WO2022162489A1 - 表示装置及びその作製方法 - Google Patents

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WO2022162489A1
WO2022162489A1 PCT/IB2022/050332 IB2022050332W WO2022162489A1 WO 2022162489 A1 WO2022162489 A1 WO 2022162489A1 IB 2022050332 W IB2022050332 W IB 2022050332W WO 2022162489 A1 WO2022162489 A1 WO 2022162489A1
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山崎舜平
瀬尾哲史
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株式会社半導体エネルギー研究所
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    • H10K59/873Encapsulations
    • H10K59/8731Encapsulations multilayered coatings having a repetitive structure, e.g. having multiple organic-inorganic bilayers

Definitions

  • One embodiment of the present invention relates to a display device and a manufacturing method thereof.
  • a technical field of one embodiment of the invention disclosed in this specification and the like relates to a product, a method, or a manufacturing method.
  • one aspect of the invention relates to a process, machine, manufacture, or composition of matter.
  • Examples of more specific technical fields of one embodiment of the present invention disclosed in this specification and the like include semiconductor devices, display devices, light-emitting devices, power storage devices, and memory devices. These manufacturing methods can also be given as an example.
  • FIG. 3A of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200000 describes how a solution is dropped onto regions in which each pixel is divided by an insulator, and shows a pool of liquid immediately after dropping. Since the solvent evaporates in such a liquid pool, it is disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 that the baking process can be made unnecessary by using the coating process.
  • one embodiment of the present invention provides a structure of a display device formed by a wet method such as an inkjet method, in which liquid pools are reduced, and a manufacturing method thereof.
  • one aspect of the present invention provides a first anode, a second anode adjacent to the first anode in the X direction, and a third anode adjacent to the first anode in the Y direction.
  • a hole injection layer provided over the first to third anodes; a partition provided on the hole injection layer; a first opening of the partition and the first anode; a first light emitting layer that overlaps, a second light emitting layer positioned in the second opening of the partition and overlapping the second anode, and a third anode positioned in the third opening of the partition; a third light-emitting layer that overlaps with the light-emitting layer; and a cathode provided over the first light-emitting layer to the third light-emitting layer.
  • a first region located and extending in the X direction, and a second region located between the first anode and the second anode and extending in the Y direction; wherein the height in the first area is greater than the height in
  • Another aspect of the present invention includes a first anode, a second anode adjacent to the first anode in the X direction, a third anode adjacent to the first anode in the Y direction, and a third anode.
  • a hole-injection layer provided over one anode to a third anode; a partition provided on the hole-injection layer; a second light-emitting layer located in the second opening of the partition and overlapping the second anode; and a third light-emitting layer located in the third opening of the partition and overlapping the third anode.
  • the partition wall is positioned between the first anode and the third anode when viewed from above. , and a first region extending in the X direction, and a second region located between the first anode and the second anode and extending in the Y direction.
  • the display device wherein the height in the second region is greater than the height in the first region.
  • Another aspect of the present invention includes a first anode, a second anode adjacent to the first anode in the X direction, a third anode adjacent to the first anode in the Y direction, and a third anode.
  • a hole-injection layer provided over one anode to a third anode; a partition provided on the hole-injection layer; a second light-emitting layer located in the second opening of the partition and overlapping the second anode; and a third light-emitting layer located in the third opening of the partition and overlapping the third anode.
  • the partition wall is positioned between the first anode and the third anode when viewed from above. , and a first region extending in the X direction, and a second region located between the first anode and the second anode and extending in the Y direction.
  • the height in the first region is higher than the height in the second region, and the partition has a stacked structure in the first region.
  • Another aspect of the present invention includes a first anode, a second anode adjacent to the first anode in the X direction, a third anode adjacent to the first anode in the Y direction, and a third anode.
  • a hole-injection layer provided over one anode to a third anode; a partition provided on the hole-injection layer; a second light-emitting layer located in the second opening of the partition and overlapping the second anode; and a third light-emitting layer located in the third opening of the partition and overlapping the third anode.
  • the partition wall is positioned between the first anode and the third anode when viewed from above. , and a first region extending in the X direction, and a second region located between the first anode and the second anode and extending in the Y direction.
  • the height in region 2 is greater than the height in the first region, and the partition has a laminated structure in the second region.
  • the partition having a laminated structure preferably has a first partition containing an inorganic material and a second partition containing an organic material over the first partition.
  • a hole-transport layer is preferably provided between the hole-injection layer and the partition.
  • the hole injection layer preferably comprises molybdenum oxide.
  • each of the ends of the first to third anodes has a tapered shape.
  • Another aspect of the present invention forms a first anode, a second anode adjacent to the first anode in the X direction, and a third anode adjacent to the first anode in the Y direction.
  • a hole injection layer is formed over the first to third anodes, and a first opening overlapping the first anode and a second opening overlapping the second anode are formed on the hole injection layer , and a third opening overlapping with the third anode, the first light emitting layer located in the first opening, the second light emitting layer located in the second opening, or the third 3.
  • a method for manufacturing a display device comprising forming any one of third light-emitting layers located in three openings by an inkjet method, and forming a cathode over the first to third light-emitting layers, the method comprising: is positioned between the first anode and the third anode in top view and is positioned between the first region extending in the X direction and the first anode and the second anode, and a second region extending in the Y direction, the height of the first region being greater than the height of the second region in a cross-sectional view, and the first region moving along the first region. and a method for manufacturing a display device, in which either one of the light-emitting layer and the third light-emitting layer is formed by an inkjet method.
  • Another aspect of the present invention forms a first anode, a second anode adjacent to the first anode in the X direction, and a third anode adjacent to the first anode in the Y direction.
  • a hole injection layer is formed over the first to third anodes, and a first opening overlapping the first anode and a second opening overlapping the second anode are formed on the hole injection layer , and a third opening overlapping with the third anode, the first light emitting layer located in the first opening, the second light emitting layer located in the second opening, or the third 3.
  • a method for manufacturing a display device comprising forming any one of third light-emitting layers located in three openings by an inkjet method, and forming a cathode over the first to third light-emitting layers, the method comprising: is positioned between the first anode and the third anode in top view and is positioned between the first region extending in the X direction and the first anode and the second anode, and a second region extending in the Y direction, the height of the second region being greater than the height of the first region in a cross-sectional view, and moving along the second region while moving along the second region. and a method for manufacturing a display device, in which either one of the light-emitting layer and the third light-emitting layer is formed by an inkjet method.
  • a display device in which liquid pooling is suppressed and a manufacturing method thereof can be provided.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a pixel region of one embodiment of the present invention.
  • 2A and 2B are cross-sectional views illustrating pixel regions of one embodiment of the present invention.
  • 3A to 3C are cross-sectional views illustrating pixel regions of one embodiment of the present invention.
  • 4A to 4D are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a pixel region of one embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating a pixel region of one embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating a pixel region of one embodiment of the present invention.
  • 7A and 7B are cross-sectional views illustrating pixel regions of one embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A to 8C are cross-sectional views illustrating pixel regions of one embodiment of the present invention.
  • 9A to 9C are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a pixel region of one embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view illustrating a pixel region of one embodiment of the present invention.
  • 11A to 11D2 are cross-sectional views illustrating light-emitting elements of one embodiment of the present invention.
  • 12A to 12D are circuit diagrams illustrating pixel circuits of one embodiment of the present invention.
  • 13A to 13D are circuit diagrams illustrating pixel circuits of one embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a method for driving a pixel circuit of one embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a perspective view showing an example of a display device. 16A and 16B are cross-sectional views showing examples of display devices.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 18A is a cross-sectional view showing an example of a display device;
  • FIG. 18B is a cross-sectional view showing an example of a transistor;
  • 19A and 19B are cross-sectional views showing examples of display devices.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 21A is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • 23A to 23D are diagrams illustrating examples of electronic devices.
  • 24A to 24F are diagrams illustrating examples of electronic devices.
  • 25A to 25F are diagrams illustrating examples of electronic devices.
  • the terms “source” and “drain” of a transistor are interchanged depending on the polarity of the transistor and the level of the potential applied to each terminal.
  • a terminal to which a low potential is applied is called a source
  • a terminal to which a high potential is applied is called a drain
  • a terminal to which a high potential is applied is called a source.
  • the connection relationship between transistors is sometimes described on the assumption that the source and the drain are fixed for convenience. replaced.
  • a source of a transistor means a source region which is part of a semiconductor film functioning as an active layer, or a source electrode connected to the semiconductor film.
  • the drain of a transistor means a drain region that is part of the semiconductor film or a drain electrode connected to the semiconductor film.
  • a gate means a gate electrode.
  • a state in which transistors are connected in series means, for example, a state in which only one of the source and drain of a first transistor is connected to only one of the source and drain of a second transistor.
  • a state in which transistors are connected in parallel means that one of the source and drain of the first transistor is connected to one of the source and drain of the second transistor, and the other of the source and drain of the first transistor is connected to It means the state of being connected to the other of the source and the drain of the second transistor.
  • connection means electrical connection, and corresponds to a state in which current, voltage, or potential can be supplied or transmitted. Therefore, the state of being connected does not necessarily refer to the state of being directly connected, but rather the state of wiring, resistors, diodes, transistors, etc., so that current, voltage or potential can be supplied or transmitted.
  • a state of being indirectly connected via a circuit element is also included in this category.
  • connection includes such cases in which one conductive layer has the functions of a plurality of constituent elements.
  • a first electrode and a second electrode of a transistor may be used for description, but when one of the first electrode and the second electrode is a source electrode, the other is a drain electrode. .
  • a light-emitting element has a structure in which a layer containing an organic compound (referred to as an organic compound layer) is interposed between a pair of electrodes.
  • One of the pair of electrodes is an anode
  • the other of the pair of electrodes is a cathode
  • the organic compound layer is a functional layer
  • one of the functional layers is a light-emitting layer.
  • a structure in which functional layers form a laminate and at least a light-emitting layer is sometimes referred to as a light-emitting unit.
  • a light-emitting element is sometimes referred to as a light-emitting device.
  • a light-emitting device that does not use a metal mask or a fine metal mask (FMM) may be referred to as a light-emitting device having a metal maskless (MML) structure.
  • MML metal maskless
  • a structure in which light-emitting layers are separately painted in light-emitting elements of each color is sometimes referred to as an SBS (side-by-side) structure.
  • a light-emitting element capable of emitting white light is sometimes referred to as a white light-emitting element.
  • a white light-emitting element can be combined with a colored layer (for example, a color filter) to form a full-color display device.
  • a light-emitting element can be roughly classified into a single structure and a tandem structure.
  • a single structure has one light-emitting unit between a pair of electrodes, and the light-emitting unit has one or more light-emitting layers.
  • the single structure in order to obtain white light emission, it is sufficient to select two or more light emitting layers such that the light emitted from each of the light emitting layers has a complementary color relationship. For example, by setting the emission color of the first light-emitting layer and the emission color of the second light-emitting layer to have a complementary color relationship, it is possible to obtain a configuration in which the entire light-emitting element emits white light. The same applies to a light-emitting element having three or more light-emitting layers.
  • a tandem structure has two or more light-emitting units between a pair of electrodes, and each light-emitting unit has one or more light-emitting layers.
  • the light from the light emitting layers of two or more light emitting units may be combined to obtain white light emission.
  • the structure for obtaining white light emission is the same as the structure of the single structure.
  • the white light emitting element when comparing the white light emitting element (single structure and tandem structure) and the light emitting element having the SBS structure, the light emitting element having the SBS structure can consume less power than the white light emitting element. If it is desired to keep power consumption low, it is preferable to use a light-emitting element having an SBS structure.
  • the white light emitting element is preferable because the manufacturing process is simpler than that of the SBS structure light emitting element, so that the manufacturing cost can be reduced or the manufacturing yield can be increased.
  • a display device which is one embodiment of the present invention will be described.
  • a display device includes a light-emitting element, which includes a hole-injection layer containing a hole-injection material, a hole-transport layer containing a hole-transport material, a light-emitting layer containing a light-emitting material, and an electron-transport material. or an electron injection layer containing an electron injection material.
  • any of the layers described above can be made by a wet method. In this embodiment mode, the case where the light-emitting layer is mainly manufactured by a wet method is described.
  • the wet method is a method of dissolving or dispersing a material having a predetermined function in a solvent, liquefying the material to obtain a liquid composition, and applying the liquid composition. After application, it is solidified or made into a thin film through a drying or curing process.
  • a liquid composition may be referred to as a solution.
  • Wet methods typically include a spin coating method, an inkjet method, a casting method, a printing method, a dispensing method, a spray method, and the like.
  • the display device which is one embodiment of the present invention also has features such as the height of the partition. Further, as a display device according to one embodiment of the present invention, Structural Example 1 in which a hole-injecting layer is positioned below partition walls and Structural Example 2 in which a hole-injecting layer and a hole-transporting layer are positioned below partition walls will be described. .
  • ⁇ Configuration example 1> 1 shows an example of a perspective view of a display device
  • FIGS. 2A to 3C show examples of cross-sectional views of a display device
  • FIG. 4 shows an example of manufacturing a light-emitting layer
  • FIG. 5 shows an example of a perspective view of a display device different from that of FIG.
  • the display device has a pixel region 100 in which light emitting elements are provided, and also has a driver circuit region and the like.
  • the pixel region 100 has a plurality of pixels, and each pixel has a plurality of sub-pixels.
  • a pixel is the minimum unit capable of full-color display, and when full-color display is achieved with red, green, and blue, one of a plurality of sub-pixels in a top view (sometimes referred to as a plan view) is a red light-emitting element.
  • One may correspond to a light emitting region, another may correspond to a light emitting region of a green light emitting device, and another may correspond to a light emitting region of a blue light emitting device.
  • each sub-pixel also has a transistor electrically connected to each light emitting element, and the transistor can be used to control the light emitting element.
  • a display device having such a structure is called an active matrix display device, and Structural Example 1 or the like which is one embodiment of the present invention can be applied to the display device.
  • Structural Example 1 and the like which are one embodiment of the present invention can also be applied to a passive matrix display device.
  • the X direction and the Y direction intersecting with the X direction may be used as shown in FIG.
  • the X direction is the direction along the wiring to which the gate signal is supplied
  • the Y direction is the direction along the wiring to which the source signal is supplied.
  • the partition 110 includes a first region 110x and a second region 110y, and the partition 110 is characterized in that the top surface of the second region 110y is higher than the top surface of the first region 110x.
  • the light-emitting layer 115 includes a light-emitting layer 115r, a light-emitting layer 115g, and a light-emitting layer 115b. It can correspond to a light-emitting layer included in a light-emitting element.
  • An insulating film 101 is provided on the above-described transistor as shown in FIG.
  • the insulating film serves as a formation surface for an anode or the like to be formed later. Therefore, the insulating film 101 is preferably formed using an organic material so that the formation surface thereof is flat. Further, the insulating film 101 is preferably formed using an inorganic material so that it functions as a protective film to prevent impurities from entering the transistor.
  • a first insulating film containing at least an inorganic material and a second insulating film containing an organic material positioned on the first insulating film are required. It is preferable to have a laminated structure having
  • the insulating film 101 is preferably formed using an organic resin such as a polyimide resin, a polyamide resin, an acrylic resin, a siloxane resin, a silicone resin, an epoxy resin, or a phenol resin as an organic material.
  • an organic resin such as a polyimide resin, a polyamide resin, an acrylic resin, a siloxane resin, a silicone resin, an epoxy resin, or a phenol resin
  • an impurity element such as lanthanum (La), nitrogen, or zirconium (Zr) to the above material may be used.
  • One or more inorganic materials selected from aluminum oxide, magnesium oxide, silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, gallium oxide, germanium oxide, yttrium oxide, zirconium oxide, lanthanum oxide, neodymium oxide, hafnium oxide, and tantalum oxide. It is preferable to form an insulating film 101 including Note that a material obtained by adding an impurity element such as lanthanum (La), nitrogen, or zirconium (Zr) to the above material may be used.
  • an impurity element such as lanthanum (La), nitrogen, or zirconium (Zr)
  • An anode 102 is formed on the insulating film 101 .
  • the anode 102 is electrically connected to the transistor through a contact hole or the like provided in the insulating film 101 .
  • a contact hole is an opening formed in an insulating film, and a wiring layer positioned below the insulating film (referred to as a lower wiring layer) is connected to a wiring layer positioned above the insulating film (referred to as an upper wiring layer).
  • a contact hole is an opening formed in an insulating film, and a wiring layer positioned below the insulating film (referred to as a lower wiring layer) is connected to a wiring layer positioned above the insulating film (referred to as an upper wiring layer).
  • the lower wiring layer has a region exposed through the opening
  • the upper wiring layer has a region located inside the opening in cross-sectional view.
  • Anode 102 is supplied with a signal, eg, a predetermined potential, by the transistor. Therefore, the anode 102 is processed so as to be independent for each sub-pixel. Processing to become independent is sometimes described as division. Also, the processing may be referred to as patterning. Furthermore, the anode 102 electrically connected to the transistor is sometimes referred to as a pixel electrode.
  • the anode 102 is an ITO film (a film containing indium, tin, and oxygen, referred to as an indium tin oxide film), an indium tin oxide film containing silicon, an indium oxide film containing 2 to 20 wt% zinc oxide. , or has a titanium nitride film.
  • the anode 102 has a single layer film such as a chromium film, a tungsten film, a Zn film, an Al film, an Ag film, or a Pt film.
  • the anode 102 can have a laminated structure, for example, a laminated structure of a titanium nitride film and a film containing aluminum as its main component, or a three-layer laminated structure of a titanium nitride film, a film containing aluminum as its main component, and a titanium nitride film. etc. can be used.
  • the laminated structure has the effect of being able to reduce the resistance of the wiring while functioning as an anode, and of being able to make good ohmic contact with other layers.
  • the thickness of the entire anode 102 is preferably 100 nm or more and 250 nm or less.
  • the anode 102 has a transparent electrode with translucency.
  • the transparent electrode is made of a light-transmitting material, or thinned when a non-light-transmitting material is used.
  • the light transmittance of the transparent electrode is set to 40% or more. That is, for the anode 102, it is preferable to use a transparent electrode having a transmittance of 40% or more for visible light (light having a wavelength of 400 nm or more and less than 750 nm).
  • FIG. 1 shows a rectangular shape, and the short sides of the rectangular shape are arranged along the X direction and the long sides of the rectangular shape are arranged along the Y direction.
  • FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views of the pixel region 100 shown in FIG. 1 taken along the dashed-dotted line AB.
  • the cross-sectional shape of the anode 102 is not limited, FIGS. 2A and 2B show the case where the end of the anode 102 has a tapered shape.
  • 3A to 3C are cross-sectional views of the pixel region 100 shown in FIG. 1 taken along the dashed-dotted line CD.
  • the ends of the anode 102 also have a tapered shape in FIGS. 3A to 3C.
  • 2A to 3C show the tapered shape of the end portion of the anode 102, the top side is shorter than the bottom side, but in addition to this, a reverse tapered shape in which the bottom side is shorter than the top side may be applied.
  • the ends of the anode 102 may not have a tapered shape, but may have a steep shape in which the upper side and the lower side are approximately the same (a shape in which the ends are vertical or a shape in which the ends are substantially vertical in a cross-sectional view). .
  • the tapered shape includes a region where the anode 102 is gradually thinned. Due to the tapered shape, cutting of the thin film formed on the anode 102 can be suppressed.
  • the anode having the thinned region may have a gradual increase in resistance. That is, the anode 102 includes a region of high resistance corresponding to the tapered shape.
  • the anode having the high-resistance region can also be considered to be a region to which a signal supplied from the transistor, specifically, a voltage is difficult to be applied.
  • a hole injection layer 104 is formed on the anode 102, as shown in FIGS. 1-3C. Since the hole injection layer 104 is formed on the anode 102, it is difficult to cut, which is preferable.
  • the hole injection layer 104 is formed over the entire pixel region 100 instead of dividing each sub-pixel like the anode 102 . That is, the hole injection layer 104 is formed over a plurality of anodes and can be shared by each sub-pixel. A layer that can be shared by each sub-pixel is referred to as a common layer.
  • the hole injection layer 104 can be formed by a wet method or a vapor deposition method. By using the hole injection layer 104 as a common layer, a step of separately painting each sub-pixel is unnecessary.
  • the hole injection layer 104 has a region that overlaps the tapered region of the anode 102 . As described above, since the tapered region of the anode 102 has high resistance, holes are difficult to be injected from the anode 102 into the hole-injection layer 104, or holes are not injected into the hole-injection layer 104 in the portion overlapping with the high-resistance region. . When the hole-injection layer 104 has the above portion, crosstalk between adjacent light-emitting elements can be suppressed. Crosstalk means that a signal from a transistor of an adjacent subpixel is transmitted to a non-driven subpixel. Suppression of crosstalk is particularly desired when adjacent light emitting elements have different colors.
  • the hole injection layer 104 is formed on the anode 102 having the reverse tapered shape and steep shape, the hole injection layer 104 is cut, so the crosstalk is suppressed.
  • the effect of the configuration in which the hole injection layer 104 and the like are provided along the anode 102 in this manner is to suppress crosstalk.
  • a hole transport layer may be provided on the hole injection layer 104 .
  • Partition 110> since the light-emitting layer is separately coated by a wet method such as an inkjet method, a section for dripping a solution is required.
  • the compartments can be provided by insulation, and such insulation is sometimes referred to as a bulkhead, embankment, or bank.
  • a barrier rib 110 is formed on the hole injection layer 104, and the barrier rib 110 is used to define sub-pixels, ie, light emitting regions.
  • the partition walls 110 that partition the sub-pixels have a lattice shape when the pixel region 100 is viewed from above.
  • the partition 110 has openings 112 corresponding to the sub-pixels, that is, the light-emitting regions in cross-sectional views of the pixel region 100 as shown in FIGS. 2A to 3C.
  • the hole-injection layer 104 is exposed from the opening 112 when viewed from above, and a solution containing a starting material such as the light-emitting layer 115r can be dropped so as to overlap at least the exposed hole-injection layer 104 .
  • the solution X containing the starting material for the hole transport layer may be dropped before dropping the solution containing the starting material for the light-emitting layer 115r. After the solution X is added dropwise, the solvent is removed from the solution X through a baking step or the like, and further cured to obtain the hole transport layer.
  • FIG. 2A the upper end of the second region 110y has a corner portion
  • FIG. 2B the upper end of the second region 110y has a rounded portion
  • FIG. 3A the upper end of the first region 110x has a corner portion
  • FIG. 3B the upper end of the first region 110x has a rounded portion
  • FIG. 3C has a configuration in which the upper end of the first region 110x has a rounded portion, and the light emitting layer 115r is also provided on the upper surface of the first region 110x.
  • the light-emitting material included in the light-emitting layer 115r that is, the light-emitting material included in the starting material will be described later.
  • the ends of the partition walls 110 may have a tapered shape.
  • the lower end of partition 110 can be longer than the upper end to provide a tapered shape.
  • the partition 110 may have a reverse tapered shape with a lower end shorter than an upper end. Since the end portion of the partition wall 110 has a tapered shape, the solution from the inkjet device is dripped into the section of the target light emitting element, so that it is difficult for adjacent light emitting elements of different colors to mix.
  • the tapered shape includes a shape in which the partition wall 110 has a region where the thickness is gradually reduced.
  • the thin film formed on the tapered partition wall 110 can be prevented from being cut or the like.
  • the ends of the partition walls 110 have a tapered shape in which the upper side is shorter than the lower side. You can also Of course, the ends of the partition walls 110 may not have a tapered shape, but may have a steep shape in which the upper side and the lower side are approximately the same (a shape in which the ends are vertical or a shape in which the ends are approximately vertical in a cross-sectional view). .
  • the partition 110 has a single-layer structure or laminated structure of an inorganic material, a single-layer structure or laminated structure of an organic material, or a laminated structure of an inorganic material and an organic material.
  • the laminated structure of the inorganic material and the organic material one of the inorganic material and the organic material is positioned in the lower layer, and the other is positioned in the upper layer.
  • the partition walls 110 may be formed. Note that a material obtained by adding an impurity element such as lanthanum (La), nitrogen, or zirconium (Zr) to the above material may be used.
  • the barrier ribs 110 made of an inorganic material may have corners at the top as shown in FIGS. 2A and 3A.
  • the partition 110 is preferably formed using an organic resin such as a polyimide resin, a polyamide resin, an acrylic resin, a siloxane resin, a silicone resin, an epoxy resin, or a phenol resin as an organic material.
  • an organic resin such as a polyimide resin, a polyamide resin, an acrylic resin, a siloxane resin, a silicone resin, an epoxy resin, or a phenol resin
  • a material obtained by adding an impurity element such as lanthanum (La), nitrogen, or zirconium (Zr) to the above material may be used.
  • the barrier rib 110 made of an organic material has a round portion at the top as shown in FIGS. 2B, 3B and 3C. Having a rounded portion may be described as having a curved top edge or having a rounded top edge.
  • the partition 110 also has a rounded lower end. Although not shown, if a negative photosensitive resin or a positive photosensitive resin is used as the organic material, the upper and lower ends of the partition walls 110 can be rounded.
  • the partition 110 has a first region 110x extending along the X direction and a second region 110y extending along the Y direction. In a cross-sectional view of the pixel region 100, the first region 110x and the second region 110y have different heights.
  • FIGS. 1 to 3C show the case where the top surface of the barrier rib 110 is higher in the second region 110y than in the first region 110x. Since the positions of the uppermost surfaces of the partition walls 110 are compared in this embodiment mode, either the film thickness of the first region 110x or the film thickness of the second region 110y may be larger. Further, as shown in FIG. 1, the highest point of the top surface of the partition 110 is the intersection of the first region 110x and the second region 110y.
  • FIG. 4 shows how the solution is separately applied to the light-emitting layer by an ink jet method, but it is preferable because the nozzles 119r, 119g, and 119b of the ink jet device can be moved along the second region 110y where the uppermost surface is high.
  • FIG. 4 shows nozzles 119r, 119g, and 119b, and explains how solutions containing starting materials for different light-emitting layers are dropped from each nozzle. good.
  • light emitting elements of the same color can be formed along the second region 110y, and mass productivity is considered to be high.
  • FIG. 4 shows the septum 110 corresponding to FIG. 2A with a rounded top and tapered ends, whereas the septum 110 shown in FIG. 2B has a rounded top and edges.
  • the portion may have a tapered shape, or may have another shape.
  • the ink jet device it is preferable to move the ink jet device along the partition wall 110 in the region where the uppermost surface is high. That is, the top surface of the first region 110x of the partition may be higher than the top surface of the second region 110y of the partition, and the inkjet device may be moved along the first region 110x.
  • the second regions 110y are located between different colored light emitting elements. That is, the second region 110y is arranged between sub-pixels in which light emitting elements of different colors are formed.
  • the second region 110y arranged in this way can also provide an effect that the solution discharged from the nozzles does not mix between sub-pixels.
  • the solution begins to dry the moment it is dropped and aggregates, making it difficult to control the aggregation.
  • the first region 110x be arranged for each sub-pixel. That is, in order to prevent the color mixture, it is preferable to arrange the first region 110x in addition to the second region 110y, so that the solution discharged from the nozzle can stay in the target light emitting region.
  • ⁇ Method 1 for Manufacturing First Region 110x and Second Region 110y A method for manufacturing the first region 110x and the second region 110y shown in FIG. 1 will be described. First, only the second region 110y is formed in a strip shape. A material for the partition 110 can be selected to form the second region 110y. For example, photosensitive polyimide will be used. A polyimide precursor is applied to the entire pixel region 100 and dried. Using a photoresist or the like, a mask is arranged so as to overlap with a region that is desired to be the second region 110y. Alternatively, the mask is arranged so as to overlap with areas other than the second area 110y. When exposure and development are performed using the mask, polyimide is arranged corresponding to the second region 110y. After that, imidation is performed as necessary. The second region 110y can be obtained in this way.
  • the first region 110x is formed in a strip shape. Specifically, the first region 110x can be obtained through the same steps as those for the second region 110y.
  • both the second region 110y and the first region 110x are formed in a strip shape, the arrangement of the mask is facilitated.
  • the amount of the precursor is increased when forming the second region 110y compared to when forming the first region 110x in a band shape.
  • the second region 110y preferably has a height of 1.5 to 3 times the height of the first region 110x.
  • both polyimides are laminated
  • the partition 110 can have a layered structure such as a lower partition containing an inorganic material and an upper partition containing an organic material.
  • a layered structure such as a lower partition containing an inorganic material and an upper partition containing an organic material.
  • an inorganic material for the lower partition is first formed over the entire pixel region 100, and an organic material for the upper partition is formed thereon.
  • This laminated structure is applied to the second region 110y.
  • only the inorganic material or only the organic material is applied to the first region 110x.
  • a first region 110x and a second region 110y can also be obtained in this way.
  • the upper partition can be used as a mask for processing the lower partition. Therefore, in a cross-sectional view, the end of the upper partition and the end of the lower partition can be matched or substantially matched. Alternatively, the edge of the upper partition can be located inside the edge of the lower partition having the inorganic material.
  • the edge of the upper partition can be located outside the edge of the lower partition having the inorganic material.
  • light emitting layers 115r, 115g, and 115b are separately formed on the hole injection layer 104 as shown in FIGS.
  • the colored structure corresponds to the SBS structure light emitting element.
  • the luminescent colors of the luminescent layers 115r, 115g, and 115b correspond to red, green, and blue, which are representative of full-color display.
  • the light emitting layer 115r may be formed over the first region 110x.
  • the light-emitting layer 115r is likely to be formed over the first region 110x, for example, when the solution is continuously discharged from the nozzle. The same applies to the light-emitting layer 115g and the light-emitting layer 115b.
  • the wet method includes a spin coating method, an inkjet method, a casting method, a printing method, a dispensing method, a spray method, and the like.
  • productivity can be improved.
  • a configuration in which at least the light-emitting layer is formed by a wet method is highly flexible and suitable.
  • Solvents for solutions used in the wet method include, for example, chlorine-based solvents such as dichloroethane, trichloroethane, chlorobenzene, and dichlorobenzene; ether-based solvents such as tetrahydrofuran, dioxane, anisole, and methylanisole; toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, and hexyl.
  • chlorine-based solvents such as dichloroethane, trichloroethane, chlorobenzene, and dichlorobenzene
  • ether-based solvents such as tetrahydrofuran, dioxane, anisole, and methylanisole
  • toluene xylene, mesitylene, ethylbenzene, and hexyl.
  • Aromatic hydrocarbon solvents such as benzene and cyclohexylbenzene, aliphatic hydrocarbon solvents such as cyclohexane, methylcyclohexane, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, dodecane, and bicyclohexyl, acetone, methyl ethyl ketone, benzophenone, and acetophenone Ketone solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, ethyl cellosolve acetate, methyl benzoate, ester solvents such as phenyl acetate, polyhydric alcohol solvents such as ethylene glycol, glycerin, hexanediol, isopropyl alcohol, cyclohexanol, etc. Examples include alcohol solvents, sulfoxide solvents such as dimethylsulfoxide, and amide solvents such as
  • a starting material for a light-emitting layer formed by an inkjet method preferably includes a polymer material (also referred to as a polymer-based light-emitting organic material). That is, in order to obtain a solution to be dropped by an inkjet method, it is preferable to use a polymer material that is easily mixed with the above solvent.
  • a polymer material also referred to as a polymer-based light-emitting organic material
  • the inkjet device has nozzles 119r, 119g and 119b.
  • the nozzle 119 includes nozzles 119r, 119g, and 119b, and the opening diameter (also referred to as nozzle diameter) through which the solution is discharged from the opening provided in the nozzle 119 has a diameter of several ⁇ m or more and several tens of ⁇ m or less.
  • a part having nozzles is sometimes called a head.
  • the head is provided with a solution ejection control unit, and has, for example, a piezoelectric element (piezo element).
  • a pressure element can change the volume of an ink tank connected to the nozzle to drop the solution.
  • the amount of one droplet is often several pl or more and several tens of pl or less depending on the nozzle diameter. 1 pl of the solution can be considered as the amount to form a cube with a side of about 10 ⁇ m.
  • the solution may be intermittently dripped from nozzles 119r, 119g, and 119b.
  • the solution may be described as a droplet.
  • the solution may be linearly and continuously dropped from the nozzles 119r, 119g, and 119b. In both cases of intermittent dropping and continuous dropping, the solution may be applied onto the partition wall 110 .
  • FIGS. 2A to 3C show a first puddle 118r, a second puddle 118g, and a third puddle 118b corresponding to the light-emitting layer 115r, the light-emitting layer 115g, and the light-emitting layer 115b, respectively.
  • Each puddle can be seen in the area circled by the dotted line.
  • Liquid puddles are caused by a drying process in a normal pressure atmosphere or a reduced pressure atmosphere, which is performed to remove the solvent from the solution discharged by the wet method.
  • a liquid pool occurs due to a phenomenon in which the solute gathers outside with the driving force of the surface tension of the solution.
  • the liquid puddle can be said to be a portion where the light-emitting layer is thicker than the central portion in the inner periphery of the partition wall 110 (for example, the region indicated by the dotted lines in FIGS. 2A to 3B).
  • Current is concentrated in the center of the light emitting area due to the liquid pool, and the current density becomes non-uniform, so the smaller the liquid pool, the better.
  • the partition 110 is formed over the hole-injection layer 104, there is no liquid pool in the hole-injection layer 104 even when the hole-injection layer 104 is formed by a wet method.
  • a minute liquid pool corresponding to the light-emitting layer formed by a wet method is formed.
  • a display device having a high-definition pixel region 100 with a small liquid pool can be provided.
  • FIG. 5 shows a partition 110 that differs from the pixel region 100 shown in FIG. 1 in that the first region 110x is higher than the second region 110y.
  • the second region 110y has a height such that the solution can be dripped onto the light-emitting layer area of the same color and color mixing can be prevented, and the first region 110x is higher.
  • the first region 110x sufficiently separates the light-emitting layers of the same color from each other. Therefore, crosstalk between adjacent light emitting elements can be prevented in the same color light emitting layers.
  • a hole-transport layer may be provided between the hole-injection layer 104 and the light-emitting layer 115 .
  • an electron-transporting layer, an electron-injecting layer, and a cathode are provided to complete the light-emitting element.
  • An electron transport layer, an electron injection layer, and a cathode can be formed over the pixel area 100 . That is, the electron transport layer, the electron injection layer, or the cathode shared by each pixel is a common layer.
  • the electron transport layer, electron injection layer, and cathode can be formed by a wet method or a vapor deposition method. When forming a common layer, it is preferable to use a spin coating method as a wet method.
  • FIG. 6 shows an example of a perspective view of a display device
  • FIGS. 7A to 8C show examples of cross-sectional views of a display device
  • FIG. 9 shows an example of manufacturing a light-emitting layer
  • FIG. 10 shows an example of a perspective view of a display device different from that of FIG.
  • the display device has a pixel area 100 and other areas such as a driver circuit area. Insulating film 101, anode 102, hole injection layer 104, hole transport layer 105, partition wall 110, light emitting layer 115 and the like are shown in pixel region 100 of FIG.
  • the partition 110 includes a first region 110x and a second region 110y, and the partition 110 is characterized in that the top surface of the second region 110y is higher than the top surface of the first region 110x.
  • the light-emitting layer 115 includes a light-emitting layer 115r, a light-emitting layer 115g, and a light-emitting layer 115b. It can correspond to a light-emitting layer included in a light-emitting element.
  • the configuration of the pixel region 100 has portions that are similar to configuration example 1, and the description is omitted in the case of similarity.
  • ⁇ Insulating film 101> An insulating film 101 is provided on the above-described transistor as shown in FIG.
  • the insulating film can have the same structure as ⁇ insulating film 101> of structural example 1, and the structure and the like are as described in ⁇ insulating film 101> of structural example 1.
  • FIG. Therefore, in Structural Example 2, detailed description of the insulating film 101 is omitted.
  • An anode 102 is provided on the insulating film 101 .
  • the anode can have the same configuration as ⁇ anode 102> of configuration example 1, and the configuration and the like are as described in ⁇ anode 102> of configuration example 1. Therefore, in Configuration Example 2, detailed description of the anode 102 is omitted.
  • FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views of the pixel region 100 shown in FIG. 6 taken along the dashed-dotted line AB.
  • the cross-sectional shape of the anode 102 is not limited, FIGS. 7A and 7B show the case where the end of the anode 102 has a tapered shape.
  • 8A to 8C are cross-sectional views of the pixel region 100 shown in FIG. 6 taken along the dashed-dotted line CD. 8A to 8C, the end of the anode 102 also has a tapered shape.
  • 7A to 8C show the tapered shape of the end portion of the anode 102, the top side is shorter than the bottom side, but a reverse tapered shape in which the bottom side is shorter than the top side may be applied.
  • the ends of the anode 102 may not have a tapered shape, but may have a steep shape in which the upper side and the lower side are approximately the same (a shape in which the ends are vertical or a shape in which the ends are substantially vertical in a cross-sectional view). .
  • the anode having the thinned region may have a gradual increase in resistance. That is, the anode 102 includes a region of high resistance corresponding to the tapered shape.
  • the anode having the high-resistance region can also be considered to be a region to which a signal supplied from the transistor, specifically, a voltage is difficult to be applied.
  • ⁇ Hole injection layer 104> A hole injection layer 104 is formed on the anode 102, as shown in FIGS. 6-8C.
  • the hole injection layer can have the same structure as ⁇ hole injection layer 104> of Structural Example 1, and the structure and the like are as described in ⁇ Hole Injection Layer 104> of Structural Example 1. Therefore, in Structural Example 2, detailed description of the hole injection layer 104 is omitted.
  • the hole transport layer 105 is formed on the hole injection layer 104 .
  • the hole-transporting layer 105 is formed over the entire pixel region 100 without dividing it into individual pixels like the anode 102 . That is, the hole transport layer 105 is formed over a plurality of anodes and can be shared by each pixel. Again, a layer that can be shared by each sub-pixel is referred to as a common layer.
  • the hole-transporting layer 105 can be formed by a wet method or a vapor deposition method. By using the hole-transporting layer 105 as a common layer, a step of separately painting each sub-pixel is unnecessary.
  • Hole transport layer 105 has a region that overlaps the tapered region of anode 102 . As described above, since the tapered region of the anode 102 has high resistance, the hole-transport layer 105 does not easily transport holes or cannot transport holes in the portion overlapping with the high-resistance region. When the hole-transport layer 105 has the above region, crosstalk between adjacent light-emitting elements of different colors can be suppressed.
  • holes are less likely to be injected from the anode 102 into the hole-injecting layer 104 or holes are not injected into the hole-injecting layer 104 in the portion overlapping with the high-resistance region.
  • the hole transport layer 105 is formed on the anode 102 having the reverse tapered shape and steep shape, the crosstalk is suppressed by cutting the hole transport layer 105 .
  • the effect of the configuration in which the hole transport layer 105 and the like are provided along the anode 102 in this manner is suppression of crosstalk.
  • Partition 110> since the light-emitting layer is separately coated by a wet method such as an inkjet method, a section for dripping a solution is required.
  • the compartments can be provided by insulation, and such insulation is sometimes referred to as a bulkhead, embankment, or bank.
  • a barrier rib 110 is formed on the hole transport layer 105, and the barrier rib 110 is used to define sub-pixels, ie, light emitting regions.
  • the partition 110 can have the same configuration as ⁇ partition 110> of configuration example 1, and the configuration and the like are as described in ⁇ partition 110> of configuration example 1. FIG. Therefore, in Configuration Example 2, detailed description of the partition 110 is omitted.
  • the partition 110 has a first region 110x extending along the X direction and a second region 110y extending along the Y direction. In a cross-sectional view of the pixel region 100, the first region 110x and the second region 110y have different heights.
  • FIG. 6 to 8C show the case where the top surface of the barrier rib 110 is higher in the second region 110y than in the first region 110x. Since the positions of the uppermost surfaces of the partition walls 110 are compared in this embodiment mode, either the film thickness of the first region 110x or the film thickness of the second region 110y may be larger. Further, as shown in FIG. 6, the highest point of the top surface of the partition wall 110 is the intersection of the first region 110x and the second region 110y.
  • FIG. 9 shows how the solution is separately applied to the light-emitting layer by an ink jet method, and it is preferable because the nozzles 119r, 119g, and 119b of the ink jet device can be moved along the second region 110y where the uppermost surface is high.
  • FIG. 9 shows nozzles 119r, 119g, and 119b, and explains how solutions containing starting materials for different light-emitting layers are dropped from the respective nozzles. good too. In this case, light emitting elements of the same color can be formed along the second region 110y, and mass productivity is considered to be high.
  • FIG. 9 shows a partition 110 with a rounded upper end and tapered ends corresponding to FIG. 7A, whereas the partition 110 shown in FIG.
  • the portion may have a tapered shape or may have other shapes.
  • the inkjet device can be moved along the partition wall 110 in the region where the top surface is high.
  • the ink jet device it is preferable to move the ink jet device along the partition wall 110 in the region where the uppermost surface is high. That is, the top surface of the first region 110x of the partition may be higher than the top surface of the second region 110y of the partition, and the inkjet device may be moved along the first region 110x.
  • the second region 110y is located between different colored light emitting elements. That is, the second region 110y is arranged between sub-pixels corresponding to light-emitting elements of different colors.
  • the second region 110y arranged in this way can also provide an effect that the solution discharged from the nozzles does not mix between sub-pixels.
  • the solution begins to dry the moment it is dropped and aggregates, making it difficult to control the aggregation.
  • the first region 110x be arranged for each sub-pixel. That is, in order to prevent the color mixture, it is preferable to arrange the first region 110x in addition to the second region 110y, so that the solution discharged from the nozzle can stay in the target light emitting region.
  • light emitting layers 115r, 115g, and 115b are separately formed on the hole transport layer 105 as shown in FIGS.
  • the colored structure corresponds to the SBS structure light emitting element.
  • the luminescent colors of the luminescent layers 115r, 115g, and 115b correspond to red, green, and blue, which are representative of full-color display.
  • the light-emitting layers 115r, 115g, and 115b are formed by a wet method.
  • a wet method or the like a method or a structure similar to the specific method and materials described in ⁇ Light-emitting layers 115r, 115g, and 115b> of Structural Example 1 can be used.
  • the light emitting layer 115r may be formed over the first region 110x.
  • the light-emitting layer 115r is likely to be formed over the first region 110x, for example, when the solution is continuously discharged from the nozzle. The same applies to the light-emitting layer 115g and the light-emitting layer 115b.
  • the inkjet device has nozzles 119r, 119g and 119b.
  • the inkjet device and the like can have the same configuration as the configuration described in Configuration Example 1 ⁇ Inkjet Device>, and is as described in Configuration Example 1 ⁇ Inkjet Device>. A detailed description of ⁇ inkjet device> will be omitted.
  • liquid pools occur near the partition wall 110 as shown in FIGS. 7A to 8C.
  • 7A to 8C show the first liquid pool 118r, the second liquid pool 118g, and the third liquid pool 118b corresponding to the light emitting layer 115r, the light emitting layer 115g, and the light emitting layer 115b, respectively.
  • Liquid puddles are caused by a drying process in a normal pressure atmosphere or a reduced pressure atmosphere, which is performed to remove the solvent from the solution discharged by the wet method.
  • a liquid pool occurs due to a phenomenon in which the solute gathers outside with the driving force of the surface tension of the solution.
  • the liquid pool can be said to be a portion where the light-emitting layer is thicker than the central portion in the inner periphery of the partition wall 110 (for example, the region indicated by the dotted lines in FIGS. 7A to 8B). Current is concentrated in the center of the light emitting area due to the liquid pool, and the current density becomes non-uniform.
  • the partition 110 since the partition 110 is formed over the hole-transport layer 105, liquid does not pool in the hole-transport layer even when the hole-transport layer 105 is formed by a wet method. In other words, in one embodiment of the present invention, a minute liquid pool corresponding to the light-emitting layer formed by a wet method is formed. According to one embodiment of the present invention, a display device having a high-definition pixel region 100 with a small liquid pool can be provided.
  • FIG. 10 shows a partition 110 that differs from the partition 110 shown in FIG. 6 in that the first region 110x is higher than the second region 110y.
  • the second region 110y has a height such that the solution can be dripped onto the light-emitting layer area of the same color and color mixing can be prevented, and the first region 110x is higher.
  • the first region 110x sufficiently separates the light-emitting layers of the same color from each other. Therefore, crosstalk between adjacent pixels can be prevented between the same color light-emitting layers.
  • an electron-transporting layer, an electron-injecting layer, and a cathode are provided to complete the light-emitting element.
  • An electron transport layer, an electron injection layer, and a cathode can be formed over the pixel area 100 . That is, the electron transport layer, the electron injection layer, and the cathode are common layers in each pixel.
  • the electron transport layer, electron injection layer, and cathode can be formed by a wet method or a vapor deposition method. When forming a common layer, it is preferable to use a spin coating method as a wet method.
  • the light emitting element 20 has a light emitting unit 686 between a pair of electrodes (lower electrode 672, upper electrode 688).
  • the light-emitting unit 686 has multiple functional layers such as a layer 4430 , a light-emitting layer 4421 and a layer 4420 in order from the lower electrode 672 .
  • partition walls 110 are positioned relative to the functional layer formed by the wet method. For example, when the light-emitting layer 4421 is formed by a wet method, partition walls 110 are provided on the layer 4430 for partitioning the light-emitting layer 4421 .
  • the partition wall 110 has the first region and the second region with different heights as described in the above embodiments.
  • a functional layer containing a light-emitting material may be used for the light-emitting layer 4421 .
  • Layers 4420 and 4430 are described.
  • the layer 4430 positioned above the lower electrode 672 is a hole-injecting layer, a hole-transporting layer, and the like.
  • a structure in which the layers are stacked in order from the top to the bottom may be used.
  • Layer 4430 may be either a hole injection layer or a hole transport layer.
  • the layer 4420 may have a structure in which an electron-injecting layer, an electron-transporting layer, and the like are stacked in order from the upper electrode.
  • Layer 4420 may also be one of an electron injection layer and an electron transport layer.
  • the lower electrode 672 can be used as a cathode and the upper electrode 688 can be used as an anode.
  • the layer 4430 located on the lower electrode 672 may have a structure in which an electron injection layer, an electron transport layer, and the like are stacked in order from the lower electrode.
  • Layer 4430 can be either an electron injection layer or an electron transport layer.
  • the layer 4420 may have a structure in which a hole-injection layer, a hole-transport layer, and the like are stacked in order from the upper electrode.
  • Layer 4430 may be either a hole injection layer or a hole transport layer.
  • the lower electrode 672 can be formed by an evaporation method, a CVD method, or a sputtering method.
  • the upper electrode 688 can be formed by an evaporation method, a CVD method, or a sputtering method.
  • the layer 4430 can be formed by a wet method or an evaporation method.
  • the layer 4420 can be formed by a wet method or an evaporation method.
  • the partition 110 is formed over the layer 4430, and the light-emitting layer 4421 is formed by a wet method such as an inkjet method over the layer 4430 exposed from the partition 110 in top view.
  • Layer 4420 and top electrode 688 may also be a common layer, and layer 4420 and top electrode 688 may be formed over barrier rib 110 as in FIG. 11A. It is preferable to increase the thickness of the common layer so that it can get over the partition wall 110 . If there is a restriction on increasing the thickness of the common layer, the light-emitting layer 4421 may be thickened. In this case, the amount of the solution dropped from the inkjet device may be adjusted so that the film thickness of the light-emitting layer is 2/3 times or more and less than 1 times the height of the partition wall 110, for example.
  • FIG. 11B shows a more specific configuration of FIG. 11A.
  • the light-emitting element 20 shown in FIG. 11B includes a layer 4430-1 on the lower electrode 672, a layer 4430-2 on the layer 4430-1, a light-emitting layer 4421 on the layer 4430-2, and a layer 4420 on the light-emitting layer 4421.
  • the partition 110 is provided on the layer 4430-2 for partitioning the light-emitting layer 4421.
  • the partition wall 110 has the first region and the second region with different heights as described in the above embodiments.
  • layer 4430-1 functions as a hole injection layer and layer 4430-2 functions as a hole transport layer.
  • layer 4420-1 functions as an electron-transporting layer, and layer 4420-2 functions as an electron-injecting layer.
  • the lower electrode 672 can be used as a cathode and the upper electrode 688 can be used as an anode.
  • layer 4430-1 functions as an electron injection layer
  • layer 4430-2 functions as an electron transport layer
  • layer 4420-1 functions as a hole transport layer
  • layer 4420-2 functions as a hole injection layer. Function.
  • the layer included between the light-emitting layer 4421 and the lower electrode 672 and the layer included between the light-emitting layer 4421 and the upper electrode 688 are not limited to these. good.
  • a layer having both a carrier transport function and a carrier injection function may be used.
  • the lower electrode 672 can be formed by an evaporation method, a CVD method, or a sputtering method.
  • the upper electrode 688 can be formed by an evaporation method, a CVD method, or a sputtering method.
  • layer 4430-1 can be formed by a wet method or an evaporation method.
  • layer 4430-2 can be formed by a wet method or an evaporation method.
  • layer 4420-1 can be formed by a wet method or an evaporation method.
  • layer 4420-2 can be formed by a wet method or an evaporation method.
  • the partition 110 is formed over the layer 4430-2, and the light-emitting layer 4421 is formed by a wet method such as an inkjet method over the layer 4430-2 exposed from the partition 110 in top view.
  • Layers 4420-1, 4420-2, and top electrode 688 may be common layers, and layers 4420-1, 4420-2, and top electrode 688 may be formed over barrier rib 110 as in FIG. 11B. good. It is preferable to increase the thickness of the common layer so that it can get over the partition wall 110 . If there is a restriction on increasing the thickness of the common layer, the light-emitting layer 4421 may be thickened. In this case, the amount of the solution dropped from the inkjet device may be adjusted so that the film thickness of the light-emitting layer is 2/3 times or more and less than 1 times the height of the partition wall 110, for example.
  • FIGS. 11C1 and 11C2 modified examples of FIGS. 11A and 11B are shown in FIGS. 11C1 and 11C2.
  • 11C1 a plurality of light-emitting layers (a first light-emitting layer 4411, a second light-emitting layer 4412, and a third light-emitting layer 4413) are provided between the layers 4420 and 4430.
  • a plurality of light-emitting layers (a first light-emitting layer 4411 and a second light-emitting layer 4412) are provided between the layers 4420 and 4430.
  • the barrier ribs 110 are positioned with respect to the layers formed by the wet method.
  • the partition wall 110 by forming the partition wall 110 over the layer 4430, one or more of the plurality of light-emitting layers in FIGS. 11C1 and 11C2, specifically all the light-emitting layers can be formed by a wet method.
  • the partition wall 110 has the first region and the second region with different heights as described in the above embodiments.
  • the luminescent materials included in the plurality of luminescent layers in FIGS. 11C1 and 11C2 can be selected to have the same color or different colors. When the light-emitting materials of the same color are selected, it is possible to reduce the drive current at the expense of the drive voltage, which is advantageous in terms of high luminance and long life.
  • blue (B), green (G), and red (R) light-emitting substances of the same color are separately painted for each light-emitting element to enable full-color display.
  • a light-emitting element that emits white light can be obtained by selecting light-emitting substances so as to have complementary colors.
  • the luminescent color of the first luminescent layer 4411 and the luminescent color of the third luminescent layer 4413 are the same, and the luminescent color and the luminescent color of the second luminescent layer 4412 are in a complementary color relationship.
  • White light emission can be obtained from the light-emitting element 20 by using a light-emitting substance. Further, for example, in FIG.
  • white light emission can be obtained from the light-emitting element 20 by using a light-emitting substance so that the emission color of the first light-emitting layer 4411 and the emission color of the second light-emitting layer 4412 have a complementary relationship.
  • a light-emitting substance so that the emission color of the first light-emitting layer 4411 and the emission color of the second light-emitting layer 4412 have a complementary relationship.
  • desired colors such as blue (B), green (G), and red (R) using a color filter or a color conversion layer.
  • FIGS. 11C1 and 11C2 show a structure in which the light-emitting layers are laminated in three layers and two layers, the number of layers may be four or more.
  • a first light-emitting layer 4411 is formed over the layer 4430 exposed from the partition wall 110 by a wet method such as an inkjet method.
  • the lower electrode 672 and upper electrode 688 can be formed by vapor deposition, CVD, or sputtering.
  • Layers 4430 and 4420 can be formed by a wet method or an evaporation method. Among them, the layer 4420 and the upper electrode 688 can be shared among a plurality of light emitting elements and are referred to as a common layer.
  • a common layer is formed over the entire pixel region. The common layer is formed over the partition 110, but if the partition 110 does not cut the common layer, the thickness of the common layer should be increased.
  • the thickness of the partition wall 110 is 2/3 or more and less than 1. It is preferable to adjust the amount of the solution dropped from the inkjet device so that
  • layers 4420 and 4430 in FIGS. 11C1 and 11C2 may have a laminated structure of two or more layers as shown in FIG. 11B.
  • FIGS. 11D1 and 11D2 both show configuration examples in which light emitting units are stacked.
  • 11D1 and 11D2 have a first light-emitting unit 686a and a second light-emitting unit 686b, and have an intermediate layer 690 therebetween. It has a laminated structure of 690b.
  • First light-emitting unit 686a has layer 4430-1, first light-emitting layer 4411, and layer 4420-1.
  • Second light-emitting unit 686b also includes layer 4430-2, second light-emitting layer 4412, and layer 4420-2.
  • a partition wall 110 is positioned with respect to a layer formed by a wet method among the layers.
  • the partition wall 110 is provided for partitioning the first light-emitting layer 4411 and the second light-emitting layer 4412 .
  • the partition wall 110 has the first region and the second region with different heights as described in the above embodiments.
  • Layers 4420-1 and 4430-1 are functional layers similar to layers 4420 and 4430, respectively.
  • Layers 4420-2 and 4430-2 are functional layers similar to layers 4420 and 4430, respectively.
  • Intermediate layer 690 shown in FIG. 11D1 has dopant materials in materials similar to layer 4420-1 and acceptor materials in materials similar to layer 4430-2.
  • Intermediate layer 690a shown in FIG. 11D2 is a layer having a dopant material in the same material as layer 4420-1
  • intermediate layer 690b is a layer having an acceptor material in the same material as layer 4430-2.
  • the luminescent materials included in the plurality of luminescent layers can be selected from luminescent materials of the same color or luminescent materials of different colors.
  • the light-emitting materials of the same color it is possible to reduce the drive current at the expense of the drive voltage, which is advantageous in terms of high luminance and long life.
  • a light-emitting element that emits white light can be obtained by selecting light-emitting substances so as to have complementary colors.
  • color filters or color conversion layers are used, for example, blue (B), green (G), and blue (G). There are ways to get the desired color, such as red (R).
  • each light-emitting element is colored differently (for example, blue (B), green (G), and red (R)) to enable full-color display. .
  • the color purity can be further increased by providing the light emitting device 20 shown in FIG. 11 with a microcavity structure.
  • the microcavity structure has a configuration in which the optical distance between the upper electrode 688 and the lower electrode 672, specifically the distance, differs for each emission color.
  • the thickness of the lower electrode 672 may be made different.
  • the thickness of the lower electrode 672 is varied and the lower electrode 672 has a laminated structure of a first conductive film and a second conductive film on the first conductive film, the second conductive film It is easier to impart a microcavity structure when the film thicknesses of the layers are different.
  • the hole-injecting layer is a layer that injects holes from the anode into the hole-transporting layer.
  • it can be formed from a phthalocyanine-based complex compound, an aromatic amine compound, or a polymer such as poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/poly(styrenesulfonic acid) (PEDOT/PSS). can.
  • the hole-injection layer may be formed using a substance having an acceptor property.
  • a substance having acceptor property an organic compound having an electron-withdrawing group (halogen group, cyano group, or the like) can be used.
  • condensed aromatic rings having multiple heteroatoms such as 2,3,6,7,10,11-hexacyano-1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene (abbreviation: HAT-CN)
  • HAT-CN 2,3,6,7,10,11-hexacyano-1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene
  • a radialene derivative having an electron-withdrawing group is preferable because of its extremely high electron-accepting property.
  • molybdenum oxide, vanadium oxide, ruthenium oxide, tungsten oxide, manganese oxide, or the like can be used in addition to the organic compounds described above.
  • molybdenum oxide is preferable because it is stable in the air, has low hygroscopicity, and is easy to handle.
  • tin oxide, indium oxide, or titanium oxide may be used.
  • a substance having acceptor properties can extract electrons from an adjacent hole transport layer (or hole transport material) by applying a voltage between electrodes.
  • the hole injection layer may be formed of a composite material containing the material having the acceptor property and the material having the hole transport property.
  • Various organic compounds such as aromatic amine compounds, heteroaromatic compounds, aromatic hydrocarbons, or polymer compounds (oligomers, dendrimers, polymers, etc.) can be used as materials having hole-transport properties for use in composite materials. can be done.
  • a material having a hole-transport property used for the composite material is preferably a substance having a hole mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 /Vs or more.
  • the hole-transporting material used for the composite material is preferably a compound having a condensed aromatic hydrocarbon ring or a ⁇ -electron rich heteroaromatic ring.
  • the condensed aromatic hydrocarbon ring anthracene ring, naphthalene ring, or the like is preferable.
  • the ⁇ -electron rich heteroaromatic ring is preferably a condensed aromatic ring containing at least one of a pyrrole skeleton, a furan skeleton, or a thiophene skeleton in the ring, specifically a carbazole ring or a dibenzothiophene ring, or A ring further condensed with an aromatic ring or heteroaromatic ring is preferred.
  • other aromatic amine compounds can be used as the material having a hole-transporting property.
  • the hole-transporting layer is a layer that transports holes injected from the anode to the light-emitting layer by means of the hole-injecting layer.
  • a hole-transporting layer is a layer containing a hole-transporting material.
  • the hole-transporting material a substance having a hole mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 /Vs or more is preferable. Note that any substance having a higher hole-transport property than an electron-transport property can be used as the hole-transport material.
  • As the hole-transporting material specifically, a material having a high hole-transporting property such as a ⁇ -electron rich heteroaromatic compound or an aromatic amine is preferable.
  • the ⁇ -electron rich heteroaromatic ring is preferably a condensed aromatic ring containing at least one of a pyrrole skeleton, a furan skeleton, or a thiophene skeleton in the ring, specifically a carbazole ring or a dibenzothiophene ring, or an aromatic ring A ring or a ring further condensed with a heteroaromatic ring is preferred.
  • the electron-transporting layer is a layer that transports electrons injected from the cathode to the light-emitting layer by the electron-injecting layer.
  • the electron-transporting layer is a layer containing an electron-transporting material.
  • an electron-transporting material a substance having an electron mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 /Vs or more is preferable. Note that other materials can be used as the electron-transporting material as long as they have a higher electron-transporting property than hole-transporting substances.
  • a metal complex, an organic compound having a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring skeleton, and the like are preferable.
  • metal complexes having a quinoline skeleton in addition to metal complexes having a quinoline skeleton, metal complexes having a benzoquinoline skeleton, metal complexes having an oxazole skeleton, metal complexes having a thiazole skeleton, etc., oxadiazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, and oxazole derivatives , thiazole derivatives, phenanthroline derivatives, quinoline derivatives with quinoline ligands, benzoquinoline derivatives, quinoxaline derivatives, dibenzoquinoxaline derivatives, pyridine derivatives, bipyridine derivatives, pyrimidine derivatives, or other nitrogen-containing heteroaromatic compounds.
  • a material having a high electron-transport property such as a heteroaromatic compound can be used.
  • a heterocyclic compound having a diazine skeleton, a heterocyclic compound having a triazine skeleton, or a heterocyclic compound having a pyridine skeleton is preferable because of its high reliability.
  • a diazine (pyrimidine, pyrazine, or the like) or a heterocyclic compound having a triazine skeleton has a high electron-transport property and contributes to a reduction in driving voltage.
  • the electron injection layer is a layer that injects electrons from the cathode into the electron transport layer, and is a layer containing a material with high electron injection properties.
  • Alkali metals, alkaline earth metals, or compounds or complexes thereof can be used as materials with high electron injection properties.
  • a layer made of an electride or a substance having an electron transport property and containing an alkali metal, an alkaline earth metal, or a compound thereof can also be used.
  • a material having an electron transport property may be used as the electron injection layer described above.
  • a compound having an electron-deficient heteroaromatic ring having an uncommon electron pair can be used as a material having an electron-transport property.
  • compounds having at least one of a pyridine ring, a diazine ring (pyrimidine ring, pyrazine ring, or pyridazine ring), or a triazine ring such as 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (abbreviation: BPhen) , or 2,9-bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (abbreviation: NBPhen) can be used.
  • BPhen 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
  • NBPhen 2,9-bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
  • a light-emitting layer is a layer containing a light-emitting material (also referred to as a light-emitting substance).
  • the emissive layer can have one or more emissive materials.
  • a substance that emits light such as blue, purple, blue-violet, green, yellow-green, yellow, orange, or red is used as appropriate.
  • a substance that emits near-infrared light can be used as the light-emitting substance.
  • a fluorescent material a phosphorescent material, a substance exhibiting thermally activated delayed fluorescence (thermally activated delayed fluorescence: TADF) material, a quantum dot material, or the like can be used.
  • TADF thermally activated delayed fluorescence
  • a known material can be used as the fluorescent material, but a heteroaromatic diamine compound or a condensed aromatic diamine compound is particularly preferable as the blue fluorescent material.
  • examples of such compounds include pyrene derivatives, anthracene derivatives, triphenylene derivatives, fluorene derivatives, carbazole derivatives, dibenzothiophene derivatives, dibenzofuran derivatives, dibenzoquinoxaline derivatives, quinoxaline derivatives, pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, phenanthrene derivatives, or naphthalene derivatives. etc.
  • a condensed aromatic diamine compound represented by a pyrenediamine compound is preferable because it has a high hole-trapping property and is excellent in luminous efficiency and reliability.
  • Examples of phosphorescent materials include organometallic complexes (especially iridium complexes) having a 4H-triazole skeleton, 1H-triazole skeleton, imidazole skeleton, carbene skeleton, pyrimidine skeleton, pyrazine skeleton, pyridine skeleton, and quinoline skeleton, and electron-withdrawing groups.
  • Organometallic complexes (especially iridium complexes), platinum complexes, or rare earth metal complexes having phenylpyridine derivatives as ligands can be mentioned.
  • TADF materials include fullerene and its derivatives, acridine and its derivatives, eosin derivatives, magnesium (Mg), zinc (Zn), cadmium (Cd), tin (Sn), platinum (Pt), indium (In), or palladium.
  • a metal-containing porphyrin containing (Pd) or the like, or a heterocyclic compound having one or both of a ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring and a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring, or the like can be used.
  • pyridine skeletons having a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring
  • diazine skeletons pyrimidine skeleton, pyrazine skeleton, or pyridazine skeleton
  • triazine skeletons are all stable and reliable, and thus are preferable as TADF materials.
  • a benzofuropyrimidine skeleton, a benzothienopyrimidine skeleton, a benzofuropyrazine skeleton, and a benzothienopyrazine skeleton all have high acceptability and good reliability, and are therefore preferable as TADF materials.
  • the acridine skeleton, phenoxazine skeleton, phenothiazine skeleton, furan skeleton, thiophene skeleton, and pyrrole skeleton are all stable and reliable, so TADF materials are It is preferable to have at least one of the skeletons.
  • a dibenzofuran skeleton is preferable as the furan skeleton, and a dibenzothiophene skeleton is preferable as the thiophene skeleton.
  • an indole skeleton, a carbazole skeleton, an indolocarbazole skeleton, a bicarbazole skeleton, or a 3-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazole skeleton is particularly preferred.
  • a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring and a ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring are present, a ⁇ -electron-deficient skeleton or a ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring can be used instead of at least one of them.
  • a ⁇ -electron rich skeleton an aromatic amine skeleton, a phenazine skeleton, or the like can be used.
  • ⁇ -electron-deficient skeletons examples include xanthene skeletons, thioxanthene dioxide skeletons, oxadiazole skeletons, triazole skeletons, imidazole skeletons, anthraquinone skeletons, boron-containing skeletons such as phenylborane and borantrene, and benzonitrile or cyanobenzene skeletons.
  • An aromatic ring having a nitrile group or a cyano group, a heteroaromatic ring, a carbonyl skeleton such as benzophenone, a phosphine oxide skeleton, a sulfone skeleton, or the like can be used.
  • the light-emitting layer may contain one or more organic compounds (host material, assist material, etc.) in addition to the light-emitting substance (guest material).
  • organic compounds host material, assist material, etc.
  • guest material One or both of the above-described hole-transporting materials and electron-transporting materials can be used as the one or more organic compounds.
  • Bipolar materials or TADF materials may also be used as one or more organic compounds.
  • the light-emitting layer preferably includes, for example, a phosphorescent material, a hole-transporting material, and an electron-transporting material.
  • a hole-transporting material and an electron-transporting material are a combination that easily forms an exciplex.
  • ExTET Exciplex-Triplet Energy Transfer
  • a combination that forms an exciplex that emits light that overlaps with the wavelength of the absorption band on the lowest energy side of the light-emitting substance By selecting a combination that forms an exciplex that emits light that overlaps with the wavelength of the absorption band on the lowest energy side of the light-emitting substance, energy transfer becomes smooth and light emission can be efficiently obtained. With this configuration, high efficiency, low-voltage driving, and long life of the light-emitting element can be realized at the same time.
  • the light-emitting layer is formed by a wet method such as an inkjet method, and a solution obtained by dissolving or dispersing the above various materials in a solvent can be used.
  • a solution obtained by dissolving or dispersing the above various materials in a solvent can be used.
  • various organic solvents can be used as the solvent.
  • materials such as polymer materials, low-molecular-weight materials, or dendrimers having desired functions can be mixed and used as they are or as a solution after being dispersed or dissolved in a solvent.
  • the light-emitting layer is to be composed of a polymer
  • a solution obtained by mixing one or more monomers of the polymer material to be deposited is discharged onto the film-forming surface, and is heated or irradiated with energy light to form cross-linking, condensation, polymerization, coordination, salt formation, or the like.
  • the desired film may be formed by forming bonds such as
  • the solution may contain an organic compound having other functions, such as a substance for surface activity or viscosity adjustment.
  • Conjugated polymers non-conjugated polymers, pendant-type polymers, or dye-blend-type polymers can be used as the polymer material.
  • Conjugated polymers include polyparaphenylene vinylene derivatives ((poly(p-phenylenevinylene); PPV), polyalkylthiophene derivatives ((poly(3-alkylthiophene); PAT), polyparaphenylene derivatives (poly(1,4-phenylene ); PPP system), polyfluorene derivatives (poly(9,9-dialkylfluorene); PDAF), or copolymers thereof, etc.
  • pendant type polymers include vinyl polymers, such as polyvinylcarbazole derivatives (polyvinylcarbazole ; PVK) and the like.
  • Organic solvents that can be used as the above solvent include benzene, toluene, xylene, mesitylene, tetrahydrofuran, dioxane, ethanol, methanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, t-butanol, acetonitrile, dimethylsulfoxide, and dimethyl.
  • Various organic solvents such as formamide, chloroform, methylene chloride, carbon tetrachloride, ethyl acetate, hexane, or cyclohexane can be used.
  • the boiling point is preferably 100° C. or higher, more preferably toluene, xylene, or mesitylene.
  • the layer 4430 may be formed by a wet method in addition to the light-emitting layer. Since the layer 4430 can be a common layer, a spin coating method is preferably used as a wet method. Specifically, after forming the lower electrode 672, the layer 4430 can be formed without patterning by a spin coating method or the like.
  • the layer 4430 preferably contains both the skeleton having a high hole-transport property and the material exhibiting an acceptor property.
  • examples of materials exhibiting acceptor properties include sulfonic acid compounds, fluorine compounds, trifluoroacetic acid compounds, propionic acid compounds, metal oxides, and the like.
  • the layer 4430 is formed by a wet method and a mixed solution of monomers is applied, secondary amine and arylsulfonic acid are preferably used as the monomers.
  • a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 14 carbon atoms and a substituted or unsubstituted ⁇ -electron rich heteroaryl group having 6 to 12 carbon atoms can be used.
  • the aryl group for example, a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, a fluorenyl group, a phenanthrenyl group, an anthryl group, or the like can be used, and a phenyl group is preferred because of good solubility and low cost.
  • a carbazole skeleton, a pyrrole skeleton, a thiophene skeleton, a furan skeleton, an imidazole skeleton, or the like can be used as the heteroaryl group.
  • some of the amines may be tertiary amines, and it is preferable that the proportion of secondary amines is higher than the proportion of tertiary amines.
  • the number of amines is preferably 1000 or less, more preferably 10 or less, and the molecular weight is preferably 100,000 or less.
  • the compatibility with fluorine-substituted compounds is improved, which is preferable.
  • an organic compound represented by the following general formula (G1) is preferable.
  • Ar 11 to Ar 13 represent hydrogen
  • Ar 14 to Ar 17 represent a substituted or unsubstituted aromatic ring having 6 to 14 carbon atoms
  • Ar 14 to Ar 17 represents a substituted or unsubstituted aromatic ring having 6 to 14 carbon atoms.
  • a benzene ring, a bisbenzene ring, a naphthalene ring, a fluorene ring, a phenanthrene ring, an anthracene ring, or the like can be used as the aromatic ring having 6 to 14 carbon atoms.
  • Ar 12 and Ar 16 , Ar 14 and Ar 16 , Ar 11 and Ar 14 , Ar 14 and Ar 15 , Ar 15 and Ar 17 , Ar 13 and Ar 17 may be bonded to each other to form a ring.
  • p represents an integer of 0 or more and 1000 or less, preferably 0 or more and 3 or less.
  • the molecular weight of the organic compound represented by General Formula (G1) is preferably 100,000 or less.
  • tertiary amine for example, an organic compound represented by the following general formula (G2) is preferable.
  • Ar 21 to Ar 23 each represent a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 14 carbon atoms, which may be bonded to each other to form a ring.
  • the substituent may be a group in which a plurality of diarylamino groups or carbazolyl groups are linked. Further, it may have an ether bond, a sulfide bond, or a bond via an amine, and when it has a plurality of aryl groups, it is preferred that the bond via these bonds improves the solubility in an organic solvent. Also when having an alkyl group as a substituent, it may be bonded through an ether bond, a sulfide bond, or an amine.
  • organic compounds represented by structural formulas (Am2-1) to (Am2-32) below are preferably used.
  • the organic compounds represented by Structural Formulas (Am2-1) to (Am2-32) below have an NH group.
  • the amine compound can be mixed with the sulfonic acid compound and used in the solution.
  • a sulfonic acid compound When mixed with a sulfonic acid compound, carriers are easily generated and conductivity is improved. Mixing with a sulfonic acid compound is sometimes referred to as p-doping.
  • a secondary amine As the amine compound because a bond can be formed by a dehydration reaction with the mixed sulfonic acid compound.
  • the compound to be mixed with the amine compound is a fluoride
  • a fluoride such as the above structural formulas (Am2-1), (Am2-22) to (Am2-28), or (Am2-31) is used as the amine compound. and the compatibility is improved, which is preferable.
  • a thiophene derivative may be used instead of the secondary amine.
  • Specific examples of thiophene derivatives include organic compounds represented by the following structural formulas (T-1) to (T-4), or polythiophene or poly(3,4-ethylenedioxythiophene) ( PEDOT) is preferred.
  • a sulfonic acid compound is a material that exhibits acceptor properties.
  • Sulfonic acid compounds include arylsulfonic acids.
  • the arylsulfonic acid it is sufficient that it has a sulfo group, and sulfonic acid, sulfonate, alkoxysulfonic acid, halogenated sulfonic acid, or sulfonate anion can be used. You may have a plurality of these sulfo groups.
  • the aryl group of the arylsulfonic acid a substituted or unsubstituted aryl group having 6 or more and 16 or less carbon atoms can be used.
  • aryl group for example, a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, a fluorenyl group, a phenanthrenyl group, an anthryl group, or a pyrenyl group can be used.
  • the naphthyl group is preferred because of its good solubility in organic solvents and transportability.
  • the arylsulfonic acid may have multiple aryl groups.
  • the arylsulfonic acid has a fluorine-substituted aryl group, the LUMO level can be adjusted deeply (to a large negative value), which is preferable.
  • the arylsulfonic acid may have an ether bond, a sulfide bond, or a bond via an amine, and when it has multiple aryl groups, via these bonds, the solubility in organic solvents is improved, which is preferable. .
  • the arylsulfonic acid may be bonded via an ether bond, a sulfide bond, or an amine.
  • the arylsulfonic acid may be substituted on the polymer.
  • Polyethylene, nylon, polystyrene, or polyfluorenylene can be used as the polymer, and polystyrene or polyfluorenylene is preferable because of its good conductivity.
  • arylsulfonic acid compound examples are preferably organic compounds represented by structural formulas (S-1) to (S-15) below.
  • Polymers with sulfo groups such as poly(4-styrenesulfonic acid) (PSS) can also be used.
  • PSS poly(4-styrenesulfonic acid)
  • an arylsulfonic acid compound it is possible to accept electrons from a HOMO shallow electron donor (such as an amine compound, a carbazole compound, or a thiophene compound). Alternatively, it can have a hole-transport property.
  • a fluorine compound as the arylsulfonic acid compound, the LUMO level can be adjusted deeper (having a more negative energy level).
  • a tertiary amine may be further added to the mixed solution of the secondary amine and the sulfonic acid compound.
  • Tertiary amines are more electrochemically and photochemically stable than secondary amines and, when mixed, provide good hole transport properties.
  • organic compounds represented by the following structural formulas (Am3-1) to (Am3-7) are preferable.
  • the solution may be appropriately mixed with a material having a hole-transporting property.
  • cyano compounds such as tetracyanoquinodimethane compounds can also be used as electron acceptors.
  • cyano compounds such as tetracyanoquinodimethane compounds can also be used as electron acceptors.
  • F4TCNQ 2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyano-quinodimethane
  • HAT-CN6 dipyrazino[2,3-f:2′,3′-h]quinoxaline-2 , 3,6,7,10,11-hexacarbonitrile
  • the layer has a sufficient hole-transporting property, and the fact that a skeleton such as an amine responsible for the hole-transporting property is not observed means that It is suggested that the above-mentioned monomers combine to form a polymer compound film.
  • the analysis result as described above means that the layer was formed by a wet method.
  • the sulfonic acid compound represented by the structural formula (S-1) or (S-2) is preferable because it has many sulfo groups, can form a three-dimensional bond with the amine compound, and easily stabilizes the film quality. .
  • iridium complex represented by the following structural formula is preferably used as a light-emitting material in the light-emitting element of one embodiment of the present invention. Since the following iridium complexes have alkyl groups, they are easily soluble in organic solvents and easy to prepare a solution, which is preferable.
  • an organic compound layer containing an acceptor material and a donor material may be used as the intermediate layer.
  • the intermediate layer preferably has an organic compound layer containing an acceptor material and an organic compound layer containing a donor material.
  • the organic compound layer containing the acceptor material is preferably formed using the composite material exemplified as the material capable of forming the hole injection layer or the hole transport layer.
  • An acceptor material is a material that can generate holes in an organic compound by causing charge separation between the organic compound and another organic compound having similar LUMO and HOMO level values.
  • an organic acceptor material a compound having an electron-withdrawing group (halogen group or cyano group) such as a quinodimethane derivative, a chloranil derivative, or a hexaazatriphenylene derivative can be used.
  • organic acceptor materials a compound such as HAT-CN, in which an electron-withdrawing group is bound to a condensed aromatic ring having a plurality of heteroatoms, has a high acceptor property and a stable film quality against heat.
  • the [3] radialene derivative having an electron-withdrawing group is preferable because of its extremely high electron-accepting property, specifically ⁇ , ⁇ ', ⁇ '.
  • alkali metal compounds as the above compounds include oxides such as lithium oxide and halides, and further alkali metal compounds include carbonates such as lithium carbonate and cesium carbonate.
  • Alkaline earth metal compounds as the above compounds include oxides, halides, or carbonates, and compounds of rare earth metals include oxides, halides, or carbonates.
  • the organic compound layer containing the donor material can be formed using the same material as the material constituting the electron transport layer or the electron injection layer described above.
  • This embodiment can be implemented by appropriately combining at least part of it with other embodiments described in this specification and the like.
  • a pixel circuit PIX1 shown in FIG. 12A has a transistor M1, a transistor M2, a capacitor C1, and a light emitting element EL.
  • a wiring SL, a wiring GL, a wiring AL, and a wiring CL are electrically connected to the pixel circuit PIX1.
  • the transistor M1 has a gate electrically connected to the wiring GL, one of the source and the drain electrically connected to the wiring SL, and the other electrically connected to the gate of the transistor M2 and one electrode of the capacitor C1.
  • One of the source and the drain of the transistor M2 is electrically connected to the wiring AL, and the other is electrically connected to the anode of the light emitting element EL.
  • the other electrode of the capacitor C1 is electrically connected to the anode of the light emitting element EL.
  • the cathode of the light emitting element EL is electrically connected to the wiring CL.
  • the transistor M1 can also be called a selection transistor and functions as a switch for controlling selection/non-selection of pixels.
  • the transistor M2 can also be called a driving transistor and has a function of controlling current flowing through the light emitting element EL.
  • the capacitor C1 functions as a holding capacitor and has a function of holding the gate potential of the transistor M2.
  • a capacitive element such as an MIM capacitance may be applied, or capacitance between wirings, gate capacitance of a transistor, or the like may be used as the capacitance C1.
  • a source signal is supplied to the wiring SL.
  • the wiring SL can be formed using the same conductive layer as the conductive layer functioning as the source or drain of the transistor.
  • a gate signal is supplied to the wiring GL.
  • the wiring GL can be formed using the same conductive layer as the conductive layer functioning as the gate of the transistor.
  • a constant potential is supplied to each of the wiring AL and the wiring CL.
  • the anode side of the light emitting element EL can be set at a high potential and the cathode side can be set at a lower potential than the anode side, and the anode can correspond to the anode and the cathode to the cathode.
  • the pixel circuit PIX2 shown in FIG. 12B has a configuration in which a transistor M3 is added to the pixel circuit PIX1.
  • a wiring V0 is electrically connected to the pixel circuit PIX2.
  • the transistor M3 has a gate electrically connected to the wiring GL, one of the source and the drain electrically connected to the anode of the light emitting element EL, and the other electrically connected to the wiring V0.
  • a constant potential is applied to the wiring V0 when data is written to the pixel circuit PIX2. Thereby, variations in the gate-source voltage of the transistor M3 can be suppressed.
  • a pixel circuit PIX3 shown in FIG. 12C is an example in which a pair of transistors whose gates are electrically connected are applied to the transistor M1 and the transistor M2 of the pixel circuit PIX1.
  • a pixel circuit PIX4 shown in FIG. 12D is an example in which a transistor having a pair of gates electrically connected to the pixel circuit PIX2 is applied. This can increase the current that the transistor can pass. Note that although a transistor having a pair of gates electrically connected to each other is used as all the transistors here, the present invention is not limited to this. Alternatively, a transistor having a pair of gates and electrically connected to different wirings may be used. For example, reliability can be improved by using a transistor in which one of the gates and the source are electrically connected.
  • a pixel circuit PIX5 shown in FIG. 13A has a configuration in which a transistor M4 is added to the above PIX2.
  • the pixel circuit PIX5 is electrically connected to three wirings (wiring GL1, wiring GL2, and wiring GL3) functioning as gate lines.
  • the transistor M4 has a gate electrically connected to the wiring GL3, one of the source and the drain electrically connected to the gate of the transistor M2, and the other electrically connected to the wiring V0.
  • a gate of the transistor M1 is electrically connected to the wiring GL1, and a gate of the transistor M3 is electrically connected to the wiring GL2.
  • the wiring V0 may be arranged so as to cross the wiring AL.
  • Such a pixel circuit is suitable for a display method in which display periods and off periods are alternately provided.
  • a pixel circuit PIX6 shown in FIG. 13B is an example in which a capacitor C2 is added to the pixel circuit PIX5. Capacitor C2 functions as a holding capacitor.
  • a pixel circuit PIX7 shown in FIG. 13C and a pixel circuit PIX8 shown in FIG. 13D are examples in which a transistor having a pair of gates is applied to the pixel circuit PIX5 or pixel circuit PIX6, respectively.
  • a transistor having a pair of gates electrically connected to each other is used as the transistor M1, the transistor M3, and the transistor M4, and a transistor having one gate electrically connected to a source is used as the transistor M2.
  • Example of driving method An example of a method for driving a display device to which the pixel circuit PIX5 is applied will be described below. A similar driving method can be applied to the pixel circuits PIX6, PIX7, and PIX8.
  • FIG. 14 shows a timing chart relating to a method of driving a display device to which the pixel circuit PIX5 is applied.
  • FIG. 14 shows timings of signals supplied to the wiring SL functioning as a source line.
  • an example of a driving method is shown in which one horizontal period is divided into a lighting period and a lighting-out period for display. Further, the horizontal period of the k-th row and the horizontal period of the k+1-th row are shifted by the selection period of the gate line.
  • a high-level potential is applied to the wirings GL1[k] and GL2[k], and a source signal is applied to the wiring SL. Accordingly, the transistor M1 and the transistor M3 are brought into conduction, and a potential corresponding to the source signal is written from the wiring SL to the gate of the transistor M2. After that, a low-level potential is applied to the wirings GL1[k] and GL2[k], so that the transistors M1 and M3 are brought out of conduction, and the gate potential of the transistor M2 is held.
  • a high-level potential is applied to the wiring GL2[k] and the wiring GL3[k] in the off period of the k-th row.
  • the transistor M3 and the transistor M4 are brought into a conductive state, and the same potential is supplied to the source and gate of the transistor M2, so that almost no current flows through the transistor M2.
  • the light emitting element EL is extinguished. All pixels located in the k-th row are turned off. The pixels in the k-th row are kept off until the next lighting period.
  • a driving method in which a light-off period is provided during one horizontal period instead of lighting all over one horizontal period can be called duty driving.
  • duty driving an afterimage phenomenon when displaying moving images can be reduced, so that a display device with high moving image display performance can be realized.
  • VR motion sickness can be alleviated by reducing afterimages.
  • the ratio of the lighting period to one horizontal period can be called a duty ratio.
  • the duty ratio can be freely set, and can be appropriately adjusted within a range of, for example, higher than 0% and 100% or less.
  • the display device of this embodiment can be a high-resolution display device or a large-sized display device. Therefore, the display device of the present embodiment includes a relatively large screen such as a television device, a desktop or notebook personal computer, a computer monitor, a digital signage, a large game machine such as a pachinko machine, or the like. In addition to electronic devices, it can be used for display parts of digital cameras, digital video cameras, digital photo frames, mobile phones, portable game machines, smartphones, wristwatch terminals, tablet terminals, personal digital assistants, and sound reproducing devices.
  • FIG. 15 shows a perspective view of the display device 400A
  • FIG. 16A shows a cross-sectional view of the display device 400A.
  • the display device 400A has a configuration in which a substrate 452 and a substrate 451 are bonded together.
  • the substrate 452 is clearly indicated by dashed lines.
  • the display device 400A includes a display portion 462, a circuit 464, wirings 465, and the like.
  • FIG. 15 shows an example in which an IC 473 and an FPC 472 are mounted on the display device 400A. Therefore, the configuration shown in FIG. 15 can also be called a display module including the display device 400A, an IC (integrated circuit), and an FPC.
  • a scanning line driver circuit can be used.
  • the wiring 465 has a function of supplying signals and power to the display portion 462 and the circuit 464 .
  • the signal and power are input to the wiring 465 from the outside through the FPC 472 or input to the wiring 465 from the IC 473 .
  • FIG. 15 shows an example in which an IC 473 is provided on a substrate 451 by a COG (Chip On Glass) method, a COF (Chip on Film) method, or the like.
  • a COG Chip On Glass
  • COF Chip on Film
  • the IC 473 for example, an IC having a scanning line driver circuit, a signal line driver circuit, or the like can be applied.
  • the display device 400A and the display module may be configured without an IC.
  • the IC may be mounted on the FPC by the COF method or the like.
  • FIG. 16A shows an example of a cross-section of the display device 400A when part of the region including the FPC 472, part of the circuit 464, part of the display section 462, and part of the region including the end are cut. show.
  • a display device 400A illustrated in FIG. 16A includes a transistor 201 and 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 430b that emits blue light. It has an element 430c and the like.
  • the light-emitting elements exemplified in Embodiments 1 to 3 can be applied to the light-emitting elements 430a, 430b, and 430c.
  • the three sub-pixels include three combinations of R, G, and B, yellow (Y), and cyan. (C), and magenta (M).
  • the four sub-pixels include four combinations of R, G, B, and white (W), four combinations of R, G, B, and Y, and the like. be done.
  • a pixel can have three or more sub-pixels as a minimum unit capable of full-color display.
  • Protective layer 416 and substrate 452 are adhered via adhesive layer 442 .
  • a solid sealing structure, a hollow sealing structure, or the like can be applied to the sealing of the light emitting element.
  • the space 443 surrounded by the substrate 452, the adhesion layer 442, and the substrate 451 is filled with an inert gas (such as nitrogen or argon) to apply a hollow sealing structure.
  • the adhesive layer 442 may be provided so as to overlap with the light emitting element.
  • a space 443 surrounded by the substrate 452 , the adhesive layer 442 , and the substrate 451 may be filled with a resin different from that of the adhesive layer 442 .
  • the light emitting elements 430 a , 430 b , 430 c have an optical adjustment layer between the pixel electrode and the hole injection layer 431 .
  • 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.
  • Embodiment Modes 1 to 3 can be referred to for details of the light-emitting element.
  • the pixel electrodes 411a, 411b, and 411c are connected to the conductive layer 222b of the transistor 205 through openings provided in the insulating layer 214, respectively.
  • Edges of the pixel electrode and the optical adjustment layer are covered with an insulating layer 421 with a hole injection layer 431 interposed therebetween.
  • the hole injection layer 431 may be provided over the entire surface of the display portion 462, or may be separated for each sub-pixel region.
  • a layer 435 having an electron-transporting layer and an electron-injecting layer is provided over the light-emitting layer provided in the opening of the insulating layer 421 and the insulating layer 421 , and a counter electrode 418 is provided over the layer 435 .
  • the pixel electrode contains a material that reflects visible light
  • the counter electrode 418 contains a material that transmits visible light.
  • Light emitted by the light emitting element is emitted to the substrate 452 side.
  • a material having high visible light transmittance is preferably used for the substrate 452 .
  • the insulating layer 421 may have a laminated structure of an inorganic insulating film and an organic insulating film.
  • the inorganic insulating film is preferably the lower layer.
  • the inorganic insulating film is provided on the hole-injection layer 431 side; It is possible to suppress adverse effects on the hole injection layer 431, which may be a concern in some cases.
  • Both the transistor 201 and the transistor 205 are formed over the substrate 451 . These transistors can be made with 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 in this order over the substrate 451 .
  • Part of the insulating layer 211 functions as a gate insulating layer of each transistor.
  • Part of the insulating layer 213 functions as a gate insulating layer of each transistor.
  • An insulating layer 215 is provided over the transistor.
  • An insulating layer 214 is provided over the transistor and functions as a planarization layer. Note that the number of gate insulating layers and the number of insulating layers covering a transistor are not limited, and each may have a single layer or two or more layers.
  • a material into which impurities such as water and hydrogen are difficult to diffuse is preferably used for at least one insulating layer that covers the transistor. This allows the insulating layer to function as a barrier layer. With such a structure, diffusion of impurities from the outside into the transistor can be effectively suppressed, and the reliability of the display device can be improved.
  • An inorganic insulating film is preferably used for each of the insulating layers 211 , 213 , and 215 .
  • the inorganic insulating film for example, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, an aluminum nitride film, or the like can be used.
  • a hafnium oxide film, an yttrium oxide film, a zirconium oxide film, a gallium oxide film, a tantalum oxide film, a magnesium oxide film, a lanthanum oxide film, a cerium oxide film, a neodymium oxide film, or the like may be used.
  • two or more of the insulating films described above may be laminated and used.
  • the organic insulating film preferably has openings near the ends of the display device 400A. As a result, it is possible to prevent impurities from entering through the organic insulating film from the end portion of the display device 400A.
  • the organic insulating film may be formed so that the edges of the organic insulating film are located inside the edges of the display device 400A so that the organic insulating film is not exposed at the edges of the display device 400A.
  • An organic insulating film is suitable for the insulating layer 214 that functions as a planarization layer.
  • materials that can be used for the organic insulating film include acrylic resins, polyimide resins, epoxy resins, polyamide resins, polyimideamide resins, siloxane resins, benzocyclobutene-based resins, phenolic resins, precursors of these resins, and the like.
  • An opening is formed in the insulating layer 214 in a region 228 shown in FIG. 16A.
  • the transistors 201 and 205 include a conductive layer 221 functioning as a gate, an insulating layer 211 functioning as a gate insulating layer, conductive layers 222a and 222b functioning as a source and a drain, a semiconductor layer 231, and an insulating layer functioning as a gate insulating layer. It has a layer 213 and a conductive layer 223 that functions as a gate. Here, the same hatching pattern is applied 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 231 .
  • the insulating layer 213 is located between the conductive layer 223 and the semiconductor layer 231 .
  • the structure of the transistor included in the display device of this embodiment there is no particular limitation on the structure of the transistor included in the display device of this embodiment.
  • a planar transistor, a staggered transistor, an inverted staggered transistor, or the like can be used.
  • the transistor structure may be either a top-gate type or a bottom-gate type.
  • gates may be provided above and below a semiconductor layer in which a channel is formed.
  • a structure in which a semiconductor layer in which a channel is formed is sandwiched between two gates is applied to the transistors 201 and 205 .
  • a transistor may be driven by connecting two gates and applying the same signal to them.
  • the threshold voltage of the transistor may be controlled by applying a potential for controlling the threshold voltage to one of the two gates and applying a potential for driving to the other.
  • crystallinity of a semiconductor material used for a transistor there is no particular limitation on the crystallinity of a semiconductor material used for a transistor, and an amorphous semiconductor, a single crystal semiconductor, or a semiconductor having a crystallinity other than a single crystal (a microcrystalline semiconductor, a polycrystalline semiconductor, or a semiconductor having a crystal region in part) can be used. semiconductor) may be used. A single crystal semiconductor or a crystalline semiconductor is preferably used because deterioration in transistor characteristics can be suppressed.
  • a semiconductor layer of a transistor preferably includes a metal oxide (also referred to as an oxide semiconductor).
  • the display device of this embodiment preferably uses a transistor including a metal oxide for a channel formation region (hereinafter referred to as an OS transistor).
  • the semiconductor layer of the transistor may comprise silicon. Examples of silicon include amorphous silicon and crystalline silicon (low-temperature polysilicon, monocrystalline silicon, etc.).
  • the semiconductor layer includes, for example, indium and M (M is gallium, aluminum, silicon, boron, yttrium, tin, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, 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) is preferably used for the semiconductor layer.
  • the In atomic ratio in the In-M-Zn oxide is preferably equal to or higher than the M atomic ratio.
  • the transistor included in the circuit 464 and the transistor included in the display portion 462 may have the same structure or different structures.
  • the plurality of transistors included in the circuit 464 may all have the same structure, or may have two or more types.
  • the plurality of transistors included in the display portion 462 may all have the same structure, or may have two or more types.
  • a connection portion 204 is provided in a region of the substrate 451 where the substrate 452 does not overlap.
  • the wiring 465 is electrically connected to the FPC 472 through the conductive layer 466 and the connection layer 242 .
  • 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 . Thereby, the connecting portion 204 and the FPC 472 can be electrically connected via the connecting layer 242 .
  • a light shielding layer 417 is preferably provided on the surface of the substrate 452 on the substrate 451 side.
  • various optical members can be arranged outside the substrate 452 .
  • optical members include polarizing plates, retardation plates, light diffusion layers (diffusion films, etc.), antireflection layers, light collecting films, and the like.
  • an antistatic film that suppresses adhesion of dust, a water-repellent film that prevents adhesion of dirt, a hard coat film that suppresses scratches due to use, a shock absorption layer, etc. are arranged on the outside of the substrate 452.
  • an antistatic film that suppresses adhesion of dust, a water-repellent film that prevents adhesion of dirt, a hard coat film that suppresses scratches due to use, a shock absorption layer, etc. are arranged.
  • the protective layer 416 that covers the light-emitting element, entry of impurities such as water into the light-emitting element can be suppressed, 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 in the region 228 near the edge of the display device 400A.
  • the inorganic insulating film included in the insulating layer 215 and the inorganic insulating film included in the protective layer 416 are in contact with each other. This can prevent impurities from entering the display section 462 from the outside through the organic insulating film. Therefore, the reliability of the display device 400A can be improved.
  • FIG. 16B 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 outside the end of the organic insulating layer 416b and are in contact with each other.
  • 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). Accordingly, the insulating layer 215 and the protective layer 416 can surround the light emitting element, 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 that the end portion of the inorganic insulating film extends further outward than the end portion of the organic insulating film.
  • Glass, quartz, ceramic, sapphire, resin, metal, alloy, semiconductor, or the like can be used for the substrates 451 and 452, respectively.
  • a material that transmits the light is used for the substrate on the side from which the light from the light-emitting element is extracted.
  • the flexibility of the display device can be increased.
  • a polarizing plate may be used as the substrate 451 or the substrate 452 .
  • polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyacrylonitrile resins, acrylic resins, polyimide resins, polymethylmethacrylate resins, polycarbonate (PC) resins, and polyether resins are used, respectively.
  • PES resin Sulfone (PES) resin, polyamide resin (nylon, aramid, etc.), polysiloxane resin, cycloolefin resin, polystyrene resin, polyamideimide resin, polyurethane resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polypropylene resin, polytetrafluoroethylene (PTFE) resin, ABS resin, cellulose nanofiber, or the like can be used.
  • PES polytetyrene resin
  • polyamideimide resin polyurethane resin
  • polyvinyl chloride resin polyvinylidene chloride resin
  • polypropylene resin polytetrafluoroethylene (PTFE) resin
  • PTFE resin polytetrafluoroethylene
  • ABS resin cellulose nanofiber, or the like
  • One or both of the substrates 451 and 452 may be made of glass having a thickness sufficient to be flexible.
  • a substrate having high optical isotropy is preferably used as the substrate of the display device.
  • a substrate with high optical isotropy has small birefringence (it can be said that the amount of birefringence is small).
  • the absolute value of the retardation (retardation) value of the substrate with high optical isotropy is preferably 30 nm or less, more preferably 20 nm or less, and even more preferably 10 nm or less.
  • Films with high optical isotropy include triacetyl cellulose (TAC, also called cellulose triacetate) films, cycloolefin polymer (COP) films, cycloolefin copolymer (COC) films, and acrylic films.
  • TAC triacetyl cellulose
  • COP cycloolefin polymer
  • COC cycloolefin copolymer
  • the film when a film is used as the substrate, the film may absorb water, which may cause a change in shape such as wrinkling of the display panel. Therefore, it is preferable to use a film having a low water absorption rate as the substrate. For example, it is preferable to use a film with a water absorption of 1% or less, more preferably 0.1% or less, and even more preferably 0.01% or less.
  • various curable adhesives such as photocurable adhesives such as ultraviolet curable adhesives, reaction curable adhesives, thermosetting adhesives, and anaerobic adhesives can be used.
  • These adhesives include epoxy resins, acrylic resins, silicone resins, phenol resins, polyimide resins, imide resins, PVC (polyvinyl chloride) resins, PVB (polyvinyl butyral) resins, EVA (ethylene vinyl acetate) resins, and the like.
  • a material with low moisture permeability such as epoxy resin is preferable.
  • a two-liquid mixed type resin may be used.
  • an adhesive sheet or the like may be used.
  • connection layer 242 an anisotropic conductive film (ACF), an anisotropic conductive paste (ACP), or the like can be used.
  • ACF anisotropic conductive film
  • ACP anisotropic conductive paste
  • materials that can be used for conductive layers such as various wirings and electrodes constituting display devices include aluminum, titanium, chromium, nickel, copper, yttrium, zirconium, molybdenum, silver, Examples include metals such as tantalum and tungsten, and alloys containing these metals as main components. 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, zinc oxide containing gallium, or graphene
  • metal materials such as gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, and titanium, or alloy materials containing such metal materials can be used.
  • a nitride of the metal material eg, titanium nitride
  • it is preferably thin enough to have translucency.
  • a stacked film of any of the above materials can be used as the conductive layer.
  • a laminated film of a silver-magnesium alloy and indium tin oxide because the conductivity can be increased.
  • conductive layers such as various wirings and electrodes that constitute a display device, and conductive layers (conductive layers functioning as pixel electrodes or common electrodes) of light-emitting elements.
  • Examples of insulating materials that can be used for each insulating layer include resins such as acrylic resins and epoxy resins, and inorganic insulating materials such as silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, and aluminum oxide.
  • FIG. 17 shows a cross-sectional view of the display device 400B.
  • a perspective view of the display device 400B is the same as that of the display device 400A (FIG. 15).
  • FIG. 17 shows an example of a cross section of the display device 400B when part of the region including the FPC 472, part of the circuit 464, and part of the display portion 462 are cut. Note that the description of the same parts as those of the display device 400A may be omitted.
  • the display device 400B has a structure in which a substrate 452 and a substrate 451 are bonded together.
  • the display device 400B includes a display portion 462, a circuit 464, wirings 465, and the like. Therefore, the display device 400B shown in FIG. 17 can also be called a display module including the display device 400B, an IC (integrated circuit), and an FPC.
  • a scanning line driver circuit can be used.
  • the wiring 465 has a function of supplying signals and power to the display portion 462 and the circuit 464 .
  • the signal and power are input to the wiring 465 from the outside through the FPC 472 or input to the wiring 465 from the IC 473 .
  • the display module shows an example in which an IC 473 is provided on a substrate 451 by a COG (Chip On Glass) method, a COF (Chip on Film) method, or the like.
  • IC 473 for example, an IC having a scanning line driver circuit, a signal line driver circuit, or the like can be applied.
  • the display device 400B and the display module may be configured without an IC.
  • the IC may be mounted on the FPC by the COF method or the like.
  • FIG. 17 shows an example of a cross section of the display device 400B when part of the region including the FPC 472, part of the circuit 464, part of the display portion 462, and part of the region including the end are cut. show.
  • the display device 400B illustrated in FIG. 17 includes a transistor 201 and 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 430b that emits blue light. It has an element 430c and the like.
  • the light-emitting elements exemplified in Embodiments 1 to 3 can be applied to the light-emitting elements 430a, 430b, and 430c.
  • the three sub-pixels are R, G, and B sub-pixels, and yellow (Y). , cyan (C), and magenta (M).
  • the four sub-pixels include R, G, B, and white (W) sub-pixels, and R, G, B, and Y four-color sub-pixels. be done.
  • Protective layer 416 and substrate 452 are adhered via adhesive layer 442 .
  • a solid sealing structure, a hollow sealing structure, or the like can be applied to the sealing of the light emitting element.
  • the space 443 surrounded by the substrate 452, the adhesive layer 442, and the substrate 451 is filled with an inert gas (such as nitrogen or argon) to apply a hollow sealing structure.
  • the adhesive layer 442 may be provided so as to overlap with the light emitting element.
  • a space 443 surrounded by the substrate 452 , the adhesive layer 442 , and the substrate 451 may be filled with a resin different from that of the adhesive layer 442 .
  • the light emitting elements 430 a , 430 b , 430 c have an optical adjustment layer between the pixel electrode and the hole injection layer 431 .
  • 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.
  • Embodiment Modes 1 to 3 can be referred to for details of the light-emitting element.
  • the pixel electrodes 411a, 411b, and 411c are connected to the conductive layer 222b of the transistor 205 through openings provided in the insulating layer 214, respectively.
  • Edges of the pixel electrode and the optical adjustment layer are covered with an insulating layer 421 with a hole injection layer 431 interposed therebetween.
  • the hole injection layer 431 may be provided over the entire surface of the display portion 462, or may be separated for each sub-pixel region.
  • a layer 435 having an electron-transporting layer and an electron-injecting layer is provided over the light-emitting layer provided in the opening of the insulating layer 421 and the insulating layer 421 , and a counter electrode 418 is provided over the layer 435 .
  • the pixel electrode contains a material that transmits visible light
  • the counter electrode 418 contains a material that reflects visible light.
  • Light emitted by the light emitting element is emitted to the substrate 454 side.
  • a material having high visible light transmittance is preferably used for the substrate 454 .
  • the insulating layer 421 may have a laminated structure of an inorganic insulating film and an organic insulating film.
  • the inorganic insulating film is preferably the lower layer.
  • the inorganic insulating film is provided on the hole-injection layer 431 side; It is possible to suppress adverse effects on the hole injection layer 431, which may be a concern in some cases.
  • Both the transistor 201 and the transistor 205 are formed over the substrate 451 . These transistors can be made with 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 in this order over the substrate 451 .
  • Part of the insulating layer 211 functions as a gate insulating layer of each transistor.
  • Part of the insulating layer 213 functions as a gate insulating layer of each transistor.
  • An insulating layer 215 is provided over the transistor.
  • An insulating layer 214 is provided over the transistor and functions as a planarization layer. Note that the number of gate insulating layers and the number of insulating layers covering a transistor are not limited, and each may have a single layer or two or more layers.
  • a material into which impurities such as water and hydrogen are difficult to diffuse is preferably used for at least one insulating layer that covers the transistor. This allows the insulating layer to function as a barrier layer. With such a structure, diffusion of impurities from the outside into the transistor can be effectively suppressed, and the reliability of the display device can be improved.
  • An inorganic insulating film is preferably used for each of the insulating layers 211 , 213 , and 215 .
  • the inorganic insulating film for example, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, an aluminum nitride film, or the like can be used.
  • a hafnium oxide film, an yttrium oxide film, a zirconium oxide film, a gallium oxide film, a tantalum oxide film, a magnesium oxide film, a lanthanum oxide film, a cerium oxide film, a neodymium oxide film, or the like may be used.
  • two or more of the insulating films described above may be laminated and used.
  • the organic insulating film preferably has openings near the ends of the display device 400B. As a result, it is possible to prevent impurities from entering through the organic insulating film from the end portion of the display device 400B.
  • the organic insulating film may be formed so that the edges of the organic insulating film are located inside the edges of the display device 400B so that the organic insulating film is not exposed at the edges of the display device 400B.
  • An organic insulating film is suitable for the insulating layer 214 that functions as a planarization layer.
  • materials that can be used for the organic insulating film include acrylic resins, polyimide resins, epoxy resins, polyamide resins, polyimideamide resins, siloxane resins, benzocyclobutene-based resins, phenolic resins, precursors of these resins, and the like.
  • An opening is formed in the insulating layer 214 in a region 228 shown in FIG. As a result, even when an organic insulating film is used for the insulating layer 214 , it is possible to prevent impurities from entering the display section 462 from the outside through the insulating layer 214 . Therefore, the reliability of the display device 400B can be improved.
  • the transistors 201 and 205 include a conductive layer 221 functioning as a gate, an insulating layer 211 functioning as a gate insulating layer, conductive layers 222a and 222b functioning as sources and drains, a semiconductor layer 231, and an insulating layer functioning as a gate insulating layer. It has a layer 213 and a conductive layer 223 that functions as a gate. Here, the same hatching pattern is applied 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 231 .
  • the insulating layer 213 is located between the conductive layer 223 and the semiconductor layer 231 .
  • the structure of the transistor included in the display device of this embodiment there is no particular limitation on the structure of the transistor included in the display device of this embodiment.
  • a planar transistor, a staggered transistor, an inverted staggered transistor, or the like can be used.
  • the transistor structure may be either a top-gate type or a bottom-gate type.
  • gates may be provided above and below a semiconductor layer in which a channel is formed.
  • a structure in which a semiconductor layer in which a channel is formed is sandwiched between two gates is applied to the transistors 201 and 205 .
  • a transistor may be driven by connecting two gates and applying the same signal to them.
  • the threshold voltage of the transistor may be controlled by applying a potential for controlling the threshold voltage to one of the two gates and applying a potential for driving to the other.
  • crystallinity of a semiconductor material used for a transistor there is no particular limitation on the crystallinity of a semiconductor material used for a transistor, and an amorphous semiconductor, a single crystal semiconductor, or a semiconductor having a crystallinity other than a single crystal (a microcrystalline semiconductor, a polycrystalline semiconductor, or a semiconductor having a crystal region in part) can be used. semiconductor) may be used. A single crystal semiconductor or a crystalline semiconductor is preferably used because deterioration in transistor characteristics can be suppressed.
  • a semiconductor layer of a transistor preferably includes a metal oxide (also referred to as an oxide semiconductor).
  • the display device of this embodiment preferably uses a transistor including a metal oxide for a channel formation region (hereinafter referred to as an OS transistor).
  • the semiconductor layer of the transistor may comprise silicon. Examples of silicon include amorphous silicon and crystalline silicon (low-temperature polysilicon, monocrystalline silicon, etc.).
  • the semiconductor layer includes, for example, indium and M (M is gallium, aluminum, silicon, boron, yttrium, tin, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, 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) is preferably used for the semiconductor layer.
  • the In atomic ratio in the In-M-Zn oxide is preferably equal to or higher than the M atomic ratio.
  • the transistor included in the circuit 464 and the transistor included in the display portion 462 may have the same structure or different structures.
  • the plurality of transistors included in the circuit 464 may all have the same structure, or may have two or more types.
  • the plurality of transistors included in the display portion 462 may all have the same structure, or may have two or more types.
  • a connection portion 204 is provided in a region of the substrate 451 where the substrate 452 does not overlap.
  • the wiring 465 is electrically connected to the FPC 472 through the conductive layer 466 and the connection layer 242 .
  • 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 . Thereby, the connecting portion 204 and the FPC 472 can be electrically connected via the connecting layer 242 .
  • a light shielding layer 417 is preferably provided on the surface of the substrate 452 on the substrate 451 side.
  • various optical members can be arranged outside the substrate 452 .
  • optical members include polarizing plates, retardation plates, light diffusion layers (diffusion films, etc.), antireflection layers, light collecting films, and the like.
  • an antistatic film that suppresses adhesion of dust, a water-repellent film that prevents adhesion of dirt, a hard coat film that suppresses the occurrence of scratches due to use, a shock absorption layer, etc. are arranged on the outside of the substrate 452.
  • an antistatic film that suppresses adhesion of dust, a water-repellent film that prevents adhesion of dirt, a hard coat film that suppresses the occurrence of scratches due to use, a shock absorption layer, etc. are arranged.
  • the protective layer 416 that covers the light-emitting element, entry of impurities such as water into the light-emitting element can be suppressed, 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 in the region 228 near the edge of the display device 400B.
  • the inorganic insulating film included in the insulating layer 215 and the inorganic insulating film included in the protective layer 416 are in contact with each other. This can prevent impurities from entering the display section 462 from the outside through the organic insulating film. Therefore, the reliability of the display device 400B 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 that the end portion of the inorganic insulating film extends further outward than the end portion of the organic insulating film.
  • Glass, quartz, ceramic, sapphire, resin, metal, alloy, semiconductor, or the like can be used for the substrates 451 and 452, respectively.
  • a material that transmits the light is used for the substrate on the side from which the light from the light-emitting element is extracted.
  • the flexibility of the display device can be increased.
  • a polarizing plate may be used as the substrate 451 or the substrate 452 .
  • polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyacrylonitrile resins, acrylic resins, polyimide resins, polymethylmethacrylate resins, polycarbonate (PC) resins, and polyether resins are used.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • acrylic resins acrylic resins
  • polyimide resins polymethylmethacrylate resins
  • PC polycarbonate
  • polyether resins polyether resins
  • PES resin Sulfone (PES) resin, polyamide resin (nylon, aramid, etc.), polysiloxane resin, cycloolefin resin, polystyrene resin, polyamideimide resin, polyurethane resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polypropylene resin, polytetrafluoroethylene (PTFE) resin, ABS resin, cellulose nanofiber, or the like can be used.
  • PES polytetyrene resin
  • polyamideimide resin polyurethane resin
  • polyvinyl chloride resin polyvinylidene chloride resin
  • polypropylene resin polytetrafluoroethylene (PTFE) resin
  • PTFE resin polytetrafluoroethylene
  • ABS resin cellulose nanofiber, or the like
  • One or both of the substrates 451 and 452 may be made of glass having a thickness sufficient to be flexible.
  • a substrate having high optical isotropy is preferably used as the substrate of the display device.
  • a substrate with high optical isotropy has small birefringence (it can be said that the amount of birefringence is small).
  • the absolute value of the retardation (retardation) value of the substrate with high optical isotropy is preferably 30 nm or less, more preferably 20 nm or less, and even more preferably 10 nm or less.
  • Films with high optical isotropy include triacetyl cellulose (TAC, also called cellulose triacetate) films, cycloolefin polymer (COP) films, cycloolefin copolymer (COC) films, and acrylic films.
  • TAC triacetyl cellulose
  • COP cycloolefin polymer
  • COC cycloolefin copolymer
  • the film when a film is used as the substrate, the film may absorb water, which may cause a change in shape such as wrinkling of the display panel. Therefore, it is preferable to use a film having a low water absorption rate as the substrate. For example, it is preferable to use a film with a water absorption of 1% or less, more preferably 0.1% or less, and even more preferably 0.01% or less.
  • various curable adhesives such as photocurable adhesives such as ultraviolet curable adhesives, reaction curable adhesives, thermosetting adhesives, and anaerobic adhesives can be used.
  • These adhesives include epoxy resins, acrylic resins, silicone resins, phenol resins, polyimide resins, imide resins, PVC (polyvinyl chloride) resins, PVB (polyvinyl butyral) resins, EVA (ethylene vinyl acetate) resins, and the like.
  • a material with low moisture permeability such as epoxy resin is preferable.
  • a two-liquid mixed type resin may be used.
  • an adhesive sheet or the like may be used.
  • connection layer 242 an anisotropic conductive film (ACF), an anisotropic conductive paste (ACP), or the like can be used.
  • ACF anisotropic conductive film
  • ACP anisotropic conductive paste
  • materials that can be used for conductive layers such as various wirings and electrodes constituting display devices include aluminum, titanium, chromium, nickel, copper, yttrium, zirconium, molybdenum, silver, Examples include metals such as tantalum and tungsten, and alloys containing these metals as main components. 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, zinc oxide containing gallium, or graphene
  • metal materials such as gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, and titanium, or alloy materials containing such metal materials can be used.
  • a nitride of the metal material eg, titanium nitride
  • it is preferably thin enough to have translucency.
  • a stacked film of any of the above materials can be used as the conductive layer.
  • a laminated film of a silver-magnesium alloy and indium tin oxide because the conductivity can be increased.
  • conductive layers such as various wirings and electrodes that constitute a display device, and conductive layers (conductive layers functioning as pixel electrodes or common electrodes) of light-emitting elements.
  • Examples of insulating materials that can be used for each insulating layer include resins such as acrylic resins and epoxy resins, and inorganic insulating materials such as silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, and aluminum oxide.
  • FIG. 18A shows a cross-sectional view of the display device 400C.
  • a perspective view of the display device 400C is the same as that of the display device 400A (FIG. 15).
  • FIG. 18A shows an example of a cross section of the display device 400C when part of the region including the FPC 472, part of the circuit 464, and part of the display portion 462 are cut.
  • FIG. 18A shows an example of a cross section of the display section 462, in particular, a region including the light emitting element 430b that emits green light and the light emitting element 430c that emits blue light. Note that the description of the same parts as those of the display device 400A may be omitted.
  • a display device 400C illustrated in FIG. 18A includes the transistor 202, the transistor 210, the light-emitting elements 430b, 430c, and the like between the substrate 453 and the substrate 454.
  • FIG. 18A includes the transistor 202, the transistor 210, the light-emitting elements 430b, 430c, and the like between the substrate 453 and the substrate 454.
  • FIG. 18A includes the transistor 202, the transistor 210, the light-emitting elements 430b, 430c, and the like between the substrate 453 and the substrate 454.
  • the substrate 454 and protective layer 416 are adhered via an adhesive layer 442 .
  • the adhesive layer 442 is provided so as to overlap each of the light emitting elements 430b and 430c, and a solid sealing structure is applied to the display device 400C.
  • the substrate 453 and the insulating layer 212 are bonded together by an adhesive layer 455 .
  • a method for manufacturing the display device 400C first, a manufacturing substrate provided with the insulating layer 212, each transistor, each light-emitting element, and the like, and the substrate 454 provided with the light shielding layer 417 are bonded together with the adhesive layer 442. FIG. Then, the formation substrate is peeled off and a substrate 453 is attached to the exposed surface, so that each component formed over the formation substrate is transferred to the substrate 453 .
  • Each of the substrates 453 and 454 preferably has flexibility. Thereby, the flexibility of the display device 400C can be enhanced.
  • an inorganic insulating film that can be used for the insulating layers 211, 213, and 215 can be used.
  • the pixel electrode is connected to the conductive layer 222b included in the transistor 210 through an opening provided in the insulating layer 214.
  • the conductive layer 222 b is connected to the low-resistance region 231 n through openings provided in the insulating layers 215 and 225 .
  • the transistor 210 has a function of controlling driving of the light emitting element.
  • the pixel electrode 411 is connected to the conductive layer 222b included in the transistor 210 through an opening provided in the insulating layer 214 .
  • An end portion of the pixel electrode 411 is covered with an insulating layer 421 with a hole injection layer 431 interposed therebetween.
  • the hole injection layer 431 may be provided over the entire surface of the display portion 462, or may be separated for each sub-pixel region.
  • a layer 435 having an electron-transporting layer and an electron-injecting layer is provided over the light-emitting layer provided in the opening of the insulating layer 421 and the insulating layer 421 , and a counter electrode 418 is provided over the layer 435 .
  • the pixel electrode 411 contains a material that reflects visible light
  • the counter electrode 418 contains a material that transmits visible light.
  • Light emitted by the light emitting elements 430b and 430c is emitted to the substrate 454 side.
  • a material having high visible light transmittance is preferably used for the substrate 454 .
  • connection portion 204 is provided in a region of the substrate 453 where the substrate 454 does not overlap.
  • the wiring 465 is electrically connected to the FPC 472 through the conductive layer 466 and the connection layer 242 .
  • the conductive layer 466 can be obtained by processing the same conductive film as the pixel electrode. Thereby, the connecting portion 204 and the FPC 472 can be electrically connected via the connecting layer 242 .
  • the transistors 202 and 210 each include a conductive layer 221 functioning as a gate, an insulating layer 211 functioning as a gate insulating layer, a semiconductor layer having a channel formation region 231i and a pair of low-resistance regions 231n, and one of the pair of low-resistance regions 231n.
  • a connecting conductive layer 222a, a conductive layer 222b connecting to the other of the pair of low-resistance regions 231n, an insulating layer 225 functioning as a gate insulating layer, a conductive layer 223 functioning as a gate, and an insulating layer 215 covering the conductive layer 223 are provided.
  • the insulating layer 211 is located between the conductive layer 221 and the channel formation region 231i.
  • the insulating layer 225 is located between the conductive layer 223 and the channel formation region 231i.
  • the conductive layers 222a and 222b are connected to the low-resistance region 231n through openings provided in the insulating layer 215, respectively.
  • One of the conductive layers 222a and 222b functions as a source and the other functions as a drain.
  • FIG. 18A shows an example in which an insulating layer 225 covers the top and side surfaces of the semiconductor layer.
  • the conductive layers 222a and 222b are connected to the low-resistance region 231n through openings provided in the insulating layers 225 and 215, respectively.
  • the insulating layer 225 overlaps with the channel formation region 231i of the semiconductor layer 231 and does not overlap with the low resistance region 231n.
  • the structure shown in FIG. 18B can be manufactured by processing the insulating layer 225 using the conductive layer 223 as a mask.
  • the insulating layer 215 is provided to cover the insulating layer 225 and the conductive layer 223, and the conductive layers 222a and 222b are connected to the low resistance region 231n through openings in the insulating layer 215, respectively.
  • an insulating layer 218 may be provided to cover the transistor.
  • FIG. 19A shows a cross-sectional view of the display device 400D.
  • the perspective view of the display device 400D is the same as that of the display device 400A (FIG. 15), and the description of the same parts as the display device 400A is omitted.
  • the display device 400D differs from the display device 400A in that it has a hole transport layer 432 on the hole injection layer 431, and the rest of the configuration is the same as that of the display device 400A. omitted.
  • the display device 400D has the hole-transport layer 432 on the hole-injection layer 431, the ends of the pixel electrode and the optical adjustment layer are separated by the insulating layer 421 through the hole-injection layer 431 and the hole-transport layer 432. covered.
  • the hole injection layer 431 and the hole transport layer 432 may be provided over the entire surface of the display portion 462, or may be separated for each sub-pixel region.
  • the insulating layer 421 may have a laminated structure of an inorganic insulating film and an organic insulating film.
  • the inorganic insulating film is preferably the lower layer.
  • the inorganic insulating film is provided on the hole-transport layer 432 side; It is possible to suppress adverse effects on the hole transport layer 432 which may be a concern in some cases.
  • FIG. 19B shows an example in which the protective layer 416 has a three-layer structure.
  • the display device 400D differs from the display device 400A in that it has a hole transport layer 432 on the hole injection layer 431, and the rest of the configuration is the same as that of the display device 400A. .
  • FIG. 20 shows a cross-sectional view of the display device 400E.
  • the perspective view of the display device 400E is the same as that of the display device 400A (FIG. 15), and the description of the same parts as the display device 400A is omitted.
  • the display device 400D differs from the display device 400A in that it has a hole transport layer 432 on the hole injection layer 431, and the rest of the configuration is the same as that of the display device 400A. omitted.
  • the display device 400E differs from the display device 400B in that it has a hole transport layer 432 on the hole injection layer 431, and the rest of the configuration is the same as that of the display device 400B.
  • the display device 400E has the hole transport layer 432 on the hole injection layer 431, the edge of the pixel electrode is covered with the insulating layer 421 via the hole injection layer 431 and the hole transport layer 432. .
  • the hole injection layer 431 and the hole transport layer 432 may be provided over the entire surface of the display portion 462, or may be separated for each sub-pixel region.
  • the insulating layer 421 may have a laminated structure of an inorganic insulating film and an organic insulating film.
  • the inorganic insulating film is preferably the lower layer.
  • the inorganic insulating film is provided on the hole-transport layer 432 side; It is possible to suppress adverse effects on the hole transport layer 432 which may be a concern in some cases.
  • FIG. 21A shows a cross-sectional view of the display device 400F.
  • the perspective view of the display device 400F is the same as that of the display device 400A (FIG. 15), and the description of the same parts as the display device 400A is omitted.
  • the display device 400D differs from the display device 400A in that it has a hole transport layer 432 on the hole injection layer 431, and the rest of the configuration is the same as that of the display device 400A. omitted.
  • the display device 400F differs from the display device 400C in that it has a hole transport layer 432 on the hole injection layer 431, and the rest of the configuration is the same as that of the display device 400C.
  • the display device 400 ⁇ /b>F has the hole transport layer 432 on the hole injection layer 431 , the edge of the pixel electrode 411 is covered with the insulating layer 421 via the hole injection layer 431 and the hole transport layer 432 .
  • the hole injection layer 431 and the hole transport layer 432 may be provided over the entire surface of the display portion 462, or may be separated for each sub-pixel region.
  • This embodiment can be implemented by appropriately combining at least part of it with other embodiments described in this specification and the like.
  • the metal oxide preferably contains at least indium or zinc. In particular, it preferably contains indium and zinc. In addition to these, aluminum, gallium, yttrium, tin and the like are preferably contained. In addition, one or more selected from boron, silicon, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, magnesium, cobalt, etc. may be contained. .
  • the metal oxide is formed by sputtering, chemical vapor deposition (CVD) such as metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), or atomic layer deposition (ALD). It can be formed by a layer deposition method or the like.
  • CVD chemical vapor deposition
  • MOCVD metal organic chemical vapor deposition
  • ALD atomic layer deposition
  • Crystal structures of oxide semiconductors include amorphous (including completely amorphous), CAAC (c-axis-aligned crystalline), nc (nanocrystalline), CAC (cloud-aligned composite), single crystal, and polycrystal. (poly crystal) and the like.
  • the crystal structure of the film or substrate can be evaluated using an X-ray diffraction (XRD) spectrum.
  • XRD X-ray diffraction
  • it can be evaluated using an XRD spectrum obtained by GIXD (Grazing-Incidence XRD) measurement.
  • GIXD Gram-Incidence XRD
  • the GIXD method is also called a thin film method or a Seemann-Bohlin method.
  • the peak shape of the XRD spectrum is almost symmetrical.
  • the peak shape of the XRD spectrum is left-right asymmetric.
  • the asymmetric shape of the peaks in the XRD spectra demonstrates the presence of crystals in the film or substrate. In other words, the film or substrate cannot be said to be in an amorphous state unless the shape of the peaks in the XRD spectrum is symmetrical.
  • the crystal structure of the film or substrate can be evaluated by a diffraction pattern (also referred to as a nanobeam electron diffraction pattern) observed by nano beam electron diffraction (NBED).
  • a diffraction pattern also referred to as a nanobeam electron diffraction pattern
  • NBED nano beam electron diffraction
  • a halo is observed in the diffraction pattern of a quartz glass substrate, 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 deposited at room temperature is neither crystalline nor amorphous, but in an intermediate state and cannot be concluded to be in an amorphous state.
  • oxide semiconductors may be classified differently from the above when their structures are focused. For example, oxide semiconductors are classified into single-crystal oxide semiconductors and non-single-crystal oxide semiconductors. Examples of non-single-crystal oxide semiconductors include the above CAAC-OS and nc-OS. Non-single-crystal oxide semiconductors include polycrystalline oxide semiconductors, amorphous-like oxide semiconductors (a-like OS), amorphous oxide semiconductors, and the like.
  • CAAC-OS is an oxide semiconductor that includes a plurality of crystal regions, and the c-axes of the plurality of crystal regions are oriented in a specific direction. Note that the specific direction is the thickness direction of the CAAC-OS film, the normal direction to the formation surface of the CAAC-OS film, or the normal direction to the surface of the CAAC-OS film.
  • a crystalline region is a region having periodicity in atomic arrangement. If the atomic arrangement is regarded as a lattice arrangement, the crystalline region is also a region with a uniform lattice arrangement.
  • CAAC-OS has a region where a plurality of crystal regions are connected in the a-b plane direction, and the region may have strain.
  • the strain refers to a portion where the orientation of the lattice arrangement changes between a region with a uniform lattice arrangement and another region with a uniform lattice arrangement in a region where a plurality of crystal regions are connected. That is, CAAC-OS is an oxide semiconductor that is c-axis oriented and has no obvious orientation 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 crystalline region is less than 10 nm.
  • the size of the crystal region may be about several tens of nanometers.
  • CAAC-OS contains indium (In) and oxygen.
  • a tendency to have a layered crystal structure also referred to as a layered structure in which a layer (hereinafter referred to as an In layer) and a layer containing the element M, zinc (Zn), and oxygen (hereinafter referred to as a (M, Zn) layer) are stacked.
  • the (M, Zn) layer may contain indium.
  • the In layer contains 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.
  • a plurality of bright points are observed in the electron beam diffraction pattern of the CAAC-OS film.
  • a certain spot and another spot are observed at point-symmetrical positions with respect to the spot of the incident electron beam that has passed through the sample (also referred to as a direct spot) as the center of symmetry.
  • the lattice arrangement in the crystal region is basically a hexagonal lattice, but the unit lattice is not always regular hexagon and may be non-regular hexagon. Moreover, the distortion may have a lattice arrangement such as a pentagon or a heptagon.
  • the distortion of the lattice arrangement suppresses the formation of grain boundaries. This is because the CAAC-OS can tolerate strain due to the fact that the arrangement of oxygen atoms is not dense in the ab plane direction, the bond distance between atoms changes due to the substitution of metal atoms, and the like. It is considered to be for
  • a crystal structure in which clear grain boundaries are confirmed is called a so-called polycrystal.
  • a grain boundary becomes a recombination center, traps carriers, and is highly likely to cause a decrease in on-current of a transistor, a decrease in field-effect mobility, and the like. Therefore, a CAAC-OS in which no clear grain boundaries are observed is one of crystalline oxides having a crystal structure suitable for a semiconductor layer of a transistor.
  • a structure containing Zn is preferable for forming a CAAC-OS.
  • In--Zn oxide and In--Ga--Zn oxide are preferable because they can suppress the generation of grain boundaries more than In oxide.
  • a CAAC-OS is an oxide semiconductor with high crystallinity and no clear grain boundaries. Therefore, it can be said that the decrease in electron mobility due to grain boundaries is less likely to occur in CAAC-OS.
  • a CAAC-OS can be said to be an oxide semiconductor with few impurities and defects (such as oxygen vacancies). Therefore, an oxide semiconductor including CAAC-OS has stable physical properties. Therefore, an oxide semiconductor including CAAC-OS is resistant to heat and has high reliability.
  • CAAC-OS is also stable against high temperatures (so-called thermal budget) in the manufacturing process. Therefore, the use of the CAAC-OS for the OS transistor makes it possible to increase the degree of freedom in the manufacturing process.
  • nc-OS has periodic atomic arrangement in a minute region (eg, a region of 1 nm to 10 nm, particularly a region of 1 nm to 3 nm).
  • the nc-OS has minute crystals.
  • 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 called a nanocrystal.
  • nc-OS does not show regularity in crystal orientation between different nanocrystals. Therefore, no orientation is observed in the entire film.
  • an nc-OS may be indistinguishable from an a-like OS or an amorphous oxide semiconductor depending on the analysis method.
  • an nc-OS film is subjected to structural analysis using an XRD apparatus, out-of-plane XRD measurement using ⁇ /2 ⁇ scanning does not detect a peak indicating crystallinity.
  • an nc-OS film is subjected to electron beam diffraction (also referred to as selected area electron beam diffraction) using an electron beam with a probe diameter larger than that of nanocrystals (for example, 50 nm or more), a diffraction pattern such as a halo pattern is obtained. is observed.
  • an nc-OS film is subjected to electron diffraction (also referred to as nanobeam electron diffraction) using an electron beam with a probe diameter close to or smaller than the size of a nanocrystal (for example, 1 nm or more and 30 nm or less)
  • an electron beam diffraction pattern is obtained in which a plurality of spots are observed within a ring-shaped area centered on the direct spot.
  • An a-like OS is an oxide semiconductor having a structure between an nc-OS and an amorphous oxide semiconductor.
  • An a-like OS has void or low density regions. That is, the a-like OS has lower crystallinity than the nc-OS and CAAC-OS. In addition, the a-like OS has a higher hydrogen concentration in the film than the nc-OS and the CAAC-OS.
  • CAC-OS relates to material composition.
  • CAC-OS is, for example, one structure of a material in which elements constituting a metal oxide are unevenly distributed with 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 in the vicinity thereof.
  • the mixed state is also called mosaic or patch.
  • CAC-OS is a structure in which the material is separated into a first region and a second region to form a mosaic shape, and the first region is distributed in the film (hereinafter, also referred to as a cloud shape). ). That is, CAC-OS is a composite metal oxide in which the first region and the second region are mixed.
  • the atomic ratios of In, Ga, and Zn to the metal elements constituting the CAC-OS in the In—Ga—Zn oxide are represented by [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 where [Ga] is greater 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, indium zinc oxide, or the like as a main component.
  • the second region is a region containing gallium oxide, gallium zinc oxide, or the like as a main component. That is, the first region can be rephrased as a region containing In as a main component. Also, the second region can be rephrased as a region containing Ga as a main component.
  • the CAC-OS in the In—Ga—Zn oxide means a region containing Ga as a main component and a region containing In as a main component in a material structure containing In, Ga, Zn, and O. Each region is a mosaic, and refers to a configuration in which these regions exist randomly. Therefore, CAC-OS is presumed to have a structure in which metal elements are unevenly distributed.
  • a CAC-OS can be formed, for example, by a sputtering method under conditions in which 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 a deposition gas. good.
  • an inert gas typically argon
  • oxygen gas typically argon
  • a nitrogen gas may be used as a deposition gas. good.
  • the lower the flow rate ratio of the oxygen gas to the total flow rate of the film formation gas during film formation, the better. is preferably 0% or more and 10% or less.
  • a region containing In as a main component is obtained by EDX mapping obtained using energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). It can be confirmed that the (first region) and the region (second region) containing Ga as the main component are unevenly distributed and have a mixed structure.
  • EDX energy dispersive X-ray spectroscopy
  • the first region is a region with higher conductivity than the second region. That is, when carriers flow through the first region, conductivity as a metal oxide is developed. Therefore, by distributing the first region in the form of a cloud in the metal oxide, a high field effect mobility ( ⁇ ) can be realized.
  • the second region is a region with higher insulation than the first region.
  • 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 insulation caused by the second region act in a complementary manner to provide a switching function (turning ON/OFF). functions) can be given to the CAC-OS.
  • a part of the material has a conductive function
  • a part of the material has an insulating function
  • the whole material has a semiconductor function.
  • CAC-OS is most suitable for various semiconductor devices including display devices.
  • Oxide semiconductors have various structures and each has different characteristics.
  • An oxide semiconductor of one embodiment of the present invention includes two or more of an amorphous oxide semiconductor, a polycrystalline oxide semiconductor, an a-like OS, a CAC-OS, an nc-OS, and a CAAC-OS. may
  • an oxide semiconductor with low carrier concentration is preferably used for a transistor.
  • 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, more preferably 1 ⁇ 10 11 cm ⁇ 3 or less. 3 or less, more preferably less than 1 ⁇ 10 10 cm ⁇ 3 and 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 are referred to as high-purity intrinsic or substantially high-purity intrinsic.
  • an oxide semiconductor with a low carrier concentration is sometimes referred to as a highly purified intrinsic or substantially highly purified intrinsic oxide semiconductor.
  • the trap level density may also be low.
  • the charge trapped in the trap level of the oxide semiconductor takes a long time to disappear and may behave like a fixed charge. Therefore, a transistor whose channel formation region is formed in an oxide semiconductor with a high trap level density might have unstable electrical characteristics.
  • Impurities include hydrogen, nitrogen, alkali metals, alkaline earth metals, iron, nickel, silicon, and the like.
  • the concentration of silicon or carbon in the oxide semiconductor and the concentration of silicon or carbon in the vicinity of 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 concentration of 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, more preferably 1 ⁇ 10 18 atoms/cm 3 or less. , more preferably 5 ⁇ 10 17 atoms/cm 3 or less.
  • the oxide semiconductor reacts with oxygen that bonds to a metal atom to form water, which may cause oxygen vacancies.
  • oxygen vacancies When hydrogen enters the oxygen vacancies, electrons, which are carriers, may be generated.
  • part of hydrogen may bond with oxygen that bonds with a metal atom to generate an electron, which is a carrier. Therefore, a transistor including an oxide semiconductor containing hydrogen is likely to have normally-on characteristics. Therefore, hydrogen in the oxide semiconductor is preferably 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 , more preferably less than 5 ⁇ 10 18 atoms/cm. Less than 3 , more preferably less than 1 ⁇ 10 18 atoms/cm 3 .
  • This embodiment can be implemented by appropriately combining at least part of it with other embodiments described in this specification and the like.
  • An electronic device of this embodiment includes a display device of one embodiment of the present invention.
  • the display device of one embodiment of the present invention can easily have high definition, high resolution, and large size. Therefore, the display device of one embodiment of the present invention can be used for display portions of various electronic devices.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be manufactured at low cost, the manufacturing cost of the electronic device can be reduced.
  • Examples of electronic devices include televisions, desktop or notebook personal computers, monitors for computers, digital signage, large game machines such as pachinko machines, and other electronic devices with relatively large screens. Examples include cameras, digital video cameras, digital photo frames, mobile phones, mobile game machines, mobile information terminals, and sound reproducing devices.
  • the display device of one embodiment of the present invention can have high definition, it can be suitably used for an electronic device having a relatively small display portion.
  • electronic devices include wristwatch-type and bracelet-type information terminals (wearable devices), VR devices such as head-mounted displays, and glasses-type AR devices that can be worn on the head. equipment and the like.
  • Wearable devices also include devices for SR and devices for MR.
  • a display device of one embodiment of the present invention includes HD (1280 ⁇ 720 pixels), FHD (1920 ⁇ 1080 pixels), WQHD (2560 ⁇ 1440 pixels), WQXGA (2560 ⁇ 1600 pixels), 4K2K (2560 ⁇ 1600 pixels), 3840 ⁇ 2160) and 8K4K (7680 ⁇ 4320 pixels).
  • the resolution it is preferable to set the resolution to 4K2K, 8K4K, or higher.
  • the pixel density (definition) of the display device of one embodiment of the present invention is preferably 300 ppi or more, more preferably 500 ppi or more, 1000 ppi or more, more preferably 2000 ppi or more, more preferably 3000 ppi or more, and 5000 ppi or more.
  • the electronic device of the present embodiment can be incorporated along the inner wall or outer wall of a house or building, or along the curved surface of the interior or exterior of an automobile.
  • the electronic device of this embodiment may have an antenna.
  • An image, information, or the like can be displayed on the display portion by receiving a signal with the antenna.
  • the antenna may be used for contactless power transmission.
  • the electronic device of this embodiment includes sensors (force, displacement, position, velocity, acceleration, angular velocity, number of revolutions, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical substance, sound, time, hardness, electric field, current, voltage , power, radiation, flow, humidity, gradient, vibration, odor or infrared sensing, detection or measurement).
  • the electronic device of this embodiment can have various functions. For example, functions to display various information (still images, moving images, text images, etc.) on the display, touch panel functions, functions to display calendars, dates or times, functions to execute various software (programs), wireless communication function, a function of reading a program or data recorded on a recording medium, and the like.
  • An electronic device 6500 illustrated in FIG. 22A is a personal digital assistant that can be used as a smart phone.
  • An electronic device 6500 includes a housing 6501, a display portion 6502, a power button 6503, a button 6504, a speaker 6505, a microphone 6506, a camera 6507, a light source 6508, and the like.
  • a display portion 6502 has a touch panel function.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 6502 .
  • FIG. 22B is a schematic cross-sectional view including the end of the housing 6501 on the microphone 6506 side.
  • a light-transmitting protective member 6510 is provided on the display surface side of the housing 6501, and a display panel 6511, an optical member 6512, a touch sensor panel 6513, and a printer are placed in a space surrounded by the housing 6501 and the protective member 6510.
  • a substrate 6517, a battery 6518, and the like are arranged.
  • a display panel 6511, an optical member 6512, and a touch sensor panel 6513 are fixed to the protective member 6510 with an adhesive layer (not shown).
  • a portion of the display panel 6511 is folded back in a region outside the display portion 6502, and the FPC 6515 is connected to the folded portion.
  • An IC6516 is mounted on the FPC6515.
  • the FPC 6515 is connected to terminals provided on the printed circuit board 6517 .
  • a flexible display (flexible display device) of one embodiment of the present invention can be applied to the display panel 6511 . Therefore, an extremely lightweight electronic device can be realized. In addition, since the display panel 6511 is extremely thin, the thickness of the electronic device can be reduced and the large-capacity battery 6518 can be mounted. In addition, by folding back part of the display panel 6511 and arranging a connection portion with the FPC 6515 on the back side of the pixel portion, an electronic device with a narrow frame can be realized.
  • FIG. 23A shows an example of a television device.
  • a television set 7100 has a display portion 7000 incorporated in a housing 7101 .
  • a configuration in which a housing 7101 is supported by a stand 7103 is shown.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 7000 .
  • the operation of the television apparatus 7100 shown in FIG. 23A can be performed by operation switches provided in the housing 7101 and a separate remote controller 7111 .
  • the display portion 7000 may be provided with a touch sensor, and the television device 7100 may be operated by touching the display portion 7000 with a finger or the like.
  • the remote controller 7111 may have a display section for displaying information output from the remote controller 7111 .
  • a channel and a volume can be operated with operation keys or a touch panel provided in the remote controller 7111 , and an image displayed on the display portion 7000 can be operated.
  • the television device 7100 is configured to include a receiver, a modem, and the like.
  • the receiver can receive general television broadcasts. Also, by connecting to a wired or wireless communication network via a modem, one-way (from the sender to the receiver) or two-way (between the sender and the receiver, or between the receivers, etc.) information communication is performed. is also possible.
  • FIG. 23B shows an example of a notebook personal computer.
  • a notebook personal computer 7200 has a housing 7211, a keyboard 7212, a pointing device 7213, an external connection port 7214, and the like.
  • the display portion 7000 is incorporated in the housing 7211 .
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 7000 .
  • FIGS. 23C and 23D An example of digital signage is shown in FIGS. 23C and 23D.
  • a digital signage 7300 illustrated in FIG. 23C includes a housing 7301, a display portion 7000, speakers 7303, and the like. Furthermore, it can have an LED lamp, an operation key (including a power switch or an operation switch), connection terminals, various sensors, a microphone, and the like.
  • FIG. 23D is a digital signage 7400 mounted on a cylindrical post 7401.
  • FIG. A digital signage 7400 has a display section 7000 provided along the curved surface of a pillar 7401 .
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 7000 in FIGS. 23C and 23D.
  • the display portion 7000 As the display portion 7000 is wider, the amount of information that can be provided at one time can be increased. In addition, the wider the display unit 7000, the more conspicuous it is, and the more effective the advertisement can be, for example.
  • a touch panel By applying a touch panel to the display portion 7000, not only an image or a moving image can be displayed on the display portion 7000 but also the user can intuitively operate the display portion 7000, which is preferable. Further, when used for providing information such as route information or traffic information, usability can be enhanced by intuitive operation.
  • the digital signage 7300 or 7400 is preferably capable of cooperating with an information terminal 7311 or information terminal 7411 such as a smartphone possessed by the user through wireless communication.
  • advertisement information displayed on the display unit 7000 can be displayed on the screen of the information terminal 7311 or the information terminal 7411 .
  • display on the display portion 7000 can be switched.
  • the digital signage 7300 or the digital signage 7400 can execute a game using the screen of the information terminal 7311 or 7411 as an operation means (controller). This allows an unspecified number of users to simultaneously participate in and enjoy the game.
  • FIG. 24A is a diagram showing the appearance of camera 8000 with finder 8100 attached.
  • a camera 8000 includes a housing 8001, a display portion 8002, operation buttons 8003, a shutter button 8004, and the like.
  • a detachable lens 8006 is attached to the camera 8000 . Note that the camera 8000 may be integrated with the lens 8006 and the housing.
  • the camera 8000 can capture an image by pressing the shutter button 8004 or by touching the display portion 8002 functioning as a touch panel.
  • a housing 8001 has a mount having electrodes, and can be connected to a finder 8100, a strobe device, or the like.
  • a viewfinder 8100 includes a housing 8101, a display portion 8102, buttons 8103, and the like.
  • Housing 8101 is attached to camera 8000 by mounts that engage mounts of camera 8000 .
  • a viewfinder 8100 can display an image or the like received from the camera 8000 on a display portion 8102 .
  • a button 8103 has a function as a power button or the like.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 8002 of the camera 8000 and the display portion 8102 of the viewfinder 8100 .
  • the camera 8000 having a built-in finder may also be used.
  • FIG. 24B is a diagram showing the appearance of head mounted display 8200. As shown in FIG. 24B
  • the head mounted display 8200 has a mounting portion 8201, a lens 8202, a main body 8203, a display portion 8204, a cable 8205 and the like.
  • a battery 8206 is built in the mounting portion 8201 .
  • a main body 8203 includes a wireless receiver or the like, and can display received video information on a display portion 8204 .
  • the main body 8203 is equipped with a camera, and information on the movement of the user's eyeballs or eyelids can be used as input means.
  • the mounting portion 8201 may be provided with a plurality of electrodes capable of detecting a current that flows along with the movement of the user's eyeballs at a position that touches the user, and may have a function of recognizing the line of sight. Moreover, it may have a function of monitoring the user's pulse based on the current flowing through the electrode.
  • the mounting unit 8201 may have various sensors such as a temperature sensor, a pressure sensor, an acceleration sensor, etc., and has a function of displaying biological information of the user on the display unit 8204, In addition, a function of changing an image displayed on the display portion 8204 may be provided.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 8204 .
  • FIG. 24C to 24E are diagrams showing the appearance of the head mounted display 8300.
  • FIG. A head mounted display 8300 includes a housing 8301 , a display portion 8302 , a band-shaped fixture 8304 , and a pair of lenses 8305 .
  • the user can see the display on the display portion 8302 through the lens 8305 .
  • the display portion 8302 it is preferable to arrange the display portion 8302 in a curved manner because the user can feel a high presence.
  • three-dimensional display or the like using parallax can be performed.
  • the configuration is not limited to the configuration in which one display portion 8302 is provided, and two display portions 8302 may be provided and one display portion may be arranged for one eye of the user.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 8302 .
  • the display device of one embodiment of the present invention can also achieve extremely high definition. For example, even when the display is magnified using the lens 8305 as shown in FIG. 24E and visually recognized, the pixels are difficult for the user to visually recognize. In other words, the display portion 8302 can be used to allow the user to view highly realistic images.
  • FIG. 24F is a diagram showing the appearance of a goggle-type head mounted display 8400.
  • the head mounted display 8400 has a pair of housings 8401, a mounting section 8402, and a cushioning member 8403.
  • a display portion 8404 and a lens 8405 are provided in the pair of housings 8401, respectively. By displaying different images on the pair of display portions 8404, three-dimensional display using parallax can be performed.
  • a user can view the display portion 8404 through the lens 8405 .
  • the lens 8405 has a focus adjustment mechanism, and its position can be adjusted according to the user's visual acuity.
  • the display portion 8404 is preferably square or horizontally long rectangular. This makes it possible to enhance the sense of reality.
  • the mounting portion 8402 preferably has plasticity and elasticity so that it can be adjusted according to the size of the user's face and does not slip off.
  • a part of the mounting portion 8402 preferably has a vibration mechanism that functions as a bone conduction earphone. As a result, you can enjoy video and audio without the need for separate audio equipment such as earphones and speakers.
  • the housing 8401 may have a function of outputting audio data by wireless communication.
  • the mounting portion 8402 and the cushioning member 8403 are portions that come into contact with the user's face (forehead, cheeks, etc.). Since the cushioning member 8403 is in close contact with the user's face, it is possible to prevent light leakage and enhance the sense of immersion. It is preferable to use a soft material for the cushioning member 8403 so that the cushioning member 8403 comes into close contact with the user's face when the head mounted display 8400 is worn by the user. For example, materials such as rubber, silicone rubber, urethane, and sponge can be used.
  • a member that touches the user's skin is preferably detachable for easy cleaning or replacement.
  • the electronic device shown in FIGS. 25A to 25F includes a housing 9000, a display unit 9001, a speaker 9003, operation keys 9005 (including a power switch or an operation switch), connection terminals 9006, sensors 9007 (force, displacement, position, speed). , acceleration, angular velocity, number of rotations, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical substances, sound, time, hardness, electric field, current, voltage, power, radiation, flow rate, humidity, gradient, vibration, smell, or infrared rays , detection or measurement), a microphone 9008, and the like.
  • the electronic devices shown in FIGS. 25A to 25F have various functions. For example, a function to display various information (still images, moving images, text images, etc.) on the display unit, a touch panel function, a calendar, a function to display the date or time, a function to control processing by various software (programs), It can have a wireless communication function, a function of reading and processing programs or data recorded on a recording medium, and the like. Note that the functions of the electronic device are not limited to these, and can have various functions.
  • the electronic device may have a plurality of display units.
  • the electronic device is equipped with a camera, etc., and has the function of capturing still images or moving images and storing them in a recording medium (external or built into the camera), or the function of displaying the captured image on the display unit, etc. good.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 9001 .
  • FIG. 25A is a perspective view showing a mobile information terminal 9101.
  • the mobile information terminal 9101 can be used as a smart phone, for example.
  • the portable information terminal 9101 may be provided with a speaker 9003, a connection terminal 9006, a sensor 9007, and the like.
  • the mobile information terminal 9101 can display text and image information on its multiple surfaces.
  • FIG. 25A shows an example in which three icons 9050 are displayed.
  • Information 9051 indicated by a dashed rectangle can also be displayed on another surface of the display portion 9001 . Examples of the information 9051 include notification of incoming e-mail, SNS, telephone, etc., title of e-mail, SNS, etc., sender name, date and time, remaining battery power, strength of antenna reception, and the like.
  • an icon 9050 or the like may be displayed at the position where the information 9051 is displayed.
  • FIG. 25B is a perspective view showing the mobile information terminal 9102.
  • the portable information terminal 9102 has a function of displaying information on three or more sides of the display portion 9001 .
  • information 9052, information 9053, and information 9054 are displayed on different surfaces.
  • the user can confirm the information 9053 displayed at a position where the mobile information terminal 9102 can be viewed from above the mobile information terminal 9102 while the mobile information terminal 9102 is stored in the chest pocket of the clothes.
  • the user can check the display without taking out the portable information terminal 9102 from the pocket, and can determine, for example, whether to receive a call.
  • FIG. 25C is a perspective view showing a wristwatch-type personal digital assistant 9200.
  • the mobile information terminal 9200 can be used as a smart watch (registered trademark), for example.
  • the display portion 9001 has a curved display surface, and display can be performed along the curved display surface.
  • Hands-free communication is also possible by allowing the mobile information terminal 9200 to communicate with, for example, a headset capable of wireless communication.
  • the portable information terminal 9200 can transmit data to and from another information terminal through the connection terminal 9006, and can be charged. Note that the charging operation may be performed by wireless power supply.
  • FIG. 25D to 25F are perspective views showing a foldable personal digital assistant 9201.
  • FIG. 25D is a state in which the portable information terminal 9201 is unfolded
  • FIG. 25F is a state in which it is folded
  • FIG. 25E is a perspective view in the middle of changing from one of FIGS. 25D and 25F to the other.
  • the portable information terminal 9201 has excellent portability in the folded state, and has excellent display visibility due to a seamless wide display area in the unfolded state.
  • a display portion 9001 included in the portable information terminal 9201 is supported by three housings 9000 connected by hinges 9055 .
  • the display portion 9001 can be bent with a curvature radius of 0.1 mm or more and 150 mm or less.
  • This embodiment can be implemented by appropriately combining at least part of it with other embodiments described in this specification and the like.
  • AB line, AL: wiring, CD: line, CL: wiring, GL: wiring, IC: display device, SL: wiring, 20: light emitting element, 100: pixel region, 101: insulating film, 102: anode, 104: hole injection layer, 105: hole transport layer, 110x: first region, 110y: second region, 110: partition wall, 115b: light emitting layer, 115g: light emitting layer, 115r: light emitting layer, 118b: third Liquid pool, 118g: Second liquid pool, 118r: First liquid pool, 119: Nozzle, 201: Transistor, 202: Transistor, 204: Connector, 205: Transistor, 209: Transistor, 210: Transistor, 211: Insulating layer 212: Insulating layer 213: Insulating layer 214: Insulating layer 215: Insulating layer 218: Insulating layer 221: Conductive layer 222a: Conductive layer 222b: Conductive layer 223: Conductive layer 225

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Abstract

湿式法で発光層を形成する際、発光素子として隔壁の近傍における液だまりが低減された表示装置を提供する。 第1の陽極と、第1の陽極とX方向に隣接した、第2の陽極と、第1の陽極とY方向に隣接した、第3の陽極と、第1の陽極乃至前記第3の陽極にわたって設けられた、正孔注入層と、正孔注入層上に設けられた隔壁と、第1の発光層と、第2の発光層と、第3の発光層と、陰極と、を有し、隔壁は、上面視において第1の陽極と第3の陽極との間に位置し、且つX方向に延在した第1の領域と、第1の陽極と第2の陽極との間に位置し、且つY方向に延在した第2の領域とを有し、断面視において第1の領域における高さが第2の領域における高さより大きい、表示装置である。

Description

表示装置及びその作製方法
本発明の一態様は、表示装置及びその作製方法に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物(コンポジション・オブ・マター)に関する。本明細書等で開示する本発明の一態様のより具体的な技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置を一例として挙げることができ、これらの駆動方法、またはこれらの作製方法も一例として挙げることができる。
有機ELを備えた表示装置の作製方法として、発光性材料を含む溶液を滴下させ、溶液から溶媒を揮発させることで発光層を形成するインクジェット法があり、インクジェット法により発光層を形成し、溶液に対する焼成工程を不要とする方法が知られている(特許文献1参照)。
特開2004−87465号公報
上記特許文献1の図3(A)には各画素を絶縁体で区分けされた領域に溶液が滴下される様子が記載され、滴下直後の液だまりが示されている。このような液だまりにおいて溶媒が蒸発するため、塗布工程を利用すれば焼成工程を不要にできることが上記特許文献1に開示される。
しかしながら焼成工程を不要にすることは難しく、減圧雰囲気で焼成すると液だまりは、絶縁体、つまり隔壁の近傍に残ってしまう。当該液だまりにより発光面積の中央に電流が集中し、電流密度が不均一になるため、本発明者らは液だまりを抑制することが高精細な表示装置を提供する上で重要であると考えた。
上記を鑑み本発明の一態様は、インクジェット法等を含む湿式法により形成された表示装置であって、液だまりが縮小された構成及びその作製方法を提供する。
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。なお、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。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項等(本明細書等と記す)の記載から、自ずと明らかとなるものであり、本明細書等の記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
上記課題を鑑み本発明の一態様は、第1の陽極と、第1の陽極とX方向に隣接した、第2の陽極と、第1の陽極とY方向に隣接した、第3の陽極と、第1の陽極乃至第3の陽極にわたって設けられた、正孔注入層と、正孔注入層上に設けられた隔壁と、隔壁の第1の開口部に位置し、かつ第1の陽極と重なる第1の発光層と、隔壁の第2の開口部に位置し、かつ第2の陽極と重なる第2の発光層と、隔壁の第3の開口部に位置し、かつ第3の陽極と重なる第3の発光層と、第1の発光層乃至第3の発光層にわたって設けられた、陰極と、を有し、隔壁は、上面視において第1の陽極と第3の陽極との間に位置し、且つX方向に延在した第1の領域と、第1の陽極と第2の陽極との間に位置し、且つY方向に延在した第2の領域とを有し、断面視において第1の領域における高さが第2の領域における高さより大きい、表示装置である。
本発明の別の一態様は、第1の陽極と、第1の陽極とX方向に隣接した、第2の陽極と、第1の陽極とY方向に隣接した、第3の陽極と、第1の陽極乃至第3の陽極にわたって設けられた、正孔注入層と、正孔注入層上に設けられた隔壁と、隔壁の第1の開口部に位置し、かつ第1の陽極と重なる第1の発光層と、隔壁の第2の開口部に位置し、かつ第2の陽極と重なる第2の発光層と、隔壁の第3の開口部に位置し、かつ第3の陽極と重なる第3の発光層と、第1の発光層乃至第3の発光層にわたって設けられた、陰極と、を有し、隔壁は、上面視において第1の陽極と第3の陽極との間に位置し、且つX方向に延在した第1の領域と、第1の陽極と第2の陽極との間に位置し、且つY方向に延在した第2の領域とを有し、断面視において第2の領域における高さが第1の領域における高さより大きい、表示装置である。
本発明の別の一態様は、第1の陽極と、第1の陽極とX方向に隣接した、第2の陽極と、第1の陽極とY方向に隣接した、第3の陽極と、第1の陽極乃至第3の陽極にわたって設けられた、正孔注入層と、正孔注入層上に設けられた隔壁と、隔壁の第1の開口部に位置し、かつ第1の陽極と重なる第1の発光層と、隔壁の第2の開口部に位置し、かつ第2の陽極と重なる第2の発光層と、隔壁の第3の開口部に位置し、かつ第3の陽極と重なる第3の発光層と、第1の発光層乃至第3の発光層にわたって設けられた、陰極と、を有し、隔壁は、上面視において第1の陽極と第3の陽極との間に位置し、且つX方向に延在した第1の領域と、第1の陽極と第2の陽極との間に位置し、且つY方向に延在した第2の領域とを有し、断面視において第1の領域における高さは、第2の領域における高さより大きく、隔壁は第1の領域において積層構造を有する、表示装置である。
本発明の別の一態様は、第1の陽極と、第1の陽極とX方向に隣接した、第2の陽極と、第1の陽極とY方向に隣接した、第3の陽極と、第1の陽極乃至第3の陽極にわたって設けられた、正孔注入層と、正孔注入層上に設けられた隔壁と、隔壁の第1の開口部に位置し、かつ第1の陽極と重なる第1の発光層と、隔壁の第2の開口部に位置し、かつ第2の陽極と重なる第2の発光層と、隔壁の第3の開口部に位置し、かつ第3の陽極と重なる第3の発光層と、第1の発光層乃至第3の発光層にわたって設けられた、陰極と、を有し、隔壁は、上面視において第1の陽極と第3の陽極との間に位置し、且つX方向に延在した第1の領域と、第1の陽極と第2の陽極との間に位置し、且つY方向に延在した第2の領域とを有し、断面視において第2の領域における高さは、第1の領域における高さより大きく、隔壁は第2の領域において積層構造を有する、表示装置である。
本発明の一態様において、積層構造を有する隔壁は、無機材料を有する第1の隔壁と、第1の隔壁上に位置する有機材料を有する第2の隔壁を有すると好ましい。
本発明の一態様において正孔注入層と隔壁との間に正孔輸送層が設けられると好ましい。
本発明の一態様において、正孔注入層はモリブデン酸化物を有すると好ましい。
本発明の一態様において、第1の陽極乃至第3の陽極の端部はそれぞれテーパー形状を有すると好ましい。
本発明の別の一態様は、第1の陽極と、第1の陽極とX方向に隣接した第2の陽極と、第1の陽極とY方向に隣接した第3の陽極と、を形成し、第1の陽極乃至第3の陽極にわたって、正孔注入層を形成し、正孔注入層上に、第1の陽極と重なる第1の開口部、第2の陽極と重なる第2の開口部、及び第3の陽極と重なる第3の開口部を有する隔壁を形成し、第1の開口部に位置する第1の発光層、第2の開口部に位置する第2の発光層、又は第3の開口部に位置する第3の発光層のいずれか一をインクジェット法により形成し、第1の発光層乃至第3の発光層にわたって、陰極を形成する表示装置の作製方法であって、隔壁は、上面視において第1の陽極と第3の陽極との間に位置し、且つX方向に延在した第1の領域と、第1の陽極と第2の陽極との間に位置し、且つY方向に延在した第2の領域とを有し、断面視において第1の領域における高さが第2の領域における高さより大きく、第1の領域に沿うように移動しながら、第1の発光層及び第3の発光層のいずれか一をインクジェット法により形成する、表示装置の作製方法である。
本発明の別の一態様は、第1の陽極と、第1の陽極とX方向に隣接した第2の陽極と、第1の陽極とY方向に隣接した第3の陽極と、を形成し、第1の陽極乃至第3の陽極にわたって、正孔注入層を形成し、正孔注入層上に、第1の陽極と重なる第1の開口部、第2の陽極と重なる第2の開口部、及び第3の陽極と重なる第3の開口部を有する隔壁を形成し、第1の開口部に位置する第1の発光層、第2の開口部に位置する第2の発光層、又は第3の開口部に位置する第3の発光層のいずれか一をインクジェット法により形成し、第1の発光層乃至第3の発光層にわたって、陰極を形成する表示装置の作製方法であって、隔壁は、上面視において第1の陽極と第3の陽極との間に位置し、且つX方向に延在した第1の領域と、第1の陽極と第2の陽極との間に位置し、且つY方向に延在した第2の領域とを有し、断面視において第2の領域における高さが第1の領域における高さより大きく、第2の領域に沿うように移動しながら、第1の発光層及び第3の発光層のいずれか一をインクジェット法により形成する、表示装置の作製方法である。
本発明の一態様において、正孔注入層上に、正孔輸送層を形成し、正孔輸送層上に、隔壁を形成すると好ましい。
本発明の一態様によれば、液だまりを抑制した表示装置及びその作製方法を提供することができる。
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、これら以外の効果は、本明細書等の記載から、自ずと明らかとなるものであり、本明細書等の記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
図1は、本発明の一態様の画素領域を説明する斜視図である。
図2A及び図2Bは、本発明の一態様の画素領域を説明する断面図である。
図3A乃至図3Cは、本発明の一態様の画素領域を説明する断面図である。
図4は、本発明の一態様の画素領域の作製方法を説明する断面図である。
図5は、本発明の一態様の画素領域を説明する斜視図である。
図6は、本発明の一態様の画素領域を説明する斜視図である。
図7A及び図7Bは、本発明の一態様の画素領域を説明する断面図である。
図8A乃至図8Cは、本発明の一態様の画素領域を説明する断面図である。
図9は、本発明の一態様の画素領域の作製方法を説明する断面図である。
図10は、本発明の一態様の画素領域を説明する斜視図である。
図11A乃至図11D2は、本発明の一態様の発光素子を説明する断面図である。
図12A乃至図12Dは、本発明の一態様の画素回路を説明する回路図である。
図13A乃至図13Dは、本発明の一態様の画素回路を説明する回路図である。
図14は、本発明の一態様の画素回路の駆動方法を説明する図である。
図15は、表示装置の一例を示す斜視図である。
図16A及び図16Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図17は、表示装置の一例を示す断面図である。
図18Aは、表示装置の一例を示す断面図である。図18Bは、トランジスタの一例を示す断面図である。
図19A及び図19Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図20は、表示装置の一例を示す断面図である。
図21Aは、表示装置の一例を示す断面図である。図21Bは、トランジスタの一例を示す断面図である。
図22A及び図22Bは、電子機器の一例を示す図である。
図23A乃至図23Dは、電子機器の一例を示す図である。
図24A乃至図24Fは、電子機器の一例を示す図である。
図25A乃至図25Fは、電子機器の一例を示す図である。
本明細書等に添付した図面では、構成要素を機能ごとに分類し、互いに独立したブロック図を用いて説明することがあるが、実際の構成要素は機能ごとに完全に切り分けることが難しく、一つの構成要素が複数の機能に係わることもあり得る。
本明細書等において、トランジスタが有するソースとドレインは、トランジスタの極性及び各端子に与えられる電位の高低によって、その呼び方が入れ替わる。一般的に、nチャネル型トランジスタでは、低い電位が与えられる端子がソースと呼ばれ、高い電位が与えられる端子がドレインと呼ばれる。また、pチャネル型トランジスタでは、低い電位が与えられる端子がドレインと呼ばれ、高い電位が与えられる端子がソースと呼ばれる。本明細書等において、便宜上、ソースとドレインとが固定されているものと仮定して、トランジスタの接続関係を説明する場合があるが、実際には上記電位の関係に従ってソースとドレインの呼び方が入れ替わる。
本明細書等において、トランジスタのソースとは、活性層として機能する半導体膜の一部であるソース領域、又は上記半導体膜に接続されたソース電極を意味する。同様に、トランジスタのドレインとは、上記半導体膜の一部であるドレイン領域、又は上記半導体膜に接続されたドレイン電極を意味する。また、ゲートはゲート電極を意味する。
本明細書等において、トランジスタが直列に接続されている状態とは、例えば、第1のトランジスタのソースまたはドレインの一方のみが、第2のトランジスタのソースまたはドレインの一方のみに接続されている状態を意味する。また、トランジスタが並列に接続されている状態とは、第1のトランジスタのソースまたはドレインの一方が第2のトランジスタのソースまたはドレインの一方に接続され、第1のトランジスタのソースまたはドレインの他方が第2のトランジスタのソースまたはドレインの他方に接続されている状態を意味する。
本明細書等において、接続とは電気的な接続を意味しており、電流、電圧または電位が、供給可能、或いは伝送可能な状態に相当する。従って、接続している状態とは、直接接続している状態を必ずしも指すわけではなく、電流、電圧または電位が、供給可能、または伝送可能であるように、配線、抵抗、ダイオード、トランジスタなどの回路素子を介して間接的に接続している状態も、その範疇に含む。
本明細書等において、回路図上は独立している構成要素どうしが接続されている場合であっても、実際には、例えば配線の一部が電極として機能する場合など、一の導電層が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合もある。本明細書等において接続とは、このような、一の導電層が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合も、その範疇に含める。
本明細書等において、トランジスタの第1の電極及び第2の電極を用いて説明することがあるが、第1の電極及び第2の電極の一方がソース電極の場合、他方はドレイン電極を指す。
本明細書等において、発光素子は一対の電極間に有機化合物を有する層(有機化合物層と記す)を挟持した構造を有する。一対の電極の一方は陽極であり、一対の電極の他方は陰極であり、有機化合物層は機能層であり、機能層の一つは発光層である。機能層が積層体をなし、少なくとも発光層を有した構造を発光ユニットと記すことがある。また本明細書等において、発光素子を発光デバイスと記すことがある。
本明細書等においてメタルマスク、またはファインメタルマスク(FMM)を用いない発光デバイスをメタルマスクレス(MML)構造を有する発光デバイスと記す場合がある。
本明細書等において各色の発光素子(たとえば赤(R)、緑(G)、及び青(B))において、発光層を塗り分ける構造をSBS(Side By Side)構造と記す場合がある。また、本明細書等において、白色光を発することのできる発光素子を白色発光素子と呼ぶ場合がある。なお、白色発光素子は、着色層(たとえば、カラーフィルタ)と組み合わせることで、フルカラー表示の表示装置とすることができる。
本明細書等において、発光素子は、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以上の発光層を有する。シングル構造において、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、発光素子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つ以上有する発光素子の場合も同様である。
タンデム構造は、一対の電極間に2以上の発光ユニットを有し、各発光ユニットは、1以上の発光層を有する。白色発光を得るには、2以上の発光ユニットそれぞれ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、タンデム構造において、複数の発光ユニットの間には、電荷発生層などの中間層を設けると好適である。
また、上述の白色発光素子(シングル構造及びタンデム構造)と、SBS構造の発光素子とを比較した場合、SBS構造の発光素子は、白色発光素子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構造の発光素子を用いると好適である。一方で、白色発光素子は、製造プロセスがSBS構造の発光素子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。
次に実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及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。従って、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。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様である表示装置について説明する。表示装置は発光素子を有し、当該発光素子は、正孔注入性材料を有する正孔注入層、正孔輸送性材料を有する正孔輸送層、発光材料を有する発光層、電子輸送性材料を有する電子輸送層、または電子注入性材料を有する電子注入層等を有する。本発明の一態様では、上記のいずれの層も湿式法で作製することができる。本実施の形態では、主に発光層を湿式法で作製する場合を説明する。
湿式法は、所定の機能を有する材料を溶媒に溶解させる、または溶媒に分散させる処理により液化して液状組成物を得て、液状組成物を塗布する方法である。塗布した後は乾燥または硬化工程を経て固体化または薄膜化する。液状組成物を溶液と記すことがある。湿式法として、代表的にはスピンコート法、インクジェット法、キャスト法、印刷法、ディスペンス法、又はスプレイ法等がある。
本発明の一態様である表示装置は、隔壁の高さ等にも特徴がある。さらに本発明の一形態である表示装置として、隔壁の下方に正孔注入層が位置する構成例1と、隔壁の下方に正孔注入層及び正孔輸送層が位置する構成例2を説明する。
<構成例1>
図1に表示装置の斜視図例、図2A乃至図3Cに表示装置の断面図例、図4に発光層の作製例、図5に図1とは異なる表示装置の斜視図例を示す。
図1に示すように、表示装置は発光素子が設けられた画素領域100を有し、その他駆動回路領域などを有する。画素領域100は複数の画素を有し、さらに画素は複数の副画素を有する。画素はフルカラー表示が可能な最小単位であって、フルカラー表示を赤色、緑色、及び青色で達成する場合、上面視(平面視と記すこともある)において複数の副画素の一は赤色発光素子の発光領域に対応し、他は緑色発光素子の発光領域に対応し、他は青色発光素子の発光領域に対応することができる。
図1では図示しないが、各副画素では、各発光素子と電気的に接続されたトランジスタも位置しており、トランジスタを用いて上記発光素子を制御することができる。このような構造を有する表示装置を、アクティブマトリックス型表示装置と呼び、本発明の一態様である構成例1等を適用することができる。勿論、本発明の一態様である構成例1等は、パッシブマトリックス型の表示装置にも適用することができる。
なお画素領域100の構成を説明するにあたり、図1に示すようにX方向と、X方向と交差するY方向とを用いる場合がある。たとえばX方向はゲート信号が供給される配線と沿う方向とし、Y方向はソース信号が供給される配線と沿う方向とする。
図1の画素領域100に、絶縁膜101、陽極102、正孔注入層104、隔壁110、発光層115等を示す。隔壁110は、第1の領域110x及び第2の領域110yが含まれ、隔壁110において第2の領域110yの上面は第1の領域110xの上面より高いことが特徴である。発光層115は、発光層115r、発光層115g、発光層115bが含まれ、例えば発光層115rは赤色発光素子が有する発光層、発光層115gは緑色発光素子が有する発光層、発光層115bは青色発光素子が有する発光層に対応させることができる。
<絶縁膜101>
上述したトランジスタ上には、図1に示すように絶縁膜101が設けられる。上記絶縁膜は後に形成される陽極等に対する被形成面となる。そのため絶縁膜101は当該被形成面が平坦になるように有機材料を用いて形成するとよい。また絶縁膜101はトランジスタへ、不純物等が侵入しないように保護膜として機能させるために無機材料を用いて形成するとよい。絶縁膜101が平坦性を有し、かつ保護膜として機能するには、少なくとも無機材料を有する第1の絶縁膜と、当該第1の絶縁膜上に位置する有機材料を有する第2の絶縁膜とを有する積層構造とするとよい。
有機材料としてポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、シロキサン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、又はフェノール樹脂等の有機樹脂を用いて、絶縁膜101を形成するとよい。なお、上記材料にランタン(La)、窒素、ジルコニウム(Zr)などの不純物元素を添加した材料を用いてもよい。
無機材料として、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、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、酸化ガリウム、酸化ゲルマニウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化ネオジム、酸化ハフニウムおよび酸化タンタルを一以上含む、絶縁膜101を形成するとよい。なお、上記材料にランタン(La)、窒素、ジルコニウム(Zr)などの不純物元素を添加した材料を用いてもよい。
<陽極102>
絶縁膜101上に、陽極102を形成する。陽極102は絶縁膜101に設けられたコンタクトホール等を介してトランジスタと電気的に接続される。コンタクトホールとは、絶縁膜に形成された開口であって、絶縁膜より下に位置した配線層(下層配線層と記す)が、絶縁膜より上に位置した配線層(上層配線層と記す)と電気的に接続することを可能にする。電気的に接続するために、下層配線層は開口から露出した領域を有し、上層配線層は断面視における開口の中に位置する領域を有する。
陽極102は、上記トランジスタにより信号、例えば所定の電位が与えられる。そのため陽極102は、各副画素で独立するように加工されている。独立するように加工されたことを分断と記すことがある。また当該加工をパターニングと記すことがある。さらにトランジスタと電気的に接続された陽極102は画素電極と記すこともある。
陽極102には仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、陽極102はITO膜(インジウムと錫と酸素を有する膜であり、インジウム錫酸化物膜と記す)、ケイ素を含有したインジウム錫酸化物膜、2~20wt%の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、または窒化チタン膜を有する。また陽極102はクロム膜、タングステン膜、Zn膜、Al膜、Ag膜若しくはPt膜などの単層膜を有する。また陽極102は積層構造を用いることができ、例えば窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層構造、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との3層積層構造等を用いることができる。なお、積層構造は、陽極として機能させつつ、配線としての抵抗を低くすることができ、さらには他の層と良好なオーミックコンタクトをとることができるという効果を奏する。陽極102全体の膜厚は、100nm以上250nm以下となるようにすると好ましい。
陽極102側から発光素子の光を取り出す表示装置の場合、陽極102は透光性を備えた透明電極を有する。透明電極は、透光性を有する材料を用いるか、非透光性を有する材料を用いる場合には薄膜化する。透明電極の光の透過率は、40%以上とする。すなわち陽極102には、可視光(波長400nm以上750nm未満の光)の透過率が40%以上である透明電極を用いるとよい。
陽極102の上面形状は限定されないが、図1では矩形状を示し、当該矩形状の短辺がX方向に沿い、当該矩形状の長辺がY方向に沿うように配置する。
図1に示す画素領域100の一点鎖線ABにおける断面図を、図2A及び図2Bに示す。陽極102の断面形状は限定されないが、図2A及び図2Bでは陽極102の端部がテーパー形状を有する場合を示す。
また図1に示す画素領域100の一点鎖線CDにおける断面図を、図3A乃至図3Cに示す。図3A乃至図3Cにおいても陽極102の端部はテーパー形状を有する。
なお陽極102の端部のテーパー形状として、図2A乃至図3Cでは上辺が下辺より短くなる形状を示したが、これ以外に、下辺が上辺より短くなる逆テーパー形状を適用してもよい。勿論陽極102の端部はテーパー形状でなく、上辺と下辺が概ね同じとなる切り立った形状(断面視において、端部が垂直な形状、または端部が概略垂直な形状)を有してもよい。
なお上記テーパー形状とは、陽極102が徐々に薄膜化していく領域が含まれる。上記テーパー形状により、陽極102上に形成される薄膜の切断等を抑制できる。
上記薄膜化した領域を有する陽極は抵抗が徐々に高くなる場合がある。すなわち陽極102にはテーパー形状に応じた抵抗の高い領域が含まれる。当該抵抗の高い領域を有する陽極はトランジスタから供給される信号、具体的には電圧が印加されにくい領域とも考えられる。
<正孔注入層104>
図1乃至図3Cに示すように、陽極102上に正孔注入層104を形成する。正孔注入層104は陽極102上に形成するため、切断されにくく好ましい。正孔注入層104は陽極102のように各副画素で区分けせず、画素領域100全体に形成する。すなわち正孔注入層104は複数の陽極にわたって形成され、各副画素で共通化できる。各副画素で共通化できる層を共通層と記す。当該正孔注入層104は湿式法又は蒸着法により形成することができ、当該正孔注入層104を共通層とすることで副画素毎に塗り分ける工程が不要となる。
正孔注入層104は陽極102のテーパー形状の領域と重なる領域を有する。上述したとおり、陽極102のテーパー形状をなす領域は抵抗が高いため、当該抵抗が高い領域と重なる部分において正孔注入層104は陽極102から正孔が注入されにくい、又は正孔が注入されなくなる。正孔注入層104が上記部分を有することで、隣接した発光素子間でのクロストークを抑制することができる。クロストークとは、駆動していない副画素へ隣接した副画素が有するトランジスタからの信号が伝達されてしまうことである。クロストークの抑制は、隣接した発光素子が異色となる場合に特に望まれる。
上記逆テーパー形状及び切り立った形状を有する陽極102上に、正孔注入層104を形成する場合、当該正孔注入層104が切断さるため、上記クロストークは抑制される。
このように正孔注入層104等を陽極102に沿って設けた構成による効果はクロストークの抑制があげられる。
後述するが、正孔注入層104上に正孔輸送層を設けてもよい。
<隔壁110>
本実施の形態では、発光層を湿式法、たとえばインクジェット法で塗り分けるため、溶液を滴下する区画が必要である。当該区画は絶縁物によって設けることが可能となり、このような絶縁物を隔壁、土手、又はバンクと記すことがある。
図1乃至図3Cでは正孔注入層104上に隔壁110を形成し、隔壁110を用いて副画素、つまり発光領域を区画する。各副画素を区画した隔壁110は、図1に示すように画素領域100の上面視において格子形状となる。当該隔壁110は、図2A乃至図3Cに示すように画素領域100の断面図では、副画素、つまり発光領域に対応して開口部112を有する。上面視において、開口部112からは正孔注入層104が露出し、少なくとも露出された正孔注入層104と重なるように発光層115r等の出発材料を含む溶液を滴下することができる。
発光層115r等の出発材料を含む溶液を滴下する前に、正孔輸送層の出発材料を含む溶液Xを滴下してもよい。溶液Xを滴下した後、焼成工程等を経て溶液Xから溶媒を除去し、さらに硬化させて正孔輸送層を得ることができる。
また図2Aは第2の領域110yの上端部が角部を有し、図2Bは第2の領域110yの上端部が丸部を有する。図3Aは第1の領域110xの上端部が角部を有し、図3Bは第1の領域110xの上端部が丸部を有する。さらに図3Cは第1の領域110xの上端部が丸部を有し、かつ発光層115rが第1の領域110x上面にも設けられた構成を有する。発光層115rが有する発光材料、つまり出発材料が有する発光材料等については後述する。
図2A乃至図3Cに示すように画素領域100の断面図において、隔壁110の端部はテーパー形状を有するとよい。たとえば、隔壁110の下端部を、上端部より長くすることでテーパー形状を備えることができる。さらに、隔壁110は上端部より下端部が短い逆テーパー形状を備えることもできる。隔壁110の端部がテーパー形状を備えることで、インクジェット装置からの溶液が目的の発光素子の区画内に滴下されるため、隣接の異色発光素子間で混在されにくい。
なお上記テーパー形状とは、隔壁110が徐々に薄膜化していく領域を有する形状が含まれる。上記テーパー形状を有する隔壁110上に形成された薄膜は切断等を抑制できる。
なお隔壁110の端部のテーパー形状は、図2A乃至図3Cに示した上辺が下辺より短くなる形状があるが、これ以外に、隔壁110の端部を下辺が上辺より短くなる逆テーパー形状とすることもできる。勿論隔壁110の端部はテーパー形状でなく、上辺と下辺が概ね同じとなる切り立った形状(断面視において、端部が垂直な形状、または端部が概略垂直な形状)を有してもよい。
隔壁110は無機材料の単層構造若しくは積層構造、有機材料の単層構造若しくは積層構造、又は無機材料及び有機材料の積層構造を有する。無機材料及び有機材料の積層構造の場合、無機材料及び有機材料の一方が下層、他方が上層に位置する。
無機材料として酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、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、酸化ガリウム、酸化ゲルマニウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化ネオジム、酸化ハフニウムおよび酸化タンタルを一以上含む、隔壁110を形成するとよい。なお、上記材料にランタン(La)、窒素、ジルコニウム(Zr)などの不純物元素を添加した材料を用いてもよい。無機材料で形成された隔壁110は図2A及び図3Aのように上端部に角部を有することができる。
有機材料として、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、シロキサン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、又はフェノール樹脂等の有機樹脂を用いて、隔壁110を形成するとよい。なお、上記材料にランタン(La)、窒素、ジルコニウム(Zr)などの不純物元素を添加した材料を用いてもよい。有機材料で形成された隔壁110は図2B、図3B及び図3Cのように上端部に丸部を有する。丸部を有することは、上端部が曲率を持つ、又は上端部が丸みを帯びると記すことがある。
隔壁110は下端部も丸みを帯びるとよい。図示しないが、有機材料としてネガ型の感光性樹脂又はポジ型の感光性樹脂を用いると、隔壁110の上端部及び下端部が丸みを帯びることができる。
<隔壁110の高さ>
隔壁110はX方向に沿うように延在した第1の領域110xと、Y方向に沿うように延在した第2の領域110yとを有する。画素領域100の断面視において、第1の領域110xと第2の領域110yとは高さが異なる。
図1乃至図3Cには第2の領域110yが第1の領域110xより隔壁110の最上面の位置が高い場合を示す。本実施の形態では隔壁110の最上面の位置を比較しているため、第1の領域110xの膜厚と、第2の領域110yの膜厚はどちらが大きくてもよい。また図1に示すように、隔壁110の最上面が最も高い箇所は第1の領域110xと第2の領域110yとの交差部である。
隔壁110が、第1の領域110xと第2の領域110yとで高さが異なる構成は、隔壁110を被形成面としたインクジェット法に好適である。図4では発光層をインクジェット法で溶液を塗り分ける様子を示すが、最上面の位置が高い第2の領域110yに沿うようにインクジェット装置のノズル119r、119g、119bを移動させることができ好ましい。
図4ではノズル119r、119g、119bを示し、各ノズルから異なる発光層の出発材料を含む溶液が滴下される様子を説明したが、ノズルから同じ発光層の出発材料を含む溶液が滴下されてもよい。この場合、第2の領域110yに沿うように同色の発光素子を形成することができ、量産性が高いと考えられる。
図4は図2Aに対応した、上端部が角部を有し、端部がテーパー形状を有する隔壁110を示したが、隔壁110は図2Bに示した上端部が丸部を有し、端部がテーパー形状を有してもよく、その他の形状であってもよい。
インクジェット装置は最上面の位置が高い領域の隔壁110に沿って移動させると好ましい。すなわち、隔壁の第1の領域110xの最上面を、隔壁の第2の領域110yの最上面より高くして、インクジェット装置を第1の領域110xに沿うように移動させてもよい。
図1に示したが、第2の領域110yは異色の発光素子間に配置されている。すなわち、第2の領域110yは異色の発光素子が形成される副画素間に配置されたものである。このように配置された第2の領域110yにより、ノズルから吐出された溶液が副画素間で混色しないといった効果も奏することができる。
第1の領域110xは配置しなくとも、混色を防ぐことは可能であるが、溶液は滴下した瞬間から乾燥が始まり凝集してしまい、当該凝集を制御することは難しい。上記凝集を防止するために、第1の領域110xが副画素ごとに配置されていると好ましい。すなわち、上記混色しないためには、第2の領域110yに加えて第1の領域110xが配置されると好ましく、ノズルから吐出された溶液は、目的の発光領域に留まることができる。
<第1の領域110x及び第2の領域110yの作製方法1>
図1に示す第1の領域110x及び第2の領域110yの作製方法について説明する。まず第2の領域110yのみを帯状に形成する。隔壁110の材料から選択して第2の領域110yを形成することができる。たとえば感光性のポリイミドを用いることにする。ポリイミドの前駆体を、画素領域100全体に塗布し、乾燥させる。フォトレジストなどを用いて、第2の領域110yとしたい領域と重なるようにマスクを配置する。または第2の領域110y以外と重なるようにマスクを配置する。当該マスクを用いて、露光及び現像を行うと、第2の領域110yに対応してポリイミドが配置される。その後、必要に応じてイミド化させる。このようにして第2の領域110yを得ることができる。
次に、第2の領域110yと同じ材料を用いて、第1の領域110xを帯状に形成する。具体的には上記第2の領域110yに関する工程と同様の工程を経て第1の領域110xを得ることができる。
第2の領域110y及び第1の領域110xはともに帯状に形成するためマスクの配置が容易となる。なお、第2の領域110yの高さを大きくするために、第2の領域110yを形成する際は、第1の領域110xを帯状に形成する際よりも、前駆体の量を多くする。第2の領域110yは第1の領域110xの1.5倍以上3倍以下の高さを有するとよい。また互いの交差部では両者のポリイミドが積層されるため、最上面が最も高くなる。交差部の高さを制御する場合は、第1の領域110xを形成する際のマスクの位置を変更して、当該交差部に第1の領域110xに対応したポリイミドを形成しないようにする。
このようにして図1に示すような、第1の領域110x及び第2の領域110yを得ることができる。
<第1の領域110x及び第2の領域110yの作製方法2>
図1に示す第1の領域110x及び第2の領域110yの作製方法について説明する。再掲するが隔壁110は無機材料を有する下側隔壁と有機材料を有する上側隔壁等の積層構造を用いることができる。たとえば下側隔壁となる無機材料を先に画素領域100全体に成膜し、その上に上側隔壁となる有機材料を形成する。この積層構造を第2の領域110yに適用させる。そして、無機材料のみ又は有機材料のみを第1の領域110xに適用させる。このようにして第1の領域110x及び第2の領域110yを得ることもできる。
なお、上側隔壁は、下側隔壁の加工用のマスクとして用いることができる。そのため断面視において、上側隔壁の端部と、下側隔壁の端部は一致又は概略一致させることができる。または上側隔壁の端部は、無機材料を有する下側隔壁の端部より内側に位置することができる。
また上側隔壁を下側隔壁の加工用のマスクとして用いない場合、上側隔壁の端部は、無機材料を有する下側隔壁の端部より外側に位置することもできる。
<発光層115r、115g、115b>
隔壁110を形成した後、図1乃至図4に示すように正孔注入層104上に発光層115r、115g、115bを塗り分けて形成する。当該塗り分けた構造は、SBS構造の発光素子に対応する。発光層115r、115g、115bの発光色は、フルカラー表示の代表である赤色、緑色及び青色に対応させる。
再掲するが、図3Cに示すように、発光層115rは第1の領域110x上に形成されてもよい。ノズルから溶液が連続的に吐出される場合等は、発光層115rは第1の領域110x上に形成されやすい。発光層115g、及び発光層115bでも同様である。
再掲するが湿式法には、スピンコート法、インクジェット法、キャスト法、印刷法、ディスペンス法、又はスプレイ法などがある。少なくとも発光層を湿式法で形成することにより、生産性を向上させることができる。表示装置がフレキシブル性を備えた場合、少なくとも発光層を湿式法で形成した構成は柔軟性が高く好適である。
湿式法に用いられる溶液の溶媒としては、例えば、ジクロロエタン、トリクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソール、メチルアニソール等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、ヘキシルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、ビシクロヘキシル等の脂肪族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、ベンゾフェノン、アセトフェノン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセロソルブアセテート、安息香酸メチル、酢酸フェニル等のエステル系溶媒、エチレングリコール、グリセリン、ヘキサンジオール等の多価アルコール系溶媒、イソプロピルアルコール、シクロヘキサノール等のアルコール系溶媒、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒、メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒、などを挙げることができる。また、溶媒は、一または複数で用いることができる。
インクジェット法により形成される発光層の出発材料は、高分子材料(ポリマー系発光性有機材料と記すこともある)を有するとよい。すなわち、インクジェット法により滴下される溶液を得るために、上記の溶媒と混合しやすい高分子材料を用いると好ましい。
<インクジェット装置について>
図4に示すようにインクジェット装置はノズル119r、119g、119bを有する。ノズル119は、ノズル119r、119g、119bが含まれ、ノズル119に設けられた開口から溶液が吐出される当該開口径(ノズル径とも称す)は数μm以上数十μm以下を有する。ノズルを有する部分をヘッドと呼ぶことがある。溶液を滴下するためにヘッドには溶液噴射の制御部が設けられ、たとえば圧電素子(ピエゾ素子)等を有する。圧力素子で、ノズルに接続したインクタンクの容積を変化させて溶液を滴下することができる。一滴の量はノズル径に従って、数pl以上数十pl以下となることが多い。溶液1plは一辺が10μm程度の立方体を形成する量と考えることができる。
溶液はノズル119r、119g、119bから間欠的に滴下してもよい。間欠的に滴下する場合、溶液を液滴と記すことがある。また溶液はノズル119r、119g、119bから線状に連続して滴下してもよい。間欠的に滴下する場合、及び連続して滴下する場合のいずれにおいても、隔壁110上に溶液が塗布されることがある。
発光層115r、発光層115g、発光層115bを、湿式法等を用いて形成すると、図2A乃至図3Cに示すように隔壁110の近傍に液だまりが生じる。図2A乃至図3Cには発光層115r、発光層115g、発光層115bにそれぞれ対応した、第1の液だまり118r、第2の液だまり118g、第3の液だまり118bを示す。各液だまりは点線の円で囲んだ領域に確認できる。
液だまりは、湿式法で吐出された溶液から溶媒を除去するために行われる、常圧雰囲気又は減圧雰囲気での乾燥工程が要因で生じる。特に減圧雰囲気での乾燥工程で、溶液の表面張力を駆動力として、溶質が外に集まる現象により液だまりが生じてしまう。液だまりは隔壁110の内側周辺(たとえば図2A乃至図3Bで丸点線を付した領域)で発光層が中心部よりも厚くなった部分といえる。当該液だまりにより発光面積の中央に電流が集中し、電流密度が不均一になるため、液だまり部分は小さいほどよい。
本発明の一態様では、隔壁110を正孔注入層104上に形成するため、正孔注入層104を湿式法で形成した場合であっても、正孔注入層104の液だまりがない。すなわち本発明の一態様では、湿式法で形成された発光層に対応した微小な液だまりとなる。このような本発明の一態様により、液だまり部分が小さく、高精細な画素領域100を有する表示装置を提供できる。
図5には、図1に示した画素領域100と第1の領域110xが第2の領域110yよりも高い点で異なった隔壁110を示す。第2の領域110yは同色の発光層エリアに溶液を滴下させることができ、かつ混色を防止できるような高さを有し、第1の領域110xはそれよりも高い。図5では、同色発光層同士においても、第1の領域110xにより区分けが十分になされる。そのため、同色発光層同士において、隣接した発光素子間でのクロストークを防止できる。
再掲するが、正孔注入層104と発光層115との間に正孔輸送層を設けてもよい。
また発光層115を形成した後は、電子輸送層、電子注入層、及び陰極を設けて発光素子が完成する。電子輸送層、電子注入層、及び陰極は画素領域100全体に形成することができる。すなわち各画素で共通化された電子輸送層、電子注入層、又は陰極は共通層である。電子輸送層、電子注入層、及び陰極は湿式法又は蒸着法により形成することができる。共通層とする場合、湿式法としてスピンコート法を用いるとよい。
<構成例2>
上述した構成例1とは異なり、正孔注入層104上に正孔輸送層105を形成する構成例2について説明する。図6に表示装置の斜視図例、図7A乃至図8Cに表示装置の断面図例、図9に発光層の作製例、図10に図6とは異なる表示装置の斜視図例を示す。
図6に示すように、表示装置は画素領域100を有し、その他駆動回路領域などを有する。図6の画素領域100に、絶縁膜101、陽極102、正孔注入層104、正孔輸送層105、隔壁110、発光層115等を示す。隔壁110は、第1の領域110x及び第2の領域110yが含まれ、隔壁110において第2の領域110yの上面は第1の領域110xの上面より高いことが特徴である。発光層115は、発光層115r、発光層115g、発光層115bが含まれ、例えば発光層115rは赤色発光素子が有する発光層、発光層115gは緑色発光素子が有する発光層、発光層115bは青色発光素子が有する発光層に対応させることができる。画素領域100の構成は、構成例1と同様な部分があり、同様の場合は説明を省略する。
<絶縁膜101>
上述したトランジスタ上には、図6に示すように絶縁膜101が設けられる。上記絶縁膜は構成例1の<絶縁膜101>と同様な構成を有することができ、当該構成等は構成例1の<絶縁膜101>で説明したとおりである。そのため、構成例2では絶縁膜101の詳細な説明を省略する。
<陽極102>
絶縁膜101上に、陽極102を有する。上記陽極は構成例1の<陽極102>と同様な構成を有することができ、当該構成等は構成例1の<陽極102>で説明したとおりである。そのため、構成例2では陽極102の詳細な説明を省略する。
図6に示す画素領域100の一点鎖線ABにおける断面図を、図7A及び図7Bに示す。陽極102の断面形状は限定されないが、図7A及び図7Bでは陽極102の端部がテーパー形状を有する場合を示す。
また図6に示す画素領域100の一点鎖線CDにおける断面図を、図8A乃至図8Cに示す。図8A乃至図8Cにおいても陽極102の端部はテーパー形状を有する。
なお陽極102の端部のテーパー形状として、図7A乃至図8Cでは上辺が下辺より短くなる形状を示したが、これ以外に、下辺が上辺より短くなる逆テーパー形状を適用してもよい。勿論陽極102の端部はテーパー形状でなく、上辺と下辺が概ね同じとなる切り立った形状(断面視において、端部が垂直な形状、または端部が概略垂直な形状)を有してもよい。
上記テーパー形状により、陽極102上に形成される薄膜の切断等を抑制できる。
上記薄膜化した領域を有する陽極は抵抗が徐々に高くなる場合がある。すなわち陽極102にはテーパー形状に応じた抵抗の高い領域が含まれる。当該抵抗の高い領域を有する陽極はトランジスタから供給される信号、具体的には電圧が印加されにくい領域とも考えられる。
<正孔注入層104>
図6乃至図8Cに示すように、陽極102上に正孔注入層104を形成する。上記正孔注入層は構成例1の<正孔注入層104>と同様な構成を有することができ、当該構成等は構成例1の<正孔注入層104>で説明したとおりである。そのため、構成例2では正孔注入層104の詳細な説明を省略する。
<正孔輸送層105>
図6乃至図8Cに示すように、構成例2では正孔注入層104上に正孔輸送層105を形成する。正孔輸送層105は陽極102のように各画素で区分けすることなく、画素領域100全体に形成する。すなわち正孔輸送層105は複数の陽極にわたって形成され、各画素で共通化できる。再掲するが、各副画素で共通化できる層を共通層と記す。正孔輸送層105は湿式法又は蒸着法により形成することができ、正孔輸送層105を共通層とすることで副画素毎に塗り分ける工程が不要となる。
正孔輸送層105は陽極102のテーパー形状の領域と重なる領域を有する。上述したとおり、陽極102においてテーパー形状をなす領域は抵抗が高いため、当該抵抗が高い領域と重なる部分において正孔輸送層105は正孔を輸送しづらい、又は正孔が輸送できなくなる。正孔輸送層105が上記領域を有することで、隣接した異色の発光素子間でのクロストークを抑制することができる。
構成例1で述べたが、抵抗が高い領域と重なる部分において正孔注入層104は陽極102から正孔が注入されにくい、又は正孔が注入されなくなる。このような正孔注入層104を上記正孔輸送層105と共に設けたことで、隣接した異色の発光素子間でのクロストークを一層抑制することができる。
上記逆テーパー形状及び切り立った形状を有する陽極102上に、正孔輸送層105を形成する場合、当該正孔輸送層105が切断されることにより、上記クロストークは抑制される。
このように正孔輸送層105等を陽極102に沿って設けた構成による効果はクロストークの抑制があげられる。
<隔壁110>
本実施の形態では、発光層を湿式法、たとえばインクジェット法で塗り分けるため、溶液を滴下する区画が必要である。当該区画は絶縁物によって設けることが可能となり、このような絶縁物を隔壁、土手、又はバンクと記すことがある。
図6乃至図8Cでは正孔輸送層105上に隔壁110を形成し、隔壁110を用いて副画素、つまり発光領域を区画する。上記隔壁110は構成例1の<隔壁110>と同様な構成を有することができ、当該構成等は構成例1の<隔壁110>で説明したとおりである。そのため、構成例2では隔壁110の詳細な説明を省略する。
<隔壁110の高さ>
隔壁110はX方向に沿うように延在した第1の領域110xと、Y方向に沿うように延在した第2の領域110yとを有する。画素領域100の断面視において、第1の領域110xと第2の領域110yとは高さが異なる。
図6乃至図8Cには第2の領域110yが第1の領域110xより隔壁110の最上面の位置が高い場合を示す。本実施の形態では隔壁110の最上面の位置を比較しているため、第1の領域110xの膜厚と、第2の領域110yの膜厚はどちらが大きくてもよい。また図6に示すように、隔壁110の最上面が最も高い箇所は第1の領域110xと第2の領域110yとの交差部である。
隔壁110が、第1の領域110xと第2の領域110yとで高さが異なる構成は、隔壁110を被形成面としたインクジェット法に好適である。図9では発光層をインクジェット法で溶液を塗り分ける様子を示すが、最上面の位置が高い第2の領域110yに沿うようにインクジェット装置のノズル119r、119g、119bを移動させることができ好ましい。
図9ではノズル119r、119g、119bを示し、各ノズルから異なる発光層の出発材料を含む溶液が滴下される様子を説明したが、ノズルからは同じ発光層の出発材料を含む溶液が滴下されてもよい。この場合、第2の領域110yに沿うように同色の発光素子を形成することができ、量産性が高いと考えられる。
図9は図7Aに対応した、上端部が角部を有し、端部がテーパー形状を有する隔壁110を示したが、隔壁110は図7Bに示した上端部が丸部を有し、端部がテーパー形状を有してもよく、その他の形状のであってもよい。
図9では最上面の位置が高い領域の隔壁110に沿ってインクジェット装置を移動させることができる。
インクジェット装置は最上面の位置が高い領域の隔壁110に沿って移動させると好ましい。すなわち、隔壁の第1の領域110xの最上面を、隔壁の第2の領域110yの最上面より高くして、インクジェット装置を第1の領域110xに沿うように移動させてもよい。
図6に示したが、第2の領域110yは異色の発光素子間に配置されている。すなわち、第2の領域110yは異色の発光素子に対応した副画素間に配置されたものである。このように配置された第2の領域110yにより、ノズルから吐出された溶液が副画素間で混色しないといった効果も奏することができる。
第1の領域110xは配置しなくとも、混色を防ぐことは可能であるが、溶液は滴下した瞬間から乾燥が始まり凝集してしまい、当該凝集を制御することは難しい。上記凝集を防止するために、第1の領域110xが副画素ごとに配置されていると好ましい。すなわち、上記混色しないためには、第2の領域110yに加えて第1の領域110xが配置されると好ましく、ノズルから吐出された溶液は、目的の発光領域に留まることができる。
<第1の領域110x及び第2の領域110yの作製方法3>
図6に示す第1の領域110x及び第2の領域110yの作製方法は、構成例1の<第1の領域110x及び第2の領域110yの作製方法1>及び<第1の領域110x及び第2の領域110yの作製方法2>と同様な方法とすることができ、当該方法等の詳細な説明を省略する。
<発光層115r、115g、115b>
隔壁110を形成した後、図6乃至図9に示すように正孔輸送層105上に発光層115r、115g、115bを塗り分けて形成する。当該塗り分けた構造は、SBS構造の発光素子に対応する。発光層115r、115g、115bの発光色は、フルカラー表示の代表である赤色、緑色及び青色に対応させる。
発光層115r、115g、115bは湿式法により形成する。湿式法等については、構成例1の<発光層115r、115g、115b>で説明した具体的な方法及び材料と同様な方法又は構成とすることができ、当該方法又は構成等は構成例1の<発光層115r、115g、115b>で説明したとおりである、そのため、構成例2では詳細な説明を省略する。
再掲するが、図8Cに示すように、発光層115rは第1の領域110x上に形成されてもよい。ノズルから溶液が連続的に吐出される場合等は、発光層115rは第1の領域110x上に形成されやすい。発光層115g、及び発光層115bでも同様である。
<インクジェット装置について>
図9に示すようにインクジェット装置はノズル119r、119g、119bを有する。インクジェット装置等については、構成例1の<インクジェット装置について>で説明した構成と同様な構成とすることができ、構成例1の<インクジェット装置について>で説明したとおりである、そのため、構成例2では<インクジェット装置について>とした詳細な説明を省略する。
発光層115r、発光層115g、発光層115bを、湿式法等を用いて形成すると、図7A乃至図8Cに示すように隔壁110の近傍に液だまりが生じる。図7A乃至図8Cでは発光層115r、発光層115g、発光層115bにそれぞれ対応して、第1の液だまり118r、第2の液だまり118g、第3の液だまり118bを示す。
液だまりは、湿式法で吐出された溶液から溶媒を除去するために行われる、常圧雰囲気又は減圧雰囲気での乾燥工程が要因で生じる。特に減圧雰囲気での乾燥工程で、溶液の表面張力を駆動力として、溶質が外に集まる現象により液だまりが生じてしまう。液だまりは隔壁110の内側周辺(たとえば図7A乃至図8Bで丸点線を付した領域)で発光層が中心部よりも厚くなった部分といえる。当該液だまりにより発光面積の中央に電流が集中し、電流密度が不均一になるため液だまり部分は小さいほどよい。
本発明の一態様では、隔壁110を正孔輸送層105上に形成するため、正孔輸送層105を湿式法で形成した場合であっても、正孔輸送層の液だまりがない。すなわち本発明の一態様では、湿式法で形成された発光層に対応した微小な液だまりとなる。このような本発明の一態様により、液だまり部分が小さく、高精細な画素領域100を有する表示装置を提供できる。
図10には、図6に示した隔壁110と第1の領域110xが第2の領域110yよりも高い点で異なった隔壁110を示す。第2の領域110yは同色の発光層エリアに溶液を滴下させることができ、かつ混色を防止できるような高さを有し、第1の領域110xはそれよりも高い。図10では、同色発光層同士においても、第1の領域110xにより区分けが十分になされる。そのため、同色発光層同士において、隣り合う画素間でのクロストークを防止できる。
また発光層115を形成した後は、電子輸送層、電子注入層、及び陰極を設けて発光素子が完成する。電子輸送層、電子注入層、及び陰極は画素領域100全体に形成することができる。すなわち各画素で電子輸送層、電子注入層、及び陰極は共通層である。電子輸送層、電子注入層、及び陰極は湿式法又は蒸着法により形成することができる。共通層とする場合、湿式法としてスピンコート法を用いるとよい。
本実施の形態で説明した内容は、他の実施の形態と組み合わせて用いることが可能である。
(実施の形態2)
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について説明する。
<発光素子の構成例>
図11Aに示すように、発光素子20は、一対の電極(下部電極672、上部電極688)の間に、発光ユニット686を有する。発光ユニット686は、下部電極672から順に、層4430、発光層4421、及び層4420などの複数の機能層を有する。本発明の一態様では、湿式法で形成する機能層に対して隔壁110を位置させる。たとえば発光層4421を湿式法で形成する場合、発光層4421の区画のために層4430上に隔壁110を設ける。図示しないが隔壁110は上記実施の形態で述べた高さの異なる第1の領域及び第2の領域を有する。
発光層4421は、例えば発光材料を有する機能層を用いればよい。
層4420及び層4430について説明する。例えば、上記実施の形態のように、下部電極672を陽極とし、上部電極688を陰極とした場合、下部電極672上に位置する層4430は、正孔注入層および正孔輸送層等が下部電極から順に積層した構造を用いればよい。なお層4430は正孔注入層及び正孔輸送層のいずれか一の場合もある。また、層4420は、電子注入層および電子輸送層等が上部電極から順に積層した構造を用いればよい。また、層4420は電子注入層及び電子輸送層のいずれか一の場合もある。
また、上記実施の形態とは異なるが、下部電極672を陰極とし、上部電極688を陽極とすることもできる。この場合、下部電極672上に位置する層4430は、電子注入層および電子輸送層等が下部電極から順に積層した構造を用いればよい。層4430は電子注入層及び電子輸送層のいずれか一の場合もある。また、層4420は、正孔注入層および正孔輸送層等が上部電極から順に積層した構造を用いればよい。層4430は正孔注入層及び正孔輸送層のいずれか一の場合もある。
なお、下部電極672は蒸着法、CVD法、又はスパッタリング法で形成することができる。また上部電極688は蒸着法、CVD法、又はスパッタリング法で形成することができる。また層4430は湿式法又は蒸着法で形成することができる。また層4420は湿式法又は蒸着法で形成することができる。
図11Aにおいて、層4430上に隔壁110を形成し、上面視にて当該隔壁110から露出された層4430上に発光層4421をインクジェット法等の湿式法で形成する。また層4420及び上部電極688は共通層とすることができ、図11Aのように層4420及び上部電極688は隔壁110を乗り越えて形成されるとよい。共通層を厚膜化すると隔壁110を乗り越えることができ好ましい。共通層の厚膜化に制約が生じる場合は、発光層4421を厚膜化してもよい。この場合、例えば発光層の膜厚を隔壁110の高さに対して、2/3倍以上1未満となるようにインクジェット装置から滴下する溶液の量を調整するとよい。
次に図11Aをより具体化した構成を図11Bに示す。図11Bに示す発光素子20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4421と、発光層4421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、を有し、湿式法で形成する層に対して隔壁110を位置させる。たとえば発光層4421を湿式法で形成する場合、発光層4421の区画のために層4430−2上に隔壁110を設ける。図示しないが隔壁110は上記実施の形態で述べた高さの異なる第1の領域及び第2の領域を有する。
例えば、上記実施の形態のように、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、上記実施の形態とは異なるが、下部電極672を陰極とし、上部電極688を陽極することもできる。この場合、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4421に効率よくキャリア(正孔及び電子)を注入し、発光層4421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、発光層4421と下部電極672の間に含まれる層および発光層4421と上部電極688の間に含まれる層はこれらに限られず、適宜キャリアブロック層、励起子ブロック層などを備えていても良い。また、キャリアに対する輸送機能とキャリアに対する注入機能の両方を備えた層を用いても良い。
なお、下部電極672は蒸着法、CVD法、又はスパッタリング法で形成することができる。また上部電極688は蒸着法、CVD法、又はスパッタリング法で形成することができる。また層4430−1は湿式法又は蒸着法で形成することができる。また層4430−2は湿式法又は蒸着法で形成することができる。また層4420−1は湿式法又は蒸着法で形成することができる。また層4420−2は湿式法又は蒸着法で形成することができる。
図11Bにおいて、層4430−2上に隔壁110を形成し、上面視にて当該隔壁110から露出された層4430−2上に発光層4421をインクジェット法等の湿式法で形成する。層4420−1、層4420−2及び上部電極688は共通層とすることができ、図11Bのように層4420−1、層4420−2及び上部電極688は隔壁110を乗り越えて形成されるとよい。共通層を厚膜化すると隔壁110を乗り越えることができ好ましい。共通層の厚膜化に制約が生じる場合は、発光層4421を厚膜化してもよい。この場合、たとえば発光層の膜厚を隔壁110の高さに対して、2/3倍以上1未満となるようにインクジェット装置から滴下する溶液の量を調整するとよい。
次に、図11A及び図11Bの変形例を図11C1及び図11C2に示す。図11C1では層4420と層4430との間に複数の発光層(第1の発光層4411、第2の発光層4412、及び第3の発光層4413)が設けられている。図11C2では層4420と層4430との間に複数の発光層(第1の発光層4411、及び第2の発光層4412)が設けられている。
図11C1及び図11C2においても湿式法で形成する層に対して隔壁110を位置させる。たとえば層4430上に隔壁110を形成することで、図11C1及び図11C2の複数の発光層のいずれか一又は二以上、具体的にはすべての発光層を湿式法で形成することができる。図示しないが隔壁110は上記実施の形態で述べた高さの異なる第1の領域及び第2の領域を有する。
図11C1及び図11C2の複数の発光層に含まれる発光材料は、同じ色の発光物質又は異なる色の発光物質を選択することができる。同じ色の発光物質を選択する場合、駆動電圧が高くなる代わりに、駆動電流を低減することが可能となるため、高輝度化及び長寿命化の面で有利である。図11C1及び図11C2において、同じ色の発光物質として青(B)、緑(G)、および赤(R)と発光素子ごとに塗り分けることにより、フルカラー表示を可能にする。
異なる色の発光物質を選択する場合、補色の関係となるように発光物質を選択すると白色発光を呈する発光素子を得ることができる。例えば図11C1において、第1の発光層4411の発光色と第3の発光層4413の発光色を同じとし、当該発光色と、第2の発光層4412の発光色が補色の関係となるように発光物質を用いることで、発光素子20から白色発光を得ることができる。また例えば図11C2において、第1の発光層4411の発光色と第2の発光層4412の発光色が補色の関係となるように発光物質を用いることで、発光素子20から白色発光を得ることができる。白色発光を呈する場合であって、フルカラー表示を行いたいとき、カラーフィルタまたは色変換層を用いて例えば青(B)、緑(G)、および赤(R)などの所望の色を得る方法がある。
図11C1及び図11C2では発光層が3層及び2層積層した構成を示したが、4層以上であっても構わない。
図11C1及び図11C2において、隔壁110から露出した層4430上に第1の発光層4411をインクジェット法等の湿式法で形成する。下部電極672及び上部電極688は蒸着法、CVD法、又はスパッタリング法で形成することができる。層4430、及び層4420は湿式法又は蒸着法で形成することができる。このうち層4420及び上部電極688は複数の発光素子間で共通化でき、共通層と記す。共通層は画素領域全体に形成する。共通層は隔壁110を乗り越えて形成されるが、隔壁110で切断させない場合は、共通層を厚膜化するとよい。厚膜化に制限が生じる場合は、第1の発光層4411、第2の発光層4412又は第3の発光層4413の膜厚を隔壁110の高さに対して、2/3倍以上1未満となるようにインクジェット装置から滴下する溶液の量を調整するとよい。
なお、図11C1及び図11C2における層4420と、層4430とは、図11Bに示すように2層以上の層からなる積層構造としてもよい。
次に、図11C2の変形例を図11D1及び図11D2に示す。図11D1及び図11D2ともに発光ユニットを積層した構成例である。図11D1及び図11D2は、第1の発光ユニット686a及び第2の発光ユニット686bを有し、その間に中間層690を有する構成で共通し、図11D2では中間層として、中間層690a、及び中間層690bの積層構造を有する。第1の発光ユニット686aは層4430−1、第1の発光層4411、及び層4420−1を有する。また第2の発光ユニット686bは層4430−2、第2の発光層4412、及び層4420−2を有する。各層のうち湿式法で形成する層に対して隔壁110を位置させる。たとえば第1の発光層4411及び第2の発光層4412を湿式法で形成する場合、第1の発光層4411及び第2の発光層4412の区画のために隔壁110を設ける。図示しないが隔壁110は上記実施の形態で述べた高さの異なる第1の領域及び第2の領域を有する。
層4420−1及び層4430−1はそれぞれ、層4420及び層4430と同様な機能層である。層4420−2及び層4430−2はそれぞれ、層4420及び層4430と同様な機能層である。
図11D1に示す中間層690は、層4420−1と同様な材料にドーパント材料を有し、かつ層4430−2と同様な材料にアクセプタ材料を有する。
図11D2に示す中間層690aは、層4420−1と同様な材料にドーパント材料を有する層であり、中間層690bは層4430−2と同様な材料にアクセプタ材料を有する層である。
図11D1及び図11D2において、図11C2と同様に、複数の発光層に含まれる発光材料は、同じ色の発光物質又は異なる色の発光物質を選択することができる。同じ色の発光物質を選択する場合、駆動電圧が高くなる代わりに、駆動電流を低減することが可能となるため、高輝度化及び長寿命化の面で有利である。異なる色の発光物質を選択する場合、補色の関係となるように発光物質を選択すると白色発光を呈する発光素子を得ることができる。
図11D1及び図11D2において、図11C2と同様に、白色発光を呈する場合であって、フルカラー表示を行いたいとき、カラーフィルタまたは色変換層を用いて例えば青(B)、緑(G)、および赤(R)などの所望の色を得る方法がある。
図11D1及び図11D2において、図11C2と同様に、発光素子ごとに、発光色(例えば青(B)、緑(G)、および赤(R))を塗り分けることにより、フルカラー表示を可能にする。
図11に示した発光素子20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。マイクロキャビティ構造は発光色ごとに上部電極688と下部電極672との光学的距離、具体的には距離が異なった構成を有する。
上部電極688と下部電極672との光学的距離を異ならせるため、下部電極672の厚みを異ならせるとよい。下部電極672の厚みを異ならせる場合であって、下部電極672が、第1の導電膜と第1の導電膜上の第2の導電膜との積層構造を有するときは、第2の導電膜の膜厚を異ならせる方がマイクロキャビティ構造を付与しやすい。
ここで、発光素子が有する各機能層の材料例を説明する。
正孔注入層は、陽極から正孔輸送層に正孔を注入する層である。具体的には、フタロシアニン系の錯体化合物、芳香族アミン化合物、またはポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)等の高分子等によって形成することができる。
また、正孔注入層はアクセプタ性を有する物質により形成しても良い。アクセプタ性を有する物質としては、電子吸引基(ハロゲン基、シアノ基など)を有する有機化合物を用いることができる。特に、2,3,6,7,10,11−ヘキサシアノ−1,4,5,8,9,12−ヘキサアザトリフェニレン(略称:HAT−CN)のように複素原子を複数有する縮合芳香環に電子吸引基が結合している化合物が、熱的に安定であり好ましい。また、電子吸引基(特にフルオロ基のようなハロゲン基、シアノ基など)を有する[3]ラジアレン誘導体は、電子受容性が非常に高いため好ましい。
アクセプタ性を有する物質としては以上で述べた有機化合物以外にも、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、又はマンガン酸化物等を用いることができる。上記の中でも、モリブデン酸化物は大気中で安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。さらに、錫酸化物、インジウム酸化物、又はチタン酸化物を用いてもよい。アクセプタ性を有する物質は電極間に電圧を印加することにより、隣接する正孔輸送層(あるいは正孔輸送材料)から電子を引き抜くことができる。
また、正孔注入層は、上記アクセプタ性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料とを含む複合材料により形成しても良い。複合材料に用いる正孔輸送性を有する材料としては、芳香族アミン化合物、複素芳香族化合物、芳香族炭化水素、又は高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)など、種々の有機化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いられる正孔輸送性を有する材料としては、1×10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。複合材料に用いられる正孔輸送性を有する材料は、縮合芳香族炭化水素環、またはπ電子過剰型複素芳香環を有する化合物であることが好ましい。縮合芳香族炭化水素環としては、アントラセン環、又はナフタレン環等が好ましい。また、π電子過剰型複素芳香環としては、ピロール骨格、フラン骨格、又はチオフェン骨格の少なくともいずれか1を環に含む縮合芳香環が好ましく、具体的にはカルバゾール環、若しくはジベンゾチオフェン環又はそれらに芳香環または複素芳香環がさらに縮合した環が好ましい。また、正孔輸送性を有する材料としては、その他芳香族アミン化合物を用いることができる。
正孔輸送層は、正孔注入層によって、陽極から注入された正孔を発光層に輸送する層である。正孔輸送層は、正孔輸送性材料を含む層である。正孔輸送性材料としては、1×10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質が好ましい。なお、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、正孔輸送性材料として用いることができる。正孔輸送性材料としては、具体的にはπ電子過剰型複素芳香族化合物、または芳香族アミン等の正孔輸送性の高い材料が好ましい。
π電子過剰型複素芳香環としては、ピロール骨格、フラン骨格、又はチオフェン骨格の少なくともいずれか1を環に含む縮合芳香環が好ましく、具体的にはカルバゾール環、若しくはジベンゾチオフェン環、又はそれらに芳香環または複素芳香環がさらに縮合した環が好ましい。
電子輸送層は、電子注入層によって、陰極から注入された電子を発光層に輸送する層である。電子輸送層は、電子輸送性材料を含む層である。電子輸送性材料としては、1×10−6cm/Vs以上の電子移動度を有する物質が好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものも電子輸送性材料として用いることができる。このような電子輸送性材料としては、金属錯体およびπ電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物などが好ましい。具体的には、キノリン骨格を有する金属錯体、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール骨格を有する金属錯体、チアゾール骨格を有する金属錯体等の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、キノリン配位子を有するキノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、又はその他含窒素複素芳香族化合物を含むπ電子不足型複素芳香族化合物等の電子輸送性の高い材料を用いることができる。特に、ジアジン骨格を有する複素環化合物、トリアジン骨格を有する複素環化合物、又はピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ましい。中でも、ジアジン(ピリミジン、若しくはピラジンなど)、又はトリアジン骨格を有する複素環化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
電子注入層は、陰極から電子輸送層に電子を注入する層であり、電子注入性の高い材料を含む層である。電子注入性の高い材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物もしくは錯体を用いることができる。電子注入層の材料としては、エレクトライドまたは電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたものを用いることもできる。
また、上述の電子注入層としては、電子輸送性を有する材料を用いてもよい。例えば、非共通電子対を備え、電子不足型複素芳香環を有する化合物を、電子輸送性を有する材料に用いることができる。具体的には、ピリジン環、ジアジン環(ピリミジン環、ピラジン環、若しくはピリダジン環)、又はトリアジン環の少なくとも一つを有する化合物、例えば4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(略称:BPhen)、又は2,9−ビス(ナフタレン−2−イル)−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(略称:NBPhen)などを用いることができる。
発光層は、発光材料(発光物質とも記す)を含む層である。発光層は、1種または複数種の発光物質を有することができる。発光物質としては、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、又は赤色などの発光色を呈する物質を適宜用いる。また、発光物質として、近赤外光を発する物質を用いることもできる。
発光物質としては、蛍光材料、燐光材料、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、又は量子ドット材料などを用いることができる。
蛍光材料としては、公知の材料を用いることができるが、青色蛍光材料としては、特に複素芳香族ジアミン化合物または縮合芳香族ジアミン化合物が好ましい。このような化合物としては、例えば、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、フェナントレン誘導体、又はナフタレン誘導体などが挙げられる。特にピレンジアミン化合物に代表される縮合芳香族ジアミン化合物は、ホールトラップ性が高く、発光効率、信頼性に優れているため好ましい。
燐光材料としては、例えば、4H−トリアゾール骨格、1H−トリアゾール骨格、イミダゾール骨格、カルベン骨格、ピリミジン骨格、ピラジン骨格、ピリジン骨格、キノリン骨格を有する有機金属錯体(特にイリジウム錯体)、電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属錯体(特にイリジウム錯体)、白金錯体、又は希土類金属錯体等が挙げられる。
TADF材料としては、フラーレン及びその誘導体、アクリジン及びその誘導体、エオシン誘導体、マグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、カドミウム(Cd)、スズ(Sn)、白金(Pt)、インジウム(In)、もしくはパラジウム(Pd)等を含む金属含有ポルフィリン、またはπ電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環の一方または両方を有する複素環化合物等を用いることができる。
π電子不足型複素芳香環を有する骨格のうち、ピリジン骨格、ジアジン骨格(ピリミジン骨格、ピラジン骨格、又はピリダジン骨格)、およびトリアジン骨格はいずれも、安定で信頼性が良好なためTADF材料として好ましい。特に、ベンゾフロピリミジン骨格、ベンゾチエノピリミジン骨格、ベンゾフロピラジン骨格、およびベンゾチエノピラジン骨格はいずれもアクセプタ性が高く、信頼性が良好なためTADF材料として好ましい。また、π電子過剰型複素芳香環を有する骨格の中でも、アクリジン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格、フラン骨格、チオフェン骨格、及びピロール骨格はいずれも、安定で信頼性が良好なため、TADF材料が当該骨格の少なくとも一を有することが好ましい。なお、フラン骨格としてはジベンゾフラン骨格が、チオフェン骨格としてはジベンゾチオフェン骨格が、それぞれ好ましい。また、ピロール骨格としては、インドール骨格、カルバゾール骨格、インドロカルバゾール骨格、ビカルバゾール骨格、又は3−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−9H−カルバゾール骨格が特に好ましい。
なお、π電子不足型複素芳香環およびπ電子過剰型複素芳香環を両方有する場合、少なくとも一方の代わりにπ電子不足型骨格又はπ電子過剰型骨格を用いることができる。π電子過剰型骨格としては、芳香族アミン骨格、又はフェナジン骨格等を用いることができる。また、π電子不足型骨格としては、キサンテン骨格、チオキサンテンジオキサイド骨格、オキサジアゾール骨格、トリアゾール骨格、イミダゾール骨格、アントラキノン骨格、フェニルボラン、ボラントレン等の含ホウ素骨格、ベンゾニトリルまたはシアノベンゼン等のニトリル基若しくはシアノ基を有する芳香環、複素芳香環、ベンゾフェノン等のカルボニル骨格、ホスフィンオキシド骨格、又はスルホン骨格等を用いることができる。
発光層は、発光物質(ゲスト材料)に加えて、1種または複数種の有機化合物(ホスト材料、又はアシスト材料等)を有していてもよい。1種または複数種の有機化合物としては、上述の正孔輸送性材料及び電子輸送性材料の一方または両方を用いることができる。また、1種または複数種の有機化合物として、バイポーラ性材料、またはTADF材料を用いてもよい。
発光層は、例えば、燐光材料と、正孔輸送性材料と、電子輸送性材料と、を有することが好ましい。正孔輸送性材料と、電子輸送性材料とは、励起錯体を形成しやすい組み合わせである。このような構成とすることにより、励起錯体から発光物質(燐光材料)へのエネルギー移動であるExTET(Exciplex−Triplet Energy Transfer)を用いた発光を効率よく得ることができる。発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光を得ることができる。この構成により、発光素子の高効率、低電圧駆動、長寿命を同時に実現できる。
本発明の一態様では、発光層をインクジェット法等の湿式法により作製するが、上述の各種材料を溶媒に溶解または分散させた溶液を用いることができる。この場合、溶媒に種々の有機溶剤を用いることが出来る。また、所望の機能を有するポリマー材料、低分子材料、又はデンドリマーなどの材料を混合し、そのまま、または溶媒に分散もしくは溶解したものを溶液として用いることができる。
なお、発光層をポリマーで構成したい場合、成膜したいポリマー材料のモノマーを一または複数混合した溶液を成膜面に吐出し、加熱又はエネルギー光照射等により架橋または縮合、重合、配位、塩などの結合を形成することで所望の膜を形成してもよい。
なお、上記溶液には、界面活性又は粘度調整用の物質など、その他の機能を有する有機化合物が含まれていてもよい。
ポリマー材料としては、共役ポリマー、非共役ポリマー、ペンダントタイプポリマー、又は染料ブレンドタイプポリマーなどを用いることができる。共役ポリマーとしては、ポリパラフェニレンビニレン誘導体((poly(p−phenylenevinylene);PPV)、ポリアルキルチオフェン誘導体((poly(3−alkylthiophene);PAT)、ポリパラフェニレン誘導体(poly(1,4−phenylene);PPP系)、ポリフルオレン誘導体(poly(9,9−dialkylfluorene);PDAF)、又はこれらの共重合体などが挙げられる。ペンダントタイプのポリマーとしてビニルポリマーが挙げられ、例えばポリビニルカルバゾール誘導体(polyvinylcarbazole;PVK)などがある。
また、上記溶媒に用いることが出来る有機溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エタノール、メタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、t−ブタノール、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、クロロホルム、メチレンクロライド、四塩化炭素、酢酸エチル、ヘキサン、又はシクロヘキサン等種々の有機溶剤を用いることが出来る。特に、ベンゼン、トルエン、キシレン、又はメシチレン等の低極性なベンゼン誘導体を用いることで、好適な濃度の溶液を作ることができ、また、溶液中に含まれる材料が酸化などにより劣化することを防止できるため好ましい。また、作製後の膜の均一性又は膜厚の均一性などを考慮すると沸点が100℃以上であることが好ましく、トルエン、キシレン、又はメシチレンが更に好ましい。
<層4430の材料>
なお、本発明の一態様では、発光層以外に、層4430を湿式法により形成しても良い。層4430は共通層とすることができるため、湿式法としてはスピンコート法を用いるとよい。具体的には、下部電極672を形成した後、スピンコート法などによりパターニングを行うことなく、層4430を形成することができる。
下部電極672が陽極である場合、層4430には上記正孔輸送性の高い骨格とアクセプタ性を示す材料が同時に含まれていることが好ましい。層4430を湿式法により作製する場合、当該アクセプタ性を示す材料としては、スルホン酸化合物、フッ素化合物、トリフルオロ酢酸化合物、プロピオン酸化合物、または金属酸化物などを挙げることができる。
層4430を湿式法により作製する際、モノマーを混合した溶液を塗布する場合は、当該モノマーとして、二級アミンとアリールスルホン酸とを用いることが好ましい。
二級アミンとしては、置換又は無置換の炭素数6以上14以下のアリール基、置換又は無置換の炭素数6以上12以下のπ電子過剰型ヘテロアリール基を用いることができる。アリール基として例えば、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、フェナントレニル基、又はアントリル基などを用いることができ、フェニル基であると溶解性が良好で安価になるため好ましい。ヘテロアリール基としてはカルバゾール骨格、ピロール骨格、チオフェン骨格、フラン骨格、又はイミダゾール骨格などを用いることができる。またアリールアミン又はヘテロアリールアミンを介する結合は複数有していると膜質が向上し好ましく、オリゴマー又はポリマーとなっていても良い。また複数アミンを有する場合、そのアミンの一部が三級アミンであってもよく、二級アミンの割合が三級アミンの割合よりも多い方が好ましい。アミンの数は1000以下、より好ましくは10以下、分子量は10万以下が好ましい。またフッ素が置換されていると、フッ素が置換された化合物との相溶性が向上し、好ましい。
二級アミンとしては例えば下記一般式(G1)で表される有機化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
ただし、上記一般式(G1)において、Ar11乃至Ar13の1以上は水素を表し、Ar14乃至Ar17は置換または無置換の炭素数6以上14以下の芳香族環を表し、Ar14乃至Ar17は置換または無置換の炭素数6以上14以下の芳香族環を表す。炭素数6以上14以下の芳香族環としてはベンゼン環、ビスベンゼン環、ナフタレン環、フルオレン環、フェナントレン環、又はアントラセン環などを用いることができる。なお、Ar12とAr16、Ar14とAr16、Ar11とAr14、Ar14とAr15、Ar15とAr17、Ar13とAr17は互いに結合して環を形成していてもよい。また、pは0以上1000以下の整数を表し、好ましくは0以上3以下である。なお、上記一般式(G1)で表される有機化合物の分子量は10万以下であることが好ましい。
三級アミンとしては例えば下記一般式(G2)で表される有機化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
ただし、上記一般式(G2)において、Ar21乃至Ar23は置換または無置換の炭素数6以上14以下のアリール基を表し、これらは互いに結合し、環を形成していても良い。また、Ar21乃至Ar23が置換基を有する場合、当該置換基はジアリールアミノ基又はカルバゾリル基が複数連結した基であってもよい。またエーテル結合、スルフィド結合、アミンを介する結合を有していてもよく、複数のアリール基を有する場合にこれらの結合を介すると、有機溶剤への溶解性が向上し、好ましい。また置換基としてアルキル基を有する場合も、エーテル結合、スルフィド結合、アミンを介して結合しても良い。
二級アミンの具体的な例としては、下記構造式(Am2−1)乃至構造式(Am2−32)で表される有機化合物を用いることが好ましい。下記構造式(Am2−1)乃至構造式(Am2−32)で表される有機化合物はNH基を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
アミン化合物はスルホン酸化合物と混合して、溶液に用いることができる。スルホン酸化合物と混合すると、キャリアが発生しやすく、導電性が向上する。スルホン酸化合物と混合することをpドーピングと記すことがある。アミン化合物として二級アミンを用いると、混合したスルホン酸化合物との脱水反応などにより結合を形成することができるため、好ましい。アミン化合物と混合する化合物がフッ化物である場合、アミン化合物として上記構造式(Am2−1)、(Am2−22)乃至(Am2−28)、又は(Am2−31)の様にフッ化物を用いると、相溶性が向上し、好ましい。
なお、二級アミンの代わりにチオフェン誘導体を用いても良い。チオフェン誘導体の具体的な例としては、下記構造式(T−1)乃至構造式(T−4)で表されるような有機化合物、又はポリチオフェン又はポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)が好ましい。チオフェン誘導体はスルホン酸化合物と混合することにより、キャリアが発生しやすく、導電性が向上する。スルホン酸化合物と混合することをpドーピングと記すことがある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
スルホン酸化合物はアクセプタ性を示す材料である。スルホン酸化合物としてアリールスルホン酸が挙げられる。アリールスルホン酸としては、スルホ基を有すればよく、スルホン酸、スルホン酸塩、アルコキシスルホン酸、ハロゲン化スルホン酸、又はスルホン酸アニオンを用いることができる。これらスルホ基は複数有していてもよい。またアリールスルホン酸が有するアリール基としては、置換又は無置換の炭素数6以上16以下のアリール基を用いることができる。アリール基として例えば、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、フェナントレニル基、アントリル基、又はピレニル基を用いることができ、特にナフチル基は有機溶剤への溶解性と輸送性が良く、好ましい。またアリールスルホン酸は、複数アリール基を有していてもよい。またアリールスルホン酸は、フッ素が置換されたアリール基を有すると、LUMO準位が深く(マイナスに大きく)調節することができ、好ましい。またアリールスルホン酸は、エーテル結合、スルフィド結合、又はアミンを介する結合を有していてもよく、複数アリール基を有する場合にこれらの結合を介すると、有機溶剤への溶解性が向上し、好ましい。またアリールスルホン酸は、置換基としてアルキル基を有する場合も、エーテル結合、スルフィド結合、又はアミンを介して結合しても良い。またアリールスルホン酸は、ポリマーに置換していても良い。ポリマーとしてはポリエチレン、ナイロン、ポリスチレン、又はポリフルオレニレンを用いることができるが、ポリスチレン又はポリフルオレニレンは導電性がよく、好ましい。
アリールスルホン酸を有する化合物(アリールスルホン酸化合物)の具体的な例としては、例えば、下記構造式(S−1)乃至構造式(S−15)で表される有機化合物が好ましい。ポリ(4−スチレンスルホン酸)(PSS)などのスルホ基をもつポリマーも用いることができる。アリールスルホン酸化合物を用いることで、HOMOの浅い電子供与体(アミン化合物、カルバゾール化合物、又はチオフェン化合物など)からの電子を受容することができ、電子供与体と混合することで電極からのホール注入又はホール輸送性を持たせることができる。アリールスルホン酸化合物をフッ素化合物とすることで、よりLUMO準位を深く(よりマイナスのエネルギー準位をもつ)調節することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
上記二級アミンとスルホン酸化合物とを混合した溶液には、さらに三級アミンを混合してもよい。三級アミンは二級アミンよりも電気化学的、光科学的に安定で、混合すると正孔輸送性が良好となる。当該三級アミンとしては、例えば、下記構造式(Am3−1)乃至構造式(Am3−7)で表される有機化合物が好ましい。溶液には、三級アミンの他に、正孔輸送性を有する材料を適宜混合してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
アリールスルホン酸化合物の他に、電子受容体としてテトラシアノキノジメタン化合物などシアノ化合物を用いることもできる。具体的には、2,3,5,6−テトラフルオロ−7,7,8,8−テトラシアノ−キノジメタン(F4TCNQ)又はジピラジノ[2,3−f:2′,3′−h]キノキサリン−2,3,6,7,10,11−ヘキサカルボニトリル(HAT−CN6)などがあげられる。
なお、上記モノマーを混合した溶液には、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン化合物またはフェニルトリメトキシシラン化合物のいずれかまたは両方が含まれていると湿式で成膜した場合に濡れ性が向上するため好ましい。
二級アミンまたはチオフェンなどの電子供与体とアリールスルホン酸の少なくとも二つのモノマーを含む溶液を用いて湿式法により成膜された層を、ToF−SIMSにより測定すると、ネガティブモードの結果においてm/z=80付近にシグナルが観測される。m/z=80はアリールスルホン酸におけるSO陰イオンに由来するシグナルである。一方で、上記層はアミンモノマーに由来するシグナルは観測されにくい。そして当該層を有する発光素子が十分な発光を呈すると、当該層が十分な正孔輸送能を備えているという証拠になる。発光可能な発光素子において、上記シグナル等の分析結果が出た場合、当該層は十分な正孔輸送性を有することがわかり、正孔輸送能を担うアミン等の骨格が観測されないということは、上記モノマー同士が結合して高分子化合物の膜となっていることが示唆される。上記のような分析結果は、当該層が湿式法により形成されたことを意味する。
なお、上記構造式(S−1)または(S−2)で表されるスルホン酸化合物はスルホ基が多く、アミン化合物と三次元に結合を形成することができ、膜質が安定しやすいため好ましい。当該アリールスルホン酸化合物を用いて作製された層は、上記m/z=80のシグナルに加えて、ネガティブモードにおいてm/z=901のシグナルが観測される。またプロダクトイオンとしてm/z=328のシグナルも観察される。
<発光材料>
なお、本発明の一態様の発光素子においては、下記構造式で表されるイリジウム錯体を発光材料として用いることが好ましい。下記イリジウム錯体は、アルキル基を有するため、有機溶剤に溶けやすく、溶液を調整しやすく好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
なお、上記構造式で表されるイリジウム錯体を含む発光層をToF−SIMSによって測定すると、ポジティブモードの結果において、m/z=1676またはプロダクトイオンであるm/z=1181、m/z=685にシグナルが現れることがわかっている。
図11D1のように中間層が一層の場合、中間層にはアクセプタ材料とドナー材料とが含まれた有機化合物層を用いればよい。
図11D2のように中間層が二層の場合、中間層はアクセプタ材料が含まれた有機化合物層と、ドナー材料が含まれた有機化合物層とを有するとよい。
アクセプタ材料を含む有機化合物層は上述の正孔注入層又は正孔輸送層を構成することができる材料として挙げた複合材料を用いて形成することが好ましい。
アクセプタ材料は、LUMO準位の値とHOMO準位の値が近い他の有機化合物との間で電荷分離させることにより、当該有機化合物に正孔(ホール)を発生させることができる材料である。たとえば有機のアクセプタ材料としては、キノジメタン誘導体、クロラニル誘導体、又はヘキサアザトリフェニレン誘導体などの電子吸引基(ハロゲン基又はシアノ基)を有する化合物を用いることができる。例えば、7,7,8,8−テトラシアノ−2,3,5,6−テトラフルオロキノジメタン(略称:F4−TCNQ)、3,6−ジフルオロ−2,5,7,7,8,8−ヘキサシアノキノジメタン、クロラニル、2,3,6,7,10,11−ヘキサシアノ−1,4,5,8,9,12−ヘキサアザトリフェニレン(略称:HAT−CN)、1,3,4,5,7,8−ヘキサフルオロテトラシアノ−ナフトキノジメタン(略称:F6−TCNNQ)、2−(7−ジシアノメチレン−1,3,4,5,6,8,9,10−オクタフルオロ−7H−ピレン−2−イリデン)マロノニトリル等を用いることができる。なお、有機のアクセプタ材料の中でも特にHAT−CNのように複素原子を複数有する縮合芳香環に電子吸引基が結合している化合物は、アクセプタ性が高く、熱に対して膜質が安定であるため好適である。その他にも、電子吸引基(特にフルオロ基のようなハロゲン基又はシアノ基)を有する[3]ラジアレン誘導体は、電子受容性が非常に高いため好ましく、具体的にはα,α’,α’’−1,2,3−シクロプロパントリイリデントリス[4−シアノ−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼンアセトニトリル]、α,α’,α’’−1,2,3−シクロプロパントリイリデントリス[2,6−ジクロロ−3,5−ジフルオロ−4−(トリフルオロメチル)ベンゼンアセトニトリル]、α,α’,α’’−1,2,3−シクロプロパントリイリデントリス[2,3,4,5,6−ペンタフルオロベンゼンアセトニトリル]などを用いることができる。
ドナー材料は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。上記化合物としてアルカリ金属化合物には、酸化リチウム等の酸化物又はハロゲン化物が挙げられ、さらにアルカリ金属化合物は、炭酸リチウム又は炭酸セシウム等の炭酸塩も含まれる。また上記化合物としてアルカリ土類金属化合物には、酸化物、ハロゲン化物、又は炭酸塩が含まれ、さらに希土類金属の化合物として酸化物、ハロゲン化物、又は炭酸塩が含まれる。
ドナー材料を含む有機化合物層は、上述の電子輸送層または電子注入層を構成する材料と同様の材料を用いて形成することができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書等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3)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置に適用可能な、画素回路の構成例、及び駆動方法例について説明する。
〔画素回路の構成例〕
図12Aに示す画素回路PIX1は、トランジスタM1、トランジスタM2、容量C1、及び発光素子ELを有する。また、画素回路PIX1には、配線SL、配線GL、配線AL、及び配線CLが電気的に接続されている。
トランジスタM1は、ゲートが配線GLと、ソース及びドレインの一方が配線SLと、他方がトランジスタM2のゲート、及び容量C1の一方の電極と、それぞれ電気的に接続されている。トランジスタM2は、ソース及びドレインの一方が配線ALと、他方が発光素子ELのアノードと、それぞれ電気的に接続されている。容量C1は、他方の電極が発光素子ELのアノードと電気的に接続されている。発光素子ELは、カソードが配線CLと電気的に接続されている。
トランジスタM1は、選択トランジスタとも呼ぶことができ、画素の選択・非選択を制御するためのスイッチとして機能する。トランジスタM2は、駆動トランジスタとも呼ぶことができ、発光素子ELに流れる電流を制御する機能を有する。容量C1は保持容量として機能し、トランジスタM2のゲート電位を保持する機能を有する。容量C1は、MIM容量などの容量素子を適用してもよいし、配線間の容量、またはトランジスタのゲート容量などを容量C1として用いてもよい。
配線SLには、ソース信号が供給される。配線SLは、トランジスタのソース又はドレインとして機能する導電層と同じ導電層を用いて形成することができる。配線GLには、ゲート信号が供給される。配線GLは、トランジスタのゲートとして機能する導電層と同じ導電層を用いて形成することができる。配線ALと配線CLには、それぞれ定電位が供給される。
発光素子ELのアノード側を高電位に、カソード側をアノード側よりも低電位にすることができ、アノードを陽極、カソードを陰極に対応させることができる。
図12Bに示す画素回路PIX2は、画素回路PIX1に、トランジスタM3を追加した構成である。また画素回路PIX2には、配線V0が電気的に接続されている。
トランジスタM3は、ゲートが配線GLと、ソース及びドレインの一方が発光素子ELのアノードと、他方が配線V0と、それぞれ電気的に接続されている。
配線V0は、画素回路PIX2にデータを書き込む際に定電位が与えられる。これにより、トランジスタM3のゲート−ソース間電圧のばらつきを抑制することができる。
図12Cに示す画素回路PIX3は、上記画素回路PIX1のトランジスタM1及びトランジスタM2に、一対のゲートが電気的に接続されたトランジスタを適用した場合の例である。また、図12Dに示す画素回路PIX4は、画素回路PIX2に一対のゲートが電気的に接続されたトランジスタを適用した場合の例である。これにより、トランジスタが流すことのできる電流を増大させることができる。なお、ここでは全てのトランジスタに、一対のゲートが電気的に接続されたトランジスタを適用したが、これに限られない。また、一対のゲートを有し、且つこれらが異なる配線と電気的に接続されるトランジスタを適用してもよい。例えば、ゲートの一方とソースとが電気的に接続されたトランジスタを用いることで、信頼性を高めることができる。
図13Aに示す画素回路PIX5は、上記PIX2に、トランジスタM4を追加した構成である。また、画素回路PIX5には、3本のゲート線として機能する配線(配線GL1、配線GL2、及び配線GL3)が電気的に接続されている。
トランジスタM4は、ゲートが配線GL3と、ソース及びドレインの一方がトランジスタM2のゲートと、他方が配線V0と、それぞれ電気的に接続されている。また、トランジスタM1のゲートが配線GL1と、トランジスタM3のゲートが配線GL2と、それぞれ電気的に接続されている。配線V0は、配線ALと交差するように配置されることがある。
トランジスタM3とトランジスタM4を同時に導通状態とさせることで、トランジスタM2のソースとゲートが同電位となり、トランジスタM2を非導通状態とすることができる。これにより、発光素子ELに流れる電流を強制的に遮断することができる。このような画素回路は、表示期間と消灯期間を交互に設ける表示方法を用いる場合に適している。
図13Bに示す画素回路PIX6は、上記画素回路PIX5に容量C2を追加した場合の例である。容量C2は保持容量として機能する。
図13Cに示す画素回路PIX7、及び図13Dに示す画素回路PIX8は、それぞれ上記画素回路PIX5または画素回路PIX6に、一対のゲートを有するトランジスタを適用した場合の例である。トランジスタM1、トランジスタM3、トランジスタM4には、一対のゲートが電気的に接続されたトランジスタが適用され、トランジスタM2には、一方のゲートがソースと電気的に接続されたトランジスタが適用されている。
〔駆動方法例〕
以下では、画素回路PIX5が適用された表示装置の駆動方法の一例について説明する。なお、画素回路PIX6、PIX7、及びPIX8についても、同様の駆動方法を適用できる。
図14に、画素回路PIX5が適用された表示装置の駆動方法にかかるタイミングチャートを示す。ここでは、k行目のゲート線である配線GL1[k]、配線GL2[k]及び配線GL3[k]、並びにk+1行目のゲート線である配線GL1[k+1]、配線GL2[k+1]、配線GL3[k+1]の電位の推移を示している。また、図14には、ソース線として機能する配線SLに与えられる信号のタイミングを示している。
ここでは、一水平期間を点灯期間と、消灯期間と、に分けて表示する駆動方法の例を示している。また、k行目の水平期間と、k+1行目の水平期間とは、ゲート線の選択期間だけずれている。
k行目の点灯期間において、まず配線GL1[k]及び配線GL2[k]にハイレベル電位が与えられ、配線SLにソース信号が与えられる。これにより、トランジスタM1とトランジスタM3が導通状態となり、配線SLからトランジスタM2のゲートにソース信号に対応する電位が書き込まれる。その後、配線GL1[k]及び配線GL2[k]にローレベル電位が与えられることで、トランジスタM1とトランジスタM3が非導通状態となり、トランジスタM2のゲート電位が保持される。
続いて、k+1行目の点灯期間に遷移し、上記と同様の動作によりデータが書き込まれる。
続いて、消灯期間について説明する。k行目の消灯期間において、配線GL2[k]と配線GL3[k]にハイレベル電位が与えられる。これにより、トランジスタM3とトランジスタM4が導通状態となるため、トランジスタM2のソースとゲートに同電位が供給されることで、トランジスタM2にはほとんど電流が流れなくなる。これにより、発光素子ELが消灯する。k行目に位置する全ての画素が消灯することになる。k行目の画素は、次の点灯期間まで消灯状態が維持される。
続いて、k+1行目の消灯期間に遷移し、上記と同様にk+1行目の画素全てが消灯状態となる。
このように、一水平期間中ずっと点灯しているのではなく、一水平期間中に消灯期間を設ける駆動方法をデューティ駆動とも呼ぶことができる。デューティ駆動を用いることで、動画を表示する際の残像現象を低減することができるため、動画表示性能の高い表示装置を実現できる。特にVR機器などでは、残像を低減することで、いわゆるVR酔いを軽減することができる。
デューティ駆動において、一水平期間に対する点灯期間の割合を、デューティ比と呼ぶことができる。例えばデューティ比が50%のとき、点灯期間と消灯期間が同じ長さであることを意味する。なお、デューティ比は自由に設定することが可能であり、例えば0%より高く、100%以下の範囲で適宜調整することができる。
以上が、駆動方法例についての説明である。
本実施の形態で説明した内容は、他の実施の形態と組み合わせて用いることが可能である。
(実施の形態4)
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。
本実施の形態の表示装置は、高解像度の表示装置または大型な表示装置とすることができる。したがって、本実施の形態の表示装置は、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ、パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、スマートフォン、腕時計型端末、タブレット端末、携帯情報端末、音響再生装置の表示部に用いることができる。
[表示装置400A]
図15に、表示装置400Aの斜視図を示し、図16Aに、表示装置400Aの断面図を示す。
表示装置400Aは、基板452と基板451とが貼り合わされた構成を有する。図15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等を有する。図15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15に示す構成は、表示装置400A、IC(集積回路)、及びFPCを有する表示モジュー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を介して外部から配線465に入力されるか、またはIC473から配線465に入力される。
図15では、COG(Chip On Glass)方式またはCOF(Chip on Film)方式等により、基板451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などを有する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方式等により、FPCに実装してもよい。
図16A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16Aに示す表示装置400Aは、基板451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等を有する。
発光素子430a、発光素子430b、及び発光素子430cには、実施の形態1乃至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つの組み合わせ、黄色(Y)、シアン(C)、及びマゼンタ(M)の3つの組み合わせなどが挙げられる。表示装置の画素が副画素を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つの組み合わせ、R、G、B、Yの4つの組み合わせなどが挙げられる。画素はフルカラー表示が可能な最小単位として3つ以上の副画素を有することができる。
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などが適用できる。図16Aでは、基板452、接着層442、及び基板451に囲まれた空間443が、不活性ガス(窒素またはアルゴンなど)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451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。
発光素子430a、430b、430cは、画素電極と正孔注入層431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1乃至3を参照できる。
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。
画素電極及び光学調整層の端部は、正孔注入層431を介して、絶縁層421によって覆われている。正孔注入層431は、表示部462の全面に設けられていてもよく、副画素の領域ごとに区切られていてもよい。絶縁層421の開口部に設けられた発光層、及び絶縁層421上には、電子輸送層及び電子注入層を有する層435が設けられ、層435上には対向電極418が設けられている。画素電極は可視光を反射する材料を含み、対向電極418は可視光を透過する材料を含む。
発光素子が発する光は、基板452側に射出される。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。
なお、絶縁層421は、無機絶縁膜と有機絶縁膜との積層構造であってもよい。絶縁層421として、無機絶縁膜と有機絶縁膜との積層構造を設ける場合、無機絶縁膜を下層とすることが好ましい。本発明の一態様の表示装置においては、絶縁層421は正孔注入層431上に設けられるため、無機絶縁膜を正孔注入層431側に設けることで、有機絶縁膜形成に有機溶剤を用いる場合に懸念される正孔注入層431への悪影響を、抑制することが可能となる。
トランジスタ201及びトランジスタ205は、いずれも基板451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451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、水及び水素などの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、窒化アルミニウム膜など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、及び酸化ネオジム膜等を用いてもよい。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等が挙げられる。
図16A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。
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231、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231との間に位置する。絶縁層213は、導電層223と半導体層231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等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、単結晶半導体、または単結晶以外の結晶性を有する半導体(微結晶半導体、多結晶半導体、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。単結晶半導体または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、単結晶シリコンなど)などが挙げられる。
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、等が挙げられる。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451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及び接続層242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とを接続層242を介して電気的に接続することができる。
基板452の基板451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(拡散フィルムなど)、反射防止層、及び集光フィルム等が挙げられる。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、衝撃吸収層等を配置してもよい。
発光素子を覆う保護層416を設けることで、発光素子に水などの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。
図16Bに、保護層416が3層構造である例を示す。図16B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451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、樹脂、金属、合金、半導体など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451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451または基板452として偏光板を用いてもよい。
基板451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)等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、アラミド等)、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等を用いることができる。基板451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、及びアクリルフィルム等が挙げられる。
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などの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、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤など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、EVA(エチレンビニルアセテート)樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等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、接着シート等を用いてもよい。
接続層242としては、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)など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などの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、及びタングステンなどの金属、並びに、当該金属を主成分とする合金などが挙げられる。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などの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、及びチタンなどの金属材料、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)などを用いてもよい。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などを用いると、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などの導電層、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、エポキシ樹脂などの樹脂、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、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料が挙げられる。
[表示装置400B]
図17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15)と同様である。図17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。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。
表示装置400Bは、基板452と基板451とが貼り合わされた構成を有する。
表示装置400Bは、表示部462、回路464、配線465等を有する。そのため、図17に示す表示装置400Bは、表示装置400B、IC(集積回路)、及びFPCを有する表示モジュー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を介して外部から配線465に入力されるか、またはIC473から配線465に入力される。
表示モジュールは、COG(Chip On Glass)方式またはCOF(Chip on Film)方式等により、基板451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などを有するICを適用できる。なお、表示装置400B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方式等により、FPCに実装してもよい。
図17に、表示装置400B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17に示す表示装置400Bは、基板451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等を有する。
発光素子430a、発光素子430b、及び発光素子430cには、実施の形態1乃至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色の副画素などが挙げられる。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色の副画素などが挙げられる。
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などが適用できる。図17では、基板452、接着層442、及び基板451に囲まれた空間443が、不活性ガス(窒素またはアルゴンなど)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451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。
発光素子430a、430b、430cは、画素電極と正孔注入層431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1乃至3を参照できる。
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。
画素電極及び光学調整層の端部は、正孔注入層431を介して、絶縁層421によって覆われている。正孔注入層431は、表示部462の全面に設けられていてもよく、副画素の領域ごとに区切られていてもよい。絶縁層421の開口部に設けられた発光層、及び絶縁層421上には、電子輸送層及び電子注入層を有する層435が設けられ、層435上には対向電極418が設けられている。画素電極は可視光を透過する材料を含み、対向電極418は可視光を反射する材料を含む。
発光素子が発する光は、基板454側に射出される。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。
なお、絶縁層421は、無機絶縁膜と有機絶縁膜との積層構造であってもよい。絶縁層421として、無機絶縁膜と有機絶縁膜との積層構造を設ける場合、無機絶縁膜を下層とすることが好ましい。本発明の一態様の表示装置においては、絶縁層421は正孔注入層431上に設けられるため、無機絶縁膜を正孔注入層431側に設けることで、有機絶縁膜形成に有機溶剤を用いる場合に懸念される正孔注入層431への悪影響を、抑制することが可能となる。
トランジスタ201及びトランジスタ205は、いずれも基板451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451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、水及び水素などの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、窒化アルミニウム膜など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、及び酸化ネオジム膜等を用いてもよい。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400B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400B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400B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400B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等が挙げられる。
図17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400Bの信頼性を高めることができる。
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231、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231との間に位置する。絶縁層213は、導電層223と半導体層231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等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、単結晶半導体、または単結晶以外の結晶性を有する半導体(微結晶半導体、多結晶半導体、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。単結晶半導体または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、単結晶シリコンなど)などが挙げられる。
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、等が挙げられる。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451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及び接続層242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とを接続層242を介して電気的に接続することができる。
基板452の基板451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(拡散フィルムなど)、反射防止層、及び集光フィルム等が挙げられる。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、衝撃吸収層等を配置してもよい。
発光素子を覆う保護層416を設けることで、発光素子に水などの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400B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400Bの信頼性を高めることができる。
表示装置400Bは、図16Bで示した表示装置400Aと同様に、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451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、樹脂、金属、合金、半導体など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451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451または基板452として偏光板を用いてもよい。
基板451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)等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、アラミド等)、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等を用いることができる。基板451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、及びアクリルフィルム等が挙げられる。
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などの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、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤など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、EVA(エチレンビニルアセテート)樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等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、接着シート等を用いてもよい。
接続層242としては、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)など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などの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、及びタングステンなどの金属、並びに、当該金属を主成分とする合金などが挙げられる。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などの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、及びチタンなどの金属材料、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)などを用いてもよい。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などを用いると、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などの導電層、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、エポキシ樹脂などの樹脂、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、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料が挙げられる。
[表示装置400C]
図18Aに、表示装置400Cの断面図を示す。表示装置400Cの斜視図は表示装置400A(図15)と同様である。図18Aには、表示装置400C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18A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18Aに示す表示装置400Cは、基板453と基板454の間に、トランジスタ202、トランジスタ210、発光素子430b、及び発光素子430c等を有する。
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400C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400Cの作製方法としては、まず、絶縁層212、各トランジスタ、各発光素子等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400C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210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231nと接続される。トランジスタ210は、発光素子の駆動を制御する機能を有する。
画素電極411は、絶縁層214に設けられた開口を介して、トランジスタ210が有する導電層222bと接続されている。
画素電極411の端部は、正孔注入層431を介して、絶縁層421によって覆われている。正孔注入層431は、表示部462の全面に設けられていてもよく、副画素の領域ごとに区切られていてもよい。絶縁層421の開口部に設けられた発光層、及び絶縁層421上には、電子輸送層及び電子注入層を有する層435が設けられ、層435上には対向電極418が設けられている。画素電極411は可視光を反射する材料を含み、対向電極418は可視光を透過する材料を含む。
発光素子430b、430cが発する光は、基板454側に射出される。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及び接続層242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とを接続層242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210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231i及び一対の低抵抗領域231nを有する半導体層、一対の低抵抗領域231nの一方と接続する導電層222a、一対の低抵抗領域231n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231i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231i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231n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18A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231nと接続される。
一方、図18Bに示すトランジスタ209では、絶縁層225は、半導体層231のチャネル形成領域231iと重なり、低抵抗領域231n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18Bに示す構造を作製できる。図18B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231n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。
[表示装置400D]
図19Aに、表示装置400Dの断面図を示す。表示装置400Dの斜視図は表示装置400A(図15)と同様であり、表示装置400Aと同様の部分については説明を省略する。具体的には、表示装置400Dは、正孔注入層431上に正孔輸送層432を有する構成で表示装置400Aと異なり、その他の構成は表示装置400Aと同様であり、同様な部分の説明は省略する。
表示装置400Dは正孔注入層431上に正孔輸送層432を有するため、画素電極及び光学調整層の端部は、正孔注入層431及び正孔輸送層432を介して、絶縁層421によって覆われている。正孔注入層431及び正孔輸送層432は、表示部462の全面に設けられていてもよく、副画素の領域ごとに区切られていてもよい。
なお、絶縁層421は、無機絶縁膜と有機絶縁膜との積層構造であってもよい。絶縁層421として、無機絶縁膜と有機絶縁膜との積層構造を設ける場合、無機絶縁膜を下層とすることが好ましい。本発明の一態様の表示装置においては、絶縁層421は正孔輸送層432上に設けられるため、無機絶縁膜を正孔輸送層432側に設けることで、有機絶縁膜形成に有機溶剤を用いる場合に懸念される正孔輸送層432への悪影響を、抑制することが可能となる。
図19Bに、保護層416が3層構造である例を示す。再掲するが表示装置400Dは、正孔注入層431上に正孔輸送層432を有する構成で表示装置400Aと異なり、その他の構成は表示装置400Aと同様であり、同様な部分の説明は省略する。
[表示装置400E]
図20に、表示装置400Eの断面図を示す。表示装置400Eの斜視図は表示装置400A(図15)と同様であり、表示装置400Aと同様の部分については説明を省略する。具体的には、表示装置400Dは、正孔注入層431上に正孔輸送層432を有する構成で表示装置400Aと異なり、その他の構成は表示装置400Aと同様であり、同様な部分の説明は省略する。
さらに、表示装置400Eは、正孔注入層431上に正孔輸送層432を有する構成で表示装置400Bと異なり、その他の構成は表示装置400Bと同様であり、同様な部分の説明は省略する。
表示装置400Eは正孔注入層431上に正孔輸送層432を有するため、画素電極の端部は、正孔注入層431及び正孔輸送層432を介して、絶縁層421によって覆われている。正孔注入層431及び正孔輸送層432は、表示部462の全面に設けられていてもよく、副画素の領域ごとに区切られていてもよい。
なお、絶縁層421は、無機絶縁膜と有機絶縁膜との積層構造であってもよい。絶縁層421として、無機絶縁膜と有機絶縁膜との積層構造を設ける場合、無機絶縁膜を下層とすることが好ましい。本発明の一態様の表示装置においては、絶縁層421は正孔輸送層432上に設けられるため、無機絶縁膜を正孔輸送層432側に設けることで、有機絶縁膜形成に有機溶剤を用いる場合に懸念される正孔輸送層432への悪影響を、抑制することが可能となる。
[表示装置400F]
図21Aに、表示装置400Fの断面図を示す。表示装置400Fの斜視図は表示装置400A(図15)と同様であり、表示装置400Aと同様の部分については説明を省略する。具体的には、表示装置400Dは、正孔注入層431上に正孔輸送層432を有する構成で表示装置400Aと異なり、その他の構成は表示装置400Aと同様であり、同様な部分の説明は省略する。
さらに、表示装置400Fは、正孔注入層431上に正孔輸送層432を有する構成で表示装置400Cと異なり、その他の構成は表示装置400Cと同様であり、同様な部分の説明は省略する。
表示装置400Fは正孔注入層431上に正孔輸送層432を有するため、画素電極411の端部は、正孔注入層431及び正孔輸送層432を介して、絶縁層421によって覆われている。正孔注入層431及び正孔輸送層432は、表示部462の全面に設けられていてもよく、副画素の領域ごとに区切られていてもよい。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書等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5)
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、スズなど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、コバルトなどから選ばれた一種、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)法などの化学気相成長(CVD:Chemical Vapor Deposition)法、または、原子層堆積(ALD:Atomic Layer Deposition)法など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)等が挙げられる。
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、などが含まれる。
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、チタンなどから選ばれた一種、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、組成など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、七角形など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、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、などによって、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など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、欠陥の生成などによって低下する場合があるため、CAAC−OSは不純物及び欠陥(酸素欠損など)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、インジウム亜鉛酸化物など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、ガリウム亜鉛酸化物など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。本明細書等において、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、シリコン等がある。
<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等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、本発明の一態様の電子機器について図22乃至図25を用いて説明する。
本実施の形態の電子機器は、本発明の一態様の表示装置を有する。本発明の一態様の表示装置は、高精細化、高解像度化、大型化のそれぞれが容易である。したがって、本発明の一態様の表示装置は、様々な電子機器の表示部に用いることができる。
また、本発明の一態様の表示装置は、低いコストで作製できるため、電子機器の製造コストを低減することができる。
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ、パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、などが挙げられる。
特に、本発明の一態様の表示装置は、精細度を高めることが可能なため、比較的小さな表示部を有する電子機器に好適に用いることができる。このような電子機器としては、例えば腕時計型、ブレスレット型などの情報端末機(ウェアラブル機器)、並びに、ヘッドマウントディスプレイなどのVR向け機器、メガネ型のAR向け機器など、頭部に装着可能なウェアラブル機器等が挙げられる。また、ウェアラブル機器としては、SR向け機器、及び、MR向け機器も挙げられる。
本発明の一態様の表示装置は、HD(画素数1280×720)、FHD(画素数1920×1080)、WQHD(画素数2560×1440)、WQXGA(画素数2560×1600)、4K2K(画素数3840×2160)、8K4K(画素数7680×4320)といった極めて高い解像度を有していることが好ましい。特に4K2K、8K4K、又はそれ以上の解像度とすることが好ましい。また、本発明の一態様の表示装置における画素密度(精細度)は、300ppi以上が好ましく、500ppi以上がより好ましく、1000ppi以上がより好ましく、2000ppi以上がより好ましく、3000ppi以上がより好ましく、5000ppi以上がより好ましく、7000ppi以上がさらに好ましい。このように高い解像度または高い精細度を有する表示装置を用いることで、携帯型または家庭用途などのパーソナルユースの電子機器において、臨場感及び奥行き感などをより高めることが可能となる。
本実施の形態の電子機器は、家屋もしくはビルの内壁もしくは外壁、または、自動車の内装もしくは外装の曲面に沿って組み込むことができる。
本実施の形態の電子機器は、アンテナを有していてもよい。アンテナで信号を受信することで、表示部で映像及び情報等の表示を行うことができる。また、電子機器がアンテナ及び二次電池を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。
本実施の形態の電子機器は、センサ(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を検知、検出、または測定する機能を含むもの)を有していてもよい。
本実施の形態の電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア(プログラム)を実行する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出す機能等を有することができる。
図22Aに示す電子機器6500は、スマートフォンとして用いることのできる携帯情報端末機である。
電子機器6500は、筐体6501、表示部6502、電源ボタン6503、ボタン6504、スピーカ6505、マイク6506、カメラ6507、及び光源6508等を有する。表示部6502はタッチパネル機能を備える。
表示部6502に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図22Bは、筐体6501のマイク6506側の端部を含む断面概略図である。
筐体6501の表示面側には透光性を有する保護部材6510が設けられ、筐体6501と保護部材6510に囲まれた空間内に、表示パネル6511、光学部材6512、タッチセンサパネル6513、プリント基板6517、バッテリ6518等が配置されている。
保護部材6510には、表示パネル6511、光学部材6512、及びタッチセンサパネル6513が接着層(図示しない)により固定されている。
表示部6502よりも外側の領域において、表示パネル6511の一部が折り返されており、当該折り返された部分にFPC6515が接続されている。FPC6515には、IC6516が実装されている。FPC6515は、プリント基板6517に設けられた端子に接続されている。
表示パネル6511には本発明の一態様のフレキシブルディスプレイ(可撓性を有する表示装置)を適用することができる。そのため、極めて軽量な電子機器を実現できる。また、表示パネル6511が極めて薄いため、電子機器の厚さを抑えつつ、大容量のバッテリ6518を搭載することもできる。また、表示パネル6511の一部を折り返して、画素部の裏側にFPC6515との接続部を配置することにより、狭額縁の電子機器を実現できる。
図23Aにテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置7100は、筐体7101に表示部7000が組み込まれている。ここでは、スタンド7103により筐体7101を支持した構成を示している。
表示部7000に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図23Aに示すテレビジョン装置7100の操作は、筐体7101が備える操作スイッチ、及び、別体のリモコン操作機7111により行うことができる。または、表示部7000にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部7000に触れることでテレビジョン装置7100を操作してもよい。リモコン操作機7111は、当該リモコン操作機7111から出力する情報を表示する表示部を有していてもよい。リモコン操作機7111が備える操作キーまたはタッチパネルにより、チャンネル及び音量の操作を行うことができ、表示部7000に表示される映像を操作することができる。
なお、テレビジョン装置7100は、受信機及びモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができる。また、モデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)または双方向(送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)の情報通信を行うことも可能である。
図23Bに、ノート型パーソナルコンピュータの一例を示す。ノート型パーソナルコンピュータ7200は、筐体7211、キーボード7212、ポインティングデバイス7213、外部接続ポート7214等を有する。筐体7211に、表示部7000が組み込まれている。
表示部7000に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図23C及び図23Dに、デジタルサイネージの一例を示す。
図23Cに示すデジタルサイネージ7300は、筐体7301、表示部7000、及びスピーカ7303等を有する。さらに、LEDランプ、操作キー(電源スイッチ、または操作スイッチを含む)、接続端子、各種センサ、マイクロフォン等を有することができる。
図23Dは円柱状の柱7401に取り付けられたデジタルサイネージ7400である。デジタルサイネージ7400は、柱7401の曲面に沿って設けられた表示部7000を有する。
図23C及び図23Dにおいて、表示部7000に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
表示部7000が広いほど、一度に提供できる情報量を増やすことができる。また、表示部7000が広いほど、人の目につきやすく、例えば、広告の宣伝効果を高めることができる。
表示部7000にタッチパネルを適用することで、表示部7000に画像または動画を表示するだけでなく、使用者が直感的に操作することができ、好ましい。また、路線情報もしくは交通情報などの情報を提供するための用途に用いる場合には、直感的な操作によりユーザビリティを高めることができる。
また、図23C及び図23Dに示すように、デジタルサイネージ7300またはデジタルサイネージ7400は、ユーザが所持するスマートフォン等の情報端末機7311または情報端末機7411と無線通信により連携可能であることが好ましい。例えば、表示部7000に表示される広告の情報を、情報端末機7311または情報端末機7411の画面に表示させることができる。また、情報端末機7311または情報端末機7411を操作することで、表示部7000の表示を切り替えることができる。
また、デジタルサイネージ7300またはデジタルサイネージ7400に、情報端末機7311または情報端末機7411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。
図24Aは、ファインダー8100を取り付けた状態のカメラ8000の外観を示す図である。
カメラ8000は、筐体8001、表示部8002、操作ボタン8003、シャッターボタン8004等を有する。またカメラ8000には、着脱可能なレンズ8006が取り付けられている。なお、カメラ8000は、レンズ8006と筐体とが一体となっていてもよい。
カメラ8000は、シャッターボタン8004を押す、またはタッチパネルとして機能する表示部8002をタッチすることにより撮像することができる。
筐体8001は、電極を有するマウントを有し、ファインダー8100のほか、ストロボ装置等を接続することができる。
ファインダー8100は、筐体8101、表示部8102、ボタン8103等を有する。
筐体8101は、カメラ8000のマウントと係合するマウントにより、カメラ8000に取り付けられている。ファインダー8100はカメラ8000から受信した映像等を表示部8102に表示させることができる。
ボタン8103は、電源ボタン等としての機能を有する。
カメラ8000の表示部8002、及びファインダー8100の表示部8102に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。なお、ファインダーが内蔵されたカメラ8000であってもよい。
図24Bは、ヘッドマウントディスプレイ8200の外観を示す図である。
ヘッドマウントディスプレイ8200は、装着部8201、レンズ8202、本体8203、表示部8204、ケーブル8205等を有している。また装着部8201には、バッテリ8206が内蔵されている。
ケーブル8205は、バッテリ8206から本体8203に電力を供給する。本体8203は無線受信機等を備え、受信した映像情報を表示部8204に表示させることができる。また、本体8203はカメラを備え、使用者の眼球またはまぶたの動きの情報を入力手段として用いることができる。
また、装着部8201には、使用者に触れる位置に、使用者の眼球の動きに伴って流れる電流を検知可能な複数の電極が設けられ、視線を認識する機能を有していてもよい。また、当該電極に流れる電流により、使用者の脈拍をモニタする機能を有していてもよい。また、装着部8201には、温度センサ、圧力センサ、加速度センサ等の各種センサを有していてもよく、使用者の生体情報を表示部8204に表示する機能、使用者の頭部の動きに合わせて表示部8204に表示する映像を変化させる機能などを有していてもよい。
表示部8204に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図24C乃至図24Eは、ヘッドマウントディスプレイ8300の外観を示す図である。ヘッドマウントディスプレイ8300は、筐体8301と、表示部8302と、バンド状の固定具8304と、一対のレンズ8305と、を有する。
使用者は、レンズ8305を通して、表示部8302の表示を視認することができる。なお、表示部8302を湾曲して配置させると、使用者が高い臨場感を感じることができるため好ましい。また、表示部8302の異なる領域に表示された別の画像を、レンズ8305を通して視認することで、視差を用いた3次元表示等を行うこともできる。なお、表示部8302を1つ設ける構成に限られず、表示部8302を2つ設け、使用者の片方の目につき1つの表示部を配置してもよい。
表示部8302に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。本発明の一態様の表示装置は、極めて高い精細度を実現することも可能である。例えば、図24Eのようにレンズ8305を用いて表示を拡大して視認される場合でも、使用者に画素が視認されにくい。つまり、表示部8302を用いて、使用者に現実感の高い映像を視認させることができる。
図24Fは、ゴーグル型のヘッドマウントディスプレイ8400の外観を示す図である。ヘッドマウントディスプレイ8400は、一対の筐体8401と、装着部8402と、緩衝部材8403と、を有する。一対の筐体8401内には、それぞれ、表示部8404及びレンズ8405が設けられる。一対の表示部8404に互いに異なる画像を表示させることで、視差を用いた3次元表示を行うことができる。
使用者は、レンズ8405を通して表示部8404を視認することができる。レンズ8405はピント調整機構を有し、使用者の視力に応じて位置を調整することができる。表示部8404は、正方形または横長の長方形であることが好ましい。これにより、臨場感を高めることができる。
装着部8402は、使用者の顔のサイズに応じて調整でき、かつ、ずれ落ちることのないよう、可塑性及び弾性を有することが好ましい。また、装着部8402の一部は、骨伝導イヤフォンとして機能する振動機構を有していることが好ましい。これにより、別途イヤフォン、スピーカなどの音響機器を必要とせず、装着しただけで映像と音声を楽しむことができる。なお、筐体8401内に、無線通信により音声データを出力する機能を有していてもよい。
装着部8402と緩衝部材8403は、使用者の顔(額、頬など)に接触する部分である。緩衝部材8403が使用者の顔と密着することにより、光漏れを防ぐことができ、より没入感を高めることができる。緩衝部材8403は、使用者がヘッドマウントディスプレイ8400を装着した際に使用者の顔に密着するよう、柔らかな素材を用いることが好ましい。例えばゴム、シリコーンゴム、ウレタン、スポンジなどの素材を用いることができる。また、スポンジ等の表面を布、革(天然皮革または合成皮革)、などで覆ったものを用いると、使用者の顔と緩衝部材8403との間に隙間が生じにくく光漏れを好適に防ぐことができる。また、このような素材を用いると、肌触りが良いことに加え、寒い季節などに装着した際に、使用者に冷たさを感じさせないため好ましい。緩衝部材8403または装着部8402などの、使用者の肌に触れる部材は、取り外し可能な構成とすると、クリーニングまたは交換が容易となるため好ましい。
図25A乃至図25Fに示す電子機器は、筐体9000、表示部9001、スピーカ9003、操作キー9005(電源スイッチ、または操作スイッチを含む)、接続端子9006、センサ9007(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を検知、検出、または測定する機能を含むもの)、マイクロフォン9008、等を有する。
図25A乃至図25Fに示す電子機器は、様々な機能を有する。例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア(プログラム)によって処理を制御する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して処理する機能、等を有することができる。なお、電子機器の機能はこれらに限られず、様々な機能を有することができる。電子機器は、複数の表示部を有していてもよい。また、電子機器にカメラ等を設け、静止画または動画を撮影し、記録媒体(外部またはカメラに内蔵)に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有していてもよい。
表示部9001に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図25A乃至図25Fに示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図25Aは、携帯情報端末9101を示す斜視図である。携帯情報端末9101は、例えばスマートフォンとして用いることができる。なお、携帯情報端末9101は、スピーカ9003、接続端子9006、センサ9007等を設けてもよい。また、携帯情報端末9101は、文字及び画像情報をその複数の面に表示することができる。図25Aでは3つのアイコン9050を表示した例を示している。また、破線の矩形で示す情報9051を表示部9001の他の面に表示することもできる。情報9051の一例としては、電子メール、SNS、電話などの着信の通知、電子メール、SNSなどの題名、送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報9051が表示されている位置にはアイコン9050などを表示してもよい。
図25Bは、携帯情報端末9102を示す斜視図である。携帯情報端末9102は、表示部9001の3面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報9052、情報9053、情報9054がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えば使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末9102を収納した状態で、携帯情報端末9102の上方から観察できる位置に表示された情報9053を確認することもできる。使用者は、携帯情報端末9102をポケットから取り出すことなく表示を確認し、例えば電話を受けるか否かを判断できる。
図25Cは、腕時計型の携帯情報端末9200を示す斜視図である。携帯情報端末9200は、例えばスマートウォッチ(登録商標)として用いることができる。また、表示部9001はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、携帯情報端末9200を、例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信させることによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末9200は、接続端子9006により、他の情報端末と相互にデータ伝送を行うこと、及び、充電を行うこともできる。なお、充電動作は無線給電により行ってもよい。
図25D乃至図25Fは、折り畳み可能な携帯情報端末9201を示す斜視図である。また、図25Dは携帯情報端末9201を展開した状態、図25Fは折り畳んだ状態、図25Eは図25Dと図25Fの一方から他方に変化する途中の状態の斜視図である。携帯情報端末9201は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末9201が有する表示部9001は、ヒンジ9055によって連結された3つの筐体9000に支持されている。例えば、表示部9001は、曲率半径0.1mm以上150mm以下で曲げることができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書等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。
AB:線、AL:配線、CD:線、CL:配線、GL:配線、IC:表示装置、SL:配線、20:発光素子、100:画素領域、101:絶縁膜、102:陽極、104:正孔注入層、105:正孔輸送層、110x:第1の領域、110y:第2の領域、110:隔壁、115b:発光層、115g:発光層、115r:発光層、118b:第3の液だまり、118g:第2の液だまり、118r:第1の液だまり、119:ノズル、201:トランジスタ、202:トランジスタ、204:接続部、205:トランジスタ、209:トランジスタ、210:トランジスタ、211:絶縁層、212:絶縁層、213:絶縁層、214:絶縁層、215:絶縁層、218:絶縁層、221:導電層、222a:導電層、222b:導電層、223:導電層、225:絶縁層、228:領域、231i:チャネル形成領域、231n:低抵抗領域、231:半導体層、242:接続層、400A:表示装置、400B:表示装置、400C:表示装置、400D:表示装置、400E:表示装置、400F:表示装置、411a:画素電極、411b:画素電極、411c:画素電極、411:画素電極、416a:無機絶縁層、416b:有機絶縁層、416c:無機絶縁層、416:保護層、417:遮光層、418:対向電極、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:正孔注入層、432:正孔輸送層、435:層、442:接着層、443:空間、451:基板、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、686a:第1の発光ユニット、686b:第2の発光ユニット、686:発光ユニット、688:上部電極、690a:中間層、690b:中間層、690:中間層、4411:第1の発光層、4412:第2の発光層、4413:第3の発光層、4420:層、4430:層、6500:電子機器、6501:筐体、6502:表示部、6503:電源ボタン、6504:ボタン、6505:スピーカ、6506:マイク、6507:カメラ、6508:光源、6510:保護部材、6511:表示パネル、6512:光学部材、6513:タッチセンサパネル、6515:FPC、6516:IC、6517:プリント基板、6518:バッテリ、7000:表示部、7100:テレビジョン装置、7101:筐体、7103:スタンド、7111:リモコン操作機、7200:ノート型パーソナルコンピュータ、7211:筐体、7212:キーボード、7213:ポインティングデバイス、7214:外部接続ポート、7300:デジタルサイネージ、7301:筐体、7303:スピーカ、7311:情報端末機、7400:デジタルサイネージ、7401:柱、7411:情報端末機、8000:カメラ、8001:筐体、8002:表示部、8003:操作ボタン、8004:シャッターボタン、8006:レンズ、8100:ファインダー、8101:筐体、8102:表示部、8103:ボタン、8200:ヘッドマウントディスプレイ、8201:装着部、8202:レンズ、8203:本体、8204:表示部、8205:ケーブル、8206:バッテリ、8300:ヘッドマウントディスプレイ、8301:筐体、8302:表示部、8304:固定具、8305:レンズ、8400:ヘッドマウントディスプレイ、8401:筐体、8402:装着部、8403:緩衝部材、8404:表示部、8405:レンズ、9000:筐体、9001:表示部、9003:スピーカ、9005:操作キー、9006:接続端子、9007:センサ、9008:マイクロフォン、9050:アイコン、9051:情報、9052:情報、9053:情報、9054:情報、9055:ヒンジ、9101:携帯情報端末、9102:携帯情報端末、9200:携帯情報端末、9201:携帯情報端末

Claims (11)

  1.  第1の陽極と、
     前記第1の陽極とX方向に隣接した、第2の陽極と、
     前記第1の陽極とY方向に隣接した、第3の陽極と、
     前記第1の陽極乃至前記第3の陽極にわたって設けられた、正孔注入層と、
     前記正孔注入層上に設けられた隔壁と、
     前記隔壁の第1の開口部に位置し、かつ前記第1の陽極と重なる第1の発光層と、
     前記隔壁の第2の開口部に位置し、かつ前記第2の陽極と重なる第2の発光層と、
     前記隔壁の第3の開口部に位置し、かつ前記第3の陽極と重なる第3の発光層と、
     前記第1の発光層乃至前記第3の発光層にわたって設けられた、陰極と、を有し、
     前記隔壁は、
     上面視において前記第1の陽極と前記第3の陽極との間に位置し、且つ前記X方向に延在した第1の領域と、前記第1の陽極と前記第2の陽極との間に位置し、且つ前記Y方向に延在した第2の領域とを有し、
     断面視において前記第1の領域における高さが前記第2の領域における高さより大きい、
     表示装置。
  2.  第1の陽極と、
     前記第1の陽極とX方向に隣接した、第2の陽極と、
     前記第1の陽極とY方向に隣接した、第3の陽極と、
     前記第1の陽極乃至前記第3の陽極にわたって設けられた、正孔注入層と、
     前記正孔注入層上に設けられた隔壁と、
     前記隔壁の第1の開口部に位置し、かつ前記第1の陽極と重なる第1の発光層と、
     前記隔壁の第2の開口部に位置し、かつ前記第2の陽極と重なる第2の発光層と、
     前記隔壁の第3の開口部に位置し、かつ前記第3の陽極と重なる第3の発光層と、
     前記第1の発光層乃至前記第3の発光層にわたって設けられた、陰極と、を有し、
     前記隔壁は、
     上面視において前記第1の陽極と前記第3の陽極との間に位置し、且つ前記X方向に延在した第1の領域と、前記第1の陽極と前記第2の陽極との間に位置し、且つ前記Y方向に延在した第2の領域とを有し、
     断面視において前記第2の領域における高さが前記第1の領域における高さより大きい、
     表示装置。
  3.  第1の陽極と、
     前記第1の陽極とX方向に隣接した、第2の陽極と、
     前記第1の陽極とY方向に隣接した、第3の陽極と、
     前記第1の陽極乃至前記第3の陽極にわたって設けられた、正孔注入層と、
     前記正孔注入層上に設けられた隔壁と、
     前記隔壁の第1の開口部に位置し、かつ前記第1の陽極と重なる第1の発光層と、
     前記隔壁の第2の開口部に位置し、かつ前記第2の陽極と重なる第2の発光層と、
     前記隔壁の第3の開口部に位置し、かつ前記第3の陽極と重なる第3の発光層と、
     前記第1の発光層乃至前記第3の発光層にわたって設けられた、陰極と、を有し、
     前記隔壁は、
     上面視において前記第1の陽極と前記第3の陽極との間に位置し、且つ前記X方向に延在した第1の領域と、前記第1の陽極と前記第2の陽極との間に位置し、且つ前記Y方向に延在した第2の領域とを有し、
     断面視において前記第1の領域における高さは、前記第2の領域における高さより大きく、
     前記隔壁は前記第1の領域において積層構造を有する、
     表示装置。
  4.  第1の陽極と、
     前記第1の陽極とX方向に隣接した、第2の陽極と、
     前記第1の陽極とY方向に隣接した、第3の陽極と、
     前記第1の陽極乃至前記第3の陽極にわたって設けられた、正孔注入層と、
     前記正孔注入層上に設けられた隔壁と、
     前記隔壁の第1の開口部に位置し、かつ前記第1の陽極と重なる第1の発光層と、
     前記隔壁の第2の開口部に位置し、かつ前記第2の陽極と重なる第2の発光層と、
     前記隔壁の第3の開口部に位置し、かつ前記第3の陽極と重なる第3の発光層と、
     前記第1の発光層乃至前記第3の発光層にわたって設けられた、陰極と、を有し、
     前記隔壁は、
     上面視において前記第1の陽極と前記第3の陽極との間に位置し、且つ前記X方向に延在した第1の領域と、前記第1の陽極と前記第2の陽極との間に位置し、且つ前記Y方向に延在した第2の領域とを有し、
     断面視において前記第2の領域における高さは、前記第1の領域における高さより大きく、
     前記隔壁は前記第2の領域において積層構造を有する、
     表示装置。
  5.  請求項3又は請求項4において、
     前記積層構造を有する隔壁は、無機材料を有する第1の隔壁と、前記第1の隔壁上に位置する有機材料を有する第2の隔壁を有する、表示装置。
  6.  請求項1乃至請求項5のいずれか一において、
     前記正孔注入層と前記隔壁との間に正孔輸送層が設けられた、
     表示装置。
  7.  請求項1乃至請求項5のいずれか一において、
     前記正孔注入層はモリブデン酸化物を有する、
     表示装置。
  8.  請求項1乃至請求項7のいずれか一において、
     前記第1の陽極乃至前記第3の陽極の端部はそれぞれテーパー形状を有する、
     表示装置。
  9.  第1の陽極と、前記第1の陽極とX方向に隣接した第2の陽極と、前記第1の陽極とY方向に隣接した第3の陽極と、を形成し、
     前記第1の陽極乃至前記第3の陽極にわたって、正孔注入層を形成し、
     前記正孔注入層上に、前記第1の陽極と重なる第1の開口部、前記第2の陽極と重なる第2の開口部、及び前記第3の陽極と重なる第3の開口部を有する隔壁を形成し、
     前記第1の開口部に位置する第1の発光層、前記第2の開口部に位置する第2の発光層、又は前記第3の開口部に位置する第3の発光層のいずれか一をインクジェット法により形成し、
     前記第1の発光層乃至前記第3の発光層にわたって、陰極を形成する表示装置の作製方法であって、
     前記隔壁は、
     上面視において前記第1の陽極と前記第3の陽極との間に位置し、且つ前記X方向に延在した第1の領域と、前記第1の陽極と前記第2の陽極との間に位置し、且つ前記Y方向に延在した第2の領域とを有し、
     断面視において前記第1の領域における高さが前記第2の領域における高さより大きく、
     前記第1の領域に沿うように移動しながら、前記第1の発光層及び前記第3の発光層のいずれか一をインクジェット法により形成する、
     表示装置の作製方法。
  10.  第1の陽極と、前記第1の陽極とX方向に隣接した第2の陽極と、前記第1の陽極とY方向に隣接した第3の陽極と、を形成し、
     前記第1の陽極乃至前記第3の陽極にわたって、正孔注入層を形成し、
     前記正孔注入層上に、前記第1の陽極と重なる第1の開口部、前記第2の陽極と重なる第2の開口部、及び前記第3の陽極と重なる第3の開口部を有する隔壁を形成し、
     前記第1の開口部に位置する第1の発光層、前記第2の開口部に位置する第2の発光層、又は前記第3の開口部に位置する第3の発光層のいずれか一をインクジェット法により形成し、
     前記第1の発光層乃至前記第3の発光層にわたって、陰極を形成する表示装置の作製方法であって、
     前記隔壁は、
     上面視において前記第1の陽極と前記第3の陽極との間に位置し、且つ前記X方向に延在した第1の領域と、前記第1の陽極と前記第2の陽極との間に位置し、且つ前記Y方向に延在した第2の領域とを有し、
     断面視において前記第2の領域における高さが前記第1の領域における高さより大きく、
     前記第2の領域に沿うように移動しながら、前記第1の発光層及び前記第3の発光層のいずれか一をインクジェット法により形成する、
     表示装置の作製方法。
  11.  請求項9又は請求項10において、
     前記正孔注入層上に、正孔輸送層を形成し、
     前記正孔輸送層上に、前記隔壁を形成する、
     表示装置の作製方法。
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