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Abstract
【課題】基板上に駆動回路が形成された表示装置の狭額縁化を図ること。【解決手段】表示装置は、第1のLED400-1および第2のLED400-2が実装された表示部150と、第1のLEDと電気的に接続された第1の画素回路薄膜トランジスタ200-1および第2のLEDと電気的に接続された第2の画素回路薄膜トランジスタ200-2が設けられた画素回路部と、駆動回路に含まれる駆動回路薄膜トランジスタ300が設けられた駆動回路部と、表示部と駆動回路部との間に設けられ、固定電位が印加される遮蔽層634と、を含み、第2のLEDは、遮蔽層を介して、駆動回路部と重畳する。【選択図】図5
Description
本発明は、表示装置、特にLEDを用いた表示装置に関する。
スマートフォン等の中小型表示装置として、液晶やOLED(Organic Light Emitting Diode)を用いた表示装置が知られている。なかでも、自発光型素子であるOLEDを用いたOLED表示装置は、液晶表示装置と比べて、高コントラストでバックライトが不要という利点を有する。
近年、次世代表示装置として、回路基板の画素内に微小なLEDチップを実装した、いわゆるマイクロLED表示装置およびミニLED表示装置の開発が進められている。LEDは、OLEDと同様の自発光型素子であるが、OLEDと異なり、ガリウム(Ga)、インジウム(In)などを含む無機化合物で構成されるため、OLED表示装置と比較すると、マイクロLED表示装置は高信頼性を確保しやすい。さらに、LEDは、発光効率が高く、高輝度にすることも可能である。したがって、マイクロLED表示装置は、高信頼性、高輝度、高コントラストの次世代表示装置として期待されている。
また、表示装置において大きな表示面を有する表示部を実現するため、表示部の外側に位置する額縁を小さくする、いわゆる狭額縁化の技術開発が進められている。一般的に、表示部の外側には駆動回路が設けられる。特許文献1では、駆動回路をまとめて配置した複数の表示パネルの駆動回路が設けられていない領域を繋いで狭額縁化する方法が開示されている。また、特許文献2では、複数のLEDを駆動するチップが表示部に配置された表示装置が開示されている。
しかしながら、特許文献1は表示装置の全体を狭額縁化するものではない。また、特許文献2は、ICを実装する工程の増加により、歩留まりの低下およびコストの上昇の問題がある。そのため、表示装置の狭額縁化においては、基板上に駆動回路が形成される領域を確保しながら、表示部が拡大できることが望ましい。
本発明は、上記問題に鑑み、基板上に駆動回路が形成された表示装置の狭額縁化を図ることを課題の一つとする。
本発明の一実施形態に係る表示装置は、第1のLEDおよび第2のLEDが実装された表示部と、第1のLEDと電気的に接続された第1の画素回路薄膜トランジスタおよび第2のLEDと電気的に接続された第2の画素回路薄膜トランジスタが設けられた画素回路部と、駆動回路に含まれる駆動回路薄膜トランジスタが設けられた駆動回路部と、表示部と駆動回路部との間に設けられ、固定電位が印加される遮蔽層と、を含み、第2のLEDは、遮蔽層を介して、駆動回路部と重畳する。
また、本発明の一実施形態に係る表示装置は、LEDが実装された表示部と、LEDを制御するラッチ回路が設けられた画素回路部と、表示部と画素回路部との間に設けられ、固定電位が印加される遮蔽層と、を含み、LEDは、遮蔽層を介して、ラッチ回路と重畳する。
以下、本発明に係る各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、各実施形態はあくまで一例にすぎず、当業者が、発明の主旨を保ちつつ適宜変更することによって容易に想到し得るものについても、当然に本発明の範囲に含有される。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。しかし、図示された形状は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。
本明細書において「αはA、BまたはCを含む」、「αはA,BおよびCのいずれかを含む」、「αはA,BおよびCからなる群から選択される一つを含む」、といった表現は、特に明示が無い限り、αがA~Cの複数の組み合わせを含む場合を排除しない。さらに、これらの表現は、αが他の要素を含む場合も排除しない。
本明細書において、説明の便宜上、「上」もしくは「上方」または「下」もしくは「下方」という語句を用いて説明するが、原則として、構造物が形成される基板を基準とし、基板から構造物に向かう方向を「上」または「上方」とする。逆に、構造物から基板に向かう方向を「下」または「下方」とする。したがって、基板上の構造物という表現において、構造物の基板側の面が下面となり、その反対側の面が上面となる。また、基板上の構造物という表現においては、基板と構造物との上下関係を説明しているに過ぎず、基板と構造物との間に他の部材が配置されていてもよい。さらに、「上」もしくは「上方」または「下」もしくは「下方」の語句は、複数の層が積層された構造における積層順を意味するものであり、平面視において重畳する位置関係になくてもよい。
本明細書において、「表示装置」とは、映像を表示する装置を幅広く含むものであり、表示パネルや表示モジュールだけでなく、他の光学部材(例えば、偏光部材またはタッチパネルなど)が取り付けられた装置も含むものとする。
<第1実施形態>
図1A~図6を参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置10について説明する。
図1A~図6を参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置10について説明する。
[1.表示装置10の構成の概要]
図1A~図1Dを参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置10の構成の概要について説明する。
図1A~図1Dを参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置10の構成の概要について説明する。
図1Aは、本発明の一実施形態に係る表示装置10の模式的な斜視図である。具体的には、図1Aは、表示装置10の構成を層として表したブロック図である。図1に示すように、表示装置10は、基板11、薄膜トランジスタ形成層12、配線形成層13、およびLED実装層14を含む。薄膜トランジスタ形成層12は基板11上に設けられ、画素回路または駆動回路に含まれる複数の薄膜トランジスタが形成されている。LED実装層14は薄膜トランジスタ形成層12上に設けられ、表示部に含まれる複数のLEDが実装されている。配線形成層13は、薄膜トランジスタ形成層12とLED実装層14との間に設けられ、薄膜トランジスタ形成層12の薄膜トランジスタとLED実装層14のLEDとを電気的に接続する配線層が形成されている。表示装置10では、薄膜トランジスタ形成層12に形成された薄膜トランジスタを用いて、LED実装層14に実装されたLEDを制御し、表示装置10の表示面に映像を表示することができる。表示装置10の表示面は、LED実装層14側に設けられていてもよく、基板11側に設けられていてもよい。表示装置10の表示面が基板11側に設けられる場合、LED実装層14に実装されたLEDからの発光は、基板11を通して外部に取り出される。
図1Bは、本発明の一実施形態に係る表示装置10の薄膜トランジスタ形成層12の模式的な平面図である。図1Bに示すように、薄膜トランジスタ形成層12は、画素回路部100、第1の駆動回路部110-1、第2の駆動回路部110-2、および端子部120を含む。画素回路部100は、薄膜トランジスタ形成層12の中央部に設けられている。第1の駆動回路部110-1は、画素回路部100と隣接し、薄膜トランジスタ形成層12の周辺部に設けられている。第2の駆動回路部110-2は、画素回路部100を間に挟み、第1の駆動回路部110-1が設けられた周辺部と反対側の周辺部に設けられている。すなわち、第1の駆動回路部110-1および第2の駆動回路部110-2の各々は、画素回路部100の外側に設けられている。端子部120は、第1の駆動回路部110-1および第2の駆動回路部110-2の各々が設けられた周辺部とは異なる周辺部に設けられている。換言すれば、画素回路部100は、第1の駆動回路部110-1、第2の駆動回路部110-2、および端子部120によって囲まれているということもできる。なお、以下では、第1の駆動回路部110-1と第2の駆動回路部110-2とを特に区別しない場合には、第1の駆動回路部110-1および第2の駆動回路部110-2の各々を駆動回路部110として記載する。
図1Bには2つの駆動回路部110を示したが、駆動回路部110の数は、特に限定されない。駆動回路部110の数は、1つであってもよく、3つ以上であってもよい。
画素回路部100、駆動回路部110、および端子部120の配置は、図1Bに示す構成に限られない。例えば、画素回路部100内に、駆動回路部110が設けられていてもよい。
図1Bでは、画素回路部100、駆動回路部110、および端子部120の形状が矩形であるが、画素回路部100、駆動回路部110、および端子部120の形状は矩形に限られない。画素回路部100、駆動回路部110、および端子部120の形状には直線部だけでなく、屈曲部が含まれていてもよい。例えば、画素回路部100、駆動回路部110、および端子部120の形状は、略円形または略楕円形であってもよい。
画素回路部100には、サブ画素回路に含まれる画素回路薄膜トランジスタ200が形成されている。一方、駆動回路部110には、サブ画素回路を駆動するための駆動回路、例えば、走査駆動回路に含まれる駆動回路薄膜トランジスタ300が形成されている。画素回路薄膜トランジスタ200および駆動回路薄膜トランジスタ300の構成の詳細は、後述する。端子部120には、駆動回路と電気的に接続され接続端子が形成されている。接続端子は、フレキシブルプリント回路基板(FPC)などを介して外部装置と接続することができる。そのため、外部装置からの制御信号は、接続端子を介して駆動回路に入力される。
図1Cは、本発明の一実施形態に係る表示装置10のLED実装層14の模式的な平面図である。図1Cに示すように、第1のLED400-1、第2のLED400-2、および第3のLED400-3が実装されている。例えば、第1のLED400-1、第2のLED400-2、および第3のLED400-3は、それぞれ、赤色LED、緑色LED、および青色LEDとすることができる。この場合、第1のLED400-1、第2のLED400-2、および第3のLED400-3の各々を制御することにより、白色光を含む様々な色の発光が可能である。換言すれば、1つの第1のLED400-1、1つの第2のLED400-2、および1つの第3のLED400-3を1つのユニットとし、ユニットごとに、様々な色の発光が可能である。以下では、第1のLED400-1、第2のLED400-2、および第3のLED400-3の構成を画素500として記載する。また、第1のLED400-1、第2のLED400-2、および第3のLED400-3を特に区別しない場合には、第1のLED400-1、第2のLED400-2、および第3のLED400-3の各々をLED400として記載する。さらに、画素500内のLED400をサブ画素として記載する場合がある。
図1Cでは、複数の画素500がマトリクス状に配置されているが、画素500の配置は、これに限られない。画素500は、基板11の形状または表示装置10が適用される製品の仕様などを考慮して配置されていてもよい。
図1Cに示す画素500内では、第1のLED400-1と第3のLED400-3とが同じ方向に隣接して配置されている。一方、第2のLED400-2は、第1のLED400-1および第3のLED400-3とは垂直な方向に隣接して配置されている。しかしながら、画素500内におけるLED400の配置は、これに限られない。例えば、画素500内に、3つのLED400が同じ方向に配置されていてもよい。
画素500内のLED400の数は、3つに限られない。LED400の数は、4つ以上であってもよい。例えば、画素500は、赤色LED、緑色LED、および青色LEDのほかに、黄色LED、橙色LED、白色LED、紫外LED、または赤外LEDなどを含んでいてもよい。
図1Dは、本発明の一実施形態に係る表示装置10の模式的な平面図である。具体的には、図1Dは、薄膜トランジスタ形成層12、配線形成層13、およびLED実装層14に含まれる構成の位置関係を、表示装置10の平面視により説明する図である。図1Dに示すように、表示装置10は、表示面に対応する表示部150を含む。表示部150では、LED実装層14に配置された複数の画素500を用いて、フルカラーの映像を表示することができる。換言すれば、表示部150は、LED実装層14において、LED400が実装された部分ということもできる。表示部150は、画素回路部100だけでなく、駆動回路部110の少なくとも一部と重畳している。平面視において、表示部150の面積は、画素回路部100の面積よりも大きくてもよい。詳細は後述するが、表示装置10では、駆動回路部110内の駆動回路薄膜トランジスタ300と重畳してLED400が設けられている。そのため、表示装置10では、駆動回路部110の面積または配置などに制限されることなく、表示部150を設けることができる。したがって、表示装置10は、表示部150(表示面)を囲む枠が小さく、いわゆる狭額縁の表示装置となる。
また、表示装置10では、表示部150を囲むように共通電位配線160が設けられている。共通電位配線160は、端子部120と電気的に接続し、一定の電位が供給されている。また、共通電位配線160は、画素500内のLED400とも電気的に接続し、LED400に一定の電位を供給することができる。換言すれば、共通電位配線160は、LEDを駆動するための電源配線(カソード配線またはアノード配線)ということもできる。共通電位配線160は、配線形成層13に設けられていてもよい。
[2.サブ画素の画素回路]
図2を参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置10のサブ画素のサブ画素回路の構成について説明する。
図2を参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置10のサブ画素のサブ画素回路の構成について説明する。
図2は、本発明の一実施形態に係る表示装置10のサブ画素のサブ画素回路を示す回路図である。図2に示すように、サブ画素回路は、5つの画素回路薄膜トランジスタ200、第1の容量210-1、第2の容量210-2、低電位電源配線241、高電位電源配線242、走査配線243、データ信号配線244、発光制御走査配線245、初期化走査配線246、初期化配線247、リセット走査配線248、リセット配線249、およびLED400を含む。以下では、便宜上、5つの画素回路薄膜トランジスタ200を薄膜トランジスタが動作する機能によって分類し、発光制御薄膜トランジスタ201、選択薄膜トランジスタ202、初期化薄膜トランジスタ203、リセット薄膜トランジスタ204、および駆動薄膜トランジスタ205として説明する。
LED400のカソードは、低電位電源配線241と電気的に接続され、LED400のアノードは、駆動薄膜トランジスタ205のソースおよびドレインの一方と電気的に接続されている。表示装置10では、LED400のアノードが高電位電源配線242と電気的に接続され、LED400のカソードが駆動薄膜トランジスタ205のソースおよびドレインの一方と電気的に接続される構成も可能である。しかしながら、以下では、便宜上、LED400のカソードと低電位電源配線241とが電気的に接続される構成について説明する。
発光制御薄膜トランジスタ201は、発光制御走査配線245によって制御され、駆動薄膜トランジスタ205を介してLED400へ電流を流すか否かを決定する。
選択薄膜トランジスタ202は、走査配線243よって制御され、データ信号配線244で供給される電圧を駆動薄膜トランジスタ205のゲートに印加する。これにより、駆動薄膜トランジスタ205のゲートは、所定の電位に固定される。
初期化薄膜トランジスタ203は、初期化走査配線246によって制御され、初期化配線247で供給される電圧を駆動薄膜トランジスタ205のゲートに印加する。これにより、駆動薄膜トランジスタ205のゲートは、所定の電位に固定される。
リセット薄膜トランジスタ204は、リセット走査配線248によって制御され、リセット配線249で供給される逆バイアス電圧をLED400に印加する。
駆動薄膜トランジスタ205は、上述したように、選択薄膜トランジスタ202または初期化薄膜トランジスタ203の動作に基づいてゲートの電位が固定され、駆動薄膜トランジスタ205のゲートの電位に相当する電流が、高電位電源配線242からLED400に供給される。
サブ画素駆動回路は、図2に示す構成に限られない。例えば、サブ画素駆動回路は、2つの薄膜トランジスタおよび1つの容量で構成される回路であってもよい。
[3.画素回路薄膜トランジスタ200]
図3を参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置10のサブ画素回路に含まれる画素回路薄膜トランジスタ200の構成について説明する。
図3を参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置10のサブ画素回路に含まれる画素回路薄膜トランジスタ200の構成について説明する。
図3は、本発明の一実施形態に係る表示装置10のサブ画素回路に含まれる画素回路薄膜トランジスタ200の模式的な断面図である。図3に示すように、画素回路薄膜トランジスタ200は、半導体層200a、ゲート絶縁層200b、ゲート電極層200c、層間絶縁層200d、ソース電極層200e、およびドレイン電極層200fを含む。ゲート絶縁層200bは、半導体層200aを覆うように設けられている。層間絶縁層200dは、ゲート電極層200cを覆うように設けられている。ゲート絶縁層200bおよび層間絶縁層200dには、ソース電極層200eおよびドレイン電極層200fの各々と重畳する開口部が設けられている。ソース電極層200eおよびドレイン電極層200fの各々は、開口部を介して半導体層200aと電気的に接続されている。
図3に示す画素回路薄膜トランジスタ200は、いわゆるトップゲート型薄膜トランジスタであるが、画素回路薄膜トランジスタ200の構成は、これに限られない。画素回路薄膜トランジスタ200は、ゲート電極層が半導体層の下方に設けられたボトムゲート型薄膜トランジスタであってもよく、半導体層が2つのゲート電極層で挟まれたデュアルゲート型薄膜トランジスタであってもよい。
半導体層200aは、の材料として、チャネル領域を形成することができる半導体材料を用いることができる。半導体材料として、例えば、シリコン、酸化インジウムガリウム亜鉛(IGZO)または酸化亜鉛(ZnO)などの酸化物半導体、またはヒ化ガリウム(GaAs)もしくは窒化ガリウム(GaN)などの化合物半導体を用いることができる。半導体材料がシリコンの場合、アモルファスシリコン、ポリシリコン、または単結晶シリコンのいずれであってもよい。半導体層200aは、チャネル領域だけでなく、ソース領域またはドレイン領域(高濃度不純物領域)を含んでいてもよい。さらに、チャネル領域とソース領域との間、またはチャネル領域とドレイン領域との間に、低濃度不純物領域を含んでいてもよい。
ゲート絶縁層200bの材料として、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、または窒化アルミニウムなどを用いることができる。また、ゲート絶縁層200bは、単層であってもよく、積層であってもよい。
ゲート電極層200cの材料として、例えば、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、銅(Cu)、もしくはタングステン(W)などの金属、またはこれらの合金を用いることができる。また、ゲート電極層200cは、単層であってもよく、積層であってもよい。
層間絶縁層200dの材料として、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、または窒化アルミニウムなどを用いることができる。また、層間絶縁層200dは、単層であってもよく、積層であってもよい。
ソース電極層200eおよびドレイン電極層200fの各々の材料として、例えば、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、銅(Cu)、もしくはタングステン(W)などの金属、またはこれらの合金を用いることができる。また、ソース電極層200eおよびドレイン電極層200fの各々は、単層であってもよく、積層であってもよい。なお、本明細書において、ソース電極層200eおよびドレイン電極層200fと記載されている場合であっても、ソース電極層200eの機能とドレイン電極層200fの機能とが入れ替わる場合がある。
画素回路薄膜トランジスタ200は、nチャネル型薄膜トランジスタであってもよく、pチャネル型薄膜トランジスタであってもよい。サブ画素回路に含まれる複数の画素回路薄膜トランジスタ200は、チャネルの極性が異なっていてもよく、チャネル長またはチャネル幅が異なっていてもよい。
駆動回路薄膜トランジスタ300の構成は、画素回路薄膜トランジスタ200の構成と同様であるため、説明を省略する。なお、画素回路薄膜トランジスタ200と駆動回路薄膜トランジスタ300とは、チャネルの極性、チャネル長またはチャネル幅が異なっていてもよい。
[4.LED400の構成]
図4を参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置10のLED実装層14に実装されるLED400の構成について説明する。表示装置10は、いわゆる横型LED構造(水平電極構造)を有するLED400を含む。
図4を参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置10のLED実装層14に実装されるLED400の構成について説明する。表示装置10は、いわゆる横型LED構造(水平電極構造)を有するLED400を含む。
図4は、本発明の一実施形態に係る表示装置10のLED実装層14に実装されるLED400の模式的な断面図である。図4に示すように、LED400は、基板400a、n型半導体層400b、発光層400c、p型半導体層400d、p型電極層400e、n型電極層400f、陽極バンプ400g、および陰極バンプ400hを含む。
上述のように、横型LED構造は、2つの電極層が発光層の一方の面側に設けられたLEDの構造である。
基板400aは、基板400a上に設けられる各層を支持することができる。また、基板400aは、n型半導体層400b、発光層400c、およびp型半導体層400dが結晶成長することができる基板であることが好ましい。基板400aとして、例えば、サファイア基板、炭化ケイ素基板、または窒化ガリウム基板などを用いることができる。
LED400が赤色LEDである場合、発光層400cを構成する材料は、例えば、アルミニウム、ガリウム、インジウム、およびリンを含む。アルミニウム、ガリウム、およびインジウムの組成比は、典型的には、アルミニウム:ガリウム:インジウム=0.225:0.275:0.5であるが、これに限られない。また、この場合におけるn型半導体層400bおよびp型半導体層400dの各々の材料はリン化アルミニウムインジウムである。あるいは、発光層400cを構成する材料は、例えば、インジウム、ガリウム、および窒素を含む。インジウムおよびガリウムの組成比は、典型的には、インジウム:ガリウム=0.45:0.55であるが、これに限られない。
LED400が緑色LEDである場合、発光層400cを構成する材料は、例えば、インジウム、ガリウム、および窒素を含む。インジウムとガリウムの組成比は、典型的には、インジウム:ガリウム=0.30:0.70であるが、これに限られない。また、この場合におけるn型半導体層400bおよびp型半導体層400dの各々の材料は窒化ガリウムである。
LED400が青色LEDである場合、発光層400cを構成する材料は、例えば、インジウム、ガリウム、および窒素を含む。インジウムとガリウムの組成比は、典型的には、インジウム:ガリウム=0.15:0.85であるが、これに限られない。また、この場合におけるn型半導体層400bおよびp型半導体層400dの各々の材料は窒化ガリウムである。
赤色LED、緑色LED、および青色LEDの極大発光波長は、典型的には、それぞれ645nm、530nm、および450nmである。
p型電極層400eおよびn型電極層400fは、LED400が赤色LED、緑色LED、および青色LEDのいずれの場合であっても、アルミニウムを用いることができるが、これに限られない。
陽極バンプ400gおよび陰極バンプ400hは、配線形成層13に形成された電極パッドと電気的に接続する電極であるとともに、LED400の高さ(LED400が実装された場合における電極パッドの表面からLED400の上面までの距離)を調整することができる。陽極バンプ400gおよび陰極バンプ400hは、めっき、スパッタ、蒸着、または印刷などによって形成することができる。めっきを用いて陽極バンプ400gおよび陰極バンプ400hを形成する場合、陽極バンプ400gおよび陰極バンプ400hの材料として、例えば、金を用いることができるが、これに限られない。
LED400は、例えば、次のように作製することができる。基板400a上に、n型半導体層400b、発光層400c、およびp型半導体層400dを結晶成長させ、所定の領域が露出されるようにエッチングされる。その後、p型電極層400eおよびn型電極層400fを形成する。最後に、ダイシングを行い、個々のLED400に分離する。
LED400は、図4に示す構成に限られない。LED400は、例えば、p型電極層400eおよびn型電極層400fを設けることなく、p型半導体層400dおよびn型半導体層400bのそれぞれの上に、陽極バンプ400gおよび陰極バンプ400hを設けてもよい。
LED400の発光は、発光層400cから基板400aへの方向に出射することができる。すなわち、LED400の発光は、基板400aを通って出射される。また、、LED400の発光は、発光層400cからp型半導体層400dおよびn型半導体層400bへの方向に出射されてもよい。さらに、LED400の発光は、両方向から出射されてもよい。この場合、表示装置10は、両面発光が可能な透明表示装置となる。
なお、表示装置10に実装されるLED400の大きさは特に限定されない。LED400として、例えば、ミニLEDまたはマイクロLEDを用いることができる。
[5.表示装置10の断面構造]
図5を参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置10の断面構造の詳細について説明する。
図5を参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置10の断面構造の詳細について説明する。
図5は、本発明の一実施形態に係る表示装置10の概略的な部分断面図である。具体的には、図5は、図1Dに示すA-A’線に沿って切断した表示装置10の部分断面図である。
図5に示すように、表示装置10では、第1の画素回路薄膜トランジスタ200-1、第2の画素回路薄膜トランジスタ200-2、駆動回路薄膜トランジスタ300、第1のLED400-1、および第2のLED400-2を含む。第1の画素回路薄膜トランジスタ200-1、第2の画素回路薄膜トランジスタ200-2、および駆動回路薄膜トランジスタ300は、基板11上に設けられている。また、第1のLED400-1および第2のLED400-2は、第1の画素回路薄膜トランジスタ200-1、第2の画素回路薄膜トランジスタ200-2、および駆動回路薄膜トランジスタ300の上に設けられている。第1のLED400-1は、第1の画素回路薄膜トランジスタ200-1と電気的に接続され、第2のLED400-2は、第2の画素回路薄膜トランジスタ200-2と電気的に接続されている。
基板11は、基板11上に設けられる各層を支持することができる。基板11は、LED400からの発光を透過することができる基板であってもよい。基板11として、例えば、ガラス基板、石英基板、またはサファイア基板などの透光性を有する剛性基板を用いることができる。基板11として、シリコン基板などの透光性を有しない剛性基板を用いることもできる。また、基板11として、ポリイミド樹脂基板、アクリル樹脂基板、シロキサン樹脂基板、またはフッ素樹脂基板などの透光性を有する可撓性基板を用いることができる。基板11の耐熱性を向上させるために、上記の樹脂基板に不純物を導入してもよい。なお、上述した剛性基板または可撓性基板の上に酸化シリコン膜や窒化シリコン膜が成膜された基板を、基板11として用いることもできる。
表示装置10では、画素回路薄膜トランジスタ200および駆動回路薄膜トランジスタ300の各々の下方に、チャネル領域と重畳する遮光層620が設けられていてもよい。例えば、基板11上に遮光層620が設けられ、遮光層620を絶縁層622が覆っていてもよい。遮光層620は、LED400からの発光または外光を遮光し、画素回路薄膜トランジスタ200および駆動回路薄膜トランジスタ300の光劣化を抑制することができる。
遮光層620は、LED400からの発光または外光を反射または吸収することができる。遮光層620の材料としては、例えば、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、もしくはタングステン(W)、またはこれらの合金もしくは化合物などを用いることができる。また、遮光層620の材料として、例えば、ブラックマトリクスを用いることもできる。さらに、遮光層620は、単層構造だけでなく、積層構造とすることもできる。例えば、遮光層620は、赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ、および青色カラーフィルタの積層構造であってもよい。
以下、画素回路薄膜トランジスタ200および駆動回路薄膜トランジスタ300を含む薄膜トランジスタ形成層12とLED400が実装されるLED実装層14との間に設けられる配線形成層13の構成について説明する。
配線形成層13では、画素回路薄膜トランジスタ200のソース電極層200eまたはドレイン電極層200f(図3参照)と同一層に(または、ソース電極層200eまたはドレイン電極層200fと同一の材料を用いて)、第1の導電層629が設けられている。第1の導電層629は、低電位電源配線241に対応する配線層であってもよい。駆動回路薄膜トランジスタ300に隣接して設けられる第1の導電層629は、共通電位配線160に対応する配線層であってもよい。すなわち、共通電位配線160に対応する第1の導電層629は、表示部150を囲むように設けられている。
第1の無機絶縁層630は、第1の導電層629、ソース電極層200e、およびドレイン電極層200fの上に設けられている。第1の無機絶縁層630には、必要に応じて、第1の導電層629、または画素回路薄膜トランジスタ200のソース電極層200eもしくはドレイン電極層200fの一部が露出するように、開口部が設けられていてもよい。
第1の平坦化層631は、第1の無機絶縁層630の上に設けられている。第1の平坦化層631には、必要に応じて、第1の導電層629、または画素回路薄膜トランジスタ200のソース電極層200eもしくはドレイン電極層200fの一部が露出するように、開口部が設けられていてもよい。
第2の導電層632は、第1の平坦化層631の上に設けられている。第2の導電層632は、エッチングされ、複数の分離された領域が形成されていてもよい。第2の導電層632は、第1の無機絶縁層630および第1の平坦化層631の各々に設けられた開口部を介して、第1の導電層629、または画素回路薄膜トランジスタ200のソース電極層200eもしくはドレイン電極層200fと電気的に接続されている。第2の導電層632は、高電位電源配線242に対応する配線層であってもよい。
第2の無機絶縁層633は、第2の導電層632の上に設けられている。第2の無機絶縁層633には、必要に応じて、第1の導電層629または第2の導電層632の一部が露出するように、開口部が設けられていてもよい。
第3の導電層634は、第2の無機絶縁層633の上に設けられている。第3の導電層634は、エッチングされ、複数の分離された領域が形成されていてもよい。第3の導電層634は、第2の無機絶縁層633に設けられた開口部を介して、第2の導電層632と電気的に接続されている。すなわち、第1の平坦化層631に設けられた開口部において、第1の導電層629、第2の導電層632、および第3の導電層634が電気的に接続された第1のカソードコンタクト650-1および第2のカソードコンタクト650-2が形成されている。また、第1の平坦化層631に設けられた別の開口部において、駆動回路薄膜トランジスタ300に隣接して設けられる第1の導電層629に、第2の導電層632を介することなく、第3の導電層634が電気的に接続されたカソードコンタクト651が形成されている。なお、カソードコンタクト651は、第1のカソードコンタクト650-1および第2のカソードコンタクト650-2と同様の構造を有していてもよい。
第2の平坦化層635は、第3の導電層634の上に設けられている。第2の平坦化層635は、必要に応じて、第2の導電層632または第3の導電層634の一部が露出するように、開口部が設けられていてもよい。
第1のアノードパッド636-1、第1のカソードパッド637-1、第2のアノードパッド636-2、および第2のカソードパッド637-2は、第2の平坦化層635の上に設けられている。第1のアノードパッド636-1および第2のアノードパッド636-2の各々は、第2の平坦化層635に設けられた開口部を介して、第2の導電層632と電気的に接続されている。一方、第1のカソードパッド637-1および第2のカソードパッド637-2は、第2の平坦化層635に設けられた開口部を介して、第3の導電層634と電気的に接続されている。第1のアノードパッド636-1および第2のアノードパッド636-2と電気的に接続される第2の導電層632は、画素回路薄膜トランジスタ200のソース電極層200eおよびドレイン電極層200fの一方に電気的に接続されている。画素回路薄膜トランジスタ200のソース電極層200eおよびドレイン電極層200fの他方は、高電位電源配線242に対応する配線層と電気的に接続されているため(図示せず)、第1のアノードパッド636-1および第2のアノードパッド636-2には高電位が印加される。一方、第1のカソードパッド637-1および第2のカソードパッド637-2と電気的に接続される第3の導電層634は、低電位電源配線241に対応する配線層であるため、第1のカソードパッド637-1および第2のカソードパッド637-2には低電位が印加される。
第1の無機絶縁層630および第2の無機絶縁層633の各々は、無機絶縁性材料を用いることができる。無機絶縁性材料としては、例えば、酸化シリコン(SiOx)、酸化窒化シリコン(SiOxNy)、窒化シリコン(SiNx)、窒化酸化シリコン(SiNxOy)、酸化アルミニウム(AlOx)、酸化窒化アルミニウム(AlOxNy)、窒化酸化アルミニウム(AlNxOy)、または窒化アルミニウム(AlNx)などを用いることができる。また、第1の無機絶縁層630および第2の無機絶縁層633の各々は、上述した無機絶縁性材料が積層されていてもよい。ここで、SiOxNyおよびAlOxNyは、酸素(O)よりも少ない量の窒素(N)を含有するシリコン化合物およびアルミニウム化合物である。一方、SiNxOyおよびAlNxOyは、窒素よりも少ない量の酸素を含有するシリコン化合物およびアルミニウム化合物である。
第1の導電層629、第2の導電層632、および第3の導電層634の各々は、金属材料を用いることができる。金属材料としては、例えば、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、モリブデン(Mo)、ハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、もしくはビスマス(Bi)、またはこれらの合金もしくは化合物を用いることができる。また、第1の導電層629、第2の導電層632、および第3の導電層634の各々は、上述した金属材料が積層されていてもよい。さらに、第1の導電層629、第2の導電層632、および第3の導電層634の各々は、インジウム・スズ酸化物(ITO)またはインジウム・亜鉛酸化物(IZO)などの透明導電材料を用いることもできる。
第1の平坦化層631および第2の平坦化層635の各々は、有機絶縁性材料を用いることができる。有機絶縁性材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、またはシロキサン樹脂などを用いることができる。また、第1の平坦化層631および第2の平坦化層635の各々は、上述した有機絶縁性材料が積層されていてもよく、有機絶縁性材料と無機絶縁性材料とが積層されていてもよい。
続いて、LED実装層14の構成について説明する。
LED実装層14において、第1のLED400-1は、接合層640を介して、第1のアノードパッド636-1および第1のカソードパッド637-1と電気的に接続されている。また、第2のLED400-2は、接合層640を介して、第2のアノードパッド636-2および第2のカソードパッド637-2と電気的に接続されている。第1のLED400-1および第2のLED400-2は、保護層642に覆われていてもよい。保護層642は、第1のLED400-1および第2のLED400-2の各々の上面を覆っていてもよく、第1のLED400-1および第2のLED400-2の各々の上面が露出されるように側面の一部を覆っていてもよい。
なお、本明細書において、第1のアノードパッド636-1、第1のカソードパッド637-1、第2のアノードパッド636-2、および第2のカソードパッド637-2を特に区別しない場合には、第1のアノードパッド636-1、第1のカソードパッド637-1、第2のアノードパッド636-2、および第2のカソードパッド637-2の各々を電極パッドとして記載する。
電極パッドの材料として、例えば、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、もしくはタングステン(W)、またはこれらの合金もしくは化合物などの金属材料を用いることができる。また、電極パッドの材料として、例えば、インジウム・スズ酸化物(ITO)またはインジウム・亜鉛酸化物(IZO)などの透明導電材料を用いることができる。
電極パッドは、上述した金属材料と透明導電材料とが積層されていてもよい。電極パッドが積層構造を有する場合、金属材料の上に透明導電材料が積層されることが好ましい。金属材料の表面を透明導電材料で覆うことによって、金属材料の表面を保護することができる。
接合層640として、例えば、銀ペーストまたはハンダを用いることができる。また、接合層640として、異方性導電膜(ACF)を用いることもできる。さらに、図5に示すLED400は、電極パッドの上に、いわゆるフリップチップボンディングされているが、LED400の実装はこれらに限られない。LED400は、ワイヤーボンディングを用いて基板11上に実装されていてもよい。
第1の画素回路薄膜トランジスタ200-1および第2の画素回路薄膜トランジスタ200-2は、画素回路部100内に設けられ、駆動回路薄膜トランジスタ300は、駆動回路部110内に設けられている。一方、第1の画素回路薄膜トランジスタ200-1と電気的に接続される第1のLED400-1および第2の画素回路薄膜トランジスタ200-2と電気的に接続される第2のLED400-2は、表示部内150に設けられている。すなわち、表示部150は、画素回路部100だけでなく、駆動回路部110とも重畳している。駆動回路部110と重畳して設けられた第2のLED400-2を制御する第2の画素回路薄膜トランジスタ200-2は、画素回路部100内に設けられている。また、第2のLED400-2と電気的に接続される第2のカソードコンタクト650-2またはカソードコンタクト651は、駆動回路部110の外側に設けられている。
表示装置10では、駆動回路が形成された駆動回路部110と重畳して第2のLED400-2が設けられているため、表示部150が、駆動回路部110によって制限されない。そのため、表示装置10は、狭額縁の表示装置となる。
図6を参照して、さらに、本発明の一実施形態に係る表示装置10の断面構造の詳細について説明する。
図6は、本発明の一実施形態に係る表示装置10の模式的な断面図である。具体的には、図6は、表示装置10の薄膜トランジスタ形成層12、配線形成層13およびLED実装層14をの位置関係を断面的に表したブロック図である。図6に示すように、薄膜トランジスタ形成層12の画素回路部100内には画素回路薄膜トランジスタ200が設けられ、薄膜トランジスタ形成層12の駆動回路部110内には駆動回路薄膜トランジスタ300が設けられている。また、LED実装層14の表示部150内には複数のLED400が実装されている。ここで、複数のLED400は、ピッチP1で配置されている。また、配線形成層13内の点線は電気的接続を表し、LED400は、点線で結ばれた画素回路薄膜トランジスタ200によって制御される。
駆動回路部110と重畳して設けられたLED400を制御する画素回路薄膜トランジスタ200は、画素回路部100内に設けられている。そのため、画素回路部100において、駆動回路部110近傍の領域における画素回路薄膜トランジスタ200の集積密度は、駆動回路部110から離れた領域における画素回路薄膜トランジスタ200の集積密度よりも大きくなる。例えば、駆動回路部110近傍の領域における画素回路薄膜トランジスタ200のピッチP2は、駆動回路部110から離れた領域における画素回路薄膜トランジスタ200のピッチP1よりも小さい。
画素回路薄膜トランジスタ200のピッチは、これに限られない。例えば、画素回路薄膜トランジスタ200のピッチは、駆動回路部110から離れるにつれて大きくすることもできる。
図5に戻り、表示装置10について説明する。表示装置10では、駆動回路薄膜トランジスタ300を含む駆動回路と第2のLED400-2との間の領域660に、共通電位配線160に電気的に接続された第3の導電層634が設けられている。領域660における第3の導電層634の電位は共通電位配線160の電位に固定されているため、第3の導電層634は、駆動回路からのノイズを遮蔽する遮蔽層として機能することができる。すなわち、表示装置10では、駆動回路と重畳して第2のLED400-2が設けられているが、駆動回路と第2のLED400-2との間に設けられた第3の導電層634(遮蔽層)によって駆動回路からのノイズが遮蔽される。そのため、第2のLED400-2が駆動回路と重畳していても、駆動回路からのノイズの影響が低減されるため、第2のLED400-2の動作が安定する。
領域660においては、第3の導電層634だけでなく、第2の導電層632が設けられていてもよい。領域660における第2の導電層632は、第2のカソードコンタクト650-2を介して、第3の導電層634と電気的に接続している。そのため、領域660における第2の導電層632の電位は共通電位配線160の電位に固定され、第2の導電層632も、駆動回路からのノイズを遮蔽する遮蔽層として機能することができる。図5では、領域660における第2の導電層632と第3の導電層634とが第2のカソードコンタクト650-2を介して電気的に接続されているが、共通電位配線160に対応する第1の導電層629上で、第2の導電層632と第3の導電層634とが電気的に接続されていてもよい。この場合、第2のカソードコンタクト650-2を設けなくてもよい。
以上、本実施形態に係る表示装置10では、駆動回路が形成された駆動回路部110と第2のLED400-2が実装された表示部150とが重畳して設けられているため、表示部150が駆動回路部110によって制限されない。そのため、表示装置10は、狭額縁の表示装置となる。また、表示装置10では、駆動回路と第2のLED400-2との間に、固定電位が印加された第3の導電層634(遮蔽層)が設けられているため、駆動回路からのノイズが第3の導電層634によって遮蔽される。そのため、駆動回路部110と重畳するように実装された第2のLED400-2であっても、駆動回路からのノイズの影響が低減され、第2のLED400-2の動作が安定する。
<変形例1>
図7Aおよび図7Bを参照して、表示装置10の一変形例である表示装置10Aについて説明する。以下では、表示装置10Aの構成の説明において、表示装置10と同様の構成については説明を省略し、主に、表示装置10と異なる構成について説明する。
図7Aおよび図7Bを参照して、表示装置10の一変形例である表示装置10Aについて説明する。以下では、表示装置10Aの構成の説明において、表示装置10と同様の構成については説明を省略し、主に、表示装置10と異なる構成について説明する。
図7Aは、本発明の一実施形態に係る表示装置10AのLED実装層14Aの模式的な平面図である。図7Aに示すように、LED実装層14Aには、画素500Aとして、第1のLED400-1、第2のLED400-2、および第3のLED400-3が実装されている。第1のLED400-1、第2のLED400-2、および第3のLED400-3の各々は、同じ方向に配置されている。換言すれば、第1のLED400-1、第2のLED400-2、および第3のLED400-3は、ストライプ状に配置されているということもできる。
図7Bは、本発明の一実施形態に係る表示装置10Aの画素500Aの電極パッドの配置を表す模式的な平面図である。図7Bに示すように、画素500Aでは、第1のLED400-1が接続される第1のアノードパッド636A-1、第2のLED400-2が接続される第2のアノードパッド636A-2、第3のLED400-3が接続される第3のアノードパッド636A-3、ならびに第1のLED400-1、第2のLED400-2、および第3のLED400-3が接続される共通カソードパッド637Aが設けられている。すなわち、共通カソードパッド637は、サブ画素ごとではなく、画素500Aごとに設けられている。
なお、図7Bでは、第1のアノードパッド636A-1、第2のアノードパッド636A-2、および第3のアノードパッド636A-3が一直線上に配置されている。しかしながら、第1のアノードパッド636A-1、第2のアノードパッド636A-2、および第3のアノードパッド636A-3の配置はこれに限られない。例えば、第1のLED400-1、第2のLED400-2、および第3のLED400-3の各々の大きさを考慮し、第1のアノードパッド636A-1、第2のアノードパッド636A-2、および第3のアノードパッド636A-3の各々と共通カソードパッド637Aとの間の距離が異なるように、第1のアノードパッド636A-1、第2のアノードパッド636A-2、および第3のアノードパッド636A-3が配置されていてもよい。
以上、本変形例に係る表示装置10Aでは、表示装置10と同様に、固定電位が印加された遮蔽層によって駆動回路からのノイズが遮蔽され、駆動回路と重畳するように実装されたLED400の動作が安定する。また、表示装置10Aでは、画素500Aごとに共通カソードパッド637Aが設けられているため、配線または開口部の数を減らすことができ、共通カソードパッド637Aに電気的に接続される配線層の構成を単純化することができる。
<変形例2>
図8を参照して、表示装置10の一変形例である表示装置10Bについて説明する。以下では、表示装置10Bの構成の説明において、表示装置10と同様の構成については説明を省略し、主に、表示装置10とは異なる構成について説明する。
図8を参照して、表示装置10の一変形例である表示装置10Bについて説明する。以下では、表示装置10Bの構成の説明において、表示装置10と同様の構成については説明を省略し、主に、表示装置10とは異なる構成について説明する。
図8は、本発明の一実施形態に係る表示装置10Bの模式的な平面図である。具体的には、図8は、薄膜トランジスタ形成層12、配線形成層13、およびLED実装層14に含まれる構成の位置関係を、表示装置10Bの平面視により説明する図である。図8に示すように、表示装置10Bは、表示面に対応する表示部150Bを含む。表示部150Bは、第1の駆動回路部110B-1、第2の駆動回路部110B-2、第3の駆動回路部110B-3、第4の駆動回路部110B-4、および第5の駆動回路部110B-5と重畳している。また、第1の駆動回路部110B-1、第2の駆動回路部110B-2、第3の駆動回路部110B-3、第4の駆動回路部110B-4、および第5の駆動回路部110B-5の各々は、画素回路部によって囲まれている。なお、以下では、第1の駆動回路部110B-1、第2の駆動回路部110B-2、第3の駆動回路部110B-3、第4の駆動回路部110B-4、および第5の駆動回路部110B-5を特に区別しない場合には、第1の駆動回路部110B-1、第2の駆動回路部110B-2、第3の駆動回路部110B-3、第4の駆動回路部110B-4、および第5の駆動回路部110B-5の各々を駆動回路部110Bとして記載する。
平面視において、駆動回路部110Bの形状は、略矩形であってもよく、略円形または略楕円形であってもよい。また、複数の駆動回路部110Bの面積は、同じであってもよく、異なっていてもよい。すなわち、表示装置10Bでは、表示部150Bと重畳する駆動回路部110Bを自由に配置することができる。表示部150BのLED400が駆動回路部110Bと重畳して設けられていても、駆動回路部110Bに形成された駆動回路とLED400との間に遮蔽層が設けられているため、駆動回路からのノイズの影響をほとんど受けることなく、LED400の動作が安定する。
以上、本変形例に係る表示装置10Bでは、表示装置10と同様に、固定電位が印加された遮蔽層によって駆動回路からのノイズが遮光され、駆動回路と重畳するように実装されたLED400の動作が安定する。また、表示装置10Bでは、表示部150Bに制限されることなく、表示装置10Bが適用される製品の仕様を考慮して、駆動回路部110Bの面積または配置などを決定することができる。
<第2実施形態>
図9および図10を参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置20について説明する。表示装置20は、いわゆる縦型LED構造(垂直電極構造)を有するLED400Aを含む。
図9および図10を参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置20について説明する。表示装置20は、いわゆる縦型LED構造(垂直電極構造)を有するLED400Aを含む。
[1.LED400A]
図9を参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置20のLED実装層14に実装されるLED400Aの構成について説明する。
図9を参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置20のLED実装層14に実装されるLED400Aの構成について説明する。
図9は、本発明の一実施形態に係る表示装置20のLED実装層14に実装されるLED400Aの模式的な断面図である。図9に示すように、LED400Aは、n型半導体層400b、発光層400c、およびp型半導体層400dを含む。LED400Aのn型半導体層400b、発光層400c、およびp型半導体層400dの各々は、LED400のそれらと同様であるため、ここでは説明を省略する。なお、n型半導体層400bと接してn型電極層400fを設けてもよく、p型半導体層400dと接してp型電極層400eを設けてもよい。
上述のように、縦型LED構造は、2つの半導体層または2つの電極層が発光層を間に挟んで設けられたLEDの構造である。
LED400Aの発光は、発光層400cからn型半導体層400bへの方向および発光層400cからp型半導体層400dへの方向のいずれの方向にも出射することができる。
[2.表示装置20の断面構造]
図10を参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置20の断面構造の詳細について説明する。以下では、表示装置20の構成の説明において、表示装置10と同様の構成については説明を省略し、主に、表示装置10と異なる構成について説明する。
図10を参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置20の断面構造の詳細について説明する。以下では、表示装置20の構成の説明において、表示装置10と同様の構成については説明を省略し、主に、表示装置10と異なる構成について説明する。
図10は、本発明の一実施形態に係る表示装置20の概略的な部分断面図である。具体的には、図10は、図1Dに示すA-A’線に沿って切断した表示装置10に対応する表示装置20の部分断面図である。
図10に示すように、表示装置20では、第1の画素回路薄膜トランジスタ200-1、第2の画素回路薄膜トランジスタ200-2、駆動回路薄膜トランジスタ300、第1のLED400A-1、および第2のLED400A-2を含む。第1のLED400A-1および第2のLED400A-2は、それぞれ、第1の画素回路薄膜トランジスタ200-1および第2の画素回路薄膜トランジスタ200-2と電気的に接続されている。
LED実装層14において、第1のLED400A-1は、接合層640を介して、第1のカソードパッド637-1と電気的に接続されている。また、第2のLED400A-2は、接合層640を介して、第2のカソードパッド637-2と電気的に接続されている。
保護層642は、第1のLED400A-1および第2のLED400A-2の各々の上面の少なくとも一部が露出するように設けられている。また、保護層642には、第1のアノードパッド636-1および第2のアノードパッド636-2の一部が露出するように、開口部が設けられていてもよい。
第4の導電層644は、保護層642の上に、画素回路薄膜トランジスタ200に対応して設けられている。すなわち、第4の導電層644は、画素回路薄膜トランジスタ200の各々に設けられている。換言すると、第4の導電層は、LED400Aの各々に設けられているということもできる。第4の導電層644は、保護層642に設けられた開口部を介して、第1のアノードパッド636-1と電気的に接続され、さらに、LED400Aの露出した上面と電気的に接続されている。第1の画素回路薄膜トランジスタ200-1に電気的に接続される第4の導電層644と、第2の画素回路薄膜トランジスタ200-2に電気的に接続される第4の導電層644と(すなわち、隣接する2つの第4の導電層644)は、約4~8μmの間隔をおいて離間している。表示装置20では、図10に示すように、1つの第4の導電層644の面積が大きくなるように形成されている。1つの第4の導電層644の面積の大きさは、図2に示す第2の容量210-2に反映される。そのため、LED400Aに電気的に接続される第4の導電層644を大きく形成することにより、LED400A間における容量のばらつきを抑制することができる。
第4の導電層644は、上述した金属材料を用いてもよく、上述した透明導電材料を用いてもよい。第4の導電層644は、LED400Aの発光の方向に応じて、適宜、金属材料または透明導電材料を選択することができる。例えば、LED400Aの発光の方向が上面方向であれば、第4の導電層644として、透明導電材料を用いることが好ましい。
表示装置20では、駆動回路が形成された駆動回路部110と重畳して第2のLED400A-2が設けられているため、表示部150が、駆動回路部110によって制限されない。そのため、表示装置20は、狭額縁の表示装置となる。また、表示装置20では、駆動回路薄膜トランジスタ300を含む駆動回路と第2のLED400A-2との間の領域660に、共通電位配線160に電気的に接続された第3の導電層634が設けられている。領域660における第3の導電層634の電位は共通電位配線160の電位に固定されているため、第3の導電層634は、駆動回路からのノイズを遮蔽する遮蔽層として機能することができる。
以上、本実施形態に係る表示装置20では、駆動回路が形成された駆動回路部110と第2のLED400A-2が実装された表示部150とが重畳して設けられているため、表示部150が駆動回路部110によって制限されない。そのため、表示装置20は、狭額縁の表示装置となる。また、表示装置20では、駆動回路と第2のLED400A-2との間に、固定電位が印加された第3の導電層634(遮蔽層)が設けられているため、駆動回路からのノイズが第3の導電層634によって遮蔽される。そのため、駆動回路部110と重畳するように実装された第2のLED400A-2であっても、駆動回路からのノイズの影響が低減され、第2のLED400-2の動作が安定する。
<第3実施形態>
図11を参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置30について説明する。表示装置30は、いわゆる縦型LED構造(垂直電極構造)を有するLED400Aを含むが、表示装置20とは、LED400Aが実装される電極の極性が逆である。以下では、表示装置30の構成の説明において、表示装置10または表示装置20と同様の構成については説明を省略し、主に、表示装置10または表示装置20と異なる構成について説明する。
図11を参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置30について説明する。表示装置30は、いわゆる縦型LED構造(垂直電極構造)を有するLED400Aを含むが、表示装置20とは、LED400Aが実装される電極の極性が逆である。以下では、表示装置30の構成の説明において、表示装置10または表示装置20と同様の構成については説明を省略し、主に、表示装置10または表示装置20と異なる構成について説明する。
図11は、本発明の一実施形態に係る表示装置30の概略的な部分断面図である。具体的には、図11は、図1Dに示すA-A’線に沿って切断した表示装置10に対応する表示装置30の部分断面図である。
図11に示すように、表示装置30では、第1の画素回路薄膜トランジスタ200-1、第2の画素回路薄膜トランジスタ200-2、駆動回路薄膜トランジスタ300、第1のLED400A-1、および第2のLED400A-2を含む。第1のLED400A-1および第2のLED400A-2は、それぞれ、第1の画素回路薄膜トランジスタ200-1および第2の画素回路薄膜トランジスタ200-2と電気的に接続されている。
配線形成層13において、第2の平坦化層635には、第2の導電層632および第3の導電層634の各々の一部が露出するように、開口部が設けられていてもよい。第1のアノードパッド636-1および第2のアノードパッド636-2は、第2の平坦化層635の上に設けられ、第2の平坦化層635に設けられた開口部を介して、第2の導電層632と電気的に接続されている。また、共通カソードパッド643は、第2の平坦化層635の上に設けられ、第2の平坦化層635に設けられた開口部を介して、第3の導電層634と電気的に接続されている。共通カソードパッド643は、共通電位配線160に電気的に接続された第3の導電層634と電気的に接続されるように、駆動回路部110の外側に設けられている。
LED実装層14において、第1のLED400A-1は、接合層640を介して、第1のアノードパッド636-1と電気的に接続されている。また、第2のLED400A-2は、接合層640を介して、第2のアノードパッド636-2と電気的に接続されている。
保護層642は、第1のLED400A-1および第2のLED400A-2の各々の上面の少なくとも一部が露出するように設けられている。また、保護層642には、共通カソードパッド643の一部が露出するように、開口部が設けられていてもよい。
第4の導電層644は、保護層642の上に設けられている。第4の導電層644は、保護層642に設けられた開口部を介して、共通カソードパッド643と電気的に接続され、さらに、LED400Aの露出した上面と電気的に接続されている。
表示装置30では、駆動回路が形成された駆動回路部110と重畳して第2のLED400A-2が設けられているため、表示部150が、駆動回路部110によって制限されない。そのため、表示装置30は、狭額縁の表示装置となる。また、表示装置30では、駆動回路薄膜トランジスタ300を含む駆動回路と第2のLED400A-2との間の領域660に、共通電位配線160に電気的に接続された第3の導電層634が設けられている。領域660における第3の導電層634の電位は共通電位配線160の電位に固定されているため、第3の導電層634は、駆動回路からのノイズを遮蔽する遮蔽層として機能することができる。すなわち、表示装置30では、駆動回路と重畳して第2のLED400A-2が設けられているが、駆動回路と第2のLED400-2との間に設けられた第3の導電層634(遮蔽層)によって駆動回路からのノイズが低減される。そのため、第2のLED400A-2が駆動回路と重畳していても、駆動回路からのノイズの影響をほとんど受けることなく、第2のLED400A-2の動作が安定する。
以上、本実施形態に係る表示装置30は、駆動回路が形成された駆動回路部110と第2のLED400A-2が実装された表示部150とが重畳して設けられているため、表示部150が駆動回路部110によって制限されない。そのため、表示装置20は、狭額縁の表示装置となる。また、表示装置20では、駆動回路と第2のLED400A-2との間に、固定電位が印加された第3の導電層634(遮蔽層)が設けられているため、駆動回路からのノイズが第3の導電層634によって遮蔽される。そのため、駆動回路部110と重畳するように実装された第2のLED400A-2であっても、駆動回路からのノイズの影響が低減され、第2のLED400-2の動作が安定する。
<第4実施形態>
図12を参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置40について説明する。以下では、表示装置40の構成の説明において、表示装置10、表示装置20、または表示装置30と同様の構成については説明を省略し、主に、表示装置10、表示装置20、または表示装置30と異なる構成について説明する。
図12を参照して、本発明の一実施形態に係る表示装置40について説明する。以下では、表示装置40の構成の説明において、表示装置10、表示装置20、または表示装置30と同様の構成については説明を省略し、主に、表示装置10、表示装置20、または表示装置30と異なる構成について説明する。
図12は、本発明の一実施形態に係る表示装置40のサブ画素のサブ画素回路を示す回路図である。図12に示すように、サブ画素回路は、第1の薄膜トランジスタ700-1、第2の薄膜トランジスタ700-2、第3の薄膜トランジスタ700-3、第4の薄膜トランジスタ700-4、第5の薄膜トランジスタ700-5、第6の薄膜トランジスタ700-6、第7の薄膜トランジスタ700-7、第8の薄膜トランジスタ700-8、低電位電源配線711、第1の高電位電源配線712、第2の高電位電源配線713、走査配線714、イネーブル配線715、データ配線716、および反転データ配線717を含む。
第1のインバータ回路は、第1の薄膜トランジスタ700-1および第2の薄膜トランジスタ700-2によって構成されている。また、第2のインバータ回路は、第3の薄膜トランジスタ700-3、および第4の薄膜トランジスタ700-4によって構成されている。ラッチ回路は、第1のインバータ回路の出力と第2のインバータの入力とが電気的に接続されて構成されている。また、ラッチ回路には、低電位電源配線711および第2の高電位電源配線713が接続され、電源が供給されている。
ラッチ回路の入力には第7の薄膜トランジスタ700-7のソースおよびドレインの一方が電気的に接続され、ラッチ回路の出力には第8の薄膜トランジスタ700-8のソースおよびドレインの一方が電気的に接続されている。第7の薄膜トランジスタ700-7および第8の薄膜トランジスタ700-8の各々のゲートは、走査配線714と電気的に接続されている。第7の薄膜トランジスタ700-7のソースおよびドレインの他方は、データ配線716と電気的に接続されている。また、第8の薄膜トランジスタ700-8のソースおよびドレインの他方は、反転データ配線717と電気的に接続されている。
LED400のアノードは、第5の薄膜トランジスタ700-5のソースおよびドレインの一方と電気的に接続されている。一方、LED400のカソードは、第6の薄膜トランジスタ700-6のソースおよびドレインの一方と電気的に接続されている。第5の薄膜トランジスタ700-5のソースおよびドレインの他方は、第1の高電位電源配線712と電気的に接続されている。また、第6の薄膜トランジスタ700-6のソースおよびドレインの他方は、低電位電源配線711と電気的に接続されている。さらに、第5の薄膜トランジスタ700-5のゲートは、イネーブル配線715と電気的に接続され、第6の薄膜トランジスタ700-6のゲートは、ラッチ回路の出力と電気的に接続されている。
表示装置40のサブ画素回路では、第7の薄膜トランジスタ700-7および第8の薄膜トランジスタ700-8を走査配線714で制御することによって、データ配線716の電位および反転データ配線717の電位をラッチ回路に保持することができる。ラッチ回路の出力は、第6の薄膜トランジスタ700-6のゲートに電気的に接続されており、イネーブル配線715からのイネーブル信号によって第5の薄膜トランジスタ700-5がオンになると、ラッチ回路に保持された、第6の薄膜トランジスタ700-6のゲートの電位に相当する電流が、第1の高電位電源配線712からLED400に供給される。LED400の発光輝度は、LED400に供給される電流の値によって決定される。すなわち、表示装置40のサブ画素回路は、LED400の階調データを保持することができるメモリを含む。換言すれば、表示装置40は、メモリインピクセル(Memory in Pixel)駆動方式の表示装置ということもできる。
表示装置40では、サブ画素回路に含まれるラッチ回路と重畳してLED400が実装されていてもよい。この場合、ラッチ回路とLED400との間には、領域660が設けられており、領域660は、固定電位が印加された遮蔽層を含む。そのため、LED400がラッチ回路と重畳していても、遮蔽層によってラッチ回路からのノイズが遮蔽される。
以上、本実施形態に係る表示装置40では、LED400が、サブ画素回路に含まれるラッチ回路と重畳して設けることができる。そのため、表示装置40は、狭額縁の表示装置となる。また、表示装置40では、ラッチ回路とLED400との間に、固定電位が印加された遮蔽層が設けられているため、ラッチ回路からのノイズが遮蔽層によって遮蔽される。そのため、ラッチ回路と重畳するように実装されたLED400であっても、ラッチ回路からのノイズの影響が低減され、LED400の動作が安定する。
本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態の表示装置を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または、当業者において容易に予測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。
10、10A、10B、20、30、40:表示装置、 11:基板、 12:薄膜トランジスタ形成層、 13:配線形成層、 14、14A:LED実装層、 100:画素回路部、 110、110B:駆動回路部、 110-1、110B-1:第1の駆動回路部、 110-2、110B-2:第2の駆動回路部、 110B-3:第3の駆動回路部、 110B-4:第4の駆動回路部、 110B-5:第5の駆動回路部、 120:端子部、 150、150B:表示部、 160:共通電位配線、 200:画素回路薄膜トランジスタ、 200-1:第1の画素回路薄膜トランジスタ、 200-2:第2の画素回路薄膜トランジスタ、 200a:半導体層、 200b:ゲート絶縁層 、 200c:ゲート電極層、 200d:層間絶縁層、 200e:ソース電極層、 200f:ドレイン電極層、 201:発光制御薄膜トランジスタ、 202:選択薄膜トランジスタ、 203:初期化薄膜トランジスタ、 204:リセット薄膜トランジスタ、 205:駆動薄膜トランジスタ、 210-1:第1の容量、 210-2:第2の容量、 241:低電位電源配線、 242:高電位電源配線、 243:走査配線、 244:データ信号配線、 245:発光制御走査配線、 246:初期化走査配線、 247:初期化配線、 248:リセット走査配線、 249:リセット配線、 300:駆動回路薄膜トランジスタ、 400:LED、 400-1、400A-1:第1のLED、 400-2、400A-2:第2のLED、 400-3:第3のLED、 400a:基板、 400b:n型半導体層、 400c:発光層、 400d:p型半導体層、 400e:p型電極層、 400f:n型電極層、 400g:陽極バンプ、 400h:陰極バンプ、 500、500A:画素、 620:遮光層、 622:絶縁層、 629:第1の導電層、 630:第1の無機絶縁層、 631:第1の平坦化層、 632:第2の導電層、 633:第2の無機絶縁層、 634:第3の導電層、 635:第2の平坦化層、 636-1、636A-1:第1のアノードパッド、 636-2、636A-2:第2のアノードパッド、 636A-3:第3のアノードパッド、 637、637A:共通カソードパッド、 637-1:第1のカソードパッド、 637-2:第2のカソードパッド、 640:接合層、 642:保護層、 643:共通カソードパッド、 644:第4の導電層、 650-1:第1のカソードコンタクト、 650-2:第2のカソードコンタクト、 651:カソードコンタクト、 660:領域、 700-1:第1の薄膜トランジスタ、 700-2:第2の薄膜トランジスタ、 700-3:第3の薄膜トランジスタ、 700-4:第4の薄膜トランジスタ、 700-5:第5の薄膜トランジスタ、 700-6:第6の薄膜トランジスタ、 700-7:第7の薄膜トランジスタ、 700-8:第8の薄膜トランジスタ、 711:低電位電源配線、 712:第1の高電位電源配線、 713:第2の高電位電源配線、 714:走査配線、 715:イネーブル配線、 716:データ配線、 717:反転データ配線
Claims (16)
- 第1のLEDおよび第2のLEDが実装された表示部と、
前記第1のLEDと電気的に接続された第1の画素回路薄膜トランジスタおよび前記第2のLEDと電気的に接続された第2の画素回路薄膜トランジスタが設けられた画素回路部と、
駆動回路に含まれる駆動回路薄膜トランジスタが設けられた駆動回路部と、
前記表示部と前記駆動回路部との間に設けられ、固定電位が印加される遮蔽層と、を含み、
前記第2のLEDは、前記遮蔽層を介して、前記駆動回路部と重畳する表示装置。 - 前記駆動回路部は、前記画素回路部の外側に位置する請求項1に記載の表示装置。
- 前記駆動回路部は、前記画素回路部によって囲まれている請求項1に記載の表示装置。
- 前記固定電位は、前記第1のLEDおよび前記第2のLEDの各々の一方の電極に印加される電位である請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記遮蔽層は、前記駆動回路薄膜トランジスタを覆う第1の平坦化層の上に設けられている請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記第1のLEDおよび前記第2のLEDの各々は、前記遮蔽層を覆う第2の平坦化層の上に設けられている請求項5に記載の表示装置。
- 前記第1の平坦化層と前記遮蔽層の間に、導電層および無機絶縁層を含み、
前記遮蔽層は、前記無機絶縁層を介して前記導電層と重畳する請求項5または請求項6に記載の表示装置。 - 前記第1のLEDおよび前記第2のLEDは、水平電極構造を有する請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記第1のLEDおよび前記第2のLEDは、垂直電極構造を有する請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の表示装置。
- LEDが実装された表示部と、
前記LEDを制御するラッチ回路が設けられた画素回路部と、
前記表示部と前記画素回路部との間に設けられ、固定電位が印加される遮蔽層と、を含み、
前記LEDは、前記遮蔽層を介して、前記ラッチ回路と重畳する表示装置。 - 前記固定電位は、前記LEDの一方の電極に印加される電位である請求項10に記載の表示装置。
- 前記遮蔽層は、前記ラッチ回路を覆う第1の平坦化層の上に設けられている請求項10または請求項11に記載の表示装置。
- 前記LEDは、前記遮蔽層を覆う第2の平坦化層の上に設けられている請求項12に記載の表示装置。
- 前記第1の平坦化層と前記遮蔽層の間に、導電層および無機絶縁層を含み、
前記遮蔽層は、前記無機絶縁層を介して前記導電層と重畳する請求項12または請求項13に記載の表示装置。 - 前記LEDは、横型電極構造を有する請求項10乃至請求項14のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記LEDは、縦型電極構造を有する請求項10乃至請求項14のいずれか一項に記載の表示装置。
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