat 402 einen Substratkörper 421 und eine Verdrahtungsschicht 422, in denen ein Peripherieschaltkreis und dergleichen zu bilden sind. 9A zeigt die Form, in der die Verdrahtungsschicht 412 des ersten Halbleitersubstrats 401 an die Verdrahtungsschicht 422 des zweiten Halbleitersubstrats 402 gebondet ist. 9B zeigt die Form, in der der Substratkörper 411 des ersten Halbleitersubstrats 401 an die Verdrahtungsschicht 422 des zweiten Halbleitersubstrats 402 gebondet ist.
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Bei der in 9A gezeigten Anzeigeeinrichtung 400 ist ein Verbindungsteil 413 auf der Oberfläche der Verdrahtungsschicht 412 des ersten Halbleitersubstrats 401 gebildet und ist ein Verbindungspunkt 423 auf der Oberfläche des zweiten Halbleitersubstrats 402 gebildet. Bei diesem Beispiel sind die Verbindungspunkte 413 und 423 dazu konfiguriert, gleichzeitig mit dem Bonden des ersten Halbleitersubstrats 401 und des zweiten Halbleitersubstrats 402 elektrisch miteinander verbunden zu werden.
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Währenddessen wird bei der in 9B gezeigten Anzeigeeinrichtung 400 ein Via (Verbindungsloch) 430, der den Substratkörper 411 des ersten Halbleitersubstrats 401 durchdringt, zwischen dem Verbindungspunkt 413, der in der Verdrahtungsschicht 412 des ersten Halbleitersubstrats 401 gebildet ist, und dem Verbindungspunkt 423 gebildet, der in der Verdrahtungsschicht 422 des zweiten Halbleitersubstrats 402 gebildet ist. Auch bei diesem Beispiel werden die Verbindungspunkte 413 und 423 miteinander verbunden, wenn das erste Halbleitersubstrat 401 und das zweite Halbleitersubstrat 402 aneinander gebondet werden. Alternativ dazu können der Via 430 und der Verbindungspunkt 413 gebildet werden, nachdem das erste Halbleitersubstrat 401 und das zweite Halbleitersubstrat 402 aneinander gebondet wurden.
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Wie in 9A und 9B gezeigt, ist die Lichtemissionseinheit 21 auf der oberen Oberfläche des ersten Halbleitersubstrats 401 gebildet. Ferner werden eine (nicht gezeigte) Steuereinheit, ein externer Anschluss 414, der mit einer externen Vorrichtung oder dergleichen zu verbinden ist, und dergleichen auf der oberen Oberfläche des ersten Halbleitersubstrats 401 bereitgestellt.
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Bei dieser Ausführungsform werden die Verbindungspunkte 413 und 423 außerhalb des Pixelbereichs (Bereich, in dem die Lichtemissionseinheit 21 gebildet ist) bereitgestellt. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt und die Verbindungspunkte 413 und 423 können unmittelbar unterhalb des Pixelbereichs (auf der zentralen Seite des Panels) bereitgestellt werden. Auch die Anzahl an Verbindungspunkten 413 und 423 ist nicht beschränkt. Mehrere Verbindungspunkte 413 und mehrere Verbindungspunkte 423 können auf dem entsprechenden Substrat angeordnet sein.
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Ferner kann, wie in 10 gezeigt, ein Pixelbereich (Pixelschaltkreis) 440 in zwei Bereiche 441 und 442 in der vertikalen Richtung aufgeteilt werden und ein Schalter 460 kann eine Lieferung eines Bildsignals oder eines Spannungssignals von einem Peripherieschaltkreis 450 an jeden der Bereiche 441 und 442 schalten. In diesem Fall kann der Schalter 460 die oben genannten Verbindungspunkte 413 und 423 beinhalten oder kann separat in der Nähe der Verbindungspunkte 413 und 423 bereitgestellt werden.
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Da der Pixelbereich und der Peripherieschaltkreisbereich in verschiedenen Halbleitersubstraten gebildet werden, ist es ferner gemäß dieser Ausführungsform möglich, auf demselben Panel einen Schaltkreisbereich außer dem Pixelbereich und dem Peripherieschaltkreisbereich zu bilden. Zum Beispiel können in dem ersten Halbleitersubstrat 401, wie schematisch in 11 gezeigt, ein oder mehrere Pixel 415 eines Bildsensors um den Pixelbereich 411 herum angeordnet sein und kann ein Ansteuerungsschaltkreis, der das Pixel 415 ansteuert, auf dem zweiten Halbleitersubstrat 402 angeordnet sein. In diesem Fall kann dies zum Beispiel auf eine Pupillenpositionsdetektion eines Benutzers in einer am Kopf getragenen Anzeige angewandt werden.
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Alternativ dazu kann ein anderer Schaltkreis außer dem Peripherieschaltkreis auf dem zweiten Halbleitersubstrat 402 angeordnet sein. Beispiele für den anderen Schaltkreis schließen einen Superauflösungsschaltkreis, der die Auflösung eines Eingangsbildes zur Ausgabe erhöht, und einen Schaltkreis zur Drahtloskommunikation mit einer externen Vorrichtung ein. Als ein Ergebnis kann die Anzeigeeinrichtung komplex und multifunktional sein.
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[Ausführungsform der elektronischen Einrichtung]
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Die organische EL-Anzeigeeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird in zum Beispiel verschiedenen elektronischen Einrichtungen gemäß unten beschriebenen Anwendungsbeispielen 1 bis 6 eingebunden. Es wird angemerkt, dass die Anwendungsbeispiele nicht darauf beschränkt sind. Die organische EL-Anzeigeeinrichtung ist auf zum Beispiel elektronische Einrichtungen anwendbar, wie etwa ein portables Informationsendgerät, ein Smartphone, einen portablen Musikabspieler, eine Spielemaschine, ein elektronisches Buch, verschiedene Anzeigeeinheiten in einem elektronischen Wörterbuch und einen elektronischen Sucher.
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Da die organische EL-Anzeigeeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine stabile Anzeigequalität hat und eine hohe Auflösung selbst dann erreichen kann, wenn sie, wie oben beschrieben, miniaturisiert ist, ist es möglich, ein Bild mit hoher Bildqualität für einen Benutzer einer elektronischen Einrichtung bereitzustellen, in der eine solche organische EL-Anzeigeeinrichtung eingebunden ist.
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(Anwendungsbeispiel 1)
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12 zeigt ein Aussehen einer Fernseheinrichtung 500 als eine elektronische Einrichtung. Diese Fernseheinrichtung beinhaltet zum Beispiel eine Videoanzeigebildschirmeinheit 501. Die Videoanzeigebildschirmeinheit 501 beinhaltet ein vorderes Panel 510 und ein Filterglas 520. Die Videoanzeigebildschirmeinheit 501 beinhaltet die Anzeigeeinrichtung gemäß einer der oben erwähnten Ausführungsformen.
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(Anwendungsbeispiel 2)
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13 zeigt ein Aussehen einer Digitalkamera 600 als eine elektronische Einrichtung. Diese Digitalkamera beinhaltet zum Beispiel eine Lichtemissionseinheit 610 für einen Blitz, eine Anzeigeeinheit 620, einen Menüschalter 630 und eine Auslösetaste 640. Die Anzeigeeinheit 620 beinhaltet die Anzeigeeinrichtung gemäß einer der oben erwähnten Ausführungsformen.
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(Anwendungsbeispiel 3)
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14 zeigt ein Aussehen eines Laptop-PCs 700 als eine elektronische Einrichtung. Dieser Laptop-PC beinhaltet zum Beispiel einen Hauptkörper 710, eine Tastatur 720 für einen Eingabevorgang von Schriftzeichen oder dergleichen und eine Anzeigeeinheit 730 zum Anzeigen eines Bildes. Die Anzeigeeinheit 730 beinhaltet die Anzeigeeinrichtung gemäß einer der oben erwähnten Ausführungsformen.
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(Anwendungsbeispiel 4)
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15 zeigt ein Aussehen einer Videokamera 800 als eine elektronische Einrichtung. Diese Videokamera beinhaltet zum Beispiel einen Hauptkörper 810, eine Linse 820 zur bildlichen Erfassung eines Objekts, die auf der Vorderseite des Hauptkörpers 810 bereitgestellt ist, einen Start/Stopp-Schalter 830 zur Zeit der bildlichen Erfassung und eine Anzeigeeinheit 840. Die Anzeigeeinheit 840 beinhaltet die Anzeigeeinrichtung gemäß einer der oben erwähnten Ausführungsformen.
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(Anwendungsbeispiel 5)
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16 zeigt ein Aussehen eines Mobiltelefons 900 als eine elektronische Einrichtung. Dieses Mobiltelefon wird zum Beispiel durch Verbinden eines oberen Gehäuses 910 und eines unteren Gehäuses 920 durch einen Verbindungsteil (Scharnierteil) 930 erhalten und beinhaltet eine Anzeige 940, eine Unteranzeige 950, ein Bildlicht 960 und eine Kamera 970. Die Anzeige 940 oder die Unteranzeige 950 beinhaltet die Anzeigeeinrichtung gemäß einer der oben erwähnten Ausführungsformen.
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(Anwendungsbeispiel 6)
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16 zeigt ein Aussehen einer am Kopf getragenen Anzeige 1000 als eine elektronische Einrichtung. Diese am Kopf getragene Anzeige wird durch Montieren einer Ein-Auge-Anzeige 1010 vom Augengläsermontagetyp an Augengläsern 1000, wie etwa einer Brille, Schutzbrille und Sonnenbrille, erhalten. Die Ein-Auge-Anzeige 1010 vom Augengläsermontagetyp beinhaltet die Anzeigeeinrichtung gemäß einer der oben erwähnten Ausführungsformen.
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Ferner ist die Anzeigeeinrichtung gemäß einer der oben genannten Ausführungsformen auch auf zum Beispiel eine am Kopf getragene VR(virtuelle Realität)-, AR(erweiterte Realität)-, MR(gemischte Realität)-Anzeige als eine andere Form der am Kopf getragenen Anzeige anwendbar.
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Ausführungsformen der vorliegende Offenbarung sind nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt und verschiedene Modifikationen können vorgenommen werden, ohne vom Wesen der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
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Obwohl zum Beispiel ein Beispiel, bei dem der Transistor auf dem Siliciumhalbleitersubstrat gebildet wird, in den oben genannten Ausführungsformen beschrieben wurde, kann der Transistor auf einem aus Glas oder dergleichen gebildeten Substrat gebildet werden, auf dem ein Halbleiterfilm als ein Siliciumbereich gebildet ist.
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Obwohl der PMOS, in dem der Leitfähigkeitstyp jedes der Kanäle verschiedener Transistoren p-Typ ist, als ein Beispiel bei den oben genannten Ausführungsformen beschrieben wurde, ein NMOS, in dem der Leitfähigkeitstyp n-Typ ist.
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Ferner ist die Anzeigeeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung auf elektronische Einrichtungen anwendbar, wie etwa eine Monitoreinrichtung, die einen Fernsehempfänger oder eine Digitalkamera konfiguriert, eine Monitoreinrichtung, die eine Videokamera konfiguriert, eine Monitoreinrichtung, die einen PC konfiguriert, ein portables Informationsendgerät, ein Mobiltelefon, ein Smartphone, einen portablen Musikabspieler, eine Spielemaschine, ein elektronisches Buch, verschiedene Anzeigeeinheiten in einem elektronischen Wörterbuch, einen elektronischen Sucher und eine am Kopf getragene Anzeige.
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Obwohl bei den oben genannten Ausführungsformen ein Beispiel, bei dem die Lichtemissionseinheit durch Verwenden einer OLED konfiguriert ist, beschrieben wurde, können ferner zusätzlich dazu eine eigenleuchtende Lichtemissionseinheit wie etwa eine anorganische elektrolumineszierende Lichtemissionseinheit, eine LED(Leuchtdiode)-Lichtemissionseinheit und eine Halbleiterlaserlichtemissionseinheit als die Lichtemissionseinheit verwendet werden.
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Es ist zu beachten, dass die vorliegende Offenbarung auch die folgenden Konfigurationen annehmen kann.
- (1) Eine Anzeigeeinrichtung, die Folgendes beinhaltet:
- ein erstes Halbleitersubstrat, das eine Lichtemissionseinheit und einen ersten Ansteuerungsschaltkreis beinhaltet, wobei der erste Ansteuerungsschaltkreis die Lichtemissionseinheit ansteuert; und
- ein zweites Halbleitersubstrat, das einen zweiten Ansteuerungsschaltkreis beinhaltet, der elektrisch mit dem ersten Ansteuerungsschaltkreis zu verbinden ist, wobei das zweite Halbleitersubstrat an das erste Halbleitersubstrat gebondet ist.
- (2) Die Anzeigeeinrichtung nach (1) oben, wobei die Lichtemissionseinheit mehrere Lichtemissionsvorrichtungen beinhaltet, die in einer Matrix angeordnet sind, und
der erste Ansteuerungsschaltkreis wenigstens ein Teil von Pixelschaltkreisen ist, die die mehreren Lichtemissionsvorrichtungen einzeln ansteuern.
- (3) Die Anzeigeeinrichtung nach (2) oben, wobei der erste Ansteuerungsschaltkreis ein Teil der Pixelschaltkreise ist, und
der zweite Ansteuerungsschaltkreis ein anderer Teil der Pixelschaltkreise ist.
- (4) Die Anzeigeeinrichtung nach (3) oben, wobei der erste Ansteuerungsschaltkreis einen Transistor beinhaltet, der eine Signalspannung oder eine Leistungsversorgungsspannung schaltet, und
der zweite Ansteuerungsschaltkreis einen Transistor beinhaltet, der einen Strom steuert, der zu der Lichtemissionseinheit fließt.
- (5) Die Anzeigeeinrichtung nach (4) oben, wobei der zweite Ansteuerungsschaltkreis ferner einen Transistor beinhaltet, der eine an die mehreren Lichtemissionsvorrichtungen angelegte Spannung zurücksetzt.
- (6) Die Anzeigeeinrichtung nach (3) oben, wobei der erste Ansteuerungsschaltkreis einen Transistor beinhaltet, der einen Strom steuert, der zu der Lichtemissionseinheit fließt, und
der zweite Ansteuerungsschaltkreis einen Transistor beinhaltet, der eine Signalspannung oder eine Leistungsversorgungsspannung schaltet.
- (7) Die Anzeigeeinrichtung nach (6) oben, wobei der erste Ansteuerungsschaltkreis ferner einen Transistor beinhaltet, der eine an die mehreren Lichtemissionsvorrichtungen angelegte Spannung zurücksetzt.
- (8) Die Anzeigeeinrichtung nach einem von (3) bis (7) oben, wobei
der erste Ansteuerungsschaltkreis eine erste kapazitive Vorrichtung beinhaltet, und
der zweite Ansteuerungsschaltkreis eine zweite kapazitive Vorrichtung beinhaltet, die elektrisch mit der ersten kapazitiven Vorrichtung verbunden ist.
- (9) Die Anzeigeeinrichtung nach einem von (3) bis (7) oben, wobei
der zweite Ansteuerungsschaltkreis eine erste kapazitive Vorrichtung und eine zweite kapazitive Vorrichtung beinhaltet, die elektrisch mit der ersten kapazitiven Vorrichtung verbunden ist.
- (10) Die Anzeigeeinrichtung nach (2) oben, wobei der erste Ansteuerungsschaltkreis ein Pixelschaltkreis ist, der die mehreren Lichtemissionsvorrichtungen einzeln ansteuert, und
der zweite Ansteuerungsschaltkreis ein Peripherieschaltkreis ist, der eine Signalspannung oder eine Leistungsversorgungsspannung an den Pixelschaltkreis liefert.
- (11) Die Anzeigeeinrichtung nach einem von (1) bis (10) oben, wobei
das erste Halbleitersubstrat und das zweite Halbleitersubstrat jeweils einen Substratkörper und eine Verdrahtungsschicht beinhalten, und
die Verdrahtungsschicht des ersten Halbleitersubstrats an die Verdrahtungsschicht des zweiten Halbleitersubstrats gebondet ist.
- (12) Die Anzeigeeinrichtung nach einem von (1) bis (10) oben, wobei
das erste Halbleitersubstrat und das zweite Halbleitersubstrat jeweils einen Substratkörper und eine Verdrahtungsschicht beinhalten, und
der Verdrahtungskörper des ersten Halbleitersubstrats an die Verdrahtungsschicht des zweiten Halbleitersubstrats gebondet ist.
- (13) Ein Verfahren zum Produzieren einer Anzeigeeinrichtung, das Folgendes beinhaltet:
- Vorbereiten eines ersten Halbleitersubstrats, das eine Lichtemissionseinheit und einen ersten Ansteuerungsschaltkreis beinhaltet, wobei der erste Ansteuerungsschaltkreis die Lichtemissionseinheit ansteuert;
- Vorbereiten eines zweiten Halbleitersubstrats, das einen zweiten Ansteuerungsschaltkreis beinhaltet; und elektrisches Verbinden des ersten Ansteuerungsschaltkreises und des zweiten Halbleitersubstrats durch Bonden des ersten Halbleitersubstrats und des zweiten Halbleitersubstrats aneinander.
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Es versteht sich für einen Fachmann, dass verschiedene Modifikationen, Kombinationen, Teilkombinationen und Änderungen in Abhängigkeit von Gestaltungsanforderungen und anderen Faktoren auftreten können, insofern diese im Schutzumfang der angehängten Ansprüche oder deren Äquivalente liegen.
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Bezugszeichenliste
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- 20, 411
- Pixelbereich
- 21
- Lichtemissionseinheit
- 22, 42
- Pixelschaltkreis
- 30
- Peripherieschaltkreisbereich
- 100, 200, 300, 400
- Anzeigeeinrichtung
- 101, 401
- erstes Halbleitersubstrat
- 102, 402
- zweites Halbleitersubstrat
- 210
- Lichtemissionsvorrichtung
- 221, 421, 521
- erster Pixelschaltkreis
- 222, 422, 522
- zweiter Pixelschaltkreis
- 500
- Fernseheinrichtung (elektronische Einrichtung)
- 501
- Videoanzeigebildschirmeinheit (Anzeigeeinrichtung)
- 600
- Digitalkamera (elektronische Einrichtung)
- 620
- Anzeigeeinheit (Anzeigeeinrichtung)
- 700
- Laptop-PC (elektronische Einrichtung)
- 730
- Anzeigeeinheit (Anzeigeeinrichtung)
- 800
- Videokamera (elektronische Einrichtung)
- 840
- Anzeigeeinheit (Anzeigeeinrichtung)
- 900
- Mobiltelefon (elektronische Einrichtung)
- 940
- Anzeige (Anzeigeeinrichtung)
- 950
- Unteranzeige (Anzeigeeinrichtung)
- 1000
- am Kopf getragene Anzeige (elektronische Einrichtung)
- 1010
- Ein-Auge-Anzeige (Anzeigeeinrichtung)
- C1,C2
- Kapazitätseinheit
- TrDrv
- Ansteuerungstransistor
- TrSig
- Bildsignalschreibtransistor
- TrEL_C1
- erster Lichtemissionssteuertransistor
- TrEL_C2
- zweiter Lichtemissionssteuertransistor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2018185380 [0001]
- JP 6031954 [0003]