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- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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-
- G—PHYSICS
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- G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
- G02F1/13685—Top gates
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
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-
- H—ELECTRICITY
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- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
- H01L29/7869—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film having a semiconductor body comprising an oxide semiconductor material, e.g. zinc oxide, copper aluminium oxide, cadmium stannate
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/40—OLEDs integrated with touch screens
Description
の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発
明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、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、発光装置、蓄電装置、記憶装置
、それらの駆動方法、または、それらの製造方法を一例として挙げることができる。
とで消費電力の低減と表示品質の低下の抑制を両立する液晶表示装置が知られている(特
許文献1参照)。
の一とする。
を課題の一とする。または、本発明の一態様は、新規な表示装置を提供することを課題の
一とする。
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。
素と、第2の画素とは、隣接して設けられ、第1の画素及び第2の画素は、第1の表示領
域と、第2の表示領域とを、それぞれ有し、第1の表示領域は、入射する光を反射する機
能を有し、第2の表示領域は、第1の表示領域の内側に設けられ、且つ光を射出する機能
を有し、第1の画素が有する第2の表示領域と、第2の画素が有する第2の表示領域とは
、第1の表示領域の内側に設けられる位置が異なる表示装置である。
、第1の画素と、第2の画素とは、隣接して設けられ、第1の画素及び第2の画素は、第
1の表示領域と、第2の表示領域と、第1の表示素子と、第2の表示素子と、をそれぞれ
有し、第1の表示領域は、入射する光を反射する機能を有し、第2の表示領域は、第1の
表示領域の内側に設けられ、且つ光を射出する機能を有し、第1の表示素子は、第1の表
示領域と重なる位置に設けられ、第2の表示素子は、第2の表示領域と重なる位置に設け
られ、第1の画素が有する第2の表示領域と、第2の画素が有する第2の表示領域とは、
第1の表示領域の内側に設けられる位置が異なる表示装置である。
すると好ましい。
第2の表示素子とは、発光色が異なると好ましい。また、上記態様において、第1の表示
素子と、第2の表示素子とは、異なるトランジスタに接続され、それぞれ独立に制御され
ると好ましい。
好ましい。
第2の表示領域とは、20μm以上の間隔を有すると好ましい。
ンサと、を有する表示モジュールである。
態様に記載の表示モジュールと、バッテリと、を有する電子機器である。
たは、本発明の一態様により、消費電力が低く、表示品質が高い表示装置を提供できる。
または、本発明の一態様により、新規な表示装置を提供できる。
一態様は、必ずしも、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。
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、以下の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。
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。なお図面は、理想的な例を
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。
混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではないことを付記する。
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。また、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ものである。従って、明細書で説明し
た語句に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。
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
ン領域またはドレイン電極)とソース(ソース端子、ソース領域またはソース電極)の間
にチャネル領域を有しており、ドレインとチャネル領域とソースとを介して電流を流すこ
とができるものである。なお、本明細書等において、チャネル領域とは、電流が主として
流れる領域をいう。
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。
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、インダクタ、キャパシタ、その他の各種機能を有
する素子などが含まれる。
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、「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。
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。または、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。
状態(非導通状態、遮断状態、ともいう)にあるときのドレイン電流をいう。オフ状態と
は、特に断りがない場合、nチャネル型トランジスタでは、ゲートとソースの間の電圧V
gsがしきい値電圧Vthよりも低い状態、pチャネル型トランジスタでは、ゲートとソ
ースの間の電圧Vgsがしきい値電圧Vthよりも高い状態をいう。例えば、nチャネル
型のトランジスタのオフ電流とは、ゲートとソースの間の電圧Vgsがしきい値電圧Vt
hよりも低いときのドレイン電流を言う場合がある。
フ電流がI以下である、とは、トランジスタのオフ電流がI以下となるVgsの値が存在
することを言う場合がある。トランジスタのオフ電流は、所定のVgsにおけるオフ状態
、所定の範囲内のVgsにおけるオフ状態、または、十分に低減されたオフ電流が得られ
るVgsにおけるオフ状態、等におけるオフ電流を指す場合がある。
ン電流が1×10-9Aであり、Vgsが0.1Vにおけるドレイン電流が1×10-1
3Aであり、Vgsが-0.5Vにおけるドレイン電流が1×10-19Aであり、Vg
sが-0.8Vにおけるドレイン電流が1×10-22Aであるようなnチャネル型トラ
ンジスタを想定する。当該トランジスタのドレイン電流は、Vgsが-0.5Vにおいて
、または、Vgsが-0.5V乃至-0.8Vの範囲において、1×10-19A以下で
あるから、当該トランジスタのオフ電流は1×10-19A以下である、と言う場合があ
る。当該トランジスタのドレイン電流が1×10-22A以下となるVgsが存在するた
め、当該トランジスタのオフ電流は1×10-22A以下である、と言う場合がある。
Wあたりを流れる電流値で表す場合がある。また、所定のチャネル幅(例えば1μm)あ
たりを流れる電流値で表す場合がある。後者の場合、オフ電流の単位は、電流/長さの次
元を持つ単位(例えば、A/μm)で表される場合がある。
は、特に記載がない場合、室温、60℃、85℃、95℃、または125℃におけるオフ
電流を表す場合がある。または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等の信頼性が保
証される温度、または、当該トランジスタが含まれる半導体装置等が使用される温度(例
えば、5℃乃至35℃のいずれか一の温度)におけるオフ電流、を表す場合がある。トラ
ンジスタのオフ電流がI以下である、とは、室温、60℃、85℃、95℃、125℃、
当該トランジスタが含まれる半導体装置の信頼性が保証される温度、または、当該トラン
ジスタが含まれる半導体装置等が使用される温度(例えば、5℃乃至35℃のいずれか一
の温度)、におけるトランジスタのオフ電流がI以下となるVgsの値が存在することを
指す場合がある。
。本明細書において、オフ電流は、特に記載がない場合、Vdsが0.1V、0.8V、
1V、1.2V、1.8V、2.5V、3V、3.3V、10V、12V、16V、また
は20Vにおけるオフ電流を表す場合がある。または、当該トランジスタが含まれる半導
体装置等の信頼性が保証されるVds、または、当該トランジスタが含まれる半導体装置
等において使用されるVdsにおけるオフ電流、を表す場合がある。トランジスタのオフ
電流がI以下である、とは、Vdsが0.1V、0.8V、1V、1.2V、1.8V、
2.5V、3V、3.3V、10V、12V、16V、20V、当該トランジスタが含ま
れる半導体装置の信頼性が保証されるVds、または、当該トランジスタが含まれる半導
体装置等において使用されるVds、におけるトランジスタのオフ電流がI以下となるV
gsの値が存在することを指す場合がある。
流は、トランジスタがオフ状態にあるときのソースを流れる電流を言う場合もある。
た、本明細書等において、オフ電流とは、例えば、トランジスタがオフ状態にあるときに
、ソースとドレインとの間に流れる電流を指す場合がある。
十分に低い場合は、「絶縁体」としての特性を有する場合がある。また、「半導体」と「
絶縁体」とは境界が曖昧であり、厳密に区別できない場合がある。したがって、本明細書
等に記載の「半導体」は、「絶縁体」に言い換えることが可能な場合がある。同様に、本
明細書等に記載の「絶縁体」は、「半導体」に言い換えることが可能な場合がある。また
は、本明細書等に記載の「絶縁体」を「半絶縁体」に言い換えることが可能な場合がある
。
十分に高い場合は、「導電体」としての特性を有する場合がある。また、「半導体」と「
導電体」とは境界が曖昧であり、厳密に区別できない場合がある。したがって、本明細書
等に記載の「半導体」は、「導電体」に言い換えることが可能な場合がある。同様に、本
明細書等に記載の「導電体」は、「半導体」に言い換えることが可能な場合がある。
。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
、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
化物半導体を有する場合、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
、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、半導体がシリコンを有する場合、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13族元素、第
15族元素などがある。
色要素の最小単位である。一例として、RGB(R:赤色、G:緑色、B:青色)の色要
素からなる表示装置の場合には、Rの画素、Gの画素、及びBの画素によって、画像の最
小単位が得られる。なお、場合によっては、画素を副画素と呼ぶ場合もある。
長領域であり、青色の発光とは該領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する
発光である。また、緑色の波長領域とは、490nm以上550nm未満の波長領域であ
り、緑色の発光とは該領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する発光である
。また、黄色の波長領域とは、550nm以上590nm未満の波長領域であり、黄色の
発光とは該領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する発光である。また、赤
色の波長領域とは、590nm以上740nm以下の波長領域であり、赤色の発光とは該
領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する発光である。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について、図1乃至図25を用いて説明
を行う。
まず、表示装置の構成について、図5を用いて説明する。図5に示す表示装置500は
、画素部502と、画素部502の外側に配置されるゲートドライバ回路部504a、5
04bと、画素部502の外側に配置されるソースドライバ回路部506と、を有する。
画素部502は、X行(Xは2以上の自然数)、Y列(Yは2以上の自然数)に配置さ
れる画素10(X,Y)を有する。また、画素10(X,Y)は、2つの表示素子を有し
、当該2つの表示素子は、それぞれ異なる機能を有する。2つの表示素子の一方は、入射
する光を反射する機能を有し、2つの表示素子の他方は、光を射出する機能を有する。な
お、当該2つの表示素子の詳細については、後述する。
ゲートドライバ回路部504a、504b及びソースドライバ回路部506の一部また
は全部は、画素部502と同一基板上に形成されていることが望ましい。これにより、部
品数や端子数を減らすことが出来る。ゲートドライバ回路部504a、504b及びソー
スドライバ回路部506の一部または全部が画素部502と同一基板上に形成されない場
合には、COG(Chip On Glass)またはTAB(Tape Automa
ted Bonding)によって、別途用意された駆動回路基板(例えば、単結晶半導
体膜または多結晶半導体膜で形成された駆動回路基板)を、表示装置500に形成しても
よい。
号(走査信号)を出力する機能を有し、ソースドライバ回路部506は、画素10(X,
Y)が有する表示素子を駆動するための信号(データ信号)を供給する機能を有する。
E_1乃至GE_Xという)の電位を制御する機能、または初期化信号を供給する機能を
有する。また、ゲートドライバ回路部504bは、走査信号が与えられる配線(以下、走
査線GL_1乃至GL_Xという)の電位を制御する機能、または初期化信号を供給する
機能を有する。ただし、これに限定されず、ゲートドライバ回路部504a、504bは
、別の信号を制御または供給することも可能である。
と、ゲートドライバ回路部504bと、2つ設ける構成について例示したが、これに限定
されず、1つのゲートドライバ回路部、または3つ以上のゲートドライバ回路部を設ける
構成としてもよい。
ソースドライバ回路部506は、画像信号を元に画素10(X,Y)に書き込むデータ
信号を生成する機能、データ信号が与えられる配線(以下、信号線SL_1乃至SL_Y
及び信号線SE_1乃至SE_Yという)の電位を制御する機能、または初期化信号を供
給する機能を有する。ただし、これに限定されず、ソースドライバ回路部506は、別の
信号を生成、制御、または供給する機能を有していてもよい。
る。ソースドライバ回路部506は、複数のアナログスイッチを順次オン状態にすること
により、画像信号を時分割した信号をデータ信号として出力できる。
たが、これに限定されず、表示装置500には、複数のソースドライバ回路部を設けても
よい。例えば、2つのソースドライバ回路部を設け、一方のソースドライバ回路部により
信号線SL_1乃至SL_Yを制御し、他方のソースドライバ回路部により信号線SE_
1乃至SE_Yを制御してもよい。
また、画素10(X,Y)は、走査線GL_1乃至GL_X及び走査線GE_1乃至G
E_Xの一つを介してパルス信号が入力され、信号線SL_1乃至SL_Y及び信号線S
E_1乃至SE_Yの一つを介してデータ信号が入力される。
10(m,n)は、走査線GL_m及び走査線GE_mを介してゲートドライバ回路部5
04aからパルス信号が入力され、走査線GL_m及び走査線GE_mの電位に応じて信
号線SL_n及び信号線SE_nを介してソースドライバ回路部506からデータ信号が
入力される。
_1乃至GL_Xは、2つの表示素子の一方に与えられるパルス信号の電位を制御する配
線であり、走査線GE_1乃至GE_Xは、2つの表示素子の他方に与えられるパルス信
号の電位を制御する配線である。
の電位を制御する配線であり、信号線SE_1乃至SE_Yは、2つの表示素子の他方に
与えられるデータ信号の電位を制御する配線である。
表示装置500には、外部回路508a、508bが接続される。なお、外部回路50
8a、508bを、表示装置500に形成する構成としてもよい。
、アノード線ANO_1乃至ANO_xという)と電気的に接続されており、外部回路5
08bは、共通電位が与えられる配線(以下、コモン線COM_1乃至COM_Xという
)と、電気的に接続されている。
次に、画素10(m,n)の回路構成について、図6を用いて説明する。
m,n)の列方向に隣接した画素10(m,n+1)と、を説明する回路図である。なお
、本明細書等においては、列方向とは信号線SL_n(または信号線SE_n)のnの数
値が増減する方向であり、行方向とは走査線GL_m(または走査線GE_m)のmの数
値が増減する方向である。
Tr3と、容量素子C1と、容量素子C2と、表示素子11と、表示素子12と、を有す
る。なお、画素10(m,n+1)も同様の構成を有する。なお、本明細書等において、
表示素子11を第1の表示素子と、表示素子12を第2の表示素子と、それぞれ呼称する
場合がある。
査線GE_m、コモン線COM_m、コモン線VCOM1、コモン線VCOM2、及びア
ノード線ANO_mと、電気的に接続されている。また、画素10(m,n+1)は、信
号線SL_n+1、信号線SE_n+1、走査線GL_m、走査線GE_m、コモン線C
OM_m、コモン線VCOM1、コモン線VCOM2、及びアノード線ANO_mと、電
気的に接続されている。
及びコモン線VCOM1は、それぞれ表示素子11を駆動するための配線であり、信号線
SE_n、信号線SE_n+1、走査線GE_m、コモン線VCOM2、及びアノード線
ANO_mは、それぞれ表示素子12を駆動するための配線である。
び信号線SL_n+1に供給される電位と、が異なる場合、図6に示すように、信号線S
E_nと信号線SL_n+1とを離間して配置すると好ましい。別言すると、信号線SE
_nと信号線SE_n+1とを隣接するように配置すると好ましい。このような配置とす
ることで、信号線SL_n及び信号線SL_n+1と、信号線SE_n及び信号線SE_
n+1と、の間に生じる電位差の影響を低減することができる。
表示素子11は、光の反射または光の透過を制御する機能を有する。特に、表示素子1
1を光の反射を制御する、所謂反射型の表示素子とすると好適である。表示素子11を反
射型の表示素子とすることで、外光を用いて表示を行うことが可能となるため、表示装置
の消費電力を抑制することができる。例えば、表示素子11としては、反射膜と液晶素子
と偏光板とを組み合わせた構成、またはマイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム(
MEMS)を用いる構成等とすればよい。
表示素子12は、光を射出する機能、すなわち発光する機能を有する。よって、表示素
子12を、発光素子として読み替えてもよい。例えば、表示素子12としては、エレクト
ロルミネッセンス素子(EL素子ともいう)を用いる構成、または発光ダイオードを用い
る構成等とすればよい。
うに、異なる機能を有する表示素子を用いる。例えば、表示素子の一方を反射型の液晶素
子とし、他方を透過型のEL素子を用いることで、利便性または信頼性に優れた新規な表
示装置を提供することができる。また、外光が明るい環境下においては、反射型の液晶素
子を利用し、外光が暗い環境下においては、透過型のEL素子を用いることで、消費電力
が低く、表示品位の高い表示装置を提供することができる。
次に、表示素子11及び表示素子12の駆動方法について説明する。なお、以下の説明
においては、表示素子11に液晶素子を用い、表示素子12に発光素子を用いる構成とす
る。
画素10(m,n)において、トランジスタTr1のゲート電極は、走査線GL_mに
電気的に接続される。また、トランジスタTr1のソース電極またはドレイン電極の一方
は、信号線SL_nに電気的に接続され、他方は表示素子11の一対の電極の一方に電気
的に接続される。トランジスタTr1は、オン状態またはオフ状態になることにより、デ
ータ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。
。
他方は、トランジスタTr1のソース電極またはドレイン電極の他方、及び表示素子11
の一対の電極の一方に電気的に接続される。容量素子C1は、画素10(m,n)に書き
込まれたデータを保持する機能を有する。
を順次選択し、トランジスタTr1をオン状態にしてデータ信号のデータを書き込む。デ
ータが書き込まれた画素10(m,n)は、トランジスタTr1がオフ状態になることで
保持状態になる。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
画素10(m,n)において、トランジスタTr2のゲート電極は、走査線GE_mに
電気的に接続される。また、トランジスタTr2のソース電極またはドレイン電極の一方
は、信号線SE_nに電気的に接続され、他方はトランジスタTr3のゲート電極に電気
的に接続される。トランジスタTr2は、オン状態またはオフ状態になることにより、デ
ータ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。
は、トランジスタTr2のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。容
量素子C2は、画素10(m,n)に書き込まれたデータを保持する機能を有する。
イン電極の他方に電気的に接続される。また、トランジスタTr3のソース電極及びドレ
イン電極の一方は、アノード線ANO_mに電気的に接続され、他方は、表示素子12の
一対の電極の一方に電気的に接続される。また、トランジスタTr3には、バックゲート
電極が設けられ、当該バックゲート電極は、トランジスタTr3のゲート電極と、電気的
に接続される。
。
を順次選択し、トランジスタTr2をオン状態にしてデータ信号のデータを書き込む。デ
ータが書き込まれた画素10(m,n)は、トランジスタTr2がオフ状態になることで
保持状態になる。さらに、書き込まれたデータ信号の電位に応じてトランジスタTr3の
ソース電極とドレイン電極の間に流れる電流量が制御され、表示素子12は、流れる電流
量に応じた輝度で発光する。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
ジスタを用いて、それぞれ独立に制御することができる。よって、表示品位の高い表示装
置を提供することができる。
、Tr3)は、酸化物半導体膜を有する。酸化物半導体膜を有するトランジスタは、比較
的高い電界効果移動度が得られるため、高速駆動が可能となる。また、酸化物半導体膜を
有するトランジスタのオフ電流は、極めて小さい。したがって、表示装置のリフレッシュ
レートを下げても、表示装置の輝度の維持が可能となり、消費電力を抑制することができ
る。
ターレース方式等を用いることができる。また、カラー表示する際に画素で制御する色要
素としては、RGB(Rは赤、Gは緑、Bは青を表す)が挙げられる。ただし、色要素と
しては、RGBの三色に限定されない。例えば、RGBに、イエロー、シアン、マゼンタ
、ホワイト等を一色以上追加してもよい。また、色要素のドット毎にその表示領域の大き
さが異なっていてもよい。ただし、本発明の一態様の表示装置は、カラー表示の表示装置
に限定されるものではなく、モノクロ表示の表示装置に適用することもできる。
ここで、表示素子11及び表示素子12の画素10(m,n)における表示領域につい
て、図1を用いて説明する。
,n-1)及び画素10(m,n+1)との表示領域を説明する模式図である。また、図
1において、画素10(m,n)近傍に位置する、画素10(m+1、n-1)、画素1
0(m+1,n)、及び画素10(m+1,n+1)などを表示している。なお、本明細
書等において、画素10(m,n)を第1の画素、画素10(m,n+1)を第2の画素
、とそれぞれ呼称する場合がある。
1d(m,n)と、表示素子12の表示領域として機能する表示領域12d(m,n)と
、を有する。また、図1に示す画素10(m,n+1)は、表示素子11の表示領域とし
て機能する表示領域11d(m,n+1)と、表示素子12の表示領域として機能する表
示領域12d(m,n+1)と、を有する。
1)とを、区別しない場合、表示領域11dとして説明する場合がある。同様に、表示領
域12d(m,n)と、表示領域12d(m,n+1)とを、表示領域12dとして説明
する場合がある。また、本明細書等において、表示領域11dを第1の表示領域と、表示
領域12dを第2の表示領域と、それぞれ呼称する場合がある。
としては、光を射出する機能を有する。また、表示領域12dは、表示領域11dの内側
に設けられる。また、表示素子11は、表示領域11dと重なる位置に設けられ、表示素
子12は、表示領域12dと重なる位置に設けられる。
構成とすることで、表示装置の消費電力を低減することができる。例えば、外光が明るい
環境下においては、表示素子11が入射する光を反射して表示領域11dに画像を表示さ
せ、外光が暗い環境下においては、表示素子12が光を射出して表示領域12dに画像を
表示させることで、消費電力が低く、表示品位の高い表示装置を提供することができる。
合、当該EL素子の形成方法としては、画素ごとで同じEL素子を用い、着色膜(所謂、
カラーフィルタ)を用いて、画素ごとに発光色を変える方式(所謂、カラーフィルタ方式
)と、画素ごとにEL素子を作り分けて発光色を変える方式(所謂、色塗り分け方式)と
、が挙げられる。また、色純度を向上させるために、色塗り分け方式とカラーフィルタ方
式を組み合わせた方式としてもよい。
(ファインメタルマスクともいう)の開口部を所望の位置に配置(アライメントともいう
)する精度が高く要求される。表示装置の画素の密度が高くなる(所謂、高精細になる)
と、高いアライメント精度が要求されるため、表示装置の作製における歩留まりが低下し
てしまう。
に示すように隣接する画素で異なる位置に配置する。このような構成とすることで、表示
素子12を作り分ける場合の製造歩留まりを高めることができる。
を間隙d1として示している。間隙d1を20μm以上、好ましくは25μm以上、さら
に好ましくは30μm以上とすることで、表示装置の製造歩留まりを高くすることができ
る。なお、間隙d1が20μm未満の場合、表示装置の作製歩留まりが低下してしまう。
を図2に示す。図2において、表示領域12d(m,n)と、表示領域12d(m,n+
1)との間隙を間隙d2として示している。
ることが分かる。このように、表示領域12dを隣接する画素で異なる位置に配置するこ
とで、表示領域12dを隣接する画素で同じ位置に配置する場合に比較し、概ね10%以
上間隙を広くすることができる。
面積が小さい。よって、塗り分け方式のEL素子を採用する場合において、シャドウマス
クの開口部を小さくすることができる。よって、当該シャドウマスクの機械的強度を高め
ることができる。シャドウマスクの機械的強度を高めることで、シャドウマスクの変形(
例えば、撓みによる変形、歪みによる変形、膨張による変形、収縮による変形など)を抑
制することができるため、製造歩留まりを高くすることができる。
ら射出される光の干渉を抑制することができる。
されず、非矩形状であってもよい。当該非矩形状の場合の一例を図3に示す。
合を図示している。また、図3において、表示領域12d(m,n)と、表示領域12d
(m,n+1)との間隙を間隙d3として示している。表示領域12dを矩形とした際の
1辺の長さと、表示領域12dを円形とした際の直径の長さとが等しい場合においては、
図1に示す間隙d1よりも間隙d3を長くすることができる。
、または円、楕円などの円形、または多角形と円形との組み合わせなど)とすることが可
能である。
(m,n+1)の配置を、列方向のストライプ配列について例示したが、これに限定され
ない。例えば、図4に示す構成としてもよい。
,n-1)及び画素10(m,n+1)との表示領域を説明する模式図である。また、図
4において、画素10(m,n)近傍に位置する、画素10(m+1、n-1)、画素1
0(m’,n)、画素10(m+1,n)、画素10(m’+1,n)及び画素10(m
+1,n+1)などを表示している。
なる構成である。このように、表示領域11dの面積を隣接する画素で異ならせても良い
。また、図示しないが、表示領域12dにおいても同様である。
す画素10(m’,n)の位置に配置される。
d4として表し、画素10(m,n)と、画素10(m’,n)との間隙を間隙d5とし
て表している。間隙d4と間隙d5との長さを同じにする、別言すると、表示領域12d
と、異なる表示領域12dとの間隙を等間隔とすると好ましい。このような構成とするこ
とで、シャドウマスクの開口部を等間隔とすることができるため、シャドウマスクの機械
的強度を高め、蒸着時にシャドウマスクが歪むことを抑制することができる。
び画素10(m’,n)は、画素10(m,n)と異なる位置に表示領域12dを有する
。別言すると、画素10(m,n)と、画素10(m,n+1)とは、隣接して設けられ
、画素10(m,n)が有する表示領域12d(m,n)と、画素10(m,n+1)が
有する表示領域12d(m,n+1)とは、表示領域11dの内側に設けられる位置が異
なる。
の製造歩留まりを高めることができる。また、図4に示すような表示領域12dの配置と
することで、隣接する表示素子12から射出される光の干渉を抑制することができる。
適用できる。
次に、図5に示す表示装置500の具体的な構成例について、図7及び図8を用いて説
明を行う。
画素部502と、画素部502の外側に配置されるゲートドライバ回路部504a、50
4bと、画素部502の外側に配置されるソースドライバ回路部506と、を有する。ま
た、図7(A)では、画素部502が有する画素10(m,n)を模式的に表している。
また、図7(A)では、表示装置500には、FPC(Flexible Printe
d Circuit)が電気的に接続されている。
隣接して配置される、画素10(m,n+1)を模式的に表した上面図である。図7(B
)に示す信号線SL_n、SL_n+1、SE_n、SE_n+1、走査線GL_m、G
E_m、コモン線COM_m、及びトランジスタTr1、Tr2、Tr3は、図6に示す
符号にそれぞれ対応する。また、図7(B)において、表示領域11dと、表示領域12
dは、図1に示す符号にそれぞれ対応する。また、図7(B)に示すコモン線CM_m+
1は、画素10(m,n)に隣接して配置される、画素10(m+1,n)が有するコモ
ン線を表している。
次に、表示装置500の断面構造について、図8を用いて説明する。
7-A8、A9-A10、A11-A12の切断面に相当する断面図である。
、一点鎖線A3-A4の断面は、ゲートドライバ回路部504aが設けられた領域に、一
点鎖線A5-A6の断面は、表示素子11及び表示素子12が設けられた領域に、一点鎖
線A7-A8の断面は、表示素子11が設けられた領域に、一点鎖線A9-A10の断面
は、表示装置500の接続領域に、一点鎖線A11-A12の断面は、表示装置500の
端部近傍の領域に、それぞれ相当する。
と、表示素子12と、トランジスタTr1と、トランジスタTr3と、トランジスタTr
4と、を有する。また、基板652上には、機能膜626が設けられる。
12は、光を射出する機能を有する。図8において、表示素子11に入射する光が反射す
る光を破線の矢印で模式的に表している。また、表示素子12が射出する光を二点鎖線の
矢印で模式的に表している。
まず、図8に示す一点鎖線A5-A6の断面、及び一点鎖線A7-A8の断面の詳細に
ついて、図9を用いて説明する。図9は、図8に示す一点鎖線A5-A6及び一点鎖線A
7-A8の断面の一部の構成要素を拡大し、且つ上下を反転した断面図に相当する。なお
、図9において、図面の煩雑さを避けるため、構成要素の一部を省略して図示する。
お、導電膜403bは画素電極としての機能を有し、導電膜608は対向電極としての機
能を有する。また、導電膜403bは、トランジスタTr1と、電気的に接続されている
。
cを有する。導電膜405b、405cは、入射する光を反射する機能を有する。すなわ
ち、導電膜405b、405cは、反射膜として機能する。また、当該反射膜には、入射
する光を透過する開口部450が設けられる。図9においては、開口部450によって、
反射膜として機能する導電膜が島状に分離され、トランジスタTr1の下方には導電膜4
05cが、トランジスタTr3の下方には導電膜405bが配置される。なお、開口部4
50から表示素子12の光が射出されるため、開口部450が図8に示す表示領域12d
(m,n)に相当する。
て表示素子12は、所謂下方射出型(ボトムエミッション型)の発光素子となる。
。なお、導電膜417は、画素電極及びアノード電極としての機能を有し、導電膜420
は対向電極及びカソード電極としての機能を有する。なお、本実施の形態においては、導
電膜417がアノード電極として機能し、導電膜420がカソード電極としての機能を有
する構成について説明するが、これに限定されない。例えば、導電膜417がカソード電
極として機能し、導電膜420がアノード電極として機能してもよい。
トップゲート構造ともいう)であると好ましい。スタガ型構造のトランジスタとすること
で、ゲート電極とソース電極及びドレイン電極との間に生じうる寄生容量を低減すること
ができる。ただし、本発明の一態様は、これに限定されず、逆スタガ型(ボトムゲート構
造ともいう)のトランジスタを用いてもよい。
08上の酸化物半導体膜409cと、酸化物半導体膜409c上の絶縁膜410cと、絶
縁膜410c上の酸化物半導体膜411cと、を有する。絶縁膜410cは、ゲート絶縁
膜としての機能を有し、酸化物半導体膜411cはゲート電極としての機能を有する。
13が設けられる。また、絶縁膜412、413には、酸化物半導体膜409cに達する
開口部が設けられ、当該開口部を介して、導電膜414f、414gが酸化物半導体膜4
09cに電気的に接続される。導電膜414f、414gは、それぞれトランジスタTr
1のソース電極及びドレイン電極としての機能を有する。
07bと、導電膜407b上の絶縁膜408と、絶縁膜408上の酸化物半導体膜409
bと、酸化物半導体膜409b上の絶縁膜410bと、絶縁膜410b上の酸化物半導体
膜411bと、を有する。導電膜407bは、第1のゲート電極としての機能を有し、絶
縁膜408は、第1のゲート絶縁膜としての機能を有する。また、絶縁膜410bは、第
2のゲート絶縁膜としての機能を有し、酸化物半導体膜411bは第2のゲート電極とし
ての機能を有する。
13が設けられる。また、絶縁膜412、413には、酸化物半導体膜409bに達する
開口部が設けられ、当該開口部を介して、導電膜414d、414eが酸化物半導体膜4
09bに電気的に接続される。導電膜414d、414eは、それぞれトランジスタTr
3のソース電極及びドレイン電極としての機能を有する。
を介して導電膜407fと電気的に接続される。なお、導電膜407fは、導電膜407
bと同じ工程で作製され、接続電極としての機能を有する。
、絶縁膜416には、導電膜414dに達する開口部が設けられ、当該開口部を介して、
導電膜414dと導電膜417とが電気的に接続される。
れる。なお、絶縁膜418には、導電膜417に達する開口部が設けられ、当該開口部を
介して導電膜417と、EL層419とが電気的に接続される。
電膜608が設けられる。また、基板652の下方には、機能膜626が設けられる。な
お、表示素子11にて反射される光、及び表示素子12から射出される光は、着色膜60
4、機能膜626等を介して取り出される。
18bを有する。なお、配向膜618a、618bを、設けない構成としてもよい。
ゲート構造とすることで、回路面積を縮小させることができる。また、トランジスタTr
1においては、ゲート電極として機能する酸化物半導体膜411cが設けられたシングル
ゲートのトランジスタである。一方で、トランジスタTr3においては、第1のゲート電
極として機能する導電膜407bと、第2のゲート電極として機能する酸化物半導体膜4
11bが設けられたマルチゲートのトランジスタである。なお、本発明の一態様の表示装
置に用いるトランジスタ構造としては、上記に限定されない。例えば、トランジスタTr
1及びトランジスタTr3ともに、シングルゲート構造またはマルチゲート構造としても
よい。
次に、図8に示す一点鎖線A1-A2の断面、及び一点鎖線A3-A4の断面の詳細に
ついて、図10を用いて説明する。図10は、図8に示す一点鎖線A1-A2及び一点鎖
線A3-A4の断面の構成要素を拡大し、且つ上下を反転した断面図に相当する。なお、
図10において、図面の煩雑さを避けるため、構成要素の一部を省略して図示する。
nductive Film))を介して導電膜403aと電気的に接続されている。ま
た、導電膜403a上には、絶縁膜404が設けられる。なお、絶縁膜404には、導電
膜403aに達する開口部が設けられ、当該開口部を介して導電膜403aと、導電膜4
05aとが電気的に接続されている。
電膜405aに達する開口部が設けられ、当該開口部を介して、導電膜405aと、導電
膜407aとが電気的に接続されている。また、導電膜407a上には、絶縁膜408、
412、413が設けられる。なお、絶縁膜408、412、413には、導電膜407
aに達する開口部が設けられ、当該開口部を介して導電膜407aと導電膜414aとが
電気的に接続されている。
絶縁膜418は、封止材454を介して基板452と接着されている。
スタに相当する。
と、導電膜407e上の絶縁膜408と、絶縁膜408上の酸化物半導体膜409aと、
酸化物半導体膜409a上の絶縁膜410aと、絶縁膜410a上の酸化物半導体膜41
1aと、を有する。導電膜407eは、第1のゲート電極としての機能を有する。また、
絶縁膜410aは、第2のゲート絶縁膜としての機能を有し、酸化物半導体膜411aは
第2のゲート電極としての機能を有する。
13が設けられる。また、絶縁膜412、413には、酸化物半導体膜409aに達する
開口部が設けられ、当該開口部を介して、導電膜414b、414cが酸化物半導体膜4
09aに電気的に接続される。導電膜414b、414cは、それぞれトランジスタTr
4のソース電極及びドレイン電極としての機能を有する。
構造のトランジスタである。ゲートドライバ回路部504aにマルチゲート構造のトラン
ジスタを用いることで、電流駆動能力を向上させることができるため好適である。また、
マルチゲート構造のトランジスタを用いることで、電流駆動能力が向上するため、駆動回
路の幅を狭くすることが可能となる。
418は、封止材454を介して、基板452と接着されている。
導電膜608が設けられる。
されている。なお、構造体610aは、液晶層620の厚さを制御する機能を有する。ま
た、図10においては、構造体610aと絶縁膜404との間に、配向膜618a、61
8bを有する。ただし、構造体610aと絶縁膜404との間に、配向膜618a、61
8bが形成されなくてもよい。
、基板652と、導電膜403aとの間に設けられる。
次に、図8に示す一点鎖線A9-A10、及び一点鎖線A11-A12の詳細について
、図11を用いて説明する。図11は、図8に示す一点鎖線A9-A10及び一点鎖線A
11-A12の構成要素を拡大し、且つ上下を反転した断面図に相当する。なお、図11
において、図面の煩雑さを避けるため、構成要素の一部を省略して図示する。
に接続されている。なお、導電体624は、シール材622中に含まれる。また、導電膜
608は、基板652、遮光膜602、及び絶縁膜606上に設けられる。
403cに達する開口部が設けられ、当該開口部を介して、導電膜403cと導電膜40
5dとが電気的に接続されている。また、導電膜405d上には、絶縁膜406が設けら
れる。絶縁膜406には、導電膜405dに達する開口部が設けられ、当該開口部を介し
て、導電膜405dと導電膜407dとが電気的に接続されている。
08、412、413には、導電膜407dに達する開口部が設けられ、当該開口部を介
して、導電膜407dと導電膜414hとが電気的に接続されている。また、導電膜41
4h上には、絶縁膜416、418が設けられる。また、絶縁膜418は、封止材454
を介して基板452と接着される。
622は、基板652と、絶縁膜404との間に設けられる。
次に、図8に示す表示装置500の作製方法について、図12乃至図17を用いて説明
する。なお、図12乃至図17は、表示装置500の作製方法を説明する断面図である。
膜し、当該導電膜を島状に加工することで、導電膜403a、403b、403cを形成
する(図12(A)参照)。
としての機能を有し、導電膜403bは、画素電極としての機能を有する。
当該絶縁膜の所望の領域に開口部を形成することで、絶縁膜404を形成する。続いて、
導電膜403a、403b、403c、及び絶縁膜404上に導電膜を成膜し、当該導電
膜を島状に加工することで、導電膜405a、405b、405c、405dを形成する
(図12(B)参照)。
有する。また、当該開口部を介して、導電膜403a、403b、403cと、導電膜4
05a、405b、405c、405dとが、電気的に接続される。
を成膜し、当該絶縁膜の所望の領域に開口部を形成することで、絶縁膜406を形成する
。続いて、導電膜405a、405b、405c、405d及び絶縁膜406上に導電膜
を成膜し、当該導電膜を島状に加工することで、導電膜407a、407b、407c、
407d、407e、407f、407gを形成する(図12(C)参照)。
有する。また、当該開口部を介して、導電膜405a、405c、405dと、導電膜4
07a、407c、407dとが、電気的に接続される。
、407f、407g上に絶縁膜408を形成する。続いて、絶縁膜408上に酸化物半
導体膜を成膜し、当該酸化物半導体膜を島状に加工することで、酸化物半導体膜409a
、409b、409cを形成する(図13(A)参照)。
び酸化物半導体膜を成膜し、当該絶縁膜及び当該酸化物半導体膜を所望の形状に加工する
ことで、島状の絶縁膜410a、410b、410cと、島状の酸化物半導体膜411a
、411b、411cと、を形成する(図13(B)参照)。
し、当該絶縁膜の所望の領域に開口部を形成することで、絶縁膜412、413を形成す
る(図13(C)参照)。
ついて例示したが、これに限定されない。例えば、絶縁膜412の単層構造、絶縁膜41
3の単層構造、または絶縁膜412、413と、他の絶縁膜が積層された3層以上の積層
構造としてもよい。また、絶縁膜412、413に開口部を設ける際に、絶縁膜408の
一部にも開口部が設けられる。なお、絶縁膜408、412、413に設けられる開口部
は、導電膜407a、407c、407d、407fに達する。
導電膜414a、414b、414c、414d、414e、414f、414g、41
4hを形成する(図14(A)参照)。
て機能する。また、導電膜414d、414eは、トランジスタTr3のソース電極及び
ドレイン電極として機能する。また、導電膜414f、414gは、トランジスタTr1
のソース電極及びドレイン電極として機能する。
05cを介して、導電膜403bと電気的に接続される。トランジスタTr1により、導
電膜403bの電位を制御することができる。
お、絶縁膜416は、導電膜414dと重なる領域に開口部を有する。続いて、絶縁膜4
16及び導電膜414d上に導電膜を成膜し、当該導電膜を所望の形状に加工することで
、導電膜417を形成する。続いて、絶縁膜416及び導電膜417上の所望の領域に絶
縁膜418を形成する。なお、絶縁膜418は、導電膜417と重なる領域に開口部を有
する(図14(B)参照)。
9上に導電膜420を形成する(図14(C)参照)。
なお、導電膜417が表示素子12の一対の電極の一方として機能し、導電膜420が表
示素子12の一対の電極の他方として機能する。また、図示しないが、EL層419は、
色要素(RGB)ごとに作り分ける。なお、表示素子12の作製方法については、実施の
形態2で詳細を説明する。
(B)(C)を用いて以下説明する。
上に着色膜604を形成する(図15(A)参照)。
06上に導電膜608を形成する(図15(B)参照)。
導電膜608及び構造体610a、610b上に配向膜618bを形成する(図15(C
)参照)。
、構造体610a、610bを基板652上に形成する構成について例示したが、これに
限定されない。例えば、先に示す基板401上に形成される素子上に構造体610a、6
10bを形成してもよい。
401上に形成された導電膜402と、導電膜402上に形成された導電膜403a、4
03b、403c及び絶縁膜404との界面で剥離する。当該剥離の方法としては、基板
401上に形成された素子上に封止材454を形成する。その後、封止材454上に基板
452を貼り合わせ、導電膜402の界面から素子を剥離する(図16(A)参照)。
表面(図16(A)においては、導電膜403a、403b、403cの裏面)が露出す
る。なお、導電膜403a、403b、403cの表面に、絶縁膜または異物等が付着し
ている場合においては、洗浄処理、アッシング処理、またはエッチング処理等を行い、当
該絶縁膜及び当該異物等を除去すると好ましい。
に形成された導電膜403a、403b、403c及び絶縁膜404との界面に極性溶媒
(代表的には水)または非極性溶媒等を添加すると好ましい。例えば、導電膜402の界
面から素子を剥離する際に、水を用いることで、剥離帯電に伴うダメージを軽減できるた
め好適である。
2としては、タングステン、モリブデン、チタン、タンタル、ニオブ、ニッケル、コバル
ト、ジルコニウム、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム
、シリコンから選択された元素、該元素を含む合金材料、または該元素を含む化合物材料
を含み、単層または積層された構造を用いることができる。また、シリコンを含む層の場
合、該シリコンを含む層の結晶構造としては、非晶質、微結晶、多結晶、単結晶のいずれ
でもよい。
積層構造を形成する場合、タングステンを含む層を形成し、その上層に酸化物で形成され
る絶縁層を形成することで、タングステン層と絶縁層との界面に、タングステンの酸化物
を含む層が形成されることを活用してもよい。また、タングステンを含む層の表面を、熱
酸化処理、酸素プラズマ処理、一酸化二窒素(N2O)プラズマ処理、またはオゾン水等
の酸化力の強い溶液での処理等を行ってタングステンの酸化物を含む層を形成してもよい
。またプラズマ処理や加熱処理は、酸素、窒素、一酸化二窒素単独、あるいは当該ガスと
その他のガスとの混合気体雰囲気下で行ってもよい。上記プラズマ処理や加熱処理により
、導電膜402の表面状態を変えることにより、導電膜402と後に形成される導電膜4
03a、403b、403c及び絶縁膜404との密着性を制御することが可能である。
に限定されない。例えば、導電膜402を設けない構成としてもよい。この場合、導電膜
402が形成される位置に、有機樹脂膜を形成すればよい。当該有機樹脂膜としては、例
えば、ポリイミド樹脂膜、ポリアミド樹脂膜、アクリル樹脂膜、エポキシ樹脂膜、または
フェノール樹脂膜等が挙げられる。
る素子の剥離方法としては、基板401の下方側から、レーザ光を照射することで、当該
有機樹脂膜が脆弱化し、基板401と有機樹脂膜との界面、または有機樹脂膜と導電膜4
03a、403b、403c及び絶縁膜404との界面で剥離することができる。
、基板401と導電膜403a、403b、403c及び絶縁膜404との間に、密着性
が高い領域と、密着性が弱い領域と、を作り分けてから剥離してもよい。
上に配向膜618aを形成する(図16(B)参照)。
用いて封止する。その後、基板452と、基板652との間に液晶層620を形成し、表
示素子11を形成する(図17参照)。
624としては、ディスペンサ法等を用いてシール材622中の所望の領域に、導電性の
粒子を散布すればよい。なお、導電体624を介して、導電膜403cと導電膜608と
が電気的に接続される。
、形成しなくてもよい。
ACP(異方性導電ペースト(Anisotropic Conductive Pas
te))を用いてもよい。
また、図8に示す表示装置500に、タッチパネルを設ける構成としてもよい。当該タ
ッチパネルとしては、静電容量方式(表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等)を好
適に用いることができる。
する。
表示装置500にタッチパネル692を設ける構成の断面図であり、図20は表示装置5
00にタッチパネル693を設ける構成の断面図である。
所謂インセル型である。タッチパネル691は、遮光膜602、及び着色膜604を形成
する前に、基板652上に形成すればよい。
665と、絶縁膜666と、電極667と、絶縁膜668と、を有する。例えば、指やス
タイラスなどの被検知体が近接することで、電極664と、電極665との相互容量の変
化を検知することができる。
との交差部を明示している。電極667は、絶縁膜666に設けられた開口部を介して、
電極665を挟む2つの電極664と電気的に接続されている。なお、図18においては
、電極667が設けられる領域をゲートドライバ回路部504aに相当する領域に設ける
構成を例示したが、これに限定されず、例えば、画素10(m,n)が設けられる領域に
形成してもよい。
に示すように、電極664は、表示素子12と重ならないように設けられると好ましい。
別言すると、電極664は、表示素子12と重なる領域に開口部を有する。すなわち、電
極664はメッシュ形状を有する。このような構成とすることで、電極664は、表示素
子12が射出する光を遮らない構成とすることができる。したがって、タッチパネル69
1を配置することによる輝度の低下が極めて少ないため、視認性が高く、且つ消費電力が
低減された表示装置を実現できる。なお、電極665も同様の構成とすればよい。
極665には、可視光の透過率が低い金属材料を用いることができる。そのため、可視光
の透過率が高い酸化物材料を用いた電極と比較して、電極664及び電極665の抵抗を
低くすることが可能となり、タッチパネルのセンサ感度を向上させることができる。
、以下説明を行う。
である。タッチパネル692は、タッチパネル691と同様の構成を有する。
基板652と接着されている。タッチパネル693は、所謂アウトセル型(外付け型とも
いう)である。タッチパネル693は、タッチパネル691と同様の構成を有する。また
、タッチパネル693は、タッチパネル691の構成に加え、基板670を有する。基板
670は、タッチパネル693を保護するための機能を有する。ただし、基板670を設
けない構成としてもよい。
用いることができる。
また、図8及び図18乃至図20においては、機能膜626が、基板652の外側に位
置する構成について例示したが、これに限定されない。例えば、基板652を設けない構
成としてもよい。この場合の一例を図21乃至図24に示す。
、機能膜626によって封止されている。この場合、機能膜626には、円偏光板に用い
ることができる材料を好適に用いることができる。
ず、機能膜626がタッチパネル691の一部として機能する構成である。
692よりも内側に設けられる構成である。
ず、機能膜626が接着材674を介して、タッチパネル693と接着されている構成で
ある。
00の厚さを薄くできるため好適である。
また、図8に示す表示装置500の液晶素子を、横電界方式、ここではFFS(Fri
nge Field Switching)モードの液晶素子とする構成の一例を図25
に示す。
の絶縁膜681と、絶縁膜681上の導電膜682と、を有する。
該開口部を介して、導電膜682と、導電膜403cとが電気的に接続されている。また
、図25においては、シール材622中に含まれる導電体624が、設けられない構成で
ある。
おいて、スリットを有する形状または櫛歯形状とすればよい。また、図25に示す表示装
置500においては、導電膜682を設ける構成のため、基板652側に設けられる導電
膜608が設けられない構成である。なお、導電膜682を設け、さらに基板652側に
導電膜608を設ける構成としてもよい。
素子を形成することができる。当該透光性を有する容量素子は、導電膜682と、導電膜
682と重なる絶縁膜681と、導電膜403cと、により構成される。このような構成
とすることで、容量素子に蓄積される電荷量を大きくすることができるため好適である。
次に、図8乃至図25に例示した表示装置500及び表示装置500の作製方法に記載
の各構成要素について、以下説明を行う。
基板401、452、652、670として、作製工程中の熱処理に耐えうる程度の耐
熱性を有する材料を用いることができる。
石英またはサファイア等を用いることができる。また、無機絶縁膜を用いてもよい。当該
無機絶縁膜としては、例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、
アルミナ膜等が挙げられる。
とすればよい。または、無アルカリガラスを研磨することで、上記の厚さとしてもよい。
0mm)、第7世代(1870mm×2200mm)、第8世代(2200mm×240
0mm)、第9世代(2400mm×2800mm)、第10世代(2950mm×34
00mm)等の面積が大きなガラス基板を用いることができる。これにより、大型の表示
装置を作製することができる。
単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、S
OI基板等を用いてもよい。
。金属等の無機材料としては、ステンレススチールまたはアルミニウム等が挙げられる。
チック等の有機材料を用いてもよい。当該樹脂フィルムとしては、ポリエステル、ポリオ
レフィン、ポリアミド(ナイロン、アラミド等)、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリ
ウレタン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、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)、またはシロキサ
ン結合を有する樹脂等が挙げられる。
せた複合材料を用いてもよい。当該複合材料としては、金属板または薄板状のガラス板と
、樹脂フィルムとを貼り合わせた材料、繊維状の金属、粒子状の金属、繊維状のガラス、
または粒子状のガラスを樹脂フィルムに分散した材料、もしくは繊維状の樹脂、粒子状の
樹脂を無機材料に分散した材料等が挙げられる。
導電膜402、403a、403b、403c、405a、405b、405c、40
5d、407a、407b、407c、407d、407e、411a、411b、41
1c、414a、414b、414c、414d、414e、414f、414g、41
4h、417、420、608、682としては、導電性を有する金属膜、可視光を反射
する機能を有する導電膜、または可視光を透過する機能を有する導電膜を用いればよい。
チタン、モリブデン、タングステン、ニッケル、鉄、コバルト、パラジウムまたはマンガ
ンから選ばれた金属元素を含む材料を用いることができる。または、上述した金属元素を
含む合金を用いてもよい。
造、窒化チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、窒化タンタル膜上に銅膜を積層する二層
構造、チタン膜上に銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜を形成する三層構造等を用い
ればよい。特に、銅元素を含む導電膜を用いることで、抵抗を低くすることが出来るため
好適である。また、銅元素を含む導電膜としては、銅とマンガンとを含む合金膜が挙げら
れる。当該合金膜は、ウエットエッチング法を用いて加工できるため好適である。
てもよい。
ジウムから選ばれた金属元素を含む材料を用いることができる。特に、銀元素を含む導電
膜を用いることで、可視光における反射率を高めることができるため好適である。
ガリウム、またはシリコンから選ばれた元素を含む材料を用いることができる。具体的に
は、In酸化物、Zn酸化物、In-Sn酸化物(ITOともいう)、In-Sn-Si
酸化物(ITSOともいう)、In-Zn酸化物、In-Ga-Zn酸化物等が挙げられ
る。
ァイトを含む膜を用いてもよい。グラフェンを含む膜としては、酸化グラフェンを含む膜
を形成し、酸化グラフェンを含む膜を還元することにより、グラフェンを含む膜を形成す
ることができる。還元する方法としては、熱を加える方法や還元剤を用いる方法等が挙げ
られる。
導体膜409a、409b、409cが有する金属元素を、少なくとも1以上有する。例
えば、酸化物半導体膜409a、409b、409cが、In-M-Zn酸化物(MはA
l、Ga、Y、またはSn)の金属酸化物で構成される場合、導電膜403c及び導電膜
417は、In、M(MはAl、Ga、Y、またはSn)、Znのいずれか一つを有する
。
絶縁膜404、406、408、410a、410b、410c、412、413、4
16、418、606、663、666、668、681としては、絶縁性の無機材料、
絶縁性の有機材料、または絶縁性の無機材料と絶縁性の有機材料とを含む絶縁性の複合材
料を用いることができる。
ン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等が挙げられる。また、上述の無機材料
を複数積層してもよい。
リアミド(ナイロン、アラミド等)、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、ア
クリル樹脂、エポキシ樹脂、もしくはシロキサン結合を有する樹脂を含む材料が挙げられ
る。また、上述の絶縁性の有機材料としては、感光性を有する材料を用いてもよい。
酸化物半導体膜409a、409b、409cは、In-M-Zn酸化物(MはAl、
Ga、Y、またはSn)等の金属酸化物で形成される。また、酸化物半導体膜409a、
409b、409cとして、In-Ga酸化物、In-Zn酸化物を用いてもよい。
InとMの原子数比率は、In及びMの和を100atomic%としたときInが25
atomic%より高く、Mが75atomic%未満、またはInが34atomic
%より高く、Mが66atomic%未満とする。
以上、または2.5eV以上、または3eV以上であると好ましい。
好ましくは3nm以上100nm以下、さらに好ましくは3nm以上60nm以下である
。
M-Zn酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比
は、In≧M、Zn≧Mを満たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲット
の金属元素の原子数比として、In:M:Zn=1:1:1、In:M:Zn=1:1:
1.2、In:M:Zn=2:1:1.5、In:M:Zn=2:1:2.3、In:M
:Zn=2:1:3、In:M:Zn=3:1:2、In:M:Zn=4:2:4.1、
In:M:Zn=5:1:7等が好ましい。なお、成膜される酸化物半導体膜409a、
409b、409cの原子数比はそれぞれ、上記のスパッタリングターゲットに含まれる
金属元素の原子数比のプラスマイナス40%程度変動することがある。例えば、スパッタ
リングターゲットとして、原子数比がIn:Ga:Zn=4:2:4.1を用いる場合、
成膜される酸化物半導体膜の原子数比は、In:Ga:Zn=4:2:3近傍となる場合
がある。また、スパッタリングターゲットとして、原子数比がIn:Ga:Zn=5:1
:7を用いる場合、成膜される酸化物半導体膜の原子数比は、In:Ga:Zn=5:1
:6近傍となる場合がある。
あるシリコンや炭素が含まれると、酸素欠損が増加し、n型となる場合がある。このため
、酸化物半導体膜409a、409b、409c、特にチャネル領域において、シリコン
あるいは炭素の濃度を、2×1018atoms/cm3以下、または2×1017at
oms/cm3以下とすることができる。この結果、トランジスタは、しきい値電圧がプ
ラスとなる電気特性(ノーマリーオフ特性ともいう。)を有する。なお、上述のシリコン
または炭素の濃度としては、例えば、二次イオン質量分析法(SIMS:Seconda
ry Ion Mass Spectrometry)により測定することができる。
るアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、1×1018atoms/cm3以下
、または2×1016atoms/cm3以下とすることができる。アルカリ金属及びア
ルカリ土類金属は、酸化物半導体と結合するとキャリアを生成する場合があり、トランジ
スタのオフ電流が増大してしまうことがある。このため、酸化物半導体膜409a、40
9b、409cのアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を低減することが好ましい
。この結果、トランジスタは、しきい値電圧がプラスとなる電気特性(ノーマリーオフ特
性ともいう。)を有する。
アである電子が生じ、キャリア密度が増加し、n型となる場合がある。この結果、窒素が
含まれている酸化物半導体膜を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。
従って、酸化物半導体膜409a、409b、409cにおいて、窒素はできる限り低減
されていることが好ましい。例えば、SIMSにより得られる窒素濃度を、5×1018
atoms/cm3以下とすればよい。
ことで、酸化物半導体膜のキャリア密度を低減することができる。このため、酸化物半導
体膜409a、409b、409cにおいては、キャリア密度を1×1017cm-3以
下、または1×1015cm-3以下、または1×1013cm-3以下、または1×1
011cm-3以下とすることができる。
度の低い酸化物半導体膜を用いることで、さらに優れた電気特性を有するトランジスタを
作製することができる。ここでは、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低い(酸素欠損の
少ない)ことを高純度真性または実質的に高純度真性と呼ぶ。あるいは、真性、または実
質的に真性と呼ぶ。高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体は、キャリ
ア発生源が少ないため、キャリア密度を低くすることができる場合がある。従って、当該
酸化物半導体膜にチャネル領域が形成されるトランジスタは、しきい値電圧がプラスとな
る電気特性(ノーマリーオフ特性ともいう。)になりやすい。また、高純度真性または実
質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度
も低くなる場合がある。また、高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体
膜は、オフ電流が著しく小さい特性を得ることができる。従って、当該酸化物半導体膜に
チャネル領域が形成されるトランジスタは、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトラ
ンジスタとなる場合がある。
結晶構造は、例えば、後述するCAAC-OS(C Axis Aligned Cry
stalline Oxide Semiconductor)、多結晶構造、後述する
微結晶構造、または非晶質構造を含む。非単結晶構造において、非晶質構造は最も欠陥準
位密度が高く、CAAC-OSは最も欠陥準位密度が低い。
造の領域、多結晶構造の領域、CAAC-OSの領域、及び単結晶構造の領域の二種以上
を有する単層膜、あるいはこの膜が積層された構造であってもよい。
液晶層620としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散
型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等が挙げられる。または、コレステリック相、ス
メクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す液晶材料を用い
てもよい。または、ブルー相を示す液晶材料を用いてもよい。
ng)モード、TN(Twisted Nematic)モード、FFSモード、ASM
(Axially Symmetric aligned Micro-cell)モー
ド、OCB(Optically Compensated Birefringenc
e)モード、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)モ
ード、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal
)モードなどが挙げられる。また、垂直配向(VA)モード、具体的には、MVA(Mu
lti-Domain Vertical Alignment)モード、PVA(Pa
tterned Vertical Alignment)モード、ECB(Elect
rically Controlled Birefringence)モード、CPA
(Continuous Pinwheel Alignment)モード、ASV(A
dvanced Super-View)モードなどの駆動方法を用いてもよい。
EL層419としては、少なくとも発光材料を有する。当該発光材料としては、有機化
合物、または量子ドットなどの無機化合物が挙げられる。
インクジェット法、塗布法、グラビア印刷法等の方法を用いて形成することができる。
。寿命の観点からは、蛍光材料を用いればよく、効率の観点からは燐光材料を用いればよ
い。または、蛍光材料及び燐光材料の双方を有する構成としてもよい。
06個程度の原子から構成されている。量子ドットはサイズに依存してエネルギーシフト
するため、同じ物質から構成される量子ドットであっても、サイズによって発光波長が異
なり、用いる量子ドットのサイズを変更することによって容易に発光波長を調整すること
ができる。
ことができる。さらに、量子ドットの理論的な内部量子効率はほぼ100%であると言わ
れており、蛍光発光を呈する有機化合物の25%を大きく上回り、燐光発光を呈する有機
化合物と同等となっている。このことから、量子ドットを発光材料として用いることによ
って発光効率の高い発光素子を得ることができる。その上、無機化合物である量子ドット
はその本質的な安定性にも優れているため、寿命の観点からも好ましい発光素子を得るこ
とができる。
表第16族元素、複数の周期表第14族元素からなる化合物、周期表第4族から周期表第
14族に属する元素と周期表第16族元素との化合物、周期表第2族元素と周期表第16
族元素との化合物、周期表第13族元素と周期表第15族元素との化合物、周期表第13
族元素と周期表第17族元素との化合物、周期表第14族元素と周期表第15族元素との
化合物、周期表第11族元素と周期表第17族元素との化合物、酸化鉄類、酸化チタン類
、カルコゲナイドスピネル類、各種半導体クラスターなどを挙げることができる。
鉛、酸化亜鉛、硫化亜鉛、テルル化亜鉛、硫化水銀、セレン化水銀、テルル化水銀、砒化
インジウム、リン化インジウム、砒化ガリウム、リン化ガリウム、窒化インジウム、窒化
ガリウム、アンチモン化インジウム、アンチモン化ガリウム、リン化アルミニウム、砒化
アルミニウム、アンチモン化アルミニウム、セレン化鉛、テルル化鉛、硫化鉛、セレン化
インジウム、テルル化インジウム、硫化インジウム、セレン化ガリウム、硫化砒素、セレ
ン化砒素、テルル化砒素、硫化アンチモン、セレン化アンチモン、テルル化アンチモン、
硫化ビスマス、セレン化ビスマス、テルル化ビスマス、ケイ素、炭化ケイ素、ゲルマニウ
ム、錫、セレン、テルル、ホウ素、炭素、リン、窒化ホウ素、リン化ホウ素、砒化ホウ素
、窒化アルミニウム、硫化アルミニウム、硫化バリウム、セレン化バリウム、テルル化バ
リウム、硫化カルシウム、セレン化カルシウム、テルル化カルシウム、硫化ベリリウム、
セレン化ベリリウム、テルル化ベリリウム、硫化マグネシウム、セレン化マグネシウム、
硫化ゲルマニウム、セレン化ゲルマニウム、テルル化ゲルマニウム、硫化錫、セレン化錫
、テルル化錫、酸化鉛、フッ化銅、塩化銅、臭化銅、ヨウ化銅、酸化銅、セレン化銅、酸
化ニッケル、酸化コバルト、硫化コバルト、四酸化三鉄、硫化鉄、酸化マンガン、硫化モ
リブデン、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ジルコ
ニウム、窒化ケイ素、窒化ゲルマニウム、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、セレン
と亜鉛とカドミウムの化合物、インジウムと砒素とリンの化合物、カドミウムとセレンと
硫黄の化合物、カドミウムとセレンとテルルの化合物、インジウムとガリウムと砒素の化
合物、インジウムとガリウムとセレンの化合物、インジウムとセレンと硫黄の化合物、銅
とインジウムと硫黄の化合物およびこれらの組合せなどを挙げることができるが、これら
に限定されるものではない。また、組成が任意の比率で表される、いわゆる合金型量子ド
ットを用いても良い。例えば、カドミウムとセレンと硫黄の合金型量子ドットは、元素の
含有比率を変化させることで発光波長を変えることができるため、青色発光を得るには有
効な手段の一つである。
り、そのいずれを用いても良いが、コアを覆ってより広いバンドギャップを持つ別の無機
材料でシェルを形成することによって、ナノ結晶表面に存在する欠陥やダングリングボン
ドの影響を低減することができる。これにより、発光の量子効率が大きく改善するためコ
ア-シェル型やコア-マルチシェル型の量子ドットを用いることが好ましい。シェルの材
料の例としては、硫化亜鉛や酸化亜鉛が挙げられる。
すい。そのため、量子ドットの表面には保護剤が付着している又は保護基が設けられてい
ることが好ましい。当該保護剤が付着している又は保護基が設けられていることによって
、凝集を防ぎ、溶媒への溶解性を高めることができる。また、反応性を低減させ、電気的
安定性を向上させることも可能である。保護剤(又は保護基)としては、例えば、ポリオ
キシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエ
チレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、トリプロピルホス
フィン、トリブチルホスフィン、トリヘキシルホスフィン、トリオクチルホスフィン等の
トリアルキルホスフィン類、ポリオキシエチレンn-オクチルフェニルエーテル、ポリオ
キシエチレンn-ノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエー
テル類、トリ(n-ヘキシル)アミン、トリ(n-オクチル)アミン、トリ(n-デシル
)アミン等の第3級アミン類、トリプロピルホスフィンオキシド、トリブチルホスフィン
オキシド、トリヘキシルホスフィンオキシド、トリオクチルホスフィンオキシド、トリデ
シルホスフィンオキシド等の有機リン化合物、ポリエチレングリコールジラウレート、ポ
リエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類、また、
ピリジン、ルチジン、コリジン、キノリン類等の含窒素芳香族化合物等の有機窒素化合物
、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミ
ン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン等のアミノアルカン類、ジブチルスルフィ
ド等のジアルキルスルフィド類、ジメチルスルホキシドやジブチルスルホキシド等のジア
ルキルスルホキシド類、チオフェン等の含硫黄芳香族化合物等の有機硫黄化合物、パルミ
チン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の高級脂肪酸、アルコール類、ソルビタン脂肪酸エ
ステル類、脂肪酸変性ポリエステル類、3級アミン変性ポリウレタン類、ポリエチレンイ
ミン類等が挙げられる。
長の光が得られるようにそのサイズを適宜調節する。結晶サイズが小さくなるにつれて、
量子ドットの発光は青色側へ、つまり、高エネルギー側へとシフトするため、量子ドット
のサイズを変化させることにより、紫外領域、可視領域、赤外領域のスペクトルの波長領
域にわたって、その発光波長を調節することができる。量子ドットのサイズ(直径)は0
.5nm乃至20nm、好ましくは1nm乃至10nmの範囲のものが通常良く用いられ
る。なお、量子ドットはそのサイズ分布が狭いほど、より発光スペクトルが狭線化し、色
純度の良好な発光を得ることができる。また、量子ドットの形状は特に限定されず、球状
、棒状、円盤状、その他の形状であってもよい。なお、棒状の量子ドットである量子ロッ
ドはc軸方向に偏光した指向性を有する光を呈するため、量子ロッドを発光材料として用
いることにより、より外部量子効率が良好な発光素子を得ることができる。
率を高めるが、ホスト材料は発光材料以上の一重項励起エネルギー又は三重項励起エネル
ギーを有する物質であることが必要である。特に青色の燐光材料を用いる場合においては
、それ以上の三重項励起エネルギーを有する材料であり、且つ、寿命の観点で優れたホス
ト材料の開発は困難を極めている。一方で、量子ドットはホスト材料を用いずに量子ドッ
トのみで発光層を構成しても発光効率を保つことができるため、この点でも寿命という観
点から好ましい発光素子を得ることができる。量子ドットのみで発光層を形成する場合に
は、量子ドットはコア-シェル構造(コア-マルチシェル構造を含む)であることが好ま
しい。
配向膜618a、618bとしては、ポリイミド等を含む材料を用いることができる。
例えば、ポリイミド等を含む材料が、所定の方向に配向するようにラビング処理または光
配向処理を行えばよい。
遮光膜602、662は、所謂ブラックマトリクスとしての機能を有する。遮光膜60
2、662としては、光の透過を妨げる材料を用いればよい。当該光の透過を妨げる材料
としては、金属材料、または黒色顔料を含んだ有機樹脂材料等が挙げられる。
着色膜604は、所謂カラーフィルタとしての機能を有する。着色膜604としては、
所定の色の光を透過する材料(例えば、青色の光を透過する材料、緑色の光を透過する材
料、赤色の光を透過する材料、黄色の光を透過する材料または白色の光を透過する材料な
ど)を用いればよい。
構造体610a、610bは、構造体610a、610bを挟む構成の間に所定の間隙
を設ける機能を有する。構造体610a、610bとしては、有機材料、無機材料、また
は有機材料と無機材料との複合材料を用いることができる。当該無機材料及び当該有機材
料としては、絶縁膜404、406、408、410a、410b、410c、412、
413、416、418、606に列挙した材料を用いることができる。
機能膜626としては、偏光板、位相差板、拡散フィルム、反射防止フィルムまたは集
光フィルム等を用いることができる。また、機能膜626として、ゴミの付着を抑制する
帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハード
コート膜など用いてもよい。
封止材454としては、無機材料、有機材料、または無機材料と有機材料との複合材料
等を用いることができる。上述の有機材料としては、例えば、熱溶融性の樹脂または硬化
性の樹脂を含む有機材料が挙げられる。また、封止材454としては、樹脂材料を含む接
着剤(反応硬化型の接着剤、光硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤等)を用い
てもよい。また、上述の樹脂材料としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹
脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、PVC(ポリビニルクロライド)樹
脂、PVB(ポリビニルブチラル)樹脂、EVA(エチレンビニルアセテート)樹脂等が
挙げられる。
シール材622としては、封止材454に列挙した材料を用いることができる。また、
シール材622としては、上述の材料に加え、ガラスフリット等の材料を用いてもよい。
シール材622に用いる材料としては、水分や酸素を透過しない材料を用いると好適であ
る。
電極664、665、667としては、先に記載の導電膜402、403a、403b
、403c、405a、405b、405c、405d、407a、407b、407c
、407d、407e、411a、411b、411c、414a、414b、414c
、414d、414e、414f、414g、414h、417、420、608に列挙
した材料を用いることができる。また、電極664、665、667には、導電性のナノ
ワイヤを用いてもよい。当該ナノワイヤは、直径の平均値が1nm以上100nm以下、
好ましくは5nm以上50nm以下、より好ましくは5nm以上25nm以下の大きさと
すればよい。また、上記ナノワイヤとしては、Agナノワイヤ、Cuナノワイヤ、または
Alナノワイヤ等の金属ナノワイヤ、あるいは、カーボンナノチューブなどを用いればよ
い。例えば、電極664、665、667のいずれか一つあるいは全部にAgナノワイヤ
を用いる場合、可視光における光透過率を89%以上、シート抵抗値を40Ω/□以上1
00Ω/□以下とすることができる。
当該2つの表示素子を駆動するための2つのトランジスタを有する。表示素子の一方を反
射型の液晶素子とし、他方を透過型のEL素子とすることで、利便性または信頼性に優れ
た新規な表示装置を提供することができる。また、隣接する画素で透過型のEL素子を異
なる位置に配置することで、EL素子を作り分ける場合の製造歩留まりを高め、生産性が
優れた表示装置を提供することができる。
ることができる。
本実施の形態では、光を射出する機能、すなわち発光機能を有する表示素子について、
詳細に説明を行う。
図26は、実施の形態1に示す表示素子12を詳細に説明する断面図である。
と、を有する。
19上の導電膜420と、を有する。発光素子12Gは、導電膜417Gと、導電膜41
7G上のEL層419と、EL層419上の導電膜420と、を有する。発光素子12B
は、導電膜417Bと、導電膜417B上のEL層419と、EL層419上の導電膜4
20と、を有する。また、各発光素子の導電膜(導電膜417R、417G、417B)
は、絶縁膜418によって分離されている。
注入層419HILと、正孔注入層419HIL上の正孔輸送層419HTLと、正孔輸
送層419HTL上の発光層419EML(R)と、発光層419EML(R)上の発光
層419EML(B)と、発光層419EML(B)上の電子輸送層419ETLと、電
子輸送層419ETL上の電子注入層419EILと、を有する。
注入層419HILと、正孔注入層419HIL上の正孔輸送層419HTLと、正孔輸
送層419HTL上の発光層419EML(G)と、発光層419EML(G)上の発光
層419EML(B)と、発光層419EML(B)上の電子輸送層419ETLと、電
子輸送層419ETL上の電子注入層419EILと、を有する。
注入層419HILと、正孔注入層419HIL上の正孔輸送層419HTLと、正孔輸
送層419HTL上の発光層419EML(B)と、発光層419EML(B)上の電子
輸送層419ETLと、電子輸送層419ETL上の電子注入層419EILと、を有す
る。
L、発光層419EML(B)、電子輸送層419ETL、及び電子注入層419EIL
を発光素子12R、発光素子12G、及び発光素子12Bで共通して用いる構成である。
体的には、表示素子12の各発光素子の作製時の作り分け工程(所謂、塗り分け工程)を
、発光層419EML(R)と、発光層419EML(G)との2回とすることができる
。
発光には寄与しない。例えば、発光層419EML(B)として、電子輸送性に優れ、正
孔輸送性に劣る材料、またはHOMO(最高被占軌道(Highest Occupie
d Molecular Orbital))準位が発光層419EML(R)及び発光
層419EML(G)に用いる材料よりも低い材料を用いる構成とすればよい。すなわち
、発光素子12R及び発光素子12Gにおいては、発光層419EML(B)は、電子輸
送層として機能する。
場合、該ホスト材料は電子輸送性を有することが好ましく、該ゲスト材料はホールトラッ
プ性を有することが好ましい。このような構成とすることで、発光層419EML(R)
及び発光層419EML(G)で効率よくキャリアを再結合させることができる。
材料(発光材料)で構成する場合、該ホスト材料は、正孔輸送性と電子輸送性とを有する
構成が好適である。このような構成とすることで、発光層419EML(R)及び発光層
419EML(G)はバイポーラ性を有する。
燐光材料を有する。また、発光層419EML(B)は、ゲスト材料として蛍光材料を有
する。このような構成とすることで、高い発光効率と、高い信頼性とを有する表示素子と
することができる。例えば、発光層419EML(R)に、赤色を呈する波長の光を発す
る燐光材料を用い、発光層419EML(G)に、緑色を呈する波長の光を発する燐光材
料を用い、発光層419EML(B)に、青色を呈する波長の光を発する蛍光材料を用い
ることができる。ただし、発光層419EML(R)、発光層419EML(G)、及び
発光層419EML(B)に用いることのできる材料は、上記に限定されない。例えば、
発光層419EML(B)に燐光材料を適用してもよい。
が高めたられた表示素子を提供できる。また、当該表示素子が有する各発光素子は、発光
効率が高いため消費電力が低減されている。また、当該発光素子は、信頼性が高い。した
がって、生産性が高く、消費電力が低減された新規な表示素子を提供できる。
導電膜417R、導電膜417G、導電膜417B、及び導電膜420としては、それ
ぞれ、実施の形態1に示す、導電膜402、403a、403b、403c、405a、
405b、405c、405d、407a、407b、407c、407d、407e、
411a、411b、411c、414a、414b、414c、414d、414e、
414f、414g、414h、417、420、608、682に列挙した材料を用い
ればよい。特に、導電膜417R、導電膜417G、及び導電膜417Bとしては、IT
O、またはITSOを用いると好適である。また、導電膜420としては、AlまたはA
gを含む反射率の高い金属膜を用いると好適である。
絶縁膜418としては、それぞれ、実施の形態1に示す、絶縁膜404、406、40
8、410a、410b、410c、412、413、416、418、606、663
、666、668、681に列挙した材料を用いればよい。
発光層419EML(R)の発光は、赤色の波長領域にピークを有する。また、発光層
419EML(G)は、緑色の波長領域にピークを有する。また、発光層419EML(
B)の発光は、青色の波長領域にピークを有する。例えば、発光層419EML(R)及
び発光層419EML(G)には燐光材料を用い、発光層419EML(B)には蛍光材
料を用いると好適である。また発光層419EML(R)及び発光層419EML(G)
は、燐光材料に加えて、電子輸送性材料または正孔輸送性材料の一方または双方を含んで
構成される。また発光層419EML(B)の発光は、蛍光材料に加えて、電子輸送性材
料または正孔輸送性材料の一方または双方を含んで構成される。
燐光材料としては、イリジウム、ロジウム、または白金系の有機金属錯体、あるいは金
属錯体が挙げられ、中でも有機イリジウム錯体、例えばイリジウム系オルトメタル錯体が
好ましい。オルトメタル化する配位子としては4H-トリアゾール配位子、1H-トリア
ゾール配位子、イミダゾール配位子、ピリジン配位子、ピリミジン配位子、ピラジン配位
子、あるいはイソキノリン配位子などが挙げられる。金属錯体としては、ポルフィリン配
位子を有する白金錯体などが挙げられる。
-(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)3)、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:Ir(Mptz)3)、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(iPrptz-3b)3)、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(iPr5btz)3)、のような4H-トリアゾー
ル骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、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)3)、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(III)(略称:Ir(Prptz1-
Me)3)のような1H-トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、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)3)、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)3)のようなイミダゾール骨格を有
する有機金属イリジウム錯体や、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,C2’}イリジウム(III
)ピコリナート(略称:Ir(CF3ppy)2(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:FIr(acac))のような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イリジウム錯体が挙げられる。
-フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(mppm)3)、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(t
Buppm)3)、(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)2(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)2(acac))、(アセチルアセトナト)ビス[4-
(2-ノルボルニル)-6-フェニルピリミジナト]イリジウム(III)(略称:Ir
(nbppm)2(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)2(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)2(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)2(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
錯体や、(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)2(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)2(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や、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)3)、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)2(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)2(acac))、トリス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(I
II)(略称:Ir(bzq)3)、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)3)、ビス(2-フェニルキノリナト-N,C
2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(pq)2(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や、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)2(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)2(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)2(acac
))など有機金属イリジウム錯体の他、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)3(Phen))のような希土
類金属錯体が挙げられる。上述した中でも、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム
錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。
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(II
I)(略称:Ir(5mdppm)2(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)2(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(III)(略称:Ir(d1npm)2(
dpm))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や、(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:I
r(tppr)2(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:Ir(tppr)2(dpm))、(
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)2(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)3)、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)2(
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の他、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)のような白金錯体や、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(DB
M)3(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)3(
Phen))のような希土類金属錯体が挙げられる。上述した中でも、ピリミジン骨格を
有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ま
しい。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光が得
られる。
であればよい。該三重項励起エネルギーを発光に変換できる材料としては、燐光材料の他
に、熱活性化遅延蛍光材料が挙げられる。したがって、燐光材料と記載した部分に関して
は、熱活性化遅延蛍光材料と読み替えても構わない。なお、熱活性化遅延蛍光材料は、一
重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位のエネルギー差が小さく、三重項励
起エネルギーを逆項間交差によって一重項励起エネルギーに変換することができる機能を
有する材料である。そのため、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)を効率よく呈すること
ができる。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、一重項励起エネル
ギー準位と三重項励起エネルギー準位のエネルギー差が、好ましくは0eVより大きく0
.2eV以下、さらに好ましくは0eVより大きく0.1eV以下であることが挙げられ
る。
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。
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も用いることができる。具体的に
は、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:PC
CzPTzn)、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:ACRXTN)
、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)等が挙げられる。該複
素環化合物は、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ため、電子
輸送性及び正孔輸送性が高く、好ましい。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、一重項励起状態の準位と三重項励起状態の準位
の差が小さくなるため、特に好ましい。
蛍光材料としては、特に限定はないが、アントラセン誘導体、テトラセン誘導体、クリ
セン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、スチルベン誘導体
、アクリドン誘導体、クマリン誘導体、フェノキサジン誘導体、フェノチアジン誘導体な
どが好ましく、例えば以下の材料を用いることができる。
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:PAPP2BPy)、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(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:1,6mMemFLPAPr
n)、N,N’-ビス[4-(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル)フェニル]
-N,N’-ビス(4-tert-ブチルフェニル)ピレン-1,6-ジアミン(略称:
1,6tBu-FLPAPrn)、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]-3,8-ジシクロヘキシルピレン
-1,6-ジアミン(略称:ch-1,6FLPAPrn)、N,N’-ビス[4-(9
H-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’-(1
0-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:PCAP
A)、ペリレン、2,5,8,11-テトラ(tert-ブチル)ペリレン(略称:TB
P)、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:PCBAPA)、N,N’’-(2-t
ert-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]-9
H-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)、N,N,N’,N’,N’’,N’’,N’’
’,N’’’-オクタフェニルジベンゾ[g,p]クリセン-2,7,10,15-テト
ラアミン(略称:DBC1)、クマリン30、N-(9,10-ジフェニル-2-アント
リル)-N,9-ジフェニル-9H-カルバゾール-3-アミン(略称:2PCAPA)
、N-[9,10-ビス(1,1’-ビフェニル-2-イル)-2-アントリル]-N,
9-ジフェニル-9H-カルバゾール-3-アミン(略称:2PCABPhA)、N-(
9,10-ジフェニル-2-アントリル)-N,N’,N’-トリフェニル-1,4-フ
ェニレンジアミン(略称:2DPAPA)、N-[9,10-ビス(1,1’-ビフェニ
ル-2-イル)-2-アントリル]-N,N’,N’-トリフェニル-1,4-フェニレ
ンジアミン(略称:2DPABPhA)、9,10-ビス(1,1’-ビフェニル-2-
イル)-N-[4-(9H-カルバゾール-9-イル)フェニル]-N-フェニルアント
ラセン-2-アミン(略称:2YGABPhA)、N,N,9-トリフェニルアントラセ
ン-9-アミン(略称:DPhAPhA)、クマリン6、クマリン545T、N,N’-
ジフェニルキナクリドン(略称:DPQd)、ルブレン、2,8-ジ-tert-ブチル
-5,11-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-6,12-ジフェニルテトラセン
(略称:TBRb)、ナイルレッド、5,12-ビス(1,1’-ビフェニル-4-イル
)-6,11-ジフェニルテトラセン(略称:BPT)、2-(2-{2-[4-(ジメ
チルアミノ)フェニル]エテニル}-6-メチル-4H-ピラン-4-イリデン)プロパ
ンジニトリル(略称:DCM1)、2-{2-メチル-6-[2-(2,3,6,7-テ
トラヒドロ-1H,5H-ベンゾ[ij]キノリジン-9-イル)エテニル]-4H-ピ
ラン-4-イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCM2)、N,N,N’,N’-テ
トラキス(4-メチルフェニル)テトラセン-5,11-ジアミン(略称:p-mPhT
D)、7,14-ジフェニル-N,N,N’,N’-テトラキス(4-メチルフェニル)
アセナフト[1,2-a]フルオランテン-3,10-ジアミン(略称:p-mPhAF
D)、2-{2-イソプロピル-6-[2-(1,1,7,7-テトラメチル-2,3,
6,7-テトラヒドロ-1H,5H-ベンゾ[ij]キノリジン-9-イル)エテニル]
-4H-ピラン-4-イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCJTI)、2-{2-
tert-ブチル-6-[2-(1,1,7,7-テトラメチル-2,3,6,7-テト
ラヒドロ-1H,5H-ベンゾ[ij]キノリジン-9-イル)エテニル]-4H-ピラ
ン-4-イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCJTB)、2-(2,6-ビス{2
-[4-(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル}-4H-ピラン-4-イリデン)プロ
パンジニトリル(略称:BisDCM)、2-{2,6-ビス[2-(8-メトキシ-1
,1,7,7-テトラメチル-2,3,6,7-テトラヒドロ-1H,5H-ベンゾ[i
j]キノリジン-9-イル)エテニル]-4H-ピラン-4-イリデン}プロパンジニト
リル(略称:BisDCJTM)、5,10,15,20-テトラフェニルビスベンゾ[
5,6]インデノ[1,2,3-cd:1’,2’,3’-lm]ペリレン、などが挙げ
られる。
発光層では、発光材料をホスト材料に分散して用いると好ましい。この場合、ホスト材
料は発光材料より重量比で多く存在する。ホスト材料としては、様々な材料を用いること
ができる。例えば、正孔を輸送する機能を有する材料(正孔輸送性材料)や電子を輸送す
る機能を有する材料(電子輸送性材料)などを用いることができる。また、正孔輸送性お
よび電子輸送性を有するバイポーラ性材料も用いることができる。
合、1×10-6cm2/Vs以上の電子移動度を有する材料であることが好ましい。電
子を受け取りやすい材料(電子輸送性を有する材料)としては、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環骨格を有する化合物、及び亜鉛やアルミニウム系金属錯
体などを用いることができる。具体的には、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や、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、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、ピ
リミジン誘導体、トリアジン誘導体などの化合物が挙げられる。
ス(4-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Almq3)、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:BeBq2
)、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:Znq)
など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等が挙げられる。また、
この他ビス[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)などのオキサゾール系、またはチアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いる
ことができる。さらに、金属錯体以外にも、2-(4-ビフェニリル)-5-(4-te
rt-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール(略称:PBD)や、1,3-
ビス[5-(p-tert-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)、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)、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)、9-[4-(4,5-ジフェニル-4H-1,2,4-
トリアゾール-3-イル)フェニル]-9H-カルバゾール(略称:CzTAZ1)、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)、2-[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フ
ェニル]-1-フェニル-1H-ベンゾイミダゾール(略称:mDBTBIm-II)、
バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)などの
複素環化合物や、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:2
mDBTBPDBq-II)、2-[3’-(9H-カルバゾール-9-イル)ビフェニ
ル-3-イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mCzBPDBq)、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:7mDBTPDBq-
II)、及び、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)、2-[3-(3,9’-ビ-9
H-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:2m
CzCzPDBq)、4,6-ビス[3-(フェナントレン-9-イル)フェニル]ピリ
ミジン(略称:4,6mPnP2Pm)、4,6-ビス[3-(4-ジベンゾチエニル)
フェニル]ピリミジン(略称:4,6mDBTP2Pm-II)、4,6-ビス[3-(
9H-カルバゾール-9-イル)フェニル]ピリミジン(略称:4,6mCzP2Pm)
などのジアジン骨格を有する複素環化合物や、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)などのトリアジン骨格を有
する複素環化合物や、3,5-ビス[3-(9H-カルバゾール-9-イル)フェニル]
ピリジン(略称:35DCzPPy)、1,3,5-トリ[3-(3-ピリジル)フェニ
ル]ベンゼン(略称:TmPyPB)などのピリジン骨格を有する複素環化合物、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も用いることができる。上述した複素環化合物の中でも、トリアジ
ン骨格、ジアジン(ピリミジン、ピラジン、ピリダジン)骨格、またはピリジン骨格を有
する複素環化合物は、安定で信頼性が良好であり好ましい。また、当該骨格を有する複素
環化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。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。ここに
述べた物質は、主に1×10-6cm2/Vs以上の電子移動度を有する物質である。な
お、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を用いても構わない。
×10-6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する材料であることが好ましい。具体的に
は、芳香族アミン、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、スチルベン誘導体などを用い
ることができる。また、該正孔輸送性材料は高分子化合物であっても良い。
N’-ジ(p-トリル)-N,N’-ジフェニル-p-フェニレンジアミン(略称:DT
DPPA)、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)、1,3,5-トリス[N-(4-ジフェニルアミノフ
ェニル)-N-フェニルアミノ]ベンゼン(略称:DPA3B)等を挙げることができる
。
フェニル)-N-フェニルアミノ]-9-フェニルカルバゾール(略称:PCzDPA1
)、3,6-ビス[N-(4-ジフェニルアミノフェニル)-N-フェニルアミノ]-9
-フェニルカルバゾール(略称:PCzDPA2)、3,6-ビス[N-(4-ジフェニ
ルアミノフェニル)-N-(1-ナフチル)アミノ]-9-フェニルカルバゾール(略称
:PCzTPN2)、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:PCzPCA2)、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)
等を挙げることができる。
ニル(略称:CBP)、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-アントリル)フェニル]-
9H-カルバゾール(略称:CzPA)、1,4-ビス[4-(N-カルバゾリル)フェ
ニル]-2,3,5,6-テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。
ナフチル)アントラセン(略称:t-BuDNA)、2-tert-ブチル-9,10-
ジ(1-ナフチル)アントラセン、9,10-ビス(3,5-ジフェニルフェニル)アン
トラセン(略称:DPPA)、2-tert-ブチル-9,10-ビス(4-フェニルフ
ェニル)アントラセン(略称:t-BuDBA)、9,10-ジ(2-ナフチル)アント
ラセン(略称:DNA)、9,10-ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、
2-tert-ブチルアントラセン(略称:t-BuAnth)、9,10-ビス(4-
メチル-1-ナフチル)アントラセン(略称:DMNA)、2-tert-ブチル-9,
10-ビス[2-(1-ナフチル)フェニル]アントラセン、9,10-ビス[2-(1
-ナフチル)フェニル]アントラセン、2,3,6,7-テトラメチル-9,10-ジ(
1-ナフチル)アントラセン、2,3,6,7-テトラメチル-9,10-ジ(2-ナフ
チル)アントラセン、9,9’-ビアントリル、10,10’-ジフェニル-9,9’-
ビアントリル、10,10’-ビス(2-フェニルフェニル)-9,9’-ビアントリル
、10,10’-ビス[(2,3,4,5,6-ペンタフェニル)フェニル]-9,9’
-ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、2,5,8,11-
テトラ(tert-ブチル)ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロ
ネン等も用いることができる。このように、1×10-6cm2/Vs以上の正孔移動度
を有し、炭素数14乃至炭素数42である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
族炭化水素としては、例えば、4,4’-ビス(2,2-ジフェニルビニル)ビフェニル
(略称:DPVBi)、9,10-ビス[4-(2,2-ジフェニルビニル)フェニル]
アントラセン(略称:DPVPA)等が挙げられる。
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)等の高分子化合物を用いることも
できる。
ル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPBまたはα-NPD)や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’,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-(1-ナフ
チル)-N-フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:1’-TNATA)、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:TDAT
A)、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)、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:BSPB)、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)、N-(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2
-イル)-N-{9,9-ジメチル-2-[N’-フェニル-N’-(9,9-ジメチル
-9H-フルオレン-2-イル)アミノ]-9H-フルオレン-7-イル}フェニルアミ
ン(略称:DFLADFL)、N-(9,9-ジメチル-2-ジフェニルアミノ-9H-
フルオレン-7-イル)ジフェニルアミン(略称:DPNF)、2-[N-(4-ジフェ
ニルアミノフェニル)-N-フェニルアミノ]スピロ-9,9’-ビフルオレン(略称:
DPASF)、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)、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:PCBBi1B
P)、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:PCBANB)、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:PCBN
BB)、4-フェニルジフェニル-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)ア
ミン(略称:PCA1BP)、N,N’-ビス(9-フェニルカルバゾール-3-イル)
-N,N’-ジフェニルベンゼン-1,3-ジアミン(略称:PCA2B)、N,N’,
N’’-トリフェニル-N,N’,N’’-トリス(9-フェニルカルバゾール-3-イ
ル)ベンゼン-1,3,5-トリアミン(略称:PCA3B)、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)、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)、2-[N-(9-フェニルカルバゾール-3-イル)-N
-フェニルアミノ]スピロ-9,9’-ビフルオレン(略称:PCASF)、2,7-ビ
ス[N-(4-ジフェニルアミノフェニル)-N-フェニルアミノ]スピロ-9,9’-
ビフルオレン(略称:DPA2SF)、N-[4-(9H-カルバゾール-9-イル)フ
ェニル]-N-(4-フェニル)フェニルアニリン(略称:YGA1BP)、N,N’-
ビス[4-(カルバゾール-9-イル)フェニル]-N,N’-ジフェニル-9,9-ジ
メチルフルオレン-2,7-ジアミン(略称:YGA2F)などの芳香族アミン化合物等
を用いることができる。また、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)、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)、3,3’-ビス(9-
フェニル-9H-カルバゾール)(略称:PCCP)、1,3-ビス(N-カルバゾリル
)ベンゼン(略称:mCP)、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:CzTP)、3,6-ジ(9H-カルバゾール-9-イル)-
9-フェニル-9H-カルバゾール(略称:PhCzGI)、2,8-ジ(9H-カルバ
ゾール-9-イル)-ジベンゾチオフェン(略称:Cz2DBT)、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:mmDBFFLBi-II)、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)、1,3,5-トリ(ジベンゾ
チオフェン-4-イル)ベンゼン(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)、4
-[3-(トリフェニレン-2-イル)フェニル]ジベンゾチオフェン(略称:mDBT
PTp-II)等のアミン化合物、カルバゾール化合物、チオフェン化合物、フラン化合
物、フルオレン化合物、トリフェニレン化合物、フェナントレン化合物等を用いることが
できる。上述した化合物の中でも、ピロール骨格、フラン骨格、チオフェン骨格、または
芳香族アミン骨格を有する化合物は、安定で信頼性が良好であり好ましい。また、当該骨
格を有する化合物は、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
o Ligand Charge Transfer)遷移の吸収帯、より具体的には、
最も長波長側の吸収帯と重なるように、ホスト材料および燐光材料を選択することが好ま
しい。これにより、発光効率が飛躍的に向上した発光素子とすることができる。ただし、
燐光材料に替えて熱活性化遅延蛍光材料を用いる場合においては、最も長波長側の吸収帯
は一重項の吸収帯であることが好ましい。
を用いる場合は、電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料とを混合すること
が好ましい。電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料とを混合することによ
って、発光層のキャリア輸送性を容易に調整することができ、再結合領域の制御も簡便に
行うことができる。電子輸送性を有する材料と正孔輸送性を有する材料との含有量は、重
量比で、電子輸送性を有する材料:正孔輸送性を有する材料=1:9から9:1が好まし
い。
光材料の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成
するような組み合わせを選択することで、励起錯体から発光材料へ励起エネルギーが移動
しやすくなり、効率よく発光材料から発光を得ることができるため好ましい。また、駆動
電圧も低減することができるため好ましい。
た、上述した材料の他、無機化合物または高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポ
リマー等)を用いてもよい。
m、好ましくは10nm乃至100nmとし、発光層中の量子ドットの含有率は1乃至1
00体積%とする。ただし、量子ドットのみで発光層を形成することが好ましい。なお、
当該量子ドットを発光材料としてホストに分散した発光層を形成する場合は、ホスト材料
に量子ドットを分散させる、またはホスト材料と量子ドットとを適当な液媒体に溶解また
は分散させてウエットプロセス(スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレード
コート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコ
ート法、ラングミュア・ブロジェット法など)により形成すればよい。燐光性の発光材料
を用いた発光層については、上記ウエットプロセスの他、真空蒸着法も好適に利用するこ
とができる。
キサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲ
ン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族
炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ジメチルホル
ムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)等の有機溶媒を用いることがで
きる。
正孔注入層419HILは、正孔輸送性の高い正孔輸送層419HTLを介して発光層
419EML(R)、発光層419EML(G)、及び発光層419EML(B)に正孔
を注入する層であり、正孔輸送性材料とアクセプター性物質を含む層である。正孔輸送性
材料とアクセプター性物質を含むことで、アクセプター性物質により正孔輸送性材料から
電子が引き抜かれて正孔が発生し、正孔輸送層419HTLを介して発光層419EML
(R)、発光層419EML(G)、及び発光層419EML(B)に正孔が注入される
。なお、正孔輸送層419HTLは、正孔輸送性材料を用いて形成される。
、先に示す発光層419EML(R)、発光層419EML(G)、及び発光層419E
ML(B)に用いることのできる正孔輸送性材料と同様の材料を用いればよい。
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、酸化モ
リブデンが特に好ましい。
各発光層で異なる材料、または異なる膜厚としてもよい。
電子輸送層419ETLとしては、先に示す発光層419EML(R)、発光層419
EML(G)、及び発光層419EML(B)に用いることのできる電子輸送性材料と同
様の材料を用いればよい。
電子注入層419EILは、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層419
EIL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
(CaF2)、リチウム酸化物(LiOx)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(ErF3)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419EILにエレク
トライドを用いてもよい。該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。
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419ETLを構成する物質(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。
各発光層で異なる材料、または異なる膜厚としてもよい。
次に、本発明の一態様の表示素子12の作製方法について、図27及び図28を用いて
以下説明を行う。
図である。また、以下で説明する表示素子12の作製方法は、第1乃至第5のステップを
有する。
第1のステップは、各発光素子の下部電極として機能する導電膜(導電膜417R、導
電膜417G、及び導電膜417B)と、各発光素子の導電膜の端部を覆う絶縁膜418
と、を形成する工程である(図27(A)参照)。
まざまな微細加工技術を適用できる。本実施の形態では、スパッタリング法を用いて、基
板401上に透光性の導電膜を形成し、該導電膜をパターニングし、その後、該導電膜を
島状に加工して導電膜417R、導電膜417G、及び導電膜417Bを形成する。
膜418を形成する。なお、絶縁膜418は、各導電膜(導電膜417R、導電膜417
G、及び導電膜417B)と重なるように開口部を有する。該開口部によって露出する導
電膜が発光素子の下部電極として機能する。
7Bとして、ITOを用い、絶縁膜418としてアクリル樹脂を用いる。
、該トランジスタと、導電膜(導電膜417R、導電膜417G、及び導電膜417B)
とを電気的に接続させてもよい。
第2のステップは、導電膜(導電膜417R、導電膜417G、及び導電膜417B)
、及び絶縁膜418上に正孔注入層419HIL及び正孔輸送層419HTLを形成する
工程である(図27(B)参照)。
及び正孔輸送層419HTLを形成する。なお、正孔注入層419HIL及び正孔輸送層
419HTLを各発光素子で共通して用いることができるため、製造コストが抑えられ、
生産性を高められる。
第3のステップは、シャドウマスク481を用いて、発光層419EML(R)を形成
する工程である(図27(C)参照)。
属等の箔または厚さが数百μm以上の金属等の板で形成された遮蔽板である。
着源(図示しない)側に配置する。その後、シャドウマスク481の開口部482を所望
の位置に配置するためのアライメントを行う。ここでは、開口部482を導電膜417R
に重なるように配置して、シャドウマスク481が配置された上方から、有機化合物を蒸
着することにより、発光層419EML(R)を形成する。
第4のステップは、正孔輸送層419HTL上に発光層419EML(G)を形成する
工程である(図28(A)参照)。
着源(図示しない)側に配置する。その後、シャドウマスク481の開口部482を所望
の位置に配置するためのアライメントを行う。ここでは、開口部482を導電膜417G
に重なるように配置して、シャドウマスク481が配置された上方から、有機化合物を蒸
着することにより、発光層419EML(G)を形成する。
間隙が広いため、塗り分けのマージンが広い。よって、製造歩留まりが高い表示素子とす
ることができる。
第5のステップは、正孔輸送層419HTL、発光層419EML(R)、及び419
EML(G)上に、発光層419EML(B)、電子輸送層419ETL、電子注入層4
19EIL、及び導電膜420を形成する工程である(図28(B)参照)。
、及び導電膜420を各発光素子で共通して用いることができるため、製造コストが抑え
られ、生産性を高められる。
形態においては、発光素子の塗り分け工程を、発光層419EML(R)と、発光層41
9EML(G)との2回とすることができる。よって、生産性の高い表示素子の作製方法
を提供できる。その結果、高精細化に伴う開口率の低下が抑制された、新規な表示素子の
作製方法を提供できる。または、生産が容易な、新規な表示素子を提供できる。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置に用いることのできるトランジスタにつ
いて、詳細に説明する。
29乃至図36を用いて説明する。
図29(A)は、トランジスタ100の上面図であり、図29(B)は図29(A)の
一点鎖線X1-X2間の断面図であり、図29(C)は図29(A)の一点鎖線Y1-Y
2間の断面図である。なお、図29(A)では、明瞭化のため、絶縁膜110などの構成
要素を省略して図示している。なお、トランジスタの上面図においては、以降の図面にお
いても図29(A)と同様に、構成要素の一部を省略して図示する場合がある。また、一
点鎖線X1-X2方向をチャネル長(L)方向、一点鎖線Y1-Y2方向をチャネル幅(
W)方向と呼称する場合がある。
と、絶縁膜104上の酸化物半導体膜108と、酸化物半導体膜108上の絶縁膜110
と、絶縁膜110上の導電膜112と、絶縁膜104、酸化物半導体膜108、及び導電
膜112上の絶縁膜116と、を有する。なお、酸化物半導体膜108は、導電膜112
と重なるチャネル領域108iと、絶縁膜116と接するソース領域108sと、絶縁膜
116と接するドレイン領域108dと、を有する。
s及びドレイン領域108dと、が接することで、絶縁膜116中の窒素または水素がソ
ース領域108s及びドレイン領域108d中に添加される。ソース領域108s及びド
レイン領域108dは、窒素または水素が添加されることで、キャリア密度が高くなる。
8に設けられた開口部141aを介して、ソース領域108sに電気的に接続される導電
膜120aと、絶縁膜116、118に設けられた開口部141bを介して、ドレイン領
域108dに電気的に接続される導電膜120bと、を有していてもよい。
縁膜と、絶縁膜116を第3の絶縁膜と、絶縁膜118を第4の絶縁膜と、それぞれ呼称
する場合がある。また、導電膜112は、ゲート電極としての機能を有し、導電膜120
aは、ソース電極としての機能を有し、導電膜120bは、ドレイン電極としての機能を
有する。
過剰酸素領域を有する。絶縁膜110が過剰酸素領域を有することで、酸化物半導体膜1
08が有するチャネル領域108i中に過剰酸素を供給することができる。よって、チャ
ネル領域108iに形成されうる酸素欠損を過剰酸素により補填することができるため、
信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
8の下方に形成される絶縁膜104に過剰酸素を供給してもよい。ただし、この場合、絶
縁膜104中に含まれる過剰酸素は、酸化物半導体膜108が有するソース領域108s
、及びドレイン領域108dにも供給されうる。ソース領域108s、及びドレイン領域
108d中に過剰酸素が供給されると、ソース領域108s、及びドレイン領域108d
の抵抗が高くなる場合がある。
成とすることで、チャネル領域108iにのみ選択的に過剰酸素を供給させることが可能
となる。あるいは、チャネル領域108i、ソース領域108s、及びドレイン領域10
8dに過剰酸素を供給させたのち、ソース領域108s及びドレイン領域108dのキャ
リア密度を選択的に高めることで、ソース領域108s、及びドレイン領域108dの抵
抗が高くなることを抑制することができる。
、それぞれ、酸素欠損を形成する元素、または酸素欠損と結合する元素を有すると好まし
い。当該酸素欠損を形成する元素、または酸素欠損と結合する元素としては、代表的には
水素、ホウ素、炭素、窒素、フッ素、リン、硫黄、塩素、チタン、希ガス等が挙げられる
。また、希ガス元素の代表例としては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、及び
キセノン等がある。上記酸素欠損を形成する元素が、絶縁膜116中に1つまたは複数含
まれる場合、絶縁膜116からソース領域108s、及びドレイン領域108dに拡散す
る。および/または、上記酸素欠損を形成する元素は、不純物添加処理によりソース領域
108s、及びドレイン領域108d中に添加される。
合が切断され、酸素欠損が形成される。または、不純物元素が酸化物半導体膜に添加され
ると、酸化物半導体膜中の金属元素と結合していた酸素が不純物元素と結合し、金属元素
から酸素が脱離され、酸素欠損が形成される。これらの結果、酸化物半導体膜においてキ
ャリア密度が増加し、導電性が高くなる。
。
基板102としては、様々な基板を用いることができ、特定のものに限定されることは
ない。基板102の材料としては、実施の形態1に示す基板401、452、652、6
70と同様の材料を用いることができる。
絶縁膜104としては、スパッタリング法、CVD法、蒸着法、パルスレーザー堆積(
PLD)法、印刷法、塗布法等を適宜用いて形成することができる。また、絶縁膜104
としては、例えば、酸化物絶縁膜または窒化物絶縁膜を単層または積層して形成すること
ができる。なお、酸化物半導体膜108との界面特性を向上させるため、絶縁膜104に
おいて少なくとも酸化物半導体膜108と接する領域は酸化物絶縁膜で形成することが好
ましい。また、絶縁膜104として加熱により酸素を放出する酸化物絶縁膜を用いること
で、加熱処理により絶縁膜104に含まれる酸素を、酸化物半導体膜108に移動させる
ことが可能である。
は200nm以上1000nm以下とすることができる。絶縁膜104を厚くすることで
、絶縁膜104の酸素放出量を増加させることができると共に、絶縁膜104と酸化物半
導体膜108との界面における界面準位、並びに酸化物半導体膜108のチャネル領域1
08iに含まれる酸素欠損を低減することが可能である。
化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化ガリウムまたはGa-Zn酸化物
などを用いればよく、単層または積層で設けることができる。本実施の形態では、絶縁膜
104として、窒化シリコン膜と、酸化窒化シリコン膜との積層構造を用いる。このよう
に、絶縁膜104を積層構造として、下層側に窒化シリコン膜を用い、上層側に酸化窒化
シリコン膜を用いることで、酸化物半導体膜108中に効率よく酸素を導入することがで
きる。
酸化物半導体膜108としては、実施の形態1に示す酸化物半導体膜409a、409
b、409cと同様の材料を用いることができる。
絶縁膜110は、トランジスタ100のゲート絶縁膜として機能する。また、絶縁膜1
10は、酸化物半導体膜108、特にチャネル領域108iに酸素を供給する機能を有す
る。例えば、絶縁膜110としては、酸化物絶縁膜または窒化物絶縁膜を単層または積層
して形成することができる。なお、酸化物半導体膜108との界面特性を向上させるため
、絶縁膜110において、酸化物半導体膜108と接する領域は、少なくとも酸化物絶縁
膜を用いて形成することが好ましい。絶縁膜110として、例えば酸化シリコン、酸化窒
化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコンなどを用いればよい。
m以下、または10nm以上250nm以下とすることができる。
(ESR:Electron Spin Resonance)で観察されるシグナルが
少ない方が好ましい。例えば、上述のシグナルとしては、g値が2.001に観察される
E’センターに起因するシグナルが挙げられる。なお、E’センターは、シリコンのダン
グリングボンドに起因する。絶縁膜110としては、E’センター起因のスピン密度が、
3×1017spins/cm3以下、好ましくは5×1016spins/cm3以下
である酸化シリコン膜、または酸化窒化シリコン膜を用いればよい。
ナルが観察される場合がある。当該シグナルは、Nの核スピンにより3つのシグナルに分
裂しており、それぞれのg値が2.037以上2.039以下(第1のシグナルとする)
、g値が2.001以上2.003以下(第2のシグナルとする)、及びg値が1.96
4以上1.966以下(第3のシグナルとする)に観察される。
が、1×1017spins/cm3以上1×1018spins/cm3未満である絶
縁膜を用いると好適である。
形成する。当該準位は、酸化物半導体膜108のエネルギーギャップ内に位置する。その
ため、窒素酸化物(NOx)が、絶縁膜110及び酸化物半導体膜108の界面に拡散す
ると、当該準位が絶縁膜110側において電子をトラップする場合がある。この結果、ト
ラップされた電子が、絶縁膜110及び酸化物半導体膜108界面近傍に留まるため、ト
ランジスタのしきい値電圧をプラス方向にシフトさせてしまう。したがって、絶縁膜11
0としては、窒素酸化物の含有量が少ない膜を用いると、トランジスタのしきい値電圧の
シフトを低減することができる。
を用いることができる。当該酸化窒化シリコン膜は、昇温脱離ガス分析法(TDS:Th
ermal Desorption Spectroscopy)において、窒素酸化物
(NOx)の放出量よりアンモニアの放出量が多い膜であり、代表的にはアンモニアの放
出量が1×1018個/cm3以上5×1019個/cm3以下である。なお、上記のア
ンモニアの放出量は、TDSにおける加熱処理の温度が50℃以上650℃以下、または
50℃以上550℃以下の範囲での総量である。
モニアの放出量が多い絶縁膜を用いることで窒素酸化物(NOx)が低減される。
ms/cm3以下であると好ましい。
たハフニウムシリケート(HfSixOyNz)、窒素が添加されたハフニウムアルミネ
ート(HfAlxOyNz)、酸化ハフニウムなどのhigh-k材料を用いてもよい。
当該high-k材料を用いることでトランジスタのゲートリークを低減できる。
絶縁膜116は、窒素または水素を有する。また、絶縁膜116は、フッ素を有してい
てもよい。絶縁膜116としては、例えば、窒化物絶縁膜が挙げられる。該窒化物絶縁膜
としては、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化フッ化シリコン、
フッ化窒化シリコン等を用いて形成することができる。絶縁膜116に含まれる水素濃度
は、1×1022atoms/cm3以上であると好ましい。また、絶縁膜116は、酸
化物半導体膜108のソース領域108s、及びドレイン領域108dと接する。したが
って、絶縁膜116と接するソース領域108s、及びドレイン領域108d中の不純物
(窒素または水素)濃度が高くなり、ソース領域108s、及びドレイン領域108dの
キャリア密度を高めることができる。
絶縁膜118としては、酸化物絶縁膜を用いることができる。また、絶縁膜118とし
ては、酸化物絶縁膜と、窒化物絶縁膜との積層膜を用いることができる。絶縁膜118と
して、例えば酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、
酸化ハフニウム、酸化ガリウムまたはGa-Zn酸化物などを用いればよい。
ることが好ましい。
m以下とすることができる。
導電膜112、120a、120bとしては、スパッタリング法、真空蒸着法、パルス
レーザー堆積(PLD)法、熱CVD法等を用いて形成することができる。また、導電膜
112、120a、120bとしては、実施の形態1に示す導電膜402、403a、4
03b、403c、405a、405b、405c、405d、407a、407b、4
07c、407d、407e、411a、411b、411c、414a、414b、4
14c、414d、414e、414f、414g、414h、417、420、608
と同様の材料を用いることができる。
ウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウ
ム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、ITSO等の
透光性を有する導電性材料を適用することもできる。また、上記透光性を有する導電性材
料と、上記金属元素の積層構造とすることもできる。
てよい。当該酸化物半導体は、絶縁膜116から窒素または水素が供給されることで、キ
ャリア密度が高くなる。別言すると、酸化物半導体は、酸化物導電体(OC:Oxide
Conductor)として機能する。したがって、酸化物半導体は、ゲート電極とし
て用いることができる。
、または酸化物導電体(OC)と、金属膜との積層構造等が挙げられる。
OC)と遮光性を有する金属膜との積層構造を用いる場合、導電膜112の下方に形成さ
れるチャネル領域108iを遮光することができるため、好適である。また、導電膜11
2として、酸化物半導体または酸化物導電体(OC)と、遮光性を有する金属膜との積層
構造を用いる場合、酸化物半導体または酸化物導電体(OC)上に、金属膜(例えば、チ
タン膜、タングステン膜など)を形成することで、金属膜中の構成元素が酸化物半導体ま
たは酸化物導電体(OC)側に拡散し低抵抗化する、金属膜の成膜時のダメージ(例えば
、スパッタリングダメージなど)により低抵抗化する、あるいは金属膜中に酸化物半導体
または酸化物導電体(OC)中の酸素が拡散することで、酸素欠損が形成され低抵抗化す
る。
たは100nm以上400nm以下とすることができる。
次に、図29(A)(B)(C)に示すトランジスタと異なる構成について、図30(
A)(B)(C)を用いて説明する。
の一点鎖線X1-X2間の断面図であり、図30(C)は図30(A)の一点鎖線Y1-
Y2間の断面図である。
6と、導電膜106上の絶縁膜104と、絶縁膜104上の酸化物半導体膜108と、酸
化物半導体膜108上の絶縁膜110と、絶縁膜110上の導電膜112と、絶縁膜10
4、酸化物半導体膜108、及び導電膜112上の絶縁膜116と、を有する。なお、酸
化物半導体膜108は、導電膜112と重なるチャネル領域108iと、絶縁膜116と
接するソース領域108sと、絶縁膜116と接するドレイン領域108dと、を有する
。
、開口部143と、を有する。
開口部143を介して、導電膜112と、電気的に接続される。よって、導電膜106と
導電膜112には、同じ電位が与えられる。なお、開口部143を設けずに、導電膜10
6と、導電膜112と、に異なる電位を与えてもよい。または、開口部143を設けずに
、導電膜106を遮光膜として用いてもよい。例えば、導電膜106を遮光性の材料によ
り形成することで、チャネル領域108iに照射される下方からの光を抑制することがで
きる。
ボトムゲート電極ともいう)としての機能を有し、導電膜112は、第2のゲート電極(
トップゲート電極ともいう)としての機能を有する。また、絶縁膜104は、第1のゲー
ト絶縁膜としての機能を有し、絶縁膜110は、第2のゲート絶縁膜としての機能を有す
る。
用いることができる。特に導電膜106として、銅を含む材料により形成することで抵抗
を低くすることができるため好適である。例えば、導電膜106を窒化チタン膜、窒化タ
ンタル膜、またはタングステン膜上に銅膜を設ける積層構造とし、導電膜120a、12
0bを窒化チタン膜、窒化タンタル膜、またはタングステン膜上に銅膜を設ける積層構造
とすると好適である。この場合、トランジスタ100Aを表示装置の画素トランジスタ及
び駆動トランジスタのいずれか一方または双方に用いることで、導電膜106と導電膜1
20aとの間に生じる寄生容量、及び導電膜106と導電膜120bとの間に生じる寄生
容量を低くすることができる。したがって、導電膜106、導電膜120a、及び導電膜
120bを、トランジスタ100Aの第1のゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極
として用いるのみならず、表示装置の電源供給用の配線、信号供給用の配線、または接続
用の配線等に用いる事も可能となる。
トランジスタ100と異なり、酸化物半導体膜108の上下にゲート電極として機能する
導電膜を有する構造である。トランジスタ100Aに示すように、本発明の一態様の半導
体装置には、複数のゲート電極を設けてもよい。
機能する導電膜106と、第2のゲート電極として機能する導電膜112のそれぞれと対
向するように位置し、2つのゲート電極として機能する導電膜に挟まれている。
向の長さよりも長く、酸化物半導体膜108のチャネル幅方向全体は、絶縁膜110を介
して導電膜112に覆われている。また、導電膜112と導電膜106とは、絶縁膜10
4、及び絶縁膜110に設けられる開口部143において接続されるため、酸化物半導体
膜108のチャネル幅方向の側面の一方は、絶縁膜110を介して導電膜112と対向し
ている。
膜112は、絶縁膜104、及び絶縁膜110に設けられる開口部143において接続す
ると共に、絶縁膜104、及び絶縁膜110を介して酸化物半導体膜108を取り囲む構
成である。
8を、第1のゲート電極として機能する導電膜106及び第2のゲート電極として機能す
る導電膜112の電界によって電気的に取り囲むことができる。トランジスタ100Aの
ように、第1のゲート電極及び第2のゲート電極の電界によって、チャネル領域が形成さ
れる酸化物半導体膜108を電気的に取り囲むトランジスタのデバイス構造をSurro
unded channel(S-channel)構造と呼ぶことができる。
導電膜112によってチャネルを誘起させるための電界を効果的に酸化物半導体膜108
に印加することができるため、トランジスタ100Aの電流駆動能力が向上し、高いオン
電流特性を得ることが可能となる。また、オン電流を高くすることが可能であるため、ト
ランジスタ100Aを微細化することが可能となる。また、トランジスタ100Aは、酸
化物半導体膜108が導電膜106、及び導電膜112によって取り囲まれた構造を有す
るため、トランジスタ100Aの機械的強度を高めることができる。
部143が形成されていない側に、開口部143と異なる開口部を形成してもよい。
在する一対のゲート電極を有している場合、一方のゲート電極には信号Aが、他方のゲー
ト電極には固定電位Vbが与えられてもよい。また、一方のゲート電極には信号Aが、他
方のゲート電極には信号Bが与えられてもよい。また、一方のゲート電極には固定電位V
aが、他方のゲート電極には固定電位Vbが与えられてもよい。
、電位V1、または電位V2(V1>V2とする)の2種類の電位をとるデジタル信号で
あってもよい。例えば、電位V1を高電源電位とし、電位V2を低電源電位とすることが
できる。信号Aは、アナログ信号であってもよい。
である。固定電位Vbは、電位V1、または電位V2であってもよい。この場合、固定電
位Vbを生成するための電位発生回路を、別途設ける必要がなく好ましい。固定電位Vb
は、電位V1、または電位V2と異なる電位であってもよい。固定電位Vbを低くするこ
とで、しきい値電圧VthAを高くできる場合がある。その結果、ゲートーソース間電圧
Vgsが0Vのときのドレイン電流を低減し、トランジスタを有する回路のリーク電流を
低減できる場合がある。例えば、固定電位Vbを低電源電位よりも低くしてもよい。一方
で、固定電位Vbを高くすることで、しきい値電圧VthAを低くできる場合がある。そ
の結果、ゲート-ソース間電圧Vgsが高電源電位のときのドレイン電流を向上させ、ト
ランジスタを有する回路の動作速度を向上できる場合がある。例えば、固定電位Vbを低
電源電位よりも高くしてもよい。
、電位V3、または電位V4(V3>V4とする)の2種類の電位をとるデジタル信号で
あってもよい。例えば、電位V3を高電源電位とし、電位V4を低電源電位とすることが
できる。信号Bは、アナログ信号であってもよい。
持つ信号であってもよい。この場合、トランジスタのオン電流を向上し、トランジスタを
有する回路の動作速度を向上できる場合がある。このとき、信号Aにおける電位V1及び
電位V2は、信号Bにおける電位V3及び電位V4と、異なっていても良い。例えば、信
号Bが入力されるゲートに対応するゲート絶縁膜が、信号Aが入力されるゲートに対応す
るゲート絶縁膜よりも厚い場合、信号Bの電位振幅(V3-V4)を、信号Aの電位振幅
(V1-V2)より大きくしても良い。そうすることで、トランジスタの導通状態または
非導通状態に対して、信号Aが与える影響と、信号Bが与える影響と、を同程度とするこ
とができる場合がある。
を持つ信号であってもよい。この場合、トランジスタの制御を信号Aと信号Bによって別
々に行うことができ、より高い機能を実現できる場合がある。例えば、トランジスタがn
チャネル型である場合、信号Aが電位V1であり、かつ、信号Bが電位V3である場合の
み導通状態となる場合や、信号Aが電位V2であり、かつ、信号Bが電位V4である場合
のみ非導通状態となる場合には、一つのトランジスタでNAND回路やNOR回路等の機
能を実現できる場合がある。また、信号Bは、しきい値電圧VthAを制御するための信
号であってもよい。例えば、信号Bは、トランジスタを有する回路が動作している期間と
、当該回路が動作していない期間と、で電位が異なる信号であっても良い。信号Bは、回
路の動作モードに合わせて電位が異なる信号であってもよい。この場合、信号Bは信号A
ほど頻繁には電位が切り替わらない場合がある。
グ信号、信号Aの電位を定数倍したアナログ信号、または、信号Aの電位を定数だけ加算
もしくは減算したアナログ信号等であってもよい。この場合、トランジスタのオン電流が
向上し、トランジスタを有する回路の動作速度を向上できる場合がある。信号Bは、信号
Aと異なるアナログ信号であってもよい。この場合、トランジスタの制御を信号Aと信号
Bによって別々に行うことができ、より高い機能を実現できる場合がある。
アナログ信号であり、信号Bがデジタル信号であってもよい。
と同等の素子として機能させることができる場合がある。例えば、トランジスタがnチャ
ネル型である場合、固定電位Vaまたは固定電位Vbを高く(低く)することで、トラン
ジスタの実効抵抗を低く(高く)することができる場合がある。固定電位Va及び固定電
位Vbを共に高く(低く)することで、一つのゲートしか有さないトランジスタによって
得られる実効抵抗よりも低い(高い)実効抵抗が得られる場合がある。
あり、同様の効果を奏する。
次に、図30(A)(B)(C)に示すトランジスタと異なる構成について、図31乃
至図36を用いて説明する。
、トランジスタ100Gの断面図であり、図33(A)(B)は、トランジスタ100H
の断面図であり、図34(A)(B)は、トランジスタ100Jの断面図であり、図35
(A)(B)は、トランジスタ100Kの断面図である。なお、トランジスタ100F、
トランジスタ100G、トランジスタ100H、トランジスタ100J、及びトランジス
タ100Kの上面図としては、図30(A)に示すトランジスタ100Aと同様であるた
め、ここでの説明は省略する。
100J、及びトランジスタ100Kは、先に示すトランジスタ100Aと酸化物半導体
膜108の構造が異なる。それ以外の構成については、先に示すトランジスタ100Aと
同様の構成であり、同様の効果を奏する。
縁膜104上の酸化物半導体膜108_1と、酸化物半導体膜108_1上の酸化物半導
体膜108_2と、酸化物半導体膜108_2上の酸化物半導体膜108_3と、を有す
る。また、チャネル領域108i、ソース領域108s、及びドレイン領域108dは、
それぞれ、酸化物半導体膜108_1、酸化物半導体膜108_2、及び酸化物半導体膜
108_3の3層の積層構造である。
縁膜104上の酸化物半導体膜108_2と、酸化物半導体膜108_2上の酸化物半導
体膜108_3と、を有する。また、チャネル領域108i、ソース領域108s、及び
ドレイン領域108dは、それぞれ、酸化物半導体膜108_2、及び酸化物半導体膜1
08_3の2層の積層構造である。
縁膜104上の酸化物半導体膜108_1と、酸化物半導体膜108_1上の酸化物半導
体膜108_2と、を有する。また、チャネル領域108i、ソース領域108s、及び
ドレイン領域108dは、それぞれ、酸化物半導体膜108_1、及び酸化物半導体膜1
08_2の2層の積層構造である。
縁膜104上の酸化物半導体膜108_1と、酸化物半導体膜108_1上の酸化物半導
体膜108_2と、酸化物半導体膜108_2上の酸化物半導体膜108_3と、を有す
る。また、チャネル領域108iは、酸化物半導体膜108_1、酸化物半導体膜108
_2、及び酸化物半導体膜108_3の3層の積層構造であり、ソース領域108s、及
びドレイン領域108dは、それぞれ、酸化物半導体膜108_1、及び酸化物半導体膜
108_2の2層の積層構造である。なお、トランジスタ100Jのチャネル幅(W)方
向の断面において、酸化物半導体膜108_3が、酸化物半導体膜108_1及び酸化物
半導体膜108_2の側面を覆う。
縁膜104上の酸化物半導体膜108_2と、酸化物半導体膜108_2上の酸化物半導
体膜108_3と、を有する。また、チャネル領域108iは、酸化物半導体膜108_
2、及び酸化物半導体膜108_3の2層の積層構造であり、ソース領域108s、及び
ドレイン領域108dは、それぞれ、酸化物半導体膜108_2の単層構造である。なお
、トランジスタ100Kのチャネル幅(W)方向の断面において、酸化物半導体膜108
_3が、酸化物半導体膜108_2の側面を覆う。
におけるダメージにより欠陥(例えば、酸素欠損)が形成されやすい、あるいは不純物の
付着により汚染されやすい。そのため、チャネル領域108iが実質的に真性であっても
、電界などのストレスが印加されることによって、チャネル領域108iのチャネル幅(
W)方向の側面またはその近傍が活性化され、低抵抗(n型)領域となりやすい。また、
チャネル領域108iのチャネル幅(W)方向の側面またはその近傍がn型領域の場合、
当該n型領域がキャリアのパスとなるため、寄生チャネルが形成される場合がある。
108iを積層構造とし、チャネル領域108iのチャネル幅(W)方向の側面を、積層
構造の一方の層で覆う構成とする。当該構成とすることで、チャネル領域108iの側面
またはその近傍の欠陥を抑制する、あるいはチャネル領域108iの側面またはその近傍
への不純物の付着を低減することが可能となる。
ここで、絶縁膜104、酸化物半導体膜108_1、108_2、108_3、及び絶
縁膜110のバンド構造、絶縁膜104、酸化物半導体膜108_2、108_3、及び
絶縁膜110のバンド構造、並びに絶縁膜104、酸化物半導体膜108_1、108_
2、及び絶縁膜110のバンド構造について、図36(A)(B)(C)を用いて説明す
る。なお、図36(A)(B)(C)は、チャネル領域108iにおけるバンド構造であ
る。
、及び絶縁膜110を有する積層構造の膜厚方向のバンド構造の一例である。また、図3
6(B)は、絶縁膜104、酸化物半導体膜108_2、108_3、及び絶縁膜110
を有する積層構造の膜厚方向のバンド構造の一例である。また、図36(C)は、絶縁膜
104、酸化物半導体膜108_1、108_2、及び絶縁膜110を有する積層構造の
膜厚方向のバンド構造の一例である。なお、バンド構造は、理解を容易にするため絶縁膜
104、酸化物半導体膜108_1、108_2、108_3、及び絶縁膜110の伝導
帯下端のエネルギー準位(Ec)を示す。
導体膜108_1として金属元素の原子数比をIn:Ga:Zn=1:3:2の金属酸化
物ターゲットを用いて形成される酸化物半導体膜を用い、酸化物半導体膜108_2とし
て金属元素の原子数比をIn:Ga:Zn=4:2:4.1の金属酸化物ターゲットを用
いて形成される酸化物半導体膜を用い、酸化物半導体膜108_3として金属元素の原子
数比をIn:Ga:Zn=1:3:2の金属酸化物ターゲットを用いて形成される酸化物
半導体膜を用いる構成のバンド図である。
導体膜108_2として金属元素の原子数比をIn:Ga:Zn=4:2:4.1の金属
酸化物ターゲットを用いて形成される酸化物半導体膜を用い、酸化物半導体膜108_3
として金属元素の原子数比をIn:Ga:Zn=1:3:2の金属酸化物ターゲットを用
いて形成される酸化物半導体膜を用いる構成のバンド図である。
導体膜108_1として金属元素の原子数比をIn:Ga:Zn=1:3:2の金属酸化
物ターゲットを用いて形成される酸化物半導体膜を用い、酸化物半導体膜108_2とし
て金属元素の原子数比をIn:Ga:Zn=4:2:4.1の金属酸化物ターゲットを用
いて形成される酸化物半導体膜を用いる構成のバンド図である。
いて、伝導帯下端のエネルギー準位はなだらかに変化する。また、図36(B)に示すよ
うに、酸化物半導体膜108_2、108_3において、伝導帯下端のエネルギー準位は
なだらかに変化する。また、図36(C)に示すように、酸化物半導体膜108_1、1
08_2において、伝導帯下端のエネルギー準位はなだらかに変化する。換言すると、連
続的に変化または連続接合するともいうことができる。このようなバンド構造を有するた
めには、酸化物半導体膜108_1と酸化物半導体膜108_2との界面、または酸化物
半導体膜108_2と酸化物半導体膜108_3との界面において、トラップ中心や再結
合中心のような欠陥準位を形成するような不純物が存在しないとする。
ロードロック室を備えたマルチチャンバー方式の成膜装置(スパッタリング装置)を用い
て各膜を大気に触れさせることなく連続して積層することが必要となる。
(井戸)となり、上記積層構造を用いたトランジスタにおいて、チャネル領域が酸化物半
導体膜108_2に形成されることがわかる。
化物半導体膜108_2より遠ざけることができる。
下端のエネルギー準位(Ec)より真空準位から遠くなることがあり、トラップ準位に電
子が蓄積しやすくなってしまう。トラップ準位に電子が蓄積されることで、マイナスの固
定電荷となり、トランジスタのしきい値電圧はプラス方向にシフトしてしまう。したがっ
て、トラップ準位が酸化物半導体膜108_2の伝導帯下端のエネルギー準位(Ec)よ
り真空準位に近くなるような構成にすると好ましい。このようにすることで、トラップ準
位に電子が蓄積しにくくなり、トランジスタのオン電流を増大させることが可能であると
共に、電界効果移動度を高めることができる。
導帯下端のエネルギー準位が真空準位に近く、代表的には、酸化物半導体膜108_2の
伝導帯下端のエネルギー準位と、酸化物半導体膜108_1、108_3の伝導帯下端の
エネルギー準位との差が、0.15eV以上、または0.5eV以上、かつ2eV以下、
または1eV以下である。すなわち、酸化物半導体膜108_1、108_3の電子親和
力と、酸化物半導体膜108_2の電子親和力との差が、0.15eV以上、または0.
5eV以上、かつ2eV以下、または1eV以下である。
なわち、酸化物半導体膜108_2は、チャネル領域としての機能を有し、酸化物半導体
膜108_1、108_3は、酸化物絶縁膜としての機能を有する。また、酸化物半導体
膜108_1、108_3は、チャネル領域が形成される酸化物半導体膜108_2を構
成する金属元素の一種以上から構成される酸化物半導体膜を用いると好ましい。このよう
な構成とすることで、酸化物半導体膜108_1と酸化物半導体膜108_2との界面、
または酸化物半導体膜108_2と酸化物半導体膜108_3との界面において、界面散
乱が起こりにくい。従って、該界面においてはキャリアの動きが阻害されないため、トラ
ンジスタの電界効果移動度が高くなる。
ことを防止するため、導電率が十分に低い材料を用いるものとする。そのため、酸化物半
導体膜108_1、108_3を、その物性及び/または機能から、それぞれ酸化物絶縁
膜とも呼べる。または、酸化物半導体膜108_1、108_3には、電子親和力(真空
準位と伝導帯下端のエネルギー準位との差)が酸化物半導体膜108_2よりも小さく、
伝導帯下端のエネルギー準位が酸化物半導体膜108_2の伝導帯下端エネルギー準位と
差分(バンドオフセット)を有する材料を用いるものとする。また、ドレイン電圧の大き
さに依存したしきい値電圧の差が生じることを抑制するためには、酸化物半導体膜108
_1、108_3の伝導帯下端のエネルギー準位が、酸化物半導体膜108_2の伝導帯
下端のエネルギー準位よりも真空準位に近い材料を用いると好適である。例えば、酸化物
半導体膜108_2の伝導帯下端のエネルギー準位と、酸化物半導体膜108_1、10
8_3の伝導帯下端のエネルギー準位との差が、0.2eV以上、好ましくは0.5eV
以上とすることが好ましい。
れないことが好ましい。酸化物半導体膜108_1、108_3の膜中にスピネル型の結
晶構造を含む場合、該スピネル型の結晶構造と他の領域との界面において、導電膜120
a、120bの構成元素が酸化物半導体膜108_2へ拡散してしまう場合がある。なお
、酸化物半導体膜108_1、108_3が後述するCAAC-OSである場合、導電膜
120a、120bの構成元素、例えば、銅元素のブロッキング性が高くなり好ましい。
元素の原子数比をIn:Ga:Zn=1:3:2の金属酸化物ターゲットを用いて形成さ
れる酸化物半導体膜を用いる構成について例示したが、これに限定されない。例えば、酸
化物半導体膜108_1、108_3として、In:Ga:Zn=1:1:1[原子数比
]、In:Ga:Zn=1:1:1.2[原子数比]、In:Ga:Zn=1:3:4[
原子数比]、In:Ga:Zn=1:3:6[原子数比]、In:Ga:Zn=1:4:
5[原子数比]、In:Ga:Zn=1:5:6[原子数比]、またはIn:Ga:Zn
=1:10:1[原子数比]の金属酸化物ターゲットを用いて形成される酸化物半導体膜
を用いてもよい。あるいは、酸化物半導体膜108_1、108_3として、金属元素の
原子数比をGa:Zn=10:1の金属酸化物ターゲットを用いて形成される酸化物半導
体膜を用いてもよい。この場合、酸化物半導体膜108_2として金属元素の原子数比を
In:Ga:Zn=1:1:1の金属酸化物ターゲットを用いて形成される酸化物半導体
膜を用い、酸化物半導体膜108_1、108_3として金属元素の原子数比をGa:Z
n=10:1の金属酸化物ターゲットを用いて形成される酸化物半導体膜を用いると、酸
化物半導体膜108_2の伝導帯下端のエネルギー準位と、酸化物半導体膜108_1、
108_3の伝導帯下端のエネルギー準位との差を0.6eV以上とすることができるた
め好適である。
[原子数比]の金属酸化物ターゲットを用いる場合、酸化物半導体膜108_1、108
_3は、In:Ga:Zn=1:β1(0<β1≦2):β2(0<β2≦2)となる場
合がある。また、酸化物半導体膜108_1、108_3として、In:Ga:Zn=1
:3:4[原子数比]の金属酸化物ターゲットを用いる場合、酸化物半導体膜108_1
、108_3は、In:Ga:Zn=1:β3(1≦β3≦5):β4(2≦β4≦6)
となる場合がある。また、酸化物半導体膜108_1、108_3として、In:Ga:
Zn=1:3:6[原子数比]の金属酸化物ターゲットを用いる場合、酸化物半導体膜1
08_1、108_3は、In:Ga:Zn=1:β5(1≦β5≦5):β6(4≦β
6≦8)となる場合がある。
合わせて用いることができる。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置に用いることのできるトランジスタにつ
いて、詳細に説明する。
いて説明する。
図37(A)は、トランジスタ300Aの上面図であり、図37(B)は、図37(A
)に示す一点鎖線X1-X2間における切断面の断面図に相当し、図37(C)は、図3
7(A)に示す一点鎖線Y1-Y2間における切断面の断面図に相当する。なお、図37
(A)において、煩雑になることを避けるため、トランジスタ300Aの構成要素の一部
(ゲート絶縁膜として機能する絶縁膜等)を省略して図示している。また、一点鎖線X1
-X2方向をチャネル長方向、一点鎖線Y1-Y2方向をチャネル幅方向と呼称する場合
がある。なお、トランジスタの上面図においては、以降の図面においても図37(A)と
同様に、構成要素の一部を省略して図示する場合がある。
基板302及び導電膜304上の絶縁膜306と、絶縁膜306上の絶縁膜307と、絶
縁膜307上の酸化物半導体膜308と、酸化物半導体膜308に電気的に接続されるソ
ース電極として機能する導電膜312aと、酸化物半導体膜308に電気的に接続される
ドレイン電極として機能する導電膜312bと、を有する。また、トランジスタ300A
上、より詳しくは、導電膜312a、312b及び酸化物半導体膜308上には絶縁膜3
14、316、及び絶縁膜318が設けられる。絶縁膜314、316、318は、トラ
ンジスタ300Aの保護絶縁膜としての機能を有する。
図38(A)は、トランジスタ300Bの上面図であり、図38(B)は、図38(A
)に示す一点鎖線X1-X2間における切断面の断面図に相当し、図38(C)は、図3
8(A)に示す一点鎖線Y1-Y2間における切断面の断面図に相当する。
基板302及び導電膜304上の絶縁膜306と、絶縁膜306上の絶縁膜307と、絶
縁膜307上の酸化物半導体膜308と、酸化物半導体膜308上の絶縁膜314と、絶
縁膜314上の絶縁膜316と、絶縁膜314及び絶縁膜316に設けられる開口部34
1aを介して酸化物半導体膜308に電気的に接続されるソース電極として機能する導電
膜312aと、絶縁膜314及び絶縁膜316に設けられる開口部341bを介して酸化
物半導体膜308に電気的に接続されるドレイン電極として機能する導電膜312bと、
を有する。また、トランジスタ300B上、より詳しくは、導電膜312a、312b、
及び絶縁膜316上には絶縁膜318が設けられる。絶縁膜314及び絶縁膜316は、
酸化物半導体膜308の保護絶縁膜としての機能を有する。絶縁膜318は、トランジス
タ300Bの保護絶縁膜としての機能を有する。
(A)(B)(C)に示すトランジスタ300Bは、チャネル保護型の構造である。
図39(A)は、トランジスタ300Cの上面図であり、図39(B)は、図39(A
)に示す一点鎖線X1-X2間における切断面の断面図に相当し、図39(C)は、図3
9(A)に示す一点鎖線Y1-Y2間における切断面の断面図に相当する。
縁膜314、316の形状が相違する。具体的には、トランジスタ300Cの絶縁膜31
4、316は、酸化物半導体膜308のチャネル領域上に島状に設けられる。その他の構
成は、トランジスタ300Bと同様である。
図40(A)は、トランジスタ300Dの上面図であり、図40(B)は、図40(A
)に示す一点鎖線X1-X2間における切断面の断面図に相当し、図40(C)は、図4
0(A)に示す一点鎖線Y1-Y2間における切断面の断面図に相当する。
4と、基板302及び導電膜304上の絶縁膜306と、絶縁膜306上の絶縁膜307
と、絶縁膜307上の酸化物半導体膜308と、酸化物半導体膜308上の絶縁膜314
と、絶縁膜314上の絶縁膜316と、酸化物半導体膜308に電気的に接続されるソー
ス電極として機能する導電膜312aと、酸化物半導体膜308に電気的に接続されるド
レイン電極として機能する導電膜312bと、導電膜312a、312b及び絶縁膜31
6上の絶縁膜318と、絶縁膜318上の導電膜320a、320bと、を有する。
タ300Dの第2のゲート絶縁膜としての機能を有する。また、トランジスタ300Dに
おいて、導電膜320aは、表示装置に用いる画素電極としての機能を有する。また、導
電膜320aは、絶縁膜314、316、318に設けられる開口部342cを介して、
導電膜312bと接続される。また、トランジスタ300Dにおいて、導電膜320bは
、第2のゲート電極(バックゲート電極ともいう)として機能する。
316、318に設けられる開口部342a、342bにおいて、第1のゲート電極とし
て機能する導電膜304に接続される。よって、導電膜320bと導電膜304とは、同
じ電位が与えられる。
20bと導電膜304を接続する構成について例示したが、これに限定されない。例えば
、開口部342aまたは開口部342bのいずれか一方の開口部のみを形成し、導電膜3
20bと導電膜304を接続する構成、または開口部342a及び開口部342bを設け
ずに、導電膜320bと導電膜304を接続しない構成としてもよい。なお、導電膜32
0bと導電膜304とを接続しない構成の場合、導電膜320bと導電膜304には、そ
れぞれ異なる電位を与えることができる。
また、図37(A)(B)(C)に示すトランジスタ300Aが有する酸化物半導体膜
308を複数の積層構造としてもよい。その場合の一例を図41(A)(B)(C)(D
)に示す。
、トランジスタ300Fの断面図である。なお、トランジスタ300E、300Fの上面
図としては、図37(A)に示すトランジスタ300Aと同様である。
化物半導体膜308_1と、酸化物半導体膜308_2と、酸化物半導体膜308_3と
、を有する。また、図41(C)(D)に示すトランジスタ300Fが有する酸化物半導
体膜308は、酸化物半導体膜308_2と、酸化物半導体膜308_3と、を有する。
導体膜308_1、酸化物半導体膜308_2、酸化物半導体膜308_3、導電膜31
2a、312b、絶縁膜314、絶縁膜316、絶縁膜318、及び導電膜320a、3
20bとしては、それぞれ先の実施の形態3に記載の導電膜106、絶縁膜116、絶縁
膜314、酸化物半導体膜108、酸化物半導体膜108_1、酸化物半導体膜108_
2、酸化物半導体膜108_3、導電膜120a、120b、絶縁膜104、絶縁膜11
8、導電膜112の材料及び形成方法を用いることで、形成することができる。
合わせて用いてもよい。
ることができる。
本実施の形態においては、酸化物半導体の構造等について、図42乃至図46を参照し
て説明する。
酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体と、に分け
られる。非単結晶酸化物半導体としては、CAAC-OS(c-axis-aligne
d crystalline oxide semiconductor)、多結晶酸化
物半導体、nc-OS(nanocrystalline oxide semicon
ductor)、擬似非晶質酸化物半導体(a-like OS:amorphous-
like oxide semiconductor)および非晶質酸化物半導体などが
ある。
半導体と、に分けられる。結晶性酸化物半導体としては、単結晶酸化物半導体、CAAC
-OS、多結晶酸化物半導体およびnc-OSなどがある。
置が固定化していない、結合角度が柔軟である、短距離秩序は有するが長距離秩序を有さ
ない、などといわれている。
ous)酸化物半導体とは呼べない。また、等方的でない(例えば、微小な領域において
周期構造を有する)酸化物半導体を、完全な非晶質酸化物半導体とは呼べない。一方、a
-like OSは、等方的でないが、鬆(ボイドともいう。)を有する不安定な構造で
ある。不安定であるという点では、a-like OSは、物性的に非晶質酸化物半導体
に近い。
まずは、CAAC-OSについて説明する。
半導体の一種である。
解析した場合について説明する。例えば、空間群R-3mに分類されるInGaZnO4
の結晶を有するCAAC-OSに対し、out-of-plane法による構造解析を行
うと、図42(A)に示すように回折角(2θ)が31°近傍にピークが現れる。このピ
ークは、InGaZnO4の結晶の(009)面に帰属されることから、CAAC-OS
では、結晶がc軸配向性を有し、c軸がCAAC-OSの膜を形成する面(被形成面とも
いう。)、または上面に略垂直な方向を向いていることが確認できる。なお、2θが31
°近傍のピークの他に、2θが36°近傍にもピークが現れる場合がある。2θが36°
近傍のピークは、空間群Fd-3mに分類される結晶構造に起因する。そのため、CAA
C-OSは、該ピークを示さないことが好ましい。
ane法による構造解析を行うと、2θが56°近傍にピークが現れる。このピークは、
InGaZnO4の結晶の(110)面に帰属される。そして、2θを56°近傍に固定
し、試料面の法線ベクトルを軸(φ軸)として試料を回転させながら分析(φスキャン)
を行っても、図42(B)に示すように明瞭なピークは現れない。一方、単結晶InGa
ZnO4に対し、2θを56°近傍に固定してφスキャンした場合、図42(C)に示す
ように(110)面と等価な結晶面に帰属されるピークが6本観察される。したがって、
XRDを用いた構造解析から、CAAC-OSは、a軸およびb軸の配向が不規則である
ことが確認できる。
ZnO4の結晶を有するCAAC-OSに対し、CAAC-OSの被形成面に平行にプロ
ーブ径が300nmの電子線を入射させると、図42(D)に示すような回折パターン(
制限視野電子回折パターンともいう。)が現れる場合がある。この回折パターンには、I
nGaZnO4の結晶の(009)面に起因するスポットが含まれる。したがって、電子
回折によっても、CAAC-OSに含まれるペレットがc軸配向性を有し、c軸が被形成
面または上面に略垂直な方向を向いていることがわかる。一方、同じ試料に対し、試料面
に垂直にプローブ径が300nmの電子線を入射させたときの回折パターンを図42(E
)に示す。図42(E)より、リング状の回折パターンが確認される。したがって、プロ
ーブ径が300nmの電子線を用いた電子回折によっても、CAAC-OSに含まれるペ
レットのa軸およびb軸は配向性を有さないことがわかる。なお、図42(E)における
第1リングは、InGaZnO4の結晶の(010)面および(100)面などに起因す
る。また、図42(E)における第2リングは(110)面などに起因する。
icroscope)によって、CAAC-OSの明視野像と回折パターンとの複合解析
像(高分解能TEM像ともいう。)を観察すると、複数のペレットを確認することができ
る。一方、高分解能TEM像であってもペレット同士の境界、即ち結晶粒界(グレインバ
ウンダリーともいう。)を明確に確認することができない場合がある。そのため、CAA
C-OSは、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。
TEM像を示す。高分解能TEM像の観察には、球面収差補正(Spherical A
berration Corrector)機能を用いた。球面収差補正機能を用いた高
分解能TEM像を、特にCs補正高分解能TEM像と呼ぶ。Cs補正高分解能TEM像は
、例えば、日本電子株式会社製原子分解能分析電子顕微鏡JEM-ARM200Fなどに
よって観察することができる。
ができる。ペレット一つの大きさは1nm以上のものや、3nm以上のものがあることが
わかる。したがって、ペレットを、ナノ結晶(nc:nanocrystal)と呼ぶこ
ともできる。また、CAAC-OSを、CANC(C-Axis Aligned na
nocrystals)を有する酸化物半導体と呼ぶこともできる。ペレットは、CAA
C-OSの被形成面または上面の凹凸を反映しており、CAAC-OSの被形成面または
上面と平行となる。
C-OSの平面のCs補正高分解能TEM像を示す。図43(D)および図43(E)は
、それぞれ図43(B)および図43(C)を画像処理した像である。以下では、画像処
理の方法について説明する。まず、図43(B)を高速フーリエ変換(FFT:Fast
Fourier Transform)処理することでFFT像を取得する。次に、取
得したFFT像において原点を基準に、2.8nm-1から5.0nm-1の間の範囲を
残すマスク処理する。次に、マスク処理したFFT像を、逆高速フーリエ変換(IFFT
:Inverse Fast Fourier Transform)処理することで画
像処理した像を取得する。こうして取得した像をFFTフィルタリング像と呼ぶ。FFT
フィルタリング像は、Cs補正高分解能TEM像から周期成分を抜き出した像であり、格
子配列を示している。
、一つのペレットである。そして、破線で示した箇所がペレットとペレットとの連結部で
ある。破線は、六角形状であるため、ペレットが六角形状であることがわかる。なお、ペ
レットの形状は、正六角形状とは限らず、非正六角形状である場合が多い。
線で示し、格子配列の向きを破線で示している。点線近傍においても、明確な結晶粒界を
確認することはできない。点線近傍の格子点を中心に周囲の格子点を繋ぐと、歪んだ六角
形、歪んだ五角形、または歪んだ七角形などが形成できる。即ち、格子配列を歪ませるこ
とによって結晶粒界の形成を抑制していることがわかる。これは、CAAC-OSが、a
-b面方向において原子配列が稠密でないことや、金属元素が置換することで原子間の結
合距離が変化することなどによって、歪みを許容することができるためと考えられる。
複数のペレット(ナノ結晶)が連結し、歪みを有した結晶構造となっている。よって、C
AAC-OSを、CAA crystal(c-axis-aligned a-b-p
lane-anchored crystal)を有する酸化物半導体と称することもで
きる。
混入や欠陥の生成などによって低下する場合があるため、CAAC-OSは不純物や欠陥
(酸素欠損など)の少ない酸化物半導体ともいえる。
属元素などがある。例えば、シリコンなどの、酸化物半導体を構成する金属元素よりも酸
素との結合力の強い元素は、酸化物半導体から酸素を奪うことで酸化物半導体の原子配列
を乱し、結晶性を低下させる要因となる。また、鉄やニッケルなどの重金属、アルゴン、
二酸化炭素などは、原子半径(または分子半径)が大きいため、酸化物半導体の原子配列
を乱し、結晶性を低下させる要因となる。
ある。例えば、酸化物半導体に含まれる不純物は、キャリアトラップとなる場合や、キャ
リア発生源となる場合がある。例えば、酸化物半導体中の酸素欠損は、キャリアトラップ
となる場合や、水素を捕獲することによってキャリア発生源となる場合がある。
ある。具体的には、8×1011cm-3未満、好ましくは1×1011cm-3未満、
さらに好ましくは1×1010cm-3未満であり、1×10-9cm-3以上のキャリ
ア密度の酸化物半導体とすることができる。そのような酸化物半導体を、高純度真性また
は実質的に高純度真性な酸化物半導体と呼ぶ。CAAC-OSは、不純物濃度が低く、欠
陥準位密度が低い。即ち、安定な特性を有する酸化物半導体であるといえる。
次に、nc-OSについて説明する。
し、out-of-plane法による構造解析を行うと、配向性を示すピークが現れな
い。即ち、nc-OSの結晶は配向性を有さない。
mの領域に対し、被形成面に平行にプローブ径が50nmの電子線を入射させると、図4
4(A)に示すようなリング状の回折パターン(ナノビーム電子回折パターン)が観測さ
れる。また、同じ試料にプローブ径が1nmの電子線を入射させたときの回折パターン(
ナノビーム電子回折パターン)を図44(B)に示す。図44(B)より、リング状の領
域内に複数のスポットが観測される。したがって、nc-OSは、プローブ径が50nm
の電子線を入射させることでは秩序性が確認されないが、プローブ径が1nmの電子線を
入射させることでは秩序性が確認される。
、図44(C)に示すように、スポットが略正六角状に配置された電子回折パターンが観
測される場合がある。したがって、厚さが10nm未満の範囲において、nc-OSが秩
序性の高い領域、即ち結晶を有することがわかる。なお、結晶が様々な方向を向いている
ため、規則的な電子回折パターンが観測されない領域もある。
分解能TEM像を示す。nc-OSは、高分解能TEM像において、補助線で示す箇所な
どのように結晶部を確認することのできる領域と、明確な結晶部を確認することのできな
い領域と、を有する。nc-OSに含まれる結晶部は、1nm以上10nm以下の大きさ
であり、特に1nm以上3nm以下の大きさであることが多い。なお、結晶部の大きさが
10nmより大きく100nm以下である酸化物半導体を微結晶酸化物半導体(micr
o crystalline oxide semiconductor)と呼ぶことが
ある。nc-OSは、例えば、高分解能TEM像では、結晶粒界を明確に確認できない場
合がある。なお、ナノ結晶は、CAAC-OSにおけるペレットと起源を同じくする可能
性がある。そのため、以下ではnc-OSの結晶部をペレットと呼ぶ場合がある。
に1nm以上3nm以下の領域)において原子配列に周期性を有する。また、nc-OS
は、異なるペレット間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見
られない。したがって、nc-OSは、分析方法によっては、a-like OSや非晶
質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。
、RANC(Random Aligned nanocrystals)を有する酸化
物半導体、またはNANC(Non-Aligned nanocrystals)を有
する酸化物半導体と呼ぶこともできる。
、nc-OSは、a-like OSや非晶質酸化物半導体よりも欠陥準位密度が低くな
る。ただし、nc-OSは、異なるペレット間で結晶方位に規則性が見られない。そのた
め、nc-OSは、CAAC-OSと比べて欠陥準位密度が高くなる。
a-like OSは、nc-OSと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する酸化物
半導体である。
は電子照射開始時におけるa-like OSの高分解能断面TEM像である。図45(
B)は4.3×108e-/nm2の電子(e-)照射後におけるa-like OSの
高分解能断面TEM像である。図45(A)および図45(B)より、a-like O
Sは電子照射開始時から、縦方向に延伸する縞状の明領域が観察されることがわかる。ま
た、明領域は、電子照射後に形状が変化することがわかる。なお、明領域は、鬆または低
密度領域と推測される。
e OSが、CAAC-OSおよびnc-OSと比べて不安定な構造であることを示すた
め、電子照射による構造の変化を示す。
れの試料もIn-Ga-Zn酸化物である。
料は、いずれも結晶部を有する。
-O層を6層有する、計9層がc軸方向に層状に重なった構造を有することが知られてい
る。これらの近接する層同士の間隔は、(009)面の格子面間隔(d値ともいう。)と
同程度であり、結晶構造解析からその値は0.29nmと求められている。したがって、
以下では、格子縞の間隔が0.28nm以上0.30nm以下である箇所を、InGaZ
nO4の結晶部と見なした。なお、格子縞は、InGaZnO4の結晶のa-b面に対応
する。
る。なお、上述した格子縞の長さを結晶部の大きさとしている。図46より、a-lik
e OSは、TEM像の取得などに係る電子の累積照射量に応じて結晶部が大きくなって
いくことがわかる。図46より、TEMによる観察初期においては1.2nm程度の大き
さだった結晶部(初期核ともいう。)が、電子(e-)の累積照射量が4.2×108e
-/nm2においては1.9nm程度の大きさまで成長していることがわかる。一方、n
c-OSおよびCAAC-OSは、電子照射開始時から電子の累積照射量が4.2×10
8e-/nm2までの範囲で、結晶部の大きさに変化が見られないことがわかる。図46
より、電子の累積照射量によらず、nc-OSおよびCAAC-OSの結晶部の大きさは
、それぞれ1.3nm程度および1.8nm程度であることがわかる。なお、電子線照射
およびTEMの観察は、日立透過電子顕微鏡H-9000NARを用いた。電子線照射条
件は、加速電圧を300kV、電流密度を6.7×105e-/(nm2・s)、照射領
域の直径を230nmとした。
ある。一方、nc-OSおよびCAAC-OSは、電子照射による結晶部の成長がほとん
ど見られない。即ち、a-like OSは、nc-OSおよびCAAC-OSと比べて
、不安定な構造であることがわかる。
べて密度の低い構造である。具体的には、a-like OSの密度は、同じ組成の単結
晶の密度の78.6%以上92.3%未満である。また、nc-OSの密度およびCAA
C-OSの密度は、同じ組成の単結晶の密度の92.3%以上100%未満である。単結
晶の密度の78%未満である酸化物半導体は、成膜すること自体が困難である。
菱面体晶構造を有する単結晶InGaZnO4の密度は6.357g/cm3である。よ
って、例えば、In:Ga:Zn=1:1:1[原子数比]を満たす酸化物半導体におい
て、a-like OSの密度は5.0g/cm3以上5.9g/cm3未満である。ま
た、例えば、In:Ga:Zn=1:1:1[原子数比]を満たす酸化物半導体において
、nc-OSの密度およびCAAC-OSの密度は5.9g/cm3以上6.3g/cm
3未満である。
わせることにより、所望の組成における単結晶に相当する密度を見積もることができる。
所望の組成の単結晶に相当する密度は、組成の異なる単結晶を組み合わせる割合に対して
、加重平均を用いて見積もればよい。ただし、密度は、可能な限り少ない種類の単結晶を
組み合わせて見積もることが好ましい。
なお、酸化物半導体は、例えば、非晶質酸化物半導体、a-like OS、nc-OS
、CAAC-OSのうち、二種以上を有する積層膜であってもよい。
いることができる。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を有する表示モジュール及び電子機器に
ついて、図47乃至図50を用いて説明を行う。
図47に示す表示モジュール8000は、上部カバー8001と下部カバー8002と
の間に、FPC8003が接続されたタッチパネル8004、FPC8005が接続され
た表示パネル8006、フレーム8009、プリント基板8010、バッテリ8011を
有する。
8006のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
8006に重畳して用いることができる。また、表示パネル8006の対向基板(封止基
板)に、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。また、表示パネル8
006の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチパネルとすることも可能である。
作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレ
ーム8009は、放熱板としての機能を有していてもよい。
号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であって
も良いし、別途設けたバッテリ8011による電源であってもよい。バッテリ8011は
、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
加して設けてもよい。
図48(A)乃至図48(E)、及び図49(A)乃至図49(E)は、電子機器を示
す図である。これらの電子機器は、筐体9000、表示部9001、カメラ9002、ス
ピーカ9003、操作キー9005(電源スイッチ、又は操作スイッチを含む)、接続端
子9006、センサ9007(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、
光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、
流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの)、マイクロフォ
ン9008等を有する。
、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像
など)を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを
表示する機能、様々なソフトウェア(プログラム)によって処理を制御する機能、無線通
信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通
信機能を用いて様々なデータの送信または受信を行う機能、記録媒体に記録されているプ
ログラムまたはデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。な
お、図48(A)乃至図48(E)、及び図49(A)乃至図49(E)に示す電子機器
が有する機能はこれらに限定されず、その他の機能を有していてもよい。
詳細について、以下説明を行う。
100は、表示部9001を大画面、例えば、50インチ以上、80インチ以上、または
100インチ以上の表示部9001を組み込むことが可能である。
48(D)は携帯情報端末9103を、図48(E)は携帯情報端末9104を、それぞ
れ示す斜視図である。
から選ばれた一つ又は複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとして用いるこ
とができる。なお、図示していないが、携帯情報端末9101には、スピーカ9003、
接続端子9006、センサ9007等を設けてもよい。また、携帯情報端末9101は、
文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。例えば、3つの操作ボタン90
50(操作アイコンまたは単にアイコンともいう)を表示部9001の一の面に表示する
ことができる。また、破線の矩形で示す情報9051を表示部9001の他の面(例えば
、側面)に表示することができる。なお、情報9051の一例としては、電子メールやS
NS(ソーシャル・ネットワーキング・サービス)や電話などの着信を知らせる表示、電
子メールやSNSなどの題名、電子メールやSNSなどの送信者名、日時、時刻、バッテ
リの残量、受信信号の強度などがある。または、情報9051が表示されている位置に、
情報9051の代わりに、操作ボタン9050などを表示してもよい。また、携帯情報端
末9101が有する表示部9001は、一部に曲面を有する。
する機能を有する。ここでは、情報9052、情報9053、情報9054がそれぞれ異
なる面に表示されている例を示す。例えば、携帯情報端末9102の使用者は、洋服の胸
ポケットに携帯情報端末9102を収納した状態で、その表示(ここでは情報9053)
を確認することができる。具体的には、着信した電話の発信者の電話番号又は氏名等を、
携帯情報端末9102の上方から観察できる位置に表示する。使用者は、携帯情報端末9
102をポケットから取り出すことなく、表示を確認し、電話を受けるか否かを判断でき
る。また、携帯情報端末9102が有する表示部9001は、一部に曲面を有する。
2と異なり、表示部9001が曲面を有さない構成である。
また、図48(E)に図示するように、携帯情報端末9104にカメラ9002を設け、
静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を記録媒体(外部またはカメ
ラに内蔵)に保存する機能、撮影した画像を表示部9001に表示する機能等を有すると
好ましい。
報端末9201を、それぞれ示す斜視図である。
成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーション
を実行することができる。また、表示部9001はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲
した表示面に沿って表示を行うことができる。また、携帯情報端末9200は、通信規格
された近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセット
と相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端
末9200は、接続端子9006を有し、他の情報端末とコネクターを介して直接データ
のやりとりを行うことができる。また接続端子9006を介して充電を行うこともできる
。なお、充電動作は接続端子9006を介さずに無線給電により行ってもよい。
と異なり、表示部9001の表示面が湾曲していない。また、携帯情報端末9201の表
示部の外形が非矩形状(図49(B)においては円形状)である。
る。なお、図49(C)が携帯情報端末9202を展開した状態の斜視図であり、図49
(D)が携帯情報端末9202を展開した状態または折り畳んだ状態の一方から他方に変
化する途中の状態の斜視図であり、図49(E)が携帯情報端末9202を折り畳んだ状
態の斜視図である。
目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末9202が有する表示
部9001は、ヒンジ9055によって連結された3つの筐体9000に支持されている
。ヒンジ9055を介して2つの筐体9000間を屈曲させることにより、携帯情報端末
9202を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。例え
ば、携帯情報端末9202は、曲率半径1mm以上150mm以下で曲げることができる
。
。
ある。なお、図50(A)は、複数の表示パネルが巻き取られた形態の斜視図であり、図
50(B)は、複数の表示パネルが展開された状態の斜視図である。
511と、軸受部9512と、を有する。また、複数の表示パネル9501は、表示領域
9502と、透光性を有する領域9503と、を有する。
ル9501は、それらの一部が互いに重なるように設けられる。例えば、隣接する2つの
表示パネル9501の透光性を有する領域9503を重ね合わせることができる。複数の
表示パネル9501を用いることで、大画面の表示装置とすることができる。また、使用
状況に応じて、表示パネル9501を巻き取ることが可能であるため、汎用性に優れた表
示装置とすることができる。
1で離間する状態を図示しているが、これに限定されず、例えば、隣接する表示パネル9
501の表示領域9502を隙間なく重ねあわせることで、連続した表示領域9502と
してもよい。
きる。
ることを特徴とする。ただし、本発明の一態様の半導体装置は、表示部を有さない電子機
器にも適用することができる。
ができる。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を有する情報処理装置の構成について、
図51(A)(B)を参照して説明する。
するブロック図であり、図51(B)は操作されている情報処理装置9600の状態を説
明する模式図である。
の構成は明確に分離できず、一つの構成が他の構成を兼ねる場合や他の構成の一部を含む
場合がある。
情報処理装置9600は、演算装置9610と、入出力装置9620とを有する。
演算装置9610は、演算部9611と、記憶部9612と、伝送路9614と、入出
力インターフェース9615と、を有する。
演算部9611は、プログラムを実行する機能を有する。
記憶部9612は、演算部9611が実行するプログラム、初期情報、設定情報または
画像等を記憶する機能を有する。具体的には、ハードディスク、フラッシュメモリまたは
酸化物半導体を含むトランジスタを用いたメモリ等を用いることができる。
演算部9611が実行するプログラムは、例えば、以下の3つのステップを有する。図
51(B)を用いて、3つのステップについて説明する。
する画像よりも輝度が高められた画像(画像情報Q1)を生成する。
る。具体的には、第1の領域9681の形状を楕円状、円形状、多角形状または矩形状等
にすることができる。例えば、位置情報P1を含む半径60cm以下好ましくは5cm以
上30cm以下の範囲を第1の領域9681に決定する。
が高められた画像を生成する方法としては、第1の領域9681に表示する画像の輝度を
、他の領域に表示する画像の輝度の110%以上好ましくは120%以上200%以下に
高める。または、第1の領域9681に表示する画像の輝度の平均を、他の領域に表示す
る画像の輝度の平均の110%以上好ましくは120%以上200%以下に高める。
づいて第1の領域9681に表示する画像として、他の領域に表示する画像よりも輝度が
高められた画像情報Q1を生成することができる。その結果、操作者は操作を快適に行う
ことが可能となり、利便性に優れた情報処理装置9600を提供することができる。
入出力インターフェース9615は、端子または配線を有する。また、入出力インター
フェース9615は、情報を供給する機能と、情報を供給される機能とを有する。例えば
、入出力インターフェース9615は、伝送路9614及び入出力装置9620のいずれ
か一方または双方と電気的に接続することができる。
伝送路9614は配線を有する。また、伝送路9614は、情報を供給する機能と、情
報を供給される機能とを有する。例えば、伝送路9614は、演算部9611、記憶部9
612または入出力インターフェース9615と電気的に接続することができる。
入出力装置9620は、表示部9630と、入力部9640と、検知部9650と、通
信部9690と、を有する。
表示部9630は表示パネルを有する。当該表示パネルは、画素を有し、画素は反射型
の表示素子と、透過型の発光素子とを有する構成とすればよい。また、画像情報を用いて
反射型の表示素子の反射率を高め、表示する画像の輝度を高めることができる。または、
画像情報を用いて発光素子の輝度を高め、表示する画像の輝度を高めることができる。す
なわち、表示部9630に、本発明の一態様の表示装置を好適に用いることができる。
入力部9640は入力パネルを有する。例えば、入力パネルは、近接センサを有する。
当該近接センサは、ポインタ9682を検知する機能を有する。なお、ポインタ9682
は、指やスタイラスペン等を用いればよい。また、当該スタイラスペンとしては、発光ダ
イオード等の発光素子、金属片またはコイル等用いればよい。
線検知型の近接センサ、光電変換素子を用いた近接センサ等を用いればよい。
を有する。例えば、入力パネルの互いに異なる領域に複数の導電膜を配設し、ポインタ9
682に用いられる指等が近接する領域を、導電膜に寄生する容量の変化に基づいて特定
し、位置情報を決定できる。
を有する。例えば、入力パネルの互いに異なる領域に複数の発振回路を配設し、ポインタ
9682に用いるスタイラスペン等に配設された金属片やコイル等が近接する領域を、発
振回路の回路定数の変化に基づいて特定し、位置情報を決定できる。
ネルの互いに異なる領域に複数の光電変換素子を配設し、ポインタ9682に用いるスタ
イラスペン等に配設された発光素子が近接する領域を、光電変換素子の起電力の変化に基
づいて特定し、位置情報を決定できる。
検知部9650としては、環境の明るさを検知する照度センサや人感センサ等を用いれ
ばよい。
通信部9690は、ネットワークに情報を供給し、ネットワークから情報を取得する機
能を有する。
はスマートテレビジョンシステム等に用いることができる。
る。
す。なお、本実施例においては、発光素子1乃至発光素子3を作製した。
、発光素子3の断面模式図を図52(C)に、それぞれ示す。また、発光素子1乃至発光
素子3の素子構造の詳細を表1に、使用した化合物の構造と略称を以下に示す。
まず、基板702上に下部電極704として、ITSO膜をスパッタリング法により成
膜した。なお、下部電極704の膜厚を70nmとし、下部電極704の面積を4mm2
(2mm×2mm)とした。
し、200℃で1時間焼成した後、下部電極704の表面に対し、UVオゾン処理を37
0秒行った。
真空蒸着装置内の加熱室において、170℃で60分間の真空焼成を行った後、基板70
2を30分程度放冷した。
内に設けられたホルダーに固定した。
10a、発光層710b、電子輸送層733(1)、電子輸送層733(2)、電子注入
層734、上部電極714を順次形成した。詳細な作製方法を以下に記す。
を形成した。正孔注入層731としては、9-[4-(9-フェニル-9H-カルバゾー
ル-3-イル)フェニル]フェナントレン(略称:PCPPn)と酸化モリブデンとを、
PCPPn:酸化モリブデン=2:1(重量比)となるように共蒸着した。なお、正孔注
入層731の膜厚を35nmとした。
、PCPPnを蒸着した。なお、正孔輸送層732の膜厚を20nmとした。
-[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)と、N-(1,1’-ビフェニル
-4-イル)-9,9-ジメチル-N-[4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3
-イル)フェニル]-9H-フルオレン-2-アミン(略称:PCBBiF)と、ビス{
4,6-ジメチル-2-[5-(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}(2,4-ペンタンジオナト-κ
2O,O’)イリジウム(III)(略称:Ir(dmdppr-dmp)2(acac
))とを、2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:Ir(dmdppr-dmp)
2(acac)=0.8:0.2:0.06(重量比)となるよう共蒸着した。なお、発
光層710aの膜厚を30nmとした。また、発光層710aにおいて、2mDBTBP
DBq-IIがホスト材料であり、PCBBiFがアシスト材料であり、Ir(dmdp
pr-dmp)2(acac)が燐光材料(ゲスト材料)である。
[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)と、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)とを、cgDBCzPA:1,6BnfAPrn-03
=1:0.05(重量比)となるように共蒸着した。また、発光層710bの膜厚を25
nmとした。また、発光層710bにおいて、cgDBCzPAがホスト材料であり、1
,6BnfAPrn-03が蛍光材料(ゲスト材料)である。
PAを蒸着した。次に、電子輸送層733(1)上に電子輸送層733(2)として、膜
厚15nmの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)を蒸着した。次に、電子輸送層733(2)上
に電子注入層734として、膜厚1nmのフッ化リチウム(LiF)を蒸着した。
を形成した。
に窒素雰囲気のグローブボックス内において貼り合わせることにより封止した(シール材
を素子の周囲に塗布し、封止時に365nmの紫外光を6J/cm2照射し、80℃にて
1時間熱処理した)。
発光素子2は、先に説明した発光素子1と以下の工程のみ異なり、それ以外の工程につ
いては、発光素子1と同じとした。
は、2mDBTBPDBq-IIと、PCBBiFと、(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)2(acac))と、を2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:I
r(tBuppm)2(acac)=0.7:0.3:0.06(重量比)となるように
共蒸着した。なお、発光層710a(1)の膜厚を20nmとした。また、発光層710
a(1)において、2mDBTBPDBq-IIがホスト材料であり、PCBBiFがア
シスト材料であり、Ir(tBuppm)2(acac)が燐光材料(ゲスト材料)であ
る。
2)としては、2mDBTBPDBq-IIと、Ir(tBuppm)2(acac)と
、を2mDBTBPDBq-II:Ir(tBuppm)2(acac)=0.7:0.
06(重量比)となるように共蒸着した。なお、発光層710a(2)の膜厚を10nm
とした。また、発光層710a(2)において、2mDBTBPDBq-IIがホスト材
料であり、Ir(tBuppm)2(acac)が燐光材料(ゲスト材料)である。
発光素子3は、先に説明した発光素子1と以下の工程のみ異なり、それ以外の工程につ
いては、発光素子1と同じとした。
CzPAと、1,6BnfAPrn-03とを、cgDBCzPA:1,6BnfAPr
n-03=1:0.05(重量比)となるように共蒸着した。また、発光層710bの膜
厚を25nmとした。また、発光層710bにおいて、cgDBCzPAがホスト材料で
あり、1,6BnfAPrn-03が蛍光材料(ゲスト材料)である。
熱法を用いた。
発光素子1乃至発光素子3の輝度-電流密度特性を図53に示す。また、発光素子1乃
至発光素子3の輝度-電圧特性を図54に示す。また、発光素子1乃至発光素子3の電流
効率-輝度特性を図55に示す。また、発光素子1乃至発光素子3の電流-電圧特性を図
56に示す。なお、各発光素子の特性の評価としては、室温(25℃に保たれた雰囲気)
で測定した。
示す。
発光スペクトルを図57に示す。図57に示す通り、発光素子1は、赤色の波長領域に発
光スペクトルピークを有し、発光素子2は、緑色の波長領域に発光スペクトルピークを有
し、発光素子3は、青色の波長領域に発光スペクトルピークを有する。
の素子特性が得られ、且つ所望の波長領域の発光が得られた。とくに、発光素子1及び発
光素子2としては、発光層510b中のゲスト材料が発光に寄与していないことが分かる
。
て用いる事ができる。
す。なお、本実施例においては、発光素子4乃至発光素子6を作製した。
、発光素子6の断面模式図を図58(C)に、それぞれ示す。
乃至発光素子3に、それぞれ着色膜751(R)、着色膜751(G)、及び着色膜75
1(B)を形成した素子であり、使用した材料、作製方法等は実施例1に示す発光素子1
乃至発光素子3と同じとした。
751(G)は、緑色の波長領域の光を透過できるカラーフィルタとし、着色膜751(
B)は、青色の波長領域の光を透過できるカラーフィルタとした。
発光素子4乃至発光素子6の輝度-電流密度特性を図59に示す。また、発光素子4乃
至発光素子6の輝度-電圧特性を図60に示す。また、発光素子4乃至発光素子6の電流
効率-輝度特性を図61に示す。また、発光素子4乃至発光素子6の電流-電圧特性を図
62に示す。なお、各発光素子の特性の評価としては、室温(25℃に保たれた雰囲気)
で測定した。
示す。
発光スペクトルを図63に示す。図63に示す通り、発光素子4は、赤色の波長領域に発
光スペクトルピークを有し、発光素子5は、緑色の波長領域に発光スペクトルピークを有
し、発光素子6は、青色の波長領域に発光スペクトルピークを有する。
の素子特性が得られ、且つ所望の波長領域の発光が得られた。とくに、発光素子4及び発
光素子5としては、発光層710b中のゲスト材料が発光に寄与していないことが分かる
。
それぞれ着色膜756(R)、着色膜756(G)、及び着色膜756(B)を設けた素
子構成であるため、色純度がよい。ただし、着色膜(着色膜756(R)、着色膜756
(G)、及び着色膜756(B))を設けた素子構成とすることで、電流効率及び外部量
子効率は低くなる。よって、実施者が適宜最適な素子構成を選択すればよい。
て用いる事ができる。
11 表示素子
11d 表示領域
12 表示素子
12d 表示領域
12B 発光素子
12G 発光素子
12R 発光素子
100 トランジスタ
100A トランジスタ
100F トランジスタ
100G トランジスタ
100H トランジスタ
100J トランジスタ
100K トランジスタ
102 基板
104 絶縁膜
106 導電膜
108 酸化物半導体膜
108_1 酸化物半導体膜
108_2 酸化物半導体膜
108_3 酸化物半導体膜
108d ドレイン領域
108i チャネル領域
108s ソース領域
110 絶縁膜
112 導電膜
116 絶縁膜
118 絶縁膜
120a 導電膜
120b 導電膜
141a 開口部
141b 開口部
143 開口部
300A トランジスタ
300B トランジスタ
300C トランジスタ
300D トランジスタ
300E トランジスタ
300F トランジスタ
302 基板
304 導電膜
306 絶縁膜
307 絶縁膜
308 酸化物半導体膜
308_1 酸化物半導体膜
308_2 酸化物半導体膜
308_3 酸化物半導体膜
312a 導電膜
312b 導電膜
314 絶縁膜
316 絶縁膜
318 絶縁膜
320a 導電膜
320b 導電膜
341a 開口部
341b 開口部
342a 開口部
342b 開口部
342c 開口部
401 基板
402 導電膜
403a 導電膜
403b 導電膜
403c 導電膜
404 絶縁膜
405a 導電膜
405b 導電膜
405c 導電膜
405d 導電膜
406 絶縁膜
407a 導電膜
407b 導電膜
407c 導電膜
407d 導電膜
407e 導電膜
407f 導電膜
407g 導電膜
408 絶縁膜
409a 酸化物半導体膜
409b 酸化物半導体膜
409c 酸化物半導体膜
410a 絶縁膜
410b 絶縁膜
410c 絶縁膜
411a 酸化物半導体膜
411b 酸化物半導体膜
411c 酸化物半導体膜
412 絶縁膜
413 絶縁膜
414a 導電膜
414b 導電膜
414c 導電膜
414d 導電膜
414e 導電膜
414f 導電膜
414g 導電膜
414h 導電膜
416 絶縁膜
417 導電膜
417B 導電膜
417G 導電膜
417R 導電膜
418 絶縁膜
419 EL層
420 導電膜
450 開口部
452 基板
454 封止材
481 シャドウマスク
482 開口部
500 表示装置
502 画素部
504a ゲートドライバ回路部
504b ゲートドライバ回路部
506 ソースドライバ回路部
508a 外部回路
508b 外部回路
510b 発光層
602 遮光膜
604 着色膜
606 絶縁膜
608 導電膜
610a 構造体
610b 構造体
618a 配向膜
618b 配向膜
620 液晶層
622 シール材
624 導電体
626 機能膜
652 基板
662 遮光膜
663 絶縁膜
664 電極
665 電極
666 絶縁膜
667 電極
668 絶縁膜
670 基板
672 基板
674 接着材
681 絶縁膜
682 導電膜
691 タッチパネル
692 タッチパネル
693 タッチパネル
702 基板
704 下部電極
710a 発光層
710b 発光層
714 上部電極
731 正孔注入層
732 正孔輸送層
733 電子輸送層
734 電子注入層
751 着色膜
756 着色膜
8000 表示モジュール
8001 上部カバー
8002 下部カバー
8003 FPC
8004 タッチパネル
8005 FPC
8006 表示パネル
8009 フレーム
8010 プリント基板
8011 バッテリ
9000 筐体
9001 表示部
9002 カメラ
9003 スピーカ
9005 操作キー
9006 接続端子
9007 センサ
9008 マイクロフォン
9050 操作ボタン
9051 情報
9052 情報
9053 情報
9054 情報
9055 ヒンジ
9100 テレビジョン装置
9101 携帯情報端末
9102 携帯情報端末
9103 携帯情報端末
9104 携帯情報端末
9200 携帯情報端末
9201 携帯情報端末
9202 携帯情報端末
9500 表示装置
9501 表示パネル
9502 表示領域
9503 領域
9511 軸部
9512 軸受部
9600 情報処理装置
9610 演算装置
9611 演算部
9612 記憶部
9614 伝送路
9615 入出力インターフェース
9620 入出力装置
9630 表示部
9640 入力部
9650 検知部
9681 領域
9682 ポインタ
9690 通信部
Claims (2)
- 第1乃至第3の画素を有し、
前記第1乃至第3の画素は、それぞれ、第1の表示素子と、第2の表示素子と、前記第1の表示素子と電気的に接続された第1のトランジスタと、前記第2の表示素子と電気的に接続された第2のトランジスタと、を有し、
前記第1の表示素子は反射型の液晶素子であり、
前記第2の表示素子は発光素子であり、
前記第1乃至第3の画素は、それぞれ前記第1の表示素子で表示される第1の表示領域と、前記第2の表示素子で表示される第2の表示領域と、を有し、
上面視において、
前記第1の画素の第1の辺は、前記第2の画素の第1の辺と接し、
前記第3の画素の第1の辺は、前記第1の画素の第2の辺および前記第2の画素の第2の辺と接し、
前記第1の画素の第2の表示領域と前記第2の画素の第2の表示領域との最短距離は、前記第1の画素の第2の表示領域と前記第3の画素の第2の表示領域との最短距離と等しい、表示装置。 - 第1乃至第3の画素を有し、
前記第1乃至第3の画素は、それぞれ、第1の表示素子と、第2の表示素子と、前記第1の表示素子と電気的に接続された第1のトランジスタと、前記第2の表示素子と電気的に接続された第2のトランジスタと、を有し、
前記第1の表示素子は、画素電極として機能する第1の導電膜と、対向電極として機能する第2の導電膜と、前記第1の導電膜と電気的に接続された第1の反射膜と、を有する反射型の液晶素子であり、
前記第2の表示素子は発光素子であり、
前記第1乃至第3の画素は、それぞれ前記第1の表示素子で表示される第1の表示領域と、前記第2の表示素子で表示される第2の表示領域と、を有し、
前記第2の表示領域は、前記第1の表示素子が有する前記第1の反射膜の開口部に相当し、
上面視において、
前記第1の画素の第1の辺は、前記第2の画素の第1の辺と接し、
前記第3の画素の第1の辺は、前記第1の画素の第2の辺および前記第2の画素の第2の辺と接し、
前記第1の画素の第2の表示領域と前記第2の画素の第2の表示領域との最短距離は、前記第1の画素の第2の表示領域と前記第3の画素の第2の表示領域との最短距離と等しい、表示装置。
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