JP7430836B2 - 表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、表示装置、及び電子機器に関する。
なお本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の
技術分野は、物、方法、又は、製造方法に関するものである。又は、本発明の一態様は、
プロセス、マシン、マニュファクチャ、又は、組成物(コンポジション・オブ・マター)
に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術
分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、蓄電装置、撮像装置、
記憶装置、プロセッサ、電子機器、システムそれらの駆動方法、それらの製造方法、又は
それらの検査方法を一例として挙げることができる。
近年、表示装置の表示領域に用いる表示素子として、エレクトロルミネッセンス(EL
)を利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。該発光素子の基本的な構成は、
一対の電極間に発光性の物質を含む層を挟んだものである。該発光素子に電圧を印加する
ことにより、発光性の物質からの発光が得られる。
特に、上述の発光素子は自発光型であるため、これを用いた表示装置は、視認性に優れ
バックライトが不要であり、消費電力が少ない等の利点を有する。さらに、薄型軽量に作
製でき、応答速度が高いなどの利点も有する。
また、上述の発光素子を有する表示装置としては、可撓性が図れることから、可撓性を
有する基板の採用が検討されている。
可撓性を有する基板を用いた表示装置の作製方法としては、基板と半導体素子との間に
酸化物層および金属層を形成し、酸化物層と金属層との界面における密着性が低いことを
利用して基板を分離した後に他の基板(例えば可撓性を有する基板)へと半導体素子を転
置する技術が開発されている(特許文献1)。
可撓性を有する基板上に形成された発光素子は、発光素子表面の保護や外部からの水分
や不純物の浸入を防ぐため、発光素子上にさらに可撓性を有する基板を設けることがある
また、可撓性を有する基板を用いた表示装置は、フレキシブル性を有することができる
。そのため、当該基板としては、弾性率が低い、伸張時の伸びが大きい、伸張後の復元性
が高い、などの材料を用いるのが好ましい。特許文献2には、引張応力緩和性が高く、伸
張後の復元性に優れた樹脂組成物を有するエレクトロニクス用の構造体の発明が開示され
ている。
特開2003-174153号公報 特開2016-102669号公報
可撓性を有する基板上に発光素子を設けた表示装置の場合、該基板の材料によっては、
表示装置の引き伸ばしが可能な場合がある。表示装置を引き伸ばすことによって、通常の
サイズとは異なる表示装置を作製することができる場合がある。
ただし、可撓性を有する基板の伸縮には限界があり、過度に伸縮を行うと該基板にダメ
ージが生じる場合がある。また、該基板にダメージが生じなくても、該基板上に設けてい
る発光素子、回路素子、配線などに対して、ダメージが生じる場合がある。
また、可撓性を有する基板を有する表示装置に対して引き伸ばしを行うと、表示装置の
単位面積当たりの光の強さが低下する恐れがある。これは、表示装置を引き伸ばすことに
より、単位面積当たりに対する表示装置の画素数(解像度と呼ぶ場合がある。)が低くな
るからである。そのため、表示装置を引き伸ばして使用するとき、表示装置に映る画像の
品質が低下する場合がある。
本発明の一態様は、形状の変化が可能な新規な表示装置を提供することを課題の一つと
する。又は、本発明の一態様は、形状が変化しても表示品位の高い新規な表示装置を提供
することを課題の一つとする。又は、本発明の一態様は、上述の表示装置を有する電子機
器を提供することを課題の一つとする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の
一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課
題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、
図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
(1)
本発明の一態様は、縦横比の変更が可能な表示装置であって、表示領域を有し、表示領
域は、第1ユニットと、第2ユニットを有し、第1ユニットと第2ユニットとのそれぞれ
は、発光部と、接続領域と、を有し、第1ユニットの接続領域は、第2ユニットの接続領
域に電気的に接続され、表示領域は、第1ユニットと第2ユニットとのなす角度を変更で
きる構造を有することを特徴とする表示装置である。
(2)
又は、本発明の一態様は、前記(1)において、ドライバ領域を有し、ドライバ領域は
、第3ユニットを有し、第3ユニットは、駆動回路部を有し、駆動回路部は、第1ユニッ
トの発光部及び第2ユニットの発光部を駆動する機能を有し、ドライバ領域は、第3ユニ
ットが、第1ユニット又は第2ユニットのどちらか一方と平行となる構造を有することを
特徴とする表示装置である。
(3)
又は、本発明の一態様は、前記(1)、又は前記(2)において、第1ユニットの第1
方向の長さは、第1ユニットの第2方向の長さよりも長いことを特徴とする表示装置であ
る。
(4)
又は、本発明の一態様は、縦横比の変更が可能な表示装置であって、表示領域と、ドラ
イバ領域と、を有し、表示領域は、複数の第1ユニットを有し、ドライバ領域は、複数の
第2ユニットを有し、複数の第1ユニットと複数の第2ユニットのそれぞれは、接続領域
を有し、第1ユニットの接続領域は、第2ユニットの接続領域に電気的に接続され、表示
領域は、複数の第1ユニットのそれぞれが平行となる構造を有し、ドライバ領域は、複数
の第2ユニットのそれぞれが平行となる構造を有し、第1ユニットと第2ユニットとのな
す角度を変更できる構造を有することを特徴とする表示装置である。
(5)
又は、本発明の一態様は、前記(4)において、複数の第1ユニットのそれぞれは、発
光部を有し、複数の第1ユニットのうちの一部は、駆動回路部を有し、複数の第2ユニッ
トのそれぞれは、駆動回路部を有し、複数の第2ユニットのうちの一部は、発光部を有す
ることを特徴とする表示装置である。
(6)
又は、本発明の一態様は、縦横比の変更が可能な表示装置であり、表示領域を有し、表
示領域は、第1ユニットと、第2ユニットと、を有し、第1ユニット及び第2ユニットは
、それぞれ発光部を有し、第2ユニットは、第1ユニットの第1領域と重畳し、表示領域
は、第1領域の面積を変更できる構造を有することを特徴とする表示装置である。
(7)
又は、本発明の一態様は、前記(6)において、ドライバ領域を有し、ドライバ領域は
、第3ユニットと、第4ユニットと、を有し、第3ユニットは、第1ユニットの発光部を
駆動する機能を有し、第4ユニットは、第2ユニットの発光部を駆動する機能を有し、第
4ユニットは、第3ユニットの第1領域と重畳し、ドライバ領域は、第3ユニットの第1
領域の面積を変更できる構造を有することを特徴とする表示装置である。
(8)
又は、本発明の一態様は、前記(7)において、第1絶縁体と、第2絶縁体と、を有し
、第1ユニットと、第3ユニットと、は、第1絶縁体に覆われ、第2ユニットと、第4ユ
ニットと、は、第2絶縁体に覆われ、第2絶縁体は、第1絶縁体の上方に位置し、第1絶
縁体、第2絶縁体のそれぞれは、伸縮性を有することを特徴とする表示装置である。
(9)
又は、本発明の一態様は、前記(6)において、第3ユニットと、第1絶縁体と、を有
し、第3ユニットは、第1ユニットと、第2ユニットと、のそれぞれの発光部を駆動する
機能を有し、第1ユニットと、第2ユニットと、第3ユニットと、は第1絶縁体に覆われ
、第1絶縁体は、伸縮性を有することを特徴とする表示装置である。
(10)
前記(1)乃至(3)、前記(5)乃至(9)のいずれか一において、前記発光部は、
発光素子を有することを特徴とする表示装置。
(11)
又は、本発明の一態様は、前記(1)乃至(10)のいずれか一に記載の表示装置を有
する電子機器である。
本発明の一態様によって、形状の変化が可能な新規な表示装置を提供することができる
。又は、本発明の一態様によって、形状が変化しても表示品位の高い新規な表示装置を提
供することができる。又は、本発明の一態様によって、上述の表示装置を有する電子機器
を提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の
一態様は、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書
、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項
などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
表示装置の一例を説明する図。 図1の表示装置の構成方法の例を説明する図。 表示装置の一部の領域の上面図と断面図。 軸の一例を示す断面図。 軸が有する導電体の一例を示す斜視図。 軸の一例を示す断面図。 軸の一例を示す斜視図と断面図。 表示装置の一例を説明する図。 表示装置の一例とその構成方法の一例を説明する図。 電子機器の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。 表示領域の一例を示す模式図。 表示領域の一例を示す模式図。 表示領域の一例を示す模式図。 表示領域の一例を示す模式図及び断面図。 表示領域の一例を示す模式図及び断面図。 表示装置の一例を示す模式図。 表示装置の一例を示す模式図及び断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 表示装置の作製方法の一例を示す断面図。 電子機器の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。 発光素子の構造について説明する図。 発光装置について説明する図。 サンプルの一例を示す断面図。 サンプルを示す写真。
(本明細書等の記載に関する付記)
初めに、下記に述べる実施の形態、実施例における各構成の説明について、以下に付記
する。
<実施の形態、及び実施例で述べた本発明の一態様に関する付記>
各実施の形態に示す構成は、他の実施の形態、実施例に示す構成と適宜組み合わせて、
本発明の一態様とすることができる。また、1つの実施の形態の中に、複数の構成例が示
される場合は、互いに構成例を適宜組み合わせることが可能である。
なお、ある一つの実施の形態の中で述べる内容(一部の内容でもよい)は、その実施の
形態で述べる別の内容(一部の内容でもよい)と、一つ若しくは複数の別の実施の形態で
述べる内容(一部の内容でもよい)との少なくとも一つの内容に対して、適用、組み合わ
せ、又は置き換えなどを行うことができる。
なお、実施の形態、及び実施例の中で述べる内容とは、各々の実施の形態、及び実施例
において、様々な図を用いて述べる内容、又は明細書に記載される文章を用いて述べる内
容のことである。
なお、ある一つの実施の形態、又は実施例において述べる図(一部でもよい)は、その
図の別の部分、その実施の形態、又は実施例において述べる別の図(一部でもよい)と、
一つ若しくは複数の別の実施の形態、又は実施例において述べる図(一部でもよい)との
少なくとも一つの図に対して、組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させるこ
とができる。
<序数詞に関する付記>
本明細書等において、「第1」、「第2」、「第3」という序数詞は、構成要素の混同
を避けるために付したものである。従って、構成要素の数を限定するものではない。また
、構成要素の順序を限定するものではない。また例えば、本明細書等の実施の形態の一に
おいて「第1」に言及された構成要素が、他の実施の形態、あるいは特許請求の範囲にお
いて「第2」に言及された構成要素とすることもありうる。また例えば、本明細書等の実
施の形態の一において「第1」に言及された構成要素を、他の実施の形態、あるいは特許
請求の範囲において省略することもありうる。
<図面を説明する記載に関する付記>
実施の形態、及び実施例について図面を参照しながら説明している。但し、実施の形態
、及び実施例は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸
脱することなく、それら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、実施の形態、及び実施例の記載内容に限定して解釈され
るものではない。なお、実施の形態、及び実施例の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。
また、本明細書等において、「上に」、「下に」などの配置を示す語句は、構成同士の
位置関係を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている。構成同士の位置関係は
、各構成を描写する方向に応じて適宜変化する。そのため、配置を示す語句は、明細書で
説明した記載に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。
また、「上」や「下」の用語は、構成要素の位置関係が直上又は直下で、かつ、直接接
していることを限定するものではない。例えば、「絶縁層A上の電極B」の表現であれば
、絶縁層Aの上に電極Bが直接接して形成されている必要はなく、絶縁層Aと電極Bとの
間に他の構成要素を含むものを除外しない。
また、図面において、大きさ、層の厚さ、又は領域は、説明の便宜上任意の大きさに示
したものである。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は明確性を期
すために模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。例えば
、ノイズによる信号、電圧、若しくは電流のばらつき、又は、タイミングのずれによる信
号、電圧、若しくは電流のばらつきなどを含むことが可能である。
また、図面において、斜視図などにおいて、図面の明確性を期すために、一部の構成要
素の記載を省略している場合がある。
また、図面において、同一の要素又は同様な機能を有する要素、同一の材質の要素、あ
るいは同時に形成される要素等には同一の符号を付す場合があり、その繰り返しの説明は
省略する場合がある。
<言い換え可能な記載に関する付記>
本明細書等において、トランジスタの接続関係を説明する際、ソースとドレインとの一
方を、「ソース又はドレインの一方」(又は第1電極、又は第1端子)と表記し、ソース
とドレインとの他方を「ソース又はドレインの他方」(又は第2電極、又は第2端子)と
表記している。これは、トランジスタのソースとドレインは、トランジスタの構造又は動
作条件等によって変わるためである。なおトランジスタのソースとドレインの呼称につい
ては、ソース(ドレイン)端子や、ソース(ドレイン)電極等、状況に応じて適切に言い
換えることができる。また、本明細書等では、ゲート以外の2つの端子を第1端子、第2
端子と呼ぶ場合や、第3端子、第4端子と呼ぶ場合がある。また、本明細書等に記載する
トランジスタが2つ以上のゲートを有するとき(この構成をマルチゲート構造という場合
がある)、それらのゲートを第1ゲート、第2ゲートと呼ぶ場合がある。なお、ボトムゲ
ートとは、トランジスタの作製時において、チャネル形成領域よりも先に形成される端子
のことをいい、「トップゲート」とは、トランジスタの作製時において、チャネル形成領
域よりも後に形成される端子のことをいう。
また、本明細書等において「電極」や「配線」の用語は、これらの構成要素を機能的に
限定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり
、その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「
配線」が一体となって形成されている場合なども含む。
また、本明細書等において、電圧と電位は、適宜言い換えることができる。電圧は、基
準となる電位からの電位差のことであり、例えば基準となる電位をグラウンド電位(接地
電位)とすると、電圧を電位に言い換えることができる。グラウンド電位は必ずしも0V
を意味するとは限らない。なお電位は相対的なものであり、基準となる電位によっては、
配線等に与える電位を変化させる場合がある。
なお本明細書等において、「膜」、「層」などの語句は、場合によっては、又は、状況
に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導
電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。又は、例えば、「絶縁膜」という
用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。又は、場合によって
は、又は、状況に応じて、「膜」、「層」などの語句を使わずに、別の用語に入れ替える
ことが可能である。例えば、「導電層」又は「導電膜」という用語を、「導電体」という
用語に変更することが可能な場合がある。又は、例えば、「絶縁層」「絶縁膜」という用
語を、「絶縁体」という用語に変更することが可能な場合がある。
なお本明細書等において、「配線」、「信号線」、「電源線」などの用語は、場合によ
っては、又は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「配線」と
いう用語を、「信号線」という用語に変更することが可能な場合がある。また、例えば、
「配線」という用語を、「電源線」などの用語に変更することが可能な場合がある。また
、その逆も同様で、「信号線」「電源線」などの用語を、「配線」という用語に変更する
ことが可能な場合がある。「電源線」などの用語は、「信号線」などの用語に変更するこ
とが可能な場合がある。また、その逆も同様で「信号線」などの用語は、「電源線」など
の用語に変更することが可能な場合がある。また、配線に印加されている「電位」という
用語を、場合によっては、又は、状況に応じて、「信号」などという用語に変更すること
が可能な場合がある。また、その逆も同様で、「信号」などの用語は、「電位」という用
語に変更することが可能な場合がある。
<語句の定義に関する付記>
以下では、下記実施の形態、及び実施例中で言及する語句の定義について説明する。
<<半導体の不純物について>>
半導体の不純物とは、例えば、半導体層を構成する主成分以外をいう。例えば、濃度が
0.1原子%未満の元素は不純物である。不純物が含まれることにより、例えば、半導体
にDOS(Density of States)が形成されることや、キャリア移動度
が低下することや、結晶性が低下することなどが起こる場合がある。半導体が酸化物半導
体である場合、半導体の特性を変化させる不純物としては、例えば、第1族元素、第2族
元素、第13族元素、第14族元素、第15族元素、主成分以外の遷移金属などがあり、
特に、例えば、水素(水にも含まれる)、リチウム、ナトリウム、シリコン、ホウ素、リ
ン、炭素、窒素などがある。酸化物半導体の場合、例えば水素などの不純物の混入によっ
て酸素欠損を形成する場合がある。また、半導体がシリコン層である場合、半導体の特性
を変化させる不純物としては、例えば、酸素、水素を除く第1族元素、第2族元素、第1
3族元素、第15族元素などがある。
<<トランジスタについて>>
本明細書において、トランジスタとは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む少なく
とも三つの端子を有する素子である。そして、ドレイン(ドレイン端子、ドレイン領域又
はドレイン電極)とソース(ソース端子、ソース領域又はソース電極)の間にチャネル形
成領域を有しており、ゲート‐ソース間に電圧を与えることによって、ソース‐ドレイン
間に電流を流すことができる。
また、ソースやドレインの機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回路
動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明
細書等においては、ソースやドレインの用語は、入れ替えて用いることができるものとす
る。
<<スイッチについて>>
本明細書等において、スイッチとは、導通状態(オン状態)、又は、非導通状態(オフ
状態)になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有するものをいう。又は、スイ
ッチとは、電流を流す経路を選択して切り替える機能を有するものをいう。
一例としては、電気的スイッチ又は機械的なスイッチなどを用いることができる。つま
り、スイッチは、電流を制御できるものであればよく、特定のものに限定されない。
電気的なスイッチの一例としては、トランジスタ(例えば、バイポーラトランジスタ、
MOSトランジスタなど)、ダイオード(例えば、PNダイオード、PINダイオード、
ショットキーダイオード、MIM(Metal Insulator Metal)ダイ
オード、MIS(Metal Insulator Semiconductor)ダイ
オード、ダイオード接続のトランジスタなど)、又はこれらを組み合わせた論理回路など
がある。
なお、スイッチとしてトランジスタを用いる場合、トランジスタの「導通状態」とは、
トランジスタのソース電極とドレイン電極が電気的に短絡されているとみなせる状態をい
う。また、トランジスタの「非導通状態」とは、トランジスタのソース電極とドレイン電
極が電気的に遮断されているとみなせる状態をいう。なおトランジスタを単なるスイッチ
として動作させる場合には、トランジスタの極性(導電型)は特に限定されない。
機械的なスイッチの一例としては、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)のよう
に、MEMS(マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム)技術を用いたスイッチが
ある。そのスイッチは、機械的に動かすことが可能な電極を有し、その電極が動くことに
よって、導通と非導通とを制御して動作する。
<<接続について>>
本明細書等において、XとYとが接続されている、と記載する場合は、XとYとが電気
的に接続されている場合と、XとYとが機能的に接続されている場合と、XとYとが直接
接続されている場合とを含むものとする。したがって、所定の接続関係、例えば、図又は
文章に示された接続関係に限定されず、図又は文章に示された接続関係以外のものも含む
ものとする。
ここで使用するX、Yなどは、対象物(例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子
、導電膜、層、など)であるとする。
XとYとが電気的に接続されている場合の一例としては、XとYとの電気的な接続を可
能とする素子(例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダ
イオード、表示素子、発光素子、負荷など)が、XとYとの間に1個以上接続されること
が可能である。なお、スイッチは、オンオフが制御される機能を有している。つまり、ス
イッチは、導通状態(オン状態)、又は、非導通状態(オフ状態)になり、電流を流すか
流さないかを制御する機能を有している。
XとYとが機能的に接続されている場合の一例としては、XとYとの機能的な接続を可
能とする回路(例えば、論理回路(インバータ、NAND回路、NOR回路など)、信号
変換回路(DA変換回路、AD変換回路、ガンマ補正回路など)、電位レベル変換回路(
電源回路(昇圧回路、降圧回路など)、信号の電位レベルを変えるレベルシフタ回路など
)、電圧源、電流源、切り替え回路、増幅回路(信号振幅又は電流量などを大きく出来る
回路、オペアンプ、差動増幅回路、ソースフォロワ回路、バッファ回路など)、信号生成
回路、記憶回路、制御回路など)が、XとYとの間に1個以上接続されることが可能であ
る。なお、一例として、XとYとの間に別の回路を挟んでいても、Xから出力された信号
がYへ伝達される場合は、XとYとは機能的に接続されているものとする。
なお、XとYとが電気的に接続されている、と明示的に記載する場合は、XとYとが電
気的に接続されている場合(つまり、XとYとの間に別の素子又は別の回路を挟んで接続
されている場合)と、XとYとが機能的に接続されている場合(つまり、XとYとの間に
別の回路を挟んで機能的に接続されている場合)と、XとYとが直接接続されている場合
(つまり、XとYとの間に別の素子又は別の回路を挟まずに接続されている場合)とを含
むものとする。つまり、電気的に接続されている、と明示的に記載する場合は、単に、接
続されている、とのみ明示的に記載されている場合と同じであるとする。
なお、例えば、トランジスタのソース(又は第1の端子など)が、Z1を介して(又は
介さず)、Xと電気的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)が、
Z2を介して(又は介さず)、Yと電気的に接続されている場合や、トランジスタのソー
ス(又は第1の端子など)が、Z1の一部と直接的に接続され、Z1の別の一部がXと直
接的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)が、Z2の一部と直接
的に接続され、Z2の別の一部がYと直接的に接続されている場合では、以下のように表
現することが出来る。
例えば、「XとYとトランジスタのソース(又は第1の端子など)とドレイン(又は第
2の端子など)とは、互いに電気的に接続されており、X、トランジスタのソース(又は
第1の端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)、Yの順序で電気的
に接続されている。」と表現することができる。又は、「トランジスタのソース(又は第
1の端子など)は、Xと電気的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子な
ど)はYと電気的に接続され、X、トランジスタのソース(又は第1の端子など)、トラ
ンジスタのドレイン(又は第2の端子など)、Yは、この順序で電気的に接続されている
」と表現することができる。又は、「Xは、トランジスタのソース(又は第1の端子など
)とドレイン(又は第2の端子など)とを介して、Yと電気的に接続され、X、トランジ
スタのソース(又は第1の端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)
、Yは、この接続順序で設けられている」と表現することができる。これらの例と同様な
表現方法を用いて、回路構成における接続の順序について規定することにより、トランジ
スタのソース(又は第1の端子など)と、ドレイン(又は第2の端子など)とを、区別し
て、技術的範囲を決定することができる。なお、これらの表現方法は、一例であり、これ
らの表現方法に限定されない。ここで、X、Y、Z1、Z2は、対象物(例えば、装置、
素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など)であるとする。
なお、回路図上は独立している構成要素同士が電気的に接続しているように図示されて
いる場合であっても、1つの構成要素が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合も
ある。例えば配線の一部が電極としても機能する場合は、一の導電膜が、配線の機能、及
び電極の機能の両方の構成要素の機能を併せ持っている。したがって、本明細書における
電気的に接続とは、このような、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている
場合も、その範疇に含める。
<<平行、垂直について>>
本明細書において、「平行」とは、二つの直線が-10°以上10°以下の角度で配置
されている状態をいう。したがって、-5°以上5°以下の場合も含まれる。また、「略
平行」とは、二つの直線が-30°以上30°以下の角度で配置されている状態をいう。
また、「垂直」とは、二つの直線が80°以上100°以下の角度で配置されている状態
をいう。したがって、85°以上95°以下の場合も含まれる。また、「略垂直」とは、
二つの直線が60°以上120°以下の角度で配置されている状態をいう。
(実施の形態1)
本実施の形態では、開示する本発明の一態様の表示装置について説明する。
<構成例>
図1(A)(B)(C)のそれぞれに、本発明の一態様の表示装置が有する、表示ユニ
ットと駆動回路ユニットと支持ユニットを示す。図1(A)に示す表示ユニット80は、
発光部81と、接続領域82と、支持体83と、を有し、図1(B)に示す駆動回路ユニ
ット90は、駆動回路部91と、接続領域92と、支持体93と、を有し、図1(C)に
示す支持ユニット70は、接続領域72と、支持体73と、を有する。
表示ユニット80において、発光部81は、発光素子と、画素回路と、を有する。発光
素子としては、例えば、透過型液晶素子、有機EL素子、無機EL素子、窒化物半導体発
光ダイオードなどを適用することができる。また、発光素子の代わりとして、反射型液晶
素子、電気泳動素子などを適用することができる。画素回路は、発光素子を光らせるため
の回路であり、該回路と電気的に接続される端子は、接続領域82に含まれる。
なお、発光部81は、複数の発光素子を有する画素としてもよい。例えば、複数の発光
素子は、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色としてもよいし、赤(R)、緑(G)、青
(B)、白(W)の4色としてもよい。また、上述の色に限定せず、必要に応じて、上述
の色も含めてシアン(C)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)などの色を組み合わせても
よい。なお、表示ユニット80が有する発光部81は、複数の発光素子を有する画素でな
く、一の発光素子を有する副画素としてもよく、例えば、上述のいずれか一の色を発光す
る発光素子であってもよい。
駆動回路ユニット90において、駆動回路部91は、表示ユニット80が有する画素回
路を駆動して、発光素子を光らせる機能を有する。駆動回路部91は、例えば、ソースド
ライバ回路、ゲートドライバ回路などを適用することができる。駆動回路部91と電気的
に接続される端子は、接続領域92に含まれる。
接続領域72、接続領域82、接続領域92は、別のユニットと電気的に接続するため
の領域である。なお、ユニット同士の接続方法については、後述する。
図1(D1)に本発明の一態様の表示装置を示す。表示装置100は、機能的に、表示
領域101と、ドライバ領域102Aと、ドライバ領域102Bと、に分けられる。
表示領域101は、複数の表示ユニット80を有する。加えて、ドライバ領域102A
は、複数の駆動回路ユニット90を有し、ドライバ領域102Bは、ドライバ領域102
Aが有する駆動回路ユニット90とは異なる、複数の駆動回路ユニット90を有する。ま
た、表示装置100は、支持ユニット70を有し、図1では、支持ユニット70を、表示
領域101、ドライバ領域102A、ドライバ領域102Bのいずれの領域にも含めずに
図示している。
上述したユニット同士の接続は、それぞれのユニットが有する接続領域に軸60を通す
ことによって、行われる。つまり、それぞれのユニットは、接続領域において、軸60を
通すための開口部を有する。例えば、領域105aでは、4個の表示ユニット80のそれ
ぞれの接続領域82に1本の軸60を通すことで、4個の表示ユニット80を接続してい
る。また、例えば、領域105bでは、2個の表示ユニット80のそれぞれの接続領域8
2と、2個の駆動回路ユニット90のそれぞれの接続領域92と、に1本の軸60を通す
ことで、2個の表示ユニット80と2個の駆動回路ユニット90とを接続している。なお
、軸60は、ユニット同士を電気的に接続する構造体であるとし、軸60の詳細について
は後述する。
駆動回路ユニット90に含まれる駆動回路部91は、上述したとおり、ソースドライバ
回路、ゲートドライバ回路などを適用することができる。そのため、ドライバ領域102
Aが有する複数の駆動回路ユニット90は、軸60によって電気的に接続することで、1
つのソースドライバ回路又はゲートドライバ回路の一方を構成することができる。そして
、ドライバ領域102Bが有する複数の駆動回路ユニット90は、軸60によって電気的
に接続することで、1つのソースドライバ回路又はゲートドライバ回路の他方を構成する
ことができる。
支持ユニット70は、表示装置100の構造を維持する機能を有する。図1(D1)で
は、支持ユニット70の接続領域72の一方と、ドライバ領域102Aの駆動回路ユニッ
ト90の接続領域92と、が軸60によって接続され、支持ユニット70の接続領域72
の他方と、ドライバ領域102Bの駆動回路ユニット90の接続領域92と、が軸60に
よって接続されている。なお、支持ユニット70は、配線、回路、素子などを設けてもよ
く、この場合、支持ユニット70の接続領域72と、駆動回路ユニット90の接続領域9
2と、が軸60によって電気的に接続される構成とすればよい。逆に、表示装置100に
おいて、支持ユニット70を必要としない場合、支持ユニット70は、表示装置100の
構成要素から除かれてもよい。
ここで、表示ユニット、駆動回路ユニット、及び支持ユニットは、それぞれの接続領域
に有する軸60を中心として回転することができるものとする。例えば、図1(D1)の
表示装置100は、点線X1-X2と点線X1-X3の角度θが45度となる状態を示し
ているが、図1(D2)に示すとおり、それぞれのユニットを回転して、点線X1-X2
と点線X1-X3の角度θが30度となるように、表示装置100の形状を変化してもよ
い。この場合、図1(D1)に示す表示装置100は、x方向に約1.2倍に伸張し、y
方向に約0.71倍に伸張して、図1(D2)の表示装置100の形状となる。つまり、
角度θを変更することにより、表示装置100の縦横の長さの比を変更できる。なお、表
示装置100をできる限り伸張したい場合、角度θが概ね10度以上80度以下の範囲で
可動するように表示装置100を構成すればよい。また、表示ユニット80の形状によっ
ては、角度θの可動範囲は上述した10度以上80度以下の範囲よりも狭くなる、又は広
くなる場合がある。
なお、表示装置100の構造上、ドライバ領域102A及びドライバ領域102Bの有
する複数の駆動回路ユニット90の一部は、表示領域101の有する表示ユニット80の
一部と、平行となる。
上述の通り、複数の表示ユニット80、複数の駆動回路ユニット90、支持ユニット7
0を用いて、図1(D1)に示す表示装置100を構成することによって、伸張が可能な
表示装置を実現することができる。
<構成方法>
次に、図1(D1)に示す表示装置100を構成するための各ユニット同士の接続方法
について説明する。
図2(A)(B)(C)は、各ユニットの接続方法の一例を説明するための図である。
なお、本一例では、表示ユニット80のみを扱っているが、場合によって、状況に応じて
、又は、必要に応じて、接続する表示ユニットを駆動回路ユニット、又は支持ユニットに
換えてもよい。
〔ステップ1〕
図2(A)は、表示ユニット80を4つ組み合わせた表示ユニット群85であり、表示
ユニット群85は、表示ユニット80a、表示ユニット80b、表示ユニット80c、表
示ユニット80dを有している。表示ユニット80aは、表示ユニット80aの2つある
接続領域82の一方と表示ユニット80bの2つある接続領域82の一方が重なる領域と
、表示ユニット80aの2つある接続領域82の他方と表示ユニット80cの2つある接
続領域82の一方が重なる領域と、を有する。表示ユニット80dは、表示ユニット80
dの2つある接続領域82の一方と表示ユニット80bの2つある接続領域82の他方が
重なる領域と、表示ユニット80dの2つある接続領域82の他方と表示ユニット80c
の2つある接続領域82の他方が重なる領域と、を有する。なお、図2に示す表示ユニッ
ト群85において、表示ユニット80a及び表示ユニット80dは下側に設けられ、表示
ユニット80b及び表示ユニット80cは上側に設けられている。
〔ステップ2〕
次に、表示ユニット群85と同じもの4個を図2(A)の表示ユニット群85のそれぞ
れの接続領域82の上側に重なるように設ける(図2(B))。そして、その重なった接
続領域82のそれぞれに軸60を通すことで、表示ユニット同士の接続を行う。なお、説
明の煩雑さを避けるため、図2(B)では、図2(A)の表示ユニット群85のハッチン
グを変更して図示している。
〔ステップ3〕
そして、図2(B)に示した接続領域82a、接続領域82b、接続領域82c、接続
領域82d、接続領域82e、接続領域82f、接続領域82g、接続領域82hの下側
に表示ユニット群85と同じもの4つを軸60によって電気的に接続する。具体的には、
接続領域82a及び接続領域82bの下側に4つのうち1つの表示ユニット群85を軸6
0a及び軸60bによって電気的に接続し、接続領域82c及び接続領域82dの下側に
残り3つのうち1つの表示ユニット群85を軸60c及び軸60dによって電気的に接続
し、接続領域82e及び接続領域82fの下側に残り2つのうち1つの表示ユニット群8
5を軸60e及び軸60fによって電気的に接続し、接続領域82g及び接続領域82h
の下側に残りの1つの表示ユニット群85を軸60g及び軸60hによって電気的に接続
する(図2(C))。なお、説明の煩雑さを避けるため、図2(C)では、図2(A)の
表示ユニット群85、及びステップ3で新たに電気的に接続した表示ユニット群85のハ
ッチングを変更して図示している。つまり、図2(C)は、上側に位置する表示ユニット
群85のハッチングを変更せず、下側に位置する表示ユニット群85のハッチングを変更
して、図示している。
このように、隣り合う表示ユニット群85の一方が上側、他方が下側となるように接続
することによって、表示装置を構成することができる。
なお、表示ユニット群85の隣に別の表示ユニット群85を設けない場合、例えば、図
2(C)に示す領域106に新たに表示ユニット群85を設けない場合は、領域106が
有する接続領域82に軸61を通すことで、表示ユニット同士を電気的に接続する。なお
、領域106以外の領域でも、表示ユニット群85の隣に別の表示ユニット群85を設け
ない領域がある場合は、その領域が有する接続領域に軸61を通すことで、表示ユニット
同士を電気的に接続する。
次に、上述の方法によって構成した表示装置の断面について説明する。
図3(A)は、図2(C)に示す領域101aを図示している。図3(B)は、図3(
A)に示す一点鎖線A1-A2における断面図であり、図3(C)は、図3(A)に示す
二点差線B1-B2における断面図である。なお、図3(B)(C)には、表示ユニット
80同士を接続する機能を有する軸60e、軸60f、軸60g、軸60h、軸60i、
複数の軸61も図示している。
領域101aにおいて、表示ユニット群85Bは上側となるように、かつ表示ユニット
群85A、及び表示ユニット群85Cは下側となるように互いに電気的に接続されている
。図3(B)(C)に示すとおり、表示ユニット群85Bは、表示ユニット群85A、及
び表示ユニット群85Cよりも上側に設けられていることが分かる。
次に、軸60e、軸60f、軸60g、軸60h、軸60i(まとめて軸60と呼称す
る。)と、表示ユニット80と軸60の電気的な接続方法について説明する。ここでは、
一例として、図3(B)に示す領域101b及び軸60hの詳細について説明する。その
ため、下記の詳細な説明において、軸60hは、他の軸60e、軸60f、軸60g、軸
60iなどに置き換えることができる。また、軸61については、下記の軸60hの説明
を参酌する。
図4(A)は、領域101bの詳細を図示し、図4(B)は、図4(A)に示す一点鎖
線C1-C2における軸60hの断面図を示している。
表示ユニット群85Bは、表示ユニット80[1]、表示ユニット80[2]を有し、
表示ユニット群85Cは、表示ユニット80[3]、表示ユニット80[4]を有する。
図4(A)において、表示ユニット80[1]は複数の配線86bを有し、表示ユニット
80[4]は複数の配線86cを有する。複数の配線86bのそれぞれは、導電体41乃
至導電体44と電気的に接続されている。複数の配線86cのそれぞれは、導電体41乃
至導電体44と電気的に接続されている。
軸60hは、導電体41、導電体42、導電体43、導電体44、導電体45、導電体
46、導電体47、導電体48を有している。
図4(B)に示す断面図において、導電体41は、軸60hの中心に位置し、導電体4
2乃至導電体48のそれぞれは、導電体41(軸60hの中心)を中心とする同心円状に
位置する。
また、導電体41は、図5(A)の斜視図に示すような構造体を有する。導電体41は
、円板41aと、柱41bと、円板41cと、を有し、円板41aの中心部分と、円板4
1cの中心部分と、に、柱41bが設けられている。配線86bの一の配線は、円板41
aの側面と接することで、導電体41と電気的に接続され、配線86cの一の配線は、円
板41cの側面と接することで、導電体41と電気的に接続される。
加えて、導電体44は、図5(B)の斜視図に示すような構造体を有する。導電体44
は、円形の穴の空いた円板44aと、円筒44bと、円形の穴の空いた円板44cと、を
有する。円板44aの円形の穴は、円板44cの円形の穴の大きさと等しく、円筒44b
の開口している底面の大きさと等しい。円筒44bの下底の面には、円筒44bの開口部
と円板44cの円形の穴とが合うように、円板44cが設けられ、円筒44bの上底の面
には、円筒44bの開口部と円板44aの円形の穴とが合うように、円板44aが設けら
れる。配線86bの配線の一は、円板44aの側面と接することで、導電体44と電気的
に接続され、配線86cの配線の一は、円板44cの側面と接することで、導電体44と
電気的に接続される。
また、導電体42、導電体43、導電体45乃至導電体48の構造体については、上述
の導電体44の記載を参酌する。
図4(A)において、導電体42は、配線86bの一と配線86cの一とを電気的に接
続する機能を有し、導電体43は、配線86bの別の一と配線86cの別の一とを電気的
に接続する機能を有する。また、導電体45乃至導電体48は、図示していないが、表示
ユニット80[2]が有する配線、及び表示ユニット80[3]が有する配線と、電気的
に接続する機能を有する。
軸60が有する導電体を図4(A)(B)、図5に示す構成にすることによって、軸6
0によるユニット同士の電気的な接続を実現することができる。
図4(A)(B)に示す軸60hの構成は一例であり、本発明の一態様は、この一例に
限定されない。例えば、図4(A)(B)と異なる構成として、軸60hを図6に示す構
成としてもよい。図6に示す構成は、複数の配線86bと導電体41乃至導電体44との
それぞれが上下で接触し、複数の配線86cと導電体41乃至導電体44とのそれぞれが
上下で接触する構成となっている(導電体45乃至導電体48は、同様に、表示ユニット
80[2]に含まれる配線、及び表示ユニット80[3]に含まれる配線と上下で接触し
ているが、図6に図示しない。)。この構成にすることによって、表示ユニットが有する
配線と軸60hが有する導電体との間の接触抵抗を低くすることができる。
また、例えば、軸60hは、導電体41乃至導電体48の代わりとして、展性、延性を
有する導電体をゴムなどの絶縁体で被覆したコードを有してもよい。その場合の軸の構成
を、軸60Aとして図7(A)(B)に示す。図7(A)は、導電体41乃至導電体48
の代わりとして、該コードを有する軸60Aの斜視図であり、図7(B)は、図7(A)
に示す軸60Aの面Y1-Y2の断面図を示している。
図7(A)において、軸60Aは、該コードと各表示ユニットが有する配線(例えば、
配線86b、配線86c)とを接続するための開口部69b[1]、開口部69b[2]
、開口部69c[1]、開口部69c[2]を有する。なお、表示ユニットの可動範囲は
、それぞれの開口部の円周方向の長さで決まり、開口部の円周方向の長さが長いほど、表
示ユニットの可動範囲は大きくなる。
図7(B)は、図7(A)の軸60Aを適用した場合の領域101bの構成例を示して
いる。軸60Aは、コード51、コード52、コード53、コード54を有する。コード
51乃至コード54は、図4、図6における導電体41乃至導電体44の代わりとして用
いている。つまり、コード51乃至コード54は、開口部69b[1]と開口部69c[
2]とを介して、複数の配線86bと複数の配線86cとを電気的に接続する機能を有す
る。コード51乃至コード54は、展性、延性を有するため、曲げに強く、互いに接続さ
れているユニット同士の可動に耐えることができる。
上述した接続方法を適用することによって、図1(D1)に示す表示装置100を実現
することができる。
<変更例>
なお、本発明の一態様は、図1(D1)に示した表示装置100に限定されない。場合
によって、状況に応じて、又は必要に応じて、表示装置100の構成要素を適宜変更する
ことができる。
例えば、図1(A)に示す表示ユニット80の代わりに、図8(A)に示す表示ユニッ
ト80の発光部81を大きくした表示ユニット80Aを適用してもよい。表示ユニット8
0Aは、発光部81Aと、接続領域82と、支持体83Aと、を有する。表示ユニット8
0Aの発光部81Aは、表示ユニット80の発光部81よりも発光面積が大きく、加えて
、表示ユニット80Aの支持体83Aも発光部81Aに合わせて面積を大きくしている。
図8(B)は、図1(D1)の表示装置100において、表示ユニット80の代わりに
、表示ユニット80Aを適用した表示装置100Aを示している。表示ユニット80Aを
適用することによって、表示装置100Aの発光面積を大きくすることができる。そのた
め、表示装置100Aは、表示装置100よりも非表示領域(発光部81以外の領域)の
面積を低減することができるので、表示装置100Aの発光輝度を高めることができる。
ここで、表示ユニット80Aの支持体83Aを可能な限り大きくする場合を考える。図
8(C1)(D1)(E)は、それぞれ表示ユニット80を4つ組み合わせた表示ユニッ
ト群86、表示ユニット80Aを4つ組み合わせた表示ユニット群86A、表示ユニット
80Bを4つ組み合わせた表示ユニット群86Bを示している。特に、表示ユニット80
Bの支持体は、表示ユニット群86Bにおいて、対辺の関係にある表示ユニット80Bが
互いに接するほどの大きさとなっている。
本明細書等において、表示ユニットの大きさを表す指標として、表示ユニットの一方の
接続領域に有する軸の中心と、他方の接続領域に有する軸の中心と、の間の距離を、表示
ユニットの第1方向の長さと定義する。加えて、表示ユニットの大きさを表す指標として
、表示ユニットの第1方向に垂直な方向の、表示ユニットの幅の距離を、表示ユニットの
第2方向の長さと定義する。
図8(C1)に示す表示ユニット80、図8(D1)に示す表示ユニット80A、図8
(E)に示す表示ユニット80Bのそれぞれが有する2つの接続領域の間(以後、第1方
向と記載する。)の長さをLとする。また、図8(C1)に示す表示ユニット80の第2
方向の長さをWとし、図8(D1)に示す表示ユニット80Aの第2方向の長さをW
とし、図8(E)に示す表示ユニット80Bの第2方向の長さをWとする。なお、W
はWよりも長く、WはWよりも長いものする。特に、表示ユニット80Bの支持体
は可能な限り大きくした形状としているため、Wは、表示ユニット80Bで構成した表
示ユニット群86Bにおける最大値としている。
また、図8(E)に示す表示ユニット群86Bにおいて、対辺の関係にある表示ユニッ
ト80Bは互いに接しているので、表示ユニット80Bの第1方向の長さLは、表示ユニ
ット80Bの第2方向の長さWと等しくなる。
図8(C1)に示す表示ユニット80において、一方の接続領域が有する軸の中心をZ
1とし、他方の接続領域が有する軸の中心をZ3とする。また、図8(C1)に示す表示
ユニット群86において、Z1の対角に位置する接続領域が有する軸の中心をZ2とする
。同様に、図8(D1)に示す表示ユニット80Aにおいて、一方の接続領域が有する軸
の中心をZ1とし、他方の接続領域が有する軸の中心をZ3とする。また、図8(D1)
に示す表示ユニット群86Aにおいて、Z1の対角に位置する接続領域が有する軸の中心
をZ2とする。また、同様に、図8(E)に示す表示ユニット80Bにおいて、一方の接
続領域が有する軸の中心をZ1とし、他方の接続領域が有する軸の中心をZ3とする。ま
た、図8(E)に示す表示ユニット群86Bにおいて、Z1の対角に位置する接続領域が
有する軸の中心をZ2とする。図8(C1)(D1)(E)のそれぞれにおいて、点線Z
1-Z2と点線Z1-Z3のなす角度をθとする。
図8(C1)の表示ユニット群86を、θが最小となるように変形すると、図8(C2
)に示す形状となる。このとき、点線Z1-Z3と点線Z1-Z2とのなす角度をφ
する。また、図8(D1)の表示ユニット群86Aを、θが小さくなるように変形すると
、図8(D2)に示す形状となる。このとき、点線Z1-Z3と点線Z1-Z2とのなす
角度をφとする。なお、角度φは、角度φよりも小さくなる。
なお、図8(C2)(D2)では、角度φ及び角度φを明瞭に記載するため、それ
ぞれの図において点線Z1-Z3及び点線Z1-Z2を延長して図示している。
ところで、表示ユニット群86の表示ユニット80の第2方向の長さWを大きくする
ことによって、表示ユニット群86は表示ユニット群86Aの形状に近づく。つまり、表
示ユニットの第2方向の長さを大きくすることによって、角度θの可動範囲の最小値が大
きくなる。また、同様の理由により、表示ユニットの第2方向の長さを大きくすることで
、角度θの可動範囲の最大値が小さくなる。換言すると、表示ユニットの第2方向の長さ
を大きくすることによって、該表示ユニットを有する表示ユニット群の角度θの可動範囲
が狭くなる。
図8(E)に示す表示ユニット群86Bの場合、対辺の関係にある表示ユニット80B
が互いに接しているため、表示ユニット群86Bは、角度θを小さくして変形することが
できない。
上述より、表示ユニット80が有する発光部81と支持体83を大きくした表示ユニッ
トを用いて表示装置100Aを構成する場合、該表示ユニットの第2方向の長さは、該表
示ユニットの第1方向の長さよりも短くする必要がある。
また、例えば、図1(A)(B)(C)に示す各ユニットを使用せず、代わりに図9(
A)(B)に示す複数のユニットを用いてもよい。
図9(A)に示す領域100aは、1個の支持ユニット70と、複数個のユニット30
を有している。なお、ユニット30の長さは、全て同一ではなく一部異なっており、かつ
、1個の支持ユニット70及び複数個のユニット30のそれぞれは平行となっている。ユ
ニット30は、発光部81と、接続領域32と、を有する。加えて、ユニット30の一部
は、駆動回路部91を1個又は2個有し、ユニット30の残りは、駆動回路部91を有さ
ない。
図9(B)に示す領域100bは、複数個のユニット31を有している。なお、ユニッ
ト31の長さは、全て同一ではなく一部異なっており、かつ、複数個のユニット31のそ
れぞれは平行となっている。ユニット31は、駆動回路部91と、接続領域32を有する
。加えて、ユニット31の一部は、発光部81を有し、ユニット31の残りは、発光部8
1を有さない。
図9(A)に示した支持ユニット70、複数のユニット30のそれぞれの接続領域32
に、図9(B)に示したユニット31のそれぞれの接続領域32を重ねて、軸62によっ
て接続することで、図9(C)に示す表示装置100Bを構成することができる。この構
成によって、表示装置100Bは、図1(D1)に示した表示装置100と同様に、図1
(D2)の表示装置100のように形状を変化することができる(図示しない。)。また
、図1(D1)に示す表示装置100は、図3(B)(C)に示すとおり4個のユニット
を重ね合わせているのに対し、表示装置100Bは2個のユニットを重ね合わせることで
実現できるため、薄型の筐体などに収めることができる。
なお、上述では、支持ユニット70を表示装置100Bの構成要素として説明している
が、支持ユニット70は表示装置100Bの構成要素から除かれてもよい。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態及び/又は実施例と適宜組み合
わせることができる。
(実施の形態2)
本実施の形態では、実施の形態1に示した表示装置100を用いた電子機器の例につい
て説明する。
<応用例1>
図10(A1)(A2)は、建造物6001の屋上に設けられた看板6002を示して
いる。看板6002は、建造物6001の屋上に設置されている鉄骨6003によって支
持されている。
ここで、看板6002に実施の形態1で説明した表示装置100を適用した場合を考え
る。図10(A1)に示す看板6002に表示装置100を適用することによって、看板
6002の形状を、図10(A2)に示す看板6002Aの形状に変化することができる
。これによって、看板に表示する内容に応じて、看板の縦と横の比を自由に変更すること
ができる。
<応用例2>
図10(B1)(B2)は、移動が容易な小型の電子看板の例を示している。図10(
B1)に示す電子看板6100は、表示部6101と、構造体6102と、キャスター6
103と、を有する。構造体6102は、表示部6101を支持する構造と、キャスター
6103が取り付けられる構造を有する。電子看板6100は、キャスター6103によ
って、転がして運ぶことができる。
ここで、表示部6101に実施の形態1で説明した表示装置100を適用した場合を考
える。図10(B1)に示す表示部6101に表示装置100を適用することによって、
図10(B1)に示す表示部6101の形状を図10(B2)に示す表示部6101Aの
形状に変化することができる。これによって、表示部に表示する内容に応じて、表示部の
縦と横の比を自由に変更することができる。
<応用例3>
図11(A)(B)は、壁に取り付けが可能な電子看板の例を示している。図11(A
)は、電子看板6200Aが壁6201に取り付けられている様子を示している。
ここで、電子看板6200Aに実施の形態1で説明した表示装置100を適用した場合
を考える。図11(A)に示す電子看板6200Aに表示装置100を適用することによ
って、電子看板6200Aの形状を図11(B)に示す電子看板6200Bの形状に変化
することができる。これによって、電子看板に表示する内容に応じて、電子看板の縦と横
の比を自由に変更することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態及び/又は実施例と適宜組み合
わせることができる。
(実施の形態3)
本実施の形態では、実施の形態1に説明した表示装置100とは異なる、本発明の一態
様の表示装置について説明する。
<構成例>
図12(A)は、本発明の一態様の表示装置が有する表示ユニットの構成例を示してい
る。表示ユニット250は、回路251を有し、回路251は、発光部252を有する。
回路251は、発光部252を光らせるための回路であり、図12(A)には配線を図
示していないが、当該配線を介して回路251に入力される選択信号、データ信号などに
よって発光部252を光らせることができる。
発光部252としては、例えば、透過型液晶素子、有機EL素子、無機EL素子、窒化
物半導体発光ダイオードなどを適用することができる。また、例えば、発光部252の代
わりとして、反射型液晶素子、電気泳動素子などを適用することができる。
また、発光部252は、複数種類の発光素子を有する構成としてもよい。例えば、複数
の発光素子は、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色としてもよいし、赤(R)、緑(G
)、青(B)、白(W)の4色としてもよい。また、上述の色に限定せず、必要に応じて
、上述の色も含めてシアン(C)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)などの色を組み合わ
せてもよい。なお、表示ユニット250が有する発光部252は、複数種類の発光素子を
有する構成でなく、一種類の発光素子を有する発光部としてもよく、例えば、上述のいず
れか一の色を発光する発光部であってもよい。
なお、図12(A)(B1)(B2)に示す表示ユニット250は、代替として一の画
素としてもよい。表示ユニット250の代わりとして一つの画素を適用する場合、本実施
の形態において、表示ユニット250を画素に置き換えて、且つ回路251を画素回路に
置き換えて、且つ発光部252を一つの発光素子に置き換えて、説明することができる。
なお、表示ユニット250は、図12(A)(B1)(B2)では、正方形の形状とし
て図示しているが、本発明の一態様は、この形状に限定されない。例えば、表示ユニット
250は、円、楕円、曲線を含む図形、多角形などの形状としてもよい。また、発光部2
52においても、正方形の形状に限定せず、円、楕円、曲線を含む図形、多角形などの形
状としてもよい。
図12(B1)は、本発明の一態様の表示装置の表示領域の構成例を示している。表示
領域260Aは、2層構造を有し、それぞれの層に複数の表示ユニット250が配置され
た構成を有する。特に、図12(B1)では、2層構造のうち上層に配置された複数の表
示ユニット250を表示ユニット250aと記載し、2層構造のうち下層に配置された複
数の表示ユニット250を表示ユニット250bと記載している。なお、図12(B1)
は、説明の煩雑さを避けるため、表示ユニット250a、表示ユニット250bに接続さ
れている配線を省略している。
なお、表示領域260Aは、伸縮性及び透光性を有する絶縁体240を含んでいる。本
明細書等では、伸縮性を有する材料とは、伸び縮みが可能であり、かつ復元性の高い材料
を指すものとする。また、透光性を有する材料とは、透過率の高い材料を指すものとする
。絶縁体240は、上層と下層との2層構造となっており、絶縁体240の上層は表示ユ
ニット250a全体を覆い、絶縁体240の下層は表示ユニット250b全体を覆う構成
となっている。絶縁体240において、上層と下層のそれぞれは、互いに同一の材料で構
成されていてもよく、又は、互いに異なる材料で構成されていてもよい。また、絶縁体2
40において、上層及び/又は下層は、複数の材料を組み合わせた構成としてもよい。ま
た、絶縁体240は、伸縮性及び透光性を有する、一つの材料としてもよい。
伸縮性及び透光性を有する絶縁体240を伸ばすことによって、表示領域260Aの面
積を広げることができる。例えば、図12(B1)において、絶縁体240を矢印の方向
に引っ張ることによって、図12(B1)に示す表示領域260Aは、図12(B2)に
示す表示領域260Bにすることができる。
絶縁体240として、例えば、塩化ビニル、ポリウレタン樹脂、シリコーン、ゴムなど
を適用することができる。
図12(B1)に示す表示領域260Aを矢印の方向に引っ張ることで、表示領域26
0Aの上層において、隣り合う表示ユニット250aの間隔は大きくなる。ここで、表示
領域260Aが有する画素が表示ユニット250aのみとした場合、表示領域260Aを
表示領域260Bに広げることによって隣り合う表示ユニット250aの間隔は大きくな
るため、表示領域260Bの解像度が低下する。
そこで、表示領域260Aは、図12(B1)に示すとおり、上層に有する表示ユニッ
ト250aに加えて、表示領域260Aの下層に複数の表示ユニット250bを配置する
構成にする。このような構成にすることよって、表示領域260Aを表示領域260Bに
広げたとき、表示ユニット250bの発光部252が表示領域260Bの表示面側に生じ
る。つまり、表示領域260Aを表示領域260Bに広げることで、下層に設けられてい
る表示ユニット250bの光射出領域が大きくなるため、表示領域260Bの表示品質の
低下を防ぐことができる。なお、絶縁体240は、上層と下層とで、伸縮率の異なる材料
を有するのが好ましい。上層と下層との材料のそれぞれの伸縮率を最適となるようにする
ことによって、表示領域260Aを表示領域260Bに広げたとき、隣り合う表示ユニッ
ト250aの間の広がった領域に、表示ユニット250bの発光部252が重なるように
することができる。
表示領域260Aの下層の表示ユニット250bは、図12(B1)に示すとおり、表
示領域260Aの上層の異なる4個の表示ユニット250aのそれぞれの一部の領域と重
畳するように設けられるのが好ましい。このように表示領域260Aを構成することによ
って、表示領域260Aを表示領域260Bに広げたとき、表示ユニット250bは、上
層の隣り合う表示ユニット250aの間隔が最も広い領域に位置する構成となる。
なお、表示領域260Aの下層に表示ユニット250bを配置する領域は、図12(B
1)に示す表示領域260Aの構成に限定されない。例えば、表示領域を伸ばす方向が決
まっている場合、表示領域は図13(A1)に示す表示領域261Aの構成とすればよい
。表示領域261Aは、表示領域261Aの下層に表示ユニット250bを配置する領域
が、上層の異なる2個の表示ユニット250aのそれぞれの一部の領域と重畳する構成を
有している。このように表示領域261Aを構成することによって、図13(A1)に示
す表示領域261Aは、絶縁体240を矢印の方向に引っ張ることで、図13(A2)に
示す表示領域261Bにすることができる。
また、例えば、表示領域の下層に配置する画素として、図14(A)に示す表示ユニッ
ト255を適用してもよい。表示ユニット255は、表示ユニット250(250a、2
50b)より小さい表示ユニットであるとし、表示ユニット255は、回路256を有し
、回路256は、発光部257を有する。表示領域の下層に表示ユニット255を配置し
た表示領域を図14(B1)に示す。表示領域262Aは、表示領域262Aの下層に複
数の表示ユニット255が、上層の異なる表示ユニット250aのそれぞれの一部の領域
と重畳する構成となっている。具体的には、表示領域262Aは、上層の隣接する2個の
表示ユニット250aに下層の1個の表示ユニット255が重畳し、かつ上層の隣接する
2行2列(合計4個)の表示ユニット250aに下層の1個の表示ユニット255が重畳
する構成となっている。このように表示領域262Aを構成することによって、図14(
B1)に示す表示領域262Aは、絶縁体240を矢印の方向に引っ張ることで、図14
(B2)に示す表示領域262Bにすることができる。なお、表示領域262Aの下層に
は表示ユニット255を適用しているため、表示領域260Aの下層よりも多く画素を配
置することができる。そのため、表示領域262Aを広げた表示領域262Bは、表示領
域260Aを広げた表示領域260Bよりも、発光面積を広くすることができる。したが
って、表示領域262Aは、表示領域260Aよりも、広げたときに生じる解像度の低下
をより抑えることができる。
次に、表示領域260A(260B)が有する複数の表示ユニット250と引き回す配
線との電気的な接続の例について説明する。
図15(A)は、表示領域260A(260B)において、表示ユニット250(25
0a、250b)と配線の電気的な接続の例を示している。なお、図15(A)では、表
示ユニット250(250a、250b)と配線との電気的な接続を明瞭に示すため、表
示領域260Bの形状で配線を図示している。
表示領域260A(260B)は、複数の信号線と複数のゲート線を有している。なお
、図15(A)では、信号線SLa[1]、信号線SLa[2]、信号線SLb[1]、
信号線SLb[2]、ゲート線GLa[1]、ゲート線GLa[2]、ゲート線GLb[
1]、ゲート線GLb[2]のみ図示しており、それ以外の配線の符号は省略している。
また、本明細書では、信号線SLa[1]、信号線SLa[2]をまとめて信号線SLa
と呼称し、信号線SLb[1]、信号線SLb[2]をまとめて信号線SLbと呼称し、
ゲート線GLa[1]、ゲート線GLa[2]をまとめてゲート線GLaと呼称し、ゲー
ト線GLb[1]、ゲート線GLb[2]をまとめてゲート線GLbと呼称する。また、
図15(A)に示す信号線SLa、信号線SLb、ゲート線GLa、ゲート線GLbのそ
れぞれは、複数の配線によって構成されていてもよい。例えば、信号線SLa[1]は、
1本の配線ではなく、複数本の配線で構成されていてもよく、また、ゲート線GLa[1
]は、1本の配線ではなく、複数本の配線で構成されていてもよい。また、信号線と呼称
する配線は、ゲート線と呼称する配線と適宜入れ替えることができる場合がある。
信号線SLa、及びゲート線GLaは、表示領域260A(260B)の上層に含まれ
る複数の表示ユニット250aと電気的に接続されている。また、信号線SLb、及びゲ
ート線GLbは、表示領域260A(260B)の下層に含まれる複数の表示ユニット2
50bと電気的に接続されている。
図15(A)に示す表示領域260A(260B)の断面図を図15(B1)(B2)
に示す。図15(B1)は、表示領域260Aの形状での、図15(A)の一点鎖線P1
-P2における断面図と一点鎖線P3-P4における断面図を重ねた図となっている。そ
して、図15(B2)は、表示領域260Aを伸張した表示領域260Bの形状での、図
15(A)の一点鎖線P1-P2における断面図と一点鎖線P3-P4における断面図を
重ねた図となっている。なお、一点鎖線P1-P2における断面図は、表示領域260A
(260B)の上層のみを図示し、一点鎖線P3-P4における断面図は、表示領域26
0A(260B)の下層のみを図示している。
つまり、信号線SLaは、表示ユニット250aと電気的に接続されているため、上層
に含まれ、信号線SLbは、表示ユニット250bと電気的に接続されているため、下層
に含まれている。加えて、信号線SLa及び信号線SLbとして、伸縮性を有する導電材
料を用いることによって、図15(B1)に示す表示領域260Aを伸張して、図15(
B2)に示す表示領域260Bの形状にすることができる。そして、図15(B1)に示
す表示領域260Aの形状から図15(B2)に示す表示領域260Bの形状に引き伸ば
すことによって、隣り合う表示ユニット250aの間の領域が大きくなり、隣り合う表示
ユニット250aの間の領域の一部と重畳する表示ユニット250bの発光素子の光を射
出する面積が大きくなる。
同様に、ゲート線GLa及びゲート線GLbとして、伸縮性を有する導電材料を用いる
ことによって、表示領域260Aを伸張して、表示領域260Bの形状にすることができ
る。
なお、表示領域260A(260B)における配線の引き回し方法は、図15(A)(
B1)(B2)に示す表示領域260A(260B)に限定されない。例えば、上層に含
まれる複数の信号線SLaの一と下層に含まれる複数の信号線SLbの一とをまとめて、
1本の配線としてもよい。その場合の表示領域の例を図16(A)に示す。図16(A)
に示す表示領域260A(260B)は、信号線SLa[1]と信号線SLb[1]を1
本の信号線SL[1]にまとめ、かつ信号線SLa[2]と信号線SLb[2]を1本の
信号線SL[2]にまとめた構成となっている。なお、図16(A)に図示していない符
号の信号線についても、上層に含まれる信号線SLaの一と下層に含まれる信号線SLb
の一とがまとまって一本の配線となっている。また、本明細書では、図16において、表
示領域260A(260B)に有する信号線を、まとめて信号線SLと呼称する。なお、
本段落で記載している1本にまとめた配線とは、1本のみで構成した配線を意味し、又は
、複数本束ねた配線を意味するものとする。
また、図16(A)に示す表示領域260A(260B)の断面図を図16(B1)(
B2)に示す。図16(B1)は、表示領域260Aの形状での、図16(A)の一点鎖
線Q1-Q2における断面図を示している。そして、図16(B2)は、表示領域260
Aを伸張した表示領域260Bの形状での、図16(A)の一点鎖線Q1-Q2における
断面図を示している。
図16(A)において、信号線SLは、図16(B1)(B2)に図示するとおり、上
層の表示ユニット250aと下層の表示ユニット250bと電気的に接続するように構成
されている。
信号線SLとして、伸縮性を有する導電材料を用いることによって、図16(B1)に
示す表示領域260Aを伸張して、図16(B2)に示す表示領域260Bの形状にする
ことができる。そして、図16(B1)に示す表示領域260Aの形状から図16(B2
)に示す表示領域260Bの形状に引き伸ばすことによって、隣り合う表示ユニット25
0aの間の領域が大きくなり、隣り合う表示ユニット250aの間の領域の一部と重畳す
る表示ユニット250bの発光素子の光を射出する面積が大きくなる。
同様に、ゲート線GLa及びゲート線GLbとして、伸縮性を有する導電材料を用いる
ことによって、表示領域260Aを伸張して、表示領域260Bの形状にすることができ
る。また、ゲート線GLa及びゲート線GLbを、信号線SLと同様に、1本の配線にま
とめることができる(図示しない。)。
次に、表示領域260A(260B)を駆動するための駆動回路の一例について説明す
る。
図17(A)は、表示領域260を有する表示装置300を示している。表示装置30
0は、表示領域260に加えて、ドライバ領域270と、ドライバ領域280と、を有す
る。ここでは、ドライバ領域270は、表示領域260を駆動するためのソースドライバ
として機能し、ドライバ領域280は、表示領域260を駆動するためのゲートドライバ
として機能するものとする。
なお、上記とは別の一例として、表示装置300は、ドライバ領域270が表示領域2
60を駆動するためのゲートドライバとして機能し、ドライバ領域280が表示領域26
0を駆動するためのソースドライバとして機能する構成としてもよい。
ドライバ領域270は、複数の駆動回路ユニット271を有する。複数の駆動回路ユニ
ット271の一部は、信号線SLaを介して、表示ユニット250aと電気的に接続され
、複数の駆動回路ユニット271の残りは、信号線SLbを介して、表示ユニット250
bと電気的に接続されている。複数の駆動回路ユニット271は、信号線SLa及び信号
線SLbを介して、表示領域260に表示する画像の信号を、表示領域260に供給する
機能を有する。
複数の駆動回路ユニット271は並んで配置され、隣り合う駆動回路ユニット271同
士は配線272によって、電気的に接続されている。なお、配線272は、1本ではなく
、複数本としてもよい。
ドライバ領域280は、複数の駆動回路ユニット281を有する。複数の駆動回路ユニ
ット281の一部は、ゲート線GLaを介して、表示ユニット250aと電気的に接続さ
れ、複数の駆動回路ユニット281の残りは、ゲート線GLbを介して、表示ユニット2
50bと電気的に接続されている。複数の駆動回路ユニット281は、ゲート線GLa及
びゲート線GLbを介して、表示領域260が有する画素に、選択信号を供給する機能を
有する。
複数の駆動回路ユニット281は並んで配置され、隣り合う駆動回路ユニット281同
士は配線282によって、電気的に接続されている。なお、配線282は、1本ではなく
、複数本としてもよい。
配線272及び配線282として、信号線SLa、信号線SLb、ゲート線GLa、及
びゲート線GLbと同様に、伸縮性を有する導電材料を用いる。これにより、配線272
及び配線282のそれぞれが伸縮性を有するため、隣り合う駆動回路ユニット271の間
隔と、隣り合う駆動回路ユニット281の間隔と、を広げることができる。したがって、
図17(A)に示す表示装置300を引き伸ばすことによって、図17(B)に示す表示
装置300の形状にすることができる。
なお、図17(A)では、ドライバ領域270は駆動回路ユニット271を複数有する
構成を図示しているが、本発明の一態様は、これに限定されない。例えば、ドライバ領域
270は一つの駆動回路ユニット271を有する構成としてもよい(図示しない。)。ま
た、同様に、図17(A)では、ドライバ領域280は駆動回路ユニット281を複数有
する構成を図示しているが、ドライバ領域280は一つの駆動回路ユニット281を有す
る構成としてもよい(図示しない。)。
ところで、駆動回路ユニット271及び/又は駆動回路ユニット281の回路面積が大
きくなる場合、表示領域260と同様に、ドライバ領域270及び/又はドライバ領域2
80を2層構造とすればよい。具体的には、2層構造としたドライバ領域の隣り合う駆動
回路ユニットにおいて、一方の駆動回路ユニットの一部は、他方の駆動回路ユニットの一
部と、重畳するように、ドライバ領域を構成すればよい。
図18(A)に示す表示装置300Aのドライバ領域270A及びドライバ領域280
Aは、2層構造を有している。ドライバ領域270Aは、駆動回路ユニット271Aを複
数有し、ドライバ領域280Aは、駆動回路ユニット281Aを複数有する。ドライバ領
域270Aの上層に有する駆動回路ユニット271Aは、信号線SLaを介して、表示ユ
ニット250aと電気的に接続され、ドライバ領域270Aの下層に有する駆動回路ユニ
ット271Aは、信号線SLbを介して、表示ユニット250bと電気的に接続されてい
る。同様に、ドライバ領域280Aの上層に有する駆動回路ユニット281Aは、ゲート
線GLaを介して、表示ユニット250aと電気的に接続され、ドライバ領域280Aの
下層に有する駆動回路ユニット281Aは、ゲート線GLbを介して、表示ユニット25
0bと電気的に接続されている。
図18(A)に図示している一点鎖線R1-R2における断面図を、図18(B1)に
示す。上述したとおり、ドライバ領域270Aは、隣り合う駆動回路ユニット271Aに
おいて、一方の駆動回路ユニット271Aの一部が他方の駆動回路ユニット271Aの一
部と重畳するように構成されている。加えて、隣り合う駆動回路ユニット271Aは、伸
縮性を有する配線272によって電気的に接続されている。
ここで、表示装置300Aを引き伸ばしたとき、一点鎖線R1-R2における断面図は
、図18(B1)から図18(B2)に変化する。図18(B1)に示すとおり、ドライ
バ領域270Aを2層構造とし、伸縮性を有する配線272を用いることによって、駆動
回路ユニット271の回路面積が大きい場合でも、表示装置300Aの引き伸ばしが可能
となる。
ドライバ領域280Aの引き伸ばしの説明は、ドライバ領域270Aの引き伸ばしの記
載を参酌することができる。
本実施の形態で説明した各構成例は、適宜、互いに組み合わることができる。
<作製方法例>
次に、表示領域260Aの作製方法の一例を、図19乃至図23を用いて説明する。
初めに、基板311上に絶縁体321を形成する(図19(A)参照)。
基板311としては、例えば、ガラス、石英、樹脂、金属、合金、半導体等の各種材料
を用いることができる。なお、基板311として、可撓性を有する材料を適用したい場合
、例えば、上述の各種材料を、可撓性を有する程度の厚さにして適用すればよい。
絶縁体321は、基板311に含まれる不純物が、後に形成するトランジスタや表示素
子に拡散することを防ぐバリア層として用いることができる。例えば、絶縁体321は、
表示領域260Aの作製工程に含まれる加熱工程により、基板311に含まれる水分など
がトランジスタや表示素子に拡散することを防ぐことが好ましい。そのため、絶縁体32
1は、バリア性が高いことが好ましい。
絶縁体321としては、例えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン
膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を
用いることができる。また、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム
膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリ
ウム膜、及び酸化ネオジム膜等を用いてもよい。また、上述の絶縁膜を2以上積層して用
いてもよい。特に、基板311上に窒化シリコン膜を形成し、窒化シリコン膜上に酸化シ
リコン膜を形成することが好ましい。
また、上述した無機絶縁膜は、成膜温度が高いほど緻密でバリア性の高い膜となるため
、高温で形成することが好ましい。また、絶縁体321の成膜温度は、基板311の耐熱
温度以下であることが好ましい。
絶縁体321を基板311上に設けた後は、絶縁体321上に回路、及び配線などを形
成する(図19(B)参照)。特に、図19(B)では、基板311上にトランジスタ4
01が形成されている。
表示領域260Aが有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ
型のトランジスタとしてもよいし、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、トップゲート構造またはボトムゲート構造のいずれ
のトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルの上下にゲート電極が設けられてい
てもよい。
ここではトランジスタ401として、金属酸化物350を有する、ボトムゲート構造の
トランジスタを作製する場合を示す。金属酸化物350は、トランジスタ401の半導体
層として機能することができる。なお、ここでの金属酸化物は、酸化物半導体として機能
することができる。
本実施の形態において、トランジスタの半導体には、酸化物半導体を用いる。酸化物半
導体は、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半導体材料で
あるため、酸化物半導体をチャネル形成領域に含まれるトランジスタにおいて、オフ電流
を低減することができる。
トランジスタ401は、加熱処理の温度より低い温度で形成することが好ましい。
ここで、トランジスタ401の具体的な形成方法の例について説明する。
初めに、絶縁体321上に導電体341を形成する。導電体341は、導電膜を成膜し
た後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去
することで形成できる。
導電膜の成膜時の基板温度は、室温以上350℃以下が好ましく、室温以上300℃以
下がさらに好ましい。
表示領域260Aが有する導電体には、それぞれ、アルミニウム、チタン、クロム、ニ
ッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、もしくはタング
ステン等の金属、またはこれを主成分とする合金を単層構造または積層構造として用いる
ことができる。または、酸化インジウム、インジウム錫酸化物(ITO)、タングステン
を含むインジウム酸化物、タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、チタンを含むイン
ジウム酸化物、チタンを含むITO、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛(ZnO)、ガリ
ウムを含むZnO、またはシリコンを含むITO等の透光性を有する導電性材料を用いて
もよい。また、不純物元素を含有させる等して低抵抗化させた、多結晶シリコンもしくは
酸化物半導体等の半導体、またはニッケルシリサイド等のシリサイドを用いてもよい。ま
た、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば酸化グラ
フェンを含む膜を還元して形成することができる。また、不純物元素を含有させた酸化物
半導体等の半導体を用いてもよい。または、銀、カーボン、銅等の導電性ペースト、また
はポリチオフェン等の導電性ポリマーを用いて形成してもよい。導電性ペーストは、安価
であり、好ましい。導電性ポリマーは、塗布しやすく、好ましい。
続いて、導電体341上、及び絶縁体321上に絶縁体322を形成する。絶縁体32
2に適用できる材料は、絶縁体321に用いることができる無機絶縁膜を援用できる。
絶縁体322は、基板311の耐熱温度以下で形成する。絶縁体322は、加熱処理の
温度より低い温度で形成することが好ましい。
次に、絶縁体322上に、導電体341の一部と重畳する領域を有するように金属酸化
物350を形成する。金属酸化物350は、金属酸化物膜を成膜した後、レジストマスク
を形成し、当該金属酸化物膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することで形成
できる。
金属酸化物膜の成膜時の基板温度は、350℃以下が好ましく、室温以上200℃以下
がより好ましく、室温以上130℃以下がさらに好ましい。
金属酸化物膜は、不活性ガス及び酸素ガスのいずれか一方または双方を用いて成膜する
ことができる。なお、金属酸化物膜の成膜時における酸素の流量比(酸素分圧)に、特に
限定はない。ただし、電界効果移動度が高いトランジスタを得る場合においては、金属酸
化物膜の成膜時における酸素の流量比(酸素分圧)は、0%以上30%以下が好ましく、
5%以上30%以下がより好ましく、7%以上15%以下がさらに好ましい。
金属酸化物膜は、少なくともインジウムまたは亜鉛を含むことが好ましい。特にインジ
ウム及び亜鉛を含むことが好ましい。
金属酸化物は、エネルギーギャップが2eV以上であることが好ましく、2.5eV以
上であることがより好ましく、3eV以上であることがさらに好ましい。このように、エ
ネルギーギャップの広い金属酸化物を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減する
ことができる。
金属酸化物膜は、スパッタリング法により形成することができる。そのほか、PLD法
、PECVD法、熱CVD法、ALD法、真空蒸着法などを用いてもよい。
続いて、絶縁体322上、及び金属酸化物350上に導電体342a及び導電体342
bを形成する。なお、導電体342a及び/又は導電体342bの一部は、金属酸化物3
50と重畳する領域に含まれてもよい。導電体342a及び導電体342bは、導電膜を
成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスク
を除去することにより形成できる。
なお、導電体342a及び導電体342bの加工の際に、レジストマスクに覆われてい
ない金属酸化物350の一部がエッチングにより薄膜化する場合がある。
導電膜の成膜時の基板温度は、室温以上350℃以下が好ましく、室温以上300℃以
下がさらに好ましい。
以上のようにして、トランジスタ401を作製できる。トランジスタ401において、
導電体341の一部はゲートとして機能し、絶縁体322の一部はゲート絶縁層として機
能し、導電体342aは、ソースまたはドレインの一方として機能し、導電体342bは
、ソースまたはドレインの他方として機能する。
また、絶縁体322上に導電体343を形成する。導電体343は、導電体342a及
び導電体342bと同時に形成することができる。また、導電体343は、導電体342
a及び導電体342bと異なる材料とする場合、導電体342a及び導電体342bとは
別に形成すればよい。導電体343は、表示ユニット、素子、回路などを電気的に接続す
る配線として機能する。また、導電体343の一部は、外部との電気信号の授受を行う端
子としても機能する。
次に、トランジスタ401を覆う絶縁体323を形成する。絶縁体323は、絶縁体3
21と同様の方法により形成することができる。
また、絶縁体323として、酸素を含む雰囲気下で成膜した酸化シリコン膜や酸化窒化
シリコン膜等の酸化物絶縁膜を用いることが好ましい。さらに、当該酸化シリコン膜や酸
化窒化シリコン膜上に窒化シリコン膜などの酸素を拡散、透過しにくい絶縁膜を積層する
ことが好ましい。酸素を含む雰囲気下で形成した酸化物絶縁膜は、加熱により多くの酸素
を放出しやすい絶縁膜とすることができる。このような酸素を放出する酸化物絶縁膜と、
酸素を拡散、透過しにくい絶縁膜を積層した状態で、加熱処理を行うことにより、金属酸
化物350に酸素を供給することができる。その結果、金属酸化物350中の酸素欠損、
及び金属酸化物350と絶縁体323の界面の欠陥を修復し、欠陥準位を低減することが
できる。これにより、極めて信頼性の高い表示装置を実現できる。
次に、絶縁体323上に絶縁体324を形成する。絶縁体324は、後に形成する表示
素子の被形成面を有する層であるため、平坦化層として機能することが好ましい。絶縁体
324は、絶縁体321に用いることのできる有機絶縁膜または無機絶縁膜を援用できる
絶縁体324は、基板311の耐熱温度以下で形成する。絶縁体324は、加熱処理の
温度より低い温度で形成することが好ましい。
次に、絶縁体323及び絶縁体324に、導電体342bに達する開口部361と、導
電体343に達する開口部362と、を形成する(図19(C)参照)。
その後、絶縁体324上に、かつ開口部361において導電体342b上に、導電体3
44aを形成する。導電体344aは、その一部が後述する発光素子370の画素電極と
して機能する。導電体344aは、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該
導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。
一方、導電体344aの形成と同時に、開口部362において導電体343上に、導電
体344bを形成する。なお、導電体344bを設ける必要が無い場合、形成しなくても
よい。
導電膜の成膜時の基板温度は、室温以上350℃以下が好ましく、室温以上300℃以
下がさらに好ましい。
導電体344aの端部を覆う絶縁体325を形成する。絶縁体325は、絶縁体321
に用いることのできる無機絶縁膜を援用できる。又は、絶縁体325は、有機絶縁膜を適
用することができる。
絶縁体325は、基板311の耐熱温度以下で形成する。絶縁体325は、加熱処理の
温度より低い温度で形成することが好ましい。
次に、図19(C)に示した作製基板に発光素子370を形成する(図20(A)参照
)。
発光素子370の形成として、初めに、導電体344a上、及び絶縁体325上に、E
L層371を形成する。
EL層371は、蒸着法、塗布法、印刷法、吐出法などの方法で形成することができる
。EL層371を画素毎に作り分ける場合、メタルマスクなどのシャドウマスクを用いた
蒸着法、またはインクジェット法等により形成することができる。EL層371を画素毎
に作り分けない場合には、メタルマスクを用いない蒸着法を用いることができる。
EL層371には、低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、
無機化合物を含んでいてもよい。
なお、EL層371の詳細は、実施の形態5で説明するEL層1103の記載を参酌す
る。
次に、絶縁体325上、及びEL層371上に、導電体345を形成する。導電体34
5は、その一部が発光素子370の共通電極として機能する。
導電体345は、蒸着法やスパッタリング法等を用いて形成することができる。
導電体345は、基板311の耐熱温度以下かつEL層371の耐熱温度以下で形成す
る。また、加熱処理の温度より低い温度で形成することが好ましい。
導電体345としては、透光性を有する導電体を適用する。透光性を有する導電体とし
ては、例えば、インジウム錫酸化物(ITO)、珪素または酸化珪素を含むインジウム錫
酸化物、酸化インジウム-酸化亜鉛、チタンを含有した酸化インジウム-錫酸化物、イン
ジウム-チタン酸化物、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウムなどの
金属酸化物が挙げられる。特に、導電体345としては、インジウム錫酸化物を適用する
のが好ましい。
以上のようにして、発光素子370を形成することができる。発光素子370は、一部
が画素電極として機能する導電体344a、EL層371、及び一部が共通電極として機
能する導電体345が積層された構成を有する。なお、ここでは、発光素子370として
、トップエミッション型の発光素子を作製する例を示した。
次に、導電体345を覆って絶縁体326を形成する。絶縁体326は、発光素子37
0に水などの不純物が拡散することを抑制する保護層として機能する。発光素子370は
、絶縁体326によって封止される。導電体345を形成した後、大気に曝すことなく、
絶縁体326を形成することが好ましい。
絶縁体326は、基板311の耐熱温度以下かつ発光素子370の耐熱温度以下で形成
する。絶縁体326は、加熱処理の温度より低い温度で形成することが好ましい。
絶縁体326は、例えば、上述した絶縁体321に用いることのできるバリア性の高い
無機絶縁膜が含まれる構成とすることが好ましい。また、無機絶縁膜と有機絶縁膜を積層
して用いてもよい。
絶縁体326は、ALD法やスパッタリング法等を用いて形成することができる。AL
D法及びスパッタリング法は低温成膜が可能であるため好ましい。ALD法を用いると絶
縁体326のカバレッジが良好となり好ましい。
基板311から絶縁体326までに形成された構造は、表示ユニット250に相当する
なお、以下では、2層構造の表示領域260Aの作製方法の例を説明するため、下層に
有する表示ユニット250を表示ユニット250bと記載し、上層に有する表示ユニット
250を表示ユニット250a[1]、表示ユニット250a[2]と記載する。
表示ユニット250bを支持基板301上に設ける(図20(B)参照)。支持基板3
01と基板311との間には、接着性を有する樹脂層などを用いるのが好ましい。なお、
該樹脂層は図20(B)に図示していない。なお、支持基板301は、前述した絶縁体2
40に含まれるものとする。
支持基板301としては、伸縮性を有する材料を用いる。例えば、熱硬化性エラストマ
ー、熱可塑性エラストマーなどを支持基板301に適用することができる。
次に、導電体344b上に、かつ支持基板301上に、導電体380を形成する(図2
1(A)参照)。なお、導電体380は、構成例で説明した信号線、ゲート線などに相当
する。
導電体380は、伸縮性を有する導電体であることが好ましい。導電体380としては
、例えば、銀、カーボン、銅等の導電性ペースト、又はポリチオフェン等の導電性ポリマ
ーなどを用いることができる。
次に、支持基板301上、及び基板311上に形成された表示ユニット250b上に保
護層390を形成する(図21(B)参照)。なお、保護層390は、前述した絶縁体2
40に含まれるものとする。
保護層390としては、透光性と伸縮性とを有する絶縁体を適用する。例えば、保護層
390としては、塩化ビニル、ポリウレタン樹脂などを用いることができる。また、保護
層390は、上記に加えて、保護層390と、支持基板301及び表示ユニット250b
と、を接合する用途として、接着性を有するのが好ましい。
次に、保護層390上に、基板302を設ける(図22参照)。基板302に適用でき
る材料は、透光性、伸縮性を有する材料とする。加えて、基板302は、支持基板301
の伸縮率と異なる基板を用いることが好ましい。なお、基板302は、前述した絶縁体2
40に含まれるものとする。
次に、基板302上に、表示ユニット250bと同様に作製することができる表示ユニ
ット250a[1]、表示ユニット250a[2]を形成する(図23参照)。表示ユニ
ット250a[1]と表示ユニット250a[2]のそれぞれは、表示ユニット250b
と同様に、トランジスタ、発光素子、配線を有する。
なお、表示ユニット250a[1]、及び表示ユニット250a[2]は、表示ユニッ
ト250bが有する発光素子370の一部の領域が、表示ユニット250a[1]と表示
ユニット250a[2]の間に有する一部の領域と重畳するように、基板302上に形成
されるのが好ましい。
表示ユニット250a[1]、及び表示ユニット250a[2]の形成後は、表示ユニ
ット250bに電気的に接続されている導電体380と同様に、配線として導電体381
を形成する。なお、導電体381に適用できる材料は、導電体380に用いることができ
る材料を援用することができる。
導電体381の形成後は、表示ユニット250b上に形成された保護層390と同様に
、表示ユニット250a[1]上、表示ユニット250a[2]上、導電体381上、及
び基板302上に保護層391を形成する。なお、保護層391に適用できる材料は、保
護層390の伸縮率と異なる材料を用いることが好ましい。なお、保護層391は、前述
した絶縁体240に含まれるものとする。
保護層391の形成後は、保護層390上に設けた基板302と同様に、保護層391
上に、基板303を設ける。基板303に適用できる材料は、透光性、伸縮性を有する材
料とする。加えて、基板303は、支持基板301、及び基板302のそれぞれの伸縮率
と異なる基板を用いることが好ましい。なお、基板303は、前述した絶縁体240に含
まれるものとする。また、表示領域260Aの作製方法例において、基板303は必ずし
も設けなくてもよい。
以上の工程により、表示領域260Aを作製することができる。
また、表示領域261A、表示領域262Aについても、上述した表示領域260Aの
作製方法例を参酌することによって、同様に作製することができる。
なお、本作製例では、表示ユニット250を作製して、表示ユニット250を支持基板
301上に設けているが、本発明の一態様の表示装置の作製方法は、これに限定されない
例えば、支持基板301上に基板311を設けて、その後にトランジスタ401、発光
素子370などを形成してもよい。この場合、表示ユニット250を構成する絶縁体、導
電体、金属酸化物などの成膜温度、及びトランジスタ401などに対する加熱処理の温度
を、支持基板301及び基板311の耐熱温度よりも低くするのが好ましい。また、例え
ば、支持基板301上に設ける基板311の代替として、スパッタリング法、PLD(P
ulsed Laser Deposition)法、PECVD(Plasma‐En
hanced Chemical Vapor Deposition)法、熱CVD法
、ALD(Atomic Layer Deposition)法、真空蒸着法などを用
いて形成される絶縁体であってもよい。また、この場合、該絶縁体は前述した絶縁体32
1と異なる材料として、絶縁体321と積層してもよいし、又は該絶縁体は絶縁体321
と同一の材料として、連続して形成してもよい。
また、例えば、本発明の一態様の作製手順は、あらかじめ基板311上にポリイミドな
どの有機膜を塗布及び形成し、該ポリイミド上に表示ユニット250を形成し、表示ユニ
ット250をポリイミドから剥離して、支持基板301に表示ユニット250を転置する
方法としてもよい。表示ユニット250を支持基板301に転置した後は、導電体380
と保護層390を形成すればよい。なお、ポリイミドなどの有機膜以外としては、タング
ステンなどの無機膜を代替として使用できる場合がある。図24(A)では、当該有機膜
、又は当該無機膜から剥離した表示ユニット250を支持基板301上に設ける工程を示
している。なお、当該有機膜、又は当該無機膜から剥離した表示ユニット250の下部の
絶縁体321には、当該有機膜、又は当該無機膜の残物が付着している場合がある。
また表示ユニット250を上述した方法によって剥離した後において、表示ユニット2
50を可撓性有する基板315上に転置し、表示ユニット250を転置した基板315を
支持基板301に接着する方法としてもよい(図24(B)参照)。この場合、基板31
5上に回路251が有する構成となるので、基板315は、伸縮率の小さい材料を用いる
のが好ましい。これは、基板315の伸びによって回路251にクラックなどの破損が起
きないようにするためである。
この方法を適用することによって、表示ユニット250が剥離する前の基板(ポリイミ
ドなどが形成された基板)に形成されるため、表示ユニット250を形成するための熱処
理を支持基板301、及び転置された基板315に施さずに済む。つまり、表示ユニット
250を構成する絶縁体、導電体、金属酸化物に施す熱処理に対して、支持基板301、
及び転置された基板315の耐熱性による制限を受けなくすることができる。一方、支持
基板301は、表示ユニット250を形成するための熱処理の影響が無いため、耐熱性の
低い材料を用いることができる。
本実施の形態で示した作製方法例によって、伸縮によって表示領域の面積を大きくして
も、表示品質が低下しない、表示装置を実現することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態及び/又は実施例と適宜組み合
わせることができる。
(実施の形態4)
本実施の形態では、実施の形態3で示した表示装置300を用いた電子機器の例につい
て説明する。
<例1>
図25(A)は、表示装置300を備えた電子機器である。電子機器7000は、例え
ば、情報端末や電子ペーパーなどとして使用することができる。電子機器7000は、表
示装置300を備えているため、図25(A)のとおり、指7001などで引っ張ること
によって伸長することができる。伸長が可能な特性を利用して、電子機器7000を、曲
面を有する構造体などに貼り付けて利用することができる。また、表示装置300を発光
装置の用途として、曲面を有する構造体などに貼り付けることによって、電子機器700
0を照明装置として利用することができる。
<例2>
図25(B)は、ウェアラブル端末の一種であるスマートウォッチであり、筐体590
1、表示部5902、操作ボタン5903、操作子5904、バンド5905などを有す
る。表示装置300は、スマートウォッチの表示部5902に適用することができる。例
えば、表示部5902が凸型の曲面を有している場合、該曲面上に表示装置300を伸長
して貼り合わせることで、凸型の表示部5902を実現することができる。
<例3>
図25(C)は、表示装置300を備えた衣類であり、衣服5801、表示部5802
などを有する。表示装置300は、表示部5802に適用することができる。表示装置3
00は伸長が可能であるため、表示装置300は伸縮する衣服5801に貼り合わせて使
用することができる。また、表示部5802は照明装置として用いることもできる。
また図25(C)は、衣服5801の胸部に表示部5802を設けた例を示しているが
、本発明の一態様は、これに限定されない。例えば、袖部、腹部、背部などに表示部58
02を設けてもよい。また、図25(C)に示す衣服5801は、シャツを例として示し
ているが、上着、下着、ズボンなどの衣類、靴、帽子やリストバンドなどのアクセサリー
などにも適用することができる。
<例4>
図25(D)は、移動体である自動車の室内におけるフロントガラス周辺を表す図であ
る。表示装置300は、図25(D)に示している、ダッシュボードに取り付けられた表
示パネル5701、表示パネル5702、表示パネル5703の他、ピラーに取り付けら
れた表示パネル5704などに適用することができる。
表示パネル5701乃至表示パネル5703は、ナビゲーション情報、スピードメータ
ーやタコメーター、走行距離、給油量、ギア状態、エアコンの設定など、その他様々な情
報を提供することができる。また、表示パネルに表示される表示項目やレイアウトなどは
、ユーザの好みに合わせて適宜変更することができ、デザイン性を高めることが可能であ
る。表示パネル5701乃至表示パネル5703は、照明装置として用いることも可能で
ある。
表示パネル5704には、車体に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによっ
て、ピラーで遮られた視界(死角)を補完することができる。すなわち、自動車の外側に
設けられた撮像手段からの画像を表示することによって、死角を補い、安全性を高めるこ
とができる。また、見えない部分を補完する映像を映すことによって、より自然に違和感
なく安全確認を行うことができる。表示パネル5704は、照明装置として用いることも
できる。
<例5>
図26(A)(B)は、壁に取り付けが可能な電子看板の例を示している。図26(A
)は、電子看板6300Aが壁6301に取り付けられている様子を示している。
ここで、電子看板6300Aに実施の形態3で説明した表示装置300を適用した場合
を考える。図26(A)に示す電子看板6300Aに表示装置300を適用することによ
って、電子看板6300Aを伸長して、図26(B)に示す電子看板6300Bの形状に
変化することができる。実施の形態2で説明した図11の電子看板6200Aでは、縦方
向又は横方向に伸長することができるが、図26(A)(B)に示す電子看板6300A
(6300B)では、電子看板に表示する内容に応じて、電子看板6300A(6300
B)の縦と横の比を自由に変更することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態及び/又は実施例と適宜組み合
わせることができる。
(実施の形態5)
本実施の形態では、実施の形態1で説明した表示ユニットに用いることができる発光素
子について図27を用いて説明する。
<発光素子の基本的な構造>
まず、発光素子の基本的な構造について説明する。図27(A)には、一対の電極間に
発光層を含むEL層を有する発光素子を示す。具体的には、第1の電極1101と第2の
電極1102との間にEL層1103が挟まれた構造を有する。
また、図27(B)には、一対の電極間に複数(図27(B)では、2層)のEL層(
1103a、1103b)を有し、EL層の間に電荷発生層1104を有する積層構造(
タンデム構造)の発光素子を示す。タンデム構造の発光素子は、低電圧駆動が可能で消費
電力が低い発光装置を実現することができる。
電荷発生層1104は、第1の電極1101と第2の電極1102に電圧を印加したと
きに、一方のEL層(1103aまたは1103b)に電子を注入し、他方のEL層(1
103bまたは1103a)に正孔を注入する機能を有する。従って、図27(B)にお
いて、第1の電極1101に第2の電極1102よりも電位が高くなるように電圧を印加
すると、電荷発生層1104からEL層1103aに電子が注入され、EL層1103b
に正孔が注入されることとなる。
なお、電荷発生層1104は、光の取り出し効率の点から、可視光に対して透光性を有
する(具体的には、電荷発生層1104に対する可視光の透過率が、40%以上)ことが
好ましい。また、電荷発生層1104は、第1の電極1101や第2の電極1102より
も低い導電率であっても機能する。
また、図27(C)には、本発明の一態様の表示装置に適用できる発光素子のEL層1
103の積層構造を示す。但し、この場合、第1の電極1101は陽極として機能するも
のとする。EL層1103は、第1の電極1101上に、正孔(ホール)注入層1111
、正孔(ホール)輸送層1112、発光層1113、電子輸送層1114、電子注入層1
115が順次積層された構造を有する。なお、図27(B)に示すタンデム構造のように
複数のEL層を有する場合であっても、各EL層が、陽極側から上記のように順次積層さ
れる構造とする。また、第1の電極1101が陰極で、第2の電極1102が陽極の場合
は、積層順は逆になる。
EL層(1103、1103a、1103b)に含まれる発光層1113は、それぞれ
発光物質や複数の物質を適宜組み合わせて有しており、所望の発光色を呈する蛍光発光や
燐光発光が得られる構成とすることができる。また、発光層1113を発光色の異なる積
層構造としてもよい。なお、この場合、積層された各発光層に用いる発光物質やその他の
物質は、それぞれ異なる材料を用いればよい。また、図27(B)に示す複数のEL層(
1103a、1103b)から、それぞれ異なる発光色が得られる構成としても良い。こ
の場合も各発光層に用いる発光物質やその他の物質を異なる材料とすればよい。
また、本発明の一態様である発光素子において、例えば、図27(C)に示す第1の電
極1101を反射電極とし、第2の電極1102を半透過・半反射電極とし、微小光共振
器(マイクロキャビティ)構造とすることにより、EL層1103に含まれる発光層11
13から得られる発光を両電極間で共振させ、第2の電極1102から得られる発光を強
めることができる。
なお、発光素子の第1の電極1101が、反射性を有する導電性材料と透光性を有する
導電性材料(透明導電膜)との積層構造からなる反射電極である場合、透明導電膜の膜厚
を制御することにより光学調整を行うことができる。具体的には、発光層1113から得
られる光の波長λに対して、第1の電極1101と、第2の電極1102との電極間距離
がmλ/2(ただし、mは自然数)近傍となるように調整するのが好ましい。
また、発光層1113から得られる所望の光(波長:λ)を増幅させるために、第1の
電極1101から発光層1113の所望の光が得られる領域(発光領域)までの光学距離
と、第2の電極1102から発光層1113の所望の光が得られる領域(発光領域)まで
の光学距離と、をそれぞれ(2m’+1)λ/4(ただし、m’は自然数)近傍となるよ
うに調節するのが好ましい。なお、ここでいう発光領域とは、発光層1113における正
孔(ホール)と電子との再結合領域を示す。
このような光学調整を行うことにより、発光層1113から得られる特定の単色光のス
ペクトルを狭線化させ、色純度の良い発光を得ることができる。
但し、上記の場合、第1の電極1101と第2の電極1102との光学距離は、厳密に
は第1の電極1101における反射領域から第2の電極1102における反射領域までの
総厚ということができる。しかし、第1の電極1101や第2の電極1102における反
射領域を厳密に決定することは困難であるため、第1の電極1101と第2の電極110
2の任意の位置を反射領域と仮定することで充分に上述の効果を得ることができるものと
する。また、第1の電極1101と、所望の光が得られる発光層1113との光学距離は
、厳密には第1の電極1101における反射領域と、所望の光が得られる発光層1113
における発光領域との光学距離であるということができる。しかし、第1の電極1101
における反射領域や、所望の光が得られる発光層における発光領域を厳密に決定すること
は困難であるため、第1の電極1101の任意の位置を反射領域、所望の光が得られる発
光層の任意の位置を発光領域と仮定することで充分に上述の効果を得ることができるもの
とする。
図27(C)に示す発光素子は、マイクロキャビティ構造を有するため、同じEL層を
有していても異なる波長の光(単色光)を取り出すことができる。従って、異なる発光色
を得るための塗り分け(例えば、RGB)が不要となる。従って、高精細化を実現するこ
とが容易である。また、着色層(カラーフィルタ)との組み合わせも可能である。さらに
、特定波長の正面方向の発光強度を強めることが可能となるため、低消費電力化を図るこ
とができる。
なお、上述した本発明の一態様である発光素子において、第1の電極1101と第2の
電極1102の少なくとも一方は、透光性を有する電極(透明電極、半透過・半反射電極
など)とする。透光性を有する電極が透明電極の場合、透明電極の可視光の透過率は、4
0%以上とする。また、半透過・半反射電極の場合、半透過・半反射電極の可視光の反射
率は、20%以上80%以下、好ましくは40%以上70%以下とする。また、これらの
電極は、抵抗率が1×10-2Ωcm以下とするのが好ましい。
また、上述した本発明の一態様である発光素子において、第1の電極1101と第2の
電極1102の一方が、反射性を有する電極(反射電極)である場合、反射性を有する電
極の可視光の反射率は、40%以上100%以下、好ましくは70%以上100%以下と
する。また、この電極は、抵抗率が1×10-2Ωcm以下とするのが好ましい。
<発光素子の具体的な構造および作製方法>
次に、本発明の一態様である発光素子の具体的な構造および作製方法について説明する
。ここでは、図27(B)に示すタンデム構造を有し、マイクロキャビティ構造を備えた
発光素子について図27(D)を用いて説明する。図27(D)に示す発光素子は、第1
の電極1101を反射電極として形成し、第2の電極1102を半透過・半反射電極とし
て形成する。従って、所望の電極材料を単数または複数用い、単層または積層して形成す
ることができる。なお、第2の電極1102は、EL層1103bを形成した後、上記と
同様に材料を選択して形成する。また、これらの電極の作製には、スパッタ法や真空蒸着
法を用いることができる。
<<第1の電極および第2の電極>>
第1の電極1101および第2の電極1102を形成する材料としては、上述した両電
極の機能が満たせるのであれば、以下に示す材料を適宜組み合わせて用いることができる
。例えば、金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを適宜用いること
ができる。具体的には、In-Sn酸化物(ITOともいう)、In-Si-Sn酸化物
(ITSOともいう)、In-Zn酸化物、In-W-Zn酸化物が挙げられる。その他
、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(F
e)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Z
n)、インジウム(In)、スズ(Sn)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、タ
ングステン(W)、パラジウム(Pd)、金(Au)、白金(Pt)、銀(Ag)、イッ
トリウム(Y)、ネオジム(Nd)などの金属、およびこれらを適宜組み合わせて含む合
金を用いることもできる。その他、上記例示のない元素周期表の第1族または第2族に属
する元素(例えば、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、カルシウム(Ca)、ストロ
ンチウム(Sr))、ユウロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)などの希土類金属
およびこれらを適宜組み合わせて含む合金、その他グラフェン等を用いることができる。
図27(D)に示す発光素子において、第1の電極1101が陽極である場合、第1の
電極1101上にEL層1103aの正孔注入層1111aおよび正孔輸送層1112a
が真空蒸着法により順次積層形成される。EL層1103aおよび電荷発生層1104が
形成された後、電荷発生層1104上にEL層1103bの正孔注入層1111bおよび
正孔輸送層1112bが同様に順次積層形成される。
<<正孔注入層および正孔輸送層>>
正孔注入層(1111a、1111b)は、陽極である第1の電極1101からEL層
(1103a、1103b)に正孔(ホール)を注入する層であり、正孔注入性の高い材
料を含む層である。
正孔注入性の高い材料としては、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸
化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等の遷移金属酸化物が挙げられる。この他、
フタロシアニン(略称:HPc)や銅フタロシアニン(略称:CuPC)等のフタロシ
アニン系の化合物、4,4’-ビス[N-(4-ジフェニルアミノフェニル)-N-フェ
ニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、N,N’-ビス{4-[ビス(3-メチル
フェニル)アミノ]フェニル}-N,N’-ジフェニル-(1,1’-ビフェニル)-4
,4’-ジアミン(略称:DNTPD)等の芳香族アミン化合物、またはポリ(3,4-
エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(略称:PEDOT/PS
S)等の高分子等を用いることができる。
また、正孔注入性の高い材料としては、正孔輸送性材料とアクセプター性材料(電子受
容性材料)を含む複合材料を用いることもできる。この場合、アクセプター性材料により
正孔輸送性材料から電子が引き抜かれて正孔注入層(1111a、1111b)で正孔が
発生し、正孔輸送層(1112a、1112b)を介して発光層(1113a、1113
b)に正孔が注入される。なお、正孔注入層(1111a、1111b)は、正孔輸送性
材料とアクセプター性材料(電子受容性材料)を含む複合材料からなる単層で形成しても
良いが、正孔輸送性材料とアクセプター性材料(電子受容性材料)とをそれぞれ別の層で
積層して形成しても良い。
正孔輸送層(1112a、1112b)は、正孔注入層(1111a、1111b)に
よって、第1の電極1101から注入された正孔を発光層(1113a、1113b)に
輸送する層である。なお、正孔輸送層(1112a、1112b)は、正孔輸送性材料を
含む層である。正孔輸送層(1112a、1112b)に用いる正孔輸送性材料は、特に
正孔注入層(1111a、1111b)のHOMO準位と同じ、あるいは近いHOMO準
位を有するものを用いることが好ましい。
正孔注入層(1111a、1111b)に用いるアクセプター性材料としては、元素周
期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物を用いることができる。具体的には
、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化タン
グステン、酸化マンガン、酸化レニウムが挙げられる。中でも特に、酸化モリブデンは大
気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。その他、キノジメタン誘
導体やクロラニル誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体などの有機アクセプターを用
いることができる。具体的には、7,7,8,8-テトラシアノ-2,3,5,6-テト
ラフルオロキノジメタン(略称:F-TCNQ)、クロラニル、2,3,6,7,10
,11-ヘキサシアノ-1,4,5,8,9,12-ヘキサアザトリフェニレン(略称:
HAT-CN)等を用いることができる。
正孔注入層(1111a、1111b)および正孔輸送層(1112a、1112b)
に用いる正孔輸送性材料としては、10-6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質
が好ましい。なお、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用
いることができる。
正孔輸送性材料としては、π電子過剰型複素芳香族化合物(例えばカルバゾール誘導体
やインドール誘導体)や芳香族アミン化合物が好ましく、具体例としては、4,4’-ビ
ス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPBまたはα-
NPD)、N,N’-ビス(3-メチルフェニル)-N,N’-ジフェニル-[1,1’
-ビフェニル]-4,4’-ジアミン(略称:TPD)、4,4’-ビス[N-(スピロ
-9,9’-ビフルオレン-2-イル)-N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BS
PB)、4-フェニル-4’-(9-フェニルフルオレン-9-イル)トリフェニルアミ
ン(略称:BPAFLP)、4-フェニル-3’-(9-フェニルフルオレン-9-イル
)トリフェニルアミン(略称:mBPAFLP)、4-フェニル-4’-(9-フェニル
-9H-カルバゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:PCBA1BP)、3-
[4-(9-フェナントリル)-フェニル]-9-フェニル-9H-カルバゾール(略称
:PCPPn)、N-(4-ビフェニル)-N-(9,9-ジメチル-9H-フルオレン
-2-イル)-9-フェニル-9H-カルバゾール-3-アミン(略称:PCBiF)、
N-(1,1’-ビフェニル-4-イル)-N-[4-(9-フェニル-9H-カルバゾ
ール-3-イル)フェニル]-9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-アミン(略称
:PCBBiF)4,4’-ジフェニル-4’’-(9-フェニル-9H-カルバゾール
-3-イル)トリフェニルアミン(略称:PCBBi1BP)、4-(1-ナフチル)-
4’-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:P
CBANB)、4,4’-ジ(1-ナフチル)-4’’-(9-フェニル-9H-カルバ
ゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:PCBNBB)、9,9-ジメチル-N
-フェニル-N-[4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)フェニル]フ
ルオレン-2-アミン(略称:PCBAF)、N-フェニル-N-[4-(9-フェニル
-9H-カルバゾール-3-イル)フェニル]スピロ-9,9’-ビフルオレン-2-ア
ミン(略称:PCBASF)、4,4’,4’’-トリス(カルバゾール-9-イル)ト
リフェニルアミン(略称:TCTA)、4,4’,4’’-トリス(N,N-ジフェニル
アミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’-トリス[N-(
3-メチルフェニル)-N-フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA
)などの芳香族アミン骨格を有する化合物、1,3-ビス(N-カルバゾリル)ベンゼン
(略称:mCP)、4,4’-ジ(N-カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、3
,6-ビス(3,5-ジフェニルフェニル)-9-フェニルカルバゾール(略称:CzT
P)、3,3’-ビス(9-フェニル-9H-カルバゾール)(略称:PCCP)、3-
[N-(9-フェニルカルバゾール-3-イル)-N-フェニルアミノ]-9-フェニル
カルバゾール(略称:PCzPCA1)、3,6-ビス[N-(9-フェニルカルバゾー
ル-3-イル)-N-フェニルアミノ]-9-フェニルカルバゾール(略称:PCzPC
A2)、3-[N-(1-ナフチル)-N-(9-フェニルカルバゾール-3-イル)ア
ミノ]-9-フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)、1,3,5-トリス[4
-(N-カルバゾリル)フェニル]ベンゼン(略称:TCPB)、9-[4-(10-フ
ェニル-9-アントラセニル)フェニル]-9H-カルバゾール(略称:CzPA)など
のカルバゾール骨格を有する化合物、4,4’,4’’-(ベンゼン-1,3,5-トリ
イル)トリ(ジベンゾチオフェン)(略称:DBT3P-II)、2,8-ジフェニル-
4-[4-(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル)フェニル]ジベンゾチオフェ
ン(略称:DBTFLP-III)、4-[4-(9-フェニル-9H-フルオレン-9
-イル)フェニル]-6-フェニルジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP-IV)な
どのチオフェン骨格を有する化合物、4,4’,4’’-(ベンゼン-1,3,5-トリ
イル)トリ(ジベンゾフラン)(略称:DBF3P-II)、4-{3-[3-(9-フ
ェニル-9H-フルオレン-9-イル)フェニル]フェニル}ジベンゾフラン(略称:m
mDBFFLBi-II)などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。
さらに、ポリ(N-ビニルカルバゾール)(略称:PVK)、ポリ(4-ビニルトリフ
ェニルアミン)(略称:PVTPA)、ポリ[N-(4-{N’-[4-(4-ジフェニ
ルアミノ)フェニル]フェニル-N’-フェニルアミノ}フェニル)メタクリルアミド]
(略称:PTPDMA)、ポリ[N,N’-ビス(4-ブチルフェニル)-N,N’-ビ
ス(フェニル)ベンジジン](略称:Poly-TPD)などの高分子化合物を用いるこ
ともできる。
但し、正孔輸送性材料は、上記に限られることなく公知の様々な材料を1種または複数
種組み合わせて正孔輸送性材料として正孔注入層(1111a、1111b)および正孔
輸送層(1112a、1112b)に用いることができる。
次に、図27(D)に示す発光素子において、EL層1103aの正孔輸送層1112
a上に発光層1113aが真空蒸着法により形成される。また、EL層1103aおよび
電荷発生層1104が形成された後、EL層1103bの正孔輸送層1112b上に発光
層1113bが真空蒸着法により形成される。
<<発光層>>
発光層(1113a、1113b)は、発光物質を含む層である。なお、発光物質とし
ては、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色などの発光色を呈する物質
を適宜用いる。また、複数の発光層(1113a、1113b)に異なる発光物質を用い
ることにより異なる発光色を呈する構成(例えば、補色の関係にある発光色を組み合わせ
て得られる白色発光)とすることができる。さらに、一つの発光層が異なる発光物質を有
する積層構造であっても良い。
また、発光層(1113a、1113b)は、発光物質(ゲスト材料)に加えて、1種
または複数種の有機化合物(ホスト材料、アシスト材料)を有していても良い。また、1
種または複数種の有機化合物としては、本実施の形態で説明する正孔輸送性材料や電子輸
送性材料の一方または両方を用いることができる。
発光層(1113a、1113b)に用いることができる発光物質としては、特に限定
は無く、一重項励起エネルギーを可視光領域の発光に変える発光物質、または三重項励起
エネルギーを可視光領域の発光に変える発光物質を用いることができる。なお、上記発光
物質としては、例えば、以下のようなものが挙げられる。
一重項励起エネルギーを発光に変える発光物質としては、蛍光を発する物質(蛍光材料
)が挙げられ、例えば、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体、フ
ルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導
体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘
導体、フェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体などが挙げられる。特にピレン誘導体は
発光量子収率が高いので好ましい。ピレン誘導体の具体例としては、N,N’-ビス(3
-メチルフェニル)-N,N’-ビス〔3-(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イ
ル)フェニル〕ピレン-1,6-ジアミン(略称:1,6mMemFLPAPrn)、N
,N’-ジフェニル-N,N’-ビス[4-(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イ
ル)フェニル]ピレン-1,6-ジアミン(略称:1,6FLPAPrn)、N,N’-
ビス(ジベンゾフラン-2-イル)-N,N’-ジフェニルピレン-1,6-ジアミン(
略称:1,6FrAPrn)、N,N’-ビス(ジベンゾチオフェン-2-イル)-N,
N’-ジフェニルピレン-1,6-ジアミン(略称:1,6ThAPrn)、N,N’-
(ピレン-1,6-ジイル)ビス[(N-フェニルベンゾ[b]ナフト[1,2-d]フ
ラン)-6-アミン](略称:1,6BnfAPrn)、N,N’-(ピレン-1,6-
ジイル)ビス[(N-フェニルベンゾ[b]ナフト[1,2-d]フラン)-8-アミン
](略称:1,6BnfAPrn-02)、N,N’-(ピレン-1,6-ジイル)ビス
[(6,N-ジフェニルベンゾ[b]ナフト[1,2-d]フラン)-8-アミン](略
称:1,6BnfAPrn-03)などが挙げられる。
その他にも、5,6-ビス[4-(10-フェニル-9-アントリル)フェニル]-2
,2’-ビピリジン(略称:PAP2BPy)、5,6-ビス[4’-(10-フェニル
-9-アントリル)ビフェニル-4-イル]-2,2’-ビピリジン(略称:PAPP2
BPy)、N,N’-ビス[4-(9H-カルバゾール-9-イル)フェニル]-N,N
’-ジフェニルスチルベン-4,4’-ジアミン(略称:YGA2S)、4-(9H-カ
ルバゾール-9-イル)-4’-(10-フェニル-9-アントリル)トリフェニルアミ
ン(略称:YGAPA)、4-(9H-カルバゾール-9-イル)-4’-(9,10-
ジフェニル-2-アントリル)トリフェニルアミン(略称:2YGAPPA)、N,9-
ジフェニル-N-[4-(10-フェニル-9-アントリル)フェニル]-9H-カルバ
ゾール-3-アミン(略称:PCAPA)、4-(10-フェニル-9-アントリル)-
4’-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:P
CBAPA)、4-[4-(10-フェニル-9-アントリル)フェニル]-4’-(9
-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:PCBAPB
A)、ペリレン、2,5,8,11-テトラ-tert-ブチルペリレン(略称:TBP
)、N,N’’-(2-tert-ブチルアントラセン-9,10-ジイルジ-4,1-
フェニレン)ビス[N,N’,N’-トリフェニル-1,4-フェニレンジアミン](略
称:DPABPA)、N,9-ジフェニル-N-[4-(9,10-ジフェニル-2-ア
ントリル)フェニル]-9H-カルバゾール-3-アミン(略称:2PCAPPA)、N
-[4-(9,10-ジフェニル-2-アントリル)フェニル]-N,N’,N’-トリ
フェニル-1,4-フェニレンジアミン(略称:2DPAPPA)等を用いることができ
る。
また、三重項励起エネルギーを発光に変える発光物質としては、例えば、燐光を発する
物質(燐光材料)や熱活性化遅延蛍光を示す熱活性化遅延蛍光(Thermally a
ctivated delayed fluorescence:TADF)材料が挙げ
られる。
燐光材料としては、有機金属錯体、金属錯体(白金錯体)、希土類金属錯体等が挙げら
れる。これらは、物質ごとに異なる発光色(発光ピーク)を示すため、必要に応じて適宜
選択して用いる。
青色または緑色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が450nm以上570nm以下
である燐光材料としては、以下のような物質が挙げられる。
例えば、トリス{2-[5-(2-メチルフェニル)-4-(2,6-ジメチルフェニ
ル)-4H-1,2,4-トリアゾール-3-イル-κN2]フェニル-κC}イリジウ
ム(III)(略称:[Ir(mpptz-dmp)])、トリス(5-メチル-3,
4-ジフェニル-4H-1,2,4-トリアゾラト)イリジウム(III)(略称:[I
r(Mptz)])、トリス[4-(3-ビフェニル)-5-イソプロピル-3-フェ
ニル-4H-1,2,4-トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:[Ir(iPr
ptz-3b)])、トリス[3-(5-ビフェニル)-5-イソプロピル-4-フェ
ニル-4H-1,2,4-トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:[Ir(iPr
5btz)])、のような4H-トリアゾール骨格を有する有機金属錯体、トリス[3
-メチル-1-(2-メチルフェニル)-5-フェニル-1H-1,2,4-トリアゾラ
ト]イリジウム(III)(略称:[Ir(Mptz1-mp)])、トリス(1-メ
チル-5-フェニル-3-プロピル-1H-1,2,4-トリアゾラト)イリジウム(I
II)(略称:[Ir(Prptz1-Me)])のような1H-トリアゾール骨格を
有する有機金属錯体、fac-トリス[1-(2,6-ジイソプロピルフェニル)-2-
フェニル-1H-イミダゾール]イリジウム(III)(略称:[Ir(iPrpmi)
])、トリス[3-(2,6-ジメチルフェニル)-7-メチルイミダゾ[1,2-f
]フェナントリジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(dmpimpt-Me)
])のようなイミダゾール骨格を有する有機金属錯体、ビス[2-(4’,6’-ジフ
ルオロフェニル)ピリジナト-N,C2’]イリジウム(III)テトラキス(1-ピラ
ゾリル)ボラート(略称:FIr6)、ビス[2-(4’,6’-ジフルオロフェニル)
ピリジナト-N,C2’]イリジウム(III)ピコリナート(略称:FIrpic)、
ビス{2-[3’,5’-ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ピリジナト-N,C
}イリジウム(III)ピコリナート(略称:[Ir(CFppy)(pic)]
)、ビス[2-(4’,6’-ジフルオロフェニル)ピリジナト-N,C2’]イリジウ
ム(III)アセチルアセトナート(略称:FIracac)のように電子吸引基を有す
るフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属錯体等が挙げられる。
緑色または黄色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が495nm以上590nm以下
である燐光材料としては、以下のような物質が挙げられる。
例えば、トリス(4-メチル-6-フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略
称:[Ir(mppm)])、トリス(4-t-ブチル-6-フェニルピリミジナト)
イリジウム(III)(略称:[Ir(tBuppm)])、(アセチルアセトナト)
ビス(6-メチル-4-フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(
mppm)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(6-tert-ブチル-
4-フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tBuppm)
acac)])、(アセチルアセトナト)ビス[6-(2-ノルボルニル)-4-フェニ
ルピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(nbppm)(acac)]
)、(アセチルアセトナト)ビス[5-メチル-6-(2-メチルフェニル)-4-フェ
ニルピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(mpmppm)(acac
)])、(アセチルアセトナト)ビス{4,6-ジメチル-2-[6-(2,6-ジメチ
ルフェニル)-4-ピリミジニル-κN3]フェニル-κC}イリジウム(III)(略
称:[Ir(dmppm-dmp)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(
4,6-ジフェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(dppm)
(acac)])のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、(アセチル
アセトナト)ビス(3,5-ジメチル-2-フェニルピラジナト)イリジウム(III)
(略称:[Ir(mppr-Me)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(
5-イソプロピル-3-メチル-2-フェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称
:[Ir(mppr-iPr)(acac)])のようなピラジン骨格を有する有機金
属イリジウム錯体、トリス(2-フェニルピリジナト-N,C2’)イリジウム(III
)(略称:[Ir(ppy)])、ビス(2-フェニルピリジナト-N,C2’)イリ
ジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(ppy)(acac)])、
ビス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[
Ir(bzq)(acac)])、トリス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(I
II)(略称:[Ir(bzq)])、トリス(2-フェニルキノリナト-N,C2’
)イリジウム(III)(略称:[Ir(pq)])、ビス(2-フェニルキノリナト
-N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(pq)
acac)])のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、ビス(2,4-
ジフェニル-1,3-オキサゾラト-N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセト
ナート(略称:[Ir(dpo)(acac)])、ビス{2-[4’-(パーフルオ
ロフェニル)フェニル]ピリジナト-N,C2’}イリジウム(III)アセチルアセト
ナート(略称:[Ir(p-PF-ph)(acac)])、ビス(2-フェニルベン
ゾチアゾラト-N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir
(bt)(acac)])などの有機金属錯体の他、トリス(アセチルアセトナト)(
モノフェナントロリン)テルビウム(III)(略称:[Tb(acac)(Phen
)])のような希土類金属錯体が挙げられる。
黄色または赤色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が570nm以上750nm以下
である燐光材料としては、以下のような物質が挙げられる。
例えば、(ジイソブチリルメタナト)ビス[4,6-ビス(3-メチルフェニル)ピリ
ミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(5mdppm)(dibm)])、
ビス[4,6-ビス(3-メチルフェニル)ピリミジナト](ジピバロイルメタナト)イ
リジウム(III)(略称:[Ir(5mdppm)(dpm)])、ビス[4,6-
ジ(ナフタレン-1-イル)ピリミジナト](ジピバロイルメタナト)イリジウム(II
I)(略称:[Ir(d1npm)(dpm)])のようなピリミジン骨格を有する有
機金属錯体、(アセチルアセトナト)ビス(2,3,5-トリフェニルピラジナト)イリ
ジウム(III)(略称:[Ir(tppr)(acac)])、ビス(2,3,5-
トリフェニルピラジナト)(ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:[I
r(tppr)(dpm)])、ビス{4,6-ジメチル-2-[3-(3,5-ジメ
チルフェニル)-5-フェニル-2-ピラジニル-κN]フェニル-κC}(2,6-ジ
メチル-3,5-ヘプタンジオナト-κO,O’)イリジウム(III)(略称:[I
r(dmdppr-P)(dibm)])、ビス{4,6-ジメチル-2-[5-(4
-シアノ-2,6-ジメチルフェニル)-3-(3,5-ジメチルフェニル)-2-ピラ
ジニル-κN]フェニル-κC}(2,2,6,6-テトラメチル-3,5-ヘプタンジ
オナト-κO,O’)イリジウム(III)(略称:[Ir(dmdppr-dmCP
(dpm)])、(アセチルアセトナト)ビス[2-メチル-3-フェニルキノキサ
リナト-N,C2’]イリジウム(III)(略称:[Ir(mpq)(acac)]
)、(アセチルアセトナト)ビス(2,3-ジフェニルキノキサリナト-N,C2’)イ
リジウム(III)(略称:[Ir(dpq)(acac)])、(アセチルアセトナ
ト)ビス[2,3-ビス(4-フルオロフェニル)キノキサリナト]イリジウム(III
)(略称:[Ir(Fdpq)(acac)])のようなピラジン骨格を有する有機金
属錯体や、トリス(1-フェニルイソキノリナト-N,C2’)イリジウム(III)(
略称:[Ir(piq)])、ビス(1-フェニルイソキノリナト-N,C2’)イリ
ジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(piq)(acac)])の
ようなピリジン骨格を有する有機金属錯体、2,3,7,8,12,13,17,18-
オクタエチル-21H,23H-ポルフィリン白金(II)(略称:[PtOEP])の
ような白金錯体、トリス(1,3-ジフェニル-1,3-プロパンジオナト)(モノフェ
ナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:[Eu(DBM)(Phen)])、
トリス[1-(2-テノイル)-3,3,3-トリフルオロアセトナト](モノフェナン
トロリン)ユーロピウム(III)(略称:[Eu(TTA)(Phen)])のよう
な希土類金属錯体が挙げられる。
発光層(1113a、1113b)に用いる有機化合物(ホスト材料、アシスト材料)
としては、発光物質(ゲスト材料)のエネルギーギャップより大きなエネルギーギャップ
を有する物質を、一種もしくは複数種選択して用いればよい。
発光物質が蛍光材料である場合、一重項励起状態のエネルギー準位が大きく、三重項励
起状態のエネルギー準位が小さい有機化合物を用いるのが好ましい。例えば、アントラセ
ン誘導体やテトラセン誘導体を用いるのが好ましい。具体的には、9-フェニル-3-[
4-(10-フェニル-9-アントリル)フェニル]-9H-カルバゾール(略称:PC
zPA)、3-[4-(1-ナフチル)-フェニル]-9-フェニル-9H-カルバゾー
ル(略称:PCPN)、9-[4-(10-フェニル-9-アントラセニル)フェニル]
-9H-カルバゾール(略称:CzPA)、7-[4-(10-フェニル-9-アントリ
ル)フェニル]-7H-ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)、
6-[3-(9,10-ジフェニル-2-アントリル)フェニル]-ベンゾ[b]ナフト
[1,2-d]フラン(略称:2mBnfPPA)、9-フェニル-10-{4-(9-
フェニル-9H-フルオレン-9-イル)-ビフェニル-4’-イル}-アントラセン(
略称:FLPPA)、5,12-ジフェニルテトラセン、5,12-ビス(ビフェニル-
2-イル)テトラセンなどが挙げられる。
発光物質が燐光材料である場合、発光物質の三重項励起エネルギー(基底状態と三重項
励起状態とのエネルギー差)よりも三重項励起エネルギーの大きい有機化合物を選択すれ
ば良い。なお、この場合には、亜鉛やアルミニウム系金属錯体の他、オキサジアゾール誘
導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾ
キノキサリン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘
導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体
等の他、芳香族アミンやカルバゾール誘導体等を用いることができる。
具体的には、トリス(8-キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Alq)、
トリス(4-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Almq
、ビス(10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(II)(略称:BeB
)、ビス(2-メチル-8-キノリノラト)(4-フェニルフェノラト)アルミニウ
ム(III)(略称:BAlq)、ビス(8-キノリノラト)亜鉛(II)(略称:Zn
q)、ビス[2-(2-ベンゾオキサゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnP
BO)、ビス[2-(2-ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnB
TZ)などの金属錯体、2-(4-ビフェニリル)-5-(4-tert-ブチルフェニ
ル)-1,3,4-オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3-ビス[5-(p-te
rt-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール-2-イル]ベンゼン(略称:
OXD-7)、3-(4-ビフェニリル)-4-フェニル-5-(4-tert-ブチル
フェニル)-1,2,4-トリアゾール(略称:TAZ)、2,2’,2’’-(1,3
,5-ベンゼントリイル)-トリス(1-フェニル-1H-ベンゾイミダゾール)(略称
:TPBI)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:
BCP)、2,9-ビス(ナフタレン-2-イル)-4,7-ジフェニル-1,10-フ
ェナントロリン(略称:NBphen)、9-[4-(5-フェニル-1,3,4-オキ
サジアゾール-2-イル)フェニル]-9H-カルバゾール(略称:CO11)などの複
素環化合物、NPB、TPD、BSPBなどの芳香族アミン化合物が挙げられる。
また、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、
ジベンゾ[g,p]クリセン誘導体等の縮合多環芳香族化合物が挙げられ、具体的には、
9,10-ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、N,N-ジフェニル-9-
[4-(10-フェニル-9-アントリル)フェニル]-9H-カルバゾール-3-アミ
ン(略称:CzA1PA)、4-(10-フェニル-9-アントリル)トリフェニルアミ
ン(略称:DPhPA)、YGAPA、PCAPA、N,9-ジフェニル-N-{4-[
4-(10-フェニル-9-アントリル)フェニル]フェニル}-9H-カルバゾール-
3-アミン(略称:PCAPBA)2PCAPA、6,12-ジメトキシ-5,11-ジ
フェニルクリセン、DBC1、9-[4-(10-フェニル-9-アントラセニル)フェ
ニル]-9H-カルバゾール(略称:CzPA)、3,6-ジフェニル-9-[4-(1
0-フェニル-9-アントリル)フェニル]-9H-カルバゾール(略称:DPCzPA
)、9,10-ビス(3,5-ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、
9,10-ジ(2-ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、2-tert-ブチル-
9,10-ジ(2-ナフチル)アントラセン(略称:t-BuDNA)、9,9’-ビア
ントリル(略称:BANT)、9,9’-(スチルベン-3,3’-ジイル)ジフェナン
トレン(略称:DPNS)、9,9’-(スチルベン-4,4’-ジイル)ジフェナント
レン(略称:DPNS2)、1,3,5-トリ(1-ピレニル)ベンゼン(略称:TPB
3)などを用いることができる。
また発光層(1113a、1113b)に有機化合物を複数用いる場合、励起錯体を形
成する化合物を組み合わせて用いることが好ましい。この場合、様々な有機化合物を適宜
組み合わせて用いることができるが、効率よく励起錯体を形成するためには、正孔を受け
取りやすい化合物(正孔輸送性材料)と、電子を受け取りやすい化合物(電子輸送性材料
)とを組み合わせることが特に好ましい。なお、正孔輸送性材料および電子輸送性材料の
具体例については、本実施の形態で示す材料を用いることができる。
TADF材料とは、三重項励起状態をわずかな熱エネルギーによって一重項励起状態に
アップコンバート(逆項間交差)が可能で、一重項励起状態からの発光(蛍光)を効率よ
く呈する材料のことである。また、熱活性化遅延蛍光が効率良く得られる条件としては、
三重項励起準位と一重項励起準位のエネルギー差が0eV以上0.2eV以下、好ましく
は0eV以上0.1eV以下であることが挙げられる。また、TADF材料における遅延
蛍光とは、通常の蛍光と同様のスペクトルを持ちながら、寿命が著しく長い発光をいう。
その寿命は、10-6秒以上、好ましくは10-3秒以上である。
TADF材料としては、例えば、フラーレンやその誘導体、プロフラビン等のアクリジ
ン誘導体、エオシン等が挙げられる。また、マグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、カド
ミウム(Cd)、スズ(Sn)、白金(Pt)、インジウム(In)、もしくはパラジウ
ム(Pd)等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。金属含有ポルフィリンとしては
、例えば、プロトポルフィリン-フッ化スズ錯体(略称:SnF(Proto IX)
)、メソポルフィリン-フッ化スズ錯体(略称:SnF(Meso IX))、ヘマト
ポルフィリン-フッ化スズ錯体(略称:SnF(Hemato IX))、コプロポル
フィリンテトラメチルエステル-フッ化スズ錯体(略称:SnF(Copro III
-4Me))、オクタエチルポルフィリン-フッ化スズ錯体(略称:SnF(OEP)
)、エチオポルフィリン-フッ化スズ錯体(略称:SnF(Etio I))、オクタ
エチルポルフィリン-塩化白金錯体(略称:PtClOEP)等が挙げられる。
その他にも、2-(ビフェニル-4-イル)-4,6-ビス(12-フェニルインドロ
[2,3-a]カルバゾール-11-イル)-1,3,5-トリアジン(略称:PIC-
TRZ)、2-{4-[3-(N-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)-9H-
カルバゾール-9-イル]フェニル}-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン(
略称:PCCzPTzn)、2-[4-(10H-フェノキサジン-10-イル)フェニ
ル]-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン(略称:PXZ-TRZ)、3-[
4-(5-フェニル-5,10-ジヒドロフェナジン-10-イル)フェニル]-4,5
-ジフェニル-1,2,4-トリアゾール(略称:PPZ-3TPT)、3-(9,9-
ジメチル-9H-アクリジン-10-イル)-9H-キサンテン-9-オン(略称:AC
RXTN)、ビス[4-(9,9-ジメチル-9,10-ジヒドロアクリジン)フェニル
]スルホン(略称:DMAC-DPS)、10-フェニル-10H,10’H-スピロ[
アクリジン-9,9’-アントラセン]-10’-オン(略称:ACRSA)、等のπ電
子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有する複素環化合物を用いることがで
きる。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は
、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不足型複素芳香環のアクセプター性が共に
強くなり、一重項励起状態と三重項励起状態のエネルギー差が小さくなるため、特に好ま
しい。
なお、TADF材料を用いる場合、他の有機化合物と組み合わせて用いることもできる
次に、図27(D)に示す発光素子において、EL層1103aの発光層1113a上
に電子輸送層1114aが真空蒸着法により形成される。また、EL層1103aおよび
電荷発生層1104が形成された後、EL層1103bの発光層1113b上に電子輸送
層1114bが真空蒸着法により形成される。
<<電子輸送層>>
電子輸送層(1114a、1114b)は、電子注入層(1115a、1115b)に
よって、第2の電極1102から注入された電子を発光層(1113a、1113b)に
輸送する層である。なお、電子輸送層(1114a、1114b)は、電子輸送性材料を
含む層である。電子輸送層(1114a、1114b)に用いる電子輸送性材料は、1×
10-6cm/Vs以上の電子移動度を有する物質が好ましい。なお、正孔よりも電子
の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いることができる。
電子輸送性材料としては、キノリン配位子、ベンゾキノリン配位子、オキサゾール配位
子、あるいはチアゾール配位子を有する金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾー
ル誘導体、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体などが挙げられ
る。その他、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族化合物を用いるこ
ともできる。
具体的には、Alq、トリス(4-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(略称
:Almq)、ビス(10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(略称:
BeBq)、BAlq、ビス[2-(2-ヒドロキシフェニル)ベンゾオキサゾラト]
亜鉛(II)(略称:Zn(BOX))、ビス[2-(2-ヒドロキシフェニル)ベン
ゾチアゾラト]亜鉛(略称:Zn(BTZ))などの金属錯体、2-(4-ビフェニリ
ル)-5-(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール(略称:
PBD)、OXD-7、3-(4’-tert-ブチルフェニル)-4-フェニル-5-
(4’’-ビフェニル)-1,2,4-トリアゾール(略称:TAZ)、3-(4-te
rt-ブチルフェニル)-4-(4-エチルフェニル)-5-(4-ビフェニリル)-1
,2,4-トリアゾール(略称:p-EtTAZ)、バソフェナントロリン(略称:BP
hen)、バソキュプロイン(略称:BCP)、4,4’-ビス(5-メチルベンゾオキ
サゾール-2-イル)スチルベン(略称:BzOs)などの複素芳香族化合物、2-[3
-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称
:2mDBTPDBq-II)、2-[3’-(ジベンゾチオフェン-4-イル)ビフェ
ニル-3-イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTBPDBq-II
)、2-[4-(3,6-ジフェニル-9H-カルバゾール-9-イル)フェニル]ジベ
ンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2CzPDBq-III)、7-[3-(ジベンゾ
チオフェン-4-イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:7mDBT
PDBq-II)、6-[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フェニル]ジベンゾ[
f,h]キノキサリン(略称:6mDBTPDBq-II)等のキノキサリンないしはジ
ベンゾキノキサリン誘導体を用いることができる。
また、ポリ(2,5-ピリジンジイル)(略称:PPy)、ポリ[(9,9-ジヘキシ
ルフルオレン-2,7-ジイル)-co-(ピリジン-3,5-ジイル)](略称:PF
-Py)、ポリ[(9,9-ジオクチルフルオレン-2,7-ジイル)-co-(2,2
’-ビピリジン-6,6’-ジイル)](略称:PF-BPy)のような高分子化合物を
用いることもできる。
また、電子輸送層(1114a、1114b)は、単層のものだけでなく、上記物質か
らなる層が2層以上積層した構造であってもよい。
次に、図27(D)に示す発光素子において、EL層1103aの電子輸送層1114
a上に電子注入層1115aが真空蒸着法により形成される。その後、EL層1103a
および電荷発生層1104が形成され、EL層1103bの電子輸送層1114bまで形
成された後、上に電子注入層1115bが真空蒸着法により形成される。
<<電子注入層>>
電子注入層(1115a、1115b)は、電子注入性の高い物質を含む層である。電
子注入層(1115a、1115b)には、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム
(CsF)、フッ化カルシウム(CaF)、リチウム酸化物(LiO)等のようなア
ルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。また、フ
ッ化エルビウム(ErF)のような希土類金属化合物を用いることができる。また、電
子注入層(1115a、1115b)にエレクトライドを用いてもよい。エレクトライド
としては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質
等が挙げられる。なお、上述した電子輸送層(1114a、1114b)を構成する物質
を用いることもできる。
また、電子注入層(1115a、1115b)に、有機化合物と電子供与体(ドナー)
とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって
有機化合物に電子が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合
、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的
には、例えば上述した電子輸送層(1114a、1114b)に用いる電子輸送性材料(
金属錯体や複素芳香族化合物等)を用いることができる。電子供与体としては、有機化合
物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属やアルカリ土類
金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビ
ウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸
化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。
また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフ
ルバレン(略称:TTF)等の有機化合物を用いることもできる。
なお、例えば、発光層1113bから得られる光を増幅させる場合には、第2の電極1
102と、発光層1113bとの光学距離が、発光層1113bが呈する光の波長に対し
てλ/4未満となるように形成するのが好ましい。この場合、電子輸送層1114bまた
は電子注入層1115bの膜厚を変えることにより、調整することができる。
<<電荷発生層>>
電荷発生層1104は、第1の電極(陽極)1101と第2の電極(陰極)1102と
の間に電圧を印加したときに、EL層1103aに電子を注入し、EL層1103bに正
孔を注入する機能を有する。なお、電荷発生層1104は、正孔輸送性材料に電子受容体
(アクセプター)が添加された構成であっても、電子輸送性材料に電子供与体(ドナー)
が添加された構成であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。
なお、上述した材料を用いて電荷発生層1104を形成することにより、EL層が積層さ
れた場合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。
電荷発生層1104において、正孔輸送性材料に電子受容体が添加された構成とする場
合、正孔輸送性材料としては、本実施の形態で示した材料を用いることができる。また、
電子受容体としては、7,7,8,8-テトラシアノ-2,3,5,6-テトラフルオロ
キノジメタン(略称:F-TCNQ)、クロラニル等を挙げることができる。また元素
周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的に
は、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タ
ングステン、酸化マンガン、酸化レニウムなどが挙げられる。
電荷発生層1104において、電子輸送性材料に電子供与体が添加された構成とする場
合、電子輸送性材料としては、本実施の形態で示した材料を用いることができる。また、
電子供与体としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属または希土類金属または元素
周期表における第2、第13族に属する金属およびその酸化物、炭酸塩を用いることがで
きる。具体的には、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、マグネシウム(Mg)、カル
シウム(Ca)、イッテルビウム(Yb)、インジウム(In)、酸化リチウム、炭酸セ
シウムなどを用いることが好ましい。また、テトラチアナフタセンのような有機化合物を
電子供与体として用いてもよい。
<<基板>>
本実施の形態で示した発光素子は、様々な基板上に形成することができる。なお、基板
の種類は、特定のものに限定されることはない。基板の一例としては、半導体基板(例え
ば単結晶基板又はシリコン基板)、SOI基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基
板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タ
ングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム
、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどが挙げられる。
なお、ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガ
ラス、又はソーダライムガラスなどが挙げられる。また、可撓性基板、貼り合わせフィル
ム、基材フィルムなどの一例としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエ
チレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)に代表されるプラス
チック、アクリル等の合成樹脂、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又
はポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、
又は紙類などが挙げられる。
なお、本実施の形態で示す発光素子の作製には、蒸着法などの真空プロセスや、スピン
コート法やインクジェット法などの溶液プロセスを用いることができる。蒸着法を用いる
場合には、スパッタ法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法、分子線蒸着法、
真空蒸着法などの物理蒸着法(PVD法)や、化学蒸着法(CVD法)等を用いることが
できる。特に発光素子のEL層に含まれる機能層(正孔注入層(1111a、1111b
)、正孔輸送層(1112a、1112b)、発光層(1113a、1113b)、電子
輸送層(1114a、1114b)、電子注入層(1115a、1115b))、および
電荷発生層1104については、蒸着法(真空蒸着法等)、塗布法(ディップコート法、
ダイコート法、バーコート法、スピンコート法、スプレーコート法等)、印刷法(インク
ジェット法、スクリーン(孔版印刷)法、オフセット(平版印刷)法、フレキソ(凸版印
刷)法、グラビア法、マイクロコンタクト法等)などの方法により形成することができる
なお、本実施の形態で示す発光素子のEL層(1103a、1103b)を構成する各
機能層(正孔注入層(1111a、1111b)、正孔輸送層(1112a、1112b
)、発光層(1113a、1113b)、電子輸送層(1114a、1114b)、電子
注入層(1115a、1115b))や電荷発生層1104は、上述した材料に限られる
ことはなく、それ以外の材料であっても各層の機能を満たせるものであれば組み合わせて
用いることができる。一例としては、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマ
ー等)、中分子化合物(低分子と高分子の中間領域の化合物:分子量400以上4000
以下)、無機化合物(量子ドット材料等)等を用いることができる。なお、量子ドット材
料としては、コロイド状量子ドット材料、合金型量子ドット材料、コア・シェル型量子ド
ット材料、コア型量子ドット材料などを用いることができる。
本実施の形態に示す構成は、本明細書に示す他の実施の形態、及び/又は実施例に示す
構成と適宜組み合わせて用いることができるものとする。
(実施の形態6)
本実施の形態では、本発明の一態様に係る発光装置について説明する。なお、図28(
A)に示す発光装置は、第1の基板1201上のトランジスタ(FET)1202と発光
素子(1203R、1203G、1203B、1203W)が電気的に接続されてなるア
クティブマトリクス型の発光装置であり、複数の発光素子(1203R、1203G、1
203B、1203W)は、共通のEL層1204を有し、また、各発光素子の発光色に
応じて、各発光素子の電極間の光学距離が調整されたマイクロキャビティ構造を有する。
また、EL層1204から得られた発光が第2の基板1205に形成されたカラーフィル
タ(1206R、1206G、1206B)を介して射出されるトップエミッション型の
発光装置である。
図28(A)に示す発光装置は、第1の電極1207を反射電極として機能するように
形成する。また、第2の電極1208を半透過・半反射電極として機能するように形成す
る。なお、第1の電極1207および第2の電極1208を形成する電極材料としては、
他の実施の形態の記載を参照し、適宜用いればよい。
また、図28(A)において、例えば、発光素子1203Rを赤色発光素子、発光素子
1203Gを緑色発光素子、発光素子1203Bを青色発光素子、発光素子1203Wを
白色発光素子とする場合、図28(B)に示すように発光素子1203Rは、第1の電極
1207と第2の電極1208との間が光学距離1211Rとなるように調整し、発光素
子1203Gは、第1の電極1207と第2の電極1208との間が光学距離1211G
となるように調整し、発光素子1203Bは、第1の電極1207と第2の電極1208
との間が光学距離1211Bとなるように調整する。なお、図28(B)に示すように、
発光素子1203Rにおいて導電層1210Rを第1の電極1207に積層し、発光素子
1203Gにおいて導電層1210Gを積層することにより、光学調整を行うことができ
る。
第2の基板1205には、カラーフィルタ(1206R、1206G、1206B)が
形成されている。なお、カラーフィルタは、特定の波長域の可視光を通過させ、当該波長
域以外の可視光を阻止するフィルタである。従って、図28(A)に示すように、発光素
子1203Rと重なる位置に赤の波長域のみを通過させるカラーフィルタ1206Rを設
けることにより、発光素子1203Rから赤色発光を得ることができる。また、発光素子
1203Gと重なる位置に緑の波長域のみを通過させるカラーフィルタ1206Gを設け
ることにより、発光素子1203Gから緑色発光を得ることができる。また、発光素子1
203Bと重なる位置に青の波長域のみを通過させるカラーフィルタ1206Bを設ける
ことにより、発光素子1203Bから青色発光を得ることができる。但し、発光素子12
03Wは、カラーフィルタを設けることなく白色発光を得ることができる。なお、1種の
カラーフィルタの端部には、黒色層(ブラックマトリックス)1209が設けられていて
もよい。さらに、カラーフィルタ(1206R、1206G、1206B)や黒色層12
09は、透明な材料を用いたオーバーコート層で覆われていても良い。
図28(A)では、第2の基板1205側に発光を取り出す構造(トップエミッション
型)の発光装置を示したが、図28(C)に示すようにFET1202が形成されている
第1の基板1201側に光を取り出す構造(ボトムエミッション型)の発光装置としても
良い。なお、ボトムエミッション型の発光装置の場合には、第1の電極1207を半透過
・半反射電極として機能するように形成し、第2の電極1208を反射電極として機能す
るように形成する。また、第1の基板1201は、少なくとも透光性の基板を用いる。ま
た、カラーフィルタ(1206R’、1206G’、1206B’)は、図28(C)に
示すように発光素子(1203R、1203G、1203B)よりも第1の基板1201
側に設ければよい。
また、図28(A)において、発光素子が、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素
子、白色発光素子の場合について示したが、本発明の一態様の表示装置に適用できる発光
素子はその構成に限られることはなく、黄色の発光素子や橙色の発光素子を有する構成で
あっても良い。なお、これらの発光素子を作製するためにEL層(発光層、正孔注入層、
正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層など)に用いる材料としては、他の実
施の形態の記載を参照し、適宜用いればよい。なお、その場合には、また、発光素子の発
光色に応じてカラーフィルタを適宜選択する必要がある。
以上のような構成とすることにより、複数の発光色を呈する発光素子を備えた発光装置
を得ることができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態及び/又は実施例と適宜組み合
わせて用いることができる。
本実施例では、伸縮性を有する支持基板上にガラス基板を設けたサンプルについて説明
する。
図29は、支持基板501上に基板503を距離MMTの間隔毎に設けたサンプルを模
式的に示している。なお、支持基板501、及び基板503のそれぞれは、実施の形態3
の作製方法例で説明した図20(B)における、支持基板301、及び表示ユニット25
0bに相当する。
接着剤502は、支持基板501と基板503とが重畳する領域に有する。接着剤50
2は、支持基板501上に基板503を接着する用途として用いられる。
ここで、支持基板501を共和工業株式会社製のシリコーンゴムシート「KS0500
0」、接着剤502をセメダイン社製「スーパーX8008」、基板503を旭硝子株式
会社製のAN100(ガラス基板)とした場合のサンプルの写真を図30(A)に示す。
なお、複数の基板503のそれぞれは10mm×10mmの正方形に加工されており、4
×3のマトリックス、かつ隣り合う基板503の間の距離MMTが10mmとなるように
支持基板501上に設けられている。
図30(B)は、図30(A)に示すサンプルをs方向に伸ばした様子の画像を示して
いる。また、図30(C)は、図30(A)に示すサンプルをt方向に伸ばした様子の画
像を示している。そして、図30(D)は、図30(A)に示すサンプルをu方向に伸ば
した様子の画像を示している。なお、図30(B)、(C)、(D)のそれぞれのサンプ
ルは、実験者の手によって、10mm以上20mm以下の長さ分引き伸ばされている。
図30(B)乃至図30(D)に示すとおり、上述の材料を用いて図30(A)に示す
サンプルを作製することによって、支持基板501から基板503が剥がれることなく、
当該サンプルを伸ばすことができる。
なお、本実施例に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いるこ
とができる。
SLa[1] 信号線、SLa[2] 信号線、SLb[1] 信号線、SLb[
2] 信号線、SL[1] 信号線、SL[2] 信号線、GLa[1] ゲー
ト線、GLa[2] ゲート線、GLb[1] ゲート線、GLb[2] ゲート
線、30 ユニット、31 ユニット、32 接続領域、41 導電体、41a
円板、41b 柱、41c 円板、42 導電体、43 導電体、44
導電体、44a 円板、44b 円筒、44c 円板、45 導電体、46
導電体、47 導電体、48 導電体、51 コード、52 コード、53
コード、54 コード、60 軸、60A 軸、60a 軸、60b 軸、6
0c 軸、60d 軸、60e 軸、60f 軸、60g 軸、60h 軸
、60i 軸、61 軸、62 軸、69b[1] 開口部、69b[2]
開口部、69c[1] 開口部、69c[2] 開口部、70 支持ユニット、7
2 接続領域、73 支持体、80 表示ユニット、80A 表示ユニット、8
0B 表示ユニット、80a 表示ユニット、80b 表示ユニット、80c
表示ユニット、80d 表示ユニット、81 表示部、81A 表示部、82
接続領域、82a 接続領域、82b 接続領域、82c 接続領域、82d
接続領域、82e 接続領域、82f 接続領域、82g 接続領域、82h
接続領域、83 支持体、83A 支持体、85 表示ユニット群、85A 表
示ユニット群、85B 表示ユニット群、85C 表示ユニット群、86 表示ユ
ニット群、86A 表示ユニット群、86B 表示ユニット群、80[1] 表示
ユニット、80[2] 表示ユニット、80[3] 表示ユニット、80[4]
表示ユニット、86b 配線、86c 配線、90 駆動回路ユニット、91
駆動回路部、92 接続領域、93 支持体、100 表示装置、100a 領
域、100b 領域、100A 表示装置、100B 表示装置、101 表示
領域、101a 領域、101b 領域、102A ドライバ領域、102B
ドライバ領域、105a 領域、105b 領域、106 領域、240 絶縁
体、250 表示ユニット、250a 表示ユニット、250a[1] 表示ユニ
ット、250a[2] 表示ユニット、250b 表示ユニット、251 回路、
252 発光部、255 表示ユニット、256 回路、260 表示領域、2
60A 表示領域、260B 表示領域、261A 表示領域、261B 表示
領域、262A 表示領域、262B 表示領域、270 ドライバ領域、270
A ドライバ領域、271 駆動回路ユニット、272 配線、280 ドライ
バ領域、280A ドライバ領域、281 駆動回路ユニット、282 配線、3
01 支持基板、302 基板、303 基板、311 基板、315 基板
、321 絶縁体、322 絶縁体、323 絶縁体、324 絶縁体、325
絶縁体、326 絶縁体、341 導電体、342a 導電体、342b
導電体、343 導電体、344a 導電体、344b 導電体、345 導電
体、350 金属酸化物、361 開口部、362 開口部、370 発光素子
、380 導電体、381 導電体、390 保護層、391 保護層、401
トランジスタ、501 支持基板、502 接着剤、503 基板、1101
電極、1102 電極、1103 EL層、1103a EL層、1103b
EL層、1104 電荷発生層、1111 正孔注入層、1111a 正孔注
入層、1111b 正孔注入層、1112 正孔輸送層、1112a 正孔輸送層
、1112b 正孔輸送層、1113 発光層、1113a 発光層、1113b
発光層、1114 電子輸送層、1114a 電子輸送層、1114b 電子
輸送層、1115 電子注入層、1115a 電子注入層、1115b 電子注入
層、1201 基板、1202 FET、1203R 発光素子、1203G
発光素子、1203B 発光素子、1203W 発光素子、1204 EL層、1
205 基板、1206R カラーフィルタ、1206R’ カラーフィルタ、1
206G カラーフィルタ、1206G’ カラーフィルタ、1206B カラー
フィルタ、1206B’ カラーフィルタ、1207 電極、1208 電極、1
209 黒色層、1210R 導電層、1210G 導電層、1211R 光学
距離、1211G 光学距離、1211B 光学距離、5701 表示パネル、5
702 表示パネル、5703 表示パネル、5704 表示パネル、5801
衣服、5802 表示部、5901 筐体、5902 表示部、5903 操
作ボタン、5904 操作子、5905 バンド、6001 建造物、6002
看板、6002A 看板、6003 鉄骨、6100 電子看板、6101
表示部、6102 構造体、6103 キャスター、6200A 電子看板、62
00B 電子看板、6201 壁、6300A 電子看板、6300B 電子看
板、6301 壁、7000 電子機器、7001 指

Claims (2)

  1. 縦横比の変更が可能な表示装置であって、
    第1乃至第4ユニットを備えた表示領域を有し、
    前記第1乃至第4ユニットのそれぞれは、発光部と、第1接続領域と、第2接続領域と、を有し、
    前記第1乃至第4ユニットは、それぞれの長辺方向において、前記発光部が前記第1接続領域と前記第2接続領域との間に位置し、
    前記第1ユニットの長辺方向と前記第4ユニットの長辺方向とは平行であり、
    前記第2ユニットの長辺方向と前記第3ユニットの長辺方向とは平行であり、
    前記第1ユニットの前記第1接続領域は、前記第3ユニットの前記第1接続領域上に位置し、第1の軸によって、前記第3ユニットの前記第1接続領域と電気的に接続され、
    前記第1ユニットの前記第2接続領域は、前記第2ユニットの前記第1接続領域上に位置し、第2の軸によって、前記第2ユニットの前記第1接続領域と電気的に接続され、
    前記第4ユニットの前記第1接続領域は、前記第3ユニットの前記第2接続領域上に位置し、第3の軸によって、前記第3ユニットの前記第2接続領域と電気的に接続され、
    前記第4ユニットの前記第2接続領域は、前記第2ユニットの前記第2接続領域上に位置し、第4の軸によって、前記第2ユニットの前記第2接続領域と電気的に接続され、
    前記表示領域は、前記第1ユニットと前記第2ユニットとのなす角度および前記第1ユニットと前記第3ユニットとのなす角度を変更できる、表示装置。
  2. 請求項1において、
    前記発光部は、発光素子を有する表示装置。
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