TW202236713A - 顯示裝置、顯示模組、電子裝置及顯示裝置的製造方法 - Google Patents

顯示裝置、顯示模組、電子裝置及顯示裝置的製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202236713A
TW202236713A TW111102574A TW111102574A TW202236713A TW 202236713 A TW202236713 A TW 202236713A TW 111102574 A TW111102574 A TW 111102574A TW 111102574 A TW111102574 A TW 111102574A TW 202236713 A TW202236713 A TW 202236713A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
light
light emitting
display device
pixel
Prior art date
Application number
TW111102574A
Other languages
English (en)
Inventor
山崎舜平
岡崎健一
楠紘慈
江口晋吾
久保田大介
新倉泰裕
Original Assignee
日商半導體能源研究所股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商半導體能源研究所股份有限公司 filed Critical 日商半導體能源研究所股份有限公司
Publication of TW202236713A publication Critical patent/TW202236713A/zh

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K39/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
    • H10K39/30Devices controlled by radiation
    • H10K39/32Organic image sensors
    • H10K39/34Organic image sensors integrated with organic light-emitting diodes [OLED]
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/60OLEDs integrated with inorganic light-sensitive elements, e.g. with inorganic solar cells or inorganic photodiodes
    • H10K59/65OLEDs integrated with inorganic image sensors
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/10Image acquisition
    • G06V10/12Details of acquisition arrangements; Constructional details thereof
    • G06V10/14Optical characteristics of the device performing the acquisition or on the illumination arrangements
    • G06V10/143Sensing or illuminating at different wavelengths
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13Sensors therefor
    • G06V40/1312Sensors therefor direct reading, e.g. contactless acquisition
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13Sensors therefor
    • G06V40/1318Sensors therefor using electro-optical elements or layers, e.g. electroluminescent sensing
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13Sensors therefor
    • G06V40/1329Protecting the fingerprint sensor against damage caused by the finger
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/12Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/02Details
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/02Details
    • H05B33/04Sealing arrangements, e.g. against humidity
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/10Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/12Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/1201Manufacture or treatment
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/35Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/40OLEDs integrated with touch screens
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/60OLEDs integrated with inorganic light-sensitive elements, e.g. with inorganic solar cells or inorganic photodiodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80Constructional details
    • H10K59/805Electrodes
    • H10K59/8051Anodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80Constructional details
    • H10K59/805Electrodes
    • H10K59/8052Cathodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80Constructional details
    • H10K59/87Passivation; Containers; Encapsulations
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/90Assemblies of multiple devices comprising at least one organic light-emitting element
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/20Changing the shape of the active layer in the devices, e.g. patterning
    • H10K71/231Changing the shape of the active layer in the devices, e.g. patterning by etching of existing layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/60Forming conductive regions or layers, e.g. electrodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80Constructional details
    • H10K59/87Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K59/871Self-supporting sealing arrangements
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80Constructional details
    • H10K59/87Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K59/873Encapsulations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Control Of El Displays (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

提供一種具有光檢測功能的高清晰顯示裝置。提供一種具有光檢測功能的高解析度顯示裝置。該顯示裝置中,第一像素包括第一發光器件、第二發光器件、第三發光器件、第一受光器件及第二受光器件。第一發光器件具有發射紅色光的功能。第二發光器件具有發射綠色光的功能。第三發光器件具有發射藍色光的功能。第一受光器件具有檢測從上述三個發光器件中的至少一個發射的光的功能。第二受光器件具有檢測紅外光的功能。

Description

顯示裝置、顯示模組、電子裝置及顯示裝置的製造方法
本發明的一個實施方式係關於一種顯示裝置、顯示模組及電子裝置。本發明的一個實施方式係關於一種顯示裝置的製造方法。
注意,本發明的一個實施方式不侷限於上述技術領域。作為本發明的一個實施方式的技術領域的例子,可以舉出半導體裝置、顯示裝置、發光裝置、蓄電裝置、記憶體裝置、電子裝置、照明設備、輸入裝置(例如,觸控感測器等)、輸入輸出裝置(例如,觸控面板等)、這些裝置的驅動方法或這些裝置的製造方法。
近年來,智慧手機等行動電話機、平板資訊終端、筆記本型PC(個人電腦)等資訊終端設備廣泛普及。這種資訊終端設備在很多情況下包括個人資訊等,已開發了用來防止不正當利用的各種識別技術。具有各種功能諸如影像顯示功能、觸控感測器功能及為了識別拍攝指紋的功能等的資訊終端設備被要求。
例如,專利文獻1公開了在按鈕開關部中具備指紋感測器的電子裝置。
作為顯示裝置,例如對包括發光器件(也稱為發光元件)的發光裝置已在進行研發。利用電致發光(Electroluminescence,以下稱為EL)現象的發光器件(也稱為“EL器件”、“EL元件”)具有容易實現薄型輕量化;能夠高速地回應輸入信號;以及能夠使用直流定電壓電源等而驅動的特徵等,並已將其應用於顯示裝置。
[專利文獻1]美國專利申請公開第2014/0056493號說明書
本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種具有光檢測功能的高清晰顯示裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種具有光檢測功能的高解析度顯示裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種具有光檢測功能的大型顯示裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種具有光檢測功能的高可靠性的顯示裝置。
本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種具有光檢測功能的高清晰顯示裝置的製造方法。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種具有光檢測功能的高解析度顯示裝置的製造方法。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種具有光檢測功能的大型顯示裝置的製造方法。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種具有光檢測功能的高可靠性的顯示裝置的製造方法。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種具有光檢測功能的高良率的顯示裝置的製造方法。
注意,這些目的的記載並不妨礙其他目的的存在。本發明的一個實施方式並不需要實現所有上述目的。可以從說明書、圖式、申請專利範圍的記載中抽取上述目的以外的目的。
本發明的一個實施方式是一種顯示裝置,包括:第一像素,其中,第一像素包括第一發光器件、第二發光器件、第一受光器件及第二受光器件,第一發光器件和第二發光器件具有發射彼此波長不同的可見光的功能,第一受光器件具有檢測從第一發光器件發射的光的功能,並且,第二受光器件具有檢測紅外光的功能。
本發明的一個實施方式是一種顯示裝置,包括:第一像素,其中,第一像素包括第一發光器件、第二發光器件、第三發光器件、第一受光器件及第二受光器件,第一發光器件具有發射紅色光的功能,第二發光器件具有發射綠色光的功能,第三發光器件具有發射藍色光的功能,第一受光器件具有檢測從第一發光器件、第二發光器件和第三發光器件中的至少一個發射的光的功能,並且,第二受光器件具有檢測紅外光的功能。
第二受光器件較佳為具有檢測不與顯示裝置接觸的物件的功能。
第一受光器件的受光區域的面積較佳為比第二受光器件的受光區域的面積小。
上述各顯示裝置較佳為包括具有第一發光器件、第二發光器件、第一受光器件及感測器件的第二像素。
本發明的一個實施方式是一種電子裝置,包括:上述任一個結構的顯示裝置,其中具有使用感測器件檢測力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉速、距離、磁、溫度、化學物質、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、傾斜度、振動、氣味、健康狀態、脈搏、體溫和血氧濃度中的至少一個的功能。
上述各顯示裝置較佳為包括具有第一發光器件、第二發光器件、第四發光器件及第一受光器件的第二像素。
本發明的一個實施方式是一種包括上述任一個結構的顯示裝置、第四發光器件以及外殼的電子裝置。第四發光器件較佳為具有發射紅外光的功能。第四發光器件較佳為經過顯示裝置將光射出到電子裝置的外部。
本發明的一個實施方式是一種包括具有上述任何結構的顯示裝置的顯示模組,該顯示模組安裝有軟性印刷電路板(Flexible Printed Circuit,以下記為FPC)或TCP(Tape Carrier Package:捲帶式封裝)等連接器或者利用COG(Chip On Glass:晶粒玻璃接合)方式或COF(Chip On Film:薄膜覆晶封裝)方式等安裝有積體電路(IC)。
本發明的一個實施方式是一種電子裝置,包括:上述顯示模組;以及外殼、電池、照相機、揚聲器和麥克風中的至少一個。
本發明的一個實施方式是一種顯示裝置的製造方法,包括如下步驟:形成第一像素電極、第二像素電極及第三像素電極;在第一像素電極上、第二像素電極上及第三像素電極上形成包含發光層的第一層;在第一層上形成第一犧牲層;對第一層及第一犧牲層進行加工來使第二像素電極及第三像素電極露出;在第一像素電極上、第二像素電極上及第三像素電極上形成包含第一活性層的第二層;在第二層上形成第二犧牲層;對第二層及第二犧牲層進行加工來使第一犧牲層及第三像素電極露出;在第一像素電極上、第二像素電極上及第三像素電極上形成包含第二活性層的第三層;在第三層上形成第三犧牲層;對第三層及第三犧牲層進行加工來使第一犧牲層及第二犧牲層露出;去除第一犧牲層、第二犧牲層及第三犧牲層;以及在第一層上、第二層上及第三層上形成共用電極。
也可以在去除第一犧牲層、第二犧牲層及第三犧牲層之後,在第一層上、第二層上及第三層上形成第四層,在第四層上形成共用電極。
也可以在共用電極上形成保護層。
根據本發明的一個實施方式可以提供一種具有光檢測功能的高清晰顯示裝置。根據本發明的一個實施方式可以提供一種具有光檢測功能的高解析度顯示裝置。根據本發明的一個實施方式可以提供一種具有光檢測功能的大型顯示裝置。根據本發明的一個實施方式可以提供一種具有光檢測功能的高可靠性的顯示裝置。
根據本發明的一個實施方式可以提供一種具有光檢測功能的高清晰顯示裝置的製造方法。根據本發明的一個實施方式可以提供一種具有光檢測功能的高解析度顯示裝置的製造方法。根據本發明的一個實施方式可以提供一種具有光檢測功能的大型顯示裝置的製造方法。根據本發明的一個實施方式可以提供一種具有光檢測功能的高可靠性的顯示裝置的製造方法。根據本發明的一個實施方式可以提供一種具有光檢測功能的高良率的顯示裝置的製造方法。
注意,這些效果的記載並不妨礙其他效果的存在。本發明的一個實施方式並不需要具有所有上述效果。可以從說明書、圖式、申請專利範圍的記載中抽取上述效果以外的效果。
參照圖式對實施方式進行詳細說明。注意,本發明不侷限於以下說明,而所屬技術領域的通常知識者可以很容易地理解一個事實就是其方式及詳細內容在不脫離本發明的精神及其範圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此,本發明不應該被解釋為僅限定在以下所示的實施方式所記載的內容中。
注意,在下面說明的發明結構中,在不同的圖式中共同使用相同的符號來顯示相同的部分或具有相同功能的部分,而省略反復說明。此外,當顯示具有相同功能的部分時有時使用相同的陰影線,而不特別附加符號。
此外,為了便於理解,有時圖式中示出的各組件的位置、大小及範圍等並不顯示其實際的位置、大小及範圍等。因此,所公開的發明不一定侷限於圖式所公開的位置、大小、範圍等。
此外,根據情況或狀態,可以互相調換“膜”和“層”的詞語。例如,可以將“導電層”變換為“導電膜”。此外,可以將“絕緣膜”變換為“絕緣層”。
實施方式1 在本實施方式中,參照圖1至圖8說明本發明的一個實施方式的顯示裝置。
本發明的一個實施方式的顯示裝置包括具有發光器件、第一受光器件及第二受光器件的第一像素。
本發明的一個實施方式的顯示裝置可以使用發光器件顯示影像。
第一受光器件較佳為其受光區域的面積(也簡稱為受光面積)比第二受光器件小。藉由使拍攝範圍變窄,第一受光器件與第二受光器件相比可以進行高清晰的拍攝。此時,第一受光器件可以用於使用指紋、掌紋、虹膜、脈形狀(包括靜脈形狀、動脈形狀)或人臉等的個人識別的拍攝等。第一受光器件可以根據用途適當地決定所檢測的光的波長。例如,第一受光器件較佳為檢測可見光。
第二受光器件可以用於觸控感測器(也稱為直接觸控感測器)或接近觸控感測器(也稱為懸浮感測器、懸浮觸控感測器、非接觸感測器、非觸控感測器)等。第二受光器件可以根據用途適當地決定所檢測的光的波長。例如,第二受光器件較佳為檢測紅外光(包括近紅外光)。由此,即使在昏暗的環境中也可以檢測觸摸。此外,在第二受光器件檢測紅外光時,與靜電電容式觸控感測器相比,有時即使在顯示裝置的表面附著塵屑或水滴,也可以高靈敏度地進行檢測。
這裡,觸控感測器或接近觸控感測器可以檢測物件(手指、手掌或筆等)的接近或觸摸。觸控感測器藉由物件直接接觸顯示裝置,可以檢測物件。此外,接近觸控感測器即使物件不與顯示裝置接觸,可以檢測該物件。例如,較佳為採用如下結構:在顯示裝置與物件之間的距離為0.1mm以上且300mm以下,較佳為3mm以上且50mm以下的範圍內,顯示裝置能夠檢測該物件。藉由採用該結構,可以在物件不直接接觸顯示裝置的狀態下進行操作。換言之,可以以非觸摸(非接觸)操作顯示裝置。藉由採用上述結構,可以降低顯示裝置被弄髒或受損傷的風險或者可以以物件不與附著在顯示裝置上的污染(例如,塵埃或病毒等)直接接觸的方式操作顯示裝置。
此外,基於第一受光器件與第二受光器件的檢測精度的差異也可以根據功能選擇物件的檢測方法。例如,顯示螢幕的捲動功能可以藉由使用第二受光器件的接近觸控感測器功能實現,用顯示在螢幕上的鍵盤的輸入功能也可以藉由使用第一受光器件的高清晰的觸控感測器功能實現。
藉由在一個像素中安裝兩種受光器件,除了顯示功能以外可以追加兩個功能,由此可以實現顯示裝置的多功能化。
注意,為了進行高清晰的拍攝,第一受光器件較佳為設置在顯示裝置所包括的所有像素中。另一方面,用於觸控感測器或接近觸控感測器等的第二受光器件由於與使用第一受光器件的檢測相比並不需要高精度地檢測,所以設置在顯示裝置所包括的部分像素中即可。藉由顯示裝置所包括的第二受光器件的個數比第一受光器件的個數少,可以提高檢測速度。
本發明的一個實施方式的顯示裝置可以包括多個上述第一像素及多個第二像素。第二像素包括發光器件及第一受光器件,這點與第一像素相同,不包括第二受光器件而包括其他器件,這點與第一像素不同。
第二像素可以包括各種感測器件或發射紅外光的發光器件等。如此,藉由在第二像素中設置與第一像素不同的器件,可以實現顯示裝置的多功能化。
注意,當為了進行全彩色顯示,在像素中設置紅色、綠色及藍色三種顏色的發光器件時,藉由還設置兩個受光器件,一個像素由五個子像素構成。如此包括多個子像素的像素中,難以實現高開口率。或者,難以實現使用包括多個子像素的像素的清晰度高的顯示裝置。於是,本發明的一個實施方式的顯示裝置較佳為使用在實施方式2中詳細說明的本發明的一個實施方式的顯示裝置的製造方法製造。
在實施方式2中說明的顯示裝置的製造方法中,島狀的EL層在整個面沉積EL層之後進行加工形成,而不使用高精細金屬遮罩形成。由此,可以實現以前無法實現的高清晰顯示裝置或高開口率顯示裝置。再者,可以實現安裝有受光器件且具有光檢測功能的高清晰顯示裝置或高開口率顯示裝置。
如上所述,本發明的一個實施方式的顯示裝置可以具有高開口率或高清晰且多功能的結構。
圖1A示出本發明的一個實施方式的顯示裝置所包括的像素的一個例子。
圖1A所示的像素180A包括子像素G、子像素B、子像素R、子像素PS及子像素IRS。
圖1A示出在一個像素180A中設置2行3列的子像素的例子。像素180A在上行(第1行)包括三個子像素(子像素G、子像素B及子像素R),在下行(第2行)包括兩個子像素(子像素PS及子像素IRS)。換言之,像素180A在左列(第1列)包括兩個子像素(子像素G及子像素PS),在中央列(第2列)包括子像素B,在右列(第3列)包括子像素R,沿著中央列至右列還包括子像素IRS。注意,子像素的佈局不侷限於圖1A的結構。
如圖1B所示,也可以在下行(第2行)包括三個子像素(子像素PS及兩個子像素IRS)。如圖1B所示,藉由在上行和下行子像素的配置對齊,可以高效地去除製程中會發生的塵埃等。因此,可以提供一種顯示品質高的顯示裝置。
圖1C及圖1D示出包括本發明的一個實施方式的顯示裝置的電子裝置的剖面圖的一個例子。
圖1C及圖1D所示的電子裝置都在外殼103與保護構件105之間包括顯示裝置100及光源104。
光源104包括發射紅外光31IR的發光器件。光源104例如較佳為使用發光二極體(LED:Light Emitting Diode)。
圖1C示出在不與顯示裝置100重疊的位置配置光源104的例子。此時,從光源104發射的光穿過保護構件105射出到電子裝置的外部。
圖1D示出顯示裝置與光源104重疊地設置的例子。此時,從光源104發射的光穿過顯示裝置100及保護構件105射出到電子裝置的外部。
圖1C及圖1D所示的顯示裝置100相當於圖1A中的點劃線A1-A2間的剖面結構。顯示裝置100在基板106與基板102之間包括多個發光器件及多個受光器件。
子像素R包括發射紅色的光31R的發光器件130R。子像素G包括發射綠色的光31G的發光器件130G。子像素B包括發射藍色的光31B的發光器件130B。
子像素PS包括受光器件150PS,子像素IRS包括受光器件150IRS。
如圖1C及圖1D所示,從光源104發射的紅外光31IR被物件108(這裡手指)反射,來自物件108的反射光32IR入射到受光器件150IRS。雖然物件108不觸摸電子裝置,但是可以使用受光器件150IRS檢測物件108。
注意,在本實施方式中示出使用紅外光31IR檢測物件的例子,但是對受光器件150IRS所檢測的光的波長沒有特別的限制。受光器件150IRS較佳為檢測紅外光。或者,受光器件150IRS也可以檢測可見光,也可以檢測紅外光和可見光的兩者。
這裡,在觸控感測器或接近觸控感測器中,藉由增大受光器件的受光面積,有時可以更容易檢測物件。因此,如圖2A所示,也可以藉由使用受光器件150PS和受光器件150IRS的兩者檢測物件108。
與圖1C及圖1D同樣地,在圖2A中,從光源104發射的紅外光31IR被物件108(這裡手指)反射,來自物件108的反射光32IR入射到受光器件150IRS。再者,在圖2A中,從發光器件130G發射的綠色的光31G也被物件108反射,來自物件108的反射光32G入射到受光器件150PS。雖然物件108不觸摸電子裝置,但是可以使用受光器件150IRS及受光器件150PS檢測物件108。
注意,也可以使用受光器件150IRS(及受光器件150PS)檢測觸摸電子裝置的物件108。
子像素PS的受光面積比子像素IRS的受光面積小。受光面積越小,拍攝範圍越窄,由此可以抑制拍攝結果的模糊以及提高解析度。因此,藉由使用子像素PS,與使用子像素IRS的情況相比,可以進行高清晰或高解析度的拍攝。例如,可以進行使用子像素PS進行指紋、掌紋、虹膜、脈形狀(包括靜脈形狀、動脈形狀)或人臉等的個人識別的拍攝等。
例如,如圖2B所示,從發光器件130G發射的綠色的光31G被物件108反射,來自物件108的反射光32G入射到受光器件150PS。可以使用受光器件150PS拍攝物件108的指紋。
注意,在本實施方式中示出使用從發光器件130G發射的綠色的光31G由受光器件150PS檢測物件的例子,對受光器件150PS所檢測的光的波長沒有特別的限制。受光器件150PS較佳為檢測可見光,較佳為檢測發射藍色、紫色、藍紫色、綠色、黃綠色、黃色、橙色、紅色等顏色的光中的一個或多個。此外,受光器件150PS也可以檢測紅外光。
例如,受光器件150PS也可以具有檢測從發光器件130R發射的紅色的光31R的功能。此外,受光器件150PS也可以具有檢測從發光器件130B發射的藍色的光31B的功能。
注意,發射受光器件150PS所檢測的光的發光器件較佳為在像素中設置在離子像素PS近的子像素中。例如,在像素180A中,從與子像素PS相鄰的子像素G所包括的發光器件130G發射的光由受光器件150PS檢測。藉由採用這種結構,可以提高檢測精度。
本發明的一個實施方式的顯示裝置也可以在所有的像素中使用上述像素180A的結構,也可以在部分像素中使用像素180A的結構且在其他像素中使用其他結構。
例如,本發明的一個實施方式的顯示裝置也可以包括圖3A所示的像素180A和圖3B所示的像素180B的兩者。由於圖3A所示的像素180A具有與圖1A所示的像素180A相同的結構,所以省略詳細說明。
圖3B所示的像素180B包括子像素G、子像素B、子像素R、子像素PS及子像素X。
如圖3C所示,像素也可以在下行(第2行)包括三個子像素(子像素PS及兩個子像素X)。如上所述,藉由在上行和下行子像素的配置對齊,可以高效地去除製程中會發生的塵埃等。因此,可以提供顯示品質高的顯示裝置。
藉由使用子像素X所包括的器件,可以在顯示裝置或安裝有該顯示裝置的電子裝置中實現各種功能。
例如,顯示裝置或電子裝置可以具有藉由使用子像素X所包括的器件測量力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉速、距離、磁、溫度、化學物質、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、傾斜度、振動、氣味、健康狀態、脈搏、體溫、血氧濃度和動脈血氧飽和度中的至少一個的功能。
作為顯示裝置或電子裝置所具有的功能,例如可以舉出頻閃光功能、閃光燈功能、劣化校正功能、加速度感測器功能、氣味感測器功能、健康狀態檢測功能、脈搏檢測功能、體溫檢測功能、脈搏血氧測量功能或血氧濃度測量功能等。
頻閃光功能例如可以在短週期反復發光和非發光來實現。
閃光燈功能例如可以藉由利用雙電層等的原理短暫地放電產生閃光來實現。
注意,頻閃光功能及閃光燈功能例如可以利用於犯罪預防用途或自衛用途等。此外,頻閃光及閃光燈的發光顏色較佳為白色。注意,對頻閃光及閃光燈的發光顏色沒有特別的限制,實施者可以適當地選擇白色、藍色、紫色、藍紫色、綠色、黃綠色、黃色、橙色、紅色等中的一個或多個的最適合的發光顏色。
作為劣化校正功能,可以舉出校正選自子像素G、子像素B和子像素R中的至少一個子像素所包括的發光器件的劣化的功能。更明確而言,在用於子像素G所包括的發光器件的材料的可靠性低時,藉由子像素X的結構與子像素G相同,可以在像素180B中設置兩個子像素G。藉由採用該結構,子像素G的面積可以加倍。藉由子像素G的面積加倍,與具有一個子像素G的結構相比,可以將可靠性提高到兩倍左右。或者,也可以採用如下結構:藉由在像素180B中設置兩個子像素G,在一個子像素G因劣化等非發光的情況下,另一個子像素G補充一個子像素G的發光。
注意,在上述中示出子像素G,子像素B及子像素R也可以採用相同的結構。
加速度感測器功能、氣味感測器功能、健康狀態檢測功能、脈搏檢測功能、體溫檢測功能及血氧濃度測量功能可以藉由分別在子像素X中設置檢測所需的感測器件來實現。此外,可以說根據設置在子像素X中的感測器件而顯示裝置或電子裝置可以實現各種功能。
如上所述,藉由對圖3B所示的子像素X賦予各種功能,可以將包括像素180B的顯示裝置稱為多功能顯示裝置或多功能面板。注意,子像素X也可以具有一個或兩個以上的功能,實施者可以適當地選擇最合適的功能。
注意,本發明的一個實施方式的顯示裝置也可以包括不包括子像素X及子像素IRS的兩者而由四個子像素構成的像素。也就是說,也可以包括具有子像素G、子像素B、子像素R及子像素PS的像素。此外,也可以在顯示裝置中每個像素所包括的子像素的個數不同。另一方面,為了使各像素的品質均勻,所有像素中的子像素的個數較佳為相等。
例如,本發明的一個實施方式的顯示裝置也可以包括圖3A所示的像素180A及圖3D所示的像素180C。
圖3D所示的像素180C包括子像素G、子像素B、子像素R、子像素PS及子像素IR。
子像素IR包括發射紅外光的發光器件。也就是說,子像素IR可以被用作感測器的光源。藉由顯示裝置包括發射紅外光的發光器件,可以並不需要與顯示裝置另行設置光源,由此可以減少電子裝置的構件數。
圖3E示出包括本發明的一個實施方式的顯示裝置的電子裝置的剖面圖的一個例子。
圖3E所示的電子裝置在外殼103與保護構件105之間包括顯示裝置100。
圖3E所示的顯示裝置100相當於沿著圖3A的點劃線A1-A2的剖面結構及沿著圖3D的點劃線A3-A4的剖面結構。也就是說,圖3E所示的顯示裝置100包括像素180A及像素180C。
子像素R包括發射紅色的光31R的發光器件130R。子像素G包括發射綠色的光31G的發光器件130G。子像素B包括發射藍色的光31B的發光器件130B。
子像素PS包括受光器件150PS,子像素IRS包括受光器件150IRS。子像素IR包括發射紅外光31IR的發光器件130IR。
如圖3E所示,從發光器件130IR發射的紅外光31IR被物件108(這裡手指)反射,來自物件108的反射光32IR入射到受光器件150IRS。雖然物件108不觸摸電子裝置,但是可以使用受光器件150IRS檢測物件108。
圖4至圖7示出顯示裝置的佈局的一個例子。
接近觸控感測器功能例如如下方法可以實現:用固定於指定部分的光源照物件(手指、手掌或筆等),來自物件的反射光由多個子像素IRS檢測,根據多個子像素IRS的檢測強度比推測物件的位置。
包括子像素IRS的像素180A可以在顯示部中按固定週期配置或配置在顯示部的外周等。
藉由只使用部分像素進行接近觸摸檢測,可以提高驅動頻率。此外,由於在其他像素中安裝子像素X或子像素IR,所以可以實現顯示裝置的多功能化。
圖4所示的顯示裝置100A包括像素180A及像素180B的兩種像素。在顯示裝置100A中,在3×3個像素(9個像素)中設置1個像素180A,在其他像素中使用像素180B。
注意,配置像素180A的週期不侷限於3×3個像素。例如,用於觸摸檢測的像素按4個像素(2×2個像素)設置1個,按16個像素(4×4個像素)設置1個,按100個像素(10×10個像素)設置1個,或者900個像素(30×30個像素)設置1個等,可以適當地決定。
圖5所示的顯示裝置100B包括像素180A及像素180C的兩種像素。在顯示裝置100B中,在3×3個像素(9個像素)中設置1個像素180A,在其他像素中使用像素180C。
圖6所示的顯示裝置100C包括像素180A及像素180B的兩種像素。在顯示裝置100C中,在顯示部的外周設置像素180A,在其他像素中使用像素180B。
當在顯示部的外周設置像素180A時,像素180A如圖6所示那樣也可以以圍繞四個邊全部的方式配置,也可以在四角配置,也可以在各邊配置一個或多個,可以採用各種配置。
圖7所示的顯示裝置100D包括像素180A和像素180C的兩種像素。在顯示裝置100D中,在顯示部的外周設置像素180A,在其他像素中使用像素180C。
在圖4及圖6中,設置在顯示裝置的顯示部的外部的光源104所發射的紅外光31IR被物件108反射,來自物件108的反射光32IR入射到多個像素180A。由設置在該像素180A中的子像素IRS檢測反射光32IR,可以根據多個子像素IRS的檢測強度比推測物件108的位置。
注意,光源104至少設置在顯示裝置的顯示部的外部,也可以安裝在顯示裝置中,也可以與顯示裝置另行安裝在電子裝置中。光源104例如可以使用發射紅外光的發光二極體等。
在圖5及圖7中,從像素180C所包括的子像素IR發射的紅外光31IR被物件108反射,來自物件108的反射光32IR入射到多個像素180A。可以由設置在該像素180A中的子像素IRS檢測反射光32IR,根據多個子像素IRS的檢測強度比推測物件108的位置。
如上所述,顯示裝置的佈局可以採用各種方式。
圖8示出包括兩個受光器件的像素電路的例子。
圖8所示的像素包括電晶體M11、M12、M13、M14、M15、電容器C1及受光器件PD1、PD2。
在電晶體M11中,閘極與佈線TX電連接,源極和汲極中的一個與受光器件PD1的陽極電極及電晶體M15的源極和汲極中的一個電連接,源極和汲極中的另一個與電晶體M12的源極和汲極中的一個、電容器C1的第一電極及電晶體M13的閘極電連接。在電晶體M12中,閘極與佈線RS電連接,源極和汲極中的另一個與佈線VRS電連接。在電晶體M13中,源極和汲極中的一個與佈線VPI電連接,源極和汲極中的另一個與電晶體M14的源極和汲極中的一個電連接。在電晶體M14中,閘極與佈線SE電連接,源極和汲極中的另一個與佈線WX電連接。在電晶體M15中,閘極與佈線SW電連接,源極和汲極中的另一個與受光器件PD1的陽極電極電連接。受光器件PD1及受光器件PD2的陰極電極與佈線CL電連接。電容器C1的第二電極與佈線VCP電連接。
電晶體M11、電晶體M12、電晶體M14及電晶體M15被用作開關。電晶體M13被用作放大元件(放大器)。
在本發明的一個實施方式的顯示裝置中,作為像素電路所包括的電晶體,較佳為都使用被形成通道的半導體層中含有金屬氧化物(也稱為氧化物半導體)的電晶體(以下,也稱為OS電晶體)。OS電晶體具有極低的關態電流,能夠長期間保持儲存於與該電晶體串聯連接的電容器中的電荷。另外,藉由使用OS電晶體,可以降低顯示裝置的功耗。
或者,在本發明的一個實施方式的顯示裝置中,作為像素電路所包括的電晶體,較佳為都使用被形成通道的半導體層中含有矽的電晶體(以下,也稱為Si電晶體)。作為矽可以舉出單晶矽、多晶矽、非晶矽等。尤其是,較佳為使用半導體層中含有低溫多晶矽(LTPS(Low Temperature Poly-Silicon))的電晶體(以下,也稱為LTPS電晶體)。LTPS電晶體具有高場效移動率而能夠進行高速工作。
或者,在本發明的一個實施方式的顯示裝置中,像素電路較佳為使用兩種電晶體。明確而言,像素電路較佳為包括OS電晶體及LTPS電晶體。藉由根據電晶體被要求的功能改變半導體層的材料,可以提高像素電路的品質而提高感測或攝像的精度。
例如,電晶體M11至電晶體M15較佳為都使用在半導體層中使用低溫多晶矽的LTPS電晶體。或者,較佳的是,電晶體M11、電晶體M12及電晶體M15使用在半導體層中使用金屬氧化物的OS電晶體,將LTPS電晶體用於電晶體M13。此時,電晶體M14也可以使用OS電晶體或LTPS電晶體。
藉由將OS電晶體用於電晶體M11、電晶體M12及電晶體M15,可以防止基於在受光器件PD1及受光器件PD2中產生的電荷保持在電晶體M13的閘極中的電位經過電晶體M11、電晶體M12或電晶體M15而洩漏。
另一方面,較佳為將LTPS電晶體用於電晶體M13。LTPS電晶體可以實現比OS電晶體高的場效移動率,並具有良好的驅動能力及電流能力。因此,電晶體M13與電晶體M11、電晶體M12及電晶體M15相比可以進行更高速的工作。藉由將LTPS電晶體用於電晶體M13,可以向電晶體M14迅速地進行與基於受光器件PD1或受光器件PD2的受光量的微小電位對應的輸出。
也就是說,在圖8所示的像素電路中,電晶體M11、電晶體M12及電晶體M15的洩漏電流低,電晶體M13的驅動能力高,因此可以由受光器件PD1及受光器件PD2接收光,可以保持經過電晶體M11及電晶體M15轉移的電荷而無洩漏,且可以進行高速讀出。
電晶體M14被用作將來自電晶體M13的輸出提供到佈線WX的開關,因此與電晶體M11至電晶體M13及電晶體M15不同,不一定被要求具有低關態電流及高速工作等。因此,電晶體M14的半導體層可以使用低溫多晶矽,也可以使用氧化物半導體。
注意,在圖8中,電晶體為n通道型電晶體,但是也可以使用p通道型電晶體。
如上所述,在用於個人識別的拍攝等需要進行高清晰且鮮明的拍攝的情況下,受光器件的開口率(受光面積)較佳為較小。另一方面,在接近觸控感測器等只要能夠檢測大致位置即可的情況下,受光器件的開口率(受光面積)較佳為較大。因此,較佳為使受光器件PD1的開口率(受光面積)比受光器件PD2的開口率(受光面積)小。在需要以高清晰度進行的拍攝中,較佳為使電晶體M11導通,使電晶體M15關閉,只使用受光器件PD1進行拍攝。另一方面,在進行大面積檢測時,較佳為使電晶體M11及電晶體M15的兩者開啟,使用受光器件PD1及受光器件PD2的兩者進行拍攝。由此,藉由增加能夠拍攝的光量,可以容易檢測離顯示裝置遠的地方的物件。
如上所述,本實施方式的顯示裝置藉由在一個像素中安裝兩種受光器件,除了顯示功能以外還可以追加兩個功能,可以實現顯示裝置的多功能化。例如,可以實現高清晰的拍攝功能及觸控感測器或接近觸控感測器等的感測功能。此外,藉由組合安裝有兩種受光器件的像素和其他結構的像素,可以進一步增加顯示裝置的功能。例如,可以使用發射紅外光的發光器件或包括各種感測器件等的像素。
本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。此外,在本說明書中,在一個實施方式中示出多個結構例子的情況下,可以適當地組合該結構例子。
實施方式2 在本實施方式中,參照圖9至圖13說明本發明的一個實施方式的顯示裝置及其製造方法。
本發明的一個實施方式的顯示裝置在像素中包括發光器件及受光器件。在本發明的一個實施方式的顯示裝置中,由於像素具有受光功能,所以可以在顯示影像的同時檢測物件的接觸或接近。例如,不僅是在顯示裝置所包括的所有的子像素中顯示影像,而是可以在一部分的子像素作為光源發射光,其他一部分的子像素進行光檢測且在其他子像素顯示影像。
在本發明的一個實施方式的顯示裝置的顯示部中發光器件以矩陣狀配置,可以在該顯示部上顯示影像。此外,在該顯示部中,受光器件以矩陣狀配置,顯示部除了影像顯示功能以外還具有拍攝功能和感測功能中的一個或兩個。顯示部可以用於影像感測器或觸控感測器。也就是說,藉由由顯示部檢測光,可以拍攝影像或檢測物件(手指、手掌或筆等)的接近或接觸。再者,本發明的一個實施方式的顯示裝置可以將發光器件用作感測器的光源。因此,不需要與顯示裝置另行設置受光部及光源,而可以減少電子裝置的構件數。
在本發明的一個實施方式的顯示裝置中,由於在顯示部所包括的發光器件發射的光被物件反射(或散射)時,受光器件可以檢測該反射光(或散射光),所以在黑暗處也可以進行拍攝或觸摸檢測。
本發明的一個實施方式的顯示裝置具有使用發光器件顯示影像的功能。也就是說,發光器件被用作顯示器件(也稱為顯示元件)。
作為發光器件,例如可以舉出OLED(Organic Light Emitting Diode:有機發光二極體)及QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode:量子點發光二極體)。作為發光器件含有的發光物質,例如可以舉出發射螢光的物質(螢光材料)、發射磷光的物質(磷光材料)、無機化合物(量子點材料等)及呈現熱活化延遲螢光的物質(熱活化延遲螢光(Thermally Activated Delayed Fluorescence:TADF)材料)。此外,作為發光器件,也可以使用如微型發光二極體(Light Emitting Diode)等LED。
本發明的一個實施方式的顯示裝置具有使用受光器件檢測光的功能。
當將受光器件用於影像感測器時,顯示裝置可以使用受光器件拍攝影像。例如,可以將本實施方式的顯示裝置用作掃描器。
例如,可以利用影像感測器獲取基於指紋、掌紋等生物資料的資料。也就是說,可以在顯示裝置內設置生物識別用感測器。藉由在顯示裝置內設置生物識別用感測器,與分別設置顯示裝置和生物識別用感測器的情況相比,可以減少電子裝置的構件數,由此可以實現電子裝置的小型化及輕量化。
此外,在將受光器件用於觸控感測器的情況下,顯示裝置使用受光器件檢測出物件的接近或接觸。
作為受光器件,例如可以使用pn型或pin型光電二極體。受光器件被用作檢測入射到受光器件的光並產生電荷的光電轉換器件(也稱為光電轉換元件)。受光器件所產生的電荷量取決於入射到受光器件的光量。
尤其是,作為受光器件,較佳為使用包括包含有機化合物的層的有機光電二極體。有機光電二極體容易實現薄型化、輕量化及大面積化且其形狀及設計的彈性高,所以可以應用於各種各樣的顯示裝置。
在本發明的一個實施方式中,作為發光器件使用有機EL器件,作為受光器件使用有機光電二極體。有機EL器件及有機光電二極體能夠形成在同一基板上。因此,可以將有機光電二極體安裝在使用有機EL器件的顯示裝置中。
由於有機光電二極體包括多個可以與有機EL器件具有相同結構的層,因此藉由一次性地形成可以與有機EL器件具有相同結構的層,可以抑制沉積製程的增加。
例如,一對電極中的一個(共用電極)可以為受光器件與發光器件間共同使用的層。此外,例如,較佳為電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳輸層以及電子注入層中的至少一個為在受光器件與發光器件之間共同使用的層。
注意,有時受光器件與發光器件共有的層在發光器件與受光器件中具有不同的功能。在本說明書中,根據發光器件中的功能而稱呼結構要素。例如,電洞注入層在發光器件中被用作電洞注入層,在受光器件中被用作電洞傳輸層。同樣,電子注入層在發光器件中被用作電子注入層,在受光器件中被用作電子傳輸層。另外,也有時受光器件與發光器件共有的層在發光器件與受光器件中具有相同的功能。電洞傳輸層在發光器件及受光器件中都被用作電洞傳輸層,電子傳輸層在發光器件及受光器件中都被用作電子傳輸層。
在製造包括發光層的發光顏色不同的多個有機EL器件的顯示裝置時,需要將發光顏色不同的發光層分別形成為島狀。
例如,藉由使用金屬遮罩(也稱為陰影遮罩)的真空蒸鍍法,可以沉積島狀的發光層。但是,在該方法中,因金屬遮罩的精度、金屬遮罩與基板的位置錯開、金屬遮罩的彎曲及蒸汽的散射等導致的沉積的膜的輪廓的擴大等各種影響產生島狀的發光層的形狀及位置從設計離開,顯示裝置的高清晰化及高開口率化很困難。
在本發明的一個實施方式的顯示裝置的製造方法中,形成島狀像素電極(也可以稱為下部電極),將包括發射第一顏色光的發光層的第一層(也可以稱為EL層或EL層的一部分)形成在一面上,然後在第一層上形成第一犧牲層。並且,在第一犧牲層上形成第一光阻遮罩,使用第一光阻遮罩對第一層及第一犧牲層進行加工來形成島狀第一層。接著,與第一層同樣,使用第二犧牲層及第二光阻遮罩將包括發射第二顏色光的發光層的第二層(也可以稱為EL層或EL層的一部分)形成為島狀。
如此,在本發明的一個實施方式的顯示裝置的製造方法中,島狀的EL層不是使用高清晰金屬遮罩形成,而是在整個面上沉積EL層之後進行加工來形成。因此,可以實現以前無法製造的高清晰的顯示裝置或高開口率的顯示裝置。再者,由於可以按每個顏色分別形成EL層,所以可以實現極為鮮明、對比度高且顯示品質高的顯示裝置。此外,藉由在EL層上設置犧牲層(也可以稱為遮罩層),可以降低在顯示裝置的製程中EL層受到的損傷,由此可以提高發光器件的可靠性。
關於相鄰的發光器件的間隔,例如在使用金屬遮罩的形成方法中,該間隔小於10μm是很困難的,但是藉由上述方法,可以將該間隔縮小到3μm以下、2μm以下或1μm以下。
此外,關於EL層本身的圖案(也稱為特徵尺寸),與使用金屬遮罩的情況相比,可以極為小。此外,例如在使用金屬遮罩分別形成EL層時,由於在EL層的中央和端部產生厚度不均勻,所以EL層整體的面積中所佔的能夠用作發光區域的有效面積變小。另一方面,在上述製造方法中,由於對以均勻的厚度沉積的膜進行加工來形成EL層,所以可以在EL層中厚度均勻,即使採用微細的圖案,也可以將幾乎整個區域用作發光區域。因此,可以製造兼具高清晰度及高開口率的顯示裝置。
在此,第一層及第二層都至少包括發光層,較佳為由多個層構成。明確而言,較佳為在發光層上包括一個以上的層。藉由在發光層和犧牲層之間包括其他層,可以抑制顯示裝置的製程中發光層露出在最表面上,可以減輕發光層受到的損傷。由此可以提高發光器件的可靠性。
注意,在分別發射不同顏色光的發光器件中,不需要分別形成構成EL層的所有層,也可以藉由同一製程沉積一部分層。在本發明的一個實施方式的顯示裝置的製造方法中,在根據顏色將構成EL層的一部分層形成為島狀之後,去除犧牲層,形成各顏色的發光器件間共同的構成EL層的其他層以及共用電極(也可以稱為上部電極)。
關於受光器件,可以使用與發光器件同樣的製造方法。受光器件所包括的島狀的活性層(也稱為光電轉換層)由於不是使用高精細金屬遮罩形成,而是在整個面上沉積成為活性層的膜之後進行加工來形成,可以以均勻的厚度形成島狀的活性層。此外,藉由在活性層上設置犧牲層,可以降低在顯示裝置的製程中活性層受到的損傷,由此可以提高受光器件的可靠性。
[顯示裝置的結構例子] 圖9A及圖9B示出本發明的一個實施方式的顯示裝置。
圖9A示出顯示裝置100E的俯視圖。顯示裝置100E包括多個像素110配置為矩陣狀的顯示部以及顯示部外側的連接部140。一個像素110由子像素110a、110b、110c、110d及110e這五個子像素構成。也可以將連接部140稱為陰極接觸部。
圖9A所示的子像素的頂面形狀相當於發光區域或受光區域的頂面形狀。
另外,構成子像素的電路佈局不侷限於圖9A所示的子像素的範圍,也可以配置在其外側。例如,子像素110a所包括的電晶體既可以位於圖9A所示的子像素110b的範圍內,其一部分或全部又可以位於子像素110a的範圍外。
在圖9A中,子像素110a、110b、110c的開口率(也可以稱為尺寸、發光區域的尺寸)相同或大致相同,但是本發明的一個實施方式不侷限於此。可以適當地決定子像素110a、110b、110c、110d及110e各自的開口率。子像素110a、110b、110c、110d及110e的開口率既可以彼此不同,又可以其中的兩個以上相同或大致相同。
圖9A示出在一個像素110中設置2行3列的子像素的例子。像素110在上行(第1行)包括三個子像素(子像素110a、110b、110c),在下行(第2行)包括兩個子像素(子像素110d、110e)。換言之,像素110在左列(第1列)包括兩個子像素(子像素110a、110d),在中央列(第2列)包括子像素110b,在右列(第3列)包括子像素110c,再者,沿著中央列至右列包括子像素110e。
在本實施方式中示出子像素110a、110b、110c包括發射不同的顏色的光的發光器件且子像素110d、110e包括受光面積彼此不同的受光器件的例子。例如,子像素110a、110b、110c相當於圖1A等所示的子像素G、B、R。此外,子像素110d相當於圖1A等所示的子像素PS,子像素110e相當於圖1A等所示的子像素IRS。
注意,也可以按每個像素改變設置在子像素110e中的器件。由此,也可以採用一部分的子像素110e相當於子像素IRS且其他子像素110e相當於子像素X(參照圖3B)或子像素IR(參照圖3D)的結構。
在圖9A所示的例子中,在俯視時連接部140位於顯示部的下側,但是對其沒有特別的限制。連接部140只要在俯視時設置在顯示部的上側、右側、左側和下側中的至少一個位置即可,也可以以圍繞顯示部的四邊的方式設置。此外,連接部140也可以為一個或多個。
圖9B示出沿著圖9A的點劃線X1-X2、Y1-Y2及Y3-Y4的剖面圖。
如圖9B所示,在顯示裝置100E中,具有電晶體的層101上設置有發光器件130a、130b、130c、受光器件150d(參照圖13B)、150e,以覆蓋這些發光器件及受光器件的方式設置有保護層131。保護層131上由樹脂層122貼合有基板120。
本發明的一個實施方式的顯示裝置也可以採用如下結構中的任一個:向與形成有發光器件的基板相反的方向發射光的頂部發射結構(top emission)、向形成有發光器件的基板一側發射光的底部發射結構(bottom emission)、向雙面發射光的雙面發射結構(dual emission)。
作為具有電晶體的層101例如可以採用一種疊層結構,其中基板上設置有多個電晶體,以覆蓋這些電晶體的方式設置有絕緣層。後面將在實施方式3中說明具有電晶體的層101的結構例子。
發光器件130a、130b、130c分別發射不同顏色光。發光器件130a、130b、130c例如較佳為發射紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)這三種顏色的光的組合。
發光器件在一對電極間包括EL層。在本說明書等中,有時將一對電極中的一方記為像素電極,另一方記為共用電極。
在發光器件所包括的一對電極中,一個電極被用作陽極,另一個電極被用作陰極。下面以像素電極被用作陽極且共用電極被用作陰極的情況為例進行說明。
發光器件130a包括具有電晶體的層101上的像素電極111a、像素電極111a上的第一層113a、第一層113a上的第六層114以及第六層114上的共用電極115。在發光器件130a中,可以將第一層113a和第六層114總稱為EL層。
第一層113a包括像素電極111a上的第一電洞注入層181a、第一電洞注入層181a上的第一電洞傳輸層182a、第一電洞傳輸層182a上的第一發光層183a以及第一發光層183a上的第一電子傳輸層184a。
第六層114例如包括電子注入層。或者,第六層114也可以層疊包括電子傳輸層及電子注入層。
發光器件130b包括具有電晶體的層101上的像素電極111b、像素電極111b上的第二層113b、第二層113b上的第六層114以及第六層114上的共用電極115。在發光器件130b中,可以將第二層113b和第六層114總稱為EL層。
第二層113b包括像素電極111b上的第二電洞注入層181b、第二電洞注入層181b上的第二電洞傳輸層182b、第二電洞傳輸層182b上的第二發光層183b以及第二發光層183b上的第二電子傳輸層184b。
發光器件130c包括具有電晶體的層101上的像素電極111c、像素電極111c上的第三層113c、第三層113c上的第六層114以及第六層114上的共用電極115。在發光器件130c中,可以將第三層113c和第六層114總稱為EL層。
第三層113c包括像素電極111c上的第三電洞注入層181c、第三電洞注入層181c上的第三電洞傳輸層182c、第三電洞傳輸層182c上的第三發光層183c以及第三發光層183c上的第三電子傳輸層184c。
發光器件130a、130b、130c分別發射不同顏色光。發光器件130a、130b、130c例如較佳為發射紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)這三種顏色的光的組合。
受光器件在一對電極間包括活性層。在本說明書等中,有時將一對電極中的一個記為像素電極且將另一個記為共用電極。
在受光器件所包括的一對電極中,一個電極被用作陽極,另一個電極被用作陰極。下面以像素電極被用作陽極且共用電極被用作陰極的情況為例進行說明。也就是說,藉由對像素電極與共用電極之間施加反向偏壓來驅動受光器件,可以檢測入射到受光器件的光來產生電荷,由此可以將其提取為電流。
受光器件150d(參照圖12B及圖13B)包括具有電晶體的層101上的像素電極111d、像素電極111d上的第四層113d、第四層113d上的第六層114以及第六層114上的共用電極115。
第四層113d包括像素電極111d上的第四電洞傳輸層182d、第四電洞傳輸層182d上的第一活性層185d以及第一活性層185d上的第四電子傳輸層184d。
第六層114為發光器件及受光器件共用的層。第六層114如上所述那樣例如包括電子注入層。或者,第六層114也可以層疊包括電子傳輸層及電子注入層。
這裡,受光器件及發光器件共用的層有時發光器件中的功能與受光器件中的功能不同。在本說明書中,有時根據發光器件中的功能稱呼組件。例如,電洞注入層在發光器件中被用作電洞注入層,在受光器件中被用作電洞傳輸層。同樣,電子注入層在發光器件中被用作電子注入層,在受光器件中被用作電子傳輸層。另外,也有時受光器件與發光器件共有的層在發光器件與受光器件中具有相同的功能。電洞傳輸層在發光器件及受光器件中都被用作電洞傳輸層,電子傳輸層在發光器件及受光器件中都被用作電子傳輸層。
受光器件150e包括具有電晶體的層101上的像素電極111e、像素電極111e上的第五層113e、第五層113e上的第六層114以及第六層114上的共用電極115。
第五層113e包括像素電極111e上的第五電洞傳輸層182e、第五電洞傳輸層182e上的第二活性層185e以及第二活性層185e上的第五電子傳輸層184e。
共用電極115與設置在連接部140中的導電層123電連接。由此,對各顏色的發光器件所包括的共用電極115供應同一電位。
作為像素電極與共用電極中的提取光一側的電極,使用使可見光及紅外光透過的導電膜。此外,作為不提取光一側的電極較佳為使用反射可見光及紅外光的導電膜。
作為形成發光器件及受光器件的一對電極(像素電極和共用電極)的材料,可以適當地使用金屬、合金、導電化合物及它們的混合物等。明確而言,可以舉出銦錫氧化物(也稱為In-Sn氧化物、ITO)、In-Si-Sn氧化物(也稱為ITSO)、銦鋅氧化物(In-Zn氧化物)、In-W-Zn氧化物、鋁、鎳及鑭的合金(Al-Ni-La)等含鋁合金(鋁合金)以及銀、鈀和銅的合金(也記載為Ag-Pd-Cu、APC)。除了上述以外,還可以舉出鋁(Al)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鎵(Ga)、鋅(Zn)、銦(In)、錫(Sn)、鉬(Mo)、鉭(Ta)、鎢(W)、鈀(Pd)、金(Au)、鉑(Pt)、銀(Ag)、釔(Y)、釹(Nd)等金屬以及適當地組合並包含它們的合金。另外,可以使用以上沒有列舉的屬於元素週期表中第1族或第2族的元素(例如,鋰(Li)、銫(Cs)、鈣(Ca)、鍶(Sr))、銪(Eu)、鐿(Yb)等稀土金屬、適當地組合並包含它們的合金以及石墨烯等。
發光器件及受光器件較佳為採用微腔諧振器(微腔)結構。因此,發光器件及受光器件所包括的一對電極中的一方較佳為包括對可見光具有透過性及反射性的電極(半透過・半反射電極),另一方較佳為包括對可見光具有反射性的電極(反射電極)。在發光器件具有微腔結構時,可以使從發光層得到的發光在兩個電極間諧振,並且可以增強從發光器件發射的光。當發光器件具有微腔結構時,可以在兩個電極之間使活性層接收的光諧振,並且可以增強該光,由此可以提高受光器件的檢測精度。
另外,半透過・半反射電極可以具有反射電極與對可見光具有透過性的電極(也稱為透明電極)的疊層結構。
透明電極的光穿透率設為40%以上。例如,較佳為將可見光(波長為400nm以上且小於750nm的光)的穿透率為40%以上的電極用於發光器件。半透過・半反射電極的可見光反射率設為10%以上且95%以下,較佳為30%以上且80%以下。反射電極的可見光反射率設為40%以上且100%以下,較佳為70%以上且100%以下。另外,上述電極的電阻率較佳為1×10 -2Ωcm以下。另外,這些電極的近紅外光(波長為750nm以上且1300nm以下的光)的穿透率或反射率較佳為與可見光的穿透率或反射率同樣地滿足上述數值範圍。
第一層113a、第二層113b以及第三層113c都包括發光層。第一層113a、第二層113b以及第三層113c較佳為包括分別發射不同顏色光的發光層。
發光層是包含發光物質的層。發光層可以包括一種或多種發光物質。作為發光物質,適當地使用發射藍色、紫色、藍紫色、綠色、黃綠色、黃色、橙色、紅色等發光顏色的物質。另外,作為發光物質也可以使用發射近紅外線的物質。
作為發光物質,可以舉出螢光材料、磷光材料、熱活化延遲螢光(Thermally activated delayed fluorescence:TADF)材料、量子點材料等。
作為螢光材料,例如可以舉出芘衍生物、蒽衍生物、聯伸三苯衍生物、茀衍生物、咔唑衍生物、二苯并噻吩衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并喹㗁啉衍生物、喹㗁啉衍生物、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、菲衍生物、萘衍生物等。
作為磷光材料,例如可以舉出具有4H-三唑骨架、1H-三唑骨架、咪唑骨架、嘧啶骨架、吡嗪骨架或吡啶骨架的有機金屬錯合物(尤其是銥錯合物)、以具有拉電子基團的苯基吡啶衍生物為配體的有機金屬錯合物(尤其是銥錯合物)、鉑錯合物、稀土金屬錯合物等。
發光層除了發光物質(客體材料)以外還可以包含一種或多種有機化合物(主體材料、輔助材料等)。作為一種或多種有機化合物,可以使用電洞傳輸性材料和電子傳輸性材料中的一者或兩者。此外,作為一種或多種有機化合物,也可以使用雙極性材料或TADF材料。
例如,發光層較佳為包含磷光材料、容易形成激態錯合物的電洞傳輸性材料及電子傳輸性材料的組合。藉由採用這樣的結構,可以高效地得到利用從激態錯合物到發光物質(磷光材料)的能量轉移的ExTET(Exciplex-Triplet Energy Transfer:激態錯合物-三重態能量轉移)的發光。另外,藉由以形成發射與發光物質的最低能量一側的吸收帶的波長重疊的光的激態錯合物的方式選擇組合,可以使能量轉移變得順利,從而高效地得到發光。藉由採用上述結構,可以同時實現發光器件的高效率、低電壓驅動以及長壽命。
作為發光層以外的層,第一層113a、第二層113b以及第三層113c還可以包括包含電洞注入性高的物質、電洞傳輸性高的物質、電洞阻擋材料、電子傳輸性高的物質、電子注入性高的物質、電子阻擋材料或雙極性的物質(電子傳輸性及電洞傳輸性高的物質)等的層。
發光器件可以使用低分子化合物或高分子化合物,還可以包含無機化合物。構成發光器件的層可以藉由蒸鍍法(包括真空蒸鍍法)、轉印法、印刷法、噴墨法、塗佈法等的方法形成。
例如,第一層113a、第二層113b以及第三層113c也可以各自包括電洞注入層、電洞傳輸層、電洞障壁層、電子障壁層、電子傳輸層和電子注入層中的一個以上。
第六層114也可以包括電洞注入層、電洞傳輸層、電洞障壁層、電子障壁層、電子傳輸層和電子注入層中的一個以上。例如,當像素電極111a、111b、111c被用作陽極且共用電極115被用作陰極時,第六層114較佳為包括電子注入層。
電洞注入層是將電洞從陽極注入到電洞傳輸層的包含電洞注入性高的材料的層。作為電洞注入性高的材料,可以舉出芳香胺化合物、包含電洞傳輸性材料及受體性材料(電子受體性材料)的複合材料等。
在發光器件中,電洞傳輸層是藉由電洞注入層將從陽極注入的電洞傳輸到發光層的層。在受光器件中,電洞傳輸層是將根據入射到活性層中的光所產生的電洞傳輸到陽極的層。電洞傳輸層是包含電洞傳輸性材料的層。作為電洞傳輸性材料,較佳為採用電洞移動率為1×10 -6cm 2/Vs以上的物質。注意,只要電洞傳輸性比電子傳輸性高,就可以使用上述以外的物質。作為電洞傳輸性材料,較佳為使用富π電子型雜芳族化合物(例如咔唑衍生物、噻吩衍生物、呋喃衍生物等)或者芳香胺(包含芳香胺骨架的化合物)等電洞傳輸性高的材料。
在發光器件中,電子傳輸層是藉由電子注入層將從陰極所注入的電子傳輸到發光層的層。在受光器件中,電子傳輸層是將基於入射到活性層中的光而產生的電子傳輸到陰極的層。電子傳輸層是包含電子傳輸性材料的層。作為電子傳輸性材料,較佳為採用電子移動率為1×10 -6cm 2/Vs以上的物質。注意,只要電子傳輸性比電洞傳輸性高,就可以使用上述以外的物質。作為電子傳輸性材料,可以使用包含喹啉骨架的金屬錯合物、包含苯并喹啉骨架的金屬錯合物、包含㗁唑骨架的金屬錯合物、包含噻唑骨架的金屬錯合物、㗁二唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、㗁唑衍生物、噻唑衍生物、啡啉衍生物、包含喹啉配體的喹啉衍生物、苯并喹啉衍生物、喹㗁啉衍生物、二苯并喹㗁啉衍生物、吡啶衍生物、聯吡啶衍生物、嘧啶衍生物以及含氮雜芳族化合物等缺π電子型雜芳族化合物等的電子傳輸性高的材料。
電子注入層是將電子從陰極注入到電子傳輸層的包含電子注入性高的材料的層。作為電子注入性高的材料,可以使用鹼金屬、鹼土金屬或者它們的化合物。作為電子注入性高的材料,也可以使用包含電子傳輸性材料及施體性材料(電子施體性材料)的複合材料。
作為電子注入層,可以使用鋰、銫、氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)、氟化鈣(CaF 2)、8-(羥基喹啉)鋰(簡稱:Liq)、2-(2-吡啶基)苯酚鋰(簡稱:LiPP)、2-(2-吡啶基)-3-羥基吡啶(pyridinolato)鋰(簡稱:LiPPy)、4-苯基-2-(2-吡啶基)苯酚鋰(簡稱:LiPPP)、鋰氧化物(LiO x)、碳酸銫等鹼金屬、鹼土金屬或者它們的化合物。
或者,作為電子注入層也可以使用電子傳輸性材料。例如,可以將具有非共用電子對並具有缺電子雜芳環的化合物用於電子傳輸性材料。明確而言,可以使用具有吡啶環、二嗪環(嘧啶環、吡嗪環、嗒𠯤環)以及三嗪環中的至少一個的化合物。
此外,具有非共用電子對的有機化合物的最低未佔據分子軌域(LUMO:Lowest Unoccupied Molecular Orbital)較佳為-3.6eV以上且-2.3eV以下。一般來說,可以使用CV(循環伏安法)、光電子能譜法、光吸收能譜法、逆光電子能譜法等估計有機化合物的最高佔據分子軌域(HOMO:Highest Occupied Molecular Orbital)能階及LUMO能階。
例如,作為具有非共用電子對的有機化合物,可以使用4,7-二苯基-1,10-啡啉(簡稱:BPhen)、2,9-雙(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-啡啉(簡稱:NBPhen)、二喹㗁啉並[2,3-a:2’,3’-c]吩嗪(簡稱:HATNA)、2,4,6-三[3’-(吡啶-3-基)聯苯基-3-基]-1,3,5-三嗪(簡稱:TmPPPyTz)等。此外,與BPhen相比,NBPhen具有高玻璃化轉變點(Tg),從而具有高耐熱性。
第四層113d及第五層113e分別包括活性層。第四層113d及第五層113e可以包括相同或不同結構的活性層。例如,藉由受光器件具有微腔結構,即使活性層的結構相同,第四層113d及第五層113e也可以檢測不同波長的光。注意,藉由在受光器件150d、150e中改變像素電極的厚度或光學調整層的厚度可以製造微腔結構。此時,第四層113d與第五層113e有時也可以具有同一結構。
第一活性層185d及第二活性層185e分別包含半導體。作為該半導體,可以舉出矽等無機半導體及包含有機化合物的有機半導體。在本實施方式中,示出使用有機半導體作為活性層所包括的半導體的例子。藉由使用有機半導體,可以以同一方法(例如真空蒸鍍法)形成發光層和活性層,並可以共同使用製造設備,所以是較佳的。
作為活性層含有的n型半導體的材料,可以舉出富勒烯(例如C 60、C 70等)、富勒烯衍生物等具有電子接受性的有機半導體材料。富勒烯具有足球形狀,該形狀在能量上穩定。富勒烯的HOMO能階及LUMO能階都深(低)。因為富勒烯的LUMO能階較深,所以電子受體性(受體性)極高。一般地,當如苯那樣π電子共軛(共振)在平面上擴大時,電子施體性(施體型)變高。另一方面,富勒烯具有球形狀,儘管π電子廣泛擴大,但是電子受體性變高。在電子受體性較高時,高速且高效地引起電荷分離,所以對受光器件來說是有益的。C 60、C 70都在可見光區域中具有寬吸收帶,尤其是,C 70與C 60相比具有更大的π電子共軛體系,在長波長區域中也具有更寬的吸收帶,所以是較佳的。除此以外,作為富勒烯衍生物,可以舉出[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯(簡稱:PC70BM)、[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(簡稱:PC60BM)、1’,1”,4’,4”-四氫-二[1,4]甲烷萘并(methanonaphthaleno)[1,2:2’,3’,56,60:2”,3”][5,6]富勒烯-C60(簡稱:ICBA)等。
作為n型半導體的材料,可以舉出具有喹啉骨架的金屬錯合物、具有苯并喹啉骨架的金屬錯合物、具有㗁唑骨架的金屬錯合物、具有噻唑骨架的金屬錯合物、㗁二唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、㗁唑衍生物、噻唑衍生物、啡啉衍生物、喹啉衍生物、苯并喹啉衍生物、喹㗁啉衍生物、二苯并喹㗁啉衍生物、吡啶衍生物、聯吡啶衍生物、嘧啶衍生物、萘衍生物、蒽衍生物、香豆素衍生物、若丹明衍生物、三嗪衍生物、醌衍生物等。
作為活性層含有的p型半導體的材料,可以舉出銅(II)酞青(Copper(II) phthalocyanine:CuPc)、四苯基二苯并二茚并芘(Tetraphenyldibenzoperiflanthene:DBP)、酞青鋅(Zinc Phthalocyanine:ZnPc)、錫酞青(SnPc)、喹吖啶酮等具有電子施體性的有機半導體材料。
另外,作為p型半導體的材料,可以舉出咔唑衍生物、噻吩衍生物、呋喃衍生物,具有芳香胺骨架的化合物等。再者,作為p型半導體的材料,可以舉出萘衍生物、蒽衍生物、芘衍生物、聯伸三苯衍生物、茀衍生物、吡咯衍生物、苯并呋喃衍生物、苯并噻吩衍生物、吲哚衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并噻吩衍生物、吲哚咔唑衍生物、紫質衍生物、酞青衍生物、萘酞青衍生物、喹吖啶酮衍生物、聚亞苯亞乙烯衍生物、聚對亞苯衍生物、聚茀衍生物、聚乙烯咔唑衍生物、聚噻吩衍生物等。
具有電子施體性的有機半導體材料的HOMO能階較佳為比具有電子接收性的有機半導體材料的HOMO能階淺(高)。具有電子施體性的有機半導體材料的LUMO能階較佳為比具有電子接收性的有機半導體材料的LUMO能階淺(高)。
較佳為使用球狀的富勒烯作為具有電子接收性的有機半導體材料,且較佳為使用其形狀與平面相似的有機半導體材料作為具有電子施體性的有機半導體材料。形狀相似的分子具有容易聚集的趨勢,當同一種分子凝集時,因分子軌域的能階相近而可以提高載子傳輸性。
例如,較佳為共蒸鍍n型半導體和p型半導體形成活性層。此外,也可以層疊n型半導體和p型半導體形成活性層。
第四層113d及第五層113e除了活性層以外的層還包括包含電洞傳輸性高的物質、電子傳輸性高的物質或雙極性的物質(電子傳輸性及電洞傳輸性高的物質)等的層。此外,第四層113d及第五層113e也可以包括能夠用於第一層113a、第二層113b及第三層113c的各種功能層。
受光器件可以使用低分子化合物或高分子化合物,還可以包含無機化合物。構成受光器件的層可以藉由蒸鍍法(包括真空蒸鍍法)、轉印法、印刷法、噴墨法、塗佈法等的方法形成。
例如,作為電洞傳輸性材料可以使用聚(3,4-乙撐二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)等高分子化合物及鉬氧化物、碘化銅(Cul)等無機化合物。此外,作為電子傳輸性材料可以使用氧化鋅(ZnO)等無機化合物。
此外,作為活性層可以使用被用作施體的聚[[4,8-雙[5-(2-乙基己基)-2-噻吩基]苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩-2,6-二基]-2,5-噻吩二基[5,7-雙(2-乙基己基)-4,8-二氧-4H,8H-苯并[1,2-c:4,5-c’]二噻吩-1,3-二基]]聚合物(簡稱:PBDB-T)或PBDB-T衍生物等高分子化合物。例如,可以使用在PBDB-T或PBDB-T衍生物中分散受體材料的方法等。
此外,也可以在活性層中混合三種以上的材料。例如,以擴大吸收波長區域為目的,也可以除了n型半導體的材料及p型半導體的材料以外還混合第三材料。此時,第三材料可以為低分子化合物或高分子化合物。
在發光器件130a、130b、130c、受光器件150d、150e上較佳為包括保護層131。藉由設置保護層131,可以提高發光器件及受光器件的可靠性。
對保護層131的導電性沒有限制。作為保護層131,可以使用絕緣膜、半導體膜和導電膜中的至少一種。
當保護層131包括無機膜時,可以抑制發光器件及受光器件的劣化,諸如防止共用電極115的氧化、抑制雜質(水分、氧等)進入發光器件130a、130b、130c、受光器件150d、150e中等,由此可以提高顯示裝置的可靠性。
作為保護層131例如可以使用氧化絕緣膜、氮化絕緣膜、氧氮化絕緣膜及氮氧化絕緣膜等無機絕緣膜。作為氧化絕緣膜可以舉出氧化矽膜、氧化鋁膜、氧化鎵膜、氧化鍺膜、氧化釔膜、氧化鋯膜、氧化鑭膜、氧化釹膜、氧化鉿膜及氧化鉭膜等。作為氮化絕緣膜可以舉出氮化矽膜及氮化鋁膜等。作為氧氮化絕緣膜可以舉出氧氮化矽膜、氧氮化鋁膜等。作為氮氧化絕緣膜可以舉出氮氧化矽膜、氮氧化鋁膜等。
注意,在本說明書等中,“氧氮化物”是指在其組成中氧含量多於氮含量的材料,“氮氧化物”是指在其組成中氮含量多於氧含量的材料。
保護層131較佳為包括氮化絕緣膜或氮氧化絕緣膜,更佳為包括氮化絕緣膜。
另外,也可以將包含ITO、In-Zn氧化物、Ga-Zn氧化物、Al-Zn氧化物或銦鎵鋅氧化物(也稱為In-Ga-Zn氧化物、IGZO)等的無機膜用於保護層131。該無機膜較佳為具有高電阻,明確而言較佳為具有比共用電極115高的電阻。該無機膜也可以還包含氮。
在經過保護層131提取發光器件的發光的情況下,保護層131的可見光透過性較佳為高。例如,ITO、IGZO以及氧化鋁都是可見光透過性高的無機材料,所以是較佳的。
作為保護層131,例如可以使用氧化鋁膜和氧化鋁膜上的氮化矽膜的疊層結構或者氧化鋁膜和氧化鋁膜上的IGZO膜的疊層結構等。藉由使用該疊層結構,可以抑制雜質(水、氧等)進入EL層一側。
並且,保護層131也可以包括有機膜。例如,保護層131也可以包括有機膜和無機膜的兩者。
像素電極111a、111b、111c各自的端部被絕緣層121覆蓋。
在本說明書等中,有時將使用金屬遮罩或FMM(Fine Metal Mask,高清晰金屬遮罩)製造的器件稱為具有MM(Metal Mask)結構的器件。此外,在本說明書等中,有時將不使用金屬遮罩或FMM製造的器件稱為具有MML(Metal Mask Less)結構的器件。
此外,在本說明書等中,有時將在各顏色的發光器件(這裡為藍色(B)、綠色(G)及紅色(R))中分別形成發光層或分別塗佈發光層的結構稱為SBS(Side By Side)結構。另外,在本說明書等中,有時將可發射白色光的發光器件稱為白色發光器件。白色發光器件藉由與彩色層(例如,濾色片)組合可以實現以全彩色顯示的顯示裝置。
另外,發光器件大致可以分為單結構和串聯結構。單結構的器件較佳為具有如下結構:在一對電極間包括一個發光單元,而且該發光單元包括一個以上的發光層。為了得到白色發光,以兩個以上的發光層的各發光處於補色關係的方式選擇發光層即可。例如,藉由使第一發光層的發光顏色與第二發光層的發光顏色處於補色關係,可以得到在發光器件整體上以白色發光的結構。此外,包括三個以上的發光層的發光器件也是同樣的。
串聯結構的器件較佳為具有如下結構:在一對電極間包括兩個以上的多個發光單元,而且各發光單元包括一個以上的發光層。為了得到白色發光,採用組合從多個發光單元的發光層發射的光來得到白色發光的結構即可。注意,得到白色發光的結構與單結構中的結構同樣。此外,在串聯結構的器件中,較佳為在多個發光單元間設置電荷產生層等中間層。
另外,在對上述白色發光器件(單結構或串聯結構)和SBS結構的發光器件進行比較的情況下,可以使SBS結構的發光器件的功耗比白色發光器件低。在想要降低功耗時較佳為採用SBS結構的發光器件。另一方面,白色發光器件的製造程式比SBS結構的發光器件簡單,由此可以降低製造成本或者提高製造良率,所以是較佳的。
在本實施方式的顯示裝置中,可以縮小發光器件間的距離。明確而言,可以使發光器件間的距離為1μm以下,較佳為500nm以下,更佳為200nm以下、100nm以下、90nm以下、70nm以下、50nm以下、30nm以下、20nm以下、15nm以下或10nm以下。換言之,本實施方式的顯示裝置具有第一層113a的側面和第二層113b的側面的間距或者第二層113b的側面和第三層113c的側面的間距為1μm以下的區域,較佳為具有0.5μm(500nm)以下的區域,更佳為具有100nm以下的區域。
注意,發光器件與受光器件之間的距離也可以在上述範圍內。此外,為了抑制發光器件與受光器件之間的洩漏,較佳為使發光器件與受光器件之間的距離比發光器件間的距離寬。例如,發光器件與受光器件之間的距離可以為8μm以下、5μm以下或3μm以下。
[顯示裝置的製造方法例子] 接著,參照圖10至圖13說明顯示裝置的製造方法例子。圖10A至圖10D並列示出圖9A中的點劃線X1-X2間的剖面圖、X3-X4間的剖面圖以及Y1-Y2間的剖面圖。圖11至圖13也與圖10同樣。
構成顯示裝置的薄膜(絕緣膜、半導體膜、導電膜等)可以利用濺射法、化學氣相沉積(CVD:Chemical Vapor Deposition)法、真空蒸鍍法、脈衝雷射沉積(PLD:Pulsed Laser Deposition)法、ALD法等形成。作為CVD法有電漿增強化學氣相沉積(PECVD:Plasma Enhanced CVD)法及熱CVD法等。此外,作為熱CVD法之一,有有機金屬化學氣相沉積(MOCVD:Metal Organic CVD)法。
此外,構成顯示裝置的薄膜(絕緣膜、半導體膜、導電膜等)可以利用旋塗法、浸漬法、噴塗法、噴墨法、分配器法、網版印刷法、平板印刷法、刮刀(doctor knife)法、狹縫式塗佈法、輥塗法、簾式塗佈法、刮刀式塗佈法等方法形成。
尤其是,當製造發光器件時,可以利用蒸鍍法等真空製程以及旋塗法、噴墨法等溶液製程。作為蒸鍍法,可以舉出濺射法、離子鍍法、離子束蒸鍍法、分子束蒸鍍法、真空蒸鍍法等物理蒸鍍法(PVD法)以及化學氣相沉積法(CVD法)等。尤其是,可以利用蒸鍍法(真空蒸鍍法)、塗佈法(浸塗法、染料塗佈法、棒式塗佈法、旋塗法、噴塗法)、印刷法(噴墨法、網版印刷(孔版印刷)法、平板印刷(平版印刷)法、柔版印刷(凸版印刷)法、照相凹版印刷法或微接觸印刷法等)等方法形成包括在EL層中的功能層(電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層等)。
此外,當對構成顯示裝置的薄膜進行加工時,可以利用光微影法等。或者,還可以利用奈米壓印法、噴砂法、剝離法等對薄膜進行加工。此外,可以利用金屬遮罩等陰影遮罩的沉積方法直接形成島狀的薄膜。
光微影法典型地有如下兩種方法。一個是在要進行加工的薄膜上形成光阻遮罩,藉由蝕刻等對該薄膜進行加工,並去除光阻遮罩的方法。另一個是在沉積感光性薄膜之後,進行曝光及顯影來將該薄膜加工為所希望的形狀的方法。
在光微影法中,作為用於曝光的光,例如可以使用i線(波長365nm)、g線(波長436nm)、h線(波長405nm)或將這些光混合了的光。另外,還可以使用紫外光、KrF雷射或ArF雷射等。此外,也可以利用液浸曝光技術進行曝光。此外,作為用於曝光的光,也可以使用極紫外(EUV:Extreme Ultra-violet)光或X射線。此外,也可以使用電子束代替用於曝光的光。當使用極紫外光、X射線或電子束時,可以進行極其精細的加工,所以是較佳的。另外,在藉由電子束等光束的掃描進行曝光時,不需要光罩。
在薄膜的蝕刻中,可以利用乾蝕刻法、濕蝕刻法及噴砂法等。
首先,如圖10A所示,在具有電晶體的層101上形成像素電極111a、111b、111c、111d、111e以及導電層123。各像素電極設置在顯示部,導電層123設置在連接部140。
接著,形成覆蓋像素電極111a、111b、111c、111d、111e的端部及導電層123的端部的絕緣層121。
如圖10B所示,在各像素電極上及絕緣層121上依次形成第一電洞注入層181A、第一電洞傳輸層182A、第一發光層183A及第一電子傳輸層184A,在第一電子傳輸層184A上形成第一犧牲層118A,在第一犧牲層118A上形成第二犧牲層119A。
圖10B示出在Y1-Y2間的剖面圖中第一電洞注入層181A、第一電洞傳輸層182A、第一發光層183A、第一電子傳輸層184A、第一犧牲層118A及第二犧牲層119A都設置在導電層123上的例子,但是不侷限於此。
例如,第一電洞注入層181A、第一電洞傳輸層182A、第一發光層183A、第一電子傳輸層184A及第一犧牲層118A也可以不與導電層123重疊。此外,第一電洞注入層181A、第一電洞傳輸層182A、第一發光層183A及第一電子傳輸層184A的連接部140一側的端部也可以位於第一犧牲層118A及第二犧牲層119A的端部的內側。例如,藉由使用用來規定沉積區域的遮罩(與高精細金屬遮罩區別,也稱為區域遮罩、粗糙金屬遮罩等),第一電洞注入層181A、第一電洞傳輸層182A、第一發光層183A及第一電子傳輸層184A以及第一犧牲層118A及第二犧牲層119A的沉積區域可以不同。在本發明的一個實施方式中,使用光阻遮罩形成發光器件,藉由組合上述區域遮罩,可以以較簡單的製程製造發光器件。
能夠用於像素電極的材料為如上所述。在像素電極的形成中,例如可以使用濺射法或真空蒸鍍法。
絕緣層121可以具有使用無機絕緣膜和有機絕緣膜的一者或兩者的單層結構或疊層結構。
作為能夠用於絕緣層121的有機絕緣材料,例如可以舉出丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺醯胺樹脂、聚矽氧烷樹脂、苯并環丁烯類樹脂以及酚醛樹脂等。另外,作為能夠用於絕緣層121的無機絕緣膜,可以使用能夠用於保護層131的無機絕緣膜。
在作為覆蓋像素電極的端部的絕緣層121使用無機絕緣膜時,與使用有機絕緣膜的情況相比,雜質不容易侵入發光器件,從而可以提高發光器件的可靠性。在作為覆蓋像素電極的端部的絕緣層121使用有機絕緣膜時,與使用無機絕緣膜的情況相比,步階覆蓋性高且不容易受到像素電極的形狀的影響。因此,可以防止發光器件的短路。明確而言,當作為絕緣層121使用有機絕緣膜時,可以將絕緣層121加工為錐形形狀等。注意,在本說明書等中,錐形形狀是指組件的側面的至少一部分相對於基板面或被形成面傾斜地設置的形狀。例如,較佳為具有傾斜的側面和基板面或被形成面所形成的角度(也稱為錐角)小於90°的區域。
注意,也可以不設置絕緣層121。在不設置絕緣層121的情況下,有時可以提高子像素的開口率。或者,有時可以縮小子像素間的距離,而提高顯示裝置的清晰度或解析度。
第一電洞注入層181A、第一電洞傳輸層182A、第一發光層183A及第一電子傳輸層184A分別是後面成為第一電洞注入層181a、第一電洞傳輸層182a、第一發光層183a及第一電子傳輸層184a的層。因此,分別可以採用能夠用於第一電洞注入層181a、第一電洞傳輸層182a、第一發光層183a及第一電子傳輸層184a的結構。第一電洞注入層181A、第一電洞傳輸層182A、第一發光層183A及第一電子傳輸層184A分別藉由蒸鍍法(真空蒸鍍法)、轉印法、印刷法、噴墨法、塗佈法等方法形成。此外,第一電洞注入層181A、第一電洞傳輸層182A、第一發光層183A及第一電子傳輸層184A也可以分別使用配製混合材料形成。注意,在本說明書等中,配製混合材料是指多個材料預先配合或混合的材料。
在本實施方式中示出犧牲層具有第一犧牲層及第二犧牲層的兩層結構的例子,犧牲層也可以具有單層結構或三層以上的疊層結構。作為犧牲層使用對於第一電洞注入層181A、第一電洞傳輸層182A、第一發光層183A及第一電子傳輸層184A以及在後面製程中形成的各種功能層(電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層及活性層等)的加工條件的耐性高的膜,明確而言,使用蝕刻率大的膜。
在形成犧牲層時,例如可以利用濺射法、ALD法(包括熱ALD法、PEALD法)或真空蒸鍍法。較佳為利用給EL層帶來的損傷少的形成方法,與濺射法相比較佳為使用ALD法或真空蒸鍍法形成犧牲層。
作為犧牲層較佳為使用可以利用濕蝕刻法去除的膜。藉由利用濕蝕刻法,與利用乾蝕刻法的情況相比,可以減輕在犧牲層的加工中第一電洞注入層181A、第一電洞傳輸層182A、第一發光層183A及第一電子傳輸層184A受到的損傷。
在本實施方式的顯示裝置的製造方法中,較佳的是,在各種犧牲層的加工製程中構成發光器件及受光器件的各種功能層(電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、活性層及電子傳輸層等)不容易被加工,在功能層的加工製程中各種犧牲層不容易被加工。較佳為考慮到這些條件而選擇犧牲層的材料、加工方法以及功能層的加工方法。
作為犧牲層,例如可以使用金屬膜、合金膜、金屬氧化物膜、半導體膜、無機絕緣膜等無機膜。
作為犧牲層例如可以使用金、銀、鉑、鎂、鎳、鎢、鉻、鉬、鐵、鈷、銅、鈀、鈦、鋁、釔、鋯及鉭等金屬材料或著包含該金屬材料的合金材料。
另外,可以將In-Ga-Zn氧化物等金屬氧化物用於犧牲層。作為犧牲層,例如可以利用濺射法形成In-Ga-Zn氧化物膜。並且,可以使用氧化銦、In-Zn氧化物、In-Sn氧化物、銦鈦氧化物(In-Ti氧化物)、銦錫鋅氧化物(In-Sn-Zn氧化物)、銦鈦鋅氧化物(In-Ti-Zn氧化物)、銦鎵錫鋅氧化物(In-Ga-Sn-Zn氧化物)等。或者,也可以使用包含矽的銦錫氧化物等。
注意,也可以使用元素M(M為鋁、矽、硼、釔、錫、銅、釩、鈹、鈦、鐵、鎳、鍺、鋯、鉬、鑭、鈰、釹、鉿、鉭、鎢和鎂中的一種或多種)代替上述鎵。
另外,作為犧牲層,可以使用能夠用於保護層131的各種無機絕緣膜。尤其是,氧化絕緣膜的與EL層的密接性比氮化絕緣膜的與EL層的密接性高,所以是較佳的。例如,可以將氧化鋁、氧化鉿、氧化矽等無機絕緣材料用於犧牲層。作為犧牲層,例如可以利用ALD法形成氧化鋁膜。藉由利用ALD法,可以減輕基底(尤其是EL層等)受到的損傷,所以是較佳的。
例如,作為犧牲層,可以使用利用濺射法形成的In-Ga-Zn氧化物膜和在In-Ga-Zn氧化物膜上利用ALD法形成的氧化鋁膜的疊層結構。此外,作為犧牲層,可以使用利用ALD法形成的氧化鋁膜和在氧化鋁膜上利用濺射法形成的In-Ga-Zn氧化物膜的疊層結構。此外,作為犧牲層,可以使用利用ALD法形成的氧化鋁膜的單層結構。
接著,如圖10C所示,在第二犧牲層119A上形成光阻遮罩190a。光阻遮罩可以藉由塗佈感光樹脂(光阻劑)且進行曝光及顯影來形成。光阻遮罩190a設置在與像素電極111a重疊的位置上。光阻遮罩190a較佳為不與像素電極111b、111c、111d、111e重疊。當光阻遮罩190a與像素電極111b、111c、111d、111e中的至少一個重疊時,較佳為其間夾著絕緣層121。當導電層123上設置有第一電洞注入層181A等時,光阻遮罩190a較佳為不與導電層123重疊。另外,藉由使用範圍遮罩等沉積第一電洞注入層181A等,在導電層123上沒有設置第一電洞注入層181A等的情況下,較佳為將光阻遮罩190a設置在與導電層123重疊的位置上。由此,可以抑制在後面的製程中導電層123受到損傷。
如圖10D所示那樣,使用光阻遮罩190a去除第二犧牲層119A的一部分。由此,可以去除第二犧牲層119A的不與光阻遮罩190a重疊的區域。因此,在與像素電極111a重疊的位置上殘留第二犧牲層119a。然後去除光阻遮罩190a。
接著,如圖11A所示,使用第二犧牲層119a去除第一犧牲層118A的一部分。由此,可以去除第一犧牲層118A的不與第二犧牲層119a重疊的區域。因此,在與像素電極111a重疊的位置上殘留第一犧牲層118a及第二犧牲層119a的疊層結構。
接著,如圖11B所示,使用第一犧牲層118a及第二犧牲層119a去除第一電洞注入層181A的一部分、第一電洞傳輸層182A的一部分、第一發光層183A的一部分及第一電子傳輸層184A的一部分。由此,可以去除第一電洞注入層181A、第一電洞傳輸層182A、第一發光層183A及第一電子傳輸層184A的不與第一犧牲層118a及第二犧牲層119a重疊的區域。由此,像素電極111b、111c、111d、111e及導電層123露出。在像素電極111a上殘留第一電洞注入層181a、第一電洞傳輸層182a、第一發光層183a、第一電子傳輸層184a、第一犧牲層118a及第二犧牲層119a的疊層結構。注意,將第一電洞注入層181a、第一電洞傳輸層182a、第一發光層183a及第一電子傳輸層184a的疊層結構也記為第一層113a。
第一犧牲層118A及第二犧牲層119A都可以利用濕蝕刻法或乾蝕刻法加工。第一犧牲層118A及第二犧牲層119A的加工較佳為藉由各向異性蝕刻進行。
藉由利用濕蝕刻法,與利用乾蝕刻法的情況相比,可以減輕在犧牲層的加工中第一電洞注入層181A、第一電洞傳輸層182A、第一發光層183A及第一電子傳輸層184A受到的損傷。在利用濕蝕刻法的情況下,例如較佳為使用顯影液、四甲基氫氧化銨(TMAH)水溶液、稀氫氟酸、草酸、磷酸、乙酸、硝酸或它們的混合液體的藥液等。
另外,在利用乾蝕刻法的情況下,藉由作為蝕刻氣體不使用含有氧的氣體可以抑制第一電洞注入層181A、第一電洞傳輸層182A、第一發光層183A及第一電子傳輸層184A的劣化。在利用乾蝕刻法的情況下,例如較佳為將CF 4、C 4F 8、SF 6、CHF 3、Cl 2、H 2O、BCl 3或He等含有高貴氣體(也稱為稀有氣體)的氣體用作蝕刻氣體。
藉由犧牲層具有疊層結構,可以使用光阻遮罩190a對一部分的層進行加工,去除光阻遮罩190a,然後將該一部分的層用作硬遮罩對剩下的層進行加工。
例如,在使用光阻遮罩190a對第二犧牲層119A進行加工之後,藉由使用氧電漿的灰化等去除光阻遮罩190a。此時,由於第一犧牲層118A位於最表面,第一電洞注入層181A、第一電洞傳輸層182A、第一發光層183A及第一電子傳輸層184A不露出,所以在光阻遮罩190a的去除製程中,可以抑制第一電洞注入層181A、第一電洞傳輸層182A、第一發光層183A及第一電子傳輸層184A受到損傷。並且,可以將第二犧牲層119a用作硬遮罩且對第一犧牲層118A進行加工,可以將第一犧牲層118a及第二犧牲層119a用作硬遮罩且對第一電洞注入層181A、第一電洞傳輸層182A、第一發光層183A及第一電子傳輸層184A進行加工。
第一電洞注入層181A、第一電洞傳輸層182A、第一發光層183A及第一電子傳輸層184A的加工較佳為藉由各向異性蝕刻進行。尤其較佳的是各向異性乾蝕刻。作為蝕刻氣體,較佳為使用含有氮的氣體、含有氫的氣體、含有高貴氣體的氣體、含有氮及氬的氣體或者含有氮及氫的氣體等。藉由作為蝕刻氣體不使用含有氧的氣體,可以抑制第一電洞注入層181A、第一電洞傳輸層182A、第一發光層183A及第一電子傳輸層184A的劣化。
另外,作為蝕刻氣體也可以使用含有氧的氣體。在蝕刻氣體含有氧時,可以提高蝕刻速率。因此,可以在保持充分的蝕刻速率的狀態下以低功率條件進行蝕刻。因此,可以抑制給第一電洞注入層181A、第一電洞傳輸層182A、第一發光層183A及第一電子傳輸層184A帶來的損傷。並且,可以抑制蝕刻時產生的反應生成物的附著等不良。
接著,如圖11C所示,在第二犧牲層119a、像素電極111b、111c、111d、111e及絕緣層121上依次形成第二電洞注入層181B、第二電洞傳輸層182B、第二發光層183B及第二電子傳輸層184B,在第二電子傳輸層184B上形成第一犧牲層118B,在第一犧牲層118B上形成第二犧牲層119B。
第二電洞注入層181B、第二電洞傳輸層182B、第二發光層183B及第二電子傳輸層184B分別是後面成為第二電洞注入層181b、第二電洞傳輸層182b、第二發光層183b及第二電子傳輸層184b的層。第二發光層183b發射與第一發光層183a不同的顏色的光。能夠用於第二電洞注入層181b、第二電洞傳輸層182b、第二發光層183b及第二電子傳輸層184b的結構及材料等分別與第一電洞注入層181a、第一電洞傳輸層182a、第一發光層183a及第一電子傳輸層184a同樣。第二電洞傳輸層182B、第二發光層183B及第二電子傳輸層184B分別可以以與第一電洞注入層181A、第一電洞傳輸層182A、第一發光層183A及第一電子傳輸層184A同樣的方法沉積。
第一犧牲層118B及第二犧牲層119B可以使用能夠用於第一犧牲層118A及第二犧牲層119A的材料形成。
接著,如圖11C所示,在第一犧牲層118B上形成光阻遮罩190b。光阻遮罩190b設置在與像素電極111b重疊的位置上。
如圖12A所示,使用光阻遮罩190b去除第二犧牲層119B的一部分。由此,可以去除第二犧牲層119B的不與光阻遮罩190b重疊的區域。因此,在與像素電極111b重疊的位置上殘留第二犧牲層119b。然後,去除光阻遮罩190b。
接著,藉由將第二犧牲層119b用作硬遮罩對第一犧牲層118B進行加工,形成第一犧牲層118b。藉由將第一犧牲層118b及第二犧牲層119b用作硬遮罩,對第二電洞注入層181B、第二電洞傳輸層182B、第二發光層183B及第二電子傳輸層184B進行加工,形成第二電洞注入層181b、第二電洞傳輸層182b、第二發光層183b及第二電子傳輸層184b。注意,將第二電洞注入層181b、第二電洞傳輸層182b、第二發光層183b及第二電子傳輸層184b的疊層結構也記為第二層113b。
第一犧牲層118B及第二犧牲層119B可以藉由使用能夠用於第一犧牲層118A及第二犧牲層119A的加工的方法被加工。第二電洞注入層181B、第二電洞傳輸層182B、第二發光層183B及第二電子傳輸層184B可以藉由使用能夠用於第一電洞注入層181A、第一電洞傳輸層182A、第一發光層183A及第一電子傳輸層184A的加工的方法被加工。光阻遮罩190b可以藉由以能夠用於光阻遮罩190a的去除的方法及時序被去除。
藉由同樣的方法,在像素電極111c上形成第三層113c、第一犧牲層118c及第二犧牲層119c的疊層結構,在像素電極111d上形成第四層113d、第一犧牲層118d及第二犧牲層119d的疊層結構,在像素電極111e上形成第五層113e、第一犧牲層118e及第二犧牲層119e的疊層結構。注意,雖然在本實施方式中示出第四層113d與第五層113e不同的結構例子,但是在第四層113d與第五層113e具有同一結構時,可以在同一製程中製造。
注意,用來形成第五層113e的光阻遮罩較佳為以也與導電層123重疊的方式設置。由此,如圖12C所示,在導電層123上殘留第一犧牲層118e及第二犧牲層119e的疊層結構。藉由採用這種結構,在下面進行的第一犧牲層及第二犧牲層的去除製程中,可以抑制導電層123受到損傷,因此是較佳的。
接著,如圖13A所示,去除第一犧牲層118a、118b、118c、118d、118e及第二犧牲層119a、119b、119c、119d、119e。由此,在像素電極111a上第一電子傳輸層184a露出,在像素電極111b上第二電子傳輸層184b露出,在像素電極111c上第三電子傳輸層184c露出,在像素電極111d上第四電子傳輸層184d露出,在像素電極111e上第五電子傳輸層184e露出,在連接部140中,導電層123露出。
犧牲層的去除製程可以使用與犧牲層的加工製程同樣的方法。尤其是,藉由使用濕蝕刻法,與使用乾蝕刻法相比,在去除犧牲層時,可以降低第一層113a、第二層113b、第三層113c、第四層113d及第五層113e受到的損傷。
接著,如圖13B所示,以覆蓋第一層113a、第二層113b、第三層113c、第四層113d、第五層113e及絕緣層121的方式形成第六層114,在第六層114、絕緣層121及導電層123上形成共用電極115。
能夠用於第六層114的材料可以參照上述內容。構成第六層114的層可以分別藉由蒸鍍法(包括真空蒸鍍法)、轉印法、印刷法、噴墨法、塗佈法等的方法形成。此外,構成第六層114的層也可以使用配製混合材料形成。注意,若不需要則可以不設置第六層114。
能夠用於共用電極115的材料可以參照上述內容。共用電極115例如藉由使用濺射法或真空蒸鍍法形成。
如圖13B所示,在共用電極115上形成保護層131。
能夠用於保護層131的材料可以參照上述內容。作為保護層131的沉積方法,可以舉出真空蒸鍍法、濺射法、CVD法及ALD法等。保護層131可以具有單層結構或疊層結構。例如,保護層131也可以具有使用彼此不同的沉積方法形成的兩層疊層結構。
注意,在圖13B中示出第六層114進入第一層113a與第二層113b間的區域等的例子,如圖13C所示,也可以在該區域形成空隙133。
空隙133例如包含選自空氣、氮、氧、二氧化碳和第18族元素(典型為氦、氖、氬、氙、氪等)中的一種或多種。
在空隙133的折射率比第六層114的折射率低的情況下,從發光器件發射的光被第六層114與空隙133的介面反射。由此,可以抑制從發光器件發射的光入射到相鄰的像素(或子像素)。由此,由於可以抑制不同顏色的光混合,所以可以提高顯示裝置的顯示品質。
藉由在保護層131上使用樹脂層122貼合基板120,可以製造圖9B所示的顯示裝置100E。
如上所述,在本實施方式的顯示裝置的製造方法中,島狀的EL層不是使用高精細金屬遮罩形成,而是在整個面上沉積EL層之後進行加工來形成。因此,可以以均勻的厚度形成島狀的EL層。此外,可以實現以前無法製造的高清晰的顯示裝置或高開口率的顯示裝置。再者,可以實現安裝有受光器件且具有光檢測功能的高清晰的顯示裝置或高開口率的顯示裝置。
構成各顏色的發光器件的第一層、第二層、第三層分別在不同製程中形成。因此,各EL層可以以適合於各顏色的發光器件的結構(材料及厚度等)製造。由此,可以製造特性良好的發光器件。
本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。
實施方式3 在本實施方式中,使用圖14及圖15說明本發明的一個實施方式的顯示裝置。
本實施方式的顯示裝置可以為高解析度的顯示裝置或大型顯示裝置。因此,例如可以將本實施方式的顯示裝置用作如下裝置的顯示部:具有較大的螢幕的電子裝置諸如電視機、桌上型或膝上型個人電腦、用於電腦等的顯示器、數位看板、彈珠機等大型遊戲機等;數位相機;數位視訊攝影機;數位相框;行動電話機;可攜式遊戲機;可攜式資訊終端;音頻再生裝置。
圖14示出顯示裝置100F的立體圖,圖15A示出顯示裝置100F的剖面圖。
顯示裝置100F具有貼合基板152與基板151的結構。在圖14中,以虛線表示基板152。
顯示裝置100F包括顯示部162、電路164及佈線165等。圖14示出顯示裝置100F中安裝有IC173及FPC172的例子。因此,也可以將圖14所示的結構稱為包括顯示裝置100F、IC(積體電路)及FPC的顯示模組。
作為電路164,例如可以使用掃描線驅動電路。
佈線165具有對顯示部162及電路164供應信號及電力的功能。該信號及電力從外部經由FPC172輸入到佈線165或者從IC173輸入到佈線165。
圖14示出藉由COG(Chip On Glass)方式或COF(Chip On Film)方式等在基板151上設置IC173的例子。作為IC173,例如可以使用包括掃描線驅動電路或信號線驅動電路等的IC。注意,顯示裝置100F及顯示模組不一定必須設置有IC。此外,也可以將IC利用COF方式等安裝於FPC。
圖15A示出顯示裝置100F的包括FPC172的區域的一部分、電路164的一部分、顯示部162的一部分及包括端部的區域的一部分的剖面的一個例子。
圖15A所示的顯示裝置100F在基板151與基板152之間包括電晶體201、電晶體205a、電晶體205e、發光器件130a及受光器件150e等。發光器件130a例如發射紅色、綠色或藍色的光。或者,發光器件130a也可以發射紅外光。受光器件150e例如檢測紅外光。或者,受光器件150e也可以檢測可見光,也可以檢測可見光和紅外光的兩者。
在此,當顯示裝置的像素包括具有發射彼此不同顏色光的發光器件的三個子像素時,作為該三個子像素可以舉出R、G、B這三個顏色的子像素、黃色(Y)、青色(C)及洋紅色(M)這三個顏色的子像素等。當包括四個上述子像素時,作為該四個子像素可以舉出R、G、B及白色(W)這四個顏色的子像素、R、G、B及Y這四個顏色的子像素等。
保護層131和基板152由黏合層142黏合。作為發光器件的密封可以採用固體密封結構或中空密封結構等。在圖15A中,基板152和基板151之間的空間被黏合層142填充,亦即,採用固體密封結構。或者,也可以採用使用非活性氣體(氮或氬等)填充該空間的中空密封結構。此時,黏合層142也可以以不與發光器件重疊的方式設置。另外,也可以使用與設置為框狀的黏合層142不同的樹脂填充該空間。
發光器件130a具有與圖9B所示的發光器件130a同樣的疊層結構,受光器件150e具有與圖9B所示的受光器件150e同樣的疊層結構。發光器件及受光器件的詳細內容可以參照實施方式2。此外,發光器件130a的端部及受光器件150e的端部都被保護層131覆蓋。
像素電極111a、111e都藉由設置在絕緣層214中的開口與電晶體205a、205e所包括的導電層222b連接。
像素電極的端部被絕緣層121覆蓋。像素電極包含發射可見光的材料,共用電極包含使可見光透過的材料。
從發光器件發射的光射出到基板152一側。此外,由受光器件檢測從基板152一側入射的光。因此,基板152較佳為使用對可見光及紅外光的透過性高的材料。
基板151至絕緣層214的疊層結構相當於實施方式2中的具有電晶體的層101。
電晶體201、電晶體205a及電晶體205e都形成在基板151上。這些電晶體可以使用同一材料及同一製程形成。
在基板151上依次設置有絕緣層211、絕緣層213、絕緣層215及絕緣層214。絕緣層211的一部分被用作各電晶體的閘極絕緣層。絕緣層213的一部分用作各電晶體的閘極絕緣層。絕緣層215以覆蓋電晶體的方式設置。絕緣層214以覆蓋電晶體的方式設置,並被用作平坦化層。此外,對閘極絕緣層的個數及覆蓋電晶體的絕緣層的個數沒有特別的限制,既可以為一個,又可以為兩個以上。
較佳的是,將水及氫等雜質不容易擴散的材料用於覆蓋電晶體的絕緣層中的至少一個。由此,可以將絕緣層用作障壁層。藉由採用這種結構,可以有效地抑制雜質從外部擴散到電晶體中,從而可以提高顯示裝置的可靠性。
作為絕緣層211、絕緣層213及絕緣層215較佳為使用無機絕緣膜。作為無機絕緣膜,例如可以使用氮化矽膜、氧氮化矽膜、氧化矽膜、氮氧化矽膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜等。此外,也可以使用氧化鉿膜、氧化釔膜、氧化鋯膜、氧化鎵膜、氧化鉭膜、氧化鎂膜、氧化鑭膜、氧化鈰膜及氧化釹膜等。此外,也可以層疊上述絕緣膜中的兩個以上。
這裡,有機絕緣膜的阻擋性在很多情況下低於無機絕緣膜。因此,有機絕緣膜較佳為在顯示裝置100F的端部附近包括開口。由此,可以抑制雜質從顯示裝置100F的端部藉由有機絕緣膜進入。此外,也可以以其端部位於顯示裝置100F的端部的內側的方式形成有機絕緣膜,以使有機絕緣膜不暴露於顯示裝置100F的端部。
用作平坦化層的絕緣層214較佳為使用有機絕緣膜。作為能夠用於有機絕緣膜的材料,例如可以使用丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂、環氧樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺醯胺樹脂、矽氧烷樹脂、苯并環丁烯類樹脂、酚醛樹脂及這些樹脂的前驅物等。
在圖15A所示的區域228中,絕緣層214中形成有開口。由此,即使在使用有機絕緣膜作為絕緣層214的情況下,也可以抑制雜質從外部藉由絕緣層214進入顯示部162。由此,可以提高顯示裝置100F的可靠性。
電晶體201、電晶體205a及電晶體205e包括:用作閘極的導電層221;用作閘極絕緣層的絕緣層211;用作源極及汲極的導電層222a及導電層222b;半導體層231;用作閘極絕緣層的絕緣層213;以及用作閘極的導電層223。在此,藉由對同一導電膜進行加工而得到的多個層由相同的陰影線表示。絕緣層211位於導電層221與半導體層231之間。絕緣層213位於導電層223與半導體層231之間。
對本實施方式的顯示裝置所包括的電晶體結構沒有特別的限制。例如,可以採用平面型電晶體、交錯型電晶體或反交錯型電晶體等。此外,電晶體都可以具有頂閘極結構或底閘極結構。或者,也可以在形成通道的半導體層上下設置有閘極。
作為電晶體201、電晶體205a及電晶體205e,採用兩個閘極夾著形成通道的半導體層的結構。此外,也可以連接兩個閘極,並藉由對該兩個閘極供應同一信號,來驅動電晶體。或者,藉由對兩個閘極中的一個施加用來控制臨界電壓的電位,對另一個施加用來進行驅動的電位,可以控制電晶體的臨界電壓。
對用於電晶體的半導體材料的結晶性也沒有特別的限制,可以使用非晶半導體、單晶半導體或者具有單晶以外的結晶性的半導體(微晶半導體、多晶半導體或其一部分具有結晶區域的半導體)。當使用單晶半導體或具有結晶性的半導體時可以抑制電晶體的特性劣化,所以是較佳的。
電晶體的半導體層較佳為包含金屬氧化物(氧化物半導體)。就是說,本實施方式的顯示裝置較佳為使用將金屬氧化物用於通道形成區域的電晶體(以下,OS電晶體)。此外,電晶體的半導體層也可以包含矽。作為矽,可以舉出非晶矽、結晶矽(低溫多晶矽、單晶矽等)等。
例如,半導體層較佳為包含銦、M(M為選自鎵、鋁、矽、硼、釔、錫、銅、釩、鈹、鈦、鐵、鎳、鍺、鋯、鉬、鑭、鈰、釹、鉿、鉭、鎢或鎂中的一種或多種)和鋅。尤其是,M較佳為選自鋁、鎵、釔或錫中的一種或多種。
尤其是,作為半導體層,較佳為使用包含銦(In)、鎵(Ga)及鋅(Zn)的氧化物(IGZO)。
在半導體層使用In-M-Zn氧化物時,該In-M-Zn氧化物中的In的原子個數比較佳為M的原子個數比以上。作為這種In-M-Zn氧化物的金屬元素的原子個數比,可以舉出In:M:Zn=1:1:1或其附近的組成、In:M:Zn=1:1:1.2或其附近的組成、In:M:Zn=2:1:3或其附近的組成、In:M:Zn=3:1:2或其附近的組成、In:M:Zn=4:2:3或其附近的組成、In:M:Zn=4:2:4.1或其附近的組成、In:M:Zn=5:1:3或其附近的組成、In:M:Zn=5:1:6或其附近的組成、In:M:Zn=5:1:7或其附近的組成、In:M:Zn=5:1:8或其附近的組成、In:M:Zn=6:1:6或其附近的組成、In:M:Zn=5:2:5或其附近的組成等。此外,附近的組成包括所希望的原子個數比的±30%的範圍。
例如,當記載為原子個數比為In:Ga:Zn=4:2:3或其附近的組成時包括如下情況:In為4時,Ga為1以上且3以下,Zn為2以上且4以下。此外,當記載為原子個數比為In:Ga:Zn=5:1:6或其附近的組成時包括如下情況:In為5時,Ga大於0.1且為2以下,Zn為5以上且7以下。此外,當記載為原子個數比為In:Ga:Zn=1:1:1或其附近的組成時包括如下情況:In為1時,Ga大於0.1且為2以下,Zn大於0.1且為2以下。
電路164所包括的電晶體和顯示部162所包括的電晶體既可以具有相同的結構,又可以具有不同的結構。電路164所包括的多個電晶體既可以具有相同的結構,又可以具有兩種以上的不同結構。與此同樣,顯示部162所包括的多個電晶體既可以具有相同的結構,又可以具有兩種以上的不同結構。
圖15B及圖15C示出電晶體的其他結構例子。
電晶體209及電晶體210包括:用作閘極的導電層221;用作閘極絕緣層的絕緣層211;包含通道形成區域231i及一對低電阻區域231n的半導體層231;與一對低電阻區域231n中的一個連接的導電層222a;與一對低電阻區域231n中的另一個連接的導電層222b;用作閘極絕緣層的絕緣層225;用作閘極的導電層223;以及覆蓋導電層223的絕緣層215。絕緣層211位於導電層221與通道形成區域231i之間。絕緣層225至少位於導電層223與通道形成區域231i之間。再者,還可以設置有覆蓋電晶體的絕緣層218。
在圖15B所示的例子中,在電晶體209中絕緣層225覆蓋半導體層231的頂面及側面。導電層222a及導電層222b都藉由設置在絕緣層225及絕緣層215中的開口與低電阻區域231n連接。在導電層222a及導電層222b中,一方被用作源極,另一方被用作汲極。
另一方面,在圖15C所示的電晶體210中,絕緣層225與半導體層231的通道形成區域231i重疊而不與低電阻區域231n重疊。例如,藉由以導電層223為遮罩加工絕緣層225,可以形成圖15C所示的結構。在圖15C中,絕緣層215覆蓋絕緣層225及導電層223,並且導電層222a及導電層222b分別藉由絕緣層215的開口與低電阻區域231n連接。
基板151的不與基板152重疊的區域中設置有連接部204。在連接部204中,佈線165藉由導電層166及連接層242與FPC172電連接。示出如下例子:導電層166為加工與像素電極相同的導電膜而得到的導電膜。在連接部204的頂面上露出導電層166。因此,藉由連接層242可以使連接部204與FPC172電連接。
較佳為在基板152的基板151一側的面設置遮光層148。此外,可以在基板152的外側配置各種光學構件。作為光學構件,可以使用偏光板、相位差板、光擴散層(擴散薄膜等)、防反射層及聚光薄膜(condensing film)等。此外,在基板152的外側也可以配置抑制塵埃的附著的抗靜電膜、不容易被弄髒的具有拒水性的膜、抑制使用時的損傷的硬塗膜、衝擊吸收層等。
藉由形成覆蓋發光器件的保護層131,可以抑制水等雜質進入發光器件,由此可以提高發光器件的可靠性。
在顯示裝置100F的端部附近的區域228中,較佳為絕緣層215與保護層131藉由絕緣層214的開口彼此接觸。尤其是,特別較佳為無機絕緣膜彼此接觸。由此,可以抑制雜質從外部藉由有機絕緣膜進入顯示部162。因此,可以提高顯示裝置100F的可靠性。
基板151及基板152可以使用玻璃、石英、陶瓷、藍寶石、樹脂、金屬、合金、半導體等。取出來自發光器件的光一側的基板使用使該光透過的材料。藉由將具有撓性的材料用於基板151及基板152,可以提高顯示裝置的撓性。作為基板151或基板152,也可以使用偏光板。
作為基板151及基板152,可以使用如下材料:聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯樹脂、聚丙烯腈樹脂、丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚碳酸酯(PC)樹脂、聚醚碸(PES)樹脂、聚醯胺樹脂(尼龍、芳香族聚醯胺等)、聚矽氧烷樹脂、環烯烴樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚醯胺-醯亞胺樹脂、聚氨酯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚偏二氯乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚四氟乙烯(PTFE)樹脂、ABS樹脂以及纖維素奈米纖維等。此外,也可以作為基板151和基板152中的一者或兩者使用其厚度為具有撓性程度的玻璃。
在將圓偏光板重疊於顯示裝置的情況下,較佳為將光學各向同性高的基板用作顯示裝置所包括的基板。光學各向同性高的基板的雙折射較低(也可以說雙折射量較少)。
光學各向同性高的基板的相位差值(retardation value)的絕對值較佳為30nm以下,更佳為20nm以下,進一步較佳為10nm以下。
作為光學各向同性高的薄膜,可以舉出三乙酸纖維素(也被稱為TAC、Cellulose triacetate)薄膜、環烯烴聚合物(COP)薄膜、環烯烴共聚物(COC)薄膜及丙烯酸薄膜等。
當作為基板使用薄膜時,有可能因薄膜的吸水而發生顯示面板出現皺紋等形狀變化。因此,作為基板較佳為使用吸水率低的薄膜。例如,較佳為使用吸水率為1%以下的薄膜,更佳為使用吸水率為0.1%以下的薄膜,進一步較佳為使用吸水率為0.01%以下的薄膜。
作為黏合層,可以使用紫外線硬化型黏合劑等光硬化型黏合劑、反應硬化型黏合劑、熱固性黏合劑、厭氧黏合劑等各種硬化型黏合劑。作為這些黏合劑,可以舉出環氧樹脂、丙烯酸樹脂、矽酮樹脂、酚醛樹脂、聚醯亞胺樹脂、醯亞胺樹脂、PVC(聚氯乙烯)樹脂、PVB(聚乙烯醇縮丁醛)樹脂、EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)樹脂等。尤其是,較佳為使用環氧樹脂等透濕性低的材料。此外,也可以使用兩液混合型樹脂。此外,也可以使用黏合薄片等。
作為連接層242,可以使用異方性導電膜(ACF:Anisotropic Conductive Film)、異方性導電膏(ACP:Anisotropic Conductive Paste)等。
作為可用於電晶體的閘極、源極及汲極和構成顯示裝置的各種佈線及電極等導電層的材料,可以舉出鋁、鈦、鉻、鎳、銅、釔、鋯、鉬、銀、鉭或鎢等金屬或者以上述金屬為主要成分的合金等。可以使用包含這些材料的膜的單層或疊層。
此外,作為具有透光性的導電材料,可以使用氧化銦、銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、包含鎵的氧化鋅等導電氧化物或石墨烯。或者,可以使用金、銀、鉑、鎂、鎳、鎢、鉻、鉬、鐵、鈷、銅、鈀及鈦等金屬材料或包含該金屬材料的合金材料。或者,還可以使用該金屬材料的氮化物(例如,氮化鈦)等。此外,當使用金屬材料或合金材料(或者它們的氮化物)時,較佳為將其形成得薄到具有透光性。此外,可以使用上述材料的疊層膜作為導電層。例如,藉由使用銀和鎂的合金與銦錫氧化物的疊層膜等,可以提高導電性,所以是較佳的。上述材料也可以用於構成顯示裝置的各種佈線及電極等導電層及發光器件所包括的導電層(被用作像素電極或共用電極的導電層)。
作為可用於各絕緣層的絕緣材料,例如可以舉出丙烯酸樹脂或環氧樹脂等樹脂、無機絕緣材料如氧化矽、氧氮化矽、氮氧化矽、氮化矽或氧化鋁等。
本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。
實施方式4 在本實施方式中,對能夠用於本發明的一個實施方式的顯示裝置的發光器件進行說明。
圖16A所示的發光器件包括電極772、EL層786以及電極788。在電極772和電極788中,一方被用作陽極,另一方被用作陰極。另外,在電極772和電極788中,一方被用作像素電極,另一方被用作共用電極。另外,較佳的是,在電極772和電極788中,光提取一側的電極具有可見光透過性,另一個電極反射可見光。
如圖16A所示,發光器件所包括的EL層786可以由層4420、發光層4411、層4430等多個層構成。層4420例如可以包括含有電子注入性高的物質的層(電子注入層)及含有電子傳輸性高的物質的層(電子傳輸層)等。發光層4411例如包含發光性化合物。層4430例如可以包括含有電洞注入性高的物質的層(電洞注入層)及含有電洞傳輸性高的物質的層(電洞傳輸層)。
包括設置在一對電極間的層4420、發光層4411及層4430的結構可以被用作單一的發光單元,在本說明書中將圖16A的結構稱為單結構。
另外,圖16B示出圖16A所示的發光器件所包括的EL層786的變形例子。明確而言,圖16B所示的發光器件包括電極772上的層4431、層4431上的層4432、層4432上的發光層4411、發光層4411上的層4421、層4421上的層4422以及層4422上的上部電極788。例如,在電極772被用作陽極且電極788被用作陰極時,層4431被用作電洞注入層,層4432被用作電洞傳輸層,層4421被用作電子傳輸層,並且層4422被用作電子注入層。或者,在電極772被用作陰極且電極788被用作陽極時,層4431被用作電子注入層,層4432被用作電子傳輸層,層4421被用作電洞傳輸層,並且層4422被用作電洞注入層。藉由採用上述層結構,可以將載子高效地注入到發光層4411,由此可以提高發光層4411內的載子的再結合的效率。
此外,如圖16C所示,層4420與層4430之間設置有多個發光層(發光層4411、發光層4412、發光層4413)的結構也是單結構的變形例子。
如圖16D所示,多個發光單元(EL層786a、EL層786b)隔著中間層4440(也稱為電荷產生層)串聯連接的結構在本說明書中被稱為串聯結構。但是不侷限於此,例如,串聯結構也可以被稱為疊層結構。藉由採用串聯結構,可以實現能夠以高亮度發光的發光器件。
另外,在圖16C及圖16D中,層4420及層4430可以具有圖16B所示那樣的兩層以上的疊層結構。
發光器件的發光顏色根據構成EL層786的材料而可以為紅色、綠色、藍色、青色、洋紅色、黃色或白色等。此外,當發光器件具有微腔結構時,可以進一步提高顏色純度。
白色發光器件較佳為具有發光層包含兩種以上的發光物質的結構。為了得到白色發光,選擇各發光處於補色關係的兩種以上的發光物質即可。例如,藉由使第一發光層的發光顏色與第二發光層的發光顏色處於補色關係,可以得到在發光器件整體上以白色發光的發光器件。此外,包括三個以上的發光層的發光器件也是同樣的。例如,在圖16C所示的發光層4411、4412、4413的發光顏色處於補色關係時,可以實現單結構的白色發光器件。
發光層較佳為包含每個發光呈現R(紅色)、G(綠色)、B(藍色)、Y(黃色)、O(橙色)等的兩種以上的發光物質。或者,較佳為包含每個發光包含R、G、B中的兩種以上的光譜成分的兩種以上的發光物質。
[顯示裝置的變形例] 參照圖17至圖20說明發光器件的結構例子。
圖17A示出顯示裝置500的剖面示意圖。顯示裝置500包括發射紅色光的發光器件550R、發射綠色光的發光器件550G及發射藍色光的發光器件550B。注意,在本實施方式中,省略顯示裝置所包括的受光器件的記載。
發光器件550R具有在一對電極(電極501及電極502)之間隔著中間層531層疊兩個發光單元(發光單元512R_1及發光單元512R_2)的結構。同樣地,發光器件550G包括發光單元512G_1及發光單元512G_2,發光器件550B包括發光單元512B_1及發光單元512B_2。
電極501被用作像素電極並設置在每個發光器件中。電極502被用作共用電極並共同設置在多個發光器件中。
發光單元512R_1包括層521、層522、發光層523R及層524等。發光單元512R_2包括層522、發光層523R及層524等。此外,發光器件550R在發光單元512R_2與電極502之間包括層525等。注意,也可以將層525看作發光單元512R_2的一部分。
層521例如包括包含電洞注入性高的物質的層(電洞注入層)等。層522例如包括包含電洞傳輸性高的物質的層(電洞傳輸層)等。層524例如包括包含電子傳輸性高的物質的層(電子傳輸層)等。層525例如包括包含電子注入性高的物質的層(電子注入層)等。
或者,也可以具有如下結構:層521包括電子注入層,層522包括電子傳輸層,層524包括電洞傳輸層,層525包括電洞注入層。
注意,層522、發光層523R及層524在發光單元512R_1及發光單元512R_2中也可以具有同一或不同結構(材料、厚度等)。
在圖17A中,分別示出層521及層522,但是不侷限於此。例如,在層521具有電洞注入層及電洞傳輸層的兩者的功能時或者層521具有電子注入層及電子傳輸層的兩者的功能時,也可以省略層522。
中間層531具有在電極501與電極502之間施加電壓時對發光單元512R_1和發光單元512R_2中的一個注入電子且對另一個注入電洞的功能。中間層531也可以稱為電荷產生層。
作為中間層531,例如也可以適當地使用鋰等的能夠用於電子注入層的材料。此外,作為中間層例如可以適當地使用能夠用於電洞注入層的材料。此外,中間層可以使用包含電洞傳輸性材料和受體性材料(電子接收性材料)的層。另外,中間層可以使用包含電子傳輸性材料和施體性材料的層。藉由形成包括這種層的中間層,可以抑制層疊發光單元時的驅動電壓的上升。
注意,發光器件550R所包括的發光層523R包含呈現紅色發光的發光物質,發光器件550G所包括的發光層523G包含呈現綠色發光的發光物質,發光器件550B所包括的發光層523B包含呈現藍色發光的發光物質。注意,發光器件550G及發光器件550B分別具有用發光層523G及發光層523B代替發光器件550R所包括的發光層523R的結構,其他結構與發光器件550R同樣。
注意,層521、層522、層524及層525可以在各顏色的發光器件中具有同一或不同結構(材料、厚度等)。
如發光器件550R、發光器件550G及發光器件550B那樣,多個發光單元隔著中間層531串聯連接的結構在本說明書中稱為串聯結構。另一方面,在一對電極間具有一個發光單元的結構稱為單結構。注意,在本說明書等中,稱為串聯結構,但是不侷限於此,例如,串聯結構也可以稱為疊層結構。注意,藉由採用串聯結構,可以實現能夠高亮度發光的發光器件。此外,串聯結構由於與單結構相比可以降低為了得到相同的亮度的電流,所以可以提高可靠性。
如發光器件550R、發光器件550G及發光器件550B那樣,按每個發光器件分別形成發光層的結構有時稱為SBS(Side By Side)結構。SBS結構由於可以按每個發光器件使材料及結構最佳化,材料及結構的選擇彈性得到提高,可以容易實現亮度及可靠性的提高。
可以說顯示裝置500具有串聯結構及SBS結構。由此,具有串聯結構及SBS結構的兩者的優點。注意,顯示裝置500如圖17A所示由於具有串聯形成兩級發光單元的結構,所以也可以稱為兩級串聯結構。此外,在圖17A所示的兩級串聯結構中,在包括紅色的發光層的第一發光單元上層疊包括紅色的發光層的第二發光單元。同樣地,在圖17A所示的兩級串聯結構中,在包括綠色的發光層的第一發光單元上層疊包括綠色的發光層的第二發光單元,在包括藍色的發光層的第一發光單元上層疊包括藍色的發光層的第二發光單元。
在圖17A中,可以形成發光單元512R_1、中間層531、發光單元512R_2及層525作為島狀的層。此外,可以形成發光單元512G_1、中間層531、發光單元512G_2及層525作為島狀的層。可以形成發光單元512B_1、中間層531、發光單元512B_2及層525作為島狀的層。也就是說,圖17A所示的層113相當於圖9B等所示的第一層113a、第二層113b或第三層113c。
圖17B是圖17A所示的顯示裝置500的變形例。圖17B所示的顯示裝置500是與電極502同樣地在各發光器件間共同設置層525的例子。此時,可以將層525稱為公共層。如此,藉由在多個發光器件中設置一個以上的公共層,可以使製程簡化,因此可以降低製造成本。
在圖17B中,可以形成發光單元512R_1、中間層531及發光單元512R_2作為島狀的層。此外,可以形成發光單元512G_1、中間層531及發光單元512G_2作為島狀的層。另外,可以形成發光單元512B_1、中間層531、發光單元512B_2作為島狀的層。也就是說,圖17B所示的層113相當於圖9B等所示的第一層113a、第二層113b或第三層113c。此外,層525相當於圖9B所示的第六層114。注意,在圖18至圖20中,將相當於圖9B等所示的第一層113a、第二層113b或第三層113c的層記為層113。
圖18A所示的顯示裝置500是層疊三個發光單元的例子。在圖18A中,在發光器件550R中,在發光單元512R_2上隔著中間層531還層疊發光單元512R_3。發光單元512R_3包括層522、發光層523R及層524等。發光單元512R_3可以使用與發光單元512R_2同樣的結構。此外,發光器件550G所包括的發光單元512G_3及發光器件550B所包括的發光單元512B_3也同樣。
圖18B示出層疊n個發光單元(n為2以上的整數)的例子。
如此,藉由增加發光單元的疊層數,可以根據疊層數提高以相同的電流量從發光器件得到的亮度。此外,藉由增加發光單元的疊層數,可以降低為了得到相同的亮度所需的電流,可以根據疊層數降低發光器件的功耗。
圖19A所示的顯示裝置500示出相鄰的兩個發光器件離開且電極502沿著發光單元及中間層531的側面設置的例子。
這裡,在中間層531與電極502接觸時,有時會電短路。因此,較佳為使中間層531與電極502絕緣。
圖19A示出覆蓋電極501、各發光單元及中間層531的側面設置絕緣層541的例子。絕緣層541可以稱為側壁、側壁保護層或側壁絕緣膜等。藉由設置絕緣層541,可以使中間層531與電極502電絕緣。
各發光單元及中間層531的側面較佳為垂直於或大致垂直於被形成面。例如,較佳為將由被形成面與這些側面而成的角度設定為60度以上且90度以下。
圖19B示出層525及電極502沿著發光單元及中間層531的側面設置的例子。再者,作為側壁保護層設置絕緣層541及絕緣層542的兩層結構。
此外,圖20A是圖19B的變形例。此外,圖20B是圖20A所示的區域503的放大圖。圖20A與圖19B的不同之處在於絕緣層542的端部的形狀。此外,由於絕緣層542的端部的形狀不同且沿著絕緣層542的形狀形成層525及電極502,所以層525及電極502的形狀也不同。此外,圖20A與圖19B的不同之處在於絕緣層542的厚度比絕緣層541的厚度厚。絕緣層542的端部的形狀如圖20B所示那樣可以具有圓形。例如,在形成絕緣層542時,利用乾蝕刻法,在利用各向異性蝕刻對絕緣層542的上部進行蝕刻的情況下,絕緣層542的端部如圖20B所示那樣具有圓形。藉由絕緣層542的端部的形狀具有圓形,層525及電極502的覆蓋性得到提高,因此是較佳的。如圖20A及圖20B所示,藉由絕緣層542的厚度比絕緣層541的厚度厚,有時容易使端部的形狀具有圓形。
藉由被用作側壁保護層的絕緣層541(及絕緣層542),可以防止使電極502與中間層531電短路。此外,藉由絕緣層541(及絕緣層542)覆蓋電極501的側面,可以防止電極501與電極502的電短路。由此,可以防止位於發光器件的四角的部分處發生的電短路。
絕緣層541及絕緣層542較佳為使用無機絕緣膜。例如可以使用氧化矽、氧氮化矽、氮氧化矽、氮化矽、氧化鋁、氧氮化鋁或氧化鉿等氧化物或者氮化物。此外,也可以使用氧化釔、氧化鋯、氧化鎵、氧化鉭、氧化鎂、氧化鑭、氧化鈰及氧化釹等。
絕緣層541及絕緣層542例如可以利用濺射法、蒸鍍法、CVD法、ALD法等各種沉積方法形成。尤其是,由於ALD法給被形成層帶來的沉積損傷小,所以直接形成在發光單元及中間層531上的絕緣層541較佳為利用ALD法形成。此外,此時,絕緣層542在利用濺射法形成時,可以提高生產率,所以是較佳的。
例如,可以作為絕緣層541使用利用ALD法形成的氧化鋁膜,可以作為絕緣層542使用利用濺射法形成的氮化矽膜。
絕緣層541和絕緣層542中的一個或兩個較佳為具有對於水和氧中的至少一個的阻擋絕緣膜的功能。或者,絕緣層541和絕緣層542中的一個或兩個較佳為具有抑制水和氧中的至少一個的擴散的功能。或者,絕緣層541和絕緣層542中的一個或兩個較佳為具有俘獲或固定水和氧中的至少一個(也稱為吸雜)的功能。
注意,在本說明書等中,阻擋絕緣膜是指具有阻擋性的絕緣膜。此外,在本說明書等中,阻擋性是指抑制所對應的物質的擴散的功能(也可以說透過性低)。或者,是指俘獲或固定所對應的物質(也稱為吸雜)的功能。
藉由絕緣層541和絕緣層542中的一個或兩個具有上述阻擋絕緣膜的功能或吸雜功能,可以抑制從外部會擴散到各發光器件的雜質(典型的是,水或氧)的進入。藉由採用該結構,可以提供可靠性優異的顯示裝置。
注意,如圖20C所示,也可以不包括被用作側壁保護層的絕緣層541及絕緣層542。在圖20C中,層525與各發光單元及中間層531的側面接觸地設置。
注意,在顯示裝置500中,對發光層的發光材料沒有特別的限制。例如,在圖17A所示的顯示裝置500中,可以具有如下結構:發光單元512R_1所包括的發光層523R具有磷光材料,發光單元512R_2所包括的發光層523R具有磷光材料,發光單元512G_1所包括的發光層523G具有螢光材料,發光單元512G_2所包括的發光層523G具有螢光材料,發光單元512B_1所包括的發光層523B具有螢光材料,發光單元512B_2所包括的發光層523B具有螢光材料。
或者,在圖17A所示的顯示裝置500中,可以具有如下結構:發光單元512R_1所包括的發光層523R具有磷光材料,發光單元512R_2所包括的發光層523R具有磷光材料,發光單元512G_1所包括的發光層523G具有磷光材料,發光單元512G_2所包括的發光層523G具有磷光材料,發光單元512B_1所包括的發光層523B具有螢光材料,發光單元512B_2所包括的發光層523B具有螢光材料。
注意,本發明的一個實施方式的顯示裝置也可以具有所有的發光層包含螢光材料的結構或所有的發光層包含磷光材料的結構。
或者,在圖17A所示的顯示裝置500中,也可以採用發光單元512R_1所包括的發光層523R使用磷光材料且發光單元512R_2所包括的發光層523R使用螢光材料的結構,或者發光單元512R_1所包括的發光層523R使用螢光材料且發光單元512R_2所包括的發光層523R使用磷光材料的結構,就是說,也可以使第一級發光層和第二級發光層的發光材料不同。注意,雖然這裡記載的內容是關於發光單元512R_1及發光單元512R_2的內容,但是發光單元512G_1及發光單元512G_2以及發光單元512B_1及發光單元512B_2也可以採用同樣的結構。
本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。
實施方式5 在本實施方式中,說明可用於上述實施方式中說明的OS電晶體的金屬氧化物(也稱為氧化物半導體)。
金屬氧化物較佳為至少包含銦或鋅。尤其較佳為包含銦及鋅。此外,除此之外,較佳為還包含鋁、鎵、釔或錫等。此外,也可以包含選自硼、矽、鈦、鐵、鎳、鍺、鋯、鉬、鑭、鈰、釹、鉿、鉭、鎢、鎂及鈷等中的一種或多種。
此外,金屬氧化物可以藉由濺射法、有機金屬化學氣相沉積(MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法等化學氣相沉積(CVD:Chemical Vapor Deposition)法或原子層沉積(ALD:Atomic Layer Deposition)法等形成。
<結晶結構的分類> 作為氧化物半導體的結晶結構,可以舉出非晶(包括completely amorphous)、CAAC(c-axis-aligned crystalline)、nc(nanocrystalline)、CAC(cloud-aligned composite)、單晶(single crystal)及多晶(polycrystal)等。
可以使用X射線繞射(XRD:X-Ray Diffraction)譜對膜或基板的結晶結構進行評價。例如,可以使用GIXD(Grazing-Incidence XRD)測定測得的XRD譜進行評價。此外,將GIXD法也稱為薄膜法或Seemann-Bohlin法。
例如,石英玻璃基板的XRD譜的峰形狀大致為左右對稱。另一方面,具有結晶結構的IGZO膜的XRD譜的峰形狀不是左右對稱。XRD譜的峰形狀是左右不對稱說明膜中或基板中存在結晶。換言之,除非XRD譜的峰形狀左右對稱,否則不能說膜或基板處於非晶狀態。
此外,可以使用奈米束電子繞射法(NBED:Nano Beam Electron Diffraction)觀察的繞射圖案(也稱為奈米束電子繞射圖案)對膜或基板的結晶結構進行評價。例如,在石英玻璃基板的繞射圖案中觀察到光暈圖案,可以確認石英玻璃處於非晶狀態。此外,以室溫沉積的IGZO膜的繞射圖案中觀察到斑點狀的圖案而沒有觀察到光暈。因此可以推測,以室溫沉積的IGZO膜處於既不是晶態也不是非晶態的中間態,不能得出該IGZO膜是非晶態的結論。
<<氧化物半導體的結構>> 此外,在注目於氧化物半導體的結構的情況下,有時氧化物半導體的分類與上述分類不同。例如,氧化物半導體可以分類為單晶氧化物半導體和除此之外的非單晶氧化物半導體。作為非單晶氧化物半導體,例如可以舉出上述CAAC-OS及nc-OS。此外,在非單晶氧化物半導體中包含多晶氧化物半導體、a-like OS(amorphous-like oxide semiconductor)及非晶氧化物半導體等。
在此,對上述CAAC-OS、nc-OS及a-like OS的詳細內容進行說明。
[CAAC-OS] CAAC-OS是包括多個結晶區域的氧化物半導體,該多個結晶區域的c軸配向於特定的方向。此外,特定的方向是指CAAC-OS膜的厚度方向、CAAC-OS膜的被形成面的法線方向、或者CAAC-OS膜的表面的法線方向。此外,結晶區域是具有原子排列的週期性的區域。注意,在將原子排列看作晶格排列時結晶區域也是晶格排列一致的區域。再者,CAAC-OS具有在a-b面方向上多個結晶區域連接的區域,有時該區域具有畸變。此外,畸變是指在多個結晶區域連接的區域中,晶格排列一致的區域和其他晶格排列一致的區域之間的晶格排列的方向變化的部分。換言之,CAAC-OS是指c軸配向並在a-b面方向上沒有明顯的配向的氧化物半導體。
此外,上述多個結晶區域的每一個由一個或多個微小結晶(最大徑小於10nm的結晶)構成。在結晶區域由一個微小結晶構成的情況下,該結晶區域的最大徑小於10nm。此外,結晶區域由多個微小結晶構成的情況下,有時該結晶區域的尺寸為幾十nm左右。
此外,在In-M-Zn氧化物(元素M為選自鋁、鎵、釔、錫及鈦等中的一種或多種)中,CAAC-OS有具有層疊有含有銦(In)及氧的層(以下,In層)、含有元素M、鋅(Zn)及氧的層(以下,(M,Zn)層)的層狀結晶結構(也稱為層狀結構)的趨勢。此外,銦和元素M可以彼此置換。因此,有時(M,Zn)層包含銦。此外,有時In層包含元素M。注意,有時In層包含Zn。該層狀結構例如在高解析度TEM(Transmission Electron Microscope)影像中被觀察作為晶格像。
例如,當對CAAC-OS膜使用XRD裝置進行結構分析時,在使用θ/2θ掃描的Out-of-plane XRD測量中,在2θ=31°或其附近檢測出表示c軸配向的峰。注意,表示c軸配向的峰的位置(2θ值)有時根據構成CAAC-OS的金屬元素的種類、組成等變動。
此外,例如,在CAAC-OS膜的電子繞射圖案中觀察到多個亮點(斑點)。此外,在以透過樣本的入射電子束的斑點(也稱為直接斑點)為對稱中心時,某一個斑點和其他斑點被觀察在點對稱的位置。
在從上述特定的方向觀察結晶區域的情況下,雖然該結晶區域中的晶格排列基本上是六方晶格,但是單位晶格並不侷限於正六角形,有是非正六角形的情況。此外,在上述畸變中,有時具有五角形、七角形等晶格排列。此外,在CAAC-OS的畸變附近觀察不到明確的晶界(grain boundary)。也就是說,晶格排列的畸變抑制晶界的形成。這可能是由於CAAC-OS因為a-b面方向上的氧原子的排列的低密度或者因金屬原子被取代而使原子間的鍵合距離產生變化等而能夠包容畸變。
此外,確認到明確的晶界的結晶結構被稱為所謂的多晶(polycrystal)。晶界成為再結合中心而載子被俘獲,因而有可能導致電晶體的通態電流的降低、場效移動率的降低等。因此,確認不到明確的晶界的CAAC-OS是對電晶體的半導體層提供具有優異的結晶結構的結晶性氧化物之一。注意,為了構成CAAC-OS,較佳為包含Zn的結構。例如,與In氧化物相比,In-Zn氧化物及In-Ga-Zn氧化物能夠進一步抑制晶界的發生,所以是較佳的。
CAAC-OS是結晶性高且確認不到明確的晶界的氧化物半導體。因此,可以說在CAAC-OS中,不容易發生起因於晶界的電子移動率的降低。此外,氧化物半導體的結晶性有時因雜質的混入以及缺陷的生成等而降低,因此可以說CAAC-OS是雜質及缺陷(氧空位等)少的氧化物半導體。因此,包含CAAC-OS的氧化物半導體的物理性質穩定。因此,包含CAAC-OS的氧化物半導體具有高耐熱性及高可靠性。此外,CAAC-OS對製程中的高溫度(所謂熱積存:thermal budget)也很穩定。由此,藉由在OS電晶體中使用CAAC-OS,可以擴大製程的彈性。
[nc-OS] 在nc-OS中,微小的區域(例如1nm以上且10nm以下的區域,特別是1nm以上且3nm以下的區域)中的原子排列具有週期性。換言之,nc-OS具有微小的結晶。此外,例如,該微小的結晶的尺寸為1nm以上且10nm以下,尤其為1nm以上且3nm以下,將該微小的結晶稱為奈米晶。此外,nc-OS在不同的奈米晶之間觀察不到結晶定向的規律性。因此,在膜整體中觀察不到配向性。所以,有時nc-OS在某些分析方法中與a-like OS或非晶氧化物半導體沒有差別。例如,在對nc-OS膜使用XRD裝置進行結構分析時,在使用θ/2θ掃描的Out-of-plane XRD測量中,檢測不出表示結晶性的峰。此外,在對nc-OS膜進行使用其束徑比奈米晶大(例如,50nm以上)的電子束的電子繞射(也稱為選區電子繞射)時,觀察到類似光暈圖案的繞射圖案。另一方面,在對nc-OS膜進行使用其束徑近於或小於奈米晶的尺寸(例如1nm以上且30nm以下)的電子束的電子繞射(也稱為奈米束電子繞射)的情況下,有時得到在以直接斑點為中心的環狀區域內觀察到多個斑點的電子繞射圖案。
[a-like OS] a-like OS是具有介於nc-OS與非晶氧化物半導體之間的結構的氧化物半導體。a-like OS包含空洞或低密度區域。也就是說,a-like OS的結晶性比nc-OS及CAAC-OS的結晶性低。此外,a-like OS的膜中的氫濃度比nc-OS及CAAC-OS的膜中的氫濃度高。
<<氧化物半導體的構成>> 接著,說明上述CAC-OS的詳細內容。此外,CAC-OS與材料構成有關。
[CAC-OS] CAC-OS例如是指包含在金屬氧化物中的元素不均勻地分佈的構成,其中包含不均勻地分佈的元素的材料的尺寸為0.5nm以上且10nm以下,較佳為1nm以上且3nm以下或近似的尺寸。注意,在下面也將在金屬氧化物中一個或多個金屬元素不均勻地分佈且包含該金屬元素的區域混合的狀態稱為馬賽克狀或補丁(patch)狀,該區域的尺寸為0.5nm以上且10nm以下,較佳為1nm以上且3nm以下或近似的尺寸。
再者,CAC-OS是指其材料分開為第一區域與第二區域而成為馬賽克狀且該第一區域分佈於膜中的結構(下面也稱為雲狀)。就是說,CAC-OS是指具有該第一區域和該第二區域混合的結構的複合金屬氧化物。
在此,將相對於構成In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS的金屬元素的In、Ga及Zn的原子個數比的每一個記為[In]、[Ga]及[Zn]。例如,在In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS中,第一區域是其[In]大於CAC-OS的組成中的[In]的區域。此外,第二區域是其[Ga]大於CAC-OS的組成中的[Ga]的區域。此外,例如,第一區域是其[In]大於第二區域中的[In]且其[Ga]小於第二區域中的[Ga]的區域。此外,第二區域是其[Ga]大於第一區域中的[Ga]且其[In]小於第一區域中的[In]的區域。
明確而言,上述第一區域是以銦氧化物或銦鋅氧化物等為主要成分的區域。此外,上述第二區域是以鎵氧化物或鎵鋅氧化物等為主要成分的區域。換言之,可以將上述第一區域稱為以In為主要成分的區域。此外,可以將上述第二區域稱為以Ga為主要成分的區域。
注意,有時觀察不到上述第一區域和上述第二區域的明確的邊界。
此外,In-Ga-Zn氧化物中的CAC-OS是指如下構成:在包含In、Ga、Zn及O的材料構成中,部分主要成分為Ga的區域與部分主要成分為In的區域無規律地以馬賽克狀存在。因此,可推測,CAC-OS具有金屬元素不均勻地分佈的結構。
CAC-OS例如可以藉由在對基板不進行加熱的條件下利用濺射法來形成。在利用濺射法形成CAC-OS的情況下,作為沉積氣體,可以使用選自惰性氣體(典型的是氬)、氧氣體和氮氣體中的任一種或多種。此外,沉積時的沉積氣體的總流量中的氧氣體的流量比越低越好,例如,較佳為使沉積時的沉積氣體的總流量中的氧氣體的流量比為0%以上且低於30%,更佳為0%以上且10%以下。
例如,在In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS中,根據藉由能量色散型X射線分析法(EDX:Energy Dispersive X-ray spectroscopy)取得的EDX面分析(EDX-mapping)影像,可確認到具有以In為主要成分的區域(第一區域)及以Ga為主要成分的區域(第二區域)不均勻地分佈而混合的結構。
在此,第一區域是具有比第二區域高的導電性的區域。就是說,當載子流過第一區域時,呈現作為金屬氧化物的導電性。因此,當第一區域以雲狀分佈在金屬氧化物中時,可以實現高場效移動率(μ)。
另一方面,第二區域是具有比第一區域高的絕緣性的區域。就是說,當第二區域分佈在金屬氧化物中時,可以抑制洩漏電流。
在將CAC-OS用於電晶體的情況下,藉由起因於第一區域的導電性和起因於第二區域的絕緣性的互補作用,可以使CAC-OS具有開關功能(控制開啟/關閉的功能)。換言之,在CAC-OS的材料的一部分中具有導電性的功能且在另一部分中具有絕緣性的功能,在材料的整體中具有半導體的功能。藉由使導電性的功能和絕緣性的功能分離,可以最大限度地提高各功能。因此,藉由將CAC-OS用於電晶體,可以實現大通態電流(I on)、高場效移動率(μ)及良好的切換工作。
此外,使用CAC-OS的電晶體具有高可靠性。因此,CAC-OS最適合於顯示裝置等各種半導體裝置。
氧化物半導體具有各種結構及各種特性。本發明的一個實施方式的氧化物半導體也可以包括非晶氧化物半導體、多晶氧化物半導體、a-like OS、CAC-OS、nc-OS、CAAC-OS中的兩種以上。
<具有氧化物半導體的電晶體> 接著,說明將上述氧化物半導體用於電晶體的情況。
藉由將上述氧化物半導體用於電晶體,可以實現場效移動率高的電晶體。此外,可以實現可靠性高的電晶體。
較佳為將載子濃度低的氧化物半導體用於電晶體。例如,氧化物半導體中的載子濃度為1×10 17cm -3以下,較佳為1×10 15cm -3以下,更佳為1×10 13cm -3以下,進一步較佳為1×10 11cm -3以下,更進一步較佳為低於1×10 10cm -3,且為1×10 -9cm -3以上。在以降低氧化物半導體膜的載子濃度為目的的情況下,可以降低氧化物半導體膜中的雜質濃度以降低缺陷態密度。在本說明書等中,將雜質濃度低且缺陷態密度低的狀態稱為高純度本質或實質上高純度本質。此外,有時將載子濃度低的氧化物半導體稱為高純度本質或實質上高純度本質的氧化物半導體。
因為高純度本質或實質上高純度本質的氧化物半導體膜具有較低的缺陷態密度,所以有可能具有較低的陷阱態密度。
此外,被氧化物半導體的陷阱態俘獲的電荷到消失需要較長的時間,有時像固定電荷那樣動作。因此,有時在陷阱態密度高的氧化物半導體中形成通道形成區域的電晶體的電特性不穩定。
因此,為了使電晶體的電特性穩定,降低氧化物半導體中的雜質濃度是有效的。為了降低氧化物半導體中的雜質濃度,較佳為還降低附近膜中的雜質濃度。作為雜質有氫、氮、鹼金屬、鹼土金屬、鐵、鎳、矽等。
<雜質> 在此,說明氧化物半導體中的各雜質的影響。
在氧化物半導體包含第14族元素之一的矽或碳時,在氧化物半導體中形成缺陷態。因此,將氧化物半導體中或與氧化物半導體的介面附近的矽或碳的濃度(藉由二次離子質譜(SIMS:Secondary Ion Mass Spectrometry)測得的濃度)設定為2×10 18atoms/cm 3以下,較佳為2×10 17atoms/cm 3以下。
此外,當氧化物半導體包含鹼金屬或鹼土金屬時,有時形成缺陷態而形成載子。因此,使用包含鹼金屬或鹼土金屬的氧化物半導體的電晶體容易具有常開啟特性。因此,使藉由SIMS測得的氧化物半導體中的鹼金屬或鹼土金屬的濃度為1×10 18atoms/cm 3以下,較佳為2×10 16atoms/cm 3以下。
當氧化物半導體包含氮時,容易產生作為載子的電子,使載子濃度增高,而n型化。其結果是,將包含氮的氧化物半導體用於半導體的電晶體容易具有常開啟特性。或者,在氧化物半導體包含氮時,有時形成陷阱態。其結果,有時電晶體的電特性不穩定。因此,將利用SIMS測得的氧化物半導體中的氮濃度設定為低於5×10 19atoms/cm 3,較佳為5×10 18atoms/cm 3以下,更佳為1×10 18atoms/cm 3以下,進一步較佳為5×10 17atoms/cm 3以下。
包含在氧化物半導體中的氫與鍵合於金屬原子的氧起反應生成水,因此有時形成氧空位。當氫進入該氧空位時,有時產生作為載子的電子。此外,有時由於氫的一部分與鍵合於金屬原子的氧鍵合,產生作為載子的電子。因此,使用包含氫的氧化物半導體的電晶體容易具有常開啟特性。由此,較佳為儘可能地減少氧化物半導體中的氫。明確而言,在氧化物半導體中,將利用SIMS測得的氫濃度設定為低於1×10 20atoms/cm 3,較佳為低於1×10 19atoms/cm 3,更佳為低於5×10 18atoms/cm 3,進一步較佳為低於1×10 18atoms/cm 3
藉由將雜質被充分降低的氧化物半導體用於電晶體的通道形成區域,可以使電晶體具有穩定的電特性。
本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。
實施方式6 在本實施方式中,使用圖21至圖23對本發明的一個實施方式的電子裝置進行說明。
本實施方式的電子裝置在顯示部中包括本發明的一個實施方式的顯示裝置。本發明的一個實施方式的顯示裝置容易實現高清晰化及高解析度化。因此,可以用於各種電子裝置的顯示部。
作為電子裝置,例如除了電視機、桌上型或膝上型個人電腦、用於電腦等的顯示器、數位看板、彈珠機等大型遊戲機等具有較大的螢幕的電子裝置以外,還可以舉出數位相機、數位攝影機、數位相框、行動電話機、可攜式遊戲機、可攜式資訊終端、音頻再生裝置等。
特別是,因為本發明的一個實施方式的顯示裝置可以提高清晰度,所以可以適當地用於包括較小的顯示部的電子裝置。作為這種電子裝置可以舉出手錶型及手鐲型資訊終端設備(可穿戴裝置)、可戴在頭上的可穿戴裝置等諸如頭戴顯示器等VR(Virtual Reality)用設備、眼鏡型AR(Augmented Reality)用設備及MR(Mixed Reality)用設備等。
本發明的一個實施方式的顯示裝置較佳為具有極高的解析度諸如HD(像素數為1280×720)、FHD(像素數為1920×1080)、WQHD(像素數為2560×1440)、WQXGA (像素數為2560×1600)、4K(像素數為3840×2160)、8K(像素數為7680×4320)等。尤其是,較佳為設定為4K、8K或其以上的解析度。另外,本發明的一個實施方式的顯示裝置中的像素密度(清晰度)較佳為100ppi以上,較佳為300ppi以上,更佳為500ppi以上,進一步較佳為1000ppi以上,更進一步較佳為2000ppi以上,更進一步較佳為3000ppi以上,還進一步較佳為5000ppi以上,進一步較佳為7000ppi以上。藉由使用上述的具有高解析度和高清晰度中的一者或兩者的顯示裝置,在可攜式或家用等的個人用途的電子裝置中可以進一步提高真實感及縱深感等。此外,對本發明的一個實施方式的顯示裝置的螢幕比例(縱橫比)沒有特別的限制。例如,顯示裝置可以適應1:1(正方形)、4:3、16:9、16:10等各種螢幕比例。
本實施方式的電子裝置也可以包括感測器(該感測器具有測量如下因素的功能:力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉速、距離、光、液、磁、溫度、化學物質、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、傾斜度、振動、氣味或紅外線)。
本實施方式的電子裝置可以具有各種功能。例如,可以具有如下功能:將各種資訊(靜態影像、動態影像、文字影像等)顯示在顯示部上的功能;觸控面板的功能;顯示日曆、日期或時間等的功能;執行各種軟體(程式)的功能;進行無線通訊的功能;讀出儲存在存儲介質中的程式或資料的功能;等。
圖21A所示的電子裝置6500是可以被用作智慧手機的可攜式資訊終端設備。
電子裝置6500包括外殼6501、顯示部6502、電源按鈕6503、按鈕6504、揚聲器6505、麥克風6506、照相機6507及光源6508等。顯示部6502具有觸控面板功能。
顯示部6502可以使用本發明的一個實施方式的顯示裝置。
圖21B是包括外殼6501的麥克風6506一側的端部的剖面示意圖。
外殼6501的顯示面一側設置有具有透光性的保護構件6510,被外殼6501及保護構件6510包圍的空間內設置有顯示面板6511、光學構件6512、觸控感測器面板6513、印刷電路板6517、電池6518等。
顯示面板6511、光學構件6512及觸控感測器面板6513使用黏合層(未圖示)固定到保護構件6510。
在顯示部6502的外側的區域中,顯示面板6511的一部分疊回,且該疊回部分連接有FPC6515。FPC6515安裝有IC6516。FPC6515與設置於印刷電路板6517的端子連接。
顯示面板6511可以使用本發明的一個實施方式的撓性顯示器。由此,可以實現極輕量的電子裝置。此外,由於顯示面板6511極薄,所以可以在抑制電子裝置的厚度的情況下安裝大容量的電池6518。此外,藉由折疊顯示面板6511的一部分以在像素部的背面設置與FPC6515的連接部,可以實現窄邊框的電子裝置。
圖22A示出電視機的一個例子。在電視機7100中,外殼7101中組裝有顯示部7000。在此示出利用支架7103支撐外殼7101的結構。
可以對顯示部7000適用本發明的一個實施方式的顯示裝置。
可以藉由利用外殼7101所具備的操作開關以及另外提供的遙控器7111進行圖22A所示的電視機7100的操作。另外,也可以在顯示部7000中具備觸控感測器,也可以藉由用指頭等觸摸顯示部7000進行電視機7100的操作。另外,也可以在遙控器7111中具備顯示從該遙控器7111輸出的資料的顯示部。藉由利用遙控器7111所具備的操作鍵或觸控面板,可以進行頻道及音量的操作,並可以對顯示在顯示部7000上的影像進行操作。
另外,電視機7100具備接收機及數據機等。可以藉由利用接收機接收一般的電視廣播。再者,藉由數據機連接到有線或無線方式的通訊網路,從而進行單向(從發送者到接收者)或雙向(發送者和接收者之間或接收者之間等)的資訊通訊。
圖22B示出筆記型個人電腦的一個例子。筆記型個人電腦7200包括外殼7211、鍵盤7212、指向裝置7213、外部連接埠7214等。在外殼7211中組裝有顯示部7000。
可以對顯示部7000適用本發明的一個實施方式的顯示裝置。
圖22C和圖22D示出數位看板的一個例子。
圖22C所示的數位看板7300包括外殼7301、顯示部7000及揚聲器7303等。此外,還可以包括LED燈、操作鍵(包括電源開關或操作開關)、連接端子、各種感測器、麥克風等。
圖22D示出設置於圓柱狀柱子7401上的數位看板7400。數位看板7400包括沿著柱子7401的曲面設置的顯示部7000。
在圖22C和圖22D中,可以將本發明的一個實施方式的顯示裝置用於顯示部7000。
顯示部7000越大,一次能夠提供的資訊量越多。顯示部7000越大,越容易吸引人的注意,例如可以提高廣告宣傳效果。
藉由將觸控面板用於顯示部7000,不僅可以在顯示部7000上顯示靜態影像或動態影像,使用者還能夠直覺性地進行操作,所以是較佳的。另外,在用於提供路線資訊或交通資訊等資訊的用途時,可以藉由直覺性的操作提高易用性。
如圖22C和圖22D所示,數位看板7300或數位看板7400較佳為可以藉由無線通訊與使用者所攜帶的智慧手機等資訊終端設備7311或資訊終端設備7411聯動。例如,顯示在顯示部7000上的廣告資訊可以顯示在資訊終端設備7311或資訊終端設備7411的螢幕上。此外,藉由操作資訊終端設備7311或資訊終端設備7411,可以切換顯示部7000的顯示。
此外,可以在數位看板7300或數位看板7400上以資訊終端設備7311或資訊終端設備7411的螢幕為操作單元(控制器)執行遊戲。由此,不特定多個使用者可以同時參加遊戲,享受遊戲的樂趣。
圖23A至圖23F所示的電子裝置包括外殼9000、顯示部9001、揚聲器9003、操作鍵9005(包括電源開關或操作開關)、連接端子9006、感測器9007(該感測器具有測量如下因素的功能:力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉速、距離、光、液、磁、溫度、化學物質、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、傾斜度、振動、氣味或紅外線)、麥克風9008等。
在圖23A至圖23F中,可以將本發明的一個實施方式的顯示裝置用於顯示部9001。
圖23A至圖23F所示的電子裝置具有各種功能。例如,可以具有如下功能:將各種資訊(靜態影像、動態影像及文字影像等)顯示在顯示部上的功能;觸控面板的功能;顯示日曆、日期或時間等的功能;藉由利用各種軟體(程式)控制處理的功能;進行無線通訊的功能;讀出儲存在存儲介質中的程式或資料並進行處理的功能;等。注意,電子裝置的功能不侷限於上述功能,而可以具有各種功能。電子裝置可以包括多個顯示部。另外,也可以在電子裝置中設置照相機等而使其具有如下功能:拍攝靜態影像或動態影像,且將所拍攝的影像儲存在存儲介質(外部存儲介質或內置於照相機的存儲介質)中的功能;將所拍攝的影像顯示在顯示部上的功能;等。
下面,詳細地說明圖23A至圖23F所示的電子裝置。
圖23A是示出可攜式資訊終端9101的立體圖。可以將可攜式資訊終端9101例如用作智慧手機。注意,在可攜式資訊終端9101中,也可以設置揚聲器9003、連接端子9006、感測器9007等。另外,作為可攜式資訊終端9101,可以將文字或影像資訊顯示在其多個面上。在圖23A中示出三個圖示9050的例子。另外,可以將以虛線的矩形示出的資訊9051顯示在顯示部9001的其他面上。作為資訊9051的一個例子,可以舉出提示收到電子郵件、SNS或電話等的資訊;電子郵件或SNS等的標題;電子郵件或SNS等的發送者姓名;日期;時間;電池餘量;以及電波強度等。或者,可以在顯示有資訊9051的位置上顯示圖示9050等。
圖23B是示出可攜式資訊終端9102的立體圖。可攜式資訊終端9102具有將資訊顯示在顯示部9001的三個以上的面上的功能。在此,示出資訊9052、資訊9053、資訊9054分別顯示於不同的面上的例子。例如,在將可攜式資訊終端9102放在上衣口袋裡的狀態下,使用者能夠確認顯示在從可攜式資訊終端9102的上方看到的位置上的資訊9053。例如,使用者可以確認到該顯示而無需從口袋裡拿出可攜式資訊終端9102,由此能夠判斷是否接電話。
圖23C是示出手錶型可攜式資訊終端9200的立體圖。可以將可攜式資訊終端9200例如用作智慧手錶(註冊商標)。另外,顯示部9001的顯示面彎曲,可沿著其彎曲的顯示面進行顯示。此外,可攜式資訊終端9200例如藉由與可進行無線通訊的耳麥相互通訊可以進行免提通話。此外,藉由利用連接端子9006,可攜式資訊終端9200可以與其他資訊終端進行資料傳輸或進行充電。充電也可以藉由無線供電進行。
圖23D至圖23F是示出可以折疊的可攜式資訊終端9201的立體圖。另外,圖23D是將可攜式資訊終端9201展開的狀態的立體圖、圖23F是折疊的狀態的立體圖、圖23E是從圖23D的狀態和圖23F的狀態中的一個轉換成另一個時中途的狀態的立體圖。可攜式資訊終端9201在折疊狀態下可攜性好,而在展開狀態下因為具有無縫拼接較大的顯示區域所以顯示的瀏覽性強。可攜式資訊終端9201所包括的顯示部9001被由鉸鏈9055連結的三個外殼9000支撐。顯示部9001例如可以在曲率半徑0.1mm以上且150mm以下的範圍彎曲。
本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。 實施例
在本實施例中,說明對本發明的一個實施方式的顯示裝置所具有的接近觸控感測器功能進行評價的結果。
在本實施例中,使用在像素中包括子像素G、子像素B、子像素R及子像素IRS的顯示裝置進行評價。
子像素R包括發射紅色的光的發光器件。子像素G包括發射綠色的光的發光器件。子像素B包括發射藍色的光的發光器件。作為各發光器件使用有機EL器件。
子像素IRS包括檢測紅外光的受光器件。作為受光器件使用有機光感測器。
在本實施例中,由子像素IRS所包括的受光器件檢測從光源發射的光被物件的手掌(手指)反射的反射光。由於被皮膚反射的光幾乎成為完全散射(完全散射及略微有正反射成分),所以根據檢測反射光的子像素IRS與手指的位置之間的關係而所檢測的反射光的強度不同。因此,可以由多個子像素IRS檢測反射光且從反射強度的比率推測手指的位置。
[評價1] 圖24A是示出用於評價的顯示裝置與光源之間的位置關係等的測評系統的照片。作為光源IR-LED使用發射波長880nm的紅外光的LED,以0.3A驅動。在光源IR-LED與感測器OPD間的距離大約為4.5cm。
使用圖24A所示的測評系統對離顯示裝置多遠可以檢測被手掌反射的光進行評價。
圖25A示出顯示裝置上有手掌時或沒有手掌時的檢測強度的變化。在圖25A中,期間A示出顯示裝置上有手掌的情況,期間B示出顯示裝置上沒有手掌的情況。在期間A,檢測強度強,在期間B,檢測強度低。此外,如圖25A所示,可確認到即使離顯示裝置到手掌的距離大約為15cm以上也可以檢測來自手掌的反射光。
圖25B示出對應於離顯示裝置到手掌的距離的期間A及期間B的檢測強度差。明確而言,圖25B的縱軸示出顯示裝置上有手掌時或沒有手掌時的檢測強度的平均值的差異。如圖25B所示,距離越長,檢測強度差越小。由此可知,接近觸控感測器功能高精度地檢測離顯示裝置的距離為0mm以上且15cm以下,較佳為0mm以上且10cm以下的物件。
[評價2] 在評價1中,對顯示裝置的顯示面在垂直方向上進行評價。接著,在評價2中,對顯示裝置的顯示面在水平方向上進行評價,也就是說,進行位置精度的評價。
明確而言,如圖24B所示,離顯示裝置大約有5cm遠的位置上以沿著顯示裝置的外周的方式移動手進行拍攝。
在沒戴手套的手掌、戴黑色手套的手掌及戴灰色手套的手掌的三種條件下進行評價。黑色手套的材料是化學纖維,用靜電電容式觸控感測器不能檢測。灰色手套的材料是在化學纖維中混合硫化銅的導電纖維,用靜電電容式觸控感測器能夠檢測。
注意,光源與評價1相同。
圖26至圖28示出在圖24B所示的區域1至區域8的每個位置上將手掌放在顯示裝置上方且拍攝反射影像的結果。
圖26示出沒戴手套的手掌的評價結果,圖27示出戴黑色手套的手掌的評價結果,圖28示出戴灰色手套的手掌的評價結果。在圖26至圖28中,為了明確起見,示出按每個影像進行正規化的結果。
如圖26至圖28所示可確認到,與手套的有無及種類無關,在區域1至區域8的任何位置上有手掌,離該位置最近的地方的檢測強度較高(High),其他地方的檢測強度較低(Low)。因此,可以說能夠識別根據這些強度比在區域1至區域8的哪個位置上有手掌。
接著,圖29示出對在沒戴手套的手掌的評價中離光源最近的區域6附近有手掌時以及離光源最遠的區域1及區域3附近有手掌時的區域1至區域8的反射光的檢測強度進行圖表化的結果。
從圖29可確認到與圖26的影像同樣地,手掌最靠近的區域的檢測強度變大。
從本實施例的結果可確認到,藉由使用點光源由顯示裝置所包括的多個受光器件接收被離顯示裝置遠的物件反射的光,可以推測物件的位置。由此,即使物件不與顯示裝置接觸,可以檢測物件。由此,可以以非接觸的方式進行掃動、捲動等的螢幕操作。
CL:佈線 M11:電晶體 M12:電晶體 M13:電晶體 M14:電晶體 M15:電晶體 RS:佈線 SE:佈線 SW:佈線 TX:佈線 VCP:佈線 VPI:佈線 VRS:佈線 WX:佈線 31B:光 31G:光 31IR:紅外光 31R:光 32G:反射光 32IR:反射光 100A:顯示裝置 100B:顯示裝置 100C:顯示裝置 100D:顯示裝置 100E:顯示裝置 100F:顯示裝置 100:顯示裝置 101:層 102:基板 103:外殼 104:光源 105:保護構件 106:基板 108:物件 110a:子像素 110b:子像素 110c:子像素 110d:子像素 110e:子像素 110:像素 111a:像素電極 111b:像素電極 111c:像素電極 111d:像素電極 111e:像素電極 113:層 113a:第一層 113b:第二層 113c:第三層 113d:第四層 113e:第五層 114:第六層 115:共用電極 118A:第一犧牲層 118a:第一犧牲層 118B:第一犧牲層 118b:第一犧牲層 118c:第一犧牲層 118d:第一犧牲層 118e:第一犧牲層 119A:第二犧牲層 119a:第二犧牲層 119B:第二犧牲層 119b:第二犧牲層 119c:第二犧牲層 119d:第二犧牲層 119e:第二犧牲層 120:基板 121:絕緣層 122:樹脂層 123:導電層 130a:發光器件 130B:發光器件 130b:發光器件 130c:發光器件 130G:發光器件 130IR:發光器件 130R:發光器件 131:保護層 133:空隙 140:連接部 142:黏合層 148:遮光層 150d:受光器件 150e:受光器件 150IRS:受光器件 150PS:受光器件 151:基板 152:基板 162:顯示部 164:電路 165:佈線 166:導電層 172:FPC 173:IC 180A:像素 180B:像素 180C:像素 181A:第一電洞注入層 181a:第一電洞注入層 181B:第二電洞注入層 181b:第二電洞注入層 181c:第三電洞注入層 182A:第一電洞傳輸層 182a:第一電洞傳輸層 182B:第二電洞傳輸層 182b:第二電洞傳輸層 182c:第三電洞傳輸層 182d:第四電洞傳輸層 182e:第五電洞傳輸層 183A:第一發光層 183a:第一發光層 183B:第二發光層 183b:第二發光層 183c:第三發光層 184A:第一電子傳輸層 184a:第一電子傳輸層 184B:第二電子傳輸層 184b:第二電子傳輸層 184c:第三電子傳輸層 184d:第四電子傳輸層 184e:第五電子傳輸層 185d:第一活性層 185e:第二活性層 190a:光阻遮罩 190b:光阻遮罩 201:電晶體 204:連接部 205a:電晶體 205e:電晶體 209:電晶體 210:電晶體 211:絕緣層 213:絕緣層 214:絕緣層 215:絕緣層 218:絕緣層 221:導電層 222a:導電層 222b:導電層 223:導電層 225:絕緣層 228:區域 231i:通道形成區域 231n:低電阻區域 231:半導體層 242:連接層 500:顯示裝置 501:電極 502:電極 503:區域 512B_1:發光單元 512B_2:發光單元 512B_3:發光單元 512G_1:發光單元 512G_2:發光單元 512G_3:發光單元 512R_1:發光單元 512R_2:發光單元 512R_3:發光單元 521:層 522:層 523B:發光層 523G:發光層 523R:發光層 524:層 525:層 531:中間層 541:絕緣層 542:絕緣層 550B:發光器件 550G:發光器件 550R:發光器件 772:電極 786a:EL層 786b:EL層 786:EL層 788:電極 4411:發光層 4412:發光層 4413:發光層 4420:層 4421:層 4422:層 4430:層 4431:層 4432:層 4440:中間層 6500:電子裝置 6501:外殼 6502:顯示部 6503:電源按鈕 6504:按鈕 6505:揚聲器 6506:麥克風 6507:照相機 6508:光源 6510:保護構件 6511:顯示面板 6512:光學構件 6513:觸控感測器面板 6515:FPC 6516:IC 6517:印刷電路板 6518:電池 7000:顯示部 7100:電視機 7101:外殼 7103:支架 7111:遙控器 7200:筆記型個人電腦 7211:外殼 7212:鍵盤 7213:指向裝置 7214:外部連接埠 7300:數位看板 7301:外殼 7303:揚聲器 7311:資訊終端設備 7400:數位看板 7401:柱子 7411:資訊終端設備 9000:外殼 9001:顯示部 9003:揚聲器 9005:操作鍵 9006:連接端子 9007:感測器 9008:麥克風 9050:圖示 9051:資訊 9052:資訊 9053:資訊 9054:資訊 9055:鉸鏈 9101:可攜式資訊終端 9102:可攜式資訊終端 9200:可攜式資訊終端 9201:可攜式資訊終端
[圖1A]及[圖1B]是示出顯示裝置的像素的一個例子的圖。[圖1C]及[圖1D]是示出電子裝置的一個例子的剖面圖。 [圖2A]及[圖2B]是示出電子裝置的一個例子的剖面圖。 [圖3A]至[圖3D]是示出顯示裝置的像素的一個例子的圖。[圖3E]是示出電子裝置的一個例子的剖面圖。 [圖4]是示出顯示裝置的佈局的一個例子的圖。 [圖5]是示出顯示裝置的佈局的一個例子的圖。 [圖6]是示出顯示裝置的佈局的一個例子的圖。 [圖7]是示出顯示裝置的佈局的一個例子的圖。 [圖8]是示出像素電路的一個例子的圖。 [圖9A]是示出顯示裝置的一個例子的俯視圖。[圖9B]是示出顯示裝置的一個例子的剖面圖。 [圖10A]至[圖10D]是示出顯示裝置的製造方法的一個例子的圖。 [圖11A]至[圖11C]是示出顯示裝置的製造方法的一個例子的圖。 [圖12A]至[圖12C]是示出顯示裝置的製造方法的一個例子的圖。 [圖13A]至[圖13C]是示出顯示裝置的製造方法的一個例子的圖。 [圖14]是示出顯示裝置的一個例子的立體圖。 [圖15A]是示出顯示裝置的一個例子的剖面圖。[圖15B]及[圖15C]是示出電晶體的一個例子的剖面圖。 [圖16A]至[圖16D]是示出發光器件的結構例子的圖。 [圖17A]及[圖17B]是示出顯示裝置的一個例子的剖面圖。 [圖18A]及[圖18B]是示出顯示裝置的一個例子的剖面圖。 [圖19A]及[圖19B]是示出顯示裝置的一個例子的剖面圖。 [圖20A]至[圖20C]是示出顯示裝置的一個例子的剖面圖。 [圖21A]及[圖21B]是示出電子裝置的一個例子的圖。 [圖22A]至[圖22D]是示出電子裝置的一個例子的圖。 [圖23A]至[圖23F]是示出電子裝置的一個例子的圖。 [圖24A]及[圖24B]是說明實施例的評價方法的圖。 [圖25A]及[圖25B]是示出實施例的評價結果的圖。 [圖26]是示出實施例的評價結果的圖。 [圖27]是示出實施例的評價結果的圖。 [圖28]是示出實施例的評價結果的圖。 [圖29]是示出實施例的評價結果的圖。
B:子像素
G:子像素
IRS:子像素
PS:子像素
R:子像素
180A:像素

Claims (14)

  1. 一種顯示裝置,包括: 第一像素, 其中,該第一像素包括第一發光器件、第二發光器件、第一受光器件及第二受光器件, 該第一發光器件和該第二發光器件具有發射彼此波長不同的可見光的功能, 該第一受光器件具有檢測從該第一發光器件發射的光的功能, 並且,該第二受光器件具有檢測紅外光的功能。
  2. 一種顯示裝置,包括: 第一像素, 其中,該第一像素包括第一發光器件、第二發光器件、第三發光器件、第一受光器件及第二受光器件, 該第一發光器件具有發射紅色光的功能, 該第二發光器件具有發射綠色光的功能, 該第三發光器件具有發射藍色光的功能, 該第一受光器件具有檢測從該第一發光器件、該第二發光器件和該第三發光器件中的至少一個發射的光的功能, 並且,該第二受光器件具有檢測紅外光的功能。
  3. 如請求項1或2之顯示裝置, 其中該第一受光器件的受光區域的面積比該第二受光器件的受光區域的面積小。
  4. 如請求項1至3中任一項之顯示裝置, 其中該第二受光器件具有檢測不與該顯示裝置接觸的物件的功能。
  5. 如請求項1至4中任一項之顯示裝置,還包括第二像素, 其中該第二像素包括該第一發光器件、該第二發光器件、該第一受光器件及感測器件。
  6. 一種電子裝置,包括: 如請求項5之顯示裝置, 其中,該電子裝置具有使用該感測器件檢測力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉速、距離、磁、溫度、化學物質、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、傾斜度、振動、氣味、健康狀態、脈搏、體溫和血氧濃度中的至少一個的功能。
  7. 如請求項1至4中任一項之顯示裝置,還包括第二像素, 其中該第二像素包括該第一發光器件、該第二發光器件、第四發光器件及該第一受光器件, 並且該第四發光器件具有發射紅外光的功能。
  8. 一種電子裝置,包括: 如請求項1至4中任一項之顯示裝置; 第四發光器件;以及 外殼, 其中,該第四發光器件具有發射紅外光的功能。
  9. 如請求項8之電子裝置, 其中該第四發光器件經過該顯示裝置將光射出到該電子裝置的外部。
  10. 一種顯示模組,包括: 如請求項1至4中任一項之顯示裝置;以及 連接器和積體電路中的至少一個。
  11. 一種電子裝置,包括: 如請求項10之顯示模組;以及 外殼、電池、照相機、揚聲器和麥克風中的至少一個。
  12. 一種顯示裝置的製造方法,包括如下步驟: 形成第一像素電極、第二像素電極及第三像素電極; 在該第一像素電極上、該第二像素電極上及該第三像素電極上形成包含發光層的第一層; 在該第一層上形成第一犧牲層; 對該第一層及該第一犧牲層進行加工來使該第二像素電極及該第三像素電極露出; 在該第一像素電極上、該第二像素電極上及該第三像素電極上形成包含第一活性層的第二層; 在該第二層上形成第二犧牲層; 對該第二層及該第二犧牲層進行加工來使該第一犧牲層及該第三像素電極露出; 在該第一像素電極上、該第二像素電極上及該第三像素電極上形成包含第二活性層的第三層; 在該第三層上形成第三犧牲層; 對該第三層及該第三犧牲層進行加工來使該第一犧牲層及該第二犧牲層露出; 去除該第一犧牲層、該第二犧牲層及該第三犧牲層;以及 在該第一層上、該第二層上及該第三層上形成共用電極。
  13. 如請求項12之顯示裝置的製造方法, 其中在去除該第一犧牲層、該第二犧牲層及該第三犧牲層之後,在該第一層上、該第二層上及該第三層上形成第四層,在該第四層上形成該共用電極。
  14. 如請求項12或13之顯示裝置的製造方法, 其中在該共用電極上形成保護層。
TW111102574A 2021-01-28 2022-01-21 顯示裝置、顯示模組、電子裝置及顯示裝置的製造方法 TW202236713A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021012418 2021-01-28
JP2021-012418 2021-01-28
JP2021024602 2021-02-18
JP2021-024602 2021-02-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202236713A true TW202236713A (zh) 2022-09-16

Family

ID=82654223

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111102574A TW202236713A (zh) 2021-01-28 2022-01-21 顯示裝置、顯示模組、電子裝置及顯示裝置的製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240090302A1 (zh)
JP (1) JPWO2022162493A1 (zh)
KR (1) KR20230131931A (zh)
TW (1) TW202236713A (zh)
WO (1) WO2022162493A1 (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4645822B2 (ja) * 2005-04-19 2011-03-09 ソニー株式会社 画像表示装置および物体の検出方法
JP4816379B2 (ja) * 2006-09-29 2011-11-16 セイコーエプソン株式会社 有機エレクトロルミネッセンス装置
US9436864B2 (en) 2012-08-23 2016-09-06 Apple Inc. Electronic device performing finger biometric pre-matching and related methods
US9606606B2 (en) * 2013-06-03 2017-03-28 Qualcomm Incorporated Multifunctional pixel and display
US20150220760A1 (en) * 2013-10-31 2015-08-06 Richard Foote Enhanced security display technology
CN110970466B (zh) * 2018-09-28 2023-12-26 乐金显示有限公司 包括光接收装置的显示设备
TW202104234A (zh) * 2019-06-14 2021-02-01 日商半導體能源研究所股份有限公司 發光器件、發光裝置、電子裝置及照明設備

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2022162493A1 (zh) 2022-08-04
US20240090302A1 (en) 2024-03-14
KR20230131931A (ko) 2023-09-14
WO2022162493A1 (ja) 2022-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN117321662A (zh) 显示装置
WO2022162493A1 (ja) 表示装置、表示モジュール、電子機器、及び、表示装置の作製方法
WO2022167882A1 (ja) 表示装置、表示モジュール、及び電子機器
WO2022180480A1 (ja) 半導体装置、及び電子機器
US20240237376A9 (en) Semiconductor device and electronic device
WO2022167892A1 (ja) 表示装置の作製方法
WO2022185150A1 (ja) 表示装置、表示モジュール、電子機器、及び、表示装置の作製方法
WO2022200915A1 (ja) 電子機器
US20240164166A1 (en) Display apparatus, display module, and electronic device
US20240164168A1 (en) Display apparatus, display module, electronic device, and method for manufacturing display apparatus
US20240164169A1 (en) Display apparatus, display module, electronic device, and method for manufacturing display apparatus
WO2022185149A1 (ja) 表示装置、表示モジュール、電子機器、及び、表示装置の作製方法
WO2022180468A1 (ja) 表示装置、表示モジュール、電子機器、及び、表示装置の作製方法
WO2022224070A1 (ja) 表示装置、及び表示装置の作製方法
WO2022180482A1 (ja) 表示装置、表示モジュール、電子機器、及び、表示装置の作製方法
CN116745835A (zh) 显示装置、显示模块、电子设备及显示装置的制造方法
TW202309723A (zh) 顯示裝置及顯示裝置的製造方法
JP2023143868A (ja) 撮像装置、表示装置、及び表示装置の作製方法
TW202236665A (zh) 顯示裝置以及顯示裝置的製造方法
KR20240000526A (ko) 표시 장치, 표시 모듈, 전자 기기, 및 표시 장치의 제작 방법
TW202249274A (zh) 顯示裝置
CN117280397A (zh) 显示装置、显示模块以及电子设备
CN117355885A (zh) 显示装置
CN117296089A (zh) 显示装置及显示装置的制造方法