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Definitions
- the present invention relates to a display device.
- an inorganic EL display using an inorganic light emitting diode (micro LED) as a display element has attracted attention (for example, see Patent Document 1).
- an inorganic EL display a plurality of light emitting elements that emit light of different colors are arranged on an array substrate. Since the inorganic EL display uses a self-luminous element, a light source is unnecessary, and since light is emitted without passing through a color filter, the light use efficiency is high.
- the inorganic EL display is superior in environmental resistance as compared to an organic EL display using an organic light emitting diode (OLED) as a display element.
- OLED organic light emitting diode
- a display device of one embodiment of the present invention is provided with a substrate, a plurality of pixels arranged on the substrate, and a plurality of the pixels, and a first side surface and a second side opposite to the first side surface.
- a plurality of inorganic light-emitting elements having side surfaces, a first light-shielding portion that is electrically connected to a cathode of the inorganic light-emitting elements and suppresses emission of light in a direction intersecting the first side surfaces of the inorganic light-emitting elements;
- FIG. 1 is a plan view schematically showing the display device according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II ′ of FIG.
- FIG. 3 is a plan view showing a plurality of pixels.
- 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV 'of FIG.
- FIG. 5 is a cross-sectional view showing the light emitting device according to the first embodiment.
- FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a modification of the light emitting device according to the first embodiment.
- FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a pixel circuit.
- FIG. 8 is a timing waveform diagram illustrating an operation example of the display device.
- FIG. 1 is a plan view schematically showing the display device according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II ′ of FIG.
- FIG. 3 is a plan view showing a plurality of pixels.
- 4 is a
- FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a display device according to a modification of the first embodiment.
- FIG. 10 is a plan view showing a plurality of pixels of the display device according to the second embodiment.
- FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining the connection between the light emitting element and the cathode wiring in the display device according to the third embodiment.
- FIG. 12 is a cross-sectional view showing a plurality of pixels of the display device according to the third embodiment.
- FIG. 13 is a plan view showing a plurality of pixels of the display device according to the fourth embodiment.
- FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line XIV-XIV ′ of FIG. FIG.
- FIG. 15 is a cross-sectional view showing a plurality of pixels of the display device according to the fifth embodiment.
- FIG. 16 is a plan view showing a plurality of pixels of the display device according to the sixth embodiment.
- 17 is a cross-sectional view taken along the line XVII-XVII 'of FIG.
- FIG. 18 is a cross-sectional view showing a plurality of pixels of a display device according to a modification of the sixth embodiment.
- FIG. 19 is a circuit diagram showing a modification of the pixel circuit.
- FIG. 1 is a plan view schematically showing the display device according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II ′ of FIG.
- FIG. 3 is a plan view showing a plurality of pixels.
- 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV ′ of FIG.
- the display device 1 includes an array substrate 2, a pixel Pix, a drive circuit 12, a drive IC (Integrated Circuit) 200, and a cathode wiring 26.
- the array substrate 2 is a drive circuit substrate for driving each pixel Pix, and is also called a backplane or an active matrix substrate.
- the array substrate 2 is provided with a substrate 21, a first transistor Tr1, a second transistor Tr2, and the like, a gate line transistor TrG (see FIG. 2), various wirings, and the like.
- the first transistor Tr1, the second transistor Tr2, and the like are switching elements provided corresponding to the pixels Pix.
- the gate line transistor TrG is a switching element included in the drive circuit 12.
- the display device 1 has a display area AA and a peripheral area GA.
- the display area AA is an area where a plurality of pixels Pix are arranged, and is an area for displaying an image.
- the peripheral area GA is an area that does not overlap with the plurality of pixels Pix, and is disposed outside the display area AA.
- the plurality of pixels Pix are arranged in the first direction Dx and the second direction Dy in the display area AA of the substrate 21.
- the plurality of pixels Pix each have the light emitting element 3 and display an image by emitting light of a different color for each light emitting element 3.
- the light emitting element 3 is an inorganic light emitting diode (LED: Light Emitting Diode) chip having a size of about 3 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less in plan view, and is called a micro LED (micro LED).
- a display device including a micro LED in each pixel is also referred to as a micro LED display device. Note that the micro LED micro does not limit the size of the light emitting element 3.
- the first direction Dx and the second direction Dy are parallel to the surface of the substrate 21.
- the first direction Dx is orthogonal to the second direction Dy.
- the first direction Dx may intersect without intersecting the second direction Dy.
- the third direction Dz is a direction orthogonal to the first direction Dx and the second direction Dy.
- the third direction Dz corresponds to, for example, the normal direction of the substrate 21.
- the plan view indicates a positional relationship when viewed from the third direction Dz.
- the drive circuit 12 is a circuit that drives a plurality of gate lines (first gate line GCL1 and second gate line GCL2 (see FIG. 7)) based on various control signals from the drive IC 200.
- the drive circuit 12 selects a plurality of gate lines sequentially or simultaneously, and supplies a gate drive signal to the selected gate lines. Thereby, the drive circuit 12 selects a plurality of pixels Pix connected to the gate line.
- the drive IC 200 is a circuit that controls the display of the display device 1.
- the drive IC 200 may be mounted as COG (Chip On Glass) in the peripheral area GA of the substrate 21.
- the drive IC 200 may be mounted as a COF (Chip On Film) on a flexible printed circuit board or a rigid circuit board connected to the peripheral area GA of the circuit board 21.
- the cathode wiring 26 is provided in the peripheral area GA of the substrate 21.
- the cathode wiring 26 is provided so as to surround the plurality of pixels Pix in the display area AA and the drive circuit 12 in the peripheral area GA.
- the cathodes of the plurality of light emitting elements 3 are connected to a common cathode wiring 26 and, for example, a fixed potential (for example, a ground potential) is supplied from the cathode wiring 26. More specifically, the cathode terminal 22p (second terminal) of the light emitting element 3 is connected to the cathode wiring 26 via the first electrode 22e (cathode electrode) on the TFT substrate side.
- the light emitting element 3 is provided on the array substrate 2.
- the array substrate 2 includes a substrate 21, switching elements such as the first transistor Tr1 and the second transistor Tr2, various wirings, and various insulating layers.
- the substrate 21 is an insulating substrate, and for example, a glass substrate, a resin substrate, a resin film or the like is used.
- the direction from the substrate 21 toward the surface 98b of the planarization layer 98 in the direction perpendicular to the surface of the substrate 21 is defined as “upper side”.
- the direction from the surface 98 b of the planarization layer 98 toward the substrate 21 is “lower side”.
- “plan view” indicates a case of viewing from a direction perpendicular to the surface of the substrate 21 (third direction Dz).
- the first transistor Tr1 and the second transistor Tr2 are provided corresponding to each pixel Pix.
- the first transistor Tr1 and the second transistor Tr2 are constituted by thin film transistors.
- the first transistor Tr1 and the second transistor Tr2 are constituted by n-channel MOS (Metal Oxide Semiconductor) type TFTs (Thin Film Transistors).
- the first transistor Tr1 includes a semiconductor 61, a source electrode 62, a drain electrode 63, a first gate electrode 64A, and a second gate electrode 64B.
- the first gate electrode 64A is provided on the substrate 21 with the first insulating layer 91 interposed therebetween.
- the second insulating layer 92 is provided on the first insulating layer 91 so as to cover the first gate electrode 64A.
- the semiconductor 61 is provided on the second insulating layer 92.
- the third insulating layer 93 is provided on the second insulating layer 92 so as to cover the semiconductor 61.
- the second gate electrode 64B is provided on the third insulating layer 93.
- the semiconductor 61 is provided between the first gate electrode 64A and the second gate electrode 64B in a direction perpendicular to the substrate 21 (hereinafter referred to as a third direction Dz).
- a channel region is formed in a portion of the semiconductor 61 that overlaps the first gate electrode 64A and the second gate electrode 64B.
- the first transistor Tr1 has a so-called dual gate structure.
- the first transistor Tr1 may have a bottom gate structure in which the first gate electrode 64A is provided and the second gate electrode 64B is not provided.
- the first gate electrode 64A is not provided and only the second gate electrode 64B is provided. It may be a top gate structure.
- the semiconductor 61 is made of, for example, amorphous silicon, microcrystalline oxide semiconductor, amorphous oxide semiconductor, polysilicon, low-temperature polysilicon (hereinafter referred to as LTPS (Low Temperature Polycrystalline Silicon)), or gallium nitride (GaN).
- oxide semiconductor include IGZO, zinc oxide (ZnO), and ITZO.
- IGZO is indium gallium zinc oxide.
- ITZO is indium tin zinc oxide.
- the fourth insulating layer 94 is provided on the third insulating layer 93 so as to cover the second gate electrode 64B.
- the source electrode 62 and the drain electrode 63 are provided on the fourth insulating layer 94.
- the source electrode 62 is electrically connected to the semiconductor 61 through the contact hole H5.
- the drain electrode 63 is electrically connected to the semiconductor 61 through the contact hole H3.
- the fifth insulating layer 95 is provided on the fourth insulating layer 94 so as to cover the source electrode 62 and the drain electrode 63.
- the fifth insulating layer 95 is a planarizing layer that planarizes unevenness formed by the first transistor Tr1 and various wirings.
- the first insulating layer 91, the second insulating layer 92, the third insulating layer 93, and the fourth insulating layer 94 are inorganic insulating layers, for example, a silicon oxide film (SiO), a silicon nitride film (SiN), or a silicon oxynitride.
- An inorganic insulating material such as a film (SiON) is used.
- Each inorganic insulating layer is not limited to a single layer, and may be a laminated film.
- the fifth insulating layer 95 is, for example, an organic insulating layer.
- the second transistor Tr2 includes a semiconductor 65, a source electrode 66, a drain electrode 67, a first gate electrode 68A, and a second gate electrode 68B.
- the second transistor Tr2 has a layer configuration similar to that of the first transistor Tr1, and a detailed description thereof is omitted.
- the drain electrode 67 of the second transistor Tr2 is connected to the connection wiring 69 through the contact hole H8.
- the connection wiring 69 is connected to the first gate electrode 64A and the second gate electrode 64B of the first transistor Tr1.
- the semiconductor 65, the source electrode 66, the drain electrode 67, the first gate electrode 68A, and the second gate electrode 68B are respectively the semiconductor 61, the source electrode 62, the drain electrode 63, and the first gate electrode 64A of the first transistor Tr1. Although provided in the same layer as the second gate electrode 64B, it may be provided in a different layer.
- the gate line transistor TrG includes a semiconductor 71, a source electrode 72, a drain electrode 73, a first gate electrode 74A, and a second gate electrode 74B.
- the gate line transistor TrG is a switching element included in the drive circuit 12.
- the gate line transistor TrG also has a layer configuration similar to that of the first transistor Tr1, and a detailed description thereof will be omitted.
- the gate line transistor TrG may be formed using a layer different from that of the first transistor Tr1 and the second transistor Tr2.
- the light emitting element 3 is provided on the fifth insulating layer 95 with the sixth insulating layer 96 and the seventh insulating layer 97 interposed therebetween.
- the planarization layer 98 is provided on the seventh insulating layer 97 so as to cover the light emitting element 3.
- the light emitting element 3 has a so-called face-up structure in which an anode (anode terminal 23p) is provided on the lower side and a cathode (cathode terminal 22p) is provided on the upper side.
- the second electrode 23e is an anode electrode connected to the anode (anode terminal 23p) of the light emitting element 3.
- the second electrode 23e is provided on the sixth insulating layer 96 and is connected to the third electrode 24 through the contact hole H7.
- the third electrode 24 is provided on the fifth insulating layer 95 and connected to the drain electrode 63 through the contact hole H2.
- the second electrode 23e and the third electrode 24 connect the anode of the light emitting element 3 and the drain electrode 63 of the first transistor Tr1.
- the fourth electrode 25 is provided in the same layer as the third electrode 24, and is connected to the source electrode 62 through the contact hole H4.
- the sixth insulating layer 96 and the seventh insulating layer 97 are, for example, an inorganic insulating layer made of an inorganic insulating material, like the first insulating layer 91, and the planarization layer 98 is, for example, the fifth insulating layer 95. Similarly to the above, it is an organic insulating layer made of an organic insulating material.
- the fourth electrode 25 extends on the fifth insulating layer 95 and faces the second electrode 23e via the sixth insulating layer 96 in the third direction Dz. Thereby, a capacitance is formed between the second electrode 23e and the fourth electrode 25. A capacitor formed between the second electrode 23 e and the fourth electrode 25 is used as the storage capacitor Cs of the pixel circuit 28.
- the light emitting element 3 has a first side surface 3a and a second side surface 3b opposite to the first side surface 3a.
- the first light shielding portion 51 is provided to face the first side surface 3 a of the light emitting element 3.
- the first light shielding portion 51 is electrically connected to the cathode (cathode terminal 22p) of the light emitting element 3, and is connected to the first electrode 22e through the contact hole H1.
- the first electrode 22 e is a cathode electrode connected to the cathode of the light emitting element 3.
- the first electrode 22e is connected to the connection portion 27 provided in the peripheral region GA via the partial cathode wiring sLC (see FIG. 3).
- the connecting portion 27 is electrically connected to the cathode wiring 26 at the bottom of the contact hole H6 provided in the fifth insulating layer 95. Thereby, the cathode of each light emitting element 3 is electrically connected to the cathode wiring 26 via the first light shielding portion 51 and the first electrode 22e.
- the second light shielding portion 52 is provided to face the second side surface 3 b of the light emitting element 3.
- the array substrate 2 includes layers from the substrate 21 to the first electrode 22e and the second electrode 23e.
- the array substrate 2 does not include the planarization layer 98, the light emitting element 3, the first light shielding part 51, and the second light shielding part 52.
- each pixel Pix includes a light emitting element 3, a second electrode 23 e, a pixel circuit 28, a first light shielding part 51, and a second light shielding part 52.
- the plurality of light emitting elements 3 includes a first light emitting element 3R, a second light emitting element 3G, and a third light emitting element 3B that are provided corresponding to the pixels Pix and emit light of different colors.
- the first light emitting element 3R emits light of a first primary color (for example, red).
- the second light emitting element 3G emits light of the second primary color (for example, green).
- the third light emitting element 3B emits light of a third primary color (for example, blue).
- the first light emitting element 3R, the second light emitting element 3G, and the third light emitting element 3B are simply referred to as the light emitting element 3 when there is no need to distinguish between them.
- the plurality of light emitting elements 3 may emit different colors of four or more colors.
- the pixel Pix having the first light emitting element 3R, the pixel Pix having the second light emitting element 3G, and the pixel Pix having the third light emitting element 3B are repeatedly arranged in this order in the first direction Dx. That is, the first light emitting element 3R, the second light emitting element 3G, and the third light emitting element 3B are repeatedly arranged in this order in the first direction Dx.
- a plurality of first light emitting elements 3R, second light emitting elements 3G, and third light emitting elements 3B are arranged in the second direction Dy. That is, in the example illustrated in FIG.
- each light emitting element 3 is disposed adjacent to another light emitting element 3 that emits light of a different color in the first direction Dx, and emits light of the same color in the second direction Dy. It arrange
- the second electrode 23e has an area larger than that of the light emitting element 3 when viewed from the third direction Dz.
- the outer shape of the light emitting element 3 represents the outer shape of the lower surface 3f (see FIG. 4).
- the second electrode 23e has a larger area than the lower surface 3f when viewed from the third direction Dz.
- the second electrode 23e is made of a metal material that reflects light. Of the light L emitted from the light emitting element 3, the second electrode 23 e reflects light that is reflected by the surface 98 b of the planarization layer 98, the cover member, or the like and is directed toward the array substrate 2 toward the display surface.
- the display apparatus 1 can improve the utilization efficiency of the light L emitted from the light emitting element 3.
- the material of the second electrode 23e include aluminum (Al) or an aluminum alloy material, copper (Cu), a copper alloy, silver (Ag), or a silver alloy material. In this way, the second electrode 23e serves as both a reflection plate that reflects light and an electrode of the storage capacitor Cs.
- the pixel circuit 28 is a drive circuit that drives the light emitting element 3.
- the pixel circuit 28 includes a plurality of first transistors Tr1, second transistors Tr2, and the like provided corresponding to the light emitting elements 3.
- the first light shielding portion 51 is provided to face the first side surface 3 a of the light emitting element 3 with the insulating layer 57 interposed therebetween.
- the first side surface 3 a and the second side surface 3 b are surfaces that intersect the first direction Dx among the side surfaces of the light emitting element 3, and are provided to face each other in one light emitting element 3.
- the second side surface 3b of the first light emitting element 3R faces the first side surface 3a of the second light emitting element 3G.
- the second side surface 3b of the second light emitting element 3G faces the first side surface 3a of the third light emitting element 3B.
- the first light shielding portion 51 is mainly composed of a metal material containing molybdenum (Mo), titanium (Ti), titanium nitride (TiN), aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag), and the like, and the above materials.
- An alloy material as a component is used.
- the 1st light-shielding part 51 can reflect the light radiate
- the insulating layer 57 has an opening in a region overlapping with the upper surface of the light emitting element 3.
- the upper surface of the light emitting element 3 is exposed from the first light shielding part 51, the second light shielding part 52, and the insulating layer 57.
- the insulating layer 57 is made of, for example, an inorganic insulating material such as a silicon oxide film (SiO 2 ), a silicon nitride film (SiN), or a silicon oxynitride film (SiON).
- the insulating layer 57 is not limited to a single layer and may be a laminated film.
- the insulating layer 57 may be a chemically stable aluminum oxide (for example, Al 2 O 3 ).
- the first light shielding portion 51 electrically connects the cathode of the light emitting element 3 and the first electrode 22e.
- the first light shielding portion 51 is provided on a part of the upper surface 3e of the light emitting element 3 and is electrically connected to the cathode terminal 22p.
- the first light shielding part 51 is provided along the first side surface 3 a, and the lower end of the first light shielding part 51 is connected to the first electrode 22 e through a contact hole H 1 provided in the seventh insulating layer 97.
- the first electrode 22e is connected to each of the plurality of light emitting elements 3 arranged in the first direction Dx.
- the multiple first electrodes 22e arranged in the first direction Dx are connected to a common partial cathode line sLC.
- the plurality of partial cathode wirings sLC are arranged in the second direction Dy, and each partial cathode wiring sLC is connected to the cathode wiring 26 shown in FIG. 1 in the peripheral region GA.
- the cathode of the light emitting element 3 is connected to the cathode wiring 26 via the first light shielding portion 51 and the first electrode 22e. That is, the first light shielding unit 51 serves as a reflection plate that reflects the light L and a connection wiring that connects the cathode of the light emitting element 3 and the cathode wiring 26.
- the second light shielding portion 52 is provided to face the second side surface 3 b of the light emitting element 3 with the insulating layer 58 interposed therebetween.
- the second light shielding part 52 is made of the same metal material or alloy material as the first light shielding part 51. Thereby, the 2nd light shielding part 52 reflects the light radiate
- the second light shielding portion 52 is provided on a part of the upper surface 3e of the light emitting element 3 and is electrically connected to the cathode (cathode terminal 22p).
- the second light shielding part 52 is provided along the second side surface 3 b, and the lower end of the second light shielding part 52 is provided on the seventh insulating layer 97.
- the second light shielding part 52 is electrically separated from the second electrode 23e.
- the second light shielding part 52 may be connected to the first electrode 22e or the partial cathode wiring sLC through a contact hole provided on the seventh insulating layer 97.
- the first light-shielding part 51 and the second light-shielding part 52 may be formed in any way.
- the first light-shielding part 51 and the second light-shielding part 52 are formed by coating each light-emitting element 3 with a capillary, a dispenser, or the like using the above-described paste containing a metal material or an alloy material. May be.
- the first light shielding part 51 and the second light shielding part 52 may be applied and formed by ink jet printing or the like.
- the width W2 of the first light shielding part 51 in the second direction Dy and the width W3 of the second light shielding part 52 in the second direction Dy are larger than the width W1 of the light emitting element 3 in the second direction Dy.
- the width W2 of the first light shielding part 51 in the second direction Dy and the width W3 of the second light shielding part 52 in the second direction Dy are smaller than the width W4 of the second electrode 23e in the second direction Dy.
- the first light shielding portion 51 is electrically connected to the cathode of the light emitting element 3 and suppresses the emission of light in the direction intersecting with the first side surface 3a of the light emitting element 3.
- the second light shielding part 52 suppresses the emission of light in the direction intersecting with the second side surface 3 b of the light emitting element 3. Therefore, the light L is emitted from between the first light shielding part 51 and the second light shielding part 52 in the upper surface 3 e of the light emitting element 3.
- the display apparatus 1 can suppress color mixing with the light L of the different color from the light emitting element 3 adjacent in the 1st direction Dx.
- the color mixture of light L means that light L of different colors is mixed inside the display device 1 and light L mixed with a plurality of different colors is emitted from the surface 98 b of the planarization layer 98. Show. In other words, in the display device 1, the light L from each light emitting element 3 is individually emitted from the surface 98 b of the planarization layer 98.
- the display device 1 includes red light L emitted from the first light emitting element 3R in the first light emitting element 3R and the second light emitting element 3G adjacent to each other in the first direction Dx, Color mixing with the green light L emitted from the second light emitting element 3G can be suppressed. Further, in the second light emitting element 3G and the third light emitting element 3B adjacent to each other in the first direction Dx, the display device 1 emits the green light L emitted from the second light emitting element 3G and the third light emitting element 3B. Color mixing with the blue light L can be suppressed.
- the light shielding portion is not provided on the third side surface 3c and the fourth side surface 3d between the first side surface 3a and the second side surface 3b.
- the third side surface 3 c and the fourth side surface 3 d are exposed between the first light shielding part 51 and the second light shielding part 52.
- a plurality of light emitting elements 3 that emit light of the same color are arranged adjacent to each other in the second direction Dy. For this reason, even if it is a case where the light-shielding part is not provided in the 3rd side surface 3c and the 4th side surface 3d, the display apparatus 1 can suppress color mixing.
- FIG. 5 is a cross-sectional view showing the light emitting device according to the first embodiment.
- the light emitting element 3 includes a plurality of partial light emitting elements 3 s, a protective layer 39 covering the plurality of partial light emitting elements 3 s, a p-type electrode 37, and an n-type electrode 38.
- the plurality of partial light emitting elements 3 s are each formed in a columnar shape between the p-type electrode 37 and the n-type electrode 38.
- the plurality of partial light emitting elements 3 s have an n-type cladding layer 33, an active layer 34, and a p-type cladding layer 35.
- the n-type electrode 38 includes a cathode terminal 22 p (first terminal) and is electrically connected to the n-type cladding layer 33.
- the p-type electrode 37 includes an anode terminal 23 p (second terminal) and is electrically connected to the p-type cladding layer 35.
- a p-type cladding layer 35, an active layer 34, and an n-type cladding layer 33 are laminated in this order.
- the n-type cladding layer 33, the active layer 34, and the p-type cladding layer 35 are light emitting layers, and for example, compound semiconductors such as gallium nitride (GaN) and aluminum indium phosphide (AlInP) are used.
- compound semiconductors such as gallium nitride (GaN) and aluminum indium phosphide (AlInP) are used.
- the n-type electrode 38 is a translucent conductive material such as ITO.
- the n-type electrode 38 is a cathode of the light emitting element 3 and is connected to the first electrode 22 e via the first light shielding portion 51.
- the p-type electrode 37 is an anode of the light-emitting element 3 and includes a Pt layer 37a and a thick film Au layer 37b formed by plating.
- the thick Au layer 37b is connected to the mounting surface 23a of the second electrode 23e.
- the protective layer 39 is, for example, SOG (Spin on Glass).
- the side surfaces of the protective layer 39 become the first side surface 3 a and the second side surface 3 b of the light emitting element 3.
- the first light shielding part 51 and the second light shielding part 52 are provided to face the side surface of the protective layer 39, respectively.
- FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a modification of the light emitting device according to the first embodiment.
- a light emitting element 3A shown in FIG. 6 is formed by laminating a buffer layer 32, an n-type cladding layer 33, an active layer 34, a p-type cladding layer 35, and a p-type electrode 36 (anode terminal 23p) on a light-transmitting substrate 31. Is done.
- the light emitting element 3A is mounted such that the translucent substrate 31 is on the upper side and the p-type electrode 36 is on the lower side.
- a region exposed from the active layer 34 is provided on the side of the surface facing the first electrode 22 e.
- An n-type electrode 38 (cathode terminal 22p) is provided in this region.
- the p-type electrode 36 is formed of a material having a metallic luster that reflects light from the light emitting layer.
- the p-type electrode 36 is connected to the second electrode 23e which is an anode electrode through the bump 39A.
- the n-type electrode 38 is connected to the first electrode 22e which is a cathode electrode through the bump 39B.
- the first light-shielding part 51 and the second light-shielding part 52 are provided to face the side surfaces of the translucent substrate 31, the buffer layer 32, the n-type cladding layer 33, the active layer 34, the p-type cladding layer 35, and the p-type electrode 36. It is done.
- the p-type cladding layer 35 and the n-type cladding layer 33 are not directly joined, and another layer (light emitting layer (active layer 34)) is introduced therebetween. Thereby, carriers such as electrons and holes can be concentrated in the light emitting layer, and recombination (light emission) can be efficiently performed.
- a multi-quantum well structure MQW structure in which a well layer composed of several atomic layers and a barrier layer are periodically stacked may be employed as the light emitting layer for high efficiency.
- FIG. 7 is a circuit diagram showing the pixel circuit.
- FIG. 8 is a timing waveform diagram illustrating an operation example of the display device.
- the pixel circuit 28 includes a plurality of switching elements (first transistor Tr1, second transistor Tr2, third transistor Tr3, and fourth transistor Tr4), a first gate line GCL1, and a second gate line GCL2. , A signal line SGL and a power supply line LVdd.
- the first transistor Tr1 is a driving TFT.
- the second transistor Tr2 is a switching TFT between the selection period TS (see FIG. 8) and the light emission period FT (see FIG. 8).
- the third transistor Tr3 and the fourth transistor Tr4 are current switching TFTs.
- the signal line SGL is connected to a constant current source.
- the power supply line LVdd is connected to a constant voltage source.
- a storage capacitor Cs1 is formed between the drain of the second transistor Tr2 and the anode of the light emitting element 3.
- a storage capacitor Cs2 is formed between the anode of the light emitting element 3 and the power supply line LVdd.
- the pixel circuit 28 can suppress the fluctuation of the gate voltage due to the leakage current of the second transistor Tr2 by the storage capacitors Cs1 and Cs2.
- the first selection signal VSEL1 supplied to the first gate line GCL1 is turned on (high level voltage). Further, the second selection signal VSEL2 supplied to the second gate line GCL2 is turned off (low level voltage). As a result, the second transistor Tr2 and the third transistor Tr3 are turned on, and the fourth transistor Tr4 is turned off.
- a current Idata is supplied from the signal line SGL to the anode of the light emitting element 3.
- the first selection signal VSEL1 is turned off and the second selection signal VSEL2 is turned on.
- the second transistor Tr2 and the third transistor Tr3 are turned off, and the fourth transistor Tr4 is turned on.
- a current Id is supplied from the power line LVdd to the anode of the light emitting element 3. 7 and 8 are merely examples, and the configuration of the pixel circuit 28 and the operation of the display device 1 can be changed as appropriate.
- FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a display device according to a modification of the first embodiment.
- the insulating layer 57 is provided to cover the first side surface 3 a, the second side surface 3 b, and the upper surface 3 e of the light emitting element 3.
- the insulating layer 57 is provided with an opening only in a connection portion with the first light shielding part 51, and no opening is formed in a region that does not overlap the first light shielding part 51 and the second light shielding part 52.
- FIG. 9 shows one light-emitting element 3 (first light-emitting element 3R), the configuration of this modification example includes a plurality of first light-emitting elements 3R, second light-emitting elements 3G, and third elements shown in FIG.
- the present invention can also be applied to the light emitting element 3B. Further, the configuration of this modification can also be applied to each light emitting element 3 shown in FIGS.
- FIG. 10 is a plan view showing a plurality of pixels of the display device according to the second embodiment.
- the same reference numerals are given to the components described in the above-described embodiments, and description thereof is omitted.
- the pixel Pix having the second light emitting element 3G and the pixel Pix having the third light emitting element 3B are arranged adjacent to each other in the second direction Dy.
- the two pixels Pix adjacent in the second direction Dy are arranged adjacent to the first direction Dx with respect to one pixel Pix having the first light emitting element 3R.
- the first light emitting element 3R and the second light emitting element 3G are arranged adjacent to each other in the first direction Dx.
- the second light emitting element 3G and the third light emitting element 3B are disposed adjacent to each other in the second direction Dy.
- the plurality of light emitting elements 3 that emit light of different colors are arranged adjacent to each other in the first direction Dx and arranged adjacent to each other in the second direction Dy.
- the first light emitting element 3R, the second light emitting element 3G, and the third light emitting element 3B are provided in a matrix in the display area AA.
- the first light emitting element 3R may be arranged adjacent to the third light emitting element 3B in the first direction Dx.
- the display device 1 ⁇ / b> A includes a third light shielding part 53 and a fourth light shielding part 54 in addition to the first light shielding part 51 and the second light shielding part 52.
- the third light shielding portion 53 and the fourth light shielding portion 54 are provided to face the third side surface 3c and the fourth side surface 3d of the light emitting element 3, respectively.
- the first light-shielding part 51, the second light-shielding part 52, the third light-shielding part 53, and the fourth light-shielding part 54 are connected in a frame shape in plan view and surround the periphery of the light emitting element 3.
- the first light-shielding part 51, the second light-shielding part 52, the third light-shielding part 53, and the fourth light-shielding part 54 overlap with the periphery of the upper surface 3e of the light emitting element 3 and are electrically connected to the cathode (cathode terminal 22p).
- the width W6 in the first direction Dx of the third light shielding portion 53 and the width W7 in the first direction Dx of the fourth light shielding portion 54 are larger than the width W5 of the light emitting element 3 in the first direction Dx. . Further, the width W6 in the first direction Dx of the third light shielding portion 53 and the width W7 in the first direction Dx of the fourth light shielding portion 54 are smaller than the width W8 in the first direction Dx of the second electrode 23e.
- the third light-shielding portion 53 suppresses the emission of light in the direction intersecting with the third side surface 3c of the light emitting element 3.
- the fourth light shielding portion 54 suppresses the emission of light in the direction intersecting with the fourth side surface 3 d of the light emitting element 3. Therefore, the light L is emitted from a portion of the upper surface 3 e of the light emitting element 3 surrounded by the first light shielding part 51, the second light shielding part 52, the third light shielding part 53, and the fourth light shielding part 54.
- the display apparatus 1 can suppress color mixing with the light L of the different color from the light emitting element 3 adjacent in the 2nd direction Dy. In the example illustrated in FIG.
- the display device 1A includes the green light L emitted from the second light emitting element 3G and the third light emission in the second light emitting element 3G and the third light emitting element 3B adjacent in the second direction Dy. Color mixing with the blue light L emitted from the element 3B can be suppressed.
- FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining the connection between the light emitting element and the cathode wiring of the display device according to the third embodiment.
- FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a plurality of pixels of the display device according to the third embodiment.
- the planarization layer 98 covers at least the side surfaces (first side surface 3 a and second side surface 3 b) of the light emitting element 3 on the surface of the seventh insulating layer 97. Provided. At least a part (the cathode terminal 22 p) of the upper surface 3 e of the light emitting element 3 is exposed from the planarization layer 98.
- the first electrode 22eA is provided on the surface 98b of the planarization layer 98 and is electrically connected to the cathode of the light emitting element 3.
- the first electrode 22eA extends to the peripheral region GA, and is electrically connected to the cathode wiring 26 through a contact hole H9 provided in the planarization layer 98.
- the first electrode 22eA is provided continuously over the plurality of pixels Pix, and is electrically connected to the cathodes of the plurality of light emitting elements 3.
- the first electrode 22eA is a light-transmitting conductive material such as ITO.
- the first light-shielding part 51A and the second light-shielding part 52A are provided on the first electrode 22eA and are electrically connected to the cathode of the light-emitting element 3 through the first electrode 22eA.
- the first light-shielding part 51A and the second light-shielding part 52A are provided apart from each other in the first direction Dx, and are provided in regions overlapping the first side surface 3a and the second side surface 3b, respectively, in plan view.
- the configuration of the first light shielding part 51A and the second light shielding part 52A in plan view is the same as that of the first light shielding part 51 and the second light shielding part 52 shown in FIG.
- the first light-shielding portion 51A reflects light emitted from the first side surface 3a and traveling obliquely upward.
- the second light shielding part 52A reflects light emitted from the second side surface 3b and traveling obliquely upward. Thereby, the first light shielding part 51A and the second light shielding part 52A can suppress the emission of light in the direction intersecting with the first side surface 3a and the second side surface 3b from the surface 98b of the planarization layer 98, respectively.
- the light L is emitted from the upper surface 3e of the light emitting element 3 through between the first light shielding part 51A and the second light shielding part 52A.
- a first light shielding part 51A and a second light shielding part 52A are provided in each of the first light emitting element 3R, the second light emitting element 3G, and the third light emitting element 3B.
- the display apparatus 1B can suppress the color mixture of the light L of different colors from the light emitting elements 3 adjacent in the first direction Dx.
- the second light shielding unit 52A in the first light emitting element 3R and the second light emitting element 3G adjacent to each other in the first direction Dx, the second light shielding unit 52A includes the red light L emitted from the first light emitting element 3R. Light in a direction approaching the obliquely upper second light emitting element 3G can be suppressed.
- the first light-shielding part 51A can suppress light in the direction approaching the first light emitting element 3R on the oblique upper side from the green light L emitted from the second light emitting element 3G.
- the display apparatus 1B can suppress the color mixture of the red light L and the green light L.
- the display device 1B can suppress the color mixture of the green light L and the blue light L in the second light emitting element 3G and the third light emitting element 3B adjacent to each other in the first direction Dx.
- a third light shielding portion and a fourth light shielding portion may be provided between the first light shielding portion 51A and the second light shielding portion 52A.
- the plurality of light shielding portions may be provided in a frame shape.
- FIG. 13 is a plan view showing a plurality of pixels of the display device according to the fourth embodiment.
- 14 is a cross-sectional view taken along line XIV-XIV ′ of FIG.
- a first light shielding part 51 ⁇ / b> B is provided between adjacent light emitting elements 3.
- the first light shielding portion 51B is provided at a position that does not overlap the light emitting element 3 and the second electrode 23e.
- the width W2A in the second direction Dy of the first light shielding portion 51B is larger than the width W1 in the second direction Dy of the light emitting element 3, and smaller than the width W4 in the second direction Dy of the second electrode 23e.
- the planarizing layer 98 is provided with a groove 98a extending in the third direction Dz.
- the groove part 98a penetrates the planarization layer 98 in the third direction Dz.
- the groove portion 98 a is not limited to this, as long as it opens at least on the surface 98 b of the planarization layer 98, and the bottom portion of the groove portion 98 a may be separated from the seventh insulating layer 97 in the third direction Dz.
- the first light shielding part 51B is embedded in the groove part 98a.
- the first light shielding part 51B extends in the third direction Dz along the groove part 98a and extends in the second direction Dy.
- the first light shielding portion 51B is formed in a wall shape that intersects the first direction Dx.
- the upper surface 51Ba of the first light shielding part 51B is in contact with the first electrode 22eA.
- the first light-shielding part 51B is electrically connected to the cathode of the light-emitting element 3 via the first electrode 22eA.
- the lower surface 51Bb of the first light shielding portion 51B is in contact with the seventh insulating layer 97.
- the first light shielding part 51B reflects light from two light emitting elements 3 adjacent to each other with the first light shielding part 51B interposed therebetween.
- the first light shielding part 51B provided between the first light emitting element 3R and the second light emitting element 3G reflects light from the first side surface 3a of the second light emitting element 3G, and the first light emitting element The light from the second side surface 3b of 3R is reflected.
- the first light shielding portion 51B provided between the second light emitting element 3G and the third light emitting element 3B reflects light from the first side surface 3a of the third light emitting element 3B, and the second light emitting element.
- the light from the 3G second side surface 3b is reflected.
- 1 C of display apparatuses can suppress the color mixture of the light L of the different color from the light emitting element 3 adjacent in the 1st direction Dx.
- FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a plurality of pixels of the display device according to the fifth embodiment.
- the second light emitting element 3 ⁇ / b> G and the third light emitting element 3 ⁇ / b> B are provided in the recess 95 a provided in the fifth insulating layer 95.
- the distance in the third direction Dz between the bottom surface 95 b of the recess 95 a and the substrate 21 is shorter than the distance in the third direction Dz between the surface 95 c of the fifth insulating layer 95 and the substrate 21.
- the distance in the third direction Dz between the bottom surface 95b of the recess 95a and the surface 98b of the planarization layer 98 is the distance between the surface 95c of the fifth insulating layer 95 and the surface 98b of the planarization layer 98. It is longer than the distance in the third direction Dz.
- the surface 95c of the fifth insulating layer 95 refers to a portion of the surface of the fifth insulating layer 95 where the recess 95a and the contact holes H2 and H4 are not provided.
- an electrode connected to the anode of the first light emitting element 3R is referred to as a first connection electrode 23eR
- an electrode connected to the anode of the second light emitting element 3G is referred to as a second connection electrode 23eG
- the electrode connected to the anode of the third light emitting element 3B is referred to as a third connection electrode 23eB.
- the first connection electrode 23 eR, the second connection electrode 23 eG, and the third connection electrode 23 eB each have a mounting surface 23 a that is connected to the anode of the light emitting element 3.
- the distance in the third direction Dz between the placement surface 23a of the first connection electrode 23eR and the surface 98b of the planarization layer 98 is defined as a first distance D1R.
- a distance in the third direction Dz between the placement surface 23a of the second connection electrode 23eG and the surface 98b of the planarization layer 98 is defined as a second distance D1G.
- a distance in the third direction Dz between the placement surface 23a of the third connection electrode 23eB and the surface 98b of the planarization layer 98 is defined as a third distance D1B.
- the first distance D1R is shorter than the second distance D1G and the third distance D1B. More preferably, the first distance D1R is shorter than the second distance D1G, and the second distance D1G is shorter than the third distance D1B.
- the distance in the third direction Dz between the upper surface 3e of the first light emitting element 3R and the surface 98b of the planarization layer 98 is defined as a fourth distance D2R.
- a distance in the third direction Dz between the upper surface 3e of the second light emitting element 3G and the surface 98b of the planarization layer 98 is defined as a fifth distance D2G.
- a distance in the third direction Dz between the upper surface 3e of the third light emitting element 3B and the surface 98b of the planarizing layer 98 is defined as a sixth distance D2B.
- the fourth distance D2R is shorter than the fifth distance D2G and the sixth distance D2B. More preferably, the fourth distance D2R is shorter than the fifth distance D2G, and the fifth distance D2G is shorter than the sixth distance D2B.
- the distance in the third direction Dz between the light emitting surface 3g of the first light emitting element 3R and the surface 98b of the planarizing layer 98 is defined as a seventh distance D3R.
- a distance in the third direction Dz between the light emitting surface 3g of the second light emitting element 3G and the surface 98b of the planarizing layer 98 is defined as an eighth distance D3G.
- a distance in the third direction Dz between the light emitting surface 3g of the third light emitting element 3B and the surface 98b of the planarizing layer 98 is defined as a ninth distance D3B.
- the seventh distance D3R is shorter than the eighth distance D3G and the ninth distance D3B. More preferably, the seventh distance D3R is shorter than the eighth distance D3G, and the eighth distance D3G is shorter than the ninth distance D3B.
- the display device 1D can adjust the extraction efficiency of the light L from each light emitting element 3 for each pixel Pix.
- the extraction efficiency of the light L refers to the ratio of the intensity of the light emitted from the surface 98 b of the planarization layer 98 to the intensity of the light L emitted from each light emitting element 3.
- the direction of the light L emitted from the light emitting element 3 is regulated by the first light shielding part 51 and the second light shielding part 52. For this reason, the extraction efficiency of the light L can be effectively adjusted by adjusting the position of the light emitting element 3 in the third direction Dz.
- the display device 1 ⁇ / b> D is not limited to the configuration in which the second light emitting element 3 ⁇ / b> G and the third light emitting element 3 ⁇ / b> B are provided in the concave portion 95 a of the fifth insulating layer 95, but can be configured to adjust the position of each light emitting element 3 in the third direction Dz. If it is.
- the display device 1 ⁇ / b> D may provide a placement portion having a different height for each light emitting element 3 on the second electrode 23 e.
- the display device 1 ⁇ / b> D may vary the thickness of the substrate included in the light emitting element 3 for each color of the light L.
- FIG. 16 is a plan view showing a plurality of pixels of the display device according to the sixth embodiment. 17 is a cross-sectional view taken along the line XVII-XVII ′ of FIG.
- the display device 1 ⁇ / b> E of the present embodiment has a scattering member 81.
- the scattering member 81 is provided so as to cover the surfaces of the plurality of pixels Pix, and scatters and emits the light L from the light emitting element 3.
- the scattering member 81 includes a first scattering region 82, a second scattering region 83, and a third scattering region 84 having different scattering intensities.
- the first scattering region 82 is a region overlapping the pixel Pix having the first light emitting element 3R.
- the second scattering region 83 is a region that overlaps the pixel Pix having the second light emitting element 3G.
- the third scattering region 84 is a region that overlaps the pixel Pix having the third light emitting element 3B.
- the first scattering region 82, the second scattering region 83, and the third scattering region 84 are adjacent to each other in the first direction Dx.
- the first scattering region 82, the second scattering region 83, and the third scattering region 84 extend in the second direction Dy, and are disposed so as to overlap with the plurality of pixels Pix having the light emitting elements 3 of the same color.
- the scattering member 81 is provided on the surface 98 b of the planarization layer 98.
- the scattering member 81 includes a translucent dielectric layer 85 and a plurality of scattering particles 86 dispersed in the dielectric layer 85.
- a material for the dielectric layer 85 for example, silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiN), silicon oxynitride (SiON), alumina (Al 2 O 3 ), acrylic resin, epoxy resin, silicone resin, or the like is used. Can do.
- the material of the scattering particles 86 a metal material mainly composed of molybdenum (Mo), titanium (Ti), titanium nitride (TiN), aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag), and the above materials are mainly used.
- An alloy material as a component is used.
- the scattering member 81 can be applied and formed for each region by, for example, ink jet printing.
- the particle diameter of the scattering particles 86 is 1/10 or less of the wavelength of the light L.
- the light L passing through the scattering member 81 is scattered by Rayleigh scattering.
- the relative scattering intensity of Rayleigh scattering is inversely proportional to the fourth power of the wavelength of the light L. That is, the wavelength becomes shorter in the order of red light L, green light L, and blue light L, and the relative scattering intensity of Rayleigh scattering increases.
- the density of the scattering particles 86 in the first scattering region 82 is higher than the density of the scattering particles 86 in the second scattering region 83 and the third scattering region 84. More preferably, the density of the scattering particles 86 increases in the order of the third scattering region 84, the second scattering region 83, and the first scattering region 82.
- the material and particle size of the scattering particles 86 in each region are the same, and the thicknesses t1, t2, and t3 of each region of the scattering member 81 are also the same.
- the density of the scattering particles 86 is the number of scattering particles 86 per unit volume of the scattering member 81.
- the scattering intensity when passing through the scattering member 81 increases in the order of the third scattering region 84, the second scattering region 83, and the first scattering region 82. Therefore, the light L of different colors (wavelengths) emitted from the first light emitting element 3R, the second light emitting element 3G, and the third light emitting element 3B, respectively, the first scattering region 82, the second scattering region 83, and the third scattering.
- the region 84 By being scattered and emitted from the region 84, a difference in scattering intensity due to Rayleigh scattering is suppressed.
- FIG. 18 is a cross-sectional view showing a plurality of pixels of a display device according to a modification of the sixth embodiment.
- the density of the scattering particles 86 in the first scattering region 82, the second scattering region 83, and the third scattering region 84 is the same, and the thickness t 1 of the first scattering region 82 is the same as that of the second scattering region 83. It is thicker than the thickness t2 and the thickness t3 of the third scattering region 84. More preferably, the thickness increases in the order of the thickness t3 of the third scattering region 84, the thickness t2 of the second scattering region 83, and the thickness t1 of the first scattering region 82.
- the scattering intensity increases in the order of the third scattering region 84, the second scattering region 83, and the first scattering region 82. For this reason, the light L of different colors emitted from the first light emitting element 3R, the second light emitting element 3G, and the third light emitting element 3B has a suppressed scattering intensity difference due to Rayleigh scattering.
- the configuration of the scattering member 81 and the material of the scattering particles 86 can be changed as appropriate.
- the scattering particle 86 a particle having about a half of the wavelength of the light L can be used.
- a material having translucency is used as the scattering particles 86, and the light L transmitted through the scattering member 81 is scattered by Mie scattering.
- Mie scattering there is no wavelength dependence of the scattering intensity.
- the density of the scattering particles 86 in the first scattering region 82, the second scattering region 83, and the third scattering region 84 is the same, and the thickness t3 of the third scattering region 84, the second scattering region
- the thickness t2 of 83 and the thickness of the first scattering region 82 may be the same.
- the pixel circuit 28 is not limited to FIG.
- FIG. 19 is a circuit diagram showing a modification of the pixel circuit.
- the pixel circuit 128 includes a drive transistor Tr6, a lighting switch Tr7, a writing switch Tr8, a light emission control switch Tr9, an initialization switch Tr10, and a reset switch Tr11.
- the cathode (cathode terminal 22p) of the light emitting element 3 is connected to the power line 174.
- the anode (anode terminal 23p) of the light emitting element 3 is connected to the power supply line 176 via the drive transistor Tr6 and the lighting switch Tr7.
- a predetermined high potential is applied as a drive potential V DD from the driving power source, the power supply line 174, a predetermined low potential is applied as the reference potential V SS from the power supply circuit.
- the light emitting element 3 emits light when a forward current (drive current) is supplied by a potential difference (V DD ⁇ V SS ) between the drive potential V DD and the reference potential V SS . That is, the drive potential V DD has a potential difference that causes the light-emitting element 3 to emit light with respect to the reference potential V SS .
- the light emitting element 3 is configured by connecting a capacitor 191 in parallel between the anode terminal 23p and the cathode terminal 22p as an equivalent circuit. Further, an additional capacitor 199 is provided between the anode terminal 23p of the light emitting element 3 and the power supply line 176 that supplies the drive potential V DD .
- the capacitor 191 may be connected to a reference potential other than the anode terminal 23p and the cathode terminal 22p.
- the drive transistor Tr6, the lighting switch Tr7, and the light emission control switch Tr9 are each configured by an n-type TFT.
- the source electrode of the drive transistor Tr6 is connected to the anode terminal 23p of the light emitting element 3, and the drain electrode is connected to the source electrode of the light emission control switch Tr9.
- the gate electrode of the light emission control switch Tr9 is connected to the light emission control line 179.
- the drain electrode of the light emission control switch Tr9 is connected to the source electrode of the lighting switch Tr7.
- the gate electrode of the lighting switch Tr7 is connected to the lighting control line 166.
- the drain electrode of the lighting switch Tr7 is connected to the power supply line 176.
- the gate electrode of the reset switch Tr11 is connected to the reset control line 170.
- the gate electrode of the write switch Tr8 is connected to the write control line 168.
- the gate electrode of the initialization switch Tr10 is connected to the initialization control line 214.
- the drain electrode of the drive transistor Tr6 is connected to a reset power supply via the reset switch Tr11.
- a reset line 178 and a reset switch Tr11 are provided for each pixel row.
- Each reset line 718 extends along the pixel row, and is connected in common to the drain electrode of the drive transistor Tr6 of the pixel row via the light emission control switch Tr9 of the pixel row. That is, the plurality of pixels Pix constituting the pixel row share the reset line 178 and the reset switch Tr11.
- the reset switch Tr11 is disposed, for example, at the end of the pixel row, and switches between the connection between the reset line 178 and the reset power supply, that is, whether to connect or disconnect between them.
- the reset switch Tr11 is configured by an n-type TFT, like the drive transistor Tr6, the lighting switch Tr7, and the light emission control switch Tr9.
- the gate electrode which is the control terminal of the drive transistor Tr6 is connected to the video signal line 172 via the write switch Tr8, and is connected to the initialization signal line 210 via the initialization switch Tr10.
- a storage capacitor 198 is connected between the gate electrode and the source electrode of the drive transistor Tr6.
- the write switch Tr8 and the initialization switch Tr10 are configured by n-type TFTs, like the drive transistor Tr6, the lighting switch Tr7, and the reset switch Tr11.
- the circuit example in which the driving transistor Tr6, the lighting switch Tr7, the reset switch Tr11, the writing switch Tr8, the light emission control switch Tr9, and the initialization switch Tr10 are composed of n-type TFTs is shown.
- the drive transistor Tr6, the lighting switch Tr7, the reset switch Tr11, the writing switch Tr8, the light emission control switch Tr9, and the initialization switch Tr10 may be a circuit configured by a p-type TFT.
- An initialization control signal IG for Tr10 is shown.
- a plurality of pixel rows are selected in order from the first row (for example, the pixel row located at the top in the display area AA in FIG. 1), and a video voltage signal is applied to the pixel Pix of the selected pixel row.
- the operation of writing the VSIG potential Vsig (video writing potential) and causing the light emitting element 3 to emit light is repeated for each image of one frame.
- the driving circuit applies the potential Vsig (video writing potential) of the video voltage signal VSIG to the video signal line 172 every one horizontal scanning period, and the potential Vini (initialization potential) of the initialization voltage signal VINI to the initialization signal line 210. ) Is applied.
- the write operation in this modification can be divided into a reset operation, an offset cancel operation, and a video signal set operation in detail.
- the reset operation is an operation of resetting the voltage held in the capacitor 191, the holding capacitor 198, and the additional capacitor 199.
- the offset cancel operation is an operation that compensates for variations in the threshold voltage Vth of the drive transistor Tr6.
- the video signal setting operation is an operation of writing the potential Vsig (video writing potential) of the video voltage signal VSIG to the pixel Pix.
- the above-described writing operation (reset operation, offset cancel operation, video signal setting operation) and light emission operation are sequentially performed for each pixel row.
- the pixel rows are sequentially selected, for example, with one horizontal scanning period of the video signal as a cycle, and the writing operation and the light emitting operation for each pixel row are repeated in one frame cycle.
- the light emission possible period of each pixel row is set within a period from the end of the above-described video signal setting operation to the start of the writing operation of the pixel row of the image of the next frame.
- the display device 1 is supplied to the light emitting element 3 in a light emitting period in which the light emitting element 3 emits light with an intensity corresponding to the potential Vsig (video writing potential) of the video voltage signal VSIG written in each pixel Pix in the light emission possible period. And a non-light emitting period for forcibly stopping the driving current.
- the light emission control signal CG is set to the H level and the light emission control switch Tr9 is turned on to supply a forward current (drive current) from the drive power source to the light emitting element 3, and in the non-light emission period, By turning off the light emission control switch Tr9 by setting the light emission control signal CG to the L level, the forward power supplied to the light emitting element 3 is cut off between the drive power supply and the drive transistor Tr6 held in the conductive state. (Drive current) is forcibly stopped.
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Abstract
表示装置は、基板と、基板に配列される複数の画素と、複数の画素に対応して設けられ、第1側面と、第1側面と反対側の第2側面とを有する複数の無機発光素子と、無機発光素子のカソードに電気的に接続され、無機発光素子の第1側面と交差する方向の光の出射を抑制する第1遮光部と、を有する。
Description
本発明は、表示装置に関する。
近年、表示素子として無機発光ダイオード(マイクロLED(micro LED))を用いた無機ELディスプレイが注目されている(例えば、特許文献1参照)。無機ELディスプレイは、異なる色の光を出射する複数の発光素子がアレイ基板上に配列される。無機ELディスプレイは、自発光素子を用いているため光源が不要であり、また、カラーフィルタを介さずに光が出射されるため光の利用効率が高い。また、無機ELディスプレイは、表示素子として有機発光ダイオード(OLED:Organic Light Emitting Diode)を用いた有機ELディスプレイに比べて耐環境性に優れる。
無機ELディスプレイにおいて、異なる色の光を出射する複数の発光素子が隣り合って配置されるため、光の混色が生じる可能性がある。
本発明は、光の混色を抑制することができる表示装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様の表示装置は、基板と、前記基板に配列される複数の画素と、複数の前記画素に対応して設けられ、第1側面と、前記第1側面と反対側の第2側面とを有する複数の無機発光素子と、前記無機発光素子のカソードに電気的に接続され、前記無機発光素子の前記第1側面と交差する方向の光の出射を抑制する第1遮光部と、を有する。
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る表示装置を模式的に示す平面図である。図2は、図1のII-II’線に沿う断面図である。図3は、複数の画素を示す平面図である。図4は、図3のIV-IV’線に沿う断面図である。
図1は、第1実施形態に係る表示装置を模式的に示す平面図である。図2は、図1のII-II’線に沿う断面図である。図3は、複数の画素を示す平面図である。図4は、図3のIV-IV’線に沿う断面図である。
図1に示すように、表示装置1は、アレイ基板2と、画素Pixと、駆動回路12と、駆動IC(Integrated Circuit)200と、カソード配線26と、を含む。アレイ基板2は、各画素Pixを駆動するための駆動回路基板であり、バックプレーン又はアクティブマトリクス基板とも呼ばれる。アレイ基板2は、基板21と、第1トランジスタTr1、第2トランジスタTr2等と、ゲート線トランジスタTrG(図2参照)と、各種配線等が設けられている。第1トランジスタTr1、第2トランジスタTr2等は、画素Pixに対応して設けられたスイッチング素子である。ゲート線トランジスタTrGは、駆動回路12に含まれるスイッチング素子である。
図1に示すように、表示装置1は、表示領域AAと、周辺領域GAとを有する。表示領域AAは、複数の画素Pixが配置される領域であり、画像を表示する領域である。周辺領域GAは、複数の画素Pixと重ならない領域であり、表示領域AAの外側に配置される。
複数の画素Pixは、基板21の表示領域AAにおいて、第1方向Dx及び第2方向Dyに配列される。複数の画素Pixは、それぞれ発光素子3を有し、発光素子3ごとに異なる色の光を出射することで画像を表示する。発光素子3は、平面視で、3μm以上、300μm以下程度の大きさを有する無機発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)チップであり、マイクロLED(micro LED)と呼ばれる。各画素にマイクロLEDを備える表示装置は、マイクロLED表示装置とも呼ばれる。なお、マイクロLEDのマイクロは、発光素子3の大きさを限定するものではない。
なお、第1方向Dx及び第2方向Dyは、基板21の表面に対して平行な方向である。第1方向Dxは、第2方向Dyと直交する。ただし、第1方向Dxは、第2方向Dyと直交しないで交差してもよい。第3方向Dzは、第1方向Dx及び第2方向Dyと直交する方向である。第3方向Dzは、例えば、基板21の法線方向に対応する。なお、以下、平面視とは、第3方向Dzから見た場合の位置関係を示す。
駆動回路12は、駆動IC200からの各種制御信号に基づいて複数のゲート線(第1ゲート線GCL1及び第2ゲート線GCL2(図7参照))を駆動する回路である。駆動回路12は、複数のゲート線を順次又は同時に選択し、選択されたゲート線にゲート駆動信号を供給する。これにより、駆動回路12は、ゲート線に接続された複数の画素Pixを選択する。
駆動IC200は、表示装置1の表示を制御する回路である。駆動IC200は、基板21の周辺領域GAにCOG(Chip On Glass)として実装されてもよい。これに限定されず、駆動IC200は、基板21の周辺領域GAに接続されたフレキシブルプリント基板やリジット基板の上にCOF(Chip On Film)として実装されてもよい。
カソード配線26は、基板21の周辺領域GAに設けられる。カソード配線26は、表示領域AAの複数の画素Pix及び周辺領域GAの駆動回路12を囲んで設けられる。複数の発光素子3のカソードは、共通のカソード配線26に接続され、例えば、カソード配線26から固定電位(例えば、グランド電位)が供給される。より具体的には、発光素子3のカソード端子22p(第2端子)は、TFT基板側の第1電極22e(カソード電極)を介して、カソード配線26に接続される。
図2に示すように、発光素子3は、アレイ基板2の上に設けられる。アレイ基板2は、基板21と、第1トランジスタTr1、第2トランジスタTr2等のスイッチング素子と、各種配線及び各種絶縁層を有する。基板21は絶縁基板であり、例えば、ガラス基板、樹脂基板又は樹脂フィルム等が用いられる。
本明細書において、基板21の表面に垂直な方向(第3方向Dz)において、基板21から平坦化層98の表面98bに向かう方向を「上側」とする。また、平坦化層98の表面98bから基板21に向かう方向を「下側」とする。また、「平面視」とは、基板21の表面に垂直な方向(第3方向Dz)から見た場合を示す。
第1トランジスタTr1及び第2トランジスタTr2は、各画素Pixに対応して設けられる。第1トランジスタTr1及び第2トランジスタTr2は、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、nチャネルのMOS(Metal Oxide Semiconductor)型のTFT(Thin Film Transistor)で構成されている。第1トランジスタTr1は、半導体61、ソース電極62、ドレイン電極63、第1ゲート電極64A及び第2ゲート電極64Bを含む。第1ゲート電極64Aは、第1絶縁層91を介して基板21の上に設けられる。
第2絶縁層92は、第1ゲート電極64Aを覆って第1絶縁層91の上に設けられる。半導体61は、第2絶縁層92の上に設けられる。第3絶縁層93は、半導体61を覆って第2絶縁層92の上に設けられる。第2ゲート電極64Bは、第3絶縁層93の上に設けられる。半導体61は、基板21に垂直な方向(以下、第3方向Dzと表す。)において、第1ゲート電極64Aと第2ゲート電極64Bとの間に設けられる。半導体61の第1ゲート電極64A及び第2ゲート電極64Bと重なる部分にチャネル領域が形成される。
図2に示す例では、第1トランジスタTr1は、いわゆるデュアルゲート構造である。ただし、第1トランジスタTr1は、第1ゲート電極64Aが設けられ、第2ゲート電極64Bが設けられないボトムゲート構造でもよく、第1ゲート電極64Aが設けられず、第2ゲート電極64Bのみが設けられるトップゲート構造でもよい。
半導体61は、例えば、アモルファスシリコン、微結晶酸化物半導体、アモルファス酸化物半導体、ポリシリコン、低温ポリシリコン(以下、LTPS(Low Temperature Polycrystalline Silicone)と表す)又は窒化ガリウム(GaN)で構成される。酸化物半導体としては、IGZO、酸化亜鉛(ZnO)、ITZOが例示される。IGZOは、インジウムガリウム亜鉛酸化物である。ITZOは、インジウムスズ亜鉛酸化物である。
第4絶縁層94は、第2ゲート電極64Bを覆って第3絶縁層93の上に設けられる。ソース電極62及びドレイン電極63は、第4絶縁層94の上に設けられる。本実施形態では、ソース電極62は、コンタクトホールH5を介して半導体61と電気的に接続される。ドレイン電極63は、コンタクトホールH3を介して半導体61と電気的に接続される。
第5絶縁層95は、ソース電極62及びドレイン電極63を覆って、第4絶縁層94の上に設けられる。第5絶縁層95は、第1トランジスタTr1や、各種配線で形成される凹凸を平坦化する平坦化層である。第1絶縁層91、第2絶縁層92、第3絶縁層93、第4絶縁層94は、無機絶縁層であり、例えば、シリコン酸化膜(SiO)、シリコン窒化膜(SiN)又はシリコン酸化窒化膜(SiON)等の無機絶縁材料が用いられる。また、各無機絶縁層は、単層に限定されず積層膜であってもよい。また、第5絶縁層95は、例えば、有機絶縁層である。
第2トランジスタTr2は、半導体65、ソース電極66、ドレイン電極67、第1ゲート電極68A及び第2ゲート電極68Bを含む。第2トランジスタTr2は第1トランジスタTr1と類似した層構成を有しており、詳細な説明は省略する。第2トランジスタTr2のドレイン電極67は、コンタクトホールH8を介して接続配線69に接続される。接続配線69は、第1トランジスタTr1の、第1ゲート電極64A及び第2ゲート電極64Bに接続される。
なお、半導体65、ソース電極66、ドレイン電極67、第1ゲート電極68A及び第2ゲート電極68Bは、それぞれ、第1トランジスタTr1の、半導体61、ソース電極62、ドレイン電極63、第1ゲート電極64A及び第2ゲート電極64Bと同層に設けられているが、異なる層に設けられていてもよい。
ゲート線トランジスタTrGは、半導体71、ソース電極72、ドレイン電極73、第1ゲート電極74A及び第2ゲート電極74Bを含む。ゲート線トランジスタTrGは、駆動回路12に含まれるスイッチング素子である。ゲート線トランジスタTrGも第1トランジスタTr1と類似した層構成を有しており、詳細な説明は省略する。また、ゲート線トランジスタTrGは、第1トランジスタTr1および第2トランジスタTr2と異なる層を使用して形成されてもよい。
発光素子3は、第6絶縁層96及び第7絶縁層97を介して、第5絶縁層95の上に設けられる。平坦化層98は、発光素子3を覆って第7絶縁層97の上に設けられる。発光素子3は、アノード(アノード端子23p)が下側に設けられカソード(カソード端子22p)が上側に設けられた、いわゆるフェースアップ構造である。第2電極23eは、発光素子3のアノード(アノード端子23p)と接続されるアノード電極である。第2電極23eは、第6絶縁層96の上に設けられ、コンタクトホールH7を介して第3電極24と接続される。第3電極24は、第5絶縁層95の上に設けられ、コンタクトホールH2を介してドレイン電極63と接続される。このように、第2電極23e及び第3電極24は、発光素子3のアノードと、第1トランジスタTr1のドレイン電極63とを接続する。また、第4電極25は第3電極24と同層に設けられ、コンタクトホールH4を介してソース電極62と接続される。なお、第6絶縁層96、第7絶縁層97は、例えば、第1絶縁層91と同様に、無機絶縁材料からなる無機絶縁層であり、平坦化層98は、例えば、第5絶縁層95と同様に、有機絶縁材料からなる有機絶縁層である。
また、第4電極25は、第5絶縁層95の上で延在して、第3方向Dzにおいて第6絶縁層96を介して第2電極23eと対向する。これにより、第2電極23eと第4電極25との間に容量が形成される。第2電極23eと第4電極25との間に形成される容量は、画素回路28の保持容量Csとして用いられる。
発光素子3は第1側面3aと、第1側面3aと反対側の第2側面3bとを有する。第1遮光部51は、発光素子3の第1側面3aと対向して設けられる。第1遮光部51は、発光素子3のカソード(カソード端子22p)と電気的に接続され、且つ、コンタクトホールH1を介して第1電極22eと接続される。第1電極22eは、発光素子3のカソードと接続されるカソード電極である。第1電極22eは、部分カソード配線sLC(図3参照)を介して、周辺領域GAに設けられた接続部27に接続される。接続部27は第5絶縁層95に設けられたコンタクトホールH6の底部でカソード配線26に電気的に接続される。これにより、各発光素子3のカソードは、第1遮光部51及び第1電極22eを介してカソード配線26に電気的に接続される。第2遮光部52は、発光素子3の第2側面3bに対向して設けられる。
表示装置1において、アレイ基板2は、基板21から第1電極22e及び第2電極23eまでの各層を含む。アレイ基板2には、平坦化層98、発光素子3、第1遮光部51及び第2遮光部52は含まれない。
図3に示すように、各画素Pixは、発光素子3と、第2電極23eと、画素回路28と、第1遮光部51と、第2遮光部52とを有する。複数の発光素子3は、画素Pixに対応して設けられ、異なる色の光を出射する第1発光素子3R、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bを含む。第1発光素子3Rは、第1原色(例えば、赤色)の光を出射する。第2発光素子3Gは、第2原色(例えば、緑色)の光を出射する。第3発光素子3Bは、第3原色(例えば、青色)の光を出射する。なお、以下の説明において、第1発光素子3R、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bを区別して説明する必要がない場合には、単に発光素子3と表す。なお、複数の発光素子3は、4色以上の異なる光を出射してもよい。
第1発光素子3Rを有する画素Pixと、第2発光素子3Gを有する画素Pixと、第3発光素子3Bを有する画素Pixとが、この順で第1方向Dxに繰り返し配列される。すなわち、第1発光素子3R、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bは、この順で第1方向Dxに繰り返し配列される。第1発光素子3R、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bは、それぞれ第2方向Dyに複数配列される。つまり、図2に示す例では、各発光素子3は、第1方向Dxにおいて異なる色の光を出射する他の発光素子3と隣り合って配置され、第2方向Dyにおいて、同じ色の光を出射する他の発光素子3と隣り合って配置される。
図3に示すように、第2電極23eは、第3方向Dzから見たときに、発光素子3よりも大きな面積を有する。なお、図3では、発光素子3の外形は、下面3f(図4参照)の外形を表す。言い換えると、第2電極23eは、第3方向Dzから見たときに、下面3fよりも大きな面積を有する。第2電極23eは、光を反射する金属材料が用いられる。第2電極23eは、発光素子3から出射された光Lのうち、平坦化層98の表面98bやカバー部材等で反射してアレイ基板2に向かう光を表示面に向けて反射する。これにより、表示装置1は、発光素子3から出射される光Lの利用効率を高めることができる。第2電極23eの材料として、例えば、アルミニウム(Al)あるいはアルミニウム合金材料、銅(Cu)、銅合金、銀(Ag)あるいは銀合金材料などが挙げられる。このように、第2電極23eは、光を反射する反射板と、保持容量Csの電極を兼ねる。
画素回路28は、発光素子3を駆動する駆動回路である。画素回路28は、発光素子3に対応して設けられた複数の第1トランジスタTr1、第2トランジスタTr2等を含む。
図4に示すように、第1遮光部51は、絶縁層57を介して、発光素子3の第1側面3aと対向して設けられる。ここで、第1側面3a及び第2側面3bは、それぞれ、発光素子3の側面のうち第1方向Dxと交差する面であり、1つの発光素子3において対向して設けられる。また、第1方向Dxに隣り合う発光素子3で、第1発光素子3Rの第2側面3bは、第2発光素子3Gの第1側面3aと対向する。また、第2発光素子3Gの第2側面3bは、第3発光素子3Bの第1側面3aと対向する。
第1遮光部51は、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、窒化チタン(TiN)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、銀(Ag)等を成分とする金属材料、及び上記材料を主成分とする合金材料が用いられる。これにより、第1遮光部51は、発光素子3の第1側面3aから出射される光を反射して、第1側面3aと交差する方向の光の出射を抑制できる。絶縁層57は、発光素子3の上面と重なる領域に開口が形成されている。発光素子3の上面は、第1遮光部51、第2遮光部52及び絶縁層57から露出する。絶縁層57は、例えば、シリコン酸化膜(SiO2)、シリコン窒化膜(SiN)、シリコン酸化窒化膜(SiON)等の無機絶縁材料で構成される。絶縁層57は、単層に限定されず積層膜であってもよい。絶縁層57は、化学的に安定なアルミニウム酸化物(たとえばAl2O3)であってもよい。
また、第1遮光部51は、発光素子3のカソードと第1電極22eとを電気的に接続する。具体的には、第1遮光部51は、発光素子3の上面3eの一部に設けられてカソード端子22pと電気的に接続される。第1遮光部51は、第1側面3aに沿って設けられ、第1遮光部51の下端は、第7絶縁層97に設けられたコンタクトホールH1を介して第1電極22eと接続される。図3に示すように、第1電極22eは、第1方向Dxに配列された複数の発光素子3のそれぞれに接続される。第1方向Dxに配列された複数の第1電極22eは、共通の部分カソード配線sLCに接続される。複数の部分カソード配線sLCは、第2方向Dyに配列され、それぞれの部分カソード配線sLCは、周辺領域GAにおいて、図1に示すカソード配線26に接続される。このように、発光素子3のカソードは、第1遮光部51及び第1電極22e等を介してカソード配線26に接続される。つまり、第1遮光部51は、光Lを反射する反射板と、発光素子3のカソードとカソード配線26とを接続する接続配線とを兼ねる。
図4に示すように、第2遮光部52は、絶縁層58を介して、発光素子3の第2側面3bと対向して設けられる。第2遮光部52は、第1遮光部51と同じ金属材料又は合金材料が用いられる。これにより、第2遮光部52は、発光素子3の第2側面3bから出射される光を反射して、第2側面3bと交差する方向の光の出射を抑制できる。第2遮光部52は、発光素子3の上面3eの一部に設けられてカソード(カソード端子22p)と電気的に接続される。また、第2遮光部52は、第2側面3bに沿って設けられ、第2遮光部52の下端は、第7絶縁層97の上に設けられる。第2遮光部52は、第2電極23eと電気的に離隔される。なお、第2遮光部52は、第7絶縁層97上に設けられるコンタクトホールを介して第1電極22e、または、部分カソード配線sLCと接続されてもよい。
第1遮光部51及び第2遮光部52は、どのように形成してもよいが、例えば上述した金属材料又は合金材料を含むペーストを用い、キャピラリやディスペンサー等により発光素子3ごとに塗布形成してもよい。或いは、第1遮光部51及び第2遮光部52は、インクジェット印刷等により塗布形成してもよい。
図3に示すように、第1遮光部51の第2方向Dyの幅W2及び第2遮光部52の第2方向Dyの幅W3は、発光素子3の第2方向Dyの幅W1よりも大きい。また、第1遮光部51の第2方向Dyの幅W2及び第2遮光部52の第2方向Dyの幅W3は、第2電極23eの第2方向Dyの幅W4よりも小さい。
このような構成により、第1遮光部51は、発光素子3のカソードに電気的に接続され、発光素子3の第1側面3aと交差する方向の光の出射を抑制する。第2遮光部52は、発光素子3の第2側面3bと交差する方向の光の出射を抑制する。このため、光Lは、発光素子3の上面3eのうち、第1遮光部51と第2遮光部52との間から出射される。これにより、表示装置1は、第1方向Dxに隣り合う発光素子3からの異なる色の光Lとの混色を抑制できる。
本明細書において、光Lの混色とは、表示装置1の内部で異なる色の光Lが混ざり、複数の異なる色が混ざった光Lが、平坦化層98の表面98bから出射されることを示す。言い換えると、表示装置1は、各発光素子3からの光Lが個別に平坦化層98の表面98bから出射される。
図3及び図4に示す例では、表示装置1は、第1方向Dxに隣り合う第1発光素子3R及び第2発光素子3Gにおいて、第1発光素子3Rから出射される赤色の光Lと、第2発光素子3Gから出射される緑色の光Lとの混色を抑制できる。また、表示装置1は、第1方向Dxに隣り合う第2発光素子3G及び第3発光素子3Bにおいて、第2発光素子3Gから出射される緑色の光Lと、第3発光素子3Bから出射される青色の光Lとの混色を抑制できる。
また、図3に示すように、第1側面3aと第2側面3bとの間の第3側面3c及び第4側面3dには遮光部が設けられていない。このため、第3側面3c及び第4側面3dは、第1遮光部51と第2遮光部52との間に露出する。本実施形態では、同じ色の光を出射する複数の発光素子3が第2方向Dyに隣り合って配列される。このため、第3側面3c及び第4側面3dに遮光部が設けられていない場合であっても、表示装置1は混色を抑制できる。
図5は、第1実施形態に係る発光素子を示す断面図である。図5に示すように、発光素子3は、複数の部分発光素子3sと、複数の部分発光素子3sを覆う保護層39と、p型電極37と、n型電極38と、を有する。複数の部分発光素子3sは、p型電極37とn型電極38との間に、それぞれ柱状に形成される。複数の部分発光素子3sは、n型クラッド層33と、活性層34と、p型クラッド層35と、を有する。n型電極38は、カソード端子22p(第1端子)を含み、n型クラッド層33に電気的に接続される。p型電極37は、アノード端子23p(第2端子)を含み、p型クラッド層35に電気的に接続される。p型電極37の上に、p型クラッド層35、活性層34、n型クラッド層33の順に積層される。
n型クラッド層33、活性層34及びp型クラッド層35は、発光層であり、例えば、窒化ガリウム(GaN)、アルミニウムインジウムリン(AlInP)等の化合物半導体が用いられる。
n型電極38は、ITO等の透光性の導電性材料である。n型電極38は、発光素子3のカソードであり、第1遮光部51を介して第1電極22eに接続される。また、p型電極37は、発光素子3のアノードであり、Pt層37aと、メッキにより形成された厚膜Au層37bと、を有する。厚膜Au層37bは、第2電極23eの載置面23aと接続される。
保護層39は、例えばSOG(Spin on Glass)である。保護層39の側面が、発光素子3の第1側面3a及び第2側面3bとなる。第1遮光部51及び第2遮光部52は、それぞれ保護層39の側面と対向して設けられる。
図5に示す構成は、あくまで一例であり、例えば、いわゆるフェースダウン構造であってもよい。図6は、第1実施形態に係る発光素子の変形例を示す断面図である。図6に示す発光素子3Aは、透光性基板31の上に、バッファ層32、n型クラッド層33、活性層34、p型クラッド層35、p型電極36(アノード端子23p)の順に積層される。発光素子3Aは、透光性基板31が上側に、p型電極36が下側になるように実装される。また、n型クラッド層33において、第1電極22eと対向する面側には、活性層34から露出した領域が設けられている。この領域にn型電極38(カソード端子22p)が設けられている。
p型電極36は、発光層からの光を反射する金属光沢のある材料で形成される。p型電極36はバンプ39Aを介してアノード電極である第2電極23eに接続している。n型電極38はバンプ39Bを介してカソード電極である第1電極22eに接続している。
第1遮光部51及び第2遮光部52は、透光性基板31、バッファ層32、n型クラッド層33、活性層34、p型クラッド層35及びp型電極36の側面と対向して設けられる。発光素子3Aでは、p型クラッド層35とn型クラッド層33とが直接接合せずに、間に別の層(発光層(活性層34))が導入されている。これにより、電子や正孔といったキャリアを発光層の中に集中させることができ、効率よく再結合(発光)させることが可能となる。高効率化のために数原子層からなる井戸層と障壁層とを周期的に積層させた多重量子井戸構造(MQW構造)が、発光層として採用されてもよい。
図7は、画素回路を示す回路図である。図8は、表示装置の動作例を示すタイミング波形図である。図7に示すように、画素回路28は、複数のスイッチング素子(第1トランジスタTr1、第2トランジスタTr2、第3トランジスタTr3及び第4トランジスタTr4)と、第1ゲート線GCL1、第2ゲート線GCL2、信号線SGL及び電源線LVddを有する。
第1トランジスタTr1は駆動用TFTである。第2トランジスタTr2は、選択期間TS(図8参照)と、発光期間FT(図8参照)との切替用TFTである。第3トランジスタTr3及び第4トランジスタTr4は、電流切替用TFTである。信号線SGLは、定電流源に接続されている。電源線LVddは、定電圧源に接続されている。
また、第2トランジスタTr2のドレインと、発光素子3のアノードとの間に保持容量Cs1が形成される。また、発光素子3のアノードと電源線LVddとの間に保持容量Cs2が形成される。画素回路28は、保持容量Cs1、Cs2により、第2トランジスタTr2のリーク電流によるゲート電圧の変動を抑制することができる。
図8に示すように、選択期間TSでは、第1ゲート線GCL1に供給される第1選択信号VSEL1がオン(高レベル電圧)となる。また、第2ゲート線GCL2に供給される第2選択信号VSEL2がオフ(低レベル電圧)となる。これにより、第2トランジスタTr2及び第3トランジスタTr3がオンとなり、第4トランジスタTr4がオフとなる。発光素子3のアノードには、信号線SGLから電流Idataが供給される。
発光期間FTでは、第1選択信号VSEL1がオフとなり、第2選択信号VSEL2がオンとなる。これにより、第2トランジスタTr2及び第3トランジスタTr3がオフとなり、第4トランジスタTr4がオンとなる。発光素子3のアノードには、電源線LVddから電流Idが供給される。なお、図7、図8は、あくまで一例であり、画素回路28の構成及び表示装置1の動作は適宜変更することができる。
図9は、第1実施形態の変形例に係る表示装置を模式的に示す断面図である。図9に示すように、絶縁層57は、発光素子3の第1側面3a、第2側面3b及び上面3eを覆って設けられる。絶縁層57は、第1遮光部51との接続部分にのみ開口が設けられており、第1遮光部51及び第2遮光部52と重畳しない領域には開口が形成されていない。このような構成により、本変形例では、絶縁層57を加工する工程を少なくすることができ、絶縁層57の加工により生じる発光素子3へのダメージを抑制することができる。また、表示装置1の製造工程で、平坦化層98が形成されるまでの間に水分や異物が混入することを抑制できる。なお、図9は1つの発光素子3(第1発光素子3R)を示しているが、本変形例の構成は、図4に示す複数の第1発光素子3R、第2発光素子3G、第3発光素子3Bにも適用可能である。また、本変形例の構成は、図15、17、18に示す各発光素子3にも適用可能である。
(第2実施形態)
図10は、第2実施形態に係る表示装置の複数の画素を示す平面図である。なお、以下の説明において、上述した実施形態で説明した構成要素については、同じ符号を付して、説明を省略する。図10に示すように、本実施形態の表示装置1Aは、第2発光素子3Gを有する画素Pixと第3発光素子3Bを有する画素Pixとが、第2方向Dyに隣り合って配置される。この第2方向Dyに隣り合う2つの画素Pixは、第1発光素子3Rを有する1つの画素Pixに対して第1方向Dxに隣り合って配置される。
図10は、第2実施形態に係る表示装置の複数の画素を示す平面図である。なお、以下の説明において、上述した実施形態で説明した構成要素については、同じ符号を付して、説明を省略する。図10に示すように、本実施形態の表示装置1Aは、第2発光素子3Gを有する画素Pixと第3発光素子3Bを有する画素Pixとが、第2方向Dyに隣り合って配置される。この第2方向Dyに隣り合う2つの画素Pixは、第1発光素子3Rを有する1つの画素Pixに対して第1方向Dxに隣り合って配置される。
すなわち、第1発光素子3Rと第2発光素子3Gとは、第1方向Dxに隣り合って配置される。第2発光素子3Gと第3発光素子3Bとは、第2方向Dyに隣り合って配置される。このように本実施形態では、異なる色の光を出射する複数の発光素子3は、第1方向Dxに隣り合って配列され、且つ、第2方向Dyに隣り合って配列される。このような配置関係で第1発光素子3R、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bは、表示領域AAにマトリクス状に設けられる。なお、第1発光素子3Rは、第3発光素子3Bと第1方向Dxに隣り合って配置されていてもよい。
表示装置1Aは、第1遮光部51及び第2遮光部52に加え、第3遮光部53及び第4遮光部54を有する。第3遮光部53及び第4遮光部54は、それぞれ発光素子3の第3側面3c及び第4側面3dに対向して設けられる。第1遮光部51、第2遮光部52、第3遮光部53及び第4遮光部54は、平面視で枠状に連結されて、発光素子3の周囲を囲む。第1遮光部51、第2遮光部52、第3遮光部53及び第4遮光部54は、発光素子3の上面3eの周縁と重なってカソード(カソード端子22p)と電気的に接続される。
図10に示すように、第3遮光部53の第1方向Dxの幅W6及び第4遮光部54の第1方向Dxの幅W7は、発光素子3の第1方向Dxの幅W5よりも大きい。また、第3遮光部53の第1方向Dxの幅W6及び第4遮光部54の第1方向Dxの幅W7は、第2電極23eの第1方向Dxの幅W8よりも小さい。
これにより、第3遮光部53は、発光素子3の第3側面3cと交差する方向の光の出射を抑制する。第4遮光部54は、発光素子3の第4側面3dと交差する方向の光の出射を抑制する。このため、光Lは、発光素子3の上面3eのうち、第1遮光部51と第2遮光部52と第3遮光部53と第4遮光部54とで囲まれた部分から出射される。これにより、表示装置1は、第2方向Dyに隣り合う発光素子3からの異なる色の光Lとの混色を抑制できる。図10に示す例では、表示装置1Aは、第2方向Dyに隣り合う第2発光素子3G及び第3発光素子3Bにおいて、第2発光素子3Gから出射される緑色の光Lと、第3発光素子3Bから出射される青色の光Lとの混色を抑制できる。
(第3実施形態)
図11は、第3実施形態に係る表示装置の発光素子とカソード配線との接続を説明するための断面図である。図12は、第3実施形態に係る表示装置の複数の画素を示す断面図である。図11に示すように、本実施形態の表示装置1Bにおいて、平坦化層98は、少なくとも発光素子3の側面(第1側面3a、第2側面3b)を覆って第7絶縁層97の表面に設けられる。発光素子3の上面3eの少なくとも一部(カソード端子22p)は、平坦化層98から露出する。
図11は、第3実施形態に係る表示装置の発光素子とカソード配線との接続を説明するための断面図である。図12は、第3実施形態に係る表示装置の複数の画素を示す断面図である。図11に示すように、本実施形態の表示装置1Bにおいて、平坦化層98は、少なくとも発光素子3の側面(第1側面3a、第2側面3b)を覆って第7絶縁層97の表面に設けられる。発光素子3の上面3eの少なくとも一部(カソード端子22p)は、平坦化層98から露出する。
第1電極22eAは、平坦化層98の表面98bに設けられ発光素子3のカソードと電気的に接続される。また、第1電極22eAは、周辺領域GAまで延びており、平坦化層98に設けられたコンタクトホールH9を介してカソード配線26と電気的に接続される。第1電極22eAは、複数の画素Pixに亘って連続して設けられ、複数の発光素子3のカソードと電気的に接続される。第1電極22eAは、例えばITO等の透光性を有する導電性材料である。
第1遮光部51A及び第2遮光部52Aは、第1電極22eAの上に設けられ、第1電極22eAを介して発光素子3のカソードと電気的に接続される。第1遮光部51A及び第2遮光部52Aは、第1方向Dxに離隔して設けられ、それぞれ平面視で第1側面3a及び第2側面3bと重なる領域に設けられる。第1遮光部51A及び第2遮光部52Aの平面視での構成は、図3に示す第1遮光部51及び第2遮光部52と同様である。
第1遮光部51Aは、第1側面3aから出射され、斜め上側に向かう光を反射する。また、第2遮光部52Aは、第2側面3bから出射され、斜め上側に向かう光を反射する。これにより、第1遮光部51A及び第2遮光部52Aは、それぞれ第1側面3a及び第2側面3bと交差する方向の光が平坦化層98の表面98bから出射することを抑制できる。光Lは、発光素子3の上面3eから、第1遮光部51A及び第2遮光部52Aの間を通って出射する。
図12に示すように、第1発光素子3R、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bのそれぞれに第1遮光部51A及び第2遮光部52Aが設けられている。これにより、表示装置1Bは、第1方向Dxに隣り合う発光素子3からの異なる色の光Lの混色を抑制できる。図12に示す例では、第1方向Dxに隣り合う第1発光素子3R及び第2発光素子3Gにおいて、第2遮光部52Aは、第1発光素子3Rから出射される赤色の光Lのうち、斜め上側の第2発光素子3Gに近づく方向の光を抑制できる。また、第1遮光部51Aは、第2発光素子3Gから出射される緑の光Lのうち、斜め上側の第1発光素子3Rに近づく方向の光を抑制できる。これにより、表示装置1Bは、赤色の光Lと、緑色の光Lとの混色を抑制できる。また、表示装置1Bは、第1方向Dxに隣り合う第2発光素子3G及び第3発光素子3Bにおいても同様に、緑色の光Lと、青色の光Lとの混色を抑制できる。
なお、本実施形態において、図10に示す第2実施形態と同様に、第1遮光部51A及び第2遮光部52Aの間に第3遮光部及び第4遮光部を設けてもよい。この場合、複数の遮光部は枠状に設けられていてもよい。
(第4実施形態)
図13は、第4実施形態に係る表示装置の複数の画素を示す平面図である。図14は、図13のXIV-XIV’線に沿う断面図である。図13に示すように、本実施形態の表示装置1Cは、隣り合う発光素子3の間に第1遮光部51Bが設けられている。第1遮光部51Bは、発光素子3及び第2電極23eと重ならない位置に設けられる。また、第1遮光部51Bの第2方向Dyの幅W2Aは、発光素子3の第2方向Dyの幅W1よりも大きく、第2電極23eの第2方向Dyの幅W4よりも小さい。
図13は、第4実施形態に係る表示装置の複数の画素を示す平面図である。図14は、図13のXIV-XIV’線に沿う断面図である。図13に示すように、本実施形態の表示装置1Cは、隣り合う発光素子3の間に第1遮光部51Bが設けられている。第1遮光部51Bは、発光素子3及び第2電極23eと重ならない位置に設けられる。また、第1遮光部51Bの第2方向Dyの幅W2Aは、発光素子3の第2方向Dyの幅W1よりも大きく、第2電極23eの第2方向Dyの幅W4よりも小さい。
図14に示すように、平坦化層98には、第3方向Dzに延びる溝部98aが設けられている。溝部98aは、平坦化層98を第3方向Dzに貫通する。これに限定されず、溝部98aは、少なくとも平坦化層98の表面98bに開口していればよく、第3方向Dzにおいて、溝部98aの底部が第7絶縁層97と離隔していてもよい。
第1遮光部51Bは、溝部98aに埋め込まれている。第1遮光部51Bは、溝部98aに沿って第3方向Dzに延び、且つ、第2方向Dyに延びる。第1遮光部51Bは、第1方向Dxと交差する壁状に形成される。第1遮光部51Bの上面51Baは、第1電極22eAと接する。これにより、第1遮光部51Bは、第1電極22eAを介して発光素子3のカソードと電気的に接続される。また、第1遮光部51Bの下面51Bbは、第7絶縁層97に接する。
第1遮光部51Bは、第1遮光部51Bを挟んで隣り合う2つの発光素子3からの光をそれぞれ反射する。例えば、第1発光素子3Rと第2発光素子3Gとの間に設けられた第1遮光部51Bは、第2発光素子3Gの第1側面3aからの光を反射し、かつ、第1発光素子3Rの第2側面3bからの光を反射する。また、第2発光素子3Gと第3発光素子3Bとの間に設けられた第1遮光部51Bは、第3発光素子3Bの第1側面3aからの光を反射し、かつ、第2発光素子3Gの第2側面3bからの光を反射する。これにより、表示装置1Cは、第1方向Dxに隣り合う発光素子3からの異なる色の光Lの混色を抑制できる。
(第5実施形態)
図15は、第5実施形態に係る表示装置の複数の画素を示す断面図である。本実施形態の表示装置1Dにおいて、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bは、第5絶縁層95に設けられた凹部95aに設けられている。凹部95aの底面95bと、基板21との間の第3方向Dzの距離は、第5絶縁層95の表面95cと、基板21との間の第3方向Dzの距離よりも短い。言い換えると、凹部95aの底面95bと、平坦化層98の表面98bとの間の第3方向Dzの距離は、第5絶縁層95の表面95cと、平坦化層98の表面98bとの間の第3方向Dzの距離よりも長い。なお、第5絶縁層95の表面95cとは、第5絶縁層95の表面のうち、凹部95a及びコンタクトホールH2、H4が設けられていない部分をいう。
図15は、第5実施形態に係る表示装置の複数の画素を示す断面図である。本実施形態の表示装置1Dにおいて、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bは、第5絶縁層95に設けられた凹部95aに設けられている。凹部95aの底面95bと、基板21との間の第3方向Dzの距離は、第5絶縁層95の表面95cと、基板21との間の第3方向Dzの距離よりも短い。言い換えると、凹部95aの底面95bと、平坦化層98の表面98bとの間の第3方向Dzの距離は、第5絶縁層95の表面95cと、平坦化層98の表面98bとの間の第3方向Dzの距離よりも長い。なお、第5絶縁層95の表面95cとは、第5絶縁層95の表面のうち、凹部95a及びコンタクトホールH2、H4が設けられていない部分をいう。
ここで、第2電極23eのうち、第1発光素子3Rのアノードと接続される電極を、第1接続電極23eRとし、第2発光素子3Gのアノードと接続される電極を、第2接続電極23eGとし、第3発光素子3Bのアノードと接続される電極を、第3接続電極23eBとする。第1接続電極23eR、第2接続電極23eG及び第3接続電極23eBは、それぞれ発光素子3のアノードと接続される載置面23aを有する。
第1接続電極23eRの載置面23aと、平坦化層98の表面98bとの間の第3方向Dzの距離を第1距離D1Rとする。第2接続電極23eGの載置面23aと、平坦化層98の表面98bとの間の第3方向Dzの距離を第2距離D1Gとする。第3接続電極23eBの載置面23aと、平坦化層98の表面98bとの間の第3方向Dzの距離を第3距離D1Bとする。第1距離D1Rは、第2距離D1G及び第3距離D1Bよりも短い。より好ましくは、第1距離D1Rは第2距離D1Gよりも短く、且つ、第2距離D1Gは第3距離D1Bよりも短い。
また、第1発光素子3Rの上面3eと、平坦化層98の表面98bとの間の第3方向Dzの距離を第4距離D2Rとする。第2発光素子3Gの上面3eと、平坦化層98の表面98bとの間の第3方向Dzの距離を第5距離D2Gとする。第3発光素子3Bの上面3eと、平坦化層98の表面98bとの間の第3方向Dzの距離を第6距離D2Bとする。第4距離D2Rは、第5距離D2G及び第6距離D2Bよりも短い。より好ましくは、第4距離D2Rは第5距離D2Gよりも短く、且つ、第5距離D2Gは第6距離D2Bよりも短い。
また、第1発光素子3Rの発光面3gと、平坦化層98の表面98bとの間の第3方向Dzの距離を第7距離D3Rとする。第2発光素子3Gの発光面3gと、平坦化層98の表面98bとの間の第3方向Dzの距離を第8距離D3Gとする。第3発光素子3Bの発光面3gと、平坦化層98の表面98bとの間の第3方向Dzの距離を第9距離D3Bとする。第7距離D3Rは、第8距離D3G及び第9距離D3Bよりも短い。より好ましくは、第7距離D3Rは第8距離D3Gよりも短く、且つ、第8距離D3Gは第9距離D3Bよりも短い。
このような構成により、表示装置1Dは、画素Pixごとに各発光素子3からの光Lの取り出し効率を調整できる。なお、本明細書において、光Lの取り出し効率は、各発光素子3から出射される光Lの強度に対する、平坦化層98の表面98bから出射される光の強度の比をいう。これにより、第1発光素子3Rの発光効率が、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bの発光効率よりも小さい場合でも、平坦化層98の表面98bから出射される光の強度の画素Pixごとのバラツキを抑制することができる。また、第1遮光部51及び第2遮光部52により発光素子3から出射される光Lの方向が規制される。このため、発光素子3の第3方向Dzの位置を調整することで光Lの取り出し効率を効果的に調整できる。
なお、表示装置1Dは、第5絶縁層95の凹部95aに第2発光素子3G及び第3発光素子3Bを設ける構成に限定されず、各発光素子3の第3方向Dzの位置を調整できる構成であればよい。例えば、表示装置1Dは、発光素子3ごとに異なる高さを有する載置部を第2電極23e上に設けてもよい。又は、表示装置1Dは、発光素子3が有する基板の厚さを、光Lの色ごとに異ならせてもよい。
(第6実施形態)
図16は、第6実施形態に係る表示装置の複数の画素を示す平面図である。図17は、図16のXVII-XVII’線に沿う断面図である。図16に示すように、本実施形態の表示装置1Eは、散乱部材81を有する。散乱部材81は、複数の画素Pixの表面を覆って設けられ、発光素子3からの光Lを散乱させて出射する。散乱部材81は、散乱強度が異なる第1散乱領域82、第2散乱領域83及び第3散乱領域84を有する。
図16は、第6実施形態に係る表示装置の複数の画素を示す平面図である。図17は、図16のXVII-XVII’線に沿う断面図である。図16に示すように、本実施形態の表示装置1Eは、散乱部材81を有する。散乱部材81は、複数の画素Pixの表面を覆って設けられ、発光素子3からの光Lを散乱させて出射する。散乱部材81は、散乱強度が異なる第1散乱領域82、第2散乱領域83及び第3散乱領域84を有する。
第1散乱領域82は、第1発光素子3Rを有する画素Pixに重なる領域である。第2散乱領域83は、第2発光素子3Gを有する画素Pixに重なる領域である。第3散乱領域84は、第3発光素子3Bを有する画素Pixに重なる領域である。第1散乱領域82、第2散乱領域83及び第3散乱領域84は、第1方向Dxに隣接する。また、第1散乱領域82、第2散乱領域83及び第3散乱領域84は、それぞれ第2方向Dyに延在し、同色の発光素子3を有する複数の画素Pixに重なって配置される。
図17に示すように、散乱部材81は、平坦化層98の表面98bに設けられる。散乱部材81は、透光性の誘電体層85と、誘電体層85に分散された複数の散乱粒子86を含む。誘電体層85の材料として、例えば、酸化シリコン(SiO2)、窒化シリコン(SiN)、酸化窒化シリコン(SiON)、アルミナ(Al2O3)、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等を用いることができる。散乱粒子86の材料として、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、窒化チタン(TiN)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、銀(Ag)等を成分とする金属材料、及び上記材料を主成分とする合金材料が用いられる。散乱部材81は、例えば、インクジェット印刷等により、領域ごとに塗布形成することができる。
散乱粒子86の粒径は、光Lの波長の1/10以下である。この場合、散乱部材81を透過する光Lは、レイリー散乱により散乱される。レイリー散乱の相対散乱強度は、光Lの波長の4乗に逆比例する。つまり、赤色の光L、緑色の光L、青色の光Lの順に波長が短くなり、レイリー散乱の相対散乱強度が大きくなる。
本実施形態では、第1散乱領域82の散乱粒子86の密度は、第2散乱領域83及び第3散乱領域84の散乱粒子86の密度よりも高い。より好ましくは、第3散乱領域84、第2散乱領域83、第1散乱領域82の順に散乱粒子86の密度が高くなる。なお、各領域での散乱粒子86の材料、粒径は同じものが用いられ、散乱部材81の各領域の厚さt1、t2、t3も同じである。散乱粒子86の密度とは、散乱部材81の単位体積あたりの散乱粒子86の数である。これにより、光Lが同じ波長である場合に、散乱部材81を通過する際の散乱強度が、第3散乱領域84、第2散乱領域83、第1散乱領域82の順に高くなる。このため、第1発光素子3R、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bから出射される異なる色(波長)の光Lは、それぞれ第1散乱領域82、第2散乱領域83及び第3散乱領域84で散乱されて出射されることで、レイリー散乱による散乱強度の差が抑制される。
図18は、第6実施形態の変形例に係る表示装置の複数の画素を示す断面図である。本変形例では、第1散乱領域82、第2散乱領域83及び第3散乱領域84の散乱粒子86の密度は同じであり、第1散乱領域82の厚さt1は、第2散乱領域83の厚さt2及び第3散乱領域84の厚さt3よりも厚い。より好ましくは、第3散乱領域84の厚さt3、第2散乱領域83の厚さt2、第1散乱領域82の厚さt1の順に厚くなる。本変形例においても、光Lの波長が同じである場合に、第3散乱領域84、第2散乱領域83、第1散乱領域82の順に散乱強度が高くなる。このため、第1発光素子3R、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bから出射される異なる色の光Lは、レイリー散乱による散乱強度の差が抑制される。
なお、散乱部材81の構成や、散乱粒子86の材料は適宜変更できる。例えば、散乱粒子86として光Lの波長の1/2程度の粒子を用いることもできる。この場合、散乱粒子86として透光性を有する材料が用いられ、散乱部材81を透過する光Lは、ミー散乱により散乱される。ミー散乱を用いる場合、散乱強度の波長依存性はない。このため、散乱部材81において、第1散乱領域82、第2散乱領域83及び第3散乱領域84の散乱粒子86の密度は同じであり、第3散乱領域84の厚さt3、第2散乱領域83の厚さt2、第1散乱領域82の厚さも同じとすることができる。
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。上述した各実施形態及び各変形例の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも1つを行うことができる。
例えば、画素回路28は、図7に限定されない。図19は、画素回路の変形例を示す回路図である。図19に示すように、画素回路128は、駆動トランジスタTr6と、点灯スイッチTr7と、書き込みスイッチTr8と、発光制御スイッチTr9と、初期化スイッチTr10と、リセットスイッチTr11とを有する。
発光素子3のカソード(カソード端子22p)は、電源線174に接続される。また、発光素子3のアノード(アノード端子23p)は、駆動トランジスタTr6と点灯スイッチTr7とを介して電源線176に接続される。
電源線176は、駆動電源から駆動電位VDDとして所定の高電位が印加され、電源線174は、電源回路から基準電位VSSとして所定の低電位が印加される。
発光素子3は、これら駆動電位VDDと基準電位VSSとの電位差(VDD-VSS)により順方向電流(駆動電流)が供給され発光する。つまり、駆動電位VDDは、基準電位VSSに対し、発光素子3を発光させる電位差を有している。発光素子3は、等価回路として、アノード端子23p-カソード端子22p間に容量191が並列接続されて構成される。また、発光素子3のアノード端子23pと駆動電位VDDを供給する電源線176との間には、付加容量199が設けられている。なお、容量191はアノード端子23pとカソード端子22p以外の基準電位に接続されてもよい。
本実施形態において、駆動トランジスタTr6、点灯スイッチTr7、及び発光制御スイッチTr9は、それぞれn型TFTで構成される。駆動トランジスタTr6のソース電極は、発光素子3のアノード端子23pに接続され、ドレイン電極は、発光制御スイッチTr9のソース電極に接続される。発光制御スイッチTr9のゲート電極は、発光制御線179に接続される。発光制御スイッチTr9のドレイン電極は、点灯スイッチTr7のソース電極に接続される。点灯スイッチTr7のゲート電極は、点灯制御線166に接続される。点灯スイッチTr7のドレイン電極は、電源線176に接続される。リセットスイッチTr11のゲート電極は、リセット制御線170に接続される。書き込みスイッチTr8のゲート電極は、書き込み制御線168に接続される。初期化スイッチTr10のゲート電極は、初期化制御線214に接続される。
また、駆動トランジスタTr6のドレイン電極は、リセットスイッチTr11を介してリセット電源にも接続される。本変形例では、画素行ごとにリセット線178とリセットスイッチTr11とが設けられる。各リセット線718は画素行に沿って延在され、当該画素行の発光制御スイッチTr9を介して、当該画素行の駆動トランジスタTr6のドレイン電極に共通に接続される。すなわち、画素行を構成する複数の画素Pixがリセット線178とリセットスイッチTr11を共有する。リセットスイッチTr11は、例えば、画素行の端部に配置され、リセット線178とリセット電源との間の継断、つまりそれらの間を接続するか遮断するかを切り替える。本変形例において、リセットスイッチTr11は、駆動トランジスタTr6、点灯スイッチTr7、及び発光制御スイッチTr9と同じくn型TFTで構成される。
駆動トランジスタTr6の制御端子であるゲート電極は、書き込みスイッチTr8を介して映像信号線172に接続され、初期化スイッチTr10を介して初期化信号線210に接続されている。駆動トランジスタTr6のゲート電極とソース電極との間には、保持容量198が接続される。本実施形態において、書き込みスイッチTr8及び初期化スイッチTr10は、駆動トランジスタTr6、点灯スイッチTr7、及びリセットスイッチTr11と同じくn型TFTで構成される。
なお、本実施形態では、駆動トランジスタTr6、点灯スイッチTr7、リセットスイッチTr11、書き込みスイッチTr8、発光制御スイッチTr9、及び初期化スイッチTr10がn型TFTで構成される回路例を示したが、これに限らない。例えば、駆動トランジスタTr6、点灯スイッチTr7、リセットスイッチTr11、書き込みスイッチTr8、発光制御スイッチTr9、及び初期化スイッチTr10は、p型TFTで構成された回路であっても良い。また、p型TFTとn型TFTを組み合わせた回路構成としてもよい。
図19では、各種信号として、書き込みスイッチTr8に対する書き込み制御信号SG、点灯スイッチTr7に対する点灯制御信号BG、リセットスイッチTr11に対するリセット制御信号RG、発光制御スイッチTr9に対する発光制御信号CG、及び、初期化スイッチTr10に対する初期化制御信号IGを示している。
本変形例では、複数の画素行を、先頭行(例えば、図1中の表示領域AAにおいて、最上部に位置する画素行)から順番に選択し、選択した画素行の画素Pixに映像電圧信号VSIGの電位Vsig(映像書き込み電位)を書き込み、発光素子3を発光させる動作が1フレームの画像ごとに繰り返される。駆動回路は、1水平走査期間ごとに、映像信号線172に映像電圧信号VSIGの電位Vsig(映像書き込み電位)を印加し、初期化信号線210に初期化電圧信号VINIの電位Vini(初期化電位)を印加する。
本変形例における書き込み動作は、詳細には、リセット動作、オフセットキャンセル動作、映像信号セット動作に分けられる。リセット動作は、容量191、保持容量198、及び付加容量199に保持された電圧をリセットする動作である。オフセットキャンセル動作は、駆動トランジスタTr6のしきい値電圧Vthのばらつきを補償する動作である。映像信号セット動作は、映像電圧信号VSIGの電位Vsig(映像書き込み電位)を画素Pixに書き込む動作である。
上述した書き込み動作(リセット動作、オフセットキャンセル動作、映像信号セット動作)、及び発光動作は、画素行ごとに順次行われる。画素行は、例えば、映像信号の1水平走査期間を周期として順次選択され、画素行ごとの書き込み動作及び発光動作は、1フレーム周期で繰り返される。
各画素行の発光可能期間は、上述した映像信号セット動作の終了から次のフレームの画像の当該画素行の書き込み動作の開始までの期間内に設定される。表示装置1は、発光可能期間において、発光素子3を各画素Pixに書き込まれた映像電圧信号VSIGの電位Vsig(映像書き込み電位)に応じた強度で発光させる発光期間と、発光素子3に供給される駆動電流を強制的に停止する非発光期間とを設けている。具体的に、発光期間では、発光制御信号CGをHレベルとして発光制御スイッチTr9をオンとすることで、駆動電源から発光素子3に順方向電流(駆動電流)を供給し、非発光期間では、発光制御信号CGをLレベルとして発光制御スイッチTr9をオフとすることで、駆動電源と、導通状態に保持されている駆動トランジスタTr6との間を遮断し、発光素子3に供給される順方向電流(駆動電流)を強制的に停止させる。
1 表示装置
2 アレイ基板
3、3A 発光素子
3R 第1発光素子
3G 第2発光素子
3B 第3発光素子
3a 第1側面
3b 第2側面
3c 第3側面
3d 第4側面
3e 上面
3f 下面
12 駆動回路
21 基板
22e、22eA 第1電極
23e 第2電極
23eR 第1接続電極
23eG 第2接続電極
23eB 第3接続電極
24 第3電極
25 第4電極
26 カソード配線
27 接続部
28 画素回路
51、51A、51B 第1遮光部
52、52A 第2遮光部
53 第3遮光部
54 第4遮光部
57、58 絶縁層
81 散乱部材
82 第1散乱領域
83 第2散乱領域
84 第3散乱領域
98 平坦化層
Pix 画素
2 アレイ基板
3、3A 発光素子
3R 第1発光素子
3G 第2発光素子
3B 第3発光素子
3a 第1側面
3b 第2側面
3c 第3側面
3d 第4側面
3e 上面
3f 下面
12 駆動回路
21 基板
22e、22eA 第1電極
23e 第2電極
23eR 第1接続電極
23eG 第2接続電極
23eB 第3接続電極
24 第3電極
25 第4電極
26 カソード配線
27 接続部
28 画素回路
51、51A、51B 第1遮光部
52、52A 第2遮光部
53 第3遮光部
54 第4遮光部
57、58 絶縁層
81 散乱部材
82 第1散乱領域
83 第2散乱領域
84 第3散乱領域
98 平坦化層
Pix 画素
Claims (13)
- 基板と、
前記基板に配列される複数の画素と、
複数の前記画素に対応して設けられ、第1側面と、前記第1側面と反対側の第2側面とを有する複数の無機発光素子と、
前記無機発光素子のカソードに電気的に接続され、前記無機発光素子の前記第1側面と交差する方向の光の出射を抑制する第1遮光部と、
を有する、
表示装置。 - 前記無機発光素子の前記第2側面と交差する方向の光の出射を抑制する第2遮光部を有する、
請求項1に記載の表示装置。 - 異なる色の光を出射する複数の前記無機発光素子が第1方向に隣り合って配列されるとともに、同じ色の光を出射する複数の前記無機発光素子が前記第1方向と交差する第2方向に隣り合って配列され、
それぞれの前記無機発光素子の前記第1側面と前記第2側面は、前記第1方向と交差して設けられ、
前記第1遮光部は前記第1側面と対向し、前記第2遮光部は前記第2側面と対向しており、
前記第1側面と前記第2側面との間の第3側面及び第4側面は、前記第1遮光部と前記第2遮光部との間に露出する、
請求項2に記載の表示装置。 - 異なる色の光を出射する複数の前記無機発光素子が第1方向に隣り合って配列されるとともに、異なる色の光を出射する複数の前記無機発光素子が前記第1方向と交差する第2方向に隣り合って配列され、
前記第1遮光部は前記第1側面と対向し、前記第2遮光部は前記第2側面と対向しており、
前記無機発光素子は、前記第1側面と前記第2側面との間の第3側面及び第4側面を有し、
第3側面に対向する第3遮光部及び第4側面に対向する第4遮光部を有する、
請求項2に記載の表示装置。 - 前記第3遮光部及び前記第4遮光部の前記第1方向の幅は、前記無機発光素子の前記第1方向の幅よりも大きい、
請求項4に記載の表示装置。 - 前記無機発光素子の少なくとも側面を覆う平坦化層と、
前記平坦化層の表面に設けられ、前記無機発光素子のカソードに電気的に接続された第1電極と、を有し、
前記第1遮光部及び前記第2遮光部は、それぞれ、前記基板に垂直な方向から見たときに、前記第1側面及び前記第2側面と重なる位置で、前記第1電極に設けられる、
請求項2に記載の表示装置。 - 前記無機発光素子の少なくとも側面を覆う平坦化層と、
前記平坦化層の表面に設けられ、前記無機発光素子のカソードに電気的に接続された第1電極と、を有し、
前記第1遮光部は、前記平坦化層の表面から厚さ方向に延びる溝部に設けられる、
請求項1に記載の表示装置。 - 前記第1遮光部の前記第2方向の幅は、前記無機発光素子の前記第2方向の幅よりも長い、
請求項3から請求項5のいずれか1項に記載の表示装置。 - 複数の前記無機発光素子は、異なる色の光を出射する第1無機発光素子と、第2無機発光素子と、第3無機発光素子とを含む、
請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記第1無機発光素子、前記第2無機発光素子及び前記第3無機発光素子の少なくとも側面を覆う平坦化層を有し、
前記基板には、前記第1無機発光素子、前記第2無機発光素子及び前記第3無機発光素子のそれぞれのアノードと接続される第1接続電極、第2接続電極及び第3接続電極が設けられ、
前記基板に垂直な方向において、前記平坦化層の表面と前記第1接続電極との間の距離は、前記平坦化層の表面と前記第2接続電極との間の距離及び前記平坦化層の表面と前記第3接続電極との間の距離よりも小さい、
請求項9に記載の表示装置。 - 前記第1無機発光素子、前記第2無機発光素子及び前記第3無機発光素子の少なくとも側面を覆う平坦化層と、
前記第1無機発光素子、前記第2無機発光素子及び前記第3無機発光素子を覆って前記平坦化層の上に設けられ、複数の散乱粒子を含む散乱部材とを有し、
前記散乱部材は、前記第1無機発光素子と重なる第1散乱領域と、前記第2無機発光素子と重なる第2散乱領域と、前記第3無機発光素子と重なる第3散乱領域と、を含み、
前記第1散乱領域の前記散乱粒子の密度は、前記第2散乱領域及び前記第3散乱領域の前記散乱粒子の密度よりも大きい、
請求項9に記載の表示装置。 - 前記第1無機発光素子は、赤色の光を出射し、
前記第2無機発光素子は、緑色の光を出射し、
前記第3無機発光素子は、青色の光を出射する、
請求項9から請求項11のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記基板に設けられ、複数の前記無機発光素子のそれぞれに対応して設けられたスイッチング素子と、
前記基板に設けられ、前記無機発光素子のアノードと前記スイッチング素子とを電気的に接続する第2電極と、を有し、
前記基板に垂直な方向から見たときに、前記第2電極は、前記無機発光素子よりも大きな面積を有する、
請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の表示装置。
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