KR20230169178A - 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
시야각이 넓은 표시 장치를 제공한다. 표시 장치는 기판 위에 제 1 발광 소자와 제 2 발광 소자를 가진다. 제 1 발광 소자는 제 1 화소 전극과, 제 1 유기층과, 공통 전극을 가지고, 제 2 발광 소자는 제 2 화소 전극과, 제 2 유기층과, 공통 전극을 가진다. 기판을 상면에서 보았을 때, 제 1 발광 소자는 제 1 변과, 제 1 변보다 짧은 제 2 변을 가진다. 정면 방향의 색도와 제 1 방향의 색도 사이의 색도 차이와, 정면 방향의 색도와 제 2 방향의 색도 사이의 색도 차이의 절댓값은 0.05 이하이다. 기판에 대한 제 1 방향의 사영은 제 1 변과 평행하고, 기판에 대한 제 2 방향의 사영은 제 2 변과 평행하다. 제 1 방향과 기판 표면의 법선 방향이 이루는 각은 70°이고, 제 2 방향과 기판 표면의 법선 방향이 이루는 각은 70°이다.
Description
본 발명의 일 형태는 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 형태는 표시 장치의 제작 방법에 관한 것이다.
또한 본 발명의 일 형태는 상기 기술분야에 한정되지 않는다. 본 명세서 등에서 개시(開示)하는 본 발명의 일 형태의 기술분야로서는 반도체 장치, 표시 장치, 발광 장치, 축전 장치, 기억 장치, 전자 기기, 조명 장치, 입력 장치, 입출력 장치, 이들의 구동 방법, 또는 이들의 제조 방법을 일례로 들 수 있다. 반도체 장치란 반도체 특성을 이용함으로써 기능할 수 있는 장치 전반을 가리킨다.
근년, 디스플레이 패널의 고정세화(高精細化)가 요구되고 있다. 고정세의 디스플레이 패널이 요구되는 기기로서는, 예를 들어 스마트폰, 태블릿 단말기, 노트북형 컴퓨터 등이 있다. 또한 텔레비전 장치, 모니터 장치 등의 거치형 디스플레이 장치에서도, 고해상도화에 따라 고정세화가 요구되고 있다.
또한 디스플레이 패널에 적용할 수 있는 표시 장치로서 대표적으로는 액정 표시 장치, 유기 EL(Electro Luminescence) 소자, 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode) 등의 발광 소자(발광 디바이스라고도 함)를 가지는 발광 장치, 전기 영동 방식 등에 의하여 표시를 수행하는 전자 종이 등을 들 수 있다.
예를 들어 유기 EL 소자는 기본적으로 한 쌍의 전극 사이에 발광성 유기 화합물을 포함하는 층을 끼운 구성을 가진다. 이 소자에 전압을 인가함으로써, 발광성 유기 화합물로부터 발광을 얻을 수 있다. 이러한 유기 EL 소자가 적용된 표시 장치는 액정 표시 장치 등에서 필요한 백라이트가 불필요하기 때문에, 얇고, 가볍고, 콘트라스트가 높으며, 소비 전력이 낮은 표시 장치를 실현할 수 있다. 예를 들어 특허문헌 1에는 유기 EL 소자를 사용한 표시 장치의 일례에 대하여 기재되어 있다.
본 발명의 일 형태는 시야각이 넓은 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 색 순도가 높은 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 고정세화가 용이한 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 높은 표시 품질과 높은 정세도를 겸비한 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 콘트라스트가 높은 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 신규 구성을 가지는 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
본 발명의 일 형태는 상술한 표시 장치의 제작 방법을 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 상술한 표시 장치를 높은 수율로 제조하는 방법을 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 선행 기술의 문제점들 중 적어도 하나를 적어도 경감하는 것을 과제 중 하나로 한다.
또한 이들 과제의 기재는 다른 과제의 존재를 방해하는 것은 아니다. 또한 본 발명의 일 형태는 이들 과제 모두를 해결할 필요는 없는 것으로 한다. 또한 이들 이외의 과제는 명세서, 도면, 청구항 등의 기재로부터 추출할 수 있다.
본 발명의 일 형태는 기판 위에 제 1 발광 소자와 제 2 발광 소자를 가지는 표시 장치이다. 제 1 발광 소자는 제 1 화소 전극과, 제 1 유기층과, 공통 전극을 가지고, 제 2 발광 소자는 제 2 화소 전극과, 제 2 유기층과, 공통 전극을 가진다. 기판을 상면에서 보았을 때, 제 1 발광 소자는 제 1 변과, 제 1 변보다 짧은 제 2 변을 가진다. 정면 방향의 색도와 제 1 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'와, 정면 방향의 색도와 제 2 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'의 차이의 절댓값은 0.05 이하이다. 기판에 대한 제 1 방향의 사영(射影)은 제 1 변과 평행하고, 기판에 대한 제 2 방향의 사영은 제 2 변과 평행하다. 제 1 방향과, 기판 표면의 법선 방향이 이루는 각은 70°이고, 제 2 방향과, 기판 표면의 법선 방향이 이루는 각은 70°이다.
본 발명의 다른 일 형태는 기판 위에 제 1 발광 소자와 제 2 발광 소자를 가지는 표시 장치이다. 제 1 발광 소자는 제 1 화소 전극과, 제 1 유기층과, 공통 전극을 가지고, 제 2 발광 소자는 제 2 화소 전극과, 제 2 유기층과, 공통 전극을 가진다. 기판을 상면에서 보았을 때, 제 1 발광 소자는 제 1 변과, 제 1 변보다 짧은 제 2 변을 가진다. 정면 방향의 색도와 제 1 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'에 대한, 정면 방향의 색도와 제 2 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'의 비율은 0.5 이상 1.5 이하이다. 기판에 대한 제 1 방향의 사영은 제 1 변과 평행하고, 기판에 대한 제 2 방향의 사영은 제 2 변과 평행하다. 제 1 방향과, 기판 표면의 법선 방향이 이루는 각은 70°이고, 제 2 방향과, 기판 표면의 법선 방향이 이루는 각은 70°이다.
상기 표시 장치에서, 제 1 발광 소자를 상면에서 보았을 때 제 1 화소 전극과 공통 전극이 제 1 유기층의 발광 영역을 개재(介在)하여 중첩되는 영역에서, 제 1 화소 전극의 제 1 유기층 측의 표면 전체와, 공통 전극의 제 1 유기층 측의 표면 전체는 평행 또는 대략 평행한 것이 바람직하다.
상기 표시 장치는 절연층을 더 가지고, 제 1 화소 전극의 단부와 제 1 유기층의 단부는 일치 또는 대략 일치하고, 제 2 화소 전극의 단부와 제 2 유기층의 단부는 일치 또는 대략 일치하고, 절연층은 제 1 화소 전극, 제 2 화소 전극, 제 1 유기층, 및 제 2 유기층 각각의 측면과 접하는 영역을 가지는 것이 바람직하다.
상기 표시 장치는 절연층을 더 가지고, 제 1 화소 전극의 폭은 제 1 유기층의 폭보다 작고, 제 2 화소 전극의 폭은 제 2 유기층의 폭보다 작고, 제 1 유기층은 제 1 화소 전극의 측면 및 상면을 덮고, 제 2 유기층은 제 2 화소 전극의 측면 및 상면을 덮고, 절연층은 제 1 유기층 및 제 2 유기층 각각의 상면의 일부 및 측면과 접하는 영역을 가지는 것이 바람직하다.
상기 표시 장치는 절연층을 더 가지고, 제 1 화소 전극의 폭은 제 1 유기층의 폭보다 크고, 제 2 화소 전극의 폭은 제 2 유기층의 폭보다 크고, 절연층은 제 1 화소 전극 및 제 2 화소 전극 각각의 상면의 일부 및 측면, 그리고 제 1 유기층 및 제 2 유기층 각각의 측면에 접하는 영역을 가지는 것이 바람직하다.
상기 표시 장치는 제 1 절연층과 제 2 절연층을 더 가지고, 제 1 절연층은 제 1 화소 전극의 단부를 덮고, 제 1 유기층은 제 1 화소 전극 위 및 제 1 절연층 위에 제공되고, 제 2 절연층은 제 1 유기층 위 및 제 1 절연층 위에 제공되고, 제 2 절연층은 제 1 유기층의 상면의 일부 및 측면, 그리고 제 1 절연층의 상면의 일부에 접하는 영역을 가지는 것이 바람직하다.
상기 표시 장치에서, 제 1 절연층의 단부는 테이퍼 형상이고, 제 2 절연층은 제 1 유기층을 개재하여 제 1 절연층의 단부와 중첩되는 영역을 가지는 것이 바람직하다.
상기 표시 장치에서, 제 1 발광 소자는 제 1 유기층과 공통 전극 사이에 공통층을 가지고, 제 2 발광 소자는 제 2 유기층과 공통 전극 사이에 공통층을 가지는 것이 바람직하다.
상기 표시 장치에서, 공통층은 전자 수송층 및 전자 주입층 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 가지는 것이 바람직하다.
상기 표시 장치에서, 기판은 가요성을 가지고, 기판의 형상은 비직사각형인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태에 의하여 시야각이 넓은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 색 순도가 높은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 고정세화가 용이한 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 높은 표시 품질과 높은 정세도를 겸비한 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 콘트라스트가 높은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 신규 구성을 가지는 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태에 의하여 상술한 표시 장치의 제작 방법을 제공할 수 있다. 또는 상술한 표시 장치를 높은 수율로 제조하는 방법을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 선행기술의 문제점들 중 적어도 하나를 적어도 경감할 수 있다.
또한 이들 효과의 기재는 다른 효과의 존재를 방해하는 것은 아니다. 또한 본 발명의 일 형태는 이들 효과 모두를 반드시 가질 필요는 없다. 또한 이들 이외의 효과는 명세서, 도면, 청구항 등의 기재로부터 추출할 수 있다.
도 1의 (A)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 상면 개략도이다. 도 1의 (B) 및 (C)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면 개략도이다.
도 2의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면 개략도이다.
도 3은 색도 차이를 산출할 때의 방향을 나타낸 도면이다.
도 4는 표시 장치의 구성예를 나타낸 상면 개략도이다.
도 5의 (A) 내지 (D)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 6의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 7의 (A) 내지 (E)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 8의 (A) 내지 (F)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 9의 (A) 내지 (F)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 10의 (A) 내지 (D)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 11의 (A) 내지 (D)는 표시 장치의 제작 방법의 예를 나타낸 단면도이다.
도 12의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 제작 방법의 예를 나타낸 단면도이다.
도 13의 (A) 내지 (D)는 표시 장치의 제작 방법의 예를 나타낸 단면도이다.
도 14의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 제작 방법의 예를 나타낸 단면도이다.
도 15는 표시 장치의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 16의 (A)는 표시 장치의 일례를 나타낸 단면도이다. 도 16의 (B) 및 (C)는 트랜지스터의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 17은 표시 장치의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 18의 (A) 내지 (D)는 표시 장치의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 19의 (A) 내지 (D)는 화소의 일례를 나타낸 상면도이다.
도 20의 (A) 내지 (D)는 화소의 일례를 나타낸 상면도이다.
도 21의 (A) 내지 (E)는 화소의 일례를 나타낸 상면도이다.
도 22의 (A) 내지 (C)는 화소의 일례를 나타낸 상면도이다.
도 23의 (A) 내지 (C)는 화소의 일례를 나타낸 상면도이다.
도 24의 (A), (B), 및 (D)는 표시 장치의 예를 나타낸 단면도이다. 도 24의 (C) 및 (E)는 화상의 예를 나타낸 도면이다. 도 24의 (F) 및 (G)는 화소의 예를 나타낸 상면도이다.
도 25의 (A) 및 (D)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다. 도 25의 (B), (C), (E), 및 (F)는 화소의 예를 나타낸 상면도이다.
도 26의 (A) 내지 (F)는 발광 디바이스의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 27의 (A) 및 (B)는 발광 디바이스 및 수광 디바이스의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 28의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 29의 (A), (C), 및 (E)는 펼쳤을 때의 표시 패널의 상면 모식도이고, 도 29의 (B), (D), 및 (F)는 본 발명의 일 형태를 나타낸 표시 장치의 외관도이다.
도 30의 (A)는 중첩되기 전의 복수의 표시 패널을 나타낸 상면 모식도이고, 도 30의 (B)는 본 발명의 일 형태를 나타낸 표시 장치의 외관도이다.
도 31의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 32의 (A) 및 (B)는 표시 패널을 사용한 차의 모식도이다.
도 33의 (A) 및 (B)는 표시 패널을 사용한 전자 기기의 일례를 나타낸 도면이다.
도 34는 차량의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 35의 (A) 내지 (F)는 전자 기기의 일례를 나타낸 도면이다.
도 2의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면 개략도이다.
도 3은 색도 차이를 산출할 때의 방향을 나타낸 도면이다.
도 4는 표시 장치의 구성예를 나타낸 상면 개략도이다.
도 5의 (A) 내지 (D)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 6의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 7의 (A) 내지 (E)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 8의 (A) 내지 (F)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 9의 (A) 내지 (F)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 10의 (A) 내지 (D)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다.
도 11의 (A) 내지 (D)는 표시 장치의 제작 방법의 예를 나타낸 단면도이다.
도 12의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 제작 방법의 예를 나타낸 단면도이다.
도 13의 (A) 내지 (D)는 표시 장치의 제작 방법의 예를 나타낸 단면도이다.
도 14의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 제작 방법의 예를 나타낸 단면도이다.
도 15는 표시 장치의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 16의 (A)는 표시 장치의 일례를 나타낸 단면도이다. 도 16의 (B) 및 (C)는 트랜지스터의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 17은 표시 장치의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 18의 (A) 내지 (D)는 표시 장치의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 19의 (A) 내지 (D)는 화소의 일례를 나타낸 상면도이다.
도 20의 (A) 내지 (D)는 화소의 일례를 나타낸 상면도이다.
도 21의 (A) 내지 (E)는 화소의 일례를 나타낸 상면도이다.
도 22의 (A) 내지 (C)는 화소의 일례를 나타낸 상면도이다.
도 23의 (A) 내지 (C)는 화소의 일례를 나타낸 상면도이다.
도 24의 (A), (B), 및 (D)는 표시 장치의 예를 나타낸 단면도이다. 도 24의 (C) 및 (E)는 화상의 예를 나타낸 도면이다. 도 24의 (F) 및 (G)는 화소의 예를 나타낸 상면도이다.
도 25의 (A) 및 (D)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다. 도 25의 (B), (C), (E), 및 (F)는 화소의 예를 나타낸 상면도이다.
도 26의 (A) 내지 (F)는 발광 디바이스의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 27의 (A) 및 (B)는 발광 디바이스 및 수광 디바이스의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 28의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 29의 (A), (C), 및 (E)는 펼쳤을 때의 표시 패널의 상면 모식도이고, 도 29의 (B), (D), 및 (F)는 본 발명의 일 형태를 나타낸 표시 장치의 외관도이다.
도 30의 (A)는 중첩되기 전의 복수의 표시 패널을 나타낸 상면 모식도이고, 도 30의 (B)는 본 발명의 일 형태를 나타낸 표시 장치의 외관도이다.
도 31의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 32의 (A) 및 (B)는 표시 패널을 사용한 차의 모식도이다.
도 33의 (A) 및 (B)는 표시 패널을 사용한 전자 기기의 일례를 나타낸 도면이다.
도 34는 차량의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 35의 (A) 내지 (F)는 전자 기기의 일례를 나타낸 도면이다.
이하에서, 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 다만, 실시형태는 많은 상이한 형태로 실시할 수 있고, 취지 및 그 범위에서 벗어남이 없이 그 형태 및 자세한 사항을 다양하게 변경할 수 있다는 것은 통상의 기술자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서 본 발명은 이하의 실시형태의 기재 내용에 한정하여 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 본 명세서에서 설명하는 각 도면에서 각 구성 요소의 크기, 층의 두께, 또는 영역은 명료화를 위하여 과장되어 있는 경우가 있다. 따라서 반드시 그 스케일에 한정되는 것은 아니다.
또한 본 명세서 등에서의 "제 1", "제 2" 등의 서수사는 구성 요소의 혼동을 피하기 위하여 붙이는 것이며, 수적으로 한정하는 것은 아니다.
또한 본 명세서 등에서, "막"이라는 용어와 "층"이라는 용어를 서로 바꿀 수 있다. 예를 들어 "도전층" 또는 "절연층"이라는 용어는 "도전막" 또는 "절연막"이라는 용어로 상호적으로 교환할 수 있는 경우가 있다.
또한 본 명세서에서 EL층이란 발광 소자의 한 쌍의 전극 사이에 제공되고, 적어도 발광성의 물질을 포함하는 층(발광층이라고도 함) 또는 발광층을 포함하는 적층체를 나타내는 것으로 한다.
본 명세서 등에서 표시 장치의 일 형태인 표시 패널은 표시면에 화상 등을 표시(출력)하는 기능을 가지는 것이다. 따라서 표시 패널은 출력 장치의 일 형태이다.
또한 본 명세서 등에서는 표시 패널의 기판에 예를 들어 FPC(Flexible Printed Circuit) 또는 TCP(Tape Carrier Package) 등의 커넥터가 장착된 것, 또는 기판에 COG(Chip On Glass) 방식 등에 의하여 IC가 실장된 것을 표시 패널 모듈, 표시 모듈, 또는 단순히 표시 패널 등이라고 하는 경우가 있다.
또한 본 명세서에서 상한과 하한의 수치가 규정되어 있는 경우에는, 상한의 수치와 하한의 수치를 자유로이 조합하는 구성도 개시되어 있는 것으로 한다.
또한 본 명세서 등에서 "높이가 일치 또는 대략 일치"란, 단면에서 보았을 때, 기준이 되는 면(예를 들어 기판 표면 등의 평탄한 면)과 높이가 같은 구성을 말한다. 예를 들어 반도체 장치의 제조 공정에서 평탄화 처리(대표적으로는 CMP 처리)를 수행함으로써 단층 또는 복수의 층의 표면이 노출되는 경우가 있다. 이 경우, CMP 처리가 수행된 피처리면은 기준이 되는 면과 높이가 같다. 다만 CMP 처리에 사용되는 처리 장치, 처리 방법, 또는 피처리면의 재료에 따라서는 복수의 층의 높이가 서로 달라지는 경우가 있다. 본 명세서 등에서는 이 경우도 "높이가 일치 또는 대략 일치"에 포함시킨다. 예를 들어 기준 면에 대하여 2개의 높이를 가지는 층(여기서는 제 1 층과 제 2 층)을 가지는 경우, 제 1 층의 상면의 높이와 제 2 층의 상면의 높이의 차이가 20nm 이하인 경우도 "높이가 일치 또는 대략 일치"라고 한다.
또한 본 명세서 등에서 "단부가 일치 또는 대략 일치"란, 상면에서 보았을 때 적층된 층과 층 사이에서 적어도 윤곽의 일부가 중첩되는 것을 가리킨다. 예를 들어 위층과 아래층이 동일한 마스크 패턴 또는 일부가 동일한 마스크 패턴을 사용하여 가공된 경우를 그 범주에 포함한다. 다만 엄밀하게 말하면 윤곽이 중첩되지 않고 위층의 윤곽이 아래층의 윤곽보다 내측에 위치하거나 위층의 윤곽이 아래층의 윤곽보다 외측에 위치하는 경우도 있고, 이 경우도 "측면이 일치 또는 대략 일치"라고 한다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 표시 장치에 대하여 도 1 내지 도 3을 사용하여 설명한다.
본 실시형태의 표시 장치는 제 1 발광 소자 및 제 2 발광 소자를 가진다. 제 1 발광 소자 및 제 2 발광 소자는 각각 제 1 전극과, 제 1 전극 위의 발광층과, 발광층 위의 제 2 전극을 가진다. 또한 본 실시형태의 표시 장치는 제 3 발광 소자를 더 가져도 좋다. 제 3 발광 소자는 제 1 전극과, 제 1 전극 위의 발광층과, 발광층 위의 제 2 전극을 가진다.
본 실시형태의 표시 장치는 제 1 전극, 제 2 전극, 및 발광층을 가진다. 또한 상기 제 1 전극의, 상기 발광층의 발광 영역과 중첩되는 상면은 평탄하고, 상기 제 2 전극의, 상기 발광층의 발광 영역과 중첩되는 하면은 평탄하다. 이러한 구성으로 함으로써, 표시 장치를 비스듬한 방향에서 관찰하는 경우와, 표시 장치를 정면 방향에서 관찰하는 경우 사이에서 색 편차가 생기기 어려워진다. 또한 표시 장치를 제 1 비스듬한 방향에서 관찰하는 경우와, 표시 장치를 제 2 비스듬한 방향에서 관찰하는 경우 사이에서 색 편차가 생기기 어려워진다. 그러므로 시야각이 넓은 표시 장치를 실현할 수 있다. 또한 색 순도가 높은 표시 장치를 실현할 수 있다.
예를 들어 제 1 전극의 단부를 덮도록 절연층이 제공되는 경우, 상기 절연층 위에 위치하는 발광층으로부터 광이 방출되는 경우가 있다. 또한 발광층과 중첩되는 영역의 절연층이 경사를 가지는 경우, 상기 광은 비스듬한 방향으로 방출되기 때문에, 표시 장치의 시야각에 영향을 미칠 우려가 있다. 구체적으로는, 표시 장치의 시야각이 좁아질 우려가 있다. 한편으로, 본 발명의 일 형태의 구성에서는 발광층의 발광 영역은 평탄하다. 이에 의하여, 수평(좌우) 방향 및 수직(상하) 방향에서 시야각을 넓게 할 수 있다. 예를 들어 수평(좌우) 방향 및 수직(상하) 방향에서 색도의 시야각 의존성을 낮출 수 있다. 또한 수평(좌우) 방향에서의 색도의 시야각 의존성과, 수직(상하) 방향에서의 색도의 시야각 의존성을 같은 정도로 할 수 있다.
CIE 1976 색도 좌표에서, 각 발광 소자의 발광의, 정면 방향의 색도와 비스듬한 방향(정면에서의 기울기의 절댓값이 0°보다 크고 90° 미만인 방향)의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'는 0.05 이하인 것이 바람직하고, 0.02 이하인 것이 더 바람직하다. 구체적으로는, 각 발광 소자의 발광의, 정면 방향의 색도와 정면에서 30° 이상 60° 이하(더 바람직하게는 30° 이상 80° 이하) 경사진 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'는 0.05 이하인 것이 바람직하고, 0.02 이하인 것이 더 바람직하다.
제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자를 사용하여 백색의 표시를 수행할 때, CIE 1976 색도 좌표에서의 정면 방향의 색도와, 비스듬한 방향(정면에서의 기울기의 절댓값이 0°보다 크고 90° 미만인 방향)의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'는 0.05 이하인 것이 바람직하고, 0.02 이하인 것이 더 바람직하다. 구체적으로는 정면 방향의 색도와, 정면에서 30° 이상 60° 이하(더 바람직하게는 30° 이상 80° 이하) 경사진 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'는 0.05 이하인 것이 바람직하고, 0.02 이하인 것이 더 바람직하다. 또한 제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자를 사용하여 표시를 수행하는 경우에는, 제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자를 사용하여 표시하는 색은 백색 이외의 색이어도 좋다.
또한 상술한 색도 차이 Δu'v'는 30° 이상 80° 이하에서 선택되는 하나의 각도에 대하여 산출하여도 좋다. 예를 들어 60° 이상 80° 이하에서 선택되는 하나의 각도, 구체적으로는 70°에 대하여 산출하는 것이 좋다. 상기 각도에 대하여 상술한색도 차이 Δu'v'가 작으면 색도의 시야각 의존성은 낮다고 간주할 수 있다. 또는 상술한 색도 차이 Δu'v'는 30° 이상 80° 이하의 일부 또는 전부의 범위에서 산출된 색도 차이 Δu'v'의 평균값이어도 좋다.
CIE 1976 색도 좌표에서, 각 발광 소자의 발광의, 정면 방향의 색도와 제 1 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'와, 정면 방향의 색도와 제 2 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'의 차이의 절댓값은 0.05 이하인 것이 바람직하고, 0.02 이하인 것이 더 바람직하다. 구체적으로는, 각 발광 소자의 발광의, 정면 방향의 색도와 정면에서 30° 이상 60° 이하(더 바람직하게는 30° 이상 80° 이하) 경사진 제 1 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'와, 정면 방향의 색도와 제 2 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'의 차이의 절댓값은 0.05 이하인 것이 바람직하고, 0.02 이하인 것이 더 바람직하다. 또한 제 1 방향 및 제 2 방향에 대해서는 후술한다.
또는 CIE 1976 색도 좌표에서, 각 발광 소자의 발광의, 정면 방향의 색도와 제 1 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'에 대한, 정면 방향의 색도와 제 2 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'의 비율은 0.5 이상 1.5 이하인 것이 바람직하고, 0.6 이상 1.3 이하인 것이 더 바람직하고, 0.8 이상 1.2 이하인 것이 더 바람직하다. 구체적으로는, 각 발광 소자의 발광의, 정면 방향의 색도와 정면에서 30° 이상 60° 이하(더 바람직하게는 30° 이상 80° 이하) 경사진 제 1 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'에 대한, 정면 방향의 색도와 제 2 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'의 비율은 0.5 이상 1.5 이하인 것이 바람직하고, 0.6 이상 1.3 이하인 것이 더 바람직하고, 0.8 이상 1.2 이하인 것이 더 바람직하다. 또한 제 1 방향 및 제 2 방향에 대해서는 후술한다.
제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자를 사용하여 백색의 표시를 수행할 때, CIE 1976 색도 좌표에서의, 정면 방향의 색도와 제 1 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'와, 정면 방향의 색도와 제 2 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'의 차이의 절댓값은 0.05 이하인 것이 바람직하고, 0.02 이하인 것이 더 바람직하다. 구체적으로는, 각 발광 소자의 발광의, 정면 방향의 색도와 정면에서 30° 이상 60° 이하(더 바람직하게는 30° 이상 80° 이하) 경사진 제 1 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'와, 정면 방향의 색도와 제 2 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'의 차이의 절댓값은 0.05 이하인 것이 바람직하고, 0.02 이하인 것이 더 바람직하다. 또한 제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자를 사용하여 표시를 수행하는 경우에는, 제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자를 사용하여 표시하는 색은 백색 이외의 색이어도 좋다.
또는 제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자를 사용하여 백색의 표시를 수행할 때, CIE 1976 색도 좌표에서의 정면 방향의 색도와 제 1 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'에 대한, 정면 방향의 색도와 제 2 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'의 비율은 0.5 이상 1.5 이하인 것이 바람직하고, 0.6 이상 1.3 이하인 것이 더 바람직하고, 0.8 이상 1.2 이하인 것이 더 바람직하다. 구체적으로는, 정면 방향의 색도와 정면에서 30° 이상 60° 이하(더 바람직하게는 30° 이상 80° 이하) 경사진 제 1 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'에 대한, 정면 방향의 색도와 제 2 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'의 비율은 0.5 이상 1.5 이하인 것이 바람직하고, 0.6 이상 1.3 이하인 것이 더 바람직하고, 0.8 이상 1.2 이하인 것이 더 바람직하다. 또한 제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자를 사용하여 표시를 수행하는 경우에는, 제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자를 사용하여 표시하는 색은 백색 이외의 색이어도 좋다.
또한 상술한 차이의 절댓값, 또는 상술한 비율은 30° 이상 80° 이하에서 선택되는 하나의 각도에 대하여 산출하여도 좋다. 예를 들어 60° 이상 80° 이하에서 선택되는 하나의 각도, 구체적으로는 70°에 대하여 산출하는 것이 좋다. 상기 각도에 대하여 상술한 차이의 절댓값, 또는 상술한 비율이 작으면 수평(좌우) 방향에서의 색도의 시야각 의존성과, 수직(상하) 방향에서의 색도의 시야각 의존성을 같은 정도로 간주할 수 있다. 또는 상술한 차이의 절댓값, 또는 상술한 비율은 각각 30° 이상 80° 이하의 일부 또는 전부의 범위에서 산출된 차이의 절댓값의 평균값, 또는 비율의 평균값이어도 좋다.
본 실시형태의 표시 장치는 수평(좌우) 방향 및 수직(상하) 방향에서 시야각 의존성이 낮고, 비스듬한 방향에서 표시 장치를 관찰하여도, 각도에 따른 콘트라스트의 저하 및 색도의 변화가 적다. 그러므로 표시 장치를 정면 방향에서 관찰하는 경우뿐만 아니라, 비스듬한 방향에서 표시 장치를 관찰하는 경우에도, 높은 시인성이 얻어진다. 예를 들어, 여러 사람이 동시에 다양한 각도에서 본 실시형태의 표시 장치를 관찰하여 상기 표시 장치에 표시되어 있는 정보를 인식할 수 있다. 또한 플렉시블 디스플레이를 구부린 상태에서 관찰하는 경우에도 높은 시인성이 얻어진다. 본 실시형태의 표시 장치는 휴대용 전자 기기의 표시부, 대화면의 표시부, 곡면 형상의 표시부 등 다양한 용도에 적용할 수 있다.
표시 장치에는 R(적색), G(녹색), B(청색)의 3색의 부화소로 하나의 색을 표현하는 구성, R, G, B, W(백색)의 4색의 부화소로 하나의 색을 표현하는 구성, 또는 R, G, B, Y(황색)의 4색의 부화소로 하나의 색을 표현하는 구성 등을 적용할 수 있다. 색 요소는 한정되지 않고, RGBWY 이외의 색(예를 들어 시안 또는 마젠타 등)을 사용하여도 좋다.
표시 장치가 본 발명의 일 형태의 구성을 가지기 위해서는, 제 1 전극의 단부가 절연층으로 덮이지 않는 것이 바람직하다. 바꿔 말하면, 제 1 전극 및 발광층 사이에 절연층을 제공하지 않는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 제 1 전극의 단부와 발광층의 단부가 일치 또는 대략 일치하는 것이 바람직하다. 또는 제 1 전극의 폭은 발광층의 폭보다 작은 것이 바람직하다.
또는 표시 장치가 본 발명의 일 형태의 구성을 가지기 위해서는, 제 1 전극의 단부가 절연층으로 덮이고, 상기 절연층은 발광층의 측면과 접하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 제 1 전극의 폭은 발광층의 폭보다 크고, 절연층은 제 1 전극의 측면, 제 1 전극의 상면의 일부, 및 발광층의 측면과 각각 접하는 것이 바람직하다.
또는 표시 장치가 본 발명의 일 형태의 구성을 가지기 위해서는, 제 1 전극의 단부가 제 1 절연층으로 덮이고, 상기 제 1 절연층과 중첩되는 발광층의 위쪽에 제 2 절연층을 제공하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
<표시 장치의 구성예>
본 발명의 일 형태의 표시 장치의 구성예를 도 1 및 도 2를 사용하여 설명한다.
도 1의 (A)는 표시 장치가 가지는 표시 영역(80)의 상면 개략도이다. 표시 영역(80)은 적색을 나타내는 발광 소자(90R), 녹색을 나타내는 발광 소자(90G), 및 청색을 나타내는 발광 소자(90B)를 각각 복수로 가진다. 도 1의 (A)에서는, 각 발광 소자를 쉽게 구별하기 위하여 각 발광 소자의 발광 영역 내에 R, G, B의 부호를 붙였다.
발광 소자(90R), 발광 소자(90G), 및 발광 소자(90B)는 각각 매트릭스상으로 배열되어 있다. 도 1의 (A)는 발광 소자가 스트라이프 배열을 가지는 구성을 나타낸 것이다. 또한 발광 소자의 배열 방법은 이에 한정되지 않고, S 스트라이프 배열, 델타 배열, 베이어 배열, 지그재그 배열 등의 배열 방법을 적용하여도 좋고, 펜타일 배열, 다이아몬드 배열 등을 사용할 수도 있다.
[구성예 1]
도 1의 (B)는 도 1의 (A) 중의 일점쇄선 A1-A2에 대응하는 단면 개략도이다. 도 1의 (B)에는 발광 소자(90R), 발광 소자(90G), 및 발광 소자(90B)의 단면 개략도를 나타내었다.
발광 소자(90R), 발광 소자(90G), 및 발광 소자(90B)는 트랜지스터(도시하지 않았음)를 포함하는 층(101) 위에 제공된다. 또한 층(101)은 기판(도시하지 않았음) 위에 제공된다. 또는 층(101)에는 기판(도시하지 않았음)이 포함된다.
기판은 가요성을 가지는 것이 바람직하다. 또한 기판의 형상은 비직사각형인 것이 바람직하다. 상기 기판 위에 발광 소자를 형성함으로써, 곡면을 가지는 표시면을 가지는 표시 장치를 제작할 수 있다.
층(101)에는 예를 들어 복수의 트랜지스터가 제공되고, 이들 트랜지스터를 덮도록 절연층이 제공된 적층 구조를 적용할 수 있다. 층(101)은 인접한 발광 소자 사이에 오목부를 가져도 좋다. 예를 들어 층(101)의 가장 바깥쪽 면에 위치하는 절연층에 오목부가 제공되어도 좋다. 층(101)의 구성예에 대해서는 후술한다.
발광 소자(90R)는 화소 전극(111R), 유기층(112R), 및 공통 전극(113)을 가진다. 발광 소자(90G)는 화소 전극(111G), 유기층(112G), 및 공통 전극(113)을 가진다. 발광 소자(90B)는 화소 전극(111B), 유기층(112B), 및 공통 전극(113)을 가진다. 공통 전극(113)은 발광 소자(90R), 발광 소자(90G), 및 발광 소자(90B)에 공통적으로 제공된다.
또한 이하에서는, 발광 소자(90R), 발광 소자(90G), 및 발광 소자(90B)에 공통된 사항을 설명하는 경우에는, 부호에 부기하는 기호를 생략하고 발광 소자(90)라고 표기하여 설명하는 경우가 있다. 또한 본 명세서 등에 기재된 발광 소자(90)는 발광 소자(90R), 발광 소자(90G), 및 발광 소자(90B) 중 어느 하나 또는 복수를 가리키는 경우가 있다.
또한 이하에서는 화소 전극(111R), 화소 전극(111G), 및 화소 전극(111B)에 공통된 사항을 설명하는 경우에는 부호에 부기하는 기호를 생략하고 화소 전극(111)이라고 표기하여 설명하는 경우가 있다. 또한 본 명세서 등에 기재된 화소 전극(111)은 화소 전극(111R), 화소 전극(111G), 및 화소 전극(111B) 중 어느 하나 또는 복수를 가리키는 경우가 있다.
또한 이하에서는 유기층(112R), 유기층(112G), 및 유기층(112B)에 공통된 사항을 설명하는 경우에는 부호에 부기하는 기호를 생략하고 유기층(112)이라고 표기하여 설명하는 경우가 있다. 또한 본 명세서 등에 기재된 유기층(112)은 유기층(112R), 유기층(112G), 및 유기층(112B) 중 어느 하나 또는 복수를 가리키는 경우가 있다.
화소 전극(111)은 발광 소자마다 제공되어 있다.
유기층(112R)은 적어도 적색의 파장 영역에 강도를 가지는 광을 방출하는 발광성 유기 화합물을 가진다. 유기층(112G)은 적어도 녹색의 파장 영역에 강도를 가지는 광을 방출하는 발광성 유기 화합물을 가진다. 유기층(112B)은 적어도 청색의 파장 영역에 강도를 가지는 광을 방출하는 발광성 유기 화합물을 가진다. 유기층(112R), 유기층(112G), 및 유기층(112B)은 각각 EL층이라고도 할 수 있다.
도 1의 (B)에 나타낸 바와 같이, 화소 전극(111R)의 단부와 유기층(112R)의 단부는 일치 또는 대략 일치한다. 화소 전극(111G)의 단부와 유기층(112G)의 단부는 일치 또는 대략 일치한다. 화소 전극(111B)의 단부와 유기층(112B)의 단부는 일치 또는 대략 일치한다.
도 1의 (B)에 나타낸 바와 같이, 상이한 색의 발광 소자 사이에서 2개의 유기층 사이에는 틈이 제공되어 있다. 이와 같이 유기층(112R), 유기층(112G), 및 유기층(112B)이 서로 접하지 않도록 제공되어 있는 것이 바람직하다. 이로써 인접한 2개의 유기층을 통하여 전류가 흘러 의도치 않은 발광이 발생하는 것을 적합하게 방지할 수 있다. 그러므로 색 순도를 높일 수 있고, 표시 품질이 높은 표시 장치를 실현할 수 있다.
도 1의 (B)에 나타낸 바와 같이, 표시 장치는 절연층(119)을 가지고, 절연층(119)은 상기 틈에 제공되어 있다. 구체적으로는 절연층(119)은 화소 전극(111R), 화소 전극(111G), 화소 전극(111B), 유기층(112R), 유기층(112G), 및 유기층(112B) 각각의 측면에 접하는 영역을 가진다. 절연층(119)을 제공함으로써, 화소 전극(111)과 공통 전극(113)의 전기적인 단락 및 이들 사이의 누설 전류를 효과적으로 억제할 수 있다.
또한 도 1의 (B)에서는 절연층(119)을 단층 구조로 하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 절연층(119)을 2층 이상의 다층 구조로 하여도 좋다. 절연층(119)을 2층으로 하는 구성을 도 1의 (C)에 나타내었다. 도 1의 (C)에 나타낸 표시 장치는 절연층(119a)과, 절연층(119a) 위의 절연층(119b)을 가지는 구성이고, 기타 구성은 도 1의 (B)에 나타낸 표시 장치와 같다.
예를 들어 절연층(119a)을 무기 재료로 형성하고, 절연층(119b)을 유기 재료로 형성함으로써, 화소 전극(111)과 공통 전극(113) 사이의 전기적인 단락 및 이들 사이의 누설 전류를 더 효과적으로 억제할 수 있다.
공통 전극(113)은 각 발광 소자에 공통되는 하나의 층으로서 제공되어 있다. 또한 공통 전극(113)은 유기층(112R) 위, 유기층(112G) 위, 유기층(112B) 위, 및 절연층(119) 위에 제공되어 있다. 또한 공통 전극(113)은 발광 소자마다 제공되어 있어도 좋다. 이때 각 공통 전극의 위쪽에 배선으로서 기능하는 도전층을 제공하고, 상기 도전층과 각 공통 전극을 전기적으로 접속하는 구성으로 하여도 좋다.
상기 구성에서 유기층(112)의 발광 영역은 도 1의 (B)에서 사선의 해칭으로 나타낸 영역이다. 즉 유기층(112)의 발광 영역은 유기층(112) 전체가 된다.
상기 구성으로 함으로써 유기층(112)을 평탄하게 할 수 있다. 또한 유기층(112)의 발광 영역과 중첩되는 공통 전극(113)을 평탄하게 할 수 있다. 바꿔 말하면 화소 전극(111)의 상면 전체와, 유기층(112)의 발광 영역과 중첩되는 공통 전극(113)의 하면 전체는 발광 소자(90)의 단면에서 보았을 때 평행 또는 대략 평행하다. 또한 발광 소자(90)를 상면에서 보았을 때 화소 전극(111) 및 공통 전극(113)이 유기층(112)의 발광 영역을 개재하여 중첩되는 영역에서, 화소 전극(111)의 유기층(112) 측의 표면 전체와, 공통 전극(113)의 유기층(112) 측의 표면 전체는 발광 소자(90)의 단면에서 보았을 때 평행 또는 대략 평행하다.
또한 도 1의 (B)에는 화소 전극(111)의 단부와, 유기층(112)의 단부가 일치 또는 대략 일치하는 구성을 나타내었지만, 본 발명의 일 형태는 이에 한정되지 않는다. 상기 구성과 다른 표시 장치의 구성예를 도 2의 (A) 내지 (C)를 사용하여 설명한다.
[구성예 2]
도 2의 (A)는 도 1의 (A) 중의 일점쇄선 A1-A2에 대응하는 단면 개략도이다. 도 2의 (A)에 나타낸 표시 장치는 화소 전극(111)의 폭이 유기층(112)의 폭보다 큰 점에서 도 1의 (B)에 나타낸 표시 장치와 다르다. 또한 상술한 구성예 1과 중복되는 부분에 대해서는 설명을 생략하고, 상이한 부분에 대하여 설명한다.
도 2의 (A)에 나타낸 바와 같이, 화소 전극(111R)의 폭은 유기층(112R)의 폭보다 크다. 화소 전극(111G)의 폭은 유기층(112G)의 폭보다 크다. 화소 전극(111B)의 폭은 유기층(112B)의 폭보다 크다.
도 2의 (A)에 나타낸 바와 같이, 절연층(119)은 화소 전극(111R), 화소 전극(111G), 및 화소 전극(111B) 각각의 상면의 일부 및 측면, 그리고 유기층(112R), 유기층(112G), 및 유기층(112B) 각각의 측면에 접하는 영역을 가진다.
상기 구성에서, 유기층(112)의 발광 영역은 도 2의 (A)에서 사선으로 나타낸 영역이다. 즉 유기층(112)의 발광 영역은 유기층(112) 전체가 된다.
상기 구성으로 함으로써 유기층(112)을 평탄하게 할 수 있다. 또한 유기층(112)의 발광 영역과 중첩되는 공통 전극(113)을 평탄하게 할 수 있다. 바꿔 말하면 화소 전극(111)의 상면 전체와, 유기층(112)의 발광 영역과 중첩되는 공통 전극(113)의 하면 전체는 발광 소자(90)의 단면에서 보았을 때 평행 또는 대략 평행하다. 또한 발광 소자(90)를 상면에서 보았을 때 화소 전극(111) 및 공통 전극(113)이 유기층(112)의 발광 영역을 개재하여 중첩되는 영역에서, 화소 전극(111)의 유기층(112)측의 표면 전체와, 공통 전극(113)의 유기층(112) 측의 표면 전체는 발광 소자(90)의 단면에서 보았을 때 평행 또는 대략 평행하다.
[구성예 3]
도 2의 (B)는 도 1의 (A) 중의 일점쇄선 A1-A2에 대응하는 단면 개략도이다. 도 2의 (B)에 나타낸 표시 장치는 화소 전극(111)의 폭이 유기층(112)의 폭보다 작은 점에서 도 1의 (B)에 나타낸 표시 장치와 다르다. 또한 상술한 구성예 1과 중복되는 부분에 대해서는 설명을 생략하고, 상이한 부분에 대하여 설명한다.
도 2의 (B)에 나타낸 바와 같이, 화소 전극(111R)의 폭은 유기층(112R)의 폭보다 작다. 화소 전극(111G)의 폭은 유기층(112G)의 폭보다 작다. 화소 전극(111B)의 폭은 유기층(112B)의 폭보다 작다.
도 2의 (B)에 나타낸 바와 같이, 유기층(112R)은 화소 전극(111R)의 상면 및 측면을 덮도록 제공되어 있다. 유기층(112G)은 화소 전극(111G)의 상면 및 측면을 덮도록 제공되어 있다. 유기층(112B)은 화소 전극(111B)의 상면 및 측면을 덮도록 제공되어 있다. 도 2의 (B)에서는 화소 전극(111)의 측면이 수직인 예를 나타내었지만 이에 한정되지 않고, 화소 전극(111)의 단부는 테이퍼 형상이어도 좋다. 이에 의하여 유기층(112)의 단차 피복성이 향상되어, 신뢰성이 높은 표시 장치로 할 수 있다.
또한 본 명세서 등에서 "대상물의 단부가 테이퍼 형상이다"란, 그 단부의 영역에서 측면(표면)과 피형성면(바닥면)이 이루는 각도가 0°보다 크고 90° 미만이고, 단부로부터 연속적으로 두께가 증가하는 단면 형상을 가지는 것을 가리킨다. 또한 테이퍼 각이란 대상물의 단부에서의 바닥면(피형성면)과 측면(표면)이 이루는 각을 가리킨다.
도 2의 (B)에 나타낸 바와 같이, 절연층(119)은 유기층(112R), 유기층(112G), 및 유기층(112B) 각각의 상면의 일부 및 측면에 접하는 영역을 가진다. 상기 구성으로 함으로써, 화소 전극(111)과, 화소 전극(111)과 중첩되지 않는 영역의 공통 전극(113)과의 간격이 좁아지는 것을 억제할 수 있다. 따라서 상면에서 보았을 때, 화소 전극(111)과 중첩되지 않는 영역의 유기층(112)이 발광하는 것을 억제할 수 있다. 즉, 유기층(112)의 화소 전극(111)과 중첩되는 영역(도 2의 (B)에서 사선으로 나타낸 영역)을 유기층(112)의 발광 영역으로 할 수 있다.
상기 구성으로 함으로써 유기층(112)의 발광 영역을 평탄하게 할 수 있다. 또한 유기층(112)의 발광 영역과 중첩되는 공통 전극(113)을 평탄하게 할 수 있다. 바꿔 말하면 화소 전극(111)의 상면 전체와, 유기층(112)의 발광 영역과 중첩되는 공통 전극(113)의 하면 전체는 발광 소자(90)의 단면에서 보았을 때 평행 또는 대략 평행하다. 또한 발광 소자(90)를 상면에서 보았을 때 화소 전극(111) 및 공통 전극(113)이 유기층(112)의 발광 영역을 개재하여 중첩되는 영역에서, 화소 전극(111)의 유기층(112) 측의 표면 전체와, 공통 전극(113)의 유기층(112) 측의 표면 전체는 발광 소자(90)의 단면에서 보았을 때 평행 또는 대략 평행하다.
[구성예 4]
도 2의 (C)는 도 1의 (A) 중의 일점쇄선 A1-A2에 대응하는 단면 개략도이다. 도 2의 (C)에 나타낸 표시 장치는 화소 전극(111)의 단부를 덮도록 절연층(118)이 제공되어 있는 점에서 도 1의 (B)에 나타낸 표시 장치와 다르다. 또한 도 2의 (C)에 나타낸 표시 장치는 유기층(112)의 단부를 덮도록 절연층(119)이 제공되어 있는 점에서 도 1의 (B)에 나타낸 표시 장치와 다르다. 또한 상술한 구성예 1과 중복되는 부분에 대해서는 설명을 생략하고, 상이한 부분에 대하여 설명한다.
도 2의 (C)에 나타낸 바와 같이, 절연층(118)은 화소 전극(111)의 단부를 덮도록 층(101) 위 및 화소 전극(111) 위에 제공되어 있다. 바꿔 말하면 절연층(118)은 화소 전극(111)의 상면의 일부 및 측면에 접한다. 절연층(118)의 단부는 테이퍼 형상을 가지는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 절연층(118) 위에 형성되는 유기층(112)의 피복성을 높일 수 있다.
유기층(112)은 화소 전극(111) 위 및 절연층(118) 위에 제공되어 있다. 또한 도 2의 (C)에는 유기층(112)의 단부와 화소 전극(111)의 단부가 일치 또는 대략 일치하는 구성을 나타내었지만, 이에 한정되지 않는다. 화소 전극(111)의 폭이 유기층(112)의 폭보다 커도 좋고, 화소 전극(111)의 폭이 유기층(112)의 폭보다 작아도 좋다.
절연층(119)은 유기층(112) 위 및 절연층(118) 위에 제공되어 있다. 또한 절연층(119)은 유기층(112)의 상면의 일부 및 측면, 그리고 절연층(118)의 상면의 일부 및 측면의 일부에 접하는 영역을 가진다. 또한 절연층(119)이 절연층(118)과 접하는 영역은 유기층(112)의 폭, 절연층(118)의 형상 등에 따라 다르다. 예를 들어 도 2의 (C)에 나타낸 표시 장치에서는 절연층(119)은 유기층(112)의 상면의 일부 및 측면, 그리고 절연층(118)의 상면의 일부 및 측면에 접하는 영역을 가진다. 또한 예를 들어 절연층(118)이 유기 수지를 사용하여 형성되는 경우, 절연층(118)은 화소 전극(111)과 중첩되지 않는 영역에서 오목부를 가지지 않는 경우가 있다. 이때 절연층(119)은 유기층(112)의 상면의 일부 및 측면, 그리고 절연층(118)의 상면에 접하는 영역을 가진다.
절연층(119)은 유기층(112)의 경사를 가지는 영역 위, 또는 절연층(118)의 단부와 중첩되는 영역 위에 제공되는 것이 바람직하고, 유기층(112)의 경사를 가지는 영역 위, 또는 유기층(112)을 개재하여 절연층(118)의 단부와 중첩되는 영역 위에 제공되는 것이 더 바람직하다. 상기 구성으로 함으로써, 도 2의 (C)에서 화살표로 나타낸 영역(유기층(112)의 경사를 가지는 영역 또는 절연층(119)이 절연층(118)의 단부와 중첩되는 영역)을 개재한, 화소 전극(111)과 공통 전극(113)의 간격을 크게 할 수 있다. 따라서 화소 전극(111)과 공통 전극(113)의 거리가 가장 짧아지는 영역과 중첩되는 유기층(112)의 영역(도 2의 (C)에서 사선으로 나타낸 영역)을 유기층(112)의 발광 영역으로 할 수 있다.
상기 구성으로 함으로써 유기층(112)의 발광 영역을 평탄하게 할 수 있다. 또한 유기층(112)의 발광 영역과 중첩되는 공통 전극(113)을 평탄하게 할 수 있다. 바꿔 말하면 화소 전극(111)의 상면 전체와, 유기층(112)의 발광 영역과 중첩되는 공통 전극(113)의 하면 전체는 발광 소자(90)의 단면에서 보았을 때 평행 또는 대략 평행하다. 또한 발광 소자(90)를 상면에서 보았을 때 화소 전극(111) 및 공통 전극(113)이 유기층(112)의 발광 영역을 개재하여 중첩되는 영역에서, 화소 전극(111)의 유기층(112) 측의 표면 전체와, 공통 전극(113)의 유기층(112) 측의 표면 전체는 발광 소자(90)의 단면에서 보았을 때 평행 또는 대략 평행하다.
<표시 장치의 색도 범위에 대하여>
본 실시형태의 표시 장치는 복수의 발광 소자를 가지고, 풀 컬러 표시를 실현할 수 있다. 풀 컬러 표시에서의 품질의 지표로서 몇 가지 규격치가 규정되어 있다.
예를 들어, 디스플레이, 프린터, 디지털 카메라, 스캐너 등의 기기에서 기기 간의 색 재현의 차이를 통일하기 위하여 IEC(국제 전기 표준 회의)가 규정한 국제 표준의 색 공간에 관한 규격으로서 sRGB 규격이 널리 정착되어 있다. 또한 sRGB 규격에서는 CIE(국제 조명 위원회)가 정하는 CIE 1931 색도 좌표(xy 색도 좌표)에서의 색도(x, y)를 적색(R)(x, y)=(0.640, 0.330), 녹색(G)(x, y)=(0.300, 0.600), 청색(B)(x, y)=(0.150, 0.060)으로 하였다.
또한 CIE 1931 색도 좌표(xy 색도 좌표)에서의 색도(x, y)는 아래의 변환식(1)을 사용함으로써 지각되는 색 차이가 공간 내의 거리와 거의 비례하도록 의도하여 정해진 CIE 1976 색도 좌표(u'v' 색도 좌표)로 나타낼 수도 있다.
[수학식 1]
또한 미국 텔레비전 시스템 위원회(National Television System Committee)가 작성한 아날로그 텔레비전 방식의 색 영역 규격인 NTSC 규격에서는, 색도(x, y)를 적색(R)(x, y)=(0.670, 0.330), 녹색(G)(x, y)=(0.210, 0.710), 청색(B)(x, y)=(0.140, 0.080)으로 하였다.
또한 디지털 영화(시네마)를 배급할 때의 국제적인 통일 규격인DCI-P3(Digital Cinema Initiatives) 규격에서는 색도(x, y)를 적색(R)(x, y)=(0.680, 0.320), 녹색(G)(x, y)=(0.265, 0.690), 청색(B)(x, y)=(0.150, 0.060)으로 하였다.
또한 NHK가 정한 고정세 UHDTV(Ultra High Definition Television, 슈퍼 하이비전이라고도 함)에서 사용되는 규격 Recommendation ITU-R BT.2020(이하, BT.2020)에서는 색도(x, y)를 적색(0.708, 0.292), 녹색(0.170, 0.797), 청색(0.131, 0.046)으로 하였다.
이와 같이 화상 표시에 관한 다양한 규격이 정해져 있다.
또한 색도의 산출에서는 색체 휘도계, 분광 방사 휘도계, 발광 스펙트럼 측정기 중 어느 것을 사용하여도 좋다.
<제 1 방향, 제 2 방향>
상술한 제 1 방향 및 제 2 방향에 대하여 도 3을 사용하여 설명한다. 여기서는 제 1 방향 및 제 2 방향에 대하여 주로 구면 좌표계를 사용하여 설명한다.
도 3은 표시 장치가 가지는 표시 영역(80)의 사시도이다. 도 3에는 3개의 발광 소자(발광 소자(90R), 발광 소자(90G), 및 발광 소자(90B))가 배열하는 구성을 나타내었다. 또한 표시 영역(80)은 기판(도시하지 않았음) 표면과 평행하다. 따라서 이하에 기재하는 표시 영역(80)은 기판과 바꿀 수 있다.
여기서는 각 발광 소자의 형상은 상면에서 보았을 때 직사각형인 것으로 하여 설명한다. 즉 각 발광 소자의 상면 형상은 한 쌍의 긴 변과 한 쌍의 짧은 변으로 이루어지는 직사각형인 것으로 한다. 또한 도 3에는 발광 소자(90R), 발광 소자(90G), 및 발광 소자(90B)가 상면에서 보았을 때 직사각형의 형상을 가지는 예를 나타내었지만, 이에 한정되지 않는다. 발광 소자(90R), 발광 소자(90G), 및 발광 소자(90B) 중 적어도 하나가 상면에서 보았을 때 직사각형의 형상을 가지는 것이 좋다. 또한 각 발광 소자의 상면 형상은 직사각형에 한정되지 않고, 원(진원(眞圓)) 또는 정다각형 이외의 형상이어도 좋다. 예를 들어 직사각형 중 장점이 둥그스름한 형상, 오벌(난형(卵形), 장원형, 타원형 등), 상이한 변의 길이가 2개 이상 있는 다각형 등이어도 좋다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 표시 영역(80)의 법선 방향을 z축으로 하고, z축에 수직인 방향을 x축으로 하고, z축 및 x축과 직교하는 방향을 y축으로 한다. 바꿔 말하면 x축 및 y축은 표시 영역(80)에 대하여 평행하다. 이하에서는 표시 영역(80)에 평행한 면을 xy 평면이라고 표기하는 경우가 있다.
도 3에는 제 1 방향(31) 및 제 2 방향(32)을 도시하였다. 제 1 방향(31)은 상술한 제 1 방향에 대응하고, 제 2 방향(32)은 상술한 제 2 방향에 대응한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 제 1 방향(31)과 z축이 이루는 각을 각(31A)으로 하고, 제 2 방향(32)과 z축이 이루는 각을 각(32A)으로 한다. 또한 xy 평면에 대한 제 1 방향(31)의 사영과 x축이 이루는 각을 각(31B)으로 하고, xy 평면에 대한 제 2 방향(32)의 사영과 x축이 이루는 각을 각(32B)으로 한다.
상술한 CIE 1976 색도 좌표에서, 각 발광 소자의 발광의, 정면 방향의 색도와 제 1 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'와, 정면 방향의 색도와 제 2 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'의 차이의 절댓값을 산출하는 경우, xy 평면에 대한 제 1 방향(31)의 사영이 발광 소자의 긴 변과 평행하게 되도록 제 1 방향(31)을 설정하고, xy 평면에 대한 제 2 방향(32)의 사영이 발광 소자의 짧은 변과 평행하게 되도록 제 2 방향(32)을 설정한다. 바꿔 말하면 표시 영역(80)을 상면에서 보았을 때, 제 1 방향(31)을 발광 소자의 긴 변과 평행하게 하고, 제 2 방향(32)을 발광 소자의 짧은 변과 평행하게 한다. 또한 발광 소자는 상면에서 보았을 때 직사각형이기 때문에, 발광 소자의 긴 변과 발광 소자의 짧은 변이 이루는 각은 직각이어서, xy 평면에 대한 제 2 방향(32)의 사영은 xy 평면에 대한 제 1 방향(31)의 사영과 수직이 된다.
또한 표시 영역(80)을 상면에서 보았을 때, 정면 방향(z축 방향에 상당함) 및 제 1 방향(31)이 이루는 각과, 정면 방향 및 제 2 방향(32)이 이루는 각이 동등하고, 또한 xy 평면에 대한 제 1 방향(31)의 사영 및 xy 평면에 대한 제 2 방향(32)의 사영이 이루는 각이 90° 또는 270°가 되도록 제 1 방향(31) 및 제 2 방향(32)을 설정한다. 바꿔 말하면 각(31A)의 각도와 각(32A)의 각도가 동등하고, 또한 각(31B)의 각도와 각(32B)의 각도의 차이가 90° 또는 270°가 되도록 제 1 방향(31) 및 제 2 방향(32)을 설정한다.
상기 2개의 색도 차이 Δu'v' 사이의 차이의 절댓값은 각(31A) 및 각(32A) 각각의 각도를 30° 이상 80° 이하에서 선택되는 하나의 각도, 또는 30° 이상 80° 이하의 일부 또는 전부의 범위에 대하여 산출하는 것이 좋다.
또한 제 2 방향(32)은 정면에서의 기울기의 절댓값이 제 1 방향(31)과 같고, 표시 영역(80)에 대한 사영이 제 1 방향(31)의 표시 영역(80)에 대한 사영에 대하여 수직인 방향으로 간주할 수 있다. 또한 제 2 방향(32)은 제 1 방향(31)을 고정한 상태에서 표시 영역(80)을 상면에서 보았을 때 90° 회전시킨 경우의 제 1 방향(31)으로 간주할 수 있다.
발광 소자의 상면 형상이 직사각형 이외인 경우, 긴 변과 짧은 변을 정의할 수 없는 경우가 있다. 예를 들어, 발광 소자의 상면 형상이 대칭축을 가지는 경우, xy 평면에 대한 제 1 방향(31)의 사영이 대칭축과 평행하게 되도록 제 1 방향(31)을 설정하고, xy 평면에 대한 제 2 방향(32)의 사영이 대칭축과 수직이 되도록 제 2 방향(32)을 설정하여도 좋다. 또한 xy 평면에 대한 제 1 방향(31)의 사영이, 발광 소자가 가지는 형상의 중심(重心)을 통과하여 상기 형상의 가장자리(윤곽)까지의 거리가 가장 길어지는 직선과 평행하게 되도록 제 1 방향(31)을 설정하고, xy 평면에 대한 제 2 방향(32)의 사영이, 상기 형상의 중심을 통과하여 상기 형상의 가장자리까지의 거리가 가장 짧아지는 직선과 평행하게 되도록 제 2 방향(32)을 설정하는 것이 좋다. 이때 xy 평면에 대한 제 1 방향(31)의 사영과, xy 평면에 대한 제 2 방향(32)의 사영이 이루는 각은 직각(90° 또는 270°)에 한정되지 않는다.
또한 상술한 CIE 1976 색도 좌표에서, 각 발광 소자의 발광의 정면 방향의 색도와 제 1 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'에 대한, 정면 방향의 색도와 제 2 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'의 비율을 산출하는 경우도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명의 일 형태에 의하여 시야각이 넓은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또한 색 순도가 높은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또한 수평(좌우) 방향 및 수직(상하) 방향에서 시야각이 넓은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또한 수평(좌우) 방향 및 수직(상하) 방향에서 색 순도가 높은 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서에 기재되는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 구성예 및 제작 방법의 예에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 형태는 발광 소자(발광 디바이스라고도 함)를 가지는 표시 장치이다. 예를 들어 각각 적색(R), 녹색(G), 또는 청색(B)의 광을 방출하는 3종류의 발광 소자를 가짐으로써, 풀 컬러 표시의 표시 장치를 실현할 수 있다.
본 발명의 일 형태는 섬 형상의 EL층끼리, 및 섬 형상의 EL층과 활성층을 메탈 마스크 등의 섀도 마스크를 사용하지 않고 포토리소그래피법으로 미세한 패턴으로 가공한다. 이로써 여태까지 실현이 어려웠던 높은 정세도와 큰 개구율을 가지는 표시 장치를 실현할 수 있다. 또한 EL층을 따로 형성할 수 있기 때문에 매우 선명하고 콘트라스트가 높고 표시 품질이 높은 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한 본 명세서 등에서 섬 형상이란, 동일한 공정에서 동일한 재료를 사용하여 형성된 2개 이상의 층이 물리적으로 분리된 상태를 가리킨다. 예를 들어 섬 형상의 EL층이란 상기 EL층과, 이에 인접하는 EL층이 물리적으로 분리되어 있는 상태인 것을 가리킨다.
색이 상이한 EL층 사이, 또는 EL층과 활성층 사이의 간격은, 예를 들어 메탈 마스크를 사용한 형성 방법으로는 10μm 미만으로 하는 것은 어렵지만, 상기 방법이면 3μm 이하, 2μm 이하, 또는 1μm 이하까지 좁힐 수 있다. 예를 들어 LSI용 노광 장치를 사용함으로써, 500nm 이하, 200nm 이하, 100nm 이하, 나아가서는 50nm 이하까지 간격을 좁힐 수도 있다. 이에 의하여, 2개의 발광 소자 사이에 존재할 수 있는 비발광 영역의 면적을 대폭 축소할 수 있고, 개구율을 100%에 가깝게 할 수 있게 된다. 예를 들어 개구율은 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 나아가서는 90% 이상이고, 100% 미만의 개구율을 실현할 수도 있다.
또한 메탈 마스크를 사용한 경우에 비하여, EL층 및 활성층 자체의 패턴도 매우 작게 할 수 있다. 또한 예를 들어 EL층을 따로 형성하는 데 메탈 마스크를 사용한 경우에는 패턴의 중앙과 단부에서 두께의 편차가 발생하기 때문에, 패턴 전체의 면적에 대하여 발광 영역으로서 사용할 수 있는 유효 면적은 작아진다. 한편으로 상기 제작 방법에 따르면 균일한 두께로 성막한 막을 가공함으로써 패턴을 형성하기 때문에, 패턴 내에서 두께를 균일하게 할 수 있고, 미세한 패턴이어도 그 패턴의 거의 전체를 발광 영역으로서 사용할 수 있다. 그러므로 상기 제작 방법으로 형성하면 높은 정세도와 높은 개구율을 겸비할 수 있다.
FMM(Fine Metal Mask)을 사용하여 형성된 유기막은 단부에 가까울수록 두께가 얇아지는, 테이퍼 각이 매우 작은(예를 들어 0°보다 크고 30° 미만) 막이 되는 경우가 많다. 그러므로 FMM을 사용하여 형성된 유기막은 그 측면과 상면이 연속적으로 연결되기 때문에, 측면을 명확하게 확인하는 것이 어려운 경우가 있다. 한편으로 본 발명의 일 형태에서는 FMM을 사용하지 않고 가공된 EL층을 가지기 때문에, 측면을 명확하게 확인할 수 있다. 특히 본 발명의 일 형태는 EL층의 테이퍼 각이 30° 이상 120° 이하, 바람직하게는 60° 이상 120° 이하인 것이 바람직하다.
본 명세서 등에서, 메탈 마스크 또는 FMM(파인 메탈 마스크, 고정세 메탈 마스크)을 사용하여 제작되는 디바이스를 MM(메탈 마스크) 구조의 디바이스라고 하는 경우가 있다. 또한 본 명세서 등에서, FMM을 사용하여 제작되는 디바이스를 FMM 구조의 디바이스라고 하는 경우가 있다. 또한 본 명세서 등에서 메탈 마스크 또는 FMM을 사용하지 않고 제작된 디바이스를 MML(메탈 마스크리스) 구조의 디바이스라고 하는 경우가 있다. MML 구조의 표시 장치는 메탈 마스크를 사용하지 않고 제작되기 때문에, FMM 구조 또는 MM 구조의 표시 장치보다 화소 배치 및 화소 형상 등의 설계 자유도가 높다.
또한 MML 구조의 표시 장치의 제작 방법에서는, 섬 형상의 EL층은 메탈 마스크의 패턴에 의하여 형성되는 것은 아니라, EL층을 면 전체에 성막한 후에 가공함으로써 형성된다. 따라서 여태까지 실현이 어려웠던 정세도가 높은 표시 장치 또는 개구율이 높은 표시 장치를 실현할 수 있다. 또한 EL층을 색마다 따로 형성할 수 있기 때문에, 매우 선명하고 콘트라스트가 높고 표시 품질이 높은 표시 장치를 실현할 수 있다. 또한 EL층 위에 희생층을 제공함으로써, 표시 장치의 제작 공정 중에 EL층이 받는 대미지를 저감하여, 발광 소자의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한 본 명세서 등에서, 희생층을 마스크층이라고 불러도 좋다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 화소 전극의 단부를 덮는 절연물이 제공되지 않는 구조로 할 수 있다. 바꿔 말하면, 화소 전극과 EL층 사이에 절연물이 제공되지 않는 구성이다. 상기 구성으로 함으로써, EL층으로부터의 발광을 효율적으로 추출할 수 있기 때문에, 시야각 의존성을 매우 낮게 할 수 있다. 예를 들어 본 발명의 일 형태의 표시 장치에서는, 시야각(비스듬한 방향에서 화면을 보았을 때 일정한 콘트라스트비가 유지되는 최대 각도)을 100° 이상 180° 미만, 바람직하게는 150° 이상 170° 이하의 범위로 할 수 있다. 또한 상술한 시야각은 상하 방향 및 좌우 방향 각각에 적용할 수 있다. 본 발명의 일 형태의 표시 장치로 함으로써, 시야각 의존성이 향상되고 화상의 시인성을 높일 수 있다.
또한 표시 장치를 FMM을 사용하여 형성하는 경우, 화소 배치의 구성 등이 제한되는 경우가 있다. 여기서 FMM을 사용한 EL층의 형성에 대하여 이하에서 설명한다.
FMM을 사용하여 EL층을 형성하는 경우, EL 증착 시에 원하는 영역에 EL 재료가 증착되도록, 개구부가 제공된 금속의 마스크(FMM이라고도 함)를 기판과 대향하여 세트한다. 그 후, FMM을 통하여 EL 증착을 수행함으로써, 원하는 영역에 EL 재료를 증착한다. EL 증착 시의 기판 크기가 커지면 FMM의 크기도 커지기 때문에 그 중량도 커진다. 또한 EL 증착 시에 열 등이 FMM에 가해지기 때문에, FMM이 변형되는 경우가 있다. 또는 EL 증착 시에 FMM에 일정한 장력을 가하여 증착하는 방법 등도 있기 때문에, FMM의 중량 및 강도는 중요한 파라미터이다.
그러므로 FMM 구조의 표시 장치의 화소 배치의 구성을 설계하는 경우, 상기 파라미터 등을 고려할 필요가 있고, 일정한 제한을 두고 검토할 필요가 있다. 한편으로 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 MML 구조의 표시 장치이기 때문에, FMM 구조의 표시 장치와 비교하여 화소 배치의 구성 등의 설계 자유도가 높다는 우수한 효과를 가진다. 또한 본 구성에서는, 예를 들어 플렉시블 디바이스 등과도 친화성이 매우 높고, 화소 및 구동 회로 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 다양한 회로 배치로 할 수 있다.
또한 본 명세서 등에서, 각 색의 발광 소자(여기서는 청색(B), 녹색(G), 및 적색(R))의 발광층을 따로 형성하거나 개별 도포하는 구조를 SBS(Side By Side) 구조라고 하는 경우가 있다. 또한 본 명세서 등에서 백색광을 발할 수 있는 발광 소자를 백색 발광 소자라고 하는 경우가 있다. 또한 백색 발광 소자는 착색층(예를 들어 컬러 필터)과 조합함으로써, 풀 컬러 표시의 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한 발광 소자는 싱글 구조와 탠덤 구조로 크게 나눌 수 있다. 싱글 구조의 소자는 한 쌍의 전극 사이에 하나의 발광 유닛을 가지고, 상기 발광 유닛은 하나 이상의 발광층을 포함하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 2개의 발광층을 사용하여 백색 발광을 얻는 경우, 2개의 발광층 각각의 발광색이 서로 보색 관계가 되는 발광층을 선택하는 것이 좋다. 예를 들어 제 1 발광층의 발광색과 제 2 발광층의 발광색이 보색 관계가 되도록 함으로써, 발광 소자 전체로서 백색 발광하는 구성을 얻을 수 있다. 또한 3개 이상의 발광층을 사용하여 백색 발광을 얻는 경우, 3개 이상의 발광층 각각의 발광색이 합쳐져 발광 소자 전체로서 백색 발광할 수 있는 구성으로 하면 좋다.
탠덤 구조의 소자는 한 쌍의 전극 사이에 2개 이상의 복수의 발광 유닛을 가지고, 각 발광 유닛은 하나 이상의 발광층을 포함하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 각 발광 유닛에서, 같은 색의 광을 방출하는 발광층을 사용함으로써 소정의 전류당 휘도가 높아지고, 또한 싱글 구조에 비하여 신뢰성이 높은 발광 디바이스로 할 수 있다. 탠덤 구조로 백색 발광을 얻기 위해서는 복수의 발광 유닛의 발광층으로부터의 광을 합하여 백색 발광이 얻어지는 구성으로 하면 좋다. 또한 백색 발광이 얻어지는 발광색의 조합은 싱글 구조의 구성과 마찬가지이다. 또한 탠덤 구조의 소자에서 복수의 발광 유닛 사이에는 전하 발생층 등의 중간층을 제공하는 것이 적합하다.
또한 상술한 백색 발광 소자(싱글 구조 또는 탠덤 구조)와 SBS 구조의 발광 소자를 비교한 경우, SBS 구조의 발광 소자는 백색 발광 소자보다 소비 전력을 낮출 수 있다. 소비 전력을 억제하고자 하는 경우, SBS 구조의 발광 소자를 사용하는 것이 적합하다. 한편으로 백색 발광 소자는, SBS 구조의 발광 소자보다 제조 공정이 간단하기 때문에 제조 비용을 절감할 수 있거나 제조 수율을 높일 수 있어 적합하다.
본 실시형태의 발광 소자의 구성은 특별히 한정되지 않고, 싱글 구조를 가져도 좋고 탠덤 구조를 가져도 좋다.
이하에서는 더 구체적인 예에 대하여 설명한다.
[구성예]
도 4에 표시 장치(100)의 표시 영역 및 그 주변의 상면 개략도를 나타내었다. 표시 장치(100)의 표시 영역은 적색을 나타내는 발광 소자(90R), 녹색을 나타내는 발광 소자(90G), 및 청색을 나타내는 발광 소자(90B)를 각각 복수로 가진다. 도 4에서는, 각 발광 소자를 쉽게 구별하기 위하여, 각 발광 소자의 발광 영역 내에 R, G, B의 부호를 붙였다.
발광 소자(90R), 발광 소자(90G), 및 발광 소자(90B)는 각각 매트릭스상으로 배열되어 있다. 도 4는 스트라이프 배열을 가지는 구성을 나타낸 것이다. 또한 발광 소자의 배열 방법은 이에 한정되지 않고, S 스트라이프 배열, 델타 배열, 베이어 배열, 지그재그 배열 등의 배열 방법을 적용하여도 좋고, 펜타일 배열, 다이아몬드 배열 등을 사용할 수도 있다.
또한 도 4에는 공통 전극(113)과 전기적으로 접속되는 접속 전극(111C)을 나타내었다. 접속 전극(111C)에는 공통 전극(113)에 공급하기 위한 전위(예를 들어 애노드 전위 또는 캐소드 전위)가 인가된다. 접속 전극(111C)은 발광 소자(90R) 등이 배열되는 표시 영역의 외부에 제공된다. 또한 도 4에서는 공통 전극(113)을 파선으로 나타내었다.
접속 전극(111C)은 표시 영역의 외주를 따라 제공할 수 있다. 예를 들어 표시 영역의 외주의 1변을 따라 제공되어 있어도 좋고, 표시 영역의 외주의 2변 이상에 걸쳐 제공되어 있어도 좋다. 즉 표시 영역의 상면 형상이 직사각형인 경우에는 접속 전극(111C)의 상면 형상은 띠 형상, L자 형상, ㄷ자형(대괄호 형상), 또는 사각형 등으로 할 수 있다.
도 5의 (A)는 도 4 내의 일점쇄선 A1-A2 및 일점쇄선 C1-C2에 대응하는 단면도이다. 도 5의 (A)에는 발광 소자(90R), 발광 소자(90G), 발광 소자(90B), 및 접속부(140)의 단면도를 나타내었다. 발광 소자(90R), 발광 소자(90G), 및 발광 소자(90B)는 층(101) 위에 제공된다. 또한 층(101)은 기판(도시하지 않았음) 위에 제공된다. 또는 층(101)에는 기판(도시하지 않았음)이 포함된다.
층(101)에는 예를 들어 복수의 트랜지스터(도시하지 않았음)가 제공되고, 이들 트랜지스터를 덮도록 절연층이 제공된 적층 구조를 적용할 수 있다. 여기서 도 5의 (A)에서는 층(101)이 인접한 발광 소자 사이에 오목부를 가지지 않는 예를 나타내었지만, 오목부를 가져도 좋다.
층(101)에는 예를 들어 화소 회로, 주사선 구동 회로(게이트 드라이버), 및 신호선 구동 회로(소스 드라이버) 등이 구성되어 있는 것이 바람직하다. 또한 상기에 더하여 연산 회로 또는 기억 회로 등이 구성되어 있어도 좋다.
발광 소자(90R)는 화소 전극(111R), 유기층(112R), 유기층(114), 및 공통 전극(113)을 가진다. 발광 소자(90G)는 화소 전극(111G), 유기층(112G), 유기층(114), 및 공통 전극(113)을 가진다. 발광 소자(90B)는 화소 전극(111B), 유기층(112B), 유기층(114), 및 공통 전극(113)을 가진다. 유기층(114)과 공통 전극(113)은 발광 소자(90R), 발광 소자(90G), 및 발광 소자(90B)에 공통적으로 제공된다. 유기층(114)은 공통층이라고도 할 수 있다.
유기층(112R)은 적어도 적색의 파장 영역에 강도를 가지는 광을 방출하는 발광성 유기 화합물을 가진다. 유기층(112G)은 적어도 녹색의 파장 영역에 강도를 가지는 광을 방출하는 발광성 유기 화합물을 가진다. 유기층(112B)은 적어도 청색의 파장 영역에 강도를 가지는 광을 방출하는 발광성 유기 화합물을 가진다. 유기층(112R), 유기층(112G), 및 유기층(112B)은 각각 EL층이라고도 할 수 있다.
유기층(112R), 유기층(112G), 유기층(112B)은 각각 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 주입층, 및 정공 수송층 중 하나 이상을 가져도 좋다. 유기층(114)은 발광층을 가지지 않는 구성으로 할 수 있다. 예를 들어 유기층(114)은 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 주입층, 및 정공 수송층 중 하나 이상을 가진다.
여기서 유기층(112R), 유기층(112G), 및 유기층(112B)의 적층 구조 중 가장 위쪽에 위치하는 층, 즉 유기층(114)과 접하는 층은 발광층 이외의 층으로 하는 것이 바람직하다. 예를 들어 발광층을 덮어 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 주입층, 정공 수송층, 또는 이들 이외의 층을 제공하고, 상기 층과 유기층(114)이 접하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 각 발광 소자를 제작할 때에 발광층의 상면을 다른 층으로 보호한 상태로 함으로써, 발광 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
화소 전극(111)은 발광 소자마다 제공되어 있다. 또한 공통 전극(113) 및 유기층(114)은 각 발광 소자에 공통되는 하나의 층으로서 제공되어 있다. 각 화소 전극 및 공통 전극(113) 중 어느 한쪽에 가시광에 대하여 투과성을 가지는 도전막을 사용하고, 다른 쪽에 반사성을 가지는 도전막을 사용한다. 각 화소 전극을 투광성으로 하고 공통 전극(113)을 반사성으로 함으로써, 배면 사출형(보텀 이미션(bottom-emission)형) 표시 장치로 할 수 있고, 그 반대로 각 화소 전극을 반사성으로 하고 공통 전극(113)을 투광성으로 함으로써 전면 사출형(톱 이미션(top-emission)형) 표시 장치로 할 수 있다. 또한 각 화소 전극과 공통 전극(113)을 모두 투광성으로 함으로써, 양면 사출형(듀얼 이미션(dual-emission)형) 표시 장치로 할 수도 있다.
도 5의 (A)에 나타낸 바와 같이, 상이한 색의 발광 소자 사이에서, 2개의 유기층(112) 사이에 틈이 제공되어 있다. 이와 같이 유기층(112R), 유기층(112G), 및 유기층(112B)이 서로 접하지 않도록 제공되어 있는 것이 바람직하다. 이로써, 인접한 2개의 유기층(112)을 통하여 전류가 흘러 의도치 않은 발광이 생기는 것을 적합하게 방지할 수 있다. 그러므로 콘트라스트를 높일 수 있고, 표시 품질이 높은 표시 장치를 실현할 수 있다.
유기층(112R), 유기층(112G), 및 유기층(112B)은 테이퍼 각이 30° 이상인 것이 바람직하다. 유기층(112R), 유기층(112G), 및 유기층(112B)은 단부에서의 측면(표면)과 바닥면(피형성면)의 각도가 30° 이상 120° 이하, 바람직하게는 45° 이상 120° 이하, 더 바람직하게는 60° 이상 120° 이하인 것이 바람직하다. 또는 유기층(112R), 유기층(112G), 및 유기층(112B)은 테이퍼 각이 각각 90° 또는 그 근방(예를 들어 80° 이상 100° 이하)인 것이 바람직하다.
공통 전극(113) 위에는 보호층(121)이 제공되어 있다. 보호층(121)은 상방으로부터 각 발광 소자로 물 등의 불순물이 확산되는 것을 방지하는 기능을 가진다.
보호층(121)으로서는, 예를 들어 적어도 무기 절연막을 포함하는 단층 구조 또는 적층 구조로 할 수 있다. 무기 절연막의 예로서는 산화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 질화산화 실리콘막, 질화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 산화질화 알루미늄막, 산화 하프늄막 등의 산화물막, 산화질화물막, 질화산화물막, 또는 질화물막을 들 수 있다. 또는 보호층(121)으로서 인듐 갈륨 산화물, 인듐 갈륨 아연 산화물 등의 반도체 재료를 사용하여도 좋다.
또한 보호층(121)으로서 무기 절연막과 유기 절연막의 적층막을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 한 쌍의 무기 절연막 사이에 유기 절연막을 끼운 구성으로 하는 것이 바람직하다. 또한 유기 절연막이 평탄화막으로서 기능하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 유기 절연막의 상면을 평탄하게 할 수 있기 때문에, 그 위의 무기 절연막의 피복성이 향상되어, 불순물에 대한 보호층(121)의 배리어성을 높일 수 있다. 또한 보호층(121)의 상면이 평탄하게 되기 때문에 보호층(121) 상방에 구조물(예를 들어 컬러 필터, 터치 센서의 전극, 또는 렌즈 어레이 등)을 제공하는 경우에, 하방의 구조에 기인하는 요철 형상의 영향을 경감할 수 있어 바람직하다.
접속부(140)에서는 접속 전극(111C) 위에 공통 전극(113)이 접하여 제공되고, 공통 전극(113)을 덮어 보호층(121)이 제공되어 있다.
도 5의 (A)는 화소 전극(111R)의 단부와 유기층(112R)의 단부가 일치 또는대략 일치하고, 화소 전극(111G)의 단부와 유기층(112G)의 단부가 일치 또는 대략 일치하고, 화소 전극(111B)의 단부와 유기층(112B)의 단부가 일치 또는 대략 일치하는 경우의 예를 나타내었다.
또한 도 5의 (A)는 유기층(114)이 유기층(112R), 유기층(112G), 및 유기층(112B)의 상면 및 측면을 덮어 제공되어 있다. 유기층(114)에 의하여, 화소 전극(111)과 공통 전극(113)이 접하여 전기적으로 단락되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 도 5의 (A)에 나타낸 구성에 한정되지 않는다. 이하에서는, 도 5의 (A)와 구성의 일부가 다른 표시 장치의 구성예에 대하여 설명한다.
도 5의 (B)는 표시 장치가 유기층(112R), 유기층(112G), 및 유기층(112B), 그리고 화소 전극(111)의 측면에 접하여 제공되는 절연층(125)을 가지는 경우의 예를 나타내었다. 즉 도 5의 (B)에 나타낸 표시 장치는 절연층(125)을 가지는 점에서 도 5의 (A)에 나타낸 표시 장치와 다르다. 절연층(125)을 제공함으로써 화소 전극(111)과 공통 전극(113)의 전기적인 단락 및 이들 사이의 누설 전류를 효과적으로 억제할 수 있다.
또한 절연층(125)은 접속 전극(111C)의 측면에 접하여 제공되어도 좋다. 도 5의 (B)는 절연층(125)이 접속 전극(111C)의 상면의 일부 및 측면과 접하는 영역을 가지는 경우의 예를 나타내었다.
절연층(125)은 무기 재료를 가지는 절연층으로 할 수 있다. 절연층(125)으로서는 예를 들어 산화 절연막, 질화 절연막, 산화질화 절연막, 및 질화산화 절연막 등의 무기 절연막을 사용할 수 있다. 절연층(125)은 단층 구조를 가져도 좋고, 적층 구조를 가져도 좋다. 산화 절연막으로서는 산화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 산화 마그네슘막, 인듐 갈륨 아연 산화물막, 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. 특히 원자층 퇴적(ALD: Atomic Layer Deposition)법으로 형성한 산화 알루미늄막, 산화 하프늄막, 산화 실리콘막 등의 무기 절연막을 절연층(125)에 적용함으로써, 핀홀이 적고 유기층을 보호하는 기능이 우수한 절연층(125)을 형성할 수 있다.
또한 본 명세서 등에서 산화질화물이란 그 조성에서 질소보다 산소의 함유량이 많은 재료를 가리키고, 질화산화물이란 그 조성에서 산소보다 질소의 함유량이 많은 재료를 가리킨다. 예를 들어 산화질화 실리콘이라고 기재한 경우에는, 그 조성에서 질소보다 산소의 함유량이 많은 재료를 가리키고, 질화산화 실리콘이라고 기재한 경우에는, 그 조성에서 산소보다 질소의 함유량이 많은 재료를 가리킨다. 예를 들어 산화질화 알루미늄이라고 기재한 경우에는, 그 조성에서 질소보다 산소의 함유량이 많은 재료를 가리키고, 질화산화 알루미늄이라고 기재한 경우에는, 그 조성에서 산소보다 질소의 함유량이 많은 재료를 가리킨다.
도 5의 (C)에서는 인접한 2개의 발광 소자 사이에서, 대향하는 2개의 화소 전극 사이의 틈, 및 대향하는 2개의 유기층 사이의 틈을 메우도록 수지층(126)이 제공되어 있다. 즉 도 5의 (C)에 나타낸 표시 장치는 수지층(126)을 가지는 점에서 도 5의 (A)에 나타낸 표시 장치와 다르다. 수지층(126)에 의하여, 유기층(114), 공통 전극(113) 등의 피형성면을 평탄화할 수 있기 때문에, 인접한 발광 소자 사이의 단차에서의 공통 전극(113)의 피복 불량으로 인하여 공통 전극(113)이 단선되는 것을 방지할 수 있다.
수지층(126)의 상면은 평탄할수록 바람직하지만, 수지층(126)의 피형성면의 요철 형상, 수지층(126)의 형성 조건 등에 따라 수지층(126)의 표면이 오목 형상 또는 볼록 형상이 되는 경우가 있다.
또한 수지층(126)은 접속 전극(111C)의 측면에 접하여 제공되어도 좋다. 도 5의 (C)는 수지층(126)이 접속 전극(111C)의 상면의 일부 및 측면에 접하는 영역을 가지는 경우의 예를 나타낸 것이다.
수지층(126)으로서는, 유기 재료를 가지는 절연층을 적합하게 사용할 수 있다. 예를 들어 수지층(126)으로서 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 에폭시 수지, 이미드 수지, 폴리아마이드 수지, 폴리이미드아마이드 수지, 실리콘(silicone) 수지, 실록세인 수지, 벤조사이클로뷰텐계 수지, 페놀 수지, 및 이들 수지의 전구체 등을 적용할 수 있다. 또한 수지층(126)으로서 폴리바이닐알코올(PVA), 폴리바이닐뷰티랄, 폴리바이닐피롤리돈, 폴리에틸렌글라이콜, 폴리글리세린, 풀루란, 수용성 셀룰로스, 또는 알코올 가용성 폴리아마이드 수지 등의 유기 재료를 사용하여도 좋다. 또한 수지층(126)으로서 감광성 수지를 사용할 수 있다. 감광성 수지로서는 포토레지스트를 사용하여도 좋다. 감광성 수지로서는 포지티브형 재료 또는 네거티브형 재료를 사용할 수 있다.
감광성 수지를 사용함으로써, 노광 및 현상의 공정만으로 수지층(126)을 제작할 수 있다. 또한 네거티브형 감광성 수지(예를 들어 레지스트 재료 등)를 사용하여 수지층(126)을 형성하여도 좋다. 또한 수지층(126)으로서 유기 재료를 가지는 절연층을 사용하는 경우, 가시광을 흡수하는 재료를 사용하는 것이 적합하다. 수지층(126)에 가시광을 흡수하는 재료를 사용하면, EL층으로부터의 발광을 수지층(126)에 의하여 흡수할 수 있게 되고, 인접하는 EL층에 누설될 수 있는 광(미광(迷光))을 억제할 수 있다. 따라서 표시 품질이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한 수지층(126)으로서 착색된 재료(예를 들어 흑색의 안료를 포함하는 재료 등)를 사용함으로써, 인접하는 화소로부터의 미광을 차단하여 혼색을 억제하는 기능을 부여하여도 좋다.
도 5의 (D)에서는 절연층(125)과, 절연층(125) 위의 수지층(126)이 제공되어 있다. 즉 도 5의 (D)에 나타낸 표시 장치는 절연층(125) 및 수지층(126)을 가지는 점에서 도 5의 (A)에 나타낸 표시 장치와 다르다. 절연층(125)에 의하여, 유기층(112)과 수지층(126)이 접하지 않기 때문에, 수지층(126)에 포함되는 수분 등의 불순물이 유기층(112)으로 확산되는 것을 방지할 수 있고, 신뢰성이 높은 표시 장치로 할 수 있다.
또한 절연층(125)과 수지층(126) 사이에 반사막(예를 들어 은, 팔라듐, 구리, 타이타늄, 및 알루미늄 등에서 선택되는 하나 또는 복수를 포함하는 금속막)을 제공하고, 발광층으로부터 방출되는 광을 상기 반사막으로 반사함으로써, 광 추출 효율을 향상시키는 기구를 제공하여도 좋다.
도 6의 (A) 내지 (C), 그리고 도 7의 (A) 내지 (E) 각각에 나타낸 표시 장치는 화소 전극(111)의 폭이 유기층(112)의 폭과 다른 점에서 도 5의 (A)에 나타낸 표시 장치와 다르다.
도 6의 (A) 내지 (C)에는 화소 전극(111R)의 폭이 유기층(112R)의 폭보다 크고, 화소 전극(111G)의 폭이 유기층(112G)의 폭보다 크고, 화소 전극(111B)의 폭이 유기층(112B)의 폭보다 큰 경우의 예를 나타내었다. 유기층(112R)은 화소 전극(111R)의 단부보다 내측에 제공되고, 유기층(112G)은 화소 전극(111G)의 단부보다 내측에 제공되고, 유기층(112B)은 화소 전극(111B)의 단부보다 내측에 제공되어 있다.
도 6의 (A)는 절연층(125)을 가지는 경우의 예를 나타낸 것이다. 절연층(125)은 발광 소자가 가지는 유기층(112)의 측면과, 화소 전극(111)의 상면의 일부 및 측면을 덮어 제공되어 있다.
도 6의 (B)는 수지층(126)을 가지는 경우의 예를 나타낸 것이다. 수지층(126)은 인접한 2개 발광 소자 사이에 위치하고, 유기층(112)의 측면, 그리고 화소 전극(111)의 상면의 일부 및 측면을 덮어 제공되어 있다.
도 6의 (C)는 절연층(125)과 수지층(126)을 모두 가지는 경우의 예를 나타낸 것이다. 유기층(112)과 수지층(126) 사이에는 절연층(125)이 제공되어 있다.
도 7의 (A) 내지 (E)에는 화소 전극(111R)의 폭이 유기층(112R)의 폭보다 작고, 화소 전극(111G)의 폭이 유기층(112G)의 폭보다 작고, 화소 전극(111B)의 폭이 유기층(112B)의 폭보다 작은 경우의 예를 나타내었다. 유기층(112R)의 단부는 화소 전극(111R)의 단부보다 외측에 위치하고, 유기층(112G)의 단부는 화소 전극(111G)의 단부보다 외측에 위치하고, 유기층(112B)의 단부는 화소 전극(111B)의 단부보다 외측에 위치한다.
도 7의 (B)는 절연층(125)을 가지는 예를 나타낸 것이다. 절연층(125)은 인접한 2개의 발광 소자의 유기층(112)의 측면에 접하여 제공되어 있다. 또한 절연층(125)은 유기층(112)의 측면뿐만 아니라, 상면의 일부를 덮어 제공되어 있어도 좋다.
도 7의 (C)는 수지층(126)을 가지는 예를 나타낸 것이다. 수지층(126)은 인접한 2개의 발광 소자 사이에 위치하고, 유기층(112)의 측면 및 상면의 일부를 덮어 제공되어 있다. 또한 수지층(126)은 유기층(112)의 측면에 접하고, 상면을 덮지 않는 구성으로 하여도 좋다.
도 7의 (D)는 절연층(125)과 수지층(126)을 모두 가지는 경우의 예를 나타낸 것이다. 유기층(112)과 수지층(126) 사이에는 절연층(125)이 제공되어 있다.
도 7의 (E)는 절연층(124), 절연층(125), 및 수지층(126)을 가지는 경우의 예를 나타낸 것이다. 유기층(112)과 절연층(125) 사이에는 절연층(124)이 제공되어 있다. 절연층(124)은 유기층(112) 위에 제공되는 희생층으로 형성된다. 상기 희생층에 대해서는, 후술하는 [제작 방법의 예]에서 설명한다.
도 7의 (E)에 나타낸 바와 같이, 층(101)은 인접한 발광 소자 사이에 오목부를 가져도 좋다. 예를 들어 층(101)의 가장 바깥쪽 면에 위치하는 절연층에 오목부가 제공되어도 좋다. 또한 층(101)은 인접한 발광 소자 사이에 오목부를 가지지 않는 경우도 있다.
도 8의 (A) 내지 도 9의 (F)에는 발광 소자(90R)가 가지는 화소 전극(111R)의 단부, 발광 소자(90G)가 가지는 화소 전극(111G)의 단부, 및 이들의 근방의 확대도를 나타내었다.
도 8의 (A) 내지 (C)에서는 수지층(126)의 상면이 평탄한 경우의 수지층(126) 및 그 근방의 확대도를 나타내었다. 도 8의 (A)는 화소 전극(111R)보다 유기층(112R)의 폭이 크고, 화소 전극(111G)보다 유기층(112G)의 폭이 큰 경우의 예를 나타내었다. 도 8의 (B)에는 화소 전극(111R)의 폭과 유기층(112R)의 폭이 일치 또는 대략 일치하고, 화소 전극(111G)의 폭과 유기층(112G)의 폭이 일치 또는 대략 일치하는 경우의 예를 나타내었다. 도 8의 (C)는 화소 전극(111R)보다 유기층(112R)의 폭이 작고, 화소 전극(111G)보다 유기층(112G)의 폭이 작은 경우의 예를 나타낸 것이다.
도 8의 (A)에 나타낸 바와 같이, 유기층(112R)이 화소 전극(111R)의 단부를 덮어 제공되고, 유기층(112G)이 화소 전극(111G)의 단부를 덮어 제공되기 때문에, 화소 전극(111R) 및 화소 전극(111G) 각각의 단부는 테이퍼 형상을 가지는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 유기층(112R) 및 유기층(112G)의 단차 피복성이 향상되고, 신뢰성이 높은 표시 장치로 할 수 있다.
도 8의 (D) 내지 (F)는 수지층(126)의 상면이 오목상인 경우의 예를 나타낸 것이다. 이때 유기층(114), 공통 전극(113), 및 보호층(121)의 상면에는 수지층(126)의 오목상의 상면을 반영한 오목상의 부분이 형성된다.
도 9의 (A) 내지 (C)는 수지층(126)의 상면이 볼록상인 경우의 예를 나타낸 것이다. 이때 유기층(114), 공통 전극(113), 및 보호층(121)의 상면에는 수지층(126)의 볼록상의 상면을 반영한 볼록상의 부분이 형성된다.
도 9의 (D) 내지 (F)에는 수지층(126)의 일부가 유기층(112R)의 측면 및 상면의 일부, 및 유기층(112G)의 측면 및 상면의 일부를 덮는 경우의 예를 나타내었다. 이때 수지층(126)과 유기층(112R) 또는 유기층(112G)의 측면 및 상면의 일부 사이에는 절연층(125)이 제공된다.
또한 도 9의 (D) 내지 (F)는 수지층(126)의 상면의 일부가 오목상인 경우의 예를 나타낸 것이다. 이때 유기층(114), 공통 전극(113), 및 보호층(121)의 상면에는 수지층(126)의 상면을 반영한 요철상의 부분이 형성된다.
도 10의 (A) 및 (B)에는 절연층(118)을 가지는 예를 나타내었다.
화소 전극(111)의 단부를 덮어 절연층(118)이 제공되어 있다. 절연층(118)의 단부는 테이퍼 형상을 가지는 것이 바람직하다.
또한 절연층(118)에 유기 수지를 사용함으로써, 그 표면을 완만한 곡면으로 할 수 있다. 그러므로 절연층(118) 위에 형성되는 막의 피복성을 높일 수 있다.
절연층(118)에 사용할 수 있는 재료로서는 예를 들어 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 에폭시 수지, 폴리아마이드 수지, 폴리이미드아마이드 수지, 실록산 수지, 벤조사이클로뷰텐계 수지, 페놀 수지, 및 이들 수지의 전구체 등이 있다.
또는 절연층(118)으로서 무기 절연 재료를 사용하여도 좋다. 절연층(118)에 사용할 수 있는 무기 절연 재료로서는, 예를 들어 산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 질화산화 실리콘, 질화 실리콘, 산화 알루미늄, 산화질화 알루미늄, 또는 산화 하프늄 등의 산화물, 산화질화물, 질화산화물, 또는 질화물을 사용할 수 있다. 또한 산화 이트륨, 산화 지르코늄, 산화 갈륨, 산화 탄탈럼, 산화 마그네슘, 산화 란타넘, 산화 세륨, 및 산화 네오디뮴 등을 사용하여도 좋다.
도 10의 (A)에는 절연층(118) 및 수지층(126)을 가지는 예를 나타내었다. 즉 도 10의 (A)에 나타낸 표시 장치는 절연층(118) 및 수지층(126)을 가지는 점에서 도 5의 (A)에 나타낸 표시 장치와 다르다.
수지층(126)은 인접한 2개의 발광 소자 사이에 위치하고, 유기층(112)의 상면의 일부 및 측면, 그리고 절연층(118)의 상면을 덮어 제공되어 있다.
도 10의 (B)에는 절연층(118), 절연층(125), 및 수지층(126)을 가지는 경우의 예를 나타내었다. 즉 도 10의 (B)에 나타낸 표시 장치는 절연층(125)을 가지는 점에서 도 10의 (A)에 나타낸 표시 장치와 다르다. 유기층(112) 및 절연층(118)과 수지층(126) 사이에는 절연층(125)이 제공되어 있다. 또한 도 10의 (B)에 나타낸 구성에서, 수지층(126)을 제공하지 않아도 되는 경우가 있다.
또한 도 5의 (B), (C) 등에 나타낸 인접한 2개의 발광 소자 사이에서, 대향하는 2개의 유기층 사이에 제공되는 절연층(125) 또는 수지층(126)은 실시형태 1에서 설명한 절연층(119)에 대응한다. 또한 도 5의 (D) 등에 나타낸 인접한 2개의 발광 소자 사이에서, 대향하는 2개의 유기층 사이에 제공되는 절연층(125) 및 수지층(126)은 각각 실시형태 1에서 설명한 절연층(119a) 및 절연층(119b)에 대응한다.
[변형예]
이하에서는 상기와는 구성의 일부가 다른 예에 대하여 설명한다. 또한 이하에서는 상기와 중복되는 부분에 대해서는 이를 원용하고 설명을 생략한다.
도 10의 (C)에 나타낸 표시 장치는 도전층(122R), 도전층(122G), 및 도전층(122B)을 가지는 점에서 도 5의 (C)에 나타낸 표시 장치와 주로 다르다. 도전층(122R), 도전층(122G), 및 도전층(122B)은 광학 조정층으로서 기능한다.
발광 소자(90R)는 화소 전극(111R)과 유기층(112R) 사이에 도전층(122R)을 가진다. 발광 소자(90G)는 화소 전극(111G)과 유기층(112G) 사이에 도전층(122G)을 가진다. 발광 소자(90B)는 화소 전극(111B)과 유기층(112B) 사이에 도전층(122B)을 가진다.
또한 도전층(122R), 도전층(122G), 및 도전층(122B)은 각각 가시광에 대하여 투과성을 가진다. 도전층(122R), 도전층(122G), 및 도전층(122B)은 각각 두께가 다르다. 이에 의하여 발광 소자마다 광로 길이를 다르게 할 수 있다.
여기서 화소 전극(111R), 화소 전극(111G), 및 화소 전극(111B)에 가시광에 대하여 반사성을 가지는 도전막을 사용하고, 공통 전극(113)에 가시광에 대하여 반사성 및 투과성을 가지는 도전막을 사용한다. 이로써 각 발광 소자에서는 소위 마이크로캐비티 구조(미세 공진 구조)가 실현되고 특정 파장의 광이 강해진다. 이로써 색 순도가 높아진 표시 장치를 실현할 수 있다.
각 광학 조정층에는, 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.
각 광학 조정층은 화소 전극(111R), 화소 전극(111G), 및 화소 전극(111B)을 형성한 후이고 유기층(112)이 되는 유기막을 형성하기 전에 형성할 수 있다. 각 광학 조정층에는 각각 두께가 다른 도전막을 사용하여도 좋고, 얇은 것부터 순차적으로 단층 구조, 2층 구조, 3층 구조 등으로 하여도 좋다.
또한 광학 조정층은 도 5의 (C)에 나타낸 표시 장치에 한정되지 않고, 도 5의 (A), (B), (D), 도 6의 (A) 내지 (C), 도 7의 (A) 내지 (E), 도 10의 (A) 및 (B) 각각에 나타낸 표시 장치가 가지는 각 발광 소자에 제공하여도 좋다.
도 10의 (D)에 나타낸 표시 장치는 광학 조정층을 가지지 않는 점에서 도 10의 (C)에 나타낸 표시 장치와 주로 다르다. 도 10의 (D)에 나타낸 표시 장치는 각 유기층(112)의 두께가 다른 점에서 도 5의 (C)에 나타낸 표시 장치와 주로 다르다.
도 10의 (D)에 나타낸 표시 장치는 유기층(112R), 유기층(112G), 및 유기층(112B)의 두께를 다르게 하여 마이크로캐비티 구조를 실현한 예이다. 이러한 구성으로 함으로써 광학 조정층을 별도로 제공할 필요가 없어지기 때문에 공정을 간략화할 수 있다.
예를 들어 도 10의 (D)에 나타낸 표시 장치에서는 파장이 가장 긴 광을 방출하는 발광 소자(90R)의 유기층(112R)이 가장 두껍고, 파장이 가장 짧은 광을 방출하는 발광 소자(90B)의 유기층(112B)이 가장 얇다. 또한 이에 한정되지 않고 각 발광 소자가 방출하는 광의 파장, 발광 소자를 구성하는 층의 광학 특성, 및 발광 소자의 전기 특성 등을 고려하여 각 유기층의 두께를 조정할 수 있다.
또한 유기층(112)의 두께를 다르게 함으로써, 도 5의 (C)에 나타낸 표시 장치가 가지는 발광 소자에 한정되지 않고, 도 5의 (A), (B), (D), 도 6의 (A) 내지 (C), 도 7의 (A) 내지 (E), 도 10의 (A) 및 (B) 각각에 나타낸 표시 장치가 가지는 발광 소자에 마이크로캐비티 구조를 부여하여도 좋다.
발광 소자에 마이크로캐비티 구조를 부여함으로써 색 순도를 높일 수 있다.
[제작 방법의 예]
이하에서는 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 제작 방법의 일례에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 여기서는, 도 7의 (E)에 나타낸 표시 장치(100)를 예로 들어 설명한다.
또한 표시 장치를 구성하는 박막(절연막, 반도체막, 도전막 등)은 스퍼터링법, 화학 기상 퇴적(CVD: Chemical Vapor Deposition)법, 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 또는 열 CVD법 등이 있다. 또한 열 CVD법 중 하나에 유기 금속 화학 기상 퇴적(MOCVD: Metal Organic CVD)법이 있다. 또한 ALD법으로서는 PEALD법 또는 열 ALD법 등이 있다.
또한 표시 장치를 구성하는 박막(절연막, 반도체막, 도전막 등)은, 스핀 코팅, 디핑, 스프레이 도포, 잉크젯, 디스펜스, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 닥터 나이프법, 슬릿 코팅, 롤 코팅, 커튼 코팅, 나이프 코팅 등의 방법으로 형성할 수 있다.
또한 표시 장치를 구성하는 박막의 가공에는 포토리소그래피법 등을 사용할 수 있다. 그 이외에 나노임프린트법, 샌드 블라스트법, 리프트 오프법 등을 사용하여 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, 에칭 등에 의하여 상기 박막을 가공하고, 레지스트 마스크를 제거하는 방법이다. 다른 하나는 감광성을 가지는 박막을 성막한 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 이외에, 자외선, KrF 레이저 광, 또는 ArF 레이저 광 등을 사용할 수도 있다. 또한 액침 노광 기술에 의하여 노광을 수행하여도 좋다. 또한 노광에 사용하는 광으로서는 극단 자외광(EUV: Extreme Ultra-violet) 또는 X선을 사용하여도 좋다. 또한 노광에 사용하는 광 대신에 전자 빔을 사용할 수도 있다. 극단 자외광, X선, 또는 전자 빔을 사용하면, 매우 미세한 가공을 수행할 수 있어 바람직하다. 또한 전자 빔 등의 빔을 주사하여 노광을 수행하는 경우에는 포토마스크가 불필요하다.
박막의 에칭에는 드라이 에칭법, 웨트 에칭법, 샌드 블라스트법 등을 사용할 수 있다.
표시 장치(100)를 제작하기 위해서는 우선 기판(도시하지 않았음) 위에 층(101)을 형성한다. 상술한 바와 같이, 층(101)에는 예를 들어 트랜지스터를 덮도록 절연층이 제공된 적층 구조를 적용할 수 있다.
기판으로서는 적어도 나중의 열처리에 견딜 수 있을 정도의 내열성을 가지는 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 기판으로서 절연성 기판을 사용하는 경우에는, 유리 기판, 석영 기판, 사파이어 기판, 세라믹 기판, 또는 유기 수지 기판 등을 사용할 수 있다. 또한 실리콘 또는 탄소화 실리콘 등을 재료로 한 단결정 반도체 기판, 다결정 반도체 기판, 실리콘 저마늄 등으로 이루어지는 화합물 반도체 기판, SOI 기판 등의 반도체 기판을 사용할 수 있다.
이어서, 층(101) 위에 화소 전극(111) 및 접속 전극(111C)이 되는 도전막을 성막한다. 구체적으로는 예를 들어 층(101)의 절연 표면 위에 상기 도전막을 성막한다. 이어서 상기 도전막의 일부를 에칭하여 제거하고, 층(101) 위에 화소 전극(111R), 화소 전극(111G), 화소 전극(111B), 및 접속 전극(111C)을 형성한다(도 11의 (A)).
화소 전극으로서 가시광에 대하여 반사성을 가지는 도전막을 사용하는 경우, 가시광의 파장 영역 전체에서 반사율이 가능한 한 높은 재료(예를 들어 은 또는 알루미늄 등)를 적용하는 것이 바람직하다. 이로써 발광 소자의 광 추출 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 색 재현성을 높일 수도 있다.
이어서 화소 전극(111R), 화소 전극(111G), 화소 전극(111B), 및 층(101) 위에 나중에 유기층(112R)이 되는 유기막(112Rf)을 형성한다(도 11의 (B)). 여기서 유기막(112Rf)은 접속 전극(111C)과 중첩되지 않도록 제공하는 것이 바람직하다. 예를 들어 접속 전극(111C)이 포함되는 영역을 메탈 마스크로 차폐하고 유기막(112Rf)을 형성함으로써, 유기막(112Rf)을 접속 전극(111C)과 중첩되지 않도록 형성할 수 있다. 이때 사용하는 메탈 마스크는 표시부의 화소 영역을 차폐하지 않아도 되기 때문에, 고정세 메탈 마스크를 사용할 필요는 없다.
유기막(112Rf)은 적어도 발광성 화합물을 포함하는 막을 가진다. 이 외에 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 차단층, 전자 차단층, 전자 수송층, 또는 전자 주입층으로서 기능하는 막 중 하나 이상이 적층된 구성으로 하여도 좋다. 유기막(112Rf)은 예를 들어 증착법, 스퍼터링법, 또는 잉크젯법 등으로 형성할 수 있다. 또한 이들에 한정되지 않고 상술한 성막 방법을 적절히 사용할 수 있다.
이어서 유기막(112Rf) 위, 접속 전극(111C) 위, 및 층(101) 위에 희생막(144Ra)을 형성하고, 희생막(144Ra) 위에 희생막(144Rb)을 형성한다(도 11의 (B)). 즉 유기막(112Rf) 위, 접속 전극(111C) 위, 및 층(101) 위에 2층 적층 구조의 희생막을 형성한다. 또한 희생막은 1층으로 하여도 좋고, 3층 이상의 적층 구조로 하여도 좋다. 이후의 공정에서 희생막을 형성하는 경우에도, 2층 적층 구조의 희생막을 형성하는 것으로 하지만, 1층으로 하여도 좋고, 3층 이상의 적층 구조로 하여도 좋다. 또한 본 명세서 등에서 희생막을 마스크막이라고 불러도 좋다.
희생막(144Ra) 및 희생막(144Rb)의 형성에는 예를 들어 스퍼터링법, CVD법, ALD법, 또는 진공 증착법을 사용할 수 있다. 또한 EL층에 미치는 대미지가 적은 형성 방법이 바람직하고, 유기막(112Rf) 위에 직접 형성하는 희생막(144Ra)에는 ALD법 또는 진공 증착법을 사용하여 희생막(144Ra)을 형성하는 것이 적합하다.
희생막(144Ra)으로서 금속막, 합금막, 금속 산화물막, 반도체막, 무기 절연막 등의 무기막을 적합하게 사용할 수 있다.
또한 희생막(144Ra)으로서 산화물막을 사용할 수 있다. 대표적으로는 산화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 산화질화 알루미늄막, 산화 하프늄막, 산화질화 하프늄막 등의 산화물막 또는 산화질화물막을 사용할 수 있다. 또한 희생막(144Ra)으로서 예를 들어 질화물막을 사용할 수도 있다. 구체적으로는 질화 실리콘막, 질화 알루미늄막, 질화 하프늄막, 질화 타이타늄막, 질화 탄탈럼막, 질화 텅스텐막, 질화 갈륨막, 질화 저마늄막 등의 질화물막을 사용할 수도 있다. 이러한 무기 절연 재료는 스퍼터링법, CVD법, 또는 ALD법 등의 성막 방법을 사용하여 형성할 수 있지만, 유기막(112Rf) 위에 직접 형성하는 희생막(144Ra)은 특히 ALD법을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.
또한 희생막(144Ra)에 예를 들어 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 코발트, 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(144Ra)에 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, 또는 마그네슘에서 선택된 1종류 또는 복수 종류)을 사용한 경우에도 적용할 수 있다. 특히 M은 갈륨, 알루미늄, 또는 이트륨에서 선택된 1종류 또는 복수 종류로 하는 것이 바람직하다.
희생막(144Rb)으로서 앞에서 열거한 희생막(144Ra)으로서 사용할 수 있는 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어 앞에서 열거한 희생막(144Ra)으로서 사용할 수 있는 재료에서 희생막(144Ra)으로서 하나를 선택하고, 희생막(144Rb)으로서 다른 하나를 선택할 수 있다. 또한 앞에서 열거한 희생막(144Ra)으로서 사용할 수 있는 재료 중 희생막(144Ra)에는 하나 또는 복수의 재료를 선택하고, 희생막(144Rb)에는 희생막(144Ra)으로서 선택된 재료 이외에서 선택된 재료를 사용할 수 있다.
구체적으로는, 희생막(144Ra)으로서 ALD법을 사용하여 형성된 산화 알루미늄을 사용하고, 희생막(144Rb)으로서 스퍼터링법을 사용하여 형성된 질화 실리콘을 사용하는 것이 적합하다. 또한 상기 구성의 경우, ALD법 및 스퍼터링법으로 성막할 때의 성막 온도로서는 실온 이상 120℃ 이하, 바람직하게는 실온 이상 100℃ 이하로 함으로써, 유기막(112Rf)에 미치는 영향을 저감할 수 있어 적합하다. 또한 희생막(144Ra)과 희생막(144Rb)의 적층 구조의 경우, 상기 적층 구조의 응력이 작을수록 바람직하다. 구체적으로는, 적층 구조의 응력이 -500MPa 이상 +500MPa 이하, 더 바람직하게는, -200MPa 이상 +200MPa 이하로 하면 막 박리 및 필링 등의 공정상의 문제를 억제할 수 있기 때문에 적합하다.
희생막(144Ra)으로서는 유기막(112Rf) 등의 각 EL막의 에칭 처리에 대한 내성이 높은 막, 즉 에칭 선택비가 큰 막을 사용할 수 있다. 또한 희생막(144Ra)으로서는 각 EL막에 대한 대미지가 적은 웨트 에칭법으로 제거할 수 있는 막을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
또한 희생막(144Ra)에는, 적어도 유기막(112Rf)의 최상부에 위치하는 막에 대하여 화학적으로 안정적인 용매에 용해될 수 있는 재료를 사용하여도 좋다. 특히 물 또는 알코올에 용해되는 재료를 희생막(144Ra)에 적합하게 사용할 수 있다. 희생막(144Ra)은 재료를 물 또는 알코올 등의 용매에 용해시킨 상태에서 습식의 성막 방법으로 도포한 후에, 용매를 증발시키기 위한 가열 처리를 수행함으로써 성막하는 것이 바람직하다. 이때 감압 분위기에서 가열 처리를 수행하면, 저온에서 또한 단시간에 용매를 제거할 수 있기 때문에, 유기막(112Rf)에 대한 열적인 대미지를 저감할 수 있어 바람직하다.
희생막(144Ra)의 형성에 사용할 수 있는 습식 성막 방법으로서는 스핀 코팅, 디핑, 스프레이 도포, 잉크젯, 디스펜스, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 닥터 나이프법, 슬릿 코팅, 롤 코팅, 커튼 코팅, 나이프 코팅 등이 있다.
희생막(144Ra)으로서는 폴리바이닐알코올(PVA), 폴리바이닐뷰티랄, 폴리바이닐피롤리돈, 폴리에틸렌글라이콜, 폴리글리세린, 풀루란, 수용성 셀룰로스, 또는 알코올 가용성 폴리아마이드 수지 등의 유기 재료를 사용할 수 있다.
희생막(144Rb)에는 희생막(144Ra)과의 선택비가 큰 막을 사용하면 좋다.
희생막(144Ra)으로서 ALD법으로 형성한 산화 알루미늄, 산화 하프늄, 산화 실리콘 등의 무기 절연 재료를 사용하고, 희생막(144Rb)으로서 스퍼터링법으로 형성한 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 코발트, 팔라듐, 타이타늄, 알루미늄, 이트륨, 지르코늄, 및 탄탈럼 등의 금속 재료, 또는 상기 금속 재료를 포함하는 합금 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 특히 희생막(144Rb)으로서 스퍼터링법으로 형성한 텅스텐을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 희생막(144Rb)으로서 스퍼터링법으로 형성한 In-Ga-Zn 산화물 등의, 인듐을 포함하는 금속 산화물을 사용하여도 좋다. 또한 희생막(144Rb)으로서 무기 재료를 사용하여도 좋다. 예를 들어 산화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 질화산화 실리콘막, 질화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 산화질화 알루미늄막, 산화 하프늄막 등의 산화물막, 산화질화물막, 질화산화물막, 또는 질화물막을 사용할 수 있다.
또한 희생막(144Rb)으로서 유기막(112Rf) 등에 사용할 수 있는 유기막을 사용하여도 좋다. 예를 들어 유기막(112Rf)에 사용하는 유기막과 같은 막을 희생막(144Rb)으로서 사용할 수 있다. 이러한 유기막을 사용함으로써, 성막 장치를 유기막(112Rf)과 공통적으로 사용할 수 있어 바람직하다. 또한 유기막(112Rf)을 에칭할 때에 희생막(144Rb)을 동시에 제거할 수 있기 때문에 공정을 간략화할 수 있다.
이어서 희생막(144Rb) 위의 화소 전극(111R) 및 접속 전극(111C)과 중첩되는 위치에 레지스트 마스크(도시하지 않았음)를 형성한다. 상기 레지스트 마스크에는 포지티브형 레지스트 재료 또는 네거티브형 레지스트 재료 등, 감광성 수지를 포함하는 레지스트 재료를 사용할 수 있다.
이어서 희생막(144Rb) 및 희생막(144Ra)의, 상기 레지스트 마스크로 덮이지 않는 일부를 에칭에 의하여 제거하고, 섬 형상 또는 띠 형상의 희생층(145Rb) 및 희생층(145Ra)을 형성한다(도 11의 (C)). 도 11의 (C)에 나타낸 바와 같이, 희생층(145Rb) 및 희생층(145Ra)은 예를 들어 화소 전극(111R) 위와 접속 전극(111C) 위에 형성할 수 있다.
여기서 상기 레지스트 마스크를 사용하여 희생막(144Rb)의 일부를 에칭에 의하여 제거하고, 희생층(145Rb)을 형성한 후에 상기 레지스트 마스크를 제거하고, 그 후에 희생층(145Rb)을 하드 마스크로 하여 희생막(144Ra)을 에칭하는 것이 바람직하다. 이 경우, 희생막(144Rb)의 에칭에서는 희생막(144Ra)과의 선택비가 높은 에칭 조건을 사용하는 것이 바람직하다. 하드 마스크를 형성하기 위한 에칭에는 웨트 에칭법 또는 드라이 에칭법을 사용할 수 있지만, 드라이 에칭법을 사용함으로써 패턴의 축소를 억제할 수 있다.
희생막(144Ra) 및 희생막(144Rb)의 가공, 그리고 상기 레지스트 마스크의 제거는 웨트 에칭법 또는 드라이 에칭법으로 수행할 수 있다. 예를 들어 희생막(144Ra) 및 희생막(144Rb)은 플루오린을 포함하는 가스를 사용한 드라이 에칭법으로 가공할 수 있다. 또한 상기 레지스트 마스크는 산소를 포함하는 가스(산소 가스라고도 함)를 사용한 드라이 에칭법(플라스마 애싱법이라고도 함)으로 제거할 수 있다.
희생층(145Rb)을 하드 마스크로 하여 희생막(144Ra)을 에칭하는 경우, 유기막(112Rf)이 희생막(144Ra)으로 덮인 상태로 상기 레지스트 마스크를 제거할 수 있다. 예를 들어 유기막(112Rf)이 산소와 접하면 발광 소자(90R)의 전기 특성에 악영향을 미치는 경우가 있다. 따라서 플라스마 애싱 등 산소 가스를 사용한 방법으로 상기 레지스트 마스크를 제거하는 경우에는, 희생층(145Rb)을 하드 마스크로 하여 희생막(144Ra)을 에칭하는 것이 바람직하다.
이어서 희생층(145Ra)으로 덮이지 않는 유기막(112Rf)의 일부를 에칭에 의하여 제거하여 섬 형상 또는 띠 형상의 유기층(112R)을 형성한다(도 11의 (D)).
유기막(112Rf)의 에칭에 산소 가스를 사용한 드라이 에칭법을 사용하면, 에칭 속도를 빠르게 할 수 있다. 그러므로 에칭 속도를 충분한 속도로 유지하면서 낮은 파워의 조건으로 에칭할 수 있기 때문에, 에칭으로 인한 유기막(112Rf)에 대한 대미지를 저감할 수 있다. 또한 에칭 시에 생기는 반응 생성물의 유기층(112R)에 대한 부착 등의 문제를 억제할 수 있다.
한편으로, 산소를 주성분으로서 포함하지 않는 에칭 가스를 사용한 드라이 에칭법으로 유기막(112Rf)을 에칭하면, 유기막(112Rf)의 변질을 억제하고, 표시 장치(100)를 신뢰성이 높은 표시 장치로 할 수 있다. 산소를 주성분으로서 포함하지 않는 에칭 가스의 예로서는 사플루오린화 탄소(CF4), C4F8, SF6, CHF3, Cl2, H2O, BCl3 등을 포함하는 가스, 또는 He 등의 18족 원소를 포함하는 가스를 들 수 있다. 또한 상기 가스와, 산소를 포함하지 않는 희석 가스의 혼합 가스를 에칭 가스로서 사용할 수 있다. 또한 유기막(112Rf)의 에칭은 상기에 한정되지 않고, 다른 가스를 사용한 드라이 에칭법으로 수행하여도 좋고, 웨트 에칭법으로 수행하여도 좋다.
유기막(112Rf)의 에칭을 수행하여 유기층(112R)을 형성하였을 때에 유기층(112R)의 측면에 불순물이 부착되어 있으면, 이후의 공정에서 상기 불순물이 유기층(112R)의 내부로 침입하는 경우가 있다. 이에 의하여, 표시 장치(100)의 신뢰성이 저하되는 경우가 있다. 따라서 유기층(112R)의 형성 후에 유기층(112R)의 표면에 부착되어 있는 불순물을 제거하면, 표시 장치(100)의 신뢰성을 높일 수 있어 바람직하다.
유기층(112R)의 표면에 부착되어 있는 불순물의 제거는, 예를 들어 유기층(112R)의 표면에 불활성 가스를 조사함으로써 수행할 수 있다. 여기서 유기층(112R)을 형성한 직후는 유기층(112R)의 표면이 노출되어 있다. 구체적으로는 유기층(112R)의 측면이 노출되어 있다. 따라서 유기층(112R)의 형성 후에 예를 들어 유기층(112R)이 형성되어 있는 기판을 불활성 가스 분위기에 놓음으로써 유기층(112R)에 부착되어 있는 불순물을 제거할 수 있다. 불활성 가스로서 예를 들어 18족 원소(대표적으로는 헬륨, 네온, 아르곤, 제논, 및 크립톤 등) 및 질소 중에서 선택되는 어느 하나 또는 복수를 사용할 수 있다.
또한 도 11의 (C) 및 (D)에 나타낸 공정에서, 산소를 포함하는 가스를 사용하여 유기막(112Rf)의 에칭을 수행하면, 화소 전극(111G) 및 화소 전극(111B)의 표면 상태가 변화되는 경우가 있다. 예를 들어 화소 전극(111G) 및 화소 전극(111B)의 표면이 친수성이 되는 경우가 있다. 예를 들어 화소 전극(111G) 및 화소 전극(111B)의 상부 표면이 인듐 주석 산화물을 포함하는 층인 경우, 산소를 포함하는 가스를 사용하여 유기막(112Rf)의 에칭을 수행함으로써, 상기 인듐 주석 산화물을 포함하는 층이 친수성이 된다. 여기서 추후 공정에서 화소 전극(111G)과 접하는 영역을 가지도록 형성되는 유기막, 및 화소 전극(111B)과 접하는 영역을 가지도록 형성되는 유기막은 예를 들어 소수성이다. 친수면과 소수면의 밀착성은 친수면끼리의 밀착성 및 소수면끼리의 밀착성보다 낮다. 이상으로부터, 화소 전극(111G) 및 화소 전극(111B)의 표면이 친수성이면 추후 공정에서 형성되는 유기막과의 밀착성이 낮아지는 경우가 있다. 그러므로 추후 공정에서 유기막이 화소 전극(111G)과의 계면 또는 화소 전극(111B)과의 계면에서 벗겨지는 경우가 있다. 또한 산소를 포함하는 가스를 사용하여 유기막(112Rf)의 에칭을 수행하면, 상기 표면 상태의 변화에 더하여 화소 전극(111G) 및 화소 전극(111B)의 표면의 일함수가 변화되는 경우가 있다.
그래서 화소 전극(111G)의 표면 및 화소 전극(111B)의 표면에 대하여 소수화 처리를 수행함으로써, 추후 공정에서 형성되는 유기막의 막 박리를 억제할 수 있다. 따라서 표시 장치(100)를 신뢰성이 높은 표시 장치로 할 수 있다. 또한 표시 장치(100)의 제작에서의 수율을 높이고, 표시 장치(100)를 저렴한 표시 장치로 할 수 있다.
소수화 처리는 예를 들어 화소 전극(111G) 및 화소 전극(111B)에 대한 플루오린 수식에 의하여 수행할 수 있다. 플루오린 수식은 예를 들어 플루오린을 포함하는 가스에 의한 처리 또는 가열 처리, 플루오린을 포함하는 가스 분위기에서의 플라스마 처리 등에 의하여 수행할 수 있다. 플루오린을 포함하는 가스로서 예를 들어 플루오린 가스를 사용할 수 있고, 예를 들어 플루오로 카본 가스를 사용할 수 있다. 플루오로 카본 가스로서 예를 들어 CF4 가스, C4F6 가스, C2F6 가스, C4F8 가스, C5F8 등의 저급 플루오린화 탄소 가스를 사용할 수 있다. 또한 플루오린을 포함하는 가스로서 예를 들어 SF6 가스, NF3 가스, CHF3 가스 등을 사용할 수 있다. 또한 이들 가스에 헬륨 가스, 아르곤 가스, 또는 수소 가스 등을 적절히 첨가할 수 있다.
또한 화소 전극(111G)의 표면 및 화소 전극(111B)의 표면에 대하여 아르곤 등의 18족 원소를 포함하는 가스 분위기에서의 플라스마 처리를 수행한 후, 실릴화제를 사용한 처리를 수행함으로써 화소 전극(111G)의 표면 및 화소 전극(111B)의 표면을 소수화할 수 있다. 실릴화제로서 헥사메틸다이실라잔(HMDS), 트라이메틸실릴이미다졸(TMSI) 등을 사용할 수 있다. 또한 화소 전극(111G)의 표면 및 화소 전극(111B)의 표면에 대하여 아르곤 등의 18족 원소를 포함하는 가스 분위기에서의 플라스마 처리를 수행한 후, 실레인 커플링제를 사용한 처리를 수행함으로써도, 화소 전극(111G)의 표면 및 화소 전극(111B)의 표면을 소수화할 수 있다.
화소 전극(111G)의 표면 및 화소 전극(111B)의 표면에 대하여 아르곤 등의 18족 원소를 포함하는 가스 분위기에서의 플라스마 처리를 수행함으로써, 화소 전극(111G)의 표면 및 화소 전극(111B)의 표면에 대하여 대미지를 줄 수 있다. 이에 의하여, HMDS 등의 실릴화제에 포함되는 메틸기가 화소 전극(111G)의 표면 및 화소 전극(111B)의 표면에 결합되기 쉬워진다. 또한 실레인 커플링제에 의한 실레인 커플링이 발생하기 쉬워진다. 이상에 의하여, 화소 전극(111G)의 표면 및 화소 전극(111B)의 표면에 대하여 아르곤 등의 18족 원소를 포함하는 가스 분위기에서의 플라스마 처리를 수행한 후, 실릴화제 또는 실레인 커플링제를 사용한 처리를 수행함으로써, 화소 전극(111G)의 표면 및 화소 전극(111B)의 표면을 소수화할 수 있다.
실릴화제 또는 실레인 커플링제 등을 사용한 처리는 예를 들어 스핀 코팅법 또는 디핑법 등을 사용하여 실릴화제 또는 실레인 커플링제 등을 도포하는 것에 의하여 수행할 수 있다. 또한 실릴화제 또는 실레인 커플링제 등을 사용한 처리는 예를 들어 기상법을 사용하여 화소 전극(111G) 위 및 화소 전극(111B) 위 등에 실릴화제를 가지는 막 또는 실레인 커플링제를 가지는 막 등을 형성함으로써 수행할 수 있다. 기상법에서는 우선 실릴화제를 가지는 재료 또는 실레인 커플링제를 가지는 재료 등을 휘발시킴으로써 실릴화제 또는 실레인 커플링제 등을 분위기 중에 포함시킨다. 이어서 상기 분위기 중에 화소 전극(111G) 및 화소 전극(111B) 등이 형성되어 있는 기판을 놓다. 이에 의하여, 화소 전극(111G) 위 및 화소 전극(111B) 위 등에 실릴화제 또는 실레인 커플링제 등을 가지는 막을 형성할 수 있고, 화소 전극(111G)의 표면 및 화소 전극(111B)의 표면을 소수화할 수 있다.
이어서 희생층(145Rb) 위, 화소 전극(111G) 위, 화소 전극(111B) 위, 및 층(101) 위에, 추후에 유기층(112G)이 되는 유기막(112Gf)을 형성한다. 희생층(145Rb)의 형성 후에 유기막(112Gf)을 형성함으로써, 유기막(112Gf)이 유기층(112R)의 상면과 접하는 것을 방지할 수 있다. 유기막(112Gf)의 형성 등에 대해서는 유기막(112Rf)의 형성 등의 기재를 참조할 수 있다.
이어서 유기막(112Gf) 위 및 희생층(145Rb) 위에 희생막(144Ga)을 형성하고, 희생막(144Ga) 위에 희생막(144Gb)을 형성한다(도 12의 (A)). 그 후, 희생막(144Gb) 위의 화소 전극(111G)과 중첩되는 위치에 레지스트 마스크(도시하지 않았음)를 형성한다. 희생막(144Ga), 희생막(144Gb), 및 상기 레지스트 마스크의 형성 등에 대해서는 희생막(144Ra), 희생막(144Rb), 및 희생막(144Rb) 위에 제공하는 레지스트 마스크의 형성 등의 기재를 각각 참조할 수 있다.
이어서 희생막(144Gb) 및 희생막(144Ga)의, 상기 레지스트 마스크로 덮이지 않는 일부를 에칭에 의하여 제거하고, 섬 형상 또는 띠 형상의 희생층(145Gb) 및 희생층(145Ga)을 형성한다. 또한 상기 레지스트 마스크를 제거한다(도 12의 (B)). 여기서는 희생층(145Gb) 및 희생층(145Ga)은 화소 전극(111G) 위에 형성할 수 있다. 희생층(145Gb) 및 희생층(145Ga)의 형성, 그리고 상기 레지스트 마스크의 제거 등에 대해서는, 희생층(145Rb) 및 희생층(145Ra)의 형성, 그리고 희생막(144Rb) 위에 제공하는 레지스트 마스크의 제거 등의 기재를 참조할 수 있다.
이어서 유기막(112Gf)의, 희생층(145Ga)으로 덮이지 않는 일부를 에칭에 의하여 제거하고, 섬 형상 또는 띠 형상의 유기층(112G)을 형성한다(도 12의 (C)). 유기층(112G)의 형성 등에 대해서는 유기층(112R)의 형성 등의 기재를 참조할 수 있다. 또한 유기층(112R)과 마찬가지로 유기층(112G)의 표면에 부착되어 있는 불순물도 제거하는 것이 바람직하다. 예를 들어 유기층(112G)의 형성 후에 유기층(112G)이 형성되어 있는 기판을 불활성 가스 분위기에 놓으면, 유기층(112G)에 부착되어 있는 불순물을 제거할 수 있다.
이어서 희생층(145Rb) 위, 희생층(145Gb) 위, 화소 전극(111B) 위, 및 층(101) 위에, 추후에 유기층(112B)이 되는 유기막(112Bf)을 형성한다. 희생층(145Gb)의 형성 후에 유기막(112Bf)을 형성함으로써, 유기막(112Bf)이 유기층(112G)의 상면과 접하는 것을 방지할 수 있다. 유기막(112Bf)의 형성 등에 대해서는 유기막(112Rf)의 형성 등의 기재를 참조할 수 있다.
다음으로 유기막(112Bf) 위 및 희생층(145Rb) 위에 희생막(144Ba)을 형성하고, 희생막(144Ba) 위에 희생막(144Bb)을 형성한다(도 13의 (A)). 그 후, 희생막(144Bb) 위의 화소 전극(111B)과 중첩되는 위치에 레지스트 마스크(도시하지 않았음)을 형성한다. 희생막(144Ba), 희생막(144Bb), 및 상기 레지스트 마스크의 형성 등에 대해서는 희생막(144Ra), 희생막(144Rb), 및 희생막(144Rb) 위에 제공하는 레지스트 마스크의 형성 등의 기재를 각각 참조할 수 있다.
이어서 희생막(144Bb) 및 희생막(144Ba)의, 상기 레지스트 마스크로 덮이지 않는 일부를 에칭에 의하여 제거하고, 섬 형상 또는 띠 형상의 희생층(145Bb) 및 희생층(145Ba)을 형성한다. 또한 상기 레지스트 마스크를 제거한다(도 13의 (B)). 여기서는 희생층(145Bb) 및 희생층(145Ba)은 화소 전극(111B) 위에 형성할 수 있다. 희생층(145Bb) 및 희생층(145Ba)의 형성, 그리고 상기 레지스트 마스크의 제거 등에 대해서는 희생층(145Rb) 및 희생층(145Ra)의 형성, 그리고 희생막(144Rb) 위에 제공하는 레지스트 마스크의 제거 등의 기재를 참조할 수 있다.
이어서 유기막(112Bf)의, 희생층(145Ba)으로 덮이지 않는 일부를 에칭에 의하여 제거하고, 섬 형상 또는 띠 형상의 유기층(112B)을 형성한다(도 13의 (C)). 유기층(112B)의 형성 등에 대해서는, 유기층(112R)의 형성 등의 기재를 참조할 수 있다. 또한 유기층(112R) 및 유기층(112G)과 마찬가지로 유기층(112B)의 표면에 부착되어 있는 불순물도 제거하는 것이 바람직하다. 예를 들어 유기층(112B)의 형성 후에 예를 들어 유기층(112B)이 형성되어 있는 기판을 불활성 가스 분위기에 놓음으로써 유기층(112B)에 부착되어 있는 불순물을 제거할 수 있다.
이어서 희생층(145Rb), 희생층(145Gb), 및 희생층(145Bb)을 에칭 등을 사용하여 제거한다(도 13의 (D)). 희생층(145Rb), 희생층(145Gb), 및 희생층(145Bb)의 에칭에서는 희생층(145Ra), 희생층(145Ga), 및 희생층(145Ba)과의 선택비가 높은 조건을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 희생층(145Rb), 희생층(145Gb), 및 희생층(145Bb)을 제거하지 않아도 되는 경우가 있다.
이어서 희생층(145Ra) 위, 희생층(145Ga) 위, 희생층(145Ba) 위, 및 층(101) 위에, 추후에 절연층(125)이 되는 절연막(125f)을 형성한다(도 14의 (A)).
절연막(125f)은 예를 들어 피복성이 높은 방법으로 성막하는 것이 바람직하다. 예를 들어 절연막(125f)은 ALD법으로 성막할 수 있다. 또한 절연막(125f)은 스퍼터링법, CVD법, PLD법 등으로 성막하여도 좋다.
절연막(125f)으로서 무기 절연 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어 절연막(125f)으로서 산화물, 산화질화물, 질화산화물, 또는 질화물을 사용할 수 있고, 예를 들어 산화 알루미늄, 산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 질화산화 실리콘, 질화 실리콘, 산화질화 알루미늄, 산화 하프늄 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
절연막(125f)은 예를 들어 막 두께가 1nm 이상 60nm 이하가 되도록 성막하는 것이 바람직하고, 1nm 이상 40nm 이하가 되도록 성막하는 것이 더 바람직하고, 5nm 이상 20nm 이하가 되도록 성막하는 것이 더 바람직하다.
이어서 절연막(125f) 위에, 추후에 수지층(126)이 되는 절연막을 형성한다. 상기 절연막으로서 유기 재료를 포함하는 절연막을 적용하는 것이 바람직하고, 유기 재료로서는 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 상기 절연막으로서 감광성 수지를 사용할 수 있다. 감광성 수지로서는 포지티브형 재료 또는 네거티브형 재료를 사용할 수 있다.
상기 절연막으로서 감광성 수지를 사용하는 경우, 상기 절연막은 스핀 코팅법, 스프레이법, 스크린 인쇄법, 또는 페인트법 등을 사용하여 형성할 수 있다.
상기 절연막은 평탄화되어 있는 경우가 있다. 또한 피형성면의 요철을 반영한 완만한 요철을 가지는 경우가 있다.
이어서 상기 절연막을 가공함으로써 수지층(126)을 형성한다(도 14의 (A)). 여기서 상기 절연막으로서 감광성 수지를 사용함으로써, 레지스트 마스크, 하드 마스크 등의 에칭 마스크를 제공하지 않고 수지층(126)을 형성할 수 있다. 또한 감광성 수지는 노광 및 현상의 공정만으로 가공할 수 있기 때문에, 드라이 에칭법 등을 사용하지 않고 수지층(126)을 형성할 수 있다. 따라서 공정을 간략화할 수 있다. 또한 상기 절연막의 에칭으로 인한 유기층(112)에 대한 대미지를 저감할 수 있다. 또한 수지층(126)의 상부의 일부를 더 에칭하고, 표면의 높이를 조정하여도 좋다.
또한 상기 절연막의 상면에 대하여 대략 균일하게 에칭을 실시함으로써 수지층(126)을 형성하여도 좋다. 이와 같이 균일하게 에칭하여 평탄화하는 것을 에치 백이라고도 한다.
수지층(126)의 형성에서 노광 및 현상의 공정과 에치 백 공정을 조합하여 사용하여도 좋다.
이어서 희생층(145Ra), 희생층(145Ga), 희생층(145Ba), 및 절연막(125f)을 에칭함으로써, 유기층(112R), 유기층(112G), 유기층(112B), 및 접속 전극(111C) 각각의 상면의 적어도 일부를 노출시킨다(도 14의 (B)). 이때 절연막(125f)으로 절연층(125)이 형성된다. 절연층(125)은 수지층(126)의 측면과 접하는 영역 및 수지층(126)의 하면과 접하는 영역을 가지도록 형성된다.
희생층(145Ra), 희생층(145Ga), 및 희생층(145Ba) 각각의 일부는 유기층(112)에 가능한 한 대미지를 주지 않는 방법으로 제거하는 것이 바람직하고, 예를 들어 웨트 에칭법을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 희생층(145Ra)의 일부가 유기층(112R) 위에 잔존하는 경우가 있다. 희생층(145Ga)의 일부가 유기층(112G) 위에 잔존하는 경우가 있다. 희생층(145Ba)의 일부가 유기층(112B) 위에 잔존하는 경우가 있다.
이어서 진공 베이킹 처리를 수행하고, 유기층(112R)의 표면, 유기층(112G)의 표면, 및 유기층(112B)의 표면에 흡착되어 있는 물 등을 제거한다. 진공 베이킹은 유기층(112R), 유기층(112G), 및 유기층(112B) 등에 포함되는 유기 화합물을 변질시키지 않는 온도 범위에서 수행하는 것이 바람직하고, 예를 들어 70℃ 이상 120℃ 이하, 더 바람직하게는 80℃ 이상 100℃ 이하에서 수행할 수 있다. 또한 유기층(112R)의 표면, 유기층(112G)의 표면, 및 유기층(112B)의 표면 등에 흡착되어 있는 물 등이 적고, 표시 장치(100)의 신뢰성에 미치는 영향이 적은 경우 등에는 진공 베이킹 처리를 수행하지 않아도 된다.
이어서 유기층(112R) 위, 유기층(112G) 위, 유기층(112B) 위, 및 수지층(126) 위에 유기층(114)을 형성한다. 상술한 바와 같이, 유기층(114)은 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 차단층, 전자 차단층, 전자 수송층, 또는 전자 주입층 중 적어도 하나를 가지고, 예를 들어 전자 주입층 또는 정공 주입층을 가진다. 유기층(114)은 예를 들어 증착법, 스퍼터링법, 또는 잉크젯법 등으로 형성할 수 있다. 또한 접속 전극(111C) 위에 유기층(114)을 제공하지 않는 구성으로 하는 경우에는, 유기층(114)의 형성에서 접속 전극(111C) 위를 차폐하는 메탈 마스크를 사용하면 좋다. 이때 사용하는 메탈 마스크는 표시부의 화소 영역을 차폐하지 않아도 되기 때문에, 고정세 메탈 마스크를 사용할 필요가 없다.
이어서 유기층(114) 위에 공통 전극(113)을 형성한다. 공통 전극(113)은 예를 들어 스퍼터링법 또는 진공 증착법 등에 의하여 형성할 수 있다. 이상의 공정으로 발광 소자(90R), 발광 소자(90G), 및 발광 소자(90B)를 제작할 수 있다.
이어서 공통 전극(113) 위에 보호층(121)을 형성한다(도 14의 (C)). 보호층(121)으로서 무기 절연막을 사용하는 경우, 예를 들어 스퍼터링법, CVD법, 또는 ALD법을 사용하여 보호층(121)을 형성하는 것이 바람직하다. 또한 보호층(121)으로서 유기 절연막을 사용하는 경우, 예를 들어 잉크젯법을 사용하여 보호층(121)을 형성하면, 원하는 영역에 균일한 막을 형성할 수 있어 바람직하다.
이상의 공정에 의하여 표시 장치(100)를 제작할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 제작 방법에서는 메탈 마스크 등의 섀도 마스크를 사용하지 않고, 예를 들어 포토리소그래피법과 에칭법을 사용하여 EL층을 따로 만든다. 이에 의하여 EL층의 패턴을 미세한 패턴으로 할 수 있다. 따라서 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 제작 방법으로 정세도가 높으며 개구율이 높은 표시 장치를 제작할 수 있다. 또한 해상도가 높은 표시 장치 및 대형 표시 장치를 제작할 수 있다. 또한 EL층을 따로 형성할 수 있기 때문에, 매우 선명하고, 콘트라스트가 높고, 표시 품질이 높은 표시 장치를 제작할 수 있다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서에 기재되는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태의 표시 장치에 대하여 도 15 내지 도 23을 사용하여 설명한다.
본 실시형태의 표시 장치는 해상도가 높은 표시 장치 또는 대형 표시 장치로 할 수 있다. 따라서 본 실시형태의 표시 장치는 예를 들어 텔레비전 장치, 데스크톱형 또는 노트북형 퍼스널 컴퓨터, 컴퓨터용 등의 모니터, 디지털 사이니지, 파친코기 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 장치의 표시부에 사용할 수 있다.
[표시 장치(100A)]
도 15에 표시 장치(100A)의 사시도를 나타내고, 도 16의 (A)에 표시 장치(100A)의 단면도를 나타내었다.
표시 장치(100A)는 기판(152)과 기판(151)이 접합된 구성을 가진다. 도 15에서는 기판(152)을 파선으로 명시하였다.
표시 장치(100A)는 표시부(162), 회로(164), 배선(165) 등을 가진다. 도 15에서는 표시 장치(100A)에 IC(173) 및 FPC(172)가 실장되어 있는 예를 나타내었다. 그러므로 도 15에 나타낸 구성은 표시 장치(100A), IC(집적 회로), 및 FPC를 가지는 표시 모듈이라고 할 수도 있다.
회로(164)로서는 예를 들어 주사선 구동 회로를 사용할 수 있다.
배선(165)은 표시부(162) 및 회로(164)에 신호 및 전력을 공급하는 기능을 가진다. 상기 신호 및 전력은 FPC(172)를 통하여 외부 또는 IC(173)로부터 배선(165)에 입력된다.
도 15에는 COG 방식 또는 COF(Chip On Film) 방식 등에 의하여 기판(151)에 IC(173)가 제공되어 있는 예를 나타내었다. IC(173)로서는 예를 들어 주사선 구동 회로 또는 신호선 구동 회로 등을 가지는 IC를 적용할 수 있다. 또한 표시 장치(100A) 및 표시 모듈은 IC를 제공하지 않는 구성으로 하여도 좋다. 또한 IC를 COF 방식 등에 의하여 FPC에 실장하여도 좋다.
도 16의 (A)에 표시 장치(100A)에서 FPC(172)를 포함하는 영역의 일부, 회로(164)의 일부, 표시부(162)의 일부, 및 단부를 포함하는 영역의 일부를 각각 절단한 경우의 단면의 일례를 나타내었다.
도 16의 (A)에 나타낸 표시 장치(100A)는 기판(151)과 기판(152) 사이에 트랜지스터(201), 트랜지스터(205), 발광 디바이스(130a), 발광 디바이스(130b), 발광 디바이스(130c), 및 착색층(129a), 착색층(129b), 착색층(129c) 등을 가진다.
발광 디바이스(130a)는 적색광을 방출하고, 발광 디바이스(130b)는 녹색광을 방출하고, 발광 디바이스(130c)는 청색광을 방출한다. 이때 예를 들어 착색층(129a)은 적색광을 투과시키고, 착색층(129b)은 녹색광을 투과시키고, 착색층(129c)은 청색광을 투과시키는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 각 발광 디바이스로부터 방출되는 광의 색 순도를 높일 수 있고, 표시 품질이 더 높은 표시 장치를 실현할 수 있다. 또한 착색층(129a), 착색층(129b), 및 착색층(129c)은 제공하지 않아도 된다.
또는 발광 디바이스(130a), 발광 디바이스(130b), 및 발광 디바이스(130c)는 백색광을 방출하여도 좋다. 착색층(129a), 착색층(129b), 및 착색층(129c)은 서로 다른 색의 광을 투과시키는 기능을 가진다. 또한 착색층을 컬러 필터라고 불러도 좋다.
백색 발광이 가능한 구조로서 싱글 구조 또는 탠덤 구조를 들 수 있다. 발광 디바이스를 탠덤 구조로 함으로써 휘도가 높은 발광을 얻을 수 있기 때문에 적합하다. 또한 백색 발광이 가능한 구조(싱글 구조 및 탠덤 구조 중 한쪽 또는 양쪽)와, 컬러 필터와, 본 발명의 일 형태의 MML 구조를 조합함으로써, 높은 콘트라스트비를 가지는 표시 장치로 할 수 있다.
여기서 표시 장치의 화소가 서로 다른 색을 투과시키는 착색층을 가지는 부화소를 3종류 가지는 경우, 상기 3개의 부화소로서는 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 3색의 부화소, 황색(Y), 시안(C), 및 마젠타(M)의 3색의 부화소 등을 들 수 있다. 상기 부화소를 4개 가지는 경우, 상기 4개의 부화소로서는 R, G, B, 및 백색(W)의 4색의 부화소, R, G, B, 및 Y의 4색의 부화소 등을 들 수 있다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 발광 디바이스가 형성된 기판과 반대 방향으로 광이 방출되는 전면 사출형(톱 이미션형), 발광 디바이스가 형성된 기판 측에 광이 방출되는 배면 사출형(보텀 이미션형), 양면에 광이 방출되는 양면 사출형(듀얼 이미션형) 중 어느 것이어도 좋다.
발광 디바이스(130a), 발광 디바이스(130b), 및 발광 디바이스(130c)로서는 OLED(Organic Light Emitting Diode) 또는 QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode) 등의 EL 디바이스를 사용하는 것이 바람직하다. EL 디바이스가 가지는 발광 물질로서는, 형광을 방출하는 물질(형광 재료), 인광을 방출하는 물질(인광 재료), 무기 화합물(퀀텀닷(quantum dot) 재료 등), 열 활성화 지연 형광을 나타내는 물질(열 활성화 지연 형광(Thermally Activated Delayed Fluorescence: TADF) 재료) 등을 들 수 있다. 또한 TADF 재료로서는 단일항 들뜬 상태와 삼중항 들뜬 상태 사이가 열평형 상태에 있는 재료를 사용하여도 좋다. 이러한 TADF 재료는 발광 수명(여기 수명)이 짧아지기 때문에, 발광 디바이스의 고휘도 영역에서의 효율 저하를 억제할 수 있다.
발광 디바이스는 한 쌍의 전극 사이에 EL층을 가진다. 본 명세서 등에서는 한 쌍의 전극 중 한쪽을 화소 전극이라고 기재하고, 다른 쪽을 공통 전극이라고 기재하는 경우가 있다.
발광 디바이스가 가지는 한 쌍의 전극 중 한쪽 전극은 양극으로서 기능하고, 다른 쪽 전극은 음극으로서 기능한다. 이하에서는 화소 전극이 양극으로서 기능하고, 공통 전극이 음극으로서 기능하는 경우를 예로 들어 설명한다.
발광 디바이스(130a)는 화소 전극(111a)과, 화소 전극(111a) 위의 도전층(122a)과, 도전층(122a) 위의 섬 형상의 제 1 층(123a)과, 섬 형상의 제 1 층(123a) 위의 유기층(114)과, 유기층(114) 위의 공통 전극(113)을 가진다. 발광 디바이스(130a)에서 제 1 층(123a) 및 유기층(114)을 통틀어 EL층이라고 할 수 있다.
발광 디바이스(130b)는 화소 전극(111b)과, 화소 전극(111b) 위의 도전층(122b)과, 도전층(122b) 위의 섬 형상의 제 2 층(123b)과, 섬 형상의 제 2 층(123b) 위의 유기층(114)과, 유기층(114) 위의 공통 전극(113)을 가진다. 발광 디바이스(130b)에서 제 2 층(123b) 및 유기층(114)을 통틀어 EL층이라고 할 수 있다.
발광 디바이스(130c)는 화소 전극(111c)과, 화소 전극(111c) 위의 도전층(122c)과, 도전층(122c) 위의 섬 형상의 제 3 층(123c)과, 섬 형상의 제 3 층(123c) 위의 유기층(114)과, 유기층(114) 위의 공통 전극(113)을 가진다. 발광 디바이스(130c)에서 제 3 층(123c) 및 유기층(114)을 통틀어 EL층이라고 할 수 있다.
각 색의 발광 디바이스에서 공통 전극으로서 동일한 막이 공유된다. 각 발광 디바이스에서 공유되는 공통 전극은 접속부(204)에 제공된 도전층과 전기적으로 접속된다. 이에 의하여, 각 발광 디바이스가 가지는 공통 전극에는 같은 전위가 공급된다.
화소 전극 및 공통 전극 중 광을 추출하는 측의 전극에는 가시광을 투과시키는 도전막을 사용한다. 또한 광을 추출하지 않는 측의 전극에는 가시광을 반사하는 도전막을 사용하는 것이 바람직하다.
발광 디바이스의 한 쌍의 전극(화소 전극과 공통 전극)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 기재함)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. 이들 외에, 위에서 예시하지 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, 이들을 적절히 조합하여 포함하는 합금, 및 그래핀 등을 사용할 수 있다.
발광 디바이스에는 미소 광공진기(마이크로캐비티) 구조가 적용되어 있는 것이 바람직하다. 따라서 발광 디바이스의 한 쌍의 전극 중 한쪽은 가시광 투과성 및 가시광 반사성을 가지는 전극(반투과·반반사 전극)인 것이 바람직하고, 다른 쪽은 가시광 반사성을 가지는 전극(반사 전극)인 것이 바람직하다. 발광 디바이스가 마이크로캐비티 구조를 가지는 경우, 발광층으로부터 얻어지는 발광을 양쪽 전극 사이에서 공진시켜, 발광 디바이스로부터 방출되는 광을 강하게 할 수 있다.
투명 전극의 광 투과율은 40% 이상으로 한다. 예를 들어 발광 디바이스에는 가시광(파장 400nm 이상 750nm 미만의 광) 투과율이 40% 이상인 전극을 사용하는 것이 바람직하다. 반투과·반반사 전극의 가시광 반사율은 10% 이상 95% 이하, 바람직하게는 30% 이상 80% 이하로 한다. 반사 전극의 가시광 반사율은 40% 이상 100% 이하, 바람직하게는 70% 이상 100% 이하로 한다. 또한 이들 전극의 저항률은 1×10-2Ωcm 이하가 바람직하다.
제 1 층(123a), 제 2 층(123b), 및 제 3 층(123c)은 각각 섬 형상으로 제공된다. 제 1 층(123a), 제 2 층(123b), 및 제 3 층(123c)은 각각 발광층을 가진다. 제 1 층(123a)은 적색광을 방출하는 발광층을 가지고, 제 2 층(123b)은 녹색광을 방출하는 발광층을 가지고, 제 3 층(123c)은 청색광을 방출하는 발광층을 가지는 것이 바람직하다.
또는 제 1 층(123a), 제 2 층(123b), 및 제 3 층(123c)은 백색광을 방출하는 발광층을 가져도 좋다. 여기서 섬 형상의 제 1 층(123a)과, 섬 형상의 제 2 층(123b)과, 섬 형상의 제 3 층(123c)은 동일한 재료를 가지는 것이 바람직하다. 즉 섬 형상의 제 1 층(123a), 섬 형상의 제 2 층(123b), 및 섬 형상의 제 3 층(123c)은 같은 공정으로 성막된 막을 패터닝하여 형성되는 것이 바람직하다.
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 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 등이 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 배위자로 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 조합인 정공 수송성 재료 및 전자 수송성 재료를 가지는 것이 바람직하다. 이러한 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 원활하게 수행되어 효율적으로 발광을 얻을 수 있다. 이 구성에 의하여, 발광 디바이스의 고효율, 저전압 구동, 장수명을 동시에 실현할 수 있다.
제 1 층(123a), 제 2 층(123b), 및 제 3 층(123c)은 발광층 이외의 층으로서, 정공 주입성이 높은 물질, 정공 수송성이 높은 물질, 정공 차단 재료, 전자 수송성이 높은 물질, 전자 주입성이 높은 물질, 전자 차단 재료, 또는 양극성 물질(전자 수송성 및 정공 수송성이 높은 물질) 등을 포함하는 층을 더 가져도 좋다.
발광 디바이스에는 저분자계 화합물 및 고분자계 화합물 중 어느 쪽이든 사용할 수 있고, 무기 화합물이 포함되어도 좋다. 발광 디바이스를 구성하는 층은 각각 증착법(진공 증착법을 포함함), 전사법, 인쇄법, 잉크젯법, 도포법 등의 방법으로 형성할 수 있다.
예를 들어 제 1 층(123a), 제 2 층(123b), 및 제 3 층(123c)은 각각 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 차단층, 전자 차단층, 전자 수송층, 및 전자 주입층 중 하나 이상을 가져도 좋다.
EL층 중 각 발광 디바이스에서 공통적으로 형성되는 층으로서는 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 차단층(정공 억지층이라고 하는 경우가 있음), 전자 차단층(전자 억지층이라고 하는 경우가 있음), 전자 수송층, 및 전자 주입층 중 하나 이상을 적용할 수 있다. 예를 들어 유기층(114)으로서 캐리어 주입층(정공 주입층 또는 전자 주입층)을 형성하여도 좋다. 또한 EL층의 모든 층을 색마다 따로 형성하여도 좋다. 즉 EL층은 각 색에서 공통적으로 형성되는 층을 가지지 않아도 된다.
제 1 층(123a), 제 2 층(123b), 및 제 3 층(123c)은 각각 발광층과, 발광층 위의 캐리어 수송층을 가지는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 표시 장치(100)의 제작 공정 중에 발광층이 가장 바깥쪽으로 노출되는 것이 억제되어, 발광층이 받는 대미지를 저감할 수 있다. 이에 의하여 발광 디바이스의 신뢰성을 높일 수 있다.
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. 정공 수송층은 정공 수송성 재료를 포함하는 층이다. 정공 수송성 재료로서는 1×10-6cm2/Vs 이상의 정공 이동도를 가지는 것이 바람직하다. 또한 전자 수송성보다 정공 수송성이 높은 물질이면 이들 이외의 물질도 사용할 수 있다. 정공 수송성 재료로서는 π전자 과잉형 헤테로 방향족 화합물(예를 들어 카바졸 유도체, 싸이오펜 유도체, 퓨란 유도체 등), 방향족 아민 화합물(방향족 아민 골격을 가지는 화합물) 등의 정공 수송성이 높은 재료가 바람직하다.
전자 수송층은 전자 주입층에 의하여 음극으로부터 주입된 전자를 발광층으로 수송하는 층이다. 전자 수송층은 전자 수송성 재료를 포함하는 층이다. 전자 수송성 재료로서는 1×10-6cm2/Vs 이상의 전자 이동도를 가지는 물질이 바람직하다. 또한 정공 수송성보다 전자 수송성이 높은 물질이면 이들 이외의 물질도 사용할 수 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 이외에, 옥사다이아졸 유도체, 트라이아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 옥사졸 유도체, 싸이아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, 퀴놀린 배위자를 가지는 퀴놀린 유도체, 벤조퀴놀린 유도체, 퀴녹살린 유도체, 다이벤조퀴녹살린 유도체, 피리딘 유도체, 바이피리딘 유도체, 피리미딘 유도체, 그 이외에 질소 함유 헤테로 방향족 화합물을 포함하는 π전자 부족형 헤테로 방향족 화합물 등 전자 수송성이 높은 재료를 사용할 수 있다.
또한 전자 수송층은 적층 구조를 가져도 좋고, 양극 측으로부터 발광층을 통과하여 음극 측으로 이동하는 정공을 차단하기 위한 정공 차단층을 발광층에 접하여 가져도 좋다.
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 포함하는 복합 재료를 사용할 수도 있다.
전자 주입층에는 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)페놀레이토리튬(약칭: LiPP), 2-(2-피리딜)-3-피리디놀레이토리튬(약칭: LiPPy), 4-페닐-2-(2-피리딜)페놀레이토리튬(약칭: LiPPP), 리튬 산화물(LiOx), 탄산 세슘 등의 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 이들의 화합물을 사용할 수 있다. 또한 전자 주입층은 2개 이상의 층의 적층 구조를 가져도 좋다. 상기 적층 구조로서는 예를 들어 첫 번째 층에 플루오린화 리튬을 사용하고, 두 번째 층에 이터븀을 사용하는 구성으로 할 수 있다.
또는 전자 주입층에는 전자 수송성 재료를 사용하여도 좋다. 예를 들어 비공유 전자쌍을 가지고 전자 부족형 헤테로 방향족 고리를 가지는 화합물을 전자 수송성 재료로서 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 전자 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 피점유 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-다이(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 BPhen에 비하여 유리 전이 온도(Tg)가 높기 때문에 내열성이 우수하다.
또한 탠덤 구조의 발광 디바이스를 제작하는 경우, 2개의 발광 유닛 사이에 중간층을 제공한다. 중간층은 한 쌍의 전극 사이에 전압을 인가하였을 때 2개의 발광 유닛 중 한쪽에 전자를 주입하고, 다른 쪽에 정공을 주입하는 기능을 가진다.
중간층으로서는 예를 들어 전자 주입층에 적용할 수 있는 리튬 등의 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 경우의 구동 전압의 상승을 억제할 수 있다.
도전층(122a), 도전층(122b), 및 도전층(122c)은 광학 조정층으로서 기능한다. 또한 도전층(122a), 도전층(122b), 및 도전층(122c)은 제공하지 않아도 되는 경우가 있다.
화소 전극(111a), 화소 전극(111b), 화소 전극(111c), 도전층(122a), 도전층(122b), 도전층(122c), 제 1 층(123a), 제 2 층(123b), 및 제 3 층(123c)의 측면은 각각 절연층(125), 절연층(127)으로 덮여 있다. 이에 의하여, 유기층(114)(또는 공통 전극(113))이 화소 전극(111a), 화소 전극(111b), 화소 전극(111c), 제 1 층(123a), 제 2 층(123b), 및 제 3 층(123c) 중 어느 것의 측면과 접하는 것이 억제되어, 발광 디바이스의 단락을 억제할 수 있다. 절연층(127)은 실시형태 1 등에서 설명한 수지층(126)에 대응한다.
절연층(125)은 무기 재료를 가지는 절연층으로 할 수 있다. 절연층(125)으로서는 예를 들어 산화 절연막, 질화 절연막, 산화질화 절연막, 및 질화산화 절연막 등의 무기 절연막을 사용할 수 있다. 절연층(125)은 단층 구조를 가져도 좋고, 적층 구조를 가져도 좋다. 산화 절연막으로서는 산화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 산화 마그네슘막, 인듐 갈륨 아연 산화물막, 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. 특히 산화 알루미늄막은 에칭에서 EL층과의 선택비가 높아, 후술하는 절연층(127)의 형성에서 EL층을 보호하는 기능을 가지기 때문에 바람직하다. 특히 ALD법으로 형성된 산화 알루미늄막, 산화 하프늄막, 산화 실리콘막 등의 무기 절연막을 절연층(125)에 적용함으로써, 핀홀이 적고 EL층을 보호하는 기능이 우수한 절연층(125)을 형성할 수 있다.
절연층(125)의 형성에는 스퍼터링법, CVD법, PLD법, ALD법 등을 사용할 수 있다. 절연층(125)은 피복성이 높은 ALD법을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.
절연층(125) 위에 제공되는 절연층(127)은 인접한 발광 디바이스 사이에 형성된 절연층(125)의 오목부를 평탄화하는 기능을 가진다. 바꿔 말하면, 절연층(127)을 가짐으로써 공통 전극(113)을 형성하는 면의 평탄성을 향상시키는 효과가 있다. 절연층(127)으로서는 유기 재료를 가지는 절연층을 적합하게 사용할 수 있다. 예를 들어 절연층(127)에는 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 에폭시 수지, 이미드 수지, 폴리아마이드 수지, 폴리이미드아마이드 수지, 실리콘(silicone) 수지, 실록세인 수지, 벤조사이클로뷰텐계 수지, 페놀 수지, 및 이들 수지의 전구체 등을 적용할 수 있다. 또한 절연층(127)에는 폴리바이닐알코올(PVA), 폴리바이닐뷰티랄, 폴리바이닐피롤리돈, 폴리에틸렌글라이콜, 폴리글리세린, 풀루란, 수용성 셀룰로스, 또는 알코올 가용성 폴리아마이드 수지 등의 유기 재료를 사용하여도 좋다. 또한 절연층(127)에는 감광성 수지를 사용할 수 있다. 감광성 수지로서는 포토레지스트를 사용하여도 좋다. 감광성 수지로서는 포지티브형 재료 또는 네거티브형 재료를 사용할 수 있다.
절연층(127)의 상면의 높이와 제 1 층(123a), 제 2 층(123b), 및 제 3 층(123c) 중 어느 것의 상면의 높이의 차이는, 예를 들어 절연층(127)의 두께의 0.5배 이하가 바람직하고, 0.3배 이하가 더 바람직하다. 또한 예를 들어 제 1 층(123a), 제 2 층(123b), 및 제 3 층(123c) 중 어느 것의 상면이 절연층(127)의 상면보다 높아지도록 절연층(127)을 제공하여도 좋다. 또한 예를 들어 절연층(127)의 상면이 제 1 층(123a), 제 2 층(123b), 또는 제 3 층(123c)이 가지는 발광층의 상면보다 높아지도록 절연층(127)을 제공하여도 좋다.
제 1 층(123a), 제 2 층(123b), 제 3 층(123c), 절연층(125), 및 절연층(127) 위에 유기층(114)이 제공되고, 유기층(114) 위에 공통 전극(113)이 제공되어 있다. 또한 발광 디바이스(130a), 발광 디바이스(130b), 발광 디바이스(130c) 위에는 각각 보호층(131)이 제공되어 있다. 보호층(131) 위에는 보호층(132)이 제공되어 있다. 보호층(131), 보호층(132)을 제공함으로써 발광 디바이스의 신뢰성을 높일 수 있다.
보호층(131) 및 보호층(132)의 도전성에 제한은 없다. 보호층(131), 보호층(132)으로서는 절연막, 반도체막, 및 도전막 중 적어도 1종류를 사용할 수 있다.
보호층(131), 보호층(132)이 무기막을 가짐으로써 공통 전극(113)의 산화를 방지하거나 발광 디바이스(130a), 발광 디바이스(130b), 발광 디바이스(130c)에 불순물(수분, 산소 등)이 들어가는 것을 억제하는 등, 발광 디바이스의 열화를 억제하여 표시 장치의 신뢰성을 높일 수 있다.
보호층(131), 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), 보호층(132)은 각각 질화 절연막 또는 질화산화 절연막을 가지는 것이 바람직하고, 질화 절연막을 가지는 것이 더 바람직하다.
또한 보호층(131), 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 저항이 높은 것이 바람직하고, 구체적으로는 공통 전극(113)보다 저항이 높은 것이 바람직하다. 상기 무기막은 질소를 더 포함하여도 좋다.
발광 디바이스의 발광을 보호층(131), 보호층(132)을 통하여 추출하는 경우, 보호층(131), 보호층(132)은 가시광 투과성이 높은 것이 바람직하다. 예를 들어 ITO, IGZO, 및 산화 알루미늄은 각각 가시광 투과성이 높은 무기 재료이기 때문에 바람직하다.
보호층(131), 보호층(132)으로서는 예를 들어 산화 알루미늄막과 산화 알루미늄막 위의 질화 실리콘막의 적층 구조 또는 산화 알루미늄막과 산화 알루미늄막 위의 IGZO막의 적층 구조 등을 사용할 수 있다. 상기 적층 구조를 사용함으로써, EL층 측에 들어가는 불순물(물, 산소 등)을 억제할 수 있다.
또한 보호층(131), 보호층(132)은 유기막을 가져도 좋다. 예를 들어 보호층(132)은 유기막과 무기막을 모두 가져도 좋다.
보호층(131)과 보호층(132)은 서로 다른 방법으로 성막하여도 좋다. 구체적으로는, ALD법을 사용하여 보호층(131)을 형성하고, 스퍼터링법을 사용하여 보호층(132)을 형성하여도 좋다.
보호층(131) 위에는 착색층(착색층(129a), 착색층(129b), 및 착색층(129c))이 제공된다. 착색층(129a)은 발광 디바이스(130a)와 중첩되는 영역을 가지고, 착색층(129b)은 발광 디바이스(130b)와 중첩되는 영역을 가지고, 착색층(129c)은 발광 디바이스(130c)와 중첩되는 영역을 가진다. 착색층(129a)은 적어도 발광 디바이스(130a)가 가지는 발광층과 중첩되는 영역을 가지고, 착색층(129b)은 적어도 발광 디바이스(130b)가 가지는 발광층과 중첩되는 영역을 가지고, 착색층(129c)은 적어도 발광 디바이스(130c)가 가지는 발광층과 중첩되는 영역을 가진다.
착색층(129a), 착색층(129b), 및 착색층(129c)은 서로 다른 색의 광을 투과시키는 기능을 가진다. 예를 들어 착색층(129a)은 적색광을 투과시키는 기능을 가지고, 착색층(129b)은 녹색광을 투과시키는 기능을 가지고, 착색층(129c)은 청색광을 투과시키는 기능을 가진다. 이로써 표시 장치(100)는 풀 컬러 표시를 할 수 있다. 또한 착색층(129a), 착색층(129b), 및 착색층(129c)은 시안, 마젠타, 및 황색 중 어느 색의 광을 투과시키는 기능을 가져도 좋다.
보호층(132)과 기판(152)은 접착층(142)에 의하여 접착되어 있다. 발광 디바이스의 밀봉에는 고체 밀봉 구조 또는 중공 밀봉 구조 등을 적용할 수 있다. 도 16의 (A)에서는 기판(152)과 기판(151) 사이의 공간이 접착층(142)으로 충전되는, 고체 밀봉 구조가 적용되어 있다. 또는 상기 공간이 불활성 가스(질소 또는 아르곤 등)로 충전되는, 중공 밀봉 구조를 적용하여도 좋다. 이때 접착층(142)은 발광 디바이스와 중첩되지 않도록 제공되어도 좋다. 또한 상기 공간은 테두리 형상으로 제공된 접착층(142)과는 다른 수지로 충전되어도 좋다.
화소 전극(111a), 화소 전극(111b), 화소 전극(111c)은 각각 절연층(214)에 제공된 개구를 통하여 트랜지스터(205)가 가지는 도전층(222b)과 접속되어 있다.
화소 전극(111a), 화소 전극(111b), 화소 전극(111c)에는 절연층(214)에 제공된 개구를 덮도록 오목부가 형성된다. 상기 오목부에는 층(128)이 매립되어 있는 것이 바람직하다. 그리고 화소 전극(111a) 및 층(128) 위에 도전층(122a)을 형성하고, 화소 전극(111b) 및 층(128) 위에 도전층(122b)을 형성하고, 화소 전극(111c) 및 층(128) 위에 도전층(122c)을 형성하는 것이 바람직하다. 도전층(122a), 도전층(122b), 도전층(122c)은 화소 전극이라고 할 수도 있다.
층(128)은 화소 전극(111a), 화소 전극(111b), 화소 전극(111c)의 오목부를 평탄화하는 기능을 가진다. 층(128)을 제공함으로써, EL층의 피형성면의 요철을 저감하여 피복성을 향상시킬 수 있다. 또한 화소 전극(111a) 위 및 층(128) 위에 화소 전극(111a)과 전기적으로 접속되는 도전층(122a)을 제공하고, 화소 전극(111b) 위 및 층(128) 위에 화소 전극(111b)과 전기적으로 접속되는 도전층(122b)을 제공하고, 화소 전극(111c) 위 및 층(128) 위에 화소 전극(111c)과 전기적으로 접속되는 도전층(122c)을 제공함으로써, 화소 전극(111a), 화소 전극(111b), 화소 전극(111c)의 오목부와 중첩되는 영역도 발광 영역으로서 사용할 수 있는 경우가 있다. 이에 의하여, 화소의 개구율을 높일 수 있다.
층(128)은 절연층이어도 좋고, 도전층이어도 좋다. 층(128)에는 각종 무기 절연 재료, 유기 절연 재료, 및 도전 재료를 적절히 사용할 수 있다. 특히 층(128)은 절연 재료를 사용하여 형성되는 것이 바람직하다.
층(128)으로서는 유기 재료를 가지는 절연층을 적합하게 사용할 수 있다. 예를 들어 층(128)에는 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 에폭시 수지, 폴리아마이드 수지, 폴리이미드아마이드 수지, 실록세인 수지, 벤조사이클로뷰텐계 수지, 페놀 수지, 및 이들 수지의 전구체 등을 적용할 수 있다. 또한 층(128)에는 감광성 수지를 사용할 수 있다. 감광성 수지로서는 포지티브형 재료 또는 네거티브형 재료를 사용할 수 있다.
감광성 수지를 사용하면, 노광 공정 및 현상 공정만으로 층(128)을 제작할 수 있기 때문에, 드라이 에칭 또는 웨트 에칭 등으로 인한 화소 전극(111a), 화소 전극(111b), 화소 전극(111c)의 표면에 대한 영향을 저감할 수 있다. 또한 네거티브형 감광성 수지를 사용하여 층(128)을 형성함으로써, 절연층(214)의 개구의 형성에 사용하는 포토마스크(노광 마스크)와 동일한 포토마스크를 사용하여 층(128)을 형성할 수 있는 경우가 있다.
도전층(122a)은 화소 전극(111a) 위 및 층(128) 위에 제공된다. 도전층(122a)은 화소 전극(111a)의 상면과 접하는 제 1 영역과, 층(128)의 상면과 접하는 제 2 영역을 가진다. 제 1 영역과 접하는 화소 전극(111a)의 상면의 높이와 제 2 영역과 접하는 층(128)의 상면의 높이는 일치 또는 대략 일치하는 것이 바람직하다.
마찬가지로, 도전층(122b)은 화소 전극(111b) 위 및 층(128) 위에 제공된다. 도전층(122b)은 화소 전극(111b)의 상면과 접하는 제 1 영역과, 층(128)의 상면과 접하는 제 2 영역을 가진다. 제 1 영역과 접하는 화소 전극(111b)의 상면의 높이와 제 2 영역과 접하는 층(128)의 상면의 높이는 일치 또는 대략 일치하는 것이 바람직하다.
도전층(122c)은 화소 전극(111c) 위 및 층(128) 위에 제공된다. 도전층(122c)은 화소 전극(111c)의 상면과 접하는 제 1 영역과, 층(128)의 상면과 접하는 제 2 영역을 가진다. 제 1 영역과 접하는 화소 전극(111c)의 상면의 높이와 제 2 영역과 접하는 층(128)의 상면의 높이는 일치 또는 대략 일치하는 것이 바람직하다.
화소 전극은 가시광을 반사하는 재료를 포함하고, 대향 전극은 가시광을 투과시키는 재료를 포함한다.
표시 장치(100A)는 톱 이미션형 구조를 가진다. 발광 디바이스로부터 방출되는 광은 기판(152) 측에 방출된다. 기판(152)에는 가시광 투과성이 높은 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
층(101)에는 기판(151)부터 절연층(214)까지의 적층 구조가 포함된다.
트랜지스터(201) 및 트랜지스터(205)는 모두 기판(151) 위에 형성되어 있다. 이들 트랜지스터는 동일한 재료를 사용하여 동일한 공정으로 제작할 수 있다.
기판(151) 위에는 절연층(211), 절연층(213), 절연층(215), 및 절연층(214)이 이 순서대로 제공되어 있다. 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. 이로써, 절연층을 배리어층으로서 기능시킬 수 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 트랜지스터에 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 절연막과 비교하여 불순물에 대한 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 형성하여, 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. 또한 절연층(214)은 유기 절연막과 무기 절연막의 적층 구조를 가져도 좋다. 절연층(214)의 가장 바깥쪽 층은 에칭 보호막으로서의 기능을 가지는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 화소 전극(111a) 또는 도전층(122a) 등의 가공 시에 절연층(214)에 오목부가 형성되는 것을 억제할 수 있다. 또는 절연층(214)에는 화소 전극(111a) 또는 도전층(122a) 등의 가공 시에 오목부가 제공되어도 좋다.
도 16의 (A)에 나타낸 영역(228)에서는 절연층(214)에 개구가 형성되어 있다. 이로써, 절연층(214)에 유기 절연막을 사용하는 경우에도, 절연층(214)을 통하여 외부로부터 표시부(162)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, 역 스태거형 트랜지스터 등을 사용할 수 있다. 또한 톱 게이트형 및 보텀 게이트형 중 어느 트랜지스터 구조로 하여도 좋다. 또는 채널이 형성되는 반도체층의 상하에 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 인가하고, 다른 쪽에 구동시키기 위한 전위를 인가함으로써, 트랜지스터의 문턱 전압을 제어하여도 좋다.
트랜지스터의 반도체층에 사용하는 반도체 재료의 결정성도 특별히 한정되지 않고 비정질 반도체, 결정성을 가지는 반도체(미결정 반도체, 다결정 반도체, 또는 일부에 결정 영역을 가지는 반도체) 중 어느 것을 사용하여도 좋다. 결정성을 가지는 반도체를 사용하면 트랜지스터 특성의 열화를 억제할 수 있어 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.
본 명세서 등에서 금속 산화물(metal oxide)이란, 넓은 의미로의 금속의 산화물이다. 금속 산화물은 산화물 절연체, 산화물 도전체(투명 산화물 도전체를 포함함), 산화물 반도체(Oxide Semiconductor 또는 단순히 OS라고도 함) 등으로 분류된다. 예를 들어 트랜지스터의 활성층에 금속 산화물을 사용한 경우, 상기 금속 산화물을 산화물 반도체라고 하는 경우가 있다. 즉 OS 트랜지스터라고 기재하는 경우에는, 금속 산화물 또는 산화물 반도체를 가지는 트랜지스터라고 바꿔 말할 수 있다.
트랜지스터의 반도체층에 사용하는 금속 산화물의 밴드 갭은 2eV 이상인 것이 바람직하고, 2.5eV 이상인 것이 더 바람직하다. 밴드 갭이 큰 금속 산화물을 사용함으로써, OS 트랜지스터의 오프 전류를 저감할 수 있다.
금속 산화물은 적어도 인듐 또는 아연을 가지는 것이 바람직하고, 인듐 및 아연을 가지는 것이 더 바람직하다. 예를 들어 금속 산화물은 인듐과, M(M은 갈륨, 알루미늄, 이트륨, 주석, 실리콘, 붕소, 구리, 바나듐, 베릴륨, 타이타늄, 철, 니켈, 저마늄, 지르코늄, 몰리브데넘, 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 하프늄, 탄탈럼, 텅스텐, 마그네슘, 및 코발트에서 선택된 1종류 또는 복수 종류)과, 아연을 가지는 것이 바람직하다. 특히 M은 갈륨, 알루미늄, 이트륨, 및 주석 중에서 선택된 1종류 또는 복수 종류인 것이 바람직하고, 갈륨인 것이 더 바람직하다. 또한 인듐과, M과, 아연을 가지는 금속 산화물을 이하에서는 In-M-Zn 산화물이라고 하는 경우가 있다.
특히 트랜지스터의 반도체층으로서 인듐(In), 갈륨(Ga), 및 아연(Zn)을 포함하는 산화물(IGZO라고도 기재함)을 사용하는 것이 바람직하다. 또는 트랜지스터의 반도체층으로서 인듐(In), 알루미늄(Al), 및 아연(Zn)을 포함하는 산화물(IAZO라고도 기재함)을 사용하여도 좋다. 또는 반도체층으로서는, 인듐(In), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 및 아연(Zn)을 포함하는 산화물(IAGZO)을 사용하여도 좋다.
금속 산화물이 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. 금속 산화물 내의 인듐의 원자수비를 크게 함으로써, 트랜지스터의 온 전류 또는 전계 효과 이동도 등을 높일 수 있다.
예를 들어 원자수비가 In:M:Zn=4:2:3 또는 그 근방의 조성이라고 기재하는 경우, In을 4로 하였을 때 M이 1 이상 3 이하이고, Zn이 2 이상 4 이하인 경우를 포함한다. 또한 원자수비가 In:M:Zn=5:1:6 또는 그 근방의 조성이라고 기재하는 경우, In을 5로 하였을 때 M이 0.1보다 크고 2 이하이고, Zn이 5 이상 7 이하인 경우를 포함한다. 또한 원자수비가 In:M:Zn=1:1:1 또는 그 근방의 조성이라고 기재하는 경우, In을 1로 하였을 때 M이 0.1보다 크고 2 이하이고, Zn이 0.1보다 크고 2 이하인 경우를 포함한다.
또한 In-M-Zn 산화물에서의 In의 원자수비는 원소 M의 원자수비 미만이어도 좋다. 이러한 In-M-Zn 산화물의 금속 원소의 원자수비로서, In:M:Zn=1:3:2 또는 그 근방의 조성, In:M:Zn=1:3:3 또는 그 근방의 조성, In:M:Zn=1:3:4 또는 그 근방의 조성 등을 들 수 있다. 금속 산화물 내의 M의 원자수비를 크게 함으로써, In-M-Zn 산화물의 밴드 갭을 더 크게 하여, 광 네거티브 바이어스 스트레스 시험에 대한 내성을 높일 수 있다. 구체적으로는 트랜지스터의 NBTIS(Negative Bias Temperature Illumination Stress) 시험에서 측정되는, 문턱 전압의 변화량 또는 시프트 전압(Vsh)의 변화량을 작게 할 수 있다. 또한 시프트 전압(Vsh)은 트랜지스터의 드레인 전류(Id)-게이트 전압(Vg) 커브에서 커브의 기울기가 최대인 점에서의 접선이 Id=1pA의 직선과 교차하는 Vg로 정의된다.
또는 트랜지스터의 반도체층은 실리콘을 가져도 좋다. 실리콘으로서는 비정질 실리콘, 결정성 실리콘(저온 폴리실리콘, 단결정 실리콘 등) 등을 들 수 있다.
또는 트랜지스터의 반도체층은 반도체로서 기능하는 층상 물질을 가져도 좋다. 층상 물질이란 층상 결정 구조를 가지는 재료군의 총칭이다. 층상 결정 구조는 공유 결합 또는 이온 결합에 의하여 형성되는 층이, 판데르발스력(Van der Waals force)과 같은 공유 결합 또는 이온 결합보다 약한 결합에 의하여 적층되는 구조이다. 층상 물질은 단위층(monolayer) 중에서의 전기 전도성이 높고, 즉 2차원 전기 전도성이 높다. 반도체로서 기능하고 2차원 전기 전도성이 높은 재료를 채널 형성 영역에 사용함으로써, 온 전류가 큰 트랜지스터를 제공할 수 있다.
상기 층상 물질로서 예를 들어 그래핀, 실리센, 칼코제나이드 등이 있다. 칼코제나이드는 칼코젠(16족에 속하는 원소)을 포함하는 화합물이다. 또한 칼코제나이드로서 전이 금속 칼코제나이드, 13족 칼코제나이드 등을 들 수 있다. 트랜지스터의 반도체층으로서 적용할 수 있는 전이 금속 칼코제나이드로서, 구체적으로는 황화 몰리브데넘(대표적으로는 MoS2), 셀레늄화 몰리브데넘(대표적으로는 MoSe2), 몰리브데넘 텔루륨(대표적으로는 MoTe2), 황화 텅스텐(대표적으로는 WS2), 셀레늄화 텅스텐(대표적으로는 WSe2), 텅스텐 텔루륨(대표적으로는 WTe2), 황화 하프늄(대표적으로는 HfS2), 셀레늄화 하프늄(대표적으로는 HfSe2), 황화 지르코늄(대표적으로는 ZrS2), 셀레늄화 지르코늄(대표적으로는 ZrSe2) 등을 들 수 있다.
회로(164)가 가지는 트랜지스터와 표시부(162)가 가지는 트랜지스터는 같은 구조를 가져도 좋고, 상이한 구조를 가져도 좋다. 회로(164)가 가지는 복수의 트랜지스터의 구조는 모두 같아도 좋고, 2종류 이상 있어도 좋다. 마찬가지로, 표시부(162)가 가지는 복수의 트랜지스터의 구조는 모두 같아도 좋고, 2종류 이상 있어도 좋다.
기판(151)에서 기판(152)이 중첩되지 않은 영역에는 접속부(204)가 제공되어 있다. 접속부(204)에서는 배선(165)이 도전층(166) 및 접속층(242)을 통하여 FPC(172)와 전기적으로 접속되어 있다. 도전층(166)은 화소 전극(111a), 화소 전극(111b), 화소 전극(111c)과 동일한 도전막을 가공하여 얻어진 도전막과, 도전층(122a), 도전층(122b), 도전층(122c)과 동일한 도전막을 가공하여 얻어진 도전막의 적층 구조인 예를 나타낸 것이다. 접속부(204)의 상면에서는 도전층(166)이 노출되어 있다. 이로써 접속부(204)와 FPC(172)를 접속층(242)을 통하여 전기적으로 접속시킬 수 있다.
기판(152)의 기판(151) 측의 면에는 차광층(117)을 제공하는 것이 바람직하다. 또한 기판(152)의 기판(151) 측의 면에 착색층(129a), 착색층(129b), 착색층(129c)을 제공하여도 좋다. 도 16의 (A)에서는 기판(151)을 통하여 기판(152)을 보았을 때 착색층(129a), 착색층(129b), 착색층(129c)이 차광층(117)의 일부를 덮도록 제공되어 있다.
또한 기판(152)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(152)의 외측에는 먼지의 부착을 억제하는 대전 방지막, 오염이 부착되기 어렵게 하는 발수성을 가지는 막, 사용에 따른 손상의 발생을 억제하는 하드코트막, 충격 흡수층 등을 배치하여도 좋다.
발광 디바이스를 덮는 보호층(131) 및 보호층(132)을 제공함으로써, 발광 디바이스에 물 등의 불순물이 들어가는 것을 억제하여, 발광 디바이스의 신뢰성을 높일 수 있다.
표시 장치(100A)의 단부 근방의 영역(228)에서, 절연층(214)의 개구를 통하여 절연층(215)과 보호층(131) 또는 보호층(132)이 서로 접하는 것이 바람직하다. 특히 무기 절연막들이 서로 접하는 것이 바람직하다. 이에 의하여 유기 절연막을 통하여 외부로부터 표시부(162)에 불순물이 들어가는 것을 억제할 수 있다. 따라서 표시 장치(100A)의 신뢰성을 높일 수 있다.
기판(151) 및 기판(152)에는 각각 유리, 석영, 세라믹, 사파이어, 수지, 금속, 합금, 반도체 등을 사용할 수 있다. 발광 디바이스로부터의 광을 추출하는 측의 기판에는 상기 광을 투과시키는 재료를 사용한다. 기판(151) 및 기판(152)에 가요성을 가지는 재료를 사용하면, 표시 장치의 가요성을 높일 수 있다. 또한 기판(151) 또는 기판(152)으로서 편광판을 사용하여도 좋다.
기판(151) 및 기판(152)으로서는 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, 폴리염화바이닐 수지, 폴리염화바이닐리덴 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 수지, ABS 수지, 셀룰로스 나노섬유 등을 각각 사용할 수 있다. 기판(151) 및 기판(152) 중 한쪽 또는 양쪽에는 가요성을 가질 정도의 두께를 가지는 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 작다고도 할 수 있음).
광학 등방성이 높은 기판의 위상차(retardation)값의 절댓값은 30nm 이하인 것이 바람직하고, 20nm 이하인 것이 더 바람직하고, 10nm 이하인 것이 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 흡수(吸水)함으로써, 표시 패널에 주름이 생기는 등 형상 변화가 일어날 우려가 있다. 그러므로 기판에는 흡수율이 낮은 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 흡수율이 1% 이하인 필름을 사용하는 것이 바람직하고, 0.1% 이하인 필름을 사용하는 것이 더 바람직하고, 0.01% 이하인 필름을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
접착층(142)으로서는 자외선 경화형 등의 광 경화형 접착제, 반응 경화형 접착제, 열 경화형 접착제, 혐기형 접착제 등 각종 경화형 접착제를 사용할 수 있다. 이들 접착제로서는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 실리콘(silicone) 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.
트랜지스터의 게이트, 소스, 및 드레인 이외에, 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 포함하는 막을 단층으로 또는 적층 구조로 사용할 수 있다.
또한 투광성을 가지는 도전 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 도전층으로서 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 디바이스가 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 16의 (B) 및 (C)에 트랜지스터의 다른 구성예를 나타내었다.
트랜지스터(209) 및 트랜지스터(210)는 게이트로서 기능하는 도전층(221), 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층(211), 채널 형성 영역(231i) 및 한 쌍의 저저항 영역(231n)을 가지는 반도체층(231), 한 쌍의 저저항 영역(231n) 중 한쪽에 접속되는 도전층(222a), 한 쌍의 저저항 영역(231n) 중 다른 쪽에 접속되는 도전층(222b), 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층(225), 게이트로서 기능하는 도전층(223), 그리고 도전층(223)을 덮는 절연층(215)을 가진다. 절연층(211)은 도전층(221)과 채널 형성 영역(231i) 사이에 위치한다. 절연층(225)은 적어도 도전층(223)과 채널 형성 영역(231i) 사이에 위치한다. 또한 트랜지스터를 덮는 절연층(218)을 제공하여도 좋다.
도 16의 (B)에 나타낸 트랜지스터(209)에서는, 절연층(225)이 반도체층(231)의 상면 및 측면을 덮는 예를 나타내었다. 도전층(222a) 및 도전층(222b)은 각각 절연층(225) 및 절연층(215)에 제공된 개구를 통하여 저저항 영역(231n)에 접속된다. 도전층(222a) 및 도전층(222b) 중 한쪽은 소스로서 기능하고, 다른 쪽은 드레인으로서 기능한다.
한편으로 도 16의 (C)에 나타낸 트랜지스터(210)에서는 절연층(225)이 반도체층(231)의 채널 형성 영역(231i)과 중첩되고, 저저항 영역(231n)과는 중첩되지 않는다. 예를 들어 도전층(223)을 마스크로서 사용하여 절연층(225)을 가공함으로써, 도 16의 (C)에 나타낸 구조를 제작할 수 있다. 도 16의 (C)에서는, 절연층(225) 및 도전층(223)을 덮어 절연층(215)이 제공되고, 절연층(215)의 개구를 통하여 도전층(222a) 및 도전층(222b)이 각각 저저항 영역(231n)과 접속되어 있다.
또한 발광 디바이스를 구동하는 화소 회로에 포함되는 모든 트랜지스터로서, 채널이 형성되는 반도체층에 실리콘을 가지는 트랜지스터(이하, Si 트랜지스터라고도 함)를 사용하여도 좋다. Si 트랜지스터에 사용하는 재료로서는 단결정 실리콘, 다결정 실리콘, 비정질 실리콘 등을 들 수 있다. 특히 반도체층에 저온 폴리실리콘(LTPS: Low Temperature Poly Silicon)을 가지는 트랜지스터(이하, LTPS 트랜지스터라고도 함)를 사용할 수 있다. LTPS 트랜지스터는 전계 효과 이동도가 높고, 주파수 특성이 양호하다.
LTPS 트랜지스터 등의 Si 트랜지스터를 적용함으로써, 고주파수로 구동할 필요가 있는 회로(예를 들어 소스 드라이버 회로)를 표시부와 동일한 기판 위에 형성할 수 있다. 이에 의하여, 표시 장치에 실장되는 외부 회로를 간략화할 수 있어, 부품 비용 및 실장 비용을 절감할 수 있다.
또한 화소 회로에 포함되는 트랜지스터 중 적어도 하나에 OS 트랜지스터를 사용하는 것이 바람직하다. OS 트랜지스터는 비정질 실리콘을 사용한 트랜지스터에 비하여 전계 효과 이동도가 매우 높다. 또한 OS 트랜지스터는 오프 상태에서의 소스와 드레인 사이의 누설 전류(이하, 오프 전류라고도 함)가 매우 낮기 때문에, 상기 트랜지스터에 직렬로 접속된 용량 소자에 축적된 전하는 장기간에 걸쳐 유지될 수 있다. 또한 OS 트랜지스터를 적용함으로써, 표시 장치의 소비 전력을 저감할 수 있다.
또한 실온에서의 채널 폭 1μm당 OS 트랜지스터의 오프 전류값은 1aA(1×10-18A) 이하, 1zA(1×10-21A) 이하, 또는 1yA(1×10-24A) 이하로 할 수 있다. 또한 실온에서의 채널 폭 1μm당 Si 트랜지스터의 오프 전류값은 1fA(1×10-15A) 이상 1pA(1×10-12A) 이하이다. 따라서 OS 트랜지스터의 오프 전류는 Si 트랜지스터의 오프 전류보다 10자릿수 정도 낮다고 할 수도 있다.
화소 회로에 포함되는 트랜지스터의 일부로서 LTPS 트랜지스터를 사용하고, 다른 일부로서 OS 트랜지스터를 사용함으로써, 소비 전력이 낮고, 구동 능력이 높은 표시 장치를 실현할 수 있다. 또한 LTPS 트랜지스터와, OS 트랜지스터를 조합하는 구성을 LTPO라고 하는 경우가 있다. 또한 더 바람직한 예로서는, 배선들 사이의 도통, 비도통을 제어하기 위한 스위치로서 기능하는 트랜지스터 등으로서 OS 트랜지스터를 적용하고, 전류를 제어하는 트랜지스터 등으로서 LTPS 트랜지스터를 적용하는 것이 바람직하다.
예를 들어 화소 회로에 제공되는 트랜지스터 중 하나는 발광 디바이스를 흐르는 전류를 제어하기 위한 트랜지스터로서 기능하고, 구동 트랜지스터라고 할 수 있다. 구동 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽은 발광 디바이스의 화소 전극과 전기적으로 접속된다. 상기 구동 트랜지스터로서는 LTPS 트랜지스터를 사용하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 화소 회로에서 발광 디바이스를 흐르는 전류를 크게 할 수 있다.
한편으로, 화소 회로에 제공되는 트랜지스터 중 다른 하나는 화소의 선택, 비선택을 제어하기 위한 스위치로서 기능하고, 선택 트랜지스터라고 할 수 있다. 선택 트랜지스터의 게이트는 게이트선과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 한쪽은 소스선(신호선)과 전기적으로 접속된다. 선택 트랜지스터로서는 OS 트랜지스터를 적용하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 프레임 주파수를 매우 낮게(예를 들어 1fps 이하) 하여도 화소의 계조를 유지할 수 있기 때문에, 정지 화상을 표시하는 경우에 드라이버를 정지함으로써, 소비 전력을 저감할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 형태는 높은 개구율과, 높은 정세도와, 높은 표시 품질과, 낮은 소비 전력을 겸비한 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 OS 트랜지스터를 가지고, 또한 MML(메탈 마스크리스) 구조의 발광 디바이스를 가지는 구성이다. 상기 구성으로 함으로써, 트랜지스터에 흐를 수 있는 누설 전류 및 인접한 발광 디바이스 사이에 흐를 수 있는 누설 전류(가로 누설 전류, 사이드 누설 전류 등이라고도 함)를 매우 낮게 할 수 있다. 또한 상기 구성으로 함으로써, 표시 장치에 화상을 표시한 경우에 관찰자가 화상의 선명함, 화상의 날카로움, 높은 채도, 및 높은 콘트라스트비 중 어느 하나 또는 복수를 느낄 수 있다. 또한 트랜지스터에 흐를 수 있는 누설 전류 및 발광 디바이스 사이의 가로 누설 전류가 매우 낮은 구성으로 함으로써, 흑색 표시 시에 발생할 수 있는 광 누설(소위 검은 화상이 하얗게 보이는 현상) 등이 최대한 억제된 표시(깊은 흑색 표시라고도 함)로 할 수 있다.
특히 MML 구조의 발광 디바이스에 상술한 SBS 구조를 적용하면, 발광 디바이스 사이에 제공되는 층(예를 들어 발광 디바이스 사이에서 공통적으로 사용하는 유기층, 공통층이라고도 함)이 분단된 구성이 되기 때문에, 사이드 누설이 없거나 사이드 누설이 매우 적은 표시로 할 수 있다.
또한 화소 회로에 포함되는 발광 디바이스의 발광 휘도를 높이는 경우, 발광 디바이스에 흘리는 전류의 양을 크게 할 필요가 있다. 이를 위해서는, 화소 회로에 포함되어 있는 구동 트랜지스터의 소스와 드레인 사이의 전압을 높일 필요가 있다. OS 트랜지스터는 Si 트랜지스터보다 소스와 드레인 사이에서의 내압이 높기 때문에, OS 트랜지스터의 소스와 드레인 사이에는 높은 전압을 인가할 수 있다. 이로써 화소 회로에 포함되는 구동 트랜지스터를 OS 트랜지스터로 함으로써, 발광 디바이스를 흐르는 전류의 양을 크게 하여, 발광 디바이스의 발광 휘도를 높일 수 있다.
또한 트랜지스터가 포화 영역에서 동작하는 경우, OS 트랜지스터에서는 Si 트랜지스터에서보다 게이트와 소스 사이의 전압의 변화에 대하여 소스와 드레인 사이의 전류의 변화를 작게 할 수 있다. 그러므로 화소 회로에 포함되는 구동 트랜지스터로서 OS 트랜지스터를 적용함으로써, 게이트와 소스 사이의 전압의 변화에 의하여 소스와 드레인 사이를 흐르는 전류를 자세하게 설정할 수 있기 때문에, 발광 디바이스를 흐르는 전류의 양을 제어할 수 있다. 그러므로 화소 회로에서의 계조를 크게 할 수 있다.
또한 트랜지스터가 포화 영역에서 동작하는 경우에 흐르는 전류의 포화 특성에 관하여, OS 트랜지스터는 소스와 드레인 사이의 전압이 서서히 높아진 경우에도 Si 트랜지스터보다 안정적인 전류(포화 전류)를 흘릴 수 있다. 그러므로 OS 트랜지스터를 구동 트랜지스터로서 사용함으로써, 예를 들어 EL 재료가 포함되는 발광 디바이스의 전류-전압 특성에 편차가 생긴 경우에도 발광 디바이스에 안정적인 전류를 흘릴 수 있다. 즉 OS 트랜지스터가 포화 영역에서 동작하는 경우, 소스와 드레인 사이의 전압을 높여도 소스와 드레인 사이의 전류는 거의 변화되지 않기 때문에, 발광 디바이스의 발광 휘도를 안정적으로 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 화소 회로에 포함되는 구동 트랜지스터로서 OS 트랜지스터를 사용함으로써, 흑색 표시 부분이 밝게 표시되는 것을 억제하거나, 발광 휘도를 상승시키거나, 계조를 높이거나, 발광 디바이스의 편차를 억제할 수 있다.
[표시 장치(100B)]
도 17에 나타낸 표시 장치(100B)는 보텀 이미션형 구조를 가지는 점이 표시 장치(100A)와 주로 다르다. 또한 표시 장치(100A)와 같은 부분에 대해서는 설명을 생략한다. 또한 도 17에서는 제 1 층(123a)을 포함하는 부화소와, 제 2 층(123b)을 포함하는 부화소를 나타내었지만, 도 16의 (A)와 마찬가지로 3종류 이상의 부화소를 제공할 수 있다.
발광 디바이스로부터 방출되는 광은 기판(151) 측에 방출된다. 기판(151)에는 가시광 투과성이 높은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 한편으로, 기판(152)에 사용하는 재료의 투광성은 한정되지 않는다.
또한 표시 장치(100B)는 화소 전극(111a), 화소 전극(111b), 및 도전층(122a), 도전층(122b)이 가시광을 투과시키는 재료를 포함하고, 공통 전극(113)이 가시광을 반사하는 재료를 포함한다. 여기서 화소 전극(111a), 화소 전극(111b), 및 도전층(122a), 도전층(122b)과 같은 도전막을 가공하여 얻어지는 도전층(166)도 가시광을 투과시키는 재료를 포함한다.
기판(151)과 트랜지스터(201) 사이, 기판(151)과 트랜지스터(205) 사이에는 차광층(117)을 형성하는 것이 바람직하다. 도 17에는 기판(151) 위에 차광층(117)이 제공되고, 차광층(117) 위에 절연층(153)이 제공되고, 절연층(153) 위에 트랜지스터(201), 트랜지스터(205) 등이 제공된 예를 나타내었다.
또한 표시 장치(100B)에서는 착색층(129a), 착색층(129b)이 절연층(215)과 절연층(214) 사이에 제공되어 있다. 착색층(129a), 착색층(129b)은 단부가 차광층(117)과 중첩되는 것이 바람직하다.
여기서 표시 장치(100A) 및 표시 장치(100B)에 대하여 도 18의 (A) 내지 (D)에 화소 전극(111a) 및 층(128)과 그 주변을 포함하는 영역(138)의 단면 구조를 나타내었다. 또한 도 18의 (A) 내지 (D)에 관한 기재에 대해서는, 발광 디바이스(130b) 및 발광 디바이스(130c)에 대하여도 마찬가지로 할 수 있다.
도 16의 (A) 및 도 17에서는 층(128)의 상면과 화소 전극(111a)의 상면이 대략 일치하는 예를 나타내었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 도 18의 (A)에 나타낸 바와 같이, 층(128)의 상면이 화소 전극(111a)의 상면보다 높아지는 경우가 있다. 이때 층(128)의 상면은 중심을 향하여 완만하게 볼록한 형상을 가진다.
또한 도 18의 (B)에 나타낸 바와 같이, 층(128)의 상면이 화소 전극(111a)의 상면보다 낮아지는 경우가 있다. 이때 층(128)의 상면은 중심을 향하여 완만하게 오목한 형상을 가진다.
또한 도 18의 (C)에 나타낸 바와 같이 층(128)의 상면이 화소 전극(111a)의 상면보다 높아지는 경우, 화소 전극(111a)에 형성된 오목부보다 층(128)의 상부가 넓어지도록 형성되는 경우가 있다. 이때 층(128)의 일부가 화소 전극(111a)의 대략 평탄한 영역의 일부를 덮어 형성되는 경우가 있다.
또한 도 18의 (D)에 나타낸 바와 같이, 도 18의 (C)에 나타낸 구조에서, 층(128)의 상면의 일부에 오목부가 더 형성되는 경우가 있다. 상기 오목부는 중심을 향하여 완만하게 오목한 형상을 가진다.
[화소 레이아웃]
다음으로 화소 레이아웃에 대하여 설명한다. 부화소의 배열은 특별히 한정되지 않고, 다양한 방법을 적용할 수 있다. 부화소의 배열로서는, 예를 들어 스트라이프 배열, S 스트라이프 배열, 매트릭스 배열, 델타 배열, 베이어 배열, 펜타일 배열 등이 있다.
또한 부화소의 상면 형상으로서는, 예를 들어 삼각형, 사각형(직사각형, 사다리꼴 등을 포함함), 오각형 등의 다각형, 이들 다각형의 모서리가 둥근 형상, 타원형, 또는 원형 등이 있다. 여기서 부화소의 상면 형상은 발광 디바이스의 발광 영역의 상면 형상에 상당한다.
도 19의 (A)에 나타낸 화소(110)에는 스트라이프 배열이 적용되어 있다. 도 19의 (A)에 나타낸 화소(110)는 부화소(110a), 부화소(110b), 부화소(110c)의 3개의 부화소로 구성된다. 예를 들어 도 20의 (A)에 나타낸 바와 같이, 부화소(110a)를 적색의 부화소(R)로 하고, 부화소(110b)를 녹색의 부화소(G)로 하고, 부화소(110c)를 청색의 부화소(B)로 하여도 좋다.
도 19의 (B)에 나타낸 화소(110)에는 S 스트라이프 배열이 적용되어 있다. 도 19의 (B)에 나타낸 화소(110)는 부화소(110a), 부화소(110b), 부화소(110c)의 3개의 부화소로 구성된다. 예를 들어 도 20의 (B)에 나타낸 바와 같이, 부화소(110a)를 청색의 부화소(B)로 하고, 부화소(110b)를 적색의 부화소(R)로 하고, 부화소(110c)를 녹색의 부화소(G)로 하여도 좋다.
도 19의 (C)는 각 색의 부화소가 지그재그로 배치되어 있는 예이다. 구체적으로는 상면에서 보았을 때, 열 방향을 배열되는 2개의 부화소(예를 들어 부화소(110a)와 부화소(110b), 또는 부화소(110b)와 부화소(110c))의 상면의 위치가 어긋나 있다. 예를 들어 도 20의 (C)에 나타낸 바와 같이, 부화소(110a)를 적색의 부화소(R)로 하고, 부화소(110b)를 녹색의 부화소(G)로 하고, 부화소(110c)를 청색의 부화소(B)로 하여도 좋다.
도 19의 (D)에 나타낸 화소(110)는 상면 형상이 모서리가 둥근 대략 사다리꼴형인 부화소(110a)와, 상면 형상이 모서리가 둥근 대략 삼각형인 부화소(110b)와, 상면 형상이 모서리가 둥근 대략 사각형 또는 대략 육각형인 부화소(110c)를 가진다. 또한 부화소(110a)는 부화소(110b)보다 발광 면적이 넓다. 이와 같이, 각 부화소의 형상 및 크기는 각각 독립적으로 결정할 수 있다. 예를 들어 신뢰성이 높은 발광 디바이스를 가지는 부화소일수록 크기를 작게 할 수 있다. 예를 들어 도 20의 (D)에 나타낸 바와 같이, 부화소(110a)를 녹색의 부화소(G)로 하고, 부화소(110b)를 적색의 부화소(R)로 하고, 부화소(110c)를 청색의 부화소(B)로 하여도 좋다.
포토리소그래피법에서는, 가공하는 패턴이 미세해질수록 광의 회절의 영향을 무시할 수 없게 되기 때문에, 노광에 의하여 포토마스크의 패턴을 전사할 때의 충실성(fidelity)이 저하되어, 레지스트 마스크를 원하는 형상으로 가공하기 어려워진다. 그러므로 포토마스크의 패턴이 직사각형이어도 모서리가 둥근 패턴이 형성되기 쉽다. 따라서 부화소의 상면 형상이 다각형의 모서리가 둥근 형상, 타원형, 또는 원형 등이 되는 경우가 있다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 제작 방법에서는, 레지스트 마스크를 사용하여 EL층을 섬 형상으로 가공한다. EL층 위에 형성한 레지스트막은 EL층의 내열 온도보다 낮은 온도에서 경화될 필요가 있다. 그러므로 EL층의 재료의 내열 온도 및 레지스트 재료의 경화 온도에 따라서는 레지스트막의 경화가 불충분한 경우가 있다. 경화가 불충분한 레지스트막은 가공에 의하여 원하는 형상과는 다른 형상이 될 수 있다. 그 결과, EL층의 상면 형상이 다각형의 모서리가 둥근 형상, 타원형, 또는 원형 등이 되는 경우가 있다. 예를 들어 상면 형상이 정사각형인 레지스트 마스크를 형성하는 경우에, 상면 형상이 원형인 레지스트 마스크가 형성되어 EL층의 상면 형상이 원형이 되는 경우가 있다.
또한 EL층의 상면 형상을 원하는 형상으로 하기 위하여, 설계 패턴과 전사 패턴이 일치하도록 마스크 패턴을 미리 보정하는 기술(OPC(Optical Proximity Correction: 광 근접 효과 보정) 기술)을 사용하여도 좋다. 구체적으로는, OPC 기술에서는 마스크 패턴 상의 도형의 코너부 등에 보정용 패턴을 추가한다.
도 21의 (A) 내지 (C)에 나타낸 화소(110)에는 스트라이프 배열이 적용되어 있다.
도 21의 (A)는 각 부화소의 상면 형상이 직사각형인 예를 나타낸 것이고, 도 21의 (B)는 각 부화소의 상면 형상이 2개의 반원형과 직사각형을 연결한 형상(장원형상이라고도 함)인 예를 나타낸 것이고, 도 21의 (C)는 각 부화소의 상면 형상이 타원형인 예를 나타낸 것이다.
도 21의 (A) 내지 (C)에 나타낸 화소(110)는 부화소(110a), 부화소(110b), 부화소(110c), 부화소(110d)의 4개의 부화소로 구성된다. 부화소(110a), 부화소(110b), 부화소(110c), 부화소(110d)는 각각 서로 다른 색의 광을 방출한다. 예를 들어 부화소(110a), 부화소(110b), 부화소(110c), 부화소(110d)는 각각 적색, 녹색, 청색, 백색의 부화소로 할 수 있다. 예를 들어 도 22의 (A)에 나타낸 바와 같이, 부화소(110a), 부화소(110b), 부화소(110c), 부화소(110d)는 각각 적색, 녹색, 청색, 백색의 부화소로 할 수 있다. 또는 부화소(110a), 부화소(110b), 부화소(110c), 부화소(110d)는 각각 적색, 녹색, 청색, 적외광의 부화소로 할 수 있다.
부화소(110d)는 발광 디바이스를 가진다. 상기 발광 디바이스는 화소 전극과, 상기 화소 전극의 섬 형상의 제 4 층과, 상기 섬 형상의 제 4 층 위의 유기층(114)과, 유기층(114) 위의 공통 전극(113)을 가진다. 상기 발광 디바이스에서, 상기 제 4 층 및 유기층(114)을 통틀어 EL층이라고 할 수 있다. 또한 상기 화소 전극은 화소 전극(111a), 화소 전극(111b), 화소 전극(111c)과 같은 재료를 사용하면 좋다. 또한 상기 제 4 층에는 제 1 층(123a), 제 2 층(123b), 및 제 3 층(123c)과 같은 재료를 사용하면 좋다.
도 21의 (D)에는 하나의 화소(110)가 2행 3열로 구성된 예를 나타내었다. 화소(110)는 위쪽 행(첫 번째 행)에 3개의 부화소(부화소(110a), 부화소(110b), 부화소(110c))를 가지고, 아래쪽 행(두 번째 행)에 3개의 부화소(110d)를 가진다. 바꿔 말하면, 화소(110)는 왼쪽 열(첫 번째 열)에 부화소(110a) 및 부화소(110d)를 가지고, 중앙의 열(두 번째 열)에 부화소(110b) 및 부화소(110d)를 가지고, 오른쪽 열(세 번째 열)에 부화소(110c) 및 부화소(110d)를 가진다. 도 21의 (D)에 나타낸 바와 같이, 위쪽 행과 아래쪽 행의 부화소의 배치를 일치시키는 구성으로 함으로써, 제조 공정에서 발생할 수 있는 먼지 등을 효율적으로 제거할 수 있다. 따라서 표시 품질이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 21의 (E)에는 하나의 화소(110)가 2행 3열로 구성된 예를 나타내었다. 화소(110)는 위쪽 행(첫 번째 행)에 3개의 부화소(부화소(110a), 부화소(110b), 및 부화소(110c))를 가지고, 아래쪽 행(두 번째 행)에 하나의 부화소(부화소(110d))를 가진다. 바꿔 말하면, 화소(110)는 왼쪽 열(첫 번째 열)에 부화소(110a)를 가지고, 중앙의 열(두 번째 열)에 부화소(110b)를 가지고, 오른쪽 열(세 번째 열)에 부화소(110c)를 가지고, 또한 이 3열에 걸쳐 부화소(110d)를 가진다.
또한 도 21의 (D) 및 (E)에 나타낸 화소(110)에서는, 예를 들어 도 22의 (B) 및 (C)에 나타낸 바와 같이, 부화소(110a)를 적색의 부화소(R)로 하고, 부화소(110b)를 녹색의 부화소(G)로 하고, 부화소(110c)를 청색의 부화소(B)로 하고, 부화소(110d)를 백색의 부화소(W)로 할 수 있다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 화소에 수광 디바이스(수광 소자라고도 함)를 가져도 좋다.
도 21의 (D) 또는 (E)에 나타낸 화소(110)가 가지는 4개의 부화소 중 3개를 발광 디바이스를 가지는 구성으로 하고, 나머지 하나를 수광 디바이스를 가지는 구성으로 하여도 좋다.
수광 디바이스로서는 예를 들어 pn형 또는 pin형 포토다이오드를 사용할 수 있다. 수광 디바이스는 수광 디바이스에 입사하는 광을 검출하고 전하를 발생시키는 광전 변환 디바이스(광전 변환 소자라고도 함)로서 기능한다. 수광 디바이스에 입사하는 광량에 따라 수광 디바이스로부터 발생하는 전하량이 결정된다.
특히 수광 디바이스로서, 유기 화합물을 포함한 층을 가지는 유기 포토다이오드를 사용하는 것이 바람직하다. 유기 포토다이오드는 박형화, 경량화, 및 대면적화가 용이하고, 또한 형상 및 디자인의 자유도가 높기 때문에, 다양한 표시 장치에 적용할 수 있다.
본 발명의 일 형태에서는, 발광 디바이스로서 유기 EL 디바이스를 사용하고, 수광 디바이스로서 유기 포토다이오드를 사용한다. 유기 EL 디바이스 및 유기 포토다이오드는 동일한 기판 위에 형성할 수 있다. 따라서 유기 EL 디바이스를 사용한 표시 장치에 유기 포토다이오드를 내장시킬 수 있다.
수광 디바이스는 한 쌍의 전극 사이에 적어도 광전 변환층으로서 기능하는 활성층을 가진다. 본 명세서 등에서는 한 쌍의 전극 중 한쪽을 화소 전극이라고 기재하고, 다른 쪽을 공통 전극이라고 기재하는 경우가 있다.
예를 들어 부화소(110a), 부화소(110b), 부화소(110c)가 R, G, B의 3색의 부화소이고, 부화소(110d)가 수광 디바이스를 가지는 부화소이어도 좋다. 이때 제 4 층은 적어도 활성층을 가진다.
수광 디바이스의 한 쌍의 전극 중 한쪽은 양극으로서 기능하고, 다른 쪽은 음극으로서 기능한다. 이하에서는 화소 전극이 양극으로서 기능하고, 공통 전극이 음극으로서 기능하는 경우를 예로 들어 설명한다. 수광 디바이스는 화소 전극과 공통 전극 사이에 역바이어스를 인가하여 구동함으로써, 수광 디바이스에 입사하는 광을 검출하고, 전하를 발생시켜 전류로서 추출할 수 있다. 또는 화소 전극이 음극으로서 기능하고, 공통 전극이 양극으로서 기능하여도 좋다.
수광 디바이스에도 발광 디바이스와 같은 제작 방법을 적용할 수 있다. 수광 디바이스가 가지는 섬 형상의 활성층(광전 변환층이라고도 함)은 메탈 마스크의 패턴에 의하여 형성되는 것이 아니라, 활성층이 되는 막을 전체 면에 성막한 후에 가공함으로써 형성되기 때문에, 섬 형상의 활성층을 균일한 두께로 형성할 수 있다. 또한 활성층 위에 희생층을 제공함으로써, 표시 장치의 제작 공정 중에 활성층이 받는 대미지를 저감할 수 있기 때문에, 수광 디바이스의 신뢰성을 높일 수 있다.
여기서 수광 디바이스와 발광 디바이스에서 공유되는 층은 발광 디바이스와 수광 디바이스에서 기능이 서로 다른 경우가 있다. 본 명세서에서는, 발광 디바이스에서의 기능에 기초하여 구성 요소를 부르는 경우가 있다. 예를 들어 정공 주입층은 발광 디바이스에서 정공 주입층으로서 기능하고, 수광 디바이스에서 정공 수송층으로서 기능한다. 마찬가지로, 전자 주입층은 발광 디바이스에서 전자 주입층으로서 기능하고, 수광 디바이스에서 전자 수송층으로서 기능한다. 또한 수광 디바이스와 발광 디바이스에서 공유되는 층은 발광 디바이스와 수광 디바이스에서 기능이 동일한 경우도 있다. 예를 들어 정공 수송층은 발광 디바이스 및 수광 디바이스의 어느 쪽에서든 정공 수송층으로서 기능하고, 전자 수송층은 발광 디바이스 및 수광 디바이스의 어느 쪽에서든 전자 수송층으로서 기능한다.
수광 디바이스가 가지는 활성층은 반도체를 포함한다. 상기 반도체로서는 실리콘 등의 무기 반도체 및 유기 화합물을 포함하는 유기 반도체를 들 수 있다. 본 실시형태에서는, 활성층이 가지는 반도체로서 유기 반도체를 사용하는 예를 나타낸다. 유기 반도체를 사용함으로써, 발광층과 활성층을 같은 방법(예를 들어 진공 증착법)으로 형성할 수 있기 때문에, 제조 장치를 공통화할 수 있어 바람직하다.
활성층이 가지는 n형 반도체 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 준위가 모두 깊다(낮다). 풀러렌은 LUMO 준위가 깊기 때문에 전자 수용성(억셉터성)이 매우 높다. 보통 벤젠과 같이 평면에 π전자 공액(공명)이 확장되면, 전자 공여성(도너성)이 높아지지만, 풀러렌은 구체 형상을 가지기 때문에, π전자가 크게 확장되어도 전자 수용성이 높아진다. 전자 수용성이 높으면, 전하 분리가 고속으로 효율적으로 일어나기 때문에, 수광 디바이스에 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.
활성층이 가지는 p형 반도체 재료로서는, 구리(II) 프탈로사이아닌(Copper(II) phthalocyanine; CuPc), 테트라페닐다이벤조페리플란텐(Tetraphenyldibenzoperiflanthene; DBP), 아연 프탈로사이아닌(Zinc Phthalocyanine; ZnPc), 주석 프탈로사이아닌(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 공여성 유기 반도체 재료의 HOMO 준위는 전자 수용성 유기 반도체 재료의 HOMO 준위보다 얕은(높은) 것이 바람직하다. 전자 공여성 유기 반도체 재료의 LUMO 준위는 전자 수용성 유기 반도체 재료의 LUMO 준위보다 얕은(높은) 것이 바람직하다.
전자 수용성 유기 반도체 재료로서 구체 형상을 가지는 풀러렌을 사용하고, 전자 공여성 유기 반도체 재료로서 대략 평면 형상을 가지는 유기 반도체 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 형상이 비슷한 분자들은 응집하기 쉬운 경향이 있고, 같은 종류의 분자들이 응집하면, 분자 궤도의 에너지 준위가 서로 가깝기 때문에 캐리어 수송성을 높일 수 있다.
예를 들어 활성층은 n형 반도체와 p형 반도체를 공증착하여 형성되는 것이 바람직하다. 또는 활성층은 n형 반도체와 p형 반도체를 적층하여 형성되어도 좋다.
수광 디바이스는 활성층 이외에도, 정공 수송성이 높은 물질, 전자 수송성이 높은 물질, 또는 양극성 물질(전자 수송성 및 정공 수송성이 높은 물질) 등을 포함한 층을 더 가져도 좋다. 또한 상기에 한정되지 않고, 정공 주입성이 높은 물질, 정공 차단 재료, 전자 주입성이 높은 재료, 전자 차단 재료 등을 포함하는 층을 더 가져도 좋다.
수광 디바이스에는 저분자 화합물 및 고분자 화합물 중 어느 쪽이든 사용할 수 있고, 무기 화합물이 포함되어도 좋다. 수광 디바이스를 구성하는 층은 각각 증착법(진공 증착법을 포함함), 전사법, 인쇄법, 잉크젯법, 도포법 등의 방법으로 형성할 수 있다.
예를 들어 정공 수송성 재료 또는 전자 차단 재료로서, 폴리(3,4-에틸렌다이옥시싸이오펜)/폴리(스타이렌설폰산)(PEDOT/PSS) 등의 고분자 화합물, 및 몰리브데넘 산화물, 아이오딘화 구리(CuI) 등의 무기 화합물을 사용할 수 있다. 또한 전자 수송성 재료 또는 정공 차단 재료로서 산화 아연(ZnO) 등의 무기 화합물, 폴리에틸렌이민에톡시레이트(PEIE) 등의 유기 화합물을 사용할 수 있다. 수광 디바이스는 예를 들어 PEIE와 ZnO의 혼합막을 가져도 좋다.
또한 활성층에 도너로서 기능하는 폴리[[4,8-비스[5-(2-에틸헥실)-2-싸이엔일]벤조[1,2-b:4,5-b']다이싸이오펜-2,6-다이일]-2,5-싸이오펜다이일[5,7-비스(2-에틸헥실)-4,8-다이옥소-4H,8H-벤조[1,2-c:4,5-c']다이싸이오펜-1,3-다이일]]폴리머(약칭: PBDB-T) 또는 PBDB-T 유도체 등의 고분자 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들어 PBDB-T 또는 PBDB-T 유도체에 억셉터 재료를 분산시키는 방법 등을 사용할 수 있다.
또한 활성층에는 3종류 이상의 재료를 혼합한 것을 사용하여도 좋다. 예를 들어 파장 영역을 확대하기 위하여, n형 반도체 재료와 p형 반도체 재료에 더하여 제 3 재료를 혼합하여도 좋다. 이때 제 3 재료는 저분자 화합물이어도 좋고 고분자 화합물이어도 좋다.
발광 디바이스 및 수광 디바이스를 화소에 가지는 표시 장치에서는, 화소가 수광 기능을 가지기 때문에, 화상을 표시하면서 대상물의 접촉 또는 근접을 검출할 수 있다. 예를 들어 표시 장치가 가지는 모든 부화소로 화상을 표시하는 것에 한정되지 않고, 일부의 부화소가 광원으로서 광을 나타내고, 나머지 부화소로 화상을 표시할 수도 있다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치에서는, 표시부에 발광 디바이스가 매트릭스상으로 배치되어 있고, 상기 표시부에 화상을 표시할 수 있다. 또한 상기 표시부에는 수광 디바이스가 매트릭스상으로 배치되어 있고, 표시부는 화상 표시 기능에 더하여 촬상 기능 및 센싱 기능 중 한쪽 또는 양쪽을 가진다. 표시부는 이미지 센서 또는 터치 센서로서 사용할 수 있다. 즉 표시부에서 광을 검출함으로써, 화상을 촬상하거나 대상물(손가락, 손, 또는 펜 등)의 근접 또는 접촉을 검출할 수 있다. 또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 발광 디바이스를 센서의 광원으로서 이용할 수 있다. 따라서 표시 장치와 별도로 수광부 및 광원을 제공하지 않아도 되므로, 전자 기기의 부품 점수를 줄일 수 있다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치에서는, 표시부가 가지는 발광 디바이스로부터 방출된 광이 대상물에서 반사(또는 산란)될 때 수광 디바이스가 그 반사광(또는 산란광)을 검출할 수 있기 때문에, 어두운 곳에서도 촬상 또는 터치 검출이 가능하다.
수광 디바이스를 이미지 센서로서 사용하는 경우, 표시 장치는 수광 디바이스를 사용하여 화상을 촬상할 수 있다. 예를 들어 본 실시형태의 표시 장치는 스캐너로서 사용할 수 있다.
예를 들어 이미지 센서를 사용하여 지문, 장문 등의 생체 정보에 관한 데이터를 취득할 수 있다. 즉 표시 장치에 생체 인증용 센서를 내장시킬 수 있다. 표시 장치가 생체 인증용 센서를 내장함으로써, 표시 장치와는 별도로 생체 인증용 센서를 제공하는 경우에 비하여 전자 기기의 부품 점수를 줄일 수 있기 때문에, 전자 기기의 소형화 및 경량화가 가능하다.
또한 수광 디바이스를 터치 센서로서 사용하는 경우, 표시 장치는 수광 디바이스를 사용하여 대상물의 근접 또는 접촉을 검출할 수 있다.
도 23의 (A) 내지 (C)에 나타낸 화소는 부화소(G), 부화소(B), 부화소(R), 및 부화소(PS)를 가진다.
도 23의 (A)에 나타낸 화소에는 스트라이프 배열이 적용되어 있다.
도 23의 (B) 및 (C)에는 하나의 화소가 2행 3열로 제공된 예를 나타내었다. 위쪽 행(첫 번째 행)에는 3개의 부화소(부화소(G), 부화소(B), 부화소(R))가 제공되어 있다. 도 23의 (B)에서는 아래쪽 행(두 번째 행)에는 3개의 부화소(PS)가 제공되어 있다. 한편으로 도 23의 (C)에서는 아래쪽 행(두 번째 행)에 2개의 부화소(PS)가 제공되어 있다. 도 23의 (B)에 나타낸 바와 같이, 위쪽 행과 아래쪽 행의 부화소의 배치를 일치시키는 구성으로 함으로써, 제조 공정에서 발생할 수 있는 먼지 등을 효율적으로 제거할 수 있다. 따라서 표시 품질이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또한 부화소의 레이아웃은 도 23의 (A) 내지 (C)의 구성에 한정되지 않는다.
부화소(R)는 적색광을 방출하는 발광 디바이스를 가지고, 부화소(G)는 녹색광을 방출하는 발광 디바이스를 가지고, 부화소(B)는 청색광을 방출하는 발광 디바이스를 가진다. 또는 부화소(R), 부화소(G), 및 부화소(B)는 각각 백색광을 방출하는 발광 디바이스를 가진다. 부화소(R), 부화소(G), 및 부화소(B)가 각각 백색광을 방출하는 발광 디바이스를 가지는 경우, 부화소(R), 부화소(G), 및 부화소(B)에서는 상기 발광 디바이스와 중첩되어 대응하는 착색층이 제공된다.
부화소(PS)는 수광 디바이스를 가진다. 부화소(PS)가 검출하는 광의 파장은 특별히 한정되지 않는다.
부화소(PS)가 가지는 수광 디바이스는 가시광을 검출하는 것이 바람직하고, 청색, 자색, 청자색, 녹색, 황록색, 황색, 주황색, 적색 등의 색을 나타내는 광 중 하나 또는 복수를 검출하는 것이 바람직하다. 또한 부화소(PS)가 가지는 수광 디바이스는 적외광을 검출하여도 좋다.
또한 도 23의 (A) 등에 나타낸 구성은 화소에 발광 디바이스와 수광 디바이스를 가진다. 본 발명의 일 형태의 표시 장치에서는 화소가 수광 기능을 가지기 때문에, 화상을 표시하면서 대상물의 접촉 또는 근첩을 검출할 수 있다. 또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 적외광을 나타내는 부화소를 가지기 때문에, 표시 장치가 가지는 부화소를 사용하여, 광원으로서 적외광을 나타내면서 화상을 표시할 수도 있다. 바꿔 말하면, 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 표시 기능 이외의 기능(여기서는 수광 기능)과의 친화성이 높은 구성을 가진다.
또한 도 23의 (A) 등에 나타낸 화소가 가지는 수광 디바이스를 터치 센서 또는 비접촉 센서 등에 사용하여도 좋다.
여기서 터치 센서 또는 비접촉 센서는 대상물(손가락, 손, 또는 펜 등)의 근접 또는 접촉을 검출할 수 있다. 터치 센서는 전자 기기와 대상물이 직접 접한 경우에 대상물을 검출할 수 있다. 또한 비접촉 센서는 대상물이 전자 기기에 접하지 않아도 상기 대상물을 검출할 수 있다. 예를 들어 표시 장치(또는 전자 기기)와 대상물 사이의 거리가 0.1mm 이상 300mm 이하, 바람직하게는 3mm 이상 50mm 이하의 범위에서 표시 장치가 상기 대상물을 검출할 수 있는 구성이 바람직하다. 상기 구성으로 함으로써, 전자 기기에 대상물이 직접 접하지 않아도 표시 장치를 조작할 수 있고, 바꿔 말하면 비접촉(터치리스)으로 표시 장치를 조작할 수 있다. 상기 구성으로 함으로써, 전자 기기가 오염되거나 손상되는 리스크를 저감하거나, 전자 기기에 부착된 오염(예를 들어 먼지 또는 바이러스 등)에 대상물이 직접 접하지 않고 전자 기기를 조작할 수 있다.
또한 비접촉 센서 기능은 호버 센서 기능, 호버 터치 센서 기능, 니어 터치 센서 기능, 터치리스 센서 기능 등이라고도 할 수도 있다. 또한 터치 센서 기능은 다이렉트 터치 센서 기능 등이라고 할 수도 있다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 리프레시 레이트를 가변으로 할 수 있다. 예를 들어 표시 장치에 표시되는 콘텐츠에 따라 리프레시 레이트를 조정(예를 들어 0.01Hz 이상 240Hz 이하의 범위에서 조정)하여 소비 전력을 저감할 수 있다. 또한 리프레시 레이트를 저하시킨 구동에 의하여 표시 장치의 소비 전력을 저감하는 구동을 아이들링 스톱(idling stop(IDS)) 구동이라고 불러도 좋다.
또한 상기 리프레시 레이트에 따라 터치 센서 또는 니어 터치 센서의 구동 주파수를 변화시켜도 좋다. 예를 들어 표시 장치의 리프레시 레이트가 120Hz인 경우, 터치 센서 또는 니어 터치 센서의 구동 주파수를 120Hz보다 높게(대표적으로는 240Hz) 할 수 있다. 상기 구성으로 함으로써, 저소비 전력을 실현할 수 있고, 또한 터치 센서 또는 니어 터치 센서의 응답 속도를 높일 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 4)
앞의 실시형태에서 설명한 표시 장치는 수광 소자를 가져도 좋다. 본 실시형태에서는 발광 소자와 수광 소자를 가지는 표시 장치(수발광 장치라고도 함)에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 형태의 수발광 장치의 수발광부는 수광 소자(수광 디바이스라고도 함)와 발광 소자(발광 디바이스라고도 함)를 가진다. 수발광부는 발광 소자를 사용하여 화상을 표시하는 기능을 가진다. 또한 상기 수발광부는 수광 소자를 사용하여 촬상하는 기능 및 센싱하는 기능 중 한쪽 또는 양쪽을 가진다. 그러므로 본 발명의 일 형태의 수발광 장치는 표시 장치라고도 표현할 수 있고, 수발광부는 표시부라고도 표현할 수 있다.
또는 본 발명의 일 형태의 수발광 장치는 수발광 소자(수발광 디바이스라고도 함)와 발광 소자를 가지는 구성으로 하여도 좋다.
우선 수광 소자와 발광 소자를 가지는 수발광 장치에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 형태의 수발광 장치는 수발광부에 수광 소자와 발광 소자를 가진다. 본 발명의 일 형태의 수발광 장치에서는, 수발광부에 발광 소자가 매트릭스상으로 배치되어 있고, 상기 수발광부에 화상을 표시할 수 있다. 또한 상기 수발광부에는 수광 소자가 매트릭스상으로 배치되어 있고, 수발광부는 촬상 기능 및 센싱 기능 중 한쪽 또는 양쪽도 가진다. 수발광부는 이미지 센서, 터치 센서 등에 사용할 수 있다. 즉 수발광부에서 광을 검출함으로써, 화상을 촬상하거나 대상물(손가락, 펜 등)의 터치 조작을 검출할 수 있다. 또한 본 발명의 일 형태의 수발광 장치에서는, 발광 소자를 센서의 광원으로서 이용할 수 있다. 따라서 수발광 장치와는 별도로 수광부 및 광원을 제공하지 않아도 되기 때문에, 전자 기기의 부품 점수를 줄일 수 있다.
본 발명의 일 형태의 수발광 장치에서는, 수발광부가 가지는 발광 소자로부터 방출된 광이 대상물에서 반사(또는 산란)될 때 수광 소자가 그 반사광(또는 산란광)을 검출할 수 있기 때문에, 어두운 곳에서도 촬상, 터치 조작의 검출 등이 가능하다.
본 발명의 일 형태의 수발광 장치가 가지는 발광 소자는 표시 소자(표시 디바이스라고도 함)로서 기능한다.
발광 소자로서는 OLED, QLED 등의 EL 소자(EL 디바이스라고도 함)를 사용하는 것이 바람직하다. EL 소자가 가지는 발광 물질로서는 형광을 방출하는 물질(형광 재료), 인광을 방출하는 물질(인광 재료), 무기 화합물(퀀텀닷(quantum dot) 재료 등), 열 활성화 지연 형광을 나타내는 물질(열 활성화 지연 형광(TADF) 재료) 등을 들 수 있다. 또한 발광 소자로서 마이크로 LED 등의 LED를 사용할 수도 있다.
본 발명의 일 형태의 수발광 장치는 수광 소자를 사용하여 광을 검출하는 기능을 가진다.
수광 소자를 이미지 센서로서 사용하는 경우, 수발광 장치는 수광 소자를 사용하여 화상을 촬상할 수 있다. 예를 들어 수발광 장치는 스캐너로서 사용할 수 있다.
본 발명의 일 형태의 수발광 장치가 적용된 전자 기기는 이미지 센서로서의 기능을 사용하여 지문, 장문 등의 생체 정보에 관한 데이터를 취득할 수 있다. 즉, 수발광 장치에 생체 인증용 센서를 내장시킬 수 있다. 수발광 장치가 생체 인증용 센서를 내장함으로써, 수발광 장치와는 별도로 생체 인증용 센서를 제공하는 경우에 비하여 전자 기기의 부품 점수를 줄일 수 있기 때문에, 전자 기기의 소형화 및 경량화가 가능하다.
또한 수광 소자를 터치 센서로서 사용하는 경우, 수발광 장치는 수광 소자를 사용하여 대상물의 터치 조작을 검출할 수 있다.
수광 소자의 구성 등에 대해서는 실시형태 3에서 설명한 수광 디바이스의 구성 등의 기재를 참조할 수 있다.
본 발명의 일 형태에서는, 발광 소자로서 유기 EL 소자(유기 EL 디바이스라고도 함)를 사용하고, 수광 소자로서 유기 포토다이오드를 사용한다. 유기 EL 소자 및 유기 포토다이오드는 동일한 기판 위에 형성할 수 있다. 따라서 유기 EL 소자를 사용한 표시 장치에 유기 포토다이오드를 내장시킬 수 있다.
유기 EL 소자 및 유기 포토다이오드를 구성하는 모든 층을 따로 형성하는 경우, 성막 공정 수가 매우 많아진다. 그러나 유기 포토다이오드는 유기 EL 소자와 공통된 구성으로 할 수 있는 층이 많기 때문에, 공통된 구성으로 할 수 있는 층은 일괄적으로 성막함으로써 성막 공정의 증가를 억제할 수 있다.
예를 들어 한 쌍의 전극 중 한쪽(공통 전극)을 수광 소자 및 발광 소자에서 공통된 층으로 할 수 있다. 또한 예를 들어 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 및 전자 주입층 중 적어도 하나를 수광 소자 및 발광 소자에서 공통된 층으로 하여도 좋다. 이와 같이, 수광 소자 및 발광 소자가 공통된 층을 가짐으로써, 성막 횟수 및 마스크의 개수를 줄일 수 있어, 수발광 장치의 제작 공정을 삭감하고 제작 비용을 절감할 수 있다. 또한 표시 장치의 기존의 제조 장치 및 제조 방법을 사용하여 수광 소자를 가지는 수발광 장치를 제작할 수 있다.
이어서 수발광 소자와 발광 소자를 가지는 수발광 장치에 대하여 설명한다. 또한 상기와 같은 기능, 작용, 효과 등에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.
본 발명의 일 형태의 수발광 장치에서, 어느 색을 나타내는 부화소는 발광 소자 대신에 수발광 소자를 가지고, 기타 색을 나타내는 부화소는 발광 소자를 가진다. 수발광 소자는 광을 방출하는 기능(발광 기능)과 수광하는 기능(수광 기능)을 모두 가진다. 예를 들어 화소가 적색의 부화소, 녹색의 부화소, 청색의 부화소의 3개의 부화소를 가지는 경우, 적어도 하나의 부화소가 수발광 소자를 가지고, 다른 부화소가 발광 소자를 가지는 구성으로 한다. 따라서 본 발명의 일 형태의 수발광 장치의 수발광부는 수발광 소자와 발광 소자를 모두 사용하여 화상을 표시하는 기능을 가진다.
수발광 소자가 발광 소자와 수광 소자를 겸함으로써, 화소에 포함되는 부화소의 개수를 늘리지 않고, 화소에 수광 기능을 부여할 수 있다. 이에 의하여, 화소의 개구율(각 부화소의 개구율) 및 수발광 장치의 정세도를 유지하면서, 수발광 장치의 수발광부에 촬상 기능 및 센싱 기능 중 한쪽 또는 양쪽을 부가할 수 있다. 따라서 본 발명의 일 형태의 수발광 장치는, 발광 소자를 가지는 부화소와는 별도로 수광 소자를 가지는 부화소를 제공하는 경우에 비하여 화소의 개구율을 높일 수 있고, 또한 고정세화가 용이하다.
본 발명의 일 형태의 수발광 장치에서는, 수발광부에 수발광 소자와 발광 소자가 매트릭스상으로 배치되어 있고, 상기 수발광부에 화상을 표시할 수 있다. 또한 수발광부는 이미지 센서, 터치 센서 등으로서 사용할 수 있다. 본 발명의 일 형태의 수발광 장치에서는, 발광 소자를 센서의 광원으로서 이용할 수 있다. 그러므로 어두운 곳에서도 촬상, 터치 조작의 검출 등이 가능하다.
수발광 소자는 유기 EL 소자와 유기 포토다이오드를 조합하여 제작할 수 있다. 예를 들어 유기 EL 소자의 적층 구조에 유기 포토다이오드의 활성층을 추가함으로써 수발광 소자를 제작할 수 있다. 또한 유기 EL 소자와 유기 포토다이오드를 조합하여 제작하는 수발광 소자는 유기 EL 소자와 공통된 구성으로 할 수 있는 층을 일괄적으로 성막함으로써, 성막 공정의 증가를 억제할 수 있다.
예를 들어 한 쌍의 전극 중 한쪽(공통 전극)을 수발광 소자 및 발광 소자에서 공통된 층으로 할 수 있다. 또한 예를 들어 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 및 전자 주입층 중 적어도 하나를 수발광 소자 및 발광 소자에서 공통된 층으로 하여도 좋다.
또한 수발광 소자가 가지는 층은 수발광 소자가 수광 소자로서 기능하는 경우와 발광 소자로서 기능하는 경우에 기능이 서로 다를 수 있다. 본 명세서에서, 구성 요소의 명칭은 수발광 소자가 발광 소자로서 기능하는 경우의 기능에 기초한다.
본 실시형태의 수발광 장치는 발광 소자 및 수발광 소자를 사용하여 화상을 표시하는 기능을 가진다. 즉 발광 소자 및 수발광 소자는 표시 소자로서 기능한다.
본 실시형태의 수발광 장치는 수발광 소자를 사용하여 광을 검출하는 기능을 가진다. 수발광 소자는 수발광 소자 자체로부터 방출되는 광보다 파장이 짧은 광을 검출할 수 있다.
수발광 소자를 이미지 센서로서 사용하는 경우, 본 실시형태의 수발광 장치는 수발광 소자를 사용하여 화상을 촬상할 수 있다. 또한 수발광 소자를 터치 센서로서 사용하는 경우, 본 실시형태의 수발광 장치는 수발광 소자를 사용하여 대상물의 터치 조작을 검출할 수 있다.
수발광 소자는 광전 변환 소자로서 기능한다. 수발광 소자는 상기 발광 소자의 구성에 수광 소자의 활성층을 추가함으로써 제작할 수 있다. 수발광 소자에는, 예를 들어 pn형 또는 pin형 포토다이오드의 활성층을 사용할 수 있다.
특히 수발광 소자에는, 유기 화합물을 포함하는 층을 가지는 유기 포토다이오드의 활성층을 사용하는 것이 바람직하다. 유기 포토다이오드는 박형화, 경량화, 및 대면적화가 용이하고, 또한 형상 및 디자인의 자유도가 높기 때문에, 다양한 장치에 적용할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 형태의 수발광 장치의 일례인 표시 장치에 대하여 도면을 사용하여 더 구체적으로 설명한다.
[표시 장치의 구성예]
[구성예 1]
도 24의 (A)는 표시 패널(300)의 모식도이다. 표시 패널(300)은 기판(301), 기판(302), 수광 소자(312), 발광 소자(311R), 발광 소자(311G), 발광 소자(311B), 기능층(303) 등을 가진다.
발광 소자(311R), 발광 소자(311G), 발광 소자(311B), 및 수광 소자(312)는 기판(301)과 기판(302) 사이에 제공된다. 발광 소자(311R), 발광 소자(311G), 발광 소자(311B)는 각각 적색(R), 녹색(G), 또는 청색(B)의 광을 방출한다. 또한 이하에서는 발광 소자(311R), 발광 소자(311G), 및 발광 소자(311B)를 구별하지 않는 경우에 발광 소자(311)라고 표기하는 경우가 있다.
표시 패널(300)은 매트릭스상으로 배치된 복수의 화소를 가진다. 하나의 화소는 하나 이상의 부화소를 가진다. 하나의 부화소는 하나의 발광 소자를 가진다. 예를 들어 화소에는 부화소를 3개 가지는 구성(R, G, 및 B의 3색 또는 황색(Y), 시안(C), 및 마젠타(M)의 3색 등), 또는 부화소를 4개 가지는 구성(R, G, B, 및 백색(W)의 4색 또는 R, G, B, 및 Y의 4색 등)을 적용할 수 있다. 또한 화소는 수광 소자(312)를 가진다. 수광 소자(312)는 모든 화소에 제공되어도 좋고, 일부의 화소에 제공되어도 좋다. 또한 하나의 화소가 복수의 수광 소자(312)를 가져도 좋다.
도 24의 (A)에는 기판(302)의 표면에 손가락(320)이 접한 상태를 나타내었다. 발광 소자(311G)가 방출하는 광의 일부는 기판(302)과 손가락(320)의 접촉부에서 반사된다. 그리고 반사광의 일부가 수광 소자(312)에 입사함으로써 손가락(320)이 기판(302)에 접한 것을 검출할 수 있다. 즉 표시 패널(300)은 터치 패널로서 기능할 수 있다.
기능층(303)은 발광 소자(311R), 발광 소자(311G), 발광 소자(311B)를 구동하는 회로, 및 수광 소자(312)를 구동하는 회로를 가진다. 기능층(303)에는 스위치, 트랜지스터, 용량 소자, 배선 등이 제공된다. 또한 발광 소자(311R), 발광 소자(311G), 발광 소자(311B), 및 수광 소자(312)를 패시브 매트릭스 방식으로 구동하는 경우에는 스위치, 트랜지스터 등을 제공하지 않는 구성으로 하여도 좋다.
표시 패널(300)은 손가락(320)의 지문을 검출하는 기능을 가지는 것이 바람직하다. 도 24의 (B)에는 기판(302)에 손가락(320)이 접한 상태에서의 접촉부의 확대도를 모식적으로 나타내었다. 또한 도 24의 (B)에는 번갈아 배열된 발광 소자(311)와 수광 소자(312)를 나타내었다.
손가락(320)에는 오목부 및 볼록부에 의하여 지문이 형성되어 있다. 그러므로 도 24의 (B)에 나타낸 바와 같이 지문의 볼록부가 기판(302)에 접한다.
어떤 표면, 계면 등에서 반사되는 광에는 정반사와 확산 반사가 있다. 정반사광은 입사각과 반사각이 일치하는, 지향성이 높은 광이고, 확산 반사광은 강도의 각도 의존성이 낮은, 지향성이 낮은 광이다. 손가락(320)의 표면에서 반사되는 광은 정반사와 확산 반사 중, 확산 반사의 성분이 지배적이다. 한편으로, 기판(302)과 대기의 계면에서 반사되는 광은 정반사의 성분이 지배적이다.
손가락(320)과 기판(302)의 접촉면 또는 비접촉면에서 반사되고, 이들의 직하에 위치하는 수광 소자(312)에 입사하는 광의 강도는 정반사광과 확산 반사광을 합한 것이다. 상술한 바와 같이, 손가락(320)의 오목부에서는 기판(302)과 손가락(320)이 접하지 않기 때문에 정반사광(실선 화살표로 나타냄)이 지배적이고, 볼록부에서는 이들이 접하기 때문에 손가락(320)으로부터의 확산 반사광(파선 화살표로 나타냄)이 지배적이다. 따라서 오목부의 직하에 위치하는 수광 소자(312)에서 수광하는 광의 강도는 볼록부의 직하에 위치하는 수광 소자(312)보다 높게 된다. 이에 의하여 손가락(320)의 지문을 촬상할 수 있다.
수광 소자(312)의 배열 간격은 지문의 2개의 볼록부 사이의 거리, 바람직하게는 인접한 오목부와 볼록부 사이의 거리보다 짧은 간격으로 함으로써, 선명한 지문의 화상을 취득할 수 있다. 사람의 지문의 오목부와 볼록부 사이의 간격은 대략 200μm이므로, 예를 들어 수광 소자(312)의 배열 간격을 400μm 이하, 바람직하게는 200μm 이하, 더 바람직하게는 150μm 이하, 더욱 바람직하게는 100μm 이하, 더욱더 바람직하게는 50μm 이하로 하고, 1μm 이상, 바람직하게는 10μm 이상, 더 바람직하게는 20μm 이상으로 한다.
표시 패널(300)로 촬상한 지문의 화상의 예를 도 24의 (C)에 나타내었다. 도 24의 (C)에서는 촬상 범위(323) 내에 손가락(320)의 윤곽을 파선으로 나타내고, 접촉부(321)의 윤곽을 일점쇄선으로 나타내었다. 접촉부(321) 내에서, 수광 소자(312)에 입사하는 광량의 차이에 의하여, 콘트라스트가 높은 지문(322)을 촬상할 수 있다.
표시 패널(300)은 터치 패널, 펜 태블릿으로서도 기능할 수 있다. 도 24의 (D)에는 스타일러스(325)의 선단을 기판(302)에 접촉시킨 상태로 파선 화살표의 방향으로 슬라이드하는 상태를 나타내었다.
도 24의 (D)에 나타낸 바와 같이, 스타일러스(325)의 선단과 기판(302)의 접촉면에서 확산되는 확산 반사광이 상기 접촉면과 중첩된 부분에 위치하는 수광 소자(312)에 입사함으로써, 스타일러스(325)의 선단의 위치를 높은 정밀도로 검출할 수 있다.
도 24의 (E)에는 표시 패널(300)로 검출한 스타일러스(325)의 궤적(326)의 예를 나타내었다. 표시 패널(300)은 스타일러스(325) 등의 피검출체의 위치 검출을 높은 위치 정밀도로 수행할 수 있기 때문에, 묘화 애플리케이션 등을 사용하여 고정세의 묘화를 수행할 수도 있다. 또한 정전 용량 방식의 터치 센서, 전자기 유도 방식의 터치 펜 등을 사용하는 경우와는 달리, 절연성이 높은 피검출체이어도 위치 검출을 수행할 수 있기 때문에, 스타일러스(325)의 선단 부분의 재료는 한정되지 않고, 다양한 필기 용품(예를 들어 붓, 유리 펜, 깃펜 등)을 사용할 수도 있다.
여기서 도 24의 (F) 및 (G)에 표시 패널(300)에 적용할 수 있는 화소의 일례를 나타내었다.
도 24의 (F)에 나타낸 화소는 각각 적색(R)의 발광 소자(311R), 녹색(G)의 발광 소자(311G), 청색(B)의 발광 소자(311B), 및 수광 소자(312)를 가진다. 화소는 각각 발광 소자(311R), 발광 소자(311G), 발광 소자(311B), 및 수광 소자(312)를 구동하기 위한 화소 회로를 가진다.
도 24의 (F)는 3개의 발광 소자가 1열로 배열되고, 그 아래 측에 가로로 긴 하나의 수광 소자(312)가 배치되어 있는 예이다.
도 24의 (G)에 나타낸 화소는 백색(W)의 발광 소자(311W)를 가지는 예이다. 여기서는 4개의 발광 소자가 1열로 배치되고, 그 아래 측에 수광 소자(312)가 배치되어 있다.
또한 화소의 구성은 상술한 것에 한정되지 않고 다양한 배치 방법을 채용할 수 있다.
[구성예 2]
이하에서는 가시광을 나타내는 발광 소자와, 적외광을 나타내는 발광 소자와, 수광 소자를 가지는 구성의 예에 대하여 설명한다.
도 25의 (A)에 나타낸 표시 패널(300A)은 도 24의 (A)에서 예시한 구성에 더하여 발광 소자(311IR)를 가진다. 발광 소자(311IR)는 적외광(IR)을 방출하는 발광 소자이다. 또한 이때 수광 소자(312)에는 적어도 발광 소자(311IR)가 방출하는 적외광(IR)을 수광할 수 있는 소자를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 수광 소자(312)로서 가시광과 적외광을 모두 수광할 수 있는 소자를 사용하는 것이 더 바람직하다.
도 25의 (A)에 나타낸 바와 같이, 기판(302)에 손가락(320)이 접하면, 발광 소자(311IR)로부터 방출된 적외광(IR)이 손가락(320)에서 반사되고 상기 반사광의 일부가 수광 소자(312)에 입사함으로써 손가락(320)의 위치 정보를 취득할 수 있다.
도 25의 (B) 및 (C)에 표시 패널(300A)에 적용할 수 있는 화소의 일례를 나타내었다.
도 25의 (B)는 3개의 발광 소자가 1열로 배열되고, 그 아래 측에 발광 소자(311IR)와 수광 소자(312)가 가로로 배열되어 있는 예를 나타낸 것이다. 또한 도 25의 (C)는 발광 소자(311IR)를 포함하는 4개의 발광 소자가 1열로 배열되고, 그 아래 측에 수광 소자(312)가 배치되어 있는 예를 나타낸 것이다.
또한 도 25의 (B) 및 (C)에 나타낸 화소에서, 발광 소자끼리, 및 발광 소자와 수광 소자는 각각의 위치를 교환하는 것이 가능하다.
[구성예 3]
이하에서는 가시광을 나타내는 발광 소자와, 가시광을 나타내고 또한 가시광을 수광하는 수발광 소자를 가지는 구성의 예에 대하여 설명한다.
도 25의 (D)에 나타낸 표시 패널(300B)은 발광 소자(311B), 발광 소자(311G), 및 수발광 소자(313R)를 가진다. 수발광 소자(313R)는 적색(R)의 광을 방출하는 발광 소자로서의 기능과, 가시광을 수광하는 광전 변환 소자로서의 기능을 가진다. 도 25의 (D)에는, 발광 소자(311G)가 방출하는 녹색(G)의 광을 수발광 소자(313R)가 수광하는 예를 나타내었다. 또한 수발광 소자(313R)는 발광 소자(311B)가 방출하는 청색(B)의 광을 수광하여도 좋다. 또한 수발광 소자(313R)는 녹색광과 청색광을 모두 수광하여도 좋다.
예를 들어 수발광 소자(313R)는 그 자체가 방출하는 광보다 파장이 짧은 광을 수광하는 것이 바람직하다. 또는 수발광 소자(313R)는 그 자체가 방출하는 광보다 파장이 긴 광(예를 들어 적외광)을 수광하는 구성으로 하여도 좋다. 수발광 소자(313R)는 그 자체가 방출하는 광과 같은 정도의 파장의 광을 수광하는 구성으로 하여도 좋지만, 이 경우에는 수발광 소자(313R) 자체가 방출하는 광도 수광하기 때문에 발광 효율이 저하될 우려가 있다. 그러므로 수발광 소자(313R)는 발광 스펙트럼의 피크와 흡수 스펙트럼의 피크가 가능한 한 중첩되지 않도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한 여기서는 수발광 소자가 방출하는 광은 적색광에 한정되지 않는다. 또한 발광 소자가 방출하는 광도 녹색광과 청색광의 조합에 한정되지 않는다. 예를 들어 수발광 소자를, 녹색광 또는 청색광을 방출하고 또한 수발광 소자 자체가 방출하는 광과 다른 파장의 광을 수광하는 소자로 할 수 있다.
이와 같이 수발광 소자(313R)가 발광 소자와 수광 소자를 겸함으로써, 하나의 화소에 배치하는 소자의 개수를 줄일 수 있다. 그러므로 고정세화, 고개구율화, 고해상도화 등이 용이해진다.
도 25의 (E) 및 (F)에 표시 패널(300B)에 적용할 수 있는 화소의 일례를 나타내었다.
도 25의 (E)는 수발광 소자(313R), 발광 소자(311G), 및 발광 소자(311B)가 1열로 배열된 예를 나타낸 것이다. 도 25의 (F)는 발광 소자(311G)와 발광 소자(311B)가 세로 방향으로 번갈아 배열되고, 이들 옆에 수발광 소자(313R)가 배치된 예를 나타낸 것이다.
발광 소자 및 수발광 소자의 상면 형상은 특별히 한정되지 않고, 원형, 타원형, 다각형, 모서리가 둥근 다각형 등으로 할 수 있다. 또한 각 색의 발광 소자 및 수발광 소자의 상면 형상은 서로 달라도 좋고, 일부 또는 모든 색에서 같아도 좋다. 또한 각 색의 발광 소자 및 수발광 소자의 발광 영역(또는 수발광 영역)의 크기는 서로 달라도 좋고, 일부 또는 모든 색에서 같아도 좋다.
예를 들어 수발광 소자를 사용하여 터치 조작의 검출을 수행하는 경우, 광원으로부터 방출되는 광이 사용자에게 시인되기 어려운 것이 바람직하다. 청색광은 녹색광보다 시인성이 낮기 때문에, 청색광을 방출하는 발광 소자를 광원으로서 사용하는 것이 바람직하다. 따라서 수발광 소자는 청색광을 수광하는 기능을 가지는 것이 바람직하다. 또한 이에 한정되지 않고, 수발광 소자의 감도에 따라 광원으로서 사용하는 발광 소자를 적절히 선택할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태의 표시 장치에는 다양한 배열의 화소를 적용할 수 있다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서에 기재되는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 5)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태인 수발광 장치에 사용할 수 있는 발광 디바이스(발광 소자라고도 함) 및 수광 디바이스(수광 소자라고도 함)에 대하여 설명한다.
[발광 디바이스]
도 26의 (A)에 나타낸 바와 같이, 발광 디바이스는 한 쌍의 전극(하부 전극(791)과 상부 전극(792)) 사이에 EL층(790)을 가진다. EL층(790)은 층(720), 발광층(711), 층(730) 등의 복수의 층으로 구성할 수 있다. 층(720)은 예를 들어 전자 주입성이 높은 물질을 포함하는 층(전자 주입층) 및 전자 수송성이 높은 물질을 포함하는 층(전자 수송층) 등을 가질 수 있다. 발광층(711)은 예를 들어 발광성 화합물을 가진다. 층(730)은 예를 들어 정공 주입성이 높은 물질을 포함하는 층(정공 주입층) 및 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층(정공 수송층)을 가질 수 있다.
한 쌍의 전극 사이에 제공된 층(720), 발광층(711), 및 층(730)을 가지는 구성은 단일의 발광 유닛으로서 기능할 수 있고, 본 명세서에서는 도 26의 (A)의 구성을 싱글 구조라고 한다.
또한 도 26의 (B)는 도 26의 (A)에 나타낸 발광 디바이스가 가지는 EL층(790)의 변형예이다. 구체적으로는 도 26의 (B)에 나타낸 발광 디바이스는 하부 전극(791) 위의 층(730-1)과, 층(730-1) 위의 층(730-2)과, 층(730-2) 위의 발광층(711)과, 발광층(711) 위의 층(720-1)과, 층(720-1) 위의 층(720-2)과, 층(720-2) 위의 상부 전극(792)을 가진다. 예를 들어, 하부 전극(791)을 양극으로 하고, 상부 전극(792)을 음극으로 한 경우, 층(730-1)이 정공 주입층으로서 기능하고, 층(730-2)이 정공 수송층으로서 기능하고, 층(720-1)이 전자 수송층으로서 기능하고, 층(720-2)이 전자 주입층으로서 기능한다. 또는 하부 전극(791)을 음극으로 하고 상부 전극(792)을 양극으로 한 경우, 층(730-1)이 전자 주입층으로서 기능하고, 층(730-2)이 전자 수송층으로서 기능하고, 층(720-1)이 정공 수송층으로서 기능하고, 층(720-2)이 정공 주입층으로서 기능한다. 이러한 층 구조로 함으로써, 발광층(711)에 효율적으로 캐리어를 주입하고, 발광층(711) 내에서의 캐리어 재결합의 효율을 높일 수 있게 된다.
또한 도 26의 (C), (D)에 나타낸 바와 같이, 층(720)과 층(730) 사이에 복수의 발광층(발광층(711), 발광층(712), 발광층(713))이 제공된 구성도 싱글 구조의 베리에이션이다.
또한 도 26의 (E), (F)에 나타낸 바와 같이, 복수의 발광 유닛(EL층(790a), EL층(790b))이 중간층(740)을 사이에 두고 직렬로 접속된 구성을 본 명세서에서는 탠덤 구조라고 한다. 또한 중간층(740)을 전하 발생층이라고 하는 경우가 있다. 또한 본 명세서 등에서는, 도 26의 (E), (F)에 나타낸 구성을 탠덤 구조라고 하지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들어 탠덤 구조를 스택 구조라고 불러도 좋다. 또한 탠덤 구조로 함으로써, 고휘도 발광이 가능한 발광 디바이스로 할 수 있다.
도 26의 (C)에서, 발광층(711), 발광층(712), 및 발광층(713)에 같은 광을 방출하는 발광 재료를 사용하여도 좋다.
또한 발광층(711), 발광층(712), 및 발광층(713)에 상이한 발광 재료를 사용하여도 좋다. 발광층(711), 발광층(712), 및 발광층(713)이 각각 방출하는 광이 보색 관계에 있는 경우, 백색 발광이 얻어진다. 도 26의 (D)에서는 컬러 필터로서 기능하는 착색층(795)을 제공하는 예를 나타내었다. 백색광이 컬러 필터를 투과함으로써 원하는 색의 광을 얻을 수 있다.
또한 도 26의 (E)에서 발광층(711)과 발광층(712)에 같은 발광 재료를 사용하여도 좋다. 또는 발광층(711)과 발광층(712)에 상이한 광을 방출하는 발광 재료를 사용하여도 좋다. 발광층(711)이 방출하는 광과 발광층(712)이 방출하는 광이 보색 관계에 있는 경우, 백색 발광이 얻어진다. 도 26의 (F)에는 착색층(795)이 더 제공된 예를 나타내었다.
또한 도 26의 (C), (D), (E), (F)에서도, 도 26의 (B)에 나타낸 바와 같이, 층(720)과 층(730)은 2층 이상의 층으로 이루어지는 적층 구조를 가져도 좋다.
또한 도 26의 (D)에서 발광층(711), 발광층(712), 및 발광층(713)에 같은 발광 재료를 사용하여도 좋다. 마찬가지로, 도 26의 (F)에서 발광층(711)과 발광층(712)에 같은 발광 재료를 사용하여도 좋다. 이때 착색층(795) 대신에 색 변환층을 적용함으로써, 발광 재료와 다른 색의 원하는 색의 광을 얻을 수 있다. 예를 들어 각 발광층에 청색의 발광 재료를 사용하고, 청색광이 색 변환층을 투과하게 함으로써 청색보다 파장이 긴 광(예를 들어 적색, 녹색 등)을 얻을 수 있다. 색 변환층으로서는 형광 재료, 인광 재료, 또는 퀀텀닷 재료 등을 사용할 수 있다.
발광 디바이스의 발광색은 EL층(790)을 구성하는 재료에 따라 적색, 녹색, 청색, 시안, 마젠타, 황색, 또는 백색 등으로 할 수 있다. 또한 발광 디바이스에 마이크로캐비티 구조를 부여함으로써 색 순도를 더 높일 수 있다.
백색광을 방출하는 발광 디바이스는 발광층에 2종류 이상의 발광 물질을 포함하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 백색 발광을 얻기 위해서는 각각의 발광이 보색 관계가 되는 2개 이상의 발광 물질을 선택하면 좋다. 예를 들어 제 1 발광층의 발광색과 제 2 발광층의 발광색이 보색 관계가 되도록 함으로써, 발광 디바이스 전체로서 백색 발광하는 발광 디바이스를 얻을 수 있다. 또한 발광 디바이스가 3개 이상의 발광층을 가지는 경우에도 마찬가지이다.
발광층에는 R(적색), G(녹색), B(청색), Y(황색), O(주황색) 등의 발광을 나타내는 발광 물질을 2개 이상 포함하는 것이 바람직하다. 또는 발광 물질을 2개 이상 가지고, 각 발광 물질의 발광은 R, G, B 중 2개 이상의 색의 스펙트럼 성분을 포함하는 것이 바람직하다.
[수광 디바이스]
도 27의 (A)에 발광 디바이스(750R), 발광 디바이스(750G), 발광 디바이스(750B), 및 수광 디바이스(760)의 단면 개략도를 나타내었다. 발광 디바이스(750R), 발광 디바이스(750G), 발광 디바이스(750B), 및 수광 디바이스(760)는 공통된 층으로서 상부 전극(792)을 가진다.
발광 디바이스(750R)는 화소 전극(791R), 층(751), 층(752), 발광층(753R), 층(754), 층(755), 및 상부 전극(792)을 가진다. 발광 디바이스(750G)는 화소 전극(791G), 발광층(753G)을 가진다. 발광 디바이스(750B)는 화소 전극(791B), 발광층(753B)을 가진다.
층(751)은 예를 들어 정공 주입성이 높은 물질을 포함하는 층(정공 주입층) 등을 가진다. 층(752)은 예를 들어 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층(정공 수송층) 등을 가진다. 층(754)은 예를 들어 전자 수송성이 높은 물질을 포함하는 층(전자 수송층) 등을 가진다. 층(755)은 예를 들어 전자 주입성이 높은 물질을 포함하는 층(전자 주입층) 등을 가진다.
또는 층(751)이 전자 주입층을 가지고, 층(752)이 전자 수송층을 가지고, 층(754)이 정공 수송층을 가지고, 층(755)이 정공 주입층을 가지는 구성으로 하여도 좋다.
또한 도 27의 (A)에서는 층(751)과 층(752)을 나누어 명시하였지만 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 층(751)이 정공 주입층과 정공 수송층 양쪽의 기능을 가지는 경우 또는 층(751)이 전자 주입층과 전자 수송층 양쪽의 기능을 가지는 경우에는, 층(752)을 생략하여도 좋다.
또한 발광 디바이스(750R)가 가지는 발광층(753R)은 적색 발광을 나타내는 발광 물질을 가지고, 발광 디바이스(750G)가 가지는 발광층(753G)은 녹색 발광을 나타내는 발광 물질을 가지고, 발광 디바이스(750B)가 가지는 발광층(753B)은 청색 발광을 나타내는 발광 물질을 가진다. 또한 발광 디바이스(750G), 발광 디바이스(750B)는 각각 발광 디바이스(750R)가 가지는 발광층(753R)을 발광층(753G), 발광층(753B)으로 치환한 구성을 가지며, 이 외의 구성은 발광 디바이스(750R)와 같다.
또한 층(751), 층(752), 층(754), 층(755)은 각 색의 발광 디바이스에서 동일한 구성(재료, 막 두께 등)을 가져도 좋고, 서로 다른 구성을 가져도 좋다.
수광 디바이스(760)는 화소 전극(791PD), 층(761), 층(762), 층(763), 및 상부 전극(792)을 가진다. 수광 디바이스(760)는 정공 주입층 및 전자 주입층을 가지지 않는 구성으로 할 수 있다.
층(762)은 활성층(광전 변환층이라고도 함)을 가진다. 층(762)은 특정의 파장 대역의 광을 흡수하고, 캐리어(전자와 정공)를 생성하는 기능을 가진다.
층(761)과 층(763)은 예를 들어 각각 정공 수송층 또는 전자 수송층 중 어느 한쪽을 가진다. 층(761)이 정공 수송층을 가지는 경우, 층(763)은 전자 수송층을 가진다. 한편으로, 층(761)이 전자 수송층을 가지는 경우, 층(763)은 정공 수송층을 가진다.
또한 수광 디바이스(760)는 화소 전극(791PD)이 애노드이고 상부 전극(792)이 캐소드이어도 좋고, 화소 전극(791PD)이 캐소드이고 상부 전극(792)이 애노드이어도 좋다.
도 27의 (B)는 도 27의 (A)의 변형예이다. 도 27의 (B)에서는 층(755)을 상부 전극(792)과 마찬가지로 각 발광 디바이스 사이 및 각 수광 디바이스 사이에서 공통적으로 제공한 경우의 예이다. 이때 층(755)을 공통층이라고 할 수 있다. 이와 같이, 각 발광 디바이스 사이 및 각 수광 디바이스 사이에 하나 이상의 공통층을 제공하면 제작 공정을 간략화할 수 있기 때문에 제조 비용을 절감할 수 있다.
여기서 층(755)은 발광 디바이스(750)에서는 전자 주입층 또는 정공 주입층으로서 기능한다. 이때 수광 디바이스(760)에서는 전자 수송층 또는 정공 수송층으로서 기능한다. 그러므로 도 27의 (B)에 나타낸 수광 디바이스(760)에는 전자 수송층 또는 정공 수송층으로서 기능하는 층(763)을 제공하지 않아도 된다.
이상이 수광 디바이스의 설명이다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서에 기재되는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 6)
본 실시형태에서는, 앞의 실시형태에서 설명한 OS 트랜지스터에 사용할 수 있는 금속 산화물(산화물 반도체라고도 함)에 대하여 설명한다.
OS 트랜지스터에 사용하는 금속 산화물은 적어도 인듐 또는 아연을 가지는 것이 바람직하고, 인듐 및 아연을 가지는 것이 더 바람직하다. 예를 들어 금속 산화물은 인듐과, M(M은 갈륨, 알루미늄, 이트륨, 주석, 실리콘, 붕소, 구리, 바나듐, 베릴륨, 타이타늄, 철, 니켈, 저마늄, 지르코늄, 몰리브데넘, 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 하프늄, 탄탈럼, 텅스텐, 마그네슘, 및 코발트에서 선택된 1종류 또는 복수 종류)과, 아연을 가지는 것이 바람직하다. 특히 M은 갈륨, 알루미늄, 이트륨, 및 주석 중에서 선택된 1종류 또는 복수 종류인 것이 바람직하고, 갈륨인 것이 더 바람직하다.
금속 산화물은 스퍼터링법, MOCVD법 등의 CVD법, 또는 ALD법 등에 의하여 형성할 수 있다.
이하에서는, 금속 산화물의 일례로서 인듐(In), 갈륨(Ga), 및 아연(Zn)을 포함하는 산화물에 대하여 설명한다. 또한 인듐(In), 갈륨(Ga), 및 아연(Zn)을 포함하는 산화물을 In-Ga-Zn 산화물이라고 하는 경우가 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(poly crystal) 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) 측정에 의하여 얻어지는 XRD 스펙트럼을 사용하여 평가할 수 있다. 또한 GIXD법은 박막법 또는 Seemann-Bohlin법이라고도 한다. 또한 이하에서는 GIXD 측정에 의하여 얻어지는 XRD 스펙트럼을 단순히 XRD 스펙트럼이라고 기재하는 경우가 있다.
예를 들어 석영 유리 기판에서는 XRD 스펙트럼의 피크의 형상이 거의 좌우 대칭이다. 한편으로, 결정 구조를 가지는 In-Ga-Zn 산화물막에서는 XRD 스펙트럼의 피크의 형상이 좌우 비대칭이다. XRD 스펙트럼의 피크의 형상이 좌우 비대칭이라는 것은, 막 내 또는 기판 내의 결정의 존재를 명시한다. 바꿔 말하면, XRD 스펙트럼의 피크의 형상이 좌우 대칭이 아니면, 막 또는 기판은 비정질 상태라고 할 수 없다.
또한 막 또는 기판의 결정 구조는 나노빔 전자 회절법(NBED: Nano Beam Electron Diffraction)으로 관찰되는 회절 패턴(나노빔 전자 회절 패턴이라고도 함)으로 평가할 수 있다. 예를 들어 석영 유리 기판의 회절 패턴에서는 헤일로(halo)가 관찰되므로, 석영 유리 기판이 비정질 상태인 것을 확인할 수 있다. 또한 실온에서 성막한 In-Ga-Zn 산화물막의 회절 패턴에서는 헤일로가 아니라 스폿 형상의 패턴이 관찰된다. 그러므로 실온에서 성막한 In-Ga-Zn 산화물은 단결정도 다결정도 아니고 비정질 상태도 아닌 중간 상태이고, 비정질 상태라고 결론지을 수 없는 것으로 추정된다.
<<산화물 반도체의 구조>>
또한 산화물 반도체는 구조에 주목한 경우, 상기와 다른 식으로 분류되는 경우가 있다. 예를 들어 산화물 반도체는 단결정 산화물 반도체와, 그 이외의 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 영역은 각각 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 최대 직경은 수십nm 정도가 되는 경우가 있다.
또한 In-Ga-Zn 산화물에서, CAAC-OS는 인듐(In) 및 산소를 가지는 층(이하, In층)과, 갈륨(Ga), 아연(Zn), 및 산소를 가지는 층(이하, (Ga,Zn)층)이 적층된 층상의 결정 구조(층상 구조라고도 함)를 가지는 경향이 있다. 또한 인듐과 갈륨은 서로 치환될 수 있다. 따라서 (Ga,Zn)층에는 인듐이 포함되는 경우가 있다. 또한 In층에는 갈륨이 포함되는 경우가 있다. 또한 In층에는 아연이 포함되는 경우도 있다. 상기 층상 구조는 예를 들어 고분해능 TEM(Transmission Electron Microscope) 이미지에서, 격자상(格子像)으로 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 전자 회절 패턴에서, 복수의 휘점(스폿)이 관측된다. 또한 어떤 스폿과 다른 스폿은 시료를 투과한 입사 전자선의 스폿(다이렉트 스폿이라고도 함)을 대칭 중심으로 하여 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 다결정이다. 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 가지는 것이 바람직하다. 예를 들어 In-Zn 산화물 및 In-Ga-Zn 산화물은 In 산화물보다 결정립계의 발생을 더 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 있다.
[nc-OS]
nc-OS는 미소한 영역(예를 들어 1nm 이상 10nm 이하의 영역, 특히 1nm 이상 3nm 이하의 영역)에서 원자 배열에 주기성을 가진다. 바꿔 말하면, 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 구별할 수 없는 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 전자 회절(제한 시야 전자 회절이라고도 함)을 수행하면, 헤일로 패턴과 같은 회절 패턴이 관측된다. 한편으로, nc-OS막에 대하여 나노 결정의 크기와 가깝거나 나노 결정보다 작은 프로브 직경(예를 들어 1nm 이상 30nm 이하)의 전자선을 사용하는 전자 회절(나노빔 전자 회절이라고도 함)을 수행하면, 다이렉트 스폿을 중심으로 하는 링 형상의 영역 내에 복수의 스폿이 관측되는 전자 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-OS보다 결정성이 낮다. 또한 a-like OS는 nc-OS 및 CAAC-OS보다 막 내의 수소 농도가 높다.
<<산화물 반도체의 구성>>
이어서 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 가지는 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 분리되어 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 원자수비를 각각 [In], [Ga], 및 [Zn]이라고 표기한다. 예를 들어 In-Ga-Zn 산화물에서의 CAC-OS에서, 제 1 영역은 [In]이 CAC-OS막의 조성에서의 [In]보다 높은 영역이다. 또한 제 2 영역은 [Ga]이 CAC-OS막의 조성에서의 [Ga]보다 높은 영역이다. 또는 예를 들어 제 1 영역은 [In]이 제 2 영역에서의 [In]보다 높고, [Ga]이 제 2 영역에서의 [Ga]보다 낮은 영역이다. 또한 제 2 영역은 [Ga]이 제 1 영역에서의 [Ga]보다 높고, [In]이 제 1 영역에서의 [In]보다 낮은 영역이다.
구체적으로는, 상기 제 1 영역은 인듐 산화물, 인듐 아연 산화물 등을 주성분으로서 포함한다. 또한 상기 제 2 영역은 갈륨 산화물, 갈륨 아연 산화물 등을 주성분으로서 포함한다. 즉 상기 제 1 영역은 In을 주성분으로서 포함하는 영역이라고 바꿔 말할 수 있다. 또한 상기 제 2 영역은 Ga를 주성분으로서 포함하는 영역이라고 바꿔 말할 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 구성에서, Ga를 주성분으로 하는 영역을 일부에 가지고, 일부에 In을 주성분으로 하는 영역을 일부에 가지고, 이들 영역이 각각 모자이크 패턴이며 불균일하게 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 바람직하다. 예를 들어 성막 시의 성막 가스의 총유량에 대한 산소 가스의 유량비는 0% 이상 30% 미만, 바람직하게는 0% 이상 10% 이하로 한다.
또한 예를 들어 In-Ga-Zn 산화물에서의 CAC-OS에서는, 에너지 분산형 X선 분광법(EDX: Energy Dispersive X-ray spectroscopy)을 사용하여 취득한 EDX 매핑으로부터, In을 주성분으로서 포함하는 영역(제 1 영역)과 Ga를 주성분으로서 포함하는 영역(제 2 영역)이 편재되고 혼합된 구조를 가지는 것을 확인할 수 있다.
여기서 제 1 영역은 제 2 영역보다 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.
한편으로, 제 2 영역은 제 1 영역보다 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 다른 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 반도체의 구조는 다양하고, 각각이 다른 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 이상을 가져도 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, 더 바람직하게는 1×1011cm-3 이하, 더 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 대략 고순도 진성이라고 한다. 또한 캐리어 농도가 낮은 산화물 반도체를 고순도 진성 또는 대략 고순도 진성인 산화물 반도체라고 하는 경우가 있다.
또한 고순도 진성 또는 대략 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 길고, 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 감소시키는 것이 유효하다. 또한 산화물 반도체 내의 불순물 농도를 감소시키기 위해서는, 근접한 막 내의 불순물 농도도 감소시키는 것이 바람직하다. 불순물로서는 수소, 질소, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 철, 니켈, 실리콘 등이 있다. 또한 산화물 반도체 내의 불순물이란 예를 들어 산화물 반도체를 구성하는 주성분 외의 것을 가리킨다. 예를 들어 농도가 0.1atomic% 미만인 원소는 불순물이라고 할 수 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 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 준위가 형성되고 캐리어가 생성되는 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 반도체로서 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 전자가 생성되는 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, SIMS에 의하여 얻어지는 산화물 반도체 내의 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 적어도 그 일부를 본 명세서에 기재되는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 7)
본 실시형태에서는, 대형화가 용이한 표시 패널의 일 형태인 적층 패널의 구성예와, 그 응용예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명의 일 형태는 복수의 표시 패널을 일부가 중첩되도록 배치함으로써 대형화할 수 있는 표시 패널이다. 또한 중첩된 2개의 표시 패널 중 적어도 표시면 측(위쪽)에 위치하는 표시 패널은 표시부와 인접하며 가시광을 투과시키는 부분을 가진다. 아래쪽에 배치되는 표시 패널의 화소와, 위쪽에 배치되는 표시 패널의 가시광을 투과시키는 부분을 중첩하여 제공한다. 이로써 2개의 표시 패널을 표시면 측에서 보았을 때(평면에서 보았을 때) 이들에 표시되는 화상을 이음매 없이 이어지도록 표시할 수 있다.
예를 들어 본 발명의 일 형태는 제 1 표시 패널과 제 2 표시 패널을 가지는 적층 패널이다. 제 1 표시 패널은 제 1 영역을 가지고, 제 1 영역은 제 1 화소와 제 2 화소를 가진다. 제 2 표시 패널은 제 2 영역과, 제 3 영역과, 제 4 영역을 가진다. 제 2 영역은 제 3 화소를 가지고, 제 3 영역은 가시광을 투과시키는 기능을 가지고, 제 4 영역은 가시광을 차단하는 기능을 가진다. 또한 제 1 표시 패널의 제 2 화소와 제 2 표시 패널의 제 3 영역은 서로 중첩되는 영역을 가진다. 또한 제 2 화소의 개구율은 제 1 화소의 개구율보다 높은 것이 바람직하다.
상기 제 1 표시 패널 및 상기 제 2 표시 패널 중 한쪽 또는 양쪽에는 위에서 예시한, 발광 소자와 수광 소자를 가지는 표시 장치를 사용할 수 있다. 바꿔 말하면, 상기 제 1 화소, 제 2 화소, 및 제 3 화소 중 적어도 하나는 발광 소자와 수광 소자를 가진다고도 할 수 있다.
더 구체적으로는, 예를 들어 이하와 같은 구성으로 할 수 있다.
[구성예 1]
[표시 패널]
도 28의 (A)는 본 발명의 일 형태의 표시 장치에 포함되는 표시 패널(500)의 상면 개략도이다.
표시 패널(500)은 표시 영역(501)과, 표시 영역(501)에 인접하고 가시광을 투과시키는 영역(510)과, 가시광을 차단하는 부분을 가지는 영역(520)을 가진다. 도 28의 (A)에는 표시 패널(500)에 FPC(512)가 제공된 예를 나타내었다.
여기서 표시 패널(500)은 그것만으로도 표시 영역(501)에 화상을 표시할 수 있다. 또한 표시 패널(500)은 그것만으로도 표시 영역(501)에 의하여 화상을 촬상할 수 있다.
영역(510)에는, 예를 들어 표시 패널(500)을 구성하는 한 쌍의 기판, 및 이 한 쌍의 기판 사이에 끼워진 표시 소자를 밀봉하기 위한 밀봉재 등이 제공되어도 좋다. 이때 영역(510)에 제공되는 부재에는, 가시광에 대하여 투광성을 가지는 재료를 사용한다.
영역(520)에는, 예를 들어 표시 영역(501)에 포함되는 화소와 전기적으로 접속하는 배선이 제공되어 있다. 또한 이러한 배선에 더하여 화소를 구동하기 위한 구동 회로(주사선 구동 회로, 신호선 구동 회로 등), 보호 회로 등의 회로가 제공되어도 좋다. 또한 영역(520)은 FPC(512)와 전기적으로 접속되는 단자(접속 단자라고도 함), 상기 단자와 전기적으로 접속되는 배선 등이 제공되는 영역도 포함한다.
표시 패널의 단면 구성예 등의 자세한 설명에 대해서는 다른 실시형태를 원용할 수 있다.
또한 도 28의 (A)에서는 알기 쉽게 하기 위하여 표시 패널(500)이 직사각형인 예를 나타내었지만, 실시자의 설계에 따라 비직사각형으로 하여도 좋다.
도 29의 (A)는 펼쳤을 때의 표시 패널의 상면 모식도이고, 도 29의 (B)는 본 발명의 일 형태를 나타낸 표시 장치의 외관도이다.
도 29의 (A)에 나타낸 표시 패널(61)은 표시 영역(63)과 비표시 영역(64)을 가진다. 표시 영역(63)에는 매트릭스상으로 형성된 화소 영역이 제공되고, 비표시 영역(64)에는 화소 영역과 전기적으로 접속된 구동 회로가 제공된다. 또한 비표시 영역(64)에 제공되는 구동 회로의 일부를 표시 영역(63)에 제공되는 화소 영역 내에 제공하여도 좋다. 이러한 구성으로 함으로써 비표시 영역의 면적을 작게 할 수 있다.
이하에 표시 장치의 제작 방법의 일례를 나타낸다. 가요성을 가지는 기판 위에 매트릭스상으로 배치된 복수의 화소를 제작한다. 매트릭스상으로 배치된 복수의 화소를 가지는 가요성을 가지는 기판을 플렉시블 디스플레이라고도 한다. 또한 가요성을 가지는 기판 위에 직접 트랜지스터 또는 발광 소자를 형성하는 방법을 사용하여도 좋고, 유리 기판 등에 트랜지스터 또는 발광 소자를 형성한 후, 유리 기판에서 박리하고, 접착층을 사용하여 가요성을 가지는 기판에 접착하는 방법을 사용하여도 좋다. 박리법 또는 전치법에는 다양한 종류가 있지만 특별히 한정되지 않고, 공지의 기술을 적절히 사용하면 좋다.
유리 기판을 사용하는 경우에는 3세대(550mm×650mm), 3.5세대(600mm×720mm 또는 620mm×750mm), 4세대(680mm×880mm 또는 730mm×920mm), 5세대(1100mm×1300mm), 6세대(1500mm×1850mm), 7세대(1870mm×2200mm), 8세대(2200mm×2400mm), 9세대(2400mm×2800mm, 2450mm×3050mm), 10세대(2950mm×3400mm) 등의 유리 기판, 또는 이보다 대형의 유리 기판을 사용할 수 있다. 유리 기판은 가요성을 가지는 기판에 직접 트랜지스터 등을 형성하는 경우보다 높은 열 처리 온도를 가할 수 있기 때문에, 트랜지스터의 제작 공정 온도가 높은 경우에 적합하다.
가요성을 가지는 기판으로서는, 예를 들어, PET, PEN 등의 폴리에스터 수지, 폴리아크릴로나이트릴 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, PC 수지, PES 수지, 폴리아마이드 수지(나일론, 아라미드 등), 폴리실록산 수지, 사이클로올레핀 수지, 폴리스타이렌 수지, 폴리아마이드이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리염화바이닐 수지, 폴리염화바이닐리덴 수지, 폴리프로필렌 수지, PTFE 수지, ABS 수지 등이 있다. 특히 선 팽창 계수가 낮은 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 예를 들어 폴리아마이드이미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아마이드 수지, PET 등을 적합하게 사용할 수 있다. 또한 섬유체에 수지를 함침(含浸)한 기판, 및 무기 필러(filler)를 유기 수지에 혼합하여 선 팽창 계수를 낮춘 기판 등을 사용할 수도 있다.
또는 가요성을 가지는 기판으로서 금속 필름을 사용할 수도 있다. 금속 필름으로서는 스테인리스, 알루미늄 등을 사용할 수 있다.
가요성을 가지는 기판으로서는, 상기 재료를 사용한 층이 장치의 표면을 손상 등으로부터 보호하는 하드 코트층(예를 들어 질화 실리콘층 등), 압력을 분산할 수 있는 재질의 층(예를 들어 아라미드 수지층 등) 등 중 적어도 하나와 적층되어 구성되어 있어도 좋다.
접착층에는 자외선 경화형 등의 광 경화형 접착제, 반응 경화형 접착제, 열 경화형 접착제, 혐기형 접착제 등 각종 경화형 접착제를 사용할 수 있다. 또한 접착 시트 등을 사용하여도 좋다.
그리고 가요성을 가지는 기판을 도 29의 (A)에 나타낸 비직사각형으로 가공 또는 절단한다.
비직사각형의 대략 45°의 각을 가지는 8개의 선단을 한 군데에 모아서 한쪽 반구를 구성하고, 다른 한쪽 반구도 대략 45°의 각을 가지는 8개의 선단을 한 군데에 모으고 하나의 대략 구형의 표시 장치를 구성한다.
8개의 선단을 한 군데에 모을 때, 표시 영역(63)과 비표시 영역(64)의 경계를 구부리고 화소 영역이 위쪽이 되도록 중첩시킴으로써, 화소 영역 아래에 구동 회로를 배치할 수 있다. 이 모습을 구동 회로가 화소 영역의 뒤쪽에 제공된다고 표현할 수도 있다. 이러한 구성으로 함으로써 도 29의 (B)에 나타낸 바와 같이 표시에 영향을 미치지 않고 구면을 가지는 표시 패널(61)을 제공할 수 있다. 또한 비표시 영역(64)과 표시 영역(63)을 중첩시켜, 이상적으로는 이음매의 폭이 가능한 한 좁아지도록 조립하는 것이 바람직하다.
표시 패널(61)을 조립하기 전에 구체의 틀 등에 대고 가열하여 가요성을 가지는 기판을 변형시켜 둥글게 하여도 좋다. 가요성을 가지는 기판의 재질 또는 두께에 따라서는 곡면을 가지게 하기 어려운 경우가 있기 때문에, 정확하게는 구형이라고 할 수 없고, 도 29의 (B)의 형상을 제작하는 경우에는 팔면체라고도 할 수 있는 형상이 되는 경우도 있지만, 본 명세서에서는 대략 구형이라고 한다. 또는 도 29의 (A)에 나타낸 표시 패널은 잘록한 부분에서 연결되어 있기 때문에, 조립하여 도 29의 (B)의 형상으로 한 경우에도 표시 패널(61)의 전체를 하나의 면으로 간주할 수도 있다.
또는 가요성을 가지는 하나의 기판 위에 구동 회로를 제공함으로써, 구동 IC 등의 부품 점수를 줄일 수 있다. 또한 공간 절약도 실현할 수 있다.
대략 구면을 유지 또는 고정하기 위하여 표시 장치의 중공에 골격을 가지는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 골격으로서는 금속 외에 플라스틱, 목재, 또는 대나무 등의 재료를 가늘게 한 와이어상의 것 또는 테두리를 사용할 수 있다. 또한 중공의 금속 구체(알루미늄 등)에 접합하는 구성으로 하여도 좋다. 금속 구체가 경면을 가지는 경우에는 효율적으로 발광시킬 수도 있다. 또한 풀로 고정한 하리코(papier-mache)와 같은 종이의 구체에 접합하는 구성으로 하여도 좋다. 표시 장치의 중공 부분에는 표시 영역(63)에 제공되어 있는 트랜지스터 또는 EL 소자와 전기적으로 접속되는 구동 회로, 기억 장치, 및 전원 등을 배치할 수 있다. 전원은 전원 회로 또는 축전 장치를 가진다. 또한 기억 장치에는 표시 영역(63)에 풀 컬러 영상을 표시하기 위한 영상 신호 등을 저장할 수 있다.
또는 표시 장치의 중공 부분에 무선 회로를 가지고, 외부로부터 영상 신호 등을 수신하고, 기억 장치에 저장하는 구성으로 하여도 좋다. 기억 장치에 저장된 화상 신호를 화상 처리 회로에 의하여 표시 영역(63)에 표시하기 위한 신호 변환을 수행하여, 표시 영역(63)에서의 풀 컬러 표시를 실현할 수도 있다.
표시 장치는 매트릭스상으로 형성된 화소 영역을 가지는 발광 소자를 가지고, 본 실시형태에서는 유기 EL 소자를 사용한다.
또는 유기 EL 소자의 색 변환(파장 변환) 재료로서 퀀텀닷을 사용할 수도 있다. 퀀텀닷은 직경 수nm의 반도체 나노 결정이고 1×103개 내지 1×106개 정도의 원자로 구성되어 있다. 퀀텀닷은 전자, 정공, 또는 여기자가 그 내부에 갇힌 결과, 이들의 에너지 상태가 이산적인 것이 되고, 또한 퀀텀닷의 크기에 따라 에너지가 시프트된다. 즉 같은 물질로 구성되는 퀀텀닷의 경우에도 크기에 따라 발광 파장이 다르기 때문에, 사용하는 퀀텀닷의 크기를 변경함으로써 발광 파장을 용이하게 조정할 수 있다.
또한 표시 영역(63)이 터치 패널의 기능을 가지게 할 수도 있다. 사용자의 손이 닿거나, 사용자가 손을 가져다 대거나, 제스처에 의하여 조작 가능하게 할 수도 있다.
표시 패널(61)은 표면 전체가 표시 영역(63)이고, 고정할 때에는 이음내가 있는 정점에 끈 또는 금속선 등을 고정하고, 차내의 천장에 매달다. 또는 표시 패널(61)의 일부에 소자 및 배선 등을 배치하지 않고, 그 부분을 제거하여 고정하여도 좋지만, 그 경우에는 표면 전체가 표시 영역(63)이 되지 않는 구성이 된다. 표시 패널(61)의 일부를 제거하여 고정하는 경우에는 전원을 표시 패널(61)의 내부에 배치하지 않아도, 고정하는 부분을 통하여 외부로부터 영상 신호 및 구동을 위한 전력 등을 공급하는 구성으로 할 수 있다.
또한 도 29의 (A), (B)에서는 대략 구면의 표시 영역(63)을 가지는 표시 장치의 예를 나타내었지만 특별히 한정되지 않고, 대략 반구면, 기타 입체 형상의 면을 가지는 표시 장치로 하여도 좋다. 이러한 구성으로 함으로써, 외부로부터 영상 신호 및 구동을 위한 전력 등을 공급하는 구성으로 할 수 있다.
예를 들어 도 29의 (C)에 나타낸 펼쳤을 때의 표시 패널을 형성함으로써, 도 29의 (D)에 나타낸 원기둥의 한쪽 평면에 직경이 같은 반구를 놓은 형상의 표시부(61A)를 제작할 수 있다. 또한 예를 들어 도 29의 (E)에 나타낸 펼쳤을 때의 표시 패널을 형성함으로써, 도 29의 (F)에 나타낸 대략 반구면의 표시부(61B)를 제작할 수 있다.
[적층 패널]
본 발명의 일 형태의 적층 패널(550)은 상술한 표시 패널(500)을 복수로 가진다. 도 28의 (B)는 3개의 표시 패널을 가지는 적층 패널(550)의 상면 개략도이다.
또한 이하에서는 각 표시 패널들, 각 표시 패널에 포함되는 구성 요소들, 또는 각 표시 패널에 관련되는 구성 요소들을 구별하여 설명하는 경우, 이들의 부호 뒤에 알파벳을 부기한다. 또한 특별히 설명하지 않는 경우에는 일부가 서로 중첩되도록 제공된 복수의 표시 패널 중 가장 아래쪽(표시면 측과는 반대 측)에 배치되는 표시 패널 및 그 구성 요소 등에 부호 "a"를 부기하고, 그 위쪽에 순차적으로 배치되는 하나 이상의 표시 패널 및 그 구성 요소 등에는 부호 뒤에 알파벳을 알파벳순으로 부기하기로 한다. 또한 특별히 설명하지 않는 한 복수의 표시 패널을 가지는 구성을 설명하는 경우이더라도 각 표시 패널 또는 구성 요소 등에서 공통되는 사항을 설명할 경우에는 알파벳을 생략한다.
도 28의 (B)에 나타낸 적층 패널(550)은 표시 패널(500a), 표시 패널(500b), 및 표시 패널(500c)을 가진다.
표시 패널(500b)은 그 일부가 표시 패널(500a)의 위쪽(표시면 측)에 중첩되어 배치되어 있다. 구체적으로는, 표시 패널(500a)의 표시 영역(501a)과, 표시 패널(500b)의 가시광을 투과시키는 영역(510b)이 중첩되며, 표시 패널(500a)의 표시 영역(501a)과 표시 패널(500b)의 가시광을 차단하는 영역(520b)이 중첩되지 않도록 배치되어 있다.
또한 표시 패널(500c)은 그 일부가 표시 패널(500b)의 위쪽(표시면 측)에 중첩되어 배치되어 있다. 구체적으로는, 표시 패널(500b)의 표시 영역(501b)과, 표시 패널(500c)의 가시광을 투과시키는 영역(510c)이 중첩되며, 표시 패널(500b)의 표시 영역(501b)과 표시 패널(500c)의 가시광을 차단하는 영역(520c)이 중첩되지 않도록 배치되어 있다.
표시 영역(501a) 위에는 가시광을 투과시키는 영역(510b)이 중첩되기 때문에, 표시 영역(501a) 전체를 표시면 측에서 시인할 수 있다. 마찬가지로, 표시 영역(501b)도 영역(510c)과 중첩됨으로써, 그 전체를 표시면 측에서 시인할 수 있다. 따라서 표시 영역(501a), 표시 영역(501b), 및 표시 영역(501c)이 이음매 없이 배치된 영역을 적층 패널(550)의 표시 영역(551)으로 할 수 있다.
적층 패널(550)에서는 표시 패널(500)의 개수만큼 표시 영역(551)을 확대할 수 있다. 이때 모든 표시 패널(500)에 촬상 기능을 가지는 표시 패널(즉, 발광 소자와 수광 소자를 가지는 화소를 가지는 표시 패널)을 사용함으로써, 표시 영역(551)의 전체를 촬상 영역으로 할 수 있다.
또한 이에 한정되지 않고, 촬상 기능을 가지는 표시 패널과, 촬상 기능을 가지지 않는(예를 들어 수광 소자를 가지지 않는) 표시 패널을 조합하여도 좋다. 예를 들어, 필요한 부분에만 촬상 기능을 가지는 표시 패널을 적용하고, 이 외에는 촬상 기능을 가지지 않는 표시 패널을 적용할 수도 있다.
또한 알기 쉽게 하기 위하여 표시 패널(500)이 직사각형인 예를 나타내었지만, 실시자의 설계에 따라 비직사각형으로 하여도 좋다.
도 30의 (A)는 중첩시키기 전의 복수의 표시 영역(63), 여기서는 5개의 표시 영역(63)을 나타내는 부재(62a), 부재(62b), 부재(62c), 부재(62d), 부재(62e)의 상면도이고, 도 30의 (B)는 본 발명의 일 형태를 나타낸 표시 패널의 외관도이다.
예를 들어 표시 영역을 도 30의 (A)에 나타낸 형상으로 설계하고, 직사각형의 가요성을 가지는 기판 위에 표시 영역을 제작한 후, 직사각형의 가요성을 가지는 기판을 부분적으로 잘라 냄으로써 도 30의 (A)에 나타넨 표시 영역(63)을 형성할 수 있다.
5개의 표시 영역(63)에는 각각 비표시 영역(64)이 있고, 비표시 영역(64)을 중첩시켜 구부림으로써 도 30의 (B)에 나타낸 반구상의 표시부(61D)를 구성할 수 있다. 또한 도 30의 (A)에서는 5개의 표시 영역(63)을 사용하는 예를 나타내었지만, 개수는 특별히 한정되지 않고, 실시자가 원하는 형상에 맞추어 적절히 선택하면 좋고, 표시 영역(63)의 개수는 2개 이상이면 좋다.
표시부(61D)는 자동차의 내벽, 구체적으로는 대시 보드, 천장, 또는 벽에 설치할 수 있다. 또한 표시부(61D)는 손목시계의 문자반에도 설치할 수 있다.
여기서는 표시부(61D)를 반구상으로 하는 예를 나타내었지만, 다른 구성과 조합함으로써 구상의 구성, 반구와 원기둥을 조합한 구성, 오목부의 곡면을 발광시키는 구성 등으로 할 수도 있다.
어떤 원인으로 표시 패널에 점 결함 또는 선 결함이라고 불리는 불량이 생길 우려가 있기 때문에, 본 실시형태로 함으로써 복수의 표시 패널 중에서 표시 품질이 높은 물건을 추출하여 조립할 수 있다. 또한 고장 난 경우에 표시 패널의 일부를 부분적으로 교환할 수도 있다.
[구성예 2]
도 28의 (B)에는, 한 방향으로 복수의 표시 패널(500)을 중첩시켜 배치하는 구성을 나타내었지만, 세로 방향 및 가로 방향의 2방향으로 복수의 표시 패널(500)을 중첩시켜 배치하여도 좋다.
도 31의 (A)는 도 28의 (A)와 영역(510)의 형상이 다른 표시 패널(500)의 예를 나타낸 것이다. 도 31의 (A)에 나타낸 표시 패널(500)에서는 표시 영역(501)의 2변을 따라 가시광을 투과시키는 영역(510)이 배치되어 있다.
도 31의 (B)는 도 31의 (A)에 나타낸 표시 패널(500)을 세로 방향으로 2개, 가로 방향으로 2개 배치한 적층 패널(550)의 사시 개략도이다. 또한 도 31의 (C)는 적층 패널(550)의 표시면 측과 반대 측에서 본 경우의 사시 개략도이다.
도 31의 (B), (C)에서, 표시 패널(500a)의 표시 영역(501a)의 짧은 변을 따른 영역과, 표시 패널(500b)의 영역(510b)의 일부가 중첩하여 제공되어 있다. 또한 표시 패널(500a)의 표시 영역(501a)의 긴 변을 따른 영역과, 표시 패널(500c)의 영역(510c)의 일부가 중첩하여 제공되어 있다. 또한 표시 패널(500d)의 영역(510d)은 표시 패널(500b)의 표시 영역(501b)의 긴 변을 따른 영역, 및 표시 패널(500c)의 표시 영역(501c)의 짧은 변을 따른 영역에 중첩하여 제공되어 있다.
따라서 도 31의 (B)에 나타낸 바와 같이, 표시 영역(501a), 표시 영역(501b), 표시 영역(501c), 및 표시 영역(501d)이 이음매 없이 배치된 영역을, 적층 패널(550)의 표시 영역(551)으로 할 수 있다.
여기서 표시 패널(500)에 사용되는 한 쌍의 기판에 가요성을 가지는 재료를 사용함으로써, 이 표시 패널(500)이 가요성을 가지는 것이 바람직하다. 이로써, 예를 들어 도 31의 (B), (C)의 표시 패널(500a)에 나타낸 바와 같이, FPC(512a) 등이 표시면 측에 제공되는 경우에, FPC(512a)가 제공되는 측의 표시 패널(500a)의 일부를 휘어, 인접하는 표시 패널(500b)의 표시 영역(501b)의 아래 측까지 중첩하도록 FPC(512a)를 배치할 수 있다. 그 결과, 표시 패널(500b)의 이면과의 물리적인 간섭 없이 FPC(512a)를 배치할 수 있다. 또한 표시 패널(500a)과 표시 패널(500b)을 중첩시켜 접착할 때, FPC(512a)의 두께를 고려할 필요가 없기 때문에, 표시 패널(500b)의 영역(510b)의 상면과, 표시 패널(500a)의 표시 영역(501a)의 상면의 높이 차이를 저감할 수 있다. 그 결과, 표시 영역(501a) 위에 위치하는 표시 패널(500b)의 단부가 시인되는 것을 억제할 수 있다.
또한 각 표시 패널(500)이 가요성을 가짐으로써, 표시 패널(500b)의 표시 영역(501b)에서의 상면의 높이를, 표시 패널(500a)의 표시 영역(501a)에서의 상면의 높이와 일치하도록, 표시 패널(500b)을 완만하게 휠 수 있다. 그러므로 표시 패널(500a)과 표시 패널(500b)이 중첩되는 영역 근방을 제외하고, 각 표시 영역의 높이를 같게 할 수 있기 때문에, 적층 패널(550)의 표시 영역(551)에 표시하는 화상의 표시 품질을 높일 수 있다.
앞에서는, 표시 패널(500a)과 표시 패널(500b)의 관계를 예로 설명하였지만, 인접한 2개의 표시 패널 사이에서도 마찬가지이다.
또한 인접한 2개의 표시 패널(500) 사이의 단차를 경감하기 위하여, 표시 패널(500)의 두께는 얇은 것이 바람직하다. 예를 들어 표시 패널(500)의 두께를 1mm 이하, 바람직하게는 300μm 이하, 더 바람직하게는 100μm 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한 적층 패널(550)의 표시 영역(551)을 보호하기 위한 기판을 제공하여도 좋다. 이때 상기 기판은 표시 패널마다 제공되어도 좋지만, 복수의 표시 패널에 걸쳐 하나의 기판이 제공되어 있어도 좋다.
또한 여기서는 직사각형의 표시 패널(500)을 4개 적층하는 구성을 나타내었지만, 표시 패널(500)의 개수를 늘림으로써 매우 큰 적층 패널로 할 수 있다. 또한 복수의 표시 패널(500)의 배치 방법을 바꿈으로써 적층 패널의 표시 영역의 윤곽 형상을 비직사각형, 예를 들어 원, 타원, 다각형 등 다양한 형상으로 할 수 있다. 또한 표시 패널(500)을 입체적으로 배치함으로써, 3차원의 입체 형상, 예를 들어 원기둥형, 구형, 반구형 등을 가지는 표시 영역을 가지는 적층 패널을 실현할 수 있다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서에 기재되는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 8)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 표시 패널을 사용하는 전자 기기에 대하여, 도 32 및 도 33을 사용하여 설명한다.
본 실시형태에서는 실시형태 7에 나타낸 표시 장치를 차내에 설치하는 예를 나타낸다.
도 32의 (A)는 차내의 천장에 배선 코드로 매단 구형의 표시 패널(61)을 나타낸 것이다. 표시 패널(61)은 차내등뿐만 아니라, 차내의 인테리어로서도 기능시킬 수 있다. 또한 표시 패널(61)에는 텔레비전 화상을 표시할 수도 있다. 또한 배선 코드를 신축 자재로 하면, 승객이 손에 들고 조작할 수도 있다.
차량 탑재 카메라로서 전방위 카메라를 차량 외부에 설치하고, 전방위 카메라의 촬상 영상을 사용자에 알기 쉽게 되도록 표시 패널(61)에 한번에 표시할 수도 있다.
또한 도 32의 (B)에는 다른 예를 나타내었다. 실시형태 4에 나타낸 수발광 장치를 차량 제어 장치의 수발광부에 적합하게 사용한 것이다. 또한 차량 제어 장치의 형상은 구형이자만, 그 중 절반은 고정을 위한 오목부에 끼워 넣어 있고, 그 오목부 위에서 실시형태 7의 구형의 표시 패널(61)을 자유로이 회전시키는 구성을 가진다.
또한 실시형태 7의 구형의 표시 패널(61) 대신에 반구상의 표시부(61D)를 사용하여 차량 제어 장치를 구성하여도 좋다. 이때 반구상의 표시부(61D)는 예를 들어 평탄한 대시 보드 위에 고정되는 것이 좋다.
또한 도 32의 (B)에는 후부 좌석 측에 원기둥의 한쪽 평면에 직경이 같은 반구를 놓은 형상의 표시부(61A)를 제공하는 예를 나타내었다. 표시부(61A)는 아래쪽으로부터 전력을 공급하거나 영상 신호를 제공하는 구성으로 할 수 있다. 또한 표시부(61A)는 실내등으로서도 사용할 수 있다.
또한 도 32에서는 전기 자동차 등의 차량의 예를 나타내었지만, 탈것이면 특별히 한정되지 않고, 농업 기계, 전동 어시스트 자전거를 포함하는 원동기 장치 자전거, 자동 이륜차, 전동 휠체어, 전동 카트, 소형 또는 대형 선박, 잠수함, 고정 익기 또는 회전 익기 등의 항공기 등에 곡면, 대표적으로는 구형 또는 반구형을 가지는 표시 패널을 탑재할 수 있다. 또한 버스, 여객기, 헬리콥터, 우주선 등의 수송용 차량에도 곡면, 대표적으로는 구형 또는 반구형을 가지는 표시 패널을 탑재할 수 있다.
또한 손목시계 또는 퍼스널 컴퓨터 등의 전자 기기에 곡면, 대표적으로는 구형 또는 반구형을 가지는 표시 패널을 탑재할 수도 있다. 예를 들어 실시형태 4에 나타낸 수발광 장치를, 노트북형 컴퓨터의 마우스패드의 위치에 소형의 반구형 또는구형의 부재로서 제공할 수도 있다.
도 33의 (A)는 실시형태 7의 표시부(61B)를 반구형으로 하고 전자 부재(66)에 고정하고 표시반에 사용한 손목시계의 예이다. 손목시계는 전자 부재(66)를 팔에 고정하기 위한 벨트(67)를 가진다. 또한 반구형이 아니라 구형을 테두리에 끼운 것을 손목시계로 하여도 좋다. 표시 패널에 터치 센서 또는 니어 터치 센서를 탑재함으로써, 대상물(손가락, 손, 또는 펜 등)의 근접 또는 접촉을 검출하고 표시를 조작할 수 있다.
손목시계의 표시반을 반구형으로 함으로써, 일부러 팔을 움직이지 않아도 시각을 확인할 수 있도록 시간을 표시할 수도 있다.
구형의 표시 패널이면 일부는 사용자의 팔에 접하기 때문에, 센서를 탑재함으로써 생체 정보를 취득할 수도 있다.
도 33의 (B)에는 실시형태 7의 표시부(61D)를 표시반에 사용한 손목시계의 예를 나타내었다. 도 33의 (A)와 조립 방법 이외는 동일하기 때문에 여기서는 자세한 설명은 생략한다.
또한 본 실시형태는 다른 실시형태와 자유로이 조합할 수 있다.
(실시형태 9)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 표시 패널을 사용하는 차량에 대하여, 도 34를 사용하여 설명한다.
본 실시형태에서는 실시형태 7에 나타낸 표시 장치를 하나 또는 복수 조합하여 차내에 설치하는 예를 나타낸다.
도 34는 차량의 구성예를 설명한 도면이다. 도 34에는 운전석과 조수석의 주변에 배치되는 대시 보드(52), 스티어링 휠(41), 앞유리(54), 카메라(55), 송풍구(56), 조수석 측의 문(58a), 운전석 측의 문(58b) 등을 나타내었다. 표시부(51)는 대시 보드(52)의 좌우에 걸쳐 제공되어 있다.
표시부(51)에는 터치 센서 또는 비접촉의 근접 센서가 제공되어 있는 것이 바람직하다. 또는 별도로 제공된 카메라 등을 사용한 제스터 조작이 가능한 것이 바람직하다.
스티어링 휠(41)은 수발광부(20)를 가진다. 수발광부(20)는 광을 방출하는 기능과, 촬상하는 기능을 가진다. 수발광부(20)에 의하여, 운전자의 지문, 장문, 또는 정맥 등의 생체 정보를 취득할 수 있고, 그 생체 정보에 기초하여 운전자를 인증할 수 있다. 그러므로 미리 등록된 운전자 이외는 차량을 기동할 수 없기 때문에, 보안 수준이 매우 높은 차량을 실현할 수 있다.
또한 후측방의 상황을 촬영하는 카메라(55)를 차량 외부에 복수로 제공하여도 좋다. 도 34에는 사이드 미러 대신에 카메라(55)를 설치하는 예를 나타내었지만, 사이드 미러와 카메라 양쪽을 설치하여도 좋다. 카메라(55)로서는 CCD 카메라, CMOS 카메라 등을 사용할 수 있다. 또한 이들 카메라에 더하여 적외선 카메라를 조합하여 사용하여도 좋다. 적외선 카메라는 피사체의 온도가 높을수록 출력 레벨이 높아지기 때문에, 사람, 동물 등의 생체를 검지 또는 추출할 수 있다.
카메라(55)로 촬상된 화상은 표시부(51) 및 수발광부(20) 중 어느 한쪽 또는양쪽에 출력할 수 있다. 이 표시부(51) 또는 수발광부(20)를 사용하여 주로 차량의 운전을 지원한다. 카메라(55)에 의하여 후측방의 상황을 폭 넓은 화각으로 촬영하고, 그 화상을 표시부(51) 또는 수발광부(20)에 표시함으로써, 운전자의 사각 영역을 시인할 수 있게 되고, 사고의 발생을 방지할 수 있다.
또한 자동차의 루프 위 등에 거리 화상 센서를 제공하고, 거리 화상 센서에 의하여 얻어진 화상을 표시부(51)에 표시하여도 좋다. 거리 화상 센서로서는, 이미지 센서, 라이더(LIDAR: Light Detection and Ranging) 등을 사용할 수 있다. 이미지 센서에 의하여 얻어진 화상과, 거리 화상 센서에 의하여 얻어진 화상을 표시부(51)에 표시함으로써, 더 많은 정보를 운전자에게 제공하여 운전을 지원할 수 있다.
또한 표시부(51)는 지도 정보, 교통 정보, 텔레비전 영상, DVD 영상 등을 표시하는 기능을 가져도 좋다. 예를 들어 표시 패널(80a)과 표시 패널(80b)을 하나의 표시 화면으로 하고 지도 정보를 크게 표시할 수 있다. 또한 표시 패널의 개수는 표시되는 영상에 따라 늘릴 수 있다.
또한 도 34에서는 대시 보드, 프런트 콘솔, 및 좌우의 필러에 걸쳐 표시부(51)가 제공된다. 도 34에서는 표시부(51)가 8개의 표시 패널(표시 패널(80a) 내지 표시 패널(80h))로 구성되어 있는 예를 나타내었지만, 표시 패널의 개수는 이에 한정되지 않고, 7개 이하이어도 좋고, 9개 이상이어도 좋다. 표시 패널(80c) 및 표시 패널(80d)은 센터 콘설에 상당하는 위치에 제공된다. 표시 패널(80d)은 직사각형이지만, 표시 패널(80c)의 비직사각형의 조합을 나타내고, 이들의 표시 패널(80c)과 표시 패널(80d)을 하나의 패널로 하는 경우에는 비직사각형 패널이 된다. 표시 패널(80e) 및 표시 패널(80f)은 운전자에서 보아 대시 보드의 안쪽에 제공된다. 표시 패널(80g) 및 표시 패널(80h)은 필러를 따라 제공된다. 표시 패널(80a) 내지 표시 패널(80h) 중 하나 이상은 곡면을 따라 제공된다.
표시 패널(80a) 내지 표시 패널(80h)에 표시되는 영상은 운전자 취향에 맞추어 자유로이 설정할 수 있다. 예를 들어 텔레비전 영상, DVD 영상, 웹 동영상 등을 왼쪽의 표시 패널(80a), 표시 패널(80e) 등에 표시하고, 지도 정보를 중앙부의 표시 패널(80c) 등에 표시하고, 속도계, 회전계 등의 계량기를 운전자 측의 표시 패널(80b), 표시 패널(80f) 등에 표시할 수 있고, 오디오류를 운전석과 조수석 사이의 표시 패널(80d) 등에 표시할 수 있다. 또한 필러에 제공되는 표시 패널(80g) 및 표시 패널(80h)에는 운전자의 시선 상에 있는 외부의 경치를 실시간으로 표시함으로써, 의사적으로 필러리스의 차량으로 할 수 있고, 사각을 줄일 수 있기 때문에 안전성이 높은 차량을 실현할 수 있다.
또한 도 34에서는 조수석 측의 문(58a), 운전석 측의 문(58b)의 표면을 따라 각각 표시부(59a), 표시부(59b)가 제공되어 있다. 표시부(59a) 및 표시부(59b)는 각각 하나 또는 복수의 표시 패널을 사용하여 형성할 수 있다.
표시부(59a)와 표시부(59b)는 마주 보도록 배치되고, 또한 표시부(51)가 표시부(59a)의 단부와 표시부(59b)의 단부를 연결하도록 대시 보드(52)에 제공되어 있다. 이로써, 운전자 및 조수석의 동승자는 앞쪽 및 양쪽을 표시부(51), 표시부(59a), 및 표시부(59b)로 둘러싸인 상황이 된다. 예를 들어, 표시부(59a), 표시부(51), 및 표시부(59b)에 하나로 이어진 화상을 표시함으로써, 운전자 및 동승자에 높은 몰입감을 제공할 수 있다.
또한 후측방의 상황을 촬영하는 카메라(55)를 차량 외부에 복수로 제공하여도 좋다. 도 34에는 사이드 미러 대신에 카메라(55)를 설치하는 예를 나타내었지만, 사이드 미러와 카메라 양쪽을 설치하여도 좋다.
카메라(55)로서는 CCD 카메라 또는 CMOS 카메라 등을 사용할 수 있다. 또한 이들 카메라에 더하여 적외선 카메라를 조합하여 사용하여도 좋다. 적외선 카메라는 피사체의 온도가 높을수록 출력 레벨이 높아지기 때문에, 사람, 동물 등의 생체를 검지 또는 추출할 수 있다.
카메라(55)로 촬상된 화상을 표시 패널 중 어느 하나 또는 복수에 출력할 수 있다. 차량은 이 표시부(51)에 표시되는 화상을 사용하여 주로 차량의 운전을 지원할 수 있다. 예를 들어 카메라(55)에 의하여 후측방 상황을 폭넓은 화각으로 촬영하고, 그 화상을 표시 패널 중 어느 하나 또는 복수에 표시함으로써 운전자가 사각 영역을 시인할 수 있게 되어 사고의 발생을 방지할 수 있다.
또한 표시부(59a) 및 표시부(59b)에는, 카메라(55) 등으로 취득한 화상으로부터 합성되는, 차 창문에서 보이는 경치와 연동된 영상을 표시할 수 있다. 즉 운전자 및 동승자에게 문(58a) 및 문(58b)이 투과되게 보이는 영상을 표시부(59a) 및 표시부(59b)에 표시할 수도 있다. 이에 의하여, 운전자 및 동승자는 마치 떠 있는 것 같은 감각을 체험할 수 있다.
또한 표시 패널(80a) 내지 표시 패널(80h) 중 적어도 하나에 촬상 기능을 가지는 표시 패널이 적용되는 것이 바람직하다. 또한 표시부(59a) 및 표시부(59b)에 제공되는 표시 패널 중 하나 이상에도 촬상 기능을 가지는 표시 패널을 적용할 수도 있다.
예를 들어 운전자가 상기 표시 패널을 터치함으로써, 차량은 지문 인증 또는 장문 인증 등의 생체 인증을 수행할 수 있다. 차량은 생체 인증에 의하여 운전자가 인증된 경우에 개인의 취향에 맞게 환경을 설정하는 기능을 가져도 좋다. 예를 들어, 시트 위치의 조정, 핸들 위치의 조정, 카메라(55)의 방향의 조정, 밝기의 설정, 에어컨디셔너의 설정, 와이퍼의 속도(빈도)의 설정, 오디오 음량의 설정, 오디오의 재생 리스트의 판독 등 중 하나 이상을 인증 후에 실행하는 것이 바람직하다.
또한 생체 인증에 의하여 운전자가 인증된 경우에 자동차를 운전 가능한 상태, 예를 들어 시동이 걸린 상태로 하거나 전기 자전거를 시동 가능한 상태로 할 수도 있고, 종래에 필요하였던 열쇠가 불필요하게 되므로 바람직하다.
또한 여기서는 운전석 및 조수석을 둘러싸는 표시 장치에 대하여 설명하였지만, 후부 좌석에서도 탑승자를 둘러싸도록 표시부를 제공할 수 있다. 예를 들어 운전석 또는 조수석의 배면, 후부 문의 측면 등을 따라 표시부를 제공할 수 있다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서에 기재되는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 10)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 전자 기기에 대하여 도 35를 사용하여 설명한다.
본 실시형태의 전자 기기는 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 가진다. 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 고정세화, 고해상도화, 대형화가 각각 용이하다. 또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 시야각이 넓기 때문에, 휘어진 표시면을 따른 표시의 화질을 높일 수 있다. 따라서 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 다양한 전자 기기의 표시부에 사용할 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 낮은 비용으로 제작할 수 있기 때문에 전자 기기의 제조 비용을 절감할 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 등이 있다.
특히 본 발명의 일 형태의 표시 장치는 정세도를 높일 수 있기 때문에, 비교적 작은 표시부를 가지는 전자 기기에 적합하게 사용할 수 있다. 이러한 전자 기기로서는 예를 들어 손목시계형, 팔찌형 등의 정보 단말기(웨어러블 기기), 그리고 헤드 마운트 디스플레이 등의 VR용 기기, 안경형 AR용 기기 등 머리에 장착할 수 있는 웨어러블 기기 등이 있다. 또한 웨어러블 기기로서는 SR용 기기 및 MR용 기기도 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), 4K2K(화소수 3840×2160), 8K4K(화소수 7680×4320) 등 매우 높은 해상도를 가지는 것이 바람직하다. 특히 4K2K, 8K4K, 또는 이 이상의 해상도로 하는 것이 바람직하다. 또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치에서의 화소 밀도(정세도)는 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 또는 높은 정세도를 가지는 표시 장치를 사용함으로써, 휴대형 또는 가정 용도 등 개인적으로 사용하는 전자 기기에서 현장감 및 깊이감 등을 더 높일 수 있다.
본 실시형태의 전자 기기는 가옥 또는 빌딩의 내벽 또는 외벽, 또는 자동차의 내장 또는 외장의 곡면을 따라 제공할 수 있다.
본 실시형태의 전자 기기는 안테나를 가져도 좋다. 안테나로 신호를 수신함으로써 표시부에 영상 및 정보 등을 표시할 수 있다. 또한 전자 기기가 안테나 및 이차 전지를 가지는 경우, 안테나를 비접촉 전력 전송(傳送)에 사용하여도 좋다.
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 검지, 검출, 또는 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, 터치 패널 기능, 달력, 날짜, 또는 시각 등을 표시하는 기능, 다양한 소프트웨어(프로그램)를 실행하는 기능, 무선 통신 기능, 기록 매체에 기록되는 프로그램 또는 데이터를 판독하는 기능 등을 가질 수 있다.
도 35의 (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, 전기장, 전류, 전압, 전력, 방사선, 유량, 습도, 경사도, 진동, 냄새, 또는 적외선을 검지, 검출, 또는 측정하는 기능을 포함하는 것), 마이크로폰(9008) 등을 가진다.
도 35의 (A) 내지 (F)에 나타낸 전자 기기는 다양한 기능을 가진다. 예를 들어 다양한 정보(정지 화상, 동영상, 텍스트 화상 등)를 표시부에 표시하는 기능, 터치 패널 기능, 달력, 날짜, 또는 시각 등을 표시하는 기능, 다양한 소프트웨어(프로그램)에 의하여 처리를 제어하는 기능, 무선 통신 기능, 기록 매체에 기록되는 프로그램 또는 데이터를 판독하여 처리하는 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 기기는 카메라 등이 제공되고, 정지 화상 또는 동영상을 촬영하고 기록 매체(외부 기록 매체 또는 카메라에 내장된 기록 매체)에 저장하는 기능, 촬영한 화상을 표시부에 표시하는 기능 등을 가져도 좋다.
표시부(9001)에 본 발명의 일 형태의 표시 장치를 적용할 수 있다.
도 35의 (A) 내지 (F)에 나타낸 전자 기기의 자세한 내용에 대하여 이하에서 설명한다.
도 35의 (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 복수의 면에 문자 및 화상 정보를 표시할 수 있다. 도 35의 (A)에서는 3개의 아이콘(9050)을 표시한 예를 나타내었다. 또한 파선의 직사각형으로 나타낸 정보(9051)를 표시부(9001)의 다른 면에 표시할 수도 있다. 정보(9051)의 일례로서는 전자 메일, SNS, 전화 등의 착신의 알림, 전자 메일, SNS 등의 제목, 송신자명, 일시, 시각, 배터리의 잔량, 안테나 수신의 강도 등이 있다. 또는 정보(9051)가 표시되는 위치에는 아이콘(9050) 등을 표시하여도 좋다.
도 35의 (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 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 35의 (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 휘어져 제공되고, 휘어진 표시면을 따라 표시를 수행할 수 있다. 또한 휴대 정보 단말기(9200)를 예를 들어 무선 통신이 가능한 헤드셋과 상호 통신시킴으로써 핸즈프리로 통화를 할 수도 있다. 또한 휴대 정보 단말기(9200)는 접속 단자(9006)에 의하여 다른 정보 단말기와 상호적으로 데이터를 전송하거나, 충전할 수 있다. 또한 충전 동작은 무선 급전에 의하여 수행하여도 좋다.
도 35의 (D) 내지 (F)는 접을 수 있는 휴대 정보 단말기(9201)를 나타낸 사시도이다. 또한 도 35의 (D)는 휴대 정보 단말기(9201)를 펼친 상태, 도 35의 (F)는 접은 상태, 도 35의 (E)는 도 35의 (D) 및 (F) 중 한쪽으로부터 다른 쪽으로 변화되는 중간 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.
본 실시형태에서 예시한 구성예 및 이들에 대응하는 도면 등은 적어도 그 일부를 다른 구성예 또는 도면 등과 적절히 조합할 수 있다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서에 기재되는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
20: 수발광부, 31: 제 1 방향, 31A: 각, 31B: 각, 32: 제 2 방향, 32A: 각, 32B: 각, 41: 스티어링 휠, 51: 표시부, 52: 대시 보드, 54: 앞유리, 55: 카메라, 56: 송풍구, 58a: 문, 58b: 문, 59a: 표시부, 59b: 표시부, 61: 표시 패널, 61A: 표시부, 61B: 표시부, 61D: 표시부, 62a: 부재, 62b: 부재, 62c: 부재, 62d: 부재, 62e: 부재, 63: 표시 영역, 64: 비표시 영역, 66: 전자 부재, 67: 벨트, 80: 표시 영역, 80a: 표시 패널, 80b: 표시 패널, 80c: 표시 패널, 80d: 표시 패널, 80e: 표시 패널, 80f: 표시 패널, 80g: 표시 패널, 80h: 표시 패널, 90: 발광 소자, 90B: 발광 소자, 90G: 발광 소자, 90R: 발광 소자, 100: 표시 장치, 100A: 표시 장치, 100B: 표시 장치, 101: 층, 110: 화소, 110a: 부화소, 110b: 부화소, 110c: 부화소, 110d: 부화소, 111: 화소 전극, 111a: 화소 전극, 111b: 화소 전극, 111B: 화소 전극, 111c: 화소 전극, 111C: 접속 전극, 111G: 화소 전극, 111R: 화소 전극, 112: 유기층, 112B: 유기층, 112Bf: 유기막, 112G: 유기층, 112Gf: 유기막, 112R: 유기층, 112Rf: 유기막, 113: 공통 전극, 114: 유기층, 117: 차광층, 118: 절연층, 119: 절연층, 119a: 절연층, 119b: 절연층, 121: 보호층, 122a: 도전층, 122b: 도전층, 122c: 도전층, 122B: 도전층, 122G: 도전층, 122R: 도전층, 123a: 층, 123b: 층, 123c: 층, 124: 절연층, 125: 절연층, 125f: 절연막, 126: 수지층, 127: 절연층, 128: 층, 129a: 착색층, 129b: 착색층, 129c: 착색층, 130a: 발광 디바이스, 130b: 발광 디바이스, 130c: 발광 디바이스, 131: 보호층, 132: 보호층, 138: 영역, 140: 접속부, 142: 접착층, 144Ba: 희생막, 144Bb: 희생막, 144Ga: 희생막, 144Gb: 희생막, 144Ra: 희생막, 144Rb: 희생막, 145Ba: 희생층, 145Bb: 희생층, 145Ga: 희생층, 145Gb: 희생층, 145Ra: 희생층, 145Rb: 희생층, 151: 기판, 152: 기판, 153: 절연층, 162: 표시부, 164: 회로, 165: 배선, 166: 도전층, 172: FPC, 173: IC, 201: 트랜지스터, 204: 접속부, 205: 트랜지스터, 209: 트랜지스터, 210: 트랜지스터, 211: 절연층, 213: 절연층, 214: 절연층, 215: 절연층, 218: 절연층, 221: 도전층, 222a: 도전층, 222b: 도전층, 223: 도전층, 225: 절연층, 228: 영역, 231: 반도체층, 231i: 채널 형성 영역, 231n: 저저항 영역, 242: 접속층, 300: 표시 패널, 300A: 표시 패널, 300B: 표시 패널, 301: 기판, 302: 기판, 303: 기능층, 311: 발광 소자, 311B: 발광 소자, 311G: 발광 소자, 311IR: 발광 소자, 311R: 발광 소자, 311W: 발광 소자, 312: 수광 소자, 313R: 수발광 소자, 320: 손가락, 321: 접촉부, 322: 지문, 323: 촬상 범위, 325: 스타일러스, 326: 궤적, 500: 표시 패널, 500a: 표시 패널, 500b: 표시 패널, 500c: 표시 패널, 500d: 표시 패널, 501: 표시 영역, 501a: 표시 영역, 501b: 표시 영역, 501c: 표시 영역, 501d: 표시 영역, 510: 영역, 510b: 영역, 510c: 영역, 510d: 영역, 512: FPC, 512a: FPC, 520: 영역, 520b: 영역, 520c: 영역, 550: 적층 패널, 551: 표시 영역, 711: 발광층, 712: 발광층, 713: 발광층, 720: 층, 720-1: 층, 720-2: 층, 730: 층, 730-1: 층, 730-2: 층, 740: 중간층, 750: 발광 디바이스, 750B: 발광 디바이스, 750G: 발광 디바이스, 750R: 발광 디바이스, 751: 층, 752: 층, 753B: 발광층, 753G: 발광층, 753R: 발광층, 754: 층, 755: 층, 760: 수광 디바이스, 761: 층, 762: 층, 763: 층, 790: EL층, 790a: EL층, 790b: EL층, 791: 하부 전극, 791B: 화소 전극, 791G: 화소 전극, 791PD: 화소 전극, 791R: 화소 전극, 792: 상부 전극, 795: 착색층, 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 (10)
- 표시 장치로서,
기판 위에 제 1 발광 소자와 제 2 발광 소자를 가지고,
상기 제 1 발광 소자는 제 1 화소 전극과, 제 1 유기층과, 공통 전극을 가지고,
상기 제 2 발광 소자는 제 2 화소 전극과, 제 2 유기층과, 상기 공통 전극을 가지고,
상기 기판을 상면에서 보았을 때, 상기 제 1 발광 소자는 제 1 변과, 상기 제 1 변보다 짧은 제 2 변을 가지고,
정면 방향의 색도와 제 1 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'와, 정면 방향의 색도와 제 2 방향의 색도 사이의 색도 차이 Δu'v'의 차이의 절댓값은 0.05 이하이고,
상기 기판에 대한 상기 제 1 방향의 사영(射影)은 상기 제 1 변과 평행하고,
상기 기판에 대한 상기 제 2 방향의 사영은 상기 제 2 변과 평행하고,
상기 제 1 방향과, 상기 기판 표면의 법선 방향이 이루는 각은 70°이고,
상기 제 2 방향과, 상기 기판 표면의 법선 방향이 이루는 각은 70°인, 표시 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 발광 소자를 상면에서 보았을 때, 상기 제 1 화소 전극과 상기 공통 전극이 상기 제 1 유기층의 발광 영역을 개재(介在)하여 중첩되는 영역에서, 상기 제 1 화소 전극의, 상기 제 1 유기층 측의 표면 전체와, 상기 공통 전극의, 상기 제 1 유기층 측의 표면 전체는 평행 또는 대략 평행한, 표시 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
절연층을 더 가지고,
상기 제 1 화소 전극의 단부와 상기 제 1 유기층의 단부는 일치 또는 대략 일치하고,
상기 제 2 화소 전극의 단부와 상기 제 2 유기층의 단부는 일치 또는 대략 일치하고,
상기 절연층은 상기 제 1 화소 전극, 상기 제 2 화소 전극, 상기 제 1 유기층, 및 상기 제 2 유기층 각각의 측면과 접하는 영역을 가지는, 표시 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
절연층을 더 가지고,
상기 제 1 화소 전극의 폭은 상기 제 1 유기층의 폭보다 작고,
상기 제 2 화소 전극의 폭은 상기 제 2 유기층의 폭보다 작고,
상기 제 1 유기층은 상기 제 1 화소 전극의 측면 및 상면을 덮고,
상기 제 2 유기층은 상기 제 2 화소 전극의 측면 및 상면을 덮고,
상기 절연층은 상기 제 1 유기층 및 상기 제 2 유기층 각각의 상면의 일부 및 측면과 접하는 영역을 가지는, 표시 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
절연층을 더 가지고,
상기 제 1 화소 전극의 폭은 상기 제 1 유기층의 폭보다 크고,
상기 제 2 화소 전극의 폭은 상기 제 2 유기층의 폭보다 크고,
상기 절연층은 상기 제 1 화소 전극 및 상기 제 2 화소 전극 각각의 상면의 일부 및 측면, 그리고 상기 제 1 유기층 및 상기 제 2 유기층 각각의 측면에 접하는 영역을 가지는, 표시 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
제 1 절연층과 제 2 절연층을 더 가지고,
상기 제 1 절연층은 상기 제 1 화소 전극의 단부를 덮고,
상기 제 1 유기층은 상기 제 1 화소 전극 위 및 상기 제 1 절연층 위에 제공되고,
상기 제 2 절연층은 상기 제 1 유기층 위 및 상기 제 1 절연층 위에 제공되고,
상기 제 2 절연층은 상기 제 1 유기층의 상면의 일부 및 측면, 그리고 상기 제 1 절연층의 상면의 일부에 접하는 영역을 가지는, 표시 장치.
- 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 절연층의 단부는 테이퍼 형상이고,
상기 제 2 절연층은 상기 제 1 유기층을 개재하여 상기 제 1 절연층의 단부와 중첩되는 영역을 가지는, 표시 장치.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 발광 소자는 상기 제 1 유기층과 상기 공통 전극 사이에 공통층을 가지고,
상기 제 2 발광 소자는 상기 제 2 유기층과 상기 공통 전극 사이에 상기 공통층을 가지는, 표시 장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 공통층은 전자 수송층 및 전자 주입층 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 가지는, 표시 장치.
- 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판은 가요성을 가지고,
상기 기판의 형상은 비직사각형인, 표시 장치.
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