KR20230146031A - 표시 장치, 표시 장치의 제작 방법, 표시 모듈, 및 전자 기기 - Google Patents

표시 장치, 표시 장치의 제작 방법, 표시 모듈, 및 전자 기기 Download PDF

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KR20230146031A
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순페이 야마자키
켄이치 오카자키
야스마사 야마네
료타 호도
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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

고정세 또는 고해상도의 표시 장치를 제공한다. 복수의 발광 소자와, 수광 소자와, 착색층과, 제 1 측벽을 가지는 표시 장치이다. 발광 소자는 제 1 화소 전극과, 제 1 화소 전극 위의 제 1 발광층과, 제 1 발광층 위의 중간층과, 제 1 중간층 위의 제 2 발광층 위의 공통 전극을 가진다. 제 1 화소 전극, 제 1 발광층, 중간층, 및 제 2 발광층은 발광 소자마다 분리되어 제공된다. 착색층은 발광 소자와 중첩되는 영역을 가지도록 제공된다. 수광 소자는 제 2 화소 전극과, 제 2 화소 전극 위의 수광층과, 수광층 위의 공통 전극을 가진다. 제 1 측벽은 제 1 화소 전극의 측면, 제 1 발광층의 측면, 제 1 중간층의 측면, 및 제 2 발광층의 측면의 적어도 일부를 덮도록 제공된다. 또한 제 2 측벽은 제 2 화소 전극의 측면 및 수광층의 측면의 적어도 일부를 덮도록 제공된다.

Description

표시 장치, 표시 장치의 제작 방법, 표시 모듈, 및 전자 기기
본 발명의 일 형태는 표시 장치 및 이의 제작 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명의 일 형태는 표시 모듈 및 전자 기기에 관한 것이다.
또한 본 발명의 일 형태는 상기 기술분야에 한정되지 않는다. 본 발명의 일 형태의 기술분야로서는 반도체 장치, 표시 장치, 발광 장치, 축전 장치, 기억 장치, 전자 기기, 조명 장치, 입력 장치(예를 들어, 터치 센서 등), 입출력 장치(예를 들어, 터치 패널 등), 이들의 구동 방법, 또는 이들의 제조 방법을 일례로서 들 수 있다.
근년에, 표시 장치는 다양한 용도로 응용이 기대되고 있다. 예를 들어 대형 표시 장치의 용도로서는 가정용 텔레비전 장치(텔레비전 또는 텔레비전 수신기라고도 함), 디지털 사이니지(Digital Signage: 전자 간판), 및 PID(Public Information Display) 등을 들 수 있다. 또한 휴대 정보 단말기로서 스마트폰 및 태블릿 단말 등의 개발이 진행되고 있다. 또한 터치 센서로서의 기능 또는 인증을 위하여 지문 또는 장문을 촬상하는 기능 등, 화상을 표시할뿐더러 다양한 기능이 부가된 표시 장치가 요구되고 있다.
또한 표시 장치의 고정세화(高精細化)가 요구되고 있다. 고정세의 표시 장치가 요구되는 기기로서 예를 들어 가상 현실(VR: Virtual Reality), 증강 현실(AR: Augmented Reality), 대체 현실(SR: Substitutional Reality), 및 혼합 현실(MR: Mixed Reality)용 기기가 활발히 개발되고 있다.
표시 장치로서는 예를 들어 발광 소자를 가지는 발광 장치가 개발되고 있다. 일렉트로루미네선스(Electroluminescence, 이하 EL이라고 기재함) 현상을 사용한 발광 소자(발광 디바이스, EL 소자, 또는 EL 디바이스라고도 함)는 박형 경량화가 용이하고, 입력 신호에 대하여 고속으로 응답 가능하고, 직류 정전압 전원을 사용하여 구동 가능하다는 등의 특징을 가지고, 표시 장치에 응용되고 있다.
특허문헌 1에는 유기 EL 소자(유기 EL 디바이스라고도 함)를 사용한 VR용 표시 장치가 개시(開示)되어 있다.
국제공개공보 WO2018/087625호
복수의 유기 EL 소자를 가지는 표시 장치를 제작하는 경우, 유기 EL 소자가 가지는 발광층은 섬 형상으로 형성하는 것, 즉 유기 EL 소자마다 분리하는 것이 바람직하다. 이로써 예를 들어 모든 유기 EL 소자가 백색광 등의 동일한 색의 광을 발하는 경우에, 인접된 2개의 발광 유닛에서 공통적으로 제공되는 층, 예를 들어 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 및 중간층(전하 발생층) 중 어느 하나 또는 복수의 층 등을 통하여, 인접된 2개의 발광 유닛 사이에 전류가 흐르는 것을 억제할 수 있다. 따라서 유기 EL 소자의 의도치 않은 발광(크로스토크라고도 함)을 억제할 수 있다. 따라서 표시 장치에 표시되는 화상의 콘트라스트를 높일 수 있어, 표시 품질이 높은 표시 장치를 실현할 수 있다.
발광층을 섬 형상으로 형성하는 경우, 예를 들어 메탈 마스크(섀도 마스크라고도 함)를 사용한 진공 증착법을 사용한다. 그러나 증착 시에 층의 윤곽이 흐릿해져 단부의 두께가 얇아지는 경우가 있다. 즉 섬 형상의 발광층은 장소에 따라 두께에 편차가 생기는 경우가 있다. 또한 대형, 고해상도, 또는 고정세의 표시 장치를 제작하는 경우, 메탈 마스크의 치수 정밀도가 낮거나 열 등으로 인하여 변형됨으로써, 제조 수율이 낮아질 우려가 있다.
또한 메탈 마스크를 사용한 진공 증착법을 사용하여 표시 장치를 제작하는 경우, 제조 장치 라인이 복수로 필요하다는 과제가 있다. 예를 들어 정기적으로 메탈 마스크를 세정할 필요가 있기 때문에, 제조 장치 라인을 적어도 2개 준비하고, 제조 장치 중 한쪽을 유지 보수하는 중에 제조 장치 중 다른 쪽을 사용하여 제조할 필요가 있으므로, 양산을 고려하면 제조 장치 라인이 복수로 필요하게 된다. 따라서 제조 장치를 도입하기 위한 초기 투자가 매우 커진다는 과제가 있다.
본 발명의 일 형태는 고정세의 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 고해상도의 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 대형 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 저렴한 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 다기능의 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 편의성이 높은 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 신규 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
본 발명의 일 형태는 고정세의 표시 장치의 제작 방법을 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 고해상도의 표시 장치의 제작 방법을 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 대형 표시 장치의 제작 방법을 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 신뢰성이 높은 표시 장치의 제작 방법을 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 수율이 높은 표시 장치의 제작 방법을 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 다기능의 표시 장치의 제작 방법을 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 편의성이 높은 표시 장치의 제작 방법을 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 신규 표시 장치의 제작 방법을 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
또한, 이들 과제의 기재는 다른 과제의 존재를 방해하는 것이 아니다. 본 발명의 일 형태는 반드시 이들 과제 모두를 해결할 필요는 없다. 명세서, 도면, 청구항의 기재로부터 이들 외의 과제를 추출할 수 있다.
본 발명의 일 형태는 제 1 발광 소자와, 제 1 발광 소자와 인접된 수광 소자와, 제 1 발광 소자와 수광 소자 사이에 제공되는 영역을 가지는 제 1 측벽 및 제 2 측벽을 가지고, 제 1 발광 소자는 제 1 화소 전극과, 제 1 화소 전극 위의 제 1 발광층과, 제 1 발광층 위의 공통 전극을 가지고, 수광 소자는 제 2 화소 전극과, 제 2 화소 전극 위의 수광층과, 수광층 위의 공통 전극을 가지고, 제 1 측벽은 제 1 화소 전극의 측면 및 제 1 발광층의 측면의 적어도 일부와 접하고, 제 2 측벽은 제 2 화소 전극의 측면 및 수광층의 측면의 적어도 일부와 접하고, 제 1 측벽 위, 및 제 2 측벽 위에 공통 전극이 제공되는 표시 장치이다.
또는 본 발명의 일 형태는 제 1 발광 소자와, 제 1 발광 소자와 인접된 수광 소자와, 제 1 발광 소자와 수광 소자 사이에 제공되는 영역을 가지는 제 1 측벽, 제 2 측벽, 제 3 측벽, 및 제 4 측벽을 가지고, 제 1 발광 소자는 제 1 화소 전극과, 제 1 화소 전극 위의 제 1 발광층과, 제 1 발광층 위의 공통 전극을 가지고, 수광 소자는 제 2 화소 전극과, 제 2 화소 전극 위의 수광층과, 수광층 위의 공통 전극을 가지고, 제 1 측벽은 제 1 화소 전극의 측면 및 제 1 발광층의 측면의 적어도 일부와 접하고, 제 2 측벽은 제 2 화소 전극의 측면 및 수광층의 측면의 적어도 일부와 접하고, 제 3 측벽은 제 1 측벽의 측면 및 상면의 적어도 일부를 덮고, 제 4 측벽은 제 2 측벽의 측면 및 상면의 적어도 일부를 덮고, 제 1 측벽 내지 제 4 측벽 위에 공통 전극이 제공되는 표시 장치이다.
또는 상기 형태에 있어서 제 1 발광층 및 수광층과, 공통 전극 사이에 공통층을 가지고, 공통층은 제 1 발광 소자에 있어서, 전자 주입층 또는 정공 주입층으로서의 기능을 가지고, 공통층은 수광 소자에 있어서, 전자 수송층 또는 정공 수송층으로서의 기능을 가져도 좋다.
또는 상기 형태에 있어서 제 1 화소 전극 및 제 2 화소 전극은 절연층 위에 제공되고, 절연층은 제 1 화소 전극과 중첩되는 영역에 제 1 볼록부를 가지고, 절연층은 제 2 화소 전극과 중첩되는 영역에 제 2 볼록부를 가져도 좋다.
또는 상기 형태에 있어서 제 1 발광 소자는 제 1 발광층 위의 제 1 중간층과, 제 1 중간층 위의 제 2 발광층과, 제 2 발광층 위의 공통 전극을 가지고, 제 1 측벽은 제 1 중간층의 측면 및 제 2 발광층의 측면의 적어도 일부와 접하여도 좋다.
또는 상기 형태에 있어서 제 2 발광 소자를 가지고, 제 2 발광 소자는 제 3 화소 전극과, 제 3 화소 전극 위의 제 3 발광층과, 제 3 발광층 위의 제 2 중간층과, 제 2 중간층 위의 제 4 발광층과, 제 4 발광층 위의 공통 전극을 가지고, 제 1 발광 소자와 제 2 발광 소자는 인접되고, 제 1 발광층과 제 3 발광층은 동일한 색의 광을 발하는 기능을 가지고, 제 2 발광층과 제 4 발광층은 동일한 색의 광을 발하는 기능을 가져도 좋다.
또는 상기 형태에 있어서 공통 전극 위에 보호층을 가지고, 제 1 발광층 및 제 2 발광층과 중첩되는 영역을 가지도록 보호층 위에 제 1 착색층을 가지고, 제 3 발광층 및 제 4 발광층과 중첩되는 영역을 가지도록 보호층 위에 제 2 착색층을 가지고, 제 1 착색층과 제 2 착색층은 상이한 색의 광을 투과시키는 기능을 가져도 좋다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치와, 커넥터 및 집적 회로 중 적어도 한쪽을 가지는 표시 모듈도 본 발명의 일 형태이다. 또한 본 발명의 일 형태의 표시 모듈과, 하우징, 배터리, 카메라, 스피커, 및 마이크로폰 중 적어도 하나를 가지는 전자 기기도 본 발명의 일 형태이다.
또는 본 발명의 일 형태는 절연층을 형성하고, 절연층 위에 도전막, 제 1 발광막, 및 제 1 희생막을 이 순서대로 성막하고, 제 1 희생막 및 제 1 발광막을 식각하여 도전막 위의 제 1 발광층과 제 1 발광층 위의 제 1 희생층을 형성하고, 도전막 위 및 제 1 희생층 위에 수광막 및 제 2 희생막을 이 순서대로 성막하고, 제 2 희생막 및 수광막을 식각하여 도전막 위의 수광층과 수광층 위의 제 2 희생층을 형성하고, 도전막을 식각하여 제 1 발광층 아래의 제 1 화소 전극과 수광층 아래의 제 2 화소 전극을 형성하고, 제 1 화소 전극 및 제 2 화소 전극의 측면과, 제 1 발광층의 측면과, 수광층의 측면과, 제 1 희생층 및 제 2 희생층의 측면 및 상면의 적어도 일부를 덮는 제 1 절연막을 성막하고, 제 1 절연막을 식각하여 제 1 화소 전극의 측면 및 제 1 발광층의 측면의 적어도 일부와 접하는 제 1 측벽과, 제 2 화소 전극의 측면 및 수광층의 측면의 적어도 일부와 접하는 제 2 측벽을 형성하고, 제 1 희생층 및 제 2 희생층을 제거하고, 제 1 발광층 위 및 수광층 위에 공통 전극을 형성하는 표시 장치의 제작 방법이다.
또는 본 발명의 일 형태는 절연층을 형성하고, 절연층 위에 도전막, 제 1 발광막, 및 제 1 희생막을 이 순서대로 성막하고, 제 1 희생막 및 제 1 발광막을 식각하여 도전막 위의 제 1 발광층과 제 1 발광층 위의 제 1 희생층을 형성하고, 도전막 위 및 제 1 희생층 위에 수광막 및 제 2 희생막을 이 순서대로 성막하고, 제 2 희생막 및 수광막을 식각하여 도전막 위의 수광층과 수광층 위의 제 2 희생층을 형성하고, 도전막을 식각하여 제 1 발광층 아래의 제 1 화소 전극과 수광층 아래의 제 2 화소 전극을 형성하고, 제 1 화소 전극 및 제 2 화소 전극의 측면과, 제 1 발광층의 측면과, 수광층의 측면과, 제 1 희생층 및 제 2 희생층의 측면 및 상면의 적어도 일부를 덮는 제 1 절연막을 성막하고, 제 1 절연막 위에 제 2 절연막을 성막하고, 제 1 절연막 및 제 2 절연막을 식각하여 제 1 화소 전극의 측면 및 제 1 발광층의 측면의 적어도 일부와 접하는 제 1 측벽과, 제 2 화소 전극의 측면 및 수광층의 측면의 적어도 일부와 접하는 제 2 측벽과, 제 1 측벽의 측면 및 상면의 적어도 일부를 덮는 제 3 측벽과, 제 2 측벽의 측면 및 상면의 적어도 일부를 덮는 제 4 측벽을 형성하고, 제 1 희생층 및 제 2 희생층을 제거하고, 제 1 발광층 위 및 수광층 위에 공통 전극을 형성하는 표시 장치의 제작 방법이다.
또는 상기 형태에 있어서 제 1 희생층 및 제 2 희생층을 마스크로서 사용하여 도전막을 식각하여도 좋다.
또는 상기 형태에 있어서 제 1 희생층 및 제 2 희생층을 제거한 후, 제 1 발광층 위 및 수광층 위에 공통층을 형성하고, 공통층은 제 1 화소 전극과, 제 1 발광층과, 공통 전극을 가지는 발광 소자에 있어서 전자 주입층 또는 정공 주입층으로서의 기능을 가지고, 공통층은 제 2 화소 전극과, 수광층과, 공통 전극을 가지는 수광 소자에 있어서 전자 수송층 또는 정공 수송층으로서의 기능을 가져도 좋다.
또는 상기 형태에 있어서 도전막의 식각 공정에 있어서 절연층에 오목부를 형성하여도 좋다.
또는 상기 형태에 있어서 제 1 발광막 위에 중간막, 제 2 발광막, 및 제 1 희생막을 이 순서대로 성막하고, 제 1 희생막, 제 2 발광막, 중간막, 및 제 1 발광막을 식각하여 도전막 위의 제 1 발광층과, 제 1 발광층 위의 제 1 중간층과, 제 1 중간층 위의 제 2 발광층과, 제 2 발광층 위의 제 1 희생층을 형성하고, 제 1 화소 전극 및 제 2 화소 전극의 측면과, 제 1 발광층 및 제 2 발광층의 측면과, 제 1 중간층의 측면과, 수광층의 측면과, 제 1 희생층 및 제 2 희생층의 측면 및 상면의 적어도 일부를 덮는 제 1 절연막을 성막하고, 제 1 절연막을 식각하여 제 1 화소 전극의 측면, 제 1 발광층의 측면, 제 1 중간층의 측면, 및 제 2 발광층의 측면의 적어도 일부와 접하는 제 1 측벽과, 제 2 화소 전극의 측면 및 수광층의 측면의 적어도 일부와 접하는 제 2 측벽을 형성하여도 좋다.
또는 상기 형태에 있어서 제 1 희생막, 제 2 발광막, 중간막, 및 제 1 발광막을 식각하여 도전막 위의 제 3 발광층과, 제 3 발광층 위의 제 2 중간층과, 제 2 중간층 위의 제 4 발광층과, 제 4 발광층 위의 제 3 희생층을 형성하고, 도전막을 식각하여 제 3 발광층 아래의 제 3 화소 전극을 형성하고, 공통 전극 위에 보호층을 형성하고, 제 1 발광층 및 제 2 발광층과 중첩되는 영역을 가지는 제 1 착색층과, 제 3 발광층 및 제 4 발광층과 중첩되는 영역을 가지는 제 2 착색층을 보호층 위에 형성하고, 제 1 착색층과 제 2 착색층은 상이한 색의 광을 투과시키는 기능을 가져도 좋다.
본 발명의 일 형태에 의하여 고정세의 표시 장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 고해상도의 표시 장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 대형 표시 장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 저렴한 표시 장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 다기능의 표시 장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 편의성이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 신규 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 형태에 의하여 고정세의 표시 장치의 제작 방법을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 고해상도의 표시 장치의 제작 방법을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 대형 표시 장치의 제작 방법을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 신뢰성이 높은 표시 장치의 제작 방법을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 수율이 높은 표시 장치의 제작 방법을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 다기능의 표시 장치의 제작 방법을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 편의성이 높은 표시 장치의 제작 방법을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 신규 표시 장치의 제작 방법을 제공할 수 있다.
또한 이들 효과의 기재는 다른 효과의 존재를 방해하는 것이 아니다. 본 발명의 일 형태는 반드시 이들 효과 모두를 가질 필요는 없다. 명세서, 도면, 청구항의 기재로부터 이들 외의 효과를 추출할 수 있다.
도 1의 (A) 및 (B)는 화소의 구성예를 나타낸 상면도이다. 도 1의 (C) 내지 (E)는 전자 기기의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 2의 (A) 내지 (C)는 전자 기기의 용도의 일례를 나타낸 모식도이다.
도 3은 표시 장치의 구성예를 나타낸 상면도이다.
도 4의 (A) 내지 (F)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 상면도이다.
도 5의 (A) 내지 (D)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 상면도이다.
도 6의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다. 도 6의 (C)는 발광 유닛의 구성예를 나타낸 단면도이다. 도 6의 (D)는 수광 유닛의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 7의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다. 도 7의 (C)는 발광 유닛의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 8의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다. 도 8의 (C)는 수광 유닛의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 9의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 10의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 11의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 12의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 13은 표시 장치의 구성예를 나타낸 상면도이다.
도 14의 (A) 내지 (D)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 15의 (A) 내지 (E)는 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 16의 (A) 내지 (E)는 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 17의 (A) 내지 (D)는 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 18의 (A) 내지 (D)는 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 19의 (A) 내지 (G)는 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 20의 (A) 내지 (D)는 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 21은 표시 모듈의 구성예를 나타낸 사시도이다.
도 22는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 23은 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 24의 (A) 및 (B)는 표시 모듈의 구성예를 나타낸 사시도이다.
도 25는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 26은 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 27은 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 28의 (A) 및 (B)는 전자 기기의 일례를 나타낸 도면이다.
도 29의 (A) 및 (B)는 전자 기기의 일례를 나타낸 도면이다.
도 30의 (A) 및 (B)는 전자 기기의 일례를 나타낸 도면이다.
도 31의 (A) 내지 (D)는 전자 기기의 일례를 나타낸 도면이다.
도 32의 (A) 내지 (F)는 전자 기기의 일례를 나타낸 도면이다.
실시형태에 대해서 도면을 사용하여 자세히 설명한다. 다만 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 취지 및 그 범위에서 벗어남이 없이 그 형태 및 자세한 사항을 다양하게 변경할 수 있는 것은 통상의 기술자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서 본 발명은 이하에 나타내는 실시형태의 기재 내용에 한정되어 해석되는 것은 아니다.
또한 이하에서 설명하는 발명의 구성에서 동일한 부분 또는 같은 기능을 가지는 부분에는 동일한 부호를 상이한 도면 사이에서 공통적으로 사용하고, 이의 반복적인 설명은 생략한다. 또한 같은 기능을 가지는 부분을 가리키는 경우에는, 해치 패턴을 동일하게 하고, 특별히 부호를 붙이지 않는 경우가 있다.
또한 도면에 나타낸 각 구성의 위치, 크기, 범위 등은 이해를 쉽게 하기 위하여 실제의 위치, 크기, 범위 등을 나타내지 않는 경우가 있다. 그러므로 개시된 발명은 반드시 도면에 개시된 위치, 크기, 범위 등에 한정되지 않는다.
또한 '막'이라는 말과 '층'이라는 말은 경우에 따라서 또는 상황에 따라, 서로 바꿀 수 있다. 예를 들어 '도전층'이라는 용어를 '도전막'이라는 용어로 변경할 수 있다. 또는 예를 들어 '절연막'이라는 용어를 '절연층'이라는 용어로 변경할 수 있다.
본 명세서 등에서 메탈 마스크 또는 FMM(파인 메탈 마스크, 고정세한 메탈 마스크)를 사용하여 제작되는 디바이스를 MM(메탈 마스크) 구조의 디바이스라고 부르는 경우가 있다. 또한 본 명세서 등에서 메탈 마스크 또는 FMM을 사용하지 않고 제작되는 디바이스를 MML(메탈 마스크리스) 구조의 디바이스라고 부르는 경우가 있다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 표시 장치와 그 제작 방법에 대해서 도면을 사용하여 설명한다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 화소가 매트릭스상으로 배열된 표시부를 가진다. 화소는 표시 소자(표시 디바이스라고도 함)의 일종인 발광 소자 외에 수광 소자(수광 디바이스라고도 함)를 가진다. 화소가 수광 소자를 가짐으로써 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 표시부에 접촉 또는 근접된 물체를 검출할 수 있다. 즉 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 예를 들어 터치 센서, 또는 니어 터치 센서(호버 센서라고도 함)로서의 기능을 가질 수 있다. 따라서 화소가 수광 소자를 가짐으로써 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 다기능의 표시 장치로 할 수 있다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치의 제작 방법에서는 우선 절연층 위에 도전막을 형성한다. 다음으로 도전막 위에 제 1 발광막을 가지는 제 1 층을 전체 면에 형성한다. 다음으로 제 1 층 위에 중간막을 성막한다. 다음으로 중간막 위에 제 2 발광막을 가지는 제 2 층을 전체 면에 형성한다. 그 후 제 2 층 위에 제 1 희생막을 성막한다.
다음으로 제 1 희생막 위에 포토리소그래피법 등을 사용하여 레지스트 마스크를 형성한다. 그 후 레지스트 마스크를 사용하여 제 1 희생막, 제 2 층, 중간막, 및 제 1 층을 식각한다. 이로써 도전막 위의 제 1 발광 유닛과, 제 1 발광 유닛 위의 제 1 중간층과, 제 1 중간층 위의 제 2 발광 유닛과, 제 2 발광 유닛 위의 제 1 희생층을 섬 형상으로 형성한다. 또한 도전막 위의 제 3 발광 유닛과, 제 3 발광 유닛 위의 제 2 중간층과, 제 2 중간층 위의 제 4 발광 유닛과, 제 4 발광 유닛 위의 제 2 희생층을 섬 형상으로 형성한다. 제 1 발광 유닛 내지 제 4 발광 유닛은 제 1 발광층 내지 제 4 발광층을 각각 가진다.
다음으로 도전막 위, 그리고 제 1 희생층 및 제 2 희생층 위에 수광막을 가지는 제 3 층을 전체 면에 형성한다. 그 후 제 3 층 위에 제 2 희생막을 성막한다.
다음으로 제 2 희생막 위에 포토리소그래피법 등을 사용하여 레지스트 마스크를 형성한다. 그 후 레지스트 마스크를 사용하여 제 2 희생막 및 제 3 층을 식각한다. 이로써 도전막 위의 수광 유닛과 수광 유닛 위의 제 3 희생층을 섬 형상으로 형성한다. 수광 유닛은 수광층을 가진다.
다음으로 제 1 희생층 내지 제 3 희생층을 마스크로서 사용하여 도전막을 식각한다. 이로써 제 1 발광 유닛 아래의 제 1 화소 전극과, 제 3 발광 유닛 아래의 제 2 화소 전극과, 수광 유닛 아래의 제 3 화소 전극을 섬 형상으로 형성한다.
이와 같이 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 제작 방법에서는 섬 형상의 발광 유닛 및 수광 유닛 등은 메탈 마스크의 패턴으로 형성되는 것이 아니라, 포토리소그래피법 등을 사용하여 형성된다. 따라서 지금까지 실현하기 어려웠던 고정세의 표시 장치 또는 고개구율의 표시 장치를 실현할 수 있다. 또한 발광 유닛 등을 섬 형상으로 형성할 수 있기 때문에, 콘트라스트가 높고 표시 품질이 높은 표시 장치를 실현할 수 있다. 또한 발광 유닛 위 및 수광 유닛 위에 희생층을 제공함으로써, 표시 장치의 제작 공정 중에 발광 유닛 및 수광 유닛이 받는 대미지를 저감할 수 있다. 이로써 신뢰성이 높은 표시 장치를 실현할 수 있다.
인접된 발광 소자의 거리에 대하여 예를 들어 메탈 마스크를 사용한 형성 방법으로는 10μm 미만으로 하기 어렵지만, 상기 방법에 따르면 3μm 이하, 2μm 이하, 또는 1μm 이하까지 좁힐 수 있다.
또한 발광 유닛 및 수광 유닛 자체의 패턴에 대해서도 메탈 마스크를 사용한 경우에 비하여 매우 작게 할 수 있다. 또한 예를 들어 발광 유닛 및 수광 유닛의 형성으로 메탈 마스크를 사용한 경우에는 패턴의 중앙과 끝에서 두께에 편차가 생기기 때문에, 패턴 전체의 면적에 대하여 발광 영역 및 수광 영역으로서 사용할 수 있는 유효 면적은 작아진다. 한편 상기 제작 방법으로는 균일한 두께로 성막된 막을 식각하기 때문에, 섬 형상의 발광층 및 수광층 등을 균일한 두께로 형성할 수 있다. 따라서 발광 유닛 및 수광 유닛이 미세한 패턴이어도, 이의 영역 전체를 발광 영역 또는 수광 영역으로서 사용할 수 있다. 그러므로 높은 정세도와 높은 개구율을 겸비한 표시 장치를 제작할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 형태의 표시 장치에 있어서 발광 소자는 중간층을 개재(介在)하여 2개 이상의 발광 유닛이 적층되는 구성을 가진다. 즉 본 발명의 일 형태의 표시 장치가 가지는 발광 소자는 탠덤 구조로 할 수 있다. 탠덤 구조의 발광 소자에서는 예를 들어 적층되는 2개의 발광 유닛이 발하는 광의 색을 보색 관계로 함으로써, 발광 소자가 백색의 광을 발할 수 있다. 따라서 발광 소자와 중첩되는 영역에 착색층을 제공함으로써, 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 예를 들어 풀 컬러 표시를 수행할 수 있다.
여기서 제 1 발광 유닛 내지 제 4 발광 유닛은 각각 적어도 발광층을 포함하고, 바람직하게는 복수의 층으로 이루어진다. 또한 수광 유닛은 적어도 수광층을 포함하고, 바람직하게는 복수의 층으로 이루어진다. 구체적으로는 발광층 위에 1층 이상의 층을 가지고, 수광층 위에 1층 이상의 층을 가지는 것이 바람직하다. 발광층과 희생층 사이 및 수광층과 희생층 사이에 다른 층을 가짐으로써, 표시 장치의 제작 공정 중에 발광층 및 수광층이 최표면으로 노출되는 것을 억제할 수 있다. 이로써 발광층 및 수광층이 받는 대미지를 저감할 수 있다. 이로써 신뢰성이 높은 표시 장치를 실현할 수 있다. 예를 들어 제 1 발광 유닛 내지 제 4 발광 유닛 및 수광 유닛은 각각 발광층 또는 수광층 외에 발광층 위 또는 수광층 위의 캐리어 수송층을 가지는 것이 바람직하다.
또한 발광 소자를 구성하는 모든 층을 섬 형상으로 형성할 필요는 없다. 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 제작 방법에서는 발광 소자를 구성하는 일부의 층을 섬 형상으로 형성한 후, 희생층을 제거하고, 발광 소자를 구성하는 나머지 층을 공통층으로서 각 발광 소자에서 공통적으로 형성한다. 그 후 공통층 위에 공통 전극(상부 전극이라고도 함)을 형성한다. 공통층은 발광 소자에서 예를 들어 캐리어 주입층으로서의 기능을 가진다. 또한 공통층은 발광 소자 외에 수광 소자의 구성 요소로 할 수 있다. 이 경우, 공통층은 수광 소자에 있어서 예를 들어 캐리어 수송층으로서의 기능을 가진다.
한편 공통층으로 할 수 있는 캐리어 주입층은 발광 소자 중에서는 비교적 도전성이 높은 층인 경우가 많다. 그러므로 공통층이 섬 형상으로 형성된 층의 측면에 접함으로써 발광 소자가 단락될 우려가 있다. 또한 수광 소자에 있어서도, 공통층이 섬 형상으로 형성된 층의 측면에 접함으로써 수광 소자가 단락될 우려가 있다. 또한 공통층을 제공하지 않고, 예를 들어 캐리어 주입층을 섬 형상으로 제공하는 경우에 대해서도 공통 전극과, 발광 유닛의 측면, 수광 유닛의 측면, 또는 화소 전극의 측면이 접함으로써 발광 소자가 단락될 우려가 있다.
그러므로 본 발명의 일 형태의 표시 장치에는 섬 형상으로 형성된 층의 측면을 덮는 측벽(사이드 월, 측벽 보호층, 측벽 절연막, 절연층 등이라고도 함)을 제공한다.
이로써 섬 형상으로 형성된 층이 공통층 또는 공통 전극과 접하는 것을 억제할 수 있다. 따라서 발광 소자 및 수광 소자의 단락을 억제하여, 신뢰성이 높은 표시 장치를 실현할 수 있다.
도 1의 (A) 및 (B)는 본 발명의 일 형태의 표시 장치가 가지는 화소의 구성예를 나타낸 상면도이다.
도 1의 (A)에 나타낸 화소(110)는 부화소(G), 부화소(B), 부화소(R), 부화소(PS), 및 부화소(W)를 가진다.
도 1의 (A)에서는 하나의 화소(110) 내에 각 부화소가 2행 3열로 배치되어 있는 예를 나타내었다. 도 1의 (A)에 나타낸 화소(110)는 위의 행(첫 번째 행)에 3개의 부화소(부화소(G), 부화소(B), 및 부화소(R))를 가지고, 아래의 행(두 번째 행)에 2개의 부화소(부화소(PS) 및 부화소(W))를 가진다. 환언하면 도 1의 (A)에 나타낸 화소(110)는 왼쪽의 열(첫 번째 열)에 2개의 부화소(부화소(G) 및 부화소(PS))를 가지고, 중앙의 열(두 번째 열)에 부화소(B)를 가지고, 오른쪽의 열(세 번째 열)에 부화소(R)를 가진다. 또한 두 번째 열과 세 번째 열에 걸쳐 부화소(W)를 가진다.
도 1의 (B)에 나타낸 화소(110)는 부화소(W)를 2개 가지는 점이 도 1의 (A)에 나타낸 화소(110)와 상이하다.
도 1의 (B)에서는 하나의 화소(110) 내에 각 부화소가 2행 3열로 배치되어 있는 예를 나타내었다. 도 1의 (B)에 나타낸 화소(110)는 위의 행(첫 번째 행)에 3개의 부화소(부화소(G), 부화소(B), 및 부화소(R))를 가지고, 아래의 행(두 번째 행)에 3개의 부화소(부화소(PS) 및 2개의 부화소(W))를 가진다. 환언하면 도 1의 (B)에 나타낸 화소(110)는 왼쪽의 열(첫 번째 열)에 2개의 부화소(부화소(G) 및 부화소(PS))를 가지고, 중앙의 열(두 번째 열)에 2개의 부화소(부화소(B) 및 부화소(W))를 가지고, 오른쪽의 열(세 번째 열)에 2개의 부화소(부화소(R) 및 부화소(W))를 가진다. 또한 부화소의 레이아웃은 도 1의 (A) 또는 (B)의 구성에 한정되지 않는다. 부화소의 레이아웃의 다른 예에 대해서는 후술한다.
[전자 기기의 구성예]
도 1의 (C) 및 (D)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 가지는 전자 기기(10)의 단면도의 일례를 나타내었다. 여기서 도 1의 (C)는 전자 기기(10)의 표시 장치로서의 기능과, 전자 기기(10)에 접촉하는 물체를 검출하는 기능을 설명하는 모식도이다. 또한 도 1의 (D)는 전자 기기(10)의 표시 장치로서의 기능과, 전자 기기(10)에 근접하는 물체를 검출하는 기능을 설명하는 모식도이다. 또한 도 1의 (E)는 전자 기기(10)의 조명 장치로서의 기능을 설명하는 모식도이다.
도 1의 (C) 내지 (E)에 나타낸 전자 기기(10)는 하우징(103)과 보호 부재(105) 사이에 표시 장치(100)를 가진다. 도 1의 (C) 내지 (E)에 나타낸 표시 장치(100)는 도 1의 (A)에서의 일점쇄선 A1-A2 간의 단면 구조에 상당한다.
부화소(R)는 적색의 광(31R)을 사출하는 기능을 가진다. 부화소(G)는 녹색의 광(31G)을 사출하는 기능을 가진다. 부화소(B)는 청색의 광(31B)을 사출하는 기능을 가진다. 이들 부화소를 사용함으로써 전자 기기(10)로 풀 컬러 화상을 표시할 수 있다.
또한 부화소(PS)는 수광 영역으로서 기능하고, 부화소(W)는 백색의 광(31W)을 사출하는 기능을 가진다.
부화소(R), 부화소(G), 부화소(B), 및 부화소(W)는 각각 발광 소자를 가진다. 또한 부화소(PS)는 수광 소자를 가진다. 발광 소자 및 수광 소자는 기판(102)과 기판(120) 사이에 제공된다.
부화소(PS)의 수광 면적은 작은 것이 바람직하고, 예를 들어 부화소(W)의 발광 면적보다 작게 하면 좋다. 수광 면적이 작을수록 촬상 범위가 좁아짐으로, 촬상 결과가 흐릿해지는 것을 억제하고, 해상도를 향상할 수 있다. 그러므로 부화소(PS)를 사용함으로써 고정세 또는 고해상도의 촬상을 수행할 수 있다. 예를 들어 부화소(PS)를 사용하여 지문, 장문, 홍채, 맥 형상(정맥 형상, 동맥 형상을 포함함), 또는 얼굴 등을 사용한 개인 인증을 위한 촬상을 수행할 수 있다.
예를 들어 도 1의 (C) 및 (D)에 나타낸 바와 같이 부화소(G)가 사출한 녹색의 광(31G)이 보호 부재(105)와 접촉 또는 근접하는 물체(108)(여기서는 손가락)에 의하여 반사되고, 물체(108)에서의 반사광(32G)이 부화소(PS)에 입사한다. 이로써 전자 기기(10)는 물체(108)를 검출할 수 있다. 따라서 전자 기기(10)는 광학식 센서로서의 기능을 가질 수 있다.
예를 들어 정전 용량 방식의 터치 센서로는 근접하지만 접촉되지 않은 물체를 검출하기 어렵다. 한편 전자 기기(10)는 광학식 센서로서의 기능을 가지기 때문에, 도 1의 (D)에 나타낸 바와 같이 물체(108)가 보호 부재(105)에 접촉되지 않아도 물체(108)를 검출할 수 있다. 따라서 전자 기기(10)는 예를 들어 터치 패널의 터치 조작에 상당하는 동작을 비접촉으로 수행할 수 있다. 따라서 전자 기기(10)를 위생적으로 사용할 수 있다. 예를 들어 전자 기기(10)를 불특정 다수의 사람이 사용하는 경우에도 전자 기기(10)에 부착된 균 또는 바이러스 등이 전자 기기(10)의 사용자에게 감염되는 것을 억제할 수 있다.
또한 예를 들어 정전 용량 방식의 터치 센서로는, 장갑을 낀 손가락 또는 물방울이 부착된 손가락 등이 접촉하였을 때 이를 검지하기 어렵다. 한편 전자 기기(10)는 광학식 센서로서의 기능을 가지기 때문에, 물체(108)가 예를 들어 장갑을 낀 손가락 또는 물방울이 부착된 손가락 등이어도 물체(108)를 검출할 수 있다.
이로써 전자 기기(10)는 편의성이 높은 전자 기기로 할 수 있다. 또한 표시 장치(100)는 편의성이 높은 표시 장치로 할 수 있다.
또한 상술한 바와 같이 전자 기기(10)는 부화소(PS)를 사용하여 물체(108)의 지문을 촬상할 수 있다. 특히 물체(108)가 보호 부재(105)와 접촉되는 경우, 전자 기기(10)는 물체(108)의 지문을 촬상할 수 있다. 이로써 전자 기기(10)는 지문 인증을 수행할 수 있다.
화소(110)에 부화소(PS)가 제공되기 때문에 예를 들어 표시 장치(100)의 표시부 전체로 촬상을 수행할 수 있다. 따라서 예를 들어 수광 영역을 표시부의 외부에 제공하는 경우보다, 촬상 범위를 넓게 할 수 있다. 이로써 예를 들어 2개 이상의 손가락을 촬상 범위에 접촉시킬 수 있다. 이 경우, 전자 기기(10)는 예를 들어 복수의 지문을 촬상할 수 있다. 따라서 전자 기기(10)에서의 인증의 정밀도를 높일 수 있다. 구체적으로는 예를 들어 본인 거부율 및 타인 수락률을 낮출 수 있다.
또한 예를 들어 표시 장치(100)의 표시부 전체로 촬상을 수행함으로써 예를 들어 손바닥 전체를 촬상 범위에 접촉시킬 수 있다. 이로써 전자 기기(10)는 장문에 의한 인증을 수행할 수 있다.
또한 도 1의 (C) 및 (D) 등에서는 부화소(G)가 사출하는 녹색의 광(31G)을 사용하여 부화소(PS)가 물체를 검출하는 예를 나타내었지만, 부화소(PS)가 검출하는 광의 파장은 특별히 한정되지 않는다. 부화소(PS)는 가시광을 검출하는 것이 바람직하고, 청색, 자색, 청자색, 녹색, 황록색, 황색, 주황색, 및 적색 등의 색 중 하나 또는 복수를 검출하는 것이 바람직하다. 또한 부화소(PS)는 적외광을 검출하여도 좋다.
예를 들어 부화소(PS)는 부화소(R)가 사출하는 적색의 광(31R)을 검출하는 기능을 가져도 좋다. 또한 부화소(PS)는 부화소(B)가 사출하는 청색의 광(31B)을 검출하는 기능을 가져도 좋다.
또한 부화소(PS)가 검출하는 광을 사출하는 부화소는 화소(110) 내에서 부화소(PS) 가까이에 제공되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어 화소(110)는 부화소(PS)와 인접된 부화소(G)가 사출하는 광을 부화소(PS)가 검출하는 구성으로 할 수 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 부화소(PS)에 의한 광의 검출 정밀도를 높일 수 있다.
도 1의 (E)에 나타낸 바와 같이 부화소(W)는 백색의 광(31W)을 사출한다. 백색 발광을 얻기 위해서는 부화소(W)가 가지는 발광 소자를 2개 이상의 발광층을 적층하는 구성으로 하며, 각각의 발광이 보색 관계가 되도록 발광층을 선택하면 좋다. 예를 들어 제 1 발광층의 발광색과 제 2 발광층의 발광색을 보색 관계가 되도록 함으로써, 발광 소자 전체로서 백색 발광하는 구성을 얻을 수 있다. 또한 발광층을 3개 이상 가지는 발광 소자인 경우도 마찬가지이다. 또한 부화소(R), 부화소(G), 및 부화소(B)에도 백색 발광하는 발광 소자를 제공한다. 그리고 부화소(R)에 적색의 광을 투과시키는 착색층을 제공하고, 부화소(G)에 녹색의 광을 투과시키는 착색층을 제공하고, 부화소(B)에 청색의 광을 투과시키는 착색층을 제공함으로써, 부화소(R), 부화소(G), 및 부화소(B)는 각각 적색, 녹색, 및 청색의 부화소로 할 수 있다.
여기서 백색의 광(31W)은 플래시라이트 또는 스트로보 라이트와 같이 순간적인 휘도가 높은 광으로 하여도 좋고, 예를 들어 독서등과 같이 연색성이 높은 광으로 하여도 좋다. 또한 백색의 광(31W)을 예를 들어 독서등에 사용하는 경우에는 백색 발광의 색온도를 낮게 하면 좋다. 예를 들어, 백색의 광(31W)을 전구색(예를 들어 2500K 이상 3250K 미만) 또는 온백색(3250K 이상 3800K 미만)으로 함으로써, 사용자의 눈에 편한 광원으로 할 수 있다.
스트로보 라이트 기능은 예를 들어 짧은 주기에 발광과 비발광을 반복하는 구성으로 실현할 수 있다. 또한 플래시라이트 기능은 예를 들어 전기 이중층 등의 원리를 사용하여 순간 방전함으로써 섬광을 발생시키는 구성에 의하여 실현할 수 있다.
도 2의 (A) 내지 (C)는 전자 기기의 용도의 일례를 나타낸 모식도이다. 예를 들어 전자 기기(10)에 카메라 기능을 제공하는 경우, 스트로보 라이트 기능 또는 플래시라이트 기능을 사용함으로써, 도 2의 (A)에 나타낸 바와 같이 야간에도 전자 기기(10)로 화상을 촬상할 수 있다. 여기서 전자 기기(10)의 표시 장치(100)는 면광원으로서 기능하고, 피사체에 그림자가 생기기 어려우므로 뚜렷한 화상을 촬상할 수 있다. 또한 스트로보 라이트 기능 또는 플래시라이트 기능은 야간에 한정되지 않고 사용할 수 있다. 전자 기기(10)에 스트로보 라이트 기능 또는 플래시라이트 기능을 제공하는 경우에는 백색 발광의 색온도를 높이면 좋다. 예를 들어 전자 기기(10)로부터 사출되는 광의 색온도를 백색(3800K 이상 4500K 미만), 주백색(4500K 이상 5500K 미만), 또는 주광색(5500K 이상 7100K 미만)으로 하면 좋다.
또한 플래시가 필요 이상으로 강한 광을 발함으로써, 원래는 밝기에 강도 차이가 있는 부분이 화상에서 새하얗게 나오는 경우가 있다(노출 과다). 한편 플래시의 발광이 지나치게 약하면, 어두운 부분이 화상에서 새까맣게 나오는 경우가 있다(노출 부족). 이에 대하여 부화소(PS)로 피사체 주위의 밝기를 검지함으로써, 부화소(W)가 사출하는 광을 최적의 광량으로 조정할 수 있는 구성으로 하여도 좋다. 즉 전자 기기(10)는 노출계로서의 기능을 가진다고도 할 수 있다.
또한 스트로보 라이트 기능 및 플래시라이트 기능은 방범 용도 또는 호신 용도 등에 사용할 수 있다. 예를 들어 도 2의 (B)에 나타낸 바와 같이 괴한을 향하여 전자 기기(10)를 발광시킴으로써 괴한을 압도할 수 있다. 또한 괴한에게 습격을 당하는 등의 비상 시에 침착하게 대처하여 발광 범위가 좁은 호신용 라이트의 광을 괴한의 얼굴에 비추기는 어려운 경우가 있다. 이에 대하여 전자 기기(10)의 표시 장치(100)는 면광원이기 때문에 표시 장치(100)의 방향이 약간 다르더라도 표시 장치(100)의 발광을 괴한의 시야에 들어가게 할 수 있다.
또한 도 2의 (B)에 나타낸 바와 같이 방범용 또는 호신용 플래시라이트로서 기능시키는 경우, 도 2의 (A)에 나타낸 야간 촬상 시보다 휘도를 높이는 것이 바람직하다. 또한 표시 장치(100)를 여러 번 간헐적으로 발광시킴으로써, 괴한을 압도할 수 있다. 또한 전자 기기(10)는 주위에게 도움을 요청하기 위하여 비교적 음량이 큰 경고음 등의 소리를 내어도 좋다. 괴한의 얼굴 가까이에서 소리를 냄으로써, 광뿐만 아니라 소리로도 괴한을 압도할 수 있기 때문에 적합하다.
또한 부화소(W)가 가지는 발광 소자의 발광의 연색성을 높이는 경우, 발광 소자에 포함되는 발광층의 개수 또는 상기 발광층에 포함되는 발광 물질의 종류를 늘리는 것이 바람직하다. 이로써 더 넓은 파장에 강도를 가지는 폭 넓은 발광 스펙트럼을 얻을 수 있어, 태양광에 가깝고 연색성이 더 높은 발광을 나타낼 수 있다.
예를 들어 도 2의 (C)에 나타낸 바와 같이 연색성이 높은 발광이 가능한 전자 기기(10)를 예를 들어 독서등으로 사용하여도 좋다. 도 2의 (C)에서는 전자 기기(10)가 지지체(12)로 책상(14)에 고정되어 있다. 이와 같은 지지체(12)를 사용함으로써 전자 기기(10)를 독서등으로서 사용할 수 있다. 전자 기기(10)의 표시 장치(100)는 면광원으로서 기능하기 때문에, 대상(도 2의 (C)에서는 책)에 그림자가 생기기 어렵고, 대상에서의 반사광의 분포가 원활하기 때문에 광이 반사되기 어렵다. 이로써 대상의 시인성이 향상되고 보기 편하게 된다. 또한 부화소(W)가 가지는 발광 소자의 발광 스펙트럼은 폭이 넓으므로 블루 라이트도 상대적으로 경감되어 있다. 그러므로 예를 들어 전자 기기(10)의 사용자의 안정 피로를 경감할 수 있다.
또한 지지체(12)의 구성은 도 2의 (C)에 나타낸 것에 한정되는 것이 아니다. 가능한 한 가동 영역이 넓어지도록 암 또는 가동부 등을 적절히 제공하면 좋다. 또한 도 2의 (C)에서 지지체(12)는 전자 기기(10)를 끼우는 형태로 가지지만 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다. 예를 들어 자석 또는 흡반 등을 적절히 사용하는 구성으로 하여도 좋다.
상기 조명 용도의 발광색으로서는 백색이 바람직하다. 다만 조명 용도의 발광색에 특별히 한정은 없고, 백색, 청색, 자색, 청자색, 녹색, 황록색, 황색, 주황색, 및 적색 등 중 하나 또는 복수를 전자 기기(10)의 사용자가 적절히 최적의 발광색으로서 선택할 수도 있다.
[표시 장치의 구성예]
본 실시형태의 표시 장치는 표시부에 화소가 매트릭스상으로 배열된 구성을 가진다. 화소는 발광 소자를 가지는 부화소를 복수 종류 가지는 구성으로 할 수 있다. 또한 화소는 수광 소자를 가지는 부화소를 가진다. 예를 들어 화소는 부화소를 4종류 가지는 구성으로 할 수 있다. 상기 4개의 부화소 중 하나는 수광 소자를 가지는 부화소이다. 나머지 3개의 부화소로서는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3색의 부화소, 및 황색(Y), 시안(C), 마젠타(M)의 3색의 부화소 등을 들 수 있다. 또는 화소는 부화소를 5종류 가지는 구성으로 할 수 있다. 상기 5개의 부화소 중 하나는 수광 소자를 가지는 부화소이다. 나머지 4개의 부화소로서는 R, G, B, 백색(W)의 4색의 부화소 및 R, G, B, Y의 4색의 부화소 등을 들 수 있다.
부화소의 배열에 특별히 한정은 없고, 다양한 방법을 적용할 수 있다. 부화소의 배열로서는 예를 들어 스트라이프 배열, 매트릭스 배열, 및 델타 배열 등이 있다.
또한 부화소의 상면 형상으로서는 예를 들어 삼각형, 사각형(직사각형 및 정사각형을 포함함), 오각형 등의 다각형, 모서리가 둥근 상기 다각형, 타원형, 및 원형 등을 들 수 있다. 여기서 부화소의 상면 형상은 발광 소자의 발광 영역의 상면 형상에 상당한다.
포토리소그래피법으로는 가공하는 패턴이 미세할수록 광의 회절의 영향을 무시할 수 없으므로 노광에 의하여 포토 마스크의 패턴을 전사할 때 충실성이 손실되어, 레지스트 마스크를 원하는 형상으로 가공하기 어려워진다. 그러므로 포토 마스크의 패턴이 직사각형이어도, 모서리가 둥근 패턴이 형성되기 쉽다. 따라서 부화소의 상면 형상이, 모서리가 둥근 다각형, 타원형, 또는 원형 등이 되는 경우가 있다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 제작 방법에서는 레지스트 마스크를 사용하여 발광 소자가 가지는 발광 유닛 및 수광 소자가 가지는 수광 유닛을 섬 형상으로 가공한다. 여기서 발광 유닛은 적어도 발광층을 가지고, 수광 유닛은 적어도 수광층을 가진다.
발광 유닛 및 수광 유닛 위에 형성한 레지스트막은 발광 유닛 및 수광 유닛의 내열 온도보다 낮은 온도에서 경화할 필요가 있다. 그러므로 발광 유닛 및 수광 유닛의 재료의 내열 온도 및 레지스트 재료의 경화 온도에 따라서는 레지스트막의 경화가 불충분한 경우가 있다. 경화가 불충분한 레지스트막은 가공 시에 원하는 형상과는 다른 형상이 되는 경우가 있다. 그 결과 발광 유닛 및 수광 유닛의 상면 형상이, 모서리가 둥근 다각형, 타원형, 또는 원형 등이 되는 경우가 있다. 예를 들어 상면 형상이 정사각형인 레지스트 마스크를 형성하려고 한 경우에, 상면 형상이 원형인 레지스트 마스크가 형성되어 발광 유닛 및 수광 유닛의 상면 형상이 원형이 되는 경우가 있다.
또한 발광 유닛 및 수광 유닛의 상면 형상을 원하는 형상으로 하기 위하여 설계 패턴과 전사 패턴이 일치하도록 미리 마스크 패턴을 보정하는 기술(OPC(Optical Proximity Correction: 광 근접 효과 보정) 기술을 사용하여도 좋다. 구체적으로는 OPC 기술에서는 마스크 패턴 상의 도형의 모서리 부분 등에 보정용 패턴을 추가한다.
도 3은 본 발명의 일 형태의 표시 장치인, 표시 장치(100)의 구성예를 나타낸 상면도이다. 표시 장치(100)는 복수의 화소(110)가 매트릭스상으로 배치된 표시부와, 표시부의 외측의 접속부(140)를 가진다. 하나의 화소(110)는 부화소(110a), 부화소(110b), 부화소(110c), 및 부화소(110d)의 4개의 부화소로 구성된다.
도 3에서는 상이한 색의 부화소가 X 방향으로 나란히 배치되어 있고, 같은 색의 부화소가 Y 방향으로 나란히 배치되어 있는 예를 나타내었다. 또한 상이한 색의 부화소가 Y 방향으로 나란히 배치되고, 같은 색의 부화소가 X 방향으로 나란히 배치되어 있어도 좋다.
도 3에서는 상면에서 보았을 때 접속부(140)가 표시부의 아래쪽에 위치하는 예를 나타내었지만, 접속부(140)의 위치는 특별히 한정되지 않는다. 접속부(140)는 상면에서 보았을 때 표시부의 위쪽, 오른쪽, 왼쪽, 아래쪽 중 적어도 하나의 부분에 제공되면 좋고, 표시부의 4변을 둘러싸도록 제공되어도 좋다. 또한 접속부(140)는 하나이어도 좋고 복수이어도 좋다.
도 3에 나타낸 화소(110)에는 스트라이프 배열이 적용되어 있다. 상술한 바와 같이 도 3에 나타낸 화소(110)는 부화소(110a), 부화소(110b), 부화소(110c), 및 부화소(110d)의 4개의 부화소로 구성된다. 부화소(110a), 부화소(110b), 부화소(110c), 및 부화소(110d) 중 하나는 수광 소자를 가진다. 나머지 3개는 예를 들어 백색의 광을 발하는 발광 소자를 가진다. 예를 들어 부화소(110a), 부화소(110b), 및 부화소(110c)에 백색의 광을 발하는 발광 소자를 제공할 수 있다. 그리고 부화소(110a)에 적색의 광을 투과시키는 착색층을 제공하고, 부화소(110b)에 녹색의 광을 투과시키는 착색층을 제공하고, 부화소(110c)에 청색의 광을 투과시키는 착색층을 제공함으로써, 부화소(110a), 부화소(110b), 및 부화소(110c)는 각각 적색, 녹색, 및 청색의 부화소로 할 수 있다. 또한 부화소(110d)는 수광 소자를 가지는 부화소로 할 수 있다.
도 4의 (A) 내지 (C)에 나타낸 화소(110)는 스트라이프 배열이 적용되어 있다. 도 4의 (A) 내지 (C)에 나타낸 화소(110)는 도 3에 나타낸 화소(110)의 변형예라고 할 수 있다.
도 4의 (A)는 각 부화소의 상면 형상이 직사각형인 예이고, 도 4의 (B)는 각 부화소의 상면 형상이 2개의 반원형과 직사각형을 연결한 형상인 예이고, 도 4의 (C)는 각 부화소의 상면 형상이 타원형인 예이다.
도 4의 (D) 내지 (F)에 나타낸 화소(110)는 매트릭스 배열이 적용되어 있다. 도 4의 (D)는 각 부화소의 상면 형상이 정사각형인 예이고, 도 4의 (E)는 각 부화소의 상면 형상이 모서리가 둥근 실질적 정사각형인 예이고, 도 4의 (F)는 각 부화소의 상면 형상이 원형인 예이다.
도 5의 (A) 및 (B)에 나타낸 화소(125a) 및 화소(125b)에는 델타 배열이 적용되어 있다. 화소(125a)는 위의 행(첫 번째 행)에 2개의 부화소(부화소(110a) 및 부화소(110b))를 가지고, 아래의 행(두 번째 행)에 2개의 부화소(부화소(110c) 및 부화소(110d))를 가진다. 화소(125b)는 위의 행(첫 번째 행)에 2개의 부화소(부화소(110c) 및 부화소(110d))를 가지고, 아래의 행(두 번째 행)에 2개의 부화소(부화소(110a) 및 부화소(110b))를 가진다.
도 5의 (A)는 각 부화소의 상면 형상이 모서리가 둥근 실질적 사각형인 예이고, 도 5의 (B)는 각 부화소의 상면 형상이 원형인 예이다.
도 5의 (C)에서는 하나의 화소(110) 내에 각 부화소가 2행 3열로 배치되어 있는 예를 나타내었다. 화소(110)는 위의 행(첫 번째 행)에 3개의 부화소(부화소(110a), 부화소(110b), 및 부화소(110c))를 가지고, 아래의 행(두 번째 행)에 하나의 부화소(부화소(110d))를 가진다. 환언하면 화소(110)는 왼쪽의 열(첫 번째 열)에 부화소(110a)를 가지고, 중앙의 열(두 번째 열)에 부화소(110b)를 가지고, 오른쪽의 열(세 번째 열)에 부화소(110c)를 가지고, 또한 이들 3열에 걸쳐 부화소(110d)를 가진다.
도 5의 (D)에 나타낸 화소(110)는 상면 형상이 모서리가 둥근 실질적 사다리꼴 또는 모서리가 둥근 실질적 삼각형인 부화소(110a), 부화소(110b), 부화소(110c), 및 부화소(110d)를 가진다. 부화소(110a)는 부화소(110b), 부화소(110c), 및 부화소(110d)보다 발광 면적이 넓다. 이와 같이 각 부화소의 형상 및 크기는 각각 독립적으로 결정할 수 있다. 예를 들어 발광 소자의 신뢰성이 높을수록 부화소의 크기를 작게 할 수 있다. 예를 들어 부화소(110a)를 청색의 부화소로 하고, 부화소(110b), 부화소(110c), 및 부화소(110d)를 각각 적색의 부화소, 녹색의 부화소, 및 수광 소자를 가지는 부화소로 하여도 좋다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 발광 소자가 형성되어 있는 기판과 반대 방향으로 광을 사출하는 상면 사출형(톱 이미션형), 발광 소자가 형성되어 있는 기판 측으로 광을 사출하는 하면 사출형(보텀 이미션형), 및 양면으로 광을 사출하는 양면 사출형(듀얼 이미션형) 중 어느 것이어도 좋다.
도 6의 (A)는 도 3에서의 일점쇄선 X1-X2 간의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 6의 (A)에 나타낸 바와 같이 표시 장치(100)는 트랜지스터를 포함하는 층(101) 위에 발광 소자(130) 및 수광 소자(150)가 제공되고, 발광 소자(130) 및 수광 소자(150)를 덮도록 보호층(131) 및 보호층(132)이 제공되어 있다. 보호층(132) 위에는 착색층(133)(착색층(133a), 착색층(133b), 및 착색층(133c))이 제공된다. 보호층(132) 위 및 착색층(133) 위에는 수지층(119)에 의하여 기판(120)이 접합되어 있다. 또한 인접된 발광 소자(130) 사이의 영역 및 인접된 발광 소자(130)와 수광 소자(150) 사이에는 측벽(121)이 제공되어 있다.
트랜지스터를 포함하는 층(101)에는 예를 들어 기판에 복수의 트랜지스터가 제공되고, 이들 트랜지스터를 덮도록 절연층이 제공된 적층 구성을 적용할 수 있다. 트랜지스터를 포함하는 층(101)은 인접된 발광 소자(130) 사이 및 인접된 발광 소자(130)와 수광 소자(150) 사이에 오목부를 가져도 좋다. 즉 트랜지스터를 포함하는 층(101)은 발광 소자(130)와 중첩되는 영역 및 수광 소자(150)와 중첩되는 영역에 볼록부를 가져도 좋다. 예를 들어 트랜지스터를 포함하는 층(101)의 최표면에 위치하는 절연층에 상기 오목부 및 상기 볼록부가 제공되어 있어도 좋다. 트랜지스터를 포함하는 층(101)의 구성예는 실시형태 2에서 후술한다.
발광 소자(130)는 예를 들어 백색광을 발하는 기능을 가진다. 본 명세서 등에서 백색광을 발하는 기능을 가지는 발광 소자를 백색 발광 소자라고 하는 경우가 있다. 백색 발광 소자를 가지는 표시 장치는 착색층(컬러 필터라고도 함)과 조합함으로써, 풀 컬러 표시를 수행할 수 있다.
수광 소자(150)는 수광 소자(150)에 입사하는 광을 검출하고 광량에 대응하는 전하를 발생시키는 기능을 가진다. 즉 수광 소자(150)는 광전 변환 소자(광전 변환 디바이스라고도 함)로서의 기능을 가진다.
발광 소자(130)는 한 쌍의 전극 사이에 발광 유닛을 가지고, 수광 소자(150)는 한 쌍의 전극 사이에 수광 유닛을 가진다. 본 명세서 등에서는 한 쌍의 전극 중 한쪽을 화소 전극이라고 기재하고, 다른 쪽을 공통 전극이라고 기재하는 경우가 있다.
발광 소자(130)가 가지는 한 쌍의 전극 중 한쪽의 전극은 양극으로서 기능하고, 다른 쪽의 전극은 음극으로서 기능한다. 마찬가지로 수광 소자(150)가 가지는 한 쌍의 전극 중 한쪽의 전극은 양극으로서 기능하고, 다른 쪽의 전극은 음극으로서 기능한다. 이하에서는, 특별히 언급된 경우를 제외하고, 화소 전극이 양극으로서 기능하고, 공통 전극이 음극으로서 기능하는 경우를 예로 들어 설명한다.
발광 소자(130)는 트랜지스터를 포함하는 층(101) 위의 화소 전극(111)과, 화소 전극(111) 위의 발광 유닛(112_1)과, 발광 유닛(112_1) 위의 중간층(113)과, 중간층(113) 위의 발광 유닛(112_2)과, 발광 유닛(112_2) 위의 공통층(114)과, 공통층(114) 위의 공통 전극(115)을 가진다. 여기서 공통층(114)은 예를 들어 전자 주입성이 높은 물질을 포함하는 층(전자 주입층)을 가질 수 있다. 또한 화소 전극(111)이 음극으로서 기능하고, 공통 전극(115)이 양극으로서 기능하는 경우에는, 공통층(114)은 예를 들어 정공 주입층을 가질 수 있다.
수광 소자(150)는, 트랜지스터를 포함하는 층(101) 위의 화소 전극(111PS)과, 화소 전극(111PS) 위의 수광 유닛(152)과, 수광 유닛(152) 위의 공통층(114)과, 공통층(114) 위의 공통 전극(115)을 가진다. 여기서 공통층(114)은 수광 소자(150)에서 예를 들어 전자 수송층으로서 기능한다. 또한 화소 전극(111PS)이 음극으로서 기능하고, 공통 전극(115)이 양극으로서 기능하는 경우에는, 공통층(114)은 수광 소자(150)에서 예를 들어 정공 수송층으로서 기능한다.
화소 전극(111), 발광 유닛(112), 및 중간층(113)은 발광 소자(130)마다 섬 형상으로 형성된다. 즉 화소 전극(111), 발광 유닛(112), 및 중간층(113)은 발광 소자(130)마다 분리되어 제공된다. 또한 화소 전극(111PS) 및 수광 유닛(152)은 수광 소자(150)마다 섬 형상으로 형성된다. 화소 전극(111) 및 화소 전극(111PS) 등의 형성에 의하여 트랜지스터를 포함하는 층(101)은 화소 전극(111)과 중첩되는 영역 및 화소 전극(111PS)과 중첩되는 영역에 볼록부를 가질 수 있다. 또한 발광 유닛(112_1)과, 중간층(113)과, 발광 유닛(112_2)을 통틀어 층(103a)이라고 할 수 있다.
본 명세서 등에서 상이한 발광 유닛(112)을 구별하기 위하여 _1, _2 등의 부호를 부여하였다. 다른 요소에 있어서도 마찬가지로 기재하는 경우가 있다.
화소 전극(111) 및 화소 전극(111PS)과 공통 전극(115) 중 광을 추출하는 측의 전극에는 가시광을 투과시키는 도전막을 사용한다. 또한 광을 추출하지 않는 측의 전극에는 가시광을 반사하는 도전막을 사용하는 것이 바람직하다.
화소 전극(111), 화소 전극(111PS), 및 공통 전극(115)을 형성하는 재료로서는 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 적절히 사용할 수 있다. 구체적으로는 인듐 주석 산화물(In-Sn 산화물, ITO라고도 함), In-Si-Sn 산화물(ITSO라고도 함), 인듐 아연 산화물(In-Zn 산화물), In-W-Zn 산화물, 알루미늄, 니켈, 및 란타넘의 합금(Al-Ni-La) 등의 알루미늄을 포함하는 합금(알루미늄 합금), 및 은과 팔라듐과 구리의 합금(Ag-Pd-Cu, APC라고도 함)을 들 수 있다. 그 외에, 알루미늄(Al), 타이타늄(Ti), 크로뮴(Cr), 망가니즈(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 갈륨(Ga), 아연(Zn), 인듐(In), 주석(Sn), 몰리브데넘(Mo), 탄탈럼(Ta), 텅스텐(W), 팔라듐(Pd), 금(Au), 백금(Pt), 은(Ag), 이트륨(Y), 네오디뮴(Nd) 등의 금속, 및 이들을 적절히 조합하여 포함하는 합금을 사용할 수도 있다. 이 외에 상기에서 예시되지 않은 원소 주기율표의 1족 또는 2족에 속하는 원소(예를 들어 리튬(Li), 세슘(Cs), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr)), 유로퓸(Eu), 이터븀(Yb) 등의 희토류 금속 및 이들을 적절히 조합하여 포함하는 합금, 그래핀 등을 사용할 수 있다.
도 6의 (B)는 도 3에서의 일점쇄선 Y1-Y2 간의 구성예를 나타낸 단면도이고, 접속부(140)의 구성예를 나타낸 단면도이다. 접속부(140)에는 트랜지스터를 포함하는 층(101) 위의 접속 전극(111C)과, 접속 전극(111C) 위의 공통 전극(115)과, 공통 전극(115) 위의 보호층(131)과, 보호층(131) 위의 보호층(132)과, 보호층(132) 위의 수지층(119)과, 수지층(119) 위의 기판(120)을 가진다. 접속 전극(111C)은 공통 전극(115)에 전기적으로 접속된다.
도 6의 (C)는 층(103a)의 자세한 구성예를 나타낸 단면도이다. 발광 유닛(112_1)은 예를 들어 층(181)과, 층(181) 위의 층(182)과, 층(182) 위의 발광층(183_1)과, 발광층(183_1) 위의 층(184)을 가진다. 발광 유닛(112_2)은 예를 들어 중간층(113) 위의 층(182)과, 층(182) 위의 발광층(183_2)과, 발광층(183_2) 위의 층(184)을 가진다.
층(181)은 예를 들어 정공 주입성이 높은 물질을 포함하는 층(정공 주입층) 등을 가진다. 층(182)은 예를 들어 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층(정공 수송층) 등을 가진다. 층(184)은 예를 들어 전자 수송성이 높은 물질을 포함하는 층(전자 수송층) 등을 가진다. 여기서 화소 전극(111)이 음극으로서 기능하고, 공통 전극(115)이 양극으로서 기능하는 경우에는, 층(181)은 전자 주입층 등을 가진다. 또한 층(182)은 전자 수송층 등을 가진다. 또한 층(184)은 정공 수송층 등을 가진다. 또한 발광 유닛(112)은 정공 차단성이 높은 물질을 포함하는 층(정공 차단층)을 가져도 좋고, 전자 차단성이 높은 물질을 포함하는 층(전자 차단층)을 가져도 좋다.
또한 층(182) 및 층(184) 등은 예를 들어 발광 유닛(112_1)과 발광 유닛(112_2)에 있어서 동일한 구성(재료, 막 두께 등)이어도 좋고, 상이한 구성이어도 좋다.
또한, 도 6의 (C)에서는 층(181)과 층(182)을 나누어 명시하였지만 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 층(181)이 정공 주입층과 정공 수송층 양쪽의 기능을 가지는 구성으로 하는 경우, 또는 층(181)이 전자 주입층과 전자 수송층 양쪽의 기능을 가지는 구성으로 하는 경우에는 층(182)을 생략하여도 좋다.
발광층(183_2) 위에 층(184)을 제공함으로써, 표시 장치(100)의 제작 공정 중에 발광층(183)이 최표면으로 노출되는 것을 억제하여 발광층(183)이 받는 대미지를 저감할 수 있다. 이로써 발광 소자(130)의 신뢰성을 높일 수 있다.
중간층(113)은 화소 전극(111)과 공통 전극(115) 사이에 전압을 인가하였을 때, 발광 유닛(112_1) 및 발광 유닛(112_2) 중 한쪽에 전자를 주입하고, 다른 쪽에 정공을 주입하는 기능을 가진다. 중간층(113)은 전하 발생층이라고도 할 수 있다.
발광층(183_1)이 발하는 광의 색과, 발광층(183_2)이 발하는 광의 색은 예를 들어 보색 관계로 할 수 있다. 이로써 발광 소자(130)는 전체로서 백색의 광을 발할 수 있다. 예를 들어 발광층(183_1) 및 발광층(183_2) 중 한쪽이 적색의 광 및 녹색의 광을 발하고, 발광층(183_1) 및 발광층(183_2) 중 다른 쪽이 청색의 광을 발할 수 있다. 또는 발광층(183_1) 및 발광층(183_2) 중 한쪽이 황색의 광 또는 주황색의 광을 발하고, 발광층(183_1) 및 발광층(183_2) 중 다른 쪽이 청색의 광을 발할 수 있다. 여기서 하나의 발광층(183)이 2색 이상의 광을 발하는 경우, 발광층(183)은 2층 이상의 적층 구성으로 할 수 있다. 예를 들어 하나의 발광층(183)이 적색의 광 및 녹색의 광을 발하는 경우, 발광층(183)은 적색의 광을 발하는 층과 녹색의 광을 발하는 층의 적층 구성으로 할 수 있다.
발광 소자(130)와 같이, 복수의 발광 유닛(112)이 중간층(113)을 개재하여 적층되어 제공되는 구성을 본 명세서에서는 탠덤 구조라고 한다. 한편 한 쌍의 전극 사이에 하나의 발광 유닛(112)을 가지는 구성을 싱글 구조라고 한다. 또한 탠덤 구조는 예를 들어 적층 구조라고도 할 수 있다. 발광 소자를 탠덤 구조로 함으로써, 고휘도 발광이 가능한 발광 소자로 할 수 있다. 또한 탠덤 구조는 싱글 구조에 비하여 같은 휘도를 얻는 데 필요한 전류를 저감할 수 있기 때문에, 표시 장치의 소비 전력을 저감하여 발광 소자의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한 발광 소자(130)와 같이 발광 소자마다 발광층을 분리하는 구조를 SBS(Side By Side) 구조라고 하는 경우가 있다. SBS 구조는 발광 소자마다 재료 및 구성을 최적화할 수 있기 때문에, 재료 및 구성의 선택의 자유도가 높아, 발광 소자의 휘도의 향상 및 신뢰성의 향상을 수행하기 쉽다.
발광 소자(130)는 탠덤 구조이며 SBS 구조라고 할 수 있다. 그러므로 탠덤 구조의 장점과 SBS 구조의 장점을 모두 가질 수 있다. 또한 표시 장치(100)는 도 6의 (A)에 나타낸 바와 같이 발광 유닛(112)이 직렬로 2단 형성된 구조이기 때문에 2단 탠덤 구조라고 하여도 좋다.
여기서, 예를 들어 부화소(110a)가 가지는 발광 소자(130), 부화소(110b)가 가지는 발광 소자(130), 및 부화소(110c)가 가지는 발광 소자(130)를 모두 백색 발광 소자로 할 수 있다. 즉 부화소가 나타내는 색에 따라 발광 소자(130)가 발하는 색을 상이하게 하지 않는다. 그러므로 발광층(183)이 발하는 색을 발광 소자(130)마다 상이하게 하지 않아도 된다. 따라서 예를 들어 모든 발광 소자(130)가 가지는 발광층(183)을 일괄적으로 형성할 수 있다. 따라서 표시 장치(100)는 발광층(183)이 발하는 색을 부화소가 나타내는 색에 따라 상이하게 하는 경우에 비하여 낮은 비용으로 제조할 수 있고, 수율을 높일 수 있다. 따라서 표시 장치(100)의 가격을 낮출 수 있다.
도 6의 (D)는 수광 유닛(152)의 자세한 구성예를 나타낸 단면도이다. 수광 유닛(152)은 예를 들어 층(182)과, 층(182) 위의 수광층(193)과, 수광층(193) 위의 층(184)을 가진다.
수광 유닛(152)이 가지는 층(182) 및 층(184)은 층(103a)이 가지는 층(182) 및 층(184)과 동일한 구성(재료, 막 두께 등)이어도 좋고, 상이한 구성이어도 좋다.
수광층(193) 위에 층(184)을 제공함으로써, 표시 장치(100)의 제작 공정 중에 수광층(193)이 최표면으로 노출되는 것을 억제하여 수광층(193)이 받는 대미지를 저감할 수 있다. 이로써 수광 소자(150)의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한 수광 유닛(152) 위의 공통층(114)이 수광 소자(150)에서 전자 수송층으로서의 기능을 가지기 때문에, 수광 유닛(152)은 전자 수송층으로서의 기능을 가지는 층(184)을 가지지 않아도 된다.
이하에서는 발광 소자(130) 및 수광 소자(150)의 각 층의 구체적인 예에 대하여 설명한다.
정공 주입층은 양극으로부터 정공 수송층에 정공을 주입하는 층이고, 정공 주입성이 높은 재료를 포함하는 층이다. 정공 주입성이 높은 재료로서는 방향족 아민 화합물 및 정공 수송성 재료와 억셉터성 재료(전자 수용성 재료)를 포함하는 복합 재료 등을 들 수 있다.
정공 수송층은 정공 주입층에 의하여 양극으로부터 주입된 정공을 발광층으로 수송하는 층이다. 또한 정공 수송층은 정공을 수광층으로 수송하는 층이다. 정공 수송층은 정공 수송성 재료를 포함하는 층이다. 정공 수송성 재료로서는 1×10-6cm2/Vs 이상의 정공 이동도를 가진 물질이 바람직하다. 또한 전자보다 정공의 수송성이 높은 물질이면, 이들 외의 물질을 사용할 수도 있다. 정공 수송성 재료로서는 π전자 과잉형 헤테로 방향족 화합물(예를 들어 카바졸 유도체, 싸이오펜 유도체, 퓨란 유도체 등), 방향족 아민(방향족 아민 골격을 가지는 화합물) 등의 정공 수송성이 높은 재료가 바람직하다.
전자 수송층은 전자 주입층에 의하여 음극으로부터 주입된 전자를 발광층에 수송하는 층이다. 또한 전자 수송층은 전자를 수광층으로 수송하는 층이다. 전자 수송층은 전자 수송성 재료를 포함하는 층이다. 전자 수송성 재료로서는, 전자 이동도가 1×10-6cm2/Vs 이상인 물질이 바람직하다. 또한 정공보다 전자의 수송성이 높은 물질이면, 이들 외의 물질을 사용할 수도 있다. 전자 수송성 재료로서는 퀴놀린 골격을 가지는 금속 착체, 벤조퀴놀린 골격을 가지는 금속 착체, 옥사졸 골격을 가지는 금속 착체, 싸이아졸 골격을 가지는 금속 착체 등 외에, 옥사다이아졸 유도체, 트라이아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 옥사졸 유도체, 싸이아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, 퀴놀린 리간드를 가지는 퀴놀린 유도체, 벤조퀴놀린 유도체, 퀴녹살린 유도체, 다이벤조퀴녹살린 유도체, 피리딘 유도체, 바이피리딘 유도체, 피리미딘 유도체, 이 외에 질소 함유 헤테로 방향족 화합물을 포함하는 π전자 부족형 헤테로 방향족 화합물 등의 전자 수송성이 높은 재료를 사용할 수 있다.
전자 주입층은 음극으로부터 전자 수송층에 전자를 주입하는 층이고, 전자 주입성이 높은 재료를 포함하는 층이다. 전자 주입성이 높은 재료로서는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 이들의 화합물을 사용할 수 있다. 전자 주입성이 높은 재료로서는 전자 수송성 재료와 도너성 재료(전자 공여성 재료)를 포함한 복합 재료를 사용할 수도 있다.
전자 주입층으로서는 예를 들어 리튬, 세슘, 이터븀, 플루오린화 리튬(LiF), 플루오린화 세슘(CsF), 플루오린화 칼슘(CaFX, X는 임의의 수), 8-(퀴놀리놀레이토) 리튬(약칭: Liq), 2-(2-피리딜)페놀레이토 리튬(약칭: LiPP), 2-(2-피리딜)-3-피리디놀레이토 리튬(약칭: LiPPy), 4-페닐-2-(2-피리딜)페놀레이토 리튬(약칭: LiPPP), 리튬 산화물(LiOx), 탄산 세슘 등과 같은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 이들의 화합물을 사용할 수 있다. 또한 전자 주입층으로서는 2층 이상의 적층 구성으로 하여도 좋다. 상기 적층 구성으로서는 예를 들어 첫 번째 층에 플루오린화 리튬을 사용하고, 두 번째 층에 이터븀을 제공하는 구성으로 할 수 있다.
또는 상술한 전자 주입층으로서는 전자 수송성을 가지는 재료를 사용하여도 좋다. 예를 들어, 비공유 전자쌍을 가지고 전자 부족형 헤테로 방향족 고리 골격을 가지는 화합물을 전자 수송성을 가지는 재료에 사용할 수 있다. 구체적으로는 피리딘 고리, 다이아진 고리(피리미딘 고리, 피라진 고리, 피리다진 고리), 트라이아진 고리 중 적어도 하나를 가지는 화합물을 사용할 수 있다.
또한 비공유 전자쌍을 가지는 유기 화합물의 최저 비점유 분자 궤도(LUMO: Lowest Unoccupied Molecular Orbital)가 -3.6eV 이상 -2.3eV 이하인 것이 바람직하다. 또한 일반적으로 CV(사이클릭 볼타메트리), 광전자 분광법, 광 흡수 분광법, 역광전자 분광법 등에 의하여 유기 화합물의 최고 점유 분자 궤도(HOMO: highest occupied Molecular Orbital) 준위 및 LUMO 준위를 추산할 수 있다.
예를 들어 4,7-다이페닐-1,10-페난트롤린(약칭: BPhen), 2,9-비스(나프탈렌-2-일)-4,7-다이페닐-1,10-페난트롤린(약칭: NBPhen), 다이퀴녹살리노[2,3-a:2',3'-c]페나진(약칭: HATNA), 2,4,6-트리스[3'-(피리딘-3-일)바이페닐-3-일]-1,3,5-트라이아진(약칭: TmPPPyTz) 등을, 비공유 전자쌍을 가지는 유기 화합물에 사용할 수 있다. 또한 NBPhen은 BPhen과 비교하여 유리 전이점(Tg)이 높으므로 내열성이 우수하다.
발광층은 발광 물질을 포함하는 층이다. 발광층은 1종류 또는 복수 종류의 발광 물질을 가질 수 있다. 발광 물질로서는 청색, 자색, 청자색, 녹색, 황록색, 황색, 주황색, 적색 등의 발광색을 나타내는 물질을 적절히 사용한다. 또한 발광 물질로서, 근적외광을 방출하는 물질을 사용할 수도 있다.
발광 물질로서는 형광 재료, 인광 재료, TADF 재료, 퀀텀닷(quantum dot) 재료 등을 들 수 있다.
형광 재료로서는, 예를 들어 피렌 유도체, 안트라센 유도체, 트라이페닐렌 유도체, 플루오렌 유도체, 카바졸 유도체, 다이벤조싸이오펜 유도체, 다이벤조퓨란 유도체, 다이벤조퀴녹살린 유도체, 퀴녹살린 유도체, 피리딘 유도체, 피리미딘 유도체, 페난트렌 유도체, 나프탈렌 유도체 등을 들 수 있다.
인광 재료로서는, 예를 들어 4H-트라이아졸 골격, 1H-트라이아졸 골격, 이미다졸 골격, 피리미딘 골격, 피라진 골격, 또는 피리딘 골격을 가지는 유기 금속 착체(특히 이리듐 착체), 전자 흡인기를 가지는 페닐피리딘 유도체를 리간드로 하는 유기 금속 착체(특히 이리듐 착체), 백금 착체, 희토류 금속 착체 등이 있다.
발광층은 발광 물질(게스트 재료)에 더하여 1종류 또는 복수 종류의 유기 화합물(호스트 재료, 어시스트 재료 등)을 가져도 좋다. 1종류 또는 복수 종류의 유기 화합물로서는, 정공 수송성 재료 및 전자 수송성 재료 중 한쪽 또는 양쪽을 사용할 수 있다. 또한 1종류 또는 복수 종류의 유기 화합물로서 양극성 재료 또는 TADF 재료를 사용하여도 좋다.
발광층은 예를 들어 인광 재료와, 들뜬 복합체를 형성하기 쉬운 정공 수송성 재료와 전자 수송성 재료의 조합을 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 들뜬 복합체로부터 발광 물질(인광 재료)로의 에너지 이동인 ExTET(Exciplex-Triplet Energy Transfer)를 사용한 발광을 효율적으로 얻을 수 있다. 발광 물질의 가장 낮은 에너지 측의 흡수대의 파장과 중첩되는 발광을 나타내는 들뜬 복합체를 형성하는 조합을 선택함으로써, 에너지 이동이 원활해져 발광을 효율적으로 얻을 수 있다. 이 구성에 의하여 발광 소자의 고효율, 저전압 구동, 긴 수명을 동시에 실현할 수 있다.
중간층으로서는 예를 들어 리튬 등의 전자 주입층에 적용할 수 있는 재료를 적합하게 사용할 수 있다. 또한 중간층으로서는 예를 들어 정공 주입층에 적용할 수 있는 재료를 적합하게 사용할 수 있다. 또한 중간층에는 정공 수송성 재료와 억셉터성 재료(전자 수용성 재료)를 포함하는 층을 사용할 수 있다. 또한 중간층에는 전자 수송성 재료와 도너성 재료를 포함하는 층을 사용할 수 있다. 이러한 층을 가지는 중간층을 형성함으로써, 발광 유닛이 적층된 경우에서의 구동 전압의 상승을 억제할 수 있다.
수광층은 n형 반도체 및 p형 반도체를 가진다. 수광층이 가지는 n형 반도체의 재료로서는 풀러렌(예를 들어 C60, C70 등), 풀러렌 유도체 등의 전자 수용성의 유기 반도체 재료를 들 수 있다. 풀러렌은 축구공과 같은 형상을 가지고, 상기 형상은 에너지적으로 안정적이다. 풀러렌은 HOMO 준위 및 LUMO 준위 모두가 깊다(낮다). 풀러렌은 LUMO 준위가 깊기 때문에, 전자 수용성(억셉터성)이 매우 높다. 일반적으로 벤젠과 같이 평면에 π전자 공액(공명)이 확장되면 전자 공여성(도너성)이 높아지지만, 풀러렌은 구체 형상을 가지기 때문에 π전자가 크게 확장되어 있음에도 불구하고 전자 수용성이 높아진다. 전자 수용성이 높으면 전하 분리가 고속으로, 효율적으로 일어나기 때문에, 수광 소자에 었어 유익하다. C60, C70은 모두 가시광 영역에 넓은 흡수대를 가지고, 특히 C70은 C60보다 π전자 공액계가 크고, 장파장 영역에도 넓은 흡수대를 가지기 때문에 바람직하다. 이 외에 풀러렌 유도체로서는 [6,6]-페닐-C71-뷰티르산 메틸 에스터(약칭: PC70BM), [6,6]-페닐-C61-뷰티르산 메틸 에스터(약칭: PC60BM), 1',1'',4',4''-테트라하이드로-다이[1,4]메타노나프탈레노[1,2:2',3',56,60:2'',3''][5,6]풀러렌-C60(약칭: ICBA) 등을 들 수 있다.
또한 n형 반도체 재료로서는 퀴놀린 골격을 가지는 금속 착체, 벤조퀴놀린 골격을 가지는 금속 착체, 옥사졸 골격을 가지는 금속 착체, 싸이아졸 골격을 가지는 금속 착체, 옥사다이아졸 유도체, 트라이아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 옥사졸 유도체, 싸이아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, 퀴놀린 유도체, 벤조퀴놀린 유도체, 퀴녹살린 유도체, 다이벤조퀴녹살린 유도체, 피리딘 유도체, 바이피리딘 유도체, 피리미딘 유도체, 나프탈렌 유도체, 안트라센 유도체, 쿠마린 유도체, 로다민 유도체, 트라이아진 유도체, 퀴논 유도체 등을 들 수 있다.
수광층이 가지는 p형 반도체 재료로서는 구리(II) 프탈로사이아닌(Copper(II) phthalocyanine; CuPc), 테트라페닐다이벤조페리플란텐(Tetraphenyldibenzoperiflanthene; DBP), 아연프탈로사이아닌(Zinc Phthalocyanine; ZnPc), 주석프탈로사이아닌(SnPc), 퀴나크리돈 등의 전자 공여성의 유기 반도체 재료를 들 수 있다.
또한 p형 반도체 재료로서는, 카바졸 유도체, 싸이오펜 유도체, 퓨란 유도체, 방향족 아민 골격을 가지는 화합물 등을 들 수 있다. 또한 p형 반도체 재료로서는 나프탈렌 유도체, 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 트라이페닐렌 유도체, 플루오렌 유도체, 피롤 유도체, 벤조퓨란 유도체, 벤조싸이오펜 유도체, 인돌 유도체, 다이벤조퓨란 유도체, 다이벤조싸이오펜 유도체, 인돌로카바졸 유도체, 포르피린 유도체, 프탈로사이아닌 유도체, 나프탈로사이아닌 유도체, 퀴나크리돈 유도체, 폴리페닐렌바이닐렌 유도체, 폴리파라페닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체, 폴리바이닐카바졸 유도체, 폴리싸이오펜 유도체 등을 들 수 있다.
전자 공여성의 유기 반도체 재료의 HOMO 준위는 전자 수용성의 유기 반도체 재료의 HOMO 준위보다 얕은(높은) 것이 바람직하다. 전자 공여성의 유기 반도체 재료의 LUMO 준위는 전자 수용성의 유기 반도체 재료의 LUMO 준위보다 얕은(높은) 것이 바람직하다.
전자 수용성의 유기 반도체 재료로서 구체 형상의 풀러렌을 사용하고, 전자 공여성의 유기 반도체 재료로서 평면에 가까운 형상의 유기 반도체 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 비슷한 형상의 분자들은 응집하기 쉬운 경향이 있고, 같은 종류의 분자들이 응집하면, 분자 궤도의 에너지 준위가 서로 가깝기 때문에 캐리어 수송성을 높일 수 있다.
예를 들어 수광층은 n형 반도체와 p형 반도체를 공증착하여 형성하는 것이 바람직하다. 또는 수광층은 n형 반도체와 p형 반도체를 적층하여 형성하여도 좋다.
화소 전극(111)의 측면의 적어도 일부 및 화소 전극(111PS)의 측면의 적어도 일부는 측벽(121)으로 덮여 있다. 이로써 공통층(114)이 화소 전극(111)의 측면 및 화소 전극(111PS)의 측면과 접하는 것을 억제할 수 있다. 또한 발광 유닛(112)의 측면 및 중간층(113)의 측면의 적어도 일부가 측벽(121)으로 덮여 있어도 좋다. 이로써 공통층(114)이 발광 유닛(112) 및 중간층(113) 중 어느 것의 측면과 접하는 것을 억제할 수 있다. 또한 수광 유닛(152)의 측면의 적어도 일부가 측벽(121)으로 덮여 있어도 좋다. 이로써 공통층(114)이 수광 유닛(152)의 측면과 접하는 것을 억제할 수 있다. 이로써 발광 소자(130)의 단락 및 수광 소자(150)의 단락을 억제할 수 있다. 또한 도 6의 (B)에 나타낸 바와 같이 접속 전극(111C)의 측면의 적어도 일부도 측벽(121)으로 덮이는 구성으로 할 수 있다. 또한 도 6의 (A)에 나타낸 바와 같이 측벽(121) 위에는 공통층(114)을 제공할 수 있다. 또한 공통층(114) 위에 공통 전극(115)이 제공되고, 공통 전극(115) 위에 보호층(131) 및 보호층(132)이 제공된다.
도 6의 (A) 및 (B)에는 측벽(121)이 측벽(121a)과 측벽(121b)의 2층 구조인 예를 나타내었다. 측벽(121b)의 X 방향의 두께 및 Y 방향의 두께는 측벽(121a)의 X 방향의 두께 및 Y 방향의 두께보다 두껍게 할 수 있다. 또한 측벽(121b)의 단부의 형상은 라운드 형상, 즉 만곡된 형상으로 할 수 있다. 측벽(121b)의 단부의 형상을 라운드 형상으로 함으로써, 공통층(114), 공통 전극(115), 및 보호층(131)의 피복성이 높아지기 때문에 바람직하다.
측벽(121a)은 화소 전극(111)의 측면의 적어도 일부를 덮고, 또한 화소 전극(111PS)의 측면의 적어도 일부를 덮는다. 또한 측벽(121a)은 발광 유닛(112)의 측면 및 중간층(113)의 측면의 적어도 일부를 덮어도 좋고, 수광 유닛(152)의 측면의 적어도 일부를 덮어도 좋다. 구체적으로는 도 6의 (A)에 나타낸 바와 같이 측벽(121a)은 화소 전극(111)의 측면, 발광 유닛(112)의 측면, 및 중간층(113)의 측면의 적어도 일부와 접하는 구성으로 할 수 있다. 또한 측벽(121a)은 화소 전극(111PS)의 측면 및 수광 유닛(152)의 측면의 적어도 일부와 접하는 구성으로 할 수 있다. 또한 도 6의 (B)에 나타낸 바와 같이 측벽(121a)은 접속 전극(111C)의 측면의 적어도 일부와 접하는 구성으로 할 수 있다. 도 6의 (A) 및 (B)에 나타낸 바와 같이 측벽(121b)은 측벽(121a)의 측면 및 상면의 적어도 일부를 덮는다.
측벽(121a) 및 측벽(121b)에는 예를 들어 산화 절연막, 질화 절연막, 산화질화 절연막, 및 질화산화 절연막 등의 무기 절연막을 사용할 수 있다. 산화 절연막으로서는 산화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 산화 갈륨막, 산화 저마늄막, 산화 이트륨막, 산화 지르코늄막, 산화 란타넘막, 산화 네오디뮴막, 산화 하프늄막, 및 산화 탄탈럼막 등을 들 수 있다. 질화 절연막으로서는 질화 실리콘막 및 질화 알루미늄막 등을 들 수 있다. 산화질화 절연막으로서는 산화질화 실리콘막, 산화질화 알루미늄막 등을 들 수 있다. 질화산화 절연막으로서는 질화산화 실리콘막, 질화산화 알루미늄막 등을 들 수 있다.
또한 본 명세서 등에서 산화질화물이란 이의 조성으로서 질소보다 산소의 함유량이 많은 재료를 가리키고, 질화산화물이란 이의 조성으로서 산소보다 질소의 함유량이 많은 재료를 가리킨다.
측벽(121a) 및 측벽(121b)은 예를 들어 스퍼터링법, 증착법, 화학 기상 퇴적(CVD: Chemical Vapor Deposition)법, 원자층 퇴적(ALD: Atomic Layer Deposition)법 등의 각종 성막 방법으로 형성할 수 있다. 특히 ALD법은 피형성층에 대한 성막 대미지가 작기 때문에, 발광 유닛(112) 및 중간층(113)에 직접 형성하는 측벽(121a)은 ALD법을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 또한 이때 측벽(121b)은 스퍼터링법으로 형성하면 생산성을 높일 수 있기 때문에 바람직하다.
예를 들어 측벽(121a)에 ALD법으로 형성한 산화 알루미늄막을 사용하고, 측벽(121b)에 스퍼터링법으로 형성한 질화 실리콘막을 사용할 수 있다.
또한 측벽(121a) 및 측벽(121b) 중 한쪽 또는 양쪽은 물 및 산소 중 적어도 한쪽에 대한 배리어 절연막으로서의 기능을 가지는 것이 바람직하다. 또는 측벽(121a) 및 측벽(121b) 중 한쪽 또는 양쪽은 물 및 산소 중 적어도 한쪽의 확산을 억제하는 기능을 가지는 것이 바람직하다. 또는 측벽(121a) 및 측벽(121b) 중 한쪽 또는 양쪽은 물 및 산소 중 적어도 한쪽을 포획 또는 고착하는(게터링이라고도 함) 기능을 가지는 것이 바람직하다.
또한 본 명세서 등에서 배리어 절연막이란, 배리어성을 가지는 절연막을 가리킨다. 또한 본 명세서 등에서 배리어성이란, 대응하는 물질의 확산을 억제하는 기능(투과성이 낮다고도 함)으로 한다. 또는 대응하는 물질을 포획 또는 고착하는(게터링이라고도 함) 기능을 가리킨다.
측벽(121a) 및 측벽(121b) 중 한쪽 또는 양쪽이 상술한 배리어 절연막의 기능 또는 게터링 기능을 가짐으로써, 외부로부터 발광 소자 및 수광 소자로 확산될 수 있는 불순물(대표적으로는 물 또는 산소)의 침입을 억제할 수 있는 구성이 된다. 상기 구성으로 함으로써 신뢰성이 우수한 표시 장치를 제공할 수 있다.
발광 소자(130) 사이(측벽(121) 사이)의 영역, 발광 소자(130)와 수광 소자(150) 사이(측벽(121) 사이)의 영역, 및 트랜지스터를 포함하는 층(101)의 오목부에는 공극(134)이 형성되는 경우가 있다. 도 6의 (A)에는 트랜지스터를 포함하는 층(101)과 공통층(114) 사이에 공극(134)이 형성되는 예를 나타내었다. 또한 인접된 발광 소자(130) 사이의 거리, 인접된 발광 소자(130)와 수광 소자(150) 사이의 거리, 공통층(114)의 두께, 공통 전극(115)의 두께, 및 보호층(131)의 두께 등에 따라서는 공극(134)이 형성되지 않는 경우가 있다. 공극(134)이 형성되지 않는 경우, 인접된 발광 소자(130) 사이, 및 인접된 수광 소자(150) 사이는 공통층(114), 공통 전극(115), 및 보호층(131) 중 적어도 하나로 충전된다. 또한 공극이 될 수 있는 영역에 절연물을 충전하여도 좋다.
공극(134)은 예를 들어 공기, 질소, 산소, 이산화 탄소, 및 18족 원소(대표적으로는 헬륨, 네온, 아르곤, 제논, 크립톤 등) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 복수를 가진다. 또한 공극에는 예를 들어 공통층(114) 등의 성막 시에 사용하는 기체가 포함되는 경우가 있다. 예를 들어 진공 증착법으로 공통층(114)을 성막하는 경우, 공극은 감압 분위기인 경우가 있다. 또한 공극(134)에 기체가 포함되는 경우, 가스 크로마토그래피법 등으로 기체의 동정 등을 수행할 수 있다.
또한 공극(134)의 굴절률이 측벽(121)의 굴절률보다 낮은 경우, 발광 유닛(112)으로부터 방출되는 광이 측벽(121)과 공극(134)의 계면에서 반사한다. 이로써 발광 유닛(112)으로부터 방출되는 광이 인접된 화소(또는 부화소)에 입사하는 것을 억제할 수 있다. 이로써 상이한 색의 광이 혼색하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 표시 장치의 표시 품질을 높일 수 있다.
또는 공극(134)을 충전재로 매립하여도 좋다. 상기 충전재로서는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 실리콘(silicone) 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지, 이미드 수지, PVC(폴리바이닐클로라이드) 수지, PVB(폴리바이닐뷰티랄) 수지, EVA(에틸렌바이닐 아세테이트) 수지 등을 들 수 있다. 또한 충전재로서 포토레지스트를 사용하여도 좋다. 충전재로서 사용하는 포토레지스트는 포지티브형 포토레지스트이어도 좋고, 네거티브형 포토레지스트이어도 좋다.
또한 공극(134)을 충전재로 매립하는 경우, 무기 절연 재료와 유기 절연 재료를 조합하는 것이 적합하다. 구체적으로는 산화 알루미늄과 상기 산화 알루미늄 위의 포토레지스트를 제공하는 적층 구조 등을 들 수 있다. 또한 상술한 산화 알루미늄은 ALD법을 사용하여 형성하면 피복성을 높일 수 있기 때문에 적합하다.
이와 같이 측벽(121)을 형성한 후에 형성하는 층의 형상은 재료, 성막 방법 및 막 두께 등에 따라 다양하고, 특별히 한정되지 않는다. 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 측벽(121)을 가짐으로써, 발광 소자(130)의 단락이 억제된 구성이다. 따라서 측벽(121)을 형성한 후에 형성하는 층의 재료, 성막 방법, 및 막 두께의 선택의 폭을 넓힐 수 있다.
표시 장치(100)는, 발광 소자(130) 위 및 수광 소자(150) 위에 보호층(131) 및 보호층(132)을 가지는 것이 바람직하다. 보호층(131) 및 보호층(132)을 제공함으로써, 발광 소자(130) 및 수광 소자(150)의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한 표시 장치(100)는 보호층(131) 또는 보호층(132)을 가지지 않아도 된다.
보호층(131) 및 보호층(132)의 도전성은 한정되지 않는다. 보호층(131) 및 보호층(132)으로서는 절연막, 반도체막, 및 도전막 중 적어도 1종류를 사용할 수 있다.
보호층(131) 및 보호층(132)이 무기막을 가짐으로써, 공통 전극(115)의 산화를 억제할 수 있고, 또한 발광 소자(130) 및 수광 소자(150)에 불순물(수분, 산소 등)이 들어가는 것을 억제할 수 있다. 따라서 발광 소자(130) 및 수광 소자(150)의 열화를 억제하여 표시 장치의 신뢰성을 높일 수 있다.
보호층(131) 및 보호층(132)에는 예를 들어 산화 절연막, 질화 절연막, 산화질화 절연막, 및 질화산화 절연막 등의 무기 절연막을 사용할 수 있다. 산화 절연막으로서는 산화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 산화 갈륨막, 산화 저마늄막, 산화 이트륨막, 산화 지르코늄막, 산화 란타넘막, 산화 네오디뮴막, 산화 하프늄막, 및 산화 탄탈럼막 등을 들 수 있다. 질화 절연막으로서는 질화 실리콘막 및 질화 알루미늄막 등을 들 수 있다. 산화질화 절연막으로서는 산화질화 실리콘막, 산화질화 알루미늄막 등을 들 수 있다. 질화산화 절연막으로서는 질화산화 실리콘막, 질화산화 알루미늄막 등을 들 수 있다.
보호층(131) 및 보호층(132)은 각각 질화 절연막 또는 질화산화 절연막을 가지는 것이 바람직하고, 질화 절연막을 가지는 것이 더 바람직하다.
또한 보호층(131) 및 보호층(132)에는 In-Sn 산화물(ITO라고도 함), In-Zn 산화물, Ga-Zn 산화물, Al-Zn 산화물, 또는 인듐 갈륨 아연 산화물(In-Ga-Zn 산화물, IGZO라고도 함) 등을 포함하는 무기막을 사용할 수도 있다. 상기 무기막은 고저항인 것이 바람직하고, 구체적으로는 공통 전극(115)보다 고저항인 것이 바람직하다. 상기 무기막은 질소를 더 포함하여도 좋다.
발광 소자(130)로부터 방출된 광을 보호층(131) 및 보호층(132)을 통하여 추출하고, 또한 보호층(131) 및 보호층(132)을 통하여 수광 소자(150)로 광이 입사하는 경우, 보호층(131) 및 보호층(132)은 가시광에 대한 투과성이 높은 것이 바람직하다. 예를 들어 ITO, IGZO, 및 산화 알루미늄은 각각 가시광에 대한 투과성이 높은 무기 재료이기 때문에 바람직하다.
보호층(131) 및 보호층(132)으로서는 예를 들어 산화 알루미늄막과, 산화 알루미늄막 위의 질화 실리콘막의 적층 구성, 또는 산화 알루미늄막과, 산화 알루미늄막 위의 IGZO막의 적층 구성 등을 사용할 수 있다. 상기 적층 구성을 사용함으로써, 발광 유닛(112) 및 수광 유닛(152)에 들어가는 불순물(물, 산소 등)을 억제할 수 있다.
또한 보호층(131) 및 보호층(132)은 유기막을 가져도 좋다. 예를 들어 보호층(132)은 유기막과 무기막의 양쪽을 가져도 좋다.
보호층(131)과 보호층(132)으로 상이한 성막 방법을 사용하여도 좋다. 구체적으로는 ALD법을 사용하여 보호층(131)을 형성하고, 스퍼터링법을 사용하여 보호층(132)을 형성하여도 좋다.
보호층(132) 위에는 착색층(133)이 제공된다. 착색층(133)은 발광 소자(130)와 중첩되는 영역을 가지고, 구체적으로는 발광층(183)과 중첩되는 영역을 가진다. 도 6의 (A)에는 발광 소자(130)마다 상이한 착색층(133)(착색층(133a), 착색층(133b), 또는 착색층(133c))이 제공되는 예를 나타내었다.
착색층(133a), 착색층(133b), 및 착색층(133c)은 상이한 색의 광을 투과시키는 기능을 가진다. 예를 들어 착색층(133a)은 적색의 광을 투과시키는 기능을 가지고, 착색층(133b)은 녹색의 광을 투과시키는 기능을 가지고, 착색층(133c)은 청색의 광을 투과시키는 기능을 가진다. 이로써 표시 장치(100)는 풀 컬러 표시를 수행할 수 있다. 또한 착색층(133a), 착색층(133b), 및 착색층(133c)은 시안, 마젠타, 및 황색의 광 중 어느 것을 투과하는 기능을 가져도 좋다.
여기서 인접된 착색층(133)은 중첩되는 영역을 가지는 것이 바람직하다. 구체적으로는 발광 유닛(112)과 중첩되지 않는 영역에서 인접된 착색층(133)이 중첩되는 영역을 가지는 것이 바람직하다. 상이한 색의 광을 투과시키는 착색층(133)이 중첩됨으로써, 착색층(133)이 중첩되는 영역에서, 착색층(133)을 차광층으로서 기능시킬 수 있다. 따라서 발광 소자(130)가 발하는 광이 인접된 부화소로 누설되는 것을 억제할 수 있다. 예를 들어 착색층(133a)과 중첩되는 발광 소자(130)가 발하는 광이 착색층(133b)에 입사하는 것을 억제할 수 있다. 따라서 표시 장치에 표시되는 화상의 콘트라스트를 높일 수 있고, 표시 품질이 높은 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한 인접된 착색층(133)이 중첩되는 영역을 가지지 않아도 된다. 이 경우, 발광 유닛(112) 및 수광 유닛(152)과 중첩되지 않는 영역에 차광층을 제공하는 것이 바람직하다. 차광층은 예를 들어 기판(120)의 수지층(119) 측의 면에 제공할 수 있다. 또한 착색층(133)을 기판(120)의 수지층(119) 측의 면에 제공하여도 좋다.
여기서 도 6의 (A)에 나타낸 바와 같이 예를 들어 보호층(132)의 상면과 접하도록 착색층(133)이 제공되는 경우, 보호층(132)은 평탄화되어 있는 것이 바람직하다. 이로써 착색층(133)을 형성하기 쉽게 할 수 있다. 또한 보호층(132)은 평탄화되지 않아도 된다. 또한 표시 장치(100)는 보호층(132)을 가지지 않아도 된다. 표시 장치(100)가 보호층(132)을 가지지 않는 경우, 착색층(133)은 예를 들어 보호층(131)과 접하도록 제공할 수 있다.
화소 전극(111)의 상면 단부는 절연층으로 덮여 있지 않다. 그러므로 인접된 발광 소자(130)의 거리를 매우 좁게 할 수 있다. 따라서 고정세 또는 고해상도의 표시 장치로 할 수 있다.
표시 장치(100)에서 발광 소자(130) 간의 거리를 좁게 할 수 있다. 구체적으로는 발광 소자(130) 간의 거리를 1μm 이하, 바람직하게는 500nm 이하, 더 바람직하게는 200nm 이하, 100nm 이하, 90nm 이하, 70nm 이하, 50nm 이하, 30nm 이하, 20nm 이하, 15nm 이하, 또는 10nm 이하로 할 수 있다. 환언하면 예를 들어 발광 소자(130)가 가지는 발광 유닛(112)의 측면과, 이와 인접된 발광 소자(130)가 가지는 발광 유닛(112)의 측면 간의 거리가 1μm 이하인 영역을 가지고, 바람직하게는 0.5μm(500nm) 이하인 영역을 가지고, 더 바람직하게는 100nm 이하인 영역을 가진다.
본 명세서 등에서 인접된 요소끼리가 접하지 않아도 된다. 예를 들어 인접된 발광 소자(130)가 가지는 발광 유닛(112)은 접하지 않지만, 2개의 발광 유닛(112)은 인접되어 있다고 할 수 있다.
기판(120)의 외측에는 각종 광학 부재를 배치할 수 있다. 광학 부재로서는 편광판, 위상차판, 광 확산층(확산 필름 등), 반사 방지층, 및 집광 필름 등을 들 수 있다. 또한 기판(120)의 외측에는 먼지의 부착을 억제하는 대전 방지막, 오염을 부착되기 어렵게 하는 발수성 막, 사용에 따른 손상의 발생을 억제하는 하드코트막, 충격 흡수층 등을 배치하여도 좋다.
기판(120)에는 유리, 석영, 세라믹, 사파이어, 수지, 금속, 합금, 반도체 등을 사용할 수 있다. 발광 소자로부터의 광을 추출하는 측의 기판에는 상기 광을 투과시키는 재료를 사용한다. 기판(120)에 가요성을 가지는 재료를 사용하면, 표시 장치의 가요성을 높일 수 있다. 또한 기판(120)으로서 편광판을 사용하여도 좋다.
기판(120)으로서는 각각 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스터 수지, 폴리아크릴로나이트릴 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리에터설폰(PES) 수지, 폴리아마이드 수지(나일론, 아라미드 등), 폴리실록산 수지, 사이클로올레핀 수지, 폴리스타이렌 수지, 폴리아마이드이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리염화 바이닐 수지, 폴리염화 바이닐리덴 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 수지, ABS 수지, 셀룰로스 나노 섬유 등을 사용할 수 있다. 기판(120)에 가요성을 가질 정도의 두께의 유리를 사용하여도 좋다.
또한 표시 장치에 원편광판을 중첩시키는 경우, 표시 장치가 가지는 기판에는 광학 등방성이 높은 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 광학 등방성이 높은 기판은 복굴절이 작다(복굴절량이 작다)고도 할 수 있다.
광학 등방성이 높은 기판의 리타데이션(retardation, 위상차)값의 절댓값은 30nm 이하가 바람직하고, 20nm 이하가 더 바람직하고, 10nm 이하가 더욱 바람직하다.
광학 등방성이 높은 필름으로서는 트라이아세틸셀룰로스(TAC, 셀룰로스트라이아세테이트라고도 함) 필름, 사이클로올레핀 폴리머(COP) 필름, 사이클로올레핀 공중합체(COC) 필름, 및 아크릴 필름 등을 들 수 있다.
또한 기판으로서 필름을 사용하는 경우 필름이 흡수함으로써, 표시 패널에 주름이 발생하는 등의 형상 변화가 발생할 우려가 있다. 그러므로 기판에는 흡수율이 낮은 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 흡수율이 1% 이하의 필름을 사용하는 것이 바람직하고, 0.1% 이하의 필름을 사용하는 것이 더 바람직하고, 0.01% 이하의 필름을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
수지층(119)으로서는 자외선 경화형 등의 광 경화형 접착제, 반응 경화형 접착제, 열 경화형 접착제, 혐기형 접착제 등의 각종 경화형 접착제를 사용할 수 있다. 이들 접착제로서는, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지, 이미드 수지, PVC(폴리바이닐클로라이드) 수지, PVB(폴리바이닐뷰티랄) 수지, EVA(에틸렌바이닐아세테이트) 수지 등을 들 수 있다. 특히, 에폭시 수지 등의 투습성이 낮은 재료가 바람직하다. 또한 2액 혼합형 수지를 사용하여도 좋다. 또한 접착 시트 등을 사용하여도 좋다.
트랜지스터의 게이트, 소스, 및 드레인 외에, 표시 장치를 구성하는 각종 배선 및 전극 등, 도전층에 사용할 수 있는 재료로서는, 알루미늄, 타이타늄, 크로뮴, 니켈, 구리, 이트륨, 지르코늄, 몰리브데넘, 은, 탄탈럼, 및 텅스텐 등의 금속, 그리고 상기 금속을 주성분으로 하는 합금 등을 들 수 있다. 이들 재료를 포함한 막을 단층으로 또는 적층 구성으로 사용할 수 있다.
또한 투광성을 가지는 도전성 재료로서는 산화 인듐, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 산화 아연, 갈륨을 포함하는 산화 아연 등의 도전성 산화물, 또는 그래핀을 사용할 수 있다. 또는 금, 은, 백금, 마그네슘, 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 팔라듐, 및 타이타늄 등의 금속 재료, 또는 상기 금속 재료를 포함하는 합금 재료를 사용할 수 있다. 또는 상기 금속 재료의 질화물(예를 들어, 질화 타이타늄) 등을 사용하여도 좋다. 또한 금속 재료 또는 합금 재료(또는 이들의 질화물)를 사용하는 경우에는 투광성을 가질 정도로 얇게 하는 것이 바람직하다. 또한 상기 재료의 적층막을 도전층으로 사용할 수 있다. 예를 들어, 은과 마그네슘의 합금과, 인듐 주석 산화물의 적층막 등을 사용하면, 도전성을 높일 수 있기 때문에 바람직하다. 이들은 표시 장치를 구성하는 각종 배선 및 전극 등의 도전층 및 발광 소자가 가지는 도전층(화소 전극 또는 공통 전극으로서 기능하는 도전층)에도 사용할 수 있다.
각 절연층에 사용할 수 있는 절연 재료로서는 예를 들어 아크릴 수지, 에폭시 수지 등의 수지, 산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 질화산화 실리콘, 질화 실리콘, 산화 알루미늄 등의 무기 절연 재료가 있다.
도 6의 (A)에서는 발광 유닛(112)을 2개 적층하는 예를 나타내었지만, 본 발명의 일 형태는 이에 한정되지 않는다. 도 7의 (A)는 발광 유닛(112)을 3개 적층하는 경우의 도 3에서의 일점쇄선 X1-X2 간의 구성예를 나타낸 단면도이고, 도 7의 (B)는 도 3에서의 일점쇄선 Y1-Y2 간의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 7의 (A)에 나타낸 예에서 발광 소자(130)는 트랜지스터를 포함하는 층(101) 위의 화소 전극(111)과, 화소 전극(111) 위의 발광 유닛(112_1)과, 발광 유닛(112_1) 위의 중간층(113_1)과, 중간층(113_1) 위의 발광 유닛(112_2)과, 발광 유닛(112_2) 위의 중간층(113_2)과, 중간층(113_2) 위의 발광 유닛(112_3)과, 발광 유닛(112_3) 위의 공통층(114)과, 공통층(114) 위의 공통 전극(115)을 가진다. 도 7의 (A)에 나타낸 예에서 발광 소자(130)는 3개의 발광 유닛(112)이 적층되는 구조이기 때문에, 3단 탠덤 구조라고 할 수 있다. 여기서 발광 유닛(112_1) 내지 발광 유닛(112_3)과, 중간층(113_1) 및 중간층(113_2)을 통틀어 층(103b)이라고 할 수 있다.
도 7의 (C)는 층(103b)의 자세한 구성예를 나타낸 단면도이다. 발광 유닛(112_3)은 예를 들어 중간층(113_2) 위의 층(182)과, 층(182) 위의 발광층(183_3)과, 발광층(183_3) 위의 층(184)을 가진다.
발광층(183_1) 내지 발광층(183_3)은 예를 들어 각각 적색의 광, 녹색의 광, 또는 청색의 광 중 어느 것을 발할 수 있다. 예를 들어 발광층(183_1)이 적색의 광을 발하고, 발광층(183_2)이 녹색의 광을 발하고, 발광층(183_3)이 청색의 광을 발할 수 있다. 또한 발광층(183_1)이 청색의 광을 발하고, 발광층(183_2)이 황색의 광, 황록색의 광, 또는 녹색의 광을 발하고, 발광층(183_3)이 청색의 광을 발할 수 있다. 또한 발광층(183_1)이 청색의 광을 발하고, 발광층(183_2)이 적색의 광과, 황색, 황록색, 또는 녹색의 광을 발하고, 발광층(183_3)이 청색의 광을 발할 수 있다.
또한 발광 소자(130)는 4개 이상의 발광 유닛(112)이 적층되는 구조이어도 좋다. 즉 발광 소자(130)는 4단 이상의 탠덤 구조이어도 좋다.
이와 같이 발광 유닛(112)의 적층 개수를 늘림으로써, 같은 전류량으로 발광 소자(130)로부터 얻어지는 휘도를 적층 개수에 따라 높일 수 있다. 또한 발광 유닛(112)의 적층 개수를 늘림으로써, 같은 휘도를 얻는 데 필요한 전류를 저감할 수 있기 때문에, 발광 소자(130)의 소비 전력을 적층 개수에 따라 저감할 수 있다.
도 6의 (A) 등에서는 수광 소자(150)가 수광 유닛(152)을 하나 가지는 예를 나타내었지만, 본 발명의 일 형태는 이에 한정되지 않는다. 도 8의 (A)는 수광 소자(150)에서 수광 유닛(152)이 2개 적층되는 경우의 도 3에서의 일점쇄선 X1-X2 간의 구성예를 나타낸 단면도이고, 도 8의 (B)는 도 3에서의 일점쇄선 Y1-Y2 간의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 8의 (A)에 나타낸 예에서 수광 소자(150)는 트랜지스터를 포함하는 층(101) 위의 화소 전극(111PS)과, 화소 전극(111PS) 위의 수광 유닛(152_1)과, 수광 유닛(152_1) 위의 중간층(113PS)과, 중간층(113PS) 위의 수광 유닛(152_2)과, 수광 유닛(152_2) 위의 공통층(114)과, 공통층(114) 위의 공통 전극(115)을 가진다. 도 8의 (A)에 나타낸 예에서 수광 소자(150)는 2개의 수광 유닛(152)이 적층되는 구조이기 때문에, 2단 탠덤 구조라고 할 수 있다. 여기서 수광 유닛(152_1) 및 수광 유닛(152_2)과, 중간층(113PS)을 통틀어 층(103c)이라고 할 수 있다.
도 8의 (C)는 층(103c)의 자세한 구성예를 나타낸 단면도이다. 수광 유닛(152_1)은 층(182)과 층(184) 사이에 수광층(193_1)을 가지고, 수광 유닛(152_2)은 층(182)과 층(184) 사이에 수광층(193_2)을 가진다. 또한 수광 소자(150)는 3개 이상의 수광 유닛(152)이 적층되는 구조이어도 좋다. 즉 수광 소자(150)는 3단 이상의 탠덤 구조이어도 좋다.
도 9의 (A)는 도 3에서의 일점쇄선 X1-X2 간의 구성예를 나타낸 단면도이고, 도 9의 (B)는 도 3에서의 일점쇄선 Y1-Y2 간의 구성예를 나타낸 단면도이다. 도 9의 (A) 및 (B)는 도 6의 (A) 및 (B)에 나타낸 구성의 변형예이고, 측벽(121)이 1층 구조인 점에서 상이하다. 도 9의 (A) 및 (B)에 나타낸 구성에 있어서 측벽(121)은 예를 들어 측벽(121a)과 같은 재료를 가지고, 측벽(121a)과 같은 방법으로 형성할 수 있다. 예를 들어 도 9의 (A) 및 (B)에 나타낸 측벽(121)으로서 ALD법으로 형성한 산화 알루미늄막을 사용할 수 있다.
표시 장치(100)를 도 9의 (A) 및 (B)에 나타낸 구성으로 함으로써, 측벽(121)의 제작 공정을 간략화하여, 표시 장치(100)의 제작 공정 수를 줄일 수 있다. 이로써 표시 장치(100)를 저렴하게 제조하고, 수율을 높일 수 있다. 따라서 표시 장치(100)의 가격을 낮출 수 있다.
도 10의 (A)는 도 3에서의 일점쇄선 X1-X2 간의 구성예를 나타낸 단면도이고, 도 10의 (B)는 도 3에서의 일점쇄선 Y1-Y2 간의 구성예를 나타낸 단면도이다. 도 10의 (A) 및 (B)는 도 6의 (A) 및 (B)에 나타낸 구성의 변형예이고, 인접된 발광 소자(130) 사이 및 인접된 발광 소자(130)와 수광 소자(150) 사이에 오목부를 가지지 않는 점에서 상이하다. 즉 도 10의 (A) 및 (B)에 나타낸 표시 장치(100)는 발광 소자(130)와 중첩되는 영역 및 수광 소자(150)와 중첩되는 영역에 볼록부를 가지지 않는다. 예를 들어 트랜지스터를 포함하는 층(101)의 최표면에 위치하는 절연층과 다른 층의 식각 선택비가 높은 경우에는, 표시 장치(100)가 도 10의 (A) 및 (B)에 나타낸 구성이 되는 경우가 있다.
도 11의 (A)는 도 3에서의 일점쇄선 X1-X2 간의 구성예를 나타낸 단면도이다. 도 11의 (A)는 도 6의 (A)에 나타낸 구성의 변형예이고, 발광 소자(130)가 공통층(114) 대신에 층(114a)을 가지는 점이 도 6의 (A)에 나타낸 표시 장치(100)와 상이하다. 또한 일점쇄선 Y1-Y2 간은 도 6의 (B)와 같은 구성으로 할 수 있다.
층(114a)은 공통층(114)과 마찬가지로, 예를 들어 전자 주입층을 가질 수 있다. 또한 화소 전극(111)이 음극으로서 기능하고, 공통 전극(115)이 양극으로서 기능하는 경우에는, 층(114a)은 예를 들어 정공 주입층을 가질 수 있다.
층(114a)은 화소 전극(111), 발광 유닛(112), 및 중간층(113)과 마찬가지로, 발광 소자(130)마다 섬 형상으로 형성된다. 즉 층(114a)은 발광 소자(130)마다 분리되어 제공된다. 여기서 층(114a)은 수광 소자(150)에는 제공하지 않는 구성으로 할 수 있다.
도 11의 (B)는 도 3에서의 일점쇄선 X1-X2 간의 구성예를 나타낸 단면도이다. 도 11의 (B)는 도 6의 (A)에 나타낸 구성의 변형예이고, 인접된 발광 소자(130) 사이 및 인접된 발광 소자(130)와 수광 소자(150) 사이에 공극(134)이 형성되지 않고, 공통층(114)이 충전되는 예를 나타내었다. 여기서 인접된 발광 소자(130) 사이 및 인접된 발광 소자(130)와 수광 소자(150) 사이에는, 공통층(114) 외에 공통 전극(115)이 충전되어도 좋다. 또한 보호층(131)이 충전되어도 좋다. 또한 일점쇄선 Y1-Y2 간은 도 6의 (B)와 같은 구성으로 할 수 있다.
인접된 발광 소자(130) 사이의 거리가 긴 경우 및 인접된 발광 소자(130)와 수광 소자(150) 사이의 거리가 긴 경우 등에는, 도 11의 (B)에 나타낸 바와 같이 공극(134)이 형성되지 않는 경우가 있다. 또한 표시 장치(100)에서 인접된 발광 소자(130) 사이의 거리와 인접된 발광 소자(130)와 수광 소자(150) 사이의 거리가 상이한 경우가 있다. 예를 들어 표시 장치(100)에서 인접된 발광 소자(130)와 수광 소자(150) 사이의 거리가 인접된 발광 소자(130) 사이의 거리보다 긴 경우가 있다. 이 경우, 인접된 발광 소자(130) 사이에는 공극(134)이 형성되고, 인접된 발광 소자(130)와 수광 소자(150) 사이에는 공극(134)이 형성되지 않는 경우가 있다.
표시 장치(100)는 측벽(121)을 가지기 때문에, 도 11의 (B)에 나타낸 바와 같이 인접된 발광 소자(130) 사이에 공통층(114) 등이 충전되어 있어도 공통층(114)이 화소 전극(111), 화소 전극(111PS), 발광 유닛(112), 중간층(113), 및 수광 유닛(152) 중 어느 측면과 접하는 것을 억제할 수 있다. 따라서 인접된 발광 소자(130) 사이에 공통층(114) 등이 충전되어 있어도 발광 소자(130)의 단락을 억제할 수 있다. 또한 인접된 발광 소자(130)와 수광 소자(150) 사이에 공통층(114) 등이 충전되어 있어도 발광 소자(130)의 단락 및 수광 소자(150)의 단락을 억제할 수 있다.
도 11의 (C)는 도 3에서의 일점쇄선 X1-X2 간의 구성예를 나타낸 단면도이다. 도 11의 (C)는 도 6의 (A)에 나타낸 구성의 변형예이고, 부화소(110d)에 필터(153)가 제공되는 점이 도 6의 (A)에 나타낸 구성과 상이하다. 또한 일점쇄선 Y1-Y2 간은 도 6의 (B)와 같은 구성으로 할 수 있다.
필터(153)는 보호층(132) 위에 제공되고, 수광 소자(150)와 중첩되는 영역을 가진다. 구체적으로 필터(153)는 도 6의 (D)에 나타낸 수광층(193)과 중첩되는 영역을 가진다.
여기서 도 11의 (C)에 나타낸 바와 같이 인접된 착색층(133)과 필터(153)는 중첩되는 영역을 가질 수 있다. 또한 인접된 착색층(133)과 필터(153)가 중첩되는 영역을 가지지 않아도 된다.
필터(153)는 특정의 파장의 광을 차단하는 기능을 가진다. 예를 들어 필터(153)는 자외광을 차단하는 기능을 가진다. 표시 장치(100)에 필터(153)를 제공함으로써 예를 들어 수광 소자(150)로 노이즈 전류가 흐르는 것을 억제할 수 있다. 따라서 표시 장치(100)는 높은 S/N비로 촬상할 수 있기 때문에, 표시 장치(100)에 접촉 또는 근접하는 물체의 검출 및 인증 등을 높은 정밀도로 수행할 수 있다. 또한 표시 장치(100)는 필터(153)를 가지지 않아도 된다.
도 12의 (A)는 도 3에서의 일점쇄선 X1-X2 간의 구성예를 나타낸 단면도이다. 도 12의 (A)는 발광 소자(130)의 구성이 도 6의 (A)와 상이하다. 또한 일점쇄선 Y1-Y2 간은 도 6의 (B)와 같은 구성으로 할 수 있다.
도 12의 (A)에 나타낸 표시 장치(100)에서 화소 전극(111)과 발광 유닛(112_1) 사이에 광학 조정층(116)이 제공된다. 구체적으로는 부화소(110a)가 가지는 발광 소자(130)에는 광학 조정층(116a)이 제공되고, 부화소(110b)가 가지는 발광 소자(130)에는 광학 조정층(116b)이 제공되고, 부화소(110c)가 가지는 발광 소자(130)에는 광학 조정층(116c)이 제공된다.
광학 조정층(116a), 광학 조정층(116b), 및 광학 조정층(116c)은 각각 가시광에 대하여 투과성을 가진다. 또한 광학 조정층(116a), 광학 조정층(116b), 및 광학 조정층(116c)은 각각 두께가 상이하다. 두께가 상이하기 때문에 발광 소자(130)마다 광로 길이를 상이하게 할 수 있다.
발광 소자(130)에 광학 조정층(116)을 제공하고, 화소 전극(111)을 가시광에 대하여 반사성을 가지는 도전층으로 하고, 공통 전극(115)을 가시광에 대하여 반사성 및 투과성을 가지는 도전층으로 함으로써, 발광 소자(130)는 소위 마이크로캐비티 구조(미소 공진기 구조)를 취할 수 있다. 이로써 발광 소자(130)는 특정의 파장이 강해진 광을 발할 수 있다. 따라서 발광 소자(130)는 색 순도가 높은 광을 발할 수 있다.
광학 조정층(116)으로서는 가시광에 대하여 투과성을 가지는 도전성 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어 산화 인듐, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 산화 아연, 갈륨을 포함하는 산화 아연, 실리콘을 포함하는 인듐 주석 산화물, 실리콘을 포함하는 인듐 아연 산화물 등의 도전성 산화물을 사용할 수 있다.
도 12의 (B)는 도 3에서의 일점쇄선 X1-X2 간의 구성예를 나타낸 단면도이다. 도 12의 (B)는 도 12의 (A)에 나타낸 구성의 변형예이고, 착색층(133)을 가지지 않는 점이 도 12의 (A)에 나타낸 구성과 상이하다. 또한 일점쇄선 Y1-Y2 간은 도 6의 (B)와 같은 구성으로 할 수 있다.
상술한 바와 같이 발광 소자(130)가 광학 조정층(116)을 가짐으로써, 발광 소자(130)를 마이크로캐비티 구조로 하고, 색 순도가 높은 광을 발할 수 있게 된다. 따라서 예를 들어 부화소(110a)가 적색을 나타내고, 부화소(110b)가 녹색을 나타내고, 부화소(110c)가 청색을 나타내는 경우, 부화소(110a)에 제공되는 발광 소자(130)가 발하는 광은 적색이 강해진 광이 된다. 마찬가지로 부화소(110b)에 제공되는 발광 소자(130)가 발하는 광은 녹색이 강해진 광이 되고, 부화소(110c)에 제공되는 발광 소자(130)가 발하는 광은 청색이 강해진 광이 된다. 따라서 표시 장치(100)는 착색층(133)을 가지지 않는 구성으로 할 수 있다.
표시 장치(100)가 착색층(133)을 가지지 않으면, 발광 소자(130)가 발하는 광이 착색층(133)에 흡수되지 않는다. 따라서 표시 장치(100)의 광 추출 효율을 높일 수 있다.
또한 표시 장치(100)가 착색층(133)을 가지지 않기 때문에, 표시 장치(100)는 평탄화층으로서 기능할 수 있는 보호층(132)을 가지지 않는 구성으로 할 수 있다.
도 3에서는 화소(110)가 부화소(110a), 부화소(110b), 부화소(110c), 및 부화소(110d)의 4개의 부화소로 구성되는 예를 나타내었지만, 본 발명의 일 형태는 이에 한정되지 않는다. 도 13은 표시 장치(100)의 구성예를 나타낸 상면도이다.
도 13에 나타낸 화소(110)는 부화소(110a), 부화소(110b), 부화소(110c), 부화소(110d), 및 부화소(110e)의 5개의 부화소로 구성된다. 부화소(110a), 부화소(110b), 부화소(110c), 및 부화소(110e)는 예를 들어 백색의 광을 발하는 발광 소자를 가진다. 그리고 부화소(110a)에 적색의 광을 투과시키는 착색층을 제공하고, 부화소(110b)에 녹색의 광을 투과시키는 착색층을 제공하고, 부화소(110c)에 청색의 광을 투과시키는 착색층을 제공함으로써, 부화소(110a), 부화소(110b), 및 부화소(110c)는 각각 적색, 녹색, 및 청색의 부화소로 할 수 있다. 또한 부화소(110e)에 착색층을 제공하지 않음으로써, 부화소(110e)는 백색의 부화소로 할 수 있다. 부화소(110d)는 수광 소자를 가지는 부화소로 할 수 있다.
도 13에서는 하나의 화소(110) 내에 각 부화소가 2행 3열로 배치되어 있는 예를 나타내었다. 화소(110)는 위의 행(첫 번째 행)에 3개의 부화소(부화소(110a), 부화소(110b), 및 부화소(110c))를 가지고, 아래의 행(두 번째 행)에 2개의 부화소(부화소(110d) 및 부화소(110e))를 가진다. 환언하면 화소(110)는 왼쪽의 열(첫 번째 열)에 부화소(110a) 및 부화소(110d)를 가지고, 중앙의 열(두 번째 열)에 부화소(110b)를 가지고, 오른쪽의 열(세 번째 열)에 부화소(110c)를 가진다. 또한 두 번째 열과 세 번째 열에 걸쳐 부화소(110e)를 가진다.
도 14의 (A)는 도 13에서의 일점쇄선 X3-X4 간의 구성예를 나타낸 단면도이고, 도 14의 (B)는 도 13에서의 일점쇄선 X5-X6 간의 구성예를 나타낸 단면도이다. 도 14의 (C)는 도 13에서의 일점쇄선 Y3-Y4 간의 구성예를 나타낸 단면도이고, 도 14의 (D)는 도 13에서의 일점쇄선 Y5-Y6 간의 구성예를 나타낸 단면도이다.
발광 소자(130)가 백색의 광을 발하는 기능을 가지는 경우, 도 14의 (B) 및 (D)에 나타낸 바와 같이 백색의 부화소로 할 수 있는 부화소(110e)는 착색층(133)을 가지지 않는 구성으로 할 수 있다.
[표시 장치의 제작 방법의 일례]
다음으로 표시 장치(100)의 제작 방법의 일례를 설명한다. 도 15의 (A) 내지 (E), 도 16의 (A) 내지 (E), 도 17의 (A) 내지 (D), 및 도 18의 (A) 내지 (D)는 도 3, 도 6의 (A) 및 (B)에 나타낸 표시 장치(100)의 제작 방법의 일례를 나타낸 단면도이고, 도 3에서의 일점쇄선 X1-X2 간의 단면도와 Y1-Y2 간의 단면도를 나란히 나타낸 것이다.
표시 장치를 구성하는 박막(절연막, 반도체막, 및 도전막 등)은 스퍼터링법, CVD법, 진공 증착법, 펄스 레이저 퇴적(PLD: Pulsed Laser Deposition)법, ALD법 등을 사용하여 형성할 수 있다. CVD법으로서는 플라스마 화학 기상 퇴적(PECVD: Plasma Enhanced CVD)법 및 열 CVD법 등이 있다. 또한 열 CVD법 중 하나로서 유기 금속 CVD(MOCVD: Metal Organic CVD)법이 있다.
또한 표시 장치를 구성하는 박막(절연막, 반도체막, 및 도전막 등)은 스핀 코팅, 딥 코팅, 스프레이 도포, 잉크젯, 디스펜싱, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 닥터 나이프, 슬릿 코팅, 롤 코팅, 커튼 코팅, 나이프 코팅 등의 방법에 의하여 형성할 수 있다.
특히 발광 소자 및 수광 소자의 제작에는 증착법 등의 진공 프로세스 및 스핀 코팅법, 잉크젯법 등의 용액 프로세스를 사용할 수 있다. 증착법으로서는 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 이온 빔 증착법, 분자선 증착법, 진공 증착법 등의 물리 증착법(PVD법), 및 화학 증착법(CVD법) 등을 들 수 있다. 특히 발광 유닛에 포함되는 기능층(정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 등) 및 수광 유닛에 포함되는 기능층(정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 등)에 대해서는 증착법(진공 증착법 등), 도포법(딥 코팅법, 다이 코팅법, 바 코팅법, 스핀 코팅법, 스프레이 코팅법 등), 인쇄법(잉크젯법, 스크린(공판 인쇄)법, 오프셋(평판 인쇄)법, 플렉소(철판 인쇄)법, 그라비어법, 또는 마이크로 콘택트법 등) 등의 방법에 의하여 형성할 수 있다.
또한 표시 장치를 구성하는 박막을 가공할 때에는, 포토리소그래피법 등을 사용하여 가공할 수 있다. 또는 나노 임프린트법, 샌드 블라스트법, 리프트 오프법 등에 의하여 박막을 가공하여도 좋다. 또한 메탈 마스크 등의 차폐 마스크를 사용한 성막 방법으로 섬 형상의 박막을 직접 형성하여도 좋다.
포토리소그래피법으로서 대표적으로는 다음 2가지 방법이 있다. 하나는 가공하고자 하는 박막 위에 레지스트 마스크를 형성하고, 식각 등에 의하여 상기 박막을 가공하고, 레지스트 마스크를 제거하는 방법이다. 다른 하나는 감광성을 가지는 박막을 형성한 후에, 노광, 현상을 수행하여 상기 박막을 원하는 형상으로 가공하는 방법이다.
포토리소그래피법에서 노광에 사용하는 광으로서는 예를 들어 i선(파장 365nm), g선(파장 436nm), h선(파장 405nm), 또는 이들을 혼합시킨 광을 사용할 수 있다. 그 외에, 자외선, KrF 레이저 광, 또는 ArF 레이저 광 등을 사용할 수도 있다. 또한 액침 노광 기술에 의하여 노광을 수행하여도 좋다. 또한 노광에 사용하는 광으로서 극자외광(EUV: Extreme Ultra-violet) 또는 X선이 있다. 또한 노광에 사용되는 광 대신에 전자 빔을 사용할 수도 있다. 극자외광, X선, 또는 전자 빔을 사용하면, 매우 미세한 가공을 수행할 수 있어 바람직하다. 또한 전자 빔 등의 빔을 주사하여 노광을 수행하는 경우에는 포토마스크가 불필요하다.
박막의 가공에는 건식 식각법, 습식 식각법, 샌드 블라스트법 등을 사용할 수 있다.
표시 장치(100)를 제작하기 위해서는, 우선 트랜지스터를 포함하는 층(101)을 형성한다. 상술한 바와 같이 트랜지스터를 포함하는 층(101)의 최표면은 절연층으로 할 수 있다. 이어서 트랜지스터를 포함하는 층(101) 위에 나중에 화소 전극(111), 화소 전극(111PS), 및 접속 전극(111C)이 되는 도전막(111A)을 성막한다.
이어서, 도전막(111A) 위에 나중에 발광 유닛(112_1)이 되는 층(112_1A)을 형성한다. 구체적으로는, 나중에 층(181)이 되는 막, 나중에 층(182)이 되는 막, 나중에 발광층(183_1)이 되는 발광막, 및 나중에 층(184)이 되는 막을 이 순서대로 성막한다. 그 후, 층(112_1A) 위에 나중에 중간층(113)이 되는 중간막(113A)을 성막한다.
이어서 중간막(113A) 위에 나중에 발광 유닛(112_2)이 되는 층(112_2A)을 형성한다. 구체적으로는 나중에 층(182)이 되는 막, 나중에 발광층(183_2)이 되는 발광막, 및 나중에 층(184)이 되는 막을 이 순서대로 성막한다.
층(112_1A)이 가지는 막, 중간막(113A), 및 층(112_2A)이 가지는 막은 예를 들어 증착법, 스퍼터링법, 또는 잉크젯법 등으로 형성할 수 있다. 또한 이에 한정되지 않고, 상술한 성막 방법을 적절히 사용할 수 있다.
층(112_1A), 중간막(113A), 및 층(112_2A)은 접속부(140)에는 제공되지 않는 것이 바람직하다. 예를 들어 층(112_1A)이 가지는 막, 중간막(113A), 및 층(112_2A)이 가지는 막을 증착법(또는 스퍼터링법)으로 성막하는 경우, 이들 막이 접속부(140)에 성막되지 않도록 차폐 마스크를 사용하는 것이 바람직하다.
이어서 층(112_2A) 위에 희생막(141a)을 성막한다. 또한 희생막(141a)은 접속부(140)에도 제공된다.
희생막(141a)은 층(112_2A)이 가지는 막, 중간막(113A), 및 층(112_1A)이 가지는 막의 식각 처리에 대한 내성이 높은 막, 즉 식각 선택비가 큰 막을 사용할 수 있다. 또한 희생막(141a)에는 후술하는 보호막(143a) 등의 보호막과의 식각 선택비가 큰 막을 사용할 수 있다. 또한 희생막(141a)은 층(112_2A)이 가지는 막, 중간막(113A), 및 층(112_1A)이 가지는 막에 대한 대미지가 적은 습식 식각법으로 제거할 수 있는 막을 사용할 수 있다.
희생막(141a)으로서는 예를 들어 금속막, 합금막, 금속 산화물막, 반도체막, 무기 절연막 등의 무기막을 사용할 수 있다. 희생막(141a)은 스퍼터링법, 증착법, CVD법, ALD법 등의 각종 성막 방법에 의하여 형성할 수 있다.
희생막(141a)으로서는 예를 들어 금, 은, 백금, 마그네슘, 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 팔라듐, 타이타늄, 알루미늄, 이트륨, 지르코늄, 및 탄탈럼 등의 금속 재료, 또는 상기 금속 재료를 포함하는 합금 재료를 사용할 수 있다. 특히 알루미늄 또는 은 등의 저융점 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
또한 희생막(141a)으로서는 인듐 갈륨 아연 산화물(In-Ga-Zn 산화물, IGZO라고도 표기함) 등의 금속 산화물을 사용할 수 있다. 또한 산화 인듐, 인듐 아연 산화물(In-Zn 산화물), 인듐 주석 산화물(In-Sn 산화물), 인듐 타이타늄 산화물(In-Ti 산화물), 인듐 주석 아연 산화물(In-Sn-Zn 산화물), 인듐 타이타늄 아연 산화물(In-Ti-Zn 산화물), 인듐 갈륨 주석 아연 산화물(In-Ga-Sn-Zn 산화물) 등을 사용할 수 있다. 또는 실리콘을 포함하는 인듐 주석 산화물 등을 사용할 수도 있다.
또한 상기 갈륨 대신에 원소 M(M은 알루미늄, 실리콘, 붕소, 이트륨, 구리, 바나듐, 베릴륨, 타이타늄, 철, 니켈, 저마늄, 지르코늄, 몰리브데넘, 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 하프늄, 탄탈럼, 텅스텐, 및 마그네슘에서 선택된 1종류 또는 복수 종류)을 사용한 경우에도 적용할 수 있다. 특히 M은 갈륨, 알루미늄, 및 이트륨에서 선택된 1종류 또는 복수 종류로 하는 것이 바람직하다.
또한 희생막(141a)으로서는 산화 알루미늄, 산화 하프늄, 산화 실리콘 등의 무기 절연 재료를 사용할 수 있다.
또한 희생막(141a)으로서 적어도 층(112_2A)이 가지는, 나중에 층(184)이 되는 막에 대하여 화학적으로 안정적인 용매에 용해될 수 있는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 특히 물 또는 알코올에 용해되는 재료를 희생막(141a)에 적합하게 사용할 수 있다. 희생막(141a)을 성막할 때에는 물 또는 알코올 등의 용매에 용해시킨 상태로 습식의 성막 방법으로 도포한 후에, 용매를 증발시키기 위한 가열 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 이때, 감압 분위기하에서 가열 처리를 수행함으로써, 저온에서 단시간에 용매를 제거할 수 있기 때문에, 층(112_2A), 중간막(113A), 및 층(112_1A)에 대한 열적인 대미지를 저감할 수 있어 바람직하다.
희생막(141a)의 형성에 사용할 수 있는 습식의 성막 방법으로서는 스핀 코팅, 딥, 스프레이 도포, 잉크젯, 디스펜싱, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 닥터 나이프법, 슬릿 코팅, 롤 코팅, 커튼 코팅, 나이프 코팅 등이 있다.
희생막(141a)으로서는 폴리바이닐알코올(PVA), 폴리바이닐뷰티랄, 폴리바이닐피롤리돈, 폴리에틸렌글라이콜, 폴리글리세린, 풀루란, 수용성 셀룰로스, 또는 알코올 가용성 폴리아마이드 수지 등의 유기 재료를 사용할 수 있다.
이어서 희생막(141a) 위에 보호막(143a)을 형성한다(도 15의 (A)).
보호막(143a)은 나중에 희생막(141a)을 식각할 때의 마스크로서 사용되는 막이다. 또한 추후의 보호막(143a)의 식각 시에는 희생막(141a)이 노출된다. 따라서 희생막(141a)과 보호막(143a)으로서는 서로 식각 선택비가 큰 막의 조합을 선택한다. 그러므로 희생막(141a)의 식각 조건 및 보호막(143a)의 식각 조건에 따라 보호막(143a)에 사용할 수 있는 막을 선택할 수 있다.
예를 들어 보호막(143a)의 식각에 플루오린을 포함하는 가스(플루오린계 가스라고도 함)를 사용한 건식 식각을 사용하는 경우에는 실리콘, 질화 실리콘, 산화 실리콘, 텅스텐, 타이타늄, 몰리브데넘, 탄탈럼, 질화 탄탈럼, 몰리브데넘과 나이오븀을 포함하는 합금, 또는 몰리브데넘과 텅스텐을 포함하는 합금 등을 보호막(143a)에 사용할 수 있다. 여기서 상기 플루오린계 가스를 사용한 건식 식각에 있어서, 식각 선택비를 크게 할 수 있는(즉 식각 속도를 느리게 할 수 있는) 막으로서는 IGZO, ITO 등의 금속 산화물막 등이 있고, 이를 보호막(143a)에 사용할 수 있다.
또한 이에 한정되지 않고, 보호막(143a)은 다양한 재료 중에서 희생막(141a)의 식각 조건 및 보호막(143a)의 식각 조건에 따라 선택할 수 있다. 예를 들어 상기 희생막(141a)에 사용할 수 있는 막 중에서 선택할 수도 있다.
또한 보호막(143a)으로서는 예를 들어 질화물막을 사용할 수 있다. 구체적으로는 질화 실리콘, 질화 알루미늄, 질화 하프늄, 질화 타이타늄, 질화 탄탈럼, 질화 텅스텐, 질화 갈륨, 질화 저마늄 등의 질화물을 사용할 수도 있다.
또는 보호막(143a)으로서 산화물막을 사용할 수 있다. 대표적으로는 산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 산화 알루미늄, 산화질화 알루미늄, 산화 하프늄, 산화질화 하프늄 등의 산화물막 또는 산질화물막을 사용할 수도 있다.
이어서 보호막(143a) 위에 레지스트 마스크(145a)를 형성한다(도 15의 (B)).
레지스트 마스크(145a)에는 포지티브형 레지스트 재료 또는 네거티브형 레지스트 재료 등 감광성 수지를 포함하는 레지스트 재료를 사용할 수 있다.
여기서 보호막(143a)을 형성하지 않고, 희생막(141a) 위에 레지스트 마스크(145a)를 형성하는 경우, 희생막(141a)에 핀홀 등의 결함이 존재하면, 층(112_2A)이 가지는, 나중에 층(184)이 되는 막 등이 레지스트 재료의 용매에 의하여 용해될 우려가 있다. 보호막(143a)을 사용함으로써, 이와 같은 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한 희생막(141a)에 핀홀 등의 결함이 발생되기 어려운 막을 사용하는 경우에는, 보호막(143a)을 사용하지 않고 희생막(141a) 위에 레지스트 마스크(145a)를 직접 형성하여도 좋다.
이어서 레지스트 마스크(145a)로 덮이지 않은 보호막(143a)의 일부를 식각으로 제거하여 보호층(149a)을 형성한다.
보호막(143a)의 식각 시에 희생막(141a)이 상기 식각으로 제거되지 않도록 선택비가 높은 식각 조건을 사용하는 것이 바람직하다. 보호막(143a)의 식각에는 습식 식각 또는 건식 식각을 사용할 수 있지만, 건식 식각을 사용함으로써 보호막(143a)의 패턴이 축소되는 것을 억제할 수 있다.
이어서 레지스트 마스크(145a)를 제거한다(도 15의 (C)).
레지스트 마스크(145a)의 제거는 습식 식각 또는 건식 식각으로 할 수 있다. 특히 산소 가스를 식각 가스에 사용한 건식 식각(플라스마 애싱이라고도 함)으로 레지스트 마스크(145a)를 제거하는 것이 바람직하다.
이때 레지스트 마스크(145a)의 제거는 층(112_2A) 위에 희생막(141a)이 제공된 상태로 수행되므로, 층(112_2A), 중간막(113A), 및 층(112_1A)에 대한 영향이 억제되어 있다. 특히 층(112_1A) 및 층(112_2A)이 산소와 접하면 전기 특성에 악영향을 미치는 경우가 있기 때문에, 플라스마 애싱 등 산소 가스를 사용한 식각을 수행하는 경우에는 적합하다.
이어서 보호층(149a)을 마스크로서 사용하여 보호층(149a)으로 덮이지 않은 희생막(141a)의 일부를 식각으로 제거함으로써 희생층(147a)을 형성한다(도 15의 (D)).
희생막(141a)의 식각에는 습식 식각 또는 건식 식각을 사용할 수 있지만 건식 식각법을 사용하면, 패턴의 축소를 억제할 수 있기 때문에 바람직하다.
이어서 희생층(147a)을 마스크로서 사용하여 희생층(147a)으로 덮이지 않은 층(112_2A), 중간막(113A), 및 층(112_1A)의 일부를 식각으로 제거함으로써 발광 유닛(112_2), 중간층(113), 및 발광 유닛(112_1)을 형성한다(도 15의 (E)). 또한 층(112_2A), 중간막(113A), 및 층(112_1A)의 식각과 동시 또는 식각 전에 보호층(149a)을 식각으로 제거하여도 좋다.
층(112_2A), 중간막(113A), 및 층(112_1A)의 식각에는 산소를 주성분으로서 포함하지 않는 식각 가스를 사용한 건식 식각을 사용하는 것이 바람직하다. 이로써 층(112_2A), 중간막(113A), 및 층(112_1A)의 변질을 억제하여 신뢰성이 높은 표시 장치를 실현할 수 있다. 산소를 주성분으로서 포함하지 않는 식각 가스로서는, 예를 들어 CF4, C4F8, SF6, CHF3, Cl2, H2O, BCl3, H2, 또는 He 등의 비활성 기체가 있다. 또한 상기 가스와, 산소를 포함하지 않는 희석 가스의 혼합 가스를 식각 가스로서 사용할 수 있다.
이어서 도전막(111A) 위 및 보호층(149a) 위에 나중에 수광 유닛(152)이 되는 층(152A)을 형성한다. 구체적으로는 나중에 층(182)이 되는 막, 나중에 수광층(193)이 되는 수광막, 및 나중에 층(184)이 되는 막을 이 순서대로 성막한다.
층(152A)이 가지는 막은 예를 들어 증착법, 스퍼터링법, 또는 잉크젯법 등에 의하여 형성할 수 있다. 또한 이에 한정되지 않고, 상술한 성막 방법을 적절히 사용할 수 있다.
층(152A)은 접속부(140)에는 제공되지 않는 것이 바람직하다. 예를 들어 층(152A)이 가지는 막을 증착법(또는 스퍼터링법)으로 성막하는 경우, 이들 막이 접속부(140)에 성막되지 않도록 차폐 마스크를 사용하는 것이 바람직하다.
이어서 층(152A) 위에 희생막(141b)을 성막한다. 또한 희생막(141b)은 접속부(140)에도 제공된다. 희생막(141b)은 희생막(141a)과 같은 성막 방법으로 성막할 수 있고, 희생막(141a)과 같은 재료를 가질 수 있다. 예를 들어 희생막(141b)은 층(152A)이 가지는 막의 식각 처리에 대한 내성이 높은 막, 즉 식각 선택비가 큰 막을 사용할 수 있다. 또한 희생막(141b)에는 후술하는 보호막(143b) 등의 보호막과의 식각 선택비가 큰 막을 사용할 수 있다. 또한 희생막(141b)으로서는 층(152A)이 가지는 막에 대한 대미지가 적은 습식 식각법으로 제거할 수 있는 막을 사용할 수 있다.
이어서 희생막(141b) 위에 보호막(143b)을 형성한다(도 16의 (A)). 보호막(143b)은 보호막(143a)과 같은 성막 방법으로 성막하고, 보호막(143a)과 같은 재료를 가질 수 있다.
이어서 보호막(143b) 위에 레지스트 마스크(145b)를 형성한다(도 16의 (B)). 레지스트 마스크(145b)는 레지스트 마스크(145a)와 같은 재료를 가질 수 있다.
이어서 레지스트 마스크(145b)로 덮이지 않은 보호막(143b)의 일부를 식각으로 제거하여 보호층(149b)을 형성한다. 이때 동시에 접속부(140)에도 보호층(149b)이 형성된다. 보호막(143b)의 식각은 보호막(143a)의 식각과 같은 방법으로 수행할 수 있다.
이어서 레지스트 마스크(145b)를 제거한다(도 16의 (C)). 레지스트 마스크(145b)는 레지스트 마스크(145a)와 같은 방법으로 제거할 수 있다.
이어서 보호층(149b)을 마스크로서 사용하여 보호층(149b)으로 덮이지 않은 희생막(141b)의 일부를 식각으로 제거함으로써 희생층(147b)을 형성한다(도 16의 (D)). 이때 동시에 접속부(140)에도 희생층(147b)이 형성된다. 희생층(147b)의 식각은 희생층(147a)의 식각과 같은 방법으로 수행할 수 있다.
이어서 희생층(147b)을 마스크로서 사용하여 희생층(147b)으로 덮이지 않은 층(152A)의 일부를 식각으로 제거함으로써 수광 유닛(152)을 형성한다(도 16의 (E)). 또한 수광 유닛(152)의 식각과 동시 또는 식각 전에 보호층(149b)을 식각으로 제거하여도 좋다.
층(152A)의 식각에는 산소를 주성분으로서 포함하지 않는 식각 가스를 사용한 건식 식각을 사용하는 것이 바람직하다. 이로써 층(152A)의 변질을 억제하여 신뢰성이 높은 표시 장치를 실현할 수 있다.
이어서 희생층(147a) 및 희생층(147b)을 마스크로서 사용하여 희생층(147a) 또는 희생층(147b)으로 덮이지 않은 도전막(111A)의 일부를 식각으로 제거함으로써 화소 전극(111), 화소 전극(111PS), 및 접속 전극(111C)을 형성한다(도 17의 (A)).
도전막(111A)의 식각 시에 트랜지스터를 포함하는 층(101)의 일부(구체적으로는 최표면에 위치하는 절연층)가 식각되어 오목부가 형성되는 경우가 있다. 이후의 설명에서는 트랜지스터를 포함하는 층(101)에 오목부가 제공되어 있는 경우를 예로 들어 설명하지만, 오목부가 제공되지 않아도 된다.
이어서 화소 전극(111), 화소 전극(111PS), 접속 전극(111C), 발광 유닛(112_1), 중간층(113), 발광 유닛(112_2), 수광 유닛(152), 희생층(147a), 희생층(147b), 보호층(149a), 및 보호층(149b)을 덮도록 나중에 측벽(121a)이 되는 절연막(121A)을 성막한다. 다음으로 절연막(121A) 위에 나중에 측벽(121b)이 되는 절연막(121B)을 성막한다(도 17의 (B)).
절연막(121A)은 발광 유닛(112) 및 수광 유닛(152)에 대한 대미지가 적은 방법으로 성막되는 것이 바람직하다. 또한 절연막(121A) 및 절연막(121B)은 발광 유닛(112) 및 수광 유닛(152)의 내열 온도보다 낮은 온도에서 성막한다. 예를 들어 절연막(121A)으로서 ALD법을 사용하여 산화 알루미늄막을 성막할 수 있다. ALD법을 사용함으로써, 피복성이 높은 막을 성막할 수 있어 바람직하다. 또한 예를 들어 절연막(121B)으로서 PECVD법 또는 스퍼터링법을 사용하여 산화질화 실리콘막 또는 질화 실리콘막을 형성할 수 있다.
다음으로 절연막(121B) 및 절연막(121A)을 식각함으로써, 측벽(121b) 및 측벽(121a)을 형성한다(도 17의 (C)). 측벽(121a)은 화소 전극(111)의 측면, 화소 전극(111PS)의 측면, 및 접속 전극(111C)의 측면의 적어도 일부를 덮도록 형성된다. 또한 측벽(121a)은 발광 유닛(112_1)의 측면, 중간층(113)의 측면, 및 발광 유닛(112_2)의 측면의 적어도 일부를 덮어도 좋고, 수광 유닛(152)의 측면의 적어도 일부를 덮어도 좋다. 구체적으로는 도 17의 (C)에 나타낸 바와 같이 측벽(121a)은 화소 전극(111)의 측면, 발광 유닛(112_1)의 측면, 중간층(113)의 측면, 및 발광 유닛(112_2)의 측면의 적어도 일부와 접하는 구성으로 할 수 있다. 또한 측벽(121a)은 화소 전극(111PS)의 측면 및 수광 유닛(152)의 측면의 적어도 일부와 접하는 구성으로 할 수 있다. 또한 측벽(121a)은 접속 전극(111C)의 측면의 적어도 일부와 접하는 구성으로 할 수 있다. 이로써 나중에 형성하는 공통층(114) 또는 공통 전극(115)과 화소 전극(111), 화소 전극(111PS), 또는 접속 전극(111C)이 접하여 발광 소자 및 수광 소자가 단락되는 것을 억제할 수 있다.
측벽(121a)은 발광 유닛(112_1)의 측면, 중간층(113)의 측면, 발광 유닛(112_2), 및 수광 유닛(152)의 측면의 적어도 일부를 덮도록 형성되는 것이 바람직하다. 이로써 나중에 형성하는 공통층(114) 또는 공통 전극(115)이 발광 유닛(112_1), 중간층(113), 발광 유닛(112_2), 및 수광 유닛(152)과 접하는 것을 억제하여 발광 소자 및 수광 소자가 단락되는 것을 억제할 수 있다. 또한 추후의 공정에서 발광 유닛(112_1), 중간층(113), 발광 유닛(112_2), 및 수광 유닛(152)이 받는 대미지를 억제할 수 있다.
특히 트랜지스터를 포함하는 층(101)의 일부(구체적으로는 최표면에 위치하는 절연층)에 오목부가 제공되어 있으면, 화소 전극(111)의 측면 전체, 화소 전극(111PS)의 측면 전체, 및 접속 전극(111C)의 측면 전체를 측벽(121a)으로 덮을 수 있어 바람직하다.
여기서 도 17의 (C)에 나타낸 바와 같이 측벽(121b)은 측벽(121a)의 측면 및 상면의 적어도 일부를 덮도록 형성된다.
절연막(121A) 및 절연막(121B)은 건식 식각법으로 식각하는 것이 바람직하다. 절연막(121A) 및 절연막(121B)의 식각은 이방성 식각으로 수행하는 것이 바람직하다. 여기서 희생막(141a) 또는 희생막(141b)을 식각할 때 사용할 수 있는 식각 가스를 사용하여 절연막(121A) 및 절연막(121B)을 식각할 수 있다. 또한 절연막(121A) 및 절연막(121B)의 식각에서는 발광 유닛(112_2) 및 수광 유닛(152)이 노출되지 않기 때문에, 희생막(141a) 및 희생막(141b)의 식각보다 식각 방법 선택의 폭은 넓다. 구체적으로는 절연막(121A) 및 절연막(121B)의 식각 시의 식각 가스로서 산소를 포함하는 가스를 사용하여도 좋다.
이어서 희생층(147a), 희생층(147b), 보호층(149a), 및 보호층(149b)을 제거한다(도 17의 (D)). 이로써 발광 유닛(112_2), 수광 유닛(152), 및 접속 전극(111C)이 노출된다.
이어서 측벽(121) 위, 발광 유닛(112_2) 위, 및 수광 유닛(152) 위에 공통층(114)을 형성한다(도 18의 (A)). 이로써 측벽(121b) 사이의 영역 및 트랜지스터를 포함하는 층(101)의 오목부에 공극(134)이 형성되는 경우가 있다. 여기서 접속 전극(111C) 위에는 공통층(114)이 제공되지 않고, 접속 전극(111C)은 노출된 상태이다. 상술한 바와 같이 공통층(114)은 발광 소자(130)에서 전자 주입층 및 정공 주입층 중 한쪽으로서의 기능을 가진다. 또한 공통층(114)은 수광 소자(150)에서 전자 수송층 및 정공 수송층 중 한쪽으로서의 기능을 가진다.
공통층(114)은 증착법(진공 증착법을 포함함), 전사법, 인쇄법, 잉크젯법, 도포법 등의 방법으로 형성할 수 있다.
공통층(114)은 발광 유닛(112_2)의 상면, 수광 유닛(152)의 상면, 그리고 측벽(121)의 상면 및 측면의 적어도 일부를 덮도록 제공된다. 여기서 공통층(114)의 도전성이 높은 경우, 예를 들어 화소 전극(111)과 공통층(114)이 접함으로써 발광 소자가 단락될 우려가 있다. 또한 화소 전극(111PS)과 공통층(114)이 접함으로써 수광 소자가 단락될 우려가 있다. 그러나 표시 장치(100)에서는 측벽(121)이 화소 전극(111)의 측면, 발광 유닛(112_1)의 측면, 중간층(113)의 측면, 발광 유닛(112_2)의 측면, 및 수광 유닛(152)의 측면의 적어도 일부를 덮기 때문에, 도전성이 높은 공통층(114)이 이들과 접하는 것을 억제하여 발광 소자(130) 및 수광 소자(150)가 단락되는 것을 억제할 수 있다. 이로써 발광 소자(130) 및 수광 소자(150)의 신뢰성을 높일 수 있다.
이어서 공통층(114) 위 및 접속 전극(111C) 위에 공통 전극(115)을 형성한다(도 18의 (B)). 이로써 발광 소자(130) 및 수광 소자(150)가 형성된다. 공통 전극(115)의 형성에는 예를 들어 스퍼터링법 또는 진공 증착법을 사용할 수 있다.
이어서 공통 전극(115) 위에 보호층(131)을 형성하고, 보호층(131) 위에 보호층(132)을 형성한다(도 18의 (C)). 보호층(131) 및 보호층(132)의 성막 방법으로서는, 진공 증착법, 스퍼터링법, CVD법, 및 ALD법 등을 들 수 있다. 보호층(131)과 보호층(132)은 상이한 성막 방법을 사용하여 형성된 막이어도 좋다. 또한 보호층(131) 및 보호층(132)은 각각 단층 구성이어도 좋고, 적층 구성이어도 좋다.
이어서 보호층(132) 위에 착색층(133a), 착색층(133b), 및 착색층(133c)을 발광 유닛(112_1) 및 발광 유닛(112_2)과 중첩되는 영역을 가지도록 형성한다(도 18의 (D)). 착색층(133a), 착색층(133b), 및 착색층(133c)은 잉크젯법 또는 포토리소그래피법 등으로 각각 원하는 위치에 형성할 수 있다. 구체적으로는 발광 소자(130)마다 상이한 착색층(133)(착색층(133a), 착색층(133b), 또는 착색층(133c))을 형성할 수 있다.
그 후, 수지층(119)을 사용하여 착색층(133) 위 및 보호층(132) 위에 기판(120)을 접합함으로써 도 6의 (A) 및 (B)에 나타낸 표시 장치(100)를 제작할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 실시형태의 표시 장치의 제작 방법에서는 발광층을 가지는 섬 형상의 발광 유닛은 메탈 마스크의 패턴에 의하여 형성되는 것이 아니라, 발광 유닛을 전체 면에 형성한 후에 식각함으로써 형성된다. 또한 수광층을 가지는 섬 형상의 수광 유닛은 메탈 마스크의 패턴에 의하여 형성되는 것이 아니라, 수광 유닛을 전체 면에 형성한 후에 식각함으로써 형성된다. 이로써 섬 형상의 발광 유닛 및 섬 형상의 수광 유닛을 균일한 두께로 형성할 수 있다. 또한 고정세의 표시 장치 또는 고개구율의 표시 장치를 실현할 수 있다.
도 19의 (A) 내지 (G) 및 도 20의 (A) 내지 (D)는 도 3 및 도 12의 (A)에 나타낸 표시 장치(100)의 제작 방법의 일례를 나타낸 단면도이고, 도 3에서의 일점쇄선 X1-X2 간의 단면도와, Y1-Y2 간의 단면도를 나란히 나타낸 것이다. 이하의 설명에서는 도 6의 (A) 및 (B)에 나타낸 표시 장치(100)의 제작 방법과 동일한 점에 대해서는 설명을 적절히 생략한다.
도 12의 (A)에 나타낸 표시 장치(100)를 제작하기 위해서는 우선 트랜지스터를 포함하는 층(101)을 형성하고, 트랜지스터를 포함하는 층(101) 위에 나중에 화소 전극(111), 화소 전극(111PS), 및 접속 전극(111C)이 되는 도전막(111A)을 성막한다(도 19의 (A)).
이어서 도전막(111A) 위에 층(116A)을 성막한다(도 19의 (B)). 층(116A)의 성막에는 예를 들어 스퍼터링법 또는 진공 증착법을 사용할 수 있다. 자세한 내용은 후술하지만 층(116A)은 광학 조정층(116a)의 일부로 할 수 있다. 따라서 층(116A)으로서는 가시광에 대하여 투과성을 가지는 도전성 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어 산화 인듐, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 산화 아연, 갈륨을 포함하는 산화 아연, 실리콘을 포함하는 인듐 주석 산화물, 실리콘을 포함하는 인듐 아연 산화물 등의 도전성 산화물을 사용할 수 있다.
이어서 층(116A) 위에 레지스트 마스크(146a)를 형성한다(도 19의 (C)). 레지스트 마스크(146a)는 레지스트 마스크(145a) 및 레지스트 마스크(145b)와 같은 재료를 가질 수 있다.
이어서 레지스트 마스크(146a)로 덮이지 않은 층(116A)의 일부를 식각으로 제거한다. 그 후 레지스트 마스크(146a)를 제거한다(도 19의 (D)).
이어서 도전막(111A) 위 및 층(116A) 위에 층(116B)을 성막한다(도 19의 (E)). 층(116B)은 층(116A)과 같은 성막 방법으로 성막하고, 층(116A)과 같은 재료를 가질 수 있다.
이어서 층(116B) 위에 레지스트 마스크(146b)를 형성한다(도 19의 (F)). 레지스트 마스크(146b)는 층(116A)과 중첩되는 영역과, 층(116A)과 중첩되지 않는 영역을 가지도록 형성된다. 레지스트 마스크(146b)는 예를 들어 층(116A)의 전체와 중첩되며 층(116A)과 중첩되지 않는 영역을 가지도록 형성할 수 있다.
이어서 레지스트 마스크(146b)로 덮이지 않은 층(116B)의 일부를 식각으로 제거한다. 그 후 레지스트 마스크(146b)를 제거한다(도 19의 (G)).
이어서 도전막(111A) 위 및 층(116B) 위에 층(116C)을 성막한다(도 20의 (A)). 층(116C)은 층(116A) 등과 같은 성막 방법으로 성막하고, 층(116A) 등과 같은 재료를 가질 수 있다.
이어서 층(116C) 위에 나중에 발광 유닛(112_1)이 되는 층(112_1A), 나중에 중간층(113)이 되는 중간막(113A), 나중에 발광 유닛(112_2)이 되는 층(112_2A), 희생막(141a), 및 보호막(143a)을 이 순서대로 성막한다(도 20의 (B)). 다음으로 보호막(143a) 위에 레지스트 마스크(145a)를 형성한다(도 20의 (C)). 그 후 도 15의 (C) 내지 (E)에 나타낸 방법과 같은 방법으로 보호막(143a), 희생막(141a), 층(112_2A), 중간막(113A), 층(112_1A), 층(116C), 층(116B), 및 층(116A)의 일부를 식각으로 제거한다. 이로써 보호층(149a), 희생층(147a), 발광 유닛(112_2), 중간층(113), 발광 유닛(112_1), 광학 조정층(116a), 광학 조정층(116b), 및 광학 조정층(116c)이 형성된다(도 20의 (D)).
여기서 광학 조정층(116a)은 층(116A), 층(116B), 및 층(116C)의 3층 적층 구성으로 할 수 있다. 또한 광학 조정층(116b)은 층(116B)과 층(116C)의 2층 적층 구성으로 할 수 있다. 또한 광학 조정층(116c)은 층(116C)의 1층 구성으로 할 수 있다. 이로써 광학 조정층(116a)을 광학 조정층(116b) 및 광학 조정층(116c)보다 두껍게 하고, 광학 조정층(116b)을 광학 조정층(116c)보다 두껍게 할 수 있다.
이어서 도 16의 (A) 내지 도 18의 (D)에 나타낸 방법과 같은 방법을 수행한다. 이로써 도 12의 (A)에 나타낸 표시 장치(100)를 제작할 수 있다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 탠덤 구조의 발광 소자와, 수광 소자를 가진다. 그리고 발광 소자가 가지는 화소 전극, 발광층, 캐리어 수송층, 및 중간층 각각의 측면은 측벽으로 덮인다. 또한 수광 소자가 가지는 화소 전극, 수광층, 및 캐리어 수송층 각각의 측면은 측벽으로 덮인다. 상기 표시 장치의 제작 공정에서는 발광층과 캐리어 수송층이 적층된 상태로 발광 소자가 가지는 발광 유닛이 식각된다. 또한 수광층과 캐리어 수송층이 적층된 상태로 수광 소자가 가지는 수광 유닛이 식각된다. 이로써 상기 표시 장치는 발광층의 대미지 및 수광층의 대미지가 저감된 구성이 된다. 또한 측벽에 의하여 화소 전극과, 공통층으로 할 수 있는 층(캐리어 주입층 등) 또는 공통 전극이 접하는 것이 억제됨으로써, 발광 소자가 단락되는 것이 억제된 구성이다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다. 또한 본 명세서에서 하나의 실시형태에 복수의 구성예가 제시되는 경우에는 구성예를 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 표시 장치에 대해서 도면을 사용하여 설명한다.
[표시 모듈(280a)]
도 21은 표시 모듈(280a)의 구성예를 나타낸 사시도이다. 표시 모듈(280a)은 표시 장치(100)와, FPC(472)와, IC(473)를 가진다.
도 21에 나타낸 표시 장치(100)는 기판(451)과 기판(120)이 접합된 구성을 가진다. 도 21에서는 기판(120)을 파선으로 나타내었다.
표시 장치(100)는 표시부(462), 회로(464), 및 배선(465) 등을 가진다. 회로(464)로서는 예를 들어 주사선 구동 회로를 사용할 수 있다. 배선(465)은 표시부(462) 및 회로(464)에 신호 및 전력을 공급하는 기능을 가진다. 상기 신호 및 전력은 FPC(472)를 통하여 외부로부터 배선(465)에 입력되거나 IC(473)로부터 배선(465)에 입력된다.
도 21에서는 IC(473)가, COG(Chip On Glass) 방식 또는 COF(Chip On Film) 방식 등에 의하여 기판(451)에 제공된 예를 나타내었다. IC(473)에는 예를 들어 주사선 구동 회로 또는 신호선 구동 회로 등을 가지는 IC를 적용할 수 있다. 또한 표시 모듈(280a)은 IC(473) 등을 제공하지 않는 구성으로 하여도 좋다. 또한 IC를 COF 방식 등에 의하여 FPC(472)에 실장하여도 좋다.
[표시 장치(100a)]
도 22에는 도 21에 나타낸 표시 장치(100)에 적용할 수 있는 표시 장치(100a)의 FPC(472)를 포함하는 영역의 일부, 회로(464)의 일부, 표시부(462)의 일부, 및 단부를 포함하는 영역의 일부를 각각 절단하였을 때의 단면의 일례를 나타내었다.
도 22에 나타낸 표시 장치(100a)는 기판(451)과 기판(120) 사이에 트랜지스터(201), 트랜지스터(205), 발광 소자(130), 수광 소자(150), 및 착색층(133) 등을 가진다.
발광 소자(130) 및 수광 소자(150)는 실시형태 1에서 예시한 발광 소자 및 수광 소자를 적용할 수 있다.
트랜지스터(201) 및 트랜지스터(205)는 모두 기판(451) 위에 형성되어 있다. 이들 트랜지스터는 동일한 재료 및 동일한 공정으로 제작할 수 있다.
기판(451) 위에는 절연층(211), 절연층(213), 절연층(215), 및 절연층(214)이 이 순서대로 제공되어 있다. 기판(451)으로부터 절연층(214)까지의 적층 구성이 실시형태 1에서의 트랜지스터를 포함하는 층(101)에 상당한다.
절연층(211)은 그 일부가 각 트랜지스터의 게이트 절연층으로서 기능한다. 절연층(213)은 그 일부가 각 트랜지스터의 게이트 절연층으로서 기능한다. 절연층(215)은 트랜지스터를 덮어 제공된다. 절연층(214)은 트랜지스터를 덮어 제공되며 평탄화층으로서의 기능을 가진다. 또한 게이트 절연층의 개수 및 트랜지스터를 덮는 절연층의 개수는 한정되지 않고, 각각 단층이어도 좋고 2층 이상이어도 좋다.
트랜지스터를 덮는 절연층 중 적어도 하나의 층에 물 및 수소 등의 불순물이 확산되기 어려운 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이에 의하여 절연층은 배리어층으로서 기능할 수 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 트랜지스터로 외부로부터 불순물이 확산되는 것을 효과적으로 억제할 수 있어 표시 장치의 신뢰성을 높일 수 있다.
절연층(211), 절연층(213), 및 절연층(215)으로서는 각각 무기 절연막을 사용하는 것이 바람직하다. 무기 절연막으로서는 예를 들어 질화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 산화 실리콘막, 질화산화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 질화 알루미늄막 등을 사용할 수 있다. 또한 산화 하프늄막, 산화 이트륨막, 산화 지르코늄막, 산화 갈륨막, 산화 탄탈럼막, 산화 마그네슘막, 산화 란타넘막, 산화 세륨막, 및 산화 네오디뮴막 등을 사용하여도 좋다. 또한 상술한 절연막을 2개 이상 적층하여 사용하여도 좋다.
여기서, 유기 절연막은 무기 절연막에 비하여 배리어성이 낮은 경우가 많다. 그러므로 유기 절연막은 표시 장치(100a)의 단부 근방에 개구를 가지는 것이 바람직하다. 이로써 표시 장치(100a)의 단부로부터 유기 절연막을 통하여 불순물이 들어가는 것을 억제할 수 있다. 또는 유기 절연막의 단부가 표시 장치(100a)의 단부보다 내측에 위치하도록 유기 절연막을 형성하고, 표시 장치(100a)의 단부에서 유기 절연막이 노출되지 않도록 하여도 좋다.
평탄화층으로서 기능하는 절연층(214)에는 유기 절연막이 적합하다. 유기 절연막에 사용할 수 있는 재료로서는 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 에폭시 수지, 폴리아마이드 수지, 폴리이미드아마이드 수지, 실록산 수지, 벤조사이클로뷰텐계 수지, 페놀 수지, 및 이들 수지의 전구체 등을 들 수 있다.
도 22에 나타낸 영역(228)에서는 절연층(214)에 개구가 형성되어 있다. 이로써 절연층(214)에 유기 절연막을 사용하는 경우에도, 절연층(214)을 통하여 외부로부터 발광 소자(130) 및 수광 소자(150)에 불순물이 들어가는 것을 억제할 수 있다. 따라서 표시 장치(100a)의 신뢰성을 높일 수 있다.
트랜지스터(201) 및 트랜지스터(205)는 게이트로서 기능하는 도전층(221), 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층(211), 소스 및 드레인으로서 기능하는 도전층(222a) 및 도전층(222b), 반도체층(231), 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층(213), 그리고 게이트로서 기능하는 도전층(223)을 가진다. 여기서는 동일한 도전막을 가공하여 얻어지는 복수의 층에 같은 해치 패턴을 부여하였다. 절연층(211)은 도전층(221)과 반도체층(231) 사이에 위치한다. 절연층(213)은 도전층(223)과 반도체층(231) 사이에 위치한다.
본 실시형태의 표시 장치가 가지는 트랜지스터의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 플레이너(planar)형 트랜지스터, 스태거형 트랜지스터, 역스태거형 트랜지스터 등을 사용할 수 있다. 또한 톱 게이트형 및 보텀 게이트형 중 어느 구조를 가지는 트랜지스터로 하여도 좋다. 또는 채널이 형성되는 반도체층 위아래에 게이트가 제공되어도 좋다.
트랜지스터(201) 및 트랜지스터(205)에는 채널이 형성되는 반도체층을 2개의 게이트로 끼우는 구성이 적용되어 있다. 2개의 게이트를 접속시키고 이들에 동일한 신호를 공급함으로써 트랜지스터를 구동시켜도 좋다. 또는, 2개의 게이트 중 한쪽에 문턱 전압을 제어하기 위한 전위를 공급하고, 다른 쪽에 구동을 위한 전위를 공급함으로써, 트랜지스터의 문턱 전압을 제어하여도 좋다.
트랜지스터에 사용하는 반도체 재료의 결정성에 대해서도 특별히 한정되지 않고, 비정질 반도체, 단결정 반도체, 또는 단결정 이외의 결정성을 가지는 반도체(미결정 반도체, 다결정 반도체, 또는 일부에 결정 영역을 가지는 반도체) 중 어느 것을 사용하여도 좋다. 단결정 반도체 또는 결정성을 가지는 반도체를 사용하면, 트랜지스터 특성의 열화를 억제할 수 있으므로 바람직하다.
트랜지스터의 반도체층은 금속 산화물(산화물 반도체라고도 함)을 가지는 것이 바람직하다. 즉 본 실시형태의 표시 장치에는 금속 산화물을 채널 형성 영역에 사용한 트랜지스터(이하 OS 트랜지스터)를 사용하는 것이 바람직하다. 또는 트랜지스터의 반도체층은 실리콘을 포함하여도 좋다. 실리콘으로서는 비정질 실리콘, 결정성 실리콘(저온 폴리실리콘, 단결정 실리콘 등) 등을 들 수 있다.
반도체층은 예를 들어 인듐과, M(M은 갈륨, 알루미늄, 실리콘, 붕소, 이트륨, 주석, 구리, 바나듐, 베릴륨, 타이타늄, 철, 니켈, 저마늄, 지르코늄, 몰리브데넘, 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 하프늄, 탄탈럼, 텅스텐, 및 마그네슘 중에서 선택되는 1종류 또는 복수 종류)과, 아연을 가지는 것이 바람직하다. 특히 M은 알루미늄, 갈륨, 이트륨, 및 주석 중에서 선택되는 1종류 또는 복수 종류인 것이 바람직하다.
특히 반도체층으로서 인듐(In), 갈륨(Ga), 및 아연(Zn)을 포함한 산화물(IGZO라고도 표기함)을 사용하는 것이 바람직하다.
반도체층이 In-M-Zn 산화물인 경우, 상기 In-M-Zn 산화물에서의 In의 원자수비는 M의 원자수비 이상인 것이 바람직하다. 이러한 In-M-Zn 산화물의 금속 원소의 원자수비로서 In:M:Zn=1:1:1 또는 그 근방의 조성, In:M:Zn=1:1:1.2 또는 그 근방의 조성, In:M:Zn=2:1:3 또는 그 근방의 조성, In:M:Zn=3:1:2 또는 그 근방의 조성, In:M:Zn=4:2:3 또는 그 근방의 조성, In:M:Zn=4:2:4.1 또는 그 근방의 조성, In:M:Zn=5:1:3 또는 그 근방의 조성, In:M:Zn=5:1:6 또는 그 근방의 조성, In:M:Zn=5:1:7 또는 그 근방의 조성, In:M:Zn=5:1:8 또는 그 근방의 조성, In:M:Zn=6:1:6 또는 그 근방의 조성, In:M:Zn=5:2:5 또는 그 근방의 조성 등을 들 수 있다. 또한 근방의 조성이란, 원하는 원자수비의 ±30%의 범위를 포함한 것이다.
예를 들어, 원자수비가 In:Ga:Zn=4:2:3 또는 그 근방의 조성이라고 기재된 경우, In의 원자수비를 4로 하였을 때, Ga의 원자수비가 1 이상 3 이하이고, Zn의 원자수비가 2 이상 4 이하인 경우를 포함한다. 또한 원자수비가 In:Ga:Zn=5:1:6 또는 그 근방의 조성이라고 기재된 경우, In의 원자수비를 5로 하였을 때, Ga의 원자수비가 0.1보다 크고 2 이하이고, Zn의 원자수비가 5 이상 7 이하인 경우를 포함한다. 또한 원자수비가 In:Ga:Zn=1:1:1 또는 그 근방의 조성이라고 기재된 경우, In의 원자수비를 1로 하였을 때, Ga의 원자수비가 0.1보다 크고 2 이하이고, Zn의 원자수비가 0.1보다 크고 2 이하인 경우를 포함한다.
기판(451)에서 기판(120)이 중첩되지 않는 영역에는 접속부(204)가 제공되어 있다. 접속부(204)에서는 배선(465)이 도전층(466) 및 접속층(242)을 통하여 FPC(472)에 전기적으로 접속되어 있다. 도전층(466)은 화소 전극과 동일한 공정으로 형성할 수 있다. 접속부(204)의 상면에서는 도전층(466)이 노출되어 있다. 이로써 접속부(204)와 FPC(472)를 접속층(242)을 통하여 전기적으로 접속시킬 수 있다.
기판(120)의 외측에는 각종 광학 부재를 배치할 수 있다. 광학 부재로서는 편광판, 위상차판, 광 확산층(확산 필름 등), 반사 방지층, 및 집광 필름 등을 들 수 있다. 또한 기판(120)의 외측에는 먼지의 부착을 억제하는 대전 방지막, 오염을 부착되기 어렵게 하는 발수성 막, 사용에 따른 손상의 발생을 억제하는 하드코트막, 충격 흡수층 등을 배치하여도 좋다.
표시 장치(100a)의 단부 근방의 영역(228)에서 절연층(214)의 개구를 통하여 절연층(215)과 보호층(131)이 서로 접하는 것이 바람직하다. 특히 절연층(215)이 가지는 무기 절연막과 보호층(131)이 가지는 무기 절연막이 서로 접하는 것이 바람직하다. 이로써 유기 절연막을 통하여 외부로부터 발광 소자(130) 및 수광 소자(150)에 불순물이 들어가는 것을 억제할 수 있다. 따라서 표시 장치(100a)의 신뢰성을 높일 수 있다.
기판(451) 및 기판(120)에는 각각 유리, 석영, 세라믹, 사파이어, 수지, 금속, 합금, 반도체 등을 사용할 수 있다. 발광 소자로부터의 광을 추출하는 측의 기판에는 상기 광을 투과시키는 재료를 사용한다. 기판(451) 및 기판(120)에 가요성을 가지는 재료를 사용하면 표시 장치의 가요성을 높일 수 있다. 또한 기판(451) 또는 기판(120)으로서 편광판을 사용하여도 좋다.
기판(451) 및 기판(120)으로서는, 각각 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스터 수지, 폴리아크릴로나이트릴 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리에터설폰(PES) 수지, 폴리아마이드 수지(나일론, 아라미드 등), 폴리실록산 수지, 사이클로올레핀 수지, 폴리스타이렌 수지, 폴리아마이드이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리염화 바이닐 수지, 폴리염화 바이닐리덴 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 수지, ABS 수지, 셀룰로스 나노 섬유 등을 사용할 수 있다. 기판(451) 및 기판(120) 중 한쪽 또는 양쪽에 가요성을 가질 정도의 두께의 유리를 사용하여도 좋다.
접착층으로서는 자외선 경화형 등의 광 경화형 접착제, 반응 경화형 접착제, 열 경화형 접착제, 혐기형 접착제 등의 각종 경화형 접착제를 사용할 수 있다. 이들 접착제로서는, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지, 이미드 수지, PVC(폴리바이닐클로라이드) 수지, PVB(폴리바이닐뷰티랄) 수지, EVA(에틸렌바이닐아세테이트) 수지 등을 들 수 있다. 특히, 에폭시 수지 등의 투습성이 낮은 재료가 바람직하다. 또한 2액 혼합형 수지를 사용하여도 좋다. 또한 접착 시트 등을 사용하여도 좋다.
접속층(242)으로서는 이방성 도전 필름(ACF: Anisotropic Conductive Film), 이방성 도전 페이스트(ACP: Anisotropic Conductive Paste) 등을 사용할 수 있다.
표시 장치(100a)는 발광 소자(130)와 기판(120) 사이에 착색층(133)이 제공된다. 상술한 바와 같이 트랜지스터는 기판(451) 위에 형성된다. 이로써 표시 장치(100a)는 톱 이미션형 표시 장치로 할 수 있다. 따라서 표시 장치(100a)에서 기판(451)은 투광성을 가지지 않는 기판으로 할 수 있다.
[표시 장치(100b)]
도 23은 표시 장치(100b)의 구성예를 나타낸 단면도이다. 표시 장치(100b)는 표시 장치(100a)의 변형예이고, 착색층(133)이 발광 소자(130)와 기판(451) 사이에 제공되는 점이 표시 장치(100a)와 상이하다. 즉 표시 장치(100b)는 보텀 이미션형 표시 장치로 할 수 있다. 따라서 표시 장치(100b)에서 기판(120)은 투광성을 가지지 않는 기판으로 할 수 있다.
[표시 모듈(280b)]
도 24의 (A)는 표시 모듈(280b)의 구성예를 나타낸 사시도이다. 표시 모듈(280b)은 표시 장치(100)와 FPC(290)를 가진다.
표시 모듈(280b)은 기판(291) 및 기판(292)을 가진다. 표시 모듈(280b)은 표시부(281)를 가진다. 표시부(281)는 표시 모듈(280b)에서의 화상을 표시하는 영역이고, 후술하는 화소부(284)에 제공되는 각 화소로부터의 광을 시인할 수 있는 영역이다.
도 24의 (B)는 기판(291) 측의 구성을 모식적으로 나타낸 사시도이다. 기판(291) 위에는 회로부(282)와, 회로부(282) 위의 화소 회로부(283)와, 화소 회로부(283) 위의 화소부(284)가 적층되어 있다. 또한 기판(291) 위의 화소부(284)와 중첩되지 않은 부분에 FPC(290)와 접속시키기 위한 단자부(285)가 제공되어 있다. 단자부(285)와 회로부(282)는 복수의 배선으로 구성되는 배선부(286)에 의하여 전기적으로 접속되어 있다.
화소부(284)는 주기적으로 배열된 복수의 화소(110)를 가진다. 도 24의 (B)의 오른쪽에 하나의 화소(110)의 확대도를 나타내었다. 화소(110)는 실시형태 1에서 예시한 화소(110)를 적용할 수 있다. 도 24의 (B)에서는 부화소(110a), 부화소(110b), 부화소(110c), 및 부화소(110d)가 스트라이프 형상으로 배열되는 예를 나타내었다.
화소 회로부(283)는 주기적으로 배열한 복수의 화소 회로(283a)를 가진다. 화소 회로(283a)는 발광 소자의 발광 및 수광 소자에 의한 수광을 제어하는 기능을 가진다.
회로부(282)가 가지는 트랜지스터와 화소 회로부(283)가 가지는 트랜지스터는 같은 구조이어도 좋고, 상이한 구조이어도 좋다. 회로부(282)가 가지는 복수의 트랜지스터의 구조는 모두 같아도 좋고, 2종류 이상이 있어도 좋다. 마찬가지로 화소 회로부(283)가 가지는 복수의 트랜지스터의 구조는 모두 같아도 좋고, 2종류 이상이 있어도 좋다.
회로부(282)는 화소 회로부(283)의 각 화소 회로(283a)를 구동하는 회로를 가진다. 예를 들어 주사선 구동 회로 및 신호선 구동 회로 중 한쪽 또는 양쪽을 가지는 것이 바람직하다. 이 외에 연산 회로, 메모리 회로, 및 전원 회로 등 중 적어도 하나를 가져도 좋다.
FPC(290)는 외부로부터 회로부(282)에 비디오 신호 또는 전원 전위 등을 공급하기 위한 배선으로서 기능한다. 또한 FPC(290) 위에 IC(집적 회로)가 실장되어 있어도 좋다.
표시 모듈(280b)은 화소부(284)의 아래쪽에 화소 회로부(283) 및 회로부(282) 중 한쪽 또는 양쪽이 적층된 구성으로 할 수 있기 때문에, 표시부(281)의 개구율(유효 표시 면적비)을 매우 높게 할 수 있다. 예를 들어 표시부(281)의 개구율은 40% 이상 100% 미만, 바람직하게는 50% 이상 95% 이하, 더 바람직하게는 60% 이상 95% 이하로 할 수 있다. 또한 화소(110)를 매우 높은 밀도로 배치할 수 있고, 표시부(281)의 정세도를 매우 높게 할 수 있다. 예를 들어, 표시부(281)에는 2000ppi 이상, 바람직하게는 3000ppi 이상, 더 바람직하게는 5000ppi 이상, 더욱 바람직하게는 6000ppi 이상이고, 20000ppi 이하 또는 30000ppi 이하의 정세도로 화소(110)가 배치되는 것이 바람직하다.
이와 같은 표시 모듈(280b)은 매우 고정세하기 때문에, 헤드 마운트 디스플레이 등의 VR용 기기, 또는 안경형 AR용 기기에 적합하게 사용할 수 있다. 예를 들어, 렌즈를 통하여 표시 모듈(280b)의 표시부를 시인하는 구성이어도, 표시 모듈(280b)은 매우 고정세의 표시부(281)를 가지기 때문에, 렌즈로 표시부가 확대되어도 화소가 시인되지 않고, 몰입감이 높은 표시를 수행할 수 있다. 또한 표시 모듈(280b)은 이에 한정되지 않고, 비교적 소형의 표시부를 가지는 전자 기기에 적합하게 사용할 수 있다. 예를 들어 손목시계 등의 장착형 전자 기기의 표시부에 적합하게 사용할 수 있다.
[표시 장치(100c)]
도 25는 도 24에 나타낸 표시 장치(100)에 적용할 수 있는 표시 장치(100c)의 구성예를 나타낸 단면도이다. 표시 장치(100c)는 기판(301), 발광 소자(130), 용량 소자(240), 및 트랜지스터(310)를 가진다.
기판(301)은 도 24의 (A) 및 (B)에서의 기판(291)에 상당한다. 기판(301)으로부터 절연층(255)까지의 적층 구성이 실시형태 1에서의 트랜지스터를 포함하는 층(101)에 상당한다.
트랜지스터(310)는 기판(301)에 채널 형성 영역을 가지는 트랜지스터이다. 기판(301)으로서는 예를 들어 단결정 실리콘 기판 등의 반도체 기판을 사용할 수 있다. 트랜지스터(310)는 기판(301)의 일부, 도전층(311), 저저항 영역(312), 절연층(313), 및 절연층(314)을 가진다. 도전층(311)은 게이트 전극으로서 기능한다. 절연층(313)은 기판(301)과 도전층(311) 사이에 위치하고, 게이트 절연층으로서 기능한다. 저저항 영역(312)은 기판(301)에 불순물이 도핑된 영역이고, 소스 또는 드레인으로서 기능한다. 절연층(314)은 도전층(311)의 측면을 덮어 제공된다.
또한 기판(301)에 매립되도록 인접된 2개의 트랜지스터(310) 사이에 소자 분리층(315)이 제공되어 있다.
또한 트랜지스터(310)를 덮어 절연층(261)이 제공되고, 절연층(261) 위에 용량 소자(240)가 제공되어 있다.
용량 소자(240)는 도전층(241)과, 도전층(245)과, 이들 사이에 위치하는 절연층(243)을 가진다. 도전층(241)은 용량 소자(240)의 전극 중 한쪽으로서 기능하고, 도전층(245)은 용량 소자(240)의 전극 중 다른 쪽으로서 기능하고, 절연층(243)은 용량 소자(240)의 유전체로서 기능한다.
도전층(241)은 절연층(261) 위에 제공되고, 절연층(254)에 매립되어 있다. 도전층(241)은 절연층(261)에 매립된 플러그(271)에 의하여 트랜지스터(310)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속되어 있다. 절연층(243)은 도전층(241)을 덮어 제공된다. 도전층(245)은 절연층(243)을 개재하여 도전층(241)과 중첩되는 영역에 제공되어 있다.
용량 소자(240)를 덮어 절연층(255)이 제공되고, 절연층(255) 위에 발광 소자(130) 및 수광 소자(150) 등이 제공되어 있다. 또한 발광 소자(130) 위 및 수광 소자(150) 위에는 각각 보호층(131)이 제공되어 있다. 보호층(131) 위에는 보호층(132)이 제공되어 있고, 보호층(132) 위에는 수지층(119)에 의하여 기판(120)이 접합되어 있다. 발광 소자(130) 및 수광 소자(150)로부터 기판(120)까지의 구성 요소에 대한 자세한 내용은 실시형태 1을 참조할 수 있다. 기판(120)은 도 24의 (A)에서의 기판(292)에 상당한다.
발광 소자(130)의 화소 전극 및 수광 소자(150)의 화소 전극은 절연층(255) 및 절연층(243)에 매립된 플러그(256), 절연층(254)에 매립된 도전층(241), 및 절연층(261)에 매립된 플러그(271)에 의하여 트랜지스터(310)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속되어 있다.
[표시 장치(100d)]
도 26은 표시 장치(100d)의 구성예를 나타낸 단면도이다. 표시 장치(100d)는 트랜지스터의 구성이 상이한 점에서 표시 장치(100c)와 주로 상이하다. 또한 표시 장치(100c)와 같은 부분에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.
트랜지스터(320)는 채널이 형성되는 반도체층에 금속 산화물이 적용된 트랜지스터(OS 트랜지스터)이다.
트랜지스터(320)는 반도체층(321), 절연층(323), 도전층(324), 한 쌍의 도전층(325), 절연층(326), 및 도전층(327)을 가진다.
기판(331)은 도 24의 (A) 및 (B)에서의 기판(291)에 상당한다. 기판(331)으로부터 절연층(255)까지의 적층 구성이 실시형태 1에서의 트랜지스터를 포함하는 층(101)에 상당한다. 기판(331)으로서는 절연성 기판 또는 반도체 기판을 사용할 수 있다.
기판(331) 위에 절연층(332)이 제공되어 있다. 절연층(332)은 기판(331)으로부터 물 또는 수소 등의 불순물이 트랜지스터(320)로 확산되는 것, 및 반도체층(321)으로부터 절연층(332) 측으로 산소가 이탈되는 것을 방지하는 배리어층으로서 기능한다. 절연층(332)으로서는 예를 들어 산화 알루미늄막, 산화 하프늄막, 질화 실리콘막 등의 산화 실리콘막에 비하여 수소 또는 산소가 확산되기 어려운 막을 사용할 수 있다.
절연층(332) 위에 도전층(327)이 제공되고, 도전층(327)을 덮어 절연층(326)이 제공되어 있다. 도전층(327)은 트랜지스터(320)의 제 1 게이트 전극으로서 기능하고, 절연층(326)의 일부는 제 1 게이트 절연층으로서 기능한다. 절연층(326)의 적어도 반도체층(321)과 접하는 부분에는 산화 실리콘막 등의 산화물 절연막을 사용하는 것이 바람직하다. 절연층(326)의 상면은 평탄화되어 있는 것이 바람직하다.
반도체층(321)은 절연층(326) 위에 제공된다. 반도체층(321)은 반도체 특성을 가지는 금속 산화물막을 가지는 것이 바람직하다.
한 쌍의 도전층(325)은 반도체층(321) 위에 접하여 제공되고, 소스 전극 및 드레인 전극으로서 기능한다.
또한 한 쌍의 도전층(325)의 상면 및 측면, 그리고 반도체층(321)의 측면 등을 덮어 절연층(328)이 제공되고, 절연층(328) 위에 절연층(264)이 제공되어 있다. 절연층(328)은 반도체층(321)에 절연층(264) 등으로부터 물 또는 수소 등의 불순물이 확산되는 것, 및 반도체층(321)으로부터 산소가 이탈되는 것을 방지하는 배리어층으로서 기능한다. 절연층(328)으로서는 상기 절연층(332)과 같은 절연막을 사용할 수 있다.
반도체층(321)에 도달하는 개구가 절연층(328) 및 절연층(264)에 제공되어 있다. 상기 개구의 내부에 있어서 절연층(264), 절연층(328), 및 도전층(325)의 측면, 그리고 반도체층(321)의 상면에 접하는 절연층(323)과 도전층(324)이 매립되어 있다. 도전층(324)은 제 2 게이트 전극으로서 기능하고, 절연층(323)은 제 2 게이트 절연층으로서 기능한다.
도전층(324)의 상면, 절연층(323)의 상면, 및 절연층(264)의 상면은 각각 높이가 실질적으로 일치하도록 평탄화 처리되고, 이들을 덮어 절연층(329) 및 절연층(265)이 제공되어 있다.
절연층(264) 및 절연층(265)은 층간 절연층으로서 기능한다. 절연층(329)은 트랜지스터(320)에 절연층(265) 등으로부터 물 또는 수소 등의 불순물이 확산되는 것을 방지하는 배리어층으로서 기능한다. 절연층(329)으로서는 상기 절연층(328) 및 절연층(332)과 같은 절연막을 사용할 수 있다.
한 쌍의 도전층(325) 중 한쪽에 전기적으로 접속하는 플러그(274)는 절연층(265), 절연층(329), 절연층(264), 및 절연층(328)에 매립되도록 제공되어 있다. 여기서 플러그(274)는 절연층(265), 절연층(329), 절연층(264), 및 절연층(328) 각각의 개구의 측면 및 도전층(325)의 상면의 일부를 덮는 도전층(274a)과, 도전층(274a)의 상면 및 측면에 접하는 도전층(274b)을 가지는 것이 바람직하다. 이때 도전층(274a)으로서 수소 및 산소가 확산되기 어려운 도전성 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
그 외에 트랜지스터를 포함하는 층(101)은 각종 무기 절연막을 가져도 좋다. 무기 절연막으로서는 예를 들어 질화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 산화 실리콘막, 질화산화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 질화 알루미늄막 등을 사용할 수 있다. 또한 산화 하프늄막, 산화 이트륨막, 산화 지르코늄막, 산화 갈륨막, 산화 탄탈럼막, 산화 마그네슘막, 산화 란타넘막, 산화 세륨막, 및 산화 네오디뮴막 등을 사용하여도 좋다. 또한 상술한 절연막을 2개 이상 적층하여 사용하여도 좋다.
표시 장치(100d)에서의 절연층(254)부터 기판(120)까지의 구성은 표시 장치(100c)와 같다.
[표시 장치(100e)]
도 27은 표시 장치(100e)의 구성예를 나타낸 단면도이다. 표시 장치(100e)는 기판(301)에 채널이 형성되는 트랜지스터(310)와, 채널이 형성되는 반도체층에 금속 산화물을 포함하는 트랜지스터(320)가 적층된 구성을 가지는 점에서 표시 장치(100c) 및 표시 장치(100d)와 주로 상이하다. 또한 표시 장치(100c) 및 표시 장치(100d)와 같은 부분에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.
트랜지스터(310)를 덮어 절연층(261)이 제공되고, 절연층(261) 위에 도전층(251)이 제공되어 있다. 또한 도전층(251)을 덮어 절연층(262)이 제공되고, 절연층(262) 위에 도전층(252)이 제공되어 있다. 도전층(251) 및 도전층(252)은 각각 배선으로서 기능한다. 또한 도전층(252)을 덮어 절연층(263) 및 절연층(332)이 제공되고, 절연층(332) 위에 트랜지스터(320)가 제공되어 있다. 또한 트랜지스터(320)를 덮어 절연층(265)이 제공되고, 절연층(265) 위에 용량 소자(240)가 제공되어 있다. 용량 소자(240)와 트랜지스터(320)는 플러그(274)로 전기적으로 접속되어 있다.
트랜지스터(320)는 화소 회로를 구성하는 트랜지스터로서 사용할 수 있다. 또한 트랜지스터(310)는 화소 회로를 구성하는 트랜지스터 또는 상기 화소 회로를 구동하기 위한 구동 회로(주사선 구동 회로, 신호선 구동 회로)를 구성하는 트랜지스터로서 사용할 수 있다. 또한 트랜지스터(310) 및 트랜지스터(320)는 연산 회로 또는 기억 회로 등의 각종 회로를 구성하는 트랜지스터로서 사용할 수 있다.
이와 같은 구성으로 함으로써 발광 소자(130) 및 수광 소자(150)의 직하에 화소 회로뿐만 아니라 구동 회로 등도 형성할 수 있기 때문에, 표시 영역의 주변에 구동 회로를 제공하는 경우에 비하여 표시 장치를 소형화할 수 있게 된다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는 앞의 실시형태에서 설명한 OS 트랜지스터에 사용할 수 있는 금속 산화물에 대하여 설명한다.
금속 산화물은 적어도 인듐 또는 아연을 포함하는 것이 바람직하다. 특히 인듐 및 아연을 포함하는 것이 바람직하다. 또한 이들에 더하여 알루미늄, 갈륨, 이트륨, 주석 등이 포함되는 것이 바람직하다. 또한 붕소, 실리콘, 타이타늄, 철, 니켈, 저마늄, 지르코늄, 몰리브데넘, 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 하프늄, 탄탈럼, 텅스텐, 마그네슘, 코발트 등 중에서 선택된 한 종류 또는 복수 종류가 포함되어도 좋다.
또한 금속 산화물은 스퍼터링법, CVD법, 또는 ALD법 등에 의하여 형성할 수 있다. CVD법으로서 예를 들어 MOCVD법을 사용할 수 있다.
<결정 구조의 분류>
산화물 반도체의 결정 구조로서는, 비정질(completely amorphous를 포함함), CAAC(c-axis-aligned crystalline), nc(nanocrystalline), CAC(cloud-aligned composite), 단결정(single crystal), 및 다결정(polycrystal) 등을 들 수 있다.
또한 막 또는 기판의 결정 구조는 X선 회절(XRD: X-Ray Diffraction) 스펙트럼을 사용하여 평가할 수 있다. 예를 들어, GIXD(Grazing-Incidence XRD) 측정에서 얻어지는 XRD 스펙트럼을 사용하여 평가할 수 있다. 또한 GIXD법은 박막법 또는 Seemann-Bohlin법이라고도 한다.
예를 들어, 석영 유리 기판에서는 XRD 스펙트럼의 피크의 형상이 거의 좌우 대칭이다. 한편, 결정 구조를 가지는 IGZO막에서는 XRD 스펙트럼의 피크의 형상이 좌우 비대칭이다. XRD 스펙트럼의 피크의 형상이 좌우 비대칭이라는 것은, 막 내 또는 기판 내의 결정의 존재를 명시한다. 환언하면, XRD 스펙트럼의 피크의 형상이 좌우 대칭이 아니면, 막 또는 기판은 비정질 상태라고 할 수 없다.
또한, 막 또는 기판의 결정 구조는, 나노빔 전자선 회절법(NBED: Nano Beam Electron Diffraction)에 의하여 관찰되는 회절 패턴(나노빔 전자선 회절 패턴이라고도 함)으로 평가할 수 있다. 예를 들어, 석영 유리 기판의 회절 패턴에서는 헤일로가 관찰되고, 석영 유리는 비정질 상태인 것을 확인할 수 있다. 또한 실온 성막한 IGZO막의 회절 패턴에서는 헤일로가 아니라 스폿상의 패턴이 관찰된다. 그러므로 실온에서 성막한 IGZO막은 결정 상태도 비정질 상태도 아닌 중간 상태이고, 비정질 상태라고 결론을 내릴 수 없는 것으로 추정된다.
<<산화물 반도체의 구조>>
또한 산화물 반도체는 구조에 주목한 경우, 상기와 상이한 분류가 되는 경우가 있다. 예를 들어 산화물 반도체는 단결정 산화물 반도체와, 그 외의 비단결정 산화물 반도체로 분류된다. 비단결정 산화물 반도체로서는, 예를 들어 상술한 CAAC-OS 및 nc-OS가 있다. 또한 비단결정 산화물 반도체에는 다결정 산화물 반도체, a-like OS(amorphous-like oxide semiconductor), 비정질 산화물 반도체 등이 포함된다.
여기서 상술한 CAAC-OS, nc-OS, 및 a-like OS에 대하여 자세히 설명한다.
[CAAC-OS]
CAAC-OS는 복수의 결정 영역을 가지고, 상기 복수의 결정 영역은 c축이 특정 방향으로 배향되는 산화물 반도체이다. 또한 특정 방향이란 CAAC-OS막의 두께 방향, CAAC-OS막의 피형성면의 법선 방향, 또는 CAAC-OS막의 표면의 법선 방향을 말한다. 또한 결정 영역이란 원자 배열에 주기성을 가지는 영역을 말한다. 또한 원자 배열을 격자 배열로 간주하면, 결정 영역은 격자 배열이 정렬된 영역이기도 하다. 또한 CAAC-OS는 a-b면 방향에서 복수의 결정 영역이 연결되는 영역을 가지고, 상기 영역은 변형을 가지는 경우가 있다. 또한 변형이란 복수의 결정 영역이 연결되는 영역에서 격자 배열이 정렬된 영역과, 격자 배열이 정렬된 다른 영역 사이에서 격자 배열의 방향이 변화되는 부분을 가리킨다. 즉 CAAC-OS는 c축 배향을 가지고, a-b면 방향으로는 명확한 배향을 가지지 않는 산화물 반도체이다.
또한 상기 복수의 결정 영역의 각각은 하나 또는 복수의 미소한 결정(최대 직경이 10nm 미만인 결정)으로 구성된다. 결정 영역이 하나의 미소한 결정으로 구성되는 경우, 상기 결정 영역의 최대 직경은 10nm 미만이 된다. 또한 결정 영역이 다수의 미소한 결정으로 구성되는 경우, 상기 결정 영역의 크기는 수십nm 정도가 되는 경우가 있다.
또한 In-M-Zn 산화물(원소 M은 알루미늄, 갈륨, 이트륨, 주석, 타이타늄 등 중에서 선택된 한 종류 또는 복수 종류)에서 CAAC-OS는 인듐(In) 및 산소를 포함하는 층(이하 In층)과, 원소 M, 아연(Zn), 및 산소를 포함하는 층(이하 (M,Zn)층)이 적층된 층상의 결정 구조(층상 구조라고도 함)를 가지는 경향이 있다. 또한 인듐과 원소 M은 서로 치환할 수 있다. 따라서 (M,Zn)층에는 인듐이 포함되는 경우가 있다. 또한 In층에는 원소 M이 포함되는 경우가 있다. 또한 In층에는 Zn이 포함되는 경우도 있다. 상기 층상 구조는 예를 들어 고분해능 TEM(Transmission Electron Microscope)상에 있어서 격자상으로 관찰된다.
예를 들어 XRD 장치를 사용하여 CAAC-OS막의 구조 해석을 수행할 때, θ/2θ 스캔을 사용한 Out-of-plane XRD 측정에서는 c축 배향을 나타내는 피크가 2θ=31° 또는 그 근방에서 검출된다. 또한 c축 배향을 나타내는 피크의 위치(2θ의 값)는 CAAC-OS를 구성하는 금속 원소의 종류, 조성 등에 따라 변동되는 경우가 있다.
또한 예를 들어 CAAC-OS막의 전자선 회절 패턴에서 복수의 휘점(스폿)이 관측된다. 또한 어떤 스폿과 다른 스폿은 시료를 투과한 입사 전자선의 스폿(다이렉트 스폿이라고도 함)을 대칭 중심으로 점대칭의 위치에서 관측된다.
상기 특정 방향에서 결정 영역을 관찰한 경우, 상기 결정 영역 내의 격자 배열은 기본적으로 육방 격자이지만, 단위 격자는 정육각형에 한정되지 않고, 비정육각형인 경우가 있다. 또한 오각형, 칠각형 등의 격자 배열이 상기 변형에 포함되는 경우가 있다. 또한 CAAC-OS에서 변형 근방에서도 명확한 결정립계(그레인 바운더리)를 확인할 수는 없다. 즉 격자 배열의 변형에 의하여 결정립계의 형성이 억제되는 것을 알 수 있다. 이는 CAAC-OS가 a-b면 방향에서 산소 원자의 배열이 조밀하지 않거나, 금속 원자가 치환됨으로써 원자 사이의 결합 거리가 변화되는 것 등에 의하여 변형을 허용할 수 있기 때문이라고 생각된다.
또한 명확한 결정립계가 확인되는 결정 구조는 소위 다결정(polycrystal)이다. 결정립계는 재결합 중심이 되고, 캐리어가 포획되어 트랜지스터의 온 전류의 저하, 전계 효과 이동도의 저하 등을 일으킬 가능성이 높다. 따라서 명확한 결정립계가 확인되지 않는 CAAC-OS는 트랜지스터의 반도체층에 적합한 결정 구조를 가지는 결정성의 산화물의 하나이다. 또한 CAAC-OS를 구성하기 위해서는 Zn을 포함하는 구성이 바람직하다. 예를 들어 In-Zn 산화물 및 In-Ga-Zn 산화물은 In 산화물보다 결정립계의 발생을 억제할 수 있기 때문에 적합하다.
CAAC-OS는 결정성이 높고, 명확한 결정립계가 확인되지 않는 산화물 반도체이다. 따라서 CAAC-OS는 결정립계에 기인하는 전자 이동도의 저하가 일어나기 어렵다고 할 수 있다. 또한 산화물 반도체의 결정성은 불순물의 혼입, 결함의 생성 등으로 인하여 저하되는 경우가 있기 때문에, CAAC-OS는 불순물 및 결함(산소 결손 등)이 적은 산화물 반도체라고 할 수도 있다. 따라서 CAAC-OS를 가지는 산화물 반도체는 물리적 성질이 안정된다. 그러므로 CAAC-OS를 가지는 산화물 반도체는 열에 강하고 신뢰성이 높다. 또한 CAAC-OS는 제조 공정에서의 높은 온도(소위 thermal budget)에 대해서도 안정적이다. 따라서, OS 트랜지스터에 CAAC-OS를 사용하면, 제조 공정의 자유도를 높일 수 있게 된다.
[nc-OS]
nc-OS는 미소한 영역(예를 들어, 1nm 이상 10nm 이하인 영역, 특히 1nm 이상 3nm 이하인 영역)에서 원자 배열에 주기성을 가진다. 환언하면 nc-OS는 미소한 결정을 가진다. 또한 상기 미소한 결정은 크기가 예를 들어 1nm 이상 10nm 이하, 특히 1nm 이상 3nm 이하이기 때문에 나노 결정이라고도 한다. 또한 nc-OS에서는 상이한 나노 결정 간에서 결정 방위에 규칙성이 보이지 않는다. 그러므로 막 전체에서 배향성이 보이지 않는다. 따라서 nc-OS는 분석 방법에 따라서는 a-like OS 또는 비정질 산화물 반도체와 구별이 되지 않는 경우가 있다. 예를 들어 XRD 장치를 사용하여 nc-OS막의 구조 해석을 수행할 때, θ/2θ 스캔을 사용한 Out-of-plane XRD 측정에서는 결정성을 나타내는 피크가 검출되지 않는다. 또한 nc-OS막에 대하여 나노 결정보다 큰 프로브 직경(예를 들어 50nm 이상)의 전자선을 사용하는 전자선 회절(제한 시야 전자선 회절이라고도 함)을 수행하면, 헤일로 패턴과 같은 회절 패턴이 관측된다. 한편, nc-OS막에 대하여 나노 결정의 크기와 가깝거나 나노 결정보다 작은 프로브 직경(예를 들어 1nm 이상 30nm 이하)의 전자선을 사용하는 전자선 회절(나노빔 전자선 회절이라고도 함)을 수행하면, 다이렉트 스폿을 중심으로 하는 링 형상의 영역 내에 복수의 스폿이 관측되는 전자선 회절 패턴이 취득되는 경우가 있다.
[a-like OS]
a-like OS는 nc-OS와 비정질 산화물 반도체의 중간의 구조를 가지는 산화물 반도체이다. a-like OS는 공동(void) 또는 저밀도 영역을 가진다. 즉 a-like OS는 nc-OS 및 CAAC-OS에 비하여 결정성이 낮다. 또한 a-like OS는 nc-OS 및 CAAC-OS에 비하여 막 내의 수소 농도가 높다.
<<산화물 반도체의 구성>>
다음으로 상술한 CAC-OS에 대하여 자세히 설명한다. 또한 CAC-OS는 재료 구성에 관한 것이다.
[CAC-OS]
CAC-OS란 예를 들어 금속 산화물을 구성하는 원소가 0.5nm 이상 10nm 이하, 바람직하게는 1nm 이상 3nm 이하, 또는 그 근방의 크기로 편재된 재료의 한 구성이다. 또한 이하에서는 금속 산화물에서 하나 또는 복수의 금속 원소가 편재되고, 상기 금속 원소를 포함하는 영역이 0.5nm 이상 10nm 이하, 바람직하게는 1nm 이상 3nm 이하, 또는 그 근방의 크기로 혼합된 상태를 모자이크 패턴 또는 패치 패턴이라고도 한다.
또한 CAC-OS란 재료가 제 1 영역과 제 2 영역으로 분리하여 모자이크 패턴을 형성하고, 상기 제 1 영역이 막 내에 분포된 구성(이하 클라우드상이라고도 함)이다. 즉 CAC-OS는 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역이 혼합된 구성을 가지는 복합 금속 산화물이다.
여기서 In-Ga-Zn 산화물에서의 CAC-OS를 구성하는 금속 원소에 대한 In, Ga, 및 Zn의 원자수비의 각각을 [In], [Ga], 및 [Zn]으로 표기한다. 예를 들어 In-Ga-Zn 산화물에서의 CAC-OS에 있어서 제 1 영역은 [In]이 CAC-OS막의 조성에서의 [In]보다 큰 영역이다. 또한 제 2 영역은 [Ga]가 CAC-OS막의 조성에서의 [Ga]보다 큰 영역이다. 또는 예를 들어 제 1 영역은 [In]이 제 2 영역에서의 [In]보다 크며, [Ga]가 제 2 영역에서의 [Ga]보다 작은 영역이다. 또한 제 2 영역은 [Ga]가 제 1 영역에서의 [Ga]보다 크며, [In]이 제 1 영역에서의 [In]보다 작은 영역이다.
구체적으로는 상기 제 1 영역은 인듐 산화물, 인듐 아연 산화물 등이 주성분인 영역이다. 또한 상기 제 2 영역은 갈륨 산화물, 갈륨 아연 산화물 등이 주성분인 영역이다. 즉 상기 제 1 영역을 In을 주성분으로 하는 영역이라고 환언할 수 있다. 또한 상기 제 2 영역을 Ga를 주성분으로 하는 영역이라고 환언할 수 있다.
또한 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 사이에서 명확한 경계를 관찰할 수 없는 경우가 있다.
또한 In-Ga-Zn 산화물에서의 CAC-OS란 In, Ga, Zn, 및 O를 포함하는 재료 구성에 있어서 일부에 Ga를 주성분으로 하는 영역을 가지고, 일부에 In을 주성분으로 하는 영역을 가지고, 이들 영역이 각각 모자이크 패턴이며, 랜덤으로 존재하는 구성을 말한다. 따라서 CAC-OS는 금속 원소가 불균일하게 분포된 구조를 가지는 것으로 추측된다.
CAC-OS는 예를 들어 기판을 가열하지 않는 조건에서 스퍼터링법으로 형성할 수 있다. 또한 CAC-OS를 스퍼터링법으로 형성하는 경우, 성막 가스로서 불활성 가스(대표적으로는 아르곤), 산소 가스, 및 질소 가스 중에서 선택된 어느 하나 또는 복수를 사용하면 좋다. 또한 성막 시의 성막 가스의 총유량에 대한 산소 가스의 유량비는 낮을수록 바람직하고, 예를 들어 성막 시의 성막 가스의 총유량에 대한 산소 가스의 유량비를 0% 이상 30% 미만, 바람직하게는 0% 이상 10% 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한 예를 들어 In-Ga-Zn 산화물에서의 CAC-OS에서는 에너지 분산형 X선 분광법(EDX: Energy Dispersive X-ray spectroscopy)을 사용하여 취득한 EDX 매핑에 의하여, In을 주성분으로 하는 영역(제 1 영역)과, Ga를 주성분으로 하는 영역(제 2 영역)이 편재되고 혼합되는 구조를 가지는 것을 확인할 수 있다.
여기서 제 1 영역은 제 2 영역에 비하여 도전성이 높은 영역이다. 즉 제 1 영역을 캐리어가 흐름으로써, 금속 산화물의 도전성이 발현된다. 따라서 제 1 영역이 금속 산화물 내에서 클라우드상으로 분포됨으로써, 높은 전계 효과 이동도(μ)를 실현할 수 있다.
한편 제 2 영역은 제 1 영역에 비하여 절연성이 높은 영역이다. 즉 제 2 영역이 금속 산화물 내에 분포됨으로써 누설 전류를 억제할 수 있다.
따라서 CAC-OS를 트랜지스터에 사용하는 경우에는 제 1 영역에 기인하는 도전성과 제 2 영역에 기인하는 절연성이 상보적으로 작용함으로써, 스위칭 기능(On/Off 기능)을 CAC-OS에 부여할 수 있다. 즉 CAC-OS는 재료의 일부에서는 도전성의 기능을 가지고, 재료의 일부에서는 절연성의 기능을 가지고, 재료의 전체에서는 반도체로서의 기능을 가진다. 도전성의 기능과 절연성의 기능을 분리함으로써, 양쪽의 기능을 최대한 높일 수 있다. 따라서 CAC-OS를 트랜지스터에 사용함으로써, 높은 온 전류(Ion), 높은 전계 효과 이동도(μ), 및 양호한 스위칭 동작을 실현할 수 있다.
또한 CAC-OS를 사용한 트랜지스터는 신뢰성이 높다. 따라서 CAC-OS는 표시 장치를 비롯한 다양한 반도체 장치에 최적이다.
산화물 반도체는 다양한 구조를 취하고, 각각이 상이한 특성을 가진다. 본 발명의 일 형태의 산화물 반도체에는 비정질 산화물 반도체, 다결정 산화물 반도체, a-like OS, CAC-OS, nc-OS, CAAC-OS 중 2종류 이상이 포함되어도 좋다.
<산화물 반도체를 가지는 트랜지스터>
이어서, 상기 산화물 반도체를 트랜지스터에 사용하는 경우에 대하여 설명한다.
상기 산화물 반도체를 트랜지스터에 사용함으로써, 전계 효과 이동도가 높은 트랜지스터를 실현할 수 있다. 또한 신뢰성이 높은 트랜지스터를 실현할 수 있다.
트랜지스터에는 캐리어 농도가 낮은 산화물 반도체를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 산화물 반도체의 캐리어 농도는 1×1017cm-3 이하, 바람직하게는 1×1015cm-3 이하, 더 바람직하게는 1×1013cm-3 이하, 더욱 바람직하게는 1×1011cm-3 이하, 더욱더 바람직하게는 1×1010cm-3 미만이고, 1×10-9cm-3 이상이다. 또한 산화물 반도체막의 캐리어 농도를 낮추는 경우에는, 산화물 반도체막 내의 불순물 농도를 낮추고, 결함 준위 밀도를 낮추면 좋다. 본 명세서 등에서 불순물 농도가 낮고 결함 준위 밀도가 낮은 것을 고순도 진성 또는 실질적으로 고순도 진성이라고 한다. 또한 캐리어 농도가 낮은 산화물 반도체를 고순도 진성 또는 실질적으로 고순도 진성인 산화물 반도체라고 하는 경우가 있다.
또한 고순도 진성 또는 실질적으로 고순도 진성인 산화물 반도체막은 결함 준위 밀도가 낮기 때문에, 트랩 준위 밀도도 낮아지는 경우가 있다.
또한 산화물 반도체의 트랩 준위에 포획된 전하는 소실되는 데 걸리는 시간이 길어, 마치 고정 전하처럼 작용하는 경우가 있다. 그러므로 트랩 준위 밀도가 높은 산화물 반도체에 채널 형성 영역이 형성되는 트랜지스터는 전기 특성이 불안정해지는 경우가 있다.
따라서 트랜지스터의 전기 특성을 안정적으로 하기 위해서는 산화물 반도체 내의 불순물 농도를 저감하는 것이 유효하다. 또한 산화물 반도체 내의 불순물 농도를 저감하기 위해서는 근접한 막 내의 불순물 농도도 저감하는 것이 바람직하다. 불순물로서는 수소, 질소, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 철, 니켈, 실리콘 등이 있다.
<불순물>
여기서, 산화물 반도체 내에서의 각 불순물의 영향에 대하여 설명한다.
산화물 반도체에 14족 원소 중 하나인 실리콘 또는 탄소가 포함되면, 산화물 반도체에서 결함 준위가 형성된다. 그러므로 산화물 반도체에서의 실리콘 또는 탄소의 농도와 산화물 반도체와의 계면 근방의 실리콘 또는 탄소의 농도(이차 이온 질량 분석법(SIMS: Secondary Ion Mass Spectrometry)에 의하여 얻어지는 농도)를 2×1018atoms/cm3 이하, 바람직하게는 2×1017atoms/cm3 이하로 한다.
또한, 산화물 반도체에 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속이 포함되면, 결함 준위를 형성하여 캐리어를 생성하는 경우가 있다. 따라서 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속이 포함되는 산화물 반도체를 사용한 트랜지스터는 노멀리 온 특성을 가지기 쉽다. 그러므로, SIMS에 의하여 얻어지는 산화물 반도체 내의 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 농도를 1×1018atoms/cm3 이하, 바람직하게는 2×1016atoms/cm3 이하로 한다.
또한 산화물 반도체에 질소가 포함되면, 캐리어인 전자가 발생하고 캐리어 농도가 증가되어 n형화되기 쉽다. 그러므로 질소가 포함되는 산화물 반도체를 반도체에 사용한 트랜지스터는 노멀리 온 특성을 가지기 쉽다. 또는 산화물 반도체에 질소가 포함되면, 트랩 준위가 형성되는 경우가 있다. 이 결과 트랜지스터의 전기 특성이 불안정해지는 경우가 있다. 그러므로 SIMS에 의하여 얻어지는 산화물 반도체 내의 질소 농도를 5×1019atoms/cm3 미만, 바람직하게는 5×1018atoms/cm3 이하, 더 바람직하게는 1×1018atoms/cm3 이하, 더욱 바람직하게는 5×1017atoms/cm3 이하로 한다.
또한 산화물 반도체에 포함되는 수소는 금속 원자와 결합하는 산소와 반응하여 물이 되기 때문에, 산소 결손을 형성하는 경우가 있다. 상기 산소 결손에 수소가 들어감으로써 캐리어인 전자가 생성되는 경우가 있다. 또한 수소의 일부가 금속 원자와 결합하는 산소와 결합하여 캐리어인 전자를 생성하는 경우가 있다. 따라서 수소가 포함되는 산화물 반도체를 사용한 트랜지스터는 노멀리 온 특성을 가지기 쉽다. 그러므로 산화물 반도체 내의 수소는 가능한 한 저감되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는 산화물 반도체에서 SIMS에 의하여 얻어지는 수소 농도를 1×1020atoms/cm3 미만, 바람직하게는 1×1019atoms/cm3 미만, 더 바람직하게는 5×1018atoms/cm3 미만, 더욱 바람직하게는 1×1018atoms/cm3 미만으로 한다.
불순물이 충분히 저감된 산화물 반도체를 트랜지스터의 채널 형성 영역에 사용함으로써 안정된 전기 특성을 부여할 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 4)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 전자 기기에 대하여 도 28 내지 도 32를 사용하여 설명한다.
본 실시형태의 전자 기기는 표시부에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 가진다. 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 고정세화 및 고해상도화가 용이하다. 따라서, 다양한 전자 기기의 표시부에 사용할 수 있다.
전자 기기로서는 예를 들어 텔레비전 장치, 데스크톱형 또는 노트북형 퍼스널 컴퓨터, 컴퓨터용 등의 모니터, 디지털 사이니지, 파칭코기 등의 대형 게임기 등 비교적 큰 화면을 가지는 전자 기기 외에, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 디지털 액자, 휴대 전화기, 휴대용 게임기, 휴대 정보 단말기, 음향 재생 장치 등을 들 수 있다.
특히 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 정세도를 높일 수 있기 때문에, 비교적 작은 표시부를 가지는 전자 기기에 적합하게 사용할 수 있다. 이와 같은 전자 기기로서는 예를 들어 손목시계형 및 팔찌형 정보 단말기(웨어러블 기기), 그리고 헤드 마운트 디스플레이 등의 VR용 기기, 안경형 AR용 기기, 및 MR용 기기 등 머리에 장착할 수 있는 웨어러블 기기 등을 들 수 있다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 HD(화소수 1280×720), FHD(화소수 1920×1080), WQHD(화소수 2560×1440), WQXGA(화소수 2560×1600), 4K(화소수 3840×2160), 8K(화소수 7680×4320) 등으로 해상도가 매우 높은 것이 바람직하다. 특히 4K, 8K, 또는 이들 이상의 해상도로 하는 것이 바람직하다. 또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치에서의 화소 밀도(정세도)는 100ppi 이상이 바람직하고, 300ppi 이상이 바람직하고, 500ppi 이상이 더 바람직하고, 1000ppi 이상이 더 바람직하고, 2000ppi 이상이 더 바람직하고, 3000ppi 이상이 더 바람직하고, 5000ppi 이상이 더 바람직하고, 7000ppi 이상이 더욱 바람직하다. 이와 같이 높은 해상도 및 높은 정세도 중 한쪽 또는 양쪽을 가지는 표시 장치를 사용함으로써, 휴대형 또는 가정 용도 등의 개인적 용도의 전자 기기에 있어서, 현장감 및 깊이감 등을 더 높일 수 있다. 또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 화면비율(종횡비)에 대해서는 특별히 한정은 없다. 예를 들어 표시 장치는 1:1(정사각형), 4:3, 16:9, 16:10 등 다양한 화면비율에 대응할 수 있다.
본 실시형태의 전자 기기는 센서(힘, 변위, 위치, 속도, 가속도, 각속도, 회전수, 거리, 광, 액체, 자기, 온도, 화학 물질, 음성, 시간, 경도(硬度), 전기장, 전류, 전압, 전력, 방사선, 유량, 습도, 경사도, 진동, 냄새, 또는 적외선을 측정하는 기능을 포함하는 것)를 가져도 좋다.
본 실시형태의 전자 기기는 다양한 기능을 가질 수 있다. 예를 들어 다양한 정보(정지 화상, 동영상, 텍스트 화상 등)를 표시부에 표시하는 기능, 달력, 날짜, 또는 시각 등을 표시하는 기능, 다양한 소프트웨어(프로그램)를 실행하는 기능, 무선 통신 기능, 기록 매체에 기록되어 있는 프로그램 또는 데이터를 판독하는 기능 등을 가질 수 있다. 또한 전자 기기의 기능은 이들에 한정되지 않고, 다양한 기능을 가질 수 있다. 전자 기기는 복수의 표시부를 가져도 좋다. 또한 전자 기기에 카메라 등을 제공하고, 정지 화상 또는 동영상을 촬상하고, 기록 매체(외장되거나 카메라에 내장됨)에 저장하는 기능, 촬상한 화상을 표시부에 표시하는 기능 등을 가져도 좋다.
도 28의 (A), (B) 및 도 29의 (A), (B)를 사용하여 머리에 장착할 수 있는 웨어러블 기기의 일례를 설명한다. 이들 웨어러블 기기는 AR의 콘텐츠를 표시하는 기능 및 VR의 콘텐츠를 표시하는 기능 중 한쪽 또는 양쪽을 가진다. 또한 이들 웨어러블 기기는 AR, VR 외에 SR 또는 MR 콘텐츠를 표시하는 기능을 가져도 좋다. 전자 기기가 AR, VR, SR, MR 등의 콘텐츠를 표시하는 기능을 가짐으로써, 사용자의 몰입감을 높일 수 있다.
도 28의 (A)에 나타낸 전자 기기(700a) 및 도 28의 (B)에 나타낸 전자 기기(700b)는 각각 한 쌍의 표시 패널(751)과, 한 쌍의 하우징(721)과, 통신부(도시하지 않았음)와, 한 쌍의 장착부(723)와, 제어부(도시하지 않았음)와, 촬상부(도시하지 않았음)와, 한 쌍의 광학 부재(753)와, 프레임(757)과, 한 쌍의 코 받침(758)을 가진다.
표시 패널(751)에는 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있다. 따라서 정세도가 매우 높은 표시가 가능한 전자 기기로 할 수 있다.
전자 기기(700a) 및 전자 기기(700b)는 각각 광학 부재(753)의 표시 영역(756)에 표시 패널(751)로 표시한 화상을 투영할 수 있다. 광학 부재(753)는 투광성을 가지기 때문에, 사용자는 광학 부재(753)를 통하여 시인되는 투과상에 겹쳐 표시 영역에 표시된 화상을 볼 수 있다. 따라서 전자 기기(700a) 및 전자 기기(700b)는 각각 AR 표시를 할 수 있는 전자 기기이다.
전자 기기(700a) 및 전자 기기(700b)에는 촬상부로서 앞쪽을 촬상할 수 있는 카메라가 제공되어 있어도 좋다. 또한 전자 기기(700a) 및 전자 기기(700b)는 각각 자이로 센서 등의 가속도 센서를 가짐으로써 사용자의 머리의 방향을 검지하여 그 방향에 대응하는 화상을 표시 영역(756)에 표시할 수도 있다.
통신부는 무선 통신기를 가지고, 상기 무선 통신기에 의하여 영상 신호 등을 공급할 수 있다. 또한 무선 통신기 대신에 또는 무선 통신기에 더하여 영상 신호 및 전원 전위가 공급되는 케이블을 접속할 수 있는 커넥터를 가져도 좋다.
또한 전자 기기(700a) 및 전자 기기(700b)에는 배터리가 제공되어 있고, 무선 및 유선 중 한쪽 또는 양쪽에 의하여 충전할 수 있다.
하우징(721)에는 터치 센서 모듈이 제공되어 있어도 좋다. 터치 센서 모듈은 하우징(721)의 외측의 면이 터치되는 것을 검출하는 기능을 가진다. 터치 센서 모듈에 의하여 사용자의 탭 조작 또는 슬라이드 조작 등을 검출하여, 다양한 처리를 실행할 수 있다. 예를 들어 탭 조작에 의하여 동영상의 일시적 정지 또는 재생 등의 처리를 실행할 수 있고, 슬라이드 조작에 의하여 빨리감기 또는 되감기의 처리를 실행할 수 있다. 또한 2개의 하우징(721)의 각각에 터치 센서 모듈을 제공함으로써 조작의 폭을 넓힐 수 있다.
터치 센서 모듈로서는 다양한 터치 센서를 적용할 수 있다. 예를 들어 정전 용량 방식, 저항막 방식, 적외선 방식, 전자기 유도 방식, 표면 탄성파 방식, 광학 방식 등의 다양한 방식을 채용할 수 있다. 특히 정전 용량 방식 또는 광학 방식의 센서를 터치 센서 모듈에 적용하는 것이 바람직하다.
광학 방식의 터치 센서를 사용하는 경우에는, 수광 소자로서 광전 변환 소자를 사용할 수 있다. 광전 변환 소자의 활성층에는 무기 반도체 및 유기 반도체 중 한쪽 또는 양쪽을 사용할 수 있다.
도 29의 (A)에 나타낸 전자 기기(800a) 및 도 29의 (B)에 나타낸 전자 기기(800b)는 각각 한 쌍의 표시부(820)와, 하우징(821)과, 통신부(822)와, 한 쌍의 장착부(823)와, 제어부(824)와, 한 쌍의 촬상부(825)와, 한 쌍의 렌즈(832)를 가진다.
표시부(820)에는 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있다. 따라서 정세도가 매우 높은 표시가 가능한 전자 기기로 할 수 있다. 이로써 사용자는 높은 몰입감을 느낄 수 있다.
표시부(820)는 하우징(821)의 내부의 렌즈(832)를 통하여 시인할 수 있는 위치에 제공된다. 또한 한 쌍의 표시부(820)에 상이한 화상을 표시함으로써, 시차를 사용한 3차원 표시를 수행할 수도 있다.
전자 기기(800a) 및 전자 기기(800b)는 각각 VR용 전자 기기라고 할 수 있다. 전자 기기(800a) 또는 전자 기기(800b)를 장착한 사용자는 렌즈(832)를 통하여 표시부(820)에 표시되는 화상을 시인할 수 있다.
전자 기기(800a) 및 전자 기기(800b)는 각각 렌즈(832) 및 표시부(820)가 사용자의 눈의 위치에 따라 최적의 위치가 되도록 이들의 좌우 위치를 조정할 수 있는 기구를 가지는 것이 바람직하다. 또한 렌즈(832)와 표시부(820)의 거리를 변경함으로써 초점을 조정하는 기구를 가지는 것이 바람직하다.
장착부(823)에 의하여 사용자는 전자 기기(800a) 또는 전자 기기(800b)를 머리에 장착할 수 있다. 또한 도 29의 (A) 등에는 안경다리(조인트, 템플 등이라고도 함)와 같은 형상으로 예시하였지만 이에 한정되지 않는다. 장착부(823)는 사용자가 장착할 수 있으면 좋고 예를 들어 헬멧형 또는 밴드형으로 하여도 좋다.
촬상부(825)는 외부의 정보를 취득하는 기능을 가진다. 촬상부(825)가 취득한 데이터는 표시부(820)에 출력할 수 있다. 촬상부(825)에는 이미지 센서를 사용할 수 있다. 또한 망원, 광각 등 복수의 화각에 대응할 수 있도록 복수의 카메라를 제공하여도 좋다.
또한 여기서는 촬상부(825)를 가지는 예를 나타내었지만, 물체의 거리를 측정할 수 있는 측거 센서(이하 검지부라고도 부름)를 제공하면 좋다. 즉 촬상부(825)는 검지부의 일 형태이다. 검지부로서는 예를 들어 이미지 센서 또는 라이다(LIDAR: Light Detection and Ranging) 등의 거리 화상 센서를 사용할 수 있다. 카메라에 의하여 얻어진 화상과 거리 화상 센서에 의하여 얻어진 화상을 사용함으로써, 더 많은 정보를 취득하여, 더 정밀도가 높은 제스처 조작을 가능하게 할 수 있다.
전자 기기(800a)는 골전도 이어폰으로서 기능하는 진동 기구를 가져도 좋다. 예를 들어 표시부(820), 하우징(821), 및 장착부(823) 중 어느 하나 또는 복수에 상기 진동 기구를 가지는 구성을 적용할 수 있다. 이로써 별도로 헤드폰, 이어폰, 또는 스피커 등의 음향 기기를 필요로 하지 않고, 전자 기기(800a)를 장착하기만 하면 영상과 음성을 즐길 수 있다.
전자 기기(800a) 및 전자 기기(800b)는 각각 입력 단자를 가져도 좋다. 입력 단자에는 영상 출력 기기 등으로부터의 영상 신호 및 전자 기기 내에 제공되는 배터리를 충전하기 위한 전력 등을 공급하는 케이블을 접속할 수 있다.
본 발명의 일 형태의 전자 기기는 이어폰(750)과 무선 통신을 수행하는 기능을 가져도 좋다. 이어폰(750)은 통신부(도시하지 않았음)를 가지고, 무선 통신 기능을 가진다. 이어폰(750)은 무선 통신 기능에 의하여 전자 기기로부터 정보(예를 들어 음성 데이터)를 수신할 수 있다. 예를 들어 도 28의 (A)에 나타낸 전자 기기(700a)는 무선 통신 기능에 의하여 이어폰(750)으로 정보를 송신하는 기능을 가진다. 또한 예를 들어 도 29의 (A)에 나타낸 전자 기기(800a)는 무선 통신 기능에 의하여 이어폰(750)으로 정보를 송신하는 기능을 가진다.
또한 전자 기기가 이어폰부를 가져도 좋다. 도 28의 (B)에 나타낸 전자 기기(700b)는 이어폰부(727)를 가진다. 예를 들어 이어폰부(727)와 제어부는 서로 유선 접속되어 있는 구성으로 할 수 있다. 이어폰부(727)와 제어부를 접속하는 배선의 일부는 하우징(721) 또는 장착부(723)의 내부에 배치되어 있어도 좋다.
마찬가지로 도 29의 (B)에 나타낸 전자 기기(800b)는 이어폰부(827)를 가진다. 예를 들어 이어폰부(827)와 제어부(824)는 서로 유선 접속되어 있는 구성으로 할 수 있다. 이어폰부(827)와 제어부(824)를 접속하는 배선의 일부는 하우징(821) 또는 장착부(823)의 내부에 배치되어 있어도 좋다. 또한 이어폰부(827)와 장착부(823)가 마그넷을 가져도 좋다. 이로써 이어폰부(827)를 장착부(823)에 자력으로 고정할 수 있어, 수납이 용이하게 되므로 바람직하다.
또한 전자 기기는 이어폰 또는 헤드폰 등을 접속할 수 있는 음성 출력 단자를 가져도 좋다. 또한 전자 기기는 음성 입력 단자 및 음성 입력 기구 중 한쪽 또는 양쪽을 가져도 좋다. 음성 입력 기구로서는 예를 들어 마이크로폰 등의 집음 장치를 사용할 수 있다. 전자 기기가 음성 입력 기구를 가짐으로써 전자 기기에 소위 헤드셋으로서의 기능을 부여하여도 좋다.
이와 같이 본 발명의 일 형태의 전자 기기로서는 안경형(전자 기기(700a) 및 전자 기기(700b) 등) 및 고글형(전자 기기(800a) 및 전자 기기(800b) 등) 중 어느 쪽도 적합하다.
또한 본 발명의 일 형태의 전자 기기는 유선 또는 무선에 의하여 이어폰으로 정보를 송신할 수 있다.
도 30의 (A)에 나타낸 전자 기기(6500)는 스마트폰으로서 사용할 수 있는 휴대 정보 단말기이다.
전자 기기(6500)는 하우징(6501), 표시부(6502), 전원 버튼(6503), 버튼(6504), 스피커(6505), 마이크로폰(6506), 카메라(6507), 및 광원(6508) 등을 가진다.
표시부(6502)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있다. 따라서 전자 기기(6500)는 정세도가 매우 높은 표시가 가능한 전자 기기로 할 수 있다. 또한 표시부(6502)는 예를 들어 터치 센서 또는 니어 터치 센서로서의 기능을 가질 수 있고, 또한 지문 또는 장문 등을 촬상할 수 있다. 따라서 전자 기기(6500)를 다기능의 전자 기기로 할 수 있다.
도 30의 (B)는 하우징(6501)의 마이크로폰(6506) 측의 단부를 포함하는 단면 개략도이다.
하우징(6501)의 표시면 측에는 투광성을 가지는 보호 부재(6510)가 제공되고, 하우징(6501)과 보호 부재(6510)로 둘러싸인 공간 내에 표시 패널(6511), 광학 부재(6512), 인쇄 기판(6517), 배터리(6518) 등이 배치된다.
보호 부재(6510)에는 표시 패널(6511), 및 광학 부재(6512)가 접착층(도시하지 않았음)에 의하여 고정되어 있다.
표시부(6502)보다 외측의 영역에서 표시 패널(6511)의 일부가 접히고, 이 접힌 부분에 FPC(6515)가 접속된다. FPC(6515)에는 IC(6516)가 실장되어 있다. FPC(6515)는 인쇄 기판(6517)에 제공된 단자에 접속된다.
표시 패널(6511)에는 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있다.
도 31의 (A)에 텔레비전 장치의 일례를 나타내었다. 텔레비전 장치(7100)는 하우징(7101)에 표시부(7000)가 포함된다. 여기서는 스탠드(7103)에 의하여 하우징(7101)을 지지한 구성을 나타내었다.
도 31의 (A)에 나타낸 텔레비전 장치(7100)의 조작은 하우징(7101)이 가지는 조작 스위치 및 별체의 리모트 컨트롤러(7111)에 의하여 수행할 수 있다. 또는 표시부(7000)에 터치 센서를 가져도 좋고, 손가락 등으로 표시부(7000)를 터치함으로써 텔레비전 장치(7100)를 조작하여도 좋다. 리모트 컨트롤러(7111)는 상기 리모트 컨트롤러(7111)로부터 출력되는 정보를 표시하는 표시부를 가져도 좋다. 리모트 컨트롤러(7111)의 조작 키 또는 터치 패널에 의하여 채널 및 음량을 조작할 수 있고, 표시부(7000)에 표시되는 영상을 조작할 수 있다.
또한 텔레비전 장치(7100)는 수신기 및 모뎀 등을 가지는 구성으로 한다. 수신기에 의하여 일반적인 텔레비전 방송을 수신할 수 있다. 또한 모뎀을 통하여 유선 또는 무선에 의하여 통신 네트워크에 접속함으로써, 한 방향(송신자로부터 수신자) 또는 쌍방향(송신자와 수신자 사이, 또는 수신자들 사이 등)의 정보 통신을 수행할 수도 있다.
도 31의 (B)는 노트북형 퍼스널 컴퓨터의 일례를 나타낸 것이다. 노트북형 퍼스널 컴퓨터(7200)는 하우징(7211), 키보드(7212), 포인팅 디바이스(7213), 외부 접속 포트(7214) 등을 가진다. 하우징(7211)에 표시부(7000)가 제공된다.
도 31의 (C), (D)에 디지털 사이니지의 일례를 도시하였다.
도 31의 (C)에 나타낸 디지털 사이니지(7300)는 하우징(7301), 표시부(7000), 및 스피커(7303) 등을 가진다. 또한 LED 램프, 조작 키(전원 스위치 또는 조작 스위치를 포함함), 접속 단자, 각종 센서, 마이크로폰 등을 가질 수 있다.
도 31의 (D)는 원기둥 형상의 기둥(7401)에 제공된 디지털 사이니지(7400)이다. 디지털 사이니지(7400)는 기둥(7401)의 곡면을 따라 제공된 표시부(7000)를 가진다.
표시부(7000)가 넓을수록 한번에 제공할 수 있는 정보량을 늘릴 수 있다. 또한 표시부(7000)가 넓을수록 사람의 눈에 띄기 쉽고, 예를 들어 광고의 홍보 효과를 높일 수 있다.
또한 도 31의 (C), (D)에 나타낸 바와 같이 디지털 사이니지(7300) 또는 디지털 사이니지(7400)는 사용자가 소유하는 스마트폰 등의 정보 단말기(7311) 또는 정보 단말기(7411)와 무선 통신에 의하여 연계할 수 있는 것이 바람직하다. 예를 들어 표시부(7000)에 표시되는 광고의 정보를 정보 단말기(7311) 또는 정보 단말기(7411)의 화면에 표시시킬 수 있다. 또한 정보 단말기(7311) 또는 정보 단말기(7411)를 조작함으로써, 표시부(7000)의 표시를 전환할 수 있다.
또한 디지털 사이니지(7300) 또는 디지털 사이니지(7400)에 정보 단말기(7311) 또는 정보 단말기(7411)의 화면을 조작 수단(컨트롤러)으로 한 게임을 실행시킬 수도 있다. 이로써 불특정 다수의 사용자가 동시에 게임에 참가하여 즐길 수 있다.
도 31의 (A) 내지 (D)에 나타낸 전자 기기에서 표시부(7000)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있다. 따라서 정세도가 매우 높은 표시가 가능한 전자 기기로 할 수 있다. 또한 표시부(7000)는 예를 들어 터치 센서 또는 니어 터치 센서로서의 기능을 가질 수 있고, 또한 지문 또는 장문 등을 촬상할 수 있다. 따라서 다기능의 전자 기기로 할 수 있다.
도 32의 (A) 내지 (F)에 나타낸 전자 기기는 하우징(9000), 표시부(9001), 스피커(9003), 조작 키(9005)(전원 스위치 또는 조작 스위치를 포함함), 접속 단자(9006), 센서(9007)(힘, 변위, 위치, 속도, 가속도, 각속도, 회전수, 거리, 광, 액체, 자기, 온도, 화학 물질, 음성, 시간, 경도(硬度), 전기장, 전류, 전압, 전력, 방사선, 유량, 습도, 경사도, 진동, 냄새, 또는 적외선을 측정하는 기능을 포함하는 것), 마이크로폰(9008) 등을 가진다.
도 32의 (A) 내지 (F)에 나타낸 전자 기기의 자세한 사항에 대하여 이하에서 설명한다.
도 32의 (A)는 휴대 정보 단말기(9101)를 나타낸 사시도이다. 휴대 정보 단말기(9101)는 예를 들어 스마트폰으로서 사용할 수 있다. 또한 휴대 정보 단말기(9101)에는 스피커(9003), 접속 단자(9006), 센서(9007) 등을 제공하여도 좋다. 또한 휴대 정보 단말기(9101)는 문자 및 화상 정보를 그 복수의 면에 표시할 수 있다. 도 32의 (A)는 3개의 아이콘(9050)을 표시한 예를 나타낸 것이다. 또한 파선의 직사각형으로 나타낸 정보(9051)를 표시부(9001)의 다른 면에 표시할 수도 있다. 정보(9051)의 예로서는 전자 메일, SNS, 전화 등의 착신의 알림, 전자 메일 또는 SNS 등의 제목, 송신자명, 일시, 시각, 배터리의 잔량, 전파 강도 등이 있다. 또는 정보(9051)가 표시되는 위치에는 아이콘(9050) 등을 표시하여도 좋다.
도 32의 (B)는 휴대 정보 단말기(9102)를 나타낸 사시도이다. 휴대 정보 단말기(9102)는 표시부(9001)의 3면 이상에 정보를 표시하는 기능을 가진다. 여기서는 정보(9052), 정보(9053), 정보(9054)가 각각 상이한 면에 표시되어 있는 예를 나타내었다. 예를 들어, 사용자는 옷의 가슴 포켓에 휴대 정보 단말기(9102)를 수납한 상태에서, 휴대 정보 단말기(9102) 위쪽에서 볼 수 있는 위치에 표시된 정보(9053)를 확인할 수도 있다. 사용자는 휴대 정보 단말기(9102)를 포켓에서 꺼내지 않고 표시를 확인하고, 예를 들어 전화를 받을지 여부를 판단할 수 있다.
도 32의 (C)는 손목시계형 휴대 정보 단말기(9200)를 나타낸 사시도이다. 휴대 정보 단말기(9200)는 예를 들어 스마트워치(등록 상표)로서 사용할 수 있다. 또한 표시부(9001)는 그 표시면이 만곡되어 제공되고, 만곡한 표시면을 따라 표시를 수행할 수 있다. 또한 휴대 정보 단말기(9200)는, 예를 들어 무선 통신 가능한 헤드셋과 상호 통신함으로써 핸즈프리로 통화할 수도 있다. 또한 휴대 정보 단말기(9200)는 접속 단자(9006)에 의하여 다른 정보 단말기와 상호적으로 데이터 전송(傳送) 및 충전을 수행할 수도 있다. 또한 충전 동작은 무선 급전에 의하여 수행하여도 좋다.
도 32의 (D) 내지 (F)는 접을 수 있는 휴대 정보 단말기(9201)를 나타낸 사시도이다. 또한 도 32의 (D)는 휴대 정보 단말기(9201)를 펼친 상태의 사시도이고, 도 32의 (F)는 접은 상태의 사시도이고, 도 32의 (E)는 도 32의 (D) 및 (F) 중 한쪽으로부터 다른 쪽으로 변화되는 도중의 상태의 사시도이다. 휴대 정보 단말기(9201)는 접은 상태에서는 가반성이 우수하고, 펼친 상태에서는 이음매가 없고 넓은 표시 영역에 의하여 표시의 일람성이 우수하다. 휴대 정보 단말기(9201)가 가지는 표시부(9001)는 힌지(9055)에 의하여 연결된 3개의 하우징(9000)으로 지지된다. 예를 들어 표시부(9001)는 곡률 반경 0.1mm 이상 150mm 이하로 구부릴 수 있다.
도 32의 (A) 내지 (F)에 나타낸 전자 기기에서 표시부(9001)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있다. 따라서 정세도가 매우 높은 표시가 가능한 전자 기기로 할 수 있다. 또한 표시부(9001)는 예를 들어 터치 센서 또는 니어 터치 센서로서의 기능을 가질 수 있고, 또한 지문 또는 장문 등을 촬상할 수 있다. 따라서 다기능의 전자 기기로 할 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
10: 전자 기기, 12: 지지체, 14: 책상, 31B: 광, 31G: 광, 31R: 광, 31W: 광, 32G: 반사광, 100a: 표시 장치, 100b: 표시 장치, 100c: 표시 장치, 100d: 표시 장치, 100e: 표시 장치, 100: 표시 장치, 102: 기판, 103a: 층, 103b: 층, 103c: 층, 103: 하우징, 105: 보호 부재, 108: 물체, 110a: 부화소, 110b: 부화소, 110c: 부화소, 110d: 부화소, 110e: 부화소, 110: 화소, 111A: 도전막, 111C: 접속 전극, 111PS: 화소 전극, 111: 화소 전극, 112_1: 발광 유닛, 112_1A: 층, 112_2: 발광 유닛, 112_2A: 층, 112_3: 발광 유닛, 112: 발광 유닛, 113_1: 중간층, 113_2: 중간층, 113A: 중간막, 113PS: 중간층, 113: 중간층, 114a: 층, 114: 공통층, 115: 공통 전극, 116a: 광학 조정층, 116A: 층, 116b: 광학 조정층, 116B: 층, 116c: 광학 조정층, 116C: 층, 116: 광학 조정층, 119: 수지층, 120: 기판, 121a: 측벽, 121A: 절연막, 121b: 측벽, 121B: 절연막, 121: 측벽, 125a: 화소, 125b: 화소, 130: 발광 소자, 131: 보호층, 132: 보호층, 133a: 착색층, 133b: 착색층, 133c: 착색층, 133: 착색층, 134: 공극, 140: 접속부, 141a: 희생막, 141b: 희생막, 143a: 보호막, 143b: 보호막, 145a: 레지스트 마스크, 145b: 레지스트 마스크, 146a: 레지스트 마스크, 146b: 레지스트 마스크, 147a: 희생층, 147b: 희생층, 149a: 보호층, 149b: 보호층, 150: 수광 소자, 152_1: 수광 유닛, 152_2: 수광 유닛, 152A: 층, 152: 수광 유닛, 153: 필터, 181: 층, 182: 층, 183_1: 발광층, 183_2: 발광층, 183_3: 발광층, 183: 발광층, 184: 층, 193_1: 수광층, 193_2: 수광층, 193: 수광층, 201: 트랜지스터, 204: 접속부, 205: 트랜지스터, 211: 절연층, 213: 절연층, 214: 절연층, 215: 절연층, 221: 도전층, 222a: 도전층, 222b: 도전층, 223: 도전층, 228: 영역, 231: 반도체층, 240: 용량 소자, 241: 도전층, 242: 접속층, 243: 절연층, 245: 도전층, 251: 도전층, 252: 도전층, 254: 절연층, 255: 절연층, 256: 플러그, 261: 절연층, 262: 절연층, 263: 절연층, 264: 절연층, 265: 절연층, 271: 플러그, 274a: 도전층, 274b: 도전층, 274: 플러그, 280a: 표시 모듈, 280b: 표시 모듈, 281: 표시부, 282: 회로부, 283a: 화소 회로, 283: 화소 회로부, 284: 화소부, 285: 단자부, 286: 배선부, 290: FPC, 291: 기판, 292: 기판, 301: 기판, 310: 트랜지스터, 311: 도전층, 312: 저저항 영역, 313: 절연층, 314: 절연층, 315: 소자 분리층, 320: 트랜지스터, 321: 반도체층, 323: 절연층, 324: 도전층, 325: 도전층, 326: 절연층, 327: 도전층, 328: 절연층, 329: 절연층, 331: 기판, 332: 절연층, 451: 기판, 462: 표시부, 464: 회로, 465: 배선, 466: 도전층, 472: FPC, 473: IC, 700a: 전자 기기, 700b: 전자 기기, 721: 하우징, 723: 장착부, 727: 이어폰부, 750: 이어폰, 751: 표시 패널, 753: 광학 부재, 756: 표시 영역, 757: 프레임, 758: 코 받침, 800a: 전자 기기, 800b: 전자 기기, 820: 표시부, 821: 하우징, 822: 통신부, 823: 장착부, 824: 제어부, 825: 촬상부, 827: 이어폰부, 832: 렌즈, 6500: 전자 기기, 6501: 하우징, 6502: 표시부, 6503: 전원 버튼, 6504: 버튼, 6505: 스피커, 6506: 마이크로폰, 6507: 카메라, 6508: 광원, 6510: 보호 부재, 6511: 표시 패널, 6512: 광학 부재, 6515: FPC, 6516: IC, 6517: 인쇄 기판, 6518: 배터리, 7000: 표시부, 7100: 텔레비전 장치, 7101: 하우징, 7103: 스탠드, 7111: 리모트 컨트롤러, 7200: 노트북형 퍼스널 컴퓨터, 7211: 하우징, 7212: 키보드, 7213: 포인팅 디바이스, 7214: 외부 접속 포트, 7300: 디지털 사이니지, 7301: 하우징, 7303: 스피커, 7311: 정보 단말기, 7400: 디지털 사이니지, 7401: 기둥, 7411: 정보 단말기, 9000: 하우징, 9001: 표시부, 9003: 스피커, 9005: 조작 키, 9006: 접속 단자, 9007: 센서, 9008: 마이크로폰, 9050: 아이콘, 9051: 정보, 9052: 정보, 9053: 정보, 9054: 정보, 9055: 힌지, 9101: 휴대 정보 단말기, 9102: 휴대 정보 단말기, 9200: 휴대 정보 단말기, 9201: 휴대 정보 단말기

Claims (16)

  1. 표시 장치로서,
    제 1 발광 소자와, 상기 제 1 발광 소자와 인접된 수광 소자와, 상기 제 1 발광 소자와 상기 수광 소자 사이에 제공되는 영역을 가지는 제 1 측벽 및 제 2 측벽을 가지고,
    상기 제 1 발광 소자는 제 1 화소 전극과, 상기 제 1 화소 전극 위의 제 1 발광층과, 상기 제 1 발광층 위의 공통 전극을 가지고,
    상기 수광 소자는 제 2 화소 전극과, 상기 제 2 화소 전극 위의 수광층과, 상기 수광층 위의 상기 공통 전극을 가지고,
    상기 제 1 측벽은 상기 제 1 화소 전극의 측면 및 상기 제 1 발광층의 측면의 적어도 일부와 접하고,
    상기 제 2 측벽은 상기 제 2 화소 전극의 측면 및 상기 수광층의 측면의 적어도 일부와 접하고,
    상기 제 1 측벽 위 및 상기 제 2 측벽 위에 상기 공통 전극이 제공되는, 표시 장치.
  2. 표시 장치로서,
    제 1 발광 소자와, 상기 제 1 발광 소자와 인접된 수광 소자와, 상기 제 1 발광 소자와 상기 수광 소자 사이에 제공되는 영역을 가지는 제 1 측벽, 제 2 측벽, 제 3 측벽, 및 제 4 측벽을 가지고,
    상기 제 1 발광 소자는 제 1 화소 전극과, 상기 제 1 화소 전극 위의 제 1 발광층과, 상기 제 1 발광층 위의 공통 전극을 가지고,
    상기 수광 소자는 제 2 화소 전극과, 상기 제 2 화소 전극 위의 수광층과, 상기 수광층 위의 상기 공통 전극을 가지고,
    상기 제 1 측벽은 상기 제 1 화소 전극의 측면 및 상기 제 1 발광층의 측면의 적어도 일부와 접하고,
    상기 제 2 측벽은 상기 제 2 화소 전극의 측면 및 상기 수광층의 측면의 적어도 일부와 접하고,
    상기 제 3 측벽은 상기 제 1 측벽의 측면 및 상면의 적어도 일부를 덮고,
    상기 제 4 측벽은 상기 제 2 측벽의 측면 및 상면의 적어도 일부를 덮고,
    상기 제 1 측벽 내지 제 4 측벽 위에 상기 공통 전극이 제공되는, 표시 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 발광층 및 상기 수광층과, 상기 공통 전극 사이에 공통층을 가지고,
    상기 공통층은 상기 제 1 발광 소자에서 전자 주입층 또는 정공 주입층으로서의 기능을 가지고,
    상기 공통층은 상기 수광 소자에서 전자 수송층 또는 정공 수송층으로서의 기능을 가지는, 표시 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 화소 전극 및 상기 제 2 화소 전극은 절연층 위에 제공되고,
    상기 절연층은 상기 제 1 화소 전극과 중첩되는 영역에 제 1 볼록부를 가지고,
    상기 절연층은 상기 제 2 화소 전극과 중첩되는 영역에 제 2 볼록부를 가지는, 표시 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 발광 소자는 상기 제 1 발광층 위의 제 1 중간층과, 상기 제 1 중간층 위의 제 2 발광층과, 상기 제 2 발광층 위의 상기 공통 전극을 가지고,
    상기 제 1 측벽은 상기 제 1 중간층의 측면 및 상기 제 2 발광층의 측면의 적어도 일부와 접하는, 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    제 2 발광 소자를 가지고,
    상기 제 2 발광 소자는 제 3 화소 전극과, 상기 제 3 화소 전극 위의 제 3 발광층과, 상기 제 3 발광층 위의 제 2 중간층과, 상기 제 2 중간층 위의 제 4 발광층과, 상기 제 4 발광층 위의 상기 공통 전극을 가지고,
    상기 제 1 발광 소자와 상기 제 2 발광 소자는 인접되고,
    상기 제 1 발광층과 상기 제 3 발광층은 동일한 색의 광을 발하는 기능을 가지고,
    상기 제 2 발광층과 상기 제 4 발광층은 동일한 색의 광을 발하는 기능을 가지는, 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 공통 전극 위에 보호층을 가지고,
    상기 제 1 발광층 및 상기 제 2 발광층과 중첩되는 영역을 가지도록 상기 보호층 위에 제 1 착색층을 가지고,
    상기 제 3 발광층 및 상기 제 4 발광층과 중첩되는 영역을 가지도록 상기 보호층 위에 제 2 착색층을 가지고,
    상기 제 1 착색층과 상기 제 2 착색층은 상이한 색의 광을 투과시키는 기능을 가지는, 표시 장치.
  8. 표시 모듈로서,
    제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 표시 장치와,
    커넥터 및 집적 회로 중 적어도 한쪽을 가지는, 표시 모듈.
  9. 전자 기기로서,
    제 8 항에 기재된 표시 모듈과,
    하우징, 배터리, 카메라, 스피커, 및 마이크로폰 중 적어도 하나를 가지는, 전자 기기.
  10. 표시 장치의 제작 방법으로서,
    절연층을 형성하고,
    상기 절연층 위에 도전막, 제 1 발광막, 및 제 1 희생막을 이 순서대로 성막하고,
    상기 제 1 희생막 및 상기 제 1 발광막을 식각하여 상기 도전막 위의 제 1 발광층과 상기 제 1 발광층 위의 제 1 희생층을 형성하고,
    상기 도전막 위 및 상기 제 1 희생층 위에 수광막 및 제 2 희생막을 이 순서대로 성막하고,
    상기 제 2 희생막 및 상기 수광막을 식각하여 상기 도전막 위의 수광층과 상기 수광층 위의 제 2 희생층을 형성하고,
    상기 도전막을 식각하여 상기 제 1 발광층 아래의 제 1 화소 전극과 상기 수광층 아래의 제 2 화소 전극을 형성하고,
    상기 제 1 화소 전극 및 제 2 화소 전극의 측면과, 상기 제 1 발광층의 측면과, 상기 수광층의 측면과, 상기 제 1 희생층 및 제 2 희생층의 측면 및 상면의 적어도 일부를 덮는 제 1 절연막을 성막하고,
    상기 제 1 절연막을 식각하여 상기 제 1 화소 전극의 측면 및 상기 제 1 발광층의 측면의 적어도 일부와 접하는 제 1 측벽과, 상기 제 2 화소 전극의 측면 및 상기 수광층의 측면의 적어도 일부와 접하는 제 2 측벽을 형성하고,
    상기 제 1 희생층 및 상기 제 2 희생층을 제거하고,
    상기 제 1 발광층 위 및 상기 수광층 위에 공통 전극을 형성하는, 표시 장치의 제작 방법.
  11. 표시 장치의 제작 방법으로서,
    절연층을 형성하고,
    상기 절연층 위에 도전막, 제 1 발광막, 및 제 1 희생막을 이 순서대로 성막하고,
    상기 제 1 희생막 및 상기 제 1 발광막을 식각하여 상기 도전막 위의 제 1 발광층과 상기 제 1 발광층 위의 제 1 희생층을 형성하고,
    상기 도전막 위 및 상기 제 1 희생층 위에 수광막 및 제 2 희생막을 이 순서대로 성막하고,
    상기 제 2 희생막 및 상기 수광막을 식각하여 상기 도전막 위의 수광층과 상기 수광층 위의 제 2 희생층을 형성하고,
    상기 도전막을 식각하여 상기 제 1 발광층 아래의 제 1 화소 전극과 상기 수광층 아래의 제 2 화소 전극을 형성하고,
    상기 제 1 화소 전극 및 제 2 화소 전극의 측면과, 상기 제 1 발광층의 측면과, 상기 수광층의 측면과, 상기 제 1 희생층 및 제 2 희생층의 측면 및 상면의 적어도 일부를 덮는 제 1 절연막을 성막하고,
    상기 제 1 절연막 위에 제 2 절연막을 성막하고,
    상기 제 1 절연막 및 상기 제 2 절연막을 식각하여 상기 제 1 화소 전극의 측면 및 상기 제 1 발광층의 측면의 적어도 일부와 접하는 제 1 측벽과, 상기 제 2 화소 전극의 측면 및 상기 수광층의 측면의 적어도 일부와 접하는 제 2 측벽과, 상기 제 1 측벽의 측면 및 상면의 적어도 일부를 덮는 제 3 측벽과, 상기 제 2 측벽의 측면 및 상면의 적어도 일부를 덮는 제 4 측벽을 형성하고,
    상기 제 1 희생층 및 상기 제 2 희생층을 제거하고,
    상기 제 1 발광층 위 및 상기 수광층 위에 공통 전극을 형성하는, 표시 장치의 제작 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 희생층 및 상기 제 2 희생층을 마스크로서 사용하여 상기 도전막을 식각하는, 표시 장치의 제작 방법.
  13. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 희생층 및 상기 제 2 희생층을 제거한 후, 상기 제 1 발광층 위 및 상기 수광층 위에 공통층을 형성하고,
    상기 공통층은 상기 제 1 화소 전극과, 상기 제 1 발광층과, 상기 공통 전극을 가지는 발광 소자에 있어서 전자 주입층 또는 정공 주입층으로서의 기능을 가지고,
    상기 공통층은 상기 제 2 화소 전극과, 상기 수광층과, 상기 공통 전극을 가지는 수광 소자에 있어서 전자 수송층 또는 정공 수송층으로서의 기능을 가지는, 표시 장치의 제작 방법.
  14. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 도전막의 식각 공정에서 상기 절연층에 오목부를 형성하는, 표시 장치의 제작 방법.
  15. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 발광막 위에 중간막, 제 2 발광막, 및 상기 제 1 희생막을 이 순서대로 성막하고,
    상기 제 1 희생막, 상기 제 2 발광막, 상기 중간막, 및 상기 제 1 발광막을 식각하여 상기 도전막 위의 상기 제 1 발광층과, 상기 제 1 발광층 위의 제 1 중간층과, 상기 제 1 중간층 위의 제 2 발광층과, 상기 제 2 발광층 위의 상기 제 1 희생층을 형성하고,
    상기 제 1 화소 전극 및 제 2 화소 전극의 측면과, 상기 제 1 발광층 및 상기 제 2 발광층의 측면과, 상기 제 1 중간층의 측면과, 상기 수광층의 측면과, 상기 제 1 희생층 및 제 2 희생층의 측면 및 상면의 적어도 일부를 덮는 상기 제 1 절연막을 성막하고,
    상기 제 1 절연막을 식각하여 상기 제 1 화소 전극의 측면, 상기 제 1 발광층의 측면, 상기 제 1 중간층의 측면, 및 상기 제 2 발광층의 측면의 적어도 일부와 접하는 상기 제 1 측벽과, 상기 제 2 화소 전극의 측면 및 상기 수광층의 측면의 적어도 일부와 접하는 상기 제 2 측벽을 형성하는, 표시 장치의 제작 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 희생막, 상기 제 2 발광막, 상기 중간막, 및 상기 제 1 발광막을 식각하여 상기 도전막 위의 제 3 발광층과, 상기 제 3 발광층 위의 제 2 중간층과, 상기 제 2 중간층 위의 제 4 발광층과, 상기 제 4 발광층 위의 제 3 희생층을 형성하고,
    상기 도전막을 식각하여 상기 제 3 발광층 아래의 제 3 화소 전극을 형성하고,
    상기 공통 전극 위에 보호층을 형성하고,
    상기 제 1 발광층 및 상기 제 2 발광층과 중첩되는 영역을 가지는 제 1 착색층과, 상기 제 3 발광층 및 상기 제 4 발광층과 중첩되는 영역을 가지는 제 2 착색층을 상기 보호층 위에 형성하고,
    상기 제 1 착색층과 상기 제 2 착색층은 상이한 색의 광을 투과시키는 기능을 가지는, 표시 장치의 제작 방법.
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