JP2018116924A - 表示装置及びその作製方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施の形態では、表示装置の形態について、図1及び図2を用いて説明する。
本実施の形態では、表示装置の別の形態について、図3を用いて説明する。図3(A)は、本実施の形態に示す表示装置の断面模式図である。図3に示す表示装置は、保護膜28と接着剤44の間に着色膜30、32を有することを特徴とする。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の例について説明する。
図4は、表示装置710の斜視図である。
以下では、2つのトランジスタを積層した構造の他の構成例について説明する。以下で例示する各構成例は、上記表示装置の断面構成例で例示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
図7(A)に、トランジスタ741cとトランジスタ741dとを積層した場合の例である。
図7(B)は、トランジスタ741eとトランジスタ741bとを積層した場合の例である。
図7(C)は、トランジスタ741fとトランジスタ741bとを積層した場合の例である。
図8(A)は、トランジスタ741aとトランジスタ741gとを積層した場合の例である。
図8(B)は、トランジスタ741eとトランジスタ741gとを積層した場合の例である。トランジスタ741eとトランジスタ741gの説明は上記を援用できる。
図8(C)は、トランジスタ741fとトランジスタ741gとを積層した場合の例である。トランジスタ741fとトランジスタ741gの説明は上記を援用できる。
図8(D)は、トランジスタ741fとトランジスタ741hとを積層しない場合の例である。トランジスタ741fの説明は上記を援用できる。
以下では、上記に示す各構成要素について説明する。
表示装置が有する基板には、平坦面を有する材料を用いることができる。表示素子からの光を取り出す側の基板には、該光を透過する材料を用いる。例えば、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、有機樹脂などの材料を用いることができる。
トランジスタは、ゲート電極として機能する導電膜と、半導体膜と、ソース電極として機能する導電膜と、ドレイン電極として機能する導電膜と、ゲート絶縁膜として機能する絶縁膜と、を有する。上記では、ボトムゲート構造のトランジスタを適用した場合を示している。
トランジスタのゲート、ソースおよびドレインのほか、表示装置を構成する各種配線および電極などの導電膜に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、またはタングステンなどの金属、またはこれを主成分とする合金などが挙げられる。また、これらの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、チタン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、タングステン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、タングステン膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜または窒化チタン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜または窒化モリブデン膜と、その上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛等の酸化物を用いてもよい。また、マンガンを含む銅を用いると、エッチングによる形状の制御性が高まるため好ましい。
各絶縁膜に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、アクリル、エポキシなどの樹脂、シロキサン結合を有する樹脂(例えば、シリコーン樹脂)の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることもできる。
発光素子としては、自発光が可能な素子を用いることができ、電流又は電圧によって輝度が制御される素子をその範疇に含んでいる。例えば、LED(Light Emitting Diode)、有機EL素子、無機EL素子等を用いることができる。
接着剤としては、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、PVC(ポリビニルクロライド)樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)樹脂、EVA(エチレンビニルアセテート)樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いてもよい。
接続部材としては、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)や、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)などを用いることができる。
着色膜に用いることのできる材料としては、金属材料、樹脂材料、顔料または染料が含まれた樹脂材料などが挙げられる。
遮光膜として用いることのできる材料としては、カーボンブラック、チタンブラック、金属、金属酸化物、複数の金属酸化物の固溶体を含む複合酸化物等が挙げられる。遮光膜は、樹脂材料を含む膜であってもよいし、金属などの無機材料の薄膜であってもよい。また、遮光膜に、着色膜の材料を含む膜の積層膜を用いることもできる。例えば、ある色の光を透過する着色膜に用いる材料を含む膜と、他の色の光を透過する着色膜に用いる材料を含む膜との積層構造を用いることができる。着色膜と遮光膜の材料を共通化することで、装置を共通化できるほか工程を簡略化できるため好ましい。
ここでは、可撓性を有する基板を用いた表示装置の作製方法の例について説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の一例であるハイブリッドディスプレイについて説明する。
続いて、図10(A)、(B)、(C)を用いて画素ユニット75について説明する。図10(A)、(B)、(C)は、画素ユニット75の構成例を示す模式図である。
図10(A)は、外光を反射する表示素子77R、表示素子77G、表示素子77Bを駆動して画像を表示する動作モードの例を示している。図10(A)に示すように、画素ユニット75は、例えば外光の照度が十分に高い場合などでは、画素76を駆動させずに、画素77からの光(光R1、光G1、および光B1)のみを混色させることにより、所定の色の光79を表示面側に射出することもできる。これにより、極めて低消費電力な駆動を行うことができる。
図10(B)は、表示素子76R、表示素子76G、表示素子76Bを駆動して画像を表示する動作モードの例を示している。図10(B)に示すように、画素ユニット75は、例えば外光の照度が極めて小さい場合などでは、画素77を駆動させずに、画素76からの光(光R2、光G2、および光B2)のみを混色させることにより、所定の色の光79を表示面側に射出することもできる。これにより鮮やかな表示を行うことができる。また、外光の照度が小さい場合に輝度を低くすることで、使用者が感じる眩しさを抑えると共に消費電力を低減できる。
図10(C)は、外光を反射する表示素子77R、表示素子77G、表示素子77Bと、光を発する表示素子76R、表示素子76G、表示素子76Bの両方を駆動して画像を表示する動作モードの例を示している。図10(C)に示すように、画素ユニット75は、光R1、光G1、光B1、光R2、光G2、及び光B2の6つの光を混色させることにより、所定の色の光79を表示面側に射出することができる。
図11(A)は、表示装置400の構成の一例を示すブロック図である。表示装置400は、表示部761bにマトリクス状に配列した複数の画素410を有する。また、表示装置400は、回路GDと、回路SDを有する。また、方向Rに配列した複数の画素410、回路GDと電気的に接続する複数の配線GD1、複数の配線GD2、複数の配線ANO、及び複数の配線CSCOMを有する。また、方向Cに配列した複数の画素410、回路SDと電気的に接続する複数の配線S1、及び複数の配線S2を有する。
図12は、画素410の構成例を示す回路図である。図12では、隣接する2つの画素410を示している。図9と異なる点は、画素回路が有する容量素子へ画像データを書き込む配線S1及び配線S2を有している例を示している。
図14は、本発明の一態様の表示装置300の斜視概略図である。表示装置300の外観は、図4に示す表示装置710と同じ構成である。
図15に、図14で例示した表示装置の、FPC763aを含む領域の一部、回路部762aを含む領域の一部及び表示部761bを含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。
図16に示す表示装置は、図15に示す構成において各トランジスタにトップゲート型のトランジスタを適用した場合の例である。このように、トップゲート型のトランジスタを適用することにより、寄生容量が低減できるため、表示のフレーム周波数を高めることができる。
本実施の形態では、本発明の一態様を用いて作製することができる表示モジュールについて説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を適用可能な電子機器について説明する。
ガラス基板上にスパッタリング法を用いて厚さ500nmの酸化アルミニウム膜を形成した。成膜条件を表1に示す。なお、スパッタリングターゲットとしてアルミニウムを用い、スパッタリングガスとして酸素を含む混合ガスを用いる反応性スパッタリング法により、酸化アルミニウム膜を形成した。
ガラス基板上にALD法を用いて厚さ100nmまたは50nmの酸化アルミニウム膜を形成した。試料A1の酸化アルミニウム膜の厚さは100nmである。試料A2及び試料A3の酸化アルミニウム膜の厚さは50nmである。試料A1及び試料A2は、試料A3と1サイクル時間が異なる。また、試料A1、試料A3、及び試料A3はそれぞれ、成膜時間が異なる。成膜条件を表2に示す。なお、1サイクルとは、前駆体及び酸化剤それぞれのガスの入れ替えにかかる時間である。1サイクルあたりの時間が長い方が、成膜室における未反応の前駆体の残留を低減できる。
はじめに、試料の作製工程について、図23を用いて説明する。
次に、発光素子上に、試料S11、試料M11、及び試料M12に含まれる保護膜908をそれぞれ形成することで、試料S21、試料M21及び試料M22を作製した。試料S21、試料M21、及び試料M22の保護膜の構成を表6に示す。なお、試料の平面形状は一辺が2mmの正方形とした。
次に、試料M21及び試料M22において、高温高湿保存試験後、発光特性を評価した。図25及び図26はそれぞれ、試料M21及び試料M22の発光特性を示す。図25及び図26において、(A)は保存試験前後の発光素子の電圧電流特性を示し、(B)は保存試験前後の発光素子の輝度電流効率特性を示す。
12 電極
14 絶縁膜
16 EL層
18 電極
18a 領域
18b 領域
20 発光素子
22 発光素子
24 絶縁膜
24_1 絶縁膜
24a 低密度領域
24b 領域
26 絶縁膜
26_1 絶縁膜
28 保護膜
28_1 保護膜
30 着色膜
32 着色膜
40 基板
42 基板
44 接着剤
70 表示領域
75 画素ユニット
76 画素
76B 表示素子
76G 表示素子
76R 表示素子
77 画素
77B 表示素子
77G 表示素子
77R 表示素子
79 光
111 導電膜
111b 導電膜
111c 導電膜
112a 半導体膜
112b 半導体膜
113a 導電膜
113b 導電膜
113c 導電膜
113d 導電膜
121 導電膜
122 EL層
122B EL層
122G EL層
122R EL層
123 導電膜
125 保護膜
129 光拡散板
130 容量素子
132 絶縁膜
133 絶縁膜
134 絶縁膜
135 絶縁膜
136 絶縁膜
137 絶縁膜
138 絶縁膜
139 絶縁膜
140 偏光板
141 キャリア注入層
141B キャリア注入層
141G キャリア注入層
141R キャリア注入層
142 キャリア輸送層
142B キャリア輸送層
142G キャリア輸送層
142R キャリア輸送層
143B 発光層
143G 発光層
143R 発光層
144 キャリア輸送層
144B キャリア輸送層
144G キャリア輸送層
144R キャリア輸送層
145 キャリア注入層
145B キャリア注入層
145G キャリア注入層
145R キャリア注入層
151a 接着層
152B 着色膜
152G 着色膜
152R 着色膜
165 絶縁膜
167 絶縁膜
173a 配向膜
173b 配向膜
174 着色膜
175 着色膜
176 遮光膜
182 接着剤
183 接着剤
191 導電膜
192 EL層
193a 導電膜
193b 導電膜
201 トランジスタ
204 接続部
205 トランジスタ
206 トランジスタ
207 接続部
209 領域
211 絶縁膜
212 絶縁膜
213 絶縁膜
214 絶縁膜
215 絶縁膜
216 絶縁膜
217 絶縁膜
220 絶縁膜
221 導電膜
222 導電膜
223 導電膜
224 導電膜
228 保護膜
230 領域
231 半導体膜
242 接続体
243 接続体
251 開口
252 接続部
300 表示装置
311 電極
311b 導電膜
312 液晶
313 導電膜
340 液晶素子
360 発光素子
360b 発光素子
360g 発光素子
360r 発光素子
360w 発光素子
366 入力装置
370 導電膜
400 表示装置
410 画素
451 開口
710 表示装置
720a 表示素子
720b 表示素子
721B 表示素子
721G 表示素子
721R 表示素子
722B 表示素子
722G 表示素子
722R 表示素子
731 絶縁膜
741a トランジスタ
741b トランジスタ
741c トランジスタ
741d トランジスタ
741e トランジスタ
741f トランジスタ
741g トランジスタ
741h トランジスタ
742a トランジスタ
742b トランジスタ
751a 基板
751b 基板
752a 基板
752b 基板
761a 表示部
761b 表示部
762a 回路部
763a FPC
764a IC
765a 配線
800 携帯情報端末
801 筐体
802 筐体
803 表示部
804 表示部
805 ヒンジ部
810 携帯情報端末
811 筐体
812 表示部
813 操作ボタン
814 外部接続ポート
815 スピーカ
816 マイク
817 カメラ
820 カメラ
821 筐体
822 表示部
823 操作ボタン
824 シャッターボタン
826 レンズ
840 カメラ
841 筐体
842 表示部
843 操作ボタン
844 シャッターボタン
846 レンズ
850 ファインダー
851 筐体
852 表示部
853 ボタン
860 ヘッドマウントディスプレイ
861 装着部
862 レンズ
863 本体
864 表示部
865 ケーブル
866 バッテリ
870 ヘッドマウントディスプレイ
871 筐体
872 表示部
873 操作ボタン
874 固定具
875 レンズ
876 ダイヤル
901 ガラス基板
903 EL層
905 絶縁膜
907 絶縁膜
908 保護膜
909 接着剤
911 フィルム
913 接着剤
915 フィルム
8000 表示モジュール
8001 上部カバー
8002 下部カバー
8003 FPC
8004 タッチパネル
8005 FPC
8006 表示パネル
8009 フレーム
8010 プリント基板
8011 バッテリ
Claims (10)
- 第1の電極と、第2の電極と、前記第1の電極および前記第2の電極の間の発光層と、
前記第2の電極上の保護膜と、を有し、
前記保護膜は、第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜上の第2の絶縁膜とを有し、
前記第1の絶縁膜は、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、および酸化ジルコニウムの一以上を有し、
前記第2の絶縁膜は、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、および酸化ジルコニウムの一以上を有し、
前記第1の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜の組成が異なり、
前記保護膜は、水蒸気透過率が1×10−2g/(m2・day)未満であることを特徴とする表示装置。 - 請求項1において、
前記第2の絶縁膜は、前記第1の絶縁膜より、炭素の含有量が大きいことを特徴とする表示装置。 - 第1の電極と、
前記第1の電極の端部と重なる第3の絶縁膜と、
前記第1の電極および前記第3の絶縁膜上の発光層と、
前記発光層上の第2の電極と、
前記第2の電極上の保護膜と、を有し、
前記保護膜は、第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜上の第2の絶縁膜とを有し、
前記第1の絶縁膜は、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、および酸化ジルコニウムの一以上を有し、
前記第2の絶縁膜は、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、および酸化ジルコニウムの一以上を有し、
前記第1の絶縁膜は、前記発光層を介して前記第1の電極と重なる第1の領域と、前記発光層を介して前記第3の絶縁膜と重なる第2の領域とを有し、
前記第2の領域は、前記第1の領域より膜密度が低い領域を有することを特徴とする表示装置。 - 請求項3において、前記第2の絶縁膜の一部は、前記第1の絶縁膜の一部を充填していることを特徴とする表示装置。
- 請求項3または請求項4において、
前記第1の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜の組成が異なり、
前記保護膜は、水蒸気透過率が1×10−2g/(m2・day)未満であることを特徴とする表示装置。 - 請求項3乃至請求項5のいずれか一項において、
前記第2の絶縁膜は、前記第1の絶縁膜より、炭素の含有量が大きいことを特徴とする表示装置。 - 請求項1乃至請求項6のいずれ一項において、前記第2の絶縁膜に接する着色膜を有することを特徴とする表示装置。
- 請求項1乃至請求項6のいずれ一項において、
第1の表示素子及び第2の表示素子を有し、
前記第1の表示素子は、前記第1の電極と、前記第2の電極と、前記第1の電極および前記第2の電極の間の前記発光層とを有する発光素子であり、
前記第2の表示素子は、液晶素子であることを特徴とする表示装置。 - 第1の電極と、第2の電極と、前記第1の電極および前記第2の電極の間の発光層とを有する発光素子を形成し、
スパッタリング法を用いて、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、および酸化ジルコニウムの一以上を有する第1の絶縁膜を前記発光素子上に形成し、
ALD法を用いて、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、および酸化ジルコニウムの一以上を有する第2の絶縁膜を前記第1の絶縁膜上に形成することを特徴とする表示装置の作製方法。 - 請求項9において、前記第2の絶縁膜上に着色膜を形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
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