JP2021043378A - 表示装置及び表示装置の製造方法 - Google Patents

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Masanobu Ikeda
雅延 池田
金谷 康弘
Yasuhiro Kanetani
康弘 金谷
耀博 小川
Akihiro Ogawa
耀博 小川
青木 義典
Yoshinori Aoki
義典 青木
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Abstract

【課題】不良が起きた場合にも、適切に使用可能とする。【解決手段】表示装置は、マトリクス状に並ぶ複数の無機発光体100と、複数の無機発光体100に接続される対向電極とを備えるものであって、複数の無機発光体100は、所定の波長帯の光を発光可能な単色無機発光体100Aと、電流が供給された場合に第1波長帯の光を発光可能な第1補助無機発光素子102RB、電流が供給された場合に第2波長帯の光を発光可能な第2補助無機発光素子102GB、及び第1補助無機発光素子102RBと第2補助無機発光素子102GBとに接続される電極を備える補助無機発光体100Bと、を含む。対向電極は、単色無機発光体100A及び第1補助無機発光素子102RBに接続され、第2補助無機発光素子102GBには接続されない。【選択図】図2

Description

本発明は、表示装置及び表示装置の製造方法に関する。
近年、表示素子として微小サイズの発光ダイオード(マイクロLED(micro LED))を用いた表示装置が注目されている(例えば、特許文献1参照)。複数の発光ダイオードは、アレイ基板(特許文献1ではドライババックプレーン)に接続され、アレイ基板は、発光ダイオードを駆動するための画素回路(特許文献1では電子制御回路)を備える。
特表2017−529557号公報
しかし、発光ダイオードを用いた表示装置は、発光ダイオードのサイズが小さいなどの理由により、発光ダイオードの基板への搭載など、製造が難しく、発光ダイオードの不良を招き易い。不良が起きた表示装置を破棄するなどして使用しない場合、歩留りが低下する。そのため、発光ダイオードを用いた表示装置において、製造時に不良が起きた場合にも、適切に使用可能とすることが求められている。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、製造時に不良が起きた場合にも、適切に使用可能な表示装置及び表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様による表示装置は、マトリクス状に並ぶ複数の無機発光体と、複数の前記無機発光体に接続される対向電極とを備える表示装置であって、複数の前記無機発光体は、所定の波長帯の光を発光可能な単色無機発光体と、電流が供給された場合に第1波長帯の光を発光可能な第1補助無機発光素子、電流が供給された場合に第2波長帯の光を発光可能な第2補助無機発光素子、及び第1補助無機発光素子と第2補助無機発光素子とに接続される電極を備える補助無機発光体と、を含み、前記対向電極は、前記単色無機発光体及び前記第1補助無機発光素子に接続され、前記第2補助無機発光素子には接続されない。
本発明の一態様による表示装置の製造方法は、所定の波長帯の光を発光可能な単色無機発光体を形成する単色無機発光体形成ステップと、電流が供給された場合に第1波長帯の光を発光可能な第1補助無機発光素子、電流が供給された場合に第2波長帯の光を発光可能な第2補助無機発光素子、及び前記第1補助無機発光素子と前記第2補助無機発光素子とに接続される電極を備える補助無機発光体を形成する補助無機発光体形成ステップと、前記単色無機発光体及び前記第1補助無機発光素子に接続されて、前記第2補助無機発光素子に接続されない対向電極を形成する対向電極形成ステップと、を含む。
図1は、第1実施形態に係る表示装置の構成例を示す平面図である。 図2は、第1実施形態における複数の画素を示す平面図である。 図3は、表示装置の画素回路の構成例を示す回路図である。 図4は、表示装置の画素回路の構成例を示す回路図である。 図5は、図1のV−V’断面図である。 図6は、本実施形態に係る単色無機発光体の構成例を示す断面図である。 図7は、本実施形態に係る補助無機発光体の構成例を示す断面図である。 図8は、本実施形態に係る補助無機発光体の構成例を示す上面図である。 図9は、第1実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する模式図である。 図10は、信号処理回路の構成を模式的に示すブロック図である。 図11は、第1実施形態において出力階調値の設定方法を説明するためのフローチャートである。 図12は、第2実施形態における複数の画素を示す平面図である。 図13は、第2実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する模式図である。 図14は、第2実施形態において出力階調値の設定方法を説明するためのフローチャートである。
以下に、本発明の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
(第1実施形態)
(表示装置の構成)
図1は、第1実施形態に係る表示装置の構成例を示す平面図である。図1に示すように、第1実施形態に係る表示装置1は、アレイ基板2と、画素Pixと、駆動回路12と、駆動IC(Integrated Circuit)210と、カソード配線60と、を含む。アレイ基板2は、各画素Pixを駆動するための駆動回路基板であり、バックプレーン又はアクティブマトリクス基板とも呼ばれる。アレイ基板2は、基板10、複数のトランジスタ、複数の容量及び各種配線等を有する。
図1に示すように、表示装置1は、表示領域AAと、周辺領域GAとを有する。表示領域AAは、複数の画素Pixが配置される領域であり、画像を表示する領域である。周辺領域GAは、複数の画素Pixと重ならない領域であり、表示領域AAの外側に配置される。
複数の画素Pixは、基板10の表示領域AAにおいて、第1方向Dx及び第2方向Dyに配列される。なお、第1方向Dx及び第2方向Dyは、アレイ基板2の基板10の第1面10a(図5参照)に対して平行な方向である。第1方向Dxは、第2方向Dyと直交する。ただし、第1方向Dxは、第2方向Dyと直交しないで交差してもよい。第3方向Dzは、第1方向Dx及び第2方向Dyと直交する方向である。第3方向Dzは、例えば、基板10の法線方向に対応する。以下、平面視とは、第3方向Dzから見た場合の位置関係を示す。
駆動回路12は、基板10の周辺領域GAに設けられる。駆動回路12は、駆動IC210からの各種制御信号に基づいて複数のゲート線(例えば、発光制御走査線BG、リセット制御走査線RG、初期化制御走査線IG及び書込制御走査線SG(図3参照))を駆動する回路である。駆動回路12は、複数のゲート線を順次又は同時に選択し、選択されたゲート線にゲート駆動信号を供給する。これにより、駆動回路12は、ゲート線に接続された複数の画素Pixを選択する。
駆動IC210は、表示装置1の表示を制御する回路である。駆動IC210は、基板10の周辺領域GAにCOG(Chip On Glass)として実装されてもよい。これに限定されず、駆動IC210は、基板10の周辺領域GAに接続された配線基板の上にCOF(Chip On Film)として実装されてもよい。なお、基板10に接続される配線基板は、例えば、フレキシブルプリント基板やリジット基板である。
カソード配線60は、基板10の周辺領域GAに設けられる。カソード配線60は、表示領域AAの複数の画素Pix及び周辺領域GAの駆動回路12を囲んで設けられる。複数の無機発光体100(図4参照)のカソード(カソード電極114(図4参照))は、共通のカソード配線60に接続され、固定電位(例えば、グランド電位)が供給される。より具体的には、無機発光体100のカソード電極114は、アレイ基板2上の対向カソード電極90eを介して、カソード配線60に接続される。なお、カソード配線14は、一部にスリットを有し、基板10上において、2つの異なる配線で形成されてもよい。
図2は、第1実施形態における複数の画素を示す平面図である。図2に示すように、1つの画素Pixは、複数の画素49を含む。画素49は、それぞれ、無機発光素子102を備えた無機発光体100を有する。無機発光体100は、平面視で、数μm以上、300μm以下程度の大きさを有する無機発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)チップであり、一般的には、一つのチップサイズが100μm以上をミニLED(miniLED)、100μm未満〜数μmのサイズをマイクロLED(micro LED)と呼ばれる。本発明ではいずれのサイズのLEDも用いることができ、表示装置の画面サイズ(一画素の大きさ)に応じて使い分ければよい。各画素にマイクロLED(micro LED)を備える表示装置は、マイクロLED表示装置とも呼ばれる。なお、マイクロLEDのマイクロは、無機発光体100の大きさを限定するものではない。無機発光体100及び無機発光素子102の構造については後述する。
本実施形態に係る表示装置1は、画素Pixとして、画素PixAと画素PixBとを有している。画素PixAは、第1画素49Rと、第2画素49Gと、第3画素49Bとを有する。第1画素49Rは、第1波長帯の光を発光する画素である。本実施形態では、第1波長帯の光は、第1色としての原色の赤色の光であるため、第1画素49Rは、第1色としての原色の赤色を表示する。第2画素49Gは、第1波長帯とは異なる第2波長帯の光を発光する画素である。本実施形態では、第2波長帯の光は、第2色としての原色の緑色の光であるため、第2画素49Gは、第2色としての原色の緑色を表示する。第3画素49Bは、第1波長帯及び第2波長帯とは異なる第3波長帯の光を発光する画素である。本実施形態では、第3波長帯の光は、第3色としての原色の青色の光であるため、第3画素49Bは、第3色としての原色の青色を表示する。なお、第1色、第2色、第3色は、それぞれ赤色、緑色、青色に限られず、補色などの任意の色を選択することができる。すなわち、第1波長帯、第2波長帯、第3波長帯は、それぞれ赤色、緑色、青色に対応することに限られない。また、図2に示すように、1つの画素PixAにおいて、第1画素49Rと第3画素49Bは第1方向Dxで並ぶ。また、第2画素49Gと第3画素49Bは第2方向Dyで並ぶ。以下において、第1画素49Rと、第2画素49Gと、第3画素49Bと、後述の補助画素49BBとをそれぞれ区別する必要がない場合、画素49という。なお、1つの画素PixAに含まれる画素49は3つに限らず、4以上の画素49が対応づけられていてもよい。例えば、第4色として白色が対応付けられた第4画素49Wが含まれてもよい。また、複数の画素49の配置は、図2に示す構成に限定されない。例えば、第1画素49Rは第2画素49Gと第1方向Dxに隣り合っていてもよい。また、第1画素49R、第2画素49G、及び、第3画素49Bが、この順で第1方向Dxに繰り返し配列されてもよい。
第1画素49Rは、無機発光体100として、第1波長帯の光を発光する第1単色無機発光体100RAを有し、第2画素49Gは、無機発光体100として、第2波長帯の光を発光する第2単色無機発光体100GAを有し、第3画素49Bは、無機発光体100として、第3波長帯の光を発光する第3単色無機発光体100BAを有する。第1単色無機発光体100RAは、無機発光素子102として第1単色無機発光素子102RAを含み、第2単色無機発光体100GAは、無機発光素子102として第2単色無機発光素子102GAを含み、第3単色無機発光体100BAは、無機発光素子102として第3単色無機発光素子102BAを含む。第1単色無機発光体100RA(第1単色無機発光素子102RA)、第2単色無機発光体100GA(第2単色無機発光素子102GA)、及び第3単色無機発光体100BA(第3単色無機発光素子102BA)は、単色であって互いに異なる色の光を発光する無機発光体100(無機発光素子102)であるといえる。以下、第1単色無機発光体100RA、第2単色無機発光体100GA、及び第3単色無機発光体100BAを区別しない場合は、単色無機発光体100Aと記載する。同様に、第1単色無機発光素子102RA、第2単色無機発光素子102GA、及び第3単色無機発光素子102BAを区別しない場合は、単色無機発光素子102Aと記載する。単色無機発光体100Aは、所定の波長帯の光を発光する1種類の単色無機発光素子102Aを備えているといえる。
このように、画素PixAは、それぞれ単色の色を表示する第1画素49Rと、第2画素49Gと、第3画素49Bとを有する。第1画素49Rと、第2画素49Gと、第3画素49Bとを区別しない場合は、単色画素49Aと記載する。単色画素49Aは、所定の波長帯の光を発光する1種類の無機発光体100(無機発光素子102)を備えているといえる。画素PixAが3つの単色画素49Aを有している一方、画素PixBは、単色画素49Aと補助画素49BBとを有する。より具体的には、画素PixBは、2つの単色画素49Aと、1つの補助画素49BBとを有する。図2の例では、画素PixBは、2つの単色画素49Aとしての第2画素49G及び第3画素49Bと、1つの補助画素49BBとを備える。
補助画素49BBは、補助無機発光体100Bを備えている。補助無機発光体100Bは、無機発光素子102として、複数種類の補助無機発光素子102Bを備えている。補助無機発光素子102Bは、発光するための電流(後述のアノード電源電位PVDDに応じた電流)が供給された場合に発光する無機発光素子102である。それぞれの補助無機発光素子102Bは、発光するための電流が供給された場合に発する光の波長帯が、互いに異なる。具体的には、補助無機発光体100Bは、補助無機発光素子102Bとして、第1補助無機発光素子102RBと、第2補助無機発光素子102GBと、第3補助無機発光素子102BBと、を備える。第1補助無機発光素子102RBは、発光するための電流が供給された場合に、第1波長帯の光を発光する。第2補助無機発光素子102GBは、発光するための電流が供給された場合に、第2波長帯の光を発光する。第3補助無機発光素子102BBは、発光するための電流が供給された場合に、第3波長帯の光を発光する。
補助無機発光体100B(補助画素49BB)は、第1補助無機発光素子102RB、第2補助無機発光素子102GB、及び第3補助無機発光素子102BBの全てが発光した場合には、第1波長帯、第2波長帯及び第3波長帯の光が重ね合わされた白色の光を発光することとなる。ただし、補助無機発光体100Bは、複数種類の補助無機発光素子102Bのうちの一部のみが、発光するための電流が供給可能な状態、言い換えれば発光可能な状態になっている。そのため、補助無機発光体100Bは、実際には白色の光を発光せずに、発光可能な状態になっている一部の補助無機発光素子102Bの波長帯の光のみを、発光する。具体的には、補助無機発光体100Bは、複数種類の補助無機発光素子102Bのうち、1種類の補助無機発光素子102Bのみが、発光可能な状態になっているため、第1波長帯、第2波長帯、第3波長帯のうち、1つの波長帯の光を発光する。図2の例では、補助無機発光体100B(補助画素49BB)は、第1補助無機発光素子102RB、第2補助無機発光素子102GB、及び第3補助無機発光素子102BBのうち、第1補助無機発光素子102RBのみが、発光可能な状態になっているため、第1補助無機発光素子102RBによる第1波長帯の光(第1色の光)を発光する。
このように、図2の例では、画素PixBは、第2波長帯の光を発光する第2画素49G(第2単色無機発光体100GA)と、第3波長帯の光を発光する第3画素49B(第3単色無機発光体100BA)と、第1波長帯の光を発光する補助画素49BB(補助無機発光体100B)と、を備えている。補助無機発光体100B(補助画素49BB)は、同じ画素PixBに含まれる単色無機発光体100A(単色画素49A)とは異なる波長帯の光を発光する補助無機発光素子102B(ここでは第1補助無機発光素子102RB)が、発光可能な状態になっているといえる。そして、補助無機発光体100B(補助画素49BB)は、同じ画素PixBに含まれる単色無機発光体100A(単色画素49A)と同じ波長帯の光を発光する補助無機発光素子102B(ここでは第2補助無機発光素子102GB及び第3補助無機発光素子102BB)が、発光不可能な状態、すなわち発光するための電流が供給不可能な状態になっているといえる。
以上のように、表示装置1は、画素Pixとして、画素PixAと画素PixBとを含む。画素PixAは、自身に含まれる単色無機発光体100Aに不良が生じておらず、全ての単色無機発光体100Aが換装されずに残されている画素である。一方、画素PixBは、自身に含まれる単色無機発光体100Aに不良が生じることが検出されたために、不良が生じた単色無機発光体100Aが、補助無機発光体100Bに換装された画素である。なお、図2の例では、説明の便宜上、画素PixAが3つであり画素PixBが1つとなっているが、画素PixA及び画素PixBの並び順及び数は、どの画素Pixに不良が生じたかに依存するため、任意である。
図3及び図4は、表示装置の画素回路の構成例を示す回路図である。図3は、無機発光体100として単色無機発光体100Aに接続される回路構成を示しており、図4は、無機発光体100として補助無機発光体100Bに接続される回路構成を示している。
図3に示すように、画素回路PICAは、第1画素49R、第2画素49G及び第3画素49Bのそれぞれに設けられる。画素回路PICAは、基板10に設けられ、駆動信号(電流)を無機発光体100に供給する回路である。なお、図3において、画素回路PICAについての説明は、第1画素49R、第2画素49G及び第3画素49Bのそれぞれが有する画素回路PICAに適用できる。
図3に示すように、画素回路PICAは、無機発光体100と、5つのトランジスタと、2つの容量と、を含む。具体的には、画素回路PICAは、発光制御トランジスタBCT、初期化トランジスタIST、書込トランジスタSST、リセットトランジスタRST及び駆動トランジスタDRTを含む。一部のトランジスタは、隣接する複数の画素49で共有されていてもよい。例えば、発光制御トランジスタBCTは、共通配線を介して、3つの画素49で共有されていてもよい。また、リセットトランジスタRSTは、周辺領域GAに設けられ、例えば画素49の各行に1つ設けられていてもよい。この場合、リセットトランジスタRSTは、共通配線を介して複数の駆動トランジスタDRTのドレインに接続される。ただし、リセットトランジスタRSTは、駆動トランジスタDRTのソースに接続されていてもよい。
画素回路PICAが有する複数のトランジスタは、それぞれn型TFT(Thin Film Transistor)で構成される。ただし、これに限定されず、各トランジスタは、それぞれp型TFTで構成されてもよい。p型TFTを用いる場合は、適宜電源電位や保持容量Cs1及び容量Cs2の接続を適合させてもよい。
発光制御走査線BGは、発光制御トランジスタBCTのゲートに接続される。初期化制御走査線IGは、初期化トランジスタISTのゲートに接続される。書込制御走査線SGは、書込トランジスタSSTのゲートに接続される。リセット制御走査線RGは、リセットトランジスタRSTのゲートに接続される。
発光制御走査線BG、初期化制御走査線IG、書込制御走査線SG及びリセット制御走査線RGは、それぞれ、駆動回路12(図1参照)に接続される。駆動回路12は、発光制御走査線BG、初期化制御走査線IG、書込制御走査線SG及びリセット制御走査線RGに、それぞれ、発光制御信号Vbg、初期化制御信号Vig、書込制御信号Vsg及びリセット制御信号Vrgを供給する。
駆動IC210(図1参照)は、第1画素49R、第2画素49G及び第3画素49Bのそれぞれの画素回路PICAに、時分割で映像信号Vsigを供給する。第1画素49R、第2画素49G及び第3画素49Bの各列と、駆動IC210との間には、マルチプレクサ等のスイッチ回路が設けられる。映像信号Vsigは、映像信号線L2を介して書込トランジスタSSTに供給される。また、駆動IC210は、リセット信号線L3を介して、リセット電源電位VrstをリセットトランジスタRSTに供給する。駆動IC210は、初期化信号線L4を介して、初期化電位Viniを初期化トランジスタISTに供給する。
発光制御トランジスタBCT、初期化トランジスタIST、書込トランジスタSST、及びリセットトランジスタRSTは、2ノード間の導通と非導通とを選択するスイッチング素子として機能する。駆動トランジスタDRTは、ゲートとドレインとの間の電圧に応じて、無機発光体100に流れる電流を制御する電流制御素子として機能する。
無機発光体100のカソード(カソード電極114)は、カソード電源線L10に接続される。また、無機発光体100のアノード(アノード電極112)は、駆動トランジスタDRT及び発光制御トランジスタBCTを介してアノード電源線L1(第1電源線)に接続される。アノード電源線L1には、アノード電源電位PVDD(第1電位)が供給される。カソード電源線L10には、カソード電源電位PVSS(第2電位)が供給される。アノード電源電位PVDDは、カソード電源電位PVSSよりも高い電位である。カソード電源線L10は、カソード配線60を含む。
また、画素回路PICAは、容量Cs1及び容量Cs2を含む。容量Cs1は、駆動トランジスタDRTのゲートとソースとの間に形成される保持容量である。容量Cs2は、駆動トランジスタDRTのソース及び無機発光体100のアノードと、カソード電源線L10との間に形成される付加容量である。
なお、画素回路PICAは、発光制御トランジスタBCTと駆動トランジスタDRTとの間に、トランジスタCCTを設けてもよい。この場合、トランジスタCCTのソースが発光制御トランジスタBCTのドレインに接続され、トランジスタCCTのドレインが駆動トランジスタDRTのソースに接続される。そして、トランジスタCCTのゲートには、トランジスタCCTのゲートに電位を供給する配線CGが接続される。配線CGを介してトランジスタCCTのゲートに電位が供給されることで、発光制御トランジスタBCTのドレインと駆動トランジスタDRTのソースとを導通状態にし、配線CGを介してトランジスタCCTのゲートに電位が供給されない場合に、発光制御トランジスタBCTのドレインと駆動トランジスタDRTのソースとを非導通状態にする。
表示装置1は、1行目の画素49から最終行の画素49まで駆動を行い1フレーム分の画像を1フレーム期間に表示する。
リセット期間では、駆動回路12から供給される各制御信号により、発光制御走査線BGの電位がL(ロウ)レベルとなり、リセット制御走査線RGの電位がH(ハイ)レベルとなる。これにより、発光制御トランジスタBCTがオフ(非導通状態)となり、リセットトランジスタRSTがオン(導通状態)となる。
これにより、画素49内に残留していた電荷が、リセットトランジスタRSTを通じて外部に流れ、駆動トランジスタDRTのソースがリセット電源電位Vrstに固定される。リセット電源電位Vrstは、カソード電源電位PVSSに対して所定の電位差を有して設定される。この場合、リセット電源電位Vrstとカソード電源電位PVSSとの電位差は、無機発光体100が発光を開始する電位差よりも小さい。
次に、駆動回路12から供給される各制御信号により、初期化制御走査線IGの電位がHレベルとなる。初期化トランジスタISTは、オンとなる。初期化トランジスタISTを介して駆動トランジスタDRTのゲートが初期化電位Viniに固定される。
次に、駆動回路12から供給される各制御信号により、初期化制御走査線IGの電位がHレベルとなる。初期化トランジスタISTは、オンとなる。初期化トランジスタISTを介して駆動トランジスタDRTのゲートが初期化電位Viniに固定される。
また、駆動回路12は、発光制御トランジスタBCTをオンとし、リセットトランジスタRSTをオフとする。駆動トランジスタDRTは、ソース電位が(Vini−Vth)になるとオフになる。これにより、画素49ごとに駆動トランジスタDRTのしきい値電圧Vthを取得することができ、画素49ごとのしきい値電圧Vthのばらつきがオフセットされる。
次に、映像信号書込動作期間では、駆動回路12から供給される各制御信号により、発光制御トランジスタBCTがオフになり、初期化トランジスタISTがオフになり、書込トランジスタSSTがオンになる。1行に属する画素49において、映像信号Vsigが駆動トランジスタDRTのゲートに入力される。映像信号線L2は、第2方向Dyに延在し、同列に属する複数行の画素49に接続される。このため、映像信号書込動作期間は、1行ごとに実施される。
次に、発光動作期間では、駆動回路12から供給される各制御信号により、発光制御トランジスタBCTがオンになり、書込トランジスタSSTがオフになる。アノード電源線L1から、発光制御トランジスタBCTを介して駆動トランジスタDRTにアノード電源電位PVDDが供給される。駆動トランジスタDRTは、ゲートソース間の電圧に応じた電流を、無機発光体100に供給する。無機発光体100は、この電流に応じた輝度で発光する。
なお、駆動回路12は、1行ごとに画素49を駆動してもよいし、2行の画素49を同時に駆動してもよいし、3行分以上の画素49を同時に駆動してもよい。
なお、上述した図3に示す画素回路PICAの構成はあくまで一例であり、適宜変更することができる。例えば1つの画素49での配線の数及びトランジスタの数は異なっていてもよい。また、画素回路PICAはカレントミラー回路等の構成を採用することもできる。
図3に示したように単色無機発光体100Aが1種類の単色無機発光素子102Aを含む一方、図4に示すように、補助無機発光体100Bは、複数種類の補助無機発光素子102Bを含む。図4に示すように、補助無機発光体100Bは、補助無機発光素子102Bが並列に並んでいる。そして、複数の補助無機発光素子102Bのうちの1つの補助無機発光素子102B(ここでは第1補助無機発光素子102RB)が、カソード電源線L10に接続されることで、発光するための電流、すなわちアノード電源電位PVDDに応じた電流が供給されて、発光する。一方、複数の補助無機発光素子102Bのうちの他の補助無機発光素子102B(ここでは第2無機発光素子102GB及び第3補助無機発光素子102BB)は、カソード電源線L10に非接続となっていることで、発光するための電流、すなわちアノード電源電位PVDDに応じた電流が供給されずに、発光しない。なお、詳しくは後述するが、第1補助無機発光素子102RBは、対向カソード電極90eに接続されることで、カソード電源線L10に接続されて発光可能な状態になっており、第2無機発光素子102GB及び第3補助無機発光素子102BBは、対向カソード電極90eに非接続となっていることで、カソード電源線L10に非接続となり発光不可能な状態になっている。
図5は、図1のV−V’断面図である。図5に示すように、表示装置1のアレイ基板2は、基板10と、複数のトランジスタと、を備える。基板10は、第1面10aと、第1面10aの反対側の第2面10bとを有する。基板10は、絶縁基板であり、例えば、ガラス基板、石英基板、又は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、若しくは、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂製のフレキシブル基板である。
なお、本明細書において、基板10の表面に垂直な方向において、基板10から無機発光体100に向かう方向を「上側」又は単に「上」とする。また、無機発光体100から基板10に向かう方向を「下側」又は単に「下」とする。また、ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。
アンダーコート層20は、基板10の第1面10a上に設けられる。なお、基板10の第1面10a上には、遮光層が設けられてもよい。この場合、アンダーコート層20が、遮光層を覆う。遮光層は、光を遮断するものであれば任意の材料であってよいが、例えば、モリブデンタングステン合金膜であってよい。
複数のトランジスタは、アンダーコート層20上に設けられる。例えば、基板10の表示領域AAには、複数のトランジスタとして、画素49に含まれる駆動トランジスタDRT及び書込トランジスタSSTがそれぞれ設けられている。基板10の周辺領域GAには、複数のトランジスタとして、駆動回路12に含まれるトランジスタTrCが設けられている。なお、複数のトランジスタのうち、駆動トランジスタDRT、書込トランジスタSST、及び、トランジスタTrCを示しているが、画素回路PICAに含まれる発光制御トランジスタBCT、初期化トランジスタIST及びリセットトランジスタRSTも、駆動トランジスタDRTと同様の積層構造を有する。なお、以下の説明において、複数のトランジスタを区別して説明する必要が無い場合は、単にトランジスタTrと表す。
トランジスタTrは、例えば両面ゲート構造のTFTである。トランジスタTrは、それぞれ、第1ゲート電極21と、第2ゲート電極31と、半導体層25と、ソース電極41sと、ドレイン電極41dと、を有する。第1ゲート電極21は、アンダーコート層20上に設けられる。絶縁膜24は、アンダーコート層20上に設けられて第1ゲート電極21を覆う。半導体層25は、絶縁膜24上に設けられる。半導体層25は、例えば、ポリシリコンが用いられる。ただし、半導体層25は、これに限定されず、微結晶酸化物半導体、アモルファス酸化物半導体、低温ポリシリコン等であってもよい。絶縁膜29は、半導体層25上に設けられる。第2ゲート電極31は、絶縁膜29上に設けられる。
アンダーコート層20、絶縁膜24、29、45は、無機絶縁膜であり、例えば、酸化シリコン(SiO)や窒化シリコン(SiN)などからなる。第3方向Dzにおいて、第1ゲート電極21と第2ゲート電極31は、絶縁膜24、半導体層25及び絶縁膜29を介して、対向している。絶縁膜24、29において、第1ゲート電極21と第2ゲート電極31とに挟まれた部分がゲート絶縁膜として機能する。また、半導体層25において、第1ゲート電極21と第2ゲート電極31とに挟まれた部分がトランジスタTrのチャネル領域27となる。半導体層25において、ソース電極41sと接続する部分がトランジスタTrのソース領域であり、ドレイン電極41dと接続する部分がトランジスタTrのドレイン領域である。チャネル領域27とソース領域との間及びチャネル領域27とドレイン領域との間には、それぞれ低濃度不純物領域が設けられる。なお、トランジスタTrとして、n型TFTのみ示しているが、p型TFTを同時に形成しても良い。
ゲート線31aは、駆動トランジスタDRTの第2ゲート電極31に接続される。基板10とゲート線31aとの間に絶縁膜29が設けられ、ゲート線31aと基板10との間に容量CSが形成される。第1ゲート電極21、第2ゲート電極31及びゲート線31aは、例えば、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、銀(Ag)、モリブデン(Mo)又はこれらの合金膜で構成されている。
本実施形態において、トランジスタTrは両面ゲート構造に限定されるものではない。トランジスタTrは、ゲート電極が第1ゲート電極21のみで構成されるボトムゲート型であってもよい。また、トランジスタTrは、ゲート電極が第2ゲート電極31のみで構成されるトップゲート型であってもよい。また、アンダーコート層20は無くてもよい。
表示装置1は、基板10の第1面10a上に設けられて複数のトランジスタTrを覆う絶縁膜35を有する。ソース電極41sは、絶縁膜35上に設けられ、絶縁膜35に設けられた貫通孔を介して複数のトランジスタTrの各ソースに接続される。ドレイン電極41dは、絶縁膜35上に設けられ、絶縁膜35に設けられた貫通孔を介して複数のトランジスタTrの各ドレインに接続される。周辺領域GAにおいてカソード配線60は、絶縁膜35上に設けられる。絶縁膜42は、ソース電極41s、ドレイン電極41d及びカソード配線60を覆う。絶縁膜35は無機絶縁膜、絶縁膜42は、有機絶縁膜である。ソース電極41s及びドレイン電極41dは、チタンとアルミニウムとの積層構造であるTiAlTi又はTiAlの積層膜で構成されている。また、絶縁膜42は、感光性アクリル等の有機材料が用いられる。
ソース電極41sの一部は、ゲート線31aと重なる領域に形成される。絶縁膜35を介して対向するゲート線31aとソース電極41sとで、容量Cs1が形成される。また、ゲート線31aは、半導体層25の一部と重なる領域に形成される。容量Cs1は、絶縁膜24を介して対向する半導体層25とゲート線31aとで形成される容量も含む。
表示装置1は、ソース接続配線43sと、ドレイン接続配線43dと、絶縁膜45と、対向アノード電極50eと、絶縁膜66と、接続層50fと、接続導電部52と、無機発光体100と、絶縁膜70と、平坦化膜80と、対向カソード電極90eと、カバー部92と、を有する。ソース接続配線43sは、絶縁膜42上に設けられ、絶縁膜42に設けられた貫通孔を介してソース電極41sに接続される。ドレイン接続配線43dは、絶縁膜42上に設けられ、絶縁膜42に設けられた貫通孔を介してドレイン電極41dに接続される。絶縁膜45は、絶縁膜42上に設けられてソース接続配線43sとドレイン接続配線43dとを覆う。対向アノード電極50eは、絶縁膜45上に設けられ、絶縁膜45に設けられた貫通孔を介して駆動トランジスタDRTのドレイン接続配線43dに接続される。ソース接続配線43sおよびドレイン接続配線43dは、例えば、インジウムスズ酸化物(ITO、Indium Tin Oxide)等の透明性導電体で形成される。
絶縁膜66は、絶縁膜45上に設けられて、対向アノード電極50eを覆う。接続層50fは、絶縁膜66上に設けられ、絶縁膜66に設けられた貫通孔を介して対向アノード電極50eに接続される。接続導電部52は、接続層50fに設けられる。無機発光体100は、接続導電部52の上に設けられる、対向アノード電極50eは、接続層50f及び接続導電部52を介して、無機発光体100のアノード電極112と接続されている。絶縁膜45を介して対向する対向アノード電極50eとソース接続配線43sとの間に、容量Cs2が形成される。
絶縁膜70は、絶縁膜45上に設けられて、接続層50fと、接続導電部52と、無機発光体100のアノード電極112の側面とを覆う。絶縁膜70は、アノード電極112と重なる位置に、無機発光体100を実装するための開口を有する。絶縁膜70の開口の面積は、平面視において、無機発光体100の対向アノード電極50eとの接地面より大きい。また、対向アノード電極50eは、平面視において、無機発光体100の対向アノード電極50eとの接地面より大きい。平坦化膜80は、絶縁膜70上に設けられて無機発光体100の側面を覆う。対向カソード電極90eは、平坦化膜80上に設けられる。絶縁膜70は、無機絶縁膜であり、例えば、シリコン窒化膜(SiN)からなる。平坦化膜80は、有機絶縁膜あるいは無機有機ハイブリッド絶縁膜(Si−O主鎖に、たとえば有機基(メチル基あるいはフェニル基)が結合した材料)である。無機発光体100の上面(カソード電極114)は、平坦化膜80から露出している。対向カソード電極90eは、無機発光体100のカソード電極114に接続される。
対向カソード電極90eは、表示領域AAの外側に設けられたコンタクトホールCH1を介して、アレイ基板2側に設けられたカソード配線60と接続される。具体的には、コンタクトホールCH1は、平坦化膜80及び絶縁膜42に設けられ、コンタクトホールCH1の底面にカソード配線14が設けられる。カソード配線60は、絶縁膜35の上に設けられる。つまり、カソード配線60は、ソース電極41s、ドレイン電極41dと同層に設けられ、同じ材料で形成される。対向カソード電極90eは、表示領域AAから周辺領域GAまで連続して設けられ、コンタクトホールCH1の底部でカソード配線60と接続される。カバー部92は、対向カソード電極90e上に設けられる。カバー部92は、例えばガラスなど、光を透過する部材で構成されるカバーである。ただし、カバー部92は必須の構成ではない。
次に、無機発光体100のうちの単色無機発光体100Aの構成について説明する。図6は、本実施形態に係る単色無機発光体の構成例を示す断面図である。図6に示すように、単色無機発光体100Aは、単色無機発光素子102Aと、アノード電極112と、カソード電極114とを有している。
単色無機発光素子102Aは、発光を行う発光層である。単色無機発光素子102Aは、n型クラッド層104と、p型クラッド層106と、p型クラッド層106とn型クラッド層104との間に設けられる発光層108と、を有する。本実施形態において、単色無機発光素子102Aは、上側に向かって、p型クラッド層106、発光層108、n型クラッド層104の順で積層されて構成される。単色無機発光素子102Aとしては、窒化ガリウム(GaN)、アルミニウムインジウムガリウムリン(AlInGaP)あるいはアルミニウムガリウムヒ素(AlGaAs)あるいはガリウムヒ素リン(GaAsP)等の化合物半導体が用いられる。さらに言えば、本実施形態において、p型クラッド層106及びn型クラッド層104は、窒化ガリウム(GaN)などが用いられる。また、発光層108としては、窒化インジウムガリウム(InGaN)などが用いられる。発光層108は、InGaN、GaNが積層された多量子井戸構造(MQW)でもよい。
単色無機発光体100Aは、上側に向かって、アノード電極112、p型クラッド層106、発光層108、n型クラッド層104、カソード電極114の順で積層されている。単色無機発光体100Aの下には、接続導電部52と、接続導電部52の下に設けられて対向アノード電極50eに接続される接続層50fと、が設けられる。単色無機発光体100Aの上には、対向カソード電極90eが設けられる。
対向アノード電極50e(図5参照)は、導電性の部材、ここでは金属材料を含む。本実施形態では、対向アノード電極50eは、チタン(Ti)とアルミニウム(Al)とを含み、例えば、チタンの層とアルミニウムの層とが第3方向Dzに沿って積層されている。対向アノード電極50eは、画素電極として、単色無機発光体100A(画素49)毎に設けられている。
接続層50fは、導電性の部材、ここでは金属材料を含む。本実施形態では、接続層50fは、対向アノード電極50eと同じ材料で構成されている。すなわち例えば、接続層50fは、チタン(Ti)とアルミニウム(Al)とを含み、例えば、チタンの層とアルミニウムの層とが第3方向Dzに沿って積層されている。
接続導電部52は、導電性の部材、ここでは金属材料を含む。本実施形態では、接続導電部52は、接続層50fや対向アノード電極50eよりも融点が低い材料で構成されている。具体的には、接続導電部52は、例えばはんだであり、接続層50fとアノード電極112とを接合する。
アノード電極112は、接続導電部52の上に設けられる。アノード電極112は、接続導電部52に固定されている。アノード電極112は、接続導電部52及び接続層50fを介して、対向アノード電極50eに接続される。アノード電極112は、透光性を有する導電性の部材であり、例えばインジウムスズ酸化物(ITO、Indium Tin Oxide)である。アノード電極112の上には、p型クラッド層106が設けられている。アノード電極112は、p型クラッド層106と接続されている。
カソード電極114は、n型クラッド層104の上に設けられる。カソード電極114は、透光性を有する導電性の部材であり、例えばITOである。カソード電極114は、対向カソード電極90eに接続されている。
対向電極としての対向カソード電極90eは、透光性を有する導電性の部材であり、例えばITOである。対向カソード電極90eは、複数(ここでは全ての)の無機発光体100(画素49)に共通して設けられる共通電極であり、複数の(ここでは全ての)無機発光体100のカソード電極114に接続されている。対向カソード電極90eは、全ての単色無機発光体100Aと、全ての補助無機発光体100Bとに接続されている。
次に、無機発光体100のうちの補助無機発光体100Bの構成について説明する。図7は、本実施形態に係る補助無機発光体の構成例を示す断面図である。図8は、本実施形態に係る補助無機発光体の構成例を示す上面図である。図7に示すように、補助無機発光体100Bは、複数の補助無機発光素子102Bと、保護層109と、アノード電極112と、カソード電極114とを有している。補助無機発光素子102Bは、第3方向Dzにおけるアノード電極112とカソード電極114との間に、柱状に形成される。すなわち、補助無機発光素子102Bは、アノード電極112とカソード電極114との間で、第3方向Dzを軸方向として延在する柱状の部材である。図8に示すように、補助無機発光素子102Bは、例えば円柱形状であるが、円柱形状に限られず、例えば六角柱などの多角柱形状であってもよい。保護層109は、第3方向Dzにおいてアノード電極112とカソード電極114との間に設けられて、補助無機発光素子102Bの周囲を覆う。保護層109は、絶縁体であり、例えばSOG(Spin on Glass)である。
補助無機発光素子102Bは、発光を行う発光層であり、n型クラッド層104Bと、p型クラッド層106Bと、p型クラッド層106Bとn型クラッド層104Bとの間に設けられる発光層108Bと、を有する。本実施形態において、補助無機発光素子102Bは、上側に向かって、p型クラッド層106B、発光層108B、n型クラッド層104Bの順で積層されて構成される。補助無機発光素子102Bとしては、窒化ガリウム(GaN)、アルミニウムインジウムガリウムリン(AlInGaP)あるいはアルミニウムガリウムヒ素(AlGaAs)あるいはガリウムヒ素リン(GaAsP)等の化合物半導体が用いられる。さらに言えば、本実施形態において、p型クラッド層106B及びn型クラッド層104Bは、窒化ガリウム(GaN)などが用いられる。また、発光層108Bとしては、窒化インジウムガリウム(InGaN)などが用いられる。発光層108Bは、InGaN、GaNが積層された多量子井戸構造(MQW)でもよい。
補助無機発光体100Bは、上側に向かって、アノード電極112、複数の補助無機発光素子102B、カソード電極114の順で積層されている。補助無機発光体100Bの下には、接続導電部52と、接続導電部52の下に設けられて対向アノード電極50eに接続される接続層50fと、が設けられる。補助無機発光体100Bの上には、対向カソード電極90eが設けられる。対向アノード電極50e(図5参照)は、画素電極として、補助無機発光体100B毎に設けられている。
アノード電極112は、接続導電部52の上に設けられて、接続導電部52に固定されている。アノード電極112は、接続導電部52及び接続層50fを介して、対向アノード電極50eに接続される。アノード電極112の上には、それぞれの補助無機発光素子102Bが設けられている。アノード電極112は、それぞれの補助無機発光素子102Bのp型クラッド層106Bに接続されている。ここで、接続層50fと接続導電部52、接続層52fとアノード電極112との間には、バリアメタル(例えばプラチナ(Pt)、ニッケル(Ni)、チタンタングステン(TiW)などを設けてもよい。
カソード電極114は、それぞれの補助無機発光素子102Bの上に設けられて、それぞれの補助無機発光素子102Bのn型クラッド層104Bに接続されている。カソード電極114の上には、対向カソード電極90eが設けられている。対向カソード電極90eは、カソード電極114に接続されている。
このように、1つの補助無機発光体100Bにおいて、対向アノード電極50e、接続層50f、接続導電部52、及び電極としてのアノード電極112は、複数の補助無機発光素子102Bに対して共通して設けられる。同様に、1つの補助無機発光体100Bにおいて、カソード電極114及び対向カソード電極90eは、複数の補助無機発光素子102Bに対して共通して設けられる。言い換えれば、対向アノード電極50e、接続層50f、接続導電部52、アノード電極112、カソード電極114及び対向カソード電極90eは、1つの補助無機発光体100Bに含まれる複数の補助無機発光素子102Bに対して、1つ設けられる。
なお、補助無機発光体100Bは、カソード電極114と対向カソード電極90eとの間に、複数の補助無機発光素子102Bに対して共通して設けられるクラッド層を有していてもよい。このクラッド層は、窒化ガリウムなどの化合物半導体であってよい。
補助無機発光体100Bは、補助無機発光素子102Bとして、第1補助無機発光素子102RBと、第2補助無機発光素子102GBと、第3補助無機発光素子102BBと、を有している。第1補助無機発光素子102RBと、第2補助無機発光素子102GBと、第3補助無機発光素子102BBとは、n型クラッド層104B、発光層108B、及びp型クラッド層106Bを有している点では共通するが、第3方向Dzから見た場合の幅が、互いに異なる。第3方向Dzから見た場合の幅とは、補助無機発光素子102Bの第3方向Dzに直交する方向における長さを指す。本例では、補助無機発光素子102Bは円柱状であるため、第3方向Dzから見た場合の幅は、補助無機発光素子102Bの径を指す。すなわち、図8に示すように、第1補助無機発光素子102RBの径を径DRとし、第2補助無機発光素子102GBの径を径DGとし、第3補助無機発光素子102BBの径を径DBとすると、径DR、径DG、径DBは、互いに異なる長さとなる。本実施形態では、径DRが径DGより大きく、径DGが径DBより大きくなる。補助無機発光素子102Bは、n型クラッド層104B、発光層108B、及びp型クラッド層106Bを有する構造としては共通するが、径がこのように異なることで、異なる波長帯の光を発光することができる。
また、上述のように、補助無機発光体100Bは、複数の補助無機発光素子102Bのうちの一部のみが発光可能な状態となっている。具体的には、補助無機発光体100Bは、複数の補助無機発光素子102Bのうちの一部のみが、カソード電極114及び対向カソード電極90eに接続されることで、発光可能な状態となっており、他の補助無機発光素子102Bは、カソード電極114及び対向カソード電極90eに接続されていないことで、発光不可能な状態となっている。図7及び図8の例では、第1補助無機発光素子102RBは、カソード電極114及び対向カソード電極90eに接続されており、第2補助無機発光素子102GB及び第3補助無機発光素子102BBは、カソード電極114及び対向カソード電極90eに接続されていない。言い換えれば、第1補助無機発光素子102RBの上には、カソード電極114及び対向カソード電極90eが設けられているが、第2補助無機発光素子102GB及び第3補助無機発光素子102BBの上には、カソード電極114及び対向カソード電極90eが設けられていない。補助無機発光体100Bは、第1補助無機発光素子102RBのみが対向カソード電極90eに接続されているため、第1補助無機発光素子102RBのみに電流が供給されて、第1補助無機発光素子102RBのみが発光する。なお、本実施形態では、第2補助無機発光素子102GB及び第3補助無機発光素子102BBには、カソード電極114及び対向カソード電極90eの両方が非接続であったが、少なくとも対向カソード電極90eが非接続であればよい。すなわち、第2補助無機発光素子102GB及び第3補助無機発光素子102BBは、カソード電極114に接続されていても、対向カソード電極90eと非接続であれば、電流が供給されずに発光しない。
また、第1補助無機発光素子102RBは、複数設けられて、第3方向Dzに直交する平面において、マトリクス状に並んでいる。同様に、第2補助無機発光素子102GB及び第3補助無機発光素子102BBも、それぞれ複数設けられて、第3方向Dzに直交する平面において、マトリクス状に並んでいる。ここで、図8に示すように、1つの補助無機発光体100Bにおいて、第3方向Dzから見て、第1補助無機発光素子102RBが設けられる領域を、第1領域103RBとし、第2補助無機発光素子102GBが設けられる領域を、第2領域103GBとし、第3補助無機発光素子102BBが設けられる領域を、第3領域103BBとする。この場合、第1領域103RBと第2領域103GBと第3領域103BBとは、面積が互いに異なる。本実施形態の例では、第1領域103RBの面積が第2領域103GBの面積より大きく、第2領域103GBの面積が第3領域103BBの面積より大きいことが好ましい。なお、本実施形態では、第2領域103GBと第3領域103BBとが第2方向Dyで隣接し、第1領域103RBが、第2領域103GBと第3領域103BBとに第1方向Dxで隣接する並びとなっている。ただし、第1領域103RBと、第2領域103GBと、第3領域103BBとの並び方は任意であってよい。
なお、以降において、1つの補助無機発光体100Bにおいて、全ての補助無機発光素子102Bを含む構造体を、補助無機発光素子集合体101Bと記載する。すなわち、補助無機発光素子集合体101Bは、1つの補助無機発光体100Bの全ての補助無機発光素子102Bを含むものであり、さらに言えば、保護層109も含んでよい。
単色無機発光体100Aと補助無機発光体100Bとは、以上のような構成となっている。無機発光体100と対向カソード電極90eとが並ぶ方向から見た場合、すなわち第3方向Dzから見た場合、1つの補助無機発光体100Bが設けられる領域は、1つの単色無機発光体100Aが設けられる領域よりも、広いことが好ましい。補助無機発光体100Bが設けられる領域とは、例えば、補助無機発光体100Bの下側の電極であるアノード電極112を指し、単色無機発光体100Aが設けられる領域とは、例えば、単色無機発光体100Aの下側の電極であるアノード電極112を指す。
また、以上説明したように、補助無機発光体100Bの補助無機発光素子102Bは、柱状のいわゆるナノワイヤ形状となっているが、単色無機発光体100Aの単色無機発光素子102Aは、ナノワイヤ形状でない。ただし、単色無機発光体100Aの単色無機発光素子102Aも、ナノワイヤ形状であってよい。この場合、単色無機発光体100Aは、補助無機発光素子102Bと同様の構造の柱状の単色無機発光素子102Aが、複数並んで構成されるが、単色無機発光素子102Aは同じ波長帯の光を発光するため、それぞれの単色無機発光素子102Aの径は、同じ(より詳しくは所定の数値範囲内)となる。
(表示装置の製造方法)
次に、表示装置1の製造方法、より具体的には補助無機発光体100Bの搭載方法について説明する。無機発光体100を備える表示装置1は、例えば無機発光体100のサイズが小さいことによる搭載の困難性などが原因で、製造が難しく、不良を招く場合がある。不良とされた表示装置1を使用せず破棄処分にしたりすると、歩留りが低下してしまう。それに対し、本実施形態においては、不良とされた表示装置1を補修することで、不良となった表示装置1を使用可能な状態として、歩留りの低下を抑える。ここでの不良とは、表示装置1に搭載された少なくとも一部の単色無機発光体100Aが適切に発光しないことを指す。単色無機発光体100Aが適切に発光しない状態としては、例えば、滅点状態又は輝点状態が挙げられる。滅点状態とは、単色無機発光体100Aを発光させるための電流を流した場合にも、その単色無機発光体100Aが発光しない状態を指す。一方、輝点状態とは、無機発光体100を発光させるための電流を流していない場合にも、その無機発光体100が発光する状態を指す。すなわち、無機発光体100を発光させるための電流を流していない場合にも、例えば他の配線に短絡していることなどが原因で、その無機発光体100が発光する状態が、輝点状態である。
本実施形態においては、このように不良となっている単色無機発光体100Aを、補助無機発光体100Bに換装することで、表示装置1を使用可能な状態とする。以下、換装も含めた表示装置1の製造方法について説明する。図9は、第1実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する模式図である。
図9のステップS10に示すように、本実施形態に係る表示装置1の製造方法においては、表示装置1のアレイ基板2を形成して、アレイ基板2上に単色無機発光素子102Aを形成する。具体的には、表示装置1における、アノード電極112より下側の各部と、アノード電極112とを形成することで、アレイ基板2を形成する。また、アレイ基板2とは別の形成基板200上に、単色無機発光素子102Aを形成する。そして、形成基板200上に形成された単色無機発光素子102Aを、アレイ基板2上に搭載する。本実施形態では、レーザリフトオフによって、単色無機発光素子102Aをアレイ基板2上に搭載する。具体的には、形成基板200の単色無機発光素子102Aが形成された面をアレイ基板2のアノード電極112が形成された面に対向させる。そして、形成基板200の単色無機発光素子102Aが形成された面と反対側の面から、形成基板200上の単色無機発光素子102Aに、レーザ光LIを照射する。これにより、単色無機発光素子102Aは、形成基板200上から剥離して、アレイ基板2のアノード電極112上に転写される。なお、図9の例では、形成基板200上に、第1単色無機発光素子102RA、第2単色無機発光素子102GA、及び第3単色無機発光素子102BAを形成しているが、第1単色無機発光素子102RA、第2単色無機発光素子102GA、及び第3単色無機発光素子102BAを、それぞれ異なる形成基板に形成してもよい。この場合、第1単色無機発光素子102RAと、第2単色無機発光素子102GAと、第3単色無機発光素子102BAとを、順番にアレイ基板2上に転写する。また、アレイ基板2に単色無機発光素子102Aを搭載する方法は、レーザリフトオフに限られず任意であってよい。
アレイ基板2上に単色無機発光素子102Aを形成したら、ステップS12に示すように、アレイ基板2上の単色無機発光素子102Aに検査用基板202を接続して点灯検査を実行することで、単色無機発光素子102Aの不良を検出する。検査用基板202は、導電部202Aと、基部202Bとを備える。導電部202Aは、例えばITOなどの透光性の導電部材である。基部202Bは、導電部202Aの背面に設けられる基板であり、例えばガラスなどの透光性の絶縁部材である。ステップS12においては、アレイ基板2上のそれぞれの単色無機発光素子102Aの上側の面、すなわちn型クラッド104層に、導電部202Aの表面を接触させることで、それぞれの単色無機発光素子102Aと、導電部202Aとを、電気的に接続する。そして、それぞれのアレイ基板2のアノード電極112と導電部202Aとの間に電位差を与える(電圧を印加する)ことで、単色無機発光素子102Aに、発光するための電流を流す。そして、単色無機発光素子102Aが適切に発光しているかを検出して、適切に発光している単色無機発光素子102Aを、不良でない正常な単色無機発光素子102Aと判断し、適切に発光していない単色無機発光素子102Aを、不良となっている単色無機発光素子102Aと判断する。検査用基板202は透光性であるため、単色無機発光素子102Aが発光しているかを、検査用基板202の上方から確認することができる。以下、不良であると判断された単色無機発光素子102Aを、不良無機発光素子102Nと記載する。このように、本実施形態では、検査用基板202を用いた点灯検査により不良無機発光素子102Nを検出するが、不良無機発光素子102Nの検出方法は、検査用基板202を用いた点灯検査に限られない。
不良無機発光素子102Nを検出したら、ステップS14に示すように、不良無機発光素子102Nを、アレイ基板2から除去する。図9では、1つの第1単色無機発光素子102RAが不良無機発光素子102Nとして検出された例を示している。ステップS14においては、アノード電極112を残したまま、不良無機発光素子102Nである第1単色無機発光素子102RAをアレイ基板2から除去する。これにより、アレイ基板2は、不良無機発光素子102Nが搭載されていたアノード電極112上に、単色無機発光素子102Aが搭載されない状態となる。
このように、図9の例においては、全ての単色無機発光素子102Aをアレイ基板2上に搭載して、アレイ基板2上に搭載された単色無機発光素子102Aのうちから不良無機発光素子102Nを検出している。ただし、不良無機発光素子102Nを検出するタイミングはこれに限られない。例えば、形成基板200上に単色無機発光素子102Aが形成されている状態で、すなわち単色無機発光素子102Aをアレイ基板2上に転写する前の状態で、形成基板200上の単色無機発光素子102Aのうちから、不良無機発光素子102Nを検出してよい。この場合、例えば、フォトルミネッセンス法を用いて、形成基板200上の単色無機発光素子102Aのうちから、不良無機発光素子102Nを検出してよい。フォトルミネッセンス法においては、単色無機発光素子102Aに光を照射して、励起された単色無機発光素子102Aの電子が基底状態に戻る際に発光される光を検出して、その光に基づき、欠陥など、単色無機発光素子102Aの状態を検出する。そして、例えばフォトルミネッセンス法で検出した単色無機発光素子102Aの状態に基づき、不良無機発光素子102Nであるかを判断する。例えばフォトルミネッセンス法で欠陥が検出された単色無機発光素子102Aを、不良無機発光素子102Nとして判断してよい。このようにアレイ基板2上に転写する前に不良無機発光素子102Nを検出した場合には、形成基板200上の不良無機発光素子102N以外の単色無機発光素子102Aを、アレイ基板2に転写して、不良無機発光素子102Nを、アレイ基板2に転写しない。この場合、アレイ基板2は、不良無機発光素子102Nが搭載されるはずだったアノード電極112の上に単色無機発光素子102Aが搭載されない状態、すなわちステップS14の実行後と同じ状態となる。
次に、ステップS16に示すように、不良無機発光素子102Nが搭載されていたアノード電極112上(又は不良無機発光素子102Nが搭載されるはずだったアノード電極112上)に、補助無機発光素子集合体101B(1つの補助無機発光体100Bの全ての補助無機発光素子102Bを含む構造体)を、搭載する。これにより、アレイ基板2上に、単色無機発光素子102Aと補助無機発光素子102Bとが形成される。
次に、ステップS18に示すように、アレイ基板2上に、単色無機発光体100A、補助無機発光体100B、絶縁膜70、平坦化膜80、及び対向カソード電極90eを、形成する。具体的には、単色無機発光素子102Aと補助無機発光素子102Bとのそれぞれの上に、カソード電極114を形成する。これにより、アレイ基板2上に、単色無機発光体100Aと、補助無機発光体100Bとが形成される。そして、アレイ基板2上の単色無機発光体100A及び補助無機発光体100Bが形成されていない空間に、絶縁膜70と平坦化膜80とを充填する。そして、単色無機発光体100Aと補助無機発光体100Bとの上に、対向カソード電極90eを形成する。ここでは、全ての単色無機発光体100Aと補助無機発光体100Bとに接続されるように、対向カソード電極90eを形成する。
次に、ステップS20に示すように、補助無機発光体100Bに接続されている対向カソード電極90eの一部と、補助無機発光体100Bのカソード電極114の一部とを、除去する。例えば、対向カソード電極90e及びカソード電極114の除去する部分にレーザ光LIaを照射することで、対向カソード電極90e及びカソード電極114を除去する。具体的には、対向カソード電極90e及びカソード電極114の、補助無機発光体100Bの第2補助無機発光素子102GBに接続されている部分と、補助無機発光体100Bの第3補助無機発光素子102BBに接続されている部分とを、除去する。これにより、図7及び図8に示したように、補助無機発光体100Bは、第1補助無機発光素子102RBが対向カソード電極90eに接続されて発光可能な状態となり、第2補助無機発光素子102GB及び第3補助無機発光素子102BBが対向カソード電極90eに非接続となって発光不可能な状態となる。すなわち、ステップS20においては、不良無機発光素子102Nが正常な状態であれば発光していた波長帯の光と同じ波長帯の光を発光する補助無機発光素子102Bに対して、対向カソード電極90e及びカソード電極114を接続させた状態とする。そして、不良無機発光素子102Nが正常な状態であれば発光していた波長帯の光と異なる波長帯の光を発光する補助無機発光素子102Bに対しては、対向カソード電極90e及びカソード電極114を非接続の状態とする。
ステップS20の後には、ステップS22に示すように、対向カソード電極90eの一部とカソード電極114の一部とを除去して形成された空間ARに、絶縁体80Bを充填する。絶縁体80Bは、例えば絶縁性の樹脂である。ただし、絶縁体80Bの充填は、必須の工程ではない。また、その後、対向カソード電極90e上に、カバー部92を形成してもよい。
以上のように、本実施形態においては、表示装置1に不良無機発光体(不良無機発光素子102N)を搭載しない状態として、代わりに補助無機発光体100Bを搭載する。そのため、本実施形態に係る表示装置1は、不良無機発光体の発光不良に起因して画像表示が不適切となることを、抑えることができる。さらに、表示装置1は、補助無機発光体100Bを搭載することで、不良無機発光体が正常であれば発光するはずだった波長帯の光を発光することが可能となり、画像表示が不適切となることをより好適に抑えることができる。また、不良無機発光体の代わりに、単色の色の光を発光する単色無機発光体100Aを換装することも考えられる。しかし、どの波長帯(色)の光を発光する無機発光体100が不良となるかを予め予測することが難しいため、換装用に、複数種類の単色無機発光体100Aを準備する必要が生じる。そして、換装の際に、種類毎に単色無機発光体100Aを順番に搭載する必要が生じるなど、換装工程の作業負荷が高くなる場合もある。それに対し、本実施形態においては、換装用の補助無機発光体100Bは、異なる波長帯の光を発光する複数種類の補助無機発光素子102Bを備えている。従って、1種類の補助無機発光体100Bによって、全ての種類の無機発光体100を代替することが可能となり、換装用に複数種類の無機発光体100を準備する必要がなくなる。また、1種類の補助無機発光体100Bで換装できるため、換装工程の作業負荷を抑制できる。
(補助無機発光体の駆動制御)
次に、補助無機発光体100B、すなわち補助画素49BBの駆動制御の方法について説明する。図10は、信号処理回路の構成を模式的に示すブロック図である。以降においては、補助無機発光体100B、すなわち補助画素49BBが、第1波長帯の光、ここでは赤色の光を発光する場合を例に説明する。ただし、補助画素49BBは、第1波長帯の光を発光することに限られず、第2波長帯や第3波長帯の光を発光してもよい。
図10に示すように、表示装置1が備える信号処理回路160は、第1処理回路162と、メモリ164と、バッファ166とを有する。信号処理回路160は、映像信号Vsigに基づいて3つの画素49の各々の出力階調値SoR、SoG、SoBを演算する。映像信号Vsigは画素Pixごとの入力階調値SiR、SiG、SiBを含む。入力階調値SiR、SiG、SiBは、それぞれ赤色、緑色、青色の階調値である。出力階調値SoRは、第1画素49Rの代わりとなる補助画素49BBに対応する階調値である。また、出力階調値SoGは、第2画素49Gに対応する階調値であり、出力階調値SoBは、第3画素49Bに対応する階調値である。信号処理回路160は、例えば図1に示す駆動IC210に含まれていてもよいし、駆動IC210と別の回路チップとして基板10に設けられていてもよい。以下において、出力階調値SoR、SoG、SoBをそれぞれ区別する必要がない場合、出力階調値Soという。また、入力階調値SiR、SiG、SiBをそれぞれ区別する必要がない場合、入力階調値Siという。
バッファ166は、入力階調値Siを記憶する回路である。なお、バッファ166は、1フレーム分の映像信号Vsigに含まれる入力階調値Siを記憶してもよいし、1フレーム分の映像信号Vsigのうち、一部の映像信号Vsigに含まれる入力階調値Siを取り込んでもよい。
メモリ164は、入力階調値SiR、SiG、SiBと、出力階調値SoR、SoG、SoBとの関係を示す情報を示すデータLUTを含む。データLUTは、例えば、ルックアップテーブル(Look Up Table)のようなテーブルデータである。
第1処理回路162は、メモリ164から読み出したデータLUTを参照して、入力階調値SiR、SiG、SiBに対応する出力階調値SoR、SoG、SoBを特定する。第1処理回路162は、出力階調値SoR、SoG、SoBを画素Pixに出力する。各画素49は、出力階調値SoR、SoG、SoBに基づいて点灯する。
図11は、第1実施形態において出力階調値の設定方法を説明するためのフローチャートである。図11に示すように、まず、信号処理回路160は、1フレーム画像を取り込む(ステップS30)。具体的には、バッファ166は、1フレーム分の映像信号Vsigを取り込んで、赤色、緑色、青色のそれぞれに対応する入力階調値SiR、SiG、SiBを記憶する。
第1処理回路162は、画素Pixごとに、入力階調値SiRが0より大きいか判断する(ステップS32)。言い換えると、画素Pixごとに、赤色の表示があるかどうかを判断する。入力階調値SiRが0より大きい場合(ステップS32;Yes)、第1処理回路162は、入力階調値SiRと、閾値Lthとを比較する(ステップS34)。閾値Lthの値は、予め設定されるが、任意に設定してよい。入力階調値SiRが閾値Lth以下の場合(ステップS34;Yes)、第1処理回路162は、補助無機発光体100B(補助画素49BB)を点灯させる出力階調値SoRを設定して、設定した出力階調値SoRで、補助無機発光体100Bを点灯させる(ステップS36)。
入力階調値SiRが閾値Lthより大きい場合(ステップS34;No)、第1処理回路162は、駆動電流値が電流閾値Ith以下であるかを判断する(ステップS38)。駆動電流値とは、出力階調値SoRで補助無機発光体100Bを点灯させたと仮定した場合に、補助無機発光体100Bに流れる電流値である。第1処理回路162は、出力階調値SoRに基づいて、駆動電流値を算出する。また、電流閾値Ithは、予め設定されるが、任意に設定してよい。駆動電流値が電流閾値Ith以下である場合(ステップS38;Yes)、ステップS36に進み、設定した出力階調値SoRで、補助無機発光体100Bを点灯させる。
駆動電流値が電流閾値Ithより大きい場合(ステップS38;No)、第1処理回路162は、補助無機発光体100Bと、隣接無機発光体とを、点灯させる(ステップS40)。隣接無機発光体とは、補助無機発光体100Bを含む画素Pixと隣接する画素Pixの無機発光体100のうち、補助無機発光体100Bが発光する光と同じ波長帯の光を発光する無機発光体100である。すなわちここでは、隣接無機発光体は、補助無機発光体100Bを含む画素Pixと隣接する画素Pixに含まれる第1単色無機発光体100RA、又は、補助無機発光体100Bを含む画素Pixと隣接する画素Pixに含まれて、第1波長帯の光を発光する補助無機発光体100Bである。ステップS40においては、第1処理回路162は、補助無機発光体100Bを駆動するための出力階調値SoR1と、隣接無機発光体を駆動するための出力階調値SoR2を設定して、設定した出力階調値SoR1で、補助無機発光体100Bを点灯させて、設定した出力階調値SoR2で、隣接無機発光体を点灯させる。出力階調値SoR1は、出力階調値SoRより小さい値として設定される。
また、入力階調値SiRが0である場合(ステップS32;No)、第1処理回路162は、出力階調値SoRとして階調値0を設定して、補助無機発光体100B(補助画素49BB)を、非点灯とする(ステップS42)。
本実施形態においては、このようにして、補助無機発光体100Bの駆動(点灯)を制御する。
以上説明したように、本実施形態に係る表示装置1は、マトリクス状に並ぶ複数の無機発光体100と、複数の無機発光体100に接続される対向電極(対向カソード電極90e)とを備える。複数の無機発光体100は、単色無機発光体100Aと、補助無機発光体100Bとを含む。単色無機発光体100Aは、所定の波長帯の光を発光可能である。また、補助無機発光体100Bは、複数種類の補助無機発光素子102Bと、それらの補助無機発光素子102Bに接続される電極(アノード電極112)とを備える。補助無機発光体100Bは、複数種類の補助無機発光素子102Bとして、電流が供給された場合に第1波長帯の光を発光可能な第1補助無機発光素子102RBと、電流が供給された場合に第2波長帯の光を発光可能な第2補助無機発光素子102GBと、を備える。(アノード電極112)は、第1補助無機発光素子102RBと、第2補助無機発光素子102GBに接続される。そして、対向電極(対向カソード電極90e)は、単色無機発光体100Aと、第1補助無機発光素子102RBに接続され、第2補助無機発光素子102GBには接続されない。
本実施形態に係る表示装置1は、補助無機発光素子102Bを備える。すなわち、表示装置1は、不良無機発光体(不良無機発光素子102N)が製造されていた場合にも、不良無機発光体の代わりに、補助無機発光素子102Bが搭載されるため、画像表示が不適切となることを抑えて、製造時に不良が起きた場合にも適切に使用可能な状態とすることができる。また、補助無機発光体100Bは、互いに異なる波長帯の光を発光可能な複数種類の補助無機発光素子102Bを備えているため、1種類の補助無機発光体100Bによって、全ての種類の無機発光体100を代替することが可能となり、換装の負担を抑制できる。
また、第1補助無機発光素子102RBが発光する光の波長帯である第1波長帯は、その第1補助無機発光素子102RBと同じ画素PixBに含まれる単色無機発光体100Aが発光する光の波長帯と、異なる。すなわち、1つの画素Pixにおいて、対向カソード電極90eに接続されて発光可能な状態となっている第1補助無機発光素子102RBが発光する光の波長帯は、単色無機発光体100Aが発光する光の波長帯と異なる。従って、表示装置1は、補助無機発光体100Bの第1補助無機発光素子102RBによって、不良無機発光体が発光するはずだった光を照射することが可能となり、補助無機発光体100Bと単色無機発光体100Aとにより、色を適切に表現可能となり、画像を適切に表示できる。
また、第2補助無機発光素子102GBが発光する光の波長帯である第2波長帯は、その第2補助無機発光素子102GBと同じ画素PixBに含まれる単色無機発光体100Aが発光する光の波長帯と、重なる。すなわち、1つの画素PixBにおいて、対向カソード電極90eに非接続となって発光不可能な状態となっている第2補助無機発光素子102GBが発光する光の波長帯は、単色無機発光体100Aが発光する光の波長帯と重なる。すなわち、補助無機発光体100Bは、同じ画素Pixに含まれる単色無機発光体100Aと同じ波長帯の光を発光する第2補助無機発光素子102GBを、発光不可能な状態とする。そのため、表示装置1は、色のバランスが崩れることを抑えて、画像を適切に表示できる。
また、第1補助無機発光素子102RB及び第2補助無機発光素子102GBは、柱状であり、軸方向である第3方向Dzから見た場合の第1補助無機発光素子102RBの幅(径DR)と、第2補助無機発光素子102GBの幅(径DG)とが、異なる。補助無機発光体100Bは、第1補助無機発光素子102RB及び第2補助無機発光素子102GBを柱状として互いの幅を異ならせることで、例えば構造は同じでも、発光する波長帯を異ならせることができる。そのため、補助無機発光体100Bの製造を容易にすることができる。
また、無機発光体100と対向電極(対向カソード電極90e)とが並ぶ方向、すなわち第3方向Dzから見た場合に、1つの補助無機発光体100Bが設けられる領域は、1つの単色無機発光体100Aが設けられる領域よりも、広い。補助無機発光体100Bを広く形成しておくことで、発光する補助無機発光素子102Bの面積が小さくなり過ぎて、補助無機発光素子102Bからの光の強度が弱くなり過ぎることを抑制できる。そのため、この表示装置1によると、色のバランスが崩れることを抑えて、画像を適切に表示できる。
また、第3方向Dzから見た場合に、第1補助無機発光素子102RBが設けられる領域103RBの面積と、第2補助無機発光素子102GBが設けられる領域103GBの面積とは、異なる。このように補助無機発光素子102Bの種類毎に面積を異ならせることで、色を適切に表現可能となり、画像を適切に表示できる。
また、補助無機発光体100Bは、電流が供給された場合に第3波長帯の光を発光可能な第3補助無機発光素子102BBを更に備える。対向電極(対向カソード電極90e)は、第3補助無機発光素子102BBに接続されない。補助無機発光体100Bは、第1補助無機発光素子102RB、第2補助無機発光素子102GB、及び第3補助無機発光素子102BBを備えることで、どの色の無機発光体100が不良であっても、補助無機発光体100Bで代替することが可能となる。
また、無機発光体100は、第2波長帯の光を発光可能な単色無機発光体100A(第2単色無機発光体100GA)と、第3波長帯の光を発光可能な単色無機発光体100A(第3単色無機発光体100BA)とを含む。表示装置1は、第1波長帯の光を発光する補助無機発光体100Bと、第2波長帯及び第3波長帯の光を発光可能な単色無機発光体100Aとを備えるため、色を適切に表現可能となり、画像を適切に表示できる。
また、本実施形態に係る表示装置1の製造方法は、単色無機発光体形成ステップと、補助無機発光体形成ステップと、対向電極形成ステップと、を含む。単色無機発光体形成ステップにおいては、所定の波長帯の光を発光可能な単色無機発光体100Aを形成する。補助無機発光体形成ステップにおいては、電圧が印加された場合に第1波長帯の光を発光可能な第1補助無機発光素子102RB、電圧が印加された場合に第2波長帯の光を発光可能な第2補助無機発光素子102GB、及び第1補助無機発光素子102RBと第2補助無機発光素子102GBとに接続される電極(アノード電極112)を備える補助無機発光体100Bを形成する。対向電極形成ステップにおいては、単色無機発光体100A及び第1補助無機発光素子102RBに接続されて、第2補助無機発光素子102GBに接続されない対向電極(対向カソード電極90e)を形成する。この製造方法によると、不良無機発光体が製造されていた場合にも、不良無機発光体の代わりに、補助無機発光素子102Bを搭載するため、製造時に不良が起きた場合にも適切に使用可能な状態とすることができる。また、補助無機発光体100Bは、互いに異なる波長帯の光を発光可能な複数種類の補助無機発光素子102Bを備えているため、1種類の補助無機発光体100Bによって、全ての種類の無機発光体100を代替することが可能となり、換装の負担を抑制できる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。第1実施形態においては、画素Pixには最初に単色無機発光体100Aを搭載しておき、不良となった単色無機発光体100Aを補助無機発光体100Bに換装していた。一方、第2実施形態においては、全ての画素Pixaに、予め補助無機発光体100Bを搭載しておく。第2実施形態において第1実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
図12は、第2実施形態における複数の画素を示す平面図である。図12に示すように、第2実施形態に係る表示装置1aは、複数の画素Pixaが、マトリクス状に並んでいる。画素Pixaは、単色画素49Aと、補助画素49BBとを含む。より具体的には、画素Pixaは、3つの単色画素49Aである第1画素49R、第2画素49G、第3画素49Bと、1つの補助画素49BBと、を含む。言い換えれば、画素Pixaは、3つの単色無機発光体100Aである第1単色無機発光体100RA、第2単色無機発光体100GA、及び第3単色無機発光体100BAと、1つの補助無機発光体100Bと、を含む。
ここで、画素Pixaのうち、単色無機発光体100Aに不良が生じていない画素を、画素PixAaとし、単色無機発光体100Aに不良が生じている画素を、画素PixBaとする。画素PixAaは、単色無機発光体100Aに不良が生じていないため、第1単色無機発光体100RA、第2単色無機発光体100GA、及び第3単色無機発光体100BAが、それぞれの波長帯の光を発光可能である。そのため、画素PixAaは、補助無機発光体100Bに含まれる全ての補助無機発光素子102B(第1補助無機発光素子102RB、第2補助無機発光素子102GB、及び第3補助無機発光素子102BB)が、対向カソード電極90eと非接続となって、発光不可能な状態となっている。
一方、画素PixBaは、単色無機発光体100Aの一部に不良が生じており、言い換えれば、第1単色無機発光体100RA、第2単色無機発光体100GA、及び第3単色無機発光体100BAの少なくとも1つが、発光不可能な状態となっている。そのため、画素PixBaは、補助無機発光体100Bに含まれる補助無機発光素子102Bのうちの一部、より詳しくは発光不可能な状態となっている単色無機発光体100Aと同じ波長帯の光を発光する補助無機発光素子102Bが、対向カソード電極90eと接続され、発光可能な状態となっている。一方、画素PixBaは、発光不可能な状態となっている単色無機発光体100Aと異なる波長帯の光を発光する補助無機発光素子102Bが、対向カソード電極90eと非接続となって、発光不可能な状態となっている。以降の説明では、画素PixBaの第1単色無機発光体100RAが、不良となって発光不可能な状態となっていることを例にする。この場合、画素PixBaの補助無機発光体100Bは、第1補助無機発光素子102RBが発光可能な状態となり、第2補助無機発光素子102GB及び第3補助無機発光素子102BBが、発光不可能な状態となる。なお、以下、不良となっている単色無機発光体100Aを、適宜、不良無機発光体100Nと記載する。
このように、第2実施形態においては、1つの画素Pixaに、3つの単色無機発光体100Aと1つの補助無機発光体100Bとが設けられる。従って、第2実施形態においては、第1補助無機発光素子102RBが発光する光の波長帯である第1波長帯は、その第1補助無機発光素子102RBと同じ画素Pixaに含まれる単色無機発光体100A(第1単色無機発光体100RA)が発光する光の波長帯と、重なる。すなわち、第2実施形態では、1つの画素Pixaにおいて、対向カソード電極90eに接続されて発光可能な状態となっている補助無機発光素子102Bが発光する光の波長帯は、同じ画素Pixaに含まれる単色無機発光体100Aが発光したと仮定した場合の光の波長帯と、重なる。
図13は、第2実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する模式図である。図13に示すように、第2実施形態に係る表示装置1aの製造方法においては、ステップS50に示すように、アレイ基板2を形成して、アレイ基板2上に単色無機発光素子102Aを形成する。具体的には、形成基板200上に形成された単色無機発光素子102Aを、アレイ基板2上に搭載する。単色無機発光素子102Aのアレイ基板2上への搭載方法は、第1実施形態と同様である。ただし、第2実施形態においては、全ての単色無機発光素子102Aをアレイ基板2上に搭載した後でも、補助無機発光素子102B(補助無機発光素子集合体101B)を搭載するために、単色無機発光素子102Aが搭載されていないアノード電極112が残っている。
次に、ステップS52に示すように、単色無機発光素子102Aが搭載されていないアノード電極112上に、補助無機発光素子集合体101B(1つの補助無機発光体100Bの全ての補助無機発光素子102Bを含む集合体)を、搭載する。これにより、アレイ基板2上に、単色無機発光素子102Aと補助無機発光素子102Bとが形成される。
次に、ステップS54に示すように、アレイ基板2上の単色無機発光素子102Aに検査用基板202を接続して点灯検査を実行することで、単色無機発光素子102Aの不良を、すなわち不良無機発光素子102Nを、検出する。不良無機発光素子102Nの検出方法は、第1実施形態と同様である。なお、ステップS54は、ステップS52よりも前、すなわち補助無機発光素子集合体101Bの搭載前に実施してもよい。
次に、ステップS56に示すように、アレイ基板2上に、単色無機発光体100A、補助無機発光体100B、絶縁膜70、平坦化膜80、及び対向カソード電極90eを、形成する。具体的には、単色無機発光素子102Aと補助無機発光素子102Bとのそれぞれの上に、カソード電極114を形成する。これにより、アレイ基板2上に、単色無機発光体100Aと、補助無機発光体100Bとが形成される。そして、単色無機発光体100Aと、補助無機発光体100Bとが形成されていない空間に、絶縁膜70と平坦化膜80とを充填する。そして、単色無機発光体100Aと補助無機発光体100Bとの上に、対向カソード電極90eを形成する。ここでは、全ての単色無機発光体100Aと補助無機発光体100Bとに接続されるように、対向カソード電極90eを形成する。第2実施形態は、表示装置1aから不良無機発光素子102Nを除去しなで残しておく点で、第1実施形態と異なるが、第2実施形態においても、表示装置1aから不良無機発光素子102Nを除去してもよい。
単色無機発光体100A及び補助無機発光体100Bを形成したら、補助無機発光体100Bに接続されている対向カソード電極90eを除去する。対向カソード電極90eを除去する工程においては、不良無機発光素子102Nが検出された画素PixBaに対しては、ステップS58Aを実行し、不良無機発光素子102Nが検出されなかった画素PixAaに対しては、ステップS58Bを実行する。
まず、ステップS58Aについて説明する。ステップS58Aにおいては、画素PixBaに含まれる補助無機発光体100Bに接続されている対向カソード電極90eの一部と、その補助無機発光体100Bにおけるカソード電極114の一部とを、除去する。具体的には、対向カソード電極90e及びカソード電極114の、補助無機発光体100Bの第2補助無機発光素子102GBに接続されている部分と、補助無機発光体100Bの第3補助無機発光素子102BBに接続されている部分とを、除去する。すなわち、不良無機発光素子102Nが正常な状態であれば発光していた波長帯の光と同じ波長帯の光を発光する補助無機発光素子102Bについては、対向カソード電極90e及びカソード電極114を接続させた状態とする。そして、不良無機発光素子102Nが正常な状態であれば発光していた波長帯の光と異なる波長帯の光を発光する補助無機発光素子102Bについては、対向カソード電極90e及びカソード電極114を非接続の状態とする。ステップS58Aにおける対向カソード電極90eとカソード電極114との除去方法は、第1実施形態と同様である。
ステップS58Aを実行したら、ステップS60Aに示すように、対向カソード電極90eの一部とカソード電極114の一部とを除去して形成された空間ARに、絶縁体80Bを充填する。
一方、ステップS58Bにおいては、画素PixAaに含まれる補助無機発光体100Bに接続されている対向カソード電極90eと、その補助無機発光体100Bにおけるカソード電極114とを、除去する。具体的には、対向カソード電極90e及びカソード電極114の、補助無機発光体100Bの全ての補助無機発光素子102Bに接続されている対向カソード電極90eとカソード電極114とを除去する。すなわち、補助無機発光体100Bの全ての補助無機発光素子102Bに対し、対向カソード電極90e及びカソード電極114を非接続の状態とする。ステップS58Bを実行したら、ステップS60Bに示すように、対向カソード電極90eとカソード電極114とを除去して形成された空間ARに、絶縁体80Bを充填する。
以上説明したように、第2実施形態においては、画素Pixaに、3つの単色無機発光体100Aと、1つの補助無機発光体100Bとを、予め搭載しておく。従って、1つの単色無機発光体100Aが不良となった場合にも、補助無機発光体100Bで代替可能となる。さらに、補助無機発光体100Bを予め搭載しておくことで、不良無機発光体100Nを除去して補助無機発光体100Bに換装する工程が不要となり、作業負荷を低減できる。
また、第2実施形態のように、画素Pixaに、3つの単色無機発光体100Aと1つの補助無機発光体100Bを搭載する場合には、単色無機発光体100Aに不良が無く発光可能である場合や、単色無機発光体100Aが発光可能であるが接続不良などで光の強度が低い場合などにおいても、補助無機発光体100Bを発光させてもよい。この場合、補助無機発光体100Bによって、1つの単色無機発光体100Aが発光する光の強度を補強することができる。すなわち、1つの画素Pixaで、3つの単色無機発光体100Aと1つの補助無機発光体100Bとを発光させることで、1つの単色無機発光体100Aが発光する波長帯の光の強度を向上させることができる。以下、その場合の駆動方法について説明する。以下においては、補助無機発光体100B、すなわち補助画素49BBが、第1波長帯の光、ここでは赤色の光を発光する場合を例に説明する。
図14は、第2実施形態において出力階調値の設定方法を説明するためのフローチャートである。図14に示すように、まず、信号処理回路160は、1フレーム画像を取り込む(ステップS70)。具体的には、バッファ166は、1フレーム分の映像信号Vsigを取り込んで、赤色、緑色、青色のそれぞれに対応する入力階調値SiR、SiG、SiBを記憶する。
第1処理回路162は、画素Pixごとに、入力階調値SiRが0より大きいか判断する(ステップS72)。言い換えると、画素Pixaごとに、赤色の表示があるかどうかを判断する。入力階調値SiRが0より大きい場合(ステップS72;Yes)、第1処理回路162は、入力階調値SiRと、閾値Lthとを比較する(ステップS74)。閾値Lthの値は、予め設定されるが、任意に設定してよい。入力階調値SiRが閾値Lth以下の場合(ステップS74;Yes)、第1処理回路162は、第1単色無機発光体100RA(第1画素49R)を非点灯として、補助無機発光体100B(補助画素49BB)を点灯させる(ステップS76)。具体的には、第1処理回路162は、出力階調値SoRを設定して、設定した出力階調値SoRで、補助無機発光体100Bを点灯させる。
入力階調値SiRが閾値Lthより大きい場合(ステップS74;No)、第1処理回路162は、駆動電流値が電流閾値Ith以下であるかを判断する(ステップS78)。駆動電流値とは、出力階調値SoRで補助無機発光体100Bを点灯させたと仮定した場合に、補助無機発光体100Bに流れる電流値である。第1処理回路162は、出力階調値SoRに基づいて、駆動電流値を算出する。また、電流閾値Ithは、予め設定されるが、任意に設定してよい。駆動電流値が電流閾値Ith以下である場合(ステップS78;Yes)、第1処理回路162は、第1単色無機発光体100RAと補助無機発光体100Bとの両方を点灯させる(ステップS79)。具体的には、第1処理回路162は、出力階調値SoR1a、SoR2aを設定して、設定した出力階調値SoR1aで、補助無機発光体100Bを点灯させて、設定した出力階調値SoR2aで、第1単色無機発光体100RAを点灯させる。第1処理回路162は、例えば、出力階調値SoR1a、SoR2aの合計値が、出力階調値SoRとなるように、出力階調値SoR1amSoR2aを設定する。
駆動電流値が電流閾値Ithより大きい場合(ステップS78;No)、第1処理回路162は、第1単色無機発光体100RAと、補助無機発光体100Bと、隣接無機発光体とを点灯させる(ステップS80)。隣接無機発光体とは、補助無機発光体100Bを含む画素Pixaと隣接する画素Pixaの無機発光体100のうち、補助無機発光体100Bが発光する光と同じ波長帯の光を発光する無機発光体100である。ステップS78においては、第1処理回路162は、出力階調値SoR1b、SoR2b、SoR3bを設定して、設定した出力階調値SoR1bで、補助無機発光体100Bを点灯させて、設定した出力階調値SoR2bで、第1単色無機発光体100RAを点灯させて、設定した出力階調値SoR3bで、隣接無機発光体を点灯させる。第1処理回路162は、例えば、出力階調値SoR1b、SoR2b、SoR3bの合計値が、出力階調値SoRとなるように、出力階調値SoR1b、SoR2b、SoR3bを設定する。
また、入力階調値SiRが0である場合(ステップS72;No)、第1処理回路162は、出力階調値SoRとして階調値0を設定して、第1単色無機発光体100RAと、補助無機発光体100Bとを非点灯とする(ステップS82)。
また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
1 表示装置
50e 対向アノード電極
50f 接続層
52 接続導電部
90e 対向カソード電極
100 無機発光体
100A 単色無機発光体
100B 補助無機発光体
102B 補助無機発光素子
102RB 第1補助無機発光素子
102GB 第2補助無機発光素子
102BB 第3補助無機発光素子
112 アノード電極
114 カソード電極

Claims (10)

  1. マトリクス状に並ぶ複数の無機発光体と、複数の前記無機発光体に接続される対向電極とを備える表示装置であって、
    複数の前記無機発光体は、
    所定の波長帯の光を発光可能な単色無機発光体と、
    電流が供給された場合に第1波長帯の光を発光可能な第1補助無機発光素子、電流が供給された場合に第2波長帯の光を発光可能な第2補助無機発光素子、及び第1補助無機発光素子と第2補助無機発光素子とに接続される電極を備える補助無機発光体と、
    を含み、
    前記対向電極は、前記単色無機発光体及び前記第1補助無機発光素子に接続され、前記第2補助無機発光素子には接続されない、
    表示装置。
  2. 前記第1波長帯は、同じ画素に含まれる前記単色無機発光体が発光する光の波長帯と、異なる、請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記第1波長帯は、同じ画素に含まれる前記単色無機発光体が発光する光の波長帯と、重なる、請求項1に記載の表示装置。
  4. 前記第2波長帯は、同じ画素に含まれる前記単色無機発光体が発光する光の波長帯と、重なる、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の表示装置。
  5. 前記第1補助無機発光素子及び前記第2補助無機発光素子は、柱状であり、軸方向から見た場合の前記第1補助無機発光素子の幅と前記第2補助無機発光素子の幅とが異なる、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の表示装置。
  6. 前記無機発光体と前記対向電極とが並ぶ方向から見た場合に、1つの前記補助無機発光体が設けられる領域は、1つの前記単色無機発光体が設けられる領域よりも、広い、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の表示装置。
  7. 前記無機発光体と前記対向電極とが並ぶ方向から見た場合に、前記第1補助無機発光素子が設けられる領域の面積と、前記第2補助無機発光素子が設けられる領域の面積とは、異なる、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の表示装置。
  8. 前記補助無機発光体は、電流が供給された場合に第3波長帯の光を発光可能な第3補助無機発光素子を更に備え、
    前記対向電極は、前記第3補助無機発光素子に接続されない、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の表示装置。
  9. 前記無機発光体は、前記第2波長帯の光を発光可能な前記単色無機発光体と、前記第3波長帯の光を発光可能な前記単色無機発光体と、を含む、請求項8に記載の表示装置。
  10. 所定の波長帯の光を発光可能な単色無機発光体を形成する単色無機発光体形成ステップと、
    電流が供給された場合に第1波長帯の光を発光可能な第1補助無機発光素子、電流が供給された場合に第2波長帯の光を発光可能な第2補助無機発光素子、及び前記第1補助無機発光素子と前記第2補助無機発光素子とに接続される電極を備える補助無機発光体を形成する補助無機発光体形成ステップと、
    前記単色無機発光体及び前記第1補助無機発光素子に接続されて、前記第2補助無機発光素子に接続されない対向電極を形成する対向電極形成ステップと、を含む、
    表示装置の製造方法。
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