WO2022123378A1 - 表示装置およびその作製方法、および車両 - Google Patents

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film
light emitting
display device
insulating layer
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山崎舜平
江口晋吾
桑原秀明
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株式会社半導体エネルギー研究所
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    • H10K59/128Active-matrix OLED [AMOLED] displays comprising two independent displays, e.g. for emitting information from two major sides of the display

Definitions

  • One aspect of the present invention relates to a display device.
  • One aspect of the present invention relates to a display device that can be mounted on a vehicle.
  • one aspect of the present invention is not limited to the above technical fields.
  • a semiconductor device, a display device, a light emitting device, a lighting device, a power storage device, a storage device, a driving method thereof, or a manufacturing method thereof. can be mentioned.
  • a liquid crystal display device that can be made thinner and is advantageous in terms of manufacturing cost and power consumption has become more widespread than other display type display devices (CRT or plasma TV).
  • CRT or plasma TV display type display devices
  • a transmissive type that uses a backlight is generally widely used as a liquid crystal display device, there is a problem of display vividness or viewing angle compared to other display methods, and daily to improve various things. Development is continuing.
  • LEDs are used for the backlight, or the optical film of the color filter is being improved. Further, the viewing angle is greatly improved by using a horizontal electric field type liquid crystal element.
  • Patent Document 1 to Patent Document 3 disclose a double-sided injection type display device as one of display devices using an organic EL element.
  • Patent Document 4 discloses a double-sided injection type display device mounted on a vehicle.
  • One aspect of the present invention is to provide a display device that makes it easy for a driver or a passenger boarding a moving body of a vehicle to obtain desired information. Another issue is to provide a display device that is suitable for space saving and does not spoil the aesthetic appearance of the vehicle interior. Alternatively, one of the issues is to provide a new display device. Alternatively, one of the issues is to provide a highly reliable display device.
  • One aspect of the present invention is a display device having a display panel and a first driving means for controlling the display panel, and the display panel is installed inside a moving body having a window glass and is a moving body. It is a display device having a film having a light-shielding layer between the window glass and the display panel, and a second driving means for controlling the film having the light-shielding layer.
  • the first driving means changes the positional relationship between the window glass and the display panel. Specifically, the first driving means changes the area where the window glass and the display panel overlap in the direction seen from the driver or passenger of the moving body. By the first driving means, the passenger can move (slide) the display panel to a position overlapping the window glass to see the image of the display panel. Further, by using a double-sided injection type display device in which the pair of electrodes of the light emitting element has translucency as the display panel, the outside scenery can be seen through the display panel and the window glass. Further, when it is desired to emphasize the outside scenery, the passenger can see the outside scenery through the window glass by storing the display panel by the first driving means.
  • the display panel When a double-sided injection type display panel in which a pair of electrodes of the light emitting element has translucency is used as the display panel, the display appears to overlap with the outside scenery when viewed from the passenger in the rear seat. Therefore, the display may not be clear due to the outside scenery or outside light. In such a case, the contrast can be improved by using a film having a light-shielding layer.
  • the second driving means changes the positional relationship between the window glass and the film having the light-shielding layer. Specifically, the second driving means changes the region where the window glass and the film having the light-shielding layer overlap in the direction seen from the driver or passenger of the moving body.
  • moving (sliding) a film having a light-shielding layer and superimposing it on the display panel by the second driving means it is possible to partially block external light and display a high-contrast image.
  • a film having a second driving means and a light-shielding layer is effective when the contrast of the image of the double-sided injection type display device is lowered in a situation where the outside light in the daytime is strong.
  • the film having a light-shielding layer is suitable for space saving and does not spoil the aesthetic appearance in the vehicle, so that it is preferably stored so as to be wound up by a second driving means.
  • the display panel has a first substrate, a second substrate, a display unit having an organic light emitting element, a sealing layer, and a protective layer.
  • a highly translucent substrate such as a glass substrate can be used for the first substrate and the second substrate, and particularly a flexible film is used to make the display panel flexible. It can be a display panel. In that case, the display panel may be configured to be retracted so as to be wound up by the first driving means.
  • the configuration includes the first driving means and the second driving means, but the configuration may include only one of them.
  • the display panel may be fixed to the inner surface of the window glass of the moving body without having both the first drive means and the second drive means, in which case the window glass has a curved surface. Therefore, it is preferable to use a flexible display panel.
  • the moving body refers to a vehicle having at least a window glass, and is a vehicle, specifically, a fossil fuel vehicle equipped with an engine fueled by a fossil fuel such as gasoline, or a hybrid vehicle (a hybrid vehicle). It refers to the next generation clean energy vehicle of HV), electric vehicle (EV), or plug-in hybrid vehicle (PHV).
  • HV clean energy vehicle
  • EV electric vehicle
  • PHS plug-in hybrid vehicle
  • a display device may be mounted on a space explorer, a planetary explorer, or a transport vehicle of a spacecraft.
  • the film having a light-shielding layer a film having a striped light-shielding layer or a film in which the striped light-shielding layers intersect and the light-shielding layers are arranged like a grid may be used.
  • an optical film for example, a polarizing film may be used instead of the film having a light-shielding layer.
  • a metal mask or a device manufactured by using an FMM may be referred to as a device having an MM (metal mask) structure.
  • a device manufactured without using a metal mask or FMM may be referred to as a device having an MML (metal maskless) structure.
  • SBS Side By
  • a light emitting device capable of emitting white light may be referred to as a white light emitting device.
  • the white light emitting device can be combined with a colored layer (for example, a color filter) to form a full color display light emitting device.
  • the light emitting device can be roughly classified into a single structure and a tandem structure.
  • a device having a single structure preferably has one light emitting unit between a pair of electrodes, and the light emitting unit is preferably configured to include one or more light emitting layers.
  • a light emitting layer may be selected so that the light emission of each of the two or more light emitting layers has a complementary color relationship. For example, by making the emission color of the first light emitting layer and the emission color of the second light emitting layer have a complementary color relationship, it is possible to obtain a configuration in which the entire light emitting device emits white light. The same applies to a light emitting device having three or more light emitting layers.
  • the device having a tandem structure preferably has two or more light emitting units between a pair of electrodes, and each light emitting unit is preferably configured to include one or more light emitting layers.
  • each light emitting unit is preferably configured to include one or more light emitting layers.
  • the light emitted from the light emitting layers of a plurality of light emitting units may be combined to obtain white light emission.
  • the configuration for obtaining white light emission is the same as the configuration for a single structure.
  • the SBS structure light emitting device can have lower power consumption than the white light emitting device.
  • the white light emitting device is suitable because the manufacturing process is simpler than that of the light emitting device having an SBS structure, so that the manufacturing cost can be lowered or the manufacturing yield can be increased.
  • a display device suitable for a moving body it is possible to provide a display device suitable for space saving. Alternatively, a highly reliable display device can be provided.
  • FIG. 1A is a schematic top view showing one aspect of the present invention
  • FIG. 1B is a partially enlarged view
  • FIG. 1C is a perspective view of a display device seen from inside the vehicle.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view showing one aspect of the present invention
  • FIG. 2B is a cross-sectional view showing a modified example.
  • 3A is a perspective view illustrating one form of the light emitting device
  • FIGS. 3B and 3D are partially enlarged views of a pixel portion
  • FIG. 3C is a cross-sectional view illustrating one form of the light emitting device.
  • FIG. 4A is a block diagram illustrating one form of the light emitting device
  • FIG. 4B is a pixel circuit diagram of the light emitting device.
  • 5A to 5E are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a light emitting device.
  • 6A to 6D are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a light emitting device.
  • 7A and 7B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a light emitting device.
  • 8A and 8B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a light emitting device.
  • 9A and 9B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a light emitting device.
  • FIG. 10A is a perspective view illustrating one form of the light emitting device
  • FIG. 10B is a cross-sectional view illustrating one form of the light emitting device.
  • 11A and 11B are cross-sectional views illustrating one form of a light emitting device.
  • 12A and 12B are cross-sectional views illustrating one form of a light emitting device.
  • 13A and 13B are cross-sectional views illustrating a configuration example of a light emitting element.
  • 14A to 14C are cross-sectional views illustrating another configuration example of the display panel showing one aspect of the present invention.
  • 15A is a top view
  • FIGS. 15B and 15C are sectional views showing a configuration example of a display device.
  • 16A and 16B are sectional views showing a configuration example of a display device.
  • 17A to 17F are cross-sectional views showing an example of a method for manufacturing a display device.
  • 18A to 18E are cross-sectional views showing an example of a method for manufacturing a display device and an example of a configuration of the display device.
  • 19A to 19E are cross-sectional views showing an example of a method for manufacturing a display device and an example of a configuration of the display device.
  • 20A to 20C are views showing an example of a method for manufacturing a display device.
  • FIG. 20D is a cross-sectional view showing a configuration example of the display device.
  • 21A and 21B are sectional views showing a configuration example of a display device.
  • 22A to 22C are cross-sectional views showing a configuration example of the display device.
  • 23A and 23B are cross-sectional views showing a configuration example of the display device.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view showing an example of the display device.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 26A is a cross-sectional view showing an example of a display device, and FIG. 26B is an enlarged cross-sectional view of a part of the display device.
  • 27A is a top view showing an example of a display device, and FIGS. 27B to 27D are sectional views showing a configuration example of the display device.
  • 28A to 28E are cross-sectional views showing an example of a method for manufacturing a display device.
  • 29A to 29D are cross-sectional views showing an example of a method for manufacturing a display device.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view showing a configuration example of the display device.
  • 32A to 32D are cross-sectional views showing an example of a method for manufacturing a display device.
  • 33A to 33E are cross-sectional views showing an example of a method for manufacturing a display device.
  • 34A and 34B are cross-sectional views showing a configuration example of the display device.
  • 35A to 35F are cross-sectional views showing an example of a method for manufacturing a display device.
  • 36A is a cross-sectional view showing an example of a display device
  • FIG. 36B is an enlarged cross-sectional view of a part of the display device.
  • FIG. 37A is a cross-sectional view showing an example of the display device
  • FIG. 37B is an enlarged cross-sectional view of a part of the display device.
  • FIG. 38 is a perspective view showing an example of a display device.
  • 39A and 39B are perspective views showing an example of a display panel.
  • 40A to 40D are cross-sectional views showing a configuration example of a light emitting element.
  • 41A to 41D are perspective views showing an example of a transportation vehicle.
  • 42A to 42C are perspective views showing an application example of the display device, and
  • FIG. 42D is a diagram showing an example of a cross section of the display device.
  • FIG. 1A is a schematic top view of an electric vehicle which is an example of a moving body.
  • the electric vehicle 11 distributes the steering front wheel 12, the driving rear wheel 13, the motor 14 for driving the two driving rear wheels 13, and the driving force of the motor 14 to the two driving rear wheels 13, and transmits the transmission 15. It has a drive device such as.
  • the direction of the steering front wheel 12 can be changed by operating the steering wheel 18.
  • the motor 14 is an AC motor, and the DC power of the secondary battery 17 is converted into AC by the inverter 16 and supplied to the motor 14.
  • a window glass 30R is arranged on the right side surface of the driver.
  • a window glass 30L is arranged on the left side of the auxiliary seat.
  • the driver operates the steering wheel 18 and steps on the accelerator pedal (not shown), so that the control circuit detects a signal from the accelerator pedal stroke sensor (not shown) and controls the output of the motor 14 based on the signal. do.
  • These signals are controlled by a control circuit called an ECU (Electronic Control Unit).
  • the ECU is connected to a CAN (Controller Area Network) provided in the electric vehicle.
  • CAN is one of the serial communication standards used as an in-vehicle LAN.
  • the ECU also includes a microcomputer. Further, the ECU uses a CPU or a GPU. The ECU also controls charging or discharging of the secondary battery 17.
  • the secondary battery 17 is arranged below the rear seat, and windowpanes 20R and 20L are arranged on the left and right side surfaces of the passengers on the rear seat, respectively.
  • a polarizing film may be used as the film 22R having a light-shielding layer. Since the outside light is strong during daytime driving, the display is easier to see when the display panel 21R and the film 22R having a light-shielding layer are overlapped with each other. When traveling at night, the film 22R having a light-shielding layer is unnecessary, and the display is easier to see when the film 22R is not overlapped. Further, when the smoke film is always attached to the inside of the window, the film 22R having a light-shielding layer and its moving mechanism can be eliminated.
  • FIG. 1B An enlarged top view of the vicinity of the window glass 20R is shown in FIG. 1B.
  • the display panel 21R is arranged so as to overlap the window glass 20R from the viewpoint of a passenger boarding the rear seat, and a film 22R having a light-shielding layer is arranged between the display panel 21R and the window glass 20R.
  • a double-sided injection type display device which is also called a dual emission structure, for the display panel 21R.
  • the double-sided injection type display device refers to a structure in which a pair of electrodes of a light emitting element have translucency in a bottom emission structure or a top emission structure.
  • the display panel 21R When a double-sided injection type display device is used as the display panel 21R, the display appears to overlap with the outside scenery when viewed from the passengers in the rear seats. Therefore, the display may not be clear due to the outside scenery or outside light. In such a case, the contrast can be improved by using the film 22R having a light-shielding layer.
  • FIG. 1C shows a perspective view seen from a passenger boarding the rear seat. It is illustrated that the display panel 21R is arranged on the rear door provided with the window glass 20R and has an area overlapping the film 22R having a light shielding layer and the window glass 20R. Further, the film 22R having a light-shielding layer and the display panel 21R are projected from the opening 24R provided in the door trim 23R.
  • FIG. 1C shows an example in which it overlaps with about half of the window glass 20R for the sake of clarity, the position of the display panel 21R is moved so as to overlap with most of the window glass by the first driving means described later. Can be made to.
  • the display panel 21R does not have to be completely housed, and may be arranged so that a part of the display panel 21R is always exposed.
  • FIG. 2A shows a cross-sectional structure view of the vicinity of the door trim 23R and the window glass 20R.
  • the window glass 20R having a flat surface is shown for simplification, the window glass actually has a curved surface according to the vehicle body.
  • An opening 24R is provided in the upper part of the door trim 23R, and has a mechanism for projecting or storing the display panel 21R and the film 22R having a light-shielding layer from the opening 24R.
  • a first driving means composed of a motor (not shown) for rotating the rollers 25, 26 and the rollers 25, 26 is provided so that the display panel 21R overlaps with the window glass 20R when viewed from the passenger in the rear seat. There is.
  • the display panel 21R is moved up and down by the first driving means.
  • the first driving means is arranged in the space provided between the window glass 20R and the door trim 23R.
  • the door trim 23R uses a hard plastic material.
  • the film 22R having a light-shielding layer is wound around the take-up shaft 22A, and is a second drive means composed of a motor (not shown) or a fixed portion (not shown) for rotating the take-up shaft 22A. Is provided.
  • the second driving means is arranged in the space provided between the window glass 20R and the door trim 23R.
  • an exterior body portion 27 of the vehicle is provided on the outside of the window glass 20R of FIG. 2A, and a rubber member 29 is provided between the exterior body portion 27 and the window glass 20R so that rain does not enter the gap. .. Further, a rubber member 29 is also provided between the window glass 20R and the door trim 23R. Further, the exterior body portion 27 is made of the same metal material as the interior body portion 28 and functions as a skeleton of the door.
  • the display panel 21R may be provided with a touch input panel. By providing the touch input panel, the passenger can freely adjust the position of the display panel.
  • FIG. 2B shows a modified example of FIG. 2A.
  • FIG. 2B the same reference numerals are used for the parts common to those in FIG. 2A, and the description of the same parts will be omitted.
  • FIG. 2B illustrates a flexible display panel 31R that can be wound around the take-up shaft 31A.
  • a first drive means including a motor (not shown) for rotating the take-up shaft 31A so that the flexible display panel 31R overlaps with the window glass 20R from the viewpoint of a passenger in the rear seat is provided.
  • the thickness of the flexible display panel 31R is also thin, the area of the opening 24R provided in the door trim 23R is small, which is preferable. Further, since the space for storing the flexible display panel 31R inside the door trim 23R can be reduced, it can be stored.
  • an example of a vehicle with a right-hand drive is shown, but the present invention is not particularly limited. Further, although an electric vehicle using a secondary battery is shown as an example, the present invention is not particularly limited.
  • the display panel is not particularly limited and may be a display panel used by a driver in the driver's seat. In that case, a film having a display panel and a light-shielding layer will be installed in the vicinity of the window glass 30R.
  • FIG. 3A is a perspective view of the display panel 250.
  • the display panel 250 shown in this embodiment has a display area 231, a drive circuit 232, and a drive circuit 233.
  • FIG. 3B is an enlarged view of a part of the display area 231 shown as the portion 231a in FIG. 3A.
  • FIG. 3C is a cross-sectional view of a portion shown by the alternate long and short dash line D1-D2 in FIG. 3A.
  • a light emitting device having a bottom emission structure is exemplified as the display panel 250.
  • the display panel 250 has a plurality of light emitting units 132 arranged in a matrix.
  • a plurality of light emitting units 132 are arranged in a matrix in the display area 231.
  • the light emitting unit 132 has a light emitting element 125 including an electrode 115, an EL layer 117, and an electrode 118.
  • a transistor 242 for controlling the amount of light emitted from the light emitting element 125 is connected to each light emitting element 125.
  • the region in which the light emitting unit 132 is not formed includes a region through which visible light is transmitted.
  • the region that transmits visible light in the display region 231 is referred to as a translucent portion 133.
  • FIG. 3D an example of a light-shielding pattern of the film 22R having a light-shielding layer overlapping the translucent portion 133 is shown in FIG. 3D.
  • the display panel 250 exemplified in this embodiment functions as an active matrix type display device.
  • the display panel 250 has a terminal electrode 216.
  • the terminal electrode 216 is electrically connected to the external electrode 124 via the anisotropic conductive connection layer 123. Further, the terminal electrode 216 is electrically connected to the drive circuit 232 and the drive circuit 233.
  • the drive circuit 232 and the drive circuit 233 are composed of a plurality of transistors 252.
  • the drive circuit 232 and the drive circuit 233 have a function of determining to which light emitting element 125 in the display region 231 the signal supplied from the external electrode 124 is supplied.
  • the transistor 242 and the transistor 252 have a gate electrode 206, a gate insulating layer 207, a semiconductor layer 208, a source electrode 209a, and a drain electrode 209b. Further, the wiring 219 is formed on the same layer as the source electrode 209a and the drain electrode 209b. Further, the insulating layer 210 is formed on the transistor 242 and the transistor 252, and the insulating layer 211 is formed on the insulating layer 210. Further, the electrode 115 is formed on the insulating layer 211. The electrode 115 is electrically connected to the drain electrode 209b via an opening formed in the insulating layer 210 and the insulating layer 211. Further, the partition wall 104 is formed on the electrode 115, and the EL layer 117 and the electrode 118 are formed on the electrode 115 and the partition wall 104.
  • the display panel 250 has a structure in which the substrate 151 and the substrate 103 are bonded to each other via the adhesive layer 120.
  • an insulating layer 203 is formed on the substrate 151 via the adhesive layer 152.
  • the insulating layer 203 is preferably formed of silicon oxide, silicon nitride, silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide, aluminum oxide, or aluminum nitride in a single layer or multiple layers.
  • the insulating layer 203 can be formed by using a sputtering method, a CVD method, a thermal oxidation method, a coating method, or a printing method.
  • the insulating layer 203 functions as a base layer, and can prevent or reduce the diffusion of moisture or impurity elements from the substrate 151 or the adhesive layer 152 to the transistor or the light emitting element.
  • the display panel 250 exemplified in the present embodiment can display characters or images in the display area 231 by turning on or off a plurality of light emitting elements 125 with arbitrary brightness. Therefore, the display panel 250 shown in the present embodiment can function not only as a lighting device but also as a display device.
  • the present invention it is possible to realize a display device having good display quality. Further, according to one aspect of the present invention, it is possible to realize a display device with low power consumption.
  • the percentage of the occupied area of the translucent portion 133 with respect to the occupied area of the display area 231 is preferably 80% or less, more preferably 50% or less, and further preferably 20% or less. preferable.
  • the light transmittance is large, the state of the substrate 103 side can be visually recognized more clearly.
  • FIG. 3B shows the distance from the center of the two adjacent light emitting units 132 to the center as the pitch P.
  • the pitch P is preferably 1 cm or less, more preferably 5 mm or less, and even more preferably 1 mm or less.
  • the number of light emitting units 132 per inch is 200 or more (200 dpi or more, about 127 ⁇ m or less in terms of pitch P), preferably 300 or more (300 dpi or more, about 80 ⁇ m or less in terms of pitch P), the light emitting units
  • the uniformity of the light emitted from the 132 and the visibility on the substrate 103 side can be improved.
  • a microlens array or a light diffusing film may be provided at a position superimposing on the light emitting unit 132.
  • a light emitting device having a bottom emission structure (bottom emission structure) is exemplified, but a light emitting device having a top emission structure (top injection structure) or a dual emission structure (double-sided injection structure) can also be used. ..
  • FIG. 4A is a block diagram for explaining the configuration of the display panel 250.
  • the display panel 250 has a display area 231, a drive circuit 232, and a drive circuit 233.
  • the drive circuit 232 functions as, for example, a scanning line drive circuit.
  • the drive circuit 233 functions as, for example, a signal line drive circuit.
  • the display panel 250 is arranged in parallel or substantially parallel to each of the m scanning lines 135 whose potential is controlled by the drive circuit 232, and each is arranged in parallel or substantially parallel to each other. It has n signal lines 136 whose potential is controlled by the drive circuit 233. Further, the display area 231 has a plurality of light emitting units 132 arranged in a matrix. Further, the drive circuit 232 and the drive circuit 233 may be collectively referred to as a drive circuit unit.
  • Each scanning line 135 is electrically connected to n light emitting units 132 arranged in any of the light emitting units 132 arranged in m rows and n columns in the display area 231. Further, each signal line 136 is electrically connected to m light emitting units 132 arranged in any of the light emitting units 132 arranged in m rows and n columns. Both m and n are integers of 1 or more.
  • FIG. 4B shows a circuit configuration that can be used for the light emitting unit 132 of the display device shown in FIG. 4A.
  • the light emitting unit 132 shown in FIG. 4B includes a transistor 431, a capacitive element 243, a transistor 242, and a light emitting element 125.
  • One of the source electrode and the drain electrode of the transistor 431 is electrically connected to a wiring (hereinafter referred to as a signal line DL_n) to which a data signal is given. Further, the gate electrode of the transistor 431 is electrically connected to a wiring (hereinafter referred to as a scanning line GL_m) to which a gate signal is given.
  • the transistor 431 has a function of controlling the writing of the data signal to the node 435.
  • One of the pair of electrodes of the capacitive element 243 is electrically connected to the node 435 and the other is electrically connected to the node 437. Further, the other of the source electrode and the drain electrode of the transistor 431 is electrically connected to the node 435.
  • the capacitance element 243 has a function as a holding capacitance for holding the data written in the node 435.
  • One of the source electrode and the drain electrode of the transistor 242 is electrically connected to the potential supply line VL_a, and the other is electrically connected to the node 437. Further, the gate electrode of the transistor 242 is electrically connected to the node 435.
  • One of the anode and cathode of the light emitting element 125 is electrically connected to the potential supply line VL_b, and the other is electrically connected to the node 437.
  • the light emitting element 125 for example, an organic electroluminescence element (also referred to as an organic EL element) can be used.
  • an organic electroluminescence element also referred to as an organic EL element
  • the light emitting element 125 is not limited to this, and an inorganic EL element made of an inorganic material may be used.
  • One of the potential supply line VL_a and the potential supply line VL_b is given a high power supply potential VDD, and the other is given a low power supply potential VSS.
  • the light emitting unit 132 of each line is sequentially selected by the drive circuit 232, the transistor 431 is turned on, and the data signal is written to the node 435.
  • the light emitting unit 132 in which data is written to the node 435 is put into a holding state when the transistor 431 is turned off. Further, the amount of current flowing between the source electrode and the drain electrode of the transistor 242 is controlled according to the potential of the data written in the node 435, and the light emitting element 125 emits light with brightness corresponding to the amount of flowing current. By doing this sequentially line by line, the image can be displayed.
  • display elements include liquid crystal elements, electrophoresis elements, electronic inks, electrowetting elements, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), Digital Micromirror Devices (DMD), DMS (Digital Micro Shutter), or It is also possible to use an IMOD (interferometric modulation) element.
  • MEMS Micro Electro Mechanical Systems
  • DMD Digital Micromirror Devices
  • DMS Digital Micro Shutter
  • IMOD interferometric modulation
  • FIGS. 5 to 22 are views corresponding to the cross sections of the portions shown by the alternate long and short dash lines D1-D2 in FIG. 3A.
  • the release layer 153 is formed on the element forming substrate 102 (see FIG. 5A).
  • the element forming substrate 102 a glass substrate, a quartz substrate, a sapphire substrate, a ceramic substrate, or a metal substrate can be used. Further, a plastic substrate having heat resistance that can withstand the processing temperature of the present embodiment may be used.
  • a glass material such as aluminosilicate glass, aluminoborosilicate glass, and barium borosilicate glass is used.
  • a glass material such as aluminosilicate glass, aluminoborosilicate glass, and barium borosilicate glass.
  • barium oxide BaO
  • crystallized glass can be used.
  • the release layer 153 is an element selected from tungsten, molybdenum, titanium, tantalum, niobium, nickel, cobalt, zirconium, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, and silicon, or an alloy material containing the element, or the element. It can be formed using a compound material containing. Further, these materials can be formed as a single layer or laminated.
  • the crystal structure of the release layer 153 may be amorphous, microcrystal, or polycrystal.
  • the release layer 153 can also be formed by using aluminum oxide, gallium oxide, zinc oxide, titanium dioxide, indium oxide, indium tin oxide, indium zinc oxide, or a metal oxide of InGaZnO (IGZO).
  • IGZO InGaZnO
  • the release layer 153 can be formed by a sputtering method, a CVD method, a coating method, or a printing method.
  • the coating method includes a spin coating method, a droplet ejection method, and a dispensing method.
  • the release layer 153 When the release layer 153 is formed of a single layer, it is preferable to use tungsten, molybdenum, or a material containing tungsten and molybdenum. Alternatively, when the release layer 153 is formed by a single layer, it is preferable to use a tungsten oxide or oxide nitride, a molybdenum oxide or oxide nitride, or an oxide or oxide of a material containing tungsten and molybdenum. ..
  • a layer containing tungsten is formed by contacting the layer containing tungsten to form an oxide insulating layer. It may be utilized that a layer containing a tungsten oxide is formed at the interface between the oxide insulating layer and the oxide insulating layer. Further, the surface of the layer containing tungsten may be treated with a thermal oxidation treatment, an oxygen plasma treatment, or a solution having a strong oxidizing power such as ozone water to form a layer containing a tungsten oxide.
  • a glass substrate is used as the element forming substrate 102.
  • tungsten is formed as the release layer 153 on the device forming substrate 102 by a sputtering method.
  • the insulating layer 203 is formed on the peeling layer 153 as a base layer (see FIG. 5A).
  • the insulating layer 203 is preferably formed of silicon oxide, silicon nitride, silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide, aluminum oxide, or aluminum nitride in a single layer or multiple layers.
  • the insulating layer 203 may have a two-layer structure in which silicon oxide and silicon nitride are laminated, or may have a five-layer structure in which the above materials are combined.
  • the insulating layer 203 can be formed by using a sputtering method, a CVD method, a thermal oxidation method, a coating method, or a printing method.
  • the thickness of the insulating layer 203 may be 30 nm or more and 500 nm or less, preferably 50 nm or more and 400 nm or less.
  • the insulating layer 203 can prevent or reduce the diffusion of impurity elements from the element forming substrate 102 or the peeling layer 153. Further, even after the element forming substrate 102 is replaced with the substrate 151, the diffusion of the impurity element from the substrate 151 or the adhesive layer 152 to the light emitting element 125 can be prevented or reduced.
  • a laminated film of silicon nitride having a thickness of 200 nm and silicon nitride having a thickness of 50 nm is used as the insulating layer 203 by the plasma CVD method.
  • the gate electrode 206 is formed on the insulating layer 203 (see FIG. 5A).
  • the gate electrode 206 is formed by using a metal element selected from aluminum, chromium, copper, tantalum, titanium, molybdenum, and tungsten, an alloy containing the above-mentioned metal element as a component, or an alloy combining the above-mentioned metal elements. be able to. Further, a metal element selected from any one or more of manganese and zirconium may be used. Further, the gate electrode 206 may have a single-layer structure or a laminated structure having two or more layers.
  • an alloy film or a nitride film in which one or a plurality selected from titanium, tantalum, tungsten, molybdenum, chromium, neodymium, and scandium may be combined with aluminum may be used.
  • the gate electrode 206 has an indium tin oxide, an indium oxide containing tungsten oxide, an indium zinc oxide containing tungsten oxide, an indium oxide containing titanium oxide, an indium tin oxide containing titanium oxide, and an indium zinc oxide.
  • a translucent conductive material such as indium zinc oxide with silicon oxide added can also be applied. Further, it is also possible to form a laminated structure of the conductive material having the translucency and the metal element.
  • a conductive film to be a gate electrode 206 is laminated on the insulating layer 203 by a sputtering method, a CVD method, or a vapor deposition method, and a resist mask is formed on the conductive film by a photolithography step.
  • a part of the conductive film to be the gate electrode 206 is etched with a resist mask to form the gate electrode 206. At this time, other wiring and electrodes can be formed at the same time.
  • the conductive film may be etched by a dry etching method or a wet etching method, or both may be used.
  • etching is performed by the dry etching method, it is possible to easily remove the resist mask using a stripping solution by performing an ashing treatment before removing the resist mask.
  • the gate electrode 206 may be formed by an electrolytic plating method, a printing method, or an inkjet method instead of the above forming method.
  • the thickness of the conductive film that is, the thickness of the gate electrode 206 is 5 nm or more and 500 nm or less, more preferably 10 nm or more and 300 nm or less, and more preferably 10 nm or more and 200 nm or less.
  • the gate electrode 206 by forming the gate electrode 206 using a conductive material having a light-shielding property, it is possible to make it difficult for light from the outside to reach the semiconductor layer 208 from the gate electrode 206 side. As a result, fluctuations in the electrical characteristics of the transistor due to light irradiation can be suppressed.
  • the gate insulating layer 207 is formed (see FIG. 5A).
  • the gate insulating layer 207 may contain, for example, silicon oxide, silicon oxide nitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, aluminum oxide, a mixture of aluminum oxide and silicon oxide, hafnium oxide, gallium oxide or Ga-Zn-based metal oxide, or silicon nitride. It may be used, and it may be provided in a laminated or single layer.
  • hafnium silicate HfSiO x
  • nitrogen-added hafnium silicate HfSi x Oy N z
  • nitrogen-added hafnium aluminate HfAl x O y N z
  • hafnium oxide By using a high-k material such as yttrium oxide, the gate leak of the transistor can be reduced.
  • it may be a laminate of silicon oxide and hafnium oxide.
  • the thickness of the gate insulating layer 207 is preferably 5 nm or more and 400 nm or less, more preferably 10 nm or more and 300 nm or less, and more preferably 50 nm or more and 250 nm or less.
  • the gate insulating layer 207 can be formed by a sputtering method, a CVD method, or a vapor deposition method.
  • a depositary gas containing silicon and an oxidizing gas as the raw material gas.
  • the sedimentary gas containing silicon include silane, disilane, trisilane, and fluorinated silane.
  • Oxidizing gases include oxygen, ozone, nitrous oxide and nitrogen dioxide.
  • the gate insulating layer 207 may have a laminated structure in which the nitride insulating layer and the oxide insulating layer are laminated in order from the gate electrode 206 side.
  • the nitride insulating layer By providing the nitride insulating layer on the gate electrode 206 side, it is possible to prevent hydrogen, nitrogen, alkali metal, or alkaline earth metal from moving to the semiconductor layer 208 from the gate electrode 206 side.
  • nitrogen, alkali metal, or alkaline earth metal functions as an impurity element of a semiconductor. Hydrogen also functions as an impurity element in oxide semiconductors. Therefore, the "impurities" in the present specification shall include hydrogen, nitrogen, alkali metals, or alkaline earth metals.
  • the defect level at the interface between the gate insulating layer 207 and the semiconductor layer 208 can be reduced by providing the oxide insulating layer on the semiconductor layer 208 side. .. As a result, it is possible to obtain a transistor with less deterioration in electrical characteristics.
  • the oxide insulating layer is formed by using an oxide insulating layer containing more oxygen than oxygen satisfying the chemical quantitative composition, the gate insulating layer 207 is formed. It is preferable because it is possible to further reduce the defect level at the interface of the semiconductor layer 208.
  • the gate insulating layer 207 is a laminate of the nitride insulating layer and the oxide insulating layer as described above, it is preferable to make the nitride insulating layer thicker than the oxide insulating layer.
  • the nitride insulating layer has a higher relative permittivity than the oxide insulating layer, the electric field generated in the gate electrode 206 can be efficiently transmitted to the semiconductor layer 208 even if the thickness of the gate insulating layer 207 is increased. Further, by thickening the entire gate insulating layer 207, the dielectric strength of the gate insulating layer 207 can be increased. Therefore, the reliability of the light emitting device can be improved.
  • a first nitride insulating layer having few defects, a second nitride insulating layer having a high hydrogen blocking property, and an oxide insulating layer are laminated in order from the gate electrode 206 side. It can be a laminated structure.
  • the dielectric strength of the gate insulating layer 207 can be improved.
  • the gate electrode 206 and the first nitride insulating layer are included by providing the gate insulating layer 207 with a second nitride insulating layer having a high hydrogen blocking property. It is possible to prevent the hydrogen from moving to the semiconductor layer 208.
  • a silicon nitride film having few defects is formed as a first nitride insulating layer by a plasma CVD method using a mixed gas of silane, nitrogen, and ammonia as a raw material gas.
  • the raw material gas is switched to a mixed gas of silane and nitrogen, and a silicon nitride film having a low hydrogen concentration and capable of blocking hydrogen is formed as a second nitride insulating layer.
  • the gate insulating layer 207 is oxidized by a third nitride insulating layer having a high impurity blocking property, a first nitride insulating layer having few defects, and a second nitride insulating layer having a high hydrogen blocking property.
  • the material insulating layer can have a laminated structure in which the material insulating layer is laminated in order from the gate electrode 206 side.
  • a silicon nitride film having a high blocking property for impurities is formed as a third nitride insulating layer by a plasma CVD method using a mixed gas of silane, nitrogen, and ammonia as a raw material gas.
  • a silicon nitride film having few defects is formed as the first nitride insulating layer.
  • the raw material gas is switched to a mixed gas of silane and nitrogen, and a silicon nitride film having a low hydrogen concentration and capable of blocking hydrogen is formed as a second nitride insulating layer.
  • a silicon nitride film having a low hydrogen concentration and capable of blocking hydrogen is formed as a second nitride insulating layer.
  • the gallium oxide film when the gallium oxide film is formed as the gate insulating layer 207, it can be formed by using a MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method.
  • MOCVD Metal Organic Chemical Vapor Deposition
  • the semiconductor layer 208 on which the channel of the transistor is formed and the insulating layer containing hafnium oxide are laminated via the oxide insulating layer, and electrons are injected into the insulating layer containing hafnium oxide to form the threshold of the transistor.
  • the value voltage can be changed.
  • the semiconductor layer 208 can be formed by using an amorphous semiconductor, a microcrystalline semiconductor, or a polycrystalline semiconductor.
  • amorphous silicon or microcrystalline germanium can be used.
  • compound semiconductors such as silicon carbide, gallium arsenide, oxide semiconductors, or nitride semiconductors, or organic semiconductors can be used.
  • the semiconductor layer 208 can be formed by a CVD method such as a plasma CVD method, an LPCVD method, a metal CVD method, or a MOCVD method, or an ALD method, a sputtering method, or a vapor deposition method. If the semiconductor layer 208 is formed into a film by a method such as the MOCVD method that does not use plasma, damage to the surface to be formed can be reduced.
  • a CVD method such as a plasma CVD method, an LPCVD method, a metal CVD method, or a MOCVD method, or an ALD method, a sputtering method, or a vapor deposition method.
  • the thickness of the semiconductor layer 208 is 3 nm or more and 200 nm or less, preferably 3 nm or more and 100 nm or less, and more preferably 3 nm or more and 50 nm or less.
  • an oxide semiconductor film having a thickness of 30 nm is formed as the semiconductor layer 208 by a sputtering method.
  • a resist mask is formed on the oxide semiconductor film, and a part of the oxide semiconductor film is selectively etched by using the resist mask to form the semiconductor layer 208.
  • the resist mask can be formed by appropriately using a photolithography method, a printing method, or an inkjet method. When the resist mask is formed by the inkjet method, the manufacturing cost can be reduced because the photomask is not used.
  • the oxide semiconductor film may be etched by a dry etching method or a wet etching method, or both may be used. After the etching of the oxide semiconductor film is completed, the resist mask is removed (see FIG. 5B).
  • Source electrode 209a and drain electrode 209b Next, the source electrode 209a, the drain electrode 209b, the wiring 219, and the terminal electrode 216 are formed (see FIG. 5C). First, a conductive film is formed on the gate insulating layer 207 and the semiconductor layer 208.
  • a metal composed of aluminum, titanium, chromium, nickel, copper, yttrium, zirconium, molybdenum, silver, tantalum, or tungsten, or an alloy containing this as a main component may be used as a single-layer structure or a laminated structure.
  • An oxygen-containing conductive material such as indium-tin oxide to which silicon oxide has been added, and a nitrogen-containing conductive material such as titanium nitride and tantalum nitride may be used.
  • a nitrogen-containing conductive material such as titanium nitride and tantalum nitride
  • the above-mentioned material containing a metal element, a conductive material containing oxygen, and a conductive material containing nitrogen are combined.
  • the thickness of the conductive film is 5 nm or more and 500 nm or less, more preferably 10 nm or more and 300 nm or less, and more preferably 10 nm or more and 200 nm or less.
  • an indium tin oxide film having a thickness of 300 nm is formed as a conductive film.
  • a part of the conductive film is selectively etched using a resist mask, and the source electrode 209a, the drain electrode 209b, the wiring 219, and the terminal electrode 216 (another electrode or wiring formed of the same layer thereof) are selected.
  • the resist mask can be formed by appropriately using a photolithography method, a printing method, or an inkjet method. When the resist mask is formed by the inkjet method, the manufacturing cost can be reduced because the photomask is not used.
  • the conductive film may be etched by a dry etching method or a wet etching method, or both may be used.
  • a part of the exposed semiconductor layer 208 may be removed by the etching step. After the etching of the conductive film is completed, the resist mask is removed.
  • the transistor 242 and the transistor 252 are formed.
  • the insulating layer 210 is formed on the source electrode 209a, the drain electrode 209b, the wiring 219, and the terminal electrode 216 (see FIG. 5D).
  • the insulating layer 210 can be formed by the same material and method as the insulating layer 203.
  • an oxide semiconductor is used for the semiconductor layer 208
  • an insulating layer containing oxygen at least in a region of the insulating layer 210 in contact with the semiconductor layer 208.
  • the insulating layer 210 is laminated with a plurality of layers, at least the layer in contact with the semiconductor layer 208 may be formed of silicon oxide.
  • opening 128 a part of the insulating layer 210 is selectively etched using a resist mask to form an opening 128 (see FIG. 5D). At this time, other openings (not shown) can be formed at the same time.
  • the resist mask can be formed by appropriately using a photolithography method, a printing method, or an inkjet method. When the resist mask is formed by the inkjet method, the manufacturing cost can be reduced because the photomask is not used.
  • the etching of the insulating layer 210 may be a dry etching method or a wet etching method, or both may be used.
  • the opening 128 By forming the opening 128, a part of the drain electrode 209b and the terminal electrode 216 is exposed. After forming the opening 128, the resist mask is removed.
  • the insulating layer 211 is formed on the insulating layer 210 (see FIG. 5E).
  • the insulating layer 211 can be formed by the same material and method as the insulating layer 203.
  • the insulating layer 211 may be flattened.
  • the flattening treatment is not particularly limited, but can be performed by a polishing treatment (for example, a chemical mechanical polishing (CMP)) or a dry etching treatment.
  • CMP chemical mechanical polishing
  • the polishing process can be omitted.
  • an insulating material having a flattening function for example, an organic material such as a polyimide resin or an acrylic resin can be used.
  • low dielectric constant materials low-k materials
  • the insulating layer 211 may be formed by laminating a plurality of insulating layers formed of these materials.
  • the opening 129 can be formed by forming a resist mask on the insulating layer 211 by a photolithography step and etching a region of the insulating layer 211 not covered by the resist mask. The surface of the drain electrode 209b is exposed by forming the opening 129.
  • the opening 129 can be formed without using a resist mask.
  • the insulating layer 211 and the opening 129 are formed by using a photosensitive acrylic resin.
  • the electrode 115 is formed on the insulating layer 211 (see FIG. 6A).
  • the electrode 115 is preferably formed by using a conductive material that transmits light emitted by the EL layer 117 that is later formed.
  • a material having a larger work function and translucency than the EL layer 117 for example, indium tin oxide is used.
  • the electrode 115 may be formed by an electrolytic plating method, a printing method, or an inkjet method.
  • the electrode 115 is not limited to a single layer, and may have a laminated structure of a plurality of layers.
  • the layer in contact with the EL layer 117 may be a layer having a larger work function and translucency than the EL layer 117 such as indium tin oxide.
  • the display device having a bottom emission structure is exemplified, but it may be a display device having a top emission structure (top injection structure) or a dual emission structure (double-sided injection structure). ..
  • the electrode 115 can be formed by forming a conductive film to be the electrode 115 on the insulating layer 211, forming a resist mask on the conductive film, and etching a region not covered by the resist mask of the conductive film.
  • a dry etching method, a wet etching method, or an etching method in which both are combined can be used.
  • the resist mask can be formed by appropriately using a photolithography method, a printing method, or an inkjet method. When the resist mask is formed by the inkjet method, the manufacturing cost can be reduced because the photomask is not used.
  • the resist mask is removed.
  • partition wall 104 is formed (see FIG. 6B).
  • the partition wall 104 is provided to prevent the light emitting elements 125 of the adjacent light emitting units 132 from being unintentionally short-circuited electrically and causing erroneous light emission. Further, when a metal mask is used for forming the EL layer 117, which will be described later, it also has a function of preventing the metal mask from coming into contact with the electrode 115.
  • the partition wall 104 can be formed of an organic resin material such as an epoxy resin, an acrylic resin, or an imide resin, or an inorganic material such as silicon oxide.
  • the partition wall 104 is preferably formed so that the side wall thereof is an inclined surface formed with a taper or a continuous curvature.
  • the electrode 118 is formed on the EL layer 117 (see FIG. 6C). Since the electrode 118 is used as a cathode, it is preferable to form the electrode 118 using a material having a small work function capable of injecting electrons into the EL layer 117. Further, instead of a single metal layer having a small work function, a layer formed by forming an alkali metal or an alkaline earth metal having a small work function by several nm is formed as a buffer layer, and aluminum (Al) and titanium (Ti) are formed on the layer.
  • Metallic materials such as tantalum (Ta), tungsten (W), molybdenum (Mo), chromium (Cr), or macnesium (Mg), conductive oxide materials such as indium tin oxide, or semiconductor materials. May be formed by laminating. Further, as the buffer layer, an oxide of an alkaline earth metal, a halide, or a magnesium-silver alloy can also be used.
  • a laminate of aluminum and titanium is used as the electrode 118.
  • the electrode 118 can be formed by a vapor deposition method using a metal mask. Further, in the present embodiment, lithium fluoride having a thickness of several nm is formed between the EL layer 117 and the electrode 118 in order to facilitate the injection of electrons into the EL layer 117.
  • the metal mask used in this embodiment is a metal plate having a plurality of openings arranged in a matrix. First, lithium fluoride is vapor-deposited through the metal mask, then aluminum is vapor-deposited, and then titanium is vapor-deposited, so that the position on the EL layer 117 overlaps with the opening of the metal mask. It is possible to form an electrode 118 with lithium oxide.
  • the light emitting element 125 is formed by the electrode 115, the EL layer 117, and the electrode 118.
  • the substrate 103 is formed on the element forming substrate 102 via the adhesive layer 120 (see FIGS. 6D and 7A).
  • the substrate 103 is made of polyethylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate resin, polyacrylonitrile resin, polyimide resin, polymethylmethacrylate resin, polycarbonate resin, polyether sulfone resin, polyamide resin, cycloolefin resin, polystyrene resin, polyamideimide resin, or polychloride. Vinyl resin can be used.
  • a photocurable adhesive, a reaction-curable adhesive, a thermosetting adhesive, or an anaerobic adhesive can be used.
  • an epoxy resin for example, an acrylic resin, or an imide resin can be used.
  • a desiccant zeolite
  • the substrate 103 Since the substrate 103 is formed so as to face the element forming substrate 102, the substrate 103 may be referred to as an "opposed substrate".
  • the element forming substrate 102 in contact with the insulating layer 203 via the peeling layer 153 is peeled from the insulating layer 203 (see FIG. 7B).
  • mechanical force may be applied (a process of peeling with a human hand or a jig, a process of separating while rotating a roller, ultrasonic waves).
  • a cut is made in the release layer 153 with a sharp blade or laser light irradiation, and water is injected into the cut.
  • spray water in the form of mist into the notch can be easily peeled from the insulating layer 203 by allowing water to seep between the peeling layer 153 and the insulating layer 203 due to the capillary phenomenon.
  • the substrate 151 is attached to the insulating layer 203 via the adhesive layer 152 (see FIGS. 8A and 8B).
  • the adhesive layer 152 the same material as the adhesive layer 120 can be used.
  • a 20 ⁇ m-thick aramid polyamide resin
  • opening 122 Next, the substrate 103 and the adhesive layer 120 in the region overlapping the terminal electrode 216 and the opening 128 are removed to form the opening 122 (see FIG. 9A). By forming the opening 122, a part of the surface of the terminal electrode 216 is exposed.
  • the anisotropic conductive connection layer 123 is formed in the opening 122, and the external electrode 124 for inputting electric power or a signal to the display panel 250 is formed on the anisotropic conductive connection layer 123 (see FIG. 9B). ..
  • the terminal electrode 216 is electrically connected to the external electrode 124 via the anisotropic conductive connection layer 123.
  • an FPC Flexible printed circuit board
  • the anisotropic conductive connection layer 123 can be formed by using various anisotropic conductive films (ACF: Anisotropic Conducive Film) or anisotropic conductive paste (ACP: Anisotropic Conducive Paste).
  • ACF Anisotropic Conducive Film
  • ACP Anisotropic Conducive Paste
  • the anisotropic conductive connection layer 123 is obtained by curing a paste-like or sheet-like material in which conductive particles are mixed with a thermosetting, thermosetting and photocurable resin.
  • the anisotropic conductive connection layer 123 is a material that exhibits anisotropic conductivity by light irradiation or thermocompression bonding.
  • the conductive particles used in the anisotropic conductive connection layer 123 for example, particles in which a spherical organic resin is coated with a thin film metal of Au, Ni, or Co can be used.
  • the display panel 250 can be manufactured.
  • FIG. 10A is a perspective view of the display panel 300 having a top emission structure.
  • FIG. 10B is a cross-sectional view of a portion shown by the alternate long and short dash line D3-D4 in FIG. 10A.
  • the electrode 115 is formed by using a material having a function of reflecting light, and the electrode 118 is made of a material having a function of transmitting light. Is formed using.
  • the electrodes 115 and 118 are not limited to a single layer, and may have a laminated structure having a plurality of layers.
  • the layer in contact with the EL layer 117 is a layer such as indium tin oxide having a larger work function and translucency than the EL layer 117, and is in contact with the layer and has a reflectance.
  • Higher layers aluminum, alloys containing aluminum, or silver may be provided.
  • the external light 191 incident on the display panel 300 having the top emission structure from the substrate 151 side is transmitted to the substrate 103 side via the translucent portion 133. That is, the state of the substrate 151 side can be observed on the substrate 103 side via the translucent portion 133.
  • the light 192 emitted from the light emitting element 125 is emitted to the substrate 103 side. That is, even if the transistor is formed at the position where it overlaps with the light emitting unit 132, it does not interfere with the emission of the light 192. Therefore, the light 192 can be efficiently emitted and the power consumption can be reduced. In addition, since the circuit design becomes easy, the productivity of the light emitting device can be increased. Further, the transmittance of the translucent portion 133 can be improved by arranging the wiring arranged superimposing on the translucent portion 133 at the position superimposing on the light emitting portion 132. Therefore, the state of the substrate 151 side can be visually recognized more clearly.
  • FIG. 11A shows a configuration example for adding a colored layer to the display panel 300 having a top emission structure to form a display panel 300 having a top emission structure capable of displaying colors.
  • FIG. 11A is a diagram corresponding to the cross section of the portion shown by the alternate long and short dash line D3-D4 in FIG. 10A.
  • the display panel 300 having a top emission structure shown in FIG. 11A has a colored layer 266 and an overcoat layer 268 that covers the colored layer 266 on the substrate 103.
  • the colored layer 266 is formed so as to overlap with the light emitting portion 132.
  • the light 192 is colored in any color by passing through the colored layer 266.
  • the colored layer 266 can be formed by using various materials, a printing method, an inkjet method, and a photolithography method.
  • the overcoat layer 268 for example, an organic insulating layer of acrylic resin, epoxy resin, or polyimide can be used. By forming the overcoat layer 268, for example, it is possible to suppress the diffusion of impurities contained in the colored layer 266 toward the light emitting element 125.
  • the overcoat layer 268 does not necessarily have to be provided, and may have a structure that does not form the overcoat layer 268.
  • a conductive film having translucency may be formed as the overcoat layer 268.
  • a translucent conductive film as the overcoat layer 268, it is possible to transmit the light 235 emitted from the light emitting element 125 and prevent the transmission of ionized impurities.
  • the translucent conductive film can be formed by using, for example, indium oxide, indium tin oxide, indium zinc oxide, zinc oxide, and zinc oxide added with gallium. Further, in addition to graphene, a metal film formed thin enough to have translucency may be used.
  • FIG. 11A shows an example in which the electrode 263 is provided via the insulating layer 210 in the region overlapping the semiconductor layer 208 of the transistor 252 constituting the drive circuit 233.
  • the electrode 263 can be formed by the same material and method as the gate electrode 206.
  • the electrode 263 can function as a gate electrode.
  • either one of the gate electrode 206 and the electrode 263 may be simply referred to as a "gate electrode”, and the other may be referred to as a "back gate electrode”.
  • either one of the gate electrode 206 and the electrode 263 may be referred to as a "first gate electrode”, and the other may be referred to as a "second gate electrode”.
  • the back gate electrode is formed of a conductive film, and is arranged so as to sandwich the channel forming region of the semiconductor layer between the gate electrode and the back gate electrode. Therefore, the back gate electrode can function in the same manner as the gate electrode.
  • the potential of the back gate electrode may be the same potential as that of the gate electrode, or may be a GND potential or an arbitrary potential. By changing the potential of the back gate electrode, the threshold voltage of the transistor can be changed.
  • the gate electrode and the back gate electrode are formed of a conductive film, it also has a function (particularly an electrostatic shielding function against static electricity) to prevent an electric field generated outside the transistor from acting on the semiconductor layer on which a channel is formed. ..
  • the gate electrode 206 and the electrode 263 By providing the gate electrode 206 and the electrode 263 with the semiconductor layer 208 interposed therebetween, and further setting the gate electrode 206 and the electrode 263 to the same potential, carriers are induced from both above and below the semiconductor layer 208, and carriers are induced in the semiconductor layer 208. Since the region in which the flow is made becomes larger in the film thickness direction, the amount of carrier movement increases. As a result, the on-current of the transistor increases and the field effect mobility increases.
  • the gate electrode 206 and the electrode 263 each have a function of shielding an electric field from the outside, the electric charges existing in the lower layer than the gate electrode 206 and the upper layer than the electrode 263 do not affect the semiconductor layer 208.
  • the fluctuation of the threshold voltage before and after the stress test for example, applying a negative voltage to the gate-GBT (Gate Bias-Temperature) stress test) or applying a positive voltage to the gate + GBT stress test small.
  • fluctuations in the rising voltage of the on-current at different drain voltages can be suppressed.
  • the BT stress test is a kind of accelerated test, and changes in transistor characteristics (that is, secular variation) caused by long-term use can be evaluated in a short time.
  • the fluctuation amount of the threshold voltage of the transistor before and after the BT stress test is an important index for examining the reliability. It can be said that the smaller the fluctuation amount of the threshold voltage is before and after the BT stress test, the higher the reliability of the transistor.
  • the gate electrode 206 and the electrode 263 and setting the gate electrode 206 and the electrode 263 to the same potential the fluctuation amount of the threshold voltage is reduced. Therefore, the variation in electrical characteristics in the plurality of transistors is also reduced at the same time.
  • a back gate electrode may be provided on the transistor 242 formed in the display region 231.
  • FIG. 11B shows another configuration example for making the display panel 300 having a top emission structure into a display panel having a top emission structure capable of displaying in full color without using the colored layer 266.
  • the display panel having the top emission structure shown in FIG. 11B is displayed in color by using the EL layer 117R, the EL layer 117G, and the EL layer 117B (not shown) instead of providing the colored layer 266 and the overcoat layer 268. Can be done.
  • the EL layer 117R, the EL layer 117G, or the EL layer 117B can emit light in different colors of red, green, and blue, respectively. For example, the EL layer 117R emits light 192R having a red wavelength, the EL layer 117G emits light 192G having a green wavelength, and the EL layer 117B emits light 192B having a blue wavelength (not shown). ) Is issued.
  • the color purity can be improved by adjusting the thicknesses of the EL layer 117R, the EL layer 117G, and the EL layer 117B according to the wavelengths of the light 192R, the light 192G, and the light 192B.
  • a substrate having a touch sensor may be provided on the substrate 151 side.
  • the touch sensor is configured by using the conductive layer 991 and the conductive layer 993. Further, an insulating layer 992 is provided between them.
  • a transparent conductive film of indium tin oxide or indium zinc oxide it is desirable to use a transparent conductive film of indium tin oxide or indium zinc oxide.
  • a layer having a low resistance material may be used for a part or all of the conductive layer 991 and / or the conductive layer 993.
  • a metal composed of aluminum, titanium, chromium, nickel, copper, yttrium, zirconium, molybdenum, silver, tantalum, or tungsten, or an alloy containing the same as a main component can be used as a single-layer structure or a laminated structure.
  • metal nanowires may be used as the conductive layer 991 and / or the conductive layer 993. In that case, silver is suitable as the metal. As a result, the resistance value can be lowered, and the sensitivity of the sensor can be improved.
  • the insulating layer 992 is preferably formed of silicon oxide, silicon nitride, silicon oxide, silicon oxide, aluminum oxide, aluminum oxide, or aluminum nitride in a single layer or multiple layers.
  • the insulating layer 992 can be formed by using a sputtering method, a CVD method, a thermal oxidation method, a coating method, or a printing method.
  • FIG. 12A shows an example in which the touch sensor is provided on the substrate 151 side, one aspect of the embodiment of the present invention is not limited to this.
  • the touch sensor can also be provided on the substrate 103 side.
  • the substrate 994 may have the function of an optical film. That is, the substrate 994 may have the function of a polarizing plate or a retardation plate.
  • the touch sensor may be formed directly on the substrate 151.
  • Embodiment 3 In this embodiment, a configuration example of a light emitting element that can be used for the light emitting element 125 will be described.
  • the EL layer 320 shown in this embodiment corresponds to the EL layer 117 shown in other embodiments.
  • the light emitting element 330 shown in FIG. 13A has a structure in which the EL layer 320 is sandwiched between a pair of electrodes (electrode 318, electrode 322).
  • electrode 318 is used as an anode and the electrode 322 is used as a cathode.
  • the EL layer 320 may be formed to include at least a light emitting layer, and may have a laminated structure including a functional layer other than the light emitting layer.
  • Functional layers other than the light emitting layer include substances with high hole injectability, substances with high hole transport, substances with high electron transport, substances with high electron inject, and bipolar (electron and hole transport).
  • a layer containing a substance (higher substance) can be used.
  • functional layers such as a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and an electron injection layer can be appropriately combined and used.
  • a current flows due to a potential difference given between the electrode 318 and the electrode 322, and holes and electrons are recombined in the EL layer 320 to emit light. That is, the structure is such that a light emitting region is formed on the EL layer 320.
  • the light emitted from the light emitting element 330 is taken out from the electrode 318 or the electrode 322 side to the outside. Therefore, either the electrode 318 or the electrode 322 is made of a translucent substance.
  • a plurality of EL layers 320 may be laminated between the electrode 318 and the electrode 322 as in the light emitting element 331 shown in FIG. 13B.
  • the x-layer (x is a natural number of 2 or more) has a laminated structure
  • the charge generation layer 320a is formed of a composite material of an organic compound and a metal oxide, a metal oxide, an organic compound and an alkali metal, an alkaline earth metal, or a composite material of these compounds, or a combination thereof as appropriate. Can be done.
  • Composite materials of organic compounds and metal oxides include, for example, organic compounds and metal oxides such as vanadium oxide or molybdenum oxide or tungsten oxide.
  • the organic compound low molecular weight compounds such as aromatic amine compounds, carbazole derivatives and aromatic hydrocarbons, oligomers of these low molecular weight compounds, dendrimers, polymers, and various compounds can be used.
  • the organic compound it is preferable to use a hole-transporting organic compound having a hole mobility of 10-6 cm 2 / Vs or more.
  • any substance other than these may be used as long as it is a substance having a higher hole transport property than electrons. Since these materials used for the charge generation layer 320a are excellent in carrier injection property and carrier transport property, it is possible to realize low current drive and low voltage drive of the light emitting element 330.
  • the charge generation layer 320a may be formed by combining a composite material of an organic compound and a metal oxide and another material.
  • a layer containing a composite material of an organic compound and a metal oxide may be formed in combination with a layer containing one compound selected from electron-donating substances and a compound having high electron transport property.
  • a layer containing a composite material of an organic compound and a metal oxide may be formed in combination with a transparent conductive film.
  • the light emitting element 331 having such a configuration is less likely to cause a problem of energy transfer or quenching, and it is easy to make a light emitting element having both high luminous efficiency and long life by widening the range of material selection. It is also easy to obtain phosphorescence emission from one light emitting layer and fluorescence emission from the other.
  • the charge generation layer 320a has a function of injecting holes into one of the EL layers 320 formed in contact with the charge generation layer 320a when a voltage is applied to the electrodes 318 and 322. It has a function of injecting electrons into the other EL layer 320.
  • the light emitting element 331 shown in FIG. 13B can obtain various light emitting colors by changing the type of the light emitting substance used for the EL layer 320. Further, by using a plurality of light emitting substances having different light emitting colors as the light emitting substance, it is possible to obtain light emission having a broad spectrum or white light emission.
  • the combination of the plurality of EL layers may be a configuration that includes red, blue, and green light and emits white light, for example, blue.
  • examples thereof include a configuration having a light emitting layer containing a fluorescent material as a light emitting material and a light emitting layer containing a green and red phosphorescent material as a light emitting material.
  • white light emission can be obtained even with a configuration having a light emitting layer that emits light having a complementary color relationship.
  • the EL layer 320 has a structure (SBS, Side By Side structure) in which red (R), green (G), and blue (B) are independently provided for each pixel, or a tandem structure (R, A structure in which a plurality of colors G and B are connected in series via an intermediate layer (charge generation layer) and a colored layer (for example, a color filter) can be used.
  • SBS Side By Side structure
  • red (R), green (G), and blue (B) are independently provided for each pixel
  • R A structure in which a plurality of colors G and B are connected in series via an intermediate layer (charge generation layer) and a colored layer (for example, a color filter) can be used.
  • the brightness of the light emitted from the EL layer 320 is, for example, 500 cd / m 2 or more, preferably 1000 cd / m 2 or more and 10000 cd / m 2 or less, and more preferably 2000 cd / m 2 or more and 5000 cd / m 2 or less. can do.
  • FIG. 14A is a schematic cross-sectional view corresponding to FIG. 1B.
  • FIG. 1B shows a cross-sectional view in which the external light 191 incident on the display panel and the light 192 emitted from the light emitting element 125 are added to the drawing of FIG. 1B.
  • the display panel 250 having the bottom emission structure shown in FIG. 3 when used as the display panel 21R, the light 192 from the light emitting element passes through the substrate 151 and is boarded. The image can be provided to the person. Further, the external light 191 passes through the window glass 20R, the film 22R having a light-shielding layer, the substrate 103, and the substrate 151 and enters the eyes of the passenger.
  • the light 192 from the light emitting element can pass through the substrate 103 and provide an image to the passenger.
  • the display panel 21R may be a display panel having a dual emission structure.
  • FIG. 14B shows an example in which the ratio of blocking external light of the film 22R having a light shielding layer is high.
  • the amount of light transmitted by the light-shielding pattern can be adjusted by the ratio of the opening area.
  • a car film also called a smoke film having a layer for attenuating the amount of light on the entire surface may be used.
  • Car film has the function of reducing ultraviolet rays from the outside and protecting the privacy inside the car. When such a film is used, it may be attached and fixed to the window glass 20R or the display panel 21R by using a resin layer. When the smoke film is attached, the second driving means can be eliminated.
  • the display panel 21R the display panel 250 having the bottom emission structure shown in FIG. 3, the display panel 300 having the top emission structure shown in FIG. 10, or the display panel having the dual emission structure can be used. can.
  • FIGS. 14A and 14B shows another configuration example that is partially different from FIGS. 14A and 14B.
  • FIG. 14C shows an example in which a film 22R having a light-shielding layer is used as the substrate 151 or the substrate 103 of the display panel 21R.
  • the number of members can be reduced, and the thickness of the entire display device can be made thinner.
  • the second driving means can be eliminated.
  • the first driving means can be eliminated.
  • the display panel 21R as a display panel having a dual emission structure, the image can be displayed not only inside the vehicle but also outside the vehicle. It is also possible to call attention to the outside of the vehicle or contact by text. In this case. It can be called a window glass in which the display panel is fixed with a resin layer.
  • the display panel 21R is not limited to the display panel having a dual emission structure, and the display panel 250 having a bottom emission structure shown in FIG. 3 or the display panel 300 having a top emission structure shown in FIG. 10 can also be used. ..
  • One aspect of the present invention is a display device having a light emitting element (also referred to as a light emitting device).
  • the display device has at least two light emitting elements that emit light of different colors.
  • Each light emitting element has a pair of electrodes and an EL layer between them.
  • the light emitting element is preferably an organic EL element (organic electroluminescent element).
  • Two or more light emitting elements that emit different colors each have an EL layer containing different materials.
  • a full-color display device can be realized by having three types of light emitting elements that emit red (R), green (G), or blue (B) light, respectively.
  • the EL layer is formed separately among light emitting elements of different colors
  • the EL layer is formed by a thin-film deposition method using a shadow mask such as a metal mask.
  • this method is island-shaped due to various effects such as the accuracy of the metal mask, the misalignment between the metal mask and the substrate, the deflection of the metal mask, and the spread of the contour of the film formed by the scattering of steam. Since the shape and position of the organic film are deviated from the design, it is difficult to achieve high definition and high aperture ratio. Therefore, measures have been taken to increase the fineness (also referred to as pixel density) in a pseudo manner by applying a special pixel arrangement method such as a pentile arrangement.
  • the EL layer is processed into a fine pattern without using a shadow mask such as a metal mask. This makes it possible to realize a display device having high definition and a large aperture ratio, which has been difficult to realize until now. Further, since the EL layer can be made separately, it is possible to realize a display device that is extremely vivid, has high contrast, and has high display quality.
  • the pixel electrode is covered and the first EL film and the first sacrificial film are laminated and formed.
  • a resist mask is formed on the first sacrificial film.
  • a part of the first sacrificial film and a part of the first EL film are etched with a resist mask, and the first EL layer and the first sacrificial layer on the first EL layer are etched. To form.
  • the second EL film and the second sacrificial film are laminated and formed.
  • a part of the second sacrificial film and a part of the second EL film are etched with a resist mask, and the second EL layer and the second sacrificial layer on the second EL layer are etched.
  • the pixel electrodes are processed, and the first pixel electrode superimposed on the first EL layer and the second EL layer superimposed on the second EL layer.
  • the first EL layer and the second EL layer can be made separately.
  • by removing the first sacrificial layer and the second sacrificial layer and forming a common electrode it is possible to make two-color light emitting elements separately.
  • the EL layer of the light emitting element of three or more colors can be made separately, and a display device having a light emitting element of three colors or four or more colors can be realized.
  • the common electrode At the end of the EL layer, there is a step due to a region where the pixel electrode and the EL layer are provided and a region where the pixel electrode and the EL layer are not provided.
  • the coverage of the common electrode deteriorates due to the step at the end of the EL layer, and the common electrode is cut.
  • the common electrode will become thinner and the electrical resistance will increase.
  • the common electrode and the pixel electrode may be short-circuited.
  • the unevenness of the surface on which the common electrode is provided can be reduced. Therefore, the covering property of the common electrode at the end of the first EL layer and the end of the second EL layer can be enhanced, and good conductivity of the common electrode can be realized. In addition, it is possible to suppress a short circuit between the common electrode and the pixel electrode.
  • the sacrificial layer can be formed by using a resist mask and the EL layer and the pixel electrode can be processed by using the formed sacrificial layer
  • the pixel electrode can be processed and the EL layer can be processed.
  • the light emitting element can be formed without using different resist masks. Therefore, the light emitting element can be formed without providing a margin at the position of the pixel electrode and the end portion of the EL layer. By reducing the position margin, the light emitting region can be widened, so that the aperture ratio of the light emitting element can be increased. Further, by reducing the position margin, the pixel size can be reduced and the display device can be made high-definition. Further, since the number of times the resist mask is used can be reduced, the process can be simplified, the cost can be reduced, and the yield can be improved.
  • the interval can be narrowed to 500 nm or less, 200 nm or less, 100 nm or less, and even 50 nm or less.
  • the aperture ratio is 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, and further 90% or more, and less than 100% can be realized.
  • the pattern of the EL layer itself can be made extremely small as compared with the case where the metal mask is used. Further, for example, when a metal mask is used to separate the EL layers, the thickness varies between the center and the edges of the pattern, so that the effective area that can be used as the light emitting region becomes smaller than the area of the entire pattern. ..
  • the thickness can be made uniform in the pattern, and even if it is a fine pattern, almost the entire area emits light. It can be used as an area. Therefore, according to the above-mentioned manufacturing method, it is possible to have both high definition and high aperture ratio.
  • a special pixel arrangement method such as a pentile method is applied to increase the fineness in a pseudo manner. Since it is not necessary, it is a so-called stripe arrangement in which R, G, and B are arranged in one direction, and a display with a definition of 500 ppi or more, 1000 ppi or more, or 2000 ppi or more, further 3000 ppi or more, and further 5000 ppi or more.
  • the device can be realized.
  • FIG. 15A shows a schematic top view of the display device 100 according to one aspect of the present invention.
  • the display device 100 has a plurality of light emitting elements 110R exhibiting red, a light emitting element 110G exhibiting green, and a plurality of light emitting elements 110B exhibiting blue.
  • R, G, and B are designated in the light emitting region of each light emitting element in order to easily distinguish each light emitting element.
  • the light emitting element 110R, the light emitting element 110G, and the light emitting element 110B are arranged in a matrix.
  • FIG. 15A shows a so-called striped arrangement in which light emitting elements of the same color are arranged in one direction.
  • the method of arranging the light emitting elements is not limited to this, and a delta arrangement or a zigzag arrangement method may be applied, or a pentile arrangement may be used.
  • the light emitting element 110R, the light emitting element 110G, and the light emitting element 110B it is preferable to use an EL element of an OLED (Organic Light Emitting Diode) or a QLED (Quantum-dot Light Emitting Diode).
  • the light emitting substances possessed by the EL element include a substance that emits fluorescence (fluorescent material), a substance that emits phosphorescence (phosphorescent material), an inorganic compound (quantum dot material), and a substance that exhibits thermal activated delayed fluorescence (thermally activated delayed fluorescence (thermally activated delayed fluorescence). Thermally activated fluorescent (TADF) material) can be mentioned.
  • FIG. 15B is a schematic cross-sectional view corresponding to the alternate long and short dash line A1-A2 in FIG. 15A
  • FIG. 15C is a schematic cross-sectional view corresponding to the alternate long and short dash line B1-B2.
  • FIG. 15B shows a cross section of the light emitting element 110R, the light emitting element 110G, and the light emitting element 110B.
  • the light emitting element 110R has a pixel electrode 111R, an EL layer 112R, and a common electrode 113.
  • the light emitting element 110G has a pixel electrode 111G, an EL layer 112G, and a common electrode 113.
  • the light emitting element 110B has a pixel electrode 111B, an EL layer 112B, and a common electrode 113.
  • the light emitting element 110R has an EL layer 112R between the pixel electrode 111R and the common electrode 113.
  • the EL layer 112R has a luminescent organic compound that emits light having intensity in at least the red wavelength region.
  • the light emitting element 110G has an EL layer 112G between the pixel electrode 111G and the common electrode 113.
  • the EL layer 112G has a luminescent organic compound that emits light having intensity in at least the green wavelength range.
  • the light emitting element 110B has an EL layer 112B between the pixel electrode 111B and the common electrode 113.
  • the EL layer 112B has a luminescent organic compound that emits light having intensity in at least the blue wavelength region.
  • the EL layer 112R, the EL layer 112G, and the EL layer 112B each have a layer (light emitting layer) containing a luminescent organic compound.
  • the light emitting layer may have one or more kinds of compounds (host material, assist material) in addition to the light emitting substance (guest material).
  • the host material and the assist material one or a plurality of substances having an energy gap larger than the energy gap of the light emitting substance (guest material) can be selected and used.
  • the host material and the assist material it is preferable to use a combination of compounds forming an excitation complex. In order to efficiently form an excited complex, it is particularly preferable to combine a compound that easily receives holes (hole transporting material) and a compound that easily receives electrons (electron transporting material).
  • Either a low molecular weight compound or a high molecular weight compound can be used as the light emitting device, and an inorganic compound (quantum dot material) may be contained.
  • Each of the EL layer 112R, the EL layer 112G, and the EL layer 112B has one or more of an electron injection layer, an electron transport layer, a hole injection layer, and a hole transport layer in addition to the light emitting layer. May be good.
  • the pixel electrode 111R, the pixel electrode 111G, and the pixel electrode 111B are provided for each light emitting element. Further, the common electrode 113 is provided as a continuous layer common to each light emitting element. By making both the pixel electrode and the common electrode 113 translucent, a double-sided injection type (dual emission type) display device can be obtained.
  • a conductive film having translucency with respect to visible light is used for either the pixel electrode and the common electrode 113, and a conductive film having reflectivity is used for the other.
  • each pixel electrode translucent and the common electrode 113 reflective it is possible to make a bottom injection type (bottom emission type) display device, and conversely, each pixel electrode is reflective and the common electrode 113 is transparent. By making it light, it can be used as a top-emission type (top-emission type) display device.
  • An insulating layer 131 is provided between adjacent light emitting elements 110R (or light emitting element 100G or light emitting element 100B).
  • the insulating layer 131 is located between the respective EL layers (EL layer 112R, EL layer 112G, and EL layer 112B) of the light emitting elements 110R, 100G, and 100B.
  • a common electrode 113 is provided on the insulating layer 131.
  • the insulating layer 131 is provided, for example, between two EL layers (any two of the EL layer 112R, the EL layer 112G, and the EL layer 112B), each of which exhibits a different color.
  • the insulating layer 131 is provided, for example, between two EL layers (EL layer 112R, EL layer 112G, or EL layer 112B) exhibiting the same color.
  • the insulating layer 131 is provided between two EL layers (any two of EL layer 112R, EL layer 112G, and EL layer 112B) exhibiting different colors, and two EL layers (EL layers) exhibiting the same color.
  • the configuration may not be provided between the 112R, the EL layer 112G, or the EL layer 112B).
  • the insulating layer 131 is provided, for example, between two EL layers (any two of EL layer 112R, EL layer 112G, and EL layer 112B) in a top view.
  • the EL layer 112R, the EL layer 112G, and the EL layer 112B each have a region in contact with the upper surface of the pixel electrode and a region in contact with the side surface of the insulating layer 131. It is preferable that the ends of the EL layer 112R, the EL layer 112G, and the EL layer 112B are in contact with the side surface of the insulating layer 131.
  • the insulating layer 131 between the light emitting elements of different colors, it is possible to prevent the EL layer 112R, the EL layer 112G, and the EL layer 112G from coming into contact with each other. As a result, it is possible to suitably prevent unintended light emission due to current flowing through the two adjacent EL layers. Therefore, the contrast can be enhanced, and a display device with high display quality can be realized.
  • the upper surface of the insulating layer 131 is substantially aligned with the upper surface of the EL layer (any one of EL layer 112R, EL layer 112G, or EL layer 112B). Further, the upper surface of the insulating layer 131 has, for example, a flat shape.
  • the upper surface of the insulating layer 131 may be higher than the upper surface of the EL layer (any one of the EL layer 112R, the EL layer 112G, or the EL layer 112B) (FIG. 20C described later). Further, the upper surface of the insulating layer 131 may be lower than the upper surface of the EL layer (any one of the EL layer 112R, the EL layer 112G, or the EL layer 112B) (FIG. 21A described later).
  • the shape of the upper surface of the insulating layer 131 may have a recess (FIG. 22B described later). Further, the shape of the upper surface of the insulating layer 131 may have a convex portion (FIG. 23A described later).
  • the difference in height between the upper surface of the insulating layer 131 and the upper surface of the EL layer is preferably 0.5 times or less the thickness of the insulating layer 131, for example. , 0.3 times or less the thickness of the insulating layer 131 is more preferable. Further, for example, the insulating layer 131 may be provided so that the upper surface of the EL layer 112 is higher than the upper surface of the insulating layer 131.
  • the insulating layer 131 may be provided so that the upper surface of the insulating layer is higher than the upper surface of the light emitting layer of the EL layer (any one of the EL layer 112R, the EL layer 112G, or the EL layer 112B). Further, the thickness of the insulating layer 131 is substantially the same as the thickness from the lower surface of the pixel electrode 111 to the upper surface of the EL layer (any one of EL layer 112R, EL layer 112G, or EL layer 112B).
  • the thickness of the insulating layer 131 is, for example, 0.3 times or more the thickness from the lower surface of the pixel electrode 111 to the upper surface of the EL layer (any one of EL layer 112R, EL layer 112G, or EL layer 112B). , Or 0.5 times or more, or 0.7 times or more is preferable.
  • Examples of the insulating layer 131 include acrylic resin, polyimide resin, epoxy resin, polyamide resin, polyimideamide resin, siloxane resin, benzocyclobutene resin, phenol resin, and precursors of these resins.
  • a protective layer 121 is provided so as to cover the light emitting element 110R, the light emitting element 110G, and the light emitting element 110B.
  • the protective layer 121 has a function of preventing impurities such as water from diffusing into each light emitting element from above.
  • the protective layer 121 may have, for example, a single-layer structure or a laminated structure including at least an inorganic insulating film.
  • the inorganic insulating film include a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon nitride film, a silicon nitride film, an aluminum oxide film, an aluminum nitride film, an oxide film of a hafnium oxide film, or a nitride film.
  • a semiconductor material such as indium gallium oxide or indium gallium zinc oxide may be used as the protective layer 121.
  • a laminated film of an inorganic insulating film and an organic insulating film can also be used.
  • the organic insulating film functions as a flattening film. As a result, the upper surface of the organic insulating film can be made flat, so that the covering property of the inorganic insulating film on the organic insulating film can be improved and the barrier property can be enhanced.
  • the upper surface of the protective layer 121 is flat, when a structure (for example, a color filter, a touch sensor electrode, or a lens array) is provided above the protective layer 121, the influence of the uneven shape due to the lower structure is exerted. It is preferable because it can reduce the amount of.
  • a structure for example, a color filter, a touch sensor electrode, or a lens array
  • the display device 100A shown in FIGS. 16A and 16B is mainly different from the display device 100 shown in FIGS. 15B and 15C in that the display device 100A has a common layer 114.
  • 16A is a schematic cross-sectional view corresponding to the alternate long and short dash line A1-A2 in FIG. 15A
  • FIG. 16B is a schematic cross-sectional view corresponding to the alternate long and short dash line B1-B2.
  • the common layer 114 is provided over a plurality of light emitting elements.
  • the common layer 114 is provided so as to cover the EL layer 112R, the EL layer 112G, and the EL layer 112B.
  • the common layer 114 and the common electrode 113 can be continuously formed without sandwiching an etching process between them. Therefore, the interface between the common layer 114 and the common electrode can be made a clean surface, and good characteristics can be obtained in the light emitting element.
  • the common layer 114 is preferably in contact with one or more of the upper surfaces of the EL layer 112R, the EL layer 112G, and the EL layer 112B.
  • the EL layer 112R, the EL layer 112G, and the EL layer 112B each have, for example, a light emitting layer containing a light emitting material that emits at least one color.
  • the common layer 114 is preferably a layer including, for example, one or more of an electron injection layer, an electron transport layer, a hole injection layer, or a hole transport layer.
  • a configuration including an electron injection layer or a configuration including two electron injection layers and an electron transport layer can be used as the common layer 114.
  • the thin films (insulating film, semiconductor film, conductive film) constituting the display device include a sputtering method, a chemical vapor deposition (CVD) method, a vacuum vapor deposition method, and a pulsed laser deposition (PLD). It can be formed by a method or an atomic layer deposition (ALD) method.
  • CVD method there are a plasma chemical vapor deposition (PECVD: Plasma Enhanced CVD) method and a thermal CVD method.
  • PECVD plasma chemical vapor deposition
  • thermal CVD there is an organometallic chemical vapor deposition (MOCVD: Metalorganic CVD) method.
  • the thin films (insulating film, semiconductor film, conductive film) constituting the display device include spin coating, dip, spray coating, inkjet, dispense, screen printing, offset printing, doctor knife method, slit coating, roll coating, and curtain coating. , Can be formed by the method of knife coating.
  • the thin film when processing the thin film constituting the display device, a photolithography method can be used.
  • the thin film may be processed by a nanoimprint method, a sandblast method, or a lift-off method.
  • an island-shaped thin film may be directly formed by a film forming method using a shielding mask of a metal mask.
  • a photolithography method there are typically the following two methods.
  • One is a method of forming a resist mask on a thin film to be processed, processing the thin film by etching, and removing the resist mask.
  • the other is a method in which a photosensitive thin film is formed, and then exposed and developed to process the thin film into a desired shape.
  • the light used for exposure for example, i-line (wavelength 365 nm), g-line (wavelength 436 nm), h-line (wavelength 405 nm), or a mixture thereof can be used.
  • ultraviolet rays, KrF laser light, or ArF laser light can also be used.
  • the exposure may be performed by the immersion exposure technique.
  • extreme ultraviolet (EUV: Extreme Ultra-violet) light or X-rays may be used.
  • an electron beam can be used instead of the light used for exposure. It is preferable to use extreme ultraviolet light, X-rays or an electron beam because extremely fine processing is possible.
  • extreme ultraviolet light, X-rays or an electron beam because extremely fine processing is possible.
  • a dry etching method, a wet etching method, or a sandblasting method can be used for etching the thin film.
  • substrate 101 As the light-transmitting substrate 101, a substrate having heat resistance that can withstand at least the subsequent heat treatment can be used.
  • a substrate having heat resistance that can withstand at least the subsequent heat treatment can be used.
  • an insulating substrate is used as the translucent substrate 101, a glass substrate, a quartz substrate, a sapphire substrate, a ceramic substrate, or an organic resin substrate can be used.
  • a conductive film 111f to be a pixel electrode 111 is formed on the substrate 101.
  • a conductive film having transparency to visible light is used as the pixel electrode.
  • a material for example, a transparent conductive film
  • the conductive film 111f has conductive oxidation such as indium oxide, indium tin oxide, indium zinc oxide, zinc oxide, zinc oxide containing gallium, indium tin oxide containing silicon, and indium zinc oxide containing silicon. Things can be used. As a result, not only the light extraction efficiency of the light emitting element can be improved, but also the color reproducibility can be improved. Further, it is also possible to use a laminate of the conductive film having the above-mentioned transparency and a metal film (aluminum) having a thin film thickness through which visible light is transmitted.
  • the EL film 112Rf has a film containing at least a luminescent compound.
  • one or more of the membranes functioning as an electron injection layer, an electron transport layer, a charge generation layer, a hole transport layer, or a hole injection layer may be laminated.
  • the EL film 112Rf can be formed, for example, by a vapor deposition method, a sputtering method, or an inkjet method. Not limited to this, the above-mentioned film forming method can be appropriately used.
  • sacrificial film 144a a film having high resistance to the etching process of each EL film such as the EL film 112Rf, that is, a film having a large etching selection ratio can be used. Further, as the sacrificial film 144a, a film having a large etching selection ratio with the protective film 146a described later can be used. Further, as the sacrificial film 144a, a film that can be removed by a wet etching method with less damage to each EL film can be used.
  • an inorganic film such as a metal film, an alloy film, a metal oxide film, a semiconductor film, or an inorganic insulating film can be used.
  • the sacrificial film 144a includes, for example, a metal material of gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, titanium, aluminum, yttrium, zirconium, tantalum, or the metal material. Alloy materials can be used. In particular, it is preferable to use a low melting point material of aluminum or silver.
  • a metal oxide such as indium gallium zinc oxide (also referred to as In-Ga-Zn oxide or IGZO) can be used.
  • indium oxide, indium zinc oxide (In-Zn oxide), indium tin oxide (In-Sn oxide), indium titanium oxide (In-Ti oxide), indium tin zinc oxide (In-Sn). -Zn oxide), indium titanium zinc oxide (In-Ti-Zn oxide), or indium gallium tin zinc oxide (In-Ga-Sn-Zn oxide) can be used.
  • indium tin oxide containing silicon can also be used.
  • the element M is aluminum, silicon, boron, yttrium, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten). , Or one or more selected from gallium).
  • M is preferably one or more selected from gallium, aluminum, or yttrium.
  • an inorganic insulating material such as aluminum oxide, hafnium oxide, or silicon oxide can be used.
  • the protective film 146a is a film used later as a hard mask when etching the sacrificial film 144a. Further, when the protective film 146a is processed later, the sacrificial film 144a is exposed. Therefore, for the sacrificial film 144a and the protective film 146a, a combination of films having a large etching selectivity is selected. Therefore, a film that can be used for the protective film 146a can be selected according to the etching conditions of the sacrificial film 144a and the etching conditions of the protective film 146a.
  • a gas containing fluorine also referred to as a fluorine-based gas
  • a gas containing fluorine also referred to as a fluorine-based gas
  • An alloy containing molybdenum and niobium, or an alloy containing molybdenum and tantalum can be used for the protective film 146a.
  • a metal oxide film such as IGZO or ITO. This can be used for the sacrificial film 144a.
  • the protective film 146a can be selected from various materials according to the etching conditions of the sacrificial film 144a and the etching conditions of the protective film 146a.
  • it can be selected from the membranes that can be used for the sacrificial membrane 144a.
  • a nitride film can be used as the protective film 146a.
  • silicon nitride, aluminum nitride, hafnium nitride, titanium nitride, tantalum nitride, tungsten nitride, gallium nitride, or germanium nitride can also be used.
  • an organic film that can be used for the EL film 112Rf may be used.
  • the same film as the organic film used for the EL film 112Rf, the EL film 112Gf, or the EL film 112Bf can be used for the protective film 146a.
  • the film forming apparatus of the EL film 112Rf can be commonly used, which is preferable.
  • a positive type resist material a negative type resist material, or a resist material containing a photosensitive resin can be used.
  • the protective film 146a it is possible to prevent such a problem from occurring.
  • etching the protective film 146a it is preferable to use etching conditions with a high selection ratio so that the sacrificial film 144a is not removed by the etching.
  • Etching of the protective film 146a can be performed by wet etching or dry etching, but by using dry etching, it is possible to suppress the reduction of the pattern of the protective film 146a.
  • the resist mask 143a can be removed by wet etching or dry etching. In particular, it is preferable to remove the resist mask 143a by dry etching (also referred to as plasma ashing) using oxygen gas as the etching gas.
  • the resist mask 143a is removed in a state where the EL film 112Rf is covered with the sacrificial film 144a, the influence on the EL film 112Rf is suppressed.
  • the EL film 112Rf comes into contact with oxygen, it may adversely affect the electrical characteristics, so that it is suitable for etching using oxygen gas for plasma ashing.
  • the sacrificial film 144a can be etched by wet etching or dry etching, but it is preferable to use a dry etching method because the shrinkage of the pattern can be suppressed.
  • the etching of the EL film 112Rf it is preferable to use dry etching using an etching gas containing no oxygen as a main component.
  • an etching gas containing no oxygen as a main component
  • the etching gas containing no oxygen as a main component include CF 4 , C 4 F 8 , SF 6 , CHF 3 , Cl 2 , H 2 O, BCl 3 , and He noble gas.
  • a mixed gas of the above gas and a diluted gas containing no oxygen can be used as the etching gas.
  • the protective layer 147a may be removed by etching the EL film 112Rf.
  • an EL film 112Gf to be an EL layer 112G is formed on the sacrificial layer 145a and the exposed conductive film 111f.
  • the description of the EL film 112Rf can be referred to.
  • the sacrificial film 144b is formed on the EL film 112Gf, and the protective film 146b is formed on the sacrificial film 144b.
  • the description of the sacrificial membrane 144a can be referred to.
  • the description of the protective film 146a can be referred to.
  • a resist mask 143b is formed on the protective film 146b (FIG. 17C).
  • the protective film 146b is etched with the resist mask 143b to form the protective layer 147b. After that, the resist mask 143b is removed.
  • the sacrificial film 144b and the EL film 112Gf are etched using the protective layer 147b as a mask to form the sacrificial layer 145b and the EL layer 112G (FIG. 17D).
  • an EL film 112Bf to be an EL layer 112B is formed on the sacrificial layer 145a, the sacrificial layer 145b, and the exposed conductive film 111f.
  • the description of the EL film 112Rf can be referred to.
  • the sacrificial film 144c is formed on the EL film 112Bf, and the protective film 146c is formed on the sacrificial film 144c.
  • the description of the sacrificial membrane 144a can be referred to.
  • the description of the protective film 146a can be referred to.
  • a resist mask 143c is formed on the protective film 146c (FIG. 17E).
  • the protective film 146c is etched with the resist mask 143c to form the protective layer 147c. After that, the resist mask 143c is removed.
  • the sacrificial film 144c and the EL film 112Bf are etched to form the sacrificial layer 145c and the EL layer 112B, respectively (FIG. 17F).
  • the etching of the conductive film 111f can be performed by wet etching or dry etching.
  • dry etching using an etching gas containing no oxygen as a main component as the etching condition of the conductive film 111f, damage to the EL layer 112 can be reduced.
  • damage to the EL layer 112 may be reduced by forming the pixel electrode 111R, the pixel electrode 111G, and the pixel electrode 111B in advance.
  • the insulating film 131f to be the insulating layer 131 is formed (FIG. 18B).
  • the insulating film 131f is provided so as to cover the protective layer 147, the sacrificial layer 145, the EL layer 112, and the pixel electrode 111.
  • the insulating film 131f is preferably a flattening film.
  • the insulating film 131f is, for example, an organic insulating film.
  • Examples of the material that can be used for the insulating film 131f include acrylic resin, polyimide resin, epoxy resin, polyamide resin, polyimideamide resin, siloxane resin, benzocyclobutene resin, phenol resin, and precursors of these resins.
  • the insulating film 131f is etched to expose the upper surface of the protective layer 147 (FIG. 18C).
  • the etching of the insulating film 131f is performed substantially uniformly on the upper surface of the insulating film 131f. It should be noted that such uniform etching and flattening is also referred to as etch back.
  • a dry etching method or a wet etching method can be used for etching the insulating film 131f.
  • the insulating film 131f may be etched by ashing using oxygen plasma. Since ashing using oxygen plasma has the advantages of high controllability, good in-plane uniformity, and suitable for processing using a large format substrate, it should be suitably used for removing a part of the insulating film 131f. Can be done. Further, chemical mechanical polishing (CMP) may be used as the etching of the insulating film 131f.
  • CMP chemical mechanical polishing
  • etching the insulating film 131f it is preferable to suppress damage to the EL layer 112 due to the etching. Therefore, for example, it is preferable to etch the insulating film 131f so that the side surface of the EL layer 112 is less exposed.
  • the insulating film 131f may be etched so that the upper surface of the insulating layer 131 is substantially aligned with the upper surface of the EL layer 112.
  • the insulating layer 131 so that the upper surface of the insulating layer 131 and the upper surface of the EL layer are substantially aligned with each other, it is possible to reduce the unevenness of the surface on which the common electrode 113 is provided in the formation of the common electrode 113 shown in FIG. 18E described later. , The covering property can be improved.
  • FIG. 18C shows an example in which the insulating layer 131 is formed so that the upper surface and the side surface of the protective layer 147 and the side surface of the sacrificial layer 145 are exposed.
  • the flatness of the surface of the insulating film 131f may change due to the unevenness of the formed surface and the sparseness of the pattern formed on the formed surface. Further, the flatness of the insulating film 131f may change depending on the viscosity of the material used as the insulating film 131f.
  • the insulating film 131f may be thinner in the region between the plurality of EL layers 112 than in the region on the EL layer 112. In such a case, for example, by etching back the insulating film 131f, the height of the upper surface of the insulating layer 131 becomes lower than the height of the upper surface of the protective layer 147 or the height of the upper surface of the sacrificial layer 145. In some cases.
  • the insulating film 131f may have a concave shape or a bulging shape in the region between the plurality of EL layers 112.
  • FIG. 18C shows an example in which the insulating layer 131 is provided so that the upper surface of the insulating layer 131 and the upper surface of the EL layer are substantially aligned with each other.
  • the insulating layer 131 may be provided so as to be higher than the upper surface of the EL layer 112.
  • the insulating layer 131 may be provided so that the upper surface of the insulating layer 131 is lower than the upper surface of the EL layer 112.
  • the shape of the upper surface of the insulating layer 131 may have recesses as described in detail in FIGS. 22A to 22C shown later. Further, the shape of the upper surface of the insulating layer 131 may have a convex portion as described in detail in FIGS. 23A and 23B shown later.
  • the shape and height of the upper surface of the insulating layer 131 may change due to the removal of the protective layer and the sacrificial layer shown in FIG. 18D described later.
  • the protective layer 147a, the protective layer 147b, the protective layer 147c, the sacrificial layer 145a, the sacrificial layer 145b, and the sacrificial layer 145c are removed to expose the upper surfaces of the EL layer 112R, the EL layer 112G, and the EL layer 112B (FIG. 18D).
  • FIG. 18D shows an example in which the insulating layer 131 is provided so that the height of the upper surface of the insulating layer 131 is substantially aligned with the height of the upper surface of the EL layer 112.
  • the upper surface of the EL layer 112 is exposed, and the side surface of the EL layer 112 is covered with the insulating layer 131.
  • damage to the EL layer during etching of the protective layer 147 can be reduced.
  • the protective layer 147a, the protective layer 147b, and the protective layer 147c can be removed by wet etching or dry etching.
  • the sacrificial layer 145a, the sacrificial layer 145b, and the sacrificial layer 145c can be removed by wet etching or dry etching. At this time, it is preferable to use a method that causes as little damage as possible to the EL layer 112R, the EL layer 112G, and the EL layer 112B. In particular, it is preferable to use a wet etching method. For example, it is preferable to use wet etching using an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH), dilute hydrofluoric acid, oxalic acid, phosphoric acid, acetic acid, nitric acid, or a mixed liquid thereof. By using these wet etching conditions, for example, damage to the insulating layer can be reduced.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • the EL layer 112R, the EL layer 112G, and the EL layer 112B can be made separately.
  • the common electrode 113 can be formed by, for example, a sputtering method or a thin-film deposition method.
  • the light emitting element 110R, the light emitting element 110G, and the light emitting element 110B can be manufactured.
  • the protective layer 121 is formed on the common electrode 113 (FIG. 18E). It is preferable to use a sputtering method, a PECVD method, or an ALD method for forming the inorganic insulating film used for the protective layer 121.
  • the ALD method is preferable because it has excellent step coverage and is less likely to cause defects such as pinholes. Further, it is preferable to use an inkjet method for forming the organic insulating film because a uniform film can be formed in a desired area.
  • the display device 100 shown in FIGS. 15B and 15C can be manufactured.
  • FIG. 16A and FIG. 16A show that the common electrode 113 is formed by covering the EL layer 112R, the EL layer 112G, and the EL layer 112B to form the common layer 114 before forming the common electrode 113.
  • the display device 100A shown in 16B can be manufactured.
  • the pixel electrode 111R, the pixel electrode 111G, and the pixel electrode 111B may be formed before the EL film 112Rf is formed.
  • the pixel electrode 111R, the pixel electrode 111G, and the pixel electrode 111B are formed. Then, as described in FIGS. 17A to 17F, a resist mask is used to form the EL layer 112, the sacrificial layer 145, and the protective layer 147 corresponding to each light emitting element 110 (FIG. 19B). After that, the insulating layer 131 is formed (FIG. 19C), the sacrificial layer 145 and the protective layer 147 are removed (FIG. 19D), and the display device 100 shown in FIG. 19E is obtained.
  • the end portion of the pixel electrode 111 is located outside the end portion of the EL layer 112. Further, on the upper surface of the pixel electrode 111, the end portion and its vicinity are covered with the insulating layer 131.
  • the insulating layer 131 may be provided so that the upper surface of the insulating layer 131 is higher than the upper surface of the EL layer 112.
  • the configuration shown in FIG. 20A is different from the configuration shown in FIG. 18C in that the insulating layer 131 is provided so that the upper surface of the insulating layer 131 is higher than the upper surface of the EL layer 112.
  • the protective layer 147 and the sacrificial layer 145 are removed to obtain the configuration shown in FIG. 20B.
  • the insulating layer 131 is provided so that the upper surface of the insulating layer 131 is higher than the upper surface of the EL layer 112, and a part of the end face of the insulating layer 131 is exposed.
  • a part of the insulating layer 131 may be etched and the shape of the insulating layer 131 may change.
  • the thickness of the insulating layer 131 may be reduced.
  • the corners formed by the upper surface and the side surface of the insulating layer 131 may be rounded.
  • the upper surface of the insulating layer 131 may change to a convex or concave shape. By rounding the corners formed by the upper surface and the side surface of the insulating layer 131, the covering property of the common electrode 113 or the common layer 114 may be improved.
  • the common electrode 113 and the protective layer 121 are formed to obtain the display device 100 shown in FIG. 20C. Further, in the step shown in FIG. 20B, the common layer 114, the common electrode 113 and the protective layer 121 are formed to obtain the display device 100A shown in FIG. 20D.
  • the side surface of the EL layer 112 can be covered with the insulating layer 131. Therefore, the damage of the EL layer 112 in the removal of the protective layer 147 can be reduced.
  • the covering property of the common electrode 113 or the EL layer 112 of the common layer 114 on the upper surface may be improved.
  • the upper surface of the insulating layer 131 may have recesses.
  • FIG. 22A shows the configuration after etching back the insulating film 131f.
  • the shape of the upper surface of the insulating layer 131 formed by etch back may have recesses.
  • the shape of the upper surface of the insulating layer 131 has, for example, a gentle depression.
  • the common electrode 113 and the protective layer 121 are formed to obtain the display device 100 shown in FIG. 22B.
  • the common layer 114, the common electrode 113, and the protective layer 121 are formed to obtain the display device 100A shown in FIG. 22C.
  • the shape of the upper surface of the insulating layer 131 may have a convex portion.
  • the shape of the upper surface of the insulating layer 131 shown in FIGS. 23A and 23B has a gently curved surface that is convex upward.
  • a common electrode 113 is provided on an insulating layer 131 provided between the EL layer 112 and a plurality of EL layers and having a convex portion on the upper surface.
  • a common layer 114 is provided on an insulating layer 131 provided between the EL layer 112 and the plurality of EL layers and having a convex portion on the upper surface.
  • This embodiment can be carried out by appropriately combining at least a part thereof with other embodiments described in the present specification.
  • FIG. 24 shows a cross-sectional view of the display device 400A. Further, FIG. 38 shows a perspective view of the display device 400A corresponding to FIG. 24.
  • the display device 400A has a configuration in which a substrate 452 and a substrate 454 are bonded together.
  • the substrate 452 is clearly indicated by a broken line.
  • the display device 400A has a display unit 462, a circuit 464, and a wiring 465.
  • FIG. 38 shows an example in which IC473 and FPC472 are mounted on the display device 400A. Therefore, the configuration shown in FIG. 38 can also be said to be a display panel having a display device 400A, an IC (integrated circuit), and an FPC.
  • a scanning line drive circuit can be used.
  • the wiring 465 has a function of supplying signals and power to the display unit 462 and the circuit 464.
  • the signal and power are input to the wiring 465 from the outside via the FPC 472 or from the IC 473.
  • FIG. 38 shows an example in which the IC 473 is provided on the substrate 454 by the COG (Chip On Glass) method or the COF (Chip on Film) method.
  • the IC 473 for example, an IC having a scanning line drive circuit or a signal line drive circuit can be applied.
  • the display device 400A and the display module may be configured without an IC. Further, the IC may be mounted on the FPC by the COF method.
  • the configuration of the display device 400A shown in FIG. 38, that is, a device having a display unit, an IC, and an FPC may be referred to as a display module.
  • FIG. 25 shows an example of a cross section of the display device 400A when a part of the area including the FPC 472, a part of the circuit 464, a part of the display unit 462, and a part of the area including the end are cut. show.
  • the display device 400A shown in FIG. 25 has a transistor 201, a transistor 205, a light emitting element 430a that emits red light, a light emitting element 430b that emits green light, and a light emitting element that emits blue light between the substrate 454 and the substrate 452. It has an element 430c.
  • the light emitting element exemplified in the third embodiment can be applied to the light emitting element 430a, the light emitting element 430b, and the light emitting element 430c.
  • the three sub-pixels include three sub-pixels of R, G, and B, and yellow (Y). , Cyan (C), and magenta (M) three-color sub-pixels.
  • examples of the four sub-pixels include four-color sub-pixels of R, G, B, and white (W), and four-color sub-pixels of R, G, B, and Y. ..
  • the protective layer 416 and the substrate 452 are adhered to each other via the adhesive layer 442.
  • a solid sealing structure or a hollow sealing structure can be applied to seal the light emitting element.
  • the substrate 452, the adhesive layer 442, and the space 443 surrounded by the substrate 454 are filled with an inert gas (nitrogen or argon), and a hollow sealing structure is applied.
  • the adhesive layer 442 may be provided so as to overlap with the light emitting element. Further, the space 443 surrounded by the substrate 452, the adhesive layer 442, and the substrate 454 may be filled with a resin different from that of the adhesive layer 442.
  • the pixel electrodes 411a, 411b, and 411c are each connected to the conductive layer 222b of the transistor 205 via an opening provided in the insulating layer 214.
  • the pixel electrode contains a material that transmits visible light
  • the counter electrode contains a material that transmits visible light.
  • An insulating layer 421 is provided between the light emitting element 430a and the light emitting element 430b, and between the light emitting element 430b and the light emitting element 430c.
  • a mask is used to remove the insulating layer around the terminal portion.
  • the light emitted by the light emitting element is emitted to the substrate 452 side or the substrate 454 side. It is preferable to use a material having high transparency to visible light for the substrate 454 and the substrate 452.
  • Both the transistor 201 and the transistor 205 are formed on the substrate 454. These transistors can be manufactured by the same material and the same process.
  • An insulating layer 211, an insulating layer 213, an insulating layer 215, and an insulating layer 214 are provided on the substrate 454 in this order.
  • a part of the insulating layer 211 functions as a gate insulating layer of each transistor.
  • a part of the insulating layer 213 functions as a gate insulating layer of each transistor.
  • the insulating layer 215 is provided so as to cover the transistor.
  • the insulating layer 214 is provided so as to cover the transistor and has a function as a flattening layer.
  • the number of gate insulating layers and the number of insulating layers covering the transistors are not limited, and may be a single layer or two or more layers, respectively.
  • the insulating layer can function as a barrier layer.
  • an inorganic insulating film as the insulating layer 211, the insulating layer 213, and the insulating layer 215, respectively.
  • the inorganic insulating film for example, a silicon nitride film, a silicon nitride film, a silicon oxide film, a silicon oxide film, an aluminum oxide film, or an aluminum nitride film can be used. Further, a hafnium oxide film, yttrium oxide film, zirconium oxide film, gallium oxide film, tantalum oxide film, magnesium oxide film, lanthanum oxide film, cerium oxide film, or neodymium oxide film may be used. Further, two or more of the above-mentioned insulating films may be laminated and used.
  • the organic insulating film often has a lower barrier property than the inorganic insulating film. Therefore, the organic insulating film preferably has an opening near the end of the display device 400A. As a result, it is possible to prevent impurities from entering from the end of the display device 400A via the organic insulating film.
  • the organic insulating film may be formed so that the end portion of the organic insulating film is inside the end portion of the display device 400A so that the organic insulating film is not exposed at the end portion of the display device 400A.
  • An organic insulating film is suitable for the insulating layer 214 that functions as a flattening layer.
  • the material that can be used for the organic insulating film include acrylic resin, polyimide resin, epoxy resin, polyamide resin, polyimideamide resin, siloxane resin, benzocyclobutene resin, phenol resin, and precursors of these resins.
  • an opening is formed in the insulating layer 214.
  • an organic insulating film is used for the insulating layer 214, it is possible to prevent impurities from entering the display unit 462 from the outside via the insulating layer 214. Therefore, the reliability of the display device 400A can be improved.
  • the layer 414 is provided so as to embed the recess formed so as to cover the opening. You may.
  • the unevenness of the surface to be formed of the optical adjustment layers 415a, 415b, 415c, EL layers 413a, 413b, and 413c can be reduced, and the covering property can be improved.
  • the layer 414 is preferably an insulating layer. Alternatively, the layer 414 may be a conductive layer.
  • the transistor 201 and the transistor 205 are a conductive layer 221 that functions as a gate, an insulating layer 211 that functions as a gate insulating layer, a conductive layer 222a and a conductive layer 222b that function as a source and a drain, a semiconductor layer 230, and an insulation that functions as a gate insulating layer. It has a layer 213 and a conductive layer 223 that functions as a gate.
  • the same hatching pattern is attached to a plurality of layers obtained by processing the same conductive film.
  • the insulating layer 211 is located between the conductive layer 221 and the semiconductor layer 230.
  • the insulating layer 213 is located between the conductive layer 223 and the semiconductor layer 230.
  • the structure of the transistor included in the display device of this embodiment is not particularly limited.
  • a planar type transistor, a stagger type transistor, and an inverted stagger type transistor can be used.
  • a top gate type or a bottom gate type transistor structure may be used.
  • gates may be provided above and below the semiconductor layer on which the channel is formed.
  • a configuration in which a semiconductor layer on which a channel is formed is sandwiched between two gates is applied to the transistor 201 and the transistor 205.
  • Transistors may be driven by connecting two gates and supplying them with the same signal.
  • the threshold voltage of the transistor may be controlled by giving a potential for controlling the threshold voltage to one of the two gates and giving a potential for driving to the other.
  • the crystallinity of the semiconductor material used for the transistor is not particularly limited, and either an amorphous semiconductor or a semiconductor having crystallinity (a microcrystalline semiconductor, a polycrystalline semiconductor, a single crystalline semiconductor, or a semiconductor having a partially crystalline region). May be used. It is preferable to use a semiconductor having crystallinity because deterioration of transistor characteristics can be suppressed.
  • the semiconductor layer of the transistor preferably has a metal oxide (also referred to as an oxide semiconductor). That is, it is preferable that the display device of the present embodiment uses a transistor (hereinafter, OS transistor) in which a metal oxide is used in the channel forming region.
  • OS transistor a transistor
  • the semiconductor layer of the transistor may have silicon. Examples of silicon include amorphous silicon and crystalline silicon (low temperature polysilicon or single crystal silicon).
  • the semiconductor layers include, for example, indium and M (M is gallium, aluminum, silicon, boron, ittrium, tin, copper, vanadium, berylium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lantern, cerium, neodymium, etc. It is preferred to have one or more selected from hafnium, tantalum, tungsten, and magnesium) and zinc.
  • M is preferably one or more selected from aluminum, gallium, yttrium, and tin.
  • an oxide containing indium (In), gallium (Ga), and zinc (Zn) also referred to as IGZO
  • IGZO oxide containing indium (In), gallium (Ga), and zinc (Zn)
  • the atomic number ratio of In in the In—M—Zn oxide is preferably equal to or higher than the atomic number ratio of M.
  • the atomic number ratio of In is 4
  • the atomic number ratio of Ga is 1 or more and 3 or less.
  • the case where the atomic number ratio of Zn is 2 or more and 4 or less is included.
  • the atomic number ratio of Ga is larger than 0.1 when the atomic number ratio of In is 5. This includes cases where the number of atoms is 2 or less and the atomic number ratio of Zn is 5 or more and 7 or less.
  • the atomic number ratio of Ga is larger than 0.1 when the atomic number ratio of In is 1. This includes the case where the number of atoms of Zn is 2 or less and the atomic number ratio of Zn is larger than 0.1 and 2 or less.
  • the transistor included in the circuit 464 and the transistor included in the display unit 462 may have the same structure or different structures.
  • the structures of the plurality of transistors included in the circuit 464 may all be the same, or may have two or more types.
  • the structures of the plurality of transistors included in the display unit 462 may all be the same, or may have two or more types.
  • connection portion 204 is provided in a region of the substrate 454 where the substrates 452 do not overlap.
  • the wiring 465 is electrically connected to the FPC 472 via the conductive layer 466 and the anisotropic conductive connection layer 123.
  • the conductive layer 466 shows an example of a laminated structure of a conductive film obtained by processing the same conductive film as the pixel electrode and a conductive film obtained by processing the same conductive film as the optical adjustment layer. ..
  • the conductive layer 466 is exposed on the upper surface of the connecting portion 204. As a result, the connection portion 204 and the FPC 472 can be electrically connected via the anisotropic conductive connection layer 123.
  • a light-shielding layer 417 on the surface of the substrate 452 on the substrate 454 side.
  • various optical members can be arranged on the outside of the substrate 452. Examples of the optical member include a polarizing plate, a retardation plate, a light diffusing layer (diffusing film), an antireflection layer, and a light collecting film.
  • an antistatic film for suppressing the adhesion of dust, a water-repellent film for preventing the adhesion of dirt, a hard coat film for suppressing the occurrence of scratches due to use, and a shock absorbing layer are arranged. May be good.
  • the protective layer 416 that covers the light emitting element By providing the protective layer 416 that covers the light emitting element, impurities such as water can be suppressed from entering the light emitting element, and the reliability of the light emitting element can be improved.
  • the insulating layer 215 and the protective layer 416 are in contact with each other through the opening of the insulating layer 214.
  • the inorganic insulating film of the insulating layer 215 and the inorganic insulating film of the protective layer 416 are in contact with each other.
  • Glass, quartz, ceramic, sapphire, or resin can be used for the substrate 454 and the substrate 452, respectively.
  • a material that transmits the light is used for the substrate on the side that extracts the light from the light emitting element.
  • a flexible material is used for the substrate 454 and the substrate 452, the flexibility of the display device can be increased.
  • a polarizing plate may be used as the substrate 454 or the substrate 452.
  • the substrate 454 and the substrate 452 include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN) polyester resin, polyacrylonitrile resin, acrylic resin, polyimide resin, polymethylmethacrylate resin, polycarbonate (PC) resin, and polyether sulfone, respectively.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PS polyacrylonitrile resin
  • acrylic resin polyimide resin
  • PC polycarbonate
  • PC polyether sulfone
  • PES polyamide resin
  • nylon, aramid polysiloxane resin
  • cycloolefin resin polystyrene resin
  • polyamideimide resin polyurethane resin
  • polyvinyl chloride resin polyvinylidene chloride resin
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • Glass having a thickness sufficient to have flexibility may be used for one or both of the substrate 454 and the substrate 452.
  • a substrate having high optical isotropic properties has a small birefringence (it can be said that the amount of birefringence is small).
  • the absolute value of the retardation (phase difference) value of the substrate having high optical isotropic property is preferably 30 nm or less, more preferably 20 nm or less, still more preferably 10 nm or less.
  • the film having high optical isotropic properties examples include a triacetyl cellulose (TAC, also referred to as cellulose triacetate) film, a cycloolefin polymer (COP) film, a cycloolefin copolymer (COC) film, and an acrylic resin film.
  • TAC triacetyl cellulose
  • COP cycloolefin polymer
  • COC cycloolefin copolymer
  • acrylic resin film an acrylic resin film.
  • a film having a low water absorption rate as the substrate.
  • a film having a water absorption rate of 1% or less more preferably a film having a water absorption rate of 0.1% or less, and further preferably using a film having a water absorption rate of 0.01% or less.
  • various curable adhesives such as an ultraviolet curable photocurable adhesive, a reaction curable adhesive, a thermosetting adhesive, or an anaerobic adhesive can be used.
  • these adhesives include epoxy resin, acrylic resin, silicone resin, phenol resin, polyimide resin, imide resin, PVC (polyvinyl chloride) resin, PVB (polyvinyl butyral) resin, and EVA (ethylene vinyl acetate) resin.
  • a material having a low moisture permeability of the epoxy resin is preferable.
  • a two-component mixed type resin may be used.
  • an adhesive sheet may be used.
  • anisotropic conductive connection layer 123 an anisotropic conductive film (ACF: Anisotropic Conducive Film) or an anisotropic conductive paste (ACP: Anisotropic Conducive Paste) can be used.
  • ACF Anisotropic Conducive Film
  • ACP Anisotropic Conducive Paste
  • Materials that can be used for conductive layers such as gates, sources and drains of transistors, as well as various wiring and electrodes that make up display devices include aluminum, titanium, chromium, nickel, copper, ittrium, zirconium, molybdenum, and silver. , Tantalum, and tungsten metals, and alloys containing the metal as a main component. A film containing these materials can be used as a single layer or as a laminated structure.
  • a conductive oxide such as indium oxide, indium tin oxide, indium zinc oxide, zinc oxide, and zinc oxide containing gallium or graphene
  • a metal material of gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, and titanium, or an alloy material containing the metal material can be used.
  • a nitride of the metal material for example, titanium nitride
  • the laminated film of the above material can be used as the conductive layer.
  • a laminated film of an alloy of silver and magnesium and an indium tin oxide because the conductivity can be enhanced.
  • These can also be used for various wirings and conductive layers such as electrodes constituting a display device, and a conductive layer (a conductive layer that functions as a pixel electrode or a common electrode) of a light emitting element.
  • Examples of the insulating material that can be used for each insulating layer include acrylic resin, epoxy resin, and inorganic insulating materials such as silicon oxide, silicon oxide nitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, and aluminum oxide.
  • FIG. 26A shows a cross-sectional view of the display device 400B.
  • the perspective view of the display device 400B is the same as that of the display device 400A (FIG. 38).
  • FIG. 26A shows an example of a cross section of the display device 400B when a part of the region including the FPC472, a part of the circuit 464, and a part of the display unit 462 are cut.
  • FIG. 26A shows an example of a cross section of the display unit 462 when a region including a light emitting element 430b that emits green light and a light emitting element 430c that emits blue light is cut.
  • the description of the same part as that of the display device 400A may be omitted.
  • the display device 400B shown in FIG. 26A has a transistor 202, a transistor 217, a light emitting element 430b, and a light emitting element 430c between the substrate 453 and the substrate 454.
  • the substrate 454 and the protective layer 416 are adhered to each other via the adhesive layer 442.
  • the adhesive layer 442 is provided on top of each of the light emitting element 430b and the light emitting element 430c, and a solid-state sealing structure is applied to the display device 400B.
  • the substrate 453 and the insulating layer 212 are bonded to each other by an adhesive layer 455.
  • a manufacturing substrate provided with an insulating layer 212, each transistor, and each light emitting element, and a substrate 454 provided with a light-shielding layer 417 are bonded to each other by an adhesive layer 442. Then, by peeling off the production substrate and attaching the substrate 453 to the exposed surface, each component formed on the production substrate is transposed to the substrate 453. It is preferable that the substrate 453 and the substrate 454 each have flexibility. This makes it possible to increase the flexibility of the display device 400B.
  • an inorganic insulating film that can be used for the insulating layer 211, the insulating layer 213, and the insulating layer 215 can be used, respectively.
  • the pixel electrode is connected to the conductive layer 222b of the transistor 217 via an opening provided in the insulating layer 214.
  • the conductive layer 222b is connected to the low resistance region 230n via the openings provided in the insulating layer 215 and the insulating layer 225.
  • the transistor 217 has a function of controlling the drive of the light emitting element.
  • the end of the pixel electrode is covered with an insulating layer 421.
  • the light emitted by the light emitting elements 430b and 430c is emitted to the substrate 454 side or the substrate 453 side. It is preferable to use a material having high transparency to visible light for the substrate 453 and the substrate 454.
  • connection portion 204 is provided in a region of the substrate 453 where the substrates 454 do not overlap.
  • the wiring 465 is electrically connected to the FPC 472 via the conductive layer 466 and the anisotropic conductive connection layer 123.
  • the conductive layer 466 can be obtained by processing the same conductive film as the pixel electrode. As a result, the connection portion 204 and the FPC 472 can be electrically connected via the anisotropic conductive connection layer 123.
  • the transistor 202 and the transistor 217 include a conductive layer 221 that functions as a gate, an insulating layer 211 that functions as a gate insulating layer, a semiconductor layer having a channel forming region 230i and a pair of low resistance regions 230n, and one of a pair of low resistance regions 230n.
  • the insulating layer 211 is located between the conductive layer 221 and the channel forming region 230i.
  • the insulating layer 225 is located between the conductive layer 223 and the channel forming region 230i.
  • the conductive layer 222a and the conductive layer 222b are each connected to the low resistance region 230n via an opening provided in the insulating layer 215.
  • the conductive layer 222a and the conductive layer 222b one functions as a source and the other functions as a drain.
  • FIG. 26A shows an example in which the insulating layer 225 covers the upper surface and the side surface of the semiconductor layer.
  • the conductive layer 222a and the conductive layer 222b are connected to the low resistance region 230n via openings provided in the insulating layer 225 and the insulating layer 215, respectively.
  • the transistor formed on the substrate 453 is not limited to the transistor 202 and the transistor 217 shown in FIG. 26A, and the transistor 209 shown in FIG. 26B can also be used.
  • the insulating layer 225 overlaps with the channel forming region 230i of the semiconductor layer 230 and does not overlap with the low resistance region 230n.
  • the structure shown in FIG. 26B can be produced by processing the insulating layer 225 using the conductive layer 223 as a mask.
  • the insulating layer 215 is provided so as to cover the insulating layer 225 and the conductive layer 223, and the conductive layer 222a and the conductive layer 222b are connected to the low resistance region 230n, respectively, through the opening of the insulating layer 215.
  • an insulating layer 218 may be provided to cover the transistor.
  • One aspect of the present invention is a display device having a light emitting element (also referred to as a light emitting device).
  • the display device has at least two light emitting elements that emit light of different colors.
  • Each light emitting element has a pair of electrodes and an EL layer between them.
  • the light emitting element is preferably an organic EL element (organic electroluminescent element).
  • Two or more light emitting elements that emit different colors each have an EL layer containing different materials.
  • a full-color display device can be realized by having three types of light emitting elements that emit red (R), green (G), or blue (B) light, respectively.
  • the EL layer is formed separately among light emitting elements of different colors
  • the EL layer is formed by a thin-film deposition method using a shadow mask which is a metal mask.
  • this method is island-shaped due to various effects such as the accuracy of the metal mask, the misalignment between the metal mask and the substrate, the deflection of the metal mask, and the spread of the contour of the film formed by the scattering of steam. Since the shape and position of the organic film deviate from the design, it is difficult to achieve high definition and high aperture ratio. Therefore, measures have been taken to increase the fineness (also referred to as pixel density) in a pseudo manner by applying a special pixel arrangement method such as a pentile arrangement.
  • the EL layer is processed into a fine pattern without using a shadow mask which is a metal mask. This makes it possible to realize a display device having high definition and a large aperture ratio, which has been difficult to realize until now. Further, since the EL layer can be made separately, it is possible to realize a display device that is extremely vivid, has high contrast, and has high display quality.
  • the first EL film and the first sacrificial layer are laminated and formed so as to cover the two pixel electrodes.
  • a resist mask is formed on the first sacrificial layer at a position overlapping with one pixel electrode (first pixel electrode).
  • a resist mask, a part of the first sacrificial layer, and a part of the first EL film are etched.
  • the other pixel electrode (second pixel electrode) is exposed, the etching is completed.
  • a part of the first EL film (also referred to as the first EL layer) processed into a band shape or an island shape, and a part of the sacrificial layer (first) on the first EL film.
  • the first EL layer also referred to as the first EL layer
  • the sacrificial layer on the first EL film.
  • the second EL film and the second sacrificial layer are laminated and formed.
  • a resist mask is formed at a position where it overlaps with the first pixel electrode and at a position where it overlaps with the second pixel electrode.
  • the resist mask, a part of the second sacrificial layer, and a part of the second EL film are etched in the same manner as described above.
  • a first EL layer and a first sacrificial layer are provided on the first pixel electrode
  • a second EL layer and a second sacrificial layer are provided on the second pixel electrode, respectively. It becomes. In this way, the first EL layer and the second EL layer can be made separately.
  • by removing the first sacrificial layer and the second sacrificial layer and forming a common electrode it is possible to make two-color light emitting elements separately.
  • the EL layer of the light emitting element of three or more colors can be made separately, and a display device having a light emitting element of three colors or four or more colors can be realized.
  • the spacing between EL layers of different colors is difficult to make less than 10 ⁇ m by, for example, a forming method using a metal mask, but according to the above method, it can be narrowed to 3 ⁇ m or less, 2 ⁇ m or less, or 1 ⁇ m or less. can.
  • the interval can be narrowed to 500 nm or less, 200 nm or less, 100 nm or less, and even 50 nm or less.
  • the aperture ratio can be brought close to 100%.
  • the aperture ratio is 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, and further 90% or more, and less than 100% can be realized.
  • the pattern of the EL layer itself can be made extremely small as compared with the case where the metal mask is used. Further, for example, when a metal mask is used to separate the EL layers, the thickness varies between the center and the edges of the pattern, so that the effective area that can be used as the light emitting region becomes smaller than the area of the entire pattern. ..
  • the thickness can be made uniform in the pattern, and even if it is a fine pattern, almost the entire area emits light. It can be used as an area. Therefore, according to the above-mentioned manufacturing method, it is possible to have both high definition and high aperture ratio.
  • a special pixel arrangement method such as a pentile method is applied to increase the fineness in a pseudo manner. Since it is not necessary, it is a so-called stripe arrangement in which R, G, and B are arranged in one direction, and a display with a definition of 500 ppi or more, 1000 ppi or more, or 2000 ppi or more, further 3000 ppi or more, and further 5000 ppi or more.
  • the device can be realized.
  • FIG. 27A shows a schematic top view of the display device 100 according to one aspect of the present invention.
  • the display device 100 has a plurality of light emitting elements 110R exhibiting red, a light emitting element 110G exhibiting green, and a plurality of light emitting elements 110B exhibiting blue.
  • R, G, and B are designated in the light emitting region of each light emitting element in order to easily distinguish each light emitting element.
  • FIG. 27A shows a so-called stripe arrangement in which light emitting elements of the same color are arranged in one direction.
  • an EL element such as an OLED (Organic Light Emitting Diode) or a QLED (Quantum-dot Light Emitting Diode).
  • the light emitting substance of the EL element includes a substance that emits fluorescence (fluorescent material), a substance that emits phosphorescence (phosphorescent material), an inorganic compound (quantum dot material), or a substance that exhibits thermal activated delayed fluorescence (thermally activated delayed fluorescence). (Thermally activated extended fluorescent (TADF) material) can be mentioned.
  • FIG. 27B is a schematic cross-sectional view corresponding to the alternate long and short dash line A1-A2 in FIG. 27A
  • FIG. 27C is a schematic cross-sectional view corresponding to the alternate long and short dash line B1-B2.
  • FIG. 27B shows a cross section of the light emitting element 110R, the light emitting element 110G, and the light emitting element 110B.
  • the light emitting element 110R has a pixel electrode 111R, an EL layer 112R, and a common electrode 113.
  • the light emitting element 110G has a pixel electrode 111G, an EL layer 112G, and a common electrode 113.
  • the light emitting element 110B has a pixel electrode 111B, an EL layer 112B, and a common electrode 113.
  • the light emitting element 110R has an EL layer 112R between the pixel electrode 111R and the common electrode 113.
  • the EL layer 112R has a luminescent organic compound that emits light having intensity in at least the red wavelength region.
  • the EL layer 112G included in the light emitting device 110G has a luminescent organic compound that emits light having intensity in at least the green wavelength region.
  • the EL layer 112B included in the light emitting element 110B has a luminescent organic compound that emits light having intensity in at least a blue wavelength region.
  • the EL layer 112R, the EL layer 112G, and the EL layer 112B are composed of an electron injection layer, an electron transport layer, a hole injection layer, and a hole transport layer, in addition to a layer (light emitting layer) containing a luminescent organic compound, respectively. Of these, one or more may be possessed.
  • the pixel electrode 111R, the pixel electrode 111G, and the pixel electrode 111B are provided for each light emitting element. Further, the common electrode 113 is provided as a continuous layer common to each light emitting element. By making both the pixel electrode and the common electrode 113 translucent, a double-sided injection type (dual emission type) display device can be obtained.
  • a conductive film having translucency with respect to visible light is used for either the pixel electrode and the common electrode 113, and a conductive film having reflectivity is used for the other.
  • each pixel electrode translucent and the common electrode 113 reflective it is possible to make a bottom injection type (bottom emission type) display device, and conversely, each pixel electrode is reflective and the common electrode 113 is transparent. By making it light, it can be used as a top-emission type (top-emission type) display device.
  • An insulating layer 131 is provided so as to cover the ends of the pixel electrode 111R, the pixel electrode 111G, and the pixel electrode 111B.
  • the end portion of the insulating layer 131 preferably has a tapered shape.
  • the insulating layer 131 may not be provided if it is unnecessary.
  • the EL layer 112R, the EL layer 112G, and the EL layer 112B each have a region in contact with the upper surface of the pixel electrode and a region in contact with the surface of the insulating layer 131. Further, the ends of the EL layer 112R, the EL layer 112G, and the EL layer 112B are located on the insulating layer 131.
  • a gap is provided between the two EL layers between the light emitting elements of different colors.
  • the EL layer 112R, the EL layer 112G, and the EL layer 112G are provided so as not to be in contact with each other. As a result, it is possible to suitably prevent unintended light emission due to current flowing through the two adjacent EL layers. Therefore, the contrast can be enhanced, and a display device with high display quality can be realized.
  • FIG. 27C shows an example in which the EL layer 112G is processed into an island shape.
  • the EL layer 112G may be processed into a strip shape so that the EL layer 112G is continuous in the column direction.
  • the space required for dividing the EL layer 112G is not required, and the area of the non-light emitting region between the light emitting elements can be reduced, so that the aperture ratio can be increased.
  • the cross section of the light emitting element 110G is shown as an example in FIGS. 27C and 27D, the light emitting element 110R and the light emitting element 110B can have the same shape.
  • a protective layer 121 is provided so as to cover the light emitting element 110R, the light emitting element 110G, and the light emitting element 110B.
  • the protective layer 121 has a function of preventing impurities such as water from diffusing into each light emitting element from above.
  • the protective layer 121 may have, for example, a single-layer structure or a laminated structure including at least an inorganic insulating film.
  • the inorganic insulating film include an oxide film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon nitride film, a silicon nitride film, an aluminum oxide film, an aluminum nitride film, and a hafnium oxide film, or a nitride film. Be done.
  • a semiconductor material such as indium gallium oxide or indium gallium zinc oxide may be used as the protective layer 121.
  • a laminated film of an inorganic insulating film and an organic insulating film can also be used.
  • the organic insulating film functions as a flattening film. As a result, the upper surface of the organic insulating film can be made flat, so that the covering property of the inorganic insulating film on the organic insulating film can be improved and the barrier property can be enhanced.
  • the upper surface of the protective layer 121 is flat, when a structure (for example, a color filter, a touch sensor electrode, or a lens array) is provided above the protective layer 121, the influence of the uneven shape due to the lower structure is exerted. It is preferable because it can reduce the amount of.
  • a structure for example, a color filter, a touch sensor electrode, or a lens array
  • substrate 101 As the light-transmitting substrate 101, a substrate having heat resistance that can withstand at least the subsequent heat treatment can be used.
  • a substrate having heat resistance that can withstand at least the subsequent heat treatment can be used.
  • an insulating substrate is used as the translucent substrate 101, a glass substrate, a quartz substrate, a sapphire substrate, a ceramic substrate, or an organic resin substrate can be used.
  • Pixel Electrode 111R Pixel Electrode 111G, and Pixel Electrode 111B
  • a plurality of pixel electrodes 111 are formed on the translucent substrate 101.
  • a conductive film to be a pixel electrode is formed, a resist mask is formed by a photolithography method, and an unnecessary portion of the conductive film is removed by etching. After that, by removing the resist mask, the pixel electrode 111R, the pixel electrode 111G, and the pixel electrode 111B can be formed.
  • a conductive film having transparency to visible light is used as each pixel electrode.
  • a material for example, a transparent conductive film
  • conductive oxides such as indium oxide, indium tin oxide, indium zinc oxide, zinc oxide, zinc oxide containing gallium, indium tin oxide containing silicon, and indium zinc oxide containing silicon can be used. can.
  • insulating layer 131 [Formation of insulating layer 131] Subsequently, the end portions of the pixel electrode 111R, the pixel electrode 111G, and the pixel electrode 111B are covered to form the insulating layer 131 (FIG. 28A).
  • the insulating layer 131 an organic insulating film or an inorganic insulating film can be used.
  • the insulating layer 131 preferably has a tapered end portion in order to improve the step covering property of the later EL film.
  • it is preferable to use a photosensitive material because it is easy to control the shape of the end portion depending on the exposure and development conditions.
  • the angle formed by the side slope of the insulating layer 131 with the horizontal plane is called a taper angle (also referred to as a taper angle), and the side slope having this taper angle is called a taper shape and has a taper shape.
  • the part that is tapered is called the tapered part.
  • the taper angle at the end of the insulating layer 131 is less than 90 °.
  • an EL film 112Rf which will later become the EL layer 112R, is formed on the pixel electrode 111R, the pixel electrode 111G, the pixel electrode 111B, and the insulating layer 131 (FIG. 28B).
  • the EL film 112Rf has a film containing at least a luminescent compound.
  • one or more of the membranes functioning as an electron injection layer, an electron transport layer, a charge generation layer, a hole transport layer, or a hole injection layer may be laminated.
  • the EL film 112Rf can be formed, for example, by a vapor deposition method, a sputtering method, or an inkjet method. Not limited to this, the above-mentioned film forming method can be appropriately used.
  • a sacrificial layer 141a is formed on the EL film 112Rf (FIG. 28C).
  • a sputtering method for example, a sputtering method, an ALD method (thermal ALD method, PEALD method) or a vacuum deposition method can be used.
  • a forming method with less damage to the EL layer is preferable, and it is preferable to form the sacrificial layer 141a by using an ALD method or a vacuum vapor deposition method rather than a sputtering method.
  • a wet film forming method of spin coating, dip, spray coating, inkjet, dispense, screen printing, offset printing, doctor knife method, slit coating, roll coating, curtain coating, and knife coating is preferable. It can also be used. A film forming method other than this may be used, and the above film forming method can be appropriately used, including the vapor deposition method.
  • the sacrificial layer 141a it is preferable to use a material that can be dissolved in a chemically stable solvent for at least the film located at the uppermost part of the EL film 112Rf.
  • a material that is soluble in water or alcohol can be suitably used for the sacrificial layer 141a.
  • the sacrificial layer 141a is dissolved in a solvent such as water or alcohol, applied by the above-mentioned wet film forming method, and then heat-treated to evaporate the solvent. ..
  • the solvent can be removed at a low temperature and in a short time, so that thermal damage to the EL film 112Rf can be reduced, which is preferable.
  • an organic material such as polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polyglycerin, purulan, water-soluble cellulose, or alcohol-soluble polyamide resin can be used.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • polyvinyl butyral polyvinylpyrrolidone
  • polyethylene glycol polyglycerin
  • purulan polyethylene glycol
  • water-soluble cellulose polyglycerin
  • alcohol-soluble polyamide resin water-soluble polyamide resin
  • a resist mask 143a is formed on the sacrificial layer 141a in a region overlapping the pixel electrode 111R (FIG. 28D).
  • the resist mask 143a it is preferable to use an organic resin material that can be etched under the same etching conditions as the sacrificial layer 141a.
  • a resist material containing a photosensitive resin such as a positive type resist material or a negative type resist material can be used.
  • Etching is preferably performed under conditions in which the sacrificial layer 141a, the resist mask 143a, and the EL film 112Rf can be etched.
  • the sacrificial layer 141a it is preferable to use a film that can be removed by a wet etching method. By using the wet etching method, it is possible to reduce the damage applied to the EL film when the sacrificial layer 141a is processed, as compared with the case where the dry etching method is used.
  • a developing solution a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (TMAH), dilute phosphoric acid, oxalic acid, phosphoric acid, acetic acid, nitric acid, or a chemical solution using a mixed solution thereof. ..
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide aqueous solution
  • anisotropic dry etching because it is possible to prevent the exposed side surface of the EL layer 112R from being etched and the pattern of the EL layer 112R after etching to be reduced.
  • the sacrificial layer 141a, the resist mask 143a, and the EL film 112Rf may be individually etched, or any two of them may be etched in the same step.
  • the sacrificial layer 141a may be first etched, and then the resist mask 143a and the EL film 112Rf may be etched in the same step.
  • the sacrificial layer 142a remains on the EL layer 112R.
  • the sacrificial layer 142a can function as a protective layer that protects the EL layer 112R from damage in a later process.
  • an EL film 112Gf which will later become an EL layer 112G, is formed on the sacrificial layer 142a, the insulating layer 131, the pixel electrode 111G, and the pixel electrode 111B (FIG. 29A).
  • the above description of the EL film 112Rf can be incorporated.
  • a sacrificial layer 141b is formed on the EL film 112Gf (FIG. 29B).
  • the sacrificial layer 141b can be formed in the same manner as the sacrificial layer 141a. In particular, it is preferable to use the same material as the sacrificial layer 141a for the sacrificial layer 141b.
  • resist mask 143b is formed on the sacrificial layer 141b.
  • the resist mask 143b is formed in a region overlapping the pixel electrode 111G and a region overlapping the pixel electrode 111R, respectively.
  • the above description of the resist mask 143a can be incorporated.
  • Etching is preferably performed under conditions where the sacrificial layer 141b, the resist mask 143b, and the EL film 112Gf can be etched. For example, when these are etched by anisotropic dry etching, the sacrificial layer 141b on the upper part of the pixel electrode 111B that is not covered by the resist mask 143b disappears before the portion covered by the resist mask 143b. The sacrificial layer 142b can remain.
  • an EL film 112Bf which will later become the EL layer 112B, is formed on the sacrificial layer 142a, the sacrificial layer 142b, the pixel electrode 111B, and the insulating layer 131 (FIG. 29D).
  • the above description of the EL film 112Rf can be incorporated.
  • the sacrificial layer 141c is formed on the EL film 112Bf.
  • the sacrificial layer 141c can be formed in the same manner as the sacrificial layer 141a.
  • a resist mask 143c is formed on the sacrificial layer 141c (FIG. 30A).
  • the resist mask 143b is formed in a region overlapping the pixel electrode 111B, a region overlapping the pixel electrode 111R, and a region overlapping the pixel electrode 111G, respectively.
  • the above description of the resist mask 143a can be incorporated.
  • the description of etching of the sacrificial layer 141b can be incorporated.
  • the sacrificial layer 142a on the EL layer 112R and the sacrificial layer 142b on the EL layer 112G can be left without disappearing.
  • the sacrificial layer 142a, the sacrificial layer 142b, and the sacrificial layer 142c can be removed by wet etching or dry etching. At this time, it is preferable to use a method that causes as little damage as possible to the EL layer 112R, the EL layer 112G, and the EL layer 112B.
  • sacrificial layer 142a it is preferable to remove the sacrificial layer 142a, the sacrificial layer 142b, and the sacrificial layer 142c by dissolving them in a solvent such as water or alcohol.
  • alcohol capable of dissolving the sacrificial layer 142a, the sacrificial layer 142b, and the sacrificial layer 142c various alcohols such as ethyl alcohol, methyl alcohol, isopropyl alcohol (IPA), and glycerin can be used.
  • IPA isopropyl alcohol
  • a drying treatment is performed to remove the water contained inside the EL layer 112R, the EL layer 112G, and the EL layer 112B, and the water adsorbed on the surface. It is preferable to do so.
  • the heat treatment can be performed at a substrate temperature of 50 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, preferably 60 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, and more preferably 70 ° C. or higher and 120 ° C. or lower. It is preferable to use a reduced pressure atmosphere because it can be dried at a lower temperature.
  • the common electrode 113 can be formed by, for example, a sputtering method or a thin-film deposition method.
  • the common electrode 113 uses a conductive film having transparency to visible light.
  • conductive oxides such as indium oxide, indium tin oxide, indium zinc oxide, zinc oxide, zinc oxide containing gallium, indium tin oxide containing silicon, and indium zinc oxide containing silicon can be used. can.
  • the light emitting element 110R, the light emitting element 110G, and the light emitting element 110B can be manufactured.
  • the protective layer 121 is formed on the common electrode 113 (FIG. 30E). It is preferable to use a sputtering method, a PECVD method, or an ALD method for forming the inorganic insulating film used for the protective layer 121.
  • the ALD method is preferable because it has excellent step coverage and is less likely to cause pinhole defects.
  • the above is a description of an example of a method for manufacturing a display device.
  • the display device 100B shown in FIG. 31 is mainly different from the display device 100 in that it has a common layer 114.
  • the common layer 114 is provided over a plurality of light emitting elements.
  • the common layer 114 is provided so as to cover the EL layer 112R, the EL layer 112G, and the EL layer 112B.
  • the EL layer 112R, the EL layer 112G, and the EL layer 112B each have a light emitting layer containing a light emitting material that emits at least one color.
  • the common layer 114 is preferably a layer containing one or more of an electron injection layer, an electron transport layer, a hole injection layer, or a hole transport layer.
  • a configuration including an electron injection layer or a configuration including two electron injection layers and an electron transport layer can be used as the common layer 114.
  • the pixel electrode 111R, the pixel electrode 111G, the pixel electrode 111B, and the insulating layer 131 are formed on the translucent substrate 101 in the same manner as in the manufacturing method Example 1. Further, they are covered to form an EL film 112Rf.
  • sacrificial film 144a a film having high resistance to the etching process of each EL film represented by the EL film 112Rf, that is, a film having a large etching selection ratio can be used. Further, as the sacrificial film 144a, a film having a large etching selection ratio with the protective film 146a described later can be used. Further, as the sacrificial film 144a, a film that can be removed by a wet etching method with less damage to each EL film can be used.
  • an inorganic film such as a metal film, an alloy film, a metal oxide film, a semiconductor film, or an inorganic insulating film can be used.
  • an organic film such as polyvinyl alcohol applicable to the sacrificial layer 141a exemplified in Production Method Example 1 can also be used.
  • the sacrificial film 144a includes, for example, a metal material such as gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, titanium, aluminum, yttrium, zirconium, and tantalum, or the metal. Alloy materials, including materials, can be used. In particular, it is preferable to use a low melting point material such as aluminum or silver.
  • a metal oxide such as indium gallium zinc oxide (also referred to as In-Ga-Zn oxide or IGZO) can be used.
  • -Zn oxide), indium titanium zinc oxide (In-Ti-Zn oxide), indium gallium tin zinc oxide (In-Ga-Sn-Zn oxide) can be used.
  • indium tin oxide containing silicon can also be used.
  • the element M is aluminum, silicon, boron, yttrium, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten). , Or one or more selected from magnesium). In particular, M is preferably one or more selected from aluminum or yttrium.
  • an inorganic insulating material such as aluminum oxide, hafnium oxide, or silicon oxide can be used.
  • the protective film 146a is a film used later as a hard mask when etching the sacrificial film 144a. Further, when the protective film 146a is processed later, the sacrificial film 144a is exposed. Therefore, for the sacrificial film 144a and the protective film 146a, a combination of films having a large etching selectivity is selected. Therefore, a film that can be used for the protective film 146a can be selected according to the etching conditions of the sacrificial film 144a and the etching conditions of the protective film 146a.
  • a gas containing fluorine also referred to as a fluorine-based gas
  • An alloy containing molybdenum and niobium, or an alloy containing molybdenum and tantalum can be used for the protective film 146a.
  • metal oxide films such as IGZO and ITO. Can be used for the sacrificial film 144a.
  • the protective film 146a can be selected from various materials according to the etching conditions of the sacrificial film 144a and the etching conditions of the protective film 146a.
  • it can be selected from the membranes that can be used for the sacrificial membrane 144a.
  • a nitride film can be used as the protective film 146a.
  • nitrides such as silicon nitride, aluminum nitride, hafnium nitride, titanium nitride, tantalum nitride, tungsten nitride, gallium nitride, and germanium nitride can also be used.
  • an organic film that can be used for the EL film 112Rf may be used.
  • the same film as the organic film used for the EL film 112Rf, the EL film 112Gf, or the EL film 112Bf can be used for the protective film 146a.
  • the film forming apparatus of the EL film 112Rf can be commonly used, which is preferable.
  • resist mask 143a is formed on the protective film 146a at a position overlapping the pixel electrode 111R (FIG. 32A).
  • the protective film 146a it is possible to prevent such a problem from occurring.
  • etching the protective film 146a it is preferable to use etching conditions with a high selection ratio so that the sacrificial film 144a is not removed by the etching.
  • Etching of the protective film 146a can be performed by wet etching or dry etching, but by using dry etching, it is possible to suppress the reduction of the pattern of the protective film 146a.
  • the resist mask 143a can be removed by wet etching or dry etching. In particular, it is preferable to remove the resist mask 143a by dry etching (also referred to as plasma ashing) using oxygen gas as the etching gas.
  • the resist mask 143a is removed in a state where the EL film 112Rf is covered with the sacrificial film 144a, the influence on the EL film 112Rf is suppressed.
  • the EL film 112Rf comes into contact with oxygen, it may adversely affect the electrical characteristics, and is therefore suitable for etching using oxygen gas such as plasma ashing.
  • the sacrificial film 144a can be etched by wet etching or dry etching, but it is preferable to use a dry etching method because the shrinkage of the pattern can be suppressed.
  • the process can be simplified and the manufacturing cost of the display device can be reduced.
  • etching gas containing no oxygen as a main component for etching the EL film 112Rf.
  • the etching gas containing no oxygen as a main component include noble gases such as CF 4 , C 4 F 8 , SF 6 , CHF 3 , Cl 2 , H 2 O, BCl 3 , and He.
  • a mixed gas of the above gas and a diluted gas containing no oxygen can be used as the etching gas.
  • the etching of the EL film 112Rf and the etching of the protective layer 147a may be performed separately. At this time, the EL film 112Rf may be etched first, or the protective layer 147a may be etched first.
  • the EL film 112Gf, the sacrificial film 144b, the protective film 146b, and the resist mask 143b are formed in this order as shown in FIG. 33A.
  • the protective film 146b is etched to form the protective layer 147b
  • the resist mask 143b is removed (FIG. 33B).
  • the sacrificial film 144b is etched to form the sacrificial layer 145b.
  • the protective layer 147b and the EL film 112Gf are etched to form an island-shaped or band-shaped EL layer 112G (FIG. 33C).
  • the sacrificial layer 145a, the sacrificial layer 145b, and the sacrificial layer 145c can be removed by wet etching or dry etching. At this time, it is preferable to use a method that causes as little damage as possible to the EL layer 112R, the EL layer 112G, and the EL layer 112B. In particular, it is preferable to use a wet etching method. For example, it is preferable to use wet etching using an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH), dilute hydrofluoric acid, oxalic acid, phosphoric acid, acetic acid, nitric acid, or a mixed liquid thereof.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • the EL layer 112R, the EL layer 112G, and the EL layer 112B can be made separately.
  • the production method example 1 can be used.
  • FIG. 27A and 34B show a schematic cross-sectional view of the display device 150.
  • FIG. 27A can be taken into consideration.
  • the display device 150 includes a light emitting unit 120R, a light emitting unit 120G, and a light emitting unit 120B.
  • the light emitting unit 120R, the light emitting unit 120G, and the light emitting unit 120B each have a light emitting element 110W.
  • the light emitting element 110W has a pixel electrode 111, an EL layer 112W, and a common electrode 113.
  • the EL layer 112W and the common electrode 113 are commonly provided over a plurality of pixels.
  • the EL layer 112W has a light emitting layer that exhibits white light.
  • the light emitting element 110W is a light emitting element that exhibits white light emission.
  • the light emitting unit 120R, the light emitting unit 120G, and the light emitting unit 120B each have a colored layer 122R, a colored layer 122G, or a colored layer 122B on the protective layer 121.
  • the colored layer 122R transmits red light
  • the colored layer 122G transmits green light
  • the colored layer 122B transmits blue light. This makes it possible to realize a full-color display device.
  • each light emitting element and each colored layer are compared with the case where the two substrates are bonded after forming the colored layer on a substrate different from the substrate 101. It becomes easy to align the display device, and an extremely high-definition display device can be realized.
  • the EL layer 112W is divided between different light emitting units. As a result, it is possible to suitably prevent unintended light emission (also referred to as crosstalk) due to current flowing through the EL layer 112W between adjacent light emitting units. Therefore, the contrast can be enhanced, and a display device with high display quality can be realized.
  • unintended light emission also referred to as crosstalk
  • the EL layer 112W may not be separated between the light emitting units of the same color.
  • a plurality of pixel electrodes 111 and an insulating layer 131 are formed on a translucent substrate 101. Further, the EL film 112Wf, the sacrificial layer 144, and the protective film 146 are formed by covering them. Further, a resist mask 143 is formed on the protective film 146 at a position overlapping the pixel electrode 111.
  • the protective film 146 is etched to form a band-shaped protective layer 147 (FIG. 35B).
  • the sacrificial layer 144 is etched using the protective layer 147 as a mask to form the sacrificial layer 145 (FIG. 35C).
  • the protective layer 147 and the EL film 112Wf are etched to separate the EL film 112Wf.
  • a plurality of strip-shaped EL layers 112W are formed (FIG. 35D).
  • the sacrificial layer 145 on the EL layer 112W is removed to expose the EL layer 112W (FIG. 35E).
  • a plurality of light emitting elements 110W can be manufactured by covering the EL layer 112W and the insulating layer 131 to form the common electrode 113 (FIG. 35F).
  • the protective layer 121 is formed by covering the common electrode 113, and the colored layer 122R, the colored layer 122G, and the colored layer 122B are formed on the protective layer 121, respectively.
  • the colored layer 122R, the colored layer 122G, and the colored layer 122B can each be formed by a photolithography method using a photosensitive resin.
  • the display device 150 illustrated in the above configuration example 3 can be manufactured.
  • This embodiment can be carried out by appropriately combining at least a part thereof with other embodiments described in the present specification.
  • Display device 400A 38 shows a perspective view of the display device 400A, and FIG. 36A shows a cross-sectional view of the display device 400A. Since this is a partially modified example of the sixth embodiment, the parts different from the sixth embodiment will be described below.
  • the display device 400A has a display unit 462, a circuit 464, and a wiring 465.
  • FIG. 36 shows an example in which IC473 and FPC472 are mounted on the display device 400A. Therefore, the configuration shown in FIG. 36A can also be said to be a display panel having a display device 400A, an IC (integrated circuit), and an FPC.
  • FIG. 38 shows an example in which the IC 473 is provided on the substrate 454 by the COG method or the COF method.
  • the IC 473 for example, an IC having a scanning line drive circuit or a signal line drive circuit can be applied.
  • FIG. 36A is an example of a cross section of the display device 400A when a part of the area including the FPC 472, a part of the circuit 464, a part of the display unit 462, and a part of the area including the end are cut. show.
  • the display device 400A shown in FIG. 36A has a transistor 201, a transistor 205, a light emitting element 430a that emits red light, a light emitting element 430b that emits green light, and a light emitting element that emits blue light between the substrate 454 and the substrate 452. It has an element 430c.
  • the substrate 452, the adhesive layer 442, and the space 443 surrounded by the substrate 454 are filled with an inert gas (nitrogen or argon), and a hollow sealing structure is applied.
  • an inert gas nitrogen or argon
  • the light emitting elements 430a, 430b, and 430c have an optical adjustment layer between the pixel electrode and the EL layer.
  • the light emitting element 430a has an optical adjustment layer 426a
  • the light emitting element 430b has an optical adjustment layer 426b
  • the light emitting element 430c has an optical adjustment layer 426c.
  • the details of the light emitting element can be referred to the third embodiment.
  • the edges of the pixel electrodes and the optical adjustment layer are covered with an insulating layer 421.
  • the pixel electrode contains a material that transmits visible light
  • the counter electrode contains a material that transmits visible light.
  • the insulating layer 421 is also called a partition wall.
  • the light emitted by the light emitting element is emitted to the substrate 452 side or the substrate 454 side. It is preferable to use a material having high transparency to visible light for the substrate 454 and the substrate 452.
  • an opening is formed in the insulating layer 214.
  • an organic insulating film is used for the insulating layer 214, it is possible to prevent impurities from entering the display unit 462 from the outside via the insulating layer 214. Therefore, the reliability of the display device 400A can be improved.
  • FIG. 36B shows an example in which the protective layer 416 has a three-layer structure.
  • the protective layer 416 has an inorganic insulating layer 416a on the light emitting element 430c, an organic insulating layer 416b on the inorganic insulating layer 416a, and an inorganic insulating layer 416c on the organic insulating layer 416b.
  • the end of the inorganic insulating layer 416a and the end of the inorganic insulating layer 416c extend outward from the end of the organic insulating layer 416b and are in contact with each other. Then, the inorganic insulating layer 416a is in contact with the insulating layer 215 (inorganic insulating layer) through the opening of the insulating layer 214 (organic insulating layer). As a result, the light emitting element can be surrounded by the insulating layer 215 and the protective layer 416, so that the reliability of the light emitting element can be improved.
  • the protective layer 416 may have a laminated structure of an organic insulating film and an inorganic insulating film. At this time, it is preferable to extend the end portion of the inorganic insulating film to the outside rather than the end portion of the organic insulating film.
  • Glass, quartz, ceramic, sapphire, or resin can be used for the substrate 454 and the substrate 452, respectively.
  • a material that transmits the light is used for the substrate on the side that extracts the light from the light emitting element.
  • a flexible material is used for the substrate 454 and the substrate 452, the flexibility of the display device can be increased.
  • a polarizing plate may be used as the substrate 454 or the substrate 452.
  • FIG. 37A shows a cross-sectional view of the display device 400B.
  • the perspective view of the display device 400B is the same as that of the display device 400A (FIG. 38).
  • FIG. 37A shows an example of a cross section of the display device 400B when a part of the region including the FPC472, a part of the circuit 464, and a part of the display unit 462 are cut.
  • FIG. 37A shows an example of a cross section of the display unit 462 when a region including a light emitting element 430b that emits green light and a light emitting element 430c that emits blue light is cut.
  • the description of the same part as that of the display device 400A may be omitted.
  • the display device 400B shown in FIG. 37A has a transistor 202, a transistor 217, a light emitting element 430b, and a light emitting element 430c between the substrate 453 and the substrate 454.
  • the substrate 454 and the protective layer 416 are adhered to each other via the adhesive layer 442.
  • the adhesive layer 442 is provided on top of each of the light emitting element 430b and the light emitting element 430c, and a solid-state sealing structure is applied to the display device 400B.
  • the substrate 453 and the insulating layer 212 are bonded to each other by an adhesive layer 455.
  • a manufacturing substrate provided with an insulating layer 212, each transistor, and each light emitting element, and a substrate 454 provided with a light-shielding layer 417 are bonded to each other by an adhesive layer 442. Then, by peeling off the production substrate and attaching the substrate 453 to the exposed surface, each component formed on the production substrate is transposed to the substrate 453. It is preferable that the substrate 453 and the substrate 454 each have flexibility. This makes it possible to increase the flexibility of the display device 400B.
  • an inorganic insulating film that can be used for the insulating layer 211, the insulating layer 213, and the insulating layer 215 can be used, respectively.
  • the pixel electrode is connected to the conductive layer 222b of the transistor 217 via an opening provided in the insulating layer 214.
  • the conductive layer 222b is connected to the low resistance region 230n via the openings provided in the insulating layer 215 and the insulating layer 225.
  • the transistor 217 has a function of controlling the drive of the light emitting element.
  • the end of the pixel electrode is covered with an insulating layer 421.
  • the light emitted by the light emitting elements 430b and 430c is emitted to the substrate 454 side or the substrate 453 side. It is preferable to use a material having high transparency to visible light for the substrate 453 and the substrate 454.
  • connection portion 204 is provided in a region of the substrate 453 where the substrates 454 do not overlap.
  • the wiring 465 is electrically connected to the FPC 472 via the conductive layer 466 and the anisotropic conductive connection layer 123.
  • the conductive layer 466 can be obtained by processing the same conductive film as the pixel electrode. As a result, the connection portion 204 and the FPC 472 can be electrically connected via the anisotropic conductive connection layer 123.
  • the transistor 202 and the transistor 217 include a conductive layer 221 that functions as a gate, an insulating layer 211 that functions as a gate insulating layer, a semiconductor layer having a channel forming region 230i and a pair of low resistance regions 230n, and one of a pair of low resistance regions 230n.
  • the insulating layer 211 is located between the conductive layer 221 and the channel forming region 230i.
  • the insulating layer 225 is located between the conductive layer 223 and the channel forming region 230i.
  • the conductive layer 222a and the conductive layer 222b are each connected to the low resistance region 230n via an opening provided in the insulating layer 215.
  • the conductive layer 222a and the conductive layer 222b one functions as a source and the other functions as a drain.
  • FIG. 37A shows an example in which the insulating layer 225 covers the upper surface and the side surface of the semiconductor layer.
  • the conductive layer 222a and the conductive layer 222b are connected to the low resistance region 230n via openings provided in the insulating layer 225 and the insulating layer 215, respectively.
  • the insulating layer 225 overlaps with the channel forming region 230i of the semiconductor layer 230 and does not overlap with the low resistance region 230n.
  • the structure shown in FIG. 37B can be produced by processing the insulating layer 225 using the conductive layer 223 as a mask.
  • the insulating layer 215 is provided so as to cover the insulating layer 225 and the conductive layer 223, and the conductive layer 222a and the conductive layer 222b are connected to the low resistance region 230n, respectively, through the opening of the insulating layer 215.
  • an insulating layer 218 may be provided to cover the transistor.
  • the display device of the present embodiment can be a high-definition display device.
  • FIG. 39A shows a perspective view of the display panel 280.
  • the display panel 280 has a display device 400C and an FPC 290.
  • the display panel 280 has a substrate 291 and a substrate 292.
  • the display panel 280 has a display unit 281.
  • the display unit 281 is an area for displaying an image on the display panel 280, and is an area where light from each pixel provided in the pixel unit 284, which will be described later, can be visually recognized.
  • FIG. 39B shows a perspective view schematically showing the configuration on the substrate 291 side.
  • a circuit unit 282, a pixel circuit unit 283 on the circuit unit 282, and a pixel unit 284 on the pixel circuit unit 283 are laminated on the substrate 291.
  • a terminal portion 285 for connecting to the FPC 290 is provided in a portion of the substrate 291 that does not overlap with the pixel portion 284.
  • the terminal portion 285 and the circuit portion 282 are electrically connected by a wiring portion 286 composed of a plurality of wirings.
  • the pixel unit 284 has a plurality of pixels 284a that are periodically arranged. An enlarged view of one pixel 284a is shown on the right side of FIG. 39B.
  • the pixel 284a has light emitting elements 430a, 430b, and 430c having different emission colors.
  • the plurality of light emitting elements may be arranged in a striped arrangement as shown in FIG. 39B.
  • the pixel circuit unit 283 has a plurality of pixel circuits 283a arranged periodically.
  • One pixel circuit 283a is a circuit that controls light emission of three light emitting elements included in one pixel 284a.
  • One pixel circuit 283a may be configured to be provided with three circuits for controlling light emission of one light emitting element.
  • the pixel circuit 283a may have at least one selection transistor, one current control transistor (driving transistor), and a capacitive element for each light emitting element. At this time, a gate signal is input to the gate of the selection transistor, and a source signal is input to either the source or the drain. As a result, an active matrix type display device is realized.
  • the circuit unit 282 has a circuit for driving each pixel circuit 283a of the pixel circuit unit 283.
  • a gate line drive circuit and a source line drive circuit.
  • it may have at least one of an arithmetic circuit, a memory circuit, and a power supply circuit.
  • the FPC 290 functions as wiring for supplying a video signal or a power supply potential to the circuit unit 282 from the outside. Further, the IC may be mounted on the FPC 290.
  • the aperture ratio (effective display area ratio) of the display unit 281 is extremely high.
  • the aperture ratio of the display unit 281 can be 40% or more and less than 100%, preferably 50% or more and 95% or less, and more preferably 60% or more and 95% or less.
  • the pixels 284a can be arranged at an extremely high density, and the definition of the display unit 281 can be extremely high.
  • pixels 284a may be arranged with a definition of 2000 ppi or more, preferably 3000 ppi or more, more preferably 5000 ppi or more, still more preferably 6000 ppi or more, and 20000 ppi or less, or 30,000 ppi or less. preferable.
  • the light emitting device has an EL layer 686 between a pair of electrodes (lower electrode 672, upper electrode 688).
  • the EL layer 686 can be composed of a plurality of layers of the layer 4420, the light emitting layer 4411, and the layer 4430.
  • the layer 4420 can have, for example, a layer containing a substance having a high electron injectability (electron injection layer) and a layer containing a substance having a high electron transport property (electron transport layer).
  • the light emitting layer 4411 has, for example, a luminescent compound.
  • the layer 4430 can have, for example, a layer containing a substance having a high hole injection property (hole injection layer) and a layer containing a substance having a high hole transport property (hole transport layer).
  • a configuration having a layer 4420, a light emitting layer 4411 and a layer 4430 provided between a pair of electrodes can function as a single light emitting unit, and the configuration of FIG. 40A is referred to herein as a single structure.
  • FIG. 40B is a modification of the EL layer 686 included in the light emitting element shown in FIG. 40A.
  • the light emitting elements shown in FIG. 40B include a layer 4430-1 on the lower electrode 672, a layer 4430-2 on the layer 4430-1, a light emitting layer 4411 on the layer 4430-2, and a light emitting layer 4411. It has an upper layer 4420-1, a layer 4420-2 on the layer 4420-1 and an upper electrode 688 on the layer 4420-2.
  • the layer 4430-1 functions as a hole injection layer
  • the layer 4430-2 functions as a hole transport layer
  • the layer 44201 functions as an electron. It functions as a transport layer
  • layer 4420-2 functions as an electron injection layer.
  • the layer 4430-1 functions as an electron injection layer
  • the layer 4430-2 functions as an electron transport layer
  • the layer 4420-1 functions as a hole transport layer. It functions as a layer, and layer 4420-2 functions as a hole injection layer.
  • a configuration in which a plurality of light emitting layers (light emitting layers 4411, 4412, 4413) are provided between the layer 4420 and the layer 4430 is also a variation of the single structure.
  • tandem structure a configuration in which a plurality of light emitting units (EL layers 686a and 686b) are connected in series via an intermediate layer (charge generation layer) 4440 is referred to as a tandem structure in the present specification.
  • the structure as shown in FIG. 40D is referred to as a tandem structure, but the structure is not limited to this, and for example, the tandem structure may be referred to as a stack structure.
  • the tandem structure can be used as a light emitting element capable of high-luminance light emission.
  • the layer 4420 and the layer 4430 may have a laminated structure composed of two or more layers.
  • the power consumption can be reduced in the order of the SBS structure, the tandem structure, and the single structure.
  • the single structure and the tandem structure are suitable because the manufacturing process is simpler than the SBS structure, so that the manufacturing cost can be lowered or the manufacturing yield can be increased.
  • the emission color of the light emitting element can be red, green, blue, cyan, magenta, yellow or white depending on the material constituting the EL layer 686. Further, the color purity can be further improved by imparting a microcavity structure to the light emitting element.
  • the light emitting element that emits white light is preferably configured to contain two or more kinds of light emitting substances in the light emitting layer.
  • a light emitting substance may be selected so that the light emission of each of the two or more light emitting substances has a complementary color relationship.
  • the emission color of the first light emitting layer and the emission color of the second light emitting layer have a complementary color relationship, it is possible to obtain a light emitting element that emits white light as a whole. The same applies to a light emitting element having three or more light emitting layers.
  • the light emitting layer preferably contains two or more light emitting substances exhibiting R (red), G (green), B (blue), Y (yellow), and O (orange) light emission. It may also contain a luminescent substance that emits purple, bluish purple, yellowish green, or near infrared. Alternatively, it is preferable to have two or more luminescent substances, and the luminescence of each luminescent substance contains spectral components of two or more colors among R, G, and B.
  • the metal oxide preferably contains at least indium or zinc. In particular, it is preferable to contain indium and zinc. In addition to them, aluminum, gallium, yttrium, and tin are preferably contained. It may also contain one or more selected from boron, silicon, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, magnesium and cobalt.
  • the metal oxide is formed by a sputtering method, a chemical vapor deposition (CVD) method such as a metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) method, or an atomic layer deposition (ALD) method. It can be formed by the Layer Deposition) method.
  • CVD chemical vapor deposition
  • MOCVD metalorganic chemical vapor deposition
  • ALD atomic layer deposition
  • the crystal structure of the oxide semiconductor includes amorphous (including compactly atomous), CAAC (c-axis-aligned crystalline), nc (nanocrystalline), CAC (cloud-aligned crystal), single crystal (single crystal), and single crystal. (Poly crystal) can be mentioned.
  • the crystal structure of the film or substrate can be evaluated using an X-ray diffraction (XRD: X-Ray Diffraction) spectrum.
  • XRD X-Ray Diffraction
  • it can be evaluated using the XRD spectrum obtained by GIXD (Grazing-Incidence XRD) measurement.
  • GIXD Gram-Incidence XRD
  • the GIXD method is also referred to as a thin film method or a Seemann-Bohlin method.
  • the shape of the peak of the XRD spectrum is almost symmetrical.
  • the shape of the peak of the XRD spectrum is asymmetrical.
  • the asymmetrical shape of the peaks in the XRD spectrum indicates the presence of crystals in the membrane or substrate. In other words, the film or substrate cannot be said to be in an amorphous state unless the shape of the peak of the XRD spectrum is symmetrical.
  • the crystal structure of the film or the substrate can be evaluated by a diffraction pattern (also referred to as a microelectron diffraction pattern) observed by a micro electron diffraction method (NBED: Nano Beam Electron Diffraction).
  • a diffraction pattern also referred to as a microelectron diffraction pattern
  • NBED Nano Beam Electron Diffraction
  • halos are observed, and it can be confirmed that the quartz glass is in an amorphous state.
  • a spot-like pattern is observed instead of a halo. Therefore, it is presumed that the IGZO film formed at room temperature is neither in a crystalline state nor in an amorphous state, is in an intermediate state, and cannot be concluded to be in an amorphous state.
  • oxide semiconductors may be classified differently from the above.
  • oxide semiconductors are divided into single crystal oxide semiconductors and other non-single crystal oxide semiconductors.
  • the non-single crystal oxide semiconductor include the above-mentioned CAAC-OS and nc-OS.
  • the non-single crystal oxide semiconductor includes a polycrystal oxide semiconductor, a pseudo-amorphous oxide semiconductor (a-like OS: atomous-like oxide semiconductor), and an amorphous oxide semiconductor.
  • CAAC-OS CAAC-OS
  • nc-OS nc-OS
  • a-like OS the details of the above-mentioned CAAC-OS, nc-OS, and a-like OS will be described.
  • CAAC-OS is an oxide semiconductor having a plurality of crystal regions, the plurality of crystal regions having the c-axis oriented in a specific direction.
  • the specific direction is the thickness direction of the CAAC-OS film, the normal direction of the surface to be formed of the CAAC-OS film, or the normal direction of the surface of the CAAC-OS film.
  • the crystal region is a region having periodicity in the atomic arrangement. When the atomic arrangement is regarded as a lattice arrangement, the crystal region is also a region in which the lattice arrangement is aligned. Further, the CAAC-OS has a region in which a plurality of crystal regions are connected in the ab plane direction, and the region may have distortion.
  • the strain refers to a region in which a plurality of crystal regions are connected in which the orientation of the lattice arrangement changes between a region in which the lattice arrangement is aligned and a region in which another grid arrangement is aligned. That is, CAAC-OS is an oxide semiconductor that is c-axis oriented and not clearly oriented in the ab plane direction.
  • Each of the plurality of crystal regions is composed of one or a plurality of minute crystals (crystals having a maximum diameter of less than 10 nm).
  • the maximum diameter of the crystal region is less than 10 nm.
  • the size of the crystal region may be about several tens of nm.
  • CAAC-OS is a layer having indium (In) and oxygen. It tends to have a layered crystal structure (also referred to as a layered structure) in which (hereinafter, In layer) and a layer having elements M, zinc (Zn), and oxygen (hereinafter, (M, Zn) layer) are laminated. be. Indium and element M can be replaced with each other. Therefore, the (M, Zn) layer may contain indium. In addition, the In layer may contain the element M. The In layer may contain Zn.
  • the layered structure is observed as a lattice image in, for example, a high-resolution TEM (Transmission Electron Microscope) image.
  • the position of the peak indicating the c-axis orientation may vary depending on the type or composition of the metal element constituting CAAC-OS.
  • a plurality of bright spots are observed in the electron diffraction pattern of the CAAC-OS film. Note that a certain spot and another spot are observed at point-symmetrical positions with the spot of the incident electron beam passing through the sample (also referred to as a direct spot) as the center of symmetry.
  • the lattice arrangement in the crystal region is based on a hexagonal lattice, but the unit lattice is not limited to a regular hexagon and may be a non-regular hexagon. Further, in the above strain, it may have a pentagonal or heptagonal lattice arrangement.
  • CAAC-OS a clear grain boundary cannot be confirmed even in the vicinity of strain. That is, it can be seen that the formation of grain boundaries is suppressed by the distortion of the lattice arrangement. This is because CAAC-OS can tolerate distortion due to the fact that the arrangement of oxygen atoms is not dense in the ab plane direction or the bond distance between the atoms changes due to the substitution of metal atoms. it is conceivable that.
  • CAAC-OS for which no clear crystal grain boundary is confirmed, is one of the crystalline oxides having a crystal structure suitable for the semiconductor layer of the transistor.
  • a configuration having Zn is preferable.
  • In-Zn oxide and In-Ga-Zn oxide are more suitable than In oxide because they can suppress the generation of grain boundaries.
  • CAAC-OS is an oxide semiconductor having high crystallinity and no clear grain boundary is confirmed. Therefore, it can be said that CAAC-OS is unlikely to cause a decrease in electron mobility due to grain boundaries. Further, since the crystallinity of the oxide semiconductor may be lowered due to the mixing of impurities or the generation of defects, CAAC-OS can be said to be an oxide semiconductor having few impurities or defects (oxygen deficiency). Therefore, the oxide semiconductor having CAAC-OS has stable physical properties. Therefore, the oxide semiconductor having CAAC-OS is resistant to heat and has high reliability. CAAC-OS is also stable against high temperatures (so-called thermal budgets) in the manufacturing process. Therefore, if CAAC-OS is used for the OS transistor, the degree of freedom in the manufacturing process can be expanded.
  • nc-OS has periodicity in the atomic arrangement in a minute region (for example, a region of 1 nm or more and 10 nm or less, particularly a region of 1 nm or more and 3 nm or less).
  • nc-OS has tiny crystals. Since the size of the minute crystal is, for example, 1 nm or more and 10 nm or less, particularly 1 nm or more and 3 nm or less, the minute crystal is also referred to as a nanocrystal.
  • nc-OS has no regularity in crystal orientation between different nanocrystals. Therefore, no orientation is observed in the entire film.
  • nc-OS may be indistinguishable from a-like OS or amorphous oxide semiconductor depending on the analysis method.
  • a peak indicating crystallinity is not detected in the Out-of-plane XRD measurement using a ⁇ / 2 ⁇ scan.
  • electron beam diffraction also referred to as limited field electron diffraction
  • a diffraction pattern such as a halo pattern is performed. Is observed.
  • electron diffraction also referred to as nanobeam electron diffraction
  • an electron beam having a probe diameter for example, 1 nm or more and 30 nm or less
  • An electron diffraction pattern in which a plurality of spots are observed in a ring-shaped region centered on a direct spot may be acquired.
  • the a-like OS is an oxide semiconductor having a structure between nc-OS and an amorphous oxide semiconductor.
  • the a-like OS has a void or low density region. That is, the a-like OS has lower crystallinity than the nc-OS and CAAC-OS.
  • a-like OS has a higher hydrogen concentration in the membrane than nc-OS and CAAC-OS.
  • CAC-OS relates to the material composition.
  • CAC-OS is, for example, a composition of a material in which the elements constituting the metal oxide are unevenly distributed in a size of 0.5 nm or more and 10 nm or less, preferably 1 nm or more and 3 nm or less, or in the vicinity thereof.
  • the metal oxide one or more metal elements are unevenly distributed, and the region having the metal element has a size of 0.5 nm or more and 10 nm or less, preferably 1 nm or more and 3 nm or less, or a size close thereto.
  • the mixed state is also called a mosaic shape or a patch shape.
  • the CAC-OS has a structure in which the material is separated into a first region and a second region to form a mosaic, and the first region is distributed in the film (hereinafter, also referred to as a cloud shape). It is said.). That is, the CAC-OS is a composite metal oxide having a structure in which the first region and the second region are mixed.
  • the atomic number ratios of In, Ga, and Zn with respect to the metal elements constituting CAC-OS in the In-Ga-Zn oxide are expressed as [In], [Ga], and [Zn], respectively.
  • the first region is a region where [In] is larger than [In] in the composition of the CAC-OS film.
  • the second region is a region in which [Ga] is larger than [Ga] in the composition of the CAC-OS film.
  • the first region is a region in which [In] is larger than [In] in the second region and [Ga] is smaller than [Ga] in the second region.
  • the second region is a region in which [Ga] is larger than [Ga] in the first region and [In] is smaller than [In] in the first region.
  • the first region is a region containing indium oxide or indium zinc oxide as a main component.
  • the second region is a region containing gallium oxide or gallium zinc oxide as a main component. That is, the first region can be rephrased as a region containing In as a main component. Further, the second region can be rephrased as a region containing Ga as a main component.
  • CAC-OS in In-Ga-Zn oxide is a region containing Ga as a main component and a part of In as a main component in a material composition containing In, Ga, Zn, and O. Each of the regions is a mosaic, and these regions are randomly present. Therefore, it is presumed that CAC-OS has a structure in which metal elements are non-uniformly distributed.
  • the CAC-OS can be formed by a sputtering method, for example, under the condition that the substrate is not heated.
  • a sputtering method one or more selected from an inert gas (typically argon), an oxygen gas, and a nitrogen gas may be used as the film forming gas. good.
  • an inert gas typically argon
  • oxygen gas typically argon
  • a nitrogen gas may be used as the film forming gas. good.
  • the flow rate ratio of the oxygen gas to the total flow rate of the film-forming gas at the time of film formation is low. Is preferably 0% or more and 10% or less.
  • EDX Energy Dispersive X-ray spectroscopy
  • the first region is a region having higher conductivity as compared with the second region. That is, the carrier flows through the first region, so that the conductivity as a metal oxide is exhibited. Therefore, high field effect mobility ( ⁇ ) can be realized by distributing the first region in the metal oxide in a cloud shape.
  • the second region is a region having higher insulating properties than the first region. That is, the leakage current can be suppressed by distributing the second region in the metal oxide.
  • CAC-OS when used for a transistor, the conductivity caused by the first region and the insulating property caused by the second region act in a complementary manner to switch the function (On / Off). Function) can be given to CAC-OS. That is, the CAC-OS has a conductive function in a part of the material and an insulating function in a part of the material, and has a function as a semiconductor in the whole material. By separating the conductive function and the insulating function, both functions can be maximized. Therefore, by using CAC-OS for the transistor, high on -current (Ion), high field effect mobility ( ⁇ ), and good switching operation can be realized.
  • Ion on -current
  • high field effect mobility
  • CAC-OS is most suitable for various semiconductor devices including display devices.
  • Oxide semiconductors have various structures, and each has different characteristics.
  • the oxide semiconductor of one aspect of the present invention has two or more of amorphous oxide semiconductor, polycrystalline oxide semiconductor, a-like OS, CAC-OS, nc-OS, and CAAC-OS. You may.
  • the oxide semiconductor as a transistor, a transistor having high field effect mobility can be realized. In addition, a highly reliable transistor can be realized.
  • the carrier concentration of the oxide semiconductor is 1 ⁇ 10 17 cm -3 or less, preferably 1 ⁇ 10 15 cm -3 or less, more preferably 1 ⁇ 10 13 cm -3 or less, and more preferably 1 ⁇ 10 11 cm ⁇ . It is 3 or less, more preferably less than 1 ⁇ 10 10 cm -3 , and more preferably 1 ⁇ 10 -9 cm -3 or more.
  • the impurity concentration in the oxide semiconductor film may be lowered to lower the defect level density.
  • a low impurity concentration and a low defect level density is referred to as high-purity intrinsic or substantially high-purity intrinsic.
  • An oxide semiconductor having a low carrier concentration may be referred to as a high-purity intrinsic or substantially high-purity intrinsic oxide semiconductor.
  • the trap level density may also be low.
  • the charge captured at the trap level of the oxide semiconductor takes a long time to disappear, and may behave as if it were a fixed charge. Therefore, a transistor in which a channel forming region is formed in an oxide semiconductor having a high trap level density may have unstable electrical characteristics.
  • Impurities include hydrogen, nitrogen, alkali metals, alkaline earth metals, iron, nickel and silicon.
  • the concentration of silicon or carbon in the oxide semiconductor and the concentration of silicon or carbon near the interface with the oxide semiconductor are 2 ⁇ 10 18 atoms / cm 3 or less, preferably 2 ⁇ 10 17 atoms / cm 3 or less.
  • the oxide semiconductor contains an alkali metal or an alkaline earth metal
  • defect levels may be formed and carriers may be generated. Therefore, a transistor using an oxide semiconductor containing an alkali metal or an alkaline earth metal tends to have a normally-on characteristic. Therefore, the concentration of the alkali metal or alkaline earth metal in the oxide semiconductor obtained by SIMS is set to 1 ⁇ 10 18 atoms / cm 3 or less, preferably 2 ⁇ 10 16 atoms / cm 3 or less.
  • the nitrogen concentration in the oxide semiconductor obtained by SIMS is less than 5 ⁇ 10 19 atoms / cm 3 , preferably 5 ⁇ 10 18 atoms / cm 3 or less, and more preferably 1 ⁇ 10 18 atoms / cm 3 or less. , More preferably 5 ⁇ 10 17 atoms / cm 3 or less.
  • hydrogen contained in an oxide semiconductor reacts with oxygen bonded to a metal atom to become water, which may form an oxygen deficiency.
  • oxygen deficiency When hydrogen enters the oxygen deficiency, electrons that are carriers may be generated.
  • a part of hydrogen may be combined with oxygen that is bonded to a metal atom to generate an electron as a carrier. Therefore, a transistor using an oxide semiconductor containing hydrogen tends to have a normally-on characteristic. Therefore, it is preferable that hydrogen in the oxide semiconductor is reduced as much as possible.
  • the hydrogen concentration obtained by SIMS is less than 1 ⁇ 10 20 atoms / cm 3 , preferably less than 1 ⁇ 10 19 atoms / cm 3 , and more preferably 5 ⁇ 10 18 atoms / cm. Less than 3 , more preferably less than 1 ⁇ 10 18 atoms / cm 3 .
  • This embodiment can be carried out by appropriately combining at least a part thereof with other embodiments described in the present specification.
  • the display device of one aspect of the present invention can be mounted on a next-generation clean energy vehicle of a hybrid vehicle (HV), an electric vehicle (EV), or a plug-in hybrid vehicle (PHV).
  • HV hybrid vehicle
  • EV electric vehicle
  • PHS plug-in hybrid vehicle
  • a transportation vehicle such as a space explorer, a planetary explorer, or a spacecraft.
  • the automobile 2001 shown in FIG. 41A is an electric vehicle that uses an electric motor as a power source for traveling. Alternatively, it is a hybrid vehicle in which an electric motor and an engine can be appropriately selected and used as a power source for traveling.
  • the display device 1301a is mounted on a vehicle, it is installed at or near a place in contact with the window glass, and is installed at any one place or a plurality of places among a plurality of window glasses.
  • the display device 1301a can be applied not only to an electric vehicle but also to a vehicle having an engine for burning fuel.
  • the automobile 2001 can be charged by receiving electric power from an external charging facility by a plug-in method or a non-contact power supply method to the secondary battery of the automobile 2001.
  • the charging method or the standard of the connector may be appropriately performed by a predetermined method of CHAdeMO (registered trademark) or combo.
  • the charging device may be a charging station provided in a commercial facility or a household power source.
  • the plug-in technology can charge a secondary battery mounted on an automobile 2001 by supplying electric power from the outside. Charging can be performed by converting AC power into DC power via a conversion device such as an ACDC converter.
  • a power receiving device on a vehicle and supply electric power from a ground power transmission device in a non-contact manner to charge the vehicle.
  • this non-contact power supply system by incorporating a power transmission device on the road or the outer wall, charging can be performed not only while the vehicle is stopped but also while the vehicle is running. Further, electric power may be transmitted and received between two vehicles by using this contactless power feeding method. Further, a solar cell may be provided on the exterior portion of the vehicle to charge the secondary battery when the vehicle is stopped or running. An electromagnetic induction method or a magnetic field resonance method can be used for such non-contact power supply.
  • the charging state can be confirmed from outside the vehicle by displaying the charging state, for example, the remaining time until the vehicle is fully charged when the vehicle 2001 is being charged.
  • the display inside the car and the display outside the car can be performed alternately. Not only the owner of the car 2001, but also the driver who is going to charge the car next can see the display and decide whether to wait in the next order or move to another place to charge the car.
  • a display device 1301a can be provided on the windshield so that the display of the double-sided injection type display device can be shown to a third party outside the vehicle through the windshield.
  • the display device 1301a in a cold region, when the display device 1301a is provided in contact with the window glass of the automobile 2001 to display heat, heat is generated, so that the frost on the window glass can be melted in a short time. In such use, it is preferable to install the display device 1301a not only on the windshield but also on the rear glass and the window glass on the driver's side.
  • the method for manufacturing a display device can be manufactured without using a fine metal mask, so that mass production is possible at low cost.
  • FIG. 41B shows a large transport vehicle 2002 having a motor controlled by electricity as an example of a transport vehicle.
  • An example of mounting the display device 2201 on the window glass of the transport vehicle 2002 is shown.
  • the display device 2201 can display the video of the advertisement to the occupants.
  • FIG. 41C shows, as an example, a large transport vehicle 2003 having a motor controlled by electricity. An example of mounting the display device 2202 on the window glass of the transport vehicle 2003 is shown.
  • FIG. 41D shows, as an example, an aircraft 2004 having an engine that burns fuel. Since the aircraft 2004 shown in FIG. 41D has wheels for takeoff and landing, it can be said that it is a part of a transport vehicle, and has a display device 2203 in contact with the window glass. Since the window glass of the aircraft 2004 needs to be reduced structurally and the display device 2203 is see-through, it is useful to be able to see the outside scenery.
  • FIG. 42A illustrates the display device 7300 installed on the counter table 7304.
  • the display device 7300 is arranged between the two users.
  • the user sitting on the side of the counter table 7304 can visually recognize the user standing facing each other through the display device 7300.
  • a user sitting beside the counter table 7304 can operate the display device 7300, move the display area 7000 of the display device 7300, and display characters or images, as shown in FIG. 42B. However, although it is normally displayed to one user, it is displayed as mirror writing to the other user. Further, an example of the cross-sectional structure of the display device 7300 in FIG. 42B is shown in FIG. 42D.
  • the window and the display panel that can be slidably moved are arranged so as to overlap each other.
  • the take-up shaft 31A can be rotated to reduce the storage space.
  • the flexible display panel is sandwiched between the flat plate 20 and another translucent flat plate, and the display panel is moved in the gap. Further, in FIG.
  • the display device 7300 having the housing 7301, the base 7302, and the flat plate 20 is shown, but the present invention is not particularly limited, and the housing 7301 and the display panel 31R are attached to the transparent plate installed at the reception desk.
  • a display device may be configured by attaching it. Further, when used indoors, the film 22R having a light-shielding layer and the take-up shaft 22A may not be provided.
  • the housing 7301 When a hard substrate such as a glass substrate is used for the display panel, it is preferable to change the housing 7301 so that the counter table is a part of the configuration of the display device. In that case, the lower end of the display panel is located below the upper surface of the counter table, and by moving the lower end of the display panel upward, the display area 7000 becomes wider for the user who has the information terminal 7311. Further, although it is not visible to the user who has the information terminal 7311, when viewed from the sitting user, the display on the lower side of the counter table can also be visually recognized. Further, by utilizing this, it is possible to hide the hand of the user sitting on the display area 7000 as a blind display.
  • FIG. 42C shows a state in which the display area 7000 is moved to the maximum range. Even if the display area 7000 is widened, the figure of the user on the other side can be recognized.
  • the display device 7300 is not limited to the display device 7300 which changes from the state of FIG. 42A through the state of FIG. 42B to the state of FIG. 42C, and may be a display device 7300 from the state of FIG. 42A to the state of FIG. 42B.
  • the display device 7300 may be changed from the state shown in FIG. 42B to the state shown in FIG. 42C, which is always left.
  • FIGS. 42A to 42C can cooperate with the display device 7300 by wireless communication by using the information terminal 7311 that the user has.
  • FIGS. 42A to 42C show an example in which the display device 7300 is arranged as a partition between two users, almost the entire space is further blocked by an acrylic resin plate or a wall to partition the two users. It may be configured.
  • it is possible to keep a distance from each other by installing a display device 7300 at the reception desk in order to prevent infection. Further, it is also possible to perform reception or medical examination by transferring the character information input to the information terminal 7311 to the display device 7300 and displaying it in the display area 7000 without opening each other's mouths and exchanging words.
  • the fact that it can be linked with an information terminal 7311 such as a smartphone owned by a user by wireless communication can be applied in various ways.
  • the information of the advertisement displayed in the display area 7000 can be displayed on the screen of the information terminal 7311. Further, by operating the information terminal 7311, the display of the display area 7000 can be switched.
  • the display device 7300 can be made to execute a game using the screen of the information terminal 7311 as an operation means (controller). As a result, an unspecified number of users can participate in and enjoy the game at the same time.

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Abstract

本発明の一態様は、車両の移動体に搭乗する運転手または同乗者が所望の情報を得やすい表示装置を提供する。 本発明の一態様は、表示パネルを有する表示装置であって、表示パネルは、窓ガラスを有する移動体の内部に設置され、移動体の窓ガラスと表示パネルとの間に遮光層を有するフィルムを有する。表示パネルを制御する駆動手段を設けることにより、窓ガラスと表示パネルとの位置関係を変化させる。または遮光層を有するフィルムを制御する駆動手段を設けることにより、窓ガラスと、遮光層を有するフィルムとの位置関係を変化させる。

Description

表示装置およびその作製方法、および車両
本発明の一態様は、表示装置に関する。本発明の一態様は、車両に搭載可能な表示装置に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
近年、表示装置としては、薄型化ができ、製造コスト、消費電力の点で有利な液晶表示装置が他のディスプレイ方式の表示装置(CRT、またはプラズマテレビ)に比べ普及している。また、液晶表示装置は、バックライトを使用する透過型が一般的に普及しているが、他のディスプレイ方式に比べ表示の鮮やかさ、または、視野角の問題があり、いろいろ改善するために日々開発が続けられている。
表示の鮮やかさに関してはバックライトにLEDを用いる、またはカラーフィルタの光学フィルムの改良が進められている。また、視野角に関しては横電界方式の液晶素子を用いることで大幅に改善している。
また、有機EL素子を用いた表示装置も研究が盛んに行われている。
なお、特許文献1乃至特許文献3には、有機EL素子を用いた表示装置の1つとして、両面射出型表示装置が開示されている。
自動車の車内の計器表示の一部を有機EL表示装置に置き換える方向で開発が進められている。また、より多くの情報(車の周囲の状況情報または交通情報または地理情報)を活用するため、車内の表示を利用し、自動車の運転者を支援する取り組みがなされている。
また、特許文献4には車両に搭載する両面射出型表示装置が開示されている。
特開2005−183006号公報 国際公開2004/061807号 国際公開2004−068910号 特開2005−67367号公報
本発明の一態様は、車両の移動体に搭乗する運転手または同乗者が所望の情報を得やすい表示装置を提供することを課題の一とする。または、省スペースに適し、車内の美観を損なわない表示装置を提供することを課題の一とする。または、新規な表示装置を提供することを課題の一とする。または、信頼性の高い表示装置を提供することを課題の一とする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。また、明細書の記載から上記以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様は、表示パネルと、該表示パネルを制御する第1の駆動手段とを有する表示装置であって、表示パネルは、窓ガラスを有する移動体の内部に設置され、移動体の窓ガラスと表示パネルとの間に遮光層を有するフィルムと、遮光層を有するフィルムを制御する第2の駆動手段とを有する表示装置である。
上記構成において、第1の駆動手段は、窓ガラスと表示パネルとの位置関係を変化させる。具体的には、第1の駆動手段は、移動体の運転者または同乗者から見た方向において窓ガラスと表示パネルとが重なる領域を変化させる。第1の駆動手段により、同乗者は窓ガラスと重なる位置に表示パネルを移動(スライド)させて表示パネルの映像を見ることができる。また、表示パネルとして発光素子の一対の電極が透光性を有する両面射出型表示装置とすることで表示パネル及び窓ガラス越しに外の景色を見ることができる。また、外の景色を重視して見たい場合には、第1の駆動手段により、表示パネルを収納することで同乗者は窓ガラス越しに外の景色を見ることができる。
表示パネルとして発光素子の一対の電極が透光性を有する両面射出型表示パネルを用いると、後部座席に搭乗する同乗者から見て表示が外の景色と重なって見える。従って外の景色または外光によって表示が鮮明にならない場合がある。このような場合に遮光層を有するフィルムを用いることでコントラストを向上させることができる。
また、上記構成において、第2の駆動手段は、窓ガラスと、遮光層を有するフィルムとの位置関係を変化させる。具体的には、第2の駆動手段は、移動体の運転者または同乗者から見た方向において窓ガラスと遮光層を有するフィルムが重なる領域を変化させる。第2の駆動手段により、遮光層を有するフィルムを移動(スライド)させて表示パネルと重ねることで、外光を部分的に遮光することができ、コントラストの高い映像表示を行うことができる。日中の外光が強い状況で、両面射出型表示装置の映像のコントラストが低下する場合に第2の駆動手段及び遮光層を有するフィルムは有効である。
上記構成において、遮光層を有するフィルムは、省スペースに適し、車内の美観を損なわないため、第2の駆動手段により巻き取られるように収納されることが好ましい。
また、上記構成において、表示パネルは、第1の基板と、第2の基板と、有機発光素子を有する表示部と、封止層と、保護層と、を有することが好ましい。
また、上記構成において、表示パネルは、第1の基板及び第2の基板をガラス基板のような透光性の高い基板を用いることができ、特に可撓性を有するフィルムを用いると、フレキシブルな表示パネルとすることができる。その場合、表示パネルは、第1の駆動手段により、巻き取られるように収納される構成とすることができる。
また、上記構成において、第1の駆動手段と、第2の駆動手段とを有する構成としているが、いずれか一方のみを有する構成としてもよい。また、第1の駆動手段及び第2の駆動手段の両方を有さず、移動体の窓ガラスの内側面に表示パネルを固定してもよく、その場合には窓ガラスは曲面を有しているため、フレキシブルな表示パネルを用いることが好ましい。
また、上記構成において、移動体は、窓ガラスを少なくとも有する車両を指しており、自動車、具体的にはガソリンのような化石燃料を燃料とするエンジンを搭載した化石燃料自動車、または、ハイブリッド車(HV)、電気自動車(EV)、またはプラグインハイブリッド車(PHV)の次世代クリーンエネルギー自動車を指している。また、電動トラクタのような農業機械、電動アシスト自転車を含む原動機付自転車、自動二輪車、電動車椅子、電動カート、小型または大型船舶、潜水艦、固定翼機または回転翼機の航空機、ロケット、人工衛星、宇宙探査機または惑星探査機、または宇宙船の輸送用車両に本発明の一態様に係る表示装置を搭載することもできる。
また、上記構成において、遮光層を有するフィルムとしては、ストライプ状の遮光層を有するフィルムまたは、ストライプ状の遮光層が交差し、碁盤の目のように遮光層が配置されたフィルムを用いることが好ましい。また、遮光層を有するフィルムに代えて光学フィルム、例えば偏光フィルムを用いてもよい。
本明細書において、メタルマスク、またはFMM(ファインメタルマスク、高精細なメタルマスク)を用いて作製されるデバイスをMM(メタルマスク)構造のデバイスと呼称する場合がある。また、本明細書において、メタルマスク、またはFMMを用いることなく作製されるデバイスをMML(メタルマスクレス)構造のデバイスと呼称する場合がある。
なお、本明細書において、各色の発光デバイス(ここでは青(B)、緑(G)、及び赤(R))で、発光層を作り分ける、または発光層を塗り分ける構造をSBS(Side By Side)構造と呼ぶ場合がある。また、本明細書において、白色光を発することのできる発光デバイスを白色発光デバイスと呼ぶ場合がある。なお、白色発光デバイスは、着色層(たとえば、カラーフィルタ)と組み合わせることで、フルカラー表示の発光デバイスとすることができる。
また、発光デバイスは、シングル構造と、タンデム構造とに大別することができる。シングル構造のデバイスは、一対の電極間に1つの発光ユニットを有し、当該発光ユニットは、1以上の発光層を含む構成とすることが好ましい。白色発光を得るには、2以上の発光層の各々の発光が補色の関係となるような発光層を選択すればよい。例えば、第1の発光層の発光色と第2の発光層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光デバイス全体として白色発光する構成を得ることができる。また、発光層を3つ以上有する発光デバイスの場合も同様である。
タンデム構造のデバイスは、一対の電極間に2以上の複数の発光ユニットを有し、各発光ユニットは、1以上の発光層を含む構成とすることが好ましい。白色発光を得るには、複数の発光ユニットの発光層からの光を合わせて白色発光が得られる構成とすればよい。なお、白色発光が得られる構成については、シングル構造の構成と同様である。なお、タンデム構造のデバイスにおいて、複数の発光ユニットの間には、電荷発生層のような中間層を設けると好適である。
また、上述の白色発光デバイス(シングル構造またはタンデム構造)と、SBS構造の発光デバイスと、を比較した場合、SBS構造の発光デバイスは、白色発光デバイスよりも消費電力を低くすることができる。消費電力を低く抑えたい場合は、SBS構造の発光デバイスを用いると好適である。一方で、白色発光デバイスは、製造プロセスがSBS構造の発光デバイスよりも簡単であるため、製造コストを低くすることができる、又は製造歩留まりを高くすることができるため、好適である。
本発明の一態様によれば、移動体に適した表示装置を提供できる。または、省スペースに適した表示装置を提供できる。または、信頼性の高い表示装置を提供できる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、明細書、図面、または請求項の記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
図1Aは、本発明の一態様を示す上面模式図であり、図1Bは一部の拡大図であり、図1Cは、車内から見た表示装置の斜視図である。
図2Aは本発明の一態様を示す断面図であり、図2Bは変形例を示す断面図である。
図3Aは発光装置の一形態を説明する斜視図であり、図3B、図3Dは、画素部の一部拡大図であり、図3Cは発光装置の一形態を説明する断面図である。
図4Aは、発光装置の一形態を説明するブロック図であり、図4Bは、発光装置の画素回路図である。
図5A乃至図5Eは発光装置の作製方法例を説明する断面図である。
図6A乃至図6Dは、発光装置の作製方法例を説明する断面図である。
図7A及び図7Bは発光装置の作製方法例を説明する断面図である。
図8A及び図8Bは発光装置の作製方法例を説明する断面図である。
図9A及び図9Bは発光装置の作製方法例を説明する断面図である。
図10Aは発光装置の一形態を説明する斜視図であり、図10Bは発光装置の一形態を説明する断面図である。
図11A及び図11Bは発光装置の一形態を説明する断面図である。
図12A及び図12Bは発光装置の一形態を説明する断面図である。
図13A及び図13Bは発光素子の構成例を説明する断面図である。
図14A乃至図14Cは、本発明の一態様を示す表示パネルの他の構成例を説明する断面図である。
図15Aは、上面図であり、図15B及び図15Cは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図16A及び図16Bは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図17A乃至図17Fは、表示装置の作製方法例を示す断面図である。
図18A乃至図18Eは、表示装置の作製方法例及び表示装置の構成例を示す断面図である。
図19A乃至図19Eは、表示装置の作製方法例及び表示装置の構成例を示す断面図である。
図20A乃至図20Cは、表示装置の作製方法例を示す図である。図20Dは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図21A及び図21Bは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図22A乃至図22Cは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図23A及び図23Bは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図24は、表示装置の一例を示す断面図である。
図25は、表示装置の一例を示す断面図である。
図26Aは、表示装置の一例を示す断面図であり、図26Bは、表示装置の一部を拡大した断面図である。
図27Aは、表示装置の一例を示す上面図であり、図27B乃至図27Dは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図28A乃至図28Eは、表示装置の作製方法例を示す断面図である。
図29A乃至図29Dは、表示装置の作製方法例を示す断面図である。
図30A乃至図30Eは、表示装置の作製方法例を示す断面図である。
図31は、表示装置の構成例を示す断面図である。
図32A乃至図32Dは、表示装置の作製方法例を示す断面図である。
図33A乃至図33Eは、表示装置の作製方法例を示す断面図である。
図34A及び図34Bは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図35A乃至図35Fは、表示装置の作製方法例を示す断面図である。
図36Aは、表示装置の一例を示す断面図であり、図36Bは、表示装置の一部を拡大した断面図である。
図37Aは、表示装置の一例を示す断面図であり、図37Bは、表示装置の一部を拡大した断面図である。
図38は、表示装置の一例を示す斜視図である。
図39A及び図39Bは、表示パネルの一例を示す斜視図である。
図40A乃至図40Dは、発光素子の構成例を示す断面図である。
図41A乃至図41Dは、輸送用車両の一例を示す斜視図である。
図42A乃至図42Cは、表示装置の応用例を示す斜視図であり、図42Dは表示装置の断面の一例を示す図である。
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、その形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。また、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
(実施の形態1)
図1Aは移動体の一例である電動車両の上面模式図である。
電動車両11は、操舵前輪12と、駆動後輪13と、2つの駆動後輪13を駆動するためのモータ14と、モータ14の駆動力を2つの駆動後輪13に分配して伝えるトランスミッション15のような駆動装置を有している。ハンドル18を操作することで操舵前輪12の向きをかえることができる。
モータ14は交流モータであり、インバータ16によって二次電池17の直流電力を交流化してモータ14に供給している。
運転手の右側面には窓ガラス30Rが配置されている。また補助席の左側面には窓ガラス30Lが配置されている。運転手は、ハンドル18を操作し、アクセルペダル(図示しない)を踏むことで、制御回路がアクセルペダルストロークセンサ(図示しない)からの信号を検知し、その信号に基づいてモータ14の出力を制御する。これらの信号の制御は、ECU(Electronic Control Unit)と呼ばれる制御回路によって行われる。ECUは、電動車両に設けられたCAN(Controller Area Network)に接続される。CANは、車内LANとして用いられるシリアル通信規格の一つである。また、ECUは、マイクロコンピュータを含む。また、ECUは、CPUまたはGPUを用いる。ECUは、二次電池17への充電または放電の制御も行う。
二次電池17は、後部座席の下方に配置されており、後部座席に搭乗する同乗者の左右側面には窓ガラス20R、20Lがそれぞれ配置されている。遮光層を有するフィルム22Rとしては偏光フィルムを用いてもよい。日中の走行時では外光が強いため、表示パネル21Rと遮光層を有するフィルム22Rが重ねられている状態のほうが表示を視認しやすい。夜間の走行時では、遮光層を有するフィルム22Rが不要であり、重ねない状態のほうが表示を視認しやすい。また、窓の内側にスモークフィルムが常時張り付けられている場合には、遮光層を有するフィルム22R及びその移動機構は不要とすることができる。
また、窓ガラス20Rの近傍の拡大上面図を図1Bに示す。
後部座席に搭乗する同乗者からみて表示パネル21Rは、窓ガラス20Rと重なるように配置され、表示パネル21Rと窓ガラス20Rの間に遮光層を有するフィルム22Rが配置される。
また、本実施の形態において、表示パネル21Rは、デュアルエミッション構造とも呼ばれる、両面射出型表示装置を用いることが好ましい。なお、両面射出型表示装置は、ボトムエミッション構造またはトップエミッション構造において発光素子の一対の電極が透光性を有する場合の構造を指している。
表示パネル21Rとして両面射出型表示装置を用いると、後部座席に搭乗する同乗者から見て表示が外の景色と重なって見える。従って外の景色または外光によって表示が鮮明にならない場合がある。このような場合に遮光層を有するフィルム22Rを用いることでコントラストを向上させることができる。
また、後部座席に搭乗する同乗者から見た斜視図を図1Cに示す。窓ガラス20Rが設けられている後部ドアに表示パネル21Rが配置され、遮光層を有するフィルム22R及び窓ガラス20Rと重なる領域を有していることを図示している。また、ドアトリム23Rに設けられた開口部24Rから遮光層を有するフィルム22R及び表示パネル21Rを突出させている。
図1Cではわかりやすくするために窓ガラス20Rの約半分と重なっている例を示しているが、後に説明する第1の駆動手段により窓ガラスの大部分と重なるように表示パネル21Rの位置を移動させることができる。
また、表示パネル21Rは完全に収納されなくてもよく、常時、一部分が露出されるように配置されてもよい。
図2Aにドアトリム23R及び窓ガラス20R近傍の断面構造図を示す。なお、簡略化のため、平坦な面を有する窓ガラス20Rを示しているが、実際には車体に合わせて窓ガラスは湾曲した面を有している。
ドアトリム23Rの上部には開口部24Rが設けられており、その開口部24Rから表示パネル21Rと、遮光層を有するフィルム22Rを突出させる、または収納する機構を有している。
後部座席の同乗者からみて表示パネル21Rが窓ガラス20Rと重なるようにローラ25、26及びローラ25、26を回転させるためのモータ(図示しない)で構成された第1の駆動手段が設けられている。第1の駆動手段により表示パネル21Rが上下に移動する。第1の駆動手段は、窓ガラス20Rとドアトリム23Rの間に設けられた空間に配置される。ドアトリム23Rは硬質プラスチック材料を用いる。
また、遮光層を有するフィルム22Rは、巻き取り軸22Aに巻き付けられており、巻き取り軸22Aを回転させるためのモータ(図示しない)または固定部(図示しない)で構成された第2の駆動手段が設けられている。第2の駆動手段は、窓ガラス20Rとドアトリム23Rの間に設けられた空間に配置される。
また、図2Aの窓ガラス20Rの外側には車両の外装体部分27が設けられ、外装体部分27と窓ガラス20Rの間には雨が隙間に入らないようにゴム部材29が設けられている。また、窓ガラス20Rとドアトリム23Rの間にもゴム部材29が設けられている。また、外装体部分27は、内装体部分28と同じ金属材料で構成されてドアの骨格として機能する。
また、表示パネル21Rにタッチ入力パネルを設けてもよい。タッチ入力パネルを設けることにより同乗者が自由に表示パネルの位置を調節可能とすることができる。
また、表示パネル21Rを完全に収納する場合には、フレキシブルな表示パネル31Rとすることが好ましい。図2Bに図2Aの変形例を示す。
図2Bは図2Aと共通する部分には同じ符号を用い、同じ部分の説明は省略することとする。
図2Bには、巻き取り軸31Aに巻きつけることのできるフレキシブルな表示パネル31Rを図示している。後部座席の同乗者からみて、フレキシブルな表示パネル31Rが窓ガラス20Rと重なるように巻き取り軸31Aを回転させるためのモータ(図示しない)で構成された第1の駆動手段が設けられている。
フレキシブルな表示パネル31Rの厚さも薄くなるため、ドアトリム23Rに設ける開口部24Rの面積が小さくなり、好ましい。また、ドアトリム23Rの内側にフレキシブルな表示パネル31Rを収納するスペースも小さくすることができるため、収納することができる。
本実施の形態では、右ハンドルの車両の例を示したが特に限定されない。また、二次電池を用いる電動車両を一例と示したが、特に限定されない。
また、後部座席の同乗者が使用する表示パネルの例を示したが特に限定されず、運転席の運転手が使用する表示パネルとしてもよい。その場合には窓ガラス30Rの近傍に表示パネル及び遮光層を有するフィルムを設置することになる。
(実施の形態2)
本実施の形態では、実施の形態1に示したフレキシブルな表示パネル31Rに対応する表示パネル250について、図3乃至図12を用いて説明する。図3Aは、表示パネル250の斜視図である。本実施の形態に示す表示パネル250は、表示領域231、駆動回路232、および駆動回路233を有する。図3Bは、図3A中に部位231aと示した表示領域231の一部の拡大図である。また、図3Cは、図3A中に一点鎖線D1−D2で示した部位の断面図である。
<発光装置の構成例>
本実施の形態では、表示パネル250として、ボトムエミッション構造(下面射出構造)の発光装置を例示する。表示パネル250は、マトリクス状に配置された複数の発光部132を有する。複数の発光部132が、表示領域231中にマトリクス状に配置されている。また、発光部132は、電極115、EL層117、および電極118を含む発光素子125を有する。また、各発光素子125には、発光素子125の発光量を制御するトランジスタ242が接続されている。表示領域231において、発光部132が形成されていない領域は、可視光を透過する領域を含む。表示領域231において、可視光を透過する領域を、透光部133と呼ぶ。本実施の形態では、透光部133と重なる遮光層を有するフィルム22Rの遮光パターンの例を図3Dに示す。本実施の形態に例示する表示パネル250は、アクティブマトリクス型の表示装置として機能する。
また、表示パネル250は、端子電極216を有する。端子電極216は、異方性導電接続層123を介して外部電極124と電気的に接続されている。また、端子電極216は、駆動回路232および駆動回路233に電気的に接続されている。
駆動回路232および駆動回路233は、複数のトランジスタ252により構成されている。駆動回路232および駆動回路233は、外部電極124から供給された信号を、表示領域231中のどの発光素子125に供給するかを決定する機能を有する。
トランジスタ242およびトランジスタ252は、ゲート電極206、ゲート絶縁層207、半導体層208、ソース電極209a、ドレイン電極209bを有する。また、ソース電極209a、およびドレイン電極209bと同じ層に、配線219が形成されている。また、トランジスタ242およびトランジスタ252上に絶縁層210が形成され、絶縁層210上に絶縁層211が形成されている。また、電極115が絶縁層211上に形成されている。電極115は、絶縁層210および絶縁層211に形成された開口を介してドレイン電極209bに電気的に接続されている。また、電極115上に隔壁104が形成され、電極115および隔壁104上に、EL層117および電極118が形成されている。
また、表示パネル250は、接着層120を介して基板151と基板103が貼り合わされた構造を有する。
また、基板151上には、接着層152を介して絶縁層203が形成されている。絶縁層203は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、または窒化酸化アルミニウムを、単層または多層で形成するのが好ましい。絶縁層203は、スパッタリング法またはCVD法、熱酸化法、塗布法、印刷法を用いて形成することが可能である。
なお、絶縁層203は下地層として機能し、基板151または接着層152から、トランジスタまたは発光素子への水分または不純物元素の拡散を防止、または低減することができる。
本実施の形態に例示する表示パネル250は、複数の発光素子125を任意の輝度で点灯、または消灯させることにより、表示領域231に文字または映像を表示することができる。よって、本実施の形態に示す表示パネル250は、照明装置としてだけでなく、表示装置としても機能することができる。
本発明の一態様によれば、表示品位の良好な表示装置を実現することができる。また、本発明の一態様によれば、消費電力の少ない表示装置を実現することができる。
また、表示領域231の占有面積に対する透光部133の占有面積の百分率(以下、「透光率」ともいう。)は、80%以下が好ましく、50%以下がより好ましく、20%以下がさらに好ましい。透光率が小さいほど、表示領域231をより均一に発光させることができ、表示品位の良好な映像を表示させることができる。一方で、透光率が大きいと、基板103側の様子をより明確に視認することができる。
また、図3Bに、隣接する2つの発光部132の中心から中心までの距離をピッチPとして示す。ピッチPを小さくすると、基板103側の様子をより明確に視認することができる。また、ピッチPを小さくすると、発光部132をより均一に発光させることができる。ピッチPは、1cm以下が好ましく、5mm以下がより好ましく、1mm以下がさらに好ましい。
また、1インチ当たりの発光部132の数を200個以上(200dpi以上、ピッチP換算で約127μm以下)、好ましくは300個以上(300dpi以上、ピッチP換算で約80μm以下)とすると、発光部132から発せられた光の均一性と、基板103側の視認性を良好なものとすることができる。また、表示品位の良好な映像を表示させることができる。
また、発光部132と重畳する位置に、マイクロレンズアレイまたは、光拡散フィルムを設けてもよい。
なお、本実施の形態では、ボトムエミッション構造(下面射出構造)の発光装置について例示するが、トップエミッション構造(上面射出構造)、またはデュアルエミッション構造(両面射出構造)の発光装置とすることもできる。
<画素回路構成例>
次に、図4を用いて、表示パネル250のより具体的な構成例について説明する。図4Aは、表示パネル250の構成を説明するためのブロック図である。表示パネル250は、表示領域231、駆動回路232、および駆動回路233を有する。駆動回路232は、例えば走査線駆動回路として機能する。また、駆動回路233は、例えば信号線駆動回路として機能する。
また、表示パネル250は、各々が平行又は略平行に配設され、且つ、駆動回路232によって電位が制御されるm本の走査線135と、各々が平行又は略平行に配設され、且つ、駆動回路233によって電位が制御されるn本の信号線136と、を有する。さらに、表示領域231はマトリクス状に配設された複数の発光部132を有する。また、駆動回路232および駆動回路233をまとめて駆動回路部という場合がある。
各走査線135は、表示領域231においてm行n列に配設された発光部132のうち、いずれかの行に配設されたn個の発光部132と電気的に接続される。また、各信号線136は、m行n列に配設された発光部132のうち、いずれかの列に配設されたm個の発光部132に電気的に接続される。m、nは、ともに1以上の整数である。
〔発光表示装置用画素回路の一例〕
図4Bは、図4Aに示す表示装置の発光部132に用いることができる回路構成を示している。図4Bに示す発光部132は、トランジスタ431と、容量素子243と、トランジスタ242と、発光素子125と、を有する。
トランジスタ431のソース電極及びドレイン電極の一方は、データ信号が与えられる配線(以下、信号線DL_nという)に電気的に接続される。さらに、トランジスタ431のゲート電極は、ゲート信号が与えられる配線(以下、走査線GL_mという)に電気的に接続される。
トランジスタ431は、データ信号のノード435への書き込みを制御する機能を有する。
容量素子243の一対の電極の一方は、ノード435に電気的に接続され、他方は、ノード437に電気的に接続される。また、トランジスタ431のソース電極およびドレイン電極の他方は、ノード435に電気的に接続される。
容量素子243は、ノード435に書き込まれたデータを保持する保持容量としての機能を有する。
トランジスタ242のソース電極及びドレイン電極の一方は、電位供給線VL_aに電気的に接続され、他方はノード437に電気的に接続される。さらに、トランジスタ242のゲート電極は、ノード435に電気的に接続される。
発光素子125のアノード及びカソードの一方は、電位供給線VL_bに電気的に接続され、他方は、ノード437に電気的に接続される。
発光素子125としては、例えば有機エレクトロルミネセンス素子(有機EL素子ともいう)を用いることができる。ただし、発光素子125としては、これに限定されず、無機材料からなる無機EL素子を用いても良い。
なお、電位供給線VL_a及び電位供給線VL_bの一方には、高電源電位VDDが与えられ、他方には、低電源電位VSSが与えられる。
図4Bの発光部132を有する表示装置では、駆動回路232により各行の発光部132を順次選択し、トランジスタ431をオン状態にしてデータ信号をノード435に書き込む。
ノード435にデータが書き込まれた発光部132は、トランジスタ431がオフ状態になることで保持状態になる。さらに、ノード435に書き込まれたデータの電位に応じてトランジスタ242のソース電極とドレイン電極の間に流れる電流量が制御され、発光素子125は、流れる電流量に応じた輝度で発光する。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
なお、表示素子として、発光素子125以外の表示素子を適用することも可能である。例えば、表示素子として、液晶素子、電気泳動素子、電子インク、エレクトロウェッティング素子、MEMS(マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システムズ)、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、DMS(デジタル・マイクロ・シャッター)、またはIMOD(インターフェロメトリック・モジュレーション)素子を用いることも可能である。
<発光装置の作製工程例1>
次に、図5乃至22を用いて、表示パネル250の作製工程例について説明する。図5乃至22は、図3A中に一点鎖線D1−D2で示した部位の断面に相当する図である。
[剥離層153の形成]
まず、素子形成基板102上に剥離層153を形成する(図5A参照。)。なお、素子形成基板102としては、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、金属基板を用いることができる。また、本実施の形態の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いてもよい。
また、ガラス基板には、例えば、アルミノシリケートガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラスのようなガラス材料が用いられている。なお、酸化バリウム(BaO)を多く含ませることで、より実用的な耐熱ガラスが得られる。他にも、結晶化ガラスを用いることができる。
剥離層153は、タングステン、モリブデン、チタン、タンタル、ニオブ、ニッケル、コバルト、ジルコニウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、シリコンから選択された元素、または前記元素を含む合金材料、または前記元素を含む化合物材料を用いて形成することができる。また、これらの材料を単層又は積層して形成することができる。なお、剥離層153の結晶構造は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれの場合でもよい。また、剥離層153を、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化亜鉛、二酸化チタン、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、またはInGaZnO(IGZO)の金属酸化物を用いて形成することもできる。
剥離層153は、スパッタリング法またはCVD法、塗布法、印刷法により形成できる。なお、塗布法はスピンコーティング法、液滴吐出法、ディスペンス法を含む。
剥離層153を単層で形成する場合、タングステン、モリブデン、またはタングステンとモリブデンを含む材料を用いることが好ましい。または、剥離層153を単層で形成する場合、タングステンの酸化物若しくは酸化窒化物、モリブデンの酸化物若しくは酸化窒化物、またはタングステンとモリブデンを含む材料の酸化物若しくは酸化窒化物を用いることが好ましい。
また、剥離層153として、例えば、タングステンを含む層とタングステンの酸化物を含む層の積層構造を形成する場合、タングステンを含む層に接して酸化物絶縁層を形成することで、タングステンを含む層と酸化物絶縁層との界面に、タングステンの酸化物を含む層が形成されることを活用してもよい。また、タングステンを含む層の表面を、熱酸化処理、酸素プラズマ処理、オゾン水のような酸化力の強い溶液での処理を行ってタングステンの酸化物を含む層を形成してもよい。
本実施の形態では、素子形成基板102としてガラス基板を用いる。また、剥離層153として素子形成基板102上にスパッタリング法によりタングステンを形成する。
[絶縁層203の形成]
次に、剥離層153上に下地層として絶縁層203を形成する(図5A参照。)。絶縁層203は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、または窒化酸化アルミニウムを、単層または多層で形成するのが好ましい。例えば、絶縁層203を、酸化シリコンと窒化シリコンを積層した2層構造としてもよいし、上記材料を組み合わせた5層構造としてもよい。絶縁層203は、スパッタリング法またはCVD法、熱酸化法、塗布法、印刷法を用いて形成することが可能である。
絶縁層203の厚さは、30nm以上500nm以下、好ましくは50nm以上400nm以下とすればよい。
絶縁層203は、素子形成基板102または剥離層153からの不純物元素の拡散を防止、または低減することができる。また、素子形成基板102を基板151に換えた後も、基板151または接着層152から発光素子125への不純物元素の拡散を防止、または低減することができる。本実施の形態では、絶縁層203としてプラズマCVD法により厚さ200nmの酸化窒化シリコンと厚さ50nmの窒化酸化シリコンの積層膜を用いる。
[ゲート電極206の形成]
次に、絶縁層203上にゲート電極206を形成する(図5A参照。)。ゲート電極206は、アルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンから選ばれた金属元素、または上述した金属元素を成分とする合金か、上述した金属元素を組み合わせた合金を用いて形成することができる。また、マンガン、ジルコニウムのいずれか一または複数から選択された金属元素を用いてもよい。また、ゲート電極206は、単層構造でも、二層以上の積層構造としてもよい。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、チタン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、窒化タンタル膜または窒化タングステン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜と、そのチタン膜上にアルミニウム膜を積層し、さらにその上にチタン膜を形成する三層構造がある。また、アルミニウムに、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカンジウムから選ばれた一または複数を組み合わせた合金膜、もしくは窒化膜を用いてもよい。
また、ゲート電極206は、インジウム錫酸化物、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化シリコンを添加したインジウム錫酸化物のような透光性を有する導電性材料を適用することもできる。また、上記透光性を有する導電性材料と、上記金属元素の積層構造とすることもできる。
まず、絶縁層203上にスパッタリング法、CVD法、または蒸着法により、後にゲート電極206となる導電膜を積層し、該導電膜上にフォトリソグラフィ工程によりレジストマスクを形成する。次に、レジストマスクを用いてゲート電極206となる導電膜の一部をエッチングして、ゲート電極206を形成する。この時、他の配線および電極も同時に形成することができる。
導電膜のエッチングは、ドライエッチング法でもウエットエッチング法でもよく、両方を用いてもよい。なお、ドライエッチング法によりエッチングを行った場合、レジストマスクを除去する前にアッシング処理を行うと、剥離液を用いたレジストマスクの除去を容易とすることができる。
なお、ゲート電極206は、上記形成方法の代わりに、電解メッキ法、印刷法、またはインクジェット法で形成してもよい。
導電膜の厚さ、すなわち、ゲート電極206の厚さは、5nm以上500nm以下、より好ましくは10nm以上300nm以下、より好ましくは10nm以上200nm以下である。
また、ゲート電極206を、遮光性を有する導電性材料を用いて形成することで、外部からの光が、ゲート電極206側から半導体層208に到達しにくくすることができる。その結果、光照射によるトランジスタの電気特性の変動を抑制することができる。
[ゲート絶縁層207の形成]
次に、ゲート絶縁層207を形成する(図5A参照。)。ゲート絶縁層207は、例えば酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化アルミニウムと酸化シリコンの混合物、酸化ハフニウム、酸化ガリウムまたはGa−Zn系金属酸化物、または窒化シリコンを用いればよく、積層または単層で設ける。
また、ゲート絶縁層207として、ハフニウムシリケート(HfSiO)、窒素が添加されたハフニウムシリケート(HfSi)、窒素が添加されたハフニウムアルミネート(HfAl)、酸化ハフニウム、酸化イットリウムのようなhigh−k材料を用いることでトランジスタのゲートリークを低減できる。例えば、酸化窒化シリコンと酸化ハフニウムの積層としてもよい。
ゲート絶縁層207の厚さは、5nm以上400nm以下、より好ましくは10nm以上300nm以下、より好ましくは50nm以上250nm以下とするとよい。
ゲート絶縁層207は、スパッタリング法、CVD法、または蒸着法で形成することができる。
ゲート絶縁層207として酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、または窒化酸化シリコン膜を形成する場合、原料ガスとしては、シリコンを含む堆積性気体及び酸化性気体を用いることが好ましい。シリコンを含む堆積性気体の代表例としては、シラン、ジシラン、トリシラン、フッ化シランがある。酸化性気体としては、酸素、オゾン、一酸化二窒素、二酸化窒素がある。
また、ゲート絶縁層207は、窒化物絶縁層と酸化物絶縁層をゲート電極206側から順に積層する積層構造としてもよい。ゲート電極206側に窒化物絶縁層を設けることで、ゲート電極206側から水素、窒素、アルカリ金属、またはアルカリ土類金属が半導体層208に移動することを防ぐことができる。なお、一般に、窒素、アルカリ金属、またはアルカリ土類金属は、半導体の不純物元素として機能する。また、水素は、酸化物半導体の不純物元素として機能する。よって、本明細書における「不純物」には、水素、窒素、アルカリ金属、またはアルカリ土類金属が含まれるものとする。
また、半導体層208として酸化物半導体を用いる場合は、半導体層208側に酸化物絶縁層を設けることで、ゲート絶縁層207と半導体層208の界面における欠陥準位を低減することが可能である。この結果、電気特性の劣化の少ないトランジスタを得ることができる。なお、半導体層208として酸化物半導体を用いる場合は、酸化物絶縁層として、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁層を用いて形成すると、ゲート絶縁層207と半導体層208の界面における欠陥準位をさらに低減することが可能であるため好ましい。
また、ゲート絶縁層207を、上記のように窒化物絶縁層と酸化物絶縁層の積層とする場合、酸化物絶縁層よりも窒化物絶縁層を厚くすることが好ましい。
窒化物絶縁層は酸化物絶縁層よりも比誘電率が大きいため、ゲート絶縁層207の膜厚を厚くしても、ゲート電極206に生じる電界を効率よく半導体層208に伝えることができる。また、ゲート絶縁層207全体を厚くすることで、ゲート絶縁層207の絶縁耐圧を高めることができる。よって、発光装置の信頼性を高めることができる。
また、ゲート絶縁層207は、欠陥の少ない第1の窒化物絶縁層と、水素ブロッキング性の高い第2の窒化物絶縁層と、酸化物絶縁層とが、ゲート電極206側から順に積層される積層構造とすることができる。ゲート絶縁層207に、欠陥の少ない第1の窒化物絶縁層を用いることで、ゲート絶縁層207の絶縁耐圧を向上させることができる。特に、半導体層208として酸化物半導体を用いる場合は、ゲート絶縁層207に、水素ブロッキング性の高い第2の窒化物絶縁層を設けることで、ゲート電極206及び第1の窒化物絶縁層に含まれる水素が半導体層208に移動することを防ぐことができる。
第1の窒化物絶縁層、第2の窒化物絶縁層の作製方法の一例を以下に示す。はじめに、シラン、窒素、及びアンモニアの混合ガスを原料ガスとして用いたプラズマCVD法により、欠陥の少ない窒化シリコン膜を第1の窒化物絶縁層として形成する。次に、原料ガスを、シラン及び窒素の混合ガスに切り替えて、水素濃度が少なく、且つ水素をブロッキングすることが可能な窒化シリコン膜を第2の窒化物絶縁層として成膜する。このような形成方法により、欠陥が少なく、且つ水素のブロッキング性を有する窒化物絶縁層が積層されたゲート絶縁層207を形成することができる。
また、ゲート絶縁層207は、不純物のブロッキング性が高い第3の窒化物絶縁層と、欠陥の少ない第1の窒化物絶縁層と、水素ブロッキング性の高い第2の窒化物絶縁層と、酸化物絶縁層とが、ゲート電極206側から順に積層される積層構造とすることができる。ゲート絶縁層207に、不純物のブロッキング性が高い第3の窒化物絶縁層を設けることで、ゲート電極206から水素、窒素、アルカリ金属、またはアルカリ土類金属が半導体層208に移動することを防ぐことができる。
第1の窒化物絶縁層乃至第3の窒化物絶縁層の作製方法の一例を以下に示す。はじめに、シラン、窒素、及びアンモニアの混合ガスを原料ガスとして用いたプラズマCVD法により、不純物のブロッキング性が高い窒化シリコン膜を第3の窒化物絶縁層として形成する。次に、アンモニアの流量の増加させることで、欠陥の少ない窒化シリコン膜を第1の窒化物絶縁層として形成する。次に、原料ガスを、シラン及び窒素の混合ガスに切り替えて、水素濃度が少なく、且つ水素をブロッキングすることが可能な窒化シリコン膜を第2の窒化物絶縁層として成膜する。このような形成方法により、欠陥が少なく、且つ不純物のブロッキング性を有する窒化物絶縁層が積層されたゲート絶縁層207を形成することができる。
また、ゲート絶縁層207として酸化ガリウム膜を形成する場合、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法を用いて形成することができる。
なお、トランジスタのチャネルが形成される半導体層208と、酸化ハフニウムを含む絶縁層を、酸化物絶縁層を介して積層し、酸化ハフニウムを含む絶縁層に電子を注入することで、トランジスタのしきい値電圧を変化させることができる。
[半導体層208の形成]
半導体層208は、非晶質半導体、微結晶半導体、または多結晶半導体を用いて形成することができる。例えば、非晶質シリコンまたは、微結晶ゲルマニウムを用いることができる。また、炭化シリコン、ガリウム砒素、酸化物半導体、または窒化物半導体のような化合物半導体または、有機半導体を用いることができる。
半導体層208は、プラズマCVD法、LPCVD法、メタルCVD法、またはMOCVD法のようなCVD法または、ALD法、スパッタリング法、または蒸着法により形成することができる。なお、半導体層208をMOCVD法のようなプラズマを用いない方法で成膜すると、被形成面へのダメージを少なくすることができる。
半導体層208の厚さは、3nm以上200nm以下、好ましくは3nm以上100nm以下、さらに好ましくは3nm以上50nm以下とする。本実施の形態では、半導体層208として、スパッタリング法により厚さ30nmの酸化物半導体膜を形成する。
続いて、酸化物半導体膜上にレジストマスクを形成し、該レジストマスクを用いて酸化物半導体膜の一部を選択的にエッチングすることで、半導体層208を形成する。レジストマスクの形成は、フォトリソグラフィ法、印刷法、またはインクジェット法を適宜用いて行うことができる。レジストマスクをインクジェット法で形成すると、フォトマスクを使用しないため、製造コストを低減できる。
酸化物半導体膜のエッチングは、ドライエッチング法でもウエットエッチング法でもよく、両方を用いてもよい。酸化物半導体膜のエッチング終了後、レジストマスクを除去する(図5B参照。)。
[ソース電極209a、ドレイン電極209bの形成]
次に、ソース電極209a、ドレイン電極209b、配線219、および端子電極216を形成する(図5C参照。)。まず、ゲート絶縁層207、半導体層208上に導電膜を形成する。
導電膜としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、またはタングステンからなる金属、またはこれを主成分とする合金を単層構造または積層構造を用いることができる。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、チタン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、タングステン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、タングステン膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜または窒化チタン膜と、そのチタン膜または窒化チタン膜上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜または窒化モリブデン膜と、そのモリブデン膜または窒化モリブデン膜上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒化モリブデン膜を形成する三層構造、タングステン膜上に銅膜を積層し、さらにその上にタングステン膜を形成する三層構造がある。
なお、インジウム錫酸化物、亜鉛酸化物、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物のような酸素を含む導電性材料、窒化チタン、窒化タンタルのような窒素を含む導電性材料を用いてもよい。また、前述した金属元素を含む材料と、酸素を含む導電性材料を組み合わせた積層構造とすることもできる。また、前述した金属元素を含む材料と、窒素を含む導電性材料を組み合わせた積層構造とすることもできる。また、前述した金属元素を含む材料、酸素を含む導電性材料、および窒素を含む導電性材料を組み合わせた積層構造とすることもできる。
また、導電膜の厚さは、5nm以上500nm以下、より好ましくは10nm以上300nm以下、より好ましくは10nm以上200nm以下である。本実施の形態では、導電膜として厚さ300nmのインジウム錫酸化膜を形成する。
次に、レジストマスクを用いて、導電膜の一部を選択的にエッチングし、ソース電極209a、ドレイン電極209b、配線219、および端子電極216(これと同じ層で形成される他の電極または配線を含む)を形成する。レジストマスクの形成は、フォトリソグラフィ法、印刷法、またはインクジェット法を適宜用いて行うことができる。レジストマスクをインクジェット法で形成するとフォトマスクを使用しないため、製造コストを低減できる。
導電膜のエッチングは、ドライエッチング法でもウエットエッチング法でもよく、両方を用いてもよい。なお、エッチング工程により、露出した半導体層208の一部が除去される場合がある。導電膜のエッチング終了後、レジストマスクを除去する。
ソース電極209a、ドレイン電極209bが設けられることにより、トランジスタ242、およびトランジスタ252が形成される。
[絶縁層を形成する]
次に、ソース電極209a、ドレイン電極209b、配線219、および端子電極216上に、絶縁層210を形成する(図5D参照。)。絶縁層210は、絶縁層203と同様の材料および方法で形成することができる。
また、半導体層208に酸化物半導体を用いる場合は、少なくとも絶縁層210の半導体層208と接する領域に、酸素を含む絶縁層を用いることが好ましい。例えば、絶縁層210を複数層の積層とする場合、少なくとも半導体層208と接する層を酸化シリコンで形成すればよい。
[開口128の形成]
次に、レジストマスクを用いて、絶縁層210の一部を選択的にエッチングし、開口128を形成する(図5D参照。)。この時、図示しない他の開口も同時に形成することができる。レジストマスクの形成は、フォトリソグラフィ法、印刷法、またはインクジェット法を適宜用いて行うことができる。レジストマスクをインクジェット法で形成するとフォトマスクを使用しないため、製造コストを低減できる。
絶縁層210のエッチングは、ドライエッチング法でもウエットエッチング法でもよく、両方を用いてもよい。
開口128の形成により、ドレイン電極209b、端子電極216の一部が露出する。開口128の形成後、レジストマスクを除去する。
[絶縁層211を形成する]
次に、絶縁層210上に絶縁層211を形成する(図5E参照。)。絶縁層211は、絶縁層203と同様の材料および方法で形成することができる。
また、発光素子125の被形成面の表面凹凸を低減するために、絶縁層211に平坦化処理を行ってもよい。平坦化処理として特に限定はないが、研磨処理(例えば、化学的機械研磨法(Chemical Mechanical Polishing:CMP))、またはドライエッチング処理により行うことができる。
また、平坦化機能を有する絶縁材料を用いて絶縁層211を形成することで、研磨処理を省略することもできる。平坦化機能を有する絶縁材料として、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂のような有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料(low−k材料)を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁層を複数積層させることで、絶縁層211を形成してもよい。
また、開口128と重畳する領域の絶縁層211の一部を除去して、開口129を形成する(図5E参照。)。この時、図示しない他の開口部も同時に形成することができる。また、後に外部電極124が接続する領域の絶縁層211は除去する。なお、開口129は、絶縁層211上にフォトリソグラフィ工程によるレジストマスクの形成を行い、絶縁層211のレジストマスクに覆われていない領域をエッチングすることで形成できる。開口129を形成することにより、ドレイン電極209bの表面を露出させる。
また、絶縁層211に感光性を有する材料を用いることで、レジストマスクを用いることなく開口129を形成することができる。本実施の形態では、感光性のアクリル樹脂を用いて絶縁層211および開口129を形成する。
[電極115の形成]
次に、絶縁層211上に電極115を形成する(図6A参照。)。電極115は、後に形成されるEL層117が発する光を透過する導電性材料を用いて形成することが好ましい。電極115として、EL層117よりも仕事関数が大きく透光性を有する材料、例えばインジウム錫酸化物を用いる。電極115は電解メッキ法、印刷法、またはインクジェット法で形成してもよい。なお、電極115は単層に限らず、複数層の積層構造としてもよい。例えば、電極115を陽極として用いる場合、EL層117と接する層を、インジウム錫酸化物のようなEL層117よりも仕事関数が大きく透光性を有する層とすればよい。
なお、本実施の形態では、ボトムエミッション構造(下面射出構造)の表示装置について例示するが、トップエミッション構造(上面射出構造)、またはデュアルエミッション構造(両面射出構造)の表示装置とすることもできる。
電極115は、絶縁層211上に電極115となる導電膜を形成し、該導電膜上にレジストマスクを形成し、該導電膜のレジストマスクに覆われていない領域をエッチングすることで形成できる。該導電膜のエッチングは、ドライエッチング法、ウエットエッチング法、または双方を組み合わせたエッチング法を用いることができる。レジストマスクの形成は、フォトリソグラフィ法、印刷法、またはインクジェット法を適宜用いて行うことができる。レジストマスクをインクジェット法で形成すると、フォトマスクを使用しないため、製造コストを低減できる。電極115の形成後、レジストマスクを除去する。
[隔壁104の形成]
次に、隔壁104を形成する(図6B参照。)。隔壁104は、隣接する発光部132が有するそれぞれの発光素子125が意図せず電気的に短絡し、誤発光することを防ぐために設ける。また、後述するEL層117の形成にメタルマスクを用いる場合、メタルマスクが電極115に接触しないようにする機能も有する。隔壁104は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、またはイミド樹脂のような有機樹脂材料または、酸化シリコンのような無機材料で形成することができる。隔壁104は、その側壁がテーパーまたは連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。隔壁104の側壁をこのような形状とすることで、後に形成されるEL層117または電極118の被覆性を良好なものとすることができる。
[EL層117の形成]
次に、電極115上にEL層117を形成する(図6C参照。)。なお、EL層117の構成については、実施の形態3で説明する。
[電極118の形成]
次に、EL層117上に電極118を形成する(図6C参照。)。電極118は、陰極として用いるため、電極118をEL層117に電子を注入できる仕事関数の小さい材料を用いて形成することが好ましい。また、仕事関数の小さい金属単層ではなく、仕事関数の小さいアルカリ金属、またはアルカリ土類金属を数nm形成した層を緩衝層として形成し、その上に、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、またはマクネシウム(Mg)のような金属材料、インジウム錫酸化物のような導電性を有する酸化物材料、または半導体材料を積層して形成してもよい。また、緩衝層として、アルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、または、マグネシウム−銀の合金を用いることもできる。
本実施の形態では、電極118としてアルミニウムとチタンの積層を用いる。電極118は、メタルマスクを用いた蒸着法により形成することができる。また、本実施の形態では、EL層117に電子を注入しやすくするため、EL層117と電極118の間に、厚さ数nmのフッ化リチウムを形成する。本実施の形態で用いるメタルマスクは、マトリクス状に配置された複数の開口部を有する金属板である。まず、該メタルマスクを介してフッ化リチウムを蒸着し、続いてアルミニウムを蒸着し、続いてチタンを蒸着することにより、EL層117上の該メタルマスクが有する開口部と重畳する位置に、フッ化リチウムと電極118を形成することができる。
このようにして、電極115、EL層117、電極118により、発光素子125が形成される。
[基板103を貼り合わせる]
次に、素子形成基板102上に、接着層120を介して基板103を形成する(図6D、図7A参照。)。基板103は、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、またはポリ塩化ビニル樹脂を用いることができる。接着層120としては、光硬化型の接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、または嫌気型接着剤を用いることができる。例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、イミド樹脂を用いることができる。接着層120に乾燥剤(ゼオライト)を混ぜてもよい。なお、基板103は素子形成基板102と向かい合うように形成されるため、基板103を「対向基板」と呼ぶ場合がある。
[素子形成基板を絶縁層203から剥離する]
次に、剥離層153を介して絶縁層203と接する素子形成基板102を、絶縁層203から剥離する(図7B参照。)。剥離方法としては、機械的な力を加えること(人間の手または治具で引き剥がす処理または、ローラを回転させながら分離する処理、超音波)を用いて行えばよい。たとえば、剥離層153に鋭利な刃物またはレーザ光照射で切り込みをいれ、その切り込みに水を注入する。または、その切り込みに霧状の水を吹き付ける。毛細管現象により水が剥離層153と絶縁層203の間にしみこむことにより、素子形成基板102を絶縁層203から容易に剥離することができる。
[基板を貼り合わせる]
次に、接着層152を介して基板151を絶縁層203に貼り合わせる(図8A、図8B参照。)。接着層152は、接着層120と同様の材料を用いることができる。本実施の形態では、基板151として、厚さ20μmのアラミド(ポリアミド樹脂)を用いる。
[開口122の形成]
次に、端子電極216および開口128と重畳する領域の、基板103、および接着層120を除去して、開口122を形成する(図9A参照。)。開口122を形成することにより、端子電極216の表面の一部が露出する。
[外部電極を形成する]
次に、開口122に異方性導電接続層123を形成し、異方性導電接続層123上に、表示パネル250に電力または信号を入力するための外部電極124を形成する(図9B参照)。端子電極216は、異方性導電接続層123を介して外部電極124と電気的に接続される。なお、外部電極124としては、例えばFPC(Flexible printed circuit)を用いることができる。
異方性導電接続層123は、様々な異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)または、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)を用いて形成することができる。
異方性導電接続層123は、熱硬化性、又は熱硬化性及び光硬化性の樹脂に導電性粒子を混ぜ合わせたペースト状又はシート状の材料を硬化させたものである。異方性導電接続層123は、光照射または熱圧着によって異方性の導電性を示す材料となる。異方性導電接続層123に用いられる導電性粒子としては、例えば球状の有機樹脂をAuまたはNi、Coの薄膜状の金属で被覆した粒子を用いることができる。
このようにして、表示パネル250を作製することができる。
<発光装置の変形例1>
本実施の形態に示したボトムエミッション構造の表示パネル250を変形し、トップエミッション構造の表示パネル300とする例について、図10を用いて説明する。図10Aは、トップエミッション構造の表示パネル300の斜視図である。また、図10Bは、図10A中に一点鎖線D3−D4で示した部位の断面図である。
ボトムエミッション構造の表示パネル250をトップエミッション構造の表示パネル300とする場合は、電極115を、光を反射する機能を有する材料を用いて形成し、電極118を、光を透過する機能を有する材料を用いて形成する。
なお、電極115および電極118は、単層に限らず複数層の積層構造としてもよい。例えば、電極115を陽極として用いる場合、EL層117と接する層を、インジウム錫酸化物のような、EL層117よりも仕事関数が大きく透光性を有する層とし、その層に接して反射率の高い層(アルミニウム、アルミニウムを含む合金、または銀)を設けてもよい。
基板151側からトップエミッション構造の表示パネル300に入射する外光191は、透光部133を介して基板103側に透過する。すなわち、透光部133を介して、基板151側の様子を基板103側で観察することができる。
また、発光素子125から発せられた光192は、基板103側に射出される。すなわち、発光部132と重畳する位置にトランジスタを形成しても、光192の射出の妨げにならない。よって、光192を効率よく射出することができ、消費電力を低減することができる。また、回路設計がしやすくなるため、発光装置の生産性を高めることができる。また、透光部133と重畳して配置された配線を発光部132と重畳する位置に配置することで、透光部133の透過率を向上することができる。よって、基板151側の様子をより明確に視認することができる。
<発光装置の変形例2>
トップエミッション構造の表示パネル300に着色層を付加し、カラー表示可能なトップエミッション構造の表示パネル300とするための構成例を、図11Aに示す。図11Aは、図10A中に一点鎖線D3−D4で示した部位の断面に相当する図である。
図11Aに示すトップエミッション構造の表示パネル300は、基板103上に着色層266と、着色層266を覆うオーバーコート層268を有する。着色層266は発光部132と重畳して形成される。光192は、着色層266を透過することで、任意の色に着色される。例えば、隣接する3つの発光部132において、重畳するそれぞれの着色層266を、赤色の着色層、緑色の着色層、青色の着色層とすることで、フルカラー表示可能な発光装置を実現することができる。着色層266は、様々な材料を用いて、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ法を用いて形成することができる。
オーバーコート層268としては、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミドの有機絶縁層を用いることができる。オーバーコート層268を形成することによって、例えば、着色層266中に含まれる不純物を発光素子125側に拡散することを抑制することができる。ただし、オーバーコート層268は、必ずしも設ける必要はなく、オーバーコート層268を形成しない構造としてもよい。
また、オーバーコート層268として透光性を有する導電膜を形成してもよい。オーバーコート層268として透光性を有する導電膜を設けることで、発光素子125から発せられた光235を透過し、かつ、イオン化した不純物の透過を防ぐことができる。
透光性を有する導電膜は、例えば、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛を用いて形成することができる。また、グラフェンの他、透光性を有する程度に薄く形成された金属膜を用いてもよい。
なお、図11Aでは、駆動回路233を構成するトランジスタ252の半導体層208と重畳する領域に、絶縁層210を介して電極263を設ける例を示している。電極263は、ゲート電極206と同様の材料および方法により形成することができる。
電極263は、ゲート電極として機能させることができる。なお、ゲート電極206および電極263のどちらか一方を、単に「ゲート電極」という場合、他方を「バックゲート電極」という場合がある。また、ゲート電極206および電極263のどちらか一方を、「第1のゲート電極」といい、他方を「第2のゲート電極」という場合がある。
一般に、バックゲート電極は導電膜で形成され、ゲート電極とバックゲート電極で半導体層のチャネル形成領域を挟むように配置される。よって、バックゲート電極は、ゲート電極と同様に機能させることができる。バックゲート電極の電位は、ゲート電極と同電位としてもよく、GND電位または、任意の電位としてもよい。バックゲート電極の電位を変化させることで、トランジスタのしきい値電圧を変化させることができる。
また、ゲート電極とバックゲート電極は導電膜で形成されるため、トランジスタの外部で生じる電界が、チャネルが形成される半導体層に作用しないようにする機能(特に静電気に対する静電遮蔽機能)も有する。
半導体層208を挟んでゲート電極206および電極263を設けることで、更にはゲート電極206および電極263を同電位とすることで、半導体層208の上下両方からキャリアが誘起され、半導体層208においてキャリアの流れる領域が膜厚方向においてより大きくなるため、キャリアの移動量が増加する。この結果、トランジスタのオン電流が大きくなると共に、電界効果移動度が高くなる。
また、ゲート電極206および電極263は、それぞれが外部からの電界を遮蔽する機能を有するため、ゲート電極206よりも下層、電極263よりも上層に存在する電荷が、半導体層208に影響しない。この結果、ストレス試験(例えば、ゲートに負の電圧を印加する−GBT(Gate Bias−Temperature)ストレス試験)または、ゲートに正の電圧を印加する+GBTストレス試験の前後におけるしきい値電圧の変動が小さい。また、異なるドレイン電圧におけるオン電流の立ち上がり電圧の変動を抑制することができる。
なお、BTストレス試験は加速試験の一種であり、長期間の使用によって起こるトランジスタの特性変化(即ち、経年変化)を、短時間で評価することができる。特に、BTストレス試験前後におけるトランジスタのしきい値電圧の変動量は、信頼性を調べるための重要な指標となる。BTストレス試験前後において、しきい値電圧の変動量が少ないほど、信頼性が高いトランジスタであるといえる。
また、ゲート電極206および電極263を有し、且つゲート電極206および電極263を同電位とすることで、しきい値電圧の変動量が低減される。このため、複数のトランジスタにおける電気特性のばらつきも同時に低減される。
なお、表示領域231中に形成されるトランジスタ242に、バックゲート電極を設けてもよい。
<発光装置の変形例3>
トップエミッション構造の表示パネル300を、着色層266を用いずにフルカラー表示可能なトップエミッション構造の表示パネルとするための他の構成例を、図11Bに示す。
図11Bに示すトップエミッション構造の表示パネルは、着色層266、およびオーバーコート層268を設けないかわりにEL層117R、EL層117G、およびEL層117B(図示せず)を用いることによって、カラー表示を行うことが出来る。EL層117R、EL層117G、またはEL層117Bは、それぞれ、赤、緑、青、の異なる色で発光させることが出来る。例えば、EL層117Rからは赤色の波長を有する光192Rが発せられ、EL層117Gからは緑色の波長を有する光192Gが発せられ、EL層117Bからは青色の波長を有する光192B(図示せず)が発せられる。
また、着色層266を用いないことによって、光192R、光192G、および光192Bが着色層266を透過する際に生じる輝度の低下を無くすことが出来る。また、光192R、光192G、および光192Bの波長に応じて、EL層117R、EL層117G、およびEL層117Bの厚さを調整することで、色純度を向上させることができる。
<発光装置の変形例4>
図12Aに示すように、ボトムエミッション構造の表示パネル250において、基板151側に、タッチセンサを有する基板を設けてもよい。タッチセンサは、導電層991と導電層993を用いて構成されている。また、それらの間には、絶縁層992が設けられている。
なお、導電層991、及び/又は、導電層993は、インジウム錫酸化物またはインジウム亜鉛酸化物の透明導電膜を用いることが望ましい。ただし、抵抗を下げるため、導電層991、及び/又は、導電層993の一部、または、全部に、低抵抗な材料を持つ層を用いてもよい。例えば、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、またはタングステンからなる金属、またはこれを主成分とする合金を単層構造または積層構造を用いることができる。または、導電層991、及び/又は、導電層993として、金属ナノワイヤを用いてもよい。その場合の金属としては、銀が好適である。これにより、抵抗値を下げることが出来るため、センサの感度を向上させることが出来る。
絶縁層992は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、または窒化酸化アルミニウムを、単層または多層で形成するのが好ましい。絶縁層992は、スパッタリング法またはCVD法、熱酸化法、塗布法、印刷法を用いて形成することが可能である。
なお、図12Aではタッチセンサを基板151側に設ける例を示しているが、本発明の実施形態の一態様は、これに限定されない。タッチセンサは基板103側に設けることもできる。
なお、基板994として、光学フィルムの機能を持たせてもよい。つまり、基板994は、偏光板または位相差板の機能を有していてもよい。
また、図12Bに示すように、基板151に直接タッチセンサを形成してもよい。
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
(実施の形態3)
本実施の形態では、発光素子125に用いることができる発光素子の構成例について説明する。なお、本実施の形態に示すEL層320が、他の実施の形態に示したEL層117に相当する。
<発光素子の構成>
図13Aに示す発光素子330は、一対の電極(電極318、電極322)間にEL層320が挟まれた構造を有する。なお、以下の本実施の形態の説明においては、例として、電極318を陽極として用い、電極322を陰極として用いるものとする。
また、EL層320は、少なくとも発光層を含んで形成されていればよく、発光層以外の機能層を含む積層構造であっても良い。発光層以外の機能層としては、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、バイポーラ性(電子及び正孔の輸送性の高い物質)の物質を含む層を用いることができる。具体的には、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層のような機能層を適宜組み合わせて用いることができる。
図13Aに示す発光素子330は、電極318と電極322との間に与えられた電位差により電流が流れ、EL層320において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまりEL層320に発光領域が形成されるような構成となっている。
本発明において、発光素子330からの発光は、電極318、または電極322側から外部に取り出される。従って、電極318、または電極322のいずれか一方は透光性を有する物質で成る。
なお、EL層320は図13Bに示す発光素子331のように、電極318と電極322との間に複数積層されていても良い。x層(xは2以上の自然数)の積層構造を有する場合には、y番目(yは、1≦y<xを満たす自然数)のEL層320と、(y+1)番目のEL層320との間には、それぞれ電荷発生層320aを設けることが好ましい。
電荷発生層320aは、有機化合物と金属酸化物の複合材料、金属酸化物、有機化合物とアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物との複合材料の他、これらを適宜組み合わせて形成することができる。有機化合物と金属酸化物の複合材料としては、例えば、有機化合物と酸化バナジウムまたは酸化モリブデンまたは酸化タングステンのような金属酸化物を含む。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素のような低分子化合物、または、それらの低分子化合物のオリゴマー、デンドリマー、ポリマー、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔輸送性有機化合物として正孔移動度が10−6cm/Vs以上であるものを適用することが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、電荷発生層320aに用いるこれらの材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、発光素子330の低電流駆動、および低電圧駆動を実現することができる。
なお、電荷発生層320aは、有機化合物と金属酸化物の複合材料と他の材料とを組み合わせて形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電膜とを組み合わせて形成してもよい。
このような構成を有する発光素子331は、エネルギーの移動または消光の問題が起こり難く、材料の選択の幅が広がることで高い発光効率と長い寿命とを併せ持つ発光素子とすることが容易である。また、一方の発光層で燐光発光、他方で蛍光発光を得ることも容易である。
なお、電荷発生層320aとは、電極318と電極322に電圧を印加したときに、電荷発生層320aに接して形成される一方のEL層320に対して正孔を注入する機能を有し、他方のEL層320に電子を注入する機能を有する。
図13Bに示す発光素子331は、EL層320に用いる発光物質の種類を変えることにより様々な発光色を得ることができる。また、発光物質として発光色の異なる複数の発光物質を用いることにより、ブロードなスペクトルの発光または白色発光を得ることもできる。
図13Bに示す発光素子331を用いて、白色発光を得る場合、複数のEL層の組み合わせとしては、赤、青及び緑色の光を含んで白色に発光する構成であればよく、例えば、青色の蛍光材料を発光物質として含む発光層と、緑色と赤色の燐光材料を発光物質として含む発光層を有する構成が挙げられる。また、赤色の発光を示す発光層と、緑色の発光を示す発光層と、青色の発光を示す発光層とを有する構成とすることもできる。または、補色の関係にある光を発する発光層を有する構成であっても白色発光が得られる。発光層が2層積層された積層型素子において、一方の発光層から得られる発光の発光色と他方の発光層から得られる発光の発光色を補色の関係にする場合、補色の関係としては、青色と黄色、あるいは青緑色と赤色が挙げられる。なお、EL層320としては、赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)が、画素ごとにそれぞれ独立に設けられた構造(SBS、Side By Side構造)、またはタンデム構造(R、G、Bの複数の色が中間層(電荷発生層)を介して直列に接続された構造)と、着色層(例えば、カラーフィルタ)と、を組み合わせた構造を用いることができる。また、タンデム構造とすることで、高輝度発光が可能な発光デバイスとすることができる。なお、EL層320から発光される光の輝度としては、例えば、500cd/m以上、好ましくは1000cd/m以上10000cd/m以下、さらに好ましくは2000cd/m以上5000cd/m以下とすることができる。
なお、上述した積層型素子の構成において、積層される発光層の間に電荷発生層を配置することにより、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での長寿命素子を実現することができる。また、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一な発光が可能となる。
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
(実施の形態4)
本実施の形態では、表示パネルに入射する外光191に対して表示パネルの種類と、その変形例について図14を用いて説明する。なお、図1と共通する部分には同じ符号を用い、詳細な説明は省略することとする。
図14Aは、図1Bと対応している断面模式図である。図1Bの図面に対して、表示パネルに入射する外光191と、発光素子125から発せられた光192とを書き加えた断面図を示している。
図14Aにおいて、上述の実施の形態に示したように、表示パネル21Rとしては、図3に示すボトムエミッション構造の表示パネル250を用いる場合、発光素子からの光192は基板151を通過して搭乗者に映像を提供することができる。また、外光191は、窓ガラス20R、遮光層を有するフィルム22R、基板103、及び基板151を通過して搭乗者の目に入る。
また、表示パネル21Rとして図10に示すトップエミッション構造の表示パネル300を用いる場合、発光素子からの光192は基板103を通過して搭乗者に映像を提供することができる。
また、表示パネル21Rとしては、デュアルエミッション構造の表示パネルとすることもできる。
図14Bは、遮光層を有するフィルム22Rの外光を遮る割合が高い場合の例を示している。遮光層を有するフィルム22Rは遮光パターンが開口面積の割合によって透過する光の量を調節することができる。遮光層を有するフィルム22Rに代えて、全面に光量減衰させる層が設けられたスモークフィルムとも呼ばれるカーフィルムを用いてもよい。カーフィルムは外からの紫外線を低減し、車内のプライバシーを守る機能を有している。このようなフィルムを用いる場合には窓ガラス20Rまたは表示パネル21Rに樹脂層を用いて貼り付け固定してもよい。スモークフィルムを張り付ける場合、第2の駆動手段は不要とすることができる。
また、図14Bの構造においても、表示パネル21Rとして、図3に示すボトムエミッション構造の表示パネル250、または図10に示すトップエミッション構造の表示パネル300、またはデュアルエミッション構造の表示パネルを用いることができる。
図14Cは、図14A及び図14Bとは一部異なる他の構成例を示している。
図14Cは、表示パネル21Rの基板151または基板103として遮光層を有するフィルム22Rを用いる例を示している。部材を少なくすることができ、全体の表示装置の厚さもより薄くできる。また、第2の駆動手段を不要とすることができる。
また、さらに窓ガラス20Rに表示パネル21Rを固定すると、第1の駆動手段を不要とすることができる。また、表示パネル21Rとして、デュアルエミッション構造の表示パネルとすることで映像を車内だけでなく、車外にも表示させることができる。車外に向けて注意喚起または文字による連絡も可能である。この場合には。表示パネルが樹脂層で固定された窓ガラスと呼ぶことができる。
また、図14Cにおいて、表示パネル21Rは、デュアルエミッション構造の表示パネルに限らず、図3に示すボトムエミッション構造の表示パネル250、または図10に示すトップエミッション構造の表示パネル300を用いることもできる。
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
(実施の形態5)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成例、及び表示装置の作製方法例について説明する。
本発明の一態様は、発光素子(発光デバイスともいう)を有する表示装置である。表示装置は、少なくとも異なる色の光を発する2つの発光素子を有する。発光素子は、それぞれ一対の電極と、その間にEL層を有する。発光素子は、有機EL素子(有機電界発光素子)であることが好ましい。異なる色を発する2つ以上の発光素子は、それぞれ異なる材料を含むEL層を有する。例えば、それぞれ赤色(R)、緑色(G)、または青色(B)の光を発する3種類の発光素子を有することで、フルカラーの表示装置を実現できる。
ここで、異なる色の発光素子間で、EL層を作り分ける場合、メタルマスクのようなシャドーマスクを用いた蒸着法により形成することが知られている。しかしながら、この方法では、メタルマスクの精度、メタルマスクと基板との位置ずれ、メタルマスクのたわみ、及び蒸気の散乱による成膜される膜の輪郭の広がりのような、様々な影響により、島状の有機膜の形状及び位置に設計からのずれが生じるため、高精細化、及び高開口率化が困難である。そのため、ペンタイル配列のような特殊な画素配列方式を適用することにより、疑似的に精細度(画素密度ともいう)を高める対策が取られていた。
本発明の一態様は、EL層をメタルマスクのようなシャドーマスクを用いることなく、微細なパターンに加工する。これにより、これまで実現が困難であった高い精細度と、大きな開口率を有する表示装置を実現できる。さらに、EL層を作り分けることができるため、極めて鮮やかで、コントラストが高く、表示品位の高い表示装置を実現できる。
ここでは、簡単のために、2色の発光素子のEL層を作り分ける場合について説明する。まず、画素電極を覆って、第1のEL膜と、第1の犠牲膜とを積層して形成する。続いて、第1の犠牲膜上にレジストマスクを形成する。続いて、レジストマスクを用いて、第1の犠牲膜の一部、及び第1のEL膜の一部をエッチングし、第1のEL層、および第1のEL層上の第1の犠牲層を形成する。
続いて、第2のEL膜と、第2の犠牲膜とを積層して形成する。続いて、レジストマスクを用いて、第2の犠牲膜の一部、及び第2のEL膜の一部をエッチングし、第2のEL層、および第2のEL層上の第2の犠牲層を形成する。次に、第1の犠牲層および第2の犠牲層をマスクとして、画素電極の加工を行い、第1のEL層と重畳する第1の画素電極、および第2のEL層と重畳する第2の画素電極を形成する。このようにして、第1のEL層と第2のEL層を作り分けることができる。最後に、第1の犠牲層及び第2の犠牲層を除去し、共通電極を形成することで、二色の発光素子を作り分けることができる。
さらに、上記を繰り返すことで、3色以上の発光素子のEL層を作り分けることができ、3色、または4色以上の発光素子を有する表示装置を実現できる。
EL層の端部においては、画素電極およびEL層が設けられる領域と、画素電極およびEL層が設けられない領域と、に起因する段差が生じている。EL層上に共通電極を形成する際に、EL層の端部の段差に起因して、共通電極の被覆性が悪くなり、共通電極が切断する懸念がある。また、共通電極が薄くなり、電気抵抗が上昇する懸念がある。
また、画素電極の端部がEL層の端部と概略揃う場合、および、画素電極の端部がEL層の端部より外側に位置する場合においては、EL層上に共通電極を形成する際に、共通電極と画素電極とが短絡する場合がある。
本発明の一態様は、第1のEL層と第2のEL層の間に絶縁層を設けることにより、共通電極を設ける面の凹凸を小さくすることができる。よって、第1のEL層の端部、および第2のEL層の端部における共通電極の被覆性を高めることができ、共通電極の良好な導電性を実現することができる。また、共通電極と画素電極の短絡を抑制することができる。
また、本発明の一態様は、レジストマスクを用いて犠牲層を形成し、形成された犠牲層を用いてEL層および画素電極の加工を行うことができるため、画素電極の加工とEL層の加工において、異なるレジストマスクを用いずに発光素子を形成することができる。よって、画素電極とEL層の端部の位置のマージンを設けずとも発光素子を形成することができる。位置のマージンを小さくすることにより、発光領域を広くすることができるため、発光素子の開口率を高めることができる。また、位置のマージンを小さくすることにより、画素サイズの縮小が可能となり、表示装置の高精細化が可能となる。また、レジストマスクを用いる回数を減らすことができるため、工程を簡略化することができ、コストの低減および歩留まりの向上が可能となる。
異なる色のEL層が隣接する場合、隣接するEL層の間隔について、例えばメタルマスクを用いた形成方法では10μm未満にすることは困難であるが、上記方法によれば、3μm以下、2μm以下、または、1μm以下にまで狭めることができる。例えばLSI向けの露光装置を用いることで、500nm以下、200nm以下、100nm以下、さらには50nm以下にまで間隔を狭めることもできる。これにより、2つの発光素子間に存在しうる非発光領域の面積を大幅に縮小することができ、開口率を100%に近づけることが可能となる。例えば、開口率は、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、さらには90%以上であって、100%未満を実現することもできる。
さらに、EL層自体のパターンについても、メタルマスクを用いた場合に比べて極めて小さくすることができる。また、例えばEL層の作り分けにメタルマスクを用いた場合では、パターンの中央と端で厚さのばらつきが生じるため、パターン全体の面積に対して、発光領域として使用できる有効な面積は小さくなる。一方、上記作製方法では、均一な厚さに成膜した膜を加工することでパターンを形成するため、パターン内で厚さを均一にでき、微細なパターンであっても、そのほぼ全域を発光領域として用いることができる。そのため、上記作製方法によれば、高い精細度と高い開口率を兼ね備えることができる。
このように、上記作製方法によれば、微細な発光素子を集積した表示装置を実現することができるため、例えばペンタイル方式のような特殊な画素配列方式を適用し、疑似的に精細度を高める必要が無いため、R、G、Bをそれぞれ一方向に配列させた、いわゆるストライプ配置で、且つ、500ppi以上、1000ppi以上、または2000ppi以上、さらには3000ppi以上、さらには5000ppi以上の精細度の表示装置を実現することができる。
以下では、本発明の一態様の表示装置の、より具体的な構成例及び作製方法例について、図面を参照して説明する。
[構成例1]
図15Aに、本発明の一態様の表示装置100の上面概略図を示す。表示装置100は、赤色を呈する発光素子110R、緑色を呈する発光素子110G、及び青色を呈する発光素子110Bをそれぞれ複数有する。図15Aでは、各発光素子の区別を簡単にするため、各発光素子の発光領域内にR、G、Bの符号を付している。
発光素子110R、発光素子110G、及び発光素子110Bは、それぞれマトリクス状に配列している。図15Aは、一方向に同一の色の発光素子が配列する、いわゆるストライプ配列を示している。なお、発光素子の配列方法はこれに限られず、デルタ配列、またはジグザグ配列の配列方法を適用してもよいし、ペンタイル配列を用いることもできる。
発光素子110R、発光素子110G、及び発光素子110Bとしては、OLED(Organic Light Emitting Diode)、またはQLED(Quantum−dot Light Emitting Diode)のEL素子を用いることが好ましい。EL素子が有する発光物質としては、蛍光を発する物質(蛍光材料)、燐光を発する物質(燐光材料)、無機化合物(量子ドット材料)、熱活性化遅延蛍光を示す物質(熱活性化遅延蛍光(Thermally activated delayed fluorescence:TADF)材料)が挙げられる。
図15Bは、図15A中の一点鎖線A1−A2に対応する断面概略図であり、図15Cは、一点鎖線B1−B2に対応する断面概略図である。
図15Bには、発光素子110R、発光素子110G、及び発光素子110Bの断面を示している。発光素子110Rは、画素電極111R、EL層112R、及び共通電極113を有する。発光素子110Gは、画素電極111G、EL層112G、及び共通電極113を有する。発光素子110Bは、画素電極111B、EL層112B、及び共通電極113を有する。
発光素子110Rは、画素電極111Rと共通電極113との間に、EL層112Rを有する。EL層112Rは、少なくとも赤色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物を有する。発光素子110Gは、画素電極111Gと共通電極113との間に、EL層112Gを有する。EL層112Gは、少なくとも緑色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物を有する。発光素子110Bは、画素電極111Bと共通電極113との間に、EL層112Bを有する。EL層112Bは、少なくとも青色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物を有する。
EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bは、それぞれ発光性の有機化合物を含む層(発光層)を有する。発光層は、発光物質(ゲスト材料)に加えて、1種または複数種の化合物(ホスト材料、アシスト材料)を有していてもよい。ホスト材料、アシスト材料としては、発光物質(ゲスト材料)のエネルギーギャップより大きなエネルギーギャップを有する物質を、一種もしくは複数種選択して用いることができる。ホスト材料、アシスト材料としては、励起錯体を形成する化合物を組み合わせて用いることが好ましい。効率よく励起錯体を形成するためには、正孔を受け取りやすい化合物(正孔輸送性材料)と、電子を受け取りやすい化合物(電子輸送性材料)とを組み合わせることが特に好ましい。
発光素子には低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物(量子ドット材料)を含んでいてもよい。
EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bのそれぞれは、発光層のほかに、電子注入層、電子輸送層、正孔注入層、及び正孔輸送層のうち、一以上を有していてもよい。
画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bは、それぞれ発光素子毎に設けられている。また、共通電極113は、各発光素子に共通な一続きの層として設けられている。画素電極と共通電極113の双方を透光性とすることで、両面射出型(デュアルエミッション型)の表示装置とする。
また、各画素電極と共通電極113のいずれか一方に可視光に対して透光性を有する導電膜を用い、他方に反射性を有する導電膜を用いる。各画素電極を透光性、共通電極113を反射性とすることで、下面射出型(ボトムエミッション型)の表示装置とすることもでき、反対に各画素電極を反射性、共通電極113を透光性とすることで、上面射出型(トップエミッション型)の表示装置とすることもできる。
隣接する発光素子110R(または発光素子100G、または発光素子100B)の間には、絶縁層131が設けられている。絶縁層131は、発光素子110R、100G、100Bが有するそれぞれのEL層(EL層112R、EL層112G、及びEL層112B)の間に位置する。また、絶縁層131上には共通電極113が設けられている。
絶縁層131は例えば、それぞれが異なる色を呈する2つのEL層(EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bのいずれか2つ)の間に設けられる。あるいは絶縁層131は例えば、同じ色を呈する2つのEL層(EL層112R、EL層112G、またはEL層112B)の間に設けられる。あるいは絶縁層131が、異なる色を呈する2つのEL層(EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bのいずれか2つ)の間に設けられ、同じ色を呈する2つのEL層(EL層112R、EL層112G、またはEL層112B)の間には設けられない構成としてもよい。
絶縁層131は例えば、上面視において、2つのEL層(EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bのいずれか2つ)の間に設けられる。
EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bは、それぞれ画素電極の上面に接する領域と、絶縁層131の側面に接する領域と、を有することが好ましい。EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bの端部は、絶縁層131の側面と接することが好ましい。
異なる色の発光素子間に絶縁層131を設けることにより、EL層112R、EL層112G、及びEL層112Gが、互いに接することを抑制することができる。これにより、隣接する2つのEL層を介して電流が流れ、意図しない発光が生じることを好適に防ぐことができる。そのため、コントラストを高めることができ、表示品位の高い表示装置を実現できる。
絶縁層131の上面は、EL層(EL層112R、EL層112G、またはEL層112Bのいずれか一)の上面と概略揃うことが好ましい。また、絶縁層131の上面は例えば、平坦な形状を有する。
また、絶縁層131の上面がEL層(EL層112R、EL層112G、またはEL層112Bのいずれか一)の上面よりも高くなる場合がある(後述の図20C)。また、絶縁層131の上面がEL層(EL層112R、EL層112G、またはEL層112Bのいずれか一)の上面よりも低くなる場合がある(後述の図21A)。
また、絶縁層131の上面の形状が凹部を有する場合がある(後述する図22B)。また、絶縁層131の上面の形状が凸部を有する場合がある(後述する図23A)。
絶縁層131の上面とEL層(EL層112R、EL層112G、またはEL層112Bのいずれか一)の上面の高さの差は例えば、絶縁層131の厚さの0.5倍以下が好ましく、絶縁層131の厚さの0.3倍以下がより好ましい。また例えば、EL層112の上面が絶縁層131の上面よりも高くなるように、絶縁層131を設ければよい。また例えば、絶縁層の上面がEL層(EL層112R、EL層112G、またはEL層112Bのいずれか一)が有する発光層の上面よりも高くなるように、絶縁層131を設ければよい。また、絶縁層131の厚さは例えば、画素電極111の下面から、EL層(EL層112R、EL層112G、またはEL層112Bのいずれか一)の上面までの厚さと概略同じである。また、絶縁層131の厚さは例えば、画素電極111の下面から、EL層(EL層112R、EL層112G、またはEL層112Bのいずれか一)の上面までの厚さの0.3倍以上、あるいは0.5倍以上、あるいは0.7倍以上であることが好ましい。
絶縁層131として、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体が挙げられる。
また、共通電極113上には、発光素子110R、発光素子110G、及び発光素子110Bを覆って、保護層121が設けられている。保護層121は、上方から各発光素子に水のような不純物が拡散することを防ぐ機能を有する。
保護層121としては、例えば、少なくとも無機絶縁膜を含む単層構造または積層構造とすることができる。無機絶縁膜としては、例えば、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜の酸化物膜または窒化物膜が挙げられる。または、保護層121としてインジウムガリウム酸化物、またはインジウムガリウム亜鉛酸化物のような半導体材料を用いてもよい。
また、保護層121として、無機絶縁膜と、有機絶縁膜の積層膜を用いることもできる。例えば、一対の無機絶縁膜の間に、有機絶縁膜を挟んだ構成とすることが好ましい。さらに有機絶縁膜が平坦化膜として機能することが好ましい。これにより、有機絶縁膜の上面を平坦なものとすることができるため、その上の無機絶縁膜の被覆性が向上し、バリア性を高めることができる。また、保護層121の上面が平坦となるため、保護層121の上方に構造物(例えばカラーフィルタ、タッチセンサの電極、またはレンズアレイ)を設ける場合に、下方の構造に起因する凹凸形状の影響を軽減できるため好ましい。
[構成例2]
図16Aおよび図16Bに示す表示装置100Aは、共通層114を有する点で、図15Bおよび図15Cに示す表示装置100と主に相違している。図16Aは、図15A中の一点鎖線A1−A2に対応する断面概略図であり、図16Bは、一点鎖線B1−B2に対応する断面概略図である。
共通層114は、共通電極113と同様、複数の発光素子にわたって設けられる。共通層114は、EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bを覆って設けられている。共通層114を有する構成とすることで、作製工程を簡略化できるため、作製コストを低減できる。共通層114と共通電極113は、間にエッチングの工程を挟まずに連続して形成することができる。よって、共通層114と共通電極の界面を清浄な面とすることができ、発光素子において、良好な特性を得ることができる。
共通層114は、EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bの上面の一以上と接することが好ましい。
EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bは例えば、少なくともそれぞれ、一の色を発光する発光材料を含む発光層を有していることが好ましい。また、共通層114は例えば、電子注入層、電子輸送層、正孔注入層、または正孔輸送層のうち、一以上を含む層とすることが好ましい。画素電極をアノード、共通電極をカソードとした発光素子においては、共通層114として、電子注入層を含む構成、または電子注入層と電子輸送層の2つを含む構成を、用いることができる。
[作製方法例2]
以下では、本発明の一態様の表示装置の作製方法の一例について、図面を参照して説明する。ここでは、上記構成例で示した表示装置100を例に挙げて説明する。図17A乃至図18Eは、以下で例示する表示装置の作製方法の、各工程における断面概略図である。
なお、表示装置を構成する薄膜(絶縁膜、半導体膜、導電膜)は、スパッタリング法、化学気相堆積(CVD:Chemical Vapor Deposition)法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積(PLD:Pulsed Laser Deposition)法、原子層堆積(ALD:Atomic Layer Deposition)法を用いて形成することができる。CVD法としては、プラズマ化学気相堆積(PECVD:Plasma Enhanced CVD)法、または熱CVD法がある。また、熱CVD法のひとつに、有機金属化学気相堆積(MOCVD:Metal Organic CVD)法がある。
また、表示装置を構成する薄膜(絶縁膜、半導体膜、導電膜)は、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ法、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコートの方法により形成することができる。
また、表示装置を構成する薄膜を加工する際には、フォトリソグラフィ法を用いることができる。それ以外に、ナノインプリント法、サンドブラスト法、またはリフトオフ法により薄膜を加工してもよい。また、メタルマスクの遮蔽マスクを用いた成膜方法により、島状の薄膜を直接形成してもよい。
フォトリソグラフィ法としては、代表的には以下の2つの方法がある。一つは、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、エッチングにより当該薄膜を加工し、レジストマスクを除去する方法である。もう一つは、感光性を有する薄膜を成膜した後に、露光、現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法である。
フォトリソグラフィ法において、露光に用いる光は、例えばi線(波長365nm)、g線(波長436nm)、h線(波長405nm)、またはこれらを混合させた光を用いることができる。そのほか、紫外線、KrFレーザ光、またはArFレーザ光を用いることもできる。また、液浸露光技術により露光を行ってもよい。また、露光に用いる光として、極端紫外(EUV:Extreme Ultra−violet)光やX線を用いてもよい。また、露光に用いる光に換えて、電子ビームを用いることもできる。極端紫外光、X線または電子ビームを用いると、極めて微細な加工が可能となるため好ましい。なお、電子ビームのようなビームを走査することにより露光を行う場合には、フォトマスクは不要である。
薄膜のエッチングには、ドライエッチング法、ウェットエッチング法、またはサンドブラスト法を用いることができる。
〔基板101の準備〕
透光性を有する基板101としては、少なくとも後の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する基板を用いることができる。透光性を有する基板101として、絶縁性基板を用いる場合には、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、または有機樹脂基板を用いることができる。
続いて、基板101上に画素電極111となる導電膜111fを成膜する。
画素電極として可視光に対して透過性を有する導電膜を用いる。画素電極は、可視光の波長域全域で透過率ができるだけ高い材料(例えば透明導電膜)を適用することが好ましい。例えば、導電膜111fは、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛、シリコンを含むインジウム錫酸化物、シリコンを含むインジウム亜鉛酸化物のような導電性酸化物を用いることができる。これにより、発光素子の光取り出し効率を高められるだけでなく、色再現性を高めることができる。また、上記透過性を有する導電膜と、可視光が透過する薄い膜厚の金属膜(アルミニウム)との積層を用いることもできる。
〔EL膜112Rfの形成〕
続いて、導電膜111f上に、後にEL層112RとなるEL膜112Rfを成膜する。
EL膜112Rfは、少なくとも発光性の化合物を含む膜を有する。このほかに、電子注入層、電子輸送層、電荷発生層、正孔輸送層、または正孔注入層として機能する膜のうち、一以上が積層された構成としてもよい。EL膜112Rfは、例えば蒸着法、スパッタリング法、またはインクジェット法により形成することができる。なおこれに限られず、上述した成膜方法を適宜用いることができる。
〔犠牲膜144aの形成〕
続いて、EL膜112Rfを覆って犠牲膜144aを形成する。
犠牲膜144aは、EL膜112Rfのような各EL膜のエッチング処理に対する耐性の高い膜、すなわちエッチングの選択比の大きい膜を用いることができる。また、犠牲膜144aは、後述する保護膜146aとのエッチングの選択比の大きい膜を用いることができる。さらに、犠牲膜144aは、各EL膜へのダメージの少ないウェットエッチング法により除去可能な膜を用いることができる。
犠牲膜144aとしては、例えば、金属膜、合金膜、金属酸化物膜、半導体膜、または無機絶縁膜の無機膜を用いることができる。
犠牲膜144aとしては、例えば金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、チタン、アルミニウム、イットリウム、ジルコニウム、タンタルの金属材料、または該金属材料を含む合金材料を用いることができる。特に、アルミニウムまたは銀の低融点材料を用いることが好ましい。
また、犠牲膜144aとしては、インジウムガリウム亜鉛酸化物(In−Ga−Zn酸化物、IGZOとも表記する)のような金属酸化物を用いることができる。さらに、酸化インジウム、インジウム亜鉛酸化物(In−Zn酸化物)、インジウムスズ酸化物(In−Sn酸化物)、インジウムチタン酸化物(In−Ti酸化物)、インジウムスズ亜鉛酸化物(In−Sn−Zn酸化物)、インジウムチタン亜鉛酸化物(In−Ti−Zn酸化物)、またはインジウムガリウムスズ亜鉛酸化物(In−Ga−Sn−Zn酸化物)を用いることができる。またはシリコンを含むインジウムスズ酸化物を用いることもできる。
なお、上記ガリウムに代えて元素M(Mは、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムから選ばれた一種または複数種)を用いた場合にも適用できる。特に、Mは、ガリウム、アルミニウム、またはイットリウムから選ばれた一種または複数種とすることが好ましい。
また、犠牲膜144aとしては、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化シリコンのような無機絶縁材料を用いることができる。
〔保護膜146aの形成〕
続いて、犠牲膜144a上に、保護膜146aを形成する。
保護膜146aは、後に犠牲膜144aをエッチングする際のハードマスクとして用いる膜である。また、後の保護膜146aの加工時には、犠牲膜144aが露出する。したがって、犠牲膜144aと保護膜146aとは、互いにエッチングの選択比の大きい膜の組み合わせを選択する。そのため、犠牲膜144aのエッチング条件、及び保護膜146aのエッチング条件に応じて、保護膜146aに用いることのできる膜を選択することができる。
例えば、保護膜146aのエッチングに、フッ素を含むガス(フッ素系ガスともいう)を用いたドライエッチングを用いる場合には、シリコン、窒化シリコン、酸化シリコン、タングステン、チタン、モリブデン、タンタル、窒化タンタル、モリブデンとニオブを含む合金、またはモリブデンとタングステンを含む合金を、保護膜146aに用いることができる。ここで、上記フッ素系ガスを用いたドライエッチングに対して、エッチングの選択比を大きくとれる(すなわち、エッチング速度を遅くできる)膜としては、IGZO、またはITOのような金属酸化物膜があり、これを犠牲膜144aに用いることができる。
なお、これに限られず、保護膜146aは、様々な材料の中から、犠牲膜144aのエッチング条件、及び保護膜146aのエッチング条件に応じて、選択することができる。例えば、上記犠牲膜144aに用いることのできる膜の中から選択することもできる。
また、保護膜146aとしては、例えば窒化物膜を用いることができる。具体的には、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ハフニウム、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、窒化ガリウム、または窒化ゲルマニウムを用いることもできる。
また、保護膜146aとして、EL膜112Rfに用いることのできる有機膜を用いてもよい。例えば、EL膜112Rf、EL膜112Gf、またはEL膜112Bfに用いる有機膜と同じ膜を、保護膜146aに用いることができる。このような有機膜を用いることで、EL膜112Rfの成膜装置を共通に用いることができるため、好ましい。
〔レジストマスク143aの形成〕
続いて、保護膜146a上にレジストマスク143aを形成する(図17A)。
レジストマスク143aは、ポジ型のレジスト材料、またはネガ型のレジスト材料、感光性の樹脂を含むレジスト材料を用いることができる。
ここで、保護膜146aを有さずに、犠牲膜144a上にレジストマスク143aを形成する場合、犠牲膜144aにピンホールのような欠陥が存在すると、レジスト材料の溶媒によって、EL膜112Rfが溶解してしまう恐れがある。保護膜146aを用いることで、このような不具合が生じることを防ぐことができる。
〔保護膜146aのエッチング〕
続いて、保護膜146aの、レジストマスク143aに覆われない一部をエッチングにより除去し、島状または帯状の保護層147aを形成する。
保護膜146aのエッチングの際、犠牲膜144aが当該エッチングにより除去されないように、選択比の高いエッチング条件を用いることが好ましい。保護膜146aのエッチングは、ウェットエッチングまたはドライエッチングにより行うことができるが、ドライエッチングを用いることで、保護膜146aのパターンが縮小することを抑制できる。
〔レジストマスク143aの除去〕
続いて、レジストマスク143aを除去する。
レジストマスク143aの除去は、ウェットエッチングまたはドライエッチングにより行うことができる。特に、酸素ガスをエッチングガスに用いたドライエッチング(プラズマアッシングともいう)により、レジストマスク143aを除去することが好ましい。
このとき、レジストマスク143aの除去は、EL膜112Rfは、犠牲膜144aに覆われた状態で行われるため、EL膜112Rfへの影響が抑制されている。特に、EL膜112Rfが酸素に触れると、電気特性に悪影響を及ぼす場合があるため、プラズマアッシングの、酸素ガスを用いたエッチングを行う場合には好適である。
〔犠牲膜144aのエッチング〕
続いて、保護層147aをマスクとして用いて、犠牲膜144aの保護層147aに覆われない一部をエッチングにより除去し、島状または帯状の犠牲層145aを形成する。
犠牲膜144aのエッチングは、ウェットエッチングまたはドライエッチングにより行うことができるが、ドライエッチング法を用いると、パターンの縮小を抑制できるため好ましい。
〔EL膜112Rfのエッチング〕
続いて、犠牲層145aに覆われないEL膜112Rfの一部をエッチングにより除去し、島状または帯状のEL層112Rを形成する(図17B)。
EL膜112Rfのエッチングには、酸素を主成分に含まないエッチングガスを用いたドライエッチングを用いることが好ましい。これにより、EL膜112Rfの変質を抑制し、信頼性の高い表示装置を実現できる。酸素を主成分に含まないエッチングガスとしては、例えばCF、C、SF、CHF、Cl、HO、BCl、またはHeの貴ガスが挙げられる。また、上記ガスと、酸素を含まない希釈ガスとの混合ガスをエッチングガスに用いることができる。ここで、EL膜112Rfのエッチングにおいて、保護層147aを除去してもよい。
〔EL層112G、EL層112Bの形成〕
続いて、犠牲層145a、及び露出した導電膜111f上にEL層112GとなるEL膜112Gfを成膜する。EL膜112Gfについては、EL膜112Rfの記載を参照することができる。
続いて、EL膜112Gf上に犠牲膜144bを成膜し、犠牲膜144b上に保護膜146bを成膜する。犠牲膜144bについては、犠牲膜144aの記載を参照することができる。保護膜146bについては、保護膜146aの記載を参照することができる。
続いて、保護膜146b上にレジストマスク143bを形成する(図17C)。
続いて、レジストマスク143bを用いて保護膜146bをエッチングして保護層147bを形成する。その後、レジストマスク143bを除去する。
続いて、保護層147bをマスクとして、犠牲膜144b及びEL膜112Gfをそれぞれエッチングして犠牲層145b及びEL層112Gを形成する(図17D)。
続いて、犠牲層145a、犠牲層145b、及び露出した導電膜111f上にEL層112BとなるEL膜112Bfを成膜する。EL膜112Bfについては、EL膜112Rfの記載を参照することができる。
続いて、EL膜112Bf上に犠牲膜144cを成膜し、犠牲膜144c上に保護膜146cを成膜する。犠牲膜144cについては、犠牲膜144aの記載を参照することができる。保護膜146cについては、保護膜146aの記載を参照することができる。
続いて、保護膜146c上にレジストマスク143cを形成する(図17E)。
続いて、レジストマスク143cを用いて保護膜146cをエッチングして保護層147cを形成する。その後、レジストマスク143cを除去する。
続いて、保護層147cをマスクとして、犠牲膜144c及びEL膜112Bfをそれぞれエッチングして犠牲層145c及びEL層112Bを形成する(図17F)。
〔画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bの形成〕
続いて、導電膜111fにおいて、EL層112R、EL層112G、EL層112B、犠牲層145a、犠牲層145b、犠牲層145c、保護層147a、保護層147b、及び保護層147cに覆われない一部をエッチングし、画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bを形成する(図18A)。
導電膜111fのエッチングは、ウェットエッチングまたはドライエッチングにより行うことができる。ここで、導電膜111fのエッチングの条件として、酸素を主成分に含まないエッチングガスを用いたドライエッチングを用いることにより、EL層112へのダメージを低減することができる。また、後述する図19A乃至図19Eにおいて説明する通り、画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bをあらかじめ形成することにより、EL層112へのダメージを低減できる場合がある。
〔絶縁層131の形成〕
続いて、絶縁層131となる絶縁膜131fを形成する(図18B)。絶縁膜131fは、保護層147、犠牲層145、EL層112、画素電極111を覆うように設けられる。絶縁膜131fは、平坦化膜であることが好ましい。
絶縁膜131fとして、樹脂を用いることが好ましい。絶縁膜131fは例えば、有機絶縁膜である。
絶縁膜131fに用いることができる材料としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体が挙げられる。
続いて、絶縁膜131fのエッチングを行い、保護層147の上面を露出させる(図18C)。絶縁膜131fのエッチングは、絶縁膜131fの上面に対し略均一に施される。なお、このように均一にエッチングして平坦化することをエッチバックともいう。
絶縁膜131fのエッチングは、ドライエッチング法、ウェットエッチング法を用いることができる。また、酸素プラズマを用いたアッシングにより絶縁膜131fのエッチングを行ってもよい。なお、酸素プラズマを用いたアッシングは、制御性が高い、面内均一性がよく大判基板を用いた処理に適しているという利点を有するため、絶縁膜131fの一部の除去に好適に用いることができる。また、絶縁膜131fのエッチングとして、化学機械研磨(CMP:Chemical Mechanical Poliching)を用いてもよい。
なお、絶縁膜131fのエッチングを行う際には、エッチングによるEL層112へのダメージを抑制することが好ましい。よって例えば、EL層112の側面の露出が少なくなるように絶縁膜131fをエッチングすることが好ましい。
また、EL層112上に犠牲層145を設けた状態で、絶縁膜131fのエッチングを行うことにより、エッチングによるEL層112の上面へのダメージを抑制することができる。
図18Cに示すように、絶縁層131の上面が、EL層112の上面と概略揃うように絶縁膜131fのエッチングを行えばよい。絶縁層131の上面とEL層の上面が概略揃うように絶縁層131を設けることにより、後述する図18Eに示す共通電極113の形成において、共通電極113を設ける面の凹凸を小さくすることができ、被覆性を高めることができる。
図18Cは、保護層147の上面と側面、及び犠牲層145の側面が露出するように絶縁層131が形成される例を示す。
絶縁膜131fは、被形成面の凹凸、及び被形成面に形成されるパターンの疎密により、表面の平坦性が変化する場合がある。また、絶縁膜131fとして用いる材料の粘度により、絶縁膜131fの平坦性が変化する場合がある。
絶縁膜131fは例えば、複数のEL層112の間の領域において、EL層112上の領域に比べて厚さが薄くなる場合がある。このような場合には例えば、絶縁膜131fのエッチバックを行うことにより、絶縁層131の上面の高さは、保護層147の上面の高さ、あるいは犠牲層145の上面の高さよりも低くなる場合がある。
また、絶縁膜131fは複数のEL層112の間の領域においてくぼんだ形状、膨らんだ形状になる場合がある。
図18Cには、絶縁層131の上面とEL層の上面が概略揃うように絶縁層131を設ける例を示すが、後に示す図20A乃至図20Dにて詳述するように、絶縁層131の上面がEL層112の上面より高くなるように絶縁層131を設けてもよい。あるいは、後に示す図21A及び図21Bにて詳述するように、絶縁層131の上面がEL層112の上面より低くなるように絶縁層131を設けてもよい。
また、絶縁層131の上面の形状は、後に示す図22A乃至図22Cにて詳述するように、凹部を有してもよい。また、絶縁層131の上面の形状は、後に示す図23A及び図23Bにて詳述するように、凸部を有してもよい。
また、絶縁層131の上面の形状及び高さは、後述する図18Dに示す保護層及び犠牲層の除去により、変化する場合がある。
〔保護層及び犠牲層の除去〕
続いて、保護層147a、保護層147b、保護層147c、犠牲層145a、犠牲層145b、及び犠牲層145cを除去し、EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bの上面を露出させる(図18D)。
図18Dにおいては、絶縁層131の上面の高さをEL層112の上面の高さと概略揃うように絶縁層131を設ける例を示す。図18Dにおいては、EL層112の上面が露出し、EL層112の側面は、絶縁層131により覆われている。EL層112の側面が絶縁層131に覆われることにより、保護層147のエッチングにおけるEL層へのダメージを低減することができる。
保護層147a、保護層147b、及び保護層147cは、ウェットエッチングまたはドライエッチングにより除去することができる。
犠牲層145a、犠牲層145b、及び犠牲層145cは、ウェットエッチングまたはドライエッチングにより除去することができる。このとき、EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bにできるだけダメージを与えない方法を用いることが好ましい。特に、ウェットエッチング法を用いることが好ましい。例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液(TMAH)、希フッ酸、シュウ酸、リン酸、酢酸、硝酸、またはこれらの混合液体を用いたウェットエッチングを用いることが好ましい。これらのウェットエッチングの条件を用いることにより例えば、絶縁層へのダメージを低減することができる。
このようにして、EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bを作り分けることができる。
〔共通電極113の形成〕
続いて、EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bを覆って、共通電極113を形成する。共通電極113は、例えばスパッタリング法または蒸着法により形成することができる。
以上の工程により、発光素子110R、発光素子110G、及び発光素子110Bを作製することができる。
〔保護層121の形成〕
続いて、共通電極113上に、保護層121を形成する(図18E)。保護層121に用いる無機絶縁膜の成膜には、スパッタリング法、PECVD法、またはALD法を用いることが好ましい。特にALD法は、段差被覆性に優れ、ピンホールのような欠陥が生じにくいため、好ましい。また、有機絶縁膜の成膜には、インクジェット法を用いると、所望のエリアに均一な膜を形成できるため好ましい。
以上の工程により、図15B及び図15Cに示す表示装置100を作製することができる。
上記作製方法を用いることで、EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bへのプロセスダメージを軽減することができるため、極めて信頼性の高い表示装置を実現できる。
〔共通層114の形成〕
なお、共通電極113の形成の前に、EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bを覆って共通層114の形成を行った後、共通電極113の形成を行うことにより、図16A及び図16Bに示す表示装置100Aを作製することができる。
[構成例2の変形例]
なお、EL膜112Rfを形成する前に、画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bを形成してもよい。
まず、図19Aに示すように、画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bを形成する。その後、図17A乃至図17Fにおいて述べたように、レジストマスクを用いて、各発光素子110に対応するEL層112、犠牲層145及び保護層147を形成する(図19B)。その後、絶縁層131を形成し(図19C)、犠牲層145及び保護層147を除去し(図19D)、図19Eに示す表示装置100を得る。
図19Eに示すそれぞれの発光素子110において、画素電極111の端部は、EL層112の端部よりも外側に位置する。また、画素電極111の上面において、端部及びその近傍は、絶縁層131に覆われる。
[構成例3]
なお、絶縁層131の上面がEL層112の上面より高くなるように絶縁層131を設けてもよい。
図20Aに示す構成は、絶縁層131の上面がEL層112の上面より高くなるように絶縁層131が設けられる点において、図18Cに示す構成と異なる。
図20Aに示す構成において、保護層147および犠牲層145を除去し、図20Bに示す構成を得る。図20Bにおいて、絶縁層131の上面がEL層112の上面より高くなるように絶縁層131が設けられており、絶縁層131の端面の一部が露出する。なお、保護層147および犠牲層145の除去により、絶縁層131の一部がエッチングされ、絶縁層131の形状が変化する場合がある。例えば、絶縁層131の厚さが薄くなる場合がある。また例えば、絶縁層131の上面と側面が形成する角が丸くなる場合がある。また例えば、絶縁層131の上面が凸状、凹状の形状に変化する場合がある。絶縁層131の上面と側面が形成する角が丸くなることにより、共通電極113、あるいは共通層114の被覆性が向上する場合がある。
図20Bに示す工程において、共通電極113及び保護層121を形成し、図20Cに示す表示装置100を得る。また、図20Bに示す工程において、共通層114、共通電極113及び保護層121を形成し、図20Dに示す表示装置100Aを得る。
絶縁層131の上面をEL層112の上面より高くすることにより、EL層112の側面を絶縁層131により覆うことができる。よって、保護層147の除去におけるEL層112のダメージを低減することができる。
[構成例4]
また、絶縁層131の上面がEL層112の上面より低くなるように絶縁層131を設けることにより、図21Aに示す表示装置100、及び図21Bに示す表示装置100Aを得る。
絶縁層131の上面がEL層112の上面より低くなるように絶縁層131を設けることにより、共通電極113、あるいは共通層114のEL層112の上面への被覆性が向上する場合がある。
[構成例5]
絶縁層131の上面は凹部を有する場合がある。
図22Aは、絶縁膜131fのエッチバックを行った後の構成を示す。図22Aに示すように、エッチバックにより形成された絶縁層131の上面の形状は凹部を有する場合がある。絶縁層131の上面の形状は例えば、なだらかな窪みを有する。
図22Aの構成において、共通電極113及び保護層121を形成し、図22Bに示す表示装置100を得る。あるいは、図22Aの構成において、共通層114、共通電極113及び保護層121を形成し、図22Cに示す表示装置100Aを得る。
[構成例6]
また、絶縁層131の上面の形状は凸部を有する場合がある。図23A及び図23Bに示す絶縁層131の上面の形状は、上に向かって凸のなだらかな曲面を有する。
図23Aに示す表示装置100において、EL層112と、複数のEL層の間に設けられ、上面の形状が凸部を有する絶縁層131と、の上に共通電極113が設けられている。図23Bに示す表示装置100において、EL層112と、複数のEL層の間に設けられ、上面の形状が凸部を有する絶縁層131と、の上に共通層114が設けられている。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
(実施の形態6)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成例について説明する。
[表示装置400A]
図24に、表示装置400Aの断面図を示す。また、図38に、図24に対応する表示装置400Aの斜視図を示す。
表示装置400Aは、基板452と基板454とが貼り合わされた構成を有する。図38では、基板452を破線で明示している。
表示装置400Aは、表示部462、回路464、配線465を有する。図38では表示装置400AにIC473及びFPC472が実装されている例を示している。そのため、図38に示す構成は、表示装置400A、IC(集積回路)、及びFPCを有する表示パネルということもできる。
回路464としては、例えば走査線駆動回路を用いることができる。
配線465は、表示部462及び回路464に信号及び電力を供給する機能を有する。当該信号及び電力は、FPC472を介して外部から、またはIC473から配線465に入力される。
図38では、COG(Chip On Glass)方式またはCOF(Chip on Film)方式により、基板454にIC473が設けられている例を示す。IC473は、例えば走査線駆動回路または信号線駆動回路を有するICを適用できる。なお、表示装置400A及び表示モジュールは、ICを設けない構成としてもよい。また、ICを、COF方式により、FPCに実装してもよい。図38に示す表示装置400Aの構成、即ち、表示部、IC及びFPCを有するデバイスを表示モジュールと呼ぶ場合もある。
図25に、表示装置400Aの、FPC472を含む領域の一部、回路464の一部、表示部462の一部、及び、端部を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。
図25に示す表示装置400Aは、基板454と基板452の間に、トランジスタ201、トランジスタ205、赤色の光を発する発光素子430a、緑色の光を発する発光素子430b、及び、青色の光を発する発光素子430cを有する。
発光素子430a、発光素子430b、及び発光素子430cには、実施の形態3で例示した発光素子を適用することができる。
ここで、表示装置の画素が、互いに異なる色を発する発光素子を有する副画素を3種類有する場合、当該3つの副画素としては、R、G、Bの3色の副画素、黄色(Y)、シアン(C)、及びマゼンタ(M)の3色の副画素が挙げられる。当該副画素を4つ有する場合、当該4つの副画素としては、R、G、B、白色(W)の4色の副画素、R、G、B、Yの4色の副画素が挙げられる。
保護層416と基板452は接着層442を介して接着されている。発光素子の封止には、固体封止構造または中空封止構造が適用できる。図25では、基板452、接着層442、及び基板454に囲まれた空間443が、不活性ガス(窒素またはアルゴン)で充填されており、中空封止構造が適用されている。接着層442は、発光素子と重ねて設けられていてもよい。また、基板452、接着層442、及び基板454に囲まれた空間443を、接着層442とは異なる樹脂で充填してもよい。
画素電極411a、411b、411cは、それぞれ、絶縁層214に設けられた開口を介して、トランジスタ205が有する導電層222bと接続されている。画素電極は可視光を透過する材料を含み、対向電極は可視光を透過する材料を含む。
発光素子430aと発光素子430bの間、及び発光素子430bと発光素子430cの間には絶縁層421が設けられている。絶縁層421を形成する際にはマスクを用いて端子部周辺の絶縁層を除去する。
発光素子が発する光は、基板452側または基板454側に射出される。基板454及び基板452には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。
トランジスタ201及びトランジスタ205は、いずれも基板454上に形成されている。これらのトランジスタは、同一の材料及び同一の工程により作製することができる。
基板454上には、絶縁層211、絶縁層213、絶縁層215、及び絶縁層214がこの順で設けられている。絶縁層211は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層213は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層215は、トランジスタを覆って設けられる。絶縁層214は、トランジスタを覆って設けられ、平坦化層としての機能を有する。なお、ゲート絶縁層の数及びトランジスタを覆う絶縁層の数は限定されず、それぞれ単層であっても2層以上であってもよい。
トランジスタを覆う絶縁層の少なくとも一層に、水及び水素のような不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。これにより、絶縁層をバリア層として機能させることができる。このような構成とすることで、トランジスタに外部から不純物が拡散することを効果的に抑制でき、表示装置の信頼性を高めることができる。
絶縁層211、絶縁層213、及び絶縁層215としては、それぞれ、無機絶縁膜を用いることが好ましい。無機絶縁膜としては、例えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、または窒化アルミニウム膜を用いることができる。また、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜、または酸化ネオジム膜を用いてもよい。また、上述の絶縁膜を2以上積層して用いてもよい。
ここで、有機絶縁膜は、無機絶縁膜に比べてバリア性が低いことが多い。そのため、有機絶縁膜は、表示装置400Aの端部近傍に開口を有することが好ましい。これにより、表示装置400Aの端部から有機絶縁膜を介して不純物が入り込むことを抑制することができる。または、有機絶縁膜の端部が表示装置400Aの端部よりも内側にくるように有機絶縁膜を形成し、表示装置400Aの端部に有機絶縁膜が露出しないようにしてもよい。
平坦化層として機能する絶縁層214には、有機絶縁膜が好適である。有機絶縁膜に用いることができる材料としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体が挙げられる。
図25に示す領域228では、絶縁層214に開口が形成されている。これにより、絶縁層214に有機絶縁膜を用いる場合であっても、絶縁層214を介して外部から表示部462に不純物が入り込むことを抑制できる。従って、表示装置400Aの信頼性を高めることができる。
なお、図26に示すように、絶縁層214に設けられた開口部に画素電極411a、411b、及び411cを形成した後、開口部を覆うように形成された凹部を埋め込むように層414を設けてもよい。層414を設けることにより、光学調整層415a、415b、415c、EL層413a、413b、及び413cの被形成面の凹凸を低減し、被覆性を向上することができる。
層414は絶縁層であることが好ましい。あるいは、層414は導電層であってもよい。
トランジスタ201及びトランジスタ205は、ゲートとして機能する導電層221、ゲート絶縁層として機能する絶縁層211、ソース及びドレインとして機能する導電層222a及び導電層222b、半導体層230、ゲート絶縁層として機能する絶縁層213、並びに、ゲートとして機能する導電層223を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付している。絶縁層211は、導電層221と半導体層230との間に位置する。絶縁層213は、導電層223と半導体層230との間に位置する。
本実施の形態の表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタ、スタガ型のトランジスタ、逆スタガ型のトランジスタを用いることができる。また、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルが形成される半導体層の上下にゲートが設けられていてもよい。
トランジスタ201及びトランジスタ205には、チャネルが形成される半導体層を2つのゲートで挟持する構成が適用されている。2つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジスタを駆動してもよい。または、2つのゲートのうち、一方に閾値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御してもよい。
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体(微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、または一部に結晶領域を有する半導体)のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
トランジスタの半導体層は、金属酸化物(酸化物半導体ともいう)を有することが好ましい。つまり、本実施の形態の表示装置は、金属酸化物をチャネル形成領域に用いたトランジスタ(以下、OSトランジスタ)を用いることが好ましい。または、トランジスタの半導体層は、シリコンを有していてもよい。シリコンとしては、アモルファスシリコン、結晶性のシリコン(低温ポリシリコン、または単結晶シリコン)が挙げられる。
半導体層は、例えば、インジウムと、M(Mは、ガリウム、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、スズ、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、及びマグネシウムから選ばれた一種または複数種)と、亜鉛と、を有することが好ましい。特に、Mは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、及びスズから選ばれた一種または複数種であることが好ましい。
特に、半導体層として、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、及び亜鉛(Zn)を含む酸化物(IGZOとも記す)を用いることが好ましい。
半導体層がIn−M−Zn酸化物の場合、当該In−M−Zn酸化物におけるInの原子数比はMの原子数比以上であることが好ましい。このようなIn−M−Zn酸化物の金属元素の原子数比として、In:M:Zn=1:1:1またはその近傍の組成、In:M:Zn=1:1:1.2またはその近傍の組成、In:M:Zn=2:1:3またはその近傍の組成、In:M:Zn=3:1:2またはその近傍の組成、In:M:Zn=4:2:3またはその近傍の組成、In:M:Zn=4:2:4.1またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:3またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:6またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:7またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:8またはその近傍の組成、In:M:Zn=6:1:6またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:2:5またはその近傍の組成が挙げられる。なお、近傍の組成とは、所望の原子数比の±30%の範囲を含む。
例えば、原子数比がIn:Ga:Zn=4:2:3またはその近傍の組成と記載する場合、Inの原子数比を4としたとき、Gaの原子数比が1以上3以下であり、Znの原子数比が2以上4以下である場合を含む。また、原子数比がIn:Ga:Zn=5:1:6またはその近傍の組成と記載する場合、Inの原子数比を5としたときに、Gaの原子数比が0.1より大きく2以下であり、Znの原子数比が5以上7以下である場合を含む。また、原子数比がIn:Ga:Zn=1:1:1またはその近傍の組成と記載する場合、Inの原子数比を1としたときに、Gaの原子数比が0.1より大きく2以下であり、Znの原子数比が0.1より大きく2以下である場合を含む。
回路464が有するトランジスタと、表示部462が有するトランジスタは、同じ構造であってもよく、異なる構造であってもよい。回路464が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、2種類以上あってもよい。同様に、表示部462が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、2種類以上あってもよい。
基板454の、基板452が重ならない領域には、接続部204が設けられている。接続部204では、配線465が導電層466及び異方性導電接続層123を介してFPC472と電気的に接続されている。導電層466は、画素電極と同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、光学調整層と同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、の積層構造である例を示す。接続部204の上面では、導電層466が露出している。これにより、接続部204とFPC472とを異方性導電接続層123を介して電気的に接続することができる。
基板452の基板454側の面には、遮光層417を設けることが好ましい。また、基板452の外側には各種光学部材を配置することができる。光学部材としては、偏光板、位相差板、光拡散層(拡散フィルム)、反射防止層、及び集光フィルムが挙げられる。また、基板452の外側には、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜、衝撃吸収層を配置してもよい。
発光素子を覆う保護層416を設けることで、発光素子に水のような不純物が入り込むことを抑制し、発光素子の信頼性を高めることができる。
表示装置400Aの端部近傍の領域228において、絶縁層214の開口を介して、絶縁層215と保護層416とが互いに接することが好ましい。特に、絶縁層215が有する無機絶縁膜と保護層416が有する無機絶縁膜とが互いに接することが好ましい。これにより、有機絶縁膜を介して外部から表示部462に不純物が入り込むことを抑制することができる。従って、表示装置400Aの信頼性を高めることができる。
基板454及び基板452には、それぞれ、ガラス、石英、セラミック、サファイア、または樹脂を用いることができる。発光素子からの光を取り出す側の基板には、該光を透過する材料を用いる。基板454及び基板452に可撓性を有する材料を用いると、表示装置の可撓性を高めることができる。また、基板454または基板452として偏光板を用いてもよい。
基板454及び基板452としては、それぞれ、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリアミド樹脂(ナイロン、アラミド)、ポリシロキサン樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、ABS樹脂、セルロースナノファイバーを用いることができる。基板454及び基板452の一方または双方に、可撓性を有する程度の厚さのガラスを用いてもよい。
なお、表示装置に円偏光板を重ねる場合、表示装置が有する基板には、光学等方性の高い基板を用いることが好ましい。光学等方性が高い基板は、複屈折が小さい(複屈折量が小さい、ともいえる)。
光学等方性が高い基板のリタデーション(位相差)値の絶対値は、30nm以下が好ましく、20nm以下がより好ましく、10nm以下がさらに好ましい。
光学等方性が高いフィルムとしては、トリアセチルセルロース(TAC、セルローストリアセテートともいう)フィルム、シクロオレフィンポリマー(COP)フィルム、シクロオレフィンコポリマー(COC)フィルム、及びアクリル樹脂フィルムが挙げられる。
また、基板としてフィルムを用いる場合、フィルムが吸水することで、表示パネルにしわが発生する形状変化が生じる恐れがある。そのため、基板には、吸水率の低いフィルムを用いることが好ましい。例えば、吸水率が1%以下のフィルムを用いることが好ましく、0.1%以下のフィルムを用いることがより好ましく、0.01%以下のフィルムを用いることがさらに好ましい。
接着層としては、紫外線硬化型の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、または嫌気型接着剤の各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、PVC(ポリビニルクロライド)樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)樹脂、またはEVA(エチレンビニルアセテート)樹脂が挙げられる。特に、エポキシ樹脂の透湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シートを用いてもよい。
異方性導電接続層123としては、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)、または異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)を用いることができる。
トランジスタのゲート、ソース及びドレインのほか、表示装置を構成する各種配線及び電極のような導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、及びタングステンの金属、並びに、当該金属を主成分とする合金が挙げられる。これらの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。
また、透光性を有する導電材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛のような導電性酸化物またはグラフェンを用いることができる。または、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、及びチタンの金属材料、または、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、該金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)を用いてもよい。なお、金属材料、または、合金材料(またはそれらの窒化物)を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすることが好ましい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜を用いると、導電性を高めることができるため好ましい。これらは、表示装置を構成する各種配線及び電極のような導電層、及び、発光素子が有する導電層(画素電極または共通電極として機能する導電層)にも用いることができる。
各絶縁層に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、または酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムのような無機絶縁材料が挙げられる。
[表示装置400B]
図26Aに、表示装置400Bの断面図を示す。表示装置400Bの斜視図は表示装置400A(図38)と同様である。図26Aには、表示装置400Bの、FPC472を含む領域の一部、回路464の一部、及び、表示部462の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。図26Aでは、表示部462のうち、特に、緑色の光を発する発光素子430bと青色の光を発する発光素子430cを含む領域を切断したときの断面の一例を示す。なお、表示装置400Aと同様の部分については説明を省略することがある。
図26Aに示す表示装置400Bは、基板453と基板454の間に、トランジスタ202、トランジスタ217、発光素子430b、及び発光素子430cを有する。
基板454と保護層416とは接着層442を介して接着されている。接着層442は、発光素子430b及び発光素子430cそれぞれと重ねて設けられており、表示装置400Bには、固体封止構造が適用されている。
基板453と絶縁層212とは接着層455によって貼り合わされている。
表示装置400Bの作製方法としては、まず、絶縁層212、各トランジスタ、各発光素子が設けられた作製基板と、遮光層417が設けられた基板454と、を接着層442によって貼り合わせる。そして、作製基板を剥離し露出した面に基板453を貼ることで、作製基板上に形成した各構成要素を、基板453に転置する。基板453及び基板454は、それぞれ、可撓性を有することが好ましい。これにより、表示装置400Bの可撓性を高めることができる。
絶縁層212には、それぞれ、絶縁層211、絶縁層213、及び絶縁層215に用いることができる無機絶縁膜を用いることができる。
画素電極は、絶縁層214に設けられた開口を介して、トランジスタ217が有する導電層222bと接続されている。導電層222bは、絶縁層215及び絶縁層225に設けられた開口を介して、低抵抗領域230nと接続される。トランジスタ217は、発光素子の駆動を制御する機能を有する。
画素電極の端部は、絶縁層421によって覆われている。
発光素子430b、430cが発する光は、基板454側または基板453側に射出される。基板453及び基板454には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。
基板453の、基板454が重ならない領域には、接続部204が設けられている。接続部204では、配線465が導電層466及び異方性導電接続層123を介してFPC472と電気的に接続されている。導電層466は、画素電極と同一の導電膜を加工して得ることができる。これにより、接続部204とFPC472とを異方性導電接続層123を介して電気的に接続することができる。
トランジスタ202及びトランジスタ217は、ゲートとして機能する導電層221、ゲート絶縁層として機能する絶縁層211、チャネル形成領域230i及び一対の低抵抗領域230nを有する半導体層、一対の低抵抗領域230nの一方と接続する導電層222a、一対の低抵抗領域230nの他方と接続する導電層222b、ゲート絶縁層として機能する絶縁層225、ゲートとして機能する導電層223、並びに、導電層223を覆う絶縁層215を有する。絶縁層211は、導電層221とチャネル形成領域230iとの間に位置する。絶縁層225は、導電層223とチャネル形成領域230iとの間に位置する。
導電層222a及び導電層222bは、それぞれ、絶縁層215に設けられた開口を介して低抵抗領域230nと接続される。導電層222a及び導電層222bのうち、一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。
図26Aでは、絶縁層225が半導体層の上面及び側面を覆う例を示す。導電層222a及び導電層222bは、それぞれ、絶縁層225及び絶縁層215に設けられた開口を介して低抵抗領域230nと接続される。
基板453上に形成するトランジスタは、図26Aに示すトランジスタ202及びトランジスタ217に限定されず、図26Bに示すトランジスタ209を用いることもできる。
図26Bに示すトランジスタ209では、絶縁層225は、半導体層230のチャネル形成領域230iと重なり、低抵抗領域230nとは重ならない。例えば、導電層223をマスクとして絶縁層225を加工することで、図26Bに示す構造を作製できる。図26Bでは、絶縁層225及び導電層223を覆って絶縁層215が設けられ、絶縁層215の開口を介して、導電層222a及び導電層222bがそれぞれ低抵抗領域230nと接続されている。さらに、トランジスタを覆う絶縁層218を設けてもよい。
本実施の形態で例示した構成例、及びそれらに対応する図面は、少なくともその一部を他の構成例、または図面と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態7)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成例、及び表示装置の作製方法例について説明する。
本発明の一態様は、発光素子(発光デバイスともいう)を有する表示装置である。表示装置は、少なくとも異なる色の光を発する2つの発光素子を有する。発光素子は、それぞれ一対の電極と、その間にEL層を有する。発光素子は、有機EL素子(有機電界発光素子)であることが好ましい。異なる色を発する2つ以上の発光素子は、それぞれ異なる材料を含むEL層を有する。例えば、それぞれ赤色(R)、緑色(G)、または青色(B)の光を発する3種類の発光素子を有することで、フルカラーの表示装置を実現できる。
ここで、異なる色の発光素子間で、EL層を作り分ける場合、メタルマスクであるシャドーマスクを用いた蒸着法により形成することが知られている。しかしながら、この方法では、メタルマスクの精度、メタルマスクと基板との位置ずれ、メタルマスクのたわみ、及び蒸気の散乱による成膜される膜の輪郭の広がりのような様々な影響により、島状の有機膜の形状及び位置に設計からのずれが生じるため、高精細化、及び高開口率化が困難である。そのため、ペンタイル配列のような特殊な画素配列方式を適用することにより、疑似的に精細度(画素密度ともいう)を高める対策が取られていた。
本発明の一態様は、EL層をメタルマスクであるシャドーマスクを用いることなく、微細なパターンに加工する。これにより、これまで実現が困難であった高い精細度と、大きな開口率を有する表示装置を実現できる。さらに、EL層を作り分けることができるため、極めて鮮やかで、コントラストが高く、表示品位の高い表示装置を実現できる。
ここでは、簡単のために、2色の発光素子のEL層を作り分ける場合について説明する。まず、2つの画素電極を覆って、第1のEL膜と、第1の犠牲層とを積層して形成する。続いて、第1の犠牲層上であって、一方の画素電極(第1の画素電極)と重なる位置にレジストマスクを形成する。続いて、レジストマスク、第1の犠牲層の一部、及び第1のEL膜の一部をエッチングする。このとき、他方の画素電極(第2の画素電極)を露出させた時点で、エッチングを終了する。これにより、第1の画素電極上には、帯状または島状に加工された第1のEL膜の一部(第1のEL層ともいう)と、その上に犠牲層の一部(第1の犠牲層ともいう)を形成することができる。
続いて、第2のEL膜と、第2の犠牲層とを積層して形成する。そして、第1の画素電極と重なる位置、及び第2の画素電極と重なる位置に、それぞれレジストマスクを形成する。続いて、上記と同様にレジストマスク、第2の犠牲層の一部、及び第2のEL膜の一部をエッチングする。これにより、第1の画素電極上には第1のEL層及び第1の犠牲層が、第2の画素電極上には第2のEL層及び第2の犠牲層が、それぞれ設けられた状態となる。このようにして、第1のEL層と第2のEL層を作り分けることができる。最後に、第1の犠牲層及び第2の犠牲層を除去し、共通電極を形成することで、二色の発光素子を作り分けることができる。
さらに、上記を繰り返すことで、3色以上の発光素子のEL層を作り分けることができ、3色、または4色以上の発光素子を有する表示装置を実現できる。
異なる色のEL層の間隔について、例えばメタルマスクを用いた形成方法では10μm未満にすることは困難であるが、上記方法によれば、3μm以下、2μm以下、または、1μm以下にまで狭めることができる。例えばLSI向けの露光装置を用いることで、500nm以下、200nm以下、100nm以下、さらには50nm以下にまで間隔を狭めることもできる。これにより、2つの発光素子間に存在しうる非発光領域の面積を大幅に縮小することができ、開口率を100%に近づけることが可能となる。例えば、開口率は、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、さらには90%以上であって、100%未満を実現することもできる。
さらに、EL層自体のパターンについても、メタルマスクを用いた場合に比べて極めて小さくすることができる。また、例えばEL層の作り分けにメタルマスクを用いた場合では、パターンの中央と端で厚さのばらつきが生じるため、パターン全体の面積に対して、発光領域として使用できる有効な面積は小さくなる。一方、上記作製方法では、均一な厚さに成膜した膜を加工することでパターンを形成するため、パターン内で厚さを均一にでき、微細なパターンであっても、そのほぼ全域を発光領域として用いることができる。そのため、上記作製方法によれば、高い精細度と高い開口率を兼ね備えることができる。
このように、上記作製方法によれば、微細な発光素子を集積した表示装置を実現することができるため、例えばペンタイル方式のような特殊な画素配列方式を適用し、疑似的に精細度を高める必要が無いため、R、G、Bをそれぞれ一方向に配列させた、いわゆるストライプ配置で、且つ、500ppi以上、1000ppi以上、または2000ppi以上、さらには3000ppi以上、さらには5000ppi以上の精細度の表示装置を実現することができる。
以下では、本発明の一態様の表示装置の、より具体的な構成例及び作製方法例について、図面を参照して説明する。
[構成例1]
図27Aに、本発明の一態様の表示装置100の上面概略図を示す。表示装置100は、赤色を呈する発光素子110R、緑色を呈する発光素子110G、及び青色を呈する発光素子110Bをそれぞれ複数有する。図27Aでは、各発光素子の区別を簡単にするため、各発光素子の発光領域内にR、G、Bの符号を付している。
発光素子110R、発光素子110G、及び発光素子110Bは、それぞれマトリクス状に配列している。図27Aは、一方向に同一の色の発光素子が配列する、いわゆるストライプ配列を示している。
発光素子110R、発光素子110G、及び発光素子110Bとしては、OLED(Organic Light Emitting Diode)、またはQLED(Quantum−dot Light Emitting Diode)のようなEL素子を用いることが好ましい。EL素子が有する発光物質としては、蛍光を発する物質(蛍光材料)、燐光を発する物質(燐光材料)、無機化合物(量子ドット材料)、または熱活性化遅延蛍光を示す物質(熱活性化遅延蛍光(Thermally activated delayed fluorescence:TADF)材料)が挙げられる。
図27Bは、図27A中の一点鎖線A1−A2に対応する断面概略図であり、図27Cは、一点鎖線B1−B2に対応する断面概略図である。
図27Bには、発光素子110R、発光素子110G、及び発光素子110Bの断面を示している。発光素子110Rは、画素電極111R、EL層112R、及び共通電極113を有する。発光素子110Gは、画素電極111G、EL層112G、及び共通電極113を有する。発光素子110Bは、画素電極111B、EL層112B、及び共通電極113を有する。
発光素子110Rは、画素電極111Rと共通電極113との間に、EL層112Rを有する。EL層112Rは、少なくとも赤色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物を有する。発光素子110Gが有するEL層112Gは、少なくとも緑色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物を有する。発光素子110Bが有するEL層112Bは、少なくとも青色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物を有する。
EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bは、それぞれ発光性の有機化合物を含む層(発光層)のほかに、電子注入層、電子輸送層、正孔注入層、及び正孔輸送層のうち、一以上を有していてもよい。
画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bは、それぞれ発光素子毎に設けられている。また、共通電極113は、各発光素子に共通な一続きの層として設けられている。各画素電極と共通電極113の双方を透光性とすることで、両面射出型(デュアルエミッション型)の表示装置とする。
また、各画素電極と共通電極113のいずれか一方に可視光に対して透光性を有する導電膜を用い、他方に反射性を有する導電膜を用いる。各画素電極を透光性、共通電極113を反射性とすることで、下面射出型(ボトムエミッション型)の表示装置とすることもでき、反対に各画素電極を反射性、共通電極113を透光性とすることで、上面射出型(トップエミッション型)の表示装置とすることもできる。
画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bの端部を覆って、絶縁層131が設けられている。絶縁層131の端部は、テーパー形状であることが好ましい。なお、絶縁層131は不要であれば設けなくてもよい。
EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bは、それぞれ画素電極の上面に接する領域と、絶縁層131の表面に接する領域と、を有する。また、EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bの端部は、絶縁層131上に位置する。
図27Bに示すように、異なる色の発光素子間において、2つのEL層の間に隙間が設けられている。このように、EL層112R、EL層112G、及びEL層112Gが、互いに接しないように設けられていることが好ましい。これにより、隣接する2つのEL層を介して電流が流れ、意図しない発光が生じることを好適に防ぐことができる。そのため、コントラストを高めることができ、表示品位の高い表示装置を実現できる。
図27Cでは、EL層112Gが島状に加工されている例を示している。なお、図27Dに示すように、列方向にEL層112Gが一続きとなるように、EL層112Gが帯状に加工されていてもよい。EL層112Gを帯状の形状とすることで、これらを分断するために必要なスペースが不要となり、発光素子間の非発光領域の面積を縮小できるため、開口率を高めることができる。なお、図27C及び図27Dでは、一例として発光素子110Gの断面を示しているが、発光素子110R及び発光素子110Bについても同様の形状とすることができる。
また、共通電極113上には、発光素子110R、発光素子110G、及び発光素子110Bを覆って、保護層121が設けられている。保護層121は、上方から各発光素子に水のような不純物が拡散することを防ぐ機能を有する。
保護層121としては、例えば、少なくとも無機絶縁膜を含む単層構造または積層構造とすることができる。無機絶縁膜としては、例えば、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜のような酸化物膜または窒化物膜が挙げられる。または、保護層121としてインジウムガリウム酸化物、インジウムガリウム亜鉛酸化物のような半導体材料を用いてもよい。
また、保護層121として、無機絶縁膜と、有機絶縁膜の積層膜を用いることもできる。例えば、一対の無機絶縁膜の間に、有機絶縁膜を挟んだ構成とすることが好ましい。さらに有機絶縁膜が平坦化膜として機能することが好ましい。これにより、有機絶縁膜の上面を平坦なものとすることができるため、その上の無機絶縁膜の被覆性が向上し、バリア性を高めることができる。また、保護層121の上面が平坦となるため、保護層121の上方に構造物(例えばカラーフィルタ、タッチセンサの電極、またはレンズアレイ)を設ける場合に、下方の構造に起因する凹凸形状の影響を軽減できるため好ましい。
[作製方法例3]
以下では、本発明の一態様の表示装置の作製方法の一例について、図面を参照して説明する。ここでは、上記構成例で示した表示装置100を例に挙げて説明する。図28A乃至図30Dは、以下で例示する表示装置の作製方法の、各工程における断面概略図である。
〔基板101の準備〕
透光性を有する基板101としては、少なくとも後の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する基板を用いることができる。透光性を有する基板101として、絶縁性基板を用いる場合には、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、有機樹脂基板を用いることができる。
〔画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bの形成〕
続いて、透光性を有する基板101上に複数の画素電極111を形成する。まず画素電極となる導電膜を成膜し、フォトリソグラフィ法によりレジストマスクを形成し、導電膜の不要な部分をエッチングにより除去する。その後、レジストマスクを除去することで、画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bを形成することができる。
各画素電極として可視光に対して透過性を有する導電膜を用いる。画素電極は、可視光の波長域全域で透過率ができるだけ高い材料(例えば透明導電膜)を適用することが好ましい。例えば、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛、シリコンを含むインジウム錫酸化物、シリコンを含むインジウム亜鉛酸化物のような導電性酸化物を用いることができる。これにより、発光素子の光取り出し効率を高められるだけでなく、色再現性を高めることができる。また、上記透過性を有する導電膜と、可視光が透過する薄い膜厚の金属膜(アルミニウム)との積層を用いることもできる。
〔絶縁層131の形成〕
続いて、画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bの端部を覆って、絶縁層131を形成する(図28A)。絶縁層131としては、有機絶縁膜または無機絶縁膜を用いることができる。絶縁層131は、後のEL膜の段差被覆性を向上させるために、端部をテーパー形状とすることが好ましい。特に、有機絶縁膜を用いる場合には、感光性の材料を用いると、露光及び現像の条件により端部の形状を制御しやすいため好ましい。本明細書中では便宜上、絶縁層131の側斜面が水平面となす角度をテーパー角(テーパー角度とも言う)と呼び、このテーパー角を有している側斜面をテーパー形状と呼び、テーパー形状を有している部分をテーパー部と呼ぶ。絶縁層131の端部のテーパー角は90°未満とする。
〔EL膜112Rfの形成〕
続いて、画素電極111R、画素電極111G、画素電極111B、及び絶縁層131上に、後にEL層112RとなるEL膜112Rfを成膜する(図28B)。
EL膜112Rfは、少なくとも発光性の化合物を含む膜を有する。このほかに、電子注入層、電子輸送層、電荷発生層、正孔輸送層、または正孔注入層として機能する膜のうち、一以上が積層された構成としてもよい。EL膜112Rfは、例えば蒸着法、スパッタリング法、またはインクジェット法により形成することができる。なおこれに限られず、上述した成膜方法を適宜用いることができる。
〔犠牲層141aの形成〕
続いて、EL膜112Rf上に、犠牲層141aを形成する(図28C)。犠牲層141aの形成には、例えば、スパッタリング法、ALD法(熱ALD法、PEALD法)または真空蒸着法を用いることができる。なお、EL層へのダメージが少ない形成方法が好ましく、スパッタリング法よりも、ALD法、または真空蒸着法を用いて、犠牲層141aを形成すると好適である。
犠牲層141aの形成には、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ法、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコートの湿式の成膜方法を好適に用いることもできる。なお、これ以外の成膜方法を用いてもよく、蒸着法をはじめ、上記成膜方法を適宜用いることができる。
犠牲層141aとしては、少なくともEL膜112Rfの最上部に位置する膜に対して、化学的に安定な溶媒に溶解しうる材料を用いることが好ましい。特に、水またはアルコールに溶解する材料を、犠牲層141aに好適に用いることができる。犠牲層141aを成膜する際には、水またはアルコールのような溶媒に溶解させた状態で、上述した湿式の成膜方法で塗布した後に、溶媒を蒸発させるための加熱処理を行うことが好ましい。このとき、減圧雰囲気下での加熱処理を行うことで、低温且つ短時間で溶媒を除去できるため、EL膜112Rfへの熱的なダメージを低減することができ、好ましい。
犠牲層141aとしては、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリグリセリン、プルラン、水溶性のセルロース、またはアルコール可溶性のポリアミド樹脂のような有機材料を用いることができる。
〔レジストマスク143aの形成〕
続いて、犠牲層141a上であって、画素電極111Rと重なる領域に、レジストマスク143aを形成する(図28D)。レジストマスク143aは、犠牲層141aと同じエッチング条件でエッチング可能な有機樹脂材料を用いることが好ましい。
レジストマスク143aは、ポジ型のレジスト材料、またはネガ型のレジスト材料のような感光性の樹脂を含むレジスト材料を用いることができる。
〔犠牲層141a、レジストマスク143a、EL膜112Rfのエッチング〕
続いて、犠牲層141a、レジストマスク143a、及びEL膜112Rfをエッチングすることで、絶縁層131の上面の一部、及び、画素電極111Gの上面、及び画素電極111Bの上面を露出させる(図28E)。これにより、島状または帯状のEL層112R、及びEL層112R上の犠牲層142aを形成することができる。
エッチングは、犠牲層141a、レジストマスク143a、及びEL膜112Rfをエッチング可能な条件で行うことが好ましい。犠牲層141aには、ウェットエッチング法により除去できる膜を用いることが好ましい。ウェットエッチング法を用いることで、ドライエッチング法を用いる場合に比べて、犠牲層141aの加工時に、EL膜に加わるダメージを低減することができる。ウェットエッチング法を用いる場合、例えば、現像液、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液(TMAH)、希フッ酸、シュウ酸、リン酸、酢酸、硝酸、またはこれらの混合液体を用いた薬液を用いることが好ましい。
また、異方性のドライエッチングを用いると、EL層112Rの露出した側面がエッチングされ、エッチング後のEL層112Rのパターンが縮小してしまうことを防ぐことができるため好ましい。
なお、犠牲層141a、レジストマスク143a、及びEL膜112Rfを、それぞれ個別にエッチングしてもよいし、いずれか2つを同一工程でエッチングしてもよい。例えば、まず犠牲層141aをエッチングし、続いてレジストマスク143aとEL膜112Rfとを同一工程でエッチングしてもよい。
エッチングが完了したとき、EL層112R上に、犠牲層142aが残存することが好ましい。これにより、EL層112Rを後の工程におけるダメージから保護する保護層として、犠牲層142aを機能させることができる。
〔EL膜112Gfの形成〕
続いて、犠牲層142a、絶縁層131、画素電極111G、及び画素電極111B上に、後にEL層112GとなるEL膜112Gfを成膜する(図29A)。
EL膜112Gfの形成方法については、上記EL膜112Rfの記載を援用できる。
〔犠牲層141bの形成〕
続いて、EL膜112Gf上に、犠牲層141bを形成する(図29B)。犠牲層141bは、上記犠牲層141aと同様の方法で形成することができる。特に、犠牲層141bは、犠牲層141aと同一材料を用いることが好ましい。
〔レジストマスク143bの形成〕
続いて、犠牲層141b上に、レジストマスク143bを形成する。レジストマスク143bは、画素電極111Gと重なる領域、及び画素電極111Rと重なる領域に、それぞれ形成する。
レジストマスク143bの形成方法については、上記レジストマスク143aの記載を援用することができる。
〔犠牲層141b、レジストマスク143b、EL膜112Gfのエッチング〕
続いて、犠牲層141b、レジストマスク143b、及びEL膜112Gfをエッチングすることで、絶縁層131の上面の一部、及び画素電極111Bの上面を露出させる(図29C)。これにより、島状または帯状のEL層112Gと、犠牲層142bと、を形成することができる。
エッチングは、犠牲層141b、レジストマスク143b、及びEL膜112Gfをエッチング可能な条件で行うことが好ましい。例えば、異方性のドライエッチングにより、これらをエッチングする際、レジストマスク143bに覆われない画素電極111Bの上部の犠牲層141bが、レジストマスク143bに覆われる部分よりも先に消失することで、犠牲層142bを残存させることができる。
また、一度のエッチング処理でエッチングする場合には、EL膜112Gfのエッチングが終了した時点で処理を完了させることで、図29Cに示すように、EL層112R上の犠牲層142aを消失することなく残存させることができる。
〔EL膜112Bfの形成〕
続いて、犠牲層142a、犠牲層142b、画素電極111B、及び絶縁層131上に、後にEL層112BとなるEL膜112Bfを成膜する(図29D)。
EL膜112Bfの形成方法については、上記EL膜112Rfの記載を援用できる。
〔犠牲層141cの形成〕
続いて、EL膜112Bf上に、犠牲層141cを形成する。犠牲層141cは、上記犠牲層141aと同様の方法で形成することができる。特に、犠牲層141cは、犠牲層141a及び犠牲層141bと同一材料を用いることが好ましい。
〔レジストマスク143cの形成〕
続いて、犠牲層141c上に、レジストマスク143cを形成する(図30A)。レジストマスク143bは、画素電極111Bと重なる領域、画素電極111Rと重なる領域、及び画素電極111Gと重なる領域に、それぞれ形成する。
レジストマスク143cの形成方法については、上記レジストマスク143aの記載を援用することができる。
〔犠牲層141c、レジストマスク143c、EL膜112Bfのエッチング〕
続いて、犠牲層141c、レジストマスク143c、及びEL膜112Bfをエッチングすることで、絶縁層131の上面の一部を露出させる(図30B)。これにより、島状または帯状のEL層112Bと、犠牲層142cと、を形成することができる。
エッチングは、上記犠牲層141bのエッチングの記載を援用することができる。エッチングにより、EL層112R上の犠牲層142aと、EL層112G上の犠牲層142bと、が消失することなく残存させることができる。
〔犠牲層の除去〕
続いて、犠牲層142a、犠牲層142b、及び犠牲層142cを除去し、EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bの上面を露出させる(図30C)。
犠牲層142a、犠牲層142b、及び犠牲層142cは、ウェットエッチングまたはドライエッチングにより除去することができる。このとき、EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bにできるだけダメージを与えない方法を用いることが好ましい。
特に、犠牲層142a、犠牲層142b、及び犠牲層142cを、水またはアルコールのような溶媒に溶解させることで除去することが好ましい。
ここで、犠牲層142a、犠牲層142b、及び犠牲層142cを溶解しうるアルコールとしては、エチルアルコール、メチルアルコール、イソプロピルアルコール(IPA)、またはグリセリンのように様々なアルコールを用いることができる。
犠牲層142a、犠牲層142b、及び犠牲層142cを除去した後に、EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bの内部に含まれる水、及び表面に吸着する水を除去するため、乾燥処理を行うことが好ましい。例えば、不活性ガス雰囲気または減圧雰囲気下における加熱処理を行うことが好ましい。加熱処理は、基板温度として50℃以上200℃以下、好ましくは60℃以上150℃以下、より好ましくは70℃以上120℃以下の温度で行うことができる。減圧雰囲気とすることで、より低温で乾燥が可能であるため好ましい。
以上の工程で、3種類のEL層を作り分けることができる。
〔共通電極113の形成〕
続いて、EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bを覆って、共通電極113を形成する(図30D)。共通電極113は、例えばスパッタリング法または蒸着法により形成することができる。共通電極113は、可視光に対して透過性を有する導電膜を用いる。例えば、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛、シリコンを含むインジウム錫酸化物、シリコンを含むインジウム亜鉛酸化物のような導電性酸化物を用いることができる。
以上の工程により、発光素子110R、発光素子110G、及び発光素子110Bを作製することができる。
〔保護層121の形成〕
続いて、共通電極113上に、保護層121を形成する(図30E)。保護層121に用いる無機絶縁膜の成膜には、スパッタリング法、PECVD法、またはALD法を用いることが好ましい。特にALD法は、段差被覆性に優れ、ピンホールの欠陥が生じにくいため、好ましい。また、有機絶縁膜の成膜には、インクジェット法を用いると、所望のエリアに均一な膜を形成できるため好ましい。
以上が、表示装置の作製方法例についての説明である。
[構成例2]
以下では、上記構成例1とは異なる表示装置の構成例について説明する。なお、以下では上記と重複する部分については説明を省略する場合がある。
〔構成例2〕
図31に示す表示装置100Bは、共通層114を有する点で、上記表示装置100と主に相違している。
共通層114は、共通電極113と同様、複数の発光素子にわたって設けられる。共通層114は、EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bを覆って設けられている。共通層114を有する構成とすることで、作製工程を簡略化できるため、作製コストを低減できる。
例えば、EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bは、少なくともそれぞれ、一の色を発光する発光材料を含む発光層を有していることが好ましい。また、例えば、共通層114は、電子注入層、電子輸送層、正孔注入層、または正孔輸送層のうち、一以上を含む層とすることが好ましい。例えば画素電極をアノード、共通電極をカソードとした発光素子においては、共通層114として、電子注入層を含む構成、または電子注入層と電子輸送層の2つを含む構成を、用いることができる。
[作製方法例4]
以下では、上記作製方法例1とは異なる表示装置の作製方法の例について説明する。なお、上記と重複する部分についてはこれを援用し、説明を省略する場合がある。
まず、上記作製方法例1と同様に、透光性を有する基板101上に画素電極111R、画素電極111G、画素電極111B、及び絶縁層131を形成する。さらに、これらを覆ってEL膜112Rfを形成する。
〔犠牲膜144aの形成〕
続いて、EL膜112Rfを覆って犠牲膜144aを形成する。
犠牲膜144aは、EL膜112Rfで代表される各EL膜のエッチング処理に対する耐性の高い膜、すなわちエッチングの選択比の大きい膜を用いることができる。また、犠牲膜144aは、後述する保護膜146aとのエッチングの選択比の大きい膜を用いることができる。さらに、犠牲膜144aは、各EL膜へのダメージの少ないウェットエッチング法により除去可能な膜を用いることができる。
犠牲膜144aとしては、例えば、金属膜、合金膜、金属酸化物膜、半導体膜、無機絶縁膜のような無機膜を用いることができる。または、作製方法例1で例示した、犠牲層141aに適用可能な、ポリビニルアルコールのような有機膜を用いることもできる。
犠牲膜144aとしては、例えば金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、チタン、アルミニウム、イットリウム、ジルコニウム、及びタンタルのような金属材料、または該金属材料を含む合金材料を用いることができる。特に、アルミニウムまたは銀のような低融点材料を用いることが好ましい。
また、犠牲膜144aとしては、インジウムガリウム亜鉛酸化物(In−Ga−Zn酸化物、IGZOとも表記する)のような金属酸化物を用いることができる。さらに、酸化インジウム、インジウム亜鉛酸化物(In−Zn酸化物)、インジウムスズ酸化物(In−Sn酸化物)、インジウムチタン酸化物(In−Ti酸化物)、インジウムスズ亜鉛酸化物(In−Sn−Zn酸化物)、インジウムチタン亜鉛酸化物(In−Ti−Zn酸化物)、インジウムガリウムスズ亜鉛酸化物(In−Ga−Sn−Zn酸化物)を用いることができる。またはシリコンを含むインジウムスズ酸化物を用いることもできる。
なお、上記ガリウムに代えて元素M(Mは、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムから選ばれた一種または複数種)を用いた場合にも適用できる。特に、Mは、アルミニウム、またはイットリウムから選ばれた一種または複数種とすることが好ましい。
また、犠牲膜144aとしては、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、または酸化シリコンのような無機絶縁材料を用いることができる。
〔保護膜146aの形成〕
続いて、犠牲膜144a上に、保護膜146aを形成する。
保護膜146aは、後に犠牲膜144aをエッチングする際のハードマスクとして用いる膜である。また、後の保護膜146aの加工時には、犠牲膜144aが露出する。したがって、犠牲膜144aと保護膜146aとは、互いにエッチングの選択比の大きい膜の組み合わせを選択する。そのため、犠牲膜144aのエッチング条件、及び保護膜146aのエッチング条件に応じて、保護膜146aに用いることのできる膜を選択することができる。
例えば、保護膜146aのエッチングに、フッ素を含むガス(フッ素系ガスともいう)を用いたドライエッチングを用いる場合には、シリコン、窒化シリコン、酸化シリコン、タングステン、チタン、モリブデン、タンタル、窒化タンタル、モリブデンとニオブを含む合金、またはモリブデンとタングステンを含む合金を、保護膜146aに用いることができる。ここで、上記フッ素系ガスを用いたドライエッチングに対して、エッチングの選択比を大きくとれる(すなわち、エッチング速度を遅くできる)膜としては、IGZO、ITOのような金属酸化物膜があり、これを犠牲膜144aに用いることができる。
なお、これに限られず、保護膜146aは、様々な材料の中から、犠牲膜144aのエッチング条件、及び保護膜146aのエッチング条件に応じて、選択することができる。例えば、上記犠牲膜144aに用いることのできる膜の中から選択することもできる。
また、保護膜146aとしては、例えば窒化物膜を用いることができる。具体的には、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ハフニウム、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、窒化ガリウム、窒化ゲルマニウムのような窒化物を用いることもできる。
また、保護膜146aとして、EL膜112Rfに用いることのできる有機膜を用いてもよい。例えば、EL膜112Rf、EL膜112Gf、またはEL膜112Bfに用いる有機膜と同じ膜を、保護膜146aに用いることができる。このような有機膜を用いることで、EL膜112Rfの成膜装置を共通に用いることができるため、好ましい。
〔レジストマスク143aの形成〕
続いて、保護膜146a上であって、画素電極111Rと重なる位置に、レジストマスク143aを形成する(図32A)。
ここで、保護膜146aを有さずに、犠牲膜144a上にレジストマスク143aを形成する場合、犠牲膜144aにピンホールの欠陥が存在すると、レジスト材料の溶媒によって、EL膜112Rfが溶解してしまう恐れがある。保護膜146aを用いることで、このような不具合が生じることを防ぐことができる。
〔保護膜146aのエッチング〕
続いて、保護膜146aの、レジストマスク143aに覆われない一部をエッチングにより除去し、島状または帯状の保護層147aを形成する。
保護膜146aのエッチングの際、犠牲膜144aが当該エッチングにより除去されないように、選択比の高いエッチング条件を用いることが好ましい。保護膜146aのエッチングは、ウェットエッチングまたはドライエッチングにより行うことができるが、ドライエッチングを用いることで、保護膜146aのパターンが縮小することを抑制できる。
〔レジストマスク143aの除去〕
続いて、レジストマスク143aを除去する(図32B)。
レジストマスク143aの除去は、ウェットエッチングまたはドライエッチングにより行うことができる。特に、酸素ガスをエッチングガスに用いたドライエッチング(プラズマアッシングともいう)により、レジストマスク143aを除去することが好ましい。
このとき、レジストマスク143aの除去は、EL膜112Rfは、犠牲膜144aに覆われた状態で行われるため、EL膜112Rfへの影響が抑制されている。特に、EL膜112Rfが酸素に触れると、電気特性に悪影響を及ぼす場合があるため、プラズマアッシングのような、酸素ガスを用いたエッチングを行う場合には好適である。
〔犠牲膜144aのエッチング〕
続いて、保護層147aをマスクとして用いて、犠牲膜144aの保護層147aに覆われない一部をエッチングにより除去し、島状または帯状の犠牲層145aを形成する(図32C)。
犠牲膜144aのエッチングは、ウェットエッチングまたはドライエッチングにより行うことができるが、ドライエッチング法を用いると、パターンの縮小を抑制できるため好ましい。
〔EL膜112Rf、保護層147aのエッチング〕
続いて、保護層147aをエッチングすると同時に、犠牲層145aに覆われないEL膜112Rfの一部をエッチングにより除去し、島状または帯状のEL層112Rを形成する(図32D)。
EL膜112Rfと、保護層147aとを同一処理によりエッチングすることで、工程を簡略化することができ、表示装置の作製コストを削減することができる。
特にEL膜112Rfのエッチングには、酸素を主成分に含まないエッチングガスを用いたドライエッチングを用いることが好ましい。これにより、EL膜112Rfの変質を抑制し、信頼性の高い表示装置を実現できる。酸素を主成分に含まないエッチングガスとしては、例えばCF、C、SF、CHF、Cl、HO、BCl、またはHeのような貴ガスが挙げられる。また、上記ガスと、酸素を含まない希釈ガスとの混合ガスをエッチングガスに用いることができる。
なお、EL膜112Rfのエッチングと、保護層147aのエッチングを、別々に行ってもよい。このとき、EL膜112Rfを先にエッチングしてもよいし、保護層147aを先にエッチングしてもよい。
〔EL層112G、EL層112Bの形成〕
以上の工程を、EL膜112Gfに対して行うことで、島状のEL層112Gと、犠牲層145bとを形成することができる。
すなわち、EL層112Rの形成後、図33Aに示すように、EL膜112Gf、犠牲膜144b、保護膜146b、レジストマスク143bを順に形成する。続いて、保護膜146bをエッチングして保護層147bを形成した後に、レジストマスク143bを除去する(図33B)。続いて、犠牲膜144bをエッチングして犠牲層145bを形成する。その後、保護層147bと、EL膜112Gfをエッチングして、島状または帯状のEL層112Gを形成する(図33C)。
続いて、上記と同様の工程を、EL膜112Bfに対して行うことで、島状のEL層112Bと、犠牲層145cとを形成する(図33D)。
〔犠牲層の除去〕
続いて、犠牲層145a、犠牲層145b、及び犠牲層145cを除去し、EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bの上面を露出させる(図33E)。
犠牲層145a、犠牲層145b、及び犠牲層145cは、ウェットエッチングまたはドライエッチングにより除去することができる。このとき、EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bにできるだけダメージを与えない方法を用いることが好ましい。特に、ウェットエッチング法を用いることが好ましい。例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液(TMAH)、希フッ酸、シュウ酸、リン酸、酢酸、硝酸、またはこれらの混合液体を用いたウェットエッチングを用いることが好ましい。
このようにして、EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bを作り分けることができる。なお、以降は、作製方法例1を援用することができる。
以上が、作製方法例2についての説明である。
上記作製方法を用いることで、EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bへのプロセスダメージを軽減することができるため、極めて信頼性の高い表示装置を実現できる。
[構成例3]
以下では、白色発光を呈する発光素子を用いた場合の例について説明する。
図34A及び図34Bに、表示装置150の断面概略図を示す。上面図については、図27Aを参酌できる。
表示装置150は、発光ユニット120R、発光ユニット120G、及び発光ユニット120Bを有する。発光ユニット120R、発光ユニット120G、及び発光ユニット120Bはそれぞれ、発光素子110Wを有する。発光素子110Wは、画素電極111と、EL層112Wと、共通電極113を有する。EL層112W及び共通電極113は、複数の画素にわたって共通に設けられている。EL層112Wは、白色光を呈する発光層を有する。発光素子110Wは、白色の発光を呈する発光素子である。
また、発光ユニット120R、発光ユニット120G、及び発光ユニット120Bは、それぞれ保護層121上に、着色層122R、着色層122G、または着色層122Bを有する。例えば着色層122Rは赤色の光を透過し、着色層122Gは緑色の光を透過し、着色層122Bは青色の光を透過する。これにより、フルカラーの表示装置を実現できる。また、保護層121上に各着色層を形成することで、基板101とは異なる基板に着色層を形成したのちに、2つの基板を貼り合わせる場合に比べて、各発光素子と各着色層との位置合わせが容易となり、極めて高精細な表示装置を実現できる。
ここで、異なる発光ユニット間において、EL層112Wが分断されている。これにより、隣接する発光ユニット間において、EL層112Wを介して電流が流れ、意図しない発光が生じること(クロストークともいう)を好適に防ぐことができる。そのため、コントラストを高めることができ、表示品位の高い表示装置を実現できる。
なお、図34Bに示すように、同色の発光ユニット間では、EL層112Wは分離されない構成としてもよい。
[作製方法例5]
以下では、上記構成例3で例示した表示装置150の作製方法の一例について説明する。なお、上記作製方法例1、2と重複する部分についてはこれを援用し、説明を省略する場合がある。
まず、図35Aに示すように、透光性を有する基板101上に複数の画素電極111、及び絶縁層131を形成する。さらに、これらを覆ってEL膜112Wf、犠牲層144、保護膜146を形成する。さらに、保護膜146上であって、画素電極111と重なる位置に、レジストマスク143を形成する。
続いて、保護膜146をエッチングして、帯状の保護層147を形成する(図35B)。
続いて、レジストマスク143を除去した後に、保護層147をマスクとして犠牲層144をエッチングして、犠牲層145を形成する(図35C)。
続いて、保護層147とEL膜112Wfをエッチングして、EL膜112Wfを分離する。これにより、複数の帯状のEL層112Wが形成される(図35D)。その後、EL層112W上の犠牲層145を除去して、EL層112Wを露出させる(図35E)。
続いて、EL層112W及び絶縁層131を覆って、共通電極113を形成することにより、複数の発光素子110Wを作製することができる(図35F)。
続いて、共通電極113を覆って保護層121を形成し、保護層121上に、それぞれ着色層122R、着色層122G、及び着色層122Bを形成する。着色層122R、着色層122G、及び着色層122Bは、それぞれ感光性の樹脂を用いたフォトリソグラフィ法により形成することができる。
以上により、上記構成例3で例示した表示装置150を作製することができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
(実施の形態8)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成例について説明する。
[表示装置400A]
図38に、表示装置400Aの斜視図を示し、図36Aに、表示装置400Aの断面図を示す。なお、実施の形態6の一部変形例であるため、ここでは実施の形態6と異なる部分を以下に説明する。
表示装置400Aは、表示部462、回路464、配線465を有する。図36では表示装置400AにIC473及びFPC472が実装されている例を示している。そのため、図36Aに示す構成は、表示装置400A、IC(集積回路)、及びFPCを有する表示パネルということもできる。
図38では、COG方式またはCOF方式により、基板454にIC473が設けられている例を示す。IC473は、例えば走査線駆動回路または信号線駆動回路を有するICを適用できる。
図36Aは、表示装置400Aの、FPC472を含む領域の一部、回路464の一部、表示部462の一部、及び、端部を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。
図36Aに示す表示装置400Aは、基板454と基板452の間に、トランジスタ201、トランジスタ205、赤色の光を発する発光素子430a、緑色の光を発する発光素子430b、及び、青色の光を発する発光素子430cを有する。
図36Aでは、基板452、接着層442、及び基板454に囲まれた空間443が、不活性ガス(窒素またはアルゴン)で充填されており、中空封止構造が適用されている。
発光素子430a、430b、430cは、画素電極とEL層との間に光学調整層を有する。発光素子430aは光学調整層426aを有し、発光素子430bは光学調整層426bを有し、発光素子430cは光学調整層426cを有する。発光素子の詳細は実施の形態3を参照できる。
画素電極及び光学調整層の端部は、絶縁層421によって覆われている。画素電極は可視光を透過する材料を含み、対向電極は可視光を透過する材料を含む。絶縁層421は隔壁とも呼ばれる。
発光素子が発する光は、基板452側または基板454側に射出される。基板454及び基板452には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。
図36Aに示す領域228では、絶縁層214に開口が形成されている。これにより、絶縁層214に有機絶縁膜を用いる場合であっても、絶縁層214を介して外部から表示部462に不純物が入り込むことを抑制できる。従って、表示装置400Aの信頼性を高めることができる。
図36Bに、保護層416が3層構造である例を示す。図36Bにおいて、保護層416は、発光素子430c上の無機絶縁層416aと、無機絶縁層416a上の有機絶縁層416bと、有機絶縁層416b上の無機絶縁層416cと、を有する。
無機絶縁層416aの端部と無機絶縁層416cの端部は、有機絶縁層416bの端部よりも外側に延在し、互いに接している。そして、無機絶縁層416aは、絶縁層214(有機絶縁層)の開口を介して、絶縁層215(無機絶縁層)と接する。これにより、絶縁層215と保護層416とで、発光素子を囲うことができるため、発光素子の信頼性を高めることができる。
このように、保護層416は、有機絶縁膜と無機絶縁膜との積層構造であってもよい。このとき、有機絶縁膜の端部よりも無機絶縁膜の端部を外側に延在させることが好ましい。
基板454及び基板452には、それぞれ、ガラス、石英、セラミック、サファイア、または樹脂を用いることができる。発光素子からの光を取り出す側の基板には、該光を透過する材料を用いる。基板454及び基板452に可撓性を有する材料を用いると、表示装置の可撓性を高めることができる。また、基板454または基板452として偏光板を用いてもよい。
[表示装置400B]
図37Aに、表示装置400Bの断面図を示す。表示装置400Bの斜視図は表示装置400A(図38)と同様である。図37Aには、表示装置400Bの、FPC472を含む領域の一部、回路464の一部、及び、表示部462の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。図37Aでは、表示部462のうち、特に、緑色の光を発する発光素子430bと青色の光を発する発光素子430cを含む領域を切断したときの断面の一例を示す。なお、表示装置400Aと同様の部分については説明を省略することがある。
図37Aに示す表示装置400Bは、基板453と基板454の間に、トランジスタ202、トランジスタ217、発光素子430b、及び発光素子430cを有する。
基板454と保護層416とは接着層442を介して接着されている。接着層442は、発光素子430b及び発光素子430cそれぞれと重ねて設けられており、表示装置400Bには、固体封止構造が適用されている。
基板453と絶縁層212とは接着層455によって貼り合わされている。
表示装置400Bの作製方法としては、まず、絶縁層212、各トランジスタ、各発光素子が設けられた作製基板と、遮光層417が設けられた基板454と、を接着層442によって貼り合わせる。そして、作製基板を剥離し露出した面に基板453を貼ることで、作製基板上に形成した各構成要素を、基板453に転置する。基板453及び基板454は、それぞれ、可撓性を有することが好ましい。これにより、表示装置400Bの可撓性を高めることができる。
絶縁層212には、それぞれ、絶縁層211、絶縁層213、及び絶縁層215に用いることができる無機絶縁膜を用いることができる。
画素電極は、絶縁層214に設けられた開口を介して、トランジスタ217が有する導電層222bと接続されている。導電層222bは、絶縁層215及び絶縁層225に設けられた開口を介して、低抵抗領域230nと接続される。トランジスタ217は、発光素子の駆動を制御する機能を有する。
画素電極の端部は、絶縁層421によって覆われている。
発光素子430b、430cが発する光は、基板454側または基板453側に射出される。基板453及び基板454には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。
基板453の、基板454が重ならない領域には、接続部204が設けられている。接続部204では、配線465が導電層466及び異方性導電接続層123を介してFPC472と電気的に接続されている。導電層466は、画素電極と同一の導電膜を加工して得ることができる。これにより、接続部204とFPC472とを異方性導電接続層123を介して電気的に接続することができる。
トランジスタ202及びトランジスタ217は、ゲートとして機能する導電層221、ゲート絶縁層として機能する絶縁層211、チャネル形成領域230i及び一対の低抵抗領域230nを有する半導体層、一対の低抵抗領域230nの一方と接続する導電層222a、一対の低抵抗領域230nの他方と接続する導電層222b、ゲート絶縁層として機能する絶縁層225、ゲートとして機能する導電層223、並びに、導電層223を覆う絶縁層215を有する。絶縁層211は、導電層221とチャネル形成領域230iとの間に位置する。絶縁層225は、導電層223とチャネル形成領域230iとの間に位置する。
導電層222a及び導電層222bは、それぞれ、絶縁層215に設けられた開口を介して低抵抗領域230nと接続される。導電層222a及び導電層222bのうち、一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。
図37Aでは、絶縁層225が半導体層の上面及び側面を覆う例を示す。導電層222a及び導電層222bは、それぞれ、絶縁層225及び絶縁層215に設けられた開口を介して低抵抗領域230nと接続される。
一方、図37Bに示すトランジスタ209では、絶縁層225は、半導体層230のチャネル形成領域230iと重なり、低抵抗領域230nとは重ならない。例えば、導電層223をマスクとして絶縁層225を加工することで、図37Bに示す構造を作製できる。図37Bでは、絶縁層225及び導電層223を覆って絶縁層215が設けられ、絶縁層215の開口を介して、導電層222a及び導電層222bがそれぞれ低抵抗領域230nと接続されている。さらに、トランジスタを覆う絶縁層218を設けてもよい。
本実施の形態で例示した構成例、及びそれらに対応する図面は、少なくともその一部を他の構成例、または図面と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態9)
本実施の形態では、上記とは異なる表示装置の構成例について説明する。
本実施の形態の表示装置は、高精細な表示装置とすることができる。
[表示パネル]
図39Aに、表示パネル280の斜視図を示す。表示パネル280は、表示装置400Cと、FPC290と、を有する。
表示パネル280は、基板291及び基板292を有する。表示パネル280は、表示部281を有する。表示部281は、表示パネル280における画像を表示する領域であり、後述する画素部284に設けられる各画素からの光を視認できる領域である。
図39Bに、基板291側の構成を模式的に示した斜視図を示している。基板291上には、回路部282と、回路部282上の画素回路部283と、画素回路部283上の画素部284と、が積層されている。また、基板291上の画素部284と重ならない部分に、FPC290と接続するための端子部285が設けられている。端子部285と回路部282とは、複数の配線により構成される配線部286により電気的に接続されている。
画素部284は、周期的に配列した複数の画素284aを有する。図39Bの右側に、1つの画素284aの拡大図を示している。画素284aは、発光色が互いに異なる発光素子430a、430b、430cを有する。複数の発光素子は、図39Bに示すようにストライプ配列で配置してもよい。
画素回路部283は、周期的に配列した複数の画素回路283aを有する。
1つの画素回路283aは、1つの画素284aが有する3つの発光素子の発光を制御する回路である。1つの画素回路283aは、1つの発光素子の発光を制御する回路が3つ設けられる構成としてもよい。例えば、画素回路283aは、1つの発光素子につき、1つの選択トランジスタと、1つの電流制御用トランジスタ(駆動トランジスタ)と、容量素子と、を少なくとも有する構成とすることができる。このとき、選択トランジスタのゲートにはゲート信号が、ソースまたはドレインの一方にはソース信号が、それぞれ入力される。これにより、アクティブマトリクス型の表示装置が実現されている。
回路部282は、画素回路部283の各画素回路283aを駆動する回路を有する。例えば、ゲート線駆動回路、及び、ソース線駆動回路の一方または双方を有することが好ましい。このほか、演算回路、メモリ回路、及び電源回路の少なくとも一つを有していてもよい。
FPC290は、外部から回路部282にビデオ信号または電源電位を供給するための配線として機能する。また、FPC290上にICが実装されていてもよい。
表示パネル280は、画素部284の下側に画素回路部283及び回路部282の一方または双方が積層された構成とすることができるため、表示部281の開口率(有効表示面積比)を極めて高くすることができる。例えば表示部281の開口率は、40%以上100%未満、好ましくは50%以上95%以下、より好ましくは60%以上95%以下とすることができる。また、画素284aを極めて高密度に配置することが可能で、表示部281の精細度を極めて高くすることができる。例えば、表示部281には、2000ppi以上、好ましくは3000ppi以上、より好ましくは5000ppi以上、さらに好ましくは6000ppi以上であって、20000ppi以下、または30000ppi以下の精細度で、画素284aが配置されることが好ましい。
(実施の形態10)
本実施の形態では、本発明の一態様である表示装置に用いることができる発光素子(発光デバイスともいう)について説明する。
<発光素子の構成例>
図40Aに示すように、発光素子は、一対の電極(下部電極672、上部電極688)の間に、EL層686を有する。EL層686は、層4420、発光層4411、層4430の複数の層で構成することができる。層4420は、例えば電子注入性の高い物質を含む層(電子注入層)および電子輸送性の高い物質を含む層(電子輸送層)を有することができる。発光層4411は、例えば発光性の化合物を有する。層4430は、例えば正孔注入性の高い物質を含む層(正孔注入層)および正孔輸送性の高い物質を含む層(正孔輸送層)を有することができる。
一対の電極間に設けられた層4420、発光層4411および層4430を有する構成は単一の発光ユニットとして機能することができ、本明細書では図40Aの構成をシングル構造と呼ぶ。
また、図40Bは、図40Aに示す発光素子が有するEL層686の変形例である。具体的には、図40Bに示す発光素子は、下部電極672上の層4430−1と、層4430−1上の層4430−2と、層4430−2上の発光層4411と、発光層4411上の層4420−1と、層4420−1上の層4420−2と、層4420−2上の上部電極688と、を有する。例えば、下部電極672を陽極とし、上部電極688を陰極とした場合、層4430−1が正孔注入層として機能し、層4430−2が正孔輸送層として機能し、層4420−1が電子輸送層として機能し、層4420−2が電子注入層として機能する。または、下部電極672を陰極とし、上部電極688を陽極とした場合、層4430−1が電子注入層として機能し、層4430−2が電子輸送層として機能し、層4420−1が正孔輸送層として機能し、層4420−2が正孔注入層として機能する。このような層構造とすることで、発光層4411に効率よくキャリアを注入し、発光層4411内におけるキャリアの再結合の効率を高めることが可能となる。
なお、図40Cに示すように層4420と層4430との間に複数の発光層(発光層4411、4412、4413)が設けられる構成もシングル構造のバリエーションである。
また、図40Dに示すように、複数の発光ユニット(EL層686a、686b)が中間層(電荷発生層)4440を介して直列に接続された構成を本明細書ではタンデム構造と呼ぶ。なお、本明細書においては、図40Dに示すような構成をタンデム構造として呼称するが、これに限定されず、例えば、タンデム構造をスタック構造と呼んでもよい。なお、タンデム構造とすることで、高輝度発光が可能な発光素子とすることができる。
なお、図40C、及び図40Dにおいても、図40Bに示すように、層4420と、層4430とは、2層以上の層からなる積層構造としてもよい。
また、上述のシングル構造、及びタンデム構造と、後述するSBS構造と、を比較した場合、SBS構造、タンデム構造、及びシングル構造の順で消費電力を低くすることができる。消費電力を低く抑えたい場合は、SBS構造を用いると好適である。一方で、シングル構造、及びタンデム構造は、製造プロセスがSBS構造よりも簡単であるため、製造コストを低くすることができる、または製造歩留まりを高くすることができるため、好適である。
発光素子の発光色は、EL層686を構成する材料によって、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、黄または白とすることができる。また、発光素子にマイクロキャビティ構造を付与することにより色純度をさらに高めることができる。
白色の光を発する発光素子は、発光層に2種類以上の発光物質を含む構成とすることが好ましい。白色発光を得るには、2以上の発光物質の各々の発光が補色の関係となるような発光物質を選択すればよい。例えば、第1の発光層の発光色と第2の発光層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることができる。また、発光層を3つ以上有する発光素子の場合も同様である。
発光層には、R(赤)、G(緑)、B(青)、Y(黄)、O(橙)の発光を示す発光物質を2以上含むことが好ましい。また、紫、青紫、黄緑、近赤外、の発光を示す発光物質を含んでもよい。または、発光物質を2以上有し、それぞれの発光物質の発光は、R、G、Bのうち2以上の色のスペクトル成分を含むことが好ましい。
本実施の形態で例示した構成例、及びそれらに対応する図面は、少なくともその一部を他の構成例、または図面と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態11)
本実施の形態では、上記の実施の形態で説明したOSトランジスタに用いることができる金属酸化物(酸化物半導体ともいう)について説明する。
金属酸化物は、少なくともインジウムまたは亜鉛を含むことが好ましい。特にインジウム及び亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、スズが含まれていることが好ましい。また、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、マグネシウム、コバルトから選ばれた一種、または複数種が含まれていてもよい。
また、金属酸化物は、スパッタリング法、有機金属化学気相成長(MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法のような化学気相成長(CVD:Chemical Vapor Deposition)法、または原子層堆積(ALD:Atomic Layer Deposition)法により形成することができる。
<結晶構造の分類>
酸化物半導体の結晶構造としては、アモルファス(completely amorphousを含む)、CAAC(c−axis−aligned crystalline)、nc(nanocrystalline)、CAC(cloud−aligned composite)、単結晶(single crystal)、及び多結晶(poly crystal)が挙げられる。
なお、膜または基板の結晶構造は、X線回折(XRD:X−Ray Diffraction)スペクトルを用いて評価することができる。例えば、GIXD(Grazing−Incidence XRD)測定で得られるXRDスペクトルを用いて評価することができる。なお、GIXD法は、薄膜法またはSeemann−Bohlin法ともいう。
例えば、石英ガラス基板では、XRDスペクトルのピークの形状がほぼ左右対称である。一方で、結晶構造を有するIGZO膜では、XRDスペクトルのピークの形状が左右非対称である。XRDスペクトルのピークの形状が左右非対称であることは、膜中または基板中の結晶の存在を明示している。別言すると、XRDスペクトルのピークの形状で左右対称でないと、膜または基板は非晶質状態であるとは言えない。
また、膜または基板の結晶構造は、極微電子線回折法(NBED:Nano Beam Electron Diffraction)によって観察される回折パターン(極微電子線回折パターンともいう)にて評価することができる。例えば、石英ガラス基板の回折パターンでは、ハローが観察され、石英ガラスは、非晶質状態であることが確認できる。また、室温成膜したIGZO膜の回折パターンでは、ハローではなく、スポット状のパターンが観察される。このため、室温成膜したIGZO膜は、結晶状態でもなく、非晶質状態でもない、中間状態であり、非晶質状態であると結論することはできないと推定される。
<<酸化物半導体の構造>>
なお、酸化物半導体は、構造に着目した場合、上記とは異なる分類となる場合がある。例えば、酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体と、に分けられる。非単結晶酸化物半導体としては、例えば、上述のCAAC−OS、及びnc−OSがある。また、非単結晶酸化物半導体には、多結晶酸化物半導体、擬似非晶質酸化物半導体(a−like OS:amorphous−like oxide semiconductor)、非晶質酸化物半導体が含まれる。
ここで、上述のCAAC−OS、nc−OS、及びa−like OSの詳細について、説明を行う。
[CAAC−OS]
CAAC−OSは、複数の結晶領域を有し、当該複数の結晶領域はc軸が特定の方向に配向している酸化物半導体である。なお、特定の方向とは、CAAC−OS膜の厚さ方向、CAAC−OS膜の被形成面の法線方向、またはCAAC−OS膜の表面の法線方向である。また、結晶領域とは、原子配列に周期性を有する領域である。なお、原子配列を格子配列とみなすと、結晶領域とは、格子配列の揃った領域でもある。さらに、CAAC−OSは、a−b面方向において複数の結晶領域が連結する領域を有し、当該領域は歪みを有する場合がある。なお、歪みとは、複数の結晶領域が連結する領域において、格子配列の揃った領域と、別の格子配列の揃った領域と、の間で格子配列の向きが変化している箇所を指す。つまり、CAAC−OSは、c軸配向し、a−b面方向には明らかな配向をしていない酸化物半導体である。
なお、上記複数の結晶領域のそれぞれは、1つまたは複数の微小な結晶(最大径が10nm未満である結晶)で構成される。結晶領域が1つの微小な結晶で構成されている場合、当該結晶領域の最大径は10nm未満となる。また、結晶領域が多数の微小な結晶で構成されている場合、当該結晶領域の大きさは、数十nm程度となる場合がある。
また、In−M−Zn酸化物(元素Mは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、スズ、チタンから選ばれた一種、または複数種)において、CAAC−OSは、インジウム(In)、及び酸素を有する層(以下、In層)と、元素M、亜鉛(Zn)、及び酸素を有する層(以下、(M,Zn)層)とが積層した、層状の結晶構造(層状構造ともいう)を有する傾向がある。なお、インジウムと元素Mは、互いに置換可能である。よって、(M,Zn)層にはインジウムが含まれる場合がある。また、In層には元素Mが含まれる場合がある。なお、In層にはZnが含まれる場合もある。当該層状構造は、例えば、高分解能TEM(Transmission Electron Microscope)像において、格子像として観察される。
CAAC−OS膜に対し、例えば、XRD装置を用いて構造解析を行うと、θ/2θスキャンを用いたOut−of−plane XRD測定では、c軸配向を示すピークが2θ=31°またはその近傍に検出される。なお、c軸配向を示すピークの位置(2θの値)は、CAAC−OSを構成する金属元素の種類、または組成により変動する場合がある。
また、例えば、CAAC−OS膜の電子線回折パターンにおいて、複数の輝点(スポット)が観測される。なお、あるスポットと別のスポットとは、試料を透過した入射電子線のスポット(ダイレクトスポットともいう)を対称中心として、点対称の位置に観測される。
上記特定の方向から結晶領域を観察した場合、当該結晶領域内の格子配列は、六方格子を基本とするが、単位格子は正六角形とは限らず、非正六角形である場合がある。また、上記歪みにおいて、五角形、または七角形の格子配列を有する場合がある。なお、CAAC−OSにおいて、歪み近傍においても、明確な結晶粒界(グレインバウンダリー)を確認することはできない。即ち、格子配列の歪みによって、結晶粒界の形成が抑制されていることがわかる。これは、CAAC−OSが、a−b面方向において酸素原子の配列が稠密でないこと、または金属原子が置換することで原子間の結合距離が変化することによって、歪みを許容することができるためと考えられる。
なお、明確な結晶粒界が確認される結晶構造は、いわゆる多結晶(polycrystal)と呼ばれる。結晶粒界は、再結合中心となり、キャリアが捕獲されトランジスタのオン電流の低下、電界効果移動度の低下を引き起こす可能性が高い。よって、明確な結晶粒界が確認されないCAAC−OSは、トランジスタの半導体層に好適な結晶構造を有する結晶性の酸化物の一つである。なお、CAAC−OSを構成するには、Znを有する構成が好ましい。例えば、In−Zn酸化物、及びIn−Ga−Zn酸化物は、In酸化物よりも結晶粒界の発生を抑制できるため好適である。
CAAC−OSは、結晶性が高く、明確な結晶粒界が確認されない酸化物半導体である。よって、CAAC−OSは、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。また、酸化物半導体の結晶性は、不純物の混入または欠陥の生成によって低下する場合があるため、CAAC−OSは不純物または欠陥(酸素欠損)の少ない酸化物半導体ともいえる。従って、CAAC−OSを有する酸化物半導体は、物理的性質が安定する。そのため、CAAC−OSを有する酸化物半導体は熱に強く、信頼性が高い。また、CAAC−OSは、製造工程における高い温度(所謂サーマルバジェット)に対しても安定である。従って、OSトランジスタにCAAC−OSを用いると、製造工程の自由度を広げることが可能となる。
[nc−OS]
nc−OSは、微小な領域(例えば、1nm以上10nm以下の領域、特に1nm以上3nm以下の領域)において原子配列に周期性を有する。別言すると、nc−OSは、微小な結晶を有する。なお、当該微小な結晶の大きさは、例えば、1nm以上10nm以下、特に1nm以上3nm以下であることから、当該微小な結晶をナノ結晶ともいう。また、nc−OSは、異なるナノ結晶間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。従って、nc−OSは、分析方法によっては、a−like OSまたは非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。例えば、nc−OS膜に対し、XRD装置を用いて構造解析を行うと、θ/2θスキャンを用いたOut−of−plane XRD測定では、結晶性を示すピークが検出されない。また、nc−OS膜に対し、ナノ結晶よりも大きいプローブ径(例えば50nm以上)の電子線を用いる電子線回折(制限視野電子線回折ともいう。)を行うと、ハローパターンのような回折パターンが観測される。一方、nc−OS膜に対し、ナノ結晶の大きさと近いかナノ結晶より小さいプローブ径(例えば1nm以上30nm以下)の電子線を用いる電子線回折(ナノビーム電子線回折ともいう。)を行うと、ダイレクトスポットを中心とするリング状の領域内に複数のスポットが観測される電子線回折パターンが取得される場合がある。
[a−like OS]
a−like OSは、nc−OSと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する酸化物半導体である。a−like OSは、鬆または低密度領域を有する。即ち、a−like OSは、nc−OS及びCAAC−OSと比べて、結晶性が低い。また、a−like OSは、nc−OS及びCAAC−OSと比べて、膜中の水素濃度が高い。
<<酸化物半導体の構成>>
次に、上述のCAC−OSの詳細について、説明を行う。なお、CAC−OSは材料構成に関する。
[CAC−OS]
CAC−OSとは、例えば、金属酸化物を構成する元素が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは、1nm以上3nm以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、金属酸化物において、一つまたは複数の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは、1nm以上3nm以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともいう。
さらに、CAC−OSとは、第1の領域と、第2の領域と、に材料が分離することでモザイク状となり、当該第1の領域が、膜中に分布した構成(以下、クラウド状ともいう。)である。つまり、CAC−OSは、当該第1の領域と、当該第2の領域とが、混合している構成を有する複合金属酸化物である。
ここで、In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OSを構成する金属元素に対するIn、Ga、及びZnの原子数比のそれぞれを、[In]、[Ga]、及び[Zn]と表記する。例えば、In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OSにおいて、第1の領域は、[In]が、CAC−OS膜の組成における[In]よりも大きい領域である。また、第2の領域は、[Ga]が、CAC−OS膜の組成における[Ga]よりも大きい領域である。または、例えば、第1の領域は、[In]が、第2の領域における[In]よりも大きく、且つ、[Ga]が、第2の領域における[Ga]よりも小さい領域である。また、第2の領域は、[Ga]が、第1の領域における[Ga]よりも大きく、且つ、[In]が、第1の領域における[In]よりも小さい領域である。
具体的には、上記第1の領域は、インジウム酸化物、またはインジウム亜鉛酸化物が主成分である領域である。また、上記第2の領域は、ガリウム酸化物、またはガリウム亜鉛酸化物が主成分である領域である。つまり、上記第1の領域を、Inを主成分とする領域と言い換えることができる。また、上記第2の領域を、Gaを主成分とする領域と言い換えることができる。
なお、上記第1の領域と、上記第2の領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。
また、In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OSとは、In、Ga、Zn、及びOを含む材料構成において、一部にGaを主成分とする領域と、一部にInを主成分とする領域とが、それぞれモザイク状であり、これらの領域がランダムに存在している構成をいう。よって、CAC−OSは、金属元素が不均一に分布した構造を有していると推測される。
CAC−OSは、例えば基板を加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、CAC−OSをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス(代表的にはアルゴン)、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比を0%以上30%未満、好ましくは0%以上10%以下とすることが好ましい。
また、例えば、In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OSでは、エネルギー分散型X線分光法(EDX:Energy Dispersive X−ray spectroscopy)を用いて取得したEDXマッピングにより、Inを主成分とする領域(第1の領域)と、Gaを主成分とする領域(第2の領域)とが、偏在し、混合している構造を有することが確認できる。
ここで、第1の領域は、第2の領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、第1の領域を、キャリアが流れることにより、金属酸化物としての導電性が発現する。従って、第1の領域が、金属酸化物中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度(μ)が実現できる。
一方、第2の領域は、第1の領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、第2の領域が、金属酸化物中に分布することで、リーク電流を抑制することができる。
従って、CAC−OSをトランジスタに用いる場合、第1の領域に起因する導電性と、第2の領域に起因する絶縁性とが、相補的に作用することにより、スイッチングさせる機能(On/Offさせる機能)をCAC−OSに付与することができる。つまり、CAC−OSとは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。導電性の機能と絶縁性の機能とを分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。よって、CAC−OSをトランジスタに用いることで、高いオン電流(Ion)、高い電界効果移動度(μ)、及び良好なスイッチング動作を実現することができる。
また、CAC−OSを用いたトランジスタは、信頼性が高い。従って、CAC−OSは、表示装置をはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。
酸化物半導体は、多様な構造をとり、それぞれが異なる特性を有する。本発明の一態様の酸化物半導体は、非晶質酸化物半導体、多結晶酸化物半導体、a−like OS、CAC−OS、nc−OS、CAAC−OSのうち、二種以上を有していてもよい。
<酸化物半導体を有するトランジスタ>
続いて、上記酸化物半導体をトランジスタに用いる場合について説明する。
上記酸化物半導体をトランジスタに用いることで、高い電界効果移動度のトランジスタを実現することができる。また、信頼性の高いトランジスタを実現することができる。
トランジスタには、キャリア濃度の低い酸化物半導体を用いることが好ましい。例えば、酸化物半導体のキャリア濃度は1×1017cm−3以下、好ましくは1×1015cm−3以下、さらに好ましくは1×1013cm−3以下、より好ましくは1×1011cm−3以下、さらに好ましくは1×1010cm−3未満であり、1×10−9cm−3以上である。なお、酸化物半導体膜のキャリア濃度を低くする場合においては、酸化物半導体膜中の不純物濃度を低くし、欠陥準位密度を低くすればよい。本明細書において、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低いことを高純度真性または実質的に高純度真性と言う。なお、キャリア濃度の低い酸化物半導体を、高純度真性または実質的に高純度真性な酸化物半導体と呼ぶ場合がある。
また、高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度も低くなる場合がある。
また、酸化物半導体のトラップ準位に捕獲された電荷は、消失するまでに要する時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。そのため、トラップ準位密度の高い酸化物半導体にチャネル形成領域が形成されるトランジスタは、電気特性が不安定となる場合がある。
従って、トランジスタの電気特性を安定にするためには、酸化物半導体中の不純物濃度を低減することが有効である。また、酸化物半導体中の不純物濃度を低減するためには、近接する膜中の不純物濃度も低減することが好ましい。不純物としては、水素、窒素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、鉄、ニッケル、シリコンがある。
<不純物>
ここで、酸化物半導体中における各不純物の影響について説明する。
酸化物半導体において、第14族元素の一つであるシリコンまたは炭素が含まれると、酸化物半導体において欠陥準位が形成される。このため、酸化物半導体におけるシリコンまたは炭素の濃度と、酸化物半導体との界面近傍のシリコンまたは炭素の濃度(二次イオン質量分析法(SIMS:Secondary Ion Mass Spectrometry)により得られる濃度)を、2×1018atoms/cm以下、好ましくは2×1017atoms/cm以下とする。
また、酸化物半導体にアルカリ金属またはアルカリ土類金属が含まれると、欠陥準位を形成し、キャリアを生成する場合がある。従って、アルカリ金属またはアルカリ土類金属が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、SIMSにより得られる酸化物半導体中のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、1×1018atoms/cm以下、好ましくは2×1016atoms/cm以下にする。
また、酸化物半導体において、窒素が含まれると、キャリアである電子が生じ、キャリア濃度が増加し、n型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体を半導体に用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。または、酸化物半導体において、窒素が含まれると、トラップ準位が形成される場合がある。この結果、トランジスタの電気特性が不安定となる場合がある。このため、SIMSにより得られる酸化物半導体中の窒素濃度を、5×1019atoms/cm未満、好ましくは5×1018atoms/cm以下、より好ましくは1×1018atoms/cm以下、さらに好ましくは5×1017atoms/cm以下にする。
また、酸化物半導体に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になるため、酸素欠損を形成する場合がある。該酸素欠損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金属原子と結合する酸素と結合して、キャリアである電子を生成することがある。従って、水素が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、酸化物半導体中の水素はできる限り低減されていることが好ましい。具体的には、酸化物半導体において、SIMSにより得られる水素濃度を、1×1020atoms/cm未満、好ましくは1×1019atoms/cm未満、より好ましくは5×1018atoms/cm未満、さらに好ましくは1×1018atoms/cm未満にする。
不純物が十分に低減された酸化物半導体をトランジスタのチャネル形成領域に用いることで、安定した電気特性を付与することができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
(実施の形態12)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の適用例について図41を用いて説明する。
[車両]
本発明の一態様の表示装置を、移動体、代表的には車両に実装する例について説明する。
本発明の一態様の表示装置は、ハイブリッド車(HV)、電気自動車(EV)、またはプラグインハイブリッド車(PHV)の次世代クリーンエネルギー自動車に搭載できる。また、電動トラクタのような農業機械、電動アシスト自転車を含む原動機付自転車、自動二輪車、電動車椅子、電動カート、小型または大型船舶、潜水艦、固定翼機または回転翼機の航空機、ロケット、人工衛星、宇宙探査機または惑星探査機、宇宙船のような輸送用車両に本発明の一態様の表示装置を搭載することもできる。
図41A~図41Dに、本発明の一態様の表示装置を用いた車両を示す。図41Aに示す自動車2001は、走行のための動力源として電気モータを用いる電気自動車である。または、走行のための動力源として電気モータとエンジンを適宜選択して用いることが可能なハイブリッド自動車である。表示装置1301aを車両に搭載する場合、窓ガラスに接する場所または近傍に設置し、複数ある窓ガラスのうちいずれか一箇所または複数箇所に設置する。表示装置1301aは、電気自動車に限らず、燃料を燃焼するエンジンを有する自動車にも適用することができる。
また、自動車2001は、自動車2001が有する二次電池にプラグイン方式または非接触給電方式により外部の充電設備から電力供給を受けて、充電することができる。充電に際しては、充電方法またはコネクタの規格はCHAdeMO(登録商標)またはコンボの所定の方式で適宜行えばよい。充電装置は、商用施設に設けられた充電ステーションでもよく、また家庭の電源であってもよい。例えば、プラグイン技術によって、外部からの電力供給により自動車2001に搭載された二次電池を充電することができる。充電は、ACDCコンバータのような変換装置を介して、交流電力を直流電力に変換して行うことができる。
また、図示しないが、受電装置を車両に搭載し、地上の送電装置から電力を非接触で供給して充電することもできる。この非接触給電方式の場合には、道路または外壁に送電装置を組み込むことで、停車中に限らず走行中に充電を行うこともできる。また、この非接触給電の方式を利用して、2台の車両どうしで電力の送受信を行ってもよい。さらに、車両の外装部に太陽電池を設け、停車時または走行時に二次電池の充電を行ってもよい。このような非接触での電力の供給には、電磁誘導方式または磁界共鳴方式を用いることができる。
表示装置1301aに両面射出型表示装置を用いる場合、自動車2001を充電中の停車時において充電状態、例えば満充電までの残り時間を表示することで、車外からも充電状態を確認することができる。車内への表示と車外への表示を交互に行うことができる。自動車2001の持ち主だけでなく、次に充電しようとする運転者がその表示を見て、次の順番で待機するか、他の場所に移動して充電するかを判断することができる。このような停車中の充電状態の表示であれば、フロントガラスにも表示装置1301aを設け、フロントガラス越しに両面射出型表示装置の表示を車外にいる第3者に見せることができる。また、寒冷地において、自動車2001の窓ガラスに接して表示装置1301aを設けて表示を行うと発熱するため、窓ガラスについた霜を短時間で溶かすこともできる。このような使用をする場合にはフロントガラスだけでなくリアガラス、運転席側の窓ガラスにも表示装置1301aを設置することが好ましい。
また、本発明の一態様に係る表示装置の作製方法を用いることで、ファインメタルマスクを用いることなく製造できるため、低コストで大量生産が可能である。
図41Bは、輸送用車両の一例として電気により制御するモータを有した大型の輸送車2002を示している。輸送車2002の窓ガラスに表示装置2201を搭載する例を示している。表示装置2201は、乗員に対して広告の映像表示を行うことができる。
図41Cは、一例として電気により制御するモータを有した大型の輸送車両2003を示している。輸送車両2003の窓ガラスに表示装置2202を搭載する例を示している。
図41Dは、一例として燃料を燃焼するエンジンを有した航空機2004を示している。図41Dに示す航空機2004は、離着陸用の車輪を有しているため、輸送車両の一部とも言え、窓ガラスに接して表示装置2203を有している。航空機2004の窓ガラスは構造上少なくする必要があり、表示装置2203がシースルーであるため、外の景色が見えることは有用である。
[応用例]
本発明の一態様の表示装置を、商業施設または医療施設または公共施設の窓口における情報表示に用いる例について説明する。
また、図42Aにカウンターテーブル7304に設置した表示装置7300を図示している。2人のユーザの間に表示装置7300を配置する。カウンターテーブル7304の側に座っているユーザは、表示装置7300を介して対向して立っているユーザを視認することができる。
カウンターテーブル7304の側に座っているユーザが表示装置7300を操作し、図42Bに示すように、表示装置7300の表示領域7000を移動させ、文字または映像を表示することができる。ただし、一方のユーザには正常に表示されるが、もう一方のユーザには鏡文字として表示される。また、図42Bにおける表示装置7300の断面構造の一例を図42Dに示す。
ガラス基板またはアクリル樹脂板のような透光性を有する平板20と、土台7302と、筐体7301とが固定され、筐体7301と平板20とが重ならない領域が窓となるような表示装置7300は、窓とスライド移動できる表示パネルとが重ねて配置されている。図42Dに示すように、表示パネルが可撓性を有する場合は、巻き取り軸31Aを回転させ収納スペースが小さくできる。また、可撓性を有する表示パネルを平板20ともう一枚の透光性を有する平板で挟み、その隙間で移動させる構成とすることが好ましい。また、図42Dでは、筐体7301、土台7302、平板20を有する表示装置7300として図示したが特に限定されず、窓口受付に設置されている透明な板に対して筐体7301及び表示パネル31Rを取り付けることで表示装置を構成してもよい。また、屋内での使用である場合には、遮光層を有するフィルム22R及び巻き取り軸22Aは設けなくともよい。
また、表示パネルにガラス基板のような硬い基板を用いる場合には、筐体7301を変更し、カウンターテーブルを表示装置の構成の一部とした構成とすることが好ましい。その場合、表示パネルの下端部はカウンターテーブルの上面よりも下に位置され、上に移動させることで、情報端末機7311を持っているユーザからみて表示領域7000が広くなる。また、情報端末機7311を持っているユーザからは見えないが、座っているユーザから見た場合には、カウンターテーブルの下側の表示も視認することができる。また、このことを利用して、表示領域7000をブラインド表示として座っているユーザの手元を隠すこともできる。
また、最大範囲まで表示領域7000を移動させた状態が図42Cである。表示領域7000が広くなっても向こう側のユーザの人影は認識することができる。また、図42Aの状態から図42Bの状態を経て図42Cの状態となる表示装置7300に限定されず、図42Aの状態から図42Bの状態までの表示装置7300としてもよいし、表示領域7000を常時残しておく図42Bの状態から図42Cの状態となる表示装置7300としてもよい。
また、図42A乃至図42Cにおけるユーザは、持っている情報端末機7311を用いて表示装置7300と無線通信により連携可能であることが好ましい。
図42A乃至図42Cでは2人のユーザの間にパーティションとして表示装置7300を配置する例を示しているが、さらに空間のほとんど全部をアクリル樹脂板または壁で遮断し、2人のユーザ間を仕切る構成としてもよい。医療施設においては感染を防ぐために受付窓口に表示装置7300を設けることで互いの距離を保つことができる。また、互いに口を開き言葉を交わすことなく、情報端末機7311に入力した文字情報を表示装置7300に転送し、表示領域7000に表示することで受付または診察を行うこともできる。
また、ユーザが所持するスマートフォンのような情報端末機7311と無線通信により連携可能であることはいろいろな応用ができる。例えば、表示領域7000に表示される広告の情報を、情報端末機7311の画面に表示させることができる。また、情報端末機7311を操作することで、表示領域7000の表示を切り替えることができる。
また、表示装置7300に、情報端末機7311の画面を操作手段(コントローラ)としたゲームを実行させることもできる。これにより、不特定多数のユーザが同時にゲームに参加し、楽しむことができる。
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
11:電動車両、12:操舵前輪、13:駆動後輪、14:モータ、15:トランスミッション、16:インバータ、17:二次電池、18:ハンドル、20:平板、20L:窓ガラス、20R:窓ガラス、21R:表示パネル、22A:軸、22R:フィルム、23R:ドアトリム、24R:開口部、25:ローラ、26:ローラ、27:外装体部分、28:内装体部分、29:ゴム部材、30L:窓ガラス、30R:窓ガラス、31A:軸、31R:表示パネル、100:表示装置、100A:表示装置、101:基板、102:素子形成基板、103:基板、104:隔壁、110:発光素子、110B:発光素子、110G:発光素子、110R:発光素子、110W:発光素子、111:画素電極、111B:画素電極、111f:導電膜、111G:画素電極、111R:画素電極、112:EL層、112B:EL層、112Bf:EL膜、112G:EL層、112Gf:EL膜、112R:EL層、112Rf:EL膜、112W:EL層、112Wf:EL膜、113:共通電極、114:共通層、115:電極、117:EL層、117G:EL層、117R:EL層、118:電極、120:接着層、120B:発光ユニット、120G:発光ユニット、120R:発光ユニット、121:保護層、122:開口、122B:着色層、122G:着色層、122R:着色層、123:異方性導電接続層、124:外部電極、125:発光素子、128:開口、129:開口、131:絶縁層、131f:絶縁膜、132:発光部、133:透光部、135:走査線、136:信号線、141a:犠牲層、141b:犠牲層、141c:犠牲層、142a:犠牲層、142b:犠牲層、142c:犠牲層、143:レジストマスク、143a:レジストマスク、143b:レジストマスク、143c:レジストマスク、144:犠牲層、144a:犠牲膜、144b:犠牲膜、144c:犠牲膜、145:犠牲層、145a:犠牲層、145b:犠牲層、145c:犠牲層、146:保護膜、146a:保護膜、146b:保護膜、146c:保護膜、147:保護層、147a:保護層、147b:保護層、147c:保護層、150:表示装置、151:基板、152:接着層、153:剥離層、191:外光、192:光、192G:光、192R:光、201:トランジスタ、202:トランジスタ、203:絶縁層、204:接続部、205:トランジスタ、206:ゲート電極、207:ゲート絶縁層、208:半導体層、209:トランジスタ、209a:ソース電極、209b:ドレイン電極、210:絶縁層、211:絶縁層、212:絶縁層、213:絶縁層、214:絶縁層、215:絶縁層、216:端子電極、217:トランジスタ、218:絶縁層、219:配線、221:導電層、222a:導電層、222b:導電層、223:導電層、225:絶縁層、228:領域、230:半導体層、230i:チャネル形成領域、230n:低抵抗領域、231:表示領域、231a:部位、232:駆動回路、233:駆動回路、235:光、242:トランジスタ、243:容量素子、250:表示パネル、252:トランジスタ、263:電極、266:着色層、268:オーバーコート層、280:表示パネル、281:表示部、282:回路部、283:画素回路部、283a:画素回路、284:画素部、284a:画素、285:端子部、286:配線部、290:FPC、291:基板、292:基板、300:表示パネル、318:電極、320:EL層、320a:電荷発生層、322:電極、330:発光素子、331:発光素子、400A:表示装置、400B:表示装置、400C:表示装置、411a:画素電極、411b:画素電極、411c:画素電極、413a:EL層、413b:EL層、413c:EL層、414:層、415a:光学調整層、415b:光学調整層、415c:光学調整層、416:保護層、416a:無機絶縁層、416b:有機絶縁層、416c:無機絶縁層、417:遮光層、421:絶縁層、426a:光学調整層、426b:光学調整層、426c:光学調整層、430a:発光素子、430b:発光素子、430c:発光素子、431:トランジスタ、435:ノード、437:ノード、442:接着層、443:空間、452:基板、453:基板、454:基板、455:接着層、462:表示部、464:回路、465:配線、466:導電層、472:FPC、473:IC、672:下部電極、686:EL層、686a:EL層、686b:EL層、688:上部電極、991:導電層、992:絶縁層、993:導電層、994:基板、1301a:表示装置、2001:自動車、2002:輸送車、2003:輸送車両、2004:航空機、2201:表示装置、2202:表示装置、2203:表示装置、4411:発光層、4412:発光層、4413:発光層、4420:層、4420−1:層、4420−2:層、4430:層、4430−1:層、4430−2:層、7000:表示領域、7300:表示装置、7301:筐体、7302:土台、7304:カウンターテーブル、7311:情報端末機

Claims (8)

  1.  表示パネルと、前記表示パネルを制御する第1の駆動手段とを有する表示装置であって、
     前記表示パネルは、窓ガラスを有する移動体の内部に設置され、
     前記窓ガラスと前記表示パネルとの間に遮光層を有するフィルムと、前記遮光層を有するフィルムを制御する第2の駆動手段と、を有する表示装置。
  2.  請求項1において、前記第1の駆動手段は、前記窓ガラスと前記表示パネルとの位置関係を変化させる表示装置。
  3.  請求項1または請求項2において、前記第2の駆動手段は、前記窓ガラスと前記遮光層を有するフィルムとの位置関係を変化させる表示装置。
  4.  請求項1乃至3のいずれか一において、前記遮光層を有するフィルムは、前記第2の駆動手段により巻き取られるように収納される表示装置。
  5.  請求項1乃至4のいずれか一において、前記表示パネルは、第1の基板と、第2の基板と、表示部と、封止層と、保護層と、を有する表示装置。
  6.  請求項1乃至5のいずれか一において、前記表示パネルは、前記第1の駆動手段により、巻き取られるように収納される表示装置。
  7.  請求項1乃至6のいずれか一において、前記表示パネルは、発光素子を有し、
     前記発光素子は、
     絶縁層と、
     第1の下部電極と、
     前記第1の下部電極上の第1のEL層と、
     第2の下部電極と、
     前記第2の下部電極上の第2のEL層と、
     前記第1のEL層上、前記第2のEL層上、及び前記絶縁層上の上部電極と、を有し、
     前記第1の下部電極及び前記第2の下部電極は、透光性を有し、
     前記上部電極は、透光性を有する表示装置。
  8.  請求項1乃至7のいずれか一において、前記表示パネルは、曲面を有する表示装置。
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