JP6138611B2 - 表示装置の作製方法 - Google Patents

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    • H10K2102/00Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301Details of OLEDs
    • H10K2102/351Thickness

Description

本発明は、画像を表示するための表示装置に関する。
近年、携帯電話、スマートフォン、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、携帯型ゲーム機器、携帯型音楽プレーヤなど様々な携帯型の電子機器の普及が進んでいる。このような携帯型の電子機器のインターフェースとして、画像表示のための表示部に重ねてタッチセンサ設けることにより、より直感的に操作可能な電子機器が実現されている。
表示部には、代表的には有機EL(Electro Luminescence)素子を備える発光装置、液晶表示装置、電気泳動方式などにより表示を行う電子ペーパなどを適用することができる。
例えば、有機EL素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層を挟持したものである。この素子に電圧を印加することにより、発光性の有機化合物から発光を得ることができる。このような有機EL素子が適用された表示装置は、液晶表示装置等で必要であったバックライトが不要なため、薄型、軽量、高コントラストで且つ低消費電力な表示装置を実現できる。例えば、有機EL素子を用いた表示装置の一例が、特許文献1に開示されている。
また、タッチセンサとしては代表的には抵抗膜方式、静電容量方式があり、そのほかにも表面弾性波方式、赤外線方式など様々な方式が知られている。
特開2002−324673号公報
携帯型の電子機器は、その携帯性や利便性を高めるために電子機器自体の軽量化、小型化、薄型化が望まれている。そのために電子機器を構成する個々の部品の薄型化や小型化が必要である。例えば電子機器を構成する部品のひとつに表示装置がある。
ここで、タッチセンサと表示部とを積層した表示装置の場合、その総厚を十分に薄くすることが困難であった。例えば、タッチセンサや表示部を作製する際、それぞれ比較的厚い基板上にタッチセンサや表示素子などを作り込み、その後基板の裏面を研磨することにより表示装置の薄型化が可能であるが、素子を作製した後の研磨工程により歩留まりが低下してしまう。また、薄い基板に直接素子を形成しようとする場合では、基板のたわみ量が大きく基板の搬送が困難である。また、基板の搬送時や処理時に基板が割れてしまうなどの問題が生じてしまう。
また、カラーフィルタが設けられた基板を表示素子に重ねて設け、表示品位の高い表示装置とする場合がある。該基板に薄い基板を適用する場合にも上述した基板のたわみなどの影響により、カラーフィルタと表示素子とを高い位置合わせ精度で重ねることが困難で、高い表示品位と表示装置の薄型化を両立することが難しい問題があった。
本発明はこのような技術的背景のもとでなされたものである。したがって、タッチセンサを備える表示装置の厚さを低減することを課題の一とする。または、表示品位が高められた表示装置の厚さを低減することを課題の一とする。または、量産性の高い表示装置の作製方法を提供することを課題の一とする。または、信頼性の高い表示装置を提供することを課題の一とする。
上記課題を解決するため、タッチセンサ、及び表示素子を作製する際に用いる基板の構成に着眼した。該基板として十分に薄い基板と比較的厚い支持基板とが積層された積層基板を用いる。そして該積層基板のうち薄い基板の一表面にはタッチセンサを備える層が設けられ、また異なる積層基板のうち薄い基板の一表面には表示素子を備える層が設けられる。そしてタッチセンサと表示素子が対向するように2組の積層基板を貼り合わせた後に、各々の積層基板において支持基板と薄い基板とを剥離すればよい。
すなわち、本発明の一態様の表示装置の作製方法は、第1の支持基板上に固定され、該第1の支持基板と対向しない面上に発光素子を備える素子層が設けられた第1の基板と、第3の支持基板上に固定され、該第3の支持基板と対向しない面上にカラーフィルタ層を備える第3の基板とを、素子層とカラーフィルタ層が対向するように、第1の接着層により接着した後に、第3の基板と第3の支持基板とを剥離する工程と、第3の基板と、第2の支持基板上に固定され、該第2の支持基板と対向しない面上にセンサ層が設けられた第2の基板とを、素子層とセンサ層が対向するように、第2の接着層により接着した後に、第2の基板と第2の支持基板とを剥離する工程と、第1の基板と第1の支持基板とを剥離する工程と、を有する。さらに、第1の基板、第2の基板、及び第3の基板に、厚さが10μm以上200μm以下であるガラス基板を用い、第1の支持基板、第2の支持基板、及び第3の支持基板に、ガラス基板よりも厚い基材を用いる。
このような作製方法を用いることにより、タッチセンサを備え、且つ総厚が極めて薄い表示装置を高い歩留まりで作製することができる。また、センサ層が設けられた第2の基板と、表示素子が設けられた第1の基板とを貼り合わせる際にはそれぞれ支持基板が設けられているため、高い位置合わせ精度で2枚の基板を貼り合わせることができる。
さらに、タッチセンサ、表示素子、及びカラーフィルタ層がそれぞれ設けられた3枚の基板を積層して設ける。その結果、総厚が十分に薄く、表示品位が高められた表示装置を高い歩留まりで作製することができる。また、カラーフィルタ層が設けられた第3の基板と表示素子が設けられた第1の基板とを貼り合わせる際にはそれぞれ支持基板が設けられているため、カラーフィルタと画素の重なりのずれが抑制され、2枚の基板を高い位置合わせ精度で貼り合わせることができる。そのため、極めて高精細(例えば300ppi以上、好ましくは400ppi以上、より好ましくは500ppi以上)な画素を備え、総厚の極めて薄い表示装置を実現できる。
また、本発明の他の一態様の表示装置の作製方法は、第1の支持基板上に固定され、該第1の支持基板と対向しない面上に発光素子を備える素子層が設けられた第1の基板と、第3の支持基板上に固定され、該第3の支持基板と対向しない面上にカラーフィルタ層を備える第3の基板とを、素子層とカラーフィルタ層が対向するように、第1の接着層により接着した後に、第3の基板と第3の支持基板とを剥離する工程と、第1の基板と、第2の支持基板上に固定され、該第2の支持基板と対向しない面上にセンサ層が設けられた第2の基板とを、カラーフィルタ層とセンサ層が対向するように、第2の接着層により接着した後に、第2の基板と第2の支持基板とを剥離する工程と、第1の基板と第1の支持基板とを剥離する工程と、を有する。さらに、第1の基板、第2の基板、及び第3の基板に、厚さが10μm以上200μm以下であるガラス基板を用い、第1の支持基板、第2の支持基板、及び第3の支持基板に、ガラス基板よりも厚い基材を用いる。
このような作製方法を用いることにより、表示装置の表示側とは反対側にタッチセンサが設けられた、総厚の薄い表示装置を高い歩留まりで作製することができる。タッチセンサを表示側とは反対側に設けることにより、ユーザの指等で表示を遮ることなく入力動作を行うことができるため、タッチ入力を伴うゲームコンテンツの実行や、映画などの映像コンテンツの再生が可能な電子機器に好適である。
また、本発明の他の一態様の表示装置の作製方法は、第1の支持基板上に固定され、該第1の支持基板と対向しない面上に発光素子を備える素子層が設けられた第1の基板と、第2の支持基板上に固定され、該第2の支持基板と対向しない面上にセンサ層及びカラーフィルタ層が積層して設けられた第2の基板とを、素子層とセンサ層が対向するように、接着層を用いて接着する工程と、第1の基板と第2の基板とを接着した後に、第1の基板と第1の支持基板とを剥離する工程と、第2の基板と第2の支持基板とを剥離する工程と、を有する。さらに、第1の基板、及び第2の基板に、厚さが10μm以上200μm以下のガラス基板を用い、第1の支持基板、及び第2の支持基板に、ガラス基板よりも厚い基材を用いる。
このような作製方法を用いることにより、一枚の基板上にタッチセンサとカラーフィルタとを重ねて設けることができるため、基板数を低減でき、より総厚の薄い表示装置とすることができる。また、該基板と表示素子が設けられる基板とを貼り合わせる際には支持基板が設けられているため、2枚の基板を高い位置合わせ精度で貼り合わせることができ、高精細な画素を有する表示装置を実現できる。
また、上記において、ガラス基板が基材と密着することにより固定され、ガラス基板と基材の各々は、接着面における表面粗さが2nm以下であることが好ましい。
または、上記において、基材上に有機化合物または珪素化合物を含む樹脂を備え、樹脂とガラス基板が密着することにより、ガラス基板が基材に固定されていることが好ましい。
このような積層基板を用いることにより、支持基板と基板は表示素子やタッチセンサ、カラーフィルタなどの作製工程中で剥離してしまうことが無く、且つ剥離する工程では容易に剥離を行うことができる。
また、本発明の一態様の表示装置は、発光素子を含む素子層が設けられた第1の基板と、センサ層が設けられた第2の基板と、を有し、第1の基板と第2の基板とが、素子層とセンサ層とが対向するように、接着層により接着されている。さらに、第1の基板及び第2の基板は、共に厚さが10μm以上200μm以下であるガラス基板である。また第1の基板上に第1の導電膜が設けられ、第2の基板上に、センサ層と電気的に接続する第2の導電膜が設けられ、第1の導電膜と第2の導電膜とは、導電性の接続体を介して電気的に接続されている。
このような構成とすることで、タッチセンサを備える表示装置の総厚を極めて薄くすることができる。さらに、タッチセンサと信号をやりとりするためのFPC等を接続する外部接続電極を、表示素子が形成される基板側に設けることにより、タッチセンサの外部接続電極と、表示素子を含む表示部の外部接続電極の両方を、表示装置の一方の面側に設けることができる。したがって、FPCの接続に要する面積を低減することができる。このような表示装置を電子機器に適用すると、電子機器内部における表示装置の占有面積を低減できるため電子機器の設計の自由度を高めることができる。
また、上記表示装置において、第2の基板には、センサ層に重ねてカラーフィルタ層が設けられていることが好ましい。
このように、タッチセンサが設けられる側の基板に、カラーフィルタが設けられていることにより、ほとんど厚さを増大させることなくカラーフィルタを設けることができるため、総厚が極めて薄く、且つ表示品位が高められた表示装置を実現できる。
また、上記表示装置において、接着層は発光素子を囲い、且つ接続体と発光素子の間に設けられ、第1の導電膜と第2の導電膜は、接着層で囲われた領域よりも外側で電気的に接続する構成とすることが好ましい。
このように、発光素子を囲うようにして接着層を設け、その外側の領域にタッチセンサの接続部を設けることにより、接続部に設けられる接続体を含む部材からの不純物が発光素子が設けられる領域に侵入することを抑制することができるため、信頼性の高い表示装置とすることができる。
また、上記いずれかの表示装置において、接着層はガラス材料を含むことが好ましい。
接着層として、ガラス材料を含む材料、例えば粉末ガラス(フリットガラスともよぶ)を溶解、凝固させて形成したガラス体を用いる。このような材料は水分やガスの透過を効果的に抑制することができるため、発光素子の劣化を抑制し、極めて信頼性の高い表示装置を実現できる。
また、上記いずれかの表示装置において、素子層は発光素子と電気的に接続するトランジスタを備え、トランジスタのチャネルが形成される半導体に酸化物半導体を有する構成とすることが好ましい。
酸化物半導体が適用されたトランジスタは比較的容易に高い電界効果移動度を実現できるため、例えばアモルファスシリコンを用いた場合に比べてトランジスタサイズを小さくでき、開口率の向上や高精細化を実現できるため好ましい。また、酸化物半導体は水分などの不純物により電気的特性が変化してしまう場合があるため、上述のように、接着層よりも内側にトランジスタを設けることや、接着層にガラス材料を含む材料を用いることによって、より信頼性の高い表示装置を実現できる。
また、上記いずれかの表示装置において、第1の基板上に、素子層と電気的に接続する第1の接続端子と、第1の導電膜と電気的に接続する第2の接続端子とが、第2の基板と重ならない位置に設けられ、第1の接続端子と第2の接続端子のそれぞれに電気的に接続する1以上のFPCを有し、FPCと第2の基板に接するように補強材が設けられていることが好ましい。
このように、FPCと第2の基板の間の領域を補強材によって補強することにより、極めて薄い基板を用いたとしても、その後の取り回しにおいて、機械的強度が比較的低い当該領域で基板の割れが生じてしまうことが抑制され、極めて信頼性の高い表示装置を実現できる。
なお、本明細書中において、表示装置とは複数の画素を備える画像表示装置をいう。また、表示装置にコネクター、例えばFPC(Flexible printed circuit)もしくはTCP(Tape Carrier Package)が取り付けられたモジュール、TCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または画素が形成された基板にCOG(Chip On Glass)方式によりIC(集積回路)が直接実装されたモジュールも表示装置に含むものとする。
本発明によれば、タッチセンサを備える表示装置の厚さを低減できる。または、表示品位が高められた表示装置の厚さを低減できる。または、量産性高く表示装置を作製できる。または、信頼性の高い表示装置を提供できる。
本発明の一態様の、表示装置の作製方法例を説明する図。 本発明の一態様の、表示装置の作製方法例を説明する図。 本発明の一態様の、表示装置の作製方法例を説明する図。 本発明の一態様の、表示装置の作製方法例を説明する図。 本発明の一態様の、表示装置の構成例を説明する図。 本発明の一態様の、表示装置の構成例を説明する図。 本発明の一態様の、表示装置の構成例を説明する図。 本発明の一態様の、発光素子の構成例を説明する図。 本発明の一態様の、表示装置を適用した電子機器の例を説明する図。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。
また、本明細書等において、「電気的に接続」には、「何らかの電気的作用を有するもの」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に制限を受けない。例えば、「何らかの電気的作用を有するもの」には、電極や配線をはじめ、トランジスタなどのスイッチング素子、抵抗素子、コイル、容量素子、その他の各種機能を有する素子などが含まれる。
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成例及びその作製方法例について、図面を参照して説明する。
[作製方法例1]
まず、第1の支持基板102上に第1の基板101が積層された積層基板を準備する。
第1の基板101には、厚さが10μm以上200μm以下である、絶縁表面を有する基板を用いる。第1の基板101の材料としては、ガラス材料、有機樹脂材料、または金属又は合金を含む導電性材料などを用いることができる。
第1の基板101として、ガラス材料を用いることが好ましい。ガラス材料を用いることで極めて平坦性の高い表面備え、且つその厚さが均一な大型の基板を、比較的容易に作製することができる。このようなガラス基板は、フロート法やオーバーフロー法などを用いて作製することができる。
また第1の基板101が表示面側の基板である場合には、透光性の基板を用いる。一方、表示面とは反対側の基板である場合には、非透光性の基板を用いてもよい。一般に導電性材料は熱伝導性も高いため、例えば第1の基板として導電性を有する基板を用いると、後に説明する素子層103内の素子を駆動させたときに生じる発熱に対する放熱性を高めることができる。導電性の基板を用いる場合には、素子層103の被形成面を絶縁処理しておくことが好ましい。
第1の支持基板102は少なくとも第1の基板101よりも厚い基材を用いる。また第1の支持基板102の厚さは、後に説明する素子層103の作製時において基板の搬送が容易となるように、第1の基板101の厚さを考慮して決定することが好ましい。例えば、第1の支持基板102及び第1の基板101を積層したときの総厚が、既存の装置ライン(または生産ライン、製造ライン)で処理可能な基板の厚さと同等の厚さに設定すればよい。具体的には、第1の支持基板102と第1の基板101の総厚(接着剤を用いる場合にはその厚さを足したもの)が0.4mmより大きく2.0mm以下、好ましくは0.5mm以上1.0mm以下となるように、支持基板の厚さを設定する。
第1の支持基板102の材料としては、ガラス材料、有機樹脂材料、または金属又は合金を含む導電性材料などを用いることができる。好ましくはガラス材料を用いる。ガラス材料を用いることで、第1の基板101との接着面の平坦性を高くすることができ、これらの密着性を高めることができる。
第1の支持基板102と第1の基板101は、密着することにより固定されている、または剥離可能な接着剤により固定されている。したがって素子層103の作製工程において意図せずに剥離してしまうことなく、且つ後の剥離工程において容易に剥離可能となる。
第1の支持基板102と第1の基板101を密着させて固定する場合、両者の密着面における表面粗さを算術平均粗さで5nm以下、好ましくは2nm以下とする。このような極めて平坦性の高い2面を密着させることにより、第1の支持基板102と第1の基板101とを固定することができる。
また、第1の支持基板102と第1の基板101とを剥離させる際、物理的な力を密着面に対して垂直方向に与えることにより剥離することができる。ここで、剥離の起点となる端部において、いずれかの基板の表面に表面粗さの比較的大きな領域を設けることにより、剥離を容易にすることができる。
第1の支持基板102と第1の基板101とを剥離可能な接着剤により固定する場合、接着剤として有機化合物又は珪素化合物を含む樹脂を用いることが好ましい。特に第1の支持基板102と第1の基板101にガラス材料を用いる場合には、シロキサン結合を有する樹脂を用いることが好ましい。
第1の支持基板102と第1の基板101を固定する際、まず第1の支持基板102上に溶媒で希釈した樹脂を塗布した後、溶媒を蒸発させ樹脂を硬化させる。その後該樹脂に第1の基板101を密着させて押し付けることにより、固定することができる。また、第1の支持基板102と第1の基板101とを剥離する際には、密着面に対して垂直方向に力を与えることにより、容易に剥離することができる。このとき、上述したように第1の支持基板102側に樹脂を形成することにより、剥離後に第1の基板101に該樹脂が残ることを防ぐことができる。
本実施の形態では、第1の支持基板102及び第1の基板101として、それぞれガラス基板を用いる。
続いて、第1の基板101の第1の支持基板102とは反対側の面上に、素子層103を形成する(図1(A))。
素子層103は、少なくとも表示素子を備える複数の画素を有する。またアクティブマトリクス型の表示装置の場合には、画素にトランジスタや容量素子を備えていてもよい。また、素子層103に画素を駆動するための駆動回路(ゲート駆動回路、ソース駆動回路など)が設けられていてもよい。さらに素子層103には配線や電極を含む。
表示素子としては、有機EL素子、液晶素子、電気泳動方式が適用された表示素子などを用いることができる。
素子層103は、様々な作製方法により作製することができる。例えば、有機EL素子が適用されたアクティブマトリクス型の表示装置とする場合には、第1の基板101上にトランジスタを構成するゲート電極(及び配線)、ゲート絶縁層、半導体層、ソース電極及びドレイン電極(及び配線)を形成し、その上層に絶縁層を介して、第1の電極、発光性の有機化合物を含む層、第2の電極を順に積層してトランジスタと電気的に接続する発光素子を形成する。
続いて、第2の支持基板112上に第2の基板111が固定された積層基板を準備する。ここで、該積層基板としては、上記と同様の構成のものを用いることができる。
続いて、第2の基板111の第2の支持基板112とは反対側の面上に、センサ層113を形成する(図1(B))。ここではセンサ層113が有するセンサ素子として、投影型の静電容量式のタッチセンサを用いる場合について説明する。
センサ層113は、第1のセンサ電極114と、第2のセンサ電極115と、第1のセンサ電極114と第2のセンサ電極115を絶縁する絶縁層116を有する。第1のセンサ電極114は一方向にストライプ状に複数設けられる。また第2のセンサ電極115は、第1のセンサ電極114と交差するストライプ状に複数設けられる。ここで、第1のセンサ電極114と第2のセンサ電極115は必ずしも直交して設ける必要はなく、その成す角が90度未満であってもよい。
絶縁層116は第1のセンサ電極114と第2のセンサ電極115を絶縁するために、2つの電極に挟持されるように設けられる。図1(B)では絶縁層116を第1のセンサ電極114を覆って設ける構成を示しているが、第1のセンサ電極114と第2のセンサ電極115が交差する部分にのみ絶縁層116を設けてもよい。
センサ層113を表示面側に設ける場合には、第1のセンサ電極114と第2のセンサ電極115に透光性を有する導電性材料を用いることが好ましい。また絶縁層116には、透光性を有する絶縁材料を用いることが好ましい。
なお、素子層103の形成と、センサ層113の形成の順序は問わず、それぞれ別途形成すればよい。
続いて、第1の支持基板102及び第1の基板101の積層基板と、第2の支持基板112及び第2の基板111の積層基板を、素子層103とセンサ層113が対向するように配置し、接着層104により第1の基板101と第2の基板111を貼り合わせる(図1(C))。
接着層104としては、熱硬化樹脂や光硬化樹脂、2液混合型の硬化性樹脂などの硬化性樹脂を用いることができる。当該樹脂を第1の基板101または第2の基板111のどちらかに塗布し、第1の基板101と第2の基板111に該樹脂を密着させた状態で樹脂を硬化させることにより、2枚の基板を接着することができる。
また接着層104として、低融点ガラスからなるガラス材料を用いることもできる。その場合、第1の基板101または第2の基板111のどちらかに、ガラス粉末(フリット材ともいう)とバインダを含むペーストを塗布し、当該ペーストに熱処理を施してバインダを除去すると共に、フリット材同士が融着したガラス層を形成する。その後ガラス層と他方の基板を密着させた状態で、レーザ光の照射などによりガラス層を融解して固化させることで、第1の基板101と第2の基板111をガラス層(ガラス体ともいう)により接着することができる。特に、表示素子として有機EL素子を用いる場合には、このような水分などの不純物を透過しにくいガラス材料を用いることが好ましい。
第1の基板101と第2の基板111を接着させた後、第1の支持基板102及び第2の支持基板112をそれぞれ剥離する(図1(D))。
ここでは、第1の支持基板102を剥離した後、第2の支持基板112を剥離する場合について説明する。
まず、第2の支持基板112の第2の基板111が設けられていない面を、吸着ステージなどで固定する。次いで、第1の支持基板102と第1の基板101の間に剥離の起点を形成する。例えば、第1の支持基板102または第1の基板101の端部において、2枚の基板の境界に刃物などの鋭利な形状の器具を差し込むことで、剥離の起点としてもよい。また、表面張力の低い液体(例えばアルコールや水など)を該端部に滴下し、該液体を2枚の基板の境界に浸透させることにより、剥離の起点を形成してもよい。
次いで、剥離の起点から密着面に対して略垂直方向に、緩やかに物理的な力を加えることにより、第1の支持基板102を破損することなく容易に、剥離を行うことができる。このとき、例えば第1の支持基板102にテープ等を貼り付け、当該テープを上記方向に引っ張ることで剥離を行ってもよいし、鉤状の部材を第1の支持基板102の端部に引っかけて剥離を行ってもよい。また、真空吸着が可能な部材を第1の支持基板102の裏面に貼り付け、剥離を行ってもよい。
また、剥離を行う際に静電気が生じ、第1の基板101または第2の基板111が帯電してしまう場合がある。第1の基板101または第2の基板111が帯電すると、素子層103やセンサ層113内の回路や素子が静電気放電(ESD:Electro Static Discharge)により破壊してしまう恐れがある。これを抑制するため、剥離の起点に導電性を有する液体(例えばイオン性液体や、炭酸水などのイオンを含む水など)を滴下し、第1の支持基板102と第1の基板101の剥離界面に常に当該液体が接している状態で剥離を行うことが好ましい。または、イオナイザなどを用いてESDの発生を抑制しながら剥離を行ってもよい。
続いて、第2の支持基板112を剥離する。このとき、第1の基板101の素子層103が形成されていない面を吸着ステージなどで固定し、上記と同様の方法で第2の支持基板112と第2の基板111とを剥離する。
なお、ここでは第1の支持基板102を剥離した後に第2の支持基板112を剥離したが、その順序は問わない。例えば第2の支持基板112を剥離した後に、第1の支持基板102を剥離してもよい。
以上の工程により、タッチセンサを備え、且つ総厚が極めて薄い表示装置100を高い歩留まりで作製することができる(図1(E))。
表示装置100は、第1の基板101と第2の基板111とが接着層104によって貼り合わされており、第1の基板101上に形成された表示素子を含む素子層103と、第2の基板111上に形成されたセンサ素子を含むセンサ層113が対向して設けられている。さらに第1の基板101及び第2の基板111は、その厚さが10μm以上200μm以下と極めて薄いことを特徴としている。
また、タッチセンサが設けられた第2の基板111と、表示素子が設けられた第1の基板101の2枚で表示装置100を構成することができるため、表示装置100の総厚をより薄くすることができる。また、第2の基板111と第1の基板101とを貼り合わせる際にはそれぞれ支持基板が設けられているため、高い位置合わせ精度で2枚の基板を貼り合わせることができる。
また、表示装置100はその総厚が極めて薄いため、可撓性を持たせることも可能となる。したがって、湾曲した表示部を備える電子機器や、表示部を湾曲させることが可能な電子機器などを実現することもできる。
以上が本作製方法例の説明である。
[作製方法例2]
以下では、上記作製方法例1とは異なる表示装置の作製方法例について説明する。具体的には、カラーフィルタを備える表示装置について説明する。なおここでは作製方法例1と重複する部分については説明を省略するか簡略化して説明する。
まず、作製方法例1と同様に、第1の支持基板102に固定された第1の基板101上に素子層103を形成する。さらに、第2の支持基板112に固定された第2の基板111上にセンサ層113を形成する。
続いて、第3の支持基板122に固定された第3の基板121上に、カラーフィルタ層123を形成する(図2(A))。
第3の支持基板122には上記第1の支持基板102と同様の構成を、また第3の基板121には上記第1の基板101と同様の構成を用いることができる。
カラーフィルタ層123は、赤色カラーフィルタ124、緑色カラーフィルタ125、青色カラーフィルタ126を有する。それぞれのカラーフィルタは素子層103の備える画素に対応して配置する。またそれぞれのカラーフィルタの間にブラックマトリクス127を備えていてもよい。また、それぞれのカラーフィルタとブラックマトリクス127を覆うオーバーコートを設けてもよい。
それぞれのカラーフィルタ、及びブラックマトリクス127は適切な材料及び方法により形成すればよい。画素が高精細な場合には、フォトリソグラフィ法を用いて形成することが好ましい。
また、第3の基板121上に、後の第1の基板101との貼り合わせの際の位置合わせに用いるためのマーカを形成しておくことが好ましい。マーカは上記カラーフィルタやブラックマトリクス127と同時に形成してもよいし、別途形成してもよい。
なお、素子層103の形成、センサ層113の形成、及びカラーフィルタ層123の形成の順序は問わず、それぞれ別途形成すればよい。
続いて、第1の支持基板102及び第1の基板101の積層基板と、第3の支持基板122及び第3の基板121の積層基板を、素子層103とカラーフィルタ層123が対向するように配置し、接着層104により第1の基板101と第3の基板121を貼り合わせる。
このとき、第1の基板101は第1の支持基板102に、第3の基板121は第3の支持基板122に、それぞれ固定された状態で貼り合わせを行うことができるため、素子層103が有する各画素とカラーフィルタ層123の各カラーフィルタの位置合わせを高精度で行うことができる。したがって、第1の基板101及び第3の基板121に極めて薄い基板を用いたとしても、高精細な画素を備える表示装置を実現できる。
続いて、第3の支持基板122と第3の基板121とを剥離する(図2(B))。第3の支持基板122の剥離は、上記作製方法例1と同様に行えばよい。
続いて、第2の支持基板112とセンサ層113が設けられた第2の基板111の積層基板を、第3の基板121の裏面(カラーフィルタ層123が設けられる面とは反対側の面)に接着層105を用いて貼り合わせる。このとき、センサ層113が第1の基板101の素子層103が形成された面と対向するように貼り合わせを行う。
接着層105としては、接着層104と同様の構成を用いることができる。またこのほか接着層105には、両面に粘着性を有するシートなどを用いることもできる。なお、接着層105を画素と重ねて設ける場合には、接着層105に透光性の材料を用いる。
その後、第1の基板101と第1の支持基板102とを、また第2の基板111と第2の支持基板112とを、それぞれ剥離する(図2(C))。これらの剥離は、上記作製方法例1と同様に行えばよい。
以上の工程により、タッチセンサとカラーフィルタを備え、且つ極めて総厚の薄い表示装置110を作製することができる(図2(D))。
表示装置110は、第1の基板101と第3の基板121とが接着層104によって貼り合わされており、第1の基板101上に形成された表示素子を含む素子層103と、第3の基板121上に形成されたカラーフィルタ層123とが対向して設けられている。さらに、第3の基板121のカラーフィルタ層123が設けられていない面とセンサ層113対向するように、センサ層113が設けられた第2の基板111と第3の基板121が接着層105によって貼り合わされている。さらに、第1の基板101、第2の基板111、及び第3の基板121は、それぞれ厚さが10μm以上200μm以下と極めて薄いことを特徴としている。
このような構成の表示装置110は、カラーフィルタ層123を備えることにより画素の色純度を高め、より質の高い画像を表示することができる。またタッチセンサは、表示装置110の表示面側に設けられている。
またこのような作製方法を用いることにより、タッチセンサ、表示素子、及びカラーフィルタがそれぞれ設けられた3枚の基板が積層された構成であっても、その総厚が十分に薄い表示装置を高い歩留まりで作製することができる。また、カラーフィルタ層123が設けられた第3の基板121と表示素子が設けられた第1の基板101とを貼り合わせる際にはそれぞれ支持基板が設けられているため、カラーフィルタと画素の重なりのずれが抑制され、2枚の基板を高い位置合わせ精度で貼り合わせることができる。そのため、極めて高精細(例えば300ppi以上、好ましくは400ppi以上、より好ましくは500ppi以上)な画素を備え、総厚の極めて薄い表示装置110を実現できる。
また、表示装置110はその総厚が極めて薄いため、可撓性を持たせることも可能となる。したがって、湾曲した表示部を備える電子機器や、表示部を湾曲させることが可能な電子機器などを実現することもできる。
以上が本作製方法例についての説明である。
[変形例1]
以下では、上記作製方法例2とは一部が異なる表示装置の作製方法について説明する。なおここでは上記と重複する部分については説明を省略するか簡略化して説明する。
まず作製方法例2に倣い、第1の支持基板102及び第1の基板101の積層基板と、第3の支持基板122及び第3の基板121の積層基板を、素子層103とカラーフィルタ層123が対向するように配置し、接着層104により第1の基板101と第3の基板121を貼り合わせる。
続いて、第1の支持基板102と第1の基板101とを剥離する(図3(A))。第1の支持基板102の剥離は、上記作製方法例1と同様に行えばよい。
続いて、第2の支持基板112とセンサ層113が設けられた第2の基板111の積層基板を、第1の基板101の裏面(素子層103が形成されていない面)に、接着層105を用いて貼り合わせる。このとき、センサ層113が第3の基板121のカラーフィルタ層123が形成された面と対向するように貼り合わせを行う。
接着層105は、上記作製方法例2で例示した材料を用いることができる。またセンサ層113は表示される面とは反対側の面に設けられるため、接着層105を画素と重ねて設ける場合でも接着層105に用いる材料は透光性を有していなくてもよい。
その後、第2の基板111と第2の支持基板112とを、また第3の基板121と第3の支持基板122とを、それぞれ剥離する(図3(B))。これらの剥離は、上記作製方法例1と同様に行えばよい。
以上の工程により、タッチセンサが表示面とは反対側に設けられた、極めて総厚の薄い表示装置120を作製することができる(図3(C))。
表示装置120は、第1の基板101と第3の基板121とが接着層104によって貼り合わされており、第1の基板101上に形成された表示素子を含む素子層103と、第3の基板121上に形成されたカラーフィルタ層123とが対向して設けられている。さらに、第1の基板101の素子層103が設けられていない面とセンサ層113が対向するように、センサ層113が設けられた第2の基板111と第1の基板101が接着層105によって貼り合わされている。さらに、第1の基板101、第2の基板111、及び第3の基板121は、それぞれの厚さが10μm以上200μm以下と極めて薄いことを特徴としている。
このような構成の表示装置120は、カラーフィルタ層123を備えることにより画素の色純度を高め、より質の高い画像を表示することができる。またタッチセンサは、表示装置120の表示面とは反対側に設けられている。タッチセンサを表示面とは反対側に設けることにより、ユーザの指等の入力手段で表示を遮ることなく入力動作を行うことができるため、表示画像に応じたタッチ入力を伴うゲームコンテンツの実行や、映画などの映像コンテンツの再生が可能な電子機器に好適である。
また、表示装置120はその総厚が極めて薄いため、可撓性を持たせることも可能となる。したがって、湾曲した表示部を備える電子機器や、表示部を湾曲させることが可能な電子機器などを実現することもできる。
以上が本変形例についての説明である。
[作製方法例3]
本作製方法例では上記作製方法例とは異なる表示装置の作製方法例について説明する。
まず、作製方法例1に倣い、第1の支持基板102に固定された第1の基板101上に素子層103を形成する。
続いて、第2の支持基板112に固定された第2の基板111上に、センサ層113とカラーフィルタ層123を積層して形成する(図4(A))。
まず、作製方法例1に倣い、第2の支持基板112に固定された第2の基板111上に、センサ層113を形成する。
続いて、センサ層113上に第2のセンサ電極115を覆う絶縁層128を形成する。
絶縁層128には透光性と絶縁性を備える有機材料、または無機材料を用いればよく、様々な形成方法により形成できる。また、絶縁層128として有機樹脂を用いると、センサ層113の第1のセンサ電極114や第2のセンサ電極115の段差形状を効果的に被覆し、絶縁層128の表面を比較的平坦にできるため、後に形成されるカラーフィルタの厚さのばらつきが抑制され、表示装置の表示品位を向上させることができるため好ましい。
続いて、絶縁層128上にカラーフィルタ層123を形成する。カラーフィルタ層123は、作製方法例2と同様に形成することができる。
続いて、第1の支持基板102及び第1の基板101の積層基板と、第2の支持基板112と第2の基板111の積層基板を、素子層103とカラーフィルタ層123が対向するように配置し、接着層104により第1の基板101と第2の基板111を貼り合わせる(図4(B))。
このとき、第1の基板101は第1の支持基板102に、第2の基板111は第2の支持基板112に、それぞれ固定された状態で貼り合わせを行うことができるため、素子層103が有する各画素とカラーフィルタ層123の各カラーフィルタの位置合わせを高精度で行うことができる。したがって、第1の基板101及び第2の基板111に極めて薄い基板を用いたとしても、高精細な画素を備える表示装置を実現できる。
続いて、第1の基板101と第1の支持基板102とを、また第2の基板111と第2の支持基板112とを、それぞれ剥離する(図4(C))。これらの剥離は、上記作製方法例1と同様に行えばよい。
以上の工程により、タッチセンサとカラーフィルタを備え、且つより総厚の薄い表示装置130を作製することができる(図4(D))。
表示装置130は、第1の基板101と第2の基板111とが接着層104によって貼り合わされており、第1の基板101上に形成された表示素子を含む素子層103と、第2の基板111上に積層して形成されたセンサ層113とカラーフィルタ層123とが対向して設けられている。さらに、第1の基板101、及び第2の基板111は、それぞれの厚さが10μm以上200μm以下と極めて薄いことを特徴としている。
このような構成の表示装置130は、一枚の基板上にセンサ層113とカラーフィルタ層123が積層して設けられているため、表示装置130を2枚の基板で構成することができる。したがって、より総厚の薄い表示装置130とすることができる。また、カラーフィルタはタッチセンサ上に直接形成できると共に、2枚の基板を貼り合わせる際に各々の基板は支持基板に固定されているため、タッチセンサとカラーフィルタ、タッチセンサと画素、及びカラーフィルタと画素のそれぞれの相対位置を高い精度で合わせることができ、極めて高精細な画素と極めて高精度なタッチセンサを備える表示装置を実現できる。
また、表示装置130はその総厚が極めて薄いため、可撓性を持たせることも可能となる。したがって、湾曲した表示部を備える電子機器や、表示部を湾曲させることが可能な電子機器などを実現することもできる。
以上が本作製方法例についての説明である。
本実施の形態で例示した表示装置は、タッチセンサを備え、且つその総厚が十分に低減された表示装置である。また本実施の形態で例示した表示装置の作製方法によれば、総厚が十分に低減された表示装置を量産性高く高い歩留まりで作製できる。
なお、本実施の形態で例示した表示装置の作製方法では、積層基板上に素子層、センサ層、及びカラーフィルタ層を形成する工程についても説明したが、あらかじめ素子層やセンサ層、カラーフィルタ層が設けられた積層基板を用いることもできる。したがって、例えばあらかじめ素子層が設けられた積層基板と、あらかじめセンサ層が設けられた積層基板を用いて表示装置を作製することも、本発明の一態様である。またこれに加え、あらかじめカラーフィルタ層が設けられた積層基板や、あらかじめセンサ層とカラーフィルタ層が積層して設けられた積層基板を用いて表示装置を作製することも、本発明の一態様である。
本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
(実施の形態2)
本実施の形態では、実施の形態1で例示した表示装置の作製方法により作製可能な表示装置について、より具体的な構成例を例示する。なお以下では、実施の形態1と重複する部分については、説明を省略するか簡略化して説明する。
[構成例]
図5(A)は本構成例で例示する表示装置200の斜視概略図である。なお図5には明瞭化のため、代表的な構成要素のみを示している。
表示装置200は、第1の基板101と第2の基板111の間に挟持された表示部201、及びタッチセンサ202を備える。また第1の基板101にはFPC204が取り付けられている。
図5(B)は、図5(A)における第1の基板101と第2の基板111を展開した概略図を示す。
第1の基板101には、表示部201と、表示部201と電気的に接続する複数の配線206と、タッチセンサ202とコンタクト部203を介して電気的に接続する複数の配線207が設けられている。また複数の配線206と複数の配線207は、第1の基板101の周辺にまで引き回されており、当該周辺においてこれらの一部がFPC204と電気的に接続するための外部接続電極205を構成している。
表示部201は、複数の画素を有する画素部211、ソース駆動回路212、及びゲート駆動回路213を有する。図5(B)ではソース駆動回路212を、画素部211を挟んでその両側に2つ配置する構成としたが、1つのソース駆動回路212を画素部211の一方の辺に沿って配置する構成としてもよい。
表示部201の画素部211に適用可能な表示素子としては、有機EL素子、液晶素子の他、電気泳動方式などにより表示を行う表示素子など、様々な表示素子を用いることができる。
第2の基板111には、タッチセンサ202が設けられている。タッチセンサ202は、第2の基板111の第1の基板101と対向する面側に設けられる。なお、図5(B)では明瞭化のため、第2の基板111の裏面側(紙面奥側)に設けられるタッチセンサ202の電極を実線で示している。
図5(B)に示すタッチセンサ202は、投影型の静電容量式タッチセンサの一例である。タッチセンサ202は、第1のセンサ電極114と第2のセンサ電極115を有する。
第1のセンサ電極114、及び第2のセンサ電極115は、第1の基板101上に設けられた配線207とコンタクト部203を介して電気的に接続される。したがって、第1の基板101に取り付けられたFPC204を介して、第2の基板111に設けられるタッチセンサ202を駆動することができる。なおコンタクト部203の具体的な構成例は、後に説明する。
ここで、第1のセンサ電極114及び第2のセンサ電極115の形状は、図5(A)、(B)に示すように、複数の四辺形が一方向に連続した形状となっている。このとき、第1のセンサ電極114と第2のセンサ電極115の交差部の面積ができるだけ小さくなるように、各電極を配置することが好ましい。このような形状とすることで、電極が設けられていない領域の面積を低減でき、当該電極の有無によって生じる透過率の違いにより第1の基板111を透過する光の輝度ムラを抑制することができる。
なお、第1のセンサ電極114及び第2のセンサ電極115の形状はこれに限られず、様々な形状をとり得る。例えば、複数の第1のセンサ電極114をできるだけ隙間が生じないように配置し、上層の第2のセンサ電極115を、第1のセンサ電極114と重ならない領域ができるように離間して複数設ける構成としてもよい。このとき、隣接する2つの第2のセンサ電極115の間に、これらと電気的に絶縁されたダミー電極を設けると、透過率の異なる領域の面積を低減できるため好ましい。
このようにタッチセンサ202と信号をやりとりするためのFPC204等を接続する外部接続電極を、表示部201が形成される第1の基板101側に設けることにより、タッチセンサと表示部201の両方の外部接続電極を、表示装置200の一方の面側に設けることができる。したがって、FPC204の接続に要する面積を低減することができる。さらに図5に示すように、配線のレイアウトを工夫することで1つのFPC204のみを設ける構成にすることも可能である。このような表示装置200を電子機器に適用すると、電子機器内部における表示装置200の占有面積を低減できるため電子機器の設計の自由度を高めることができる。
[断面構成例1]
以下では、表示部201に有機EL素子が適用された表示装置200の断面構成例について説明する。
図6は、図5(A)に示した表示装置200において、FPC204及びゲート駆動回路213を含む領域を切断する切断線A−Bと、画素部211を含む領域を切断する切断線C−Dと、コンタクト部203を含む領域を切断する切断線E−Fに沿って切断した際の断面概略図である。
第1の基板101と第2の基板111はその周辺部において接着層104によって接着されている。また第1の基板101、第2の基板111、及び接着層104に囲まれる領域に、少なくとも画素部211が設けられている。
図6には、ゲート駆動回路213として、いずれもnチャネル型のトランジスタ231とトランジスタ232を組み合わせた回路を有する例を示している。なお、ゲート駆動回路213の構成はこれに限られず、nチャネル型のトランジスタとpチャネル型のトランジスタを組み合わせた種々のCMOS回路や、pチャネル型のトランジスタを組み合わせた回路を有する構成としてもよい。なお、ソース駆動回路212についても同様である。また、本構成例では、表示部201が形成される絶縁表面上にゲート駆動回路213とソース駆動回路212が形成されたドライバ一体型の表示装置の構成を示すが、表示部201が形成される絶縁表面とは別にゲート駆動回路213とソース駆動回路212の一方または両方を設ける構成としてもよい。例えば、COG方式により駆動回路用ICを実装してもよいし、COF方式により駆動回路用ICが実装されたフレキシブル基板(FPC)を実装してもよい。
図6には、画素部211の一例として、一画素分の断面構造を示している。画素は、スイッチング用のトランジスタ233と、電流制御用のトランジスタ234と、該トランジスタ234の一方の電極(ソース電極又はドレイン電極)に電気的に接続された第1の電極層221を含む。また第1の電極層221の端部を覆う絶縁層235が設けられ、該絶縁層235上の、後に説明するブラックマトリクス242と重なる領域にスペーサ236が設けられている。スペーサ236を画素部211に複数設けることで、第1の基板101と第2の基板111の距離が必要以上に近づくことがないため、信頼性の高い表示装置とすることができる。
スペーサ236には、有機樹脂材料を用いると厚く形成できるため好ましい。例えばポジ型またはネガ型の感光性樹脂を用いて形成することができる。また、スペーサ236として遮光性の材料を用いると、隣接する画素の発光素子220から回り込む光を遮光し、隣接画素間における混色を抑制することができる。
なお、画素部211、ソース駆動回路212、ゲート駆動回路213が備えるトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。また、トランジスタに用いる半導体材料としては、例えばシリコンやゲルマニウムなどの半導体材料を用いてもよいし、インジウム、ガリウム、亜鉛のうち少なくともひとつを含む酸化物半導体を用いてもよい。
また、トランジスタに用いる半導体の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体(微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、または一部に結晶領域を有する半導体)のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化が抑制されるため好ましい。
インジウム、ガリウム、亜鉛のうち少なくともひとつを含む酸化物半導体としては、代表的にはIn−Ga−Zn−O系金属酸化物などが挙げられる。シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい酸化物半導体を用いると、オフ時のリーク電流を抑制できるため好ましい。好ましい酸化物半導体の詳細については、後の実施の形態で説明する。
発光素子220は、第1の電極層221と第2の電極層223と、これらに挟持されたEL層222を有する。以下、発光素子220について説明する。
発光素子220において、光射出側に設ける電極層にはEL層222からの発光に対して透光性を有する材料を用いる。
透光性を有する材料としては、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる。または、グラフェンを用いてもよい。また、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、またはチタンなどの金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、該金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)などを用いてもよい。なお、金属材料、合金材料(またはそれらの窒化物)を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすればよい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるためこのましい。
このような電極層は、蒸着法や、スパッタリング法などにより形成する。そのほか、インクジェット法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法、またはメッキ法を用いて形成することができる。
なお、透光性を有する上述の導電性酸化物をスパッタリング法によって形成する場合、当該導電性酸化物を、アルゴン及び酸素を含む雰囲気下で成膜すると、透光性を向上させることができる。
また導電性酸化物膜をEL層222上に形成する場合、酸素濃度が低減されたアルゴンを含む雰囲気下で成膜した第1の導電性酸化物膜と、アルゴン及び酸素を含む雰囲気下で成膜した第2の導電性酸化物膜の積層膜とすると、EL層222への成膜ダメージを低減させることができるため好ましい。ここで特に第1の導電性酸化物膜を成膜する際に用いるアルゴンガスの純度が高いことが好ましく、例えば露点が−70℃以下、好ましくは−100℃以下のアルゴンガスを用いることが好ましい。
光射出側とは反対側に設ける電極層には、該発光に対して反射性を有する材料を用いる。
光反射性を有する材料としては、例えばアルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、又はパラジウム等の金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。また、このような金属材料または合金材料にランタンやネオジム、ゲルマニウムなどを添加してもよい。合金材料の例としては、アルミニウムとチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金などのアルミニウムを含む合金(アルミニウム合金)や、銀と銅の合金、銀とパラジウムと銅の合金、銀とマグネシウムの合金などの銀を含む合金などが挙げられる。銀と銅を含む合金は耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウムを含む膜に接して金属膜、または金属酸化物膜を積層することで、アルミニウムを含む膜の酸化を抑制することができる。アルミニウムを含む膜に接して設ける金属材料、または金属酸化物材料としては、チタン、酸化チタンなどが挙げられる。また、上記透光性を有する材料からなる膜と金属材料からなる膜とを積層してもよい。例えば、銀とインジウムスズ酸化物の積層膜、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いることができる。
このような電極層は、蒸着法や、スパッタリング法などにより形成する。そのほか、インクジェット法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法、またはメッキ法を用いて形成することができる。
EL層222は、少なくとも発光性の有機化合物を含む層(以下、発光層ともいう)を含めばよく、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されていてもよい。複数の層で構成されている構成としては、陽極側から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、並びに電子注入層が積層された構成を例に挙げることができる。なお、発光層を除くこれらの層はEL層222中に必ずしも全て設ける必要はない。また、これらの層は重複して設けることもできる。具体的にはEL層222中に複数の発光層を重ねて設けてもよく、電子注入層に重ねて正孔注入層を設けてもよい。また、中間層として電荷発生層の他、電子リレー層など他の構成を適宜加えることができる。また、例えば、異なる発光色を呈する発光層を複数積層する構成としてもよい。例えば補色の関係にある2以上の発光層を積層することにより白色発光を得ることができる。
EL層222は、真空蒸着法、またはインクジェット法やディスペンス法などの吐出法、スピンコート法などの塗布法、または印刷法などを用いて形成できる。
本実施の形態では、第1の電極層221として反射性を有する材料を用い、第2の電極層223として透光性を有する材料を用いる。したがって、発光素子220は上面射出型(トップエミッション型)の発光素子であり、発光素子からみて第2の基板111側に光を射出する。
以上が発光素子220についての説明である。
第1の基板101上には、第1の基板101の上面に接して絶縁層237と、トランジスタのゲート絶縁層として機能する絶縁層238と、トランジスタを覆う絶縁層239、及び絶縁層241が設けられている。
絶縁層237は、第1の基板101に含まれる不純物の拡散を抑制する目的で設けられる。また、トランジスタの半導体層に接する絶縁層238及び絶縁層239は、トランジスタの劣化を助長する不純物の拡散を抑制する材料を用いることが好ましい。これら絶縁層には、例えばシリコンなどの半導体や、アルミニウムなどの金属の酸化物または窒化物、または酸窒化物を用いることができる。またこのような無機絶縁材料の積層膜、または無機絶縁材料と有機絶縁材料の積層膜を用いてもよい。なお、絶縁層237や絶縁層239は不要であれば設けなくてもよい。
絶縁層241は、下層に設けられるトランジスタや配線などによる段差を被覆する平坦化層として機能する。絶縁層241としてはポリイミドやアクリルなどの有機樹脂材料を用いることが好ましい。また、平坦性を高められる場合には、無機絶縁材料を用いてもよい。
ここで、トランジスタ及び発光素子220を含む層が、素子層103に相当する。本構成例においては、絶縁層237の上面から第2の電極層223まで積層した構成を素子層103とする。
第2の基板111の発光素子220と対向する面上に、第1のセンサ電極114と絶縁層116と第2のセンサ電極115が設けられ、これらの積層が実施の形態1におけるセンサ層113に相当する。
第1のセンサ電極114と第2のセンサ電極115には、発光素子220からの発光に対して透光性を有する材料を用いる。例えば上述した発光素子220に用いることのできる透光性を有する導電性材料を用いることができる。
絶縁層116は、第1のセンサ電極114と第2のセンサ電極115を絶縁する。また絶縁層116は発光素子220からの発光に対して透光性を有する材料を用いる。例えば無機絶縁材料や有機絶縁材料、またはこれらの積層膜を用いることができる。
また図5及び図6に示すように、第1のセンサ電極114及び第2のセンサ電極115は、画素部211だけでなくソース駆動回路212やゲート駆動回路213と重なる領域にまで設けられていてもよい。
また、少なくとも画素部211と重なる領域において、第1のセンサ電極114、第2のセンサ電極115を覆う絶縁層128が設けられている。さらに、絶縁層128の発光素子220に対向する面上に、ブラックマトリクス242とカラーフィルタ243が設けられている。
絶縁層128は第2のセンサ電極115を保護するほか、隣接する第2のセンサ電極115の間を埋め、これらを確実に絶縁することもできる。また絶縁層128として、第1のセンサ電極114や第2のセンサ電極115の段差形状を効果的に被覆するように、被覆性の高い材料を用いることが好ましい。例えば絶縁層241と同様の材料を用いる。絶縁層128の表面を平坦にすることで、カラーフィルタ243の厚さを均一にすることができるため、表示装置の表示品位を向上させることができる。
カラーフィルタ243は、発光素子220からの発光色を調色し、色純度を高める目的で設けられている。例えば、白色発光の発光素子を用いてフルカラーの表示装置とする場合には、異なる色のカラーフィルタを設けた複数の画素を用いる。その場合、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色のカラーフィルタを用いてもよいし、これに黄色(Y)を加えた4色とすることもできる。また、R、G、B(及びY)に加えて白色(W)の画素を用い、4色(又は5色)としてもよい。
また、隣接するカラーフィルタ243の間に、ブラックマトリクス242が設けられている。ブラックマトリクス242は隣接する画素の発光素子220から回り込む光を遮光し、隣接画素間における混色を抑制する。ブラックマトリクス242は異なる発光色の隣接画素間にのみ配置し、同色画素間には設けない構成としてもよい。ここで、カラーフィルタ243の端部を、ブラックマトリクス242と重なるように設けることにより、光漏れを抑制することができる。ブラックマトリクス242は、発光素子220からの発光を遮光する材料を用いることができ、金属材料や顔料を含む有機樹脂材料などを用いて形成することができる。なお、図6に示すようにブラックマトリクス242はゲート駆動回路213などの画素部211以外の領域に設けると、導波光などによる意図しない光漏れを抑制できるため好ましい。
また、カラーフィルタ243及びブラックマトリクス242を覆うオーバーコートを設けてもよい。オーバーコートはカラーフィルタ243やブラックマトリクス242を保護するほか、これらに含まれる不純物が拡散することを抑制する。オーバーコートは発光素子220からの発光を透過する材料を用い、無機絶縁材料や有機絶縁材料を用いることができる。
第1の基板101と第2の基板111は、接着層104によって接着されている。本構成例では第1の基板101と第2の基板111にガラス材料を用い、且つ接着層104として、低融点ガラスからなるガラス材料を用いる。このような材料を用いることで、接着層104より内部へ発光素子220やトランジスタの劣化の要因となる不純物の混入を効果的に抑制できるため、極めて信頼性の高い表示装置とすることができる。
特に、トランジスタの半導体として酸化物半導体を用いる場合では、後の実施の形態で説明するように水素などの不純物が酸化物半導体膜中に含まれるとトランジスタのしきい値電圧のマイナスシフトなどが生じてしまう。したがって、トランジスタが設けられる領域をガラス材料で構成される第1の基板101、第2の基板111、及び接着層104で封止し、水素を含む不純物元素の混入を抑制することは極めて効果的である。
コンタクト部203において、第1の基板101上には配線207と、配線207と電気的に接続する電極244が形成されている。配線207はトランジスタのソース電極及びドレイン電極と同一の導電膜を加工することにより形成されている。また電極244は第1の電極層221と同一の導電膜を加工することにより形成されており、絶縁層239及び絶縁層241に設けられた開口部を介して配線207と電気的に接続している。このようにコンタクト部203に設けられる配線207や電極244をトランジスタや発光素子220の形成に用いる導電膜を加工することにより形成することで、工程を増やすことなくコンタクト部203を容易に形成できるため好ましい。
一方、第2の基板111側では、第2のセンサ電極115がコンタクト部203にまで延在し、さらにコンタクト部203ではその表面が露出するよう設けられている。なお、図示しないが第1のセンサ電極114のコンタクト部についても同様である。
さらに、コンタクト部203には導電性粒子245が分散した樹脂層246が設けられている。樹脂層246中の導電性粒子245が第2のセンサ電極115と電極244の両方と接触することにより、第2のセンサ電極115と配線207が電気的に接続されている。
導電性粒子245は、有機樹脂またはシリカなどの粒子の表面を金属材料で被覆したものを用いる。金属材料としてニッケルや金を用いると接触抵抗を低減できるため好ましい。またニッケルをさらに金で被覆するなど、2種類以上の金属材料を層状に被覆させた粒子を用いることが好ましい。
導電性粒子245を分散可能な樹脂層246の材料としては、熱硬化性の有機樹脂、光硬化性の有機樹脂などの硬化性の有機樹脂を用いることが好ましい。
第2のセンサ電極115と電極244に挟持された導電性粒子245は、上下方向にかかる圧力によって潰れた形状に変形していることが好ましい。このような形状とすることで、導電性粒子245と、第2のセンサ電極115または電極244との接触面積が増大するため、確実に電気的な接続をとることができる。なお図6に示す断面概略図では便宜上、導電性粒子245の断面形状として、基板と垂直な向きに長軸を有する楕円形状で図示しているが、実際多くの場合では、その断面形状が円形、または基板と平行な向きに長軸成分を有する楕円形状となる。
ここで図6では、少なくとも発光素子220を備える画素部211を囲うように接着層104が設けられ、接着層104よりも外側にコンタクト部203を設ける構成を示している。特に接着層104としてガラス材料を用いた場合では、このようにコンタクト部203を接着層104よりも外側に設けることで、コンタクト部203に用いる有機樹脂などに含まれる水などの不純物が、接着層104よりも内側の領域に拡散することが抑制できるため好ましい。
また図6に示すように、接着層104によって封止される領域と、これよりも外側の領域をまたぐようにして設けられる層には、有機材料などの水や水素を透過する材料の層を用いないことが好ましい。このような構成とすることで、外部からの水や水素の侵入を効果的に抑制でき、信頼性の高い表示装置を実現できる。
なお、接着層104として硬化性の樹脂を用いる場合、接着層104と樹脂層246を共通化し、接着層104をコンタクト部203と重なるようにして設け、コンタクト部203と重なる領域に導電性粒子245が分散される構成としてもよい。このような構成では、接着層104よりも外側にコンタクト部203を配置しなくてもよいため、表示装置の狭額縁化が可能となる。なおこのとき、接着層104中に乾燥剤を分散させることが好ましい。例えば、アルカリ土類金属の酸化物(酸化カルシウムや酸化バリウム等)のように、化学吸着によって水分を吸着する物質を用いることができる。その他の乾燥剤として、ゼオライトやシリカゲル等のように、物理吸着によって水分を吸着する物質を用いてもよい。
配線206は、接着層104によって封止された領域から外側に延在して設けられ、ゲート駆動回路213(またはソース駆動回路212)と電気的に接続している。また配線206の端部の一部が外部接続電極205を成している。本構成例では、外部接続電極205はトランジスタのソース電極またはドレイン電極に用いる導電膜と、トランジスタのゲート電極に用いる導電膜を積層して形成されている。このように複数の導電膜を積層して外部接続電極205を構成することにより、FPC204などの圧着工程に対する機械的強度を高めることができるため好ましい。
また、外部接続電極205に接して接続層208が設けられ、接続層208を介してFPC204と外部接続電極205とが電気的に接続している。接続層208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。
またここでは図示しないが、配線207は第1の基板101の端部にまで設けられ、その端部の一部が外部接続電極205を構成し、FPC204と電気的に接続している。
配線206や配線207、外部接続電極205の端部は、その表面が露出しないように絶縁層で覆われていると、表面の酸化やショートなどの不具合を抑制できるため好ましい。このとき、配線206、配線207、外部接続電極205を覆う絶縁層は、画素部211を構成するいずれかの絶縁層と同一の膜を加工することにより形成すると、工程を増やすことなく形成できるため好ましい。
ここで図6には、FPC204と接着層104の間に、FPC204と第2の基板111の両方と接するように補強材209が設けられている。本構成例では、第1の基板101として極めて薄いガラス基板を用いており、FPC204と接着層104の間の領域の機械的強度が比較的低い。そのため表示装置を電子機器に組み込む際などに、FPC204近傍に機械的な力が加わることにより、当該領域で割れが生じてしまう恐れがある。そのためこのように補強材209を設けることで、FPC204と接着層104の間の領域の機械的強度を高めることができ、信頼性の高い表示装置を実現できる。
補強材209としては、有機樹脂材料を用いることが好ましい。例えば熱硬化性の有機樹脂、光硬化性の有機樹脂、2液混合型の硬化性の有機樹脂など、硬化性の有機樹脂を用いることができる。
なお、補強材209は、第1の基板101の裏面側にも設けられていてもよい。第1の基板101を補強材209により両面から補強することにより、機械的強度をより高めることができ、極めて総厚の薄い表示装置の破損を抑制できる。
以上が本断面構成例についての説明である。このような構成とすることで、総厚が極めて薄く、且つ機械的強度が優れた、信頼性の高い表示装置を実現できる。
[断面構成例2]
以下では、表示部201に液晶素子が適用された表示装置200の断面構成例について説明する。なお、上記と重複する部分については説明を省略するか、簡略化して説明する。
図7は、本構成例で例示する表示装置の断面概略図である。図7に示す表示装置は、上記断面構成例1で例示した構成と対比して、主として画素部211と接着層104の構成が異なる点で相違している。
画素部211は、IPS(In−Plane−Switching)モードが適用された液晶素子250を備える。液晶素子250は基板面に対して横方向に発生する電界により液晶の配向が制御される。
画素部211には少なくとも1つのスイッチング用のトランジスタ256と、図示しない保持容量を有する。またトランジスタ256のソース電極またはドレイン電極と電気的に接続するくし形状の第1の電極層251が絶縁層241上に設けられている。またくし形状の第2の電極層253が、第1の電極層251と絶縁するように、同一平面上に設けられている。
第1の電極層251と第2の電極層253の少なくとも一方には、上述した透光性の導電性材料を用いる。これら電極層の両方に、透光性の導電性材料を用いると、画素の開口率を高めることができるため好ましい。
なお図7では、第1の電極層251と第2の電極層253とを区別するため異なるハッチングパターンを用いて明示しているが、これらを同一の導電膜を加工して形成することが好ましい。
画素部211において、第2の基板111上には上記断面構成例1と同様にカラーフィルタ243とブラックマトリクス242が設けられている。また図7ではカラーフィルタ243とブラックマトリクス242を覆うオーバーコート255が設けられている。オーバーコート255を設けることにより、カラーフィルタ243やブラックマトリクス242に含まれる顔料などの不純物が液晶252に拡散することを抑制できる。
さらに、オーバーコート255のブラックマトリクス242と重なる領域に、スペーサ254が設けられている。スペーサ254には、上記断面構成例1におけるスペーサ236と同様の材料を用いることができる。なお、本構成例ではスペーサ254を第2の基板111側に設ける構成としたが、第1の基板101側に設ける構成としてもよい。
また、少なくとも第1の電極層251及び第2の電極層253が設けられている領域には、液晶252が封入されている。ここで、第1の電極層251、第2の電極層253、及び液晶252により液晶素子250が構成されている。
第1の電極層251と第2の電極層253の間に電圧を印加することにより、横方向に電界が生じ、該電界によって液晶252の配向が制御され、表示装置の外部に配置されたバックライトからの光の偏光を画素単位で制御することにより、画像を表示することができる。
液晶252と接する面には、液晶252の配向を制御するための配向膜を設けてもよい。配向膜には透光性の材料を用いる。また、ここでは図示しないが、第1の基板101及び第2の基板111の液晶素子250から見て外側の面に偏光板を設ける。また、導光板を用いてバックライトからの光を表示装置の側面から入力する構成としてもよい。
本構成例では、液晶素子250と重なる領域にカラーフィルタが設けられているため、白色発光のバックライトを用いてフルカラーの画像表示を実現できる。また、バックライトとして異なる発光色の複数の発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)を用いて、時間分割表示方式(フィールドシーケンシャル駆動方式)を行うこともできる。時間分割表示方式を用いた場合、カラーフィルタを設ける必要が無く、また例えばR(赤色)、G(緑色)、B(青色)のそれぞれの発光を呈する副画素を設ける必要がないため、画素の開口率を向上させることや、単位面積あたりの画素数を増加できるなどの利点がある。
液晶252としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、強誘電液晶、反強誘電液晶などを用いることができる。また、ブルー相を示す液晶を使用すると、配向膜が不要であり、且つ広い視野角が得られるため好ましい。
なお、本構成例ではIPSモードが適用された液晶素子250について説明するが、液晶素子の構成はこれに限られず、そのほかにもTN(Twisted Nematic)モード、FFS(Fringe Field Switching)モード、ASM(Axially Symmetric aligned Micro−cell)モード、OCB(Optically Compensated Birefringence)モード、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)モード、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal)モードなどを用いることができる。
ここで、液晶素子250としてIPSモードやFFSモードを適用することが好ましい。このようなモードが適用された液晶素子は、第2の基板111側に電極を配置する必要がないため、第2の基板111側に設けられるタッチセンサの電極と、液晶素子の電極との間で生じる寄生容量の影響が抑制され、タッチセンサの感度を向上させることができる。
また、本構成例では上記断面構成例1で例示したコンタクト部203に用いる樹脂層246と、接着層104を共通化し、これらに同一の材料を用いる構成を示す。接着層104として硬化性の有機樹脂を用い、接着層104をコンタクト部203と重なるように設ける。さらに、コンタクト部203と重なる領域には導電性粒子245が分散されている。このような構成とすることで、狭額縁の表示装置を実現できる。
また、図7に示すように、絶縁層241や絶縁層128などの有機材料が適用される層が、画素部211及びゲート駆動回路213(及びソース駆動回路212)が設けられる領域と、接着層104が設けられる領域とで連続しないように、これら領域の間で端部が形成されるように島状に加工されていることが好ましい。このような構成とすることで、接着層104に有機樹脂を用いた場合であっても、絶縁層241や絶縁層128などを介して水分などの不純物が液晶素子250やトランジスタに拡散することを抑制できる。
以上が本構成例についての説明である。このような構成とすることにより、総厚が極めて薄く、且つ機械的強度が優れた、信頼性の高い表示装置を実現できる。
本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置に適用可能な発光素子の構成例について、図面を参照して説明する。
本実施の形態で例示する発光素子は、第1の電極層、第2の電極層及び第1の電極層と第2の電極層の間に発光性の有機化合物を含む層(以下EL層という)を備える。第1の電極層または第2の電極層のいずれか一方は陽極、他方が陰極として機能する。EL層は第1の電極層と第2の電極層の間に設けられ、該EL層の構成は第1の電極層と第2の電極層の材質に合わせて適宜選択すればよい。以下に発光素子の構成の一例を例示するが、発光素子の構成がこれに限定されないことはいうまでもない。
<発光素子の構成例1>
発光素子の構成の一例を図8(A)に示す。図8(A)に示す発光素子は、陽極1101と陰極1102の間に発光ユニット1103を含むEL層が挟まれている。
陽極1101と陰極1102の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、EL層に陽極1101の側から正孔が注入され、陰極1102の側から電子が注入される。注入された電子と正孔はEL層において再結合し、EL層に含まれる発光物質が発光する。
本明細書においては、両端から注入された電子と正孔が再結合する領域を1つ有する層または積層体を発光ユニットという。よって、当該発光素子の構成例1は発光ユニットを1つ備えるということができる。
発光ユニット1103は、少なくとも発光物質を含む発光層を1つ以上備えていればよく、発光層以外の層と積層された構造であってもよい。発光層以外の層としては、例えば正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔輸送性に乏しい(ブロッキングする)物質、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、並びにバイポーラ性(電子及び正孔の輸送性の高い)の物質等を含む層が挙げられる。
発光ユニット1103の具体的な構成の一例を図8(B)に示す。図8(B)に示す発光ユニット1103は、正孔注入層1113、正孔輸送層1114、発光層1115、電子輸送層1116、並びに電子注入層1117が陽極1101側からこの順に積層されている。
<発光素子の構成例2>
発光素子の構成の他の一例を図8(C)に示す。図8(C)に例示する発光素子は、陽極1101と陰極1102の間に発光ユニット1103を含むEL層が挟まれている。さらに、陰極1102と発光ユニット1103との間には中間層1104が設けられている。なお、当該発光素子の構成例2の発光ユニット1103には、上述の発光素子の構成例1が備える発光ユニットと同様の構成が適用可能であり、詳細については、発光素子の構成例1の記載を参酌できる。
中間層1104は少なくとも電荷発生領域を含んで形成されていればよく、電荷発生領域以外の層と積層された構成であってもよい。例えば、第1の電荷発生領域1104c、電子リレー層1104b、及び電子注入バッファー1104aが陰極1102側から順次積層された構造を適用することができる。
中間層1104における電子と正孔の挙動について説明する。陽極1101と陰極1102の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、第1の電荷発生領域1104cにおいて、正孔と電子が発生し、正孔は陰極1102へ移動し、電子は電子リレー層1104bへ移動する。電子リレー層1104bは電子輸送性が高く、第1の電荷発生領域1104cで生じた電子を電子注入バッファー1104aに速やかに受け渡す。電子注入バッファー1104aは発光ユニット1103に電子を注入する障壁を緩和し、発光ユニット1103への電子注入効率を高める。従って、第1の電荷発生領域1104cで発生した電子は、電子リレー層1104bと電子注入バッファー1104aを経て、発光ユニット1103のLUMO準位に注入される。
また、電子リレー層1104bは、第1の電荷発生領域1104cを構成する物質と電子注入バッファー1104aを構成する物質が界面で反応し、互いの機能が損なわれてしまう等の相互作用を防ぐことができる。
当該発光素子の構成例2の陰極に用いることができる材料の選択の幅は、構成例1の陰極に用いることができる材料の選択の幅に比べて、広い。なぜなら、構成例2の陰極は中間層が発生する正孔を受け取ればよく、仕事関数が比較的大きな材料を適用できるからである。
<発光素子の構成例3>
発光素子の構成の他の一例を図8(D)に示す。図8(D)に例示する発光素子は、陽極1101と陰極1102の間に2つの発光ユニットが設けられたEL層を備えている。さらに、第1の発光ユニット1103aと、第2の発光ユニット1103bとの間には中間層1104が設けられている。
なお、陽極と陰極の間に設ける発光ユニットの数は2つに限定されない。図8(E)に例示する発光素子は、発光ユニット1103が複数積層された構造、所謂、タンデム型の発光素子の構成を備える。但し、例えば陽極と陰極の間にn(nは2以上の自然数)層の発光ユニット1103を設ける場合には、m(mは自然数、1以上(n−1)以下)番目の発光ユニットと、(m+1)番目の発光ユニットとの間に、それぞれ中間層1104を設ける構成とする。
また、当該発光素子の構成例3の発光ユニット1103には、上述の発光素子の構成例1と同様の構成を適用することが可能であり、また当該発光素子の構成例3の中間層1104には、上述の発光素子の構成例2と同様の構成が適用可能である。よって、詳細については、発光素子の構成例1、または発光素子の構成例2の記載を参酌できる。
発光ユニットの間に設けられた中間層1104における電子と正孔の挙動について説明する。陽極1101と陰極1102の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、中間層1104において正孔と電子が発生し、正孔は陰極1102側に設けられた発光ユニットへ移動し、電子は陽極1101側に設けられた発光ユニットへ移動する。陰極側に設けられた発光ユニットに注入された正孔は、陰極側から注入された電子と再結合し、当該発光ユニットに含まれる発光物質が発光する。また、陽極側に設けられた発光ユニットに注入された電子は、陽極側から注入された正孔と再結合し、当該発光ユニットに含まれる発光物質が発光する。よって、中間層1104において発生した正孔と電子は、それぞれ異なる発光ユニットにおいて発光に至る。
なお、発光ユニット同士を接して設けることで、両者の間に中間層と同じ構成が形成される場合は、発光ユニット同士を接して設けることができる。具体的には、発光ユニットの一方の面に電荷発生領域が形成されていると、当該電荷発生領域は中間層の第1の電荷発生領域として機能するため、発光ユニット同士を接して設けることができる。
発光素子の構成例1乃至構成例3は、互いに組み合わせて用いることができる。例えば、発光素子の構成例3の陰極と発光ユニットの間に中間層を設けることもできる。
また、発光色の異なる複数の発光物質を用いることにより、発光スペクトルの幅を拡げて、例えば白色発光を得ることもできる。白色発光を得る場合には、例えば、発光物質を含む層を少なくとも2つ備える構成とし、それぞれの層を互いに補色の関係にある色を呈する光を発するように構成すればよい。具体的な補色の関係としては、例えば青色と黄色、あるいは青緑色と赤色等が挙げられる。
さらに、演色性の良い白色発光を得る場合には、発光スペクトルが可視光全域に拡がるものが好ましく、例えば、一つの発光素子が、青色を呈する光を発する層、緑色を呈する光を発する層、赤色を呈する光を発する層を備える構成とすればよい。
本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
(実施の形態4)
上記実施の形態で例示したトランジスタのチャネルが形成される領域に好適に用いることができる半導体の一例について、以下に説明する。
酸化物半導体は、エネルギーギャップが3.0eV以上と大きく、酸化物半導体を適切な条件で加工し、そのキャリア密度を十分に低減して得られた酸化物半導体膜が適用されたトランジスタにおいては、オフ状態でのソースとドレイン間のリーク電流(オフ電流)を、従来のシリコンを用いたトランジスタと比較して極めて低いものとすることができる。
適用可能な酸化物半導体としては、少なくともインジウム(In)あるいは亜鉛(Zn)を含むことが好ましい。特にInとZnを含むことが好ましい。また、該酸化物半導体を用いたトランジスタの電気特性のばらつきを減らすためのスタビライザーとして、それらに加えてガリウム(Ga)、スズ(Sn)、ハフニウム(Hf)、ジルコニウム(Zr)、チタン(Ti)、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、ランタノイド(例えば、セリウム(Ce)、ネオジム(Nd)、ガドリニウム(Gd))から選ばれた一種、または複数種が含まれていることが好ましい。
例えば、酸化物半導体として、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、二元系金属の酸化物であるIn−Zn系酸化物、Sn−Zn系酸化物、Al−Zn系酸化物、Zn−Mg系酸化物、Sn−Mg系酸化物、In−Mg系酸化物、In−Ga系酸化物、三元系金属の酸化物であるIn−Ga−Zn系酸化物(IGZOとも表記する)、In−Al−Zn系酸化物、In−Sn−Zn系酸化物、Sn−Ga−Zn系酸化物、Al−Ga−Zn系酸化物、Sn−Al−Zn系酸化物、In−Hf−Zn系酸化物、In−Zr−Zn系酸化物、In−Ti−Zn系酸化物、In−Sc−Zn系酸化物、In−Y−Zn系酸化物、In−La−Zn系酸化物、In−Ce−Zn系酸化物、In−Pr−Zn系酸化物、In−Nd−Zn系酸化物、In−Sm−Zn系酸化物、In−Eu−Zn系酸化物、In−Gd−Zn系酸化物、In−Tb−Zn系酸化物、In−Dy−Zn系酸化物、In−Ho−Zn系酸化物、In−Er−Zn系酸化物、In−Tm−Zn系酸化物、In−Yb−Zn系酸化物、In−Lu−Zn系酸化物、四元系金属の酸化物であるIn−Sn−Ga−Zn系酸化物、In−Hf−Ga−Zn系酸化物、In−Al−Ga−Zn系酸化物、In−Sn−Al−Zn系酸化物、In−Sn−Hf−Zn系酸化物、In−Hf−Al−Zn系酸化物を用いることができる。
ここで、In−Ga−Zn系酸化物とは、InとGaとZnを主成分として有する酸化物という意味であり、InとGaとZnの比率は問わない。また、InとGaとZn以外の金属元素が入っていてもよい。
また、酸化物半導体として、InMO(ZnO)(m>0、且つ、mは整数でない)で表記される材料を用いてもよい。なお、Mは、Ga、Fe、Mn及びCoから選ばれた一の金属元素または複数の金属元素、若しくは上記のスタビライザーとしての元素を示す。また、酸化物半導体として、InSnO(ZnO)(n>0、且つ、nは整数)で表記される材料を用いてもよい。
例えば、In:Ga:Zn=1:1:1、In:Ga:Zn=3:1:2、あるいはIn:Ga:Zn=2:1:3の原子数比のIn−Ga−Zn系酸化物やその組成の近傍の酸化物を用いるとよい。
酸化物半導体膜は単結晶でも、非単結晶でもよい。後者の場合、アモルファスでも、多結晶でもよい。また、アモルファス中に結晶性を有する部分を含む構造でも、非アモルファスでもよい。
好ましくは、酸化物半導体膜は、CAAC−OS(C Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor)膜とする。
以下、CAAC−OS膜について説明する。
CAAC−OS膜の結晶部は、一辺が100nm未満の立方体内に収まる大きさであることが多い。また、透過型電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)による観察像では、CAAC−OS膜に含まれる結晶部と結晶部との境界は明確ではない。また、TEMによってCAAC−OS膜には粒界(グレインバウンダリーともいう。)は確認できない。そのため、CAAC−OS膜は、粒界に起因する電子移動度の低下が抑制される。
CAAC−OS膜に含まれる結晶部は、c軸がCAAC−OS膜の被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向に揃い、かつab面に垂直な方向から見て三角形状または六角形状の原子配列を有し、c軸に垂直な方向から見て金属原子が層状または金属原子と酸素原子とが層状に配列している。なお、異なる結晶部間で、それぞれa軸およびb軸の向きが異なっていてもよい。本明細書において、単に垂直と記載する場合、80°以上100°以下の範囲も含まれることとする。また、単に平行と記載する場合、−10°以上10°以下の範囲も含まれることとする。
なお、CAAC−OS膜において、結晶部の分布が一様でなくてもよい。例えば、CAAC−OS膜の形成過程において、酸化物半導体膜の表面側から結晶成長させる場合、被形成面の近傍に対し表面の近傍では結晶部の占める割合が高くなることがある。また、CAAC−OS膜へ不純物を添加することにより、当該不純物添加領域において結晶部の結晶性が低下することもある。
CAAC−OS膜に含まれる結晶部のc軸は、CAAC−OS膜の被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向に揃うため、CAAC−OS膜の形状(被形成面の断面形状または表面の断面形状)によっては互いに異なる方向を向くことがある。なお、結晶部のc軸の方向は、CAAC−OS膜が形成されたときの被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向となる。結晶部は、成膜することにより、または成膜後に加熱処理などの結晶化処理を行うことにより形成される。
酸化物半導体膜として、CAAC−OS膜を適用する場合、該CAAC−OS膜を形成する方法としては、三つ挙げられる。
一つめは、成膜温度を100℃以上450℃以下として酸化物半導体膜の成膜を行うことで、酸化物半導体膜に含まれる結晶部のc軸が、被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向に揃った結晶部を形成する方法である。
二つめは、酸化物半導体膜を薄い膜厚で成膜した後、200℃以上700℃以下の熱処理を行うことで、酸化物半導体膜に含まれる結晶部のc軸が、被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向に揃った結晶部を形成する方法である。
三つめは、一層目の酸化物半導体膜を薄く成膜した後、200℃以上700℃以下の熱処理を行い、さらに二層目の酸化物半導体膜の成膜を行うことで、酸化物半導体膜に含まれる結晶部のc軸が、被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向に揃った結晶部を形成する方法である。
CAAC−OS膜を用いたトランジスタは、可視光や紫外光の照射による電気特性の変動が小さい。よって、当該トランジスタは、信頼性が高い。
また、CAAC−OS膜は、多結晶である酸化物半導体スパッタリング用ターゲットを用い、スパッタリング法によって成膜することが好ましい。当該スパッタリング用ターゲットにイオンが衝突すると、スパッタリング用ターゲットに含まれる結晶領域がa−b面から劈開し、a−b面に平行な面を有する平板状またはペレット状のスパッタリング粒子として剥離することがある。この場合、当該平板状またはペレット状のスパッタリング粒子が、結晶状態を維持したまま被成膜面に到達することで、CAAC−OS膜を成膜することができる。
また、CAAC−OS膜を成膜するために、以下の条件を適用することが好ましい。
成膜時の不純物混入を低減することで、不純物によって結晶状態が崩れることを抑制できる。例えば、成膜室内に存在する不純物濃度(水素、水、二酸化炭素および窒素など)を低減すればよい。また、成膜ガス中の不純物濃度を低減すればよい。具体的には、露点が−80℃以下、好ましくは−100℃以下である成膜ガスを用いる。
また、成膜時の被成膜面の加熱温度(例えば基板加熱温度)を高めることで、被成膜面に到達後にスパッタリング粒子のマイグレーションが起こる。具体的には、被成膜面の温度を100℃以上740℃以下、好ましくは200℃以上500℃以下として成膜する。成膜時の被成膜面の温度を高めることで、平板状またはペレット状のスパッタリング粒子が被成膜面に到達した場合、当該被成膜面上でマイグレーションが起こり、スパッタリング粒子の平らな面が被成膜面に付着する。
また、成膜ガス中の酸素割合を高め、電力を最適化することで成膜時のプラズマダメージを軽減すると好ましい。成膜ガス中の酸素割合は、30体積%以上、好ましくは100体積%とする。
スパッタリング用ターゲットの一例として、In−Ga−Zn−O化合物ターゲットについて以下に示す。
InO粉末、GaO粉末およびZnO粉末を所定のmol数で混合し、加圧処理後、1000℃以上1500℃以下の温度で加熱処理をすることで多結晶であるIn−Ga−Zn−O化合物ターゲットとする。なお、X、YおよびZは任意の正数である。ここで、所定のmol数比は、例えば、InO粉末、GaO粉末およびZnO粉末が、1:1:1、1:1:2、1:3:2、2:1:3、2:2:1、3:1:1、3:1:2、3:1:4、4:2:3、8:4:3、またはこれらの近傍の値とすることができる。なお、粉末の種類、およびその混合するmol数比は、作製するスパッタリング用ターゲットによって適宜変更すればよい。
以上がCAAC−OS膜の説明である。
また、酸化物半導体膜に水素が多量に含まれると、酸化物半導体と結合することによって、水素の一部がドナーとなり、キャリアである電子を生じてしまう。これにより、トランジスタのしきい値電圧がマイナス方向にシフトしてしまう。そのため、酸化物半導体膜において、水素濃度は、5×1018atoms/cm未満、好ましくは1×1018atoms/cm以下、より好ましくは5×1017atoms/cm以下、更に好ましくは1×1016atoms/cm以下とすることが望ましい。なお、酸化物半導体膜中の水素濃度は、二次イオン質量分析法(SIMS:Secondary Ion Mass Spectrometry)で測定されるものである。
酸化物半導体膜の形成後において、脱水化処理(脱水素化処理)を行い酸化物半導体膜から、水素、または水分を除去して不純物が極力含まれないように高純度化し、脱水化処理(脱水素化処理)によって増加した酸素欠損を補填するため酸素を酸化物半導体膜に加える処理を行うことが好ましい。また、本明細書等において、酸化物半導体膜に酸素を供給する場合を、加酸素化処理と記す場合がある、または酸化物半導体膜に含まれる酸素を化学量論的組成よりも多くする場合を過酸素化処理と記す場合がある。
このように、酸化物半導体膜は、脱水化処理(脱水素化処理)により、水素または水分が除去され、加酸素化処理により酸素欠損を補填することによって、i型(真性)化またはi型に限りなく近い酸化物半導体膜とすることができる。このような酸化物半導体膜中には、ドナーに由来するキャリアが極めて少なく(ゼロに近く)、キャリア濃度は1×1014/cm未満、好ましくは1×1012/cm未満、さらに好ましくは1×1011/cm未満、より好ましくは1.45×1010/cm未満となる。
またこのように、水素濃度が十分に低減されて高純度化され、十分な酸素の供給により酸素欠損に起因するエネルギーギャップ中の欠陥準位が低減された酸化物半導体膜を備えるトランジスタは、極めて優れたオフ電流特性を実現できる。例えば、チャネル長が1μm、且つ室温(25℃)における、チャネル幅1μmあたりのオフ電流は、100yA(1yA(ヨクトアンペア)は1×10−24A)以下、望ましくは、10yA以下となる。また、85℃では、100zA/μm(1zA(ゼプトアンペア)は1×10−21A)以下、望ましくは10zA/μm以下となる。このように、i型(真性)化または実質的にi型化された酸化物半導体膜を用いることで、極めて優れたオフ電流特性のトランジスタを得ることができる。
また、酸化物半導体膜は、複数の酸化物半導体膜が積層された構造でもよい。
例えば、酸化物半導体膜を、第1の酸化物半導体膜、第2の酸化物半導体膜および第3の酸化物半導体膜の積層として、各々を異なる組成としてもよい。例えば、第1の酸化物半導体膜および第3の酸化物半導体膜に三元系金属の酸化物を用い、第2の酸化物半導体膜に二元系金属の酸化物を用いる、または、第1の酸化物半導体膜および第3の酸化物半導体膜に二元系金属の酸化物を用い、第2の酸化物半導体膜に三元系金属の酸化物を用いることもできる。
また、第1の酸化物半導体膜、第2の酸化物半導体膜および第3の酸化物半導体膜の構成元素を同一とし、組成を異ならせてもよい。例えば、第1の酸化物半導体膜および第3の酸化物半導体膜の原子数比をIn:Ga:Zn=1:1:1とし、第2の酸化物半導体膜の原子数比をIn:Ga:Zn=3:1:2としてもよい。また、第1の酸化物半導体膜および第3の酸化物半導体膜の原子数比をIn:Ga:Zn=1:3:2とし、第2の酸化物半導体膜の原子数比をIn:Ga:Zn=3:1:2としてもよい。
この時、第2の酸化物半導体膜はInとGaの含有率をIn>Gaとするとよい。また第1の酸化物半導体膜および第3の酸化物半導体膜のInとGaの含有率をIn≦Gaとするとよい。
酸化物半導体では主として重金属のs軌道がキャリア伝導に寄与しており、Inの含有率を多くすることによりs軌道のオーバーラップが多くなる傾向があるため、In>Gaの組成となる酸化物はIn≦Gaの組成となる酸化物と比較して高い移動度を備える。また、GaはInと比較して酸素欠損の形成エネルギーが大きく酸素欠損が生じにくいため、In≦Gaの組成となる酸化物はIn>Gaの組成となる酸化物と比較して安定した特性を備える。
なお、酸化物半導体膜に接して酸化物半導体膜とは異なる膜(例えばゲート絶縁膜など)を形成する際に、酸化物半導体膜に接して形成される膜から酸化物半導体膜中に不純物が拡散する恐れがある。シリコンやカーボンなどが酸化物半導体膜中に拡散すると、トランジスタの電気特性に悪影響を及ぼす可能性がある。
しかしながら、上述のように酸化物半導体膜を積層構造とし、高い移動度を備える酸化物半導体膜(つまり、In>Gaの組成となる酸化物半導体膜。上述の第2の酸化物半導体膜に相当する。)に接して、当該酸化物半導体膜よりも酸素欠損が少なく安定した特性を備える酸化物半導体膜(つまり、In≦Gaの組成となる酸化物半導体膜。上述の第1の酸化物半導体膜および第3の酸化物半導体膜に相当する。)を形成し、酸化物半導体膜に接する膜と高い移動度を備える酸化物半導体膜とが接しない構成とすることにより、不純物拡散に起因したトランジスタの電気特性への悪影響(例えば移動度の低下など。)を抑制することができる。したがって、トランジスタの移動度および信頼性を高めることが可能となる。
本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
(実施の形態5)
本実施の形態では、本発明の一態様であるタッチセンサを備える表示装置を備える電子機器の例について、図9を参照して説明する。
図9(A)に示す電子機器は、携帯型情報端末の一例である。
図9(A)に示す電子機器は、筐体1011と、筐体1011に設けられたパネル1012と、ボタン1013と、スピーカー1014と、を具備する。
なお、筐体1011に、外部機器に接続するための接続端子及び操作ボタンが設けられていてもよい。
ボタン1013は、筐体1011に設けられる。例えば、ボタン1013が電源ボタンであれば、ボタン1013を押すことにより、電子機器をオン状態にするか否かを制御することができる。
スピーカー1014は、筐体1011に設けられる。スピーカー1014は音声を出力する。
なお、筐体1011にマイクが設けられていてもよい。筐体1011にマイクを設けられることにより、例えば図9(A)に示す電子機器を電話機として機能させることができる。
図9(A)に示す電子機器は、例えば電話機、電子書籍、パーソナルコンピュータ、及び遊技機の一つ又は複数としての機能を有する。
ここで、パネル1012に、本発明の一態様のタッチセンサを備える表示装置を適用することができる。
図9(B)に示す電子機器は、折り畳み式の情報端末の一例である。
図9(B)に示す電子機器は、筐体1021aと、筐体1021bと、筐体1021aに設けられたパネル1022aと、筐体1021bに設けられたパネル1022bと、軸部1023と、ボタン1024と、接続端子1025と、記録媒体挿入部1026と、スピーカー1027と、を備える。
筐体1021aと筐体1021bは、軸部1023により接続される。
図9(B)に示す電子機器は、軸部1023を有するため、パネル1022aとパネル1022bを対向させて折り畳むことができる。
ボタン1024は、筐体1021bに設けられる。なお、筐体1021aにボタン1024を設けてもよい。例えば、電源ボタンとしての機能を有するボタン1024を設けることより、ボタン1024を押すことで電子機器に対する電源電圧の供給を制御できる。
接続端子1025は、筐体1021aに設けられる。なお、筐体1021bに接続端子1025が設けられていてもよい。また、接続端子1025が筐体1021a及び筐体1021bの一方又は両方に複数設けられていてもよい。接続端子1025は、図9(B)に示す電子機器と他の機器を接続するための端子である。
記録媒体挿入部1026は、筐体1021aに設けられる。筐体1021bに記録媒体挿入部1026が設けられていてもよい。また、記録媒体挿入部1026が筐体1021a及び筐体1021bの一方又は両方に複数設けられていてもよい。例えば、記録媒体挿入部にカード型記録媒体を挿入することにより、カード型記録媒体のデータを電子機器に読み出し、又は電子機器内のデータをカード型記録媒体に書き込むことができる。
スピーカー1027は、筐体1021bに設けられる。スピーカー1027は、音声を出力する。なお、筐体1021aにスピーカー1027を設けてもよい。
なお、筐体1021a又は筐体1021bにマイクを設けてもよい。筐体1021a又は筐体1021bにマイクが設けられることにより、例えば図9(B)に示す電子機器を電話機として機能させることができる。
図9(B)に示す電子機器は、例えば電話機、電子書籍、パーソナルコンピュータ、及び遊技機の一つ又は複数としての機能を有する。
ここで、パネル1022a及びパネル1022bに、本発明の一態様のタッチセンサを備える表示装置を適用することができる。
図9(C)に示す電子機器は、据え置き型情報端末の一例である。図9(C)に示す電子機器は、筐体1031と、筐体1031に設けられたパネル1032と、ボタン1033と、スピーカー1034と、を具備する。
なお、筐体1031の甲板部1035にパネル1032と同様のパネルを設けてもよい。
さらに、筐体1031に券などを出力する券出力部、硬貨投入部、及び紙幣挿入部などを設けてもよい。
ボタン1033は、筐体1031に設けられる。例えば、ボタン1033が電源ボタンであれば、ボタン1033を押すことで電子機器に対する電源電圧の供給を制御できる。
スピーカー1034は、筐体1031に設けられる。スピーカー1034は、音声を出力する。
図9(C)に示す電子機器は、例えば現金自動預け払い機、チケットなどの注文をするための情報通信端末(マルチメディアステーションともいう)、又は遊技機としての機能を有する。
ここで、パネル1032に、本発明の一態様のタッチセンサを備える表示装置を適用することができる。
図9(D)は、据え置き型情報端末の一例である。図9(D)に示す電子機器は、筐体1041と、筐体1041に設けられたパネル1042と、筐体1041を支持する支持台1043と、ボタン1044と、接続端子1045と、スピーカー1046と、を備える。
なお、接続端子1045以外にも、筐体1041に外部機器に接続させるための接続端子を設けてもよい。
ボタン1044は、筐体1041に設けられる。例えば、ボタン1044が電源ボタンであれば、ボタン1044を押すことで電子機器に対する電源電圧の供給を制御できる。
接続端子1045は、筐体1041に設けられる。接続端子1045は、図9(D)に示す電子機器と他の機器を接続するための端子である。例えば、接続端子1045により図9(D)に示す電子機器とパーソナルコンピュータを接続すると、パーソナルコンピュータから入力されるデータ信号に応じた画像をパネル1042に表示させることができる。例えば、図9(D)に示す電子機器のパネル1042が接続する他の電子機器のパネルより大きければ、当該他の電子機器の表示画像を拡大することができ、複数の人が同時に視認しやすくなる。
スピーカー1046は、筐体1041に設けられる。スピーカー1046は、音声を出力する。
図9(D)に示す電子機器は、例えば出力モニタ、パーソナルコンピュータ、及びテレビジョン装置の一つ又は複数としての機能を有する。
ここで、パネル1042に、本発明の一態様のタッチセンサを備える表示装置を適用することができる。
以上が図9に示す電子機器の例の説明である。
図9を参照して説明したように、本実施の形態に係る電子機器は、パネルに本発明の一態様のタッチセンサを備える表示装置が適用されている。したがって、電子機器自体の軽量化、小型化、薄型化が実現されている。
また、本発明の一態様の表示装置はその総厚が極めて薄いため可撓性を持たせることも可能である。したがって、上述した電子機器として、曲面を有するパネルを備える構成や、湾曲可能なパネルを備える構成とすることもできる。
本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
100 表示装置
101 基板
102 支持基板
103 素子層
104 接着層
105 接着層
110 表示装置
111 基板
112 支持基板
113 センサ層
114 センサ電極
115 センサ電極
116 絶縁層
120 表示装置
121 基板
122 支持基板
123 カラーフィルタ層
124 赤色カラーフィルタ
125 緑色カラーフィルタ
126 青色カラーフィルタ
127 ブラックマトリクス
128 絶縁層
130 表示装置
200 表示装置
201 表示部
202 タッチセンサ
203 コンタクト部
204 FPC
205 外部接続電極
206 配線
207 配線
208 接続層
209 補強材
211 画素部
212 ソース駆動回路
213 ゲート駆動回路
220 発光素子
221 電極層
222 EL層
223 電極層
231 トランジスタ
232 トランジスタ
233 トランジスタ
234 トランジスタ
235 絶縁層
236 スペーサ
237 絶縁層
238 絶縁層
239 絶縁層
241 絶縁層
242 ブラックマトリクス
243 カラーフィルタ
244 電極
245 導電性粒子
246 樹脂層
250 液晶素子
251 電極層
252 液晶
253 電極層
254 スペーサ
255 オーバーコート
256 トランジスタ
1011 筐体
1012 パネル
1013 ボタン
1014 スピーカー
1021a 筐体
1021b 筐体
1022a パネル
1022b パネル
1023 軸部
1024 ボタン
1025 接続端子
1026 記録媒体挿入部
1027 スピーカー
1031 筐体
1032 パネル
1033 ボタン
1034 スピーカー
1035 甲板部
1041 筐体
1042 パネル
1043 支持台
1044 ボタン
1045 接続端子
1046 スピーカー
1101 陽極
1102 陰極
1103 発光ユニット
1103a 発光ユニット
1103b 発光ユニット
1104 中間層
1104a 電子注入バッファー
1104b 電子リレー層
1104c 電荷発生領域
1113 正孔注入層
1114 正孔輸送層
1115 発光層
1116 電子輸送層
1117 電子注入層

Claims (4)

  1. 第1の支持基板上に固定され、該第1の支持基板と対向しない面上に発光素子を備える素子層が設けられた第1の基板と、第3の支持基板上に固定され、該第3の支持基板と対向しない面上にカラーフィルタ層を備える第3の基板とを、前記素子層と前記カラーフィルタ層が対向するように、第1の接着層により接着した後に、前記第3の基板と前記第3の支持基板との間で前記第3の支持基板を剥離する工程と、
    前記第3の基板と、第2の支持基板上に固定され、該第2の支持基板と対向しない面上にセンサ層が設けられた第2の基板とを、前記素子層と前記センサ層が対向するように、第2の接着層により接着した後に、前記第2の基板と前記第2の支持基板との間で前記第2の支持基板を剥離する工程と、前記第1の基板と前記第1の支持基板との間で前記第1の支持基板を剥離する工程と、を有し、
    前記第1の基板、前記第2の基板、及び前記第3の基板に、厚さが10μm以上200μm以下であるガラス基板を用い、
    前記第1の支持基板、前記第2の支持基板、及び前記第3の支持基板に、前記ガラス基板よりも厚い基材を用いることを特徴とする表示装置の作製方法。
  2. 第1の支持基板上に固定され、該第1の支持基板と対向しない面上に発光素子を備える素子層が設けられた第1の基板と、第3の支持基板上に固定され、該第3の支持基板と対向しない面上にカラーフィルタ層を備える第3の基板とを、前記素子層と前記カラーフィルタ層が対向するように、第1の接着層により接着した後に、前記第1の基板と前記第1の支持基板との間で前記第1の支持基板を剥離する工程と、
    前記第1の基板と、第2の支持基板上に固定され、該第2の支持基板と対向しない面上にセンサ層が設けられた第2の基板とを、前記カラーフィルタ層と前記センサ層が対向するように、第2の接着層により接着した後に、前記第2の基板と前記第2の支持基板との間で前記第2の支持基板を剥離する工程と、前記第3の基板と前記第3の支持基板との間で前記第3の支持基板を剥離する工程と、を有し、
    前記第1の基板、前記第2の基板、及び前記第3の基板に、厚さが10μm以上200μm以下であるガラス基板を用い、
    前記第1の支持基板、前記第2の支持基板、及び前記第3の支持基板に、前記ガラス基板よりも厚い基材を用いることを特徴とする表示装置の作製方法。
  3. 請求項1または請求項2において、
    前記ガラス基板が前記基材と密着することにより固定され、
    前記ガラス基板と前記基材の各々は、密着面における表面粗さが2nm以下であることを特徴とする表示装置の作製方法。
  4. 請求項1または請求項2において、
    前記基材上に有機化合物または珪素化合物を含む樹脂を備え、
    前記樹脂と前記ガラス基板が密着することにより、前記ガラス基板が前記基材に固定されていることを特徴とする表示装置の作製方法。
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