KR20240021912A - 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
고정세(高精細) 표시 장치를 제공한다. 높은 색 재현성이 실현된 표시 장치를 제공한다. 고휘도 표시 장치를 제공한다. 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공한다. 제 1 절연층과, 제 1 절연층의 개구의 내부에 제공되는 제 1 도전층과, 제 1 도전층 위 및 제 1 절연층 위의 제 1 EL층과, 제 1 EL층의 측면 및 제 1 절연층의 상면에 접하는 제 2 절연층과, 제 1 EL층 위 및 제 2 절연층 위의 제 2 도전층을 가지는 표시 장치이다.
Description
본 발명의 일 형태는 표시 장치 및 표시 모듈에 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. 또한 본 명세서 등에서 반도체 장치란, 반도체 특성을 이용함으로써 기능할 수 있는 장치 전반을 가리키는 것으로 한다.
근년, 디스플레이 패널의 고정세화(高精細化)가 요구되고 있다. 고정세 디스플레이 패널이 요구되는 기기로서는 예를 들어 가상 현실(VR: Virtual Reality), 증강 현실(AR: Augmented Reality), 대체 현실(SR: Substitutional Reality), 또는 혼합 현실(MR: Mixed Reality)용 기기가 있고, 근년 활발하게 개발되고 있다.
또한 디스플레이 패널에 적용할 수 있는 표시 장치로서는, 대표적으로는 액정 표시 장치, 유기 EL(Electro Luminescence) 소자, 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode) 등의 발광 소자를 가지는 발광 장치, 전기 영동 방식 등으로 표시를 수행하는 전자 종이 등을 들 수 있다.
예를 들어 유기 EL 소자의 기본적인 구성은, 한 쌍의 전극 사이에 발광성 유기 화합물을 포함한 층을 끼운 것이다. 이 소자에 전압을 인가함으로써, 발광성 유기 화합물로부터 발광을 얻을 수 있다. 이와 같은 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.
또한 AR 또는 VR용 표시 장치 또는 HMD의 표시부에는 유기 EL 디바이스가 사용되는 경우가 있다. 비특허문헌 1에는 유기 EL 디바이스의 하나인 표준적인 UV 포토리소그래피를 사용한 유기 광전자 디바이스의 제조 방법이 개시되어 있다.
B. Lamprecht et al., "Organic optoelectronic device fabrication using standard UV photolithography" phys. stat. sol. (RRL) 2, No.1, p.16-18 (2008)
예를 들어 상술한 VR, AR, SR, 또는 MR용 장착형 기기에서는, 눈과 디스플레이 패널 사이에 초점을 조정하기 위한 렌즈를 제공할 필요가 있다. 상기 렌즈에 의하여 화면의 일부가 확대되기 때문에, 디스플레이 패널의 정세도가 낮으면, 현실감 및 몰입감이 저하되는 문제가 있다.
또한 디스플레이 패널에는 높은 색 재현성이 요구된다. 특히 상술한 VR, AR, SR, 또는 MR용 기기에 색 재현성이 높은 디스플레이 패널을 사용함으로써, 현실의 물체의 색과 가까운 색으로 표시를 수행할 수 있어 현실감 및 몰입감을 높일 수 있다.
본 발명의 일 형태는 정세도가 매우 높은 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 높은 색 재현성이 실현된 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 고휘도 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또한 본 발명의 일 형태는 상술한 표시 장치를 제조하는 방법을 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
또한 이들 과제의 기재는 다른 과제의 존재를 방해하는 것이 아니다. 또한 본 발명의 일 형태는 이들 과제 모두를 해결할 필요는 없는 것으로 한다. 또한 이들 이외의 과제는 명세서, 도면, 청구항 등의 기재에서 추출할 수 있다.
본 발명의 일 형태는 제 1 절연층과, 제 1 절연층의 개구의 내부에 제공되는 제 1 도전층과, 제 1 도전층 위 및 제 1 절연층 위의 제 1 EL층과, 제 1 EL층의 측면 및 제 1 절연층의 상면에 접하는 제 2 절연층과, 제 1 EL층 위 및 제 2 절연층 위의 제 2 도전층을 가지는 표시 장치이다.
또한 상기 구성에 있어서, 제 2 절연층 위의 제 1 수지층을 가지고, 제 2 절연층은 제 1 EL층의 측면과 제 1 수지층 사이에 끼워지는 제 1 영역, 및 제 1 절연층의 상면과 제 1 수지층 사이에 끼워지는 제 2 영역을 가지고, 제 2 도전층은 제 1 EL층의 상면 및 제 1 수지층의 상면에 접하는 것이 바람직하다.
또한 상기 구성에 있어서, 제 1 수지층과 제 1 층을 가지고, 제 1 층은 전자 주입성이 높은 재료를 포함하고, 제 1 수지층은 제 2 절연층 위에 제공되고, 제 2 절연층은 제 1 EL층의 측면과 제 1 수지층 사이에 끼워지는 제 1 영역, 및 제 1 절연층의 상면과 제 1 수지층 사이에 끼워지는 제 2 영역을 가지고, 제 1 층은 제 1 EL층의 상면 및 제 1 수지층의 상면에 접하고, 제 2 도전층은 제 1 층의 상면에 접하는 것이 바람직하다.
또는 본 발명의 일 형태는 제 1 발광 소자와, 제 1 발광 소자에 인접하여 배치된 제 2 발광 소자와, 제 1 절연층과, 제 2 절연층을 가지고, 제 1 발광 소자는 제 1 절연층의 제 1 개구의 내부에 제공되는 제 1 도전층과, 제 1 도전층 위 및 제 1 절연층 위의 제 1 EL층과, 제 1 EL층 위의 공통 전극을 가지고, 제 2 발광 소자는 제 1 절연층의 제 2 개구의 내부에 제공되는 제 2 도전층과, 제 2 도전층 위 및 제 1 절연층 위의 제 2 EL층과, 제 2 EL층 위의 공통 전극을 가지고, 제 2 절연층은 제 1 EL층의 측면과, 제 2 EL층의 측면과, 제 1 절연층의 상면에 접하고, 공통 전극은 제 2 절연층 위에 위치하고, 제 2 절연층과 중첩되는 제 3 영역을 가지는 표시 장치이다.
또한 상기 구성에 있어서, 제 2 절연층 위의 제 1 수지층을 가지고, 제 1 절연층은 제 1 발광 소자와 제 2 발광 소자 사이의 제 4 영역에 제공되고, 공통 전극은 제 1 EL층의 상면과, 제 2 EL층의 상면과, 제 1 수지층의 상면에 접하는 것이 바람직하다.
또한 상기 구성에 있어서, 제 2 절연층 위의 제 1 수지층을 가지고, 제 1 절연층은 제 1 EL층과 제 2 EL층 사이의 제 4 영역에 제공되고, 공통 전극은 제 1 EL층의 상면과, 제 2 EL층의 상면과, 제 1 수지층의 상면에 접하는 것이 바람직하다.
또한 상기 구성에 있어서, 제 1 수지층과 공통층을 가지고, 공통층은 전자 주입성이 높은 재료를 포함하고, 제 1 수지층은 제 1 발광 소자와 제 2 발광 소자 사이의 제 4 영역에 제공되고, 공통층은 제 1 EL층의 상면과, 제 2 EL층의 상면과, 제 1 수지층의 상면에 접하고, 공통 전극은 공통층의 상면에 접하는 것이 바람직하다.
또한 상기 구성에 있어서, 제 1 수지층과 공통층을 가지고, 공통층은 전자 주입성이 높은 재료를 포함하고, 제 1 수지층은 제 1 EL층과 제 2 EL층 사이의 제 4 영역에 제공되고, 공통층은 제 1 EL층의 상면과, 제 2 EL층의 상면과, 제 1 수지층의 상면에 접하고, 공통 전극은 공통층의 상면에 접하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태에 의하여 정세도가 매우 높은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 높은 색 재현성이 실현된 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 고휘도 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는 상술한 표시 장치를 제조하는 방법을 제공할 수 있다.
또한 이들 효과의 기재는 다른 효과의 존재를 방해하는 것이 아니다. 또한 본 발명의 일 형태는 이들 효과 모두를 반드시 가질 필요는 없다. 또한 이들 이외의 효과는 명세서, 도면, 청구항 등의 기재에서 추출할 수 있다.
도 1의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 2의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 3의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 4의 (A) 내지 (D)는 표시 장치의 제작 방법예를 설명하는 도면이다.
도 5의 (A) 내지 (D)는 표시 장치의 제작 방법예를 설명하는 도면이다.
도 6은 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 7의 (A) 내지 (E)는 표시 장치의 제작 방법예를 설명하는 도면이다.
도 8의 (A) 내지 (F)는 화소의 일례를 나타낸 상면도이다.
도 9의 (A) 내지 (H)는 화소의 일례를 나타낸 상면도이다.
도 10의 (A) 내지 (J)는 화소의 일례를 나타낸 상면도이다.
도 11의 (A) 내지 (D)는 화소의 일례를 나타낸 상면도이다. 도 11의 (E) 내지 (G)는 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 12의 (A) 및 (B)는 표시 패널의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 13의 (A) 및 (B)는 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 14는 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 15는 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 16은 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 17은 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 18은 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 19의 (A)는 표시 패널의 일례를 나타낸 블록도이다. 도 19의 (B) 내지 (D)는 화소 회로의 일례를 나타낸 도면이다.
도 20의 (A) 내지 (D)는 트랜지스터의 일례를 나타낸 도면이다.
도 21의 (A) 내지 (F)는 발광 디바이스의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 22의 (A) 내지 (D)는 전자 기기의 일례를 나타낸 도면이다.
도 23의 (A) 내지 (F)는 전자 기기의 일례를 나타낸 도면이다.
도 24의 (A) 내지 (G)는 전자 기기의 일례를 나타낸 도면이다.
도 2의 (A) 내지 (C)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 3의 (A) 및 (B)는 표시 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 4의 (A) 내지 (D)는 표시 장치의 제작 방법예를 설명하는 도면이다.
도 5의 (A) 내지 (D)는 표시 장치의 제작 방법예를 설명하는 도면이다.
도 6은 표시 장치의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 7의 (A) 내지 (E)는 표시 장치의 제작 방법예를 설명하는 도면이다.
도 8의 (A) 내지 (F)는 화소의 일례를 나타낸 상면도이다.
도 9의 (A) 내지 (H)는 화소의 일례를 나타낸 상면도이다.
도 10의 (A) 내지 (J)는 화소의 일례를 나타낸 상면도이다.
도 11의 (A) 내지 (D)는 화소의 일례를 나타낸 상면도이다. 도 11의 (E) 내지 (G)는 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 12의 (A) 및 (B)는 표시 패널의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 13의 (A) 및 (B)는 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 14는 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 15는 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 16은 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 17은 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 18은 표시 패널의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 19의 (A)는 표시 패널의 일례를 나타낸 블록도이다. 도 19의 (B) 내지 (D)는 화소 회로의 일례를 나타낸 도면이다.
도 20의 (A) 내지 (D)는 트랜지스터의 일례를 나타낸 도면이다.
도 21의 (A) 내지 (F)는 발광 디바이스의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 22의 (A) 내지 (D)는 전자 기기의 일례를 나타낸 도면이다.
도 23의 (A) 내지 (F)는 전자 기기의 일례를 나타낸 도면이다.
도 24의 (A) 내지 (G)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, 그 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 그 스케일에 반드시 한정되는 것은 아니다.
또한 본 명세서 등에서의 "제 1", "제 2" 등의 서수사는 구성 요소의 혼동을 피하기 위하여 붙이는 것이며, 수적으로 한정하는 것이 아니다.
또한 이하에서 "위", "아래" 등의 방향을 나타내는 표현은 기본적으로 도면의 방향에 맞추어 사용하는 것으로 한다. 그러나 설명을 용이하게 하는 등의 목적으로 명세서 중의 "위" 또는 "아래"가 의미하는 방향이 도면과 일치하지 않는 경우가 있다. 일례로서는, 적층체 등의 적층 순서(또는 형성 순서) 등을 설명하는 경우에, 도면에서 상기 적층체가 제공되는 측의 면(피형성면, 지지면, 접착면, 평탄면 등)이 상기 적층체보다 위쪽에 위치하여도, 그 방향을 아래, 이와 반대의 방향을 위 등이라고 표현하는 경우가 있다.
또한 본 명세서 등에서 "막"이라는 용어와 "층"이라는 용어는 서로 바꿀 수 있다. 예를 들어 "도전층" 또는 "절연층"이라는 용어는 "도전막" 또는 "절연막"이라는 용어와 서로 바꿀 수 있는 경우가 있다.
또한 본 명세서에서, EL층이란 발광 소자의 한 쌍의 전극 사이에 제공되고, 적어도 발광성 물질을 포함한 층(발광층이라고도 함) 또는 발광층을 포함한 적층체를 의미하는 것으로 한다. 본 발명의 일 형태의 발광 소자는 화소 전극과, 화소 전극 위의 EL층과, EL층 위의 공통 전극을 가진다. 화소 전극은 하부 전극으로서 기능하고, 공통 전극은 상부 전극으로서 기능하고 복수의 발광 소자에 걸쳐 제공된다. EL층과 공통 전극 사이에 공통층이 제공되어도 좋다. 공통층은 복수의 발광 소자에 걸쳐 제공된다.
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, 혹은 기판에 COG(Chip On Glass) 방식 등으로 IC가 실장된 것을 표시 패널 모듈, 표시 모듈, 또는 단순히 표시 패널 등이라고 부르는 경우가 있다.
본 명세서 등에서, 메탈 마스크 또는 FMM(파인 메탈 마스크, 고정세 메탈 마스크)을 사용하여 제작되는 디바이스를 MM(메탈 마스크) 구조의 디바이스라고 부르는 경우가 있다. 또한 본 명세서 등에서 메탈 마스크 또는 FMM을 사용하지 않고 제작된 디바이스를 MML(메탈 마스크리스) 구조의 디바이스라고 부르는 경우가 있다.
또한 본 명세서 등에서, 각 색의 발광 소자(발광 디바이스라고도 하고, 여기서는 청색(B), 녹색(G), 및 적색(R)임)마다 발광층을 구분 형성하는 구조 또는 발광층을 구분 도포하는 구조를 SBS(Side By Side) 구조라고 부르는 경우가 있다. SBS 구조는 발광 소자마다 재료 및 구성을 최적화할 수 있기 때문에, 재료 및 구성의 선택의 자유도가 높아져 휘도 및 신뢰성을 용이하게 향상시킬 수 있다. 또한 본 명세서 등에서 백색광을 방출할 수 있는 발광 소자를 백색 발광 소자라고 하는 경우가 있다. 또한 백색 발광 소자는 착색층(예를 들어 컬러 필터)과 조합함으로써 풀 컬러 표시의 발광 소자로 할 수 있다.
또한 발광 소자는 싱글 구조와 탠덤 구조로 크게 나눌 수 있다. 싱글 구조의 디바이스는 한 쌍의 전극 사이에 하나의 발광 유닛을 가지고, 상기 발광 유닛은 1개 이상의 발광층을 포함하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 싱글 구조에서 백색 발광을 얻기 위해서는, 보색 관계의 광을 방출하는 2개의 발광층을 각각 선택하면 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 디바이스 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 디바이스에서 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.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 표시 장치 및 표시 장치의 제작 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 발광 소자(발광 디바이스라고도 함)를 가진다. 발광 소자는 한 쌍의 전극과, 이들 사이의 EL층 또는 EL층의 일부를 가진다. EL층은 발광층(발광성 화합물을 포함한 층이라고도 함)을 가진다. 발광 소자로서는 유기 EL 소자, 무기 EL 소자 등의 전계 발광 소자를 사용하는 것이 바람직하다. 그 외에는 발광 다이오드(LED)를 사용하여도 좋다.
또한 표시 장치는 상이한 색을 방출하는 2개 이상의 발광 소자를 가지는 것이 바람직하다. 상이한 색을 방출하는 발광 소자는 상이한 재료를 포함한 EL층을 가진다. 예를 들어 각각 적색(R), 녹색(G), 또는 청색(B)의 광을 방출하는 3종류의 발광 소자를 가짐으로써 풀 컬러 표시 장치를 실현할 수 있다.
EL 소자로서는 OLED(Organic Light Emitting Diode) 또는 QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode) 등을 사용할 수 있다. EL 소자가 가지는 발광성 화합물(발광 물질이라고도 함)로서는 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 발광 소자로서 마이크로 LED 등의 LED를 사용할 수도 있다.
발광 물질로서는 청색, 자색, 청자색, 녹색, 황록색, 황색, 주황색, 적색 등의 발광색을 나타내는 물질을 적절히 사용한다. 또한 근적외광을 방출하는 물질을 사용하여도 좋다.
발광층은 발광 물질(게스트 재료)에 더하여 1종류 또는 복수 종류의 화합물(호스트 재료, 어시스트 재료)을 가져도 좋다. 호스트 재료, 어시스트 재료로서는 발광 물질(게스트 재료)의 에너지 갭보다 큰 에너지 갭을 가지는 물질을 1종류 또는 복수 종류 선택하여 사용할 수 있다. 호스트 재료, 어시스트 재료로서는 들뜬 복합체를 형성하는 화합물을 조합하여 사용하는 것이 바람직하다. 들뜬 복합체를 효율적으로 형성하기 위해서는, 정공을 받기 쉬운 화합물(정공 수송성 재료)과 전자를 받기 쉬운 화합물(전자 수송성 재료)을 조합하는 것이 특히 바람직하다.
발광층은 예를 들어 인광 재료와, 들뜬 복합체를 형성하기 쉬운 정공 수송성 재료와 전자 수송성 재료의 조합을 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 들뜬 복합체로부터 발광 물질(인광 재료)로의 에너지 이동인 ExTET(Exciplex-Triplet Energy Transfer)를 사용한 발광을 효율적으로 얻을 수 있다. 발광 물질의 가장 낮은 에너지 측의 흡수대의 파장과 중첩되는 발광을 나타내는 들뜬 복합체를 형성하는 조합을 선택함으로써, 에너지 이동이 원활해져 발광을 효율적으로 얻을 수 있다. 이 구성에 의하여 발광 소자의 고효율, 저전압 구동, 장수명을 동시에 실현할 수 있다.
발광 소자에는 저분자계 화합물 및 고분자계 화합물 중 어느 것을 사용할 수도 있고, 무기 화합물(퀀텀닷 재료 등)을 포함하여도 좋다.
본 발명의 일 형태에서는, 발광 소자의 하부 전극, 또는 발광 소자의 화소 전극으로서 기능하는 도전층의 하부 전극의 적어도 일부를 절연층의 개구부에 매립하도록 형성함으로써, EL층을 형성할 피형성면의 요철을 작게 할 수 있다.
EL층을 형성할 피형성면의 요철이 큰 경우에는 예를 들어 EL층의 막 두께가 얇아져, 하부 전극과 상부 전극이 단락될 우려가 있다.
EL층을 형성할 피형성면의 요철을 작게 함으로써 발광 소자의 수율을 향상시킬 수 있다. 또한 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
발광색이 상이한 복수의 발광 소자를 가지는 표시 패널을 제작하는 경우, 발광색이 상이한 발광층을 각각 섬 형상으로 형성할 필요가 있다.
예를 들어 메탈 마스크(섀도 마스크라고도 함)를 사용한 진공 증착법에 의하여 섬 형상의 발광층을 성막할 수 있다. 그러나 이 방법으로는 메탈 마스크의 정밀도, 메탈 마스크와 기판의 위치 어긋남, 메탈 마스크의 휨, 및 증기의 산란 등으로 인한 성막되는 막의 윤곽의 확장 등 다양한 영향을 받아 섬 형상의 발광층의 형상 및 위치가 설계 시와 달라지기 때문에 고정세화 및 고개구율화가 어렵다. 또한 증착 시에 층의 윤곽이 흐릿해져 단부의 두께가 얇아지는 경우가 있다. 즉 섬 형상의 발광층은 부분에 따라 두께가 다른 경우가 있다. 또한 대형, 고해상도, 또는 고정세 표시 패널을 제작하는 경우, 메탈 마스크의 낮은 치수 정밀도 및 열 등으로 인한 변형에 기인하여 제조 수율이 저하될 우려가 있다.
본 발명의 일 형태의 표시 패널의 제작 방법에서는, 제 1 색의 광을 방출하는 발광층을 포함한 제 1 층(EL층 또는 EL층의 일부라고 할 수 있음)을 면 전체에 형성한 후, 제 1 층 위에 제 1 희생층을 형성한다. 그리고 제 1 희생층 위에 제 1 레지스트 마스크를 형성하고, 제 1 레지스트 마스크를 사용하여 제 1 층과 제 1 희생층을 가공함으로써 섬 형상의 제 1 층을 형성한다. 이어서, 제 1 층과 마찬가지로 제 2 색의 광을 방출하는 발광층을 포함한 제 2 층(EL층 또는 EL층의 일부라고 할 수 있음)을 제 2 희생층 및 제 2 레지스트 마스크를 사용하여 섬 형상으로 형성한다.
또한 상기 발광층을 섬 형상으로 가공하는 경우, 포토리소그래피법을 사용하여 발광층과 중첩되도록 패턴을 제공하고 발광층을 가공하는 구조가 생각된다. 이 구조의 경우, 발광층이 대미지(가공으로 인한 대미지 등)를 받아 신뢰성이 크게 저하하는 경우가 있다. 그러므로 본 발명의 일 형태의 표시 패널을 제작할 때는, 발광층보다 위쪽에 위치하는 층(예를 들어 캐리어 수송층 또는 캐리어 주입층, 더 구체적으로는 전자 수송층 또는 전자 주입층 등) 위에 희생층 등을 형성하고, 발광층을 섬 형상으로 가공하는 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 방법을 적용함으로써, 신뢰성이 높은 표시 패널을 제공할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 형태의 표시 패널의 제작 방법으로 제작되는 섬 형상의 EL층은 미세한 패턴을 가지는 메탈 마스크를 사용하여 형성되는 것이 아니라, EL층을 면 전체에 성막한 후에 가공함으로써 형성된다. 따라서 여태까지 실현하기 어려웠던 고정세 표시 패널 또는 고개구율 표시 패널을 실현할 수 있다. 또한 EL층을 색마다 구분 형성할 수 있기 때문에, 매우 선명하고, 콘트라스트가 높고, 표시 품질이 높은 표시 패널을 실현할 수 있다. 또한 EL층 위에 희생층을 제공함으로써, 표시 패널의 제작 공정 중에 EL층이 받는 대미지가 저감되기 때문에 발광 소자의 신뢰성을 높일 수 있다.
예를 들어 메탈 마스크를 사용한 형성 방법으로는 인접한 발광 소자의 간격을 10μm 미만으로 하는 것은 어렵지만, 상기 방법을 사용하면 10μm 미만, 5μm 이하, 3μm 이하, 2μm 이하, 또는 1μm 이하까지 좁힐 수 있다. 또한 예를 들어 LSI용 노광 장치를 사용함으로써, 인접한 발광 소자의 간격을 500nm 이하, 200nm 이하, 100nm 이하, 나아가서는 50nm 이하까지 좁힐 수도 있다. 이에 의하여, 2개의 발광 소자 사이에 존재할 수 있는 비발광 영역의 면적을 크게 축소할 수 있고, 개구율을 100%에 가깝게 할 수 있다. 예를 들어 개구율은 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 나아가서는 90% 이상이고, 100% 미만을 실현할 수도 있다.
또한 EL층 자체의 패턴도 메탈 마스크를 사용한 경우에 비하여 매우 작게 할 수 있다. 또한 예를 들어 EL층을 구분 형성하기 위하여 메탈 마스크를 사용한 경우에는, 패턴의 중앙과 끝부분에서 두께에 편차가 발생하기 때문에, 패턴 전체의 면적에 대하여 발광 영역으로서 사용할 수 있는 유효 면적이 작아진다. 한편, 상기 제작 방법에서는 균일한 두께로 성막한 막을 가공하기 때문에, 섬 형상의 EL층을 균일한 두께로 형성할 수 있다. 따라서 미세한 패턴이어도 그 거의 전체 영역을 발광 영역으로서 사용할 수 있다. 그러므로 정세도와 개구율이 모두 높은 표시 패널을 제작할 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 패널의 제작 방법에서는 발광층을 포함한 층(EL층 또는 EL층의 일부라고 할 수 있음)을 면 전체에 형성한 후, EL층 위에 희생층을 형성하는 것이 바람직하다. 그리고 희생층 위에 레지스트 마스크를 형성하고, 레지스트 마스크를 사용하여 EL층과 희생층을 가공함으로써 섬 형상의 EL층을 형성하는 것이 바람직하다.
EL층 위에 희생층을 제공함으로써, 표시 패널의 제작 공정 중에 EL층이 받는 대미지가 저감되기 때문에 발광 소자의 신뢰성을 높일 수 있다.
여기서, 제 1 층 및 제 2 층은 각각 적어도 발광층을 포함하고, 바람직하게는 복수의 층으로 이루어진다. 구체적으로는 발광층 위에 하나 이상의 층이 제공되는 것이 바람직하다. 발광층과 희생층 사이에 다른 층을 가짐으로써, 표시 패널의 제작 공정 중에 발광층이 가장 바깥쪽으로 노출되는 것이 억제되어, 발광층이 받는 대미지를 저감할 수 있다. 이에 의하여 발광 소자의 신뢰성을 높일 수 있다. 따라서 제 1 층 및 제 2 층은 각각 발광층과, 발광층 위의 캐리어 수송층(전자 수송층 또는 정공 수송층)을 가지는 것이 바람직하다.
또한 각각 다른 색을 방출하는 발광 소자에 있어서 EL층을 구성하는 모든 층을 구분 형성할 필요는 없고, 일부의 층은 동일 공정에서 성막할 수 있다. 여기서 EL층에 포함되는 층으로서는 발광층, 캐리어 주입층(정공 주입층 및 전자 주입층), 캐리어 수송층(정공 수송층 및 전자 수송층), 및 캐리어 차단층(정공 차단층 및 전자 차단층) 등을 들 수 있다. 본 발명의 일 형태의 표시 패널의 제작 방법에서는, EL층을 구성하는 일부의 층을 색마다 섬 형상으로 형성한 후, 희생층의 적어도 일부를 제거하고, EL층을 구성하는 나머지 층과 공통 전극(상부 전극이라고도 할 수 있음)을 각 색에서 공유하도록(하나의 막으로서) 형성한다. 예를 들어 캐리어 주입층과 공통 전극을 각 색에서 공유하도록 형성할 수 있다.
본 명세서 등에서 정공 또는 전자를 "캐리어"라고 표현하는 경우가 있다. 구체적으로는 정공 주입층 또는 전자 주입층을 "캐리어 주입층"이라고 표현하고, 정공 수송층 또는 전자 수송층을 "캐리어 수송층"이라고 표현하고, 정공 차단층 또는 전자 차단층을 "캐리어 차단층"이라고 표현하는 경우가 있다. 또한 상술한 캐리어 주입층, 캐리어 수송층, 및 캐리어 차단층은 각각 단면 형상 또는 특성 등에 따라 명확하게 구별할 수 없는 경우가 있다. 또한 하나의 층이 캐리어 주입층, 캐리어 수송층, 및 캐리어 차단층 중 2개 또는 3개의 기능을 가지는 경우가 있다.
한편, 캐리어 주입층은 EL층 중에서는 도전성이 비교적 높은 층인 경우가 많다. 그러므로 캐리어 주입층이 섬 형상으로 형성된 EL층의 일부의 층의 측면 또는 화소 전극의 측면과 접한 경우, 발광 소자가 단락될 우려가 있다. 또한 캐리어 주입층을 섬 형상으로 제공하고, 공통 전극을 각 색에서 공유하도록 형성하는 경우에도, 공통 전극과 EL층의 측면 또는 화소 전극의 측면이 접하여 발광 소자가 단락될 우려가 있다.
그래서 본 발명의 일 형태의 표시 패널은 적어도 섬 형상의 발광층의 측면을 덮는 절연층을 가진다. 또한 여기서 섬 형상의 발광층의 측면이란, 섬 형상의 발광층과 다른 층의 계면에서 기판(또는 발광층의 피형성면)에 평행하지 않은 면을 가리킨다. 또한 반드시 수학적으로 엄밀한 평면 및 곡면 중 어느 한쪽이 아니어도 된다.
이에 의하여, 섬 형상으로 형성된 EL층의 적어도 일부의 층 및 화소 전극이 캐리어 주입층 또는 공통 전극과 접하는 것을 억제할 수 있다. 따라서 발광 소자의 단락을 억제하여 발광 소자의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한 상기 절연층은 물 및 산소 중 적어도 한쪽에 대한 배리어 절연층으로서의 기능을 가지는 것이 바람직하다. 또는 상기 절연층은 물 및 산소 중 적어도 한쪽의 확산을 억제하는 기능을 가지는 것이 바람직하다. 또는 상기 절연층은 물 및 산소 중 적어도 한쪽을 포획 또는 고착하는(게터링이라고도 함) 기능을 가지는 것이 바람직하다.
또한 본 명세서 등에서 배리어 절연층이란, 배리어성을 가지는 절연층을 가리킨다. 또한 본 명세서 등에서 배리어성이란, 대응하는 물질의 확산을 억제하는 기능(투과성이 낮다고도 함)을 가리킨다. 또는 대응하는 물질을 포획 또는 고착하는(게터링이라고도 함) 기능을 가리킨다.
배리어 절연층으로서의 기능 또는 게터링 기능을 가지는 절연층을 사용함으로써, 외부로부터 각 발광 소자로 확산될 수 있는 불순물(대표적으로는, 물 및 산소 중 적어도 한쪽)의 침입을 억제할 수 있다. 상기 구성으로 함으로써, 신뢰성이 높은 발광 소자, 나아가서는 신뢰성이 높은 표시 패널을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 형태의 표시 패널은 양극으로서 기능하는 화소 전극과, 화소 전극 위에 다음 순서대로 제공되고 각각 섬 형상을 가지는 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 및 전자 수송층과, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 및 전자 수송층 각각의 측면을 덮도록 제공된 절연층과, 전자 수송층 위에 제공된 전자 주입층과, 전자 주입층 위에 제공되고 음극으로서 기능하는 공통 전극을 가진다.
또는 본 발명의 일 형태의 표시 패널은 음극으로서 기능하는 화소 전극과, 화소 전극 위에 다음 순서대로 제공되고 각각 섬 형상을 가지는 전자 주입층, 전자 수송층, 발광층, 및 정공 수송층과, 전자 주입층, 전자 수송층, 발광층, 및 정공 수송층 각각의 측면을 덮도록 제공된 절연층과, 정공 수송층 위에 제공된 정공 주입층과, 정공 주입층 위에 제공되고 양극으로서 기능하는 공통 전극을 가진다.
정공 주입층 또는 전자 주입층 등은 EL층 중에서는 도전성이 비교적 높은 층인 경우가 많다. 본 발명의 일 형태의 표시 패널에서는 이들 층의 측면이 절연층으로 덮이기 때문에, 공통 전극 등과 접하는 것이 억제될 수 있다. 따라서 발광 소자의 단락을 억제하여 발광 소자의 신뢰성을 높일 수 있다.
섬 형상의 EL층의 측면을 덮는 절연층은 단층 구조를 가져도 좋고, 적층 구조를 가져도 좋다.
예를 들어 무기 재료를 사용한 단층 구조의 절연층을 형성함으로써, 상기 절연층을 EL층의 보호 절연층으로서 사용할 수 있다. 이로써 표시 패널의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한 적층 구조의 절연층을 사용하는 경우, 첫 번째 층의 절연층은 EL층에 접하여 형성되기 때문에, 무기 절연 재료를 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 특히 성막 대미지가 작은 원자층 퇴적(ALD: Atomic Layer Deposition)법을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 이들 외에, ALD법보다 성막 속도가 빠른 스퍼터링법, 화학 기상 퇴적(CVD: Chemical Vapor Deposition)법, 또는 플라스마 화학 기상 퇴적(PECVD: Plasma Enhanced CVD)법을 사용하여 무기 절연층을 형성하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 신뢰성이 높은 표시 패널을 높은 생산성으로 제작할 수 있다. 또한 두 번째 층의 절연층은 첫 번째 층의 절연층에 형성된 오목부를 평탄화하도록 유기 재료를 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.
예를 들어 첫 번째 층의 절연층으로서 ALD법에 의하여 형성한 산화 알루미늄막을 사용하고, 두 번째 층의 절연층으로서 유기 수지막을 사용할 수 있다.
EL층의 측면과 유기 수지막이 직접 접하는 경우, 유기 수지막에 포함될 수 있는 유기 용매 등이 EL층에 대미지를 줄 가능성이 있다. 첫 번째 층의 절연층에 ALD법에 의하여 형성한 산화 알루미늄막 등의 무기 절연막을 사용함으로써, 유기 수지막과 EL층의 측면이 직접 접하지 않는 구성으로 할 수 있다. 이에 의하여, EL층이 유기 용매로 용해되는 것 등을 억제할 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 패널에서는, 화소 전극과 EL층 사이에 화소 전극의 단부를 덮는 절연층을 제공할 필요가 없기 때문에, 인접한 발광 소자의 간격을 매우 좁게 할 수 있다. 따라서 표시 패널의 정세도 또는 해상도를 높일 수 있다. 또한 상기 절연층을 형성하기 위한 마스크도 불필요하므로 표시 패널의 제조 비용을 절감할 수 있다.
또한 화소 전극과 EL층 사이에 화소 전극의 단부를 덮는 절연층을 제공하지 않는 구성, 즉 화소 전극과 EL층 사이에 절연층이 제공되지 않는 구성으로 함으로써, EL층으로부터의 발광을 효율적으로 추출할 수 있다. 따라서 본 발명의 일 형태의 표시 패널은 시야각 의존성을 매우 작게 할 수 있다. 시야각 의존성을 작게 함으로써 표시 패널의 화상 시인성을 높일 수 있다. 예를 들어 본 발명의 일 형태의 표시 패널에서는, 시야각(비스듬한 방향으로부터 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 및 좌우 각각에 적용할 수 있다.
이하에서는 더 구체적인 구성예 및 제작 방법예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
[구성예 1]
도 1의 (A)는 표시 장치(100)의 상면 개략도이다. 표시 장치(100)는 매트릭스로 배열된 화소(103)를 복수로 가지고, 화소(103)는 적색을 나타내는 발광 소자(110R), 녹색을 나타내는 발광 소자(110G), 및 청색을 나타내는 발광 소자(110B)를 가진다. 도 1의 (A)에서는, 각 발광 소자를 쉽게 구별하기 위하여, 각 발광 소자의 발광 영역 내에 R, G, B의 부호를 부기하였다.
또한 도 1의 (A) 등에서는 각 발광 소자를 쉽게 구별하기 위하여, 일례로서 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3색을 나타내는 발광 소자로 하고 R, G, B의 부호를 부기하였지만, 발광 소자(110R), 발광 소자(110G), 및 발광 소자(110B)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3색을 나타내는 발광 소자에 한정되지 않는다. 예를 들어 발광 소자는 각각 청색, 자색, 청자색, 녹색, 황록색, 황색, 주황색, 및 적색 중에서 선택되는 1색을 나타내는 발광 소자로 하면 좋다. 또한 3개의 발광 소자를 청색, 자색, 청자색, 녹색, 황록색, 황색, 주황색, 및 적색 중에서 선택되는 3색을 나타내는 발광 소자로 하여도 좋고, 3개의 발광 소자 중 2개 이상을 같은 색을 나타내는 발광 소자로 하여도 좋다.
발광 소자(110R), 발광 소자(110G), 및 발광 소자(110B)는 각각 매트릭스로 배열되어 있다. 도 1의 (A)에는 한쪽 방향으로 동일한 색의 발광 소자가 배열된 스트라이프 배열을 나타내었다. 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.
발광 소자(110R), 발광 소자(110G), 및 발광 소자(110B)로서는 OLED 또는 QLED 등의 EL 소자를 사용하는 것이 바람직하다. EL 소자에 포함되는 발광 물질로서는 형광을 방출하는 물질(형광 재료), 인광을 방출하는 물질(인광 재료), 무기 화합물(퀀텀닷 재료 등), 열 활성화 지연 형광을 나타내는 물질(열 활성화 지연 형광(TADF) 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 리간드로 하는 유기 금속 착체(특히 이리듐 착체), 백금 착체, 희토류 금속 착체 등이 있다.
또한 도 1의 (A)에는, 발광 소자(110)의 상부 전극으로서 기능하는 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 공급된다. 접속 전극(111C)은 발광 소자(110R) 등이 배열되는 표시 영역의 외부에 제공된다. 또한 도 1의 (A)에서는 공통 전극(113)을 파선으로 나타내었다.
접속 전극(111C)은 표시 영역의 외주를 따라 제공될 수 있다. 예를 들, 표시 영역의 외주의 한 변을 따라 제공되어 있어도 좋고, 표시 영역의 외주의 두 변 이상을 따라 제공되어 있어도 좋다. 즉 표시 영역의 상면 형상이 장방형인 경우에는, 접속 전극(111C)의 상면 형상은 띠 형상, L자 형상, ㄷ자 형상(각괄호 형상), 또는 사각형 등으로 할 수 있다.
도 1의 (B)는 도 1의 (A)에서의 일점쇄선 A1-A2 및 일점쇄선 C1-C2에 대응하는 단면 개략도이다. 도 1의 (B)는 발광 소자(110R), 발광 소자(110G), 및 접속 전극(111C)의 단면 개략도이다.
또한 이하에서는 발광 소자(110R), 발광 소자(110G), 및 발광 소자(110B)에 공통되는 사항에 대하여 설명하는 경우에는 부호에 부가하는 기호를 생략하고, 발광 소자(110)라고 표기하여 설명하는 경우가 있다. 또한 후술하는 EL층(112R), EL층(112G), 및 EL층(112B)도 마찬가지로 EL층(112)이라고 표기하여 설명하는 경우가 있다. EL층(112R)은 발광 소자(110R)에 포함된다. 마찬가지로 EL층(112G)은 발광 소자(110G)에 포함되고, EL층(112B)은 발광 소자(110B)에 포함된다. 또한 후술하는 도전층(111R), 도전층(111G), 및 도전층(111B)도 마찬가지로 도전층(111)이라고 표기하여 설명하는 경우가 있다. 도전층(111R)은 발광 소자(110R)에 포함된다. 마찬가지로 도전층(111G)은 발광 소자(110G)에 포함되고, 도전층(111B)은 발광 소자(110B)에 포함된다.
발광 소자(110)는 발광 소자(110)의 하부 전극으로서 기능하는 도전층(111), EL층(112), 및 발광 소자(110)의 상부 전극으로서 기능하는 공통 전극(113)을 가진다.
도 1의 (B)에 나타낸 표시 장치(100)의 단면에서, 공통 전극(113)이 발광 소자(110R), 발광 소자(110G), 발광 소자(110B)에 걸쳐 공통적으로 제공되어 있다. 공통 전극(113)은 예를 들어 공통 전위가 인가되는 전극으로서 기능한다. 공통 전극(113)은 공통 전극이라고 불리는 경우가 있다. 공통 전극(113)을 공통적으로 제공함으로써, 발광 소자(110)를 제작하는 절차를 삭감할 수 있어 바람직하다. 공통 전극(113)은 가시광에 대하여 투과성 및 반사성을 가진다.
또한 각 발광 소자(110)에 제공되는 도전층(111)에는 발광 소자(110)의 발광의 광량을 제어하는 전위가 독립적으로 인가된다. 도전층(111)은 화소 전극으로서 기능한다. 도전층(111)은 가시광에 대하여 반사성을 가진다.
각 화소 전극 및 공통 전극(113) 중 어느 한쪽에 가시광에 대하여 투과성을 가지는 도전막을 사용하고, 다른 쪽에 반사성을 가지는 도전막을 사용한다.
발광 소자로서는 톱 이미션형, 보텀 이미션형, 듀얼 이미션형 등이 있다. 광을 추출하는 측의 전극에는 가시광을 투과시키는 도전막을 사용한다. 또한 광을 추출하지 않는 측의 전극에는 가시광을 반사하는 도전막을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태에서는, 각 화소 전극에 투광성을 부여하고 공통 전극(113)에 반사성을 부여함으로써 배면 발광형(보텀 이미션형) 표시 장치로 할 수 있고, 이와 반대로 각 화소 전극에 반사성을 부여하고 공통 전극(113)에 투광성을 부여함으로써 전면 발광형(톱 이미션형) 표시 장치로 할 수 있다. 또한 각 화소 전극과 공통 전극(113)의 양쪽에 투광성을 부여함으로써 양면 발광형(듀얼 이미션형) 표시 장치로 할 수도 있다.
공통 전극(113) 위에는 발광 소자(110R), 발광 소자(110G), 및 발광 소자(110B)를 덮어 보호층(121)이 제공되어 있다. 보호층(121)은 위쪽으로부터 각 발광 소자로 물 등의 불순물이 확산되는 것을 방지하는 기능을 가진다. 또한 화소 전극과 공통 전극의 양쪽이 투광성을 가지면, 외광이 발광 소자를 통과할 수 있으므로, 배경이 비쳐 보이는 디스플레이, 소위 투명 디스플레이를 얻을 수도 있다.
보호층(121)은 예를 들어 적어도 무기 절연막을 포함하는 단층 구조 또는 적층 구조를 가질 수 있다. 무기 절연막으로서는 예를 들어 산화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 질화산화 실리콘막, 질화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 산화질화 알루미늄막, 산화 하프늄막 등의 산화물막 또는 질화물막이 있다. 또는 보호층(121)에 인듐 갈륨 산화물, 인듐 갈륨 아연 산화물 등의 반도체 재료를 사용하여도 좋다. 보호층(121)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 포함한 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 소자의 발광을 보호층(121)을 통하여 추출하는 경우, 보호층(121)은 가시광에 대한 투과성이 높은 것이 바람직하다. 예를 들어 ITO, IGZO, 및 산화 알루미늄은 각각 가시광에 대한 투과성이 높은 무기 재료이기 때문에 바람직하다.
보호층(121)으로서 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 불순물(물 및 산소 등)이 들어가는 것을 억제할 수 있다.
또한 보호층(121)으로서는 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 배리어성을 높일 수 있다. 또한 보호층(121)의 상면이 평탄하게 되기 때문에 보호층(121)의 위쪽에 구조물(예를 들어 컬러 필터, 터치 센서의 전극, 또는 렌즈 어레이 등)을 제공하는 경우에 아래쪽의 구조에 기인하는 요철 형상의 영향을 경감할 수 있어 바람직하다. 보호층으로서 사용하는 유기 절연막에 대해서는 수지층(131a)의 기재를 참조하여도 좋다.
보호층(121)은 서로 다른 성막 방법을 사용하여 형성된 2층 구조를 가져도 좋다. 구체적으로는, ALD법을 사용하여 보호층(121)의 첫 번째 층을 형성하고, 스퍼터링법을 사용하여 보호층(121)의 두 번째 층을 형성하여도 좋다.
보호층(121)의 도전성은 불문한다. 보호층(121)으로서는 절연막, 반도체막, 및 도전막 중 적어도 1종류를 사용할 수 있다.
보호층(121)이 무기막을 가짐으로써 공통 전극(113)의 산화를 방지하거나 발광 소자에 불순물(수분 및 산소 등)이 들어가는 것을 억제하는 등, 발광 소자의 열화를 억제하여 표시 패널의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한 EL층(112)과 공통 전극(113) 사이에 공통층(114)이 제공되어도 좋다. 공통 전극(113)과 같이, 공통층(114)은 복수의 발광 소자에 걸쳐 제공된다. 공통층(114)은 EL층(112R), EL층(112G), 및 EL층(112B)을 덮어 제공되어 있다. 공통층(114)을 가지는 구성으로 함으로써, 제작 공정을 간략화할 수 있기 때문에 제작 비용을 절감할 수 있다. 공통층(114)과 공통 전극(113)은 에칭 등의 공정을 사이에 끼우지 않고 연속적으로 형성할 수 있다. 따라서 공통층(114)과 공통 전극의 계면을 청정한 면으로 할 수 있고, 발광 소자에서 양호한 특성을 얻을 수 있다.
공통층(114)은 EL층(112R), EL층(112G), 및 EL층(112B)의 상면 중 하나 이상과 접하는 것이 바람직하다.
공통층(114)은 예를 들어 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 주입층, 및 정공 수송층 중 하나 이상을 포함하는 층으로 하는 것이 바람직하다. 화소 전극을 애노드로 하고, 공통 전극을 캐소드로 한 발광 소자에서는, 공통층(114)으로서 예를 들어 전자 주입층을 포함하는 구성, 또는 전자 주입층과 전자 수송층의 2개를 포함하는 구성을 사용할 수 있다.
정공 주입층은 양극으로부터 정공 수송층에 정공을 주입하는 층이고, 정공 주입성이 높은 재료를 포함한 층이다. 정공 주입성이 높은 재료로서는, 방향족 아민 화합물, 및 정공 수송성 재료와 억셉터성 재료(전자 수용성 재료)를 포함한 복합 재료 등을 들 수 있다.
정공 수송층은 정공 주입층에 의하여 양극으로부터 주입된 정공을 발광층으로 수송하는 층이다. 정공 수송층은 정공 수송성 재료를 포함한 층이다. 정공 수송성 재료로서는 정공 이동도가 10-6cm2/Vs 이상인 물질이 바람직하다. 또한 전자 수송성보다 정공 수송성이 높은 재료이면, 이들 외의 물질을 사용할 수도 있다. 정공 수송성 재료로서는 π전자 과잉형 헤테로 방향족 화합물(예를 들어 카바졸 유도체, 싸이오펜 유도체, 퓨란 유도체 등), 방향족 아민(방향족 아민 골격을 가지는 화합물) 등의 정공 수송성이 높은 재료가 바람직하다.
전자 수송층은 전자 주입층에 의하여 음극으로부터 주입된 전자를 발광층으로 수송하는 층이다. 전자 수송층은 전자 수송성 재료를 포함한 층이다. 전자 수송성 재료로서는, 전자 이동도가 1×10-6cm2/Vs 이상인 물질이 바람직하다. 또한 정공 수송성보다 전자 수송성이 높은 재료이면, 이들 외의 물질을 사용할 수도 있다. 전자 수송성 재료로서는 퀴놀린 골격을 가지는 금속 착체, 벤조퀴놀린 골격을 가지는 금속 착체, 옥사졸 골격을 가지는 금속 착체, 싸이아졸 골격을 가지는 금속 착체 등 외에, 옥사다이아졸 유도체, 트라이아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 옥사졸 유도체, 싸이아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, 퀴놀린 리간드를 가지는 퀴놀린 유도체, 벤조퀴놀린 유도체, 퀴녹살린 유도체, 다이벤조퀴녹살린 유도체, 피리딘 유도체, 바이피리딘 유도체, 피리미딘 유도체, 그 외에 질소 함유 헤테로 방향족 화합물을 포함한 π전자 부족형 헤테로 방향족 화합물 등의 전자 수송성이 높은 재료를 사용할 수 있다.
전자 주입층은 음극으로부터 전자 수송층에 전자를 주입하는 층이고, 전자 주입성이 높은 재료를 포함한 층이다. 전자 주입성이 높은 재료로서는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 이들의 화합물을 사용할 수 있다. 전자 주입성이 높은 재료로서는 전자 수송성 재료와 도너성 재료(전자 공여성 재료)를 포함한 복합 재료를 사용할 수도 있다. 또한 전자 주입성이 높은 재료는 공통 전극에 사용하는 재료의 일함수의 값에 비하여 최저 비점유 분자 궤도(LUMO: Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 준위의 값의 차이가 작은 재료, 예를 들어 값의 차이가 0.5eV 이하인 재료가 바람직하다.
전자 주입층으로서는 예를 들어 리튬, 세슘, 이터븀, 플루오린화 리튬(LiF), 플루오린화 세슘(CsF), 플루오린화 칼슘(CaFx, X는 임의의 수), 8-(퀴놀리놀레이토)리튬(약칭: Liq), 2-(2-피리딜)페놀레이토리튬(약칭: LiPP), 2-(2-피리딜)-3-피리디놀레이토리튬(약칭: LiPPy), 4-페닐-2-(2-피리딜)페놀레이토리튬(약칭: LiPPP), 리튬 산화물(LiOx), 탄산 세슘 등과 같은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 이들의 화합물을 사용할 수 있다. 또한 전자 주입층으로서는 2층 이상의 적층 구조로 하여도 좋다. 상기 적층 구조로서는, 예를 들어 첫 번째 층에 플루오린화 리튬을 사용하고, 두 번째 층에 이터븀을 제공하는 구성으로 할 수 있다.
또는 전자 주입층으로서는 전자 수송성 재료를 사용하여도 좋다. 예를 들어 비공유 전자쌍을 가지고, 전자 부족형 헤테로 방향족 고리를 가지는 화합물을 전자 수송성 재료에 사용할 수 있다. 구체적으로는 피리딘 고리, 다이아진 고리(피리미딘 고리, 피라진 고리, 피리다진 고리), 트라이아진 고리 중 적어도 하나를 가지는 화합물을 사용할 수 있다.
또한 비공유 전자쌍을 가지는 유기 화합물의 최저 비점유 분자 궤도(LUMO)가 -3.6eV 이상 -2.3eV 이하인 것이 바람직하다. 또한 일반적으로 CV(사이클릭 볼타메트리), 광전자 분광법, 광 흡수 분광법, 역광전자 분광법 등에 의하여 유기 화합물의 최고 점유 분자 궤도(HOMO: Highest Occupied Molecular Orbital) 준위 및 LUMO 준위를 추산할 수 있다.
예를 들어 4,7-다이페닐-1,10-페난트롤린(약칭: BPhen), 2,9-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 높으므로 내열성이 우수하다.
전하 발생층에는 예를 들어 리튬 등의 전자 주입층에 적용할 수 있는 재료를 적합하게 사용할 수 있다. 또한 전하 발생층에는 예를 들어 정공 주입층에 적용할 수 있는 재료를 적합하게 사용할 수 있다. 또한 전하 발생층에는 정공 수송성 재료와 억셉터성 재료(전자 수용성 재료)를 포함한 층을 사용할 수 있다. 또한 전하 발생층에는 전자 수송성 재료와 도너성 재료를 포함한 층을 사용할 수 있다. 이와 같은 전하 발생층을 형성함으로써, 발광 유닛이 적층된 경우에서의 구동 전압의 상승을 억제할 수 있다.
EL층(112)은 발광성 화합물을 포함한다. EL층(112)은 발광 소자(110)에 포함되는 발광층을 적어도 가진다.
발광 소자(110)로서는 도전층(111)과 공통 전극(113) 사이에 전위차를 인가함으로써 EL층(112)을 흐르는 전류에 의하여 발광하는 기능을 가지는 전계 발광 소자를 사용할 수 있다. 특히 EL층(112)에 발광성 유기 화합물을 사용한 유기 EL 소자를 적용하는 것이 바람직하다.
EL층(112)은 적어도 발광층(발광성 유기 화합물을 포함한 층)을 가진다. 발광층은 발광 물질(게스트 재료)에 더하여 1종류 또는 복수 종류의 화합물(호스트 재료, 어시스트 재료)을 가져도 좋다. 호스트 재료, 어시스트 재료로서는 발광 물질(게스트 재료)의 에너지 갭보다 큰 에너지 갭을 가지는 물질을 1종류 또는 복수 종류 선택하여 사용할 수 있다. 호스트 재료, 어시스트 재료로서는 들뜬 복합체를 형성하는 화합물을 조합하여 사용하는 것이 바람직하다. 들뜬 복합체를 효율적으로 형성하기 위해서는, 정공을 받기 쉬운 화합물(정공 수송성 재료)과 전자를 받기 쉬운 화합물(전자 수송성 재료)을 조합하는 것이 특히 바람직하다. 또한 1종류 또는 복수 종류의 유기 화합물로서, 양극성 재료 또는 TADF 재료를 사용하여도 좋다.
발광 소자에는 저분자계 화합물 및 고분자계 화합물 중 어느 것을 사용할 수도 있고, 무기 화합물(퀀텀닷 재료 등)을 포함하여도 좋다.
EL층(112)은 발광층 이외의 층으로서 정공 주입성이 높은 재료, 정공 수송성이 높은 재료, 정공 차단 재료, 전자 수송성이 높은 재료, 전자 주입성이 높은 재료, 또는 바이폴러성의 재료(전자 수송성 및 정공 수송성이 높은 재료) 등을 포함한 층을 더 가져도 좋다.
EL층(112)에는 저분자계 화합물 및 고분자계 화합물 중 어느 것을 사용할 수도 있고, 무기 화합물을 포함하여도 좋다. EL층(112)을 구성하는 층은 각각 증착법(진공 증착법을 포함함), 전사법, 인쇄법, 잉크젯법, 도포법 등의 방법으로 형성할 수 있다.
또한 발광층, 그리고 정공 주입성이 높은 재료, 정공 수송성이 높은 재료, 전자 수송성이 높은 재료, 전자 주입성이 높은 재료, 양극성 재료 등을 포함한 층은 각각 퀀텀닷 등의 무기 화합물, 또는 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등)을 포함하여도 좋다. 예를 들어 퀀텀닷을 발광층에 사용함으로써 발광 재료로서 기능시킬 수도 있다.
퀀텀닷 재료로서는 콜로이드상 퀀텀닷 재료, 합금형 퀀텀닷 재료, 코어·셸형 퀀텀닷 재료, 코어형 퀀텀닷 재료 등을 사용할 수 있다. 또한 12족과 16족, 13족과 15족, 또는 14족과 16족의 원소 그룹을 포함하는 재료를 사용하여도 좋다. 또는 카드뮴, 셀레늄, 아연, 황, 인, 인듐, 텔루륨, 납, 갈륨, 비소, 알루미늄 등의 원소를 포함한 퀀텀닷 재료를 사용하여도 좋다.
음극과 양극 사이에 발광 소자(110)의 문턱 전압보다 높은 전압을 인가하면, EL층(112)에 양극 측으로부터 정공이 주입되고, 음극 측으로부터 전자가 주입된다. 주입된 전자와 정공은 EL층(112)에서 재결합하고, EL층(112)에 포함되는 발광 물질이 발광한다.
여기서 발광 소자(110B)에 사용하는 EL층(112)을 EL층(112B)이라고 나타내고, 발광 소자(110G)에 사용하는 EL층(112)을 EL층(112G)이라고 나타내고, 발광 소자(110R)에 사용하는 EL층(112)을 EL층(112R)이라고 나타낸다. EL층(112B)은 B(청색)의 발광을 나타내는 발광 물질을 포함한다. EL층(112G)은 G(녹색)의 발광을 나타내는 발광 물질을 포함한다. EL층(112R)은 R(적색)의 발광을 나타내는 발광 물질을 포함한다. 이와 같이, 발광 소자마다 발광층을 구분 형성하거나 구분 도포하는 구조를 SBS 구조라고 부르는 경우가 있다.
도전층(111)은 가시광에 대하여 반사성을 가진다.
표시 장치(100)는 반도체 회로를 가지는 기판(101)과, 기판(101) 위의 발광 소자(110)를 가진다. 또한 도 1의 (B)에 나타낸 표시 장치(100)는 단면에 있어서 기판(101) 위의 절연층(255a)과, 절연층(255a) 위의 절연층(255b)과, 절연층(255b) 위의 발광 소자(110)를 가진다.
기판(101)으로서는 트랜지스터 및 배선 등을 가지는 회로 기판을 사용할 수 있다. 또한 패시브 매트릭스 방식 또는 세그먼트 방식이 적용될 수 있는 경우에는, 기판(101)으로서 유리 기판 등의 절연성 기판을 사용할 수 있다. 또한 기판(101)은 각 발광 소자를 구동하기 위한 회로(화소 회로라고도 함) 및 상기 화소 회로를 구동하기 위한 구동 회로로서 기능하는 반도체 회로가 제공된 기판이다. 기판(101)의 더 구체적인 구성예에 대해서는 나중에 설명한다.
도 1의 (B)에 나타낸 표시 장치(100)의 단면에서, 기판(101)과 발광 소자(110)의 도전층(111)은 플러그(256)를 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 플러그(256)는 절연층(255a)에 제공된 개구 내에 매립되도록 형성되어 있다. 도전층(111)은 절연층(255b)에 제공된 개구 내에 매립되도록 형성되어 있다. 도전층(111)은 플러그(256) 위에 제공된다. 도전층(111)과 플러그(256)는 전기적으로 접속된다. 또한 도전층(111)은 플러그(256)의 상면과 접하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치에 있어서, 발광 소자의 하부 전극으로서 기능하는 도전층을 절연층의 개구 내에 매립하도록 형성함으로써, 평탄한 면에 EL층을 형성할 수 있다.
도전층을 절연층 위에 형성하는 경우에는 도전층에 기인하는 요철이 생긴다. 이러한 경우에는 도전층의 단부를 피복하면 EL층의 막 두께가 얇아지는 경우가 있다.
EL층의 피복 막 두께가 얇아지면, 발광 소자의 상부 전극과 하부 전극 사이에 단락이 일어나 표시 장치의 수율이 저하될 우려가 있다. 도전층의 단부를 덮는 절연체(뱅크, 격벽, 장벽, 제방 등이라고 불리는 경우가 있음)를 제공함으로써 이러한 단락을 억제할 수 있다.
그러나 인접한 발광 소자 사이에 상기 절연체를 제공함으로써, 인접한 발광 소자들 간의 거리가 길어지기 때문에 미세화가 어려운 경우가 있다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치는 평탄한 면에 EL층을 형성할 수 있기 때문에, 도전층의 단부를 덮는 절연체를 제공하지 않는 구성으로 할 수 있다.
또한 도전층의 단차에 의하여 생기는 오목부에 에칭의 잔류물이 퇴적하는 경우가 있다. 이러한 잔류물은 단락 등의 불량을 초래할 우려가 있어, 표시 장치의 수율 저하를 초래하는 경우가 있다. 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 구성을 사용함으로써, 발광 소자의 제작 공정에서 EL층의 가공 및 상부 전극의 가공에서의 불량을 억제할 수 있다. 따라서 표시 장치의 수율을 높일 수 있다.
본 발명의 일 형태의 표시 장치에 의하여 높은 수율로 미세화를 실현할 수 있다.
EL층(112)은 메탈 마스크 등의 섀도 마스크를 사용한 성막에 의하여 섬 형상의 패턴이 형성되어도 좋지만, 특히 메탈 마스크를 사용하지 않는 가공 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 매우 미세한 패턴을 형성할 수 있기 때문에, 메탈 마스크를 사용한 형성법에 비하여 정세도 및 개구율을 향상시킬 수 있다. 이러한 가공 방법으로서는 대표적으로는 포토리소그래피법을 사용할 수 있다. 이 이외에는 나노 임프린트법, 샌드블라스트법, 리프트 오프법 등의 형성법을 사용할 수도 있다.
도 1의 (B)에 나타낸 표시 장치(100)의 단면에서, EL층(112)의 단부는 도전층(111)의 단부보다 외측에 위치한다. EL층(112)의 단부는 도전층(111)의 단부를 덮는다. EL층(112)의 단부가 도전층(111)의 단부보다 외측에 위치함으로써 도전층(111)과 공통 전극(113)의 단락을 억제할 수 있다. 또한 도 1의 (B)에 도시된 표시 장치(100)의 단면에서, 공통 전극(113)의 단부는 도전층(111)의 단부보다 외측에 위치한다.
인접한 발광 소자 사이에는 슬릿(120)을 제공하는 것이 바람직하다. 슬릿(120)은 인접한 발광 소자 사이에 위치하는 EL층(112)을 에칭한 부분에 상당한다. 슬릿(120)의 밑면은 예를 들어 절연층(255b)의 상면이 노출된 영역을 가진다.
슬릿(120)에는 절연층(131b)과 수지층(131a)이 제공되어 있다. 절연층(131b)은 슬릿(120)의 측벽 및 밑면을 따라 제공되어 있다. 절연층(131b)은 슬릿(120)의 측벽 및 밑면을 따라 제공되어 있기 때문에 오목부를 매립하도록 제공되는 경우가 있다. 또한 절연층(131b)은 절연층(255b)의 상면에 접하는 영역을 가지는 것이 바람직하다. 또한 수지층(131a)은 절연층(131b) 위에 제공되고, 슬릿(120)에 위치하는 오목부를 매립하고 그 상면을 평탄화하는 기능을 가지는 수지층(131a)에 의하여 슬릿(120)의 오목부를 평탄화함으로써, 공통 전극(113), 공통층(114), 및 보호층(121)의 피복성을 높일 수 있다. 공통층(114)은 예를 들어 수지층(131a)의 상면에 접한다. 또한 표시 장치(100)가 공통층(114)을 가지지 않는 경우에는, 공통 전극(113)은 예를 들어 수지층(131a)의 상면에 접한다.
또한 슬릿(120)은 접속 전극(111C) 등의 외부 접속 단자의 개구부의 형성과 동시에 형성할 수 있기 때문에, 공정을 늘리지 않고 이들을 형성할 수 있다. 또한 슬릿(120)은 절연층(131b) 및 수지층(131a)을 가지기 때문에, 도전층(111)과 공통 전극(113) 사이의 단락을 방지하는 효과를 가진다. 또한 수지층(131a)은 공통층(114)의 밀착성을 향상시키는 효과를 가진다. 즉 수지층(131a)을 제공함으로써, 공통층(114)의 밀착성이 향상되기 때문에 공통층(114)의 막 박리를 억제할 수 있다.
절연층(131b)은 EL층(112)의 측면에 접하여 제공되기 때문에, EL층(112)과 수지층(131a)이 접하지 않는 구조로 할 수 있다. EL층(112)과 수지층(131a)이 접하는 경우, 수지층(131a)에 포함되는 유기 용매 등에 의하여 EL층(112)이 용해될 가능성이 있다. 그러므로 본 실시형태에서 설명한 바와 같이 EL층(112)과 수지층(131a) 사이에 절연층(131b)을 제공함으로써, EL층(112)의 측면을 보호할 수 있다. 또한 슬릿(120)은 적어도 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 억지층, 발광층, 활성층, 정공 억지층, 전자 수송층, 및 전자 주입층 중 어느 하나 또는 복수를 분단할 수 있는 구성을 가지면 좋다.
또한 절연층(131b)은 예를 들어 EL층(112)의 측면과 수지층(131a) 사이에 끼워지는 영역을 가진다.
또한 절연층(131b)은 예를 들어 절연층(255b)의 상면과 수지층(131a) 사이에 끼워지는 영역을 가진다.
절연층(131b)은 무기 재료를 포함한 절연층으로 할 수 있다. 절연층(131b)으로서는 예를 들어 산화 절연막, 질화 절연막, 산화질화 절연막, 및 질화산화 절연막 등의 무기 절연막을 사용할 수 있다. 절연층(131b)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 ALD법에 의하여 형성한 산화 알루미늄막, 산화 하프늄막 등의 산화 금속막, 또는 산화 실리콘막 등의 무기 절연막을 절연층(131b)에 적용함으로써, 핀홀이 적고, EL층을 보호하는 기능이 우수한 절연층(131b)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.
절연층(131b)의 형성에는 스퍼터링법, CVD법, PLD법, ALD법 등을 사용할 수 있다. 절연층(131b)은 피복성이 양호한 ALD법을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.
수지층(131a)으로서는 유기 재료를 포함한 절연층을 적합하게 사용할 수 있다. 예를 들어 수지층(131a)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 수지층(131a)에는 폴리바이닐알코올(PVA), 폴리바이닐뷰티랄, 폴리바이닐피롤리돈, 폴리에틸렌글라이콜, 폴리글리세린, 풀루란, 수용성 셀룰로스, 또는 알코올 가용성 폴리아마이드 수지 등의 유기 재료를 사용하여도 좋다.
또한 수지층(131a)에는 감광성 수지를 사용할 수 있다. 감광성 수지로서는 포토레지스트를 사용하여도 좋다. 감광성 수지로서는 포지티브형 재료 또는 네거티브형 재료를 사용할 수 있다.
또한 수지층(131a)에 착색된 재료(예를 들어 흑색의 안료를 포함한 재료 등)를 사용함으로써, 인접한 화소로부터의 미광을 차단하여 혼색을 억제하는 기능을 부여하여도 좋다.
또한 절연층(131b)과 수지층(131a) 사이에 반사막(예를 들어 은, 팔라듐, 구리, 타이타늄, 및 알루미늄 등 중에서 선택되는 하나 또는 복수를 포함한 금속막)을 제공하고, 발광층으로부터 방출되는 광을 상기 반사막에 의하여 반사함으로써 광 추출 효율을 향상시키는 기능을 부여하여도 좋다.
수지층(131a)의 상면은 평탄할수록 바람직하지만, 표면이 완만한 곡면 형상을 가지는 경우가 있다. 도 1의 (B) 등에는 수지층(131a)의 상면이 오목부와 볼록부를 가지는 파형 형상을 가지는 예를 나타내었지만 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 수지층(131a)의 상면은 볼록면, 오목면, 또는 평면이어도 좋다.
도전층(111)에서 EL층(112) 측에 위치하는 부분에 상기 가시광을 반사하는 도전막을 사용하는 것이 바람직하다. 도전층(111)에는 예를 들어 알루미늄, 금, 백금, 은, 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 또는 팔라듐 등의 금속 재료, 혹은 이들 금속 재료를 포함한 합금을 사용할 수 있다. 구리는 가시광 반사율이 높기 때문에 바람직하다. 또한 알루미늄은 전극의 에칭이 용이하기 때문에 가공하기 쉽고, 또한 가시광 및 근적외광의 반사율이 높기 때문에 바람직하다. 또한 상기 금속 재료 또는 합금에 란타넘, 네오디뮴, 또는 저마늄 등이 첨가되어도 좋다. 또한 타이타늄, 니켈, 또는 네오디뮴과, 알루미늄을 포함한 합금(알루미늄 합금)을 사용하여도 좋다. 또한 구리, 팔라듐, 마그네슘과, 은을 포함한 합금을 사용하여도 좋다. 은과 구리를 포함한 합금은 내열성이 높기 때문에 바람직하다.
또한 도전층(111)은 가시광을 반사하는 도전막 위에 도전성 금속 산화물막이 적층되는 구성을 가져도 좋다. 이러한 구성으로 함으로써, 가시광을 반사하는 도전막의 산화 및 부식을 억제할 수 있다. 예를 들어 알루미늄막 또는 알루미늄 합금막과 접하여 금속막 또는 금속 산화물막을 적층함으로써 산화를 억제할 수 있다. 이러한 금속막, 금속 산화물막의 재료로서는 타이타늄 또는 산화 타이타늄 등을 들 수 있다. 또한 상기 가시광을 투과시키는 도전막과 금속 재료로 이루어지는 막을 적층하여도 좋다. 예를 들어 은과 인듐 주석 산화물의 적층막, 은과 마그네슘의 합금과 인듐 주석 산화물의 적층막 등을 사용할 수 있다.
또한 도 1의 (C)에 나타낸 바와 같이 발광 소자(110R)에서 도전층(111R)과 EL층(112R) 사이에 도전층(117R)을 제공하여도 좋고, 발광 소자(110G)에서 도전층(111G)과 EL층(112G) 사이에 도전층(117G)을 제공하여도 좋고, 발광 소자(110B)에서 도전층(111B)과 EL층(112B) 사이에 도전층(117B)을 제공하여도 좋다. 또한 이하에서는 도전층(117R), 도전층(117G), 및 도전층(117B)에 공통되는 사항을 설명하는 경우에는, 부호에 부가하는 기호를 생략하여 도전층(117)이라고 표기하여 설명하는 경우가 있다. 도전층(117)은 가시광을 투과시키는 기능을 가진다. 도전층(117)은 발광 소자(110)의 화소 전극으로서 기능할 수 있다. 도전층(111)과 도전층(117)을 통틀어 화소 전극이라고 부르는 경우가 있다. 도전층(117)의 단부는 테이퍼 형상인 것이 바람직하다. 이에 의하여 EL층(112)의 단차 피복성을 높일 수 있다. 또한 본 명세서 등에서 "대상물의 단부가 테이퍼 형상을 가진다"란, 그 단부의 영역에서 표면과 피형성면이 이루는 각도가 0°보다 크고 90° 미만이고, 단부로부터 두께가 연속적으로 두꺼워지는 단면 형상을 가지는 것을 말한다.
도 1의 (C)에 도시된 표시 장치(100)가 가지는 각 발광 소자(110)에 포함되는 도전층(117)은 도전층(111)과 EL층(112) 사이에 배치된다. 도전층(117)은 도전층(111) 위에 위치한다. 또한 도전층(117)은 절연층(255b) 위에 위치하는 영역을 가진다. EL층(112)은 도전층(117)의 단부를 덮도록 제공되는 것이 바람직하다.
도전층(117)은 광학 조정층으로서 기능할 수 있다.
발광 소자에서 마이크로캐비티 구조(미소 공진기 구조)를 사용하여 광로 길이를 다르게 함으로써, 특정 파장의 광의 강도를 높일 수 있다. 이에 의하여, 색 순도가 높아진 표시 장치를 실현할 수 있다.
마이크로캐비티 구조를 사용하여 광로 길이를 다르게 하는 경우, 각 발광 소자 내부에서의 광로 길이는 예를 들어 도전층(117)의 두께와, EL층(112)에서 발광층보다 아래에 제공되는 층의 두께의 합에 대응한다.
각 발광 소자에서는 가시광을 반사하는 도전층(111)의 표면과, 가시광에 대하여 반투과성, 반반사성을 가지는 공통 전극(113) 사이의 광학 거리가, 강도를 높이려고 하는 광의 파장 λ에 대하여 mλ/2(m은 양의 정수임) 또는 그 근방이 되도록 조정하면 좋다.
예를 들어 각 발광 소자에서 도전층(117)의 두께를 다르게 함으로써 마이크로캐비티 구조를 실현할 수 있다.
또한 예를 들어 각 발광 소자에서 EL층(112)의 두께를 다르게 함으로써 마이크로캐비티 구조를 실현할 수 있다. 예를 들어 파장이 가장 긴 광을 방출하는 발광 소자(110R)의 EL층(112R)이 가장 두껍고, 파장이 가장 짧은 광을 방출하는 발광 소자(110B)의 EL층(112B)이 가장 얇은 구성으로 할 수 있다. 또한 이에 한정되지 않고 각 발광 소자가 방출하는 광의 파장, 발광 소자를 구성하는 층의 광학 특성, 및 발광 소자의 전기 특성 등을 고려하여 각 EL층의 두께를 조정할 수 있다.
또한 3개의 발광 소자가 각각 적색, 녹색, 및 청색을 나타내는 경우, 도전층(117)의 두께를 같게 하고 mλ/2(m은 양의 정수)에서의 m을 같게 하는 경우에는, 예를 들어 파장이 가장 긴 광을 방출하는 발광 소자(110R)의 EL층(112R)이 가장 두껍고, 파장이 가장 짧은 광을 방출하는 발광 소자(110B)의 EL층(112B)이 가장 얇은 구성으로 하면 좋다. 한편, 각 발광 소자에서의 m의 값이 다른 경우에는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 EL층(112B)이 가장 두꺼운 경우가 있다. 도 2의 (C)는 도 1의 (B)에 나타낸 EL층(112B)의 두께가 EL층(112R) 및 EL층(112G)보다 두꺼운 경우의 단면의 예를 나타낸 것이다.
간략화를 위하여, 본 명세서의 도면 등에서는 각 발광 소자에서의 EL층(112) 및 도전층(117)의 두께의 차이를 명료하게 도시하지 않은 경우가 있지만, 각 발광 소자에서 두께를 적절히 조정하여 각 발광 소자에 대응하는 파장의 광의 강도를 높이는 것이 바람직하다.
도전층(117) 등에 사용할 수 있는 가시광을 투과시키는 도전막은 예를 들어 산화 인듐, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 산화 아연, 갈륨을 첨가한 산화 아연 등을 사용하여 형성할 수 있다. 또한 금, 은, 백금, 마그네슘, 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 팔라듐, 또는 타이타늄 등의 금속 재료, 이들 금속 재료를 포함한 합금, 또는 이들 금속 재료의 질화물(예를 들어 질화 타이타늄) 등도 투광성을 가질 정도로 얇게 형성함으로써 사용할 수 있다. 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. 또한 그래핀 등을 사용하여도 좋다.
공통 전극(113)에 사용할 수 있는 투과성 및 반사성을 가지는 도전막으로서는 상기 가시광을 반사하는 도전막을 가시광을 투과시킬 정도로 얇게 형성한 막을 사용할 수 있다. 또한 상기 도전막과 상기 가시광을 투과시키는 도전막의 적층 구조로 함으로써, 도전성 및 기계적인 강도를 높일 수 있다.
플러그(256)에 사용할 수 있는 재료로서는 알루미늄, 타이타늄, 크로뮴, 니켈, 구리, 이트륨, 지르코늄, 몰리브데넘, 금, 은, 백금, 마그네슘, 철, 코발트, 팔라듐, 탄탈럼, 또는 텅스텐 등의 금속, 이들 금속 재료를 포함한 합금, 혹은 이들 금속 재료의 질화물 등을 들 수 있다. 또한 플러그(256)로서 이들 재료를 포함한 막을 단층으로 또는 적층 구조로 사용할 수 있다. 예를 들어 실리콘을 포함한 알루미늄막의 단층 구조, 타이타늄막 위에 알루미늄막을 적층하는 2층 구조, 텅스텐막 위에 알루미늄막을 적층하는 2층 구조, 구리-마그네슘-알루미늄 합금막 위에 구리막을 적층하는 2층 구조, 타이타늄막 위에 구리막을 적층하는 2층 구조, 텅스텐막 위에 구리막을 적층하는 2층 구조, 타이타늄막 또는 질화 타이타늄막과, 그 위에 중첩시켜 알루미늄막 또는 구리막을 적층하고, 그 위에 타이타늄막 또는 질화 타이타늄막을 더 형성하는 3층 구조, 몰리브데넘막 또는 질화 몰리브데넘막과, 그 위에 중첩시켜 알루미늄막 또는 구리막을 적층하고, 그 위에 몰리브데넘막 또는 질화 몰리브데넘막을 더 형성하는 3층 구조 등이 있다. 또한 산화 인듐, 산화 주석, 또는 산화 아연 등의 산화물을 사용하여도 좋다. 또한 망가니즈를 포함한 구리를 사용하면 에칭에 의한 형상의 제어성이 높아지기 때문에 바람직하다.
도전층(111)을 2층의 구성으로 하는 예에 대하여 설명한다. 여기서는 예로서 도 1의 (B) 등에 나타낸 도전층(111)이 2층 적층 구조를 가지는 경우를 생각한다. 도 1의 (B) 등에서 도전층(111)의 2층 적층 구조의 위층(이하, 도전층(111)의 위층이라고 함)으로서 가시광을 반사하는 도전막을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 도 1의 (B) 등에서 도전층(111)의 2층 적층 구조의 아래층(이하, 도전층(111)의 아래층이라고 함)은 반사율이 도전층(111)의 위층보다 낮아도 좋다. 도전층(111)의 아래층에 도전성이 높은 재료를 사용하면 좋다. 또한 도전층(111)의 아래층에 가공성이 우수한 재료를 사용하면 좋다.
도전층(111)의 위층에, 상술한 도전층(111)에 사용할 수 있는 재료 및 구성을 적용하는 것이 바람직하다. 도전층(111)의 아래층에는 예를 들어 금, 은, 백금, 마그네슘, 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 팔라듐, 타이타늄, 이트륨, 지르코늄, 또는 탄탈럼 등의 금속 재료, 이들 금속 재료를 포함한 합금, 또는 이들 금속 재료의 질화물(예를 들어 질화 타이타늄) 등을 사용할 수 있다.
도전층(111) 또는 도전층(111)의 위층에 알루미늄을 사용하는 경우에는, 바람직하게는 40nm 이상, 더 바람직하게는 70nm 이상의 두께로 함으로써, 가시광 등의 반사율을 충분히 높일 수 있다. 또한 도전층(111) 또는 도전층(111)의 위층에 은을 사용하는 경우에는, 바람직하게는 70nm 이상, 더 바람직하게는 100nm 이상의 두께로 함으로써 가시광 등의 반사율을 충분히 높일 수 있다.
예를 들어 도전층(111)의 아래층에 텅스텐을 사용하고, 도전층(111)의 위층에 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용할 수 있다. 또한 도전층(111)의 위층에서는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 상부와 접하여 산화 타이타늄이 제공되어도 좋다. 또는 도전층(111)의 위층에서는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 상부와 접하여 타이타늄이 제공되고, 타이타늄의 상부와 접하여 산화 타이타늄이 제공되어도 좋다.
또는 도전층(111)의 위층 및 아래층 모두에 상술한 도전층(111)에 사용할 수 있는 재료 및 구성에서 선택된 재료 및 구성을 사용하여도 좋다.
또한 도전층(111)을 3층 이상의 적층막으로 하여도 좋다.
발광 소자의 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 포함한 합금(알루미늄 합금), 및 은과 팔라듐과 구리의 합금(Ag-Pd-Cu, APC라고도 기재함)을 들 수 있다. 이 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 포함한 합금을 사용할 수도 있다. 이 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, 및 이들을 적절히 조합하여 포함한 합금, 그래핀 등을 사용할 수 있다.
또한 도 2의 (A)에 나타낸 바와 같이, 도전층(111)과 플러그(256)를 겸하는 도전층(257)을 제공하는 구성으로 하여도 좋다. 도전층(257)은 듀얼 다마신법을 사용하여 형성할 수 있다. 듀얼 다마신법을 사용함으로써, 플러그의 형성과 도전층의 형성을 동시에 수행할 수 있기 때문에 공정을 간략화할 수 있다. 또한 도 2의 (A)에 나타낸 구성에서는 절연층(255a) 및 절연층(255b) 중 어느 한쪽을 제공하지 않아도 되고, 이러한 경우에는 한쪽 절연층에만 도전층(257)을 매립하면 좋다.
도전층(257)에 사용할 수 있는 재료에 대해서는 도전층(111) 및 플러그(256)에 사용할 수 있는 재료를 참조할 수 있다. 도전층(257)으로서 가시광을 반사하는 도전막을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 도전층(257)에 예를 들어 구리를 사용할 수 있다.
또한 절연층(255)에서 EL층(112) 또는 공통 전극(113)이 제공되지 않는 표면에 오목부가 형성되는 경우가 있다. 예를 들어 EL층(112) 형성 시 및 공통 전극(113) 형성 시의 에칭 공정에 있어서 절연층(255)이 에칭됨으로써 오목부가 형성된다. 여기서 절연층(255)을 2층 적층 구조로 하고, EL층(112) 형성 시 및 공통 전극(113) 형성 시의 에칭에서 에칭 레이트가 낮은 재료를 위층에 사용함으로써, 오목부 형성이 억제되는 경우가 있다. 절연층(255)의 위층에는 예를 들어 산화 하프늄 또는 산화 알루미늄을 사용할 수 있다.
반투과성, 반반사성을 가지는 도전막의 가시광에 대한 반사율(예를 들어 400nm 내지 700nm의 범위 내의 소정의 파장의 광에 대한 반사율)은 20% 이상 80% 이하로 하는 것이 바람직하고, 40% 이상 70% 이하로 하는 것이 더 바람직하다. 또한 반사성을 가지는 도전막의 가시광에 대한 반사율은 40% 이상 100% 이하로 하는 것이 바람직하고, 70% 이상 100% 이하로 하는 것이 더 바람직하다. 또한 투광성을 가지는 도전막의 가시광에 대한 반사율은 0% 이상 40% 이하로 하는 것이 바람직하고, 0% 이상 30% 이하로 하는 것이 더 바람직하다.
발광 소자를 구성하는 전극은 각각 증착법, 예를 들어 진공 증착법 또는 스퍼터링법을 사용하여 형성하면 좋다. 그 이외에 잉크젯법 등의 토출법, 스크린 인쇄법 등의 인쇄법, 또는 도금법을 사용하여 형성할 수 있다.
발광 소자(110)가 가지는 EL층(112)에는 백색 발광의 발광 물질을 적용하여도 좋다. EL층(112)에 백색 발광의 발광 물질을 적용하는 경우에는, EL층(112)에 2종류 이상의 발광 물질이 포함되는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 예를 들어 2개 이상의 발광 물질 각각의 발광이 보색 관계가 되도록 발광 물질을 선택함으로써 백색 발광을 얻을 수 있다. 예를 들어 각각 R(적색), G(녹색), B(청색), Y(황색), O(주황색) 등의 발광을 나타내는 발광 물질 또는 R, G, B 중 2개 이상의 색의 스펙트럼 성분을 포함하는 발광을 나타내는 발광 물질 중 2개 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 또한 발광 소자로부터의 발광의 스펙트럼이 가시광 영역의 파장(예를 들어 350nm 내지 750nm)의 범위 내에 2개 이상의 피크를 가지는 발광 소자를 적용하는 것이 바람직하다. 또한 황색의 파장 영역에 피크를 가지는 재료의 발광 스펙트럼이 녹색 및 적색의 파장 영역에도 스펙트럼 성분을 가지는 재료인 것이 바람직하다.
EL층(112)은 하나의 색을 발광하는 발광 재료를 포함한 발광층과 다른 색을 발광하는 발광 재료를 포함한 발광층이 적층된 구성으로 할 수 있다. 예를 들어 EL층(112)에서의 복수의 발광층은 서로 접하여 적층되어도 좋고, 어느 발광 재료도 포함하지 않는 영역을 개재(介在)하여 적층되어도 좋다. 예를 들어 형광 발광층과 인광 발광층 사이에, 상기 형광 발광층 또는 인광 발광층과 동일한 재료(예를 들어 호스트 재료, 어시스트 재료)를 포함하고, 또한 어느 발광 재료도 포함하지 않는 영역을 제공하는 구성으로 하여도 좋다. 이로써 발광 소자의 제작이 용이해지며 구동 전압이 저감된다.
발광 소자마다 상이한 색의 광을 투과시키는 착색층을 중첩시킴으로써, 백색광을 방출하는 발광 소자는 착색층을 통하여 광을 방출할 수 있다. 예를 들어 백색광을 방출하는 발광 소자에서 각각 적색(R), 녹색(G), 또는 청색(B)의 광을 투과시키는 3종류의 착색층을 사용함으로써 풀 컬러의 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한 발광 소자(110)는 하나의 EL층을 가지는 싱글 구조를 가져도 좋고, 복수의 EL층이 전하 발생층을 개재하여 적층된 탠덤 구조를 가져도 좋다.
EL층(112)에 백색 발광의 발광 물질을 적용하는 경우에는, 발광 소자마다 발광층을 구분 도포할 필요가 없다. 또한 복수의 발광 소자(110)에 걸쳐 연속된 하나의 EL층(112)을 제공하여도 좋다.
도 2의 (B)에 나타낸 표시 장치(100)에서, 각 발광 소자(110)에 포함되는 도전층(117)은 발광 소자마다 두께가 다르다. 예를 들어 EL층(112)에 백색 발광의 발광 물질을 적용하는 경우에는, 도전층(117)의 두께를 발광 소자마다 다르게 함으로써 광로 길이를 다르게 하는 것이 바람직하다. 도 2의 (B)에서 3개의 도전층(117) 중 도전층(117B)의 두께가 가장 얇고, 도전층(117R)의 두께가 가장 두껍다. 여기서 각 발광 소자에서의 도전층(111)의 상면과 공통 전극(113)의 하면(즉 공통 전극(113)과 EL층(112)의 계면)의 거리는 발광 소자(110R)에서 가장 크고, 발광 소자(110B)에서 가장 작다. 발광 소자마다 도전층(111)의 상면과 공통 전극(113)의 하면의 거리를 다르게 함으로써, 각 발광 소자에서의 광학 거리(광로 길이)를 다르게 할 수 있다.
3개의 발광 소자 중 발광 소자(110R)는 광로 길이가 가장 길기 때문에, 가장 장파장인 광이 강해진 광(R)을 사출한다. 한편으로 발광 소자(110B)는 광로 길이가 가장 짧기 때문에, 가장 단파장인 광이 강해진 광(B)을 사출한다. 발광 소자(110G)는 그 중간의 파장의 광이 강해진 광(G)을 사출한다. 예를 들어 광(R)은 적색광이 강해진 광으로, 광(G)은 녹색광이 강해진 광으로, 광(B)은 청색광이 강해진 광으로 할 수 있다.
이러한 구성으로 함으로써, 발광 소자(110)가 가지는 EL층을 상이한 색의 발광 소자마다 구분 형성할 필요가 없기 때문에, 같은 구성의 소자를 사용하여 색 재현성이 높은 컬러 표시를 수행할 수 있다. 또한 발광 소자(110)를 매우 높은 밀도로 배치할 수 있게 된다. 예를 들어 정세도가 5000ppi를 넘는 표시 장치를 실현할 수 있다.
각 발광 소자에서는 가시광을 반사하는 도전층(111)의 표면과, 가시광에 대하여 반투과성, 반반사성을 가지는 공통 전극(113) 사이의 광학 거리가, 강도를 높이려고 하는 광의 파장 λ에 대하여 mλ/2(m은 양의 정수임) 또는 그 근방이 되도록 조정되어 있는 것이 바람직하다.
또한 상술한 광학 거리는, 엄밀하게는 도전층(111)의 반사면과, 반투과성, 반반사성을 가지는 공통 전극(113)의 반사면 사이의 물리적인 거리와, 이들 사이에 제공되는 층의 굴절률의 곱에 상관성이 때문에 엄밀하게 조정하기가 어렵다. 그러므로 도전층(111)의 표면, 및 반투과성, 반반사성을 가지는 공통 전극(113)의 표면을 각각 반사면으로 가정하여 광학 거리를 조정하는 것이 바람직하다.
EL층(112)으로서 백색 발광을 나타내는 EL층을 적용하는 경우에는, 예를 들어 EL층(112R), EL층(112G), 및 EL층(112B)으로서 공통되는 층을 사용할 수 있다.
또한 발광 소자(110)와 중첩되는 착색층을 제공함으로써, 발광 소자로부터의 광의 색 순도를 높일 수 있다. 도 2의 (B)에는 표시 장치(100)가 기판(128), 착색층(129a, 129b, 129c), 및 블랙 매트릭스(129d)를 가지는 구성을 나타내었다.
보호층(121)과 기판(128) 사이에는 수지층(122)이 제공된다. 수지층(122)은 기판(101) 위에 제공된 발광 소자(110)와, 기판(128) 위에 제공된 착색층(129a, 129b, 129c) 및 블랙 매트릭스(129d)를 접합하는 기능을 가진다.
수지층(122)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 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지, 이미드 수지, PVC(폴리바이닐클로라이드) 수지, PVB(폴리바이닐뷰티랄) 수지, EVA(에틸렌바이닐아세테이트) 수지 등을 들 수 있다. 특히 에폭시 수지 등 투습성이 낮은 재료가 바람직하다. 또한 2액 혼합형 수지를 사용하여도 좋다. 또한 접착 시트 등을 사용하여도 좋다.
착색층(129a), 착색층(129b), 및 착색층(129c)은 서로 다른 색의 광을 투과시키는 기능을 가진다. 착색층(129a)은 예를 들어 투과시키는 광의 파장 영역이 착색층(129b)과 다르다. 또한 착색층(129b)은 예를 들어 투과시키는 광의 파장 영역이 착색층(129c)과 다르다. 또한 착색층(129c)은 예를 들어 투과시키는 광의 파장 영역이 착색층(129a)과 다르다. 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. 또한 이하에서는 착색층(129a), 착색층(129b), 및 착색층(129c)에 공통되는 사항을 설명하는 경우에는, 부호에 부가하는 기호를 생략하여 착색층(129)이라고 표기하여 설명하는 경우가 있다.
여기서 예를 들어 발광 소자(110)와 중첩되지 않는 영역에 있어서, 인접한 착색층(129)들은 서로 중첩되는 영역을 가지는 경우가 있다. 상이한 색의 광을 투과시키는 착색층(129)이 중첩됨으로써, 착색층(129)이 중첩되는 영역에서 착색층(129)을 차광층으로서 기능시킬 수 있다. 따라서 발광 소자(110)가 방출하는 광이 인접한 부화소에 누설되는 것을 억제할 수 있다. 예를 들어 착색층(129a)과 중첩되는 발광 소자(110R)가 방출하는 광이 착색층(129b)에 입사하는 것을 억제할 수 있다. 따라서 표시 장치에 표시되는 화상의 콘트라스트를 높일 수 있어 표시 품질이 높은 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한 인접한 착색층(129)은 서로 중첩되는 영역을 가지지 않아도 된다. 이 경우, 발광 소자(110)와 중첩되지 않는 영역에 블랙 매트릭스(129d)를 제공하는 것이 바람직하다. 블랙 매트릭스(129d)는 예를 들어 기판(128)의 수지층(122) 측의 면에 제공할 수 있다. 또한 착색층(129)을 기판(128)의 수지층(122) 측의 면에 제공하여도 좋다.
블랙 매트릭스는 흑색층이라고 불리는 경우가 있다.
본 명세서 등에서, 확대하기 전의 도면에서는, 보기 쉽게 하기 위하여 층 및 막의 두께가 두껍게 도시된 경우가 있다. 또한 확대한 후의 도면에서는, 표시 장치가 가지는 각 구성 요소 간의 거리 등이 상이한 경우가 있다.
또한 EL층(112)의 단부가 도전층(111)의 단부보다 내측에 위치하여도 좋다.
도 3의 (A)는 도 1의 (C)에서 이점쇄선으로 둘러싼 영역의 확대도이다. 도 3의 (A)에서는 EL층(112)의 단부가 도전층(111)의 단부보다 외측에 위치한다. 한편, 도 3의 (B)에 나타낸 구성은 EL층(112)의 단부가 도전층(111)의 단부보다 내측에 위치하는 점이 도 3의 (A)와 주로 다르다. 또한 EL층(112)의 단부가 도전층(111)의 단부와 대략 정렬되는 구성으로 하여도 좋다. 또한 EL층(112)의 단부의 한쪽이 도전층(111)보다 외측에 위치하고, 다른 쪽이 도전층(111)의 단부와 대략 정렬되는 구성으로 하여도 좋다. 또한 EL층(112)의 단부의 한쪽이 도전층(111)보다 내측에 위치하고, 다른 쪽이 도전층(111)의 단부와 대략 정렬되는 구성으로 하여도 좋다. 또한 EL층(112)의 단부의 한쪽이 도전층(111)보다 외측에 위치하고, 다른 쪽이 도전층(111)의 단부보다 내측에 위치하는 구성으로 하여도 좋다.
또한 EL층(112)과 절연층(131b) 사이에 EL층(112)을 섬 형상으로 가공할 때 형성하는 희생층이 잔존하는 경우가 있다. 도 3의 (A) 및 (B)에는 EL층(112R)과 절연층(131b) 사이에 희생층(145R)이 잔존하고, EL층(112G)과 절연층(131b) 사이에 희생층(145G)이 잔존하고, EL층(112B)과 절연층(131b) 사이에 희생층(145B)이 잔존하는 예를 나타내었다. 희생층(145R), 희생층(145G), 및 희생층(145B)의 자세한 사항에 대해서는 후술한다.
[제작 방법예 1]
본 발명의 일 형태의 표시 장치의 제작 방법의 일례에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
또한 표시 장치를 구성하는 박막(절연막, 반도체막, 도전막 등)은 스퍼터링법, 화학 기상 퇴적(CVD)법, 진공 증착법, 펄스 레이저 퇴적(PLD: Pulsed Laser Deposition)법, 원자층 퇴적(ALD)법 등을 사용하여 형성할 수 있다. CVD법으로서는 플라스마 화학 기상 퇴적(PECVD)법 및 열 CVD법 등이 있다. 또한 열 CVD법의 하나로서 유기 금속 화학 기상 퇴적(MOCVD: Metal Organic CVD)법이 있다.
또한 표시 장치를 구성하는 박막(절연막, 반도체막, 도전막 등)은 스핀 코팅, 디핑(dipping), 스프레이 코팅, 잉크젯, 디스펜싱, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 닥터 나이프법, 슬릿 코팅, 롤 코팅, 커튼 코팅, 나이프 코팅 등의 방법에 의하여 형성할 수 있다.
또한 표시 장치를 구성하는 박막을 가공하는 경우에는, 포토리소그래피법 등을 사용할 수 있다. 이 외에 나노임프린트법, 샌드블라스트법, 리프트 오프법 등에 의하여 박막을 가공하여도 좋다. 또한 메탈 마스크 등의 차폐 마스크를 사용하는 성막 방법에 의하여 섬 형상의 박막을 직접 형성하여도 좋다.
포토리소그래피법에는 대표적으로는 다음 두 가지 방법이 있다. 하나는 가공하려고 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 혼합한 광을 사용할 수 있다. 이들 외에 자외선을 사용할 수 있다. 또한 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 대신 전자 빔을 사용할 수도 있다. 극단 자외광, X선, 또는 전자 빔을 사용하면, 매우 미세한 가공을 수행할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한 전자 빔 등의 빔을 주사하여 노광을 수행하는 경우에는 포토마스크가 불필요하다.
박막의 에칭에는 드라이 에칭법, 웨트 에칭법, 샌드블라스트법 등을 사용할 수 있다.
박막의 평탄화 처리로서는, 대표적으로는 화학적 기계 연마(Chemical Mechanical Polishing: CMP)법 등의 연마 처리법을 적합하게 사용할 수 있다. 또한 도전층에 가열 처리를 수행하여 유동화시키는 리플로법을 적합하게 사용할 수 있다. 또한 리플로법과 CMP법을 조합하여 수행하여도 좋다. 그 외에 드라이 에칭 처리, 플라스마 처리를 사용하여도 좋다. 또한 연마 처리, 드라이 에칭 처리, 플라스마 처리는 여러 번 수행하여도 좋고, 이들을 조합하여 수행하여도 좋다. 또한 조합하여 수행하는 경우, 공정 순서도 특별히 한정되지 않고, 피처리면의 요철 상태에 따라 적절히 설정하면 좋다.
박막이 원하는 두께를 가지도록 높은 정밀도로 가공하기 위해서는 예를 들어 CMP법을 사용한다. 이 경우, 먼저 상기 박막의 상면의 일부가 노출될 때까지 일정한 가공 속도로 연마를 수행한다. 그 후, 상기보다 가공 속도가 느린 조건에서 상기 박막이 원하는 두께를 가질 때까지 연마를 수행함으로써, 높은 정밀도로 가공을 수행할 수 있다.
연마의 종료점을 검출하는 방법으로서는, 피처리면의 표면에 광을 조사하고 그 반사광의 변화를 검출하는 광학적인 방법, 가공 장치가 피처리면에서 받는 연마 저항의 변화를 검출하는 물리적인 방법, 또는 피처리면에 자력선을 조사하고 발생한 맴돌이 전류에 의한 자력선의 변화를 사용하는 방법 등이 있다.
상기 박막의 상면이 노출된 후, 레이저 간섭계 등을 사용한 광학적인 방법에 의하여 상기 박막의 두께를 감시하면서 가공 속도가 느린 조건에서 연마 처리를 수행함으로써, 상기 박막의 두께를 높은 정밀도로 제어할 수 있다. 또한 필요에 따라 상기 박막이 원하는 두께를 가질 때까지 연마 처리를 여러 번 수행하여도 좋다.
도 1의 (B)에 나타낸 표시 장치의 제작 방법의 일례에 대하여 도 4의 (A) 내지 도 5의 (D)를 사용하여 설명한다. 도 4의 (A) 내지 도 5의 (D)에 나타낸 제작 방법을 사용함으로써, 메탈 마스크를 사용하지 않고 EL층(112)의 가공을 수행할 수 있다.
[기판(101)의 준비]
기판(101)으로서는 적어도 나중에 수행되는 열처리에 견딜 수 있을 정도의 내열성을 가지는 기판을 사용할 수 있다. 기판(101)으로서 절연성 기판을 사용하는 경우에는 유리 기판, 석영 기판, 사파이어 기판, 세라믹 기판 등을 사용할 수 있다. 또한 실리콘 또는 탄소화 실리콘 등을 재료로서 사용한 단결정 반도체 기판, 다결정 반도체 기판, 실리콘 저마늄 등으로 이루어지는 화합물 반도체 기판, SOI 기판 등의 반도체 기판을 사용할 수 있다.
특히 기판(101)으로서는, 트랜지스터 등의 반도체 소자를 포함한 반도체 회로가 상기 반도체 기판 또는 절연성 기판 위에 형성된 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 반도체 회로는 예를 들어 화소 회로, 게이트선 구동 회로(게이트 드라이버), 소스선 구동 회로(소스 드라이버) 등을 구성하는 것이 바람직하다. 또한 상기에 더하여 연산 회로, 기억 회로 등이 구성되어도 좋다.
본 실시형태에서는 적어도 화소 회로가 구성된 기판을 기판(101)으로서 사용한다.
[절연층(255a), 플러그(256), 절연층(255b), 도전층(111)의 형성]
기판(101) 위에 절연층(255a)이 되는 절연막을 성막한다. 이어서, 절연층(255a)에서 플러그(256)를 형성하는 위치에 기판(101)에 도달하는 개구를 형성한다. 상기 개구는 기판(101)에 제공된 전극 또는 배선에 도달하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 개구를 매립하도록 도전막을 성막한 후에, 절연층(255a)의 상면이 노출되도록 평탄화 처리를 수행한다. 이에 의하여, 절연층(255a)에 매립된 플러그(256)를 형성할 수 있다.
절연층(255a) 및 플러그(256) 위에 절연층(255b)이 되는 절연막을 성막한다. 절연층(255b)이 되는 절연막은 플러그(256)를 덮는 것이 바람직하다. 다음으로 절연층(255b)이 되는 절연막에서 도전층(111)을 형성하는 위치에 플러그(256)에 도달하는 개구를 형성한다. 다음으로 상기 개구를 매립하도록 도전막을 성막한 후에, 절연층(255b)의 상면이 노출되도록 평탄화 처리를 수행한다. 이에 의하여, 절연층(255b)에 매립된 도전층(111)을 형성할 수 있다(도 4의 (A)). 도전층(111)은 플러그(256)와 전기적으로 접속된다.
절연층(255b)의 상면은 도전층(111)의 상면과 대략 정렬되는 것이 바람직하다. 또한 도전층(111)의 상면은 절연층(255b)의 상면보다 낮은 경우가 있고, 도전층(111)이 절연층(255b)보다 오목한 형상인 경우가 있다.
또는 절연층(255b)의 상면의 높이와 도전층(111)의 상면의 높이의 차이는 예를 들어 도전층(111)의 막 두께의 0.1배 미만이다.
[EL층(112)의 형성]
다음으로 도전층(111) 및 절연층(255b) 위에 EL막(112Rf)을 성막한다. EL막(112Rf)은 발광 소자(110R)의 EL층(112R)이 되는 막이다. 또한 여기서는 EL층(112R), EL층(112G), EL층(112B)을 이 순서대로 형성하는 예에 대하여 설명하지만, 3개의 EL층(112)의 형성 순서는 이에 한정되지 않는다.
EL막(112Rf)이 되는 층은 적어도 발광성 화합물을 포함한 막을 가진다. 이 외에 전자 주입층, 전자 수송층, 전하 발생층, 정공 수송층, 또는 정공 주입층으로서 기능하는 막 중 하나 이상이 적층된 구성으로 하여도 좋다. EL층(112R)이 되는 층은 예를 들어 증착법, 스퍼터링법, 또는 잉크젯법 등을 사용하여 형성할 수 있다. 또한 이에 한정되지 않고, 상술한 성막 방법을 적절히 사용할 수 있다.
[희생막의 형성]
이어서 희생막의 성막 공정에 대하여 설명한다.
이하에서는 2층 구조의 희생층을 사용하는 예에 대하여 설명한다.
희생막(144R)은 희생층(145R)이 되는 막이고, 희생막(146R)은 희생층(147R)이 되는 막이다. 희생막(144G)은 희생층(145G)이 되는 막이고, 희생막(146G)은 희생층(147G)이 되는 막이다. 희생막(144B)은 희생층(145B)이 되는 막이고, 희생막(146B)은 희생층(147B)이 되는 막이다.
희생막의 성막 공정으로서는 먼저 EL막(112Rf)을 덮어 희생막(144R)을 형성한다. 또한 희생막(144R)은 접속 전극(111C)의 상면에 접하여 제공된다. 이어서 희생막(144R) 위에 희생막(146R)을 형성한다.
희생막(144R) 및 희생막(146R)의 형성에는 예를 들어 스퍼터링법, ALD법(열 ALD법, PEALD법), 또는 진공 증착법을 사용할 수 있다. 또한 EL층에 주는 대미지가 적은 형성 방법이 바람직하고, EL막(112Rf) 위에 직접 형성하는 희생막(144R)은 스퍼터링법보다 ALD법 또는 진공 증착법을 사용하여 형성하는 것이 적합하다.
희생막(144R)으로서는 금속막, 합금막, 금속 산화물막, 반도체막, 무기 절연막 등의 무기막을 적합하게 사용할 수 있다.
또한 희생막(144R)으로서 산화물막을 사용할 수 있다. 대표적으로는 산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 산화 알루미늄, 산화질화 알루미늄, 산화 하프늄, 산화질화 하프늄 등의 산화물막 또는 산화질화물막을 사용할 수도 있다. 또한 희생막(144R)으로서는 예를 들어 질화물막을 사용할 수 있다. 구체적으로는 질화 실리콘, 질화 알루미늄, 질화 하프늄, 질화 타이타늄, 질화 탄탈럼, 질화 텅스텐, 질화 갈륨, 질화 저마늄 등의 질화물을 사용할 수도 있다. 이러한 무기 절연 재료는 스퍼터링법, CVD법, 또는 ALD법 등의 성막 방법을 사용하여 형성할 수 있지만, EL막(112Rf) 위에 직접 형성하는 희생막(144R)은 특히 ALD법을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.
또한 희생막(144R)에는 예를 들어 금, 은, 백금, 마그네슘, 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 팔라듐, 타이타늄, 알루미늄, 이트륨, 지르코늄, 및 탄탈럼 등의 금속 재료, 또는 상기 금속 재료가 포함되는 합금 재료를 사용할 수 있다. 특히 알루미늄 또는 은 등의 저융점 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
또한 희생막(144R)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, 및 마그네슘 중에서 선택된 1종류 또는 복수 종류)을 사용한 경우에도 적용할 수 있다. 특히 M은 갈륨, 알루미늄, 및 이트륨 중에서 선택된 1종류 또는 복수 종류로 하는 것이 바람직하다.
위에서 든 희생막(144R)에 사용할 수 있는 재료를 희생막(144(2)R)에 사용할 수 있다. 또한 위에서 든 희생막(144R)에 사용할 수 있는 재료 중에서, 하나를 희생막(144R)으로서 선택하고, 다른 하나를 희생막(146R)으로서 선택할 수 있다. 또한 위에서 든 희생막(144R)에 사용할 수 있는 재료 중에서, 하나 또는 복수의 재료를 희생막(144R)으로서 선택하고, 희생막(144R)으로서 선택된 재료 이외에서 선택된 재료를 희생막(146R)에 사용할 수 있다.
희생막(144R)으로서는, EL막(112Rf) 등의 각 EL막의 에칭 처리에 대한 내성이 높은 막, 즉 에칭 선택비가 높은 막을 사용할 수 있다. 또한 희생막(144R)으로서는, 각 EL막에 주는 대미지가 적은 웨트 에칭법에 의하여 제거할 수 있는 막을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
또한 희생막(144R)에는, 적어도 EL막(112Rf)의 최상부에 위치하는 막에 대하여 화학적으로 안정된 용매에 용해될 수 있는 재료를 사용하여도 좋다. 특히 물 또는 알코올에 용해되는 재료를 희생막(144R)에 적합하게 사용할 수 있다. 희생막(144R)은, 재료를 물 또는 알코올 등의 용매에 용해시킨 상태에서 습식의 성막 방법으로 도포한 후에, 용매를 증발시키기 위한 가열 처리를 함으로써 성막하는 것이 바람직하다. 이때, 감압 분위기하에서 가열 처리를 수행하면, 저온에서 용매를 단시간에 제거할 수 있기 때문에, EL막(112Rf)에 주는 열적인 대미지를 저감할 수 있어 바람직하다.
희생막(144R)의 형성에 사용할 수 있는 습식 성막 방법으로서는 스핀 코팅, 디핑, 스프레이 도포, 잉크젯, 디스펜싱, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 닥터 나이프법, 슬릿 코팅, 롤 코팅, 커튼 코팅, 나이프 코팅 등을 들 수 있다.
희생막(144R)에는 폴리바이닐알코올(PVA), 폴리바이닐뷰티랄, 폴리바이닐피롤리돈, 폴리에틸렌글라이콜, 폴리글리세린, 풀루란, 수용성 셀룰로스, 또는 알코올 가용성 폴리아마이드 수지 등의 유기 재료를 사용할 수 있다.
희생막(146R)에는 희생막(144R)에 대한 선택비가 높은 막을 사용하면 좋다.
희생막(144R)에 ALD법으로 형성한 산화 알루미늄, 산화 하프늄, 산화 실리콘 등의 무기 절연 재료를 사용하고, 희생막(146R)에 스퍼터링법으로 형성한 인듐 갈륨 아연 산화물(In-Ga-Zn 산화물, IGZO라고도 표기함) 등 인듐을 포함한 금속 산화물을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
또한 희생막(146R)으로서, EL막(112Rf) 등에 사용할 수 있는 유기막을 사용하여도 좋다. 예를 들어 EL막(112Rf), EL막(112Gf), 또는 EL막(112Bf)에 사용하는 유기막과 동일한 막을 희생막(146R)으로서 사용할 수 있다. 이와 같은 유기막을 사용함으로써, EL막(112Rf) 등의 형상에 사용되는 성막 장치를 공통적으로 사용할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한 EL막(112Rf) 등을 에칭할 때 희생층(147R)을 동시에 제거할 수 있기 때문에 공정을 간략화할 수 있다.
예를 들어 희생막(144R)의 에칭에 플루오린을 포함한 가스(플루오린계 가스라고도 함)를 사용한 드라이 에칭을 사용하는 경우에는 실리콘, 질화 실리콘, 산화 실리콘, 텅스텐, 타이타늄, 몰리브데넘, 탄탈럼, 질화 탄탈럼, 몰리브데넘과 나이오븀을 포함한 합금, 또는 몰리브데넘과 텅스텐을 포함한 합금 등을 희생막(146R)에 사용할 수 있다. 여기서 상기 플루오린계 가스를 사용한 드라이 에칭에서 에칭 선택비가 높은(즉, 에칭 속도를 느리게 할 수 있는) 막으로서는 IGZO, ITO 등의 금속 산화물막 등이 있고, 이를 희생막(144R)으로서 사용할 수 있다.
[레지스트 마스크(143a)의 형성]
다음으로 희생막(146R) 위에 레지스트 마스크(143a)를 형성한다(도 4의 (B)). 또한 도 4의 (B)에는, 접속 전극(111C) 위에 EL막(112Rf)이 성막되지 않는 예를 나타내었다. EL막(112Rf)의 성막 시에 접속 전극(111C) 위의 영역을 차폐하는 경우에는 메탈 마스크를 사용할 수 있다. 이때 사용하는 메탈로는 표시부의 화소 영역을 차폐하지 않아도 되기 때문에, 고정세 마스크를 사용할 필요가 없다.
레지스트 마스크(143a)에는 포지티브형 레지스트 재료 또는 네거티브형 레지스트 재료 등 감광성 수지를 포함하는 레지스트 재료를 사용할 수 있다.
여기서 희생막(146R) 위에 레지스트 마스크(143a)를 형성하는 경우, 희생막(146R)에 핀홀 등의 결함이 존재하면 레지스트 재료의 용매에 의하여 EL막(112Rf)이 용해될 우려가 있다. 희생막(144R)에 ALD법에 의하여 형성한 산화 알루미늄, 산화 하프늄, 산화 실리콘 등의 무기 절연 재료를 사용하면, 핀홀이 적은 막으로 할 수 있고, 이와 같은 문제가 생기는 것을 방지할 수 있다.
[희생막(144R) 및 희생막(146R)의 에칭]
다음으로 레지스트 마스크(143a)로 덮이지 않은 희생막(146R) 및 희생막(144R)의 일부를 에칭에 의하여 제거함으로써, 섬 형상 또는 띠 형상의 희생층(145R) 및 희생층(147R)을 형성한다. 여기서 희생층(145R) 및 희생층(147R)은 도전층(111R) 위 및 접속 전극(111C) 위에 형성된다.
여기서 레지스트 마스크(143a)를 사용한 에칭에 의하여 희생막(146R)의 일부를 제거함으로써 희생층(147R)을 형성한 후, 레지스트 마스크(143a)를 제거하고, 희생층(147R)을 하드 마스크로서 사용하여 희생막(144R)을 에칭하는 것이 바람직하다. 희생막(146R)의 에칭에는 희생막(144R)에 대한 선택비가 높은 에칭 조건을 사용하는 것이 바람직하다. 하드 마스크의 형성을 위한 에칭에는 웨트 에칭 또는 드라이 에칭을 사용할 수 있고, 드라이 에칭을 사용하면 패턴의 축소를 억제할 수 있다. 예를 들어 희생막(144R)에 ALD법으로 형성한 산화 알루미늄, 산화 하프늄, 산화 실리콘 등의 무기 절연 재료를 사용하고, 희생막(146R)에 스퍼터링법으로 형성한 인듐 갈륨 아연 산화물(In-Ga-Zn 산화물, IGZO라고도 표기함) 등 인듐을 포함한 금속 산화물을 사용하는 경우에는, 스퍼터링법에 의하여 형성된 희생막(146R)을 에칭하여 하드 마스크로 한다.
레지스트 마스크(143a)는 웨트 에칭 또는 드라이 에칭으로 제거할 수 있다. 특히 산소 가스를 에칭 가스로서 사용한 드라이 에칭(플라스마 애싱이라고도 함)에 의하여 레지스트 마스크(143a)를 제거하는 것이 바람직하다.
희생층(147R)을 하드 마스크로서 사용하여 희생막(144R)을 에칭함으로써, 레지스트 마스크(143a)의 제거는 EL막(112Rf)이 희생막(144R)으로 덮인 상태로 수행될 수 있다. 특히 EL막(112Rf)이 산소에 노출되면 전기 특성에 악영향을 미치는 경우가 있기 때문에, 플라스마 애싱 등 산소 가스를 사용한 에칭을 수행하는 경우에는 적합하다.
다음으로 희생층(147R)을 마스크로서 사용하여 희생막(144R)을 에칭으로 제거함으로써 섬 형상 또는 띠 형상의 희생층(145R)을 형성한다. 또한 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 제작 방법에서, 희생층(145R) 및 희생층(147R) 중 어느 한쪽을 사용하지 않는 구성으로 하여도 좋다.
[EL막(112Rf)의 에칭]
다음으로 EL막(112Rf)에서 희생층(145R)으로 덮이지 않은 일부를 에칭으로 제거함으로써 섬 형상 또는 띠 형상의 EL층(112R)을 형성한다.
EL막(112Rf)의 에칭에는 산소를 주성분으로 포함하지 않는 에칭 가스를 사용한 드라이 에칭을 사용하는 것이 바람직하다. 이로써, EL막(112Rf)이 변질되는 것을 억제하여 신뢰성이 높은 표시 장치를 실현할 수 있다. 산소를 주성분으로 포함하지 않는 에칭 가스로서는 예를 들어 CF4, C4F8, SF6, CHF3, Cl2, H2O, BCl3, 또는 He 등의 비활성 기체가 있다. 또한 상기 가스와, 산소를 포함하지 않는 희석 가스의 혼합 가스를 에칭 가스로서 사용할 수 있다. 여기서 EL막(112Rf)의 에칭에서 희생층(145(1)a)의 일부를 제거하여도 좋다. 예를 들어 희생막(144(1)a)을 2층 구조로 하고, 아래층에 ALD법으로 형성한 산화 알루미늄, 산화 하프늄, 산화 실리콘 등의 무기 절연 재료를 사용하고, 위층에 스퍼터링법으로 형성한 인듐 갈륨 아연 산화물(In-Ga-Zn 산화물, IGZO라고도 표기함) 등 인듐을 포함한 금속 산화물을 사용하는 경우에는, EL막(112Rf)의 에칭에서 위층을 에칭하여도 좋다.
또한 EL막(112Rf)의 에칭은 상술한 것에 한정되지 않고 다른 가스를 사용하는 드라이 에칭에 의하여 수행하여도 좋고, 웨트 에칭에 의하여 수행하여도 좋다.
또한 EL막(112Rf)의 에칭에 산소 가스를 포함한 에칭 가스 또는 산소 가스를 사용한 드라이 에칭을 사용하면, 에칭 속도를 높일 수 있다. 그러므로 에칭 속도를 충분한 속도로 유지하면서, 파워가 낮은 조건에서 에칭을 수행할 수 있기 때문에, 에칭으로 인한 대미지를 저감할 수 있다. 또한 에칭 시에 생기는 반응 생성물의 부착 등의 문제를 억제할 수 있다. 예를 들어 상기 산소를 주성분으로 포함하지 않는 에칭 가스에 산소 가스를 추가한 에칭 가스를 사용할 수 있다.
[EL층(112G), EL층(112B)의 형성]
다음으로 희생층(145(1)R) 위에 EL층(112G)이 되는 EL막(112Gf)을 성막한다. EL막(112Gf)에 대해서는 EL막(112Rf)에 대한 기재를 참조할 수 있다.
다음으로 EL막(112Gf) 위에 희생막(144G)을 성막한다. 희생막(144G)에 대해서는 희생막(144R)에 대한 기재를 참조할 수 있다.
다음으로 희생막(144G) 위에 희생막(146G)을 성막한다. 희생막(146G)에 대해서는 희생막(146R)에 대한 기재를 참조할 수 있다.
다음으로 희생막(146G) 위에 레지스트 마스크(143b)를 형성한다(도 4의 (C)).
다음으로 희생층(145G), 희생층(147G), 및 EL층(112G)을 형성한다. 희생층(145G), 희생층(147G), 및 EL층(112G)의 형성에 대해서는 희생층(145R), 희생층(147R), 및 EL층(112R)의 형성을 참조할 수 있다.
다음으로 희생층(147R) 및 희생층(147G) 위에 EL층(112B)이 되는 EL막(112Bf)을 성막한다. EL막(112Bf)에 대해서는 EL막(112Rf)에 대한 기재를 참조할 수 있다.
다음으로 EL막(112Bf) 위에 희생막(144B)을 성막한다. 희생막(144B)에 대해서는 희생막(144R)에 대한 기재를 참조할 수 있다.
다음으로 희생막(144B) 위에 희생막(146B)을 성막한다. 희생막(146B)에 대해서는 희생막(146R)에 대한 기재를 참조할 수 있다.
다음으로 희생막(146B) 위에 레지스트 마스크(143c)를 형성한다(도 4의 (D)).
다음으로 희생층(145B), 희생층(147B), 및 EL층(112B)을 형성한다. 희생층(145B), 희생층(147B), 및 EL층(112B)의 형성에 대해서는 희생층(145R), 희생층(147R), 및 EL층(112R)의 형성을 참조할 수 있다.
이어서 희생층(147R), 희생층(147G), 및 희생층(147B)(이하 통틀어 희생층(147)이라고 부름)을 에칭 등을 사용하여 제거한다(도 5의 (A)). 희생층(147)의 에칭에는 희생층(145R), 희생층(145G), 및 희생층(145B)(이하 통틀어 희생층(145)이라고 부름)에 대한 선택비가 높은 조건을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 희생층(147)의 제거를 수행하지 않아도 된다.
[수지층(131a) 및 절연층(131b)의 형성]
다음으로 절연층(131b)이 되는 절연막(131bf)을 형성한다. 절연막(131bf)에는 무기 재료를 포함한 막을 적용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 하프늄, 산화 갈륨, 인듐 갈륨 아연 산화물, 산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 질화 실리콘, 또는 질화산화 실리콘 등을 포함한 막을 단층으로 또는 적층하여 사용할 수 있다.
절연막(131bf)의 형성에는 스퍼터링법, 화학 기상 성장(CVD)법, 분자선 에피택시(MBE)법, 펄스 레이저 퇴적(PLD)법, 원자층 퇴적(ALD)법 등을 사용할 수 있다. 절연막(131bf)의 형성에는 피복성이 양호한 ALD법을 적합하게 사용할 수 있다.
절연막(131bf)으로서 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 하프늄, 산화 갈륨, 인듐 갈륨 아연 산화물, 산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 질화 실리콘, 또는 질화산화 실리콘 등을 단층으로 또는 적층하여 사용할 수 있다. 특히 산화 알루미늄은 에칭 시에 EL층(112)에 대한 선택비가 높고, 후술하는 절연층(131b)의 형성 시에 EL층(112)을 보호하는 기능을 가지기 때문에 바람직하다.
절연막(131bf)은 ALD법에 의하여 형성됨으로써 핀홀이 적은 막으로 할 수 있고, EL층(112)을 보호하는 기능이 우수한 절연층(131b)으로 할 수 있다.
절연막(131bf)의 성막 온도는 EL층(112)의 내열 온도보다 낮은 온도로 하는 것이 바람직하다.
여기서는 절연막(131bf)으로서 ALD법에 의하여 산화 알루미늄을 형성한다. ALD법에 의한 절연막(131bf)의 형성 온도는 60℃이상 150℃이하가 바람직하고, 70℃이상 115℃이하가 더 바람직하고, 80℃이상 100℃이하가 더 바람직하다. 이와 같은 온도에서 절연막(131bf)을 형성함으로써 치밀한 절연막을 얻을 수 있고, EL층(112)에 주는 대미지를 저감할 수 있다.
다음으로 수지층(131a)이 되는 수지막(131af)을 형성한다(도 5의 (B)). 수지막(131af)은 절연막(131bf)의 오목부를 매립하도록 제공된다. 또한 수지막(131af)은 희생층(145), EL층(112), 도전층(111)을 덮도록 제공된다. 수지막(131af)은 평탄화막인 것이 바람직하다.
수지막(131af)으로서 유기 재료를 포함한 절연막을 적용하는 것이 바람직하고, 유기 재료로서는 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
수지막(131af)에 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 수지막(131af)으로서 감광성 수지를 사용할 수 있다. 감광성 수지로서는 포지티브형 재료 또는 네거티브형 재료를 사용할 수 있다.
수지막(131af)을 감광성 수지를 사용하여 형성함으로써, 노광 및 현상의 공정만으로 수지막(131af)을 제작할 수 있어, 발광 소자(110)를 구성하는 각 층, 특히 EL층에 주는 대미지를 저감할 수 있다.
수지막(131af)은 도 5의 (B)에 나타낸 바와 같이, 피형성면의 요철이 반영된, 완만한 요철을 가지는 경우가 있다. 또는 수지막(131af)의 피형성면의 요철의 영향이 작고, 도 5의 (B)에 비하여 높은 평탄성을 가지는 경우가 있다.
이어서 수지층(131a)을 형성한다. 여기서 수지막(131af)으로서 감광성 수지를 사용함으로써, 레지스트 마스크, 하드 마스크 등의 에칭 마스크를 제공하지 않고 수지층(131a)을 형성할 수 있다. 또한 감광성 수지는 노광 및 현상의 공정만으로 가공할 수 있기 때문에 드라이 에칭법 등을 사용하지 않고 수지층(131a)을 형성할 수 있다. 따라서 공정의 간략화가 가능하다. 또한 수지막(131af)의 에칭으로 인하여 EL층이 받는 대미지를 저감할 수 있다. 또한 수지층(131a)의 상부의 일부를 에칭하여 표면의 높이를 조정하여도 좋다.
또한 수지막(131af)의 상면에 실질적으로 균일하게 에칭을 실시함으로써 수지층(131a)을 형성하여도 좋다. 이와 같이 균일하게 에칭하여 평탄화하는 것을 에치 백이라고도 한다.
수지층(131a)의 형성에 있어서, 노광 및 현상의 공정과 에치 백 공정을 조합하여 사용하여도 좋다.
이어서 절연막(131bf) 및 희생층(145)의 에칭을 수행한다(도 5의 (C)). 이때 EL층(112R), EL층(112G), 및 EL층(112B)에 대하여 가능한 한 대미지를 주지 않는 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 이에 의하여 EL층(112R), EL층(112G), 및 EL층(112B)의 측면을 덮는 절연층(131b)이 형성된다.
절연막(131bf)과 희생층(145)에 같은 재료를 사용함으로써 에칭을 동시에 수행할 수 있으므로 공정을 간략화할 수 있는 경우가 있다.
절연막(131bf)의 에칭에는 드라이 에칭법, 웨트 에칭법을 사용할 수 있다. 또한 산소 플라스마를 사용한 애싱 등에 의하여 에칭을 수행하여도 좋다. 또한 절연막(131bf)의 에칭으로서 화학 기계 연마(CMP: Chemical Mechanical Poliching)를 사용하여도 좋다.
또한 절연막(131bf)의 에칭을 수행할 때는, 에칭으로 인하여 EL층(112)이 받는 대미지를 억제하는 것이 바람직하다. 따라서 예를 들어 EL층(112)에 대한 에칭 선택비가 높은 재료를 절연막(131bf)에 사용하는 것이 바람직하다.
절연막(131bf)에 무기 재료를 사용함으로써 EL층(112)에 대한 선택비를 높게 할 수 있는 경우가 있다. 또한 절연층(131b)으로서 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 하프늄, 산화 갈륨, 인듐 갈륨 아연 산화물, 산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 질화 실리콘, 또는 질화산화 실리콘 등을 단층으로 또는 적층하여 사용할 수 있다. 특히 산화 알루미늄은 에칭 시에 EL층(112)에 대한 선택비가 높고, 후술하는 절연층(131b)의 형성 시에 EL층(112)을 보호하는 기능을 가지기 때문에 바람직하다. 특히 ALD법에 의하여 형성한 산화 알루미늄, 산화 하프늄, 산화 실리콘 등의 무기 절연 재료를 절연층(131b)에 사용함으로써 핀홀이 적은 막으로 할 수 있고, EL층(112)을 보호하는 기능이 우수한 절연층(131b)으로 할 수 있다.
수지막(131af) 및 절연막(131bf)을 형성할 때, 에칭량을 바꿈으로써 각각의 상면의 높이를 조정할 수 있다. 여기서는 절연층(131b)이 EL층(112)의 측면을 덮도록 에칭량을 조정하는 것이 바람직하다. 특히 절연층(131b)이 EL층(112)이 가지는 발광층의 측면을 덮도록 에칭량을 조정하는 것이 바람직하다.
또한 유기 재료를 포함한 수지막(131af)은 피형성면의 요철, 및 피형성면에 형성되는 패턴의 소밀에 의하여 표면의 평탄성이 변화되는 경우가 있다. 또한 수지막(131af)에 사용하는 재료의 점도 등에 의하여, 수지막(131af)의 평탄성이 변화되는 경우가 있다. 예를 들어 EL층(112) 위에 중첩되는 영역의 수지막(131af)의 막 두께에 비하여 EL층(112)과 중첩되지 않는 영역의 수지막(131af)의 막 두께가 얇아지는 경우가 있다. 이와 같은 경우에, 예를 들어 수지막(131af)의 에치 백을 수행함으로써, 수지층(131a)의 상면의 높이가 희생층(145)의 상면의 높이보다 낮아지는 경우가 있다.
또한 수지막(131af)은 복수의 EL층(112) 사이의 영역에서 오목 곡면을 가지는 형상(오목한 형상), 볼록 곡면을 가지는 형상(볼록한 형상) 등이 되는 경우가 있다.
[공통층(114)의 형성]
다음으로 공통층(114)을 형성한다. 또한 공통층(114)을 가지지 않는 구성의 경우에는, EL층(112R), EL층(112G), 및 EL층(112B)을 덮어 공통 전극(113)을 형성하면 좋다.
[공통 전극(113)의 형성]
이어서 공통층(114) 위에 공통 전극(113)을 형성한다. 공통 전극(113)은 예를 들어 증착법, 더 구체적으로는 예를 들어 스퍼터링법 또는 진공 증착법 등에 의하여 형성할 수 있다. 또한 접속 전극(111C) 위에 공통층(114)을 제공하지 않는 구성으로 하는 경우에는, 공통층(114)의 성막에서 접속 전극(111C) 위를 차폐하는 메탈 마스크를 사용하면 좋다. 이때 사용하는 메탈 마스크로는 표시부의 화소 영역을 차폐하지 않아도 되기 때문에, 고정세 마스크를 사용할 필요가 없다.
이상의 공정으로 발광 소자(110R), 발광 소자(110G), 및 발광 소자(110B)를 제작할 수 있다.
[보호층(121)의 형성]
다음으로 공통 전극(113) 위에 보호층(121)을 형성한다(도 5의 (D)). 보호층(121)에 사용하는 무기 절연막의 성막에는 스퍼터링법, PECVD법, 또는 ALD법을 사용하는 것이 바람직하다. 특히 ALD법은 단차 피복성이 우수하고, 핀홀 등의 결함이 발생되기 어렵기 때문에 바람직하다. 또한 유기 절연막의 성막에 잉크젯법을 사용하면 원하는 영역에 균일한 막을 형성할 수 있어 바람직하다.
이상의 공정으로 도 1의 (B)에 나타낸 표시 장치(100)를 제작할 수 있다.
[구성예 2]
이하에서는 본 발명의 일 형태의 표시 장치의 또 다른 구성예에 대하여 설명한다.
도 6은 표시 장치의 단면 개략도이다. 도 6에서는 발광 소자(110R), 발광 소자(110G), 및 발광 소자(110B)가 이 순서대로 배열되는 단면, 및 접속 전극(111C)을 포함한 영역의 단면을 나타내었다.
각 발광 소자(110)가 가지는 도전층(111)의 아래쪽에는 도전층(161) 및 수지층(126)이 제공되어 있다.
도전층(161)은 절연층(255) 위 및 기판(101) 위에 제공되어 있다. 도전층(161)은 절연층(255)에 제공된 개구에서 절연층(255)을 관통하는 부분을 가진다. 도전층(161)은 기판(101)에 제공되는 배선, 트랜지스터, 또는 전극 등과 도전층(111)을 전기적으로 접속하는 배선 또는 전극으로서 기능한다.
도전층(161)에서는 절연층(255)의 개구에 위치하는 부분에 오목부가 형성된다. 수지층(126)은 상기 오목부를 매립하도록 제공되고 평탄화막으로서 기능한다. 수지층(126)의 상면은 평탄할수록 바람직하지만, 표면이 완만한 곡면 형상을 가지는 경우가 있다. 도 6 등에는 수지층(126)의 상면이 오목부와 볼록부를 가지는 파형 형상을 가지는 예를 나타내었지만 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 수지층(126)의 상면은 볼록면, 오목면, 또는 평면이어도 좋다.
도전층(161) 위에 도전층(111)이 제공되어 있다.
도전층(111R) 위에는 도전층(115R)이 제공되고, 도전층(111G) 위에는 도전층(115G)이 제공되고, 도전층(111B) 위에는 도전층(115B)이 제공되고, 도전층(111C) 위에는 도전층(115C)이 제공되어 있다. 또한 이하에서는 도전층(115R), 도전층(115G), 도전층(115B), 및 도전층(115C)에 공통되는 사항을 설명하는 경우에는, 부호에 부가하는 기호를 생략하여 도전층(115)이라고 표기하여 설명하는 경우가 있다.
도전층(161), 도전층(111), 및 도전층(115)의 단차에 의하여 생기는 오목부를 매립하도록 수지층(140)이 제공된다. 수지층(140)을 제공함으로써, 평탄한 면에 EL층(112)을 형성할 수 있다. 수지층(140)의 상면은 평탄할수록 바람직하지만 표면이 완만한 곡면 형상이 되는 경우가 있다. 도 6 등에는 수지층(140)의 상면이 완만한 오목부를 가지는 예를 나타내었지만 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 수지층(140)의 상면은 볼록부와 볼록부를 가지는 파형 형상을 가져도 좋다. 또한 예를 들어 수지층(140)의 상면은 볼록면, 오목면, 또는 평면이어도 좋다.
[제작 방법예 2]
도 6에 나타낸 표시 장치(100C)의 제작 방법에 대하여 도 7의 (A) 내지 (E)를 참조하여 설명한다.
도 7의 (A)에 나타낸 바와 같이 기판(101) 위에 절연층(255)을 성막한다. 다음으로 기판(101)에 도달하는 개구를 절연층(255)에 형성한다. 다음으로 상기 개구의 밑면 및 측면을 따라 도전막을 성막한다. 다음으로 상기 도전막의 일부를 에칭 등에 의하여 제거함으로써 도전층(161)을 형성한다.
다음으로 도전층(161)의 오목부를 매립하도록 수지층(126)을 형성한다. 수지층(126)의 형성 방법에 대해서는 수지층(131a)의 형성 방법을 참조할 수 있다.
다음으로 도전층(161) 위 및 수지층(126) 위에 도전층(111)이 되는 도전막을 형성한다. 다음으로 도전층(111) 위에 도전층(115)이 되는 도전막을 형성한다. 다음으로 도전층(111)이 되는 도전막의 일부와 도전층(115)이 되는 도전막의 일부를 에칭 등에 의하여 제거함으로써 도전층(115) 및 도전층(111)을 형성한다(도 7의 (A)).
다음으로 도전층(161), 도전층(111), 및 도전층(115)의 단차에 의하여 생기는 오목부를 매립하도록 수지층(140)을 형성한다(도 7의 (B)). 수지층(140)의 형성 방법에 대해서는 수지층(131a)의 형성 방법을 참조할 수 있다.
다음으로 도전층(115) 위 및 수지층(140) 위에 EL막(112Rf), 희생막(144R), 및 희생막(146R)을 순차적으로 성막한다.
다음으로 희생막(146R) 위에 레지스트 마스크(143a)를 형성한다(도 7의 (C)).
다음으로 희생막(146R) 및 희생막(144R)에서 레지스트 마스크(143a)로 덮이지 않은 일부를 에칭에 의하여 제거함으로써 희생층(145R) 및 희생층(147R)을 형성한다. 다음으로 희생층(145R)으로 덮이지 않은 EL막(112Rf)의 일부를 에칭에 의하여 제거함으로써 EL층(112R)을 형성한다(도 7의 (D)).
다음으로 도전층(115) 위 및 수지층(126) 위에 EL막(112Gf), 희생층(145G)이 되는 막, 및 희생층(147G)이 되는 희생막을 순차적으로 성막한다. 다음으로 레지스트 마스크를 사용하여 희생층(145G)이 되는 막 및 희생층(147G)이 되는 희생막의 일부를 에칭에 의하여 제거함으로써 희생층(145G) 및 희생층(147G)을 형성한다. 다음으로 EL막(112Gf)의 일부를 에칭에 의하여 제거함으로써 EL층(112G)을 형성한다.
다음으로 도전층(115) 위 및 수지층(126) 위에 EL막(112Bf), 희생층(145B)이 되는 희생막, 및 희생층(147B)이 되는 희생막을 순차적으로 성막한다. 다음으로 레지스트 마스크를 사용하여 희생층(145B)이 되는 희생막 및 희생층(147B)이 되는 희생막의 일부를 에칭에 의하여 제거함으로써 희생층(145B) 및 희생층(147B)을 형성한다. 다음으로 EL막(112Bf)의 일부를 에칭에 의하여 제거함으로써 EL층(112B)을 형성한다(도 7의 (E)).
다음으로 절연층(131b), 수지층(131a), 공통층(114), 공통 전극(113), 및 보호층(121)을 형성함으로써 도 6에 나타낸 표시 장치(100C)를 형성한다.
본 실시형태는 적어도 그 일부를 본 명세서 중에 기재하는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 표시 패널에 대하여 도 8 내지 도 11을 사용하여 설명한다.
[화소 레이아웃]
본 실시형태에서는 도 1의 (A)와 다른 화소 레이아웃에 대하여 주로 설명한다. 부화소의 배열은 특별히 한정되지 않고, 다양한 방법을 적용할 수 있다. 부화소의 배열로서는 예를 들어 스트라이프 배열, S 스트라이프 배열, 매트릭스 배열, 델타 배열, 바이어(Bayer) 배열, 펜타일 배열 등이 있다.
각 부화소는 예를 들어 발광 소자를 가진다. 또한 각 부화소는 예를 들어 발광 소자, 및 발광 소자와 중첩되어 제공되는 착색층을 가진다.
또한 부화소의 상면 형상으로서는 예를 들어 삼각형, 사각형(장방형, 정사각형을 포함함), 오각형 등의 다각형, 이들 모서리가 둥근 다각형의 형상, 타원형, 또는 원형 등이 있다. 여기서 부화소의 상면 형상은 발광 소자의 발광 영역의 상면 형상에 상당한다.
도 8의 (A)에 나타낸 화소(110)에는 S 스트라이프 배열이 적용되어 있다. 도 8의 (A)에 나타낸 화소(110)는 부화소(110a, 110b, 110c)의 3개의 부화소로 구성된다. 예를 들어 도 10의 (A)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. 예를 들어 부화소(B), 부화소(R), 및 부화소(G)는 각각 앞의 실시형태에 나타낸 발광 소자(110B), 발광 소자(110R), 및 발광 소자(110G)를 가진다.
도 8의 (B)에 나타낸 화소(110)는 모서리가 둥근 실질적으로 사다리꼴형의 상면 형상을 가지는 부화소(110a)와, 모서리가 둥근 실질적으로 삼각형의 상면 형상을 가지는 부화소(110b)와, 모서리가 둥근 실질적으로 사각형 또는 실질적으로 육각형의 상면 형상을 가지는 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 소자를 가지는 부화소일수록 크기를 작게 할 수 있다. 예를 들어 도 10의 (B)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.
도 8의 (C)에 나타낸 화소(124a, 124b)에는 펜타일 배열이 적용되어 있다. 도 8의 (C)에는 부화소(110a) 및 부화소(110b)를 가지는 화소(124a)와 부화소(110b) 및 부화소(110c)를 가지는 화소(124b)가 번갈아 배치되는 예를 나타내었다. 예를 들어 도 10의 (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 8의 (D) 및 (E)에 나타낸 화소(124a, 124b)에는 델타 배열이 적용되어 있다. 화소(124a)는 위쪽 행(제 1 행)에 2개의 부화소(부화소(110a, 110b))를 가지고, 아래쪽 행(제 2 행)에 하나의 부화소(부화소(110c))를 가진다. 화소(124b)는 위쪽 행(제 1 행)에 하나의 부화소(부화소(110c))를 가지고, 아래쪽 행(제 2 행)에 2개의 부화소(부화소(110a, 110b))를 가진다. 예를 들어 도 10의 (D)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 8의 (D)에는 각 부화소가 모서리가 둥근 실질적으로 사각형의 상면 형상을 가지는 예를 나타내었고, 도 8의 (E)에는 각 부화소가 원형의 상면 형상을 가지는 예를 나타내었다.
도 8의 (F)는 각 색의 부화소가 지그재그로 배치되는 예를 나타낸 것이다. 구체적으로는 상면에서 보았을 때 열 방향으로 배열되는 2개의 부화소(예를 들어 부화소(110a)와 부화소(110b), 또는 부화소(110b)와 부화소(110c))의 상변의 위치가 어긋나 있다. 예를 들어 도 10의 (E)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.
포토리소그래피법에서는, 가공하는 패턴이 미세해질수록 광 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 모서리가 둥근 다각형의 형상, 타원형, 또는 원형 등이 되는 경우가 있다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 패널의 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 모서리가 둥근 다각형의 형상, 타원형, 또는 원형 등이 되는 경우가 있다. 예를 들어 상면 형상이 정사각형인 레지스트 마스크를 형성하는 경우에, 원형의 상면 형상을 가지는 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.
또한 도 1의 (A)에 나타낸 스트라이프 배열이 적용된 화소(110)에서도 예를 들어 도 10의 (F)에 나타낸 바와 같이 부화소(110R)를 적색의 부화소(R)로 하고, 부화소(110G)를 녹색의 부화소(G)로 하고, 부화소(110B)를 청색의 부화소(B)로 할 수 있다.
도 9의 (A) 내지 (H)에 나타낸 바와 같이, 화소는 부화소를 4종류 가지는 구성으로 할 수 있다.
도 9의 (A) 내지 (C)에 나타낸 화소(110)에는 스트라이프 배열이 적용되어 있다.
도 9의 (A)는 각 부화소가 장방형의 상면 형상을 가지는 예를 나타낸 것이고, 도 9의 (B)는 각 부화소가 2개의 반원과 장방형이 결합된 상면 형상을 가지는 예를 나타낸 것이고, 도 9의 (C)는 각 부화소가 타원형의 상면 형상을 가지는 예를 나타낸 것이다.
도 9의 (D) 내지 (F)에 나타낸 화소(110)에는 매트릭스 배열이 적용되어 있다.
도 9의 (D)는 각 부화소가 정사각형의 상면 형상을 가지는 예를 나타낸 것이고, 도 9의 (E)는 각 부화소가 모서리가 둥근 실질적으로 정사각형의 상면 형상을 가지는 예를 나타낸 것이고, 도 9의 (F)는 각 부화소가 원형의 상면 형상을 가지는 예를 나타낸 것이다.
도 9의 (G) 및 (H)에는 하나의 화소(110)가 2행 3열로 구성된 예를 나타내었다.
도 9의 (G)에 나타낸 화소(110)는 위쪽 행(제 1 행)에 3개의 부화소(부화소(110a, 110b, 110c))를 가지고, 아래쪽 행(제 2 행)에 하나의 부화소(부화소(110d))를 가진다. 바꿔 말하면, 화소(110)는 왼쪽 열(제 1 열)에 부화소(110a)를 가지고, 중앙 열(제 2 열)에 부화소(110b)를 가지고, 오른쪽 열(제 3 열)에 부화소(110c)를 가지고, 이 3열에 걸쳐 부화소(110d)를 가진다.
도 9의 (H)에 나타낸 화소(110)는 위쪽 행(제 1 행)에 3개의 부화소(부화소(110a, 110b, 110c))를 가지고, 아래쪽 행(제 2 행)에 3개의 부화소(110d)를 가진다. 바꿔 말하면, 화소(110)는 왼쪽 열(제 1 열)에 부화소(110a) 및 부화소(110d)를 가지고, 중앙 열(제 2 열)에 부화소(110b) 및 부화소(110d)를 가지고, 오른쪽 열(제 3 열)에 부화소(110c) 및 부화소(110d)를 가진다. 도 9의 (H)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 패널을 제공할 수 있다.
도 9의 (A) 내지 (H)에 나타낸 화소(110)는 부화소(110a, 110b, 110c, 110d)의 4개의 부화소로 구성된다. 부화소(110a, 110b, 110c, 110d)는 각각 서로 다른 색의 광을 방출하는 발광 소자를 가진다. 부화소(110a, 110b, 110c, 110d)로서는, R, G, B, 백색(W)의 4색의 부화소, R, G, B, Y의 4색의 부화소, 또는 R, G, B, 적외광(IR)의 부화소 등을 들 수 있다. 예를 들어 도 10의 (G) 내지 (J)에 나타낸 바와 같이, 부화소(110a, 110b, 110c, 110d)는 각각 적색, 녹색, 청색, 백색의 부화소로 할 수 있다.
본 발명의 일 형태의 표시 패널은 화소에 수광 소자를 가져도 좋다.
도 10의 (G) 내지 (J)에 나타낸 화소(103)에 포함되는 4개의 부화소 중, 3개가 발광 소자를 가지고, 나머지 하나가 수광 소자를 가지는 구성으로 하여도 좋다.
예를 들어 부화소(110a, 110b, 110c)가 R, G, B의 3색의 부화소이고, 부화소(110d)가 수광 소자를 가지는 부화소이어도 좋다.
도 11의 (A) 및 (B)에 나타낸 화소는 부화소(G), 부화소(B), 부화소(R), 및 부화소(PS)를 가진다. 또한 부화소의 배치 순서는 도시된 구성에 한정되지 않고 적절히 결정할 수 있다. 예를 들어 부화소(G)와 부화소(R)의 위치를 교환하여도 좋다.
도 11의 (A)에 나타낸 화소에는 스트라이프 배열이 적용되어 있다. 도 11의 (B)에 나타낸 화소에는 매트릭스 배열이 적용되어 있다.
부화소(R)는 적색광을 방출하는 발광 소자를 가진다. 부화소(G)는 녹색광을 방출하는 발광 소자를 가진다. 부화소(B)는 청색광을 방출하는 발광 소자를 가진다.
부화소(PS)는 수광 소자를 가진다. 부화소(PS)가 검출하는 광의 파장은 특별히 한정되지 않는다. 부화소(PS)는 가시광 및 적외광 중 한쪽 또는 양쪽을 검출하는 구성으로 할 수 있다.
도 11의 (C) 및 (D)에 나타낸 화소는 부화소(G), 부화소(B), 부화소(R), 부화소(X1), 및 부화소(X2)를 가진다. 또한 부화소의 배치 순서는 도시된 구성에 한정되지 않고 적절히 결정할 수 있다. 예를 들어 부화소(G)와 부화소(R)의 위치를 교환하여도 좋다.
도 11의 (C)에서는 하나의 화소가 2행 3열에 걸쳐 제공되어 있는 예를 나타내었다. 위쪽 행(제 1 행)에는 3개의 부화소(부화소(G), 부화소(B), 및 부화소(R))가 제공되어 있다. 도 11의 (C)에서는 아래쪽 행(제 2 행)에 2개의 부화소(부화소(X1) 및 부화소(X2))가 제공되어 있다.
도 11의 (D)에서는 하나의 화소가 3행 2열로 구성되어 있는 예를 나타내었다. 도 11의 (D)에서는 제 1 행에 부화소(G)가 제공되고, 제 2 행에 부화소(R)가 제공되고, 이 2행에 걸쳐 부화소(B)가 제공된다. 또한 제 3 행에 2개의 부화소(부화소(X1) 및 부화소(X2))가 제공된다. 바꿔 말하면, 도 11의 (D)에 나타낸 화소는 왼쪽 열(제 1 열)에 3개의 부화소(부화소(G), 부화소(R), 및 부화소(X2))를 가지고, 오른쪽 열(제 2 열)에 2개의 부화소(부화소(B) 및 부화소(X1))를 가진다.
도 11의 (C)에 나타낸 부화소(R, G, B)의 레이아웃은 스트라이프 배열이다. 또한 도 11의 (D)에 나타낸 부화소(R, G, B)의 레이아웃은 소위 S 스트라이프 배열이다. 이에 의하여 높은 표시 품질을 실현할 수 있다.
부화소(X1) 및 부화소(X2) 중 적어도 한쪽이 수광 소자를 가지는(부화소(PS)라고도 할 수 있음) 것이 바람직하다.
또한 부화소(PS)를 가지는 화소의 레이아웃은 도 11의 (A) 내지 (D)의 구성에 한정되지 않는다.
부화소(X1) 또는 부화소(X2)에는 예를 들어 적외광(IR)을 방출하는 발광 소자를 가지는 구성을 적용할 수 있다. 이때 부화소(PS)는 적외광을 검출하는 것이 바람직하다. 예를 들어 부화소(R, G, B)를 사용하여 화상을 표시하면서, 부화소(X1) 및 부화소(X2) 중 한쪽을 광원으로서 사용하여 부화소(X1) 및 부화소(X2) 중 다른 쪽에서 상기 광원이 방출하는 광의 반사광을 검출할 수 있다.
또한 부화소(X1) 및 부화소(X2)의 양쪽에 수광 소자를 가지는 구성을 적용할 수 있다. 이때 부화소(X1) 및 부화소(X2)가 검출하는 광의 파장 영역은 같아도 좋고, 서로 달라도 좋고, 일부가 공통되어도 좋다. 예를 들어 부화소(X1) 및 부화소(X2) 중 한쪽이 주로 가시광을 검출하고, 다른 쪽이 주로 적외광을 검출하여도 좋다.
부화소(X1)의 수광 면적은 부화소(X2)의 수광 면적보다 작다. 수광 면적이 작을수록 촬상 범위는 좁아지므로, 촬상한 화상이 흐릿해지는 것을 억제하고, 해상도를 향상시킬 수 있다. 그러므로 부화소(X1)를 사용함으로써, 부화소(X2)에 포함되는 수광 소자를 사용하는 경우에 비하여 정세도 또는 해상도가 높은 촬상을 수행할 수 있다. 예를 들어 부화소(X1)를 사용함으로써, 지문, 장문, 홍채, 맥 형상(정맥 형상, 동맥 형상을 포함함), 또는 얼굴 등을 사용한 개인 인증을 위한 촬상을 수행할 수 있다.
부화소(PS)에 포함되는 수광 소자는 가시광을 검출하는 것이 바람직하고, 청색, 자색, 청자색, 녹색, 황록색, 황색, 주황색, 적색 등의 색 중 하나 또는 복수를 검출하는 것이 바람직하다. 또한 부화소(PS)에 포함되는 수광 소자는 적외광을 검출하여도 좋다.
또한 부화소(X2)에 수광 소자가 포함되는 구성을 적용하는 경우, 상기 부화소(X2)는 터치 센서(디렉트 터치 센서라고도 함) 또는 니어 터치 센서(호버 센서, 호버 터치 센서, 비접촉 센서, 터치리스 센서라고도 함) 등에 사용할 수 있다. 용도에 따라 부화소(X2)가 검출하는 광의 파장을 적절히 결정할 수 있다. 예를 들어 부화소(X2)는 적외광을 검출하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 어두운 곳에서도 터치 검출을 수행할 수 있다.
여기서, 터치 센서 또는 니어 터치 센서는 대상물(손가락, 손, 또는 펜 등)의 근접 또는 접촉을 검출할 수 있다.
터치 센서는 표시 패널과 대상물이 직접 접촉한 경우에 대상물을 검출할 수 있다. 또한 니어 터치 센서는 대상물이 표시 패널에 접촉하지 않아도 상기 대상물을 검출할 수 있다. 예를 들어 표시 패널과 대상물 사이의 거리가 0.1mm 이상 300mm 이하, 바람직하게는 3mm 이상 50mm 이하의 범위에서 표시 패널이 상기 대상물을 검출할 수 있는 구성이 바람직하다. 상기 구성으로 함으로써, 표시 패널에 대상물이 직접 접촉하지 않아도 표시 패널을 조작할 수 있고, 즉 비접촉(터치리스)으로 표시 패널을 조작할 수 있다. 상기 구성으로 함으로써, 표시 패널이 오염되거나 손상되는 리스크를 경감하거나, 표시 패널에 부착된 오염(예를 들어 먼지 또는 바이러스 등)에 대상물이 직접 접촉하지 않고 표시 패널을 조작할 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 패널에서는 리프레시 레이트를 가변으로 할 수 있다. 예를 들어 표시 패널에 표시되는 콘텐츠에 따라 리프레시 레이트를 조정(예를 들어 1Hz 이상 240Hz 이하의 범위에서 조정)하여 소비 전력을 절감할 수 있다. 또한 상기 리프레시 레이트에 따라 터치 센서 또는 니어 터치 센서의 구동 주파수를 변화시켜도 좋다. 예를 들어 표시 패널의 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, 터치 센서 또는 니어 터치 센서의 응답 속도를 높일 수 있다.
도 11의 (E) 내지 (G)에 나타낸 표시 장치(100)는 기판(351)과 기판(359) 사이에 수광 소자를 가지는 층(353), 기능층(355), 및 발광 소자를 가지는 층(357)을 가진다.
기능층(355)은 수광 소자를 구동하는 회로 및 발광 소자를 구동하는 회로를 가진다. 기능층(355)에는 스위치, 트랜지스터, 용량 소자, 저항 소자, 배선, 단자 등을 제공할 수 있다. 또한 발광 소자 및 수광 소자를 패시브 매트릭스 방식으로 구동하는 경우에는, 스위치 및 트랜지스터를 제공하지 않는 구성을 적용하여도 좋다.
예를 들어 도 11의 (E)에 나타낸 바와 같이, 발광 소자를 가지는 층(357)에서 발광 소자로부터 방출된 광이 표시 장치(100)에 접촉된 손가락(352)에서 반사됨으로써, 수광 소자를 가지는 층(353)에서의 수광 소자가 그 반사광을 검출한다. 이에 의하여, 표시 장치(100)에 손가락(352)이 접촉된 것을 검출할 수 있다.
또한 도 11의 (F) 및 (G)에 나타낸 바와 같이, 표시 패널에 근접한(접촉되지 않는) 대상물을 검출 또는 촬상하는 기능을 가져도 좋다. 도 11의 (F)에는 사람의 손가락을 검출하는 예를 나타내고, 도 11의 (G)에는 사람의 눈 주변, 눈 표면, 또는 눈 내부의 정보(눈 깜빡임 횟수, 안구의 움직임, 눈꺼풀의 움직임 등)를 검출하는 예를 나타내었다.
본 실시형태의 표시 패널은 수광 소자를 사용하여 웨어러블 기기의 사용자의 눈 주변, 눈 표면, 또는 눈 내부(안저 등)를 촬상할 수 있다. 따라서 웨어러블 기기는 사용자의 눈 깜빡임, 검은자의 움직임, 및 눈꺼풀의 움직임 중에서 선택되는 어느 하나 또는 복수를 검출하는 기능을 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 형태의 표시 패널에서는, 발광 소자를 가지는 부화소로 이루어지는 화소에 다양한 레이아웃을 적용할 수 있다. 또한 본 발명의 일 형태의 표시 패널에는 화소에 발광 소자와 수광 소자의 양쪽을 가지는 구성을 적용할 수 있다. 이 경우에도, 다양한 레이아웃을 적용할 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 표시 패널에 대하여 도 12 내지 도 18을 사용하여 설명한다.
본 실시형태의 표시 패널은 고정세 표시 패널로 할 수 있다. 따라서 본 실시형태의 표시 패널은 예를 들어 손목시계형 및 팔찌형 등의 정보 단말기(웨어러블 기기)의 표시부, 그리고 헤드 마운트 디스플레이 등의 VR용 기기, 및 안경형 AR용 기기 등 머리에 장착할 수 있는 웨어러블 기기의 표시부에 사용할 수 있다.
또한 본 실시형태의 표시 패널은 고해상도 표시 패널 또는 대형 표시 패널로 할 수 있다. 따라서 본 발명의 표시 패널은 예를 들어 텔레비전 장치, 데스크톱형 또는 노트북형 퍼스널 컴퓨터, 컴퓨터용 등의 모니터, 디지털 사이니지, 및 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, 및 음향 재생 장치의 표시부에 사용할 수 있다.
본 실시형태의 표시 패널에서는 발광색마다 발광 소자가 구분 형성되기 때문에, 휘도가 낮은 발광과 휘도가 높은 발광 사이에서 색도 변화가 작다. 또한 본 실시형태의 표시 패널에서는 각 발광 소자가 가지는 EL층이 분리되어 있기 때문에, 표시 패널의 정세도가 높은 경우에도 인접한 부화소 간의 크로스토크 발생을 억제할 수 있다. 따라서 정세도가 높으며 표시 품질이 높은 표시 패널을 실현할 수 있다.
따라서 본 실시형태의 표시 패널은 본 발명의 일 형태의 표시 시스템에서의 장착형 표시 장치 및 단말기 중 한쪽 또는 양쪽에 사용할 수 있다.
[표시 모듈]
도 12의 (A)는 표시 모듈(280)의 사시도이다. 표시 모듈(280)은 표시 장치(100A)와 FPC(290)를 가진다. 또한 표시 모듈(280)에 포함되는 표시 패널은 표시 장치(100A)에 한정되지 않고, 후술하는 표시 장치(100B) 내지 표시 장치(100F) 중 어느 것이어도 좋다.
표시 모듈(280)은 기판(291) 및 기판(292)을 가진다. 표시 모듈(280)은 표시부(281)를 가진다. 표시부(281)는 표시 모듈(280)에서의 화상을 표시하는 영역이고, 후술하는 화소부(284)에 제공되는 각 화소로부터의 광을 시인할 수 있는 영역이다.
도 12의 (B)는 기판(291) 측의 구성을 모식적으로 나타낸 사시도이다. 기판(291) 위에는 회로부(282)와, 회로부(282) 위의 화소 회로부(283)와, 화소 회로부(283) 위의 화소부(284)가 적층되어 있다. 또한 기판(291) 위에서 화소부(284)와 중첩되지 않은 부분에 FPC(290)에 접속하기 위한 단자부(285)가 제공되어 있다. 단자부(285)와 회로부(282)는 복수의 배선으로 구성되는 배선부(286)를 통하여 전기적으로 접속되어 있다.
화소부(284)는 주기적으로 배열된 복수의 화소(284a)를 가진다. 도 12의 (B)의 오른쪽에 하나의 화소(284a)의 확대도를 나타내었다. 화소(284a)는 적색광을 방출하는 발광 소자(110R), 녹색광을 방출하는 발광 소자(110G), 및 청색광을 방출하는 발광 소자(110B)를 가진다.
화소 회로부(283)는 주기적으로 배열된 복수의 화소 회로(283a)를 가진다.
하나의 화소 회로(283a)는 하나의 화소(284a)에 포함되는 3개의 발광 소자의 발광을 제어하는 회로이다. 하나의 화소 회로(283a)에는 하나의 발광 소자의 발광을 제어하는 회로가 3개 제공되어도 좋다. 예를 들어 화소 회로(283a)는 하나의 발광 소자에 하나의 선택 트랜지스터와, 하나의 전류 제어용 트랜지스터(구동 트랜지스터)와, 용량 소자를 적어도 가질 수 있다. 이때 선택 트랜지스터의 게이트에는 게이트 신호가 입력되고, 소스에는 소스 신호가 입력된다. 이에 의하여 액티브 매트릭스형 표시 패널이 실현된다.
회로부(282)는 화소 회로부(283)의 각 화소 회로(283a)를 구동하는 회로를 가진다. 예를 들어 게이트선 구동 회로 및 소스선 구동 회로 중 한쪽 또는 양쪽을 가지는 것이 바람직하다. 이들 외에, 연산 회로, 메모리 회로, 및 전원 회로 등 중 적어도 하나를 가져도 좋다.
FPC(290)는 외부로부터 회로부(282)에 영상 신호 또는 전원 전위 등을 공급하기 위한 배선으로서 기능한다. 또한 FPC(290) 위에 IC가 실장되어도 좋다.
표시 모듈(280)은 화소부(284)의 아래쪽에 화소 회로부(283) 및 회로부(282) 중 한쪽 또는 양쪽이 적층된 구성을 가질 수 있기 때문에, 표시부(281)의 개구율(유효 표시 면적비)을 매우 높게 할 수 있다. 예를 들어 표시부(281)의 개구율은 40% 이상 100% 미만, 바람직하게는 50% 이상 95% 이하, 더 바람직하게는 60% 이상 95% 이하로 할 수 있다. 또한 화소(284a)를 매우 높은 밀도로 배치할 수 있어 표시부(281)의 정세도를 매우 높게 할 수 있다. 예를 들어 표시부(281)에는 2000ppi 이상, 바람직하게는 3000ppi 이상, 더 바람직하게는 5000ppi 이상, 더욱 바람직하게는 6000ppi 이상이고 20000ppi 이하 또는 30000ppi 이하의 정세도로 화소(284a)가 배치되는 것이 바람직하다.
이러한 표시 모듈(280)은 정세도가 매우 높기 때문에, 헤드 마운트 디스플레이 등의 VR용 기기 또는 안경형 AR용 기기에 적합하게 사용할 수 있다. 예를 들어 렌즈를 통하여 표시 모듈(280)의 표시부를 시인하는 구성의 경우에도, 표시 모듈(280)에는 정세도가 매우 높은 표시부(281)가 포함되기 때문에 렌즈로 표시부를 확대하여도 화소가 시인되지 않아, 몰입감이 높은 표시를 수행할 수 있다. 또한 표시 모듈(280)은 이에 한정되지 않고, 비교적 소형의 표시부를 가지는 전자 기기에 적합하게 사용할 수 있다. 예를 들어 손목시계 등의 장착형 전자 기기의 표시부에 적합하게 사용할 수 있다.
[표시 장치(100A)]
도 13의 (A)에 나타낸 표시 장치(100A)는 기판(301), 발광 소자(110R, 110G, 110B), 용량 소자(240), 및 트랜지스터(310)를 가진다.
기판(301)은 도 12의 (A) 및 (B)에서의 기판(291)에 상당한다. 기판(301)으로부터 용량 소자(240)까지의 적층 구조가 실시형태 1에서의 트랜지스터를 포함한 기판(101)에 상당한다. 또한 도 12의 (A) 및 (B)에는 발광 소자(110R, 110G, 및 110B)로서 도 1의 (B)에 나타낸 구성을 적용한 예를 나타내었지만, 도 1의 (C), 도 2의 (A), (B), (C), 도 6 등에 나타낸 구성을 적용할 수도 있다.
트랜지스터(310)는 기판(301)에 채널 형성 영역을 가지는 트랜지스터이다. 기판(301)으로서는 예를 들어 단결정 실리콘 기판 등의 반도체 기판을 사용할 수 있다. 트랜지스터(310)는 기판(301)의 일부, 도전층(311), 저저항 영역(312), 절연층(313), 및 절연층(314)을 가진다. 도전층(311)은 게이트 전극으로서 기능한다. 절연층(313)은 기판(301)과 도전층(311) 사이에 위치하고 게이트 절연층으로서 기능한다. 저저항 영역(312)은 기판(301)에 불순물이 도핑된 영역이고 소스 및 드레인 중 한쪽으로서 기능한다. 절연층(314)은 도전층(311)의 측면을 덮어 제공되고 절연층으로서 기능한다.
또한 기판(301)에 매립되도록, 인접한 2개의 트랜지스터(310) 사이에 소자 분리층(315)이 제공되어 있다.
또한 트랜지스터(310)를 덮어 절연층(261)이 제공되고, 절연층(261) 위에 용량 소자(240)가 제공되어 있다.
용량 소자(240)는 도전층(241)과, 도전층(245)과, 이들 사이에 위치하는 절연층(243)을 가진다. 도전층(241)은 용량 소자(240)의 한쪽 전극으로서 기능하고, 도전층(245)은 용량 소자(240)의 다른 쪽 전극으로서 기능하고, 절연층(243)은 용량 소자(240)의 유전체로서 기능한다.
도전층(241)은 절연층(261) 위에 제공되고, 절연층(254)에 매립되어 있다. 도전층(241)은 절연층(261)에 매립된 플러그(271)를 통하여 트랜지스터(310)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속되어 있다. 절연층(243)은 도전층(241)을 덮어 제공된다. 도전층(245)은 절연층(243)을 개재하여 도전층(241)과 중첩되는 영역에 제공되어 있다.
용량 소자(240)를 덮어 절연층(255a)이 제공되고, 절연층(255a) 위에 절연층(255b)이 제공되어 있다.
절연층(255a) 및 절연층(255b)으로서는 각각 산화 절연막, 질화 절연막, 산화질화 절연막, 및 질화산화 절연막 등의 각종 무기 절연막을 적합하게 사용할 수 있다. 절연층(255a) 및 절연층(255b)으로서는 각각 산화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 산화 알루미늄막 등의 산화 절연막 또는 산화질화 절연막을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 절연층(255a)에는 적층 구조를 사용할 수 있다. 예를 들어 적층 구조의 아래층으로서 산화 절연막 또는 산화질화 절연막을 사용하고, 위층으로서 질화 실리콘막, 질화산화 실리콘막 등의 질화 절연막 또는 질화산화 절연막을 사용할 수 있다. 더 구체적으로는 절연층(255a)의 아래층으로서 산화 실리콘막을 사용하고, 위층으로서 질화 실리콘막을 사용하는 것이 바람직하다. 절연층(255a)의 위층은 에칭 보호막으로서의 기능을 가지는 것이 바람직하다.
절연층(255b) 위에 발광 소자(110R), 발광 소자(110G), 및 발광 소자(110B)가 제공되어 있다. 도 13의 (A)에는 발광 소자(110R), 발광 소자(110G), 및 발광 소자(110B)가 도 1의 (B)에 나타낸 적층 구조를 가지는 예를 나타내었다.
인접한 발광 소자 사이의 영역에는 절연물이 제공된다. 도 13의 (A) 등에서는 상기 영역에 절연층(131b)과, 절연층(131b) 위의 수지층(131a)이 제공되어 있다.
발광 소자의 화소 전극으로서 기능하는 도전층(111)은 절연층(255a) 및 절연층(255b)에 매립된 플러그(256), 절연층(254)에 매립된 도전층(241), 및 절연층(261)에 매립된 플러그(271)를 통하여 트랜지스터(310)의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속된다. 도전층(111) 및 플러그(256)에 대해서는 실시형태 1의 기재를 참조할 수 있다.
또한 발광 소자(110R), 발광 소자(110G), 및 발광 소자(110B) 위에는 보호층(121)이 제공되어 있다. 보호층(121) 위에는 수지층(122)에 의하여 기판(128)이 접합되어 있다. 발광 소자의 구성 요소의 자세한 사항에 대해서는 실시형태 1을 참조할 수 있다.
또한 실시형태 1에서 설명한 바와 같이 발광 소자(110)와 중첩되도록 착색층이 제공되어도 좋다.
기판(128)의 수지층(122) 측의 면에는 차광층을 제공하여도 좋다. 또한 기판(128)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(128)의 외측에는 먼지의 부착을 억제하는 대전 방지막, 오염이 부착되기 어렵게 하는 발수성 막, 사용에 따른 손상의 발생을 억제하는 하드코트막, 충격 흡수층 등의 표면 보호층을 배치하여도 좋다. 예를 들어 표면 보호층으로서 유리층 또는 실리카층(SiOx층)을 제공함으로써 표면의 오염 및 손상의 발생을 억제할 수 있어 바람직하다. 또한 표면 보호층에는 DLC(diamond like carbon), 산화 알루미늄(AlOx), 폴리에스터계 재료, 또는 폴리카보네이트계 재료 등을 사용하여도 좋다. 또한 표면 보호층에는 가시광 투과율이 높은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 표면 보호층에는 경도가 높은 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
기판(128)에는 유리, 석영, 세라믹, 사파이어, 수지, 금속, 합금, 반도체 등을 사용할 수 있다. 발광 소자로부터의 광을 추출하는 측의 기판에는 상기 광을 투과시키는 재료를 사용한다. 기판(128)에 가요성을 가지는 재료를 사용하면, 표시 패널의 가요성을 높일 수 있다. 또한 기판(128)으로서 편광판을 사용하여도 좋다.
기판(128)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), 폴리실록세인 수지, 사이클로올레핀 수지, 폴리스타이렌 수지, 폴리아마이드이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리염화 바이닐 수지, 폴리염화 바이닐리덴 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 수지, ABS 수지, 셀룰로스 나노 섬유 등을 사용할 수 있다. 기판(128)에 가요성을 가질 정도의 두께의 유리를 사용하여도 좋다.
또한 표시 패널에 원편광판을 중첩시키는 경우, 표시 패널이 가지는 기판에는 광학적 등방성이 높은 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 광학적 등방성이 높은 기판은 복굴절이 작다(복굴절량이 작다고도 할 수 있음).
광학적 등방성이 높은 기판의 위상차(retardation)값의 절댓값은 30nm 이하가 바람직하고, 20nm 이하가 더 바람직하고, 10nm 이하가 더 바람직하다.
광학적 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 물을 흡수함으로써, 표시 패널에 주름이 생기는 등 형상 변화가 일어날 우려가 있다. 그러므로 기판에는 물 흡수율이 낮은 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 물 흡수율이 1% 이하의 필름을 사용하는 것이 바람직하고, 0.1% 이하의 필름을 사용하는 것이 더 바람직하고, 0.01% 이하의 필름을 사용하는 것이 더 바람직하다.
수지층(122)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 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지, 이미드 수지, PVC(폴리바이닐클로라이드) 수지, PVB(폴리바이닐뷰티랄) 수지, EVA(에틸렌바이닐아세테이트) 수지 등을 들 수 있다. 특히 에폭시 수지 등 투습성이 낮은 재료가 바람직하다. 또한 2액 혼합형 수지를 사용하여도 좋다. 또한 접착 시트 등을 사용하여도 좋다.
표시 장치(100A)는 발광 소자(110R, 110G, 110B)를 가지는 예를 나타낸 것이지만, 본 실시형태의 표시 패널은 수광 소자를 더 가져도 좋다.
도 13의 (B)에 나타낸 표시 패널은 발광 소자(110R, 110G) 및 수광 소자(150)를 가지는 예이다. 수광 소자(150)는 도전층(111S)과, 활성층(112S)과, 공통층(114)과, 공통 전극(113)의 적층을 가진다. 도전층(111S)은 실시형태 1의 도전층(111)과 같은 재료 및 같은 제작 방법을 사용하여 제작할 수 있다. 수광 소자(150)로서 광전 변환 소자(광전 변환 디바이스라고도 함)를 사용할 수 있다. 광전 변환 소자의 활성층에는 무기 반도체 및 유기 반도체 중 한쪽 또는 양쪽을 사용할 수 있다.
[표시 장치(100B)]
도 14에 나타낸 표시 장치(100B)는 각각 반도체 기판에 채널이 형성되는 트랜지스터(310A)와 트랜지스터(310B)가 적층된 구성을 가진다. 또한 이후의 표시 패널에 대한 설명에서는 앞에서 설명한 표시 패널과 같은 부분에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.
표시 장치(100B)는 트랜지스터(310B), 용량 소자(240), 발광 소자가 제공된 기판(301B)과, 트랜지스터(310A)가 제공된 기판(301A)이 접합된 구성을 가진다.
여기서, 기판(301B)의 하면에 절연층(345)을 제공하는 것이 바람직하다. 또한 기판(301A) 위에 제공된 절연층(261) 위에 절연층(346)을 제공하는 것이 바람직하다. 절연층(345, 346)은 보호층으로서 기능하는 절연층이고, 기판(301B) 및 기판(301A)으로 불순물이 확산되는 것을 억제할 수 있다. 절연층(345, 346)으로서는 보호층(121) 또는 절연층(332)에 사용할 수 있는 무기 절연막을 사용할 수 있다.
기판(301B)에는 기판(301B) 및 절연층(345)을 관통하는 플러그(343)가 제공된다. 여기서 플러그(343)의 측면을 덮어 절연층(344)을 제공하는 것이 바람직하다. 절연층(344)은 보호층으로서 기능하는 절연층이고, 기판(301B)으로 불순물이 확산되는 것을 억제할 수 있다. 절연층(344)으로서는 보호층(121)에 사용할 수 있는 무기 절연막을 사용할 수 있다.
또한 기판(301B)의 이면(기판(128) 측과는 반대 측의 표면) 측이며 절연층(345)의 아래에 도전층(342)이 제공된다. 도전층(342)은 절연층(335)에 매립되도록 제공되는 것이 바람직하다. 또한 도전층(342)과 절연층(335)의 하면은 평탄화되어 있는 것이 바람직하다. 여기서 도전층(342)은 플러그(343)와 전기적으로 접속된다.
한편, 기판(301A)에서는 절연층(346) 위에 도전층(341)이 제공되어 있다. 도전층(341)은 절연층(336)에 매립되도록 제공되는 것이 바람직하다. 또한 도전층(341)과 절연층(336)의 상면은 평탄화되어 있는 것이 바람직하다.
도전층(341)과 도전층(342)이 접합됨으로써 기판(301A)과 기판(301B)이 전기적으로 접속된다. 여기서, 도전층(342)과 절연층(335)으로 형성되는 면과 도전층(341)과 절연층(336)으로 형성되는 면의 평탄성을 향상시켜 둠으로써, 도전층(341)과 도전층(342)의 접합을 양호하게 할 수 있다.
도전층(341) 및 도전층(342)에는 같은 도전 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 Al, Cr, Cu, Ta, Ti, Mo, 및 W 중에서 선택되는 원소를 포함한 금속막, 또는 상술한 원소를 성분으로 한 금속 질화물막(질화 타이타늄막, 질화 몰리브데넘막, 질화 텅스텐막) 등을 사용할 수 있다. 특히 도전층(341) 및 도전층(342)에 구리를 사용하는 것이 바람직하다. 이에 의하여 Cu-Cu 직접 접합 기술(Cu(구리)의 패드끼리를 접속함으로써 전기적 도통을 도모하는 기술)을 적용할 수 있다.
[표시 장치(100C)]
도 15에 나타낸 표시 장치(100C)는 도전층(341)과 도전층(342)을 범프(347)를 통하여 접합하는 구성을 가진다.
도 15에 나타낸 바와 같이, 도전층(341)과 도전층(342) 사이에 범프(347)를 제공함으로써 도전층(341)과 도전층(342)을 전기적으로 접속할 수 있다. 범프(347)는 예를 들어 금(Au), 니켈(Ni), 인듐(In), 주석(Sn) 등을 포함한 도전 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 또한 예를 들어 범프(347)로서 땜납을 사용하는 경우가 있다. 또한 절연층(345)과 절연층(346) 사이에 접착층(348)을 제공하여도 좋다. 또한 범프(347)를 제공하는 경우, 절연층(335) 및 절연층(336)을 제공하지 않는 구성으로 하여도 좋다.
[표시 장치(100D)]
도 16에 나타낸 표시 장치(100D)는 트랜지스터의 구성이 표시 장치(100A)와 주로 다르다.
트랜지스터(320)는 채널이 형성되는 반도체층에 금속 산화물(산화물 반도체라고도 함)이 적용된 트랜지스터(OS 트랜지스터)이다. OS 트랜지스터의 채널 형성 영역에는 결정성을 가지는 산화물 반도체를 사용하는 것이 바람직하다.
결정성을 가지는 산화물 반도체로서는 CAAC(c-axis-aligned crystalline)-OS, nc(nanocrystalline)-OS 등을 들 수 있다.
또는 트랜지스터(320)로서, 실리콘을 채널 형성 영역에 사용한 트랜지스터(Si 트랜지스터)를 사용하여도 좋다. 예를 들어 트랜지스터(320)로서, 다결정 실리콘, 비정질 실리콘 등을 채널 형성 영역에 사용한 트랜지스터를 사용하여도 좋다. 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. 이로써, 표시 패널에 실장되는 외부 회로를 간략화할 수 있어 부품 비용 및 실장 비용을 절감할 수 있다.
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 패널의 소비 전력을 절감할 수 있다.
또한 실온하에서의 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 실온하에서의 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.
또한 화소 회로에 포함되는 발광 소자의 발광 휘도를 높이는 경우, 발광 소자에 흘리는 전류량을 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. 따라서 화소 회로에 포함되는 구동 트랜지스터를 OS 트랜지스터로 함으로써, 발광 소자에 흐르는 전류의 양을 크게 하여 발광 소자의 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 소자를 흐르는 전류의 양을 제어할 수 있다. 따라서 화소 회로에서의 계조 수를 늘릴 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 디바이스의 전류-전압 특성에 편차가 생긴 경우에도 발광 소자로 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 소자의 발광 휘도를 안정화시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 화소 회로에 포함되는 구동 트랜지스터로서 OS 트랜지스터를 사용함으로써, 예를 들어 흑색 표시 부분이 밝게 표시되는 것을 억제하거나, 발광 휘도를 상승시키거나, 계조를 높이거나, 발광 소자의 편차를 억제할 수 있다.
반도체층은 예를 들어 인듐과, M(M은 갈륨, 알루미늄, 실리콘, 붕소, 이트륨, 주석, 구리, 바나듐, 베릴륨, 타이타늄, 철, 니켈, 저마늄, 지르코늄, 몰리브데넘, 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 하프늄, 탄탈럼, 텅스텐, 및 마그네슘 중에서 선택되는 1종류 또는 복수 종류)과, 아연을 포함하는 것이 바람직하다. 특히 M은 알루미늄, 갈륨, 이트륨, 및 주석 중에서 선택되는 1종류 또는 복수 종류인 것이 바람직하다.
특히 반도체층으로서 인듐(In), 갈륨(Ga), 및 아연(Zn)을 포함한 산화물(IGZO라고도 기재함)을 사용하는 것이 바람직하다. 또는 인듐, 주석, 및 아연을 포함한 산화물을 사용하는 것이 바람직하다. 또는 인듐, 갈륨, 주석, 및 아연을 포함한 산화물을 사용하는 것이 바람직하다. 또는 인듐(In), 알루미늄(Al), 및 아연(Zn)을 포함한 산화물(IAZO라고도 기재함)을 사용하는 것이 바람직하다. 또는 인듐(In), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 및 아연(Zn)을 포함한 산화물(IAGZO라고도 기재함)을 사용하는 것이 바람직하다.
반도체층이 In-M-Zn 산화물인 경우, 상기 In-M-Zn 산화물에서의 In의 원자수비는 M의 원자수비 이상인 것이 바람직하다. 이러한 In-M-Zn 산화물의 금속 원소의 원자수비로서, In:M:Zn=1:1:1 또는 그 근방의 조성, In:M:Zn=1:1:1.2 또는 그 근방의 조성, In:M:Zn=1:3:2 또는 그 근방의 조성, In:M:Zn=1:3:4 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 포함하는 것이다.
예를 들어 원자수비가 In:Ga:Zn=4:2:3 또는 그 근방의 조성이라고 기재된 경우, In의 원자수비를 4로 하였을 때, Ga의 원자수비가 1 이상 3 이하이고, Zn의 원자수비가 2 이상 4 이하인 경우를 포함한다. 또한 원자수비가 In:Ga:Zn=5:1:6 또는 그 근방의 조성이라고 기재된 경우, In의 원자수비를 5로 하였을 때, Ga의 원자수비가 0.1보다 크고 2 이하이고, Zn의 원자수비가 5 이상 7 이하인 경우를 포함한다. 또한 원자수비가 In:Ga:Zn=1:1:1 또는 그 근방의 조성이라고 기재된 경우, In의 원자수비를 1로 하였을 때, Ga의 원자수비가 0.1보다 크고 2 이하이고, Zn의 원자수비가 0.1보다 크고 2 이하인 경우를 포함한다.
회로부(282)가 가지는 트랜지스터와 화소 회로부(283)가 가지는 트랜지스터는 같은 구조이어도 좋고, 상이한 구조이어도 좋다. 회로부(282)가 가지는 복수의 트랜지스터의 구조는 모두 같아도 좋고, 2종류 이상이 있어도 좋다. 마찬가지로 화소 회로부(283)가 가지는 복수의 트랜지스터의 구조는 모두 같아도 좋고, 2종류 이상이 있어도 좋다.
화소 회로부(283)에 포함되는 모든 트랜지스터를 OS 트랜지스터로 하여도 좋고, 화소 회로부(283)에 포함되는 모든 트랜지스터를 Si 트랜지스터로 하여도 좋고, 화소 회로부(283)에 포함되는 트랜지스터의 일부를 OS 트랜지스터로 하고 나머지를 Si 트랜지스터로 하여도 좋다.
예를 들어 화소 회로부(283)에 LTPS 트랜지스터와 OS 트랜지스터의 양쪽을 사용함으로써, 소비 전력이 낮고 구동 능력이 높은 표시 패널을 실현할 수 있다. 또한 LTPS 트랜지스터와 OS 트랜지스터를 조합한 구성을 LTPO라고 부르는 경우가 있다. 또한 더 바람직한 예로서는, 배선 사이의 도통, 비도통을 제어하기 위한 스위치로서 기능하는 트랜지스터 등으로서 OS 트랜지스터를 적용하고, 전류를 제어하는 트랜지스터 등으로서 LTPS 트랜지스터를 적용한다.
예를 들어 화소 회로부(283)에 포함되는 트랜지스터 중 하나는 발광 소자에 흐르는 전류를 제어하기 위한 트랜지스터로서 기능하고, 구동 트랜지스터라고 부를 수도 있다. 구동 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽은 발광 소자의 화소 전극에 전기적으로 접속된다. 상기 구동 트랜지스터로서는 LTPS 트랜지스터를 사용하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 화소 회로에서 발광 소자에 흐르는 전류를 크게 할 수 있다.
한편, 화소 회로부(283)에 포함되는 트랜지스터 중 다른 하나는 화소의 선택, 비선택을 제어하기 위한 스위치로서 기능하고, 선택 트랜지스터라고 부를 수도 있다. 선택 트랜지스터의 게이트는 게이트선에 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 한쪽은 소스선(신호선)에 전기적으로 접속된다. 선택 트랜지스터로서는 OS 트랜지스터를 적용하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 프레임 주파수를 매우 작게(예를 들어 1fps 이하) 하여도 화소의 계조를 유지할 수 있기 때문에, 정지 화상을 표시하는 경우에 드라이버를 정지함으로써 소비 전력을 절감할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 형태의 표시 패널은 높은 개구율과, 높은 정세도와, 높은 표시 품질과, 낮은 소비 전력을 모두 가질 수 있다.
또한 본 발명의 일 형태의 표시 패널은 OS 트랜지스터와, MML(metal maskless) 구조의 발광 소자를 가진 구성을 가진다. 이 구성으로 함으로써, 트랜지스터에 흐를 수 있는 누설 전류 및 인접한 발광 소자 간에 흐를 수 있는 누설 전류(가로 누설 전류, 사이드 누설 전류 등이라고도 함)를 매우 낮게 할 수 있다. 또한 상기 구성으로 함으로써, 표시 패널에 화상을 표시한 경우, 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 소자 간의 가로 누설 전류가 매우 낮은 구성으로 함으로써, 흑색 표시 시에 발생할 수 있는 광 누설 등이 최대한 억제된 표시로 할 수 있다.
또한 표시 패널의 화면의 크기에 따라 표시 패널에 사용하는 트랜지스터의 구조를 적절히 선택하면 좋다. 예를 들어 표시 패널의 트랜지스터로서 단결정 Si 트랜지스터를 사용하는 경우, 대각 0.1인치 이상 3인치 이하의 화면에 적용할 수 있다. 또한 표시 패널의 트랜지스터로서 LTPS 트랜지스터를 사용하는 경우, 대각 0.1인치 이상 30인치 이하, 바람직하게는 1인치 이상 30인치 이하의 화면에 적용할 수 있다. 또한 표시 패널에 LTPO(LTPS 트랜지스터와 OS 트랜지스터를 조합한 구조)를 사용하는 경우, 대각 0.1인치 이상 50인치 이하, 바람직하게는 1인치 이상 50인치 이하의 화면에 적용할 수 있다. 또한 표시 패널의 트랜지스터로서 OS 트랜지스터를 사용하는 경우, 대각 0.1인치 이상 200인치 이하, 바람직하게는 50인치 이상 100인치 이하의 화면에 적용할 수 있다.
또한 단결정 Si 트랜지스터를 사용하는 경우, 단결정 Si 기판의 크기 때문에 화면의 대형화가 매우 어렵다. 또한 LTPS 트랜지스터는 제조 공정에서 레이저 결정화 장치를 사용하기 때문에, 대형화(대표적으로는 대각 30인치를 넘는 화면)에 대응하기 어렵다. 한편 OS 트랜지스터는 제조 공정에서 레이저 결정화 장치 등을 사용하는 제약이 없거나 비교적 저온의 프로세스 온도(대표적으로는 450℃ 이하)에서 제조할 수 있기 때문에 비교적 대면적(대표적으로는 대각 50인치 이상 100인치 이하)의 표시 패널까지 대응할 수 있다. 또한 LTPO에 대해서는 LTPS 트랜지스터를 사용하는 경우와, OS 트랜지스터를 사용하는 경우의 중간 범위의 표시 패널의 크기(대표적으로는 대각 1인치 이상 50인치 이하)에 적용할 수 있게 된다.
트랜지스터(320)는 반도체층(321), 절연층(323), 도전층(324), 한 쌍의 도전층(325), 절연층(326), 및 도전층(327)을 가진다.
기판(331)은 도 12의 (A) 및 (B)에서의 기판(291)에 상당한다. 기판(331)으로부터 용량 소자(240)까지의 적층 구조가 실시형태 1에서의 트랜지스터를 포함한 기판(101)에 상당한다. 기판(331)으로서는 절연성 기판 또는 반도체 기판을 사용할 수 있다.
기판(331) 위에 절연층(332)이 제공되어 있다. 절연층(332)은 기판(331)으로부터 트랜지스터(320)로 물 또는 수소 등의 불순물이 확산되는 것, 그리고 반도체층(321)으로부터 절연층(332) 측으로 산소가 이탈되는 것을 방지하는 배리어층으로서 기능한다. 절연층(332)으로서는, 예를 들어 산화 알루미늄막, 산화 하프늄막, 질화 실리콘막 등, 산화 실리콘막보다 수소 또는 산소가 확산되기 어려운 막을 사용할 수 있다.
절연층(332) 위에 도전층(327)이 제공되고, 도전층(327)을 덮어 절연층(326)이 제공되어 있다. 도전층(327)은 트랜지스터(320)의 제 1 게이트 전극으로서 기능하고, 절연층(326)의 일부는 제 1 게이트 절연층으로서 기능한다. 절연층(326)에서 적어도 반도체층(321)과 접하는 부분에는, 산화 실리콘막 등의 산화물 절연막을 사용하는 것이 바람직하다. 절연층(326)의 상면은 평탄화되어 있는 것이 바람직하다.
반도체층(321)은 절연층(326) 위에 제공된다. 반도체층(321)은 반도체 특성을 가지는 금속 산화물(산화물 반도체라고도 함)막을 가지는 것이 바람직하다. 한 쌍의 도전층(325)은 반도체층(321) 위에 접하여 제공되고, 소스 전극 및 드레인 전극으로서 기능한다.
한 쌍의 도전층(325)의 상면 및 측면, 그리고 반도체층(321)의 측면 등을 덮어 절연층(328)이 제공되고, 절연층(328) 위에 절연층(264)이 제공되어 있다. 절연층(328)은 절연층(264) 등으로부터 반도체층(321)으로 물 또는 수소 등의 불순물이 확산되는 것, 그리고 반도체층(321)으로부터 산소가 이탈되는 것을 방지하는 배리어층으로서 기능한다. 절연층(328)으로서는, 상기 절연층(332)과 같은 절연막을 사용할 수 있다.
절연층(328) 및 절연층(264)에는 반도체층(321)에 도달하는 개구가 제공되어 있다. 상기 개구의 내부에는, 절연층(264), 절연층(328), 및 도전층(325)의 측면, 그리고 반도체층(321)의 상면과 접하는 절연층(323)과, 도전층(324)이 매립되어 있다. 도전층(324)은 제 2 게이트 전극으로서 기능하고, 절연층(323)은 제 2 게이트 절연층으로서 기능한다.
도전층(324)의 상면, 절연층(323)의 상면, 및 절연층(264)의 상면은 각각 높이가 일치하거나 실질적으로 일치하도록 평탄화 처리가 실시되고, 이들을 덮어 절연층(329) 및 절연층(265)이 제공되어 있다.
절연층(264) 및 절연층(265)은 층간 절연층으로서 기능한다. 절연층(329)은 절연층(265) 등으로부터 트랜지스터(320)로 물 또는 수소 등의 불순물이 확산되는 것을 방지하는 배리어층으로서 기능한다. 절연층(329)으로서는 상기 절연층(328) 및 절연층(332)과 같은 절연막을 사용할 수 있다.
한 쌍의 도전층(325) 중 한쪽에 전기적으로 접속되는 플러그(274)는 절연층(265), 절연층(329), 및 절연층(264)에 매립되도록 제공되어 있다. 여기서 플러그(274)는 절연층(265), 절연층(329), 절연층(264), 및 절연층(328) 각각의 개구의 측면 및 도전층(325)의 상면의 일부를 덮는 도전층(274a)과, 도전층(274a)의 상면과 접하는 도전층(274b)을 가지는 것이 바람직하다. 이때 도전층(274a)에는 수소 및 산소가 확산되기 어려운 도전 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
[표시 장치(100E)]
도 17에 나타낸 표시 장치(100E)는 각각 채널이 형성되는 반도체에 산화물 반도체를 포함한 트랜지스터(320A)와 트랜지스터(320B)가 적층된 구성을 가진다.
트랜지스터(320A), 트랜지스터(320B), 및 그 주변의 구성에 대해서는 상기 표시 장치(100D)를 원용할 수 있다.
또한 여기서는 산화물 반도체를 포함한 트랜지스터를 2개 적층하는 구성으로 하였지만 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 3개 이상의 트랜지스터를 적층하는 구성으로 하여도 좋다.
[표시 장치(100F)]
도 18에 나타낸 표시 장치(100F)는 기판(301)에 채널이 형성되는 트랜지스터(310)와, 채널이 형성되는 반도체층에 금속 산화물을 포함한 트랜지스터(320)가 적층된 구성을 가진다.
트랜지스터(310)를 덮어 절연층(261)이 제공되고, 절연층(261) 위에 도전층(251)이 제공되어 있다. 또한 도전층(251)을 덮어 절연층(262)이 제공되고, 절연층(262) 위에 도전층(252)이 제공되어 있다. 도전층(251) 및 도전층(252)은 각각 배선으로서 기능한다. 또한 도전층(252)을 덮어 절연층(263) 및 절연층(332)이 제공되고, 절연층(332) 위에 트랜지스터(320)가 제공되어 있다. 또한 트랜지스터(320)를 덮어 절연층(265)이 제공되고, 절연층(265) 위에 용량 소자(240)가 제공되어 있다. 용량 소자(240)와 트랜지스터(320)는 플러그(274)를 통하여 전기적으로 접속되어 있다.
트랜지스터(320)는 화소 회로를 구성하는 트랜지스터로서 사용될 수 있다. 또한 트랜지스터(310)는 화소 회로를 구성하는 트랜지스터 또는 상기 화소 회로를 구동하기 위한 구동 회로(게이트선 구동 회로, 소스선 구동 회로)를 구성하는 트랜지스터로서 사용될 수 있다. 또한 트랜지스터(310) 및 트랜지스터(320)는 연산 회로 또는 기억 회로 등의 각종 회로를 구성하는 트랜지스터로서 사용될 수 있다.
이러한 구성으로 함으로써, 발광 소자의 바로 아래에 화소 회로뿐만 아니라 구동 회로 등도 형성할 수 있기 때문에, 표시 영역의 주변에 구동 회로를 제공하는 경우에 비하여 표시 패널을 소형화할 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 4)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 표시 패널에 적용할 수 있는 트랜지스터의 구성예에 대하여 설명한다. 특히 채널이 형성되는 반도체로서 실리콘을 포함한 트랜지스터를 사용하는 경우에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 형태는 발광 소자와 화소 회로를 가지는 표시 패널이다. 표시 패널은 예를 들어 각각 적색(R), 녹색(G), 또는 청색(B)의 광을 방출하는 3종류의 발광 소자를 가짐으로써 풀 컬러의 표시 패널을 실현할 수 있다.
발광 소자를 구동하는 화소 회로에 포함되는 모든 트랜지스터로서, 채널이 형성되는 반도체층에 실리콘을 포함한 트랜지스터를 사용하는 것이 바람직하다. 실리콘으로서는, 단결정 실리콘, 다결정 실리콘, 비정질 실리콘 등을 들 수 있다. 특히 반도체층에 LTPS 트랜지스터를 사용하는 것이 바람직하다. LTPS 트랜지스터는 전계 효과 이동도가 높고 주파수 특성이 양호하다.
LTPS 트랜지스터 등의 실리콘을 사용한 트랜지스터를 적용함으로써, 고주파수로 구동할 필요가 있는 회로(예를 들어 소스 드라이버 회로)를 표시부와 동일한 기판 위에 형성할 수 있다. 이로써 표시 패널에 실장되는 외부 회로를 간략화할 수 있어, 부품 비용 및 실장 비용을 절감할 수 있다.
또한 화소 회로에 포함되는 트랜지스터 중 적어도 하나로서, 채널이 형성되는 반도체에 금속 산화물(이하, 산화물 반도체라고도 함)을 가지는 트랜지스터(이하, OS 트랜지스터라고도 함)를 사용하는 것이 바람직하다. OS 트랜지스터는 비정질 실리콘을 사용한 트랜지스터보다 전계 효과 이동도가 매우 높다. 또한 OS 트랜지스터는 오프 상태에서의 소스와 드레인 사이의 누설 전류(이하, 오프 전류라고도 함)가 매우 낮기 때문에, 상기 트랜지스터와 직렬로 접속된 용량 소자에 축적된 전하는 장기간에 걸쳐 유지될 수 있다. 또한 OS 트랜지스터를 적용함으로써, 표시 패널의 소비 전력을 저감할 수 있다.
화소 회로에 포함되는 트랜지스터의 일부로서 LTPS 트랜지스터를 사용하고, 다른 일부로서 OS 트랜지스터를 사용함으로써, 소비 전력이 낮고 구동 능력이 높은 표시 패널을 실현할 수 있다. 더 바람직한 예로서는, 배선들 사이의 도통, 비도통을 제어하기 위한 스위치로서 기능하는 트랜지스터 등으로서 OS 트랜지스터를 적용하고, 전류를 제어하는 트랜지스터 등으로서 LTPS 트랜지스터를 적용한다.
예를 들어 화소 회로에 제공되는 트랜지스터 중 하나는, 발광 소자를 흐르는 전류를 제어하기 위한 트랜지스터로서 기능하고, 구동 트랜지스터라고 부를 수도 있다. 구동 트랜지스터의 소스 및 드레인 중 한쪽은 발광 소자의 화소 전극과 전기적으로 접속된다. 상기 구동 트랜지스터로서는 LTPS 트랜지스터를 사용하는 것이 바람직하다. 이로써, 화소 회로에서 발광 소자를 흐르는 전류를 크게 할 수 있다.
한편으로, 화소 회로에 제공되는 트랜지스터 중 다른 하나는 화소의 선택, 비선택을 제어하기 위한 스위치로서 기능하고, 선택 트랜지스터라고 부를 수도 있다. 선택 트랜지스터의 게이트는 게이트선과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 한쪽은 소스선(신호선)과 전기적으로 접속된다. 선택 트랜지스터로서는 OS 트랜지스터를 적용하는 것이 바람직하다. 이로써, 프레임 주파수를 매우 작게(예를 들어 1fps 이하) 하여도 화소의 계조를 유지할 수 있기 때문에, 정지 화상을 표시하는 경우에 드라이버를 정지함으로써 소비 전력을 저감할 수 있다.
이하에서는 더 구체적인 구성예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
[표시 패널의 구성예 2]
도 19의 (A)는 표시 패널(400)의 블록도이다. 표시 패널(400)은 표시부(404), 구동 회로부(402), 구동 회로부(403) 등을 가진다.
표시부(404)는 매트릭스로 배치된 복수의 화소(430)를 가진다. 화소(430)는 부화소(405R), 부화소(405G), 및 부화소(405B)를 가진다. 부화소(405R), 부화소(405G), 및 부화소(405B)는 각각 표시 디바이스로서 기능하는 발광 소자를 가진다.
화소(430)는 배선(GL), 배선(SLR), 배선(SLG), 및 배선(SLB)과 전기적으로 접속되어 있다. 배선(SLR), 배선(SLG), 및 배선(SLB)은 각각 구동 회로부(402)와 전기적으로 접속되어 있다. 배선(GL)은 구동 회로부(403)와 전기적으로 접속되어 있다. 구동 회로부(402)는 소스선 구동 회로(소스 드라이버라고도 함)로서 기능하고, 구동 회로부(403)는 게이트선 구동 회로(게이트 드라이버라고도 함)로서 기능한다. 배선(GL)은 게이트선으로서 기능하고, 배선(SLR), 배선(SLG), 및 배선(SLB)은 각각 소스선으로서 기능한다.
부화소(405R)는 적색광을 나타내는 발광 소자를 가진다. 부화소(405G)는 녹색광을 나타내는 발광 소자를 가진다. 부화소(405B)는 청색광을 나타내는 발광 소자를 가진다. 이로써 표시 패널(400)은 풀 컬러 표시를 할 수 있다. 또한 화소(430)는 다른 색의 광을 나타내는 발광 소자를 가지는 부화소를 가져도 좋다. 예를 들어 화소(430)는 상기 3개의 부화소에 더하여 백색광을 나타내는 발광 소자를 가지는 부화소 또는 황색광을 나타내는 발광 소자를 가지는 부화소 등을 가져도 좋다.
배선(GL)은 행 방향(배선(GL)의 연장 방향)으로 배열되는 부화소(405R), 부화소(405G), 및 부화소(405B)와 전기적으로 접속되어 있다. 배선(SLR), 배선(SLG), 및 배선(SLB)은 각각 열 방향(배선(SLR) 등의 연장 방향)으로 배열되는 부화소(405R), 부화소(405G), 또는 부화소(405B)(도시하지 않았음)와 전기적으로 접속되어 있다.
[화소 회로의 구성예]
도 19의 (B)에는 부화소(405R), 부화소(405G), 및 부화소(405B)에 적용할 수 있는 화소(405)의 회로도의 일례를 나타내었다. 화소(405)는 트랜지스터(M1), 트랜지스터(M2), 트랜지스터(M3), 용량 소자(C1), 및 발광 소자(EL)를 가진다. 또한 화소(405)에는 배선(GL) 및 배선(SL)이 전기적으로 접속된다. 배선(SL)은 도 19의 (A)에 나타낸 배선(SLR), 배선(SLG), 및 배선(SLB) 중 어느 것에 상당한다.
트랜지스터(M1)는 게이트가 배선(GL)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 한쪽이 배선(SL)과 전기적으로 접속되고, 다른 쪽이 용량 소자(C1)의 한쪽 전극 및 트랜지스터(M2)의 게이트와 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M2)는 소스 및 드레인 중 한쪽이 배선(AL)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 발광 소자(EL)의 한쪽 전극, 용량 소자(C1)의 다른 쪽 전극, 및 트랜지스터(M3)의 소스 및 드레인 중 한쪽과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M3)는 게이트가 배선(GL)과 전기적으로 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽이 배선(RL)과 전기적으로 접속된다. 발광 소자(EL)는 다른 쪽 전극이 배선(CL)과 전기적으로 접속된다.
배선(SL)에는 데이터 전위(D)가 공급된다. 배선(GL)에는 선택 신호가 공급된다. 상기 선택 신호에는 트랜지스터를 도통 상태로 하는 전위와 비도통 상태로 하는 전위가 포함된다.
배선(RL)에는 리셋 전위가 공급된다. 배선(AL)에는 애노드 전위가 공급된다. 배선(CL)에는 캐소드 전위가 공급된다. 화소(405)에서 애노드 전위는 캐소드 전위보다 높다. 또한 배선(RL)에 공급되는 리셋 전위를 리셋 전위와 캐소드 전위의 전위차가 발광 소자(EL)의 문턱 전압보다 작은 전위로 할 수 있다. 리셋 전위는 캐소드 전위보다 높은 전위, 캐소드 전위와 같은 전위, 또는 캐소드 전위보다 낮은 전위로 할 수 있다.
트랜지스터(M1) 및 트랜지스터(M3)는 스위치로서 기능한다. 트랜지스터(M2)는 발광 소자(EL)를 흐르는 전류를 제어하기 위한 트랜지스터로서 기능한다. 예를 들어 트랜지스터(M1)는 선택 트랜지스터로서 기능하고, 트랜지스터(M2)는 구동 트랜지스터로서 기능한다고 할 수도 있다.
여기서 트랜지스터(M1) 내지 트랜지스터(M3) 모두에 LTPS 트랜지스터를 적용하는 것이 바람직하다. 또는 트랜지스터(M1) 및 트랜지스터(M3)에 OS 트랜지스터를 적용하고, 트랜지스터(M2)에 LTPS 트랜지스터를 적용하는 것이 바람직하다.
또는 트랜지스터(M1) 내지 트랜지스터(M3) 모두에 OS 트랜지스터를 적용하여도 좋다. 이때 구동 회로부(402)에 포함되는 복수의 트랜지스터 및 구동 회로부(403)에 포함되는 복수의 트랜지스터 중 하나 이상에 LTPS 트랜지스터를 적용하고, 다른 트랜지스터에 OS 트랜지스터를 적용할 수 있다. 예를 들어 표시부(404)에 제공되는 트랜지스터에는 OS 트랜지스터를 적용하고, 구동 회로부(402) 및 구동 회로부(403)에 제공되는 트랜지스터에는 LTPS 트랜지스터를 적용할 수도 있다.
실리콘보다 밴드 갭이 넓고 캐리어 밀도가 낮은 산화물 반도체를 사용한 트랜지스터는 매우 낮은 오프 전류를 실현할 수 있다. 오프 전류가 낮은 경우, 트랜지스터와 직렬로 접속된 용량 소자에 축적된 전하가 장기간에 걸쳐 유지될 수 있다. 그러므로 특히 용량 소자(C1)에 직렬로 접속되는 트랜지스터(M1) 및 트랜지스터(M3)로서는 각각 산화물 반도체가 적용된 트랜지스터를 사용하는 것이 바람직하다. 트랜지스터(M1) 및 트랜지스터(M3)로서 산화물 반도체를 포함한 트랜지스터를 적용함으로써, 용량 소자(C1)에 유지되는 전하가 트랜지스터(M1) 또는 트랜지스터(M3)를 통하여 누설되는 것을 방지할 수 있다. 또한 용량 소자(C1)에 유지되는 전하가 장시간에 걸쳐 유지될 수 있기 때문에, 화소(405)의 데이터를 재기록하지 않고 정지 화상을 장기간에 걸쳐 표시할 수 있다.
또한 도 19의 (B)에서는 트랜지스터를 n채널형 트랜지스터로 표기하였지만, p채널형 트랜지스터를 사용할 수도 있다.
또한 화소(405)에 포함되는 각 트랜지스터는 동일한 기판 위에 나란히 형성되는 것이 바람직하다.
화소(405)에 포함되는 트랜지스터로서, 반도체층을 개재하여 중첩되는 한 쌍의 게이트를 가지는 트랜지스터를 적용할 수 있다.
한 쌍의 게이트를 가지는 트랜지스터에 있어서, 한 쌍의 게이트가 서로 전기적으로 접속되고 같은 전위가 공급되는 경우, 트랜지스터의 온 전류가 높아지고 포화 특성이 향상되는 등의 이점이 있다. 또한 한 쌍의 게이트 중 한쪽에 트랜지스터의 문턱 전압을 제어하는 전위를 공급하여도 좋다. 또한 한 쌍의 게이트 중 한쪽에 정전위를 공급함으로써 트랜지스터의 전기 특성의 안정성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 트랜지스터의 한쪽 게이트가 정전위를 공급받는 배선과 전기적으로 접속되어도 좋고, 트랜지스터의 소스 또는 드레인과 전기적으로 접속되어도 좋다.
도 19의 (C)에 나타낸 화소(405)는 트랜지스터(M1) 및 트랜지스터(M3)에 한 쌍의 게이트를 가지는 트랜지스터를 적용한 경우의 예이다. 트랜지스터(M1) 및 트랜지스터(M3)에서는 각각 한 쌍의 게이트가 전기적으로 접속되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써 화소(405)로의 데이터의 기록 기간을 단축할 수 있다.
도 19의 (D)에 나타낸 화소(405)는 트랜지스터(M1) 및 트랜지스터(M3)에 더하여 트랜지스터(M2)에도 한 쌍의 게이트를 가지는 트랜지스터를 적용한 예이다. 트랜지스터(M2)에서는 한 쌍의 게이트가 전기적으로 접속되어 있다. 트랜지스터(M2)에 이러한 트랜지스터를 적용함으로써 포화 특성이 향상되기 때문에 발광 소자(EL)의 발광 휘도의 제어가 용이해지고 표시 품질을 높일 수 있다.
[트랜지스터의 구성예]
이하에서는 상기 표시 패널에 적용할 수 있는 트랜지스터의 단면 구성예에 대하여 설명한다.
[구성예 1]
도 20의 (A)는 트랜지스터(410)를 포함하는 단면도이다.
트랜지스터(410)는 기판(401) 위에 제공되고, 반도체층에 다결정 실리콘을 적용한 트랜지스터이다. 예를 들어 트랜지스터(410)는 화소(405)의 트랜지스터(M2)에 상당한다. 즉 도 20의 (A)는 트랜지스터(410)의 소스 및 드레인 중 한쪽이 발광 소자의 도전층(161)과 전기적으로 접속되어 있는 예를 나타낸 것이다.
트랜지스터(410)는 반도체층(411), 절연층(412), 도전층(413) 등을 가진다. 반도체층(411)은 채널 형성 영역(411i) 및 저저항 영역(411n)을 가진다. 반도체층(411)은 실리콘을 포함한다. 반도체층(411)은 다결정 실리콘을 포함하는 것이 바람직하다. 절연층(412)의 일부는 게이트 절연층으로서 기능한다. 도전층(413)의 일부는 게이트 전극으로서 기능한다.
또한 반도체층(411)은 반도체 특성을 나타내는 금속 산화물(산화물 반도체라고도 함)을 포함할 수도 있다. 이때 트랜지스터(410)를 OS 트랜지스터라고 부를 수 있다.
저저항 영역(411n)은 불순물 원소를 포함하는 영역이다. 예를 들어 트랜지스터(410)를 n채널형 트랜지스터로 하는 경우에는, 저저항 영역(411n)에 인, 비소 등을 첨가하면 좋다. 한편으로 p채널형 트랜지스터로 하는 경우에는, 저저항 영역(411n)에 붕소, 알루미늄 등을 첨가하면 좋다. 또한 트랜지스터(410)의 문턱 전압을 제어하기 위하여, 채널 형성 영역(411i)에 상술한 불순물이 첨가되어도 좋다.
기판(401) 위에 절연층(421)이 제공되어 있다. 반도체층(411)은 절연층(421) 위에 제공되어 있다. 절연층(412)은 반도체층(411) 및 절연층(421)을 덮어 제공되어 있다. 도전층(413)은 절연층(412) 위에서 반도체층(411)과 중첩되는 위치에 제공되어 있다.
또한 도전층(413) 및 절연층(412)을 덮어 절연층(422)이 제공된다. 절연층(422) 위에는 도전층(414a) 및 도전층(414b)이 제공된다. 도전층(414a) 및 도전층(414b)은 절연층(422) 및 절연층(412)에 제공된 개구부에서 저저항 영역(411n)과 전기적으로 접속되어 있다. 도전층(414a)의 일부는 소스 전극 및 드레인 전극 중 한쪽으로서 기능하고, 도전층(414b)의 일부는 소스 전극 및 드레인 전극 중 다른 쪽으로서 기능한다. 또한 도전층(414a), 도전층(414b), 및 절연층(422)을 덮어 절연층(423)이 제공되어 있다.
절연층(423) 위에는 화소 전극으로서 기능하는 도전층(161)이 제공된다. 도전층(161)은 절연층(423) 위에 제공되고, 절연층(423)에 제공된 개구에서 도전층(414b)과 전기적으로 접속되어 있다. 여기서는 생략하지만, 도전층(161) 위에는 발광 소자가 가지는 도전층, EL층 및 공통 전극을 적층할 수 있다.
[구성예 2]
도 20의 (B)에는 한 쌍의 게이트 전극을 가지는 트랜지스터(410a)를 나타내었다. 도 20의 (B)에 나타낸 트랜지스터(410a)는 도전층(415) 및 절연층(416)을 가지는 점에서 도 20의 (A)와 주로 다르다.
도전층(415)은 절연층(421) 위에 제공되어 있다. 또한 도전층(415) 및 절연층(421)을 덮어 절연층(416)이 제공되어 있다. 반도체층(411)은 적어도 채널 형성 영역(411i)이 절연층(416)을 개재하여 도전층(415)과 중첩되도록 제공되어 있다.
도 20의 (B)에 나타낸 트랜지스터(410a)에 있어서, 도전층(413)의 일부가 제 1 게이트 전극으로서 기능하고, 도전층(415)의 일부가 제 2 게이트 전극으로서 기능한다. 또한 이때 절연층(412)의 일부가 제 1 게이트 절연층으로서 기능하고, 절연층(416)의 일부가 제 2 게이트 절연층으로서 기능한다.
여기서 제 1 게이트 전극과 제 2 게이트 전극을 전기적으로 접속하는 경우, 도시되지 않은 영역에서, 절연층(412) 및 절연층(416)에 제공된 개구부를 통하여 도전층(413)과 도전층(415)을 전기적으로 접속하면 좋다. 또한 제 2 게이트 전극과 소스 또는 드레인을 전기적으로 접속하는 경우, 도시되지 않은 영역에서, 절연층(422), 절연층(412), 및 절연층(416)에 제공된 개구부를 통하여 도전층(414a) 또는 도전층(414b)과 도전층(415)을 전기적으로 접속하면 좋다.
화소(405)를 구성하는 모든 트랜지스터에 LTPS 트랜지스터를 적용하는 경우, 도 20의 (A)에서 예시한 트랜지스터(410) 또는 도 20의 (B)에서 예시한 트랜지스터(410a)를 적용할 수 있다. 이때 화소(405)를 구성하는 모든 트랜지스터에 트랜지스터(410a)를 사용하여도 좋고, 모든 트랜지스터에 트랜지스터(410)를 사용하여도 좋고, 트랜지스터(410a)와 트랜지스터(410)를 조합하여 사용하여도 좋다.
[구성예 3]
이하에서는 반도체층에 실리콘이 적용된 트랜지스터와 반도체층에 금속 산화물이 적용된 트랜지스터의 양쪽을 가지는 구성의 예에 대하여 설명한다.
도 20의 (C)는 트랜지스터(410a) 및 트랜지스터(450)를 포함하는 단면 개략도이다.
트랜지스터(410a)에 대해서는 상기 구성예 1을 원용할 수 있다. 또한 여기서는 트랜지스터(410a)를 사용하는 예를 나타내었지만, 트랜지스터(410)와 트랜지스터(450)를 가지는 구성으로 하여도 좋고, 트랜지스터(410), 트랜지스터(410a), 트랜지스터(450) 모두를 가지는 구성으로 하여도 좋다.
트랜지스터(450)는 반도체층에 금속 산화물을 적용한 트랜지스터이다. 도 20의 (C)에 나타낸 구성은 예를 들어 트랜지스터(450)가 화소(405)의 트랜지스터(M1)에 상당하고, 트랜지스터(410a)가 트랜지스터(M2)에 상당하는 예이다. 즉 도 20의 (C)는 트랜지스터(410a)의 소스 및 드레인 중 한쪽이 도전층(161)과 전기적으로 접속되어 있는 예를 나타낸 것이다.
또한 도 20의 (C)에는 트랜지스터(450)가 한 쌍의 게이트를 가지는 예를 나타내었다.
트랜지스터(450)는 도전층(455), 절연층(422), 반도체층(451), 절연층(452), 도전층(453) 등을 가진다. 도전층(453)의 일부는 트랜지스터(450)의 제 1 게이트로서 기능하고, 도전층(455)의 일부는 트랜지스터(450)의 제 2 게이트로서 기능한다. 이때 절연층(452)의 일부는 트랜지스터(450)의 제 1 게이트 절연층으로서 기능하고, 절연층(422)의 일부는 트랜지스터(450)의 제 2 게이트 절연층으로서 기능한다.
도전층(455)은 절연층(412) 위에 제공되어 있다. 절연층(422)은 도전층(455)을 덮어 제공되어 있다. 반도체층(451)은 절연층(422) 위에 제공되어 있다. 절연층(452)은 반도체층(451) 및 절연층(422)을 덮어 제공되어 있다. 도전층(453)은 절연층(452) 위에 제공되고, 반도체층(451) 및 도전층(455)과 중첩되는 영역을 가진다.
또한 절연층(426)이 절연층(452) 및 도전층(453)을 덮어 제공되어 있다. 절연층(426) 위에는 도전층(454a) 및 도전층(454b)이 제공된다. 도전층(454a) 및 도전층(454b)은 절연층(426) 및 절연층(452)에 제공된 개구부에서 반도체층(451)과 전기적으로 접속되어 있다. 도전층(454a)의 일부는 소스 전극 및 드레인 전극 중 한쪽으로서 기능하고, 도전층(454b)의 일부는 소스 전극 및 드레인 전극 중 다른 쪽으로서 기능한다. 또한 도전층(454a), 도전층(454b), 및 절연층(426)을 덮어 절연층(423)이 제공되어 있다.
여기서 트랜지스터(410a)와 전기적으로 접속되는 도전층(414a) 및 도전층(414b)은 도전층(454a) 및 도전층(454b)과 동일한 도전막을 가공하여 형성하는 것이 바람직하다. 도 20의 (C)에는 도전층(414a), 도전층(414b), 도전층(454a), 및 도전층(454b)이 동일한 면 위에(즉 절연층(426)의 상면과 접하여) 형성되며, 동일한 금속 원소를 포함하는 구성을 나타내었다. 이때 도전층(414a) 및 도전층(414b)은 절연층(426), 절연층(452), 절연층(422), 및 절연층(412)에 제공된 개구를 통하여 저저항 영역(411n)과 전기적으로 접속된다. 이로써 제작 공정을 간략화할 수 있기 때문에 바람직하다.
또한 트랜지스터(410a)의 제 1 게이트 전극으로서 기능하는 도전층(413)과, 트랜지스터(450)의 제 2 게이트 전극으로서 기능하는 도전층(455)은 동일한 도전막을 가공하여 형성하는 것이 바람직하다. 도 20의 (C)에는 도전층(413)과 도전층(455)이 동일한 면 위에(즉 절연층(412)의 상면과 접하여) 형성되며, 동일한 금속 원소를 포함하는 구성을 나타내었다. 이로써 제작 공정을 간략화할 수 있기 때문에 바람직하다.
도 20의 (C)에서는 트랜지스터(450)의 제 1 게이트 절연층으로서 기능하는 절연층(452)이 반도체층(451)의 단부를 덮어 있지만, 도 20의 (D)에 나타낸 트랜지스터(450a)와 같이 절연층(452)은 도전층(453)과 상면 형상이 일치하거나 실질적으로 일치하도록 가공되어 있어도 좋다.
또한 본 명세서 등에 있어서 "상면 형상이 실질적으로 일치"란, 적층된 층과 층 사이에서 적어도 윤곽의 일부가 중첩되는 것을 말한다. 예를 들어 위층과 아래층이 동일한 마스크 패턴 또는 일부가 동일한 마스크 패턴을 사용하여 가공된 경우를 그 범주에 포함한다. 다만 엄밀하게 말하면 윤곽이 중첩되지 않고 위층이 아래층의 내측에 위치하거나 위층이 아래층의 외측에 위치하는 경우도 있고, 이 경우도 "상면 형상이 실질적으로 일치"라고 한다.
또한 여기서는 트랜지스터(410a)가 트랜지스터(M2)에 상당하고, 화소 전극과 전기적으로 접속되는 예에 대하여 설명하였지만 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 트랜지스터(450) 또는 트랜지스터(450a)가 트랜지스터(M2)에 상당하는 구성으로 하여도 좋다. 이때 트랜지스터(410a)는 트랜지스터(M1), 트랜지스터(M3), 또는 이들 이외의 트랜지스터에 상당한다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 5)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 표시 패널에 사용할 수 있는 발광 디바이스에 대하여 설명한다.
도 21의 (A)에 나타낸 바와 같이, 발광 디바이스는 한 쌍의 전극(하부 전극(772), 상부 전극(788)) 사이에 EL층(786)을 가진다. EL층(786)은 층(4420), 발광층(4411), 층(4430) 등의 복수의 층으로 구성될 수 있다. 층(4420)은 예를 들어 전자 주입성이 높은 물질을 포함한 층(전자 주입층) 및 전자 수송성이 높은 물질을 포함한 층(전자 수송층) 등을 가질 수 있다. 발광층(4411)은 예를 들어 발광성 화합물을 포함한다. 층(4430)은 예를 들어 정공 주입성이 높은 물질을 포함한 층(정공 주입층) 및 정공 수송성이 높은 물질을 포함한 층(정공 수송층)을 가질 수 있다.
한 쌍의 전극 사이에 제공된 층(4420), 발광층(4411), 및 층(4430)을 가지는 구성은 단일의 발광 유닛으로서 기능할 수 있고, 본 명세서에서는 도 21의 (A)의 구성을 싱글 구조라고 부른다.
또한 도 21의 (B)는 도 21의 (A)에 나타낸 발광 디바이스가 가지는 EL층(786)의 변형예이다. 구체적으로 도 21의 (B)에 나타낸 발광 디바이스는 하부 전극(772) 위의 층(4431)과, 층(4431) 위의 층(4432)과, 층(4432) 위의 발광층(4411)과, 발광층(4411) 위의 층(4421)과, 층(4421) 위의 층(4422)과, 층(4422) 위의 상부 전극(788)을 가진다. 예를 들어 하부 전극(772)을 양극으로 하고 상부 전극(788)을 음극으로 한 경우, 층(4431)이 정공 주입층으로서 기능하고, 층(4432)이 정공 수송층으로서 기능하고, 층(4421)이 전자 수송층으로서 기능하고, 층(4422)이 전자 주입층으로서 기능한다. 또는 하부 전극(772)을 음극으로 하고 상부 전극(788)을 양극으로 한 경우, 층(4431)이 전자 주입층으로서 기능하고, 층(4432)이 전자 수송층으로서 기능하고, 층(4421)이 정공 수송층으로서 기능하고, 층(4422)이 정공 주입층으로서 기능한다. 이와 같은 층 구조로 함으로써, 발광층(4411)에 효율적으로 캐리어를 주입하고, 발광층(4411) 내에서의 캐리어 재결합의 효율을 높일 수 있게 된다.
또한 도 21의 (C), (D)에 나타낸 바와 같이 층(4420)과 층(4430) 사이에 복수의 발광층(발광층(4411, 4412, 4413))이 제공되는 구성도 싱글 구조의 베리에이션이다.
또한 도 21의 (E), (F)에 나타낸 바와 같이, 복수의 발광 유닛(EL층(786a), EL층(786b))이 전하 발생층(4440)을 통하여 직렬로 접속된 구성을 본 명세서에서는 탠덤 구조라고 부른다. 또한 탠덤 구조를 스택 구조라고 불러도 좋다. 또한 탠덤 구조로 함으로써 고휘도 발광이 가능한 발광 디바이스로 할 수 있다.
도 21의 (C), (D)에서 발광층(4411), 발광층(4412), 및 발광층(4413)에 같은 색의 광을 방출하는 발광 재료, 또한 같은 발광 재료를 사용하여도 좋다. 예를 들어 발광층(4411), 발광층(4412), 및 발광층(4413)에 청색광을 방출하는 발광 재료를 사용하여도 좋다. 도 21의 (D)에 나타낸 층(785)으로서 색 변환층을 제공하여도 좋다.
또한 발광층(4411), 발광층(4412), 및 발광층(4413)에 각각 다른 색의 광을 방출하는 발광 재료를 사용하여도 좋다. 발광층(4411), 발광층(4412), 및 발광층(4413)이 각각 방출하는 광이 보색 관계인 경우 백색 발광이 얻어진다. 도 21의 (D)에 나타낸 층(785)으로서 컬러 필터(착색층이라고도 함)를 제공하여도 좋다. 백색광이 컬러 필터를 투과함으로써 원하는 색의 광을 얻을 수 있다.
또한 도 21의 (E), (F)에서 발광층(4411)과 발광층(4412)에 같은 색의 광을 방출하는 발광 재료, 또한 같은 발광 재료를 사용하여도 좋다. 또는 발광층(4411)과 발광층(4412)에 상이한 색의 광을 방출하는 발광 재료를 사용하여도 좋다. 발광층(4411)이 방출하는 광과 발광층(4412)이 방출하는 광이 보색 관계인 경우 백색 발광이 얻어진다. 또한 도 21의 (F)에는 층(785)을 제공하는 예를 나타내었다. 층(785)으로서는 색 변환층 및 컬러 필터(착색층) 중 한쪽 또는 양쪽을 사용할 수 있다.
또한 도 21의 (C), (D), (E), (F)에서도, 도 21의 (B)에 나타낸 바와 같이, 층(4420)과 층(4430)은 2층 이상의 층으로 이루어지는 적층 구조로 하여도 좋다.
발광 디바이스마다 발광색(예를 들어 청색(B), 녹색(G), 및 적색(R))을 구분 형성하는 구조를 SBS 구조라고 부르는 경우가 있다.
발광 디바이스의 발광색은 EL층(786)을 구성하는 재료에 따라 적색, 녹색, 청색, 시안, 마젠타, 황색, 또는 백색 등으로 할 수 있다. 또한 발광 디바이스가 마이크로캐비티 구조를 가짐으로써 색 순도를 더 높일 수 있다.
백색광을 방출하는 발광 디바이스는 발광층에 2종류 이상의 발광 물질을 포함하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 백색 발광을 얻기 위해서는, 보색 관계의 광을 방출하도록 2개 이상의 발광 물질을 각각 선택하면 좋다. 예를 들어 제 1 발광층의 발광색과 제 2 발광층의 발광색을 보색 관계로 함으로써, 발광 디바이스 전체로서 백색 발광하는 발광 디바이스를 얻을 수 있다. 또한 3개 이상의 발광층을 가지는 발광 디바이스의 경우도 마찬가지이다.
발광층에는 R(적색), G(녹색), B(청색), Y(황색), O(주황색) 등의 발광을 나타내는 발광 물질이 2개 이상 포함되는 것이 바람직하다. 또는 발광층이 발광 물질을 2개 이상 포함하고, 각 발광 물질의 발광은 R, G, B 중 2개 이상의 색의 스펙트럼 성분을 포함하는 것이 바람직하다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 6)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 전자 기기에 대하여 도 22 내지 도 24를 사용하여 설명한다.
본 실시형태의 전자 기기는 본 발명의 일 형태의 표시 시스템에 사용할 수 있다. 구체적으로는 상기 전자 기기는 본 발명의 일 형태의 표시 시스템에서 장착형 표시 장치 또는 단말기로서 사용할 수 있다.
본 실시형태의 전자 기기는 표시부에 본 발명의 일 형태의 표시 패널을 가진다. 본 발명의 일 형태의 표시 패널은 고정세화 및 고해상도화가 용이하며, 높은 표시 품질을 실현할 수 있다. 따라서 다양한 전자 기기의 표시부에 사용할 수 있다.
전자 기기로서는 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 장치 등이 있다.
특히 본 발명의 일 형태의 표시 패널은 정세도를 높일 수 있기 때문에, 비교적 작은 표시부를 가지는 전자 기기에 적합하게 사용할 수 있다. 이러한 전자 기기로서는 예를 들어 손목시계형 및 팔찌형 정보 단말기(웨어러블 기기), 그리고 헤드 마운트 디스플레이 등의 VR용 기기, 안경형 AR용 기기, 및 MR용 기기 등 머리에 장착할 수 있는 웨어러블 기기 등이 있다.
본 발명의 일 형태의 표시 패널은 HD(화소수 1280×720), FHD(화소수 1920×1080), WQHD(화소수 2560×1440), WQXGA(화소수 2560×1600), 4K(화소수 3840×2160), 8K(화소수 7680×4320) 등으로 해상도가 매우 높은 것이 바람직하다. 특히 4K, 8K, 또는 이들 이상의 해상도로 하는 것이 바람직하다. 또한 본 발명의 일 형태의 표시 패널에서의 화소 밀도(정세도)는 100ppi 이상이 바람직하고, 300ppi 이상이 더 바람직하고, 500ppi 이상이 더 바람직하고, 1000ppi 이상이 더 바람직하고, 2000ppi 이상이 더 바람직하고, 3000ppi 이상이 더 바람직하고, 5000ppi 이상이 더 바람직하고, 7000ppi 이상이 더 바람직하다. 이와 같이 높은 해상도 및 높은 정세도 중 한쪽 또는 양쪽을 가지는 표시 패널을 사용함으로써, 휴대용 또는 가정용 등의 개인적 사용을 위한 전자 기기에서 임장감 및 깊이감 등을 더 높일 수 있다. 또한 본 발명의 일 형태의 표시 패널의 화면 비율(종횡비)은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 표시 패널은 1:1(정사각형), 4:3, 16:9, 16:10 등 다양한 화면 비율에 대응할 수 있다.
본 실시형태의 전자 기기는 센서(힘, 변위, 위치, 속도, 가속도, 각속도, 회전수, 거리, 광, 액체, 자기, 온도, 화학 물질, 음성, 시간, 경도(硬度), 전기장, 전류, 전압, 전력, 방사선, 유량, 습도, 경사도, 진동, 냄새, 또는 적외선을 측정하는 기능을 가지는 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 저장된 프로그램 또는 데이터를 판독하는 기능 등을 가질 수 있다.
도 22의 (A) 내지 (D)를 사용하여, 머리에 장착할 수 있는 웨어러블 기기의 일례에 대하여 설명한다. 이들 웨어러블 기기는 AR 콘텐츠를 표시하는 기능 및 VR 콘텐츠를 표시하는 기능 중 한쪽 또는 양쪽을 가진다. 또한 이들 웨어러블 기기는 AR, VR 외에 SR 또는 MR의 콘텐츠를 표시하는 기능을 가져도 좋다. 전자 기기가 AR, VR, SR, 및 MR 등 중 적어도 하나의 콘텐츠를 표시하는 기능을 가짐으로써, 사용자의 몰입감을 높일 수 있다. 도 22의 (A) 내지 (D)에 나타낸 전자 기기는 본 발명의 일 형태의 표시 시스템에서의 장착형 표시 장치로서 적합하다.
도 22의 (A)에 나타낸 전자 기기(700A) 및 도 22의 (B)에 나타낸 전자 기기(700B)는 각각 한 쌍의 표시 패널(751)과, 한 쌍의 하우징(721)과, 통신부(도시하지 않았음)와, 한 쌍의 장착부(723)와, 제어부(도시하지 않았음)와, 촬상부(도시하지 않았음)와, 한 쌍의 광학 부재(753)와, 프레임(757)과, 한 쌍의 코 받침(758)을 가진다.
표시 패널(751)에는 본 발명의 일 형태의 표시 패널을 적용할 수 있다. 따라서 정세도가 매우 높은 표시가 가능한 전자 기기로 할 수 있다.
전자 기기(700A) 및 전자 기기(700B)는 각각 광학 부재(753)의 표시 영역(756)에, 표시 패널(751)에 표시한 화상을 투영할 수 있다. 광학 부재(753)는 투광성을 가지기 때문에, 사용자는 광학 부재(753)를 통하여 시인되는 투과 이미지에 겹쳐, 표시 영역에 표시된 화상을 볼 수 있다. 따라서 전자 기기(700A) 및 전자 기기(700B)는 각각 AR 표시가 가능한 전자 기기이다.
전자 기기(700A) 및 전자 기기(700B)에는 촬상부로서 앞쪽 방향을 촬상할 수 있는 카메라가 제공되어도 좋다. 또한 전자 기기(700A) 및 전자 기기(700B)는 각각 자이로 센서 등의 가속도 센서를 가짐으로써, 사용자의 머리의 방향을 검지하고, 그 방향에 따른 화상을 표시 영역(756)에 표시할 수도 있다.
통신부는 무선 통신기를 포함하고, 상기 무선 통신기에 의하여 영상 신호 등을 공급할 수 있다. 또한 무선 통신기 대신 또는 무선 통신기에 더하여 영상 신호 및 전원 전위가 공급되는 케이블을 접속할 수 있는 커넥터를 포함하여도 좋다.
또한 전자 기기(700A) 및 전자 기기(700B)에는 배터리가 제공되어 있기 때문에, 무선 및 유선 중 한쪽 또는 양쪽으로 충전할 수 있다.
하우징(721)에는 터치 센서 모듈이 제공되어도 좋다. 터치 센서 모듈은 하우징(721)의 외측 면이 터치되는 것을 검출하는 기능을 가진다. 터치 센서 모듈에 의하여 사용자의 탭 조작 또는 슬라이드 조작 등을 검출하여 다양한 처리를 실행할 수 있다. 예를 들어 탭 조작에 의하여 동영상의 일시 정지 또는 재개 등의 처리를 실행할 수 있고, 슬라이드 조작에 의하여 빨리 감기 또는 빨리 되감기의 처리를 실행할 수 있다. 또한 2개의 하우징(721)의 각각에 터치 센서 모듈을 제공함으로써, 조작의 폭을 넓힐 수 있다.
터치 센서 모듈에는 다양한 터치 센서를 적용할 수 있다. 예를 들어 정전 용량 방식, 저항막 방식, 적외선 방식, 전자기 유도 방식, 표면 탄성파 방식, 광학 방식 등 다양한 방식을 채용할 수 있다. 특히 정전 용량 방식 또는 광학 방식의 센서를 터치 센서 모듈에 적용하는 것이 바람직하다.
광학 방식의 터치 센서를 사용하는 경우에는, 수광 소자(수광 디바이스)로서 광전 변환 소자(광전 변환 디바이스라고도 함)를 사용할 수 있다. 광전 변환 디바이스의 활성층에는 무기 반도체 및 유기 반도체 중 한쪽 또는 양쪽을 사용할 수 있다.
도 22의 (C)에 나타낸 전자 기기(800A) 및 도 22의 (D)에 나타낸 전자 기기(800B)는 각각 한 쌍의 표시부(820)와, 하우징(821)과, 통신부(822)와, 한 쌍의 장착부(823)와, 제어부(824)와, 한 쌍의 촬상부(825)와, 한 쌍의 렌즈(832)를 가진다.
표시부(820)에는 본 발명의 일 형태의 표시 패널을 적용할 수 있다. 따라서 정세도가 매우 높은 표시가 가능한 전자 기기로 할 수 있다. 이에 의하여 사용자는 높은 몰입감을 느낄 수 있다.
표시부(820)는 하우징(821)의 내부의 렌즈(832)를 통하여 시인할 수 있는 위치에 제공된다. 또한 한 쌍의 표시부(820)에 서로 다른 화상을 표시함으로써, 시차를 사용한 3차원 표시를 할 수도 있다.
전자 기기(800A) 및 전자 기기(800B)는 각각 VR용 전자 기기라고 할 수 있다. 전자 기기(800A) 또는 전자 기기(800B)를 장착한 사용자는 렌즈(832)를 통하여 표시부(820)에 표시되는 화상을 시인할 수 있다.
전자 기기(800A) 및 전자 기기(800B)는 각각 렌즈(832) 및 표시부(820)가 사용자의 눈의 위치에 따라 최적으로 배치되도록 이들의 좌우의 위치를 조정 가능한 기구를 가지는 것이 바람직하다. 또한 렌즈(832)와 표시부(820) 사이의 거리를 변경함으로써, 초점을 조정하는 기구를 가지는 것이 바람직하다.
장착부(823)에 의하여 사용자는 전자 기기(800A) 또는 전자 기기(800B)를 머리에 장착할 수 있다. 또한 도 22의 (C) 등에서는 안경다리(조인트, 템플 등이라고도 함)와 같은 형상을 가지는 예를 나타내었지만 이에 한정되지 않는다. 장착부(823)는 사용자가 장착할 수 있으면 좋고, 예를 들어 헬멧형 또는 밴드형이어도 좋다.
촬상부(825)는 외부의 정보를 취득하는 기능을 가진다. 촬상부(825)가 취득한 데이터는 표시부(820)에 출력할 수 있다. 촬상부(825)에는 이미지 센서를 사용할 수 있다. 또한 망원, 광각 등 복수의 화각에 대응할 수 있도록 복수의 카메라를 제공하여도 좋다.
또한 여기서는 촬상부(825)가 제공되는 예를 나타내었지만, 대상물과의 거리를 측정할 수 있는 측거 센서(이하 검지부라고도 함)가 제공되면 좋다. 즉 촬상부(825)는 검지부의 일 형태이다. 검지부로서는 예를 들어 이미지 센서 또는 LIDAR(Light Detection and Ranging) 등의 거리 화상 센서를 사용할 수 있다. 카메라에 의하여 얻어진 화상과 거리 화상 센서에 의하여 얻어진 화상을 사용함으로써, 더 많은 정보를 취득할 수 있어 더 정밀도가 높은 제스처 조작이 가능해진다.
전자 기기(800A)는 골전도 이어폰으로서 기능하는 진동 기구를 가져도 좋다. 예를 들어 표시부(820), 하우징(821), 및 장착부(823) 중 어느 하나 또는 복수에 상기 진동 기구를 가지는 구성을 적용할 수 있다. 이에 의하여, 헤드폰, 이어폰, 또는 스피커 등의 음향 기기가 별도로 필요하지 않아, 전자 기기(800A)를 장착하기만 하면 영상과 음성을 즐길 수 있다.
전자 기기(800A) 및 전자 기기(800B)는 각각 입력 단자를 가져도 좋다. 입력 단자에는 영상 출력 기기 등으로부터의 영상 신호 및 전자 기기 내에 제공되는 배터리를 충전하기 위한 전력 등을 공급하는 케이블을 접속할 수 있다.
본 발명의 일 형태의 전자 기기는 이어폰(750)과 무선 통신을 하는 기능을 가져도 좋다. 이어폰(750)은 통신부(도시하지 않았음)를 가지고, 무선 통신 기능을 가진다. 이어폰(750)은 무선 통신 기능에 의하여 전자 기기로부터 정보(예를 들어 음성 데이터)를 수신할 수 있다. 예를 들어 도 22의 (A)에 나타낸 전자 기기(700A)는 무선 통신 기능에 의하여 이어폰(750)에 정보를 송신하는 기능을 가진다. 또한 예를 들어 도 22의 (C)에 나타낸 전자 기기(800A)는 무선 통신 기능에 의하여 이어폰(750)에 정보를 송신하는 기능을 가진다.
또한 전자 기기가 이어폰부를 가져도 좋다. 도 22의 (B)에 나타낸 전자 기기(700B)는 이어폰부(727)를 가진다. 예를 들어 이어폰부(727)는 제어부에 유선으로 접속될 수 있다. 이어폰부(727)와 제어부를 접속하는 배선의 일부는 하우징(721) 또는 장착부(723)의 내부에 배치되어도 좋다.
마찬가지로, 도 22의 (D)에 나타낸 전자 기기(800B)는 이어폰부(827)를 가진다. 예를 들어 이어폰부(827)는 제어부(824)에 유선으로 접속될 수 있다. 이어폰부(827)와 제어부(824)를 접속하는 배선의 일부는 하우징(821) 또는 장착부(823)의 내부에 배치되어도 좋다. 또한 이어폰부(827)와 장착부(823)가 자석을 가져도 좋다. 이에 의하여, 이어폰부(827)를 장착부(823)에 자기력으로 고정할 수 있어 수납이 용이해지기 때문에 바람직하다.
또한 전자 기기는 이어폰 또는 헤드폰 등을 접속할 수 있는 음성 출력 단자를 가져도 좋다. 또한 전자 기기는 음성 입력 단자 및 음성 입력 기구 중 한쪽 또는 양쪽을 가져도 좋다. 음성 입력 기구로서는 예를 들어 마이크로폰 등의 집음 장치를 사용할 수 있다. 전자 기기가 음성 입력 기구를 가짐으로써, 전자 기기에 소위 헤드셋으로서의 기능을 부여하여도 좋다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 형태의 전자 기기로서는, 안경형(전자 기기(700A) 및 전자 기기(700B) 등) 및 고글형(전자 기기(800A) 및 전자 기기(800B) 등) 모두 적합하다.
또한 본 발명의 일 형태의 전자 기기는 유선 또는 무선으로 이어폰에 정보를 송신할 수 있다.
도 23 및 도 24에 나타낸 전자 기기는 본 발명의 일 형태의 표시 시스템의 단말기로서 적합하다.
도 23의 (A)에 나타낸 전자 기기(6500)는 스마트폰으로서 사용할 수 있는 휴대 정보 단말기이다.
전자 기기(6500)는 하우징(6501), 표시부(6502), 전원 버튼(6503), 버튼(6504), 스피커(6505), 마이크로폰(6506), 카메라(6507), 및 광원(6508) 등을 가진다. 표시부(6502)는 터치 패널 기능을 가진다.
표시부(6502)에 본 발명의 일 형태의 표시 패널을 적용할 수 있다.
도 23의 (B)는 하우징(6501)의 마이크로폰(6506) 측의 단부를 포함한 단면 개략도이다.
하우징(6501)의 표시면 측에는 투광성을 가지는 보호 부재(6510)가 제공되고, 하우징(6501)과 보호 부재(6510)로 둘러싸인 공간 내에 표시 패널(6511), 광학 부재(6512), 터치 센서 패널(6513), 인쇄 기판(6517), 배터리(6518) 등이 배치되어 있다.
보호 부재(6510)에는 표시 패널(6511), 광학 부재(6512), 및 터치 센서 패널(6513)이 접착층(도시하지 않았음)에 의하여 고정되어 있다.
표시부(6502)보다 외측의 영역에서 표시 패널(6511)의 일부가 접혀 있고, 이 접힌 부분에 FPC(6515)가 접속되어 있다. FPC(6515)에는 IC(6516)가 실장되어 있다. FPC(6515)는 인쇄 기판(6517)에 제공된 단자에 접속되어 있다.
표시 패널(6511)에는 본 발명의 일 형태의 플렉시블 디스플레이를 적용할 수 있다. 그러므로 매우 가벼운 전자 기기를 실현할 수 있다. 또한 표시 패널(6511)이 매우 얇기 때문에, 전자 기기의 두께를 억제하면서 대용량 배터리(6518)를 탑재할 수도 있다. 또한 표시 패널(6511)의 일부를 접어 화소부의 이면 측에 FPC(6515)와의 접속부를 배치함으로써, 슬림 베젤의 전자 기기를 실현할 수 있다.
도 23의 (C)에 텔레비전 장치의 일례를 나타내었다. 텔레비전 장치(7100)에서는, 하우징(7101)에 표시부(7000)가 포함되어 있다. 여기서는 스탠드(7103)에 의하여 하우징(7101)을 지지한 구성을 나타내었다.
표시부(7000)에 본 발명의 일 형태의 표시 패널을 적용할 수 있다.
도 23의 (C)에 나타낸 텔레비전 장치(7100)의 조작은 하우징(7101)이 가지는 조작 스위치 및 별체의 리모트 컨트롤러(7111)에 의하여 수행할 수 있다. 또는 표시부(7000)에 터치 센서를 포함하여도 좋고, 손가락 등으로 표시부(7000)를 터치함으로써 텔레비전 장치(7100)를 조작하여도 좋다. 리모트 컨트롤러(7111)는 상기 리모트 컨트롤러(7111)로부터 출력되는 정보를 표시하는 표시부를 가져도 좋다. 리모트 컨트롤러(7111)가 가지는 조작 키 또는 터치 패널에 의하여 채널 및 음량을 조작할 수 있고, 표시부(7000)에 표시되는 영상을 조작할 수 있다.
또한 텔레비전 장치(7100)는 수신기 및 모뎀 등을 포함한다. 수신기에 의하여 일반적인 텔레비전 방송을 수신할 수 있다. 또한 모뎀을 통하여 유선 또는 무선으로 통신 네트워크에 접속함으로써, 한 방향(송신자로부터 수신자) 또는 쌍방향(송신자와 수신자 사이, 또는 수신자끼리 등)의 정보 통신을 수행할 수도 있다.
도 23의 (D)에 노트북형 퍼스널 컴퓨터의 일례를 나타내었다. 노트북형 퍼스널 컴퓨터(7200)는 하우징(7211), 키보드(7212), 포인팅 디바이스(7213), 외부 접속 포트(7214) 등을 가진다. 하우징(7211)에 표시부(7000)가 포함되어 있다.
표시부(7000)에 본 발명의 일 형태의 표시 패널을 적용할 수 있다.
도 23의 (E) 및 (F)에 디지털 사이니지의 일례를 나타내었다.
도 23의 (E)에 나타낸 디지털 사이니지(7300)는 하우징(7301), 표시부(7000), 및 스피커(7303) 등을 포함한다. 또한 LED 램프, 조작 키(전원 스위치 또는 조작 스위치를 포함함), 접속 단자, 각종 센서, 마이크로폰 등을 가질 수 있다.
도 23의 (F)는 원기둥 모양의 기둥(7401)에 장착된 디지털 사이니지(7400)를 나타낸 것이다. 디지털 사이니지(7400)는 기둥(7401)의 곡면을 따라 제공된 표시부(7000)를 가진다.
도 23의 (E) 및 (F)에서는, 표시부(7000)에 본 발명의 일 형태의 표시 패널을 적용할 수 있다.
표시부(7000)가 넓을수록 한번에 제공할 수 있는 정보량을 늘릴 수 있다. 또한 표시부(7000)가 넓을수록 사람의 눈에 띄기 쉽기 때문에, 예를 들어 광고의 홍보 효과를 높일 수 있다.
표시부(7000)에 터치 패널을 적용함으로써, 표시부(7000)에 화상 또는 동영상을 표시할 뿐만 아니라, 사용자가 직관적으로 조작할 수도 있어 바람직하다. 또한 노선 정보 또는 교통 정보 등의 정보를 제공하기 위한 용도로 사용하는 경우에는, 직관적인 조작에 의하여 사용성을 높일 수 있다.
또한 도 23의 (E) 및 (F)에 나타낸 바와 같이, 디지털 사이니지(7300) 또는 디지털 사이니지(7400)는 사용자가 소유하는 스마트폰 등의 정보 단말기(7311) 또는 정보 단말기(7411)와 무선 통신에 의하여 연계 가능한 것이 바람직하다. 예를 들어 표시부(7000)에 표시되는 광고의 정보를 정보 단말기(7311) 또는 정보 단말기(7411)의 화면에 표시할 수 있다. 또한 정보 단말기(7311) 또는 정보 단말기(7411)를 조작함으로써 표시부(7000)의 표시를 전환할 수 있다.
또한 디지털 사이니지(7300) 또는 디지털 사이니지(7400)에 정보 단말기(7311) 또는 정보 단말기(7411)의 화면을 조작 수단(컨트롤러)으로서 사용한 게임을 실행시킬 수도 있다. 이에 의하여, 불특정 다수의 사용자가 동시에 게임에 참가하여 즐길 수 있다.
도 24의 (A) 내지 (G)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 측정하는 기능을 가지는 것), 마이크로폰(9008) 등을 가진다.
도 24의 (A) 내지 (G)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 저장된 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.
도 24의 (A) 내지 (G)에 나타낸 전자 기기의 자세한 사항에 대하여 이하에서 설명한다.
도 24의 (A)는 휴대 정보 단말기(9101)를 나타낸 사시도이다. 휴대 정보 단말기(9101)는 예를 들어 스마트폰으로서 사용할 수 있다. 또한 휴대 정보 단말기(9101)에는 스피커(9003), 접속 단자(9006), 센서(9007) 등을 제공하여도 좋다. 또한 휴대 정보 단말기(9101)는 문자 및 화상 정보를 그 복수의 면에 표시할 수 있다. 도 24의 (A)에는 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 예로서는 전자 메일, SNS, 전화 등의 착신의 알림, 전자 메일 또는 SNS 등의 제목, 송신자명, 일시, 시각, 배터리의 잔량, 전파 강도 등이 있다. 또는 정보(9051)가 표시되는 위치에는 아이콘(9050) 등을 표시하여도 좋다.
도 24의 (B)는 휴대 정보 단말기(9102)를 나타낸 사시도이다. 휴대 정보 단말기(9102)는 표시부(9001)의 3면 이상에 정보를 표시하는 기능을 가진다. 여기서는 정보(9052), 정보(9053), 정보(9054)가 각각 다른 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 24의 (C)는 태블릿 단말기(9103)를 나타낸 사시도이다. 태블릿 단말기(9103)는 일례로서 이동 전화, 전자 메일, 문장 열람 및 작성, 음악 재생, 인터넷 통신, 컴퓨터 게임 등의 각종 애플리케이션을 실행할 수 있다. 태블릿 단말기(9103)는 하우징(9000)의 전면(前面)에 표시부(9001), 카메라(9002), 마이크로폰(9008), 스피커(9003)를 가지고, 하우징(9000)의 왼쪽 측면에는 조작용 버튼으로서 조작 키(9005)를 포함하고, 밑면에는 접속 단자(9006)를 가진다.
도 24의 (D)는 손목시계형 휴대 정보 단말기(9200)를 나타낸 사시도이다. 휴대 정보 단말기(9200)는 예를 들어 스마트워치(등록 상표)로서 사용할 수 있다. 또한 표시부(9001)는 그 표시면이 만곡되어 제공되고, 만곡된 표시면을 따라 표시를 할 수 있다. 또한 휴대 정보 단말기(9200)가, 예를 들어 무선 통신이 가능한 헤드셋과 상호 통신함으로써, 핸즈프리로 통화를 할 수도 있다. 또한 휴대 정보 단말기(9200)는 접속 단자(9006)에 의하여 다른 정보 단말기와 상호로 데이터를 주고받거나 충전을 할 수도 있다. 또한 충전 동작은 무선 급전에 의하여 수행하여도 좋다.
도 24의 (E) 내지 (G)는 접을 수 있는 휴대 정보 단말기(9201)를 나타낸 사시도이다. 또한 도 24의 (E)는 펼친 상태의 휴대 정보 단말기(9201)를 나타낸 사시도이고, 도 24의 (G)는 접은 상태의 휴대 정보 단말기(9201)를 나타낸 사시도이고, 도 24의 (F)는 도 24의 (E) 및 (G)에 나타낸 상태 중 한쪽으로부터 다른 쪽으로 변화되는 도중의 상태의 휴대 정보 단말기(9201)를 나타낸 사시도이다. 휴대 정보 단말기(9201)는 접은 상태에서는 휴대성이 뛰어나고, 펼친 상태에서는 이음매가 없고 넓은 표시 영역을 가지므로 표시의 일람성이 뛰어나다. 휴대 정보 단말기(9201)의 표시부(9001)는 힌지(9055)에 의하여 연결된 3개의 하우징(9000)으로 지지되어 있다. 예를 들어 표시부(9001)는 곡률 반경 0.1mm 이상 150mm 이하로 구부릴 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
100: 표시 장치, 100A: 표시 장치, 100B: 표시 장치, 100C: 표시 장치, 100D: 표시 장치, 100E: 표시 장치, 100F: 표시 장치, 101: 기판, 103: 화소, 110: 발광 소자, 110a: 부화소, 110b: 부화소, 110B: 발광 소자, 110c: 부화소, 110d: 부화소, 110G: 발광 소자, 110R: 발광 소자, 111: 도전층, 111B: 도전층, 111C: 접속 전극, 111G: 도전층, 111R: 도전층, 111S: 도전층, 112: EL층, 112B: EL층, 112Bf: EL막, 112G: EL층, 112Gf: EL막, 112R: EL층, 112Rf: EL막, 112S: 활성층, 113: 공통 전극, 114: 공통층, 115: 도전층, 115B: 도전층, 115G: 도전층, 115R: 도전층, 117: 도전층, 117B: 도전층, 117G: 도전층, 117R: 도전층, 120: 슬릿, 121: 보호층, 122: 수지층, 124a: 화소, 124b: 화소, 126: 수지층, 128: 기판, 129: 착색층, 129a: 착색층, 129b: 착색층, 129c: 착색층, 129d: 블랙 매트릭스, 131a: 수지층, 131af: 수지막, 131b: 절연층, 131bf: 절연막, 140: 수지층, 143a: 레지스트 마스크, 143b: 레지스트 마스크, 143c: 레지스트 마스크, 144: 희생막, 144B: 희생막, 144G: 희생막, 144R: 희생막, 145: 희생층, 145B: 희생층, 145G: 희생층, 145R: 희생층, 146B: 희생막, 146G: 희생막, 146R: 희생막, 147: 희생층, 147B: 희생층, 147G: 희생층, 147R: 희생층, 150: 수광 소자, 161: 도전층, 240: 용량 소자, 241: 도전층, 243: 절연층, 245: 도전층, 251: 도전층, 252: 도전층, 254: 절연층, 255: 절연층, 255a: 절연층, 255b: 절연층, 256: 플러그, 257: 도전층, 261: 절연층, 262: 절연층, 263: 절연층, 264: 절연층, 265: 절연층, 271: 플러그, 274: 플러그, 274a: 도전층, 274b: 도전층, 280: 표시 모듈, 281: 표시부, 282: 회로부, 283: 화소 회로부, 283a: 화소 회로, 284: 화소부, 284a: 화소, 285: 단자부, 286: 배선부, 290: FPC, 291: 기판, 292: 기판, 301: 기판, 301A: 기판, 301B: 기판, 310: 트랜지스터, 310A: 트랜지스터, 310B: 트랜지스터, 311: 도전층, 312: 저저항 영역, 313: 절연층, 314: 절연층, 315: 소자 분리층, 320: 트랜지스터, 320A: 트랜지스터, 320B: 트랜지스터, 321: 반도체층, 323: 절연층, 324: 도전층, 325: 도전층, 326: 절연층, 327: 도전층, 328: 절연층, 329: 절연층, 331: 기판, 332: 절연층, 335: 절연층, 336: 절연층, 341: 도전층, 342: 도전층, 343: 플러그, 344: 절연층, 345: 절연층, 346: 절연층, 347: 범프, 348: 접착층, 351: 기판, 352: 손가락, 353: 층, 355: 기능층, 357: 층, 359: 기판, 400: 표시 패널, 401: 기판, 402: 구동 회로부, 403: 구동 회로부, 404: 표시부, 405: 화소, 405B: 부화소, 405G: 부화소, 405R: 부화소, 410: 트랜지스터, 410a: 트랜지스터, 411: 반도체층, 411i: 채널 형성 영역, 411n: 저저항 영역, 412: 절연층, 413: 도전층, 414a: 도전층, 414b: 도전층, 415: 도전층, 416: 절연층, 421: 절연층, 422: 절연층, 423: 절연층, 426: 절연층, 430: 화소, 450: 트랜지스터, 450a: 트랜지스터, 451: 반도체층, 452: 절연층, 453: 도전층, 454a: 도전층, 454b: 도전층, 455: 도전층, 700A: 전자 기기, 700B: 전자 기기, 721: 하우징, 723: 장착부, 727: 이어폰부, 750: 이어폰, 751: 표시 패널, 753: 광학 부재, 756: 표시 영역, 757: 프레임, 758: 코 받침, 772: 하부 전극, 785: 층, 786: EL층, 786a: EL층, 786b: EL층, 788: 상부 전극, 800A: 전자 기기, 800B: 전자 기기, 820: 표시부, 821: 하우징, 822: 통신부, 823: 장착부, 824: 제어부, 825: 촬상부, 827: 이어폰부, 832: 렌즈, 4411: 발광층, 4412: 발광층, 4413: 발광층, 4420: 층, 4421: 층, 4422: 층, 4430: 층, 4431: 층, 4432: 층, 4440: 전하 발생층, 6500: 전자 기기, 6501: 하우징, 6502: 표시부, 6503: 전원 버튼, 6504: 버튼, 6505: 스피커, 6506: 마이크로폰, 6507: 카메라, 6508: 광원, 6510: 보호 부재, 6511: 표시 패널, 6512: 광학 부재, 6513: 터치 센서 패널, 6515: FPC, 6516: IC, 6517: 인쇄 기판, 6518: 배터리, 7000: 표시부, 7100: 텔레비전 장치, 7101: 하우징, 7103: 스탠드, 7111: 리모트 컨트롤러, 7200: 노트북형 퍼스널 컴퓨터, 7211: 하우징, 7212: 키보드, 7213: 포인팅 디바이스, 7214: 외부 접속 포트, 7300: 디지털 사이니지, 7301: 하우징, 7303: 스피커, 7311: 정보 단말기, 7400: 디지털 사이니지, 7401: 기둥, 7411: 정보 단말기, 9000: 하우징, 9001: 표시부, 9002: 카메라, 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, 9103: 태블릿 단말기, 9200: 휴대 정보 단말기, 9201: 휴대 정보 단말기
Claims (6)
- 표시 장치로서,
제 1 절연층과,
상기 제 1 절연층의 개구의 내부에 제공되는 제 1 도전층과,
상기 제 1 도전층 위 및 상기 제 1 절연층 위의 제 1 EL층과,
상기 제 1 EL층의 측면 및 상기 제 1 절연층의 상면에 접하는 제 2 절연층과,
상기 제 1 EL층 위 및 상기 제 2 절연층 위의 제 2 도전층을 가지는, 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 절연층 위의 제 1 수지층을 가지고,
상기 제 2 절연층은 상기 제 1 EL층의 측면과 상기 제 1 수지층 사이에 끼워지는 제 1 영역, 및 상기 제 1 절연층의 상면과 상기 제 1 수지층 사이에 끼워지는 제 2 영역을 가지고,
상기 제 2 도전층은 상기 제 1 EL층의 상면 및 상기 제 1 수지층의 상면에 접하는, 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
제 1 수지층과 제 1 층을 가지고,
상기 제 1 층은 전자 주입성이 높은 재료를 포함하고,
상기 제 1 수지층은 상기 제 2 절연층 위에 제공되고,
상기 제 2 절연층은 상기 제 1 EL층의 측면과 상기 제 1 수지층 사이에 끼워지는 제 1 영역, 및 상기 제 1 절연층의 상면과 상기 제 1 수지층 사이에 끼워지는 제 2 영역을 가지고,
상기 제 1 층은 상기 제 1 EL층의 상면 및 상기 제 1 수지층의 상면에 접하고,
상기 제 2 도전층은 상기 제 1 층의 상면에 접하는, 표시 장치. - 표시 장치로서,
제 1 발광 소자와, 상기 제 1 발광 소자에 인접하여 배치된 제 2 발광 소자와, 제 1 절연층과, 제 2 절연층을 가지고,
상기 제 1 발광 소자는 상기 제 1 절연층의 제 1 개구의 내부에 제공되는 제 1 도전층과, 상기 제 1 도전층 위 및 상기 제 1 절연층 위의 제 1 EL층과, 상기 제 1 EL층 위의 공통 전극을 가지고,
상기 제 2 발광 소자는 상기 제 1 절연층의 제 2 개구의 내부에 제공되는 제 2 도전층과, 상기 제 2 도전층 위 및 상기 제 1 절연층 위의 제 2 EL층과, 상기 제 2 EL층 위의 상기 공통 전극을 가지고,
상기 제 2 절연층은 상기 제 1 EL층의 측면과, 상기 제 2 EL층의 측면과, 상기 제 1 절연층의 상면에 접하고,
상기 공통 전극은 상기 제 2 절연층 위에 위치하고, 상기 제 2 절연층과 중첩되는 제 3 영역을 가지는, 표시 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 2 절연층 위의 제 1 수지층을 가지고,
상기 제 1 수지층은 상기 제 1 EL층과 상기 제 2 EL층 사이의 제 4 영역에 제공되고,
상기 공통 전극은 상기 제 1 EL층의 상면과, 상기 제 2 EL층의 상면과, 상기 제 1 수지층의 상면에 접하는, 표시 장치. - 제 4 항에 있어서,
제 1 수지층과 공통층을 가지고,
상기 공통층은 전자 주입성이 높은 재료를 포함하고,
상기 제 1 수지층은 상기 제 1 절연층 위에 제공되고,
상기 제 1 수지층은 상기 제 1 EL층과 상기 제 2 EL층 사이의 제 4 영역에 제공되고,
상기 공통층은 상기 제 1 EL층의 상면과, 상기 제 2 EL층의 상면과, 상기 제 1 수지층의 상면에 접하고,
상기 공통 전극은 상기 공통층의 상면에 접하는, 표시 장치.
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