WO2022200914A1 - 表示装置、表示モジュール、電子機器、及び、表示装置の作製方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図2A及び図2Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図3A乃至図3Cは、表示装置の一例を示す断面図である。
図4Aは、表示装置の一例を示す上面図である。図4Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図5A乃至図5Fは、画素の一例を示す上面図である。
図6A乃至図6Fは、画素の一例を示す上面図である。
図7A乃至図7Gは、画素の一例を示す上面図である。
図8A乃至図8Dは、画素の一例を示す上面図である。
図9A乃至図9Cは、電子機器の一例を示す模式図である。
図10A乃至図10Dは、画素の一例を示す上面図である。図10E乃至図10Gは、表示装置の一例を示す断面図である。
図11A及び図11Bは、表示装置の作製方法の一例を示す上面図である。
図12A乃至図12Cは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図13A乃至図13Cは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図14A乃至図14Cは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図15A乃至図15Cは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図16A乃至図16Dは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図17A乃至図17Fは、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図18A及び図18Bは、表示装置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斜視図である。
図21Aは、表示装置の一例を示す断面図である。図21B及び図21Cは、トランジスタの一例を示す断面図である。
図22は、表示装置の一例を示す断面図である。
図23A及び図23Bは、表示モジュールの一例を示す斜視図である。
図24は、表示装置の一例を示す断面図である。
図25は、表示装置の一例を示す断面図である。
図26は、表示装置の一例を示す断面図である。
図27は、表示装置の一例を示す断面図である。
図28は、表示装置の一例を示す断面図である。
図29Aは、表示装置の一例を示すブロック図である。図29B乃至図29Dは、画素回路の一例を示す図である。
図30A乃至図30Dは、トランジスタの一例を示す図である。
図31A及び図31Bは、電子機器の一例を示す図である。
図32A及び図32Bは、電子機器の一例を示す図である。
図33A及び図33Bは、電子機器の一例を示す図である。
図34A乃至図34Dは、電子機器の一例を示す図である。
図35A乃至図35Gは、電子機器の一例を示す図である。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置とその作製方法について図1乃至図17を用いて説明する。
図1A及び図1Bに、本発明の一態様の表示装置を示す。
次に、図1A及び図4Aとは異なる画素レイアウトについて説明する。副画素の配列に特に限定はなく、様々な方法を適用することができる。副画素の配列としては、例えば、ストライプ配列、Sストライプ配列、マトリクス配列、デルタ配列、ベイヤー配列、ペンタイル配列などが挙げられる。
次に、図11乃至図17を用いて表示装置の作製方法例を説明する。図11A及び図11Bは、表示装置の作製方法を示す上面図である。図12A乃至図12Cには、図1Aにおける一点鎖線X1−X2間の断面図と、Y1−Y2間の断面図と、を並べて示す。図13乃至図16についても、図12と同様である。図17A乃至図17Fには、絶縁層127とその周辺の断面構造を示す拡大図を示す。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置に適用することができる発光デバイスの構成例について図18及び図19を用いて説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について図20乃至図22を用いて説明する。
図20に、表示装置100Aの斜視図を示し、図21Aに、表示装置100Aの断面図を示す。
図22に示す表示装置100Bは、ボトムエミッション型である点で、表示装置100Aと主に相違する。なお、表示装置100Aと同様の部分については説明を省略する。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について図23乃至図28を用いて説明する。
図23Aに、表示モジュール280の斜視図を示す。表示モジュール280は、表示装置100Cと、FPC290と、を有する。なお、表示モジュール280が有する表示装置は表示装置100Cに限られず、後述する表示装置100D乃至表示装置100Gのいずれかであってもよい。
図24に示す表示装置100Cは、基板301、副画素110a、110b、110c、容量240、及び、トランジスタ310を有する。副画素110aは発光デバイス130aおよび着色層129aを有し、副画素110bは発光デバイス130bおよび着色層129bを有し、副画素110cは発光デバイス130cおよび着色層129cを有する。
図25に示す表示装置100Dは、トランジスタの構成が異なる点で、表示装置100Cと主に相違する。なお、表示装置100Cと同様の部分については説明を省略することがある。
図26に示す表示装置100Eは、基板301にチャネルが形成されるトランジスタ310と、チャネルが形成される半導体層に金属酸化物を含むトランジスタ320とが積層された構成を有する。なお、表示装置100C、100Dと同様の部分については説明を省略することがある。
図27に示す表示装置100Fは、それぞれ半導体基板にチャネルが形成されるトランジスタ310Aと、トランジスタ310Bとが積層された構成を有する。
図27では、導電層341と導電層342の接合にCu−Cu直接接合技術を用いる例について示したが、本発明はこれに限られるものではない。図28に示すように、表示装置100Gにおいて、導電層341と導電層342を、バンプ347を介して接合する構成にしてもよい。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置に適用することのできるトランジスタの構成例について説明する。特に、チャネルが形成される半導体にシリコンを含むトランジスタを用いる場合について説明する。
図29Aに、表示装置10のブロック図を示す。表示装置10は、表示部11、駆動回路部12、駆動回路部13などを有する。
図29Bに、上記副画素21R、副画素21G、及び副画素21Bに適用することのできる画素21の回路図の一例を示す。画素21は、トランジスタM1、トランジスタM2、トランジスタM3、容量C1、及び発光デバイスELを有する。また、画素21には、配線GL及び配線SLが電気的に接続される。配線SLは、図29Aで示した配線SLR、配線SLG、及び配線SLBのうちのいずれかに対応する。
以下では、上記表示装置に適用することのできるトランジスタの断面構成例について説明する。
図30Aは、トランジスタ410を含む断面図である。
図30Bには、一対のゲート電極を有するトランジスタ410aを示す。図30Bに示すトランジスタ410aは、導電層415、及び絶縁層416を有する点で、図30Aと主に相違している。
以下では、半導体層にシリコンが適用されたトランジスタと、半導体層に金属酸化物が適用されたトランジスタの両方を有する構成の例について説明する。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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31乃至図35を用いて説明する。
Claims (15)
- 第1の発光デバイスと、第2の発光デバイスと、第1の絶縁層と、第2の絶縁層と、第1の着色層と、第2の着色層と、を有し、
前記第1の発光デバイスは、第1の画素電極と、前記第1の画素電極上の第1の発光層と、前記第1の発光層上の共通電極と、を有し、
前記第2の発光デバイスは、第2の画素電極と、前記第2の画素電極上の第2の発光層と、前記第2の発光層上の前記共通電極と、を有し、
前記第1の画素電極の端部、及び、前記第2の画素電極の端部は、それぞれ、前記第1の絶縁層によって覆われており、
前記第2の絶縁層は、前記第1の絶縁層上に配置され、
前記第2の絶縁層は、前記第1の発光層、及び前記第2の発光層のそれぞれの側面を覆い、
前記第1の着色層は、前記第1の発光デバイスに重畳して配置され、
前記第2の着色層は、前記第2の発光デバイスに重畳して配置され、
前記第1の発光デバイス、及び前記第2の発光デバイスは、それぞれ白色光を発する機能を有し、
前記第1の着色層は、前記第2の着色層とは異なる色の可視光を透過する機能を有する、
表示装置。 - 請求項1において、
第3の絶縁層を有し、
前記第2の絶縁層は、無機材料を有し、
前記第3の絶縁層は、有機材料を有し、かつ、前記第2の絶縁層を介して、前記第1の発光層、及び前記第2の発光層のそれぞれの側面、並びに、前記第1の絶縁層と重なる、表示装置。 - 請求項1または請求項2において、
前記第1の発光デバイスは、前記第1の発光層と前記共通電極との間に、共通層を有し、
前記第2の発光デバイスは、前記第2の発光層と前記共通電極との間に、前記共通層を有し、
前記共通層は、正孔注入層、正孔抑止層、正孔輸送層、電子輸送層、電子抑止層、及び電子注入層の少なくとも一つを有する、表示装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一項において、
前記第1の発光層は、前記第2の発光層と、同一の材料を有する、
表示装置。 - 第1の発光デバイスと、第2の発光デバイスと、第1の絶縁層と、第2の絶縁層と、第1の着色層と、第2の着色層と、を有し、
前記第1の発光デバイスは、第1の画素電極と、前記第1の画素電極上の第1の発光ユニットと、前記第1の発光ユニット上の第1の電荷発生層と、前記第1の電荷発生層上の第2の発光ユニットと、前記第2の発光ユニット上の共通電極と、を有し、
前記第2の発光デバイスは、第2の画素電極と、前記第2の画素電極上の第3の発光ユニットと、前記第3の発光ユニット上の第2の電荷発生層と、前記第2の電荷発生層上の第4の発光ユニットと、前記第4の発光ユニット上の前記共通電極と、を有し、
前記第1の画素電極の端部、及び、前記第2の画素電極の端部は、それぞれ、前記第1の絶縁層によって覆われており、
前記第2の絶縁層は、前記第1の絶縁層上に配置され、
前記第2の絶縁層は、前記第1の画素電極、前記第2の画素電極、前記第1の電荷発生層、及び前記第2の電荷発生層のそれぞれの側面を覆い、
前記第1の着色層は、前記第1の発光デバイスに重畳して配置され、
前記第2の着色層は、前記第2の発光デバイスに重畳して配置され、
前記第1の発光デバイス、及び前記第2の発光デバイスは、それぞれ白色光を発する機能を有し、
前記第1の着色層は、前記第2の着色層とは異なる色の可視光を透過する機能を有する、
表示装置。 - 請求項5において、
第3の絶縁層を有し、
前記第2の絶縁層は、無機材料を有し、
前記第3の絶縁層は、有機材料を有し、かつ、前記第2の絶縁層を介して、前記第1の電荷発生層、及び前記第2の電荷発生層のそれぞれの側面、並びに、前記第1の絶縁層と重なる、表示装置。 - 請求項5または請求項6において、
前記第1の発光デバイスは、前記第2の発光ユニットと前記共通電極との間に、共通層を有し、
前記第2の発光デバイスは、前記第4の発光ユニットと前記共通電極との間に、前記共通層を有し、
前記共通層は、正孔注入層、正孔抑止層、正孔輸送層、電子輸送層、電子抑止層、及び電子注入層の少なくとも一つを有する、表示装置。 - 請求項5乃至請求項7のいずれか一項において、
前記第1の発光ユニットは、前記第3の発光ユニットと、同一の材料を有し、
前記第1の電荷発生層は、前記第2の電荷発生層と、同一の材料を有し、
前記第2の発光ユニットは、前記第4の発光ユニットと、同一の材料を有する、
表示装置。 - 請求項1乃至請求項8のいずれか一に記載の表示装置と、
コネクタ及び集積回路のうち少なくとも一方と、を有する、表示モジュール。 - 請求項9に記載の表示モジュールと、
筐体、バッテリ、カメラ、スピーカ、及びマイクのうち少なくとも一つと、を有する、電子機器。 - 絶縁表面上に第1の画素電極、及び第2の画素電極を形成し、
前記第1の画素電極の端部、及び前記第2の画素電極の端部を覆う、第1の絶縁層を形成し、
前記第1の画素電極、及び前記第2の画素電極の上に、第1の層を形成し、
前記第1の層上に、第1の犠牲層を形成し、
前記第1の層及び前記第1の犠牲層を加工して、前記第1の画素電極上の第2の層と、前記第2の層上の第2の犠牲層と、前記第2の画素電極上の第3の層と、前記第3の層上の第3の犠牲層と、を形成し、
少なくとも、前記第1の絶縁層の上面、前記第2の層の側面、前記第3の層の側面、前記第2の犠牲層の側面及び上面、並びに、前記第3の犠牲層の側面及び上面を覆う、第1の絶縁膜を形成し、
前記第1の絶縁膜を加工することで、少なくとも、前記第1の絶縁層の上面、前記第2の層の側面、及び、前記第3の層の側面を覆う、第2の絶縁層を形成し、
前記第2の犠牲層及び前記第3の犠牲層を除去し、
前記第2の層上及び前記第3の層上に、共通電極を形成し、
前記共通電極上に、前記第2の層と重畳する第1の着色層、及び、前記第3の層と重畳する第2の着色層を形成する、
表示装置の作製方法。 - 絶縁表面上に第1の画素電極、及び第2の画素電極を形成し、
前記第1の画素電極の端部、及び前記第2の画素電極の端部を覆う、第1の絶縁層を形成し、
前記第1の画素電極、及び前記第2の画素電極の上に、第1の層を形成し、
前記第1の層上に、第1の犠牲層を形成し、
前記第1の層及び前記第1の犠牲層を加工して、前記第1の画素電極上の第2の層と、前記第2の層上の第2の犠牲層と、前記第2の画素電極上の第3の層と、前記第3の層上の第3の犠牲層と、を形成し、
無機材料を用いて、少なくとも、前記第1の絶縁層の上面、前記第2の層の側面、前記第3の層の側面、前記第2の犠牲層の側面及び上面、並びに、前記第3の犠牲層の側面及び上面を覆う、第1の絶縁膜を形成し、
有機材料を用いて、前記第1の絶縁膜上に第2の絶縁膜を形成し、
前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を加工することで、少なくとも、前記第1の絶縁層の上面、前記第2の層の側面、及び、前記第3の層の側面を覆う、第2の絶縁層と、前記第2の絶縁層上の第3の絶縁層と、を形成し、
前記第2の犠牲層及び前記第3の犠牲層を除去し、
前記第2の層上及び前記第3の層上に、共通電極を形成し、
前記共通電極上に、前記第2の層と重畳する第1の着色層、及び、前記第3の層と重畳する第2の着色層を形成する、
表示装置の作製方法。 - 請求項12において、
前記有機材料として感光性の樹脂を用いて、前記第2の絶縁膜を形成する、表示装置の作製方法。 - 請求項11乃至請求項13のいずれか一項において、
前記第1の犠牲層として、第1の犠牲膜と、前記第1の犠牲膜上の第2の犠牲膜と、を形成し、
前記第2の犠牲膜上に、第1のレジストマスクを形成した後、前記第1のレジストマスクを用いて、前記第2の犠牲膜を加工し、
前記第1のレジストマスクを除去し、
前記加工された第2の犠牲膜をマスクに用いて、前記第1の犠牲膜を加工し、
前記加工された第1の犠牲膜をマスクに用いて、前記第1の層を加工する、表示装置の作製方法。 - 請求項11乃至請求項14のいずれか一項において、
前記第2の犠牲層及び前記第3の犠牲層を除去した後に、前記第2の層上及び前記第3の層上に、第4の層を形成し、
前記第4の層上に、前記共通電極を形成する、表示装置の作製方法。
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