WO2022259068A1 - 表示装置、表示装置の作製方法、表示モジュール、及び電子機器 - Google Patents

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WO2022259068A1
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film
display device
sacrificial
pixel electrode
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方堂涼太
柳澤悠一
大澤信晴
山崎舜平
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株式会社半導体エネルギー研究所
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    • H10K59/12Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/123Connection of the pixel electrodes to the thin film transistors [TFT]

Definitions

  • One embodiment of the present invention relates to a display device and a manufacturing method thereof.
  • One aspect of the present invention relates to a display module having a display device.
  • One embodiment of the present invention relates to an electronic device including a display device.
  • one embodiment of the present invention is not limited to the above technical field.
  • 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, memory devices, electronic devices, lighting devices, input devices, input/output devices, and driving methods thereof. , or methods for producing them, can be mentioned as an example.
  • a semiconductor device refers to all devices that can function by utilizing semiconductor characteristics.
  • display devices are required to have high definition in order to display high-resolution images.
  • information terminal devices such as smartphones, tablet terminals, and notebook PCs (personal computers)
  • display devices are required to have low power consumption in addition to high definition.
  • a display device that has various functions in addition to displaying an image, such as a function as a touch panel and a function of capturing an image of a fingerprint for authentication.
  • a light-emitting element (also referred to as an EL element) utilizing the electroluminescence (hereinafter referred to as EL) phenomenon can easily be made thin and light, can respond quickly to an input signal, and uses a DC constant voltage power source. It is applied to display devices because it can be driven by
  • Patent Document 1 discloses a flexible light-emitting device to which an organic EL element is applied.
  • Non-Patent Document 1 also discloses a method for manufacturing organic optoelectronic devices using standard UV photolithography.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a highly reliable display device. Another object of one embodiment of the present invention is to provide an inexpensive display device. Alternatively, an object of one embodiment of the present invention is to provide a high-definition display device. Alternatively, an object of one embodiment of the present invention is to provide a display device with a high aperture ratio. Alternatively, an object of one embodiment of the present invention is to provide a high-resolution display device. Alternatively, an object of one embodiment of the present invention is to provide a novel display device.
  • Another object of one embodiment of the present invention is to provide a highly reliable method for manufacturing a display device. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a method for manufacturing a display device with high yield. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a method for manufacturing a high-definition display device. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a method for manufacturing a display device with a high aperture ratio. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a method for manufacturing a high-resolution display device. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a novel method for manufacturing a display device.
  • One embodiment of the present invention includes a first light-emitting element and a second light-emitting element adjacent to the first light-emitting element, wherein the first light-emitting element includes a first pixel electrode and a first pixel electrode. It has a first EL layer on the pixel electrode and a common electrode on the first EL layer, and the second light-emitting element includes the second pixel electrode and the second EL layer on the second pixel electrode.
  • An EL layer and a common electrode on the second EL layer, an end portion of the first pixel electrode and an end portion of the second pixel electrode have a tapered shape, and the first EL layer covers the edge of the first pixel electrode; the second EL layer covers the edge of the second pixel electrode; the first EL layer has a thickness of 150 nm or less; is.
  • the first light emitting element has a common layer between the first EL layer and the common electrode
  • the second light emitting element has a common layer between the second EL layer and the common electrode
  • It may have a common layer and may have a region where the distance between the top surface of the first pixel electrode and the bottom surface of the common layer is 150 nm or less.
  • one embodiment of the present invention includes a first light-emitting element and a second light-emitting element adjacent to the first light-emitting element, and the first light-emitting element includes the first pixel electrode and the second light-emitting element. It has a first EL layer on one pixel electrode and a common electrode on the first EL layer, and a second light emitting element has a second pixel electrode and a second EL layer on the second pixel electrode.
  • two EL layers and a common electrode on the second EL layer, the end of the first pixel electrode and the end of the second pixel electrode have a tapered shape, and the first pixel electrode has a tapered shape.
  • the EL layer covers the edge of the first pixel electrode
  • the second EL layer covers the edge of the second pixel electrode, the thickness of the first EL layer and the thickness of the second EL layer. , is 100 nm or less.
  • the first light emitting element has a common layer between the first EL layer and the common electrode
  • the second light emitting element has a common layer between the second EL layer and the common electrode, having a common layer, wherein the difference between the distance between the top surface of the first pixel electrode and the bottom surface of the common layer and the distance between the top surface of the second pixel electrode and the bottom surface of the common layer is 100 nm or less; It may have a certain area.
  • the common layer may have a carrier injection layer.
  • an insulating layer may be provided in a region between the first EL layer and the second EL layer.
  • the insulating layer may have an organic material.
  • the pixel portion and the connection portion are provided, the pixel portion includes the first light emitting element and the second light emitting element, and the connection portion includes the connection electrode and the connection electrode.
  • a common electrode provided above and electrically connected to the connection electrode;
  • a third EL layer is provided in a region between the pixel portion and the connection portion; an end portion of the connection electrode;
  • the edge of the third EL layer may be covered with a protective layer.
  • a display module including the display device of one embodiment of the present invention and at least one of a connector and an integrated circuit is also one embodiment of the present invention.
  • An electronic device including the display module of one embodiment of the present invention and at least one of a battery, a camera, a speaker, and a microphone is also one embodiment of the present invention.
  • a first pixel electrode and a second pixel electrode adjacent to the first pixel electrode are formed to have tapered ends, and the first pixel electrode and the second pixel electrode are formed to have tapered ends.
  • a first EL film on the pixel electrode of the first EL film forming a first sacrificial film on the first EL film, and processing the first EL film and the first sacrificial film, forming a first EL layer having a region with a thickness of 150 nm or less and covering an end portion of the first pixel electrode; forming a first sacrificial layer over the first EL layer;
  • a second EL film is formed over the layer and the second pixel electrode, a second sacrificial film is formed over the second EL film, and the second EL film and the second sacrificial film are formed.
  • a second EL layer covering the end of the second pixel electrode and a second sacrificial layer on the second EL layer, and at least part of the first sacrificial layer and at least part of the second sacrificial layer are removed, and a common electrode is formed over the first EL layer and the second EL layer.
  • a common A layer may be formed, a common electrode may be formed on the common layer, and a region may be formed in which the distance between the top surface of the first pixel electrode and the bottom surface of the common layer is 150 nm or less.
  • a first pixel electrode and a second pixel electrode adjacent to the first pixel electrode are formed to have tapered ends, and the first pixel electrode and the second pixel electrode are formed to have tapered ends.
  • a second EL film forming a second sacrificial film on the second EL film, and processing the second EL film and the second sacrificial film to form a second pixel electrode; forming a second EL layer having a region with a thickness difference of 100 nm or less from the first EL layer and a second sacrificial layer over the second EL layer; Manufacturing a display device by removing at least part of the first sacrificial layer and at least part of the second sacrificial layer and forming a common electrode on the first EL layer and the second EL layer The method.
  • a common after removing at least part of the first sacrificial layer and at least part of the second sacrificial layer, a common forming a layer, forming a common electrode on the common layer, the distance between the top surface of the first pixel electrode and the bottom surface of the common layer, and the distance between the top surface of the second pixel electrode and the bottom surface of the common layer; and the distance of 100 nm or less.
  • the common layer may have a carrier injection layer.
  • the first EL layer and the second EL layer An insulating layer may be formed in the region between .
  • the insulating layer may be formed using a spin coating method, a spray method, a screen printing method, or a painting method.
  • a conductive film is formed and the conductive film is processed to form the first pixel electrode, the second pixel electrode, and the connection electrode so as to have tapered ends.
  • a first sacrificial film is formed so as to cover the end portion of the first EL film, and the first EL film and the first sacrificial film are processed.
  • a third EL layer and a third sacrificial layer covering the end of the connection electrode and the end of the third EL layer in a region between the first and second pixel electrodes and the connection electrode; , and in parallel with removing at least part of the first sacrificial layer and at least part of the second sacrificial layer, at least one region of the third sacrificial layer overlapping the connection electrode is removed.
  • a common electrode may be formed on the connection electrode by removing the portion.
  • the common electrode does not have to be electrically connected to the third EL layer.
  • a highly reliable display device can be provided.
  • an inexpensive display device can be provided.
  • a high-definition display device can be provided.
  • a display device with a high aperture ratio can be provided.
  • a high-resolution display device can be provided.
  • one embodiment of the present invention can provide a novel display device.
  • a highly reliable method for manufacturing a display device can be provided.
  • a method for manufacturing a display device with high yield can be provided.
  • a method for manufacturing a high-definition display device can be provided.
  • a method for manufacturing a display device with a high aperture ratio can be provided.
  • one embodiment of the present invention can provide a method for manufacturing a high-resolution display device.
  • one embodiment of the present invention can provide a novel method for manufacturing a display device.
  • FIG. 1 is a plan view showing a configuration example of a display device.
  • 2A, 2B, 2C1, and 2C2 are cross-sectional views showing configuration examples of the display device.
  • 3A to 3C are cross-sectional views showing configuration examples of the display device.
  • 4A to 4C are cross-sectional views showing configuration examples of the display device.
  • 5A and 5B are cross-sectional views showing configuration examples of the display device.
  • 6A, 6B, 6C1, and 6C2 are cross-sectional views showing configuration examples of display devices.
  • 7A to 7C are cross-sectional views showing configuration examples of the display device.
  • 8A and 8B are cross-sectional views showing configuration examples of the display device.
  • 9A, 9B, 9C, 9D1, and 9D2 are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 10A to 10D are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 11A to 11D are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 12A to 12C are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 13A and 13B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 14A to 14D are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 15A and 15B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 16A to 16G are plan views showing configuration examples of pixels.
  • 17A to 17H are plan views showing configuration examples of pixels.
  • FIG. 18 is a perspective view showing an example of a display device.
  • FIG. 19A is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • 19B and 19C are cross-sectional views showing examples of transistors.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • 21A to 21D are cross-sectional views showing examples of display devices.
  • 22A and 22B are perspective views showing an example of a display module.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 32 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • 33A to 33F are diagrams showing configuration examples of light-emitting elements.
  • 34A to 34D are diagrams showing examples of electronic devices.
  • 35A to 35F are diagrams illustrating examples of electronic devices.
  • 36A to 36G are diagrams showing examples of electronic devices.
  • 37A to 37F are diagrams showing examples of electronic devices.
  • 38A and 38B are STEM images of the cross section of the sample produced in this example.
  • FIG. 39 is a plan view showing the structure of the display panel manufactured in this example.
  • FIG. 40 is an optical microscope photograph of the display panel produced in this example.
  • FIG. 41 is a display photograph of the display panel manufactured in this example.
  • FIG. 42 is a graph showing changes over time in luminance in the display panel manufactured in this example.
  • FIG. 43 shows spectrum measurement results of the display panel manufactured in this example.
  • film and “layer” can be interchanged depending on the case or circumstances.
  • conductive layer or “insulating layer” may be interchangeable with the terms “conductive film” or “insulating film.”
  • an EL layer refers to a layer provided between a pair of electrodes of a light-emitting element and containing at least a light-emitting substance (also referred to as a light-emitting layer) or a laminate including a light-emitting layer. .
  • a display panel which is one mode of a display device, has a function of displaying (outputting) an image, for example, on a display surface. Therefore, the display panel is one aspect of the output device.
  • the substrate of the display panel is attached with a connector such as FPC (Flexible Printed Circuit) or TCP (Tape Carrier Package), or an IC is attached to the substrate by COG (Chip On Glass) method.
  • a connector such as FPC (Flexible Printed Circuit) or TCP (Tape Carrier Package)
  • COG Chip On Glass
  • One embodiment of the present invention is a display device including a pixel portion and a connection portion. Pixels are arranged in a matrix in the pixel portion.
  • a pixel has at least two subpixels that emit light of different colors, and a light emitting element (also referred to as a light emitting device) is provided for each subpixel.
  • Each light emitting element has a pixel electrode and a common electrode, and an EL layer is provided between the pixel electrode and the common electrode.
  • a pixel electrode can be separated for each light emitting element, and a common electrode can be provided in common among the light emitting elements.
  • the EL layer has at least a light-emitting layer, preferably a plurality of layers.
  • the EL layer preferably has, for example, a light-emitting layer and a carrier-transporting layer (hole-transporting layer or electron-transporting layer) on the light-emitting layer.
  • connection portion has a connection electrode, and a common electrode is provided so as to be electrically connected to the connection electrode.
  • the connection electrodes are electrically connected to the FPC, for example. As described above, for example, by supplying the power supply potential to the FPC, the power supply potential can be supplied to the common electrode through the connection electrode.
  • An electroluminescent element such as an organic EL element or an inorganic EL element can be used as the light emitting element provided in the pixel portion.
  • LEDs light emitting diodes
  • the light-emitting element of one embodiment of the present invention is preferably an organic EL element (organic electroluminescent element).
  • Two or more light-emitting elements that emit different colors have EL layers each containing a different material.
  • a full-color display device can be realized by including three types of light-emitting elements that emit red (R), green (G), and blue (B) light.
  • an EL layer is processed into a fine pattern without using a shadow mask such as a metal mask.
  • a shadow mask such as a metal mask.
  • a device manufactured using a metal mask or FMM fine metal mask, high-definition metal mask
  • a device with an MM (metal mask) structure is sometimes referred to as a device with an MML (metal maskless) structure.
  • a first pixel electrode, a second pixel electrode, and a connection electrode are formed over an insulating layer.
  • a first EL film is formed over the insulating layer, the first pixel electrode, and the second pixel electrode.
  • the first EL film is also formed in the region between the pixel portion and the connection portion.
  • a first sacrificial film is formed over the first EL film, the insulating layer, and the connection electrode. Specifically, a first sacrificial film is formed so as to cover the end of the first EL film and the end of the connection electrode. Subsequently, a resist mask is formed over the first sacrificial film. Subsequently, using a resist mask, the first sacrificial film and the first EL film are processed. Thus, a first EL layer having a region overlapping with the first pixel electrode and a first sacrificial layer over the first EL layer are formed. In addition, a second EL layer provided in a region between the pixel portion and the connection portion, and a second sacrificial layer covering an end portion of the second EL layer and an end portion of the connection electrode are formed.
  • processing a film using a resist mask means removing a region of the film that does not overlap with the resist mask by etching.
  • a method of processing using a photolithography method right above the film functioning as a light-emitting layer included in the first EL film can be considered.
  • the light-emitting layer may be damaged (for example, by processing), and the reliability may be significantly impaired. Therefore, in order to manufacture a display device of one embodiment of the present invention, a film (eg, a carrier-transport layer or a carrier-injection layer, more specifically, an electron-transport layer, a A sacrificial layer or the like is formed on the film functioning as a transport layer, an electron injection layer, or a hole injection layer), and a film functioning as a light emitting layer is processed. Accordingly, the display device of one embodiment of the present invention can be a highly reliable display device. The same applies to the second EL film described later.
  • a second EL film is formed over the insulating layer, the first sacrificial layer, the second pixel electrode, and the second EL layer.
  • a second sacrificial film is formed on the second EL film and the second sacrificial layer.
  • a resist mask is formed over the second sacrificial film.
  • the second sacrificial film and the second EL film are processed.
  • a third EL layer having a region overlapping with the second pixel electrode and a third sacrificial layer on the second EL layer are formed.
  • the second sacrificial film and the second EL film are processed so that the second sacrificial film on the second sacrificial layer and the second EL film on the second EL layer are removed. do.
  • the first to third EL layers have at least a light-emitting layer as described above.
  • the first to third EL layers include one or more of a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer, an electron blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer.
  • the first to third EL layers can have a structure in which a hole-injection layer, a hole-transport layer, a light-emitting layer, and an electron-transport layer are stacked in this order from the insulating layer side.
  • the first to third EL layers can have a structure in which an electron-injection layer, an electron-transport layer, a light-emitting layer, and a hole-transport layer are stacked in this order from the insulating layer side.
  • a common electrode is formed to form a first light emitting element and a second light emitting element. As mentioned above, the common electrode is electrically connected to the connection electrode.
  • the second EL film is formed over the first EL layer. Therefore, when the first EL layer is thick, the side surfaces of the first EL layer may not be sufficiently covered with the second EL film. As a result, a recess may be formed in the second EL film in a region between the first EL layer and the second pixel electrode. In some cases, the second sacrificial film enters the concave portion, and a residue of the second sacrificial film remains in the concave portion after the second sacrificial film is processed. This may reduce the reliability of the display device. Therefore, the first EL layer is preferably thin.
  • the thickness of the first EL layer is 200 nm or less, preferably 180 nm or less, more preferably 150 nm or less, and even more preferably 130 nm or less. Since the first EL layer is thin, the second EL film sufficiently covers the side surfaces of the first EL layer even when the second EL film is formed by a method with low coverage, It is possible to suppress the formation of the concave portion in the second EL film. Therefore, the display device of one embodiment of the present invention can be a highly reliable display device.
  • the insulating layer can be formed by applying an insulating film containing a photosensitive material and processing the insulating film by a photolithography method.
  • the difference in thickness between the first EL layer and the third EL layer is large, the thickness between the side surface of the first EL layer and the insulating layer or between the side surface of the third EL layer and the insulating layer is reduced. , cavities may form. The cavities make it easier for impurities to enter the EL layer, which may reduce the reliability of the display device.
  • the difference in thickness between the first EL layer and the third EL layer is small.
  • the difference in thickness between the first EL layer and the third EL layer is preferably 100 nm or less, more preferably 80 nm or less, more preferably 60 nm or less, and 40 nm. It is more preferably 30 nm or less, more preferably 30 nm or less.
  • the display device of one embodiment of the present invention does not necessarily have the insulating layer containing the above organic material.
  • the first EL layer can be provided to cover the edge of the first pixel electrode
  • the third EL layer can be provided to cover the edge of the second pixel electrode.
  • the first EL layer is also formed to have a tapered shape, and the coverage of the first pixel electrode with the first EL layer is improved. is possible and preferable.
  • the third EL layer is also formed to have a tapered shape, so that the coverage of the second pixel electrode with the third EL layer is improved. is possible and preferable.
  • foreign substances for example, dust, particles, or the like
  • the manufacturing process can be preferably removed by cleaning or the like. It is preferable because it can be done.
  • FIG. 1 is a plan view showing a configuration example of a display device 100.
  • the display device 100 has a pixel portion 107 in which a plurality of pixels 108 are arranged in a matrix.
  • Pixel 108 has sub-pixel 110R, sub-pixel 110G, and sub-pixel 110B.
  • FIG. 1 shows sub-pixels 110 of 2 rows and 6 columns, which form the pixels 108 of 2 rows and 2 columns.
  • the sub-pixel 110 when describing matters common to the sub-pixel 110R, the sub-pixel 110G, and the sub-pixel 110B, the sub-pixel 110 may be referred to.
  • Other constituent elements distinguished by alphabets may also be described using reference numerals with alphabets omitted when describing matters common to them.
  • Subpixel 110R emits red light
  • subpixel 110G emits green light
  • subpixel 110B emits blue light. Accordingly, an image can be displayed on the pixel portion 107 . Therefore, the pixel portion 107 can be called a display portion.
  • sub-pixels of three colors, red (R), green (G), and blue (B) will be described as an example.
  • Sub-pixels of three colors (M) may be used.
  • the number of types of sub-pixels is not limited to three, and may be four or more.
  • the four sub-pixels are R, G, B, and white (W) sub-pixels, R, G, B, and Y sub-pixels, and R, G, B, infrared light ( IR), four sub-pixels, and so on.
  • a stripe arrangement is applied to the pixels 108 shown in FIG.
  • the arrangement method that can be applied to the pixels 108 is not limited to this, and an arrangement method such as a stripe arrangement, an S stripe arrangement, a delta arrangement, a Bayer arrangement, or a zigzag arrangement may be applied.
  • a diamond array or the like can also be used.
  • the row direction is sometimes called the X direction
  • the column direction is sometimes called the Y direction.
  • the X and Y directions intersect, for example perpendicularly intersect.
  • FIG. 1 shows an example in which sub-pixels of different colors are arranged side by side in the X direction and sub-pixels of the same color are arranged side by side in the Y direction. Note that sub-pixels of different colors may be arranged side by side in the Y direction, and sub-pixels of the same color may be arranged side by side in the X direction.
  • a region 141 and a connection portion 140 are provided outside the pixel portion 107 , and the region 141 is provided between the pixel portion 107 and the connection portion 140 .
  • the EL layer 112 is provided in the region 141 .
  • a connection electrode 113 is provided in the connection portion 140 .
  • FIG. 1 shows an example in which the region 141 and the connection portion 140 are positioned on the right side of the pixel portion 107 in plan view, but the positions of the region 141 and the connection portion 140 are not particularly limited.
  • the region 141 and the connection portion 140 may be provided in at least one of the upper side, the right side, the left side, and the lower side of the pixel portion 107 in plan view, and are provided so as to surround the four sides of the pixel portion 107 . good too.
  • the upper surface shape of the region 141 and the connecting portion 140 can be band-shaped, L-shaped, U-shaped, frame-shaped, or the like. Also, the region 141 and the connecting portion 140 may be singular or plural.
  • FIG. 2A is a schematic cross-sectional view corresponding to the dashed-dotted line A1-A2 in FIG. 1
  • FIG. 2B is a schematic cross-sectional view corresponding to the dashed-dotted line B1-B2 in FIG. It is the cross-sectional schematic corresponding to inside dashed-dotted line C1-C2.
  • the display device 100 includes an insulating layer 101, conductive layers 102a and 102b on the insulating layer 101, and conductive layers 102a and 102b on the insulating layer 101, conductive layers 102a, and 102b. , an insulating layer 104 on the insulating layer 103, and an insulating layer 105 on the insulating layer 104.
  • An insulating layer 101 is provided on a substrate (not shown).
  • the insulating layer 105, the insulating layer 104, and the insulating layer 103 are provided with openings reaching the conductive layer 102a, and plugs 106 are provided so as to fill the openings.
  • a light-emitting element 130 is provided over the insulating layer 105 and the plug 106 in the pixel portion 107 .
  • the insulating layer 101, the insulating layer 103, and the insulating layer 105 function as interlayer insulating layers.
  • various inorganic insulating films such as an oxide insulating film, a nitride insulating film, an oxynitride insulating film, and a nitride oxide insulating film can be preferably used.
  • a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, a silicon nitride film, or a silicon nitride oxide film can be used.
  • oxynitride refers to a material whose composition contains more oxygen than nitrogen
  • nitride oxide refers to a material whose composition contains more nitrogen than oxygen. point to the material.
  • silicon oxynitride refers to a material whose composition contains more oxygen than nitrogen
  • silicon nitride oxide refers to a material whose composition contains more nitrogen than oxygen. indicates
  • the insulating layer 104 functions as a barrier layer that prevents impurities such as water from entering the light emitting element 130, for example.
  • a film into which hydrogen or oxygen is less likely to diffuse than a silicon oxide film such as a silicon nitride film, an aluminum oxide film, or a hafnium oxide film, can be used.
  • the conductive layers 102a and 102b function as wirings.
  • the conductive layer 102 a is provided in the pixel portion 107 and the conductive layer 102 b is provided in the region 141 .
  • Conductive layer 102 a is electrically connected to light emitting element 130 through plug 106 .
  • Various conductive materials can be used for the conductive layer 102a, the conductive layer 102b, and the plug 106, such as aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), yttrium. (Y), zirconium (Zr), tin (Sn), zinc (Zn), silver (Ag), platinum (Pt), gold (Au), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), tungsten (W), etc. or an alloy containing this as a main component (such as an alloy of silver, palladium (Pd) and copper (Ag-Pd-Cu(APC))).
  • oxide such as tin oxide or zinc oxide may be used for the conductive layers 102a, 102b, and the plugs 106 .
  • FIG. 2A shows a cross-sectional configuration example of a light emitting element 130R provided in the sub-pixel 110R, a light emitting element 130G provided in the sub-pixel 110G, and a light emitting element 130B provided in the sub-pixel 110B.
  • FIG. 2B shows a cross-sectional configuration example of the light emitting element 130G.
  • an EL element such as an OLED (Organic Light Emitting Diode) or a QLED (Quantum-dot Light Emitting Diode).
  • OLED Organic Light Emitting Diode
  • QLED Quantum-dot Light Emitting Diode
  • light-emitting substances that EL devices have include substances that emit fluorescence (fluorescent materials), substances that emit phosphorescence (phosphorescent materials), inorganic compounds (for example, quantum dot materials), and substances that exhibit heat-activated delayed fluorescence (heat-activated delayed fluorescent (thermally activated delayed fluorescence: TADF) material) and the like.
  • the light emitting element 130R includes a pixel electrode 111R on the insulating layer 105 and the plug 106, an EL layer 112R on the pixel electrode 111R, a common layer 114 on the EL layer 112R, a common electrode 115 on the common layer 114, have
  • the light emitting element 130G includes a pixel electrode 111G on the insulating layer 105 and on the plug 106, an EL layer 112G on the pixel electrode 111G, a common layer 114 on the EL layer 112G, a common electrode 115 on the common layer 114, have
  • the light emitting element 130B includes the pixel electrode 111B on the insulating layer 105 and the plug 106, the EL layer 112B on the pixel electrode 111B, the common layer 114 on the EL layer 112B, the common electrode 115 on the common layer 114, have Note that the pixel electrode 111 may be called a lower electrode, and the common electrode 115 may be called an upper
  • the pixel electrode 111 and the EL layer 112 are separately provided for each light emitting element 130 .
  • the common layer 114 and the common electrode 115 are provided in common among the light emitting elements 130 .
  • the EL layer 112R can be provided to cover the edge of the pixel electrode 111R, the EL layer 112G can be provided to cover the edge of the pixel electrode 111G, and the EL layer 112B can be provided to cover the edge of the pixel electrode 111B. It can be provided so as to cover the part.
  • the EL layer 112R can be provided to cover the upper and lower ends of the pixel electrode 111R, and the EL layer 112G can be provided to cover the upper and lower ends of the pixel electrode 111G.
  • 112B can be provided so as to cover the upper and lower ends of the pixel electrode 111B.
  • the EL layer 112 is also formed to have a tapered shape, which is preferable because the coverage of the pixel electrode 111 with the EL layer 112 can be improved.
  • the end portion of the pixel electrode 111 has a tapered shape, so that foreign substances (eg, dust, particles, or the like) in the manufacturing process can be preferably removed by a treatment such as cleaning.
  • the EL layer 112 does not have to cover the end of the pixel electrode 111 , and for example, the end of the EL layer 112 may be located inside the end of the pixel electrode 111 .
  • a tapered shape refers to a shape in which at least a part of the side surface of the structure is inclined with respect to the substrate surface.
  • it refers to a shape having a region in which the angle formed by the inclined side surface and the substrate surface (also referred to as a taper angle) is less than 90°.
  • insulating layer 105 may have recesses between adjacent light emitting elements 130 .
  • the thickness of the insulating layer 105 in the region that does not overlap with the pixel electrode 111 may be thinner than the thickness of the insulating layer 105 in the region that overlaps with the pixel electrode 111 .
  • the insulating layer 105 may not have recesses between the adjacent light emitting elements 130 in some cases.
  • the EL layer 112R included in the light-emitting element 130R contains a light-emitting organic compound that emits light having an intensity in at least the red wavelength range.
  • the EL layer 112G included in the light-emitting element 130G contains a light-emitting organic compound that emits light having an intensity in at least the green wavelength range.
  • the EL layer 112B included in the light-emitting element 130B contains a light-emitting organic compound that emits light having an intensity in at least a blue wavelength range.
  • a layer containing a light-emitting organic compound included in the EL layer 112 can be referred to as a light-emitting layer.
  • the EL layer 112 has at least a light-emitting layer. Further, the EL layer 112 preferably has a light-emitting layer and a carrier-transport layer over the light-emitting layer. As a result, exposure of the light-emitting layer to the outermost surface can be suppressed during the manufacturing process of the display device 100, and damage to the light-emitting layer can be reduced. Thereby, the reliability of the display device 100 can be improved.
  • the EL layer 112 can have one or more of a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer, an electron blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer.
  • the EL layer 112 can have a structure in which a hole-injection layer, a hole-transport layer, a light-emitting layer, and an electron-transport layer are stacked in this order from the pixel electrode 111 side.
  • the EL layer 112 can have a structure in which an electron-injection layer, an electron-transport layer, a light-emitting layer, and a hole-transport layer are stacked in this order from the pixel electrode 111 side.
  • holes or electrons are sometimes referred to as “carriers”.
  • the hole injection layer or electron injection layer is referred to as a "carrier injection layer”
  • the hole transport layer or electron transport layer is referred to as a “carrier transport layer”
  • the hole blocking layer or electron blocking layer is referred to as a "carrier It is sometimes called a block layer.
  • the carrier injection layer, the carrier transport layer, and the carrier block layer described above may not be clearly distinguished from each other due to their cross-sectional shape, characteristics, or the like.
  • one layer may serve two or three functions of the carrier injection layer, the carrier transport layer, and the carrier block layer.
  • Common layer 114 can be an electron injection layer or a hole injection layer.
  • EL layer 112 need not have an electron injection layer if common layer 114 has an electron injection layer, and EL layer 112 need not have a hole injection layer if common layer 114 has a hole injection layer.
  • the common layer 114 it is preferable to use a material with as low electric resistance as possible.
  • the thickness of the common layer 114 is preferably 1 nm or more and 5 nm or less, more preferably 1 nm or more and 3 nm or less.
  • the common layer 114 may have a hole-transporting layer, a hole-blocking layer, an electron-blocking layer, or an electron-transporting layer. As described above, the common layer 114 can have at least one of a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer, an electron blocking layer, an electron transport layer, or an electron injection layer. A layer included in the common layer 114 may have a structure not included in the EL layer 112 .
  • a metal material for example, can be used as the pixel electrode 111 .
  • the pixel electrode 111 may be a metal material such as gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, or titanium, or an alloy material containing the metal material (for example, silver and alloys of magnesium) can be used.
  • a nitride of the metal material for example, titanium nitride
  • the like may be used for the pixel electrode 111 .
  • the common electrode 115 can be a conductive layer that transmits visible light.
  • a conductive oxide such as indium oxide, indium tin oxide, indium zinc oxide, zinc oxide, or gallium-containing zinc oxide, or graphene can be used for the common electrode 115 .
  • 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 for the common electrode 115.
  • a nitride of the metal material for example, titanium nitride
  • the common electrode 115 a nitride of the metal material (for example, titanium nitride) or the like may be used for the common electrode 115 .
  • a metal material or an alloy material (or a nitride thereof) is used, 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 protective layer 146 is provided over the EL layer 112 .
  • a protective layer 146 is provided in a region of the EL layer 112 that is not in contact with the common layer 114 .
  • the edge of the pixel electrode 111 may have a tapered shape. Thereby, the coverage of the protective layer 146 provided along the edge of the pixel electrode 111 can be improved. In addition, foreign substances (eg, dust, particles, or the like) generated during the manufacturing process of the display device 100 can be preferably removed by cleaning or the like.
  • foreign substances eg, dust, particles, or the like
  • An insulating layer 125 and an insulating layer 126 are provided in a region between two adjacent light emitting elements 130 .
  • the insulating layer 125 is provided along the side surface of the EL layer 112, the side surface of the protective layer 146, the upper surface of the protective layer 146, and the upper surface of the insulating layer 105, for example.
  • the insulating layer 126 is provided on the insulating layer 125 .
  • the insulating layer 126 can fill recesses located between adjacent light emitting elements 130 . Thereby, the coverage of the common electrode 115 on the insulating layer 126 can be improved. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of disconnection in the common electrode 115, thereby suppressing the occurrence of poor connection. In addition, it is possible to prevent the common electrode 115 from being locally thinned due to the steps and increasing the electrical resistance. As described above, the display device 100 can be a highly reliable display device.
  • the insulating layer 125 is provided in contact with the side surface of the EL layer 112, a structure in which the EL layer 112 and the insulating layer 126 are not in contact can be employed.
  • the EL layer 112 and the insulating layer 126 are in contact with each other, the EL layer 112 may be dissolved by an organic solvent contained in the insulating layer 126, especially when the EL layer 112 contains an organic compound. Therefore, as shown in FIGS. 2A and 2B, by providing the insulating layer 125 between the EL layer 112 and the insulating layer 126, the side surfaces of the EL layer 112 can be protected.
  • the protective layer 146 and the insulating layer 125 can have inorganic materials.
  • an inorganic insulating film such as an oxide insulating film, a nitride insulating film, an oxynitride insulating film, or a nitride oxide insulating film can be used, for example.
  • the protective layer 146 and the insulating layer 125 may have a single-layer structure or a stacked-layer structure.
  • the oxide insulating film includes a silicon oxide film, an aluminum oxide film, a magnesium oxide film, an indium gallium zinc oxide film, a gallium oxide film, a germanium oxide film, an yttrium oxide film, a zirconium oxide film, a lanthanum oxide film, a neodymium oxide film, and an oxide film.
  • a hafnium film, a tantalum oxide film, and the like are included.
  • the nitride insulating film include a silicon nitride film and an aluminum nitride film.
  • Examples of the oxynitride insulating film include a silicon oxynitride film, an aluminum oxynitride film, and the like.
  • nitride oxide insulating film examples include a silicon nitride oxide film, an aluminum nitride oxide film, and the like.
  • an inorganic insulating film such as an aluminum oxide film, a hafnium oxide film, or a silicon oxide film formed by an atomic layer deposition (ALD) method to the protective layer 146 and the insulating layer 125, pinholes can be reduced.
  • the protective layer 146 and the insulating layer 125 which have an excellent function of protecting the EL layer 112, can be formed.
  • a sputtering method, a chemical vapor deposition (CVD) method, a pulsed laser deposition (PLD) method, an ALD method, or the like can be used to form the protective layer 146 and the insulating layer 125 .
  • the insulating layer 125 is preferably formed by an ALD method with good coverage.
  • Insulating layer 126 may comprise an organic material.
  • acrylic resin, polyimide resin, epoxy resin, imide resin, polyamide resin, polyimideamide resin, silicone resin, siloxane resin, benzocyclobutene resin, phenolic resin, and precursors of these resins are applied. can do.
  • the insulating layer 126 contains resin, the insulating layer 126 can be called a resin layer.
  • an organic material such as polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polyglycerin, pullulan, water-soluble cellulose, or alcohol-soluble polyamide resin may be used as the insulating layer 126 .
  • PVA polyvinyl alcohol
  • polyvinyl butyral polyvinylpyrrolidone
  • polyethylene glycol polyglycerin
  • pullulan polyethylene glycol
  • polyglycerin polyglycerin
  • pullulan polyethylene glycol
  • pullulan polyglycerin
  • pullulan water-soluble cellulose
  • alcohol-soluble polyamide resin may be used as the insulating layer 126 .
  • a photosensitive resin can be used for the insulating layer 126 .
  • a photoresist may be used as the photosensitive resin.
  • a positive material or a negative material can be used for the photosensitive resin.
  • a colored material for example, a material containing a black pigment
  • a material containing a black pigment may be used as the insulating layer 126 to block stray light from adjacent pixels and suppress color mixture.
  • a reflective film for example, a metal film containing one or more selected from silver, palladium, copper, titanium, aluminum, and the like
  • the display device 100 may be provided with a function of improving the light extraction efficiency by reflecting emitted light with the reflective film.
  • a protective layer 121 is provided on the common electrode 115 to cover the light emitting element 130 .
  • the protective layer 121 has a function of preventing impurities such as water from diffusing into the light emitting element 130 from above.
  • the protective layer 121 can have, for example, a single-layer structure or a laminated structure including at least an inorganic insulating film.
  • inorganic insulating films include oxide films or nitride films such as silicon oxide films, silicon oxynitride films, silicon nitride oxide films, silicon nitride films, aluminum oxide films, aluminum oxynitride films, and hafnium oxide films. be done.
  • a semiconductor material such as indium gallium oxide or indium gallium zinc oxide may be used for the protective layer 121 .
  • a laminated film of an inorganic insulating film and an organic insulating film can also be used as the protective layer 121 .
  • a structure in which an organic insulating film is sandwiched between a pair of inorganic insulating films is preferable.
  • the organic insulating film functions as a planarizing film.
  • the upper surface of the organic insulating film can be flattened, so that the coverage of the inorganic insulating film thereon can be improved, and the barrier property can be enhanced.
  • the upper surface of the protective layer 121 is flat, when a structure (for example, a color filter, an electrode of a touch sensor, or a lens array) is provided above the protective layer 121, unevenness due to the underlying structure may occur. This is preferable because it can reduce the impact.
  • a structure for example, a color filter, an electrode of a touch sensor, or a lens array
  • FIG. 2C1 is a cross-sectional view showing a configuration example of the region 141 and the connecting portion 140.
  • FIG. 2C1 is a cross-sectional view showing a configuration example of the region 141 and the connecting portion 140.
  • the conductive layer 102b is provided over the insulating layer 101
  • the insulating layer 103 is provided over the insulating layer 101 and the conductive layer 102b.
  • the EL layer 112 over the insulating layer 105, the protective layer 146 over the insulating layer 105 and the EL layer 112, the insulating layer 125 over the protective layer 146, and the insulating layer 126 over the insulating layer 125 , a common layer 114 on the insulating layer 126, a common electrode 115 on the common layer 114, and a protective layer 121 on the common electrode 115 are provided.
  • the protective layer 146 is provided to cover the edge of the EL layer 112, for example.
  • the EL layer 112 provided in the region 141 is not electrically connected to the common electrode 115 . Therefore, since the EL layer 112 provided in the region 141 can be applied with no voltage, the EL layer 112 provided in the region 141 can be configured not to emit light.
  • the EL layer 112 provided in the region 141 is formed using at least a light-emitting organic compound that emits light having an intensity in the red wavelength region, a light-emitting organic compound that emits light having an intensity in the green wavelength region, or a blue wavelength region. Any luminescent organic compound that emits light with a high intensity. That is, the EL layer 112 provided in the region 141 can have the same structure as the EL layer 112R, the EL layer 112G, or the EL layer 112B of the light-emitting element 130.
  • the insulating layers 105, 104, and 103 are partly etched or the like during the manufacturing process of the display device, although the details will be described later.
  • the conductive layer 102b can be prevented from being exposed. Accordingly, the conductive layer 102b can be prevented from unintentionally contacting another electrode, layer, or the like. For example, a short circuit between the conductive layer 102b and the common electrode 115 can be prevented.
  • the display device 100 can be a highly reliable display device. Further, since the display device 100 can be manufactured by a method with high yield, the display device 100 can be inexpensive.
  • the connection section 140 has a connection electrode 113 on the insulating layer 105 , a common layer 114 on the connection electrode 113 , a common electrode 115 on the common layer 114 , and a protective layer 121 on the common electrode 115 .
  • a protective layer 146 is provided so as to cover an end portion of the connection electrode 113, and an insulating layer 125, an insulating layer 126, a common layer 114, a common electrode 115, and a protective layer 121 are stacked in this order over the protective layer 146. provided.
  • connection electrode 113 and the common electrode 115 are electrically connected at the connection portion 140 .
  • the connection electrode 113 is electrically connected to, for example, an FPC (not shown). As described above, for example, by supplying the power supply potential to the FPC, the power supply potential can be supplied to the common electrode 115 via the connection electrode 113 .
  • the electrical resistance of the common layer 114 in the thickness direction is negligibly small, even if the common layer 114 is provided between the connection electrode 113 and the common electrode 115, Conduction with the common electrode 115 can be ensured.
  • a mask for defining a film forming area to be distinguished from a fine metal mask, it is also called an area mask or a rough metal mask).
  • the manufacturing process of the display device 100 can be simplified.
  • FIG. 2C2 is a modification of the configuration shown in FIG. 2C1.
  • FIG. 2C2 shows a configuration example in which the connection portion 140 is not provided with the common layer 114 .
  • the connection electrode 113 and the common electrode 115 can be in contact with each other. Thereby, the electrical resistance between the connection electrode 113 and the common electrode 115 can be reduced.
  • FIG. 2C2 shows a structure in which the common layer 114 is provided in a region overlapping with the EL layer 112 in the region 141 and the common layer 114 is not provided in a region not overlapping with the EL layer 112; Not limited.
  • the common layer 114 may not be provided in a region that overlaps with the EL layer 112 , or the common layer 114 may be provided in a region that does not overlap with the EL layer 112 .
  • FIG. 3A is an enlarged view of a region 131a between the light emitting elements 130R and 130G and a region 131b between the light emitting elements 130G and 130B in FIG. 2A.
  • FIG. 3A shows a configuration example in which the thickness teB of the EL layer 112B is thicker than the thickness teR of the EL layer 112R, and the thickness teR of the EL layer 112R is thicker than the thickness teG of the EL layer 112G.
  • the film thickness te R , the film thickness te G , and the film thickness te B are reduced, the occurrence of defects due to the manufacturing process of the display device 100 can be suppressed. Accordingly, the display device 100 can be a highly reliable display device. In addition, the yield in manufacturing the display device 100 can be increased, and the display device 100 can be inexpensive.
  • the film thickness te R , the film thickness te G , and the film thickness te B should be 200 nm or less. is preferable, and 180 nm or less is more preferable.
  • Two of the film thickness te R , the film thickness te G , and the film thickness te B are preferably 150 nm or less, more preferably 130 nm or less.
  • the distance between the upper surface of the pixel electrode 111R and the lower surface of the common layer 114 is defined as film thickness teR
  • the distance between the upper surface of the pixel electrode 111G and the lower surface of the common layer 114 is defined as film thickness teG
  • the pixel The distance between the top surface of the electrode 111B and the bottom surface of the common layer 114 can also be the film thickness teB .
  • the distance between the upper surface of the pixel electrode 111R and the lower surface of the common electrode 115 is defined as film thickness teR
  • the distance between the upper surface of the pixel electrode 111G and the lower surface of the common electrode 115 is defined as film thickness teG
  • the pixel electrode The distance between the upper surface of 111B and the lower surface of the common electrode 115 can also be the film thickness teB .
  • the distance between the upper surface of the pixel electrode 111R and the lower surface of the common electrode 115 is defined by the thickness te R
  • the distance between the top surface of the pixel electrode 111G and the bottom surface of the common electrode 115 is defined as teG
  • the distance between the top surface of the pixel electrode 111B and the bottom surface of the common electrode 115 is defined as teB .
  • a cavity may be formed between the side surface of the EL layer 112 and the insulating layer 126 in the region 131a.
  • a cavity is formed between the insulating layer 126 and the side surface of the EL layer 112 having the smaller thickness among the EL layers 112R and 112G.
  • a cavity may be formed between the side surface of the EL layer 112 and the insulating layer 126 in the region 131b.
  • a cavity may be formed between the insulating layer 126 and the side surface of the EL layer 112 having the smaller thickness between the EL layer 112G and the EL layer 112B.
  • the formation of such cavities makes it easier for impurities to enter the EL layer 112, which may reduce the reliability of the display device.
  • the difference between the film thickness te R , the film thickness te G , and the film thickness te B is small.
  • the difference between the largest film thickness and the smallest film thickness is preferably 100 nm or less, more preferably 90 nm or less. It is preferably 85 nm or less, more preferably 80 nm or less. Accordingly, the above cavity is not formed, and the display device 100 can be a highly reliable display device.
  • the term “difference” between the first value and the second value indicates the absolute value of the value obtained by subtracting the second value from the first value.
  • the difference between the first film thickness and the second film thickness indicates the absolute value of the value obtained by subtracting the second film thickness from the first film thickness.
  • the value including the sign may be called "difference”.
  • the difference between the first value and the second value may be a negative value.
  • the insulating layer 105 has a film thickness ti R in a region in contact with the lower surface of the EL layer 112R, a film thickness ti G in a region in contact with the lower surface of the EL layer 112G, and a film thickness ti G in a region in contact with the lower surface of the EL layer 112B.
  • ti B are equal to each other, but the present invention is not limited to this.
  • FIG. 3B shows an example in which the film thickness tiG is smaller than the film thickness tiR and the film thickness tiB is smaller than the film thickness tiG .
  • the film thickness ti R , the film thickness ti G , and the film thickness ti B may differ from each other due to the manufacturing process of the display device 100 to be described later. Further, as shown in FIG. 3B, the thickness of the insulating layer 105 in the region in contact with the lower surface of the insulating layer 125 may be smaller than any of the thickness ti R , the thickness ti G , and the thickness ti B. be.
  • FIG. 3C is a modification of the configuration shown in FIG. 3A, showing an example in which film thickness teB is smaller than film thickness teR and film thickness teG .
  • the film thickness teB is smaller than the film thickness teG
  • the film thickness teG is smaller than the film thickness teR .
  • FIG. 4A is a modification of the configuration shown in FIG. 3A, and shows an example in which the end of the protective layer 146, the end of the insulating layer 125, and the end of the insulating layer 126 are aligned with the upper end 133 of the pixel electrode 111.
  • FIG. showing. FIG. 4B is a modification of the configuration shown in FIG. 4A, in which the end of the protective layer 146, the end of the insulating layer 125, and the end of the insulating layer 126 are located inside the upper end 133 of the pixel electrode 111 (the light emitting region). side). That is, FIG.
  • FIG. 4B shows an example in which a part of the upper surface of the pixel electrode 111 overlaps with the protective layer 146, the insulating layer 125, and the insulating layer 126.
  • FIG. 4C is a modification of the configuration shown in FIG. 4A, in which the edge of the protective layer 146, the edge of the insulating layer 125, and the edge of the insulating layer 126 overlap the side surface (tapered portion) of the pixel electrode 111.
  • An example corresponding to the top edge 134 of the EL layer 112 is shown.
  • the upper end portion 134 is located outside the upper end portion 133 (on the side opposite to the light emitting region), the end portions of the protective layer 146, the insulating layer 125, and the insulating layer 126 are located on the edge of the pixel electrode 111. It is positioned outside the upper end portion 133 (on the side opposite to the light emitting region).
  • the area of the region where the pixel electrode 111, the EL layer 112, and the common electrode 115 overlap without interposing the insulating layer 126 is larger than that in the structure shown in FIG. 4B. can do.
  • the display device 100 having the structure shown in FIG. 4A and the display device 100 having the structure shown in FIG. 4C can have a wider light-emitting area than the display device 100 having the structure shown in FIG. 4B, so that the aperture ratio can be increased.
  • the display device 100 having the structure shown in FIG. 4B can be manufactured more easily than the display device 100 having the structure shown in FIG. 4A and the display device 100 having the structure shown in FIG. 4C.
  • FIG. 4C shows an example in which the length xt in the X direction of the region of the EL layer 112 in contact with the upper surface of the insulating layer 105 is shorter than the structures shown in FIGS. 4A and 4B. Accordingly, in the configuration shown in FIG. 4C, the area of the pixel electrode 111 can be made larger than in the configuration shown in FIG. 4A and the configuration shown in FIG. 4B. Therefore, in the structure shown in FIG. 4C, the area of the region where the pixel electrode 111, the EL layer 112, and the common electrode 115 overlap each other without the insulating layer 126 interposed between the structure shown in FIG. 4A and the structure shown in FIG. 4B. can be made larger. As described above, the display device 100 having the configuration shown in FIG. 4C can have a higher aperture ratio than the display device 100 having the configuration shown in FIG. 4A and the display device 100 having the configuration shown in FIG. 4B.
  • FIG. 5A shows an example in which a protective layer 151 is provided between the insulating layer 126 and the common layer 114 and the edge of the protective layer 151 matches the edge of the insulating layer 126 in the configuration shown in FIG.
  • FIG. 5B shows an example in which a protective layer 151 is provided between the insulating layer 126 and the common layer 114 and the protective layer 151 covers the edge of the insulating layer 126 in the configuration shown in FIG. 4C. That is, in the configuration shown in FIG. 5B , the edge of the protective layer 151 overlaps the upper surface of the pixel electrode 111 .
  • the protective layer 151 is preferably a layer with high barrier properties against oxygen, water, and the like. This can prevent impurities such as oxygen and water contained in the insulating layer 126 , which may include an organic insulating material such as resin, from entering the common layer 114 . Therefore, the display device 100 can be a highly reliable display device.
  • an inorganic insulating material can be used, such as nitride.
  • the protective layer 151 may include at least one of silicon nitride, aluminum nitride, or hafnium nitride.
  • an oxide or an oxynitride can be used as the protective layer 151.
  • an oxide film or an oxynitride such as silicon oxide, silicon oxynitride, aluminum oxide, aluminum oxynitride, hafnium oxide, or hafnium oxynitride can be used.
  • a film can be used.
  • the protective layer 151 can be formed using, for example, a sputtering method, a CVD method, a vacuum deposition method, a PLD method, or an ALD method.
  • the display device 100 having the configuration shown in FIG. 5A can have a higher aperture ratio than the display device 100 having the configuration shown in FIG. 5B.
  • the display device 100 having the structure shown in FIG. 5B can be manufactured more easily than the display device 100 having the structure shown in FIG. 5A.
  • FIGS. 6A, 6B, 6C1, 6C2, 7A, 7B, and 7C show the configurations shown in FIGS. 2A, 2B, 2C1, 2C2, 3A, 3B, and 3C, respectively.
  • a modification is shown, and an example in which the insulating layer 126 is not provided is shown. If the insulating layer 126 is not provided, the common layer 114 has regions located between adjacent EL layers 112, for example as shown in FIG. 7A. Additionally, the common electrode 115 may also have regions located between adjacent EL layers 112 .
  • FIG. 8A is a modification of the configuration shown in FIG. 7A, showing an example in which a protective layer 127 is provided between the insulating layer 125 and the common layer 114.
  • FIG. 8B is a cross-sectional view showing a configuration example of the connection portion 140 and the region 141 in the display device 100 having the configuration shown in FIG. 8A. As shown in FIG. 8A, the edges of the protective layer 127 can coincide with the edges of the insulating layer 125 .
  • the display device 100 can be a highly reliable display device.
  • a material that can be used for the insulating layer 125 can be used for the protective layer 127 .
  • a nitride insulating film such as a silicon nitride film or an aluminum nitride film can be preferably used as the protective layer 127 .
  • the protective layer 127 can be formed by a sputtering method, a CVD method, a PLD method, an ALD method, or the like. It is preferably formed using a method.
  • a metal oxide such as indium gallium zinc oxide (In—Ga—Zn oxide) can be used as the protective layer 127 .
  • indium oxide, indium zinc oxide (In—Zn oxide), indium tin oxide (In—Sn oxide), indium titanium oxide (In—Ti oxide), indium tin zinc oxide (In—Sn -Zn oxide), indium titanium zinc oxide (In-Ti-Zn oxide), indium gallium tin zinc oxide (In-Ga-Sn-Zn oxide), or the like can be used.
  • indium tin oxide containing silicon or the like can be used.
  • element M is aluminum, silicon, boron, yttrium, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten , or one or more selected from magnesium).
  • M is preferably one or more selected from gallium, aluminum, and yttrium.
  • the protective layer 127 can be formed using a sputtering method.
  • thin films (an insulating film, a semiconductor film, a conductive film, or the like) forming a display device can be formed by a sputtering method, a CVD method, a vacuum evaporation method, a PLD method, an ALD method, or the like.
  • the CVD method includes a plasma enhanced CVD (PECVD) method, a thermal CVD method, and the like.
  • one of the thermal CVD methods is the metal organic CVD (MOCVD) method.
  • the ALD method includes the PEALD method, the thermal ALD method, and the like.
  • thin films that make up the display device can be formed by spin coating, dipping, spray coating, inkjet, dispensing, screen printing, offset printing, doctor knife method, slit coating, roll coating, It can be formed by a method such as curtain coating or knife coating.
  • the thin film when processing the thin film that constitutes the display device, for example, a photolithography method can be used.
  • the thin film may be processed by a nanoimprint method, a sandblast method, a lift-off method, or the like.
  • an island-shaped thin film may be directly formed by a film formation method using a shielding mask such as a metal mask.
  • the photolithography method there are typically the following two methods.
  • One is a method of forming a resist mask on a thin film to be processed, processing the thin film by etching, for example, and removing the resist mask.
  • the other is a method of forming a thin film having photosensitivity and then exposing and developing the thin film to process the thin film into a desired shape.
  • the light used for exposure may be, for example, i-line (wavelength 365 nm), g-line (wavelength 436 nm), h-line (wavelength 405 nm), or a mixture thereof.
  • ultraviolet rays, KrF laser light, ArF laser light, or the like can also be used.
  • extreme ultraviolet (EUV: Extreme Ultra-Violet) light or X-rays may be used.
  • An electron beam can also be used instead of the light used for exposure.
  • the use of extreme ultraviolet light, X-rays, or electron beams is preferable because extremely fine processing is possible.
  • a photomask is not necessary when exposure is performed by scanning a beam such as an electron beam.
  • a dry etching method, a wet etching method, a sandblasting method, or the like can be used for etching the thin film.
  • 9A to 11D are cross-sectional views showing an example of a method for manufacturing the display device 100 in which the light emitting element 130 has the configuration shown in FIG. 2A and the connection portion 140 has the configuration shown in FIG. 2C1.
  • 9A to 11D show a cross-sectional view corresponding to the dashed-dotted line A1-A2 in FIG. 1 and a cross-sectional view corresponding to the dashed-dotted line C1-C2.
  • an insulating layer 101 is formed on a substrate (not shown). Subsequently, a conductive layer 102a and a conductive layer 102b are formed over the insulating layer 101, and an insulating layer 103 is formed over the insulating layer 101 so as to cover the conductive layer 102a and the conductive layer 102b. Subsequently, an insulating layer 104 is formed over the insulating layer 103 and an insulating layer 105 is formed over the insulating layer 104 .
  • a substrate having heat resistance that can withstand at least subsequent heat treatment can be used.
  • a glass substrate, a quartz substrate, a sapphire substrate, a ceramic substrate, an organic resin substrate, or the like can be used.
  • a semiconductor substrate such as a single crystal semiconductor substrate, a polycrystalline semiconductor substrate, a compound semiconductor substrate made of silicon germanium or the like, or an SOI substrate made of silicon, silicon carbide, or the like can be used.
  • openings are formed in the insulating layers 105, 104, and 103 to reach the conductive layer 102a. Subsequently, a plug 106 is formed so as to fill the opening.
  • a conductive film that will later become the pixel electrode 111 and the connection electrode 113 is formed over the insulating layer 105 and the plug 106 .
  • part of the conductive film is processed by etching or the like to form a pixel electrode 111R, a pixel electrode 111G, and a pixel electrode 111B on the insulating layer 105 and the plug .
  • a connection electrode 113 is formed on the insulating layer 105 (FIG. 9A).
  • the conductive film is preferably processed so that the side surface of the pixel electrode 111 and the side surface of the connection electrode 113 are tapered.
  • foreign matter generated in the subsequent steps can be preferably removed by a treatment such as cleaning.
  • the thickness of the insulating layer 105 in a region that does not overlap with the pixel electrode 111 or the connection electrode 113 may be smaller than the thickness of the insulating layer 105 in a region that overlaps with the pixel electrode 111 or the connection electrode 113 .
  • the recess may not be formed in the insulating layer 105 in some cases.
  • an EL film 112Rf that will later become the EL layer 112R is formed on the insulating layer 105, the pixel electrode 111, and the connection electrode 113. Then, as shown in FIG. Here, the EL film 112 Rf can be provided so as not to overlap with the connection electrode 113 .
  • the EL film 112Rf can be formed so as not to overlap with the connection electrode 113 by shielding the region including the connection electrode 113 with a metal mask and forming the EL film 112Rf. Since the metal mask used at this time does not need to shield the pixel region of the display section, it is not necessary to use a high-definition mask, and for example, a rough metal mask can be used.
  • the EL film 112Rf has at least a film (light-emitting film) containing a light-emitting compound. Further, the EL film 112Rf preferably has a light emitting film and a film functioning as a carrier transport layer on the light emitting film. As a result, it is possible to prevent the light-emitting film from being exposed to the outermost surface during the manufacturing process of the display device 100, and reduce damage to the light-emitting film. Thereby, the reliability of the display device 100 can be improved.
  • the EL film 112Rf has a structure in which one or more of films functioning as a hole injection layer, a hole transport layer, a hole block layer, an electron block layer, an electron transport layer, or an electron injection layer are laminated. be able to.
  • the EL film 112Rf can have a structure in which a film functioning as a hole injection layer, a film functioning as a hole transporting layer, a light emitting film, and a film functioning as an electron transporting layer are laminated in this order.
  • the EL film 112Rf can have a structure in which a film functioning as an electron injection layer, a film functioning as an electron transporting layer, a light emitting film, and a film functioning as a hole transporting layer are laminated in this order.
  • the EL film 112Rf can be formed, for example, by a vapor deposition method, a sputtering method, an inkjet method, or the like. Note that the method is not limited to this, and the film forming method described above can be used as appropriate.
  • a sacrificial film 144Ra is formed on the insulating layer 105, the EL film 112Rf, and the connection electrode 113, and a sacrificial film 144Rb is formed on the sacrificial film 144Ra. That is, a sacrificial film having a two-layer structure is formed over the insulating layer 105, the EL film 112Rf, and the connection electrode 113.
  • the sacrificial film may have a single layer structure, or may have a laminated structure of three or more layers.
  • the sacrificial film When the sacrificial film is formed in the subsequent steps, the sacrificial film has a two-layer laminated structure, but may have a single layer structure or a laminated structure of three or more layers.
  • the sacrificial film 144Ra can be formed so as to cover the end of the EL film 112Rf.
  • a sputtering method for example, a CVD method, an ALD method, or a vacuum deposition method can be used.
  • a formation method that causes little damage to the EL film is preferable, and the sacrificial film 144Ra directly formed on the EL film 112Rf is preferably formed using an ALD method or a vacuum evaporation method.
  • an inorganic film such as a metal film, an alloy film, a metal oxide film, a semiconductor film, or an inorganic insulating film, or an organic film such as an organic insulating film can be preferably used.
  • an oxide film can be used as the sacrificial film 144Ra.
  • an oxide film or an oxynitride film such as silicon oxide, silicon oxynitride, aluminum oxide, aluminum oxynitride, hafnium oxide, or hafnium oxynitride can be used.
  • a nitride film for example, can also be used as the sacrificial film 144Ra.
  • nitrides such as silicon nitride, aluminum nitride, hafnium nitride, titanium nitride, tantalum nitride, tungsten nitride, gallium nitride, and germanium nitride can also be used.
  • a film containing such an inorganic insulating material can be formed using a film formation method such as a sputtering method, a CVD method, or an ALD method. It is preferably formed using a method.
  • metal materials such as nickel, tungsten, chromium, molybdenum, cobalt, palladium, titanium, aluminum, yttrium, zirconium, and tantalum, or alloy materials containing such metal materials can be used.
  • a low melting point material such as aluminum or silver.
  • a metal oxide such as indium gallium zinc oxide (In--Ga--Zn oxide) can be used as the sacrificial film 144Ra.
  • indium oxide, indium zinc oxide (In—Zn oxide), indium tin oxide (In—Sn oxide), indium titanium oxide (In—Ti oxide), indium tin zinc oxide (In—Sn -Zn oxide), indium titanium zinc oxide (In-Ti-Zn oxide), indium gallium tin zinc oxide (In-Ga-Sn-Zn oxide), or the like can be used.
  • indium tin oxide containing silicon or the like can be used.
  • element M is aluminum, silicon, boron, yttrium, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten , or one or more selected from magnesium).
  • M is preferably one or more selected from gallium, aluminum, and yttrium.
  • a material that can be used as the sacrificial film 144Ra can be used.
  • one material can be selected for the sacrificial film 144Ra and the other can be selected for the sacrificial film 144Rb from the materials that can be used for the sacrificial film 144Ra listed above.
  • one or a plurality of materials are selected for the sacrificial film 144Ra from among the materials that can be used for the sacrificial film 144Ra, and materials other than those selected for the sacrificial film 144Ra are selected for the sacrificial film 144Rb.
  • One or more materials can be used.
  • the film formation temperature for film formation by the ALD method and the sputtering method is room temperature or higher and 120° C. or lower, preferably room temperature or higher and 100° C. or lower, so that the influence on the EL film 112Rf is minimized. It is preferable because it can be reduced.
  • the stress of the laminated structure is small.
  • the stress of the laminated structure is ⁇ 500 MPa or more and +500 MPa or less, more preferably ⁇ 200 MPa or more and +200 MPa or less, process troubles such as film peeling and peeling can be suppressed, which is preferable.
  • a film having high resistance to the etching process of each EL film such as the EL film 112Rf, that is, a film having a high etching selectivity can be used.
  • a material that can be dissolved in a chemically stable solvent may be used as the sacrificial film 144Ra.
  • a material that dissolves in water or alcohol can be suitably used for the sacrificial film 144Ra.
  • the sacrificial film 144Ra is dissolved in a solvent such as water or alcohol and applied by a wet film forming method, and then heat-treated to evaporate the solvent.
  • the solvent can be removed at a low temperature in a short time by performing heat treatment in a reduced pressure atmosphere, so that thermal damage to the EL film 112Rf can be reduced, which is preferable.
  • wet film formation methods that can be used to form the sacrificial film 144Ra include spin coating, dipping, spray coating, inkjet, dispensing, screen printing, offset printing, doctor knife method, slit coating, roll coating, curtain coating, and the like. There are knife courts, etc.
  • an organic material such as polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polyglycerin, pullulan, water-soluble cellulose, or alcohol-soluble polyamide resin can be used.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • polyvinyl butyral polyvinylpyrrolidone
  • polyethylene glycol polyglycerin
  • pullulan polyethylene glycol
  • pullulan polyglycerin
  • pullulan water-soluble cellulose
  • alcohol-soluble polyamide resin water-soluble polyamide resin
  • a film having a high etching selectivity with respect to the sacrificial film 144Ra may be used for the sacrificial film 144Rb.
  • an inorganic insulating material such as aluminum oxide, hafnium oxide, or silicon oxide formed by ALD is used, and as the sacrificial film 144Rb, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, cobalt, palladium, Metal materials such as titanium, aluminum, yttrium, zirconium, and tantalum, or alloy materials containing these metal materials are preferably used. In particular, it is preferable to use tungsten formed by a sputtering method as the sacrificial film 144Rb.
  • a metal oxide containing indium such as indium gallium zinc oxide (In--Ga--Zn oxide) formed by a sputtering method may be used.
  • an inorganic material may be used as the sacrificial film 144Rb.
  • an oxide film or a nitride film such as a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, a silicon nitride oxide film, a silicon nitride film, an aluminum oxide film, an aluminum oxynitride film, or a hafnium oxide film can be used.
  • an organic film that can be used for the EL film 112Rf may be used as the sacrificial film 144Rb.
  • the same organic film as the EL film 112Rf can be used as the sacrificial film 144Rb.
  • the use of such an organic film is preferable because the EL film 112Rf and the deposition apparatus can be used in common.
  • the sacrificial film 144Rb can be removed at the same time when the EL film 112Rf is etched, the process can be simplified.
  • a resist mask 143a is formed on the sacrificial film 144Rb (FIG. 9B).
  • a resist material containing a photosensitive resin such as a positive resist material or a negative resist material can be used.
  • portions of the sacrificial films 144Rb and 144Ra that are not covered with the resist mask 143a are removed by etching to form island-like or strip-like sacrificial layers 145Rb and 145Ra.
  • the sacrificial layer 145Rb and the sacrificial layer 145Ra can be formed, for example, on the pixel electrode 111R and in the region indicated by the dashed-dotted line C1-C2 (the region corresponding to the region 141 and the connecting portion 140 shown in FIG. 1).
  • part of the insulating layer 105 may be etched.
  • the sacrificial film 144Rb and the sacrificial film 144Ra in the region corresponding to the region 141 shown in FIG. may be exposed.
  • a film formed in a later step may unintentionally come into contact with the conductive layer 102b, causing a short circuit.
  • the conductive layer 102b may be short-circuited with the common electrode 115 formed in a later step.
  • a sacrificial layer 145Ra and a sacrificial layer 145Rb are also formed in a region corresponding to the region 141 illustrated in FIG. Specifically, a sacrificial layer 145Ra and a sacrificial layer 145Rb are formed so as to cover the end of the EL layer 112R provided in the region corresponding to the region 141 and the end of the connection electrode 113 . Accordingly, exposure of the conductive layer 102b can be prevented, and the display device 100 can be a highly reliable display device. In addition, since the display device 100 can be manufactured by a high-yield method, the display device 100 can be inexpensive.
  • a part of the sacrificial film 144Rb is removed by etching using the resist mask 143a, and after the sacrificial layer 145Rb is formed, the resist mask 143a is removed, and then the sacrificial film 144Ra is etched using the sacrificial layer 145Rb as a hard mask. is preferred.
  • a wet etching method or a dry etching method can be used for etching for forming the hard mask, and the use of the dry etching method can suppress pattern shrinkage.
  • Processing of the sacrificial films 144Ra and 144Rb and removal of the resist mask 143a can be performed by a wet etching method or a dry etching method.
  • the sacrificial film 144Ra and the sacrificial film 144Rb can be processed by a dry etching method using gas containing fluorine.
  • the resist mask 143a can be removed by a dry etching method (also referred to as a plasma ashing method) using a gas containing oxygen (also referred to as an oxygen gas).
  • the resist mask 143a can be removed while the EL film 112Rf is covered with the sacrificial film 144Ra.
  • the EL film 112Rf is exposed to oxygen, it may adversely affect the electrical characteristics of the light emitting element 130R. Therefore, when removing the resist mask 143a by a method using oxygen gas such as plasma ashing, it is preferable to etch the sacrificial film 144Ra using the sacrificial layer 145Rb as a hard mask.
  • a portion of the EL film 112Rf that is not covered with the sacrificial layer 145Ra is removed by etching to form an island-shaped or strip-shaped EL layer 112R (FIG. 9C).
  • the EL layer 112R is also formed in a region corresponding to the region 141 shown in FIG.
  • the etching of the EL film 112Rf may etch the insulating layer 105 in a region that overlaps neither the sacrificial layer 145R nor the pixel electrode 111 .
  • the thickness of the insulating layer 105 in the region where the upper surface is exposed may be smaller than the thickness of the insulating layer 105 in other regions. Therefore, as shown in FIG. 3B, the film thickness ti G and the film thickness ti B may be smaller than the film thickness ti R . Note that when the etching selectivity between the EL film 112Rf and the insulating layer 105 is high, the insulating layer 105 may not be etched.
  • the sacrificial layer 145R when describing items common to the sacrificial layer 145Ra and the sacrificial layer 145Rb, the sacrificial layer 145R may be referred to.
  • the sacrificial layer 145a when describing items common to the sacrificial layer 145Ra, the sacrificial layer 145Ga, and the sacrificial layer 145Ba, the sacrificial layer 145a may be referred to.
  • the sacrificial layer 145b when describing items common to the sacrificial layer 145Rb, the sacrificial layer 145Gb, and the sacrificial layer 145Bb, they may be referred to as the sacrificial layer 145b.
  • the sacrificial layer 145 when describing items common to the sacrificial layer 145a and the sacrificial layer 145b, they may be referred to as the sacrificial layer 145 in some cases. Other components may also be described using reference numerals with abbreviated alphabets as described above.
  • the etching rate can be increased by using a dry etching method using oxygen gas for etching the EL film 112Rf. Therefore, etching can be performed under low-power conditions while maintaining a sufficiently high etching rate, so that damage due to etching can be reduced. Furthermore, problems such as adhesion of reaction products to the EL layer 112R generated during etching can be suppressed.
  • Etching gases containing no oxygen as a main component include, for example, gases containing CF 4 , C 4 F 8 , SF 6 , CHF 3 , Cl 2 , H 2 O, BCl 3 and the like, and group 18 elements such as He. gas containing. Further, a mixed gas of the above gas and a diluent gas that does not contain oxygen can be used as an etching gas. Etching of the EL film 112Rf is not limited to the above, and may be performed by a dry etching method using another gas or by a wet etching method.
  • the EL layer 112R is formed by etching the EL film 112Rf, if impurities adhere to the side surface of the EL layer 112R, the impurities may penetrate into the EL layer 112R in subsequent steps. This may reduce the reliability of the display device 100 . Therefore, it is preferable to remove impurities attached to the surface of the EL layer 112R after the EL layer 112R is formed, because the reliability of the display device 100 can be improved.
  • Impurities adhering to the surface of the EL layer 112R can be removed, for example, by irradiating the surface of the EL layer 112R with an inert gas.
  • the surface of the EL layer 112R is exposed immediately after the EL layer 112R is formed. Specifically, the side surface of the EL layer 112R is exposed. Therefore, if the substrate on which the EL layer 112R is formed is placed in an inert gas atmosphere after the EL layer 112R is formed, the impurities adhering to the EL layer 112R can be removed.
  • the inert gas for example, any one or more selected from group 18 elements (typically helium, neon, argon, xenon, krypton, etc.) and nitrogen can be used.
  • a method of processing using a photolithography method right above the light-emitting film of the EL film 112Rf can be considered.
  • the light-emitting layer may be damaged (for example, by processing), and the reliability may be significantly impaired. Therefore, in order to manufacture the display device 100, a film (for example, a carrier transport layer or a carrier injection layer, more specifically an electron transport layer, a hole transport layer, an electron injection layer, or a positive electrode layer) positioned above the light emitting film is used.
  • a sacrificial layer 145Ra and a sacrificial layer 145Rb are formed on the film functioning as a hole injection layer), and the light emitting film is processed. Accordingly, the display device 100 can be a highly reliable display device.
  • an EL film 112Gf which will later become the EL layer 112G, is formed on the insulating layer 105, the sacrificial layer 145Rb, the pixel electrode 111G, and the pixel electrode 111B.
  • the EL film 112Gf After forming the sacrificial layer 145Ra, it is possible to prevent the EL film 112Gf from contacting the upper surface of the EL layer 112R.
  • the description of the formation of the EL film 112Rf can be referred to.
  • a sacrificial film 144Ga is formed on the EL film 112Gf and the sacrificial layer 145Rb, and a sacrificial film 144Gb is formed on the sacrificial film 144Ga.
  • a resist mask 143b is formed on the sacrificial film 144Gb (FIG. 9D1).
  • the sacrificial film 144Ga can be formed so as to cover the end of the EL film 112Gf.
  • the description of the formation of the sacrificial film 144Ra, the sacrificial film 144Rb, and the resist mask 143a can be referred to.
  • portions of the sacrificial films 144Gb and 144Ga that are not covered with the resist mask 143b are removed by etching to form island-shaped or strip-shaped sacrificial layers 145Gb and 145Ga.
  • the resist mask 143b is removed.
  • the sacrificial layer 145Gb and the sacrificial layer 145Ga can be formed on the pixel electrode 111G.
  • the description of the formation of the sacrificial layers 145Rb and 145Ra and the removal of the resist mask 143a can be referred to.
  • the sacrificial layer 145Gb and the sacrificial layer 145Ga can be configured not to be formed in the region indicated by the dashed-dotted line C1-C2. Even in this case, since the sacrificial layer 145Ra and the sacrificial layer 145Rb are formed in the region indicated by the dashed-dotted lines C1-C2, the insulating layers 105, 104, and 103 are not etched in this region. , the conductive layer 102b can be prevented from being exposed.
  • the sides of the EL layer 112R may not be sufficiently covered with the EL film 112Gf.
  • a recess may be formed in the EL film 112Gf in a region 132 between the EL layer 112R and the pixel electrode 111G.
  • the sacrificial film 144Ga and the sacrificial film 144Gb enter the recess, and after the sacrificial film 144Ga and the sacrificial film 144Gb are processed, these residues may remain in the recess. This may reduce the reliability of the display device.
  • the EL layer 112R is preferably thin. Specifically, the thickness of the EL layer 112R is 200 nm or less, preferably 180 nm or less, more preferably 150 nm or less, and 130 nm or less. is more preferred. Since the EL layer 112R is thin, even when the EL film 112Gf is formed by a method with low coverage, the EL film 112Gf sufficiently covers the EL layer 112R, and the recesses are formed in the EL film 112Gf. can be suppressed. Therefore, the display device 100 can be a highly reliable display device.
  • a portion of the EL film 112Gf that is not covered with the sacrificial layer 145Ga is removed by etching to form an island-shaped or strip-shaped EL layer 112G (FIG. 10A).
  • the description of the formation of the EL layer 112R can be referred to.
  • a structure in which the EL layer 112G is not formed in the region indicated by the dashed-dotted line C1-C2 can be employed.
  • the etching of the EL film 112Gf may etch the insulating layer 105 in a region overlapping none of the sacrificial layer 145R, the sacrificial layer 145G, and the pixel electrode 111 .
  • the thickness of the insulating layer 105 in the region where the upper surface is exposed in the step shown in FIG. 10A may be smaller than the thickness of the insulating layer 105 in other regions.
  • the film thickness tiB may be smaller than the film thickness tiG , as shown in FIG. 3B. Note that when the etching selectivity between the EL film 112Gf and the insulating layer 105 is high, the insulating layer 105 may not be etched.
  • the EL layer 112R, the sacrificial layer 145Ra, and the sacrificial layer 145Rb are formed in the region between the pixel electrode 111 and the connection electrode 113, that is, the region corresponding to the region 141 shown in FIG. ing.
  • the insulating layer 105 in that region is not etched. Therefore, exposure of the conductive layer 102b can be prevented. Therefore, for example, it is possible to prevent a film formed in a later step from unintentionally contacting the conductive layer 102b to cause a short circuit.
  • the conductive layer 102b can be prevented from being short-circuited with the common electrode 115 formed in a later step.
  • the display device 100 can be a highly reliable display device.
  • the display device 100 can be manufactured by a high-yield method, the display device 100 can be inexpensive.
  • an EL film 112Bf that will later become the EL layer 112B is formed on the insulating layer 105, the sacrificial layer 145Rb, the sacrificial layer 145Gb, and the pixel electrode 111B.
  • the EL film 112Bf After forming the sacrificial layer 145Ga, it is possible to prevent the EL film 112Bf from contacting the upper surface of the EL layer 112G.
  • the description of the formation of the EL film 112Rf can be referred to.
  • a sacrificial film 144Ba is formed on the EL film 112Bf and the sacrificial layer 145Rb, and a sacrificial film 144Bb is formed on the sacrificial film 144Ba.
  • a resist mask 143c is formed on the sacrificial film 144Bb (FIG. 10B).
  • the sacrificial film 144Ba can be formed so as to cover the end of the EL film 112Bf.
  • the description of the formation of the sacrificial film 144Ra, the sacrificial film 144Rb, and the resist mask 143a can be referred to.
  • portions of the sacrificial films 144Bb and 144Ba that are not covered with the resist mask 143c are removed by etching to form island-shaped or strip-shaped sacrificial layers 145Bb and 145Ba. Also, the resist mask 143c is removed.
  • the sacrificial layer 145Bb and the sacrificial layer 145Ba can be formed on the pixel electrode 111B.
  • the description of the formation of the sacrificial layers 145Rb and 145Ra and the removal of the resist mask 143a can be referred to.
  • the sacrificial layer 145Bb and the sacrificial layer 145Ba can be configured not to be formed in the region indicated by the dashed-dotted line C1-C2. Even in this case, since the sacrificial layer 145Ra and the sacrificial layer 145Rb are formed in the region indicated by the dashed-dotted lines C1-C2, the insulating layers 105, 104, and 103 are not etched in this region. , the conductive layer 102b can be prevented from being exposed.
  • the EL layer 112G is preferably thin like the EL layer 112R.
  • the thickness of the EL layer 112G is 200 nm or less, preferably 180 nm or less, more preferably 150 nm or less, and even more preferably 130 nm or less. Accordingly, the display device 100 can be a highly reliable display device.
  • a portion of the EL film 112Bf that is not covered with the sacrificial layer 145Ba is removed by etching to form an island-shaped or strip-shaped EL layer 112B (FIG. 10C).
  • the description of the formation of the EL layer 112R can be referred to.
  • a structure in which the EL layer 112B is not formed in the region indicated by the dashed-dotted line C1-C2 can be employed.
  • impurities attached to the EL layer 112B can be removed.
  • the etching of the EL film 112Bf may etch the insulating layer 105 in a region that does not overlap with the sacrificial layer 145 .
  • the thickness of the insulating layer 105 in the region where the upper surface is exposed may be smaller than the thickness of the insulating layer 105 in other regions.
  • the film thickness of the insulating layer 105 in the region overlapping neither the pixel electrode 111 nor the EL layer 112 is smaller than the film thickness ti R , the film thickness ti G , and the film thickness ti B. may become. Note that when the etching selectivity between the EL film 112Bf and the insulating layer 105 is high, the insulating layer 105 may not be etched.
  • the display device 100 can be a highly reliable display device.
  • the display device 100 can be manufactured by a high-yield method, the display device 100 can be inexpensive.
  • the sacrificial layer 145Rb, the sacrificial layer 145Gb, and the sacrificial layer 145Bb are removed using etching or the like (FIG. 10D).
  • the sacrificial layer 145Rb, the sacrificial layer 145Gb, and the sacrificial layer 145Bb are preferably removed by a method with high selectivity to the sacrificial layer 145Ra, the sacrificial layer 145Ga, and the sacrificial layer 145Ba.
  • the sacrificial layer 145Rb, sacrificial layer 145Gb, and sacrificial layer 145Bb can be removed using a dry etching method. Note that the sacrificial layer 145Rb, the sacrificial layer 145Gb, and the sacrificial layer 145Bb may not be removed immediately after the formation of the EL layer 112B, but may be removed in a later step.
  • an insulating film 125f that will later become the insulating layer 125 is formed so as to cover the upper surface of the insulating layer 105, the side surfaces of the EL layer 112, and the upper and side surfaces of the sacrificial layer 145a (FIG. 11A).
  • the insulating film 125f can be formed by a sputtering method, a CVD method, a PLD method, an ALD method, or the like, but is preferably formed by an ALD method, which has good coverage.
  • an inorganic material can be used as the insulating film 125f.
  • an inorganic insulating film such as an oxide insulating film, a nitride insulating film, an oxynitride insulating film, or a nitride oxide insulating film can be used.
  • the insulating film 125f can be an insulating film with few pinholes by using an inorganic insulating film such as an aluminum oxide film, a hafnium oxide film, or a silicon oxide film formed by an ALD method.
  • an insulating layer 126 is formed on the insulating film 125f (FIG. 11B).
  • a resin containing an organic material is applied on the insulating film 125f as a film to be the insulating layer 126, and the insulating layer 126 is formed by processing the film.
  • a photosensitive resin is preferably used for the film that serves as the insulating layer 126 .
  • a positive material or a negative material can be used as the photosensitive resin.
  • the film to be the insulating layer 126 can be formed by a spin coating method, a spray method, a screen printing method, a painting method, or the like.
  • an insulating layer 126 is formed.
  • the insulating layer 126 can be formed without providing an etching mask such as a resist mask or a hard mask.
  • the photosensitive resin can be processed only through exposure and development steps, the insulating layer 126 can be formed without using a dry etching method or the like. Therefore, the process can be simplified.
  • damage to the EL layer 112 due to etching of the film to be the insulating layer 126 can be reduced.
  • the insulating layer 126 may be formed by substantially uniformly etching the upper surface of the film to be the insulating layer 126 . Such uniform etching and flattening is also called etchback.
  • an exposure and development step and an etch-back step may be used in combination.
  • a cavity is formed between the side surface of the EL layer 112 and the insulating layer 126 in the region between the EL layer 112R and the EL layer 112G. may be In particular, in some cases, a cavity is formed between the insulating layer 126 and the side surface of the EL layer 112 having the smaller thickness among the EL layers 112R and 112G.
  • the side surface of the EL layer 112 Cavities may be formed between the insulating layers 126 . The formation of such cavities makes it easier for impurities to enter the EL layer 112, which may reduce the reliability of the display device.
  • the difference between the thickness of the EL layer 112R, the thickness of the EL layer 112G, and the thickness of the EL layer 112B be small.
  • the difference between the largest thickness and the smallest thickness is preferably 100 nm or less, and 80 nm. The following are more preferable. Accordingly, the above cavity is not formed, and the display device 100 can be a highly reliable display device.
  • the insulating film 125f is etched to form the insulating layer 125, and the sacrificial layer 145a is etched to form the protective layer 146 (FIG. 11C).
  • the protective layer 146 is formed by etching the sacrificial layer 145a, the protective layer 146 can also be called a sacrificial layer.
  • the insulating film 125f and the sacrificial layer 145a can be etched using the insulating layer 126 as a mask. Therefore, the insulating layer 125 and the protective layer 146 are formed so as to overlap with the insulating layer 126 . Note that when the step shown in FIG. 10D is not performed, that is, when the insulating film 125f is formed without removing the sacrificial layer 145b after the formation of the EL layer 112B, the sacrificial layer 145b and the sacrificial layer 145a are etched. , a protective layer 146 is formed.
  • the insulating film 125f is preferably etched by anisotropic etching, because the insulating layer 125 can be preferably formed without patterning using a photolithography method, for example.
  • anisotropic etching include dry etching.
  • the insulating film 125f can be etched using an etching gas that can be used when etching the sacrificial film 144, for example.
  • the sacrificial layer 145a is preferably etched by a method that damages the EL layer 112 as little as possible.
  • the sacrificial layer 145a can be etched by, for example, a wet etching method.
  • vacuum baking is performed to remove water adsorbed on the surface of the EL layer 112, for example.
  • Vacuum baking is preferably performed, for example, within a temperature range in which the organic compound contained in the EL layer 112 is not altered. Note that, for example, when the amount of water adsorbed to the surface of the EL layer 112 is small and the reliability of the display device 100 is not affected much, the vacuum baking treatment may not be performed.
  • a common layer 114 is formed over the EL layer 112 , the insulating layer 126 , and the connection electrode 113 .
  • the common layer 114 includes at least one of a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer, an electron blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer, such as an electron injection layer. , or with a hole injection layer.
  • the common layer 114 can be formed, for example, by an evaporation method, a sputtering method, an inkjet method, or the like.
  • a metal mask that shields the connection electrode 113 may be used in forming the common layer 114 . Since the metal mask used at this time does not need to shield the pixel region of the display section, it is not necessary to use a high-definition mask, and for example, a rough metal mask can be used.
  • a common electrode 115 is formed on the common layer 114 .
  • the common electrode 115 can be formed by, for example, a sputtering method, a vacuum deposition method, or the like.
  • a protective layer 121 is formed on the common electrode 115 (FIG. 11D).
  • the protective layer 121 is preferably formed by a sputtering method, a CVD method, or an ALD method, for example.
  • an organic insulating film is used as the protective layer 121, it is preferable to form the protective layer 121 by using an inkjet method, for example, because a uniform film can be formed in a desired area.
  • the display device 100 having the structure shown in FIG. 2A for the light emitting element 130 and the structure shown in FIG. 2C1 for the connecting portion 140 can be manufactured.
  • 12A to 13B are cross-sectional views showing an example of a method for manufacturing the display device 100 in which the light emitting element 130 has the configuration shown in FIG. 6A and the connection portion 140 has the configuration shown in FIG. 6C1.
  • 12A to 13B show a cross-sectional view corresponding to the dashed-dotted line A1-A2 in FIG. 1 and a cross-sectional view corresponding to the dashed-dotted line C1-C2. Note that the description of the steps similar to those shown in FIGS. 9A to 11D will be omitted as appropriate.
  • a protective film 127f which later becomes the protective layer 127, is formed on the insulating film 125f.
  • the protective film 127f can be formed by a film formation method similar to that of the insulating film 125f, and is preferably formed by using an ALD method with good coverage, like the insulating film 125f.
  • an inorganic material can be used as the protective film 127f, and a nitride insulating film such as a silicon nitride film and an aluminum nitride film can be preferably used.
  • a resist mask 147 is formed on the protective film 127f (FIG. 12B).
  • the resist mask 147 can use a resist material containing a photosensitive resin such as a positive resist material or a negative resist material.
  • the display device 100 can be a highly reliable display device.
  • the protective layer 127 and the insulating layer 125 are formed by etching the protective film 127f and the insulating film 125f, and the protective layer 146 is formed by etching the sacrificial layer 145a.
  • the resist mask 147 is removed (FIG. 12C).
  • part of the protective film 127f is removed by etching using the resist mask 147, the protective layer 127 is formed, and then the resist mask 147 is removed.
  • layer 145a is etched.
  • the etching of the protective film 127f can be performed by a method similar to the method that can be used for etching the sacrificial film 144b.
  • the protective film 127f can be processed by a dry etching method.
  • the insulating film 125f can be etched by a method similar to the method that can be used for etching the sacrificial film 144a.
  • the insulating film 125f can be etched by a wet etching method.
  • the removal of the resist mask 147 can be performed by the same method as the removal of the resist mask 143, for example, plasma ashing.
  • the protective layer 127 is removed, for example, by an etching method (FIG. 13A). It is preferable to remove the protective layer 127 by a method that damages the EL layer 112 as little as possible.
  • the protective layer 127 can be etched by, for example, a wet etching method.
  • the protective layer 127 When the protective layer 127 is removed by etching, for example, it is preferable to use a metal oxide such as indium gallium zinc oxide (In-Ga-Zn oxide) as the protective layer 127 . Thereby, the protective layer 127 can be preferably removed by, for example, a wet etching method. Note that the protective layer 127 does not have to be removed. In this case, an insulator such as a nitride insulator can be used as the protective layer 127 .
  • a metal oxide such as indium gallium zinc oxide (In-Ga-Zn oxide)
  • the protective layer 127 can be preferably removed by, for example, a wet etching method.
  • an insulator such as a nitride insulator can be used as the protective layer 127 .
  • vacuum baking is performed to remove water adsorbed on the surface of the EL layer 112, for example.
  • vacuum baking is preferably performed, for example, within a temperature range that does not alter the organic compound contained in the EL layer 112, for example, 70° C. or higher and 120° C. or lower, more preferably 80° C. or higher and 100° C. or lower. can. Note that, for example, when the amount of water adsorbed to the surface of the EL layer 112 is small and the reliability of the display device 100 is not affected much, the vacuum baking treatment may not be performed.
  • the island-shaped EL layer 112 is not formed by a metal mask pattern, but is formed after forming the EL film 112f over the entire surface. Formed by processing. Therefore, a display device with high definition or high aperture ratio can be realized.
  • the EL layer 112 can be separately formed for each color, a display device with extremely vivid, high-contrast, and high-quality display can be realized.
  • by providing the sacrificial layer over the EL layer 112 damage to the EL layer 112 during the manufacturing process of the display device 100 can be reduced, and the reliability of the light-emitting element 130 can be improved.
  • the display device 100 can have a structure in which an insulator covering the end portion of the pixel electrode 111 is not provided. In other words, an insulating layer is not provided between the pixel electrode 111 and the EL layer 112 . With such a structure, light emitted from the EL layer 112 can be efficiently extracted.
  • the viewing angle dependency can be extremely reduced.
  • the viewing angle (the maximum angle at which a constant contrast ratio is maintained when the screen is viewed from an oblique direction) is 100° or more and less than 180°, preferably 150° or more and 170° or less. can be a range. Note that the viewing angle described above can be applied to each of the vertical and horizontal directions. By using the display device of one embodiment of the present invention, the viewing angle dependency can be improved, and the visibility of images can be improved.
  • the display device 100 is a device with a fine metal mask (FMM) structure, for example, there may be restrictions on the configuration of pixel arrangement.
  • FMM structure device will be described below.
  • a metal mask (FMM) having openings so that EL is deposited in a desired region is set to face the substrate during EL deposition.
  • EL vapor deposition is performed on a desired region by performing EL vapor deposition through FMM.
  • the FMM may be deformed. For example, there is a method of applying a certain tension to the FMM during EL deposition, so the weight and strength of the FMM are important parameters.
  • the display device of one embodiment of the present invention is a device with an MML structure, it has an excellent effect such as a higher degree of freedom in pixel arrangement than a device with an FMM structure. Since the MML structure has a higher degree of design freedom than the FMM structure, it has a very high affinity with, for example, flexible devices.
  • the EL layer 112R, the EL layer 112G, and the EL layer 112B are all formed and then the sacrificial layers 145Rb, 145Gb, and 145Bb are removed in parallel.
  • One aspect of the invention is not limited to this.
  • 14A to 15B show a modification of the method for manufacturing the display device described above. An example of removing sacrificial layer 145Gb prior to formation of layer 112B is shown.
  • steps similar to those shown in FIGS. 9A to 9C are performed (FIG. 14A). Subsequently, the sacrificial layer 145Rb is removed using, for example, etching (FIG. 14B). Subsequently, steps similar to those in FIGS. 9D1 and 10A are performed (FIG. 14C). Subsequently, the sacrificial layer 145Gb is removed using, for example, etching (FIG. 14D). Subsequently, steps similar to those shown in FIGS. 10B and 10C are performed (FIG. 15A). Subsequently, the sacrificial layer 145Bb is removed using, for example, etching (FIG. 15B). Subsequently, steps similar to those shown in FIGS. 11A to 11D are performed.
  • the display device 100 can be manufactured also by the above method.
  • This embodiment can be implemented by appropriately combining at least part of it with other embodiments or examples described herein.
  • the arrangement of the sub-pixels 110 included in the display device 100 which is one embodiment of the present invention is not particularly limited, and various methods can be applied.
  • Examples of the arrangement of the sub-pixels 110 include stripe arrangement, S-stripe arrangement, matrix arrangement, delta arrangement, Bayer arrangement, and pentile arrangement.
  • top surface shapes of the sub-pixels 110 include triangles, quadrilaterals (including rectangles and squares), polygons such as pentagons, polygons with rounded corners, ellipses, and circles.
  • the top surface shape of the sub-pixel 110 corresponds to the top surface shape of the light emitting region of the light emitting element 130 .
  • Pixel 108 shown in FIG. 16A is composed of three sub-pixels, sub-pixel 110R, sub-pixel 110G, and sub-pixel 110B.
  • the pixel 108 shown in FIG. 16B includes a subpixel 110R having a substantially trapezoidal top surface shape with rounded corners, a subpixel 110G having a substantially triangular top surface shape with rounded corners, and a substantially square or substantially hexagonal top surface shape with rounded corners. and a sub-pixel 110B having Also, the sub-pixel 110R has a larger light emitting area than the sub-pixel 110G.
  • the shape and size of each sub-pixel can be determined independently. For example, sub-pixels having more reliable light-emitting elements can be made smaller.
  • FIG. 16C shows an example in which pixels 124a having sub-pixels 110R and 110G and pixels 124b having sub-pixels 110G and 110B are alternately arranged.
  • Pixel 124a has two sub-pixels (sub-pixel 110R and sub-pixel 110G) in the upper row (first row) and one sub-pixel (sub-pixel 110B) in the lower row (second row).
  • Pixel 124b has one subpixel (subpixel 110B) in the upper row (first row) and two subpixels (subpixel 110R and subpixel 110G) in the lower row (second row).
  • FIG. 16D is an example in which each sub-pixel has a substantially rectangular top surface shape with rounded corners
  • FIG. 16E is an example in which each sub-pixel has a circular top surface shape.
  • FIG. 16F is an example in which sub-pixels of each color are arranged in a zigzag pattern. Specifically, in plan view, the positions of the upper sides of two sub-pixels (for example, the sub-pixel 110R and the sub-pixel 110G or the sub-pixel 110G and the sub-pixel 110B) aligned in the column direction are shifted.
  • the top surface shape of the sub-pixel may be a polygonal shape with rounded corners, an elliptical shape, a circular shape, or the like.
  • the EL layer is processed using a resist mask.
  • the resist film formed on the EL layer needs to be cured at a temperature lower than the heat resistance temperature of the EL layer. Therefore, depending on the heat resistance temperature of the EL layer material and the curing temperature of the resist material, curing of the resist film may be insufficient.
  • a resist film that is insufficiently hardened may take a shape away from the desired shape during processing.
  • the top surface shape of the EL layer may be a polygon with rounded corners, an ellipse, a circle, or the like. For example, when a resist mask having a square top surface is formed, a resist mask having a circular top surface is formed, and the EL layer may have a circular top surface.
  • a technique for correcting the mask pattern in advance so that the design pattern and the transfer pattern match.
  • OPC Optical Proximity Correction
  • a correction pattern is added to the figure corner portion on the mask pattern.
  • the arrangement order of the sub-pixels is not particularly limited. For example, as shown in FIG. You can line up.
  • the pixel 108 can have a sub-pixel 110R, a sub-pixel 110G, a sub-pixel 110B, and a sub-pixel 110W.
  • the sub-pixel 110W may present white.
  • a stripe arrangement is applied to the pixels 108 shown in FIGS. 17A to 17C.
  • FIG. 17A is an example in which each sub-pixel has a rectangular top surface shape
  • FIG. 17B is an example in which each sub-pixel has a top surface shape connecting two semicircles and a rectangle
  • FIG. This is an example where the sub-pixel has an elliptical top surface shape.
  • a matrix arrangement is applied to the pixels 108 shown in FIGS. 17D to 17F.
  • FIG. 17D is an example in which each subpixel has a square top surface shape
  • FIG. 17E is an example in which each subpixel has a substantially square top surface shape with rounded corners
  • FIG. 17F is an example in which each subpixel has a square top surface shape. , which have a circular top shape.
  • 17G and 17H show an example in which one pixel 108 is composed of 2 rows and 3 columns.
  • the pixel 108 shown in FIG. 17G has three sub-pixels (sub-pixel 110R, sub-pixel 110G, and sub-pixel 110B) in the upper row (first row), and It has one sub-pixel (sub-pixel 110W).
  • pixel 108 has subpixel 110R in the left column (first column), subpixel 110G in the center column (second column), and subpixel 110G in the right column (third column). It has pixels 110B and sub-pixels 110W over these three columns.
  • the pixel 108 shown in FIG. 17H has three sub-pixels (sub-pixel 110R, sub-pixel 110G, and sub-pixel 110B) in the upper row (first row), and It has three sub-pixels 110W.
  • pixel 108 has sub-pixels 110R and 110W in the left column (first column), sub-pixels 110G and 110W in the center column (second column), and sub-pixels 110G and 110W in the middle column (second column).
  • a column (third column) has a sub-pixel 110B and a sub-pixel 110W.
  • Pixel 108 shown in FIGS. 17A-17H consists of four sub-pixels, sub-pixel 110R, sub-pixel 110G, sub-pixel 110B, and sub-pixel 110W.
  • the sub-pixel 110R, sub-pixel 110G, sub-pixel 110B, and sub-pixel 110W have light-emitting elements that emit light of different colors.
  • various layouts can be applied to pixels each including a subpixel including a light-emitting element.
  • This embodiment can be implemented by appropriately combining at least part of it with other embodiments or examples described herein.
  • 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 can be used for, for example, television devices, desktop or notebook personal computers, computer monitors, digital signage, and relatively large screens such as large game machines such as pachinko machines. It can be used for display portions of digital cameras, digital video cameras, digital photo frames, mobile phones, portable game machines, personal digital assistants, and sound reproducing devices, in addition to electronic devices equipped with
  • FIG. 18 shows a perspective view of the display device 100A
  • FIG. 19A shows a cross-sectional view of the display device 100A.
  • the display device 100A has a configuration in which a substrate 152 and a substrate 153 are bonded together.
  • the substrate 152 is clearly indicated by dashed lines.
  • the display device 100A includes a pixel portion 107, a connection portion 140, a circuit 164, wirings 165, and the like.
  • FIG. 18 shows an example in which an IC 173 and an FPC 172 are mounted on the display device 100A. Therefore, the configuration shown in FIG. 18 can also be said to be a display module including the display device 100A, an IC (integrated circuit), and an FPC.
  • connection portion 140 is provided outside the pixel portion 107 .
  • the connection portion 140 can be provided along one side or a plurality of sides of the pixel portion 107 .
  • the number of connection parts 140 may be singular or plural.
  • FIG. 18 shows an example in which connection portions 140 are provided so as to surround the four sides of the display portion.
  • the connection portion 140 the common electrode of the light emitting element and the conductive layer are electrically connected, and a potential can be supplied to the common electrode.
  • a scanning line driver circuit can be used.
  • the wiring 165 has a function of supplying signals and power to the pixel portion 107 and the circuit 164 .
  • the signal and power are input to the wiring 165 from the outside through the FPC 172 or from the IC 173 .
  • FIG. 18 shows an example in which an IC 173 is provided on a substrate 153 by a COG method, a COF (Chip On Film) method, or the like.
  • IC 173 for example, an IC having a scanning line driving circuit or a signal line driving circuit can be applied.
  • the display device 100A and the display module may be configured without an IC.
  • the IC may be mounted on the FPC by, for example, the COF method.
  • part of the region including the FPC 172, part of the circuit 164, part of the pixel portion 107, part of the connection portion 140, and part of the region including the edge of the display device 100A are cut off.
  • An example of a cross section is shown.
  • a display device 100A illustrated in FIG. 19A includes a transistor 201, a transistor 205, a light-emitting element 130, and the like between a substrate 153 and a substrate 152.
  • FIG. 19A includes a transistor 201, a transistor 205, a light-emitting element 130, and the like between a substrate 153 and a substrate 152.
  • Embodiment 1 or Embodiment 2 can be applied to the display device 100A.
  • the light-emitting element 130 has the laminated structure shown in FIG. 2A, except for the configuration of the pixel electrode. Embodiment 1 can be referred to for details of the light emitting element 130 .
  • the light emitting element 130 has a conductive layer 123 and a conductive layer 129 over the conductive layer 123 .
  • One or both of the conductive layer 123 and the conductive layer 129 can be called a pixel electrode.
  • the conductive layer 123 is connected to the conductive layer 222 b included in the transistor 205 through the insulating layers 214 and 215 , and an opening provided in the insulating layer 213 .
  • the end of the conductive layer 123 and the end of the conductive layer 129 are aligned or substantially aligned, but the present invention is not limited to this.
  • the conductive layer 129 may be provided so as to cover the end portion of the conductive layer 123 .
  • Each of the conductive layers 123 and 129 preferably has a conductive layer that functions as a reflective electrode.
  • one or both of the conductive layer 123 and the conductive layer 129 may have a conductive layer that functions as a transparent electrode.
  • a recess is formed in the conductive layer 123 so as to cover the insulating layer 214 , the insulating layer 215 , and the opening provided in the insulating layer 213 .
  • a layer 128 is embedded in the recess.
  • Layer 128 has the function of planarizing the recesses of conductive layer 123 .
  • a conductive layer 129 electrically connected to the conductive layer 123 is provided over the conductive layer 123 and the layer 128 . Therefore, the region overlapping with the concave portion of the conductive layer 123 can also be used as a light emitting region, and the aperture ratio of the pixel can be increased.
  • Layer 128 may be an insulating layer or a conductive layer.
  • Various inorganic insulating materials, organic insulating materials, and conductive materials can be used as appropriate for layer 128 .
  • layer 128 is preferably formed using an insulating material.
  • an insulating layer containing an organic material can be preferably used.
  • an acrylic resin, a polyimide resin, an epoxy resin, a polyamide resin, a polyimideamide resin, a siloxane resin, a benzocyclobutene resin, a phenol resin, precursors of these resins, or the like can be applied.
  • a photosensitive resin can be used as the layer 128 .
  • a positive material or a negative material can be used for the photosensitive resin.
  • the layer 128 can be formed only through exposure and development steps, and the influence of dry etching, wet etching, or the like on the surface of the conductive layer 123 can be reduced. Further, when the layer 128 is formed using a negative photosensitive resin, the layer 128 can be formed using the same photomask (exposure mask) used for forming the opening of the insulating layer 214 in some cases. be.
  • the top and side surfaces of the conductive layer 129 are covered with the EL layer 112 . Note that the side surfaces of the conductive layer 129 do not have to be covered with the EL layer 112 . Further, part of the top surface of the conductive layer 129 does not have to be covered with the EL layer 112 .
  • a protective layer 146 is provided to cover part of the EL layer 112 .
  • an insulating layer 125 is provided so as to cover the top surface and side surfaces of the protective layer 146 and the side surfaces of the EL layer 112 .
  • an insulating layer 126 is provided over the insulating layer 125 .
  • a common layer 114 is provided over the EL layer 112 and the insulating layer 126 , and a common electrode 115 is provided over the common layer 114 .
  • Each of the common layer 114 and the common electrode 115 is a continuous film provided in common to the plurality of light emitting elements 130 .
  • a protective layer 121 is provided over the light emitting element 130 .
  • the protective layer 121 that covers the light-emitting element 130, entry of impurities such as water into the light-emitting element 130 can be suppressed, and the reliability of the light-emitting element 130 can be improved.
  • the protective layer 121 and the substrate 152 are adhered via the adhesive layer 142 .
  • a solid sealing structure, a hollow sealing structure, or the like can be applied to the sealing of the light emitting element.
  • the space between the substrate 152 and the protective layer 121 is filled with an adhesive layer 142 to apply a solid sealing structure.
  • the space may be filled with an inert gas (nitrogen, argon, or the like) to apply a hollow sealing structure.
  • the adhesive layer 142 may be provided so as not to overlap with the light emitting element.
  • the space may be filled with a resin different from the adhesive layer provided in the frame shape.
  • connection electrode 113 is provided on the insulating layer 214 in the connection portion 140 .
  • a side surface of the connection electrode 113 is covered with a protective layer 146 .
  • An insulating layer 125 is provided over the protective layer 146 and an insulating layer 126 is provided over the insulating layer 125 .
  • a common layer 114 is provided on the connection electrode 113 , and a common electrode 115 is provided on the common layer 114 .
  • connection electrode 113 and the common electrode 115 are electrically connected through the common layer 114 .
  • the common layer 114 may not be formed in the connecting portion 140 . In this case, the connection electrode 113 and the common electrode 115 are directly contacted and electrically connected.
  • the display device 100A is of a top emission type. Light emitted by the light emitting element is emitted to the substrate 152 side. A material having high visible light transmittance is preferably used for the substrate 152 .
  • the pixel electrode contains a material that reflects visible light
  • the common electrode 115 contains a material that transmits visible light
  • Both the transistor 201 and the transistor 205 are formed over the substrate 153 . 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 153 .
  • 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 nitride oxide 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.
  • An organic insulating layer is suitable for the insulating layer 214 that functions as a planarization layer.
  • Materials that can be used for the organic insulating layer 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.
  • the insulating layer 214 may have a laminated structure of an organic insulating layer and an inorganic insulating film. The outermost layer of the insulating layer 214 preferably functions as an etching protection film.
  • the insulating layer 214 may be provided with recesses when the conductive layer 123, the conductive layer 129, or the like is processed.
  • 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.
  • a top-gate transistor structure or a bottom-gate transistor structure may be used.
  • 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 or a crystalline semiconductor (a microcrystalline semiconductor, a polycrystalline semiconductor, a single crystal semiconductor, or a semiconductor partially including a crystalline region) is used. Either may be used. It is preferable to use a crystalline semiconductor because deterioration of 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).
  • crystalline oxide semiconductors examples include CAAC (c-axis-aligned crystalline)-OS, nc (nanocrystalline)-OS, and the like.
  • a transistor using silicon for a channel formation region may be used.
  • Silicon includes monocrystalline silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, and the like.
  • a transistor including low-temperature polysilicon (LTPS) in a semiconductor layer hereinafter also referred to as an LTPS transistor
  • the LTPS transistor has high field effect mobility and good frequency characteristics.
  • a Si transistor such as an LTPS transistor
  • a circuit that needs to be driven at a high frequency for example, a source driver circuit
  • OS transistors have much higher field-effect mobility than transistors using amorphous silicon.
  • an OS transistor has extremely low source-drain leakage current (hereinafter also referred to as an off-state current) in an off state, and can retain charge accumulated in a capacitor connected in series with the transistor for a long time. is possible. Further, by using the OS transistor, power consumption of the display device can be reduced.
  • the off-current value of the OS transistor per 1 ⁇ m channel width at room temperature is 1 aA (1 ⁇ 10 ⁇ 18 A) or less, 1 zA (1 ⁇ 10 ⁇ 21 A) or less, or 1 yA (1 ⁇ 10 ⁇ 24 A).
  • the off current value of the Si transistor per 1 ⁇ m channel width at room temperature is 1 fA (1 ⁇ 10 ⁇ 15 A) or more and 1 pA (1 ⁇ 10 ⁇ 12 A) or less. Therefore, it can be said that the off-state current of the OS transistor is about ten digits lower than the off-state current of the Si transistor.
  • the amount of current flowing through the light emitting element is necessary to increase the amount of current flowing through the light emitting element.
  • the OS transistor when the transistor operates in the saturation region, the OS transistor can reduce the change in the source-drain current with respect to the change in the gate-source voltage as compared with the Si transistor. Therefore, by applying an OS transistor as a driving transistor included in a pixel circuit, the current flowing between the source and the drain can be finely determined according to the change in the voltage between the gate and the source. can be controlled. Therefore, it is possible to increase the gradation in the pixel circuit.
  • the OS transistor flows a more stable current (saturation current) than the Si transistor even when the source-drain voltage gradually increases. be able to. Therefore, by using the OS transistor as the driving transistor, stable current can be supplied to the light-emitting element even when the current-voltage characteristics of the light-emitting element vary. That is, when the OS transistor operates in the saturation region, even if the source-drain voltage is increased, the source-drain current hardly changes, so that the light emission luminance of the light-emitting element can be stabilized.
  • 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.
  • oxides containing indium, tin, and zinc are preferably used.
  • oxides containing indium, gallium, tin, and zinc are preferably used.
  • an oxide containing indium (In), aluminum (Al), and zinc (Zn) (also referred to as IAZO) is preferably used.
  • an oxide containing indium (In), aluminum (Al), gallium (Ga), and zinc (Zn) (also referred to as IAGZO) is preferably used.
  • 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 164 and the transistor included in the pixel portion 107 may have the same structure or different structures.
  • the plurality of transistors included in the circuit 164 may all have the same structure, or may have two or more types.
  • the structures of the plurality of transistors included in the pixel portion 107 may all be the same, or may be two or more types.
  • All of the transistors in the pixel portion 107 may be OS transistors, all of the transistors in the pixel portion 107 may be Si transistors, or some of the transistors in the pixel portion 107 may be OS transistors and the rest may be Si transistors. good.
  • an LTPS transistor for example, by using both an LTPS transistor and an OS transistor in the pixel portion 107, a display device with low power consumption and high driving capability can be realized.
  • a structure in which an LTPS transistor and an OS transistor are combined is sometimes called an LTPO.
  • an OS transistor it is preferable to use an OS transistor as a transistor that functions as a switch for controlling conduction/non-conduction between wirings, and use an LTPS transistor as a transistor that controls current.
  • one of the transistors included in the pixel portion 107 functions as a transistor for controlling current flowing through the light-emitting element and can be called a driving transistor.
  • One of the source and drain of the driving transistor is electrically connected to the pixel electrode of the light emitting element.
  • An LTPS transistor is preferably used as the driving transistor. This makes it possible to increase the current flowing through the light emitting element in the pixel circuit.
  • the other transistor included in the pixel portion 107 functions as a switch for controlling selection/non-selection of pixels and can also be called a selection transistor.
  • the gate of the select transistor is electrically connected to the gate line, and one of the source and drain is electrically connected to the signal line.
  • An OS transistor is preferably used as the selection transistor.
  • the display device of one embodiment of the present invention can have high aperture ratio, high definition, high display quality, and low power consumption.
  • the display device of one embodiment of the present invention includes an OS transistor and a light-emitting element with an MML (metal maskless) structure.
  • MML metal maskless
  • leakage current that can flow through the transistor and leakage current that can flow between adjacent light-emitting elements also referred to as lateral leakage current, side leakage current, or the like
  • an observer can observe any one or more of sharpness of the image, sharpness of the image, high saturation, and high contrast ratio.
  • the leakage current that can flow in the transistor and the lateral leakage current between light-emitting elements are extremely low, so that light leakage that can occur during black display, for example, can be minimized.
  • 19B and 19C show other configuration examples of the transistor.
  • the transistor 209 and the transistor 210 each include a conductive layer 221 functioning as a gate, an insulating layer 211 functioning as a gate insulating layer, a semiconductor layer 231 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 conductive layer 222a connected to a pair of low-resistance regions 231n, a conductive layer 222b connected to the other of a 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 have
  • the insulating layer 211 is located between the conductive layer 221 and the channel formation region 231i.
  • the insulating layer 225 is located at least between the conductive layer 223 and the channel formation region 231i.
  • an insulating layer 218 may be provided to cover the transistor.
  • the transistor 209 illustrated in FIG. 19B illustrates an example in which the insulating layer 225 covers the top surface and side surfaces of the semiconductor layer 231 .
  • 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.
  • One of the conductive layers 222a and 222b functions as a source and the other functions as a drain.
  • 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. 19C 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 regions 231n through openings in the insulating layer 215, respectively.
  • a connection portion 204 is provided in a region of the substrate 153 where the substrate 152 does not overlap.
  • the wiring 165 is electrically connected to the FPC 172 via the conductive layer 166 and the connecting layer 242 .
  • the conductive layer 166 has a laminated structure of a conductive film obtained by processing the same conductive film as the conductive layer 123 and a conductive film obtained by processing the same conductive film as the conductive layer 129 is given. show.
  • the conductive layer 166 is exposed on the upper surface of the connecting portion 204 . Thereby, the connecting portion 204 and the FPC 172 can be electrically connected via the connecting layer 242 .
  • a light shielding layer 117 is preferably provided on the surface of the substrate 152 on the substrate 153 side.
  • a colored layer also referred to as a color filter may be provided on the surface of the substrate 152 on the substrate 153 side.
  • Glass, quartz, ceramic, sapphire, resin, or the like can be used for the substrates 153 and 152, respectively.
  • the flexibility of the display device 100 can be increased.
  • various curable adhesives such as a photocurable adhesive such as an ultraviolet curable adhesive, a reaction curable adhesive, a thermosetting adhesive, or an anaerobic adhesive 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, and EVA (ethylene vinyl acetate) resins.
  • a material with low moisture permeability such as epoxy resin is preferable.
  • a two-liquid mixed type resin may be used.
  • an adhesive sheet 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 for example, 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 an alloy of silver and magnesium 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. 20 shows a modification of the display device 100A shown in FIG. 19A, in which the insulating layer 126 is not provided.
  • FIGS. 21A to 21D show cross-sectional structures of a region 138 including the conductive layers 123 and 128 and their periphery.
  • FIG. 19A shows an example in which the top surface of the layer 128 and the top surface of the conductive layer 123 are substantially aligned
  • the present invention is not limited to this.
  • the top surface of layer 128 may be higher than the top surface of conductive layer 123, as shown in FIG. 21A.
  • the upper surface of the layer 128 has a convex shape that gently swells toward the center.
  • the top surface of layer 128 may be lower than the top surface of conductive layer 123 .
  • the upper surface of the layer 128 has a shape that is concave toward the center and gently recessed.
  • the top of the layer 128 when the top surface of the layer 128 is higher than the top surface of the conductive layer 123, the top of the layer 128 may be wider than the concave portion formed in the conductive layer 123. At this time, a portion of layer 128 may be formed over a portion of the generally planar region of conductive layer 123 .
  • the recess has a shape that is gently recessed toward the center.
  • This embodiment can be implemented by appropriately combining at least part of it with other embodiments or examples described herein.
  • the display device of this embodiment can be a high-definition display device. Therefore, the display device of the present embodiment includes, for example, the display units of information terminals (wearable devices) such as wristwatch-type and bracelet-type devices, devices for VR such as head-mounted displays, and glasses-type AR devices. It can be used for the display part of wearable equipment that can be worn on the head, such as equipment for smart phones.
  • wearable devices such as wristwatch-type and bracelet-type devices
  • VR head-mounted displays
  • AR devices glasses-type AR devices. It can be used for the display part of wearable equipment that can be worn on the head, such as equipment for smart phones.
  • Display module A perspective view of the display module 280 is shown in FIG. 22A.
  • the display module 280 has a display device 100C and an FPC 290 .
  • the display device included in the display module 280 is not limited to the display device 100C, and may be any one of the display devices 100D to 100G described later.
  • the display module 280 has substrates 291 and 292 .
  • the display module 280 has a display section 281 .
  • the display unit 281 is an area for displaying an image in the display module 280, and is an area where light from each pixel provided in the pixel unit 284, which will be described later, can be visually recognized.
  • FIG. 22B shows a perspective view schematically showing the configuration on the substrate 291 side.
  • a circuit section 282 , a pixel circuit section 283 on the circuit section 282 , and a pixel section 284 on the pixel circuit section 283 are stacked on the substrate 291 .
  • a terminal portion 285 for connecting to the FPC 290 is provided on a portion of the substrate 291 that does not overlap with the pixel portion 284 .
  • the terminal portion 285 and the circuit portion 282 are electrically connected by a wiring portion 286 composed of a plurality of wirings.
  • the pixel section 284 has a plurality of periodically arranged pixels 284a. An enlarged view of one pixel 284a is shown on the right side of FIG. 22B. In the pixel 284a, a sub-pixel 110R that emits red light, a sub-pixel 110G that emits green light, and a sub-pixel 110B that emits blue light are arranged in this order. For the pixel layout that can be applied to the pixel portion 284, Embodiment 1 or 2 can be referred to.
  • the pixel circuit section 283 has a plurality of pixel circuits 283a arranged periodically.
  • One pixel circuit 283a is a circuit that controls light emission of three light emitting elements included in one pixel 284a.
  • One pixel circuit 283a may have a structure in which three circuits for controlling light emission of one light-emitting element are provided.
  • the pixel circuit 283a can have at least one selection transistor, one current control transistor (drive transistor), and a capacitor for each light emitting element. At this time, a gate signal is input to the gate of the selection transistor, and a video signal is input to the source or drain of the selection transistor. This realizes an active matrix display device.
  • the circuit section 282 has a circuit that drives each pixel circuit 283 a of the pixel circuit section 283 .
  • a circuit that drives each pixel circuit 283 a of the pixel circuit section 283 For example, it is preferable to have one or both of a gate line driver circuit and a source line driver circuit.
  • at least one of an arithmetic circuit, a memory circuit, a power supply circuit, and the like may be provided.
  • the FPC 290 functions as wiring for supplying a video signal, power supply potential, or the like to the circuit section 282 from the outside. Also, an IC may be mounted on the FPC 290 .
  • the aperture ratio (effective display area ratio) of the display portion 281 is extremely high. can be higher.
  • the aperture ratio of the display section 281 can be 40% or more and less than 100%, preferably 50% or more and 95% or less, more preferably 60% or more and 95% or less.
  • the pixels 284a can be arranged at an extremely high density, and the definition of the display portion 281 can be extremely high.
  • pixels 284a may be arranged with a resolution of 2000 ppi or more, preferably 3000 ppi or more, more preferably 5000 ppi or more, and still more preferably 6000 ppi or more, and 20000 ppi or less, or 30000 ppi or less. preferable.
  • a display module 280 has extremely high definition, it can be suitably used for a device for VR such as a head-mounted display or a device for glasses-type AR.
  • a device for VR such as a head-mounted display or a device for glasses-type AR.
  • the display module 280 has an extremely high-definition display portion 281, so pixels cannot be viewed even if the display portion is enlarged with the lens. , a highly immersive display can be performed.
  • the display module 280 is not limited to this, and can be suitably used for electronic equipment having a relatively small display unit. For example, it can be suitably used for a display part of a wearable electronic device such as a wristwatch.
  • a display device 100C illustrated in FIG. 23 includes a substrate 301, a light-emitting element 130, a capacitor 240, a transistor 310, and the like.
  • Substrate 301 corresponds to substrate 291 in FIGS. 22A and 22B.
  • a transistor 310 has a channel formation region in the substrate 301 .
  • the substrate 301 for example, a semiconductor substrate such as a single crystal silicon substrate can be used.
  • Transistor 310 includes a portion of substrate 301 , conductive layer 311 , low resistance region 312 , insulating layer 313 and insulating layer 314 .
  • the conductive layer 311 functions as a gate electrode.
  • An insulating layer 313 is located between the substrate 301 and the conductive layer 311 and functions as a gate insulating layer.
  • the low resistance region 312 is a region in which the substrate 301 is doped with impurities and functions as a source or drain.
  • the insulating layer 314 is provided to cover the side surface of the conductive layer 311 .
  • An element isolation layer 315 is provided between two adjacent transistors 310 so as to be embedded in the substrate 301 .
  • An insulating layer 261 is provided to cover the transistor 310 , and the capacitor 240 is provided over the insulating layer 261 .
  • the capacitor 240 has a conductive layer 241, a conductive layer 245, and an insulating layer 243 positioned therebetween.
  • the conductive layer 241 functions as one electrode of the capacitor 240
  • the conductive layer 245 functions as the other electrode of the capacitor 240
  • the insulating layer 243 functions as the dielectric of the capacitor 240 .
  • the conductive layer 241 is provided over the insulating layer 261 and embedded in the insulating layer 254 .
  • the conductive layer 241 is electrically connected to one of the source and drain of the transistor 310 by a plug 271 embedded in the insulating layer 261 .
  • An insulating layer 243 is provided over the conductive layer 241 .
  • the conductive layer 245 is provided in a region overlapping with the conductive layer 241 with the insulating layer 243 provided therebetween.
  • An insulating layer 255 is provided to cover the capacitor 240 , and an insulating layer 105 is provided over the insulating layer 255 .
  • the insulating layer 255 various inorganic insulating films such as an oxide insulating film, a nitride insulating film, an oxynitride insulating film, and a nitride oxide insulating film can be preferably used.
  • an oxide insulating film or an oxynitride insulating film such as a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, or an aluminum oxide film is preferably used.
  • the insulating layer 105 is provided with the concave portion is shown, but the insulating layer 105 may not be provided with the concave portion.
  • a light emitting element 130 is provided on the insulating layer 105 .
  • FIG. 2A An example in which light-emitting element 130 has a layered structure shown in FIG. 2A is shown.
  • a protective layer 146 is provided to cover part of the EL layer 112 .
  • an insulating layer 125 is provided so as to cover the top surface and side surfaces of the protective layer 146 and the side surfaces of the EL layer 112 .
  • an insulating layer 126 is provided over the insulating layer 125 .
  • a common layer 114 is provided over the EL layer 112 and the insulating layer 126 , and a common electrode 115 is provided over the common layer 114 .
  • Each of the common layer 114 and the common electrode 115 is a continuous film provided in common to the plurality of light emitting elements 130 .
  • the pixel electrode 111 of the light emitting element 130 includes the insulating layer 243, the insulating layer 255, the plug 256 embedded in the insulating layer 105, the conductive layer 241 embedded in the insulating layer 254, and the plug 271 embedded in the insulating layer 261. is electrically connected to one of the source or drain of the transistor 310 by .
  • the height of the upper surface of the insulating layer 105 and the height of the upper surface of the plug 256 match or approximately match.
  • Various conductive materials can be used for the plug.
  • a protective layer 121 is provided over the light emitting element 130 .
  • a substrate 120 is bonded onto the protective layer 121 with a resin layer 122 .
  • Substrate 120 corresponds to substrate 292 in FIG. 22A.
  • various curable adhesives such as a photocurable adhesive such as an ultraviolet curable adhesive, a reaction curable adhesive, a thermosetting adhesive, or an anaerobic adhesive 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, and EVA (ethylene vinyl acetate) resins.
  • a material with low moisture permeability such as epoxy resin is preferable.
  • a two-liquid mixed type resin may be used.
  • an adhesive sheet may be used.
  • Each top edge of the pixel electrode 111 is not covered with an insulating layer. Therefore, the distance between the adjacent light emitting elements can be extremely narrowed. Therefore, a high-definition or high-resolution display device can be obtained.
  • FIG. 24 shows a modification of the display device 100C shown in FIG. 23, in which the insulating layer 126 is not provided.
  • Display device 100D A display device 100D shown in FIG. 25 is mainly different from the display device 100C in that the configuration of transistors is different. In the following description of the display device, the description of the same parts as those of the previously described display device may be omitted.
  • the transistor 320 is a transistor (OS transistor) in which a metal oxide is applied to a semiconductor layer in which a channel is formed.
  • the transistor 320 has a semiconductor layer 321 , an insulating layer 323 , a conductive layer 324 , a pair of conductive layers 325 , an insulating layer 326 , and a conductive layer 327 .
  • the substrate 331 corresponds to the substrate 291 in FIGS. 22A and 22B.
  • An insulating layer 332 is provided on the substrate 331 .
  • the insulating layer 332 functions as a barrier layer that prevents impurities such as water or hydrogen from diffusing from the substrate 331 into the transistor 320 and oxygen from the semiconductor layer 321 toward the insulating layer 332 side.
  • a film into which hydrogen or oxygen is less likely to diffuse than a silicon oxide film such as an aluminum oxide film, a hafnium oxide film, or a silicon nitride film, can be used.
  • a conductive layer 327 is provided over the insulating layer 332 and an insulating layer 326 is provided to cover the conductive layer 327 .
  • the conductive layer 327 functions as a first gate electrode of the transistor 320, and part of the insulating layer 326 functions as a first gate insulating layer.
  • An oxide insulating film such as a silicon oxide film is preferably used for at least a portion of the insulating layer 326 that is in contact with the semiconductor layer 321 .
  • the upper surface of the insulating layer 326 is preferably planarized.
  • the semiconductor layer 321 is provided over the insulating layer 326 .
  • the semiconductor layer 321 preferably has a metal oxide film having semiconductor properties.
  • a pair of conductive layers 325 is provided on and in contact with the semiconductor layer 321 and functions as a source electrode and a drain electrode.
  • An insulating layer 328 is provided to cover the top surface and side surfaces of the pair of conductive layers 325 , the side surface of the semiconductor layer 321 , and the like, and the insulating layer 264 is provided over the insulating layer 328 .
  • the insulating layer 328 functions as a barrier layer that prevents impurities such as water or hydrogen from diffusing into the semiconductor layer 321 from the insulating layer 264 or the like and oxygen from leaving the semiconductor layer 321 .
  • an insulating film similar to the insulating layer 332 can be used as the insulating layer 328.
  • An opening reaching the semiconductor layer 321 is provided in the insulating layer 328 and the insulating layer 264 .
  • the insulating layer 323 and the conductive layer 324 are buried in contact with the side surfaces of the insulating layer 264 , the insulating layer 328 , and the conductive layer 325 and the top surface of the semiconductor layer 321 .
  • the conductive layer 324 functions as a second gate electrode, and the insulating layer 323 functions as a second gate insulating layer.
  • the top surface of the conductive layer 324, the top surface of the insulating layer 323, and the top surface of the insulating layer 264 are planarized so that their heights are the same or substantially the same, and the insulating layers 329 and 265 are provided to cover them. .
  • the insulating layers 264 and 265 function as interlayer insulating layers.
  • the insulating layer 329 functions as a barrier layer that prevents impurities such as water or hydrogen from diffusing from the insulating layer 265 into the transistor 320 .
  • As the insulating layer 329 an insulating film similar to the insulating layers 328 and 332 can be used.
  • a plug 274 electrically connected to one of the pair of conductive layers 325 is provided so as to be embedded in the insulating layer 265 , the insulating layer 329 , the insulating layer 264 , and the insulating layer 328 .
  • the plug 274 includes a conductive layer 274a that covers the side surfaces of the openings of the insulating layers 265, the insulating layers 329, the insulating layers 264, and the insulating layer 328 and part of the top surface of the conductive layer 325, and the conductive layer 274a. It is preferable to have a conductive layer 274b in contact with the top surface. At this time, a conductive material into which hydrogen and oxygen are difficult to diffuse is preferably used for the conductive layer 274a.
  • the configuration from the insulating layer 254 to the substrate 120 in the display device 100D is similar to that of the display device 100C.
  • FIG. 26 shows a modification of the display device 100D shown in FIG. 25, in which the insulating layer 126 is not provided.
  • a display device 100E illustrated in FIG. 27 has a structure in which a transistor 310 in which a channel is formed over a substrate 301 and a transistor 320 including a metal oxide in a semiconductor layer in which the channel is formed are stacked.
  • An insulating layer 261 is provided over the transistor 310 and a conductive layer 251 is provided over the insulating layer 261 .
  • An insulating layer 262 is provided to cover the conductive layer 251 , and the conductive layer 252 is provided over the insulating layer 262 .
  • the conductive layers 251 and 252 each function as wirings.
  • An insulating layer 263 and an insulating layer 332 are provided to cover the conductive layer 252 , and the transistor 320 is provided over the insulating layer 332 .
  • An insulating layer 265 is provided to cover the transistor 320 , and the capacitor 240 is provided over the insulating layer 265 . Capacitor 240 and transistor 320 are electrically connected by plug 274 .
  • the transistor 320 can be used as a transistor forming a pixel circuit. Further, the transistor 310 can be used as a transistor forming a pixel circuit or a transistor forming a driver circuit (a gate line driver circuit or a source line driver circuit) for driving the pixel circuit. Further, the transistors 310 and 320 can be used as transistors included in various circuits such as an arithmetic circuit and a memory circuit.
  • a pixel circuit not only a pixel circuit but also a driver circuit, for example, can be formed directly under the light-emitting element, so that the size of the display device can be reduced compared to the case where the driver circuit is provided around the display region. becomes possible.
  • FIG. 28 shows a modification of the display device 100E shown in FIG. 27, in which the insulating layer 126 is not provided.
  • a display device 100F shown in FIG. 29 has a structure in which a transistor 310A and a transistor 310B each having a channel formed in a semiconductor substrate are stacked.
  • the display device 100F has a structure in which a substrate 301B provided with a transistor 310B, a capacitor 240, and a light-emitting element and a substrate 301A provided with a transistor 310A are bonded together.
  • an insulating layer 345 on the lower surface of the substrate 301B.
  • an insulating layer 346 is preferably provided over the insulating layer 261 provided over the substrate 301A.
  • the insulating layers 345 and 346 are insulating layers that function as protective layers, and can suppress diffusion of impurities into the substrates 301B and 301A.
  • an inorganic insulating film that can be used for the protective layer 121 can be used.
  • the substrate 301B is provided with a plug 343 penetrating through the substrate 301B and the insulating layer 345 .
  • an insulating layer 344 covering the side surface of the plug 343 .
  • the insulating layer 344 is an insulating layer that functions as a protective layer and can suppress diffusion of impurities into the substrate 301B.
  • an inorganic insulating film that can be used for the protective layer 121 can be used.
  • a conductive layer 342 is provided under the insulating layer 345 on the back surface side of the substrate 301B (the surface on the side of the substrate 301A).
  • the conductive layer 342 is preferably embedded in the insulating layer 335 .
  • the lower surfaces of the conductive layer 342 and the insulating layer 335 are preferably planarized.
  • the conductive layer 342 is electrically connected with the plug 343 .
  • the conductive layer 341 is provided on the insulating layer 346 on the substrate 301A.
  • the conductive layer 341 is preferably embedded in the insulating layer 336 . It is preferable that top surfaces of the conductive layer 341 and the insulating layer 336 be planarized.
  • the substrate 301A and the substrate 301B are electrically connected.
  • the conductive layer 341 and the conductive layer 342 are bonded together. can be improved.
  • the same conductive material is preferably used for the conductive layers 341 and 342 .
  • a metal film containing an element selected from Al, Cr, Cu, Ta, Ti, Mo, and W, or a metal nitride film (titanium nitride film, molybdenum nitride film, or tungsten nitride film) containing the above elements as components membrane) and the like can be used.
  • copper is preferably used for the conductive layers 341 and 342 .
  • a Cu—Cu (copper-copper) direct bonding technique (a technique for achieving electrical continuity by connecting Cu (copper) pads) can be applied.
  • FIG. 30 shows a modification of the display device 100F shown in FIG. 29, in which the insulating layer 126 is not provided.
  • FIG. 29 shows an example in which the Cu--Cu direct bonding technique is used to bond the conductive layers 341 and 342, the present invention is not limited to this.
  • the conductive layer 341 and the conductive layer 342 may be joined together via bumps 347 .
  • the conductive layers 341 and 342 can be electrically connected.
  • the bumps 347 can be formed using a conductive material containing, for example, gold (Au), nickel (Ni), indium (In), tin (Sn), or the like. Also, for example, solder may be used as the bumps 347 . Further, an adhesive layer 348 may be provided between the insulating layer 345 and the insulating layer 346 . Further, when the bump 347 is provided, the insulating layer 335 and the insulating layer 336 may not be provided.
  • FIG. 32 shows a modification of the display device 100G shown in FIG. 31, in which the insulating layer 126 is not provided.
  • This embodiment can be implemented by appropriately combining at least part of it with other embodiments or examples described herein.
  • the light emitting device has an EL layer 786 between a pair of electrodes (lower electrode 772, upper electrode 788).
  • EL layer 786 can be composed of multiple layers, such as layer 4420 , light-emitting layer 4411 , and layer 4430 .
  • the layer 4420 can have, for example, a layer containing a highly electron-injecting substance (electron-injecting layer), a layer containing a highly electron-transporting substance (electron-transporting layer), and the like.
  • the light-emitting layer 4411 contains, for example, a light-emitting compound.
  • the layer 4430 can have, for example, a layer containing a substance with high hole-injection properties (hole-injection layer) and a layer containing a substance with high hole-transport properties (hole-transport layer).
  • a structure having layer 4420, light-emitting layer 4411, and layer 4430 provided between a pair of electrodes can function as a single light-emitting unit, and the structure of FIG. 33A is referred to herein as a single structure.
  • FIG. 33B is a modification of the EL layer 786 included in the light emitting element shown in FIG. 33A.
  • the light-emitting element shown in FIG. It has a top layer 4422 and a top electrode 788 on layer 4422 .
  • layer 4431 functions as a hole injection layer
  • layer 4432 functions as a hole transport layer
  • layer 4421 functions as an electron transport layer
  • Layer 4422 functions as an electron injection layer.
  • layer 4431 functions as an electron injection layer
  • layer 4432 functions as an electron transport layer
  • layer 4421 functions as a hole transport layer
  • layer 4421 functions as a hole transport layer
  • 4422 functions as a hole injection layer.
  • a configuration in which a plurality of light emitting layers (light emitting layer 4411, light emitting layer 4412, and light emitting layer 4413) is provided between layers 4420 and 4430 as shown in FIGS. 33C and 33D is also a variation of the single structure.
  • tandem structure a structure in which a plurality of light-emitting units (EL layers 786a and 786b) are connected in series via the charge generation layer 4440 is referred to as a tandem structure in this specification.
  • the tandem structure may also be called a stack structure.
  • a light-emitting element capable of emitting light with high luminance can be obtained by adopting a tandem structure.
  • the light-emitting layers 4411, 4412, and 4413 may be made of a light-emitting material that emits light of the same color, or may be the same light-emitting material.
  • the light-emitting layers 4411, 4412, and 4413 may be formed using a light-emitting material that emits blue light.
  • a color conversion layer may be provided as the layer 785 shown in FIG. 33D.
  • light-emitting materials that emit light of different colors may be used for the light-emitting layers 4411, 4412, and 4413, respectively.
  • white light emission can be obtained.
  • a color filter also referred to as a colored layer
  • a desired color of light can be obtained by passing the white light through the color filter.
  • the light-emitting layers 4411 and 4412 may be made of a light-emitting material that emits light of the same color, or may be the same light-emitting material. Alternatively, light-emitting materials that emit light of different colors may be used for the light-emitting layers 4411 and 4412 . When the light emitted from the light-emitting layer 4411 and the light emitted from the light-emitting layer 4412 are complementary colors, white light emission can be obtained.
  • FIG. 33F shows an example in which an additional layer 785 is provided. As the layer 785, one or both of a color conversion layer and a color filter (colored layer) can be used.
  • the layer 4420 and the layer 4430 may have a laminated structure of two or more layers as shown in FIG. 33B.
  • each light-emitting element emits different colors for example, blue (B), green (G), and red (R)
  • SBS side-by-side
  • the emission color of the light-emitting element can be red, green, blue, cyan, magenta, yellow, white, or the like, depending on the material forming the EL layer 786 . Further, the color purity can be further enhanced by providing the light-emitting element with a microcavity structure.
  • a light-emitting element that emits white light preferably has a structure in which a light-emitting layer contains two or more kinds of light-emitting substances.
  • two or more light-emitting substances may be selected so that the light emission of each light-emitting substance has a complementary color relationship.
  • a light-emitting element that emits white light as a whole can be obtained.
  • the light-emitting layer preferably contains two or more light-emitting substances that emit light such as R (red), G (green), B (blue), Y (yellow), or O (orange).
  • This embodiment can be implemented by appropriately combining at least part of it with other embodiments or examples described herein.
  • the electronic devices of this embodiment each include the display device of one embodiment of the present invention in a display portion.
  • the display device of one embodiment of the present invention can easily have high definition and high resolution. Further, the display device of one embodiment of the present invention has high reliability. Therefore, it can be used for display portions of various electronic devices.
  • Examples of electronic devices include televisions, desktop or notebook personal computers, computer monitors, digital signage, large game machines such as pachinko machines, and other electronic devices with relatively large screens.
  • Cameras digital video cameras, digital photo frames, mobile phones, mobile game machines, personal digital assistants, sound reproducing devices, and the like.
  • 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, glasses-type AR devices, and MR devices.
  • wearable devices include wristwatch-type and bracelet-type information terminals (wearable devices), VR devices such as head-mounted displays, glasses-type AR devices, and MR devices.
  • a wearable device that can be attached to a part is exemplified.
  • 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), 4K (2560 ⁇ 1600 pixels), 3840 ⁇ 2160) and 8K (7680 ⁇ 4320 pixels).
  • the resolution it is preferable to set the resolution to 4K, 8K, or higher.
  • the pixel density (definition) of the display device of one embodiment of the present invention is preferably 100 ppi or more, preferably 300 ppi or more, more preferably 500 ppi or more, more preferably 1000 ppi or more, more preferably 2000 ppi or more, and 3000 ppi or more.
  • the display device More preferably, it is 5000 ppi or more, and even more preferably 7000 ppi or more.
  • a display device having one or both of high resolution and high definition in this way, it is possible to further enhance the sense of realism and depth in electronic devices for personal use such as portable or home use.
  • the screen ratio aspect ratio
  • the display may support various screen ratios such as 1:1 (square), 4:3, 16:9, and 16:10.
  • 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).
  • 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 unit, touch panel functions, calendars, functions to display 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.
  • FIGS. 34A to 34D An example of a wearable device that can be worn on the head will be described with reference to FIGS. 34A to 34D.
  • These wearable devices have one or both of the function of displaying AR content and the function of displaying VR content. Note that these wearable devices may have a function of displaying SR or MR content in addition to AR and VR content.
  • the electronic device has a function of displaying content such as AR, VR, SR, or MR, it is possible to enhance the user's sense of immersion.
  • Electronic device 700A shown in FIG. 34A and electronic device 700B shown in FIG. It has a control section (not shown), an imaging section (not shown), a pair of optical members 753 , a frame 757 and a pair of nose pads 758 .
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display panel 751 . Therefore, the electronic device can display images with extremely high definition.
  • Each of the electronic devices 700A and 700B can project an image displayed on the display panel 751 onto the display area 756 of the optical member 753 . Since the optical member 753 has translucency, the user can see the image displayed in the display area superimposed on the transmitted image visually recognized through the optical member 753 . Therefore, the electronic device 700A and the electronic device 700B are electronic devices capable of AR display.
  • the electronic device 700A and the electronic device 700B may be provided with a camera capable of capturing an image of the front as an imaging unit. Further, each of the electronic devices 700A and 700B includes an acceleration sensor such as a gyro sensor to detect the orientation of the user's head and display an image corresponding to the orientation in the display area 756. You can also
  • the communication unit has a radio communicator, by means of which a video signal, for example, can be supplied.
  • a connector capable of connecting a cable to which the video signal and the power supply potential are supplied may be provided.
  • the electronic device 700A and the electronic device 700B are provided with batteries, and can be charged wirelessly and/or wiredly.
  • the housing 721 may be provided with a touch sensor module.
  • the touch sensor module has a function of detecting that the outer surface of the housing 721 is touched.
  • the touch sensor module can detect a user's tap operation, slide operation, or the like, and execute various processes. For example, it is possible to perform processing such as pausing or resuming a moving image by a tap operation, and it is possible to perform fast-forward or fast-reverse processing by a slide operation. Further, by providing a touch sensor module for each of the two housings 721, the range of operations can be expanded.
  • touch sensors can be applied as the touch sensor module.
  • various methods such as a capacitance method, a resistive film method, an infrared method, an electromagnetic induction method, a surface acoustic wave method, an optical method, and the like can be adopted.
  • a photoelectric conversion device (also referred to as a photoelectric conversion element) can be used as a light receiving device (also referred to as a light receiving element).
  • a light receiving device also referred to as a light receiving element.
  • an inorganic semiconductor and an organic semiconductor can be used for the active layer of the photoelectric conversion device.
  • Electronic device 800A shown in FIG. 34C and electronic device 800B shown in FIG. It has a pair of imaging units 825 and a pair of lenses 832 .
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 820 . Therefore, the electronic device can display images with extremely high definition. This allows the user to feel a high sense of immersion.
  • the display unit 820 is provided inside the housing 821 at a position where it can be viewed through the lens 832 . By displaying different images on the pair of display portions 820, three-dimensional display using parallax can be performed.
  • Each of the electronic device 800A and the electronic device 800B can be said to be an electronic device for VR.
  • a user wearing electronic device 800 ⁇ /b>A or electronic device 800 ⁇ /b>B can view an image displayed on display unit 820 through lens 832 .
  • the electronic device 800A and the electronic device 800B each have a mechanism that can adjust the left and right positions of the lens 832 and the display unit 820 so that they are optimally positioned according to the position of the user's eyes. preferably. Further, it is preferable to have a mechanism for adjusting focus by changing the distance between the lens 832 and the display portion 820 .
  • the wearing portion 823 allows the user to wear the electronic device 800A or the electronic device 800B on the head.
  • the shape is illustrated as a temple of eyeglasses (also referred to as a joint, a temple, or the like), but the shape is not limited to this.
  • the mounting portion 823 may be worn by the user, and may be, for example, a helmet-type or band-type shape.
  • the imaging unit 825 has a function of acquiring external information. Data acquired by the imaging unit 825 can be output to the display unit 820 . An image sensor can be used for the imaging unit 825 . Also, a plurality of cameras may be provided so as to be able to deal with a plurality of angles of view such as telephoto and wide angle.
  • a distance measuring sensor capable of measuring the distance to an object
  • the imaging unit 825 is one aspect of the detection unit.
  • the detection unit for example, an image sensor or a distance image sensor such as LIDAR (Light Detection and Ranging) can be used.
  • LIDAR Light Detection and Ranging
  • the electronic device 800A may have a vibration mechanism that functions as bone conduction earphones.
  • a vibration mechanism that functions as bone conduction earphones.
  • one or more of the display portion 820, the housing 821, and the mounting portion 823 can be provided with the vibration mechanism.
  • Each of the electronic device 800A and the electronic device 800B may have an input terminal.
  • the input terminal can be connected to a cable that supplies a video signal from a video output device or the like, power for charging a battery provided in the electronic device, or the like.
  • An electronic device of one embodiment of the present invention may have a function of wirelessly communicating with the earphone 750 .
  • Earphone 750 has a communication unit (not shown) and has a wireless communication function.
  • the earphone 750 can receive information (eg, audio data) from the electronic device by wireless communication function.
  • information eg, audio data
  • electronic device 700A shown in FIG. 34A has a function of transmitting information to earphone 750 by a wireless communication function.
  • electronic device 800A shown in FIG. 34C has a function of transmitting information to earphone 750 by a wireless communication function.
  • the electronic device may have an earphone section.
  • Electronic device 700B shown in FIG. 34B has earphone section 727 .
  • the earphone section 727 and the control section can be configured to be wired to each other.
  • a part of the wiring connecting the earphone section 727 and the control section may be arranged inside the housing 721 or the mounting section 723 .
  • electronic device 800B shown in FIG. 34D has earphone section 827.
  • the earphone unit 827 and the control unit 824 can be configured to be wired to each other.
  • a part of the wiring connecting the earphone section 827 and the control section 824 may be arranged inside the housing 821 or the mounting section 823 .
  • the earphone section 827 and the mounting section 823 may have magnets. Accordingly, the earphone section 827 can be fixed to the mounting section 823 by magnetic force, which is preferable because it facilitates storage.
  • the electronic device may have an audio output terminal to which earphones, headphones, or the like can be connected. Also, the electronic device may have one or both of an audio input terminal and an audio input mechanism.
  • the voice input mechanism for example, a sound collecting device such as a microphone can be used.
  • the electronic device may function as a so-called headset.
  • the electronic device of one embodiment of the present invention includes both glasses type (electronic device 700A, electronic device 700B, etc.) and goggle type (electronic device 800A, electronic device 800B, etc.). preferred.
  • the electronic device of one embodiment of the present invention can transmit information to the earphone by wire or wirelessly.
  • An electronic device 6500 illustrated in FIG. 35A is a mobile information terminal 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. 35B 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 .
  • the flexible display 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. 35C 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. 35C can be performed using 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 included 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 also possible.
  • FIG. 35D 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. 35E and 35F An example of digital signage is shown in FIGS. 35E and 35F.
  • a digital signage 7300 illustrated in FIG. 35E 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. 35F 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. 35E and 35F.
  • 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, the usability can be enhanced by intuitive operation.
  • the digital signage 7300 or digital signage 7400 is preferably capable of cooperating with an information terminal device 7311 or information terminal device 7411 such as a smartphone possessed by the user through wireless communication.
  • advertisement information displayed on the display portion 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 operating means (controller). This allows an unspecified number of users to simultaneously participate in and enjoy the game.
  • the electronic device shown in FIGS. 36A to 36G 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 function), a microphone 9008, and the like.
  • the electronic devices shown in FIGS. 36A-36G 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.
  • FIG. 36A 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. 36A 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-mails, SNSs, telephone calls, titles of e-mails or SNSs, sender names, date and time, remaining battery power, radio wave intensity, and the like.
  • an icon 9050 or the like may be displayed at the position where the information 9051 is displayed.
  • FIG. 36B 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. 36C is a perspective view showing the tablet terminal 9103.
  • the tablet terminal 9103 can execute various applications such as mobile phone, e-mail, reading and creating text, playing music, Internet communication, and computer games.
  • the tablet terminal 9103 has a display portion 9001, a camera 9002, a microphone 9008, and a speaker 9003 on the front of the housing 9000, operation keys 9005 as operation buttons on the left side of the housing 9000, and connection terminals on the bottom. 9006.
  • FIG. 36D 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.
  • the mobile information terminal 9200 can also make hands-free calls by mutual communication with a headset capable of wireless communication, for example.
  • 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. 36E-36G are perspective views showing a foldable personal digital assistant 9201.
  • FIG. 36E is a state in which the portable information terminal 9201 is unfolded
  • FIG. 36G is a state in which it is folded
  • FIG. 36F is a perspective view in the middle of changing from one of FIGS. 36E and 36G 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.
  • a personal computer 2800 illustrated in FIG. 37A includes a housing 2801, a housing 2802, a display portion 2803, a keyboard 2804, a pointing device 2805, and the like.
  • a secondary battery 2807 is provided inside the housing 2801 and a secondary battery 2806 is provided inside the housing 2802 .
  • a display device of one embodiment of the present invention is applied to the display portion 2803 and has a touch panel function.
  • the personal computer 2800 can be used as a tablet terminal by removing the housings 2801 and 2802 and using only the housing 2802 .
  • a flexible display is applied to the display unit 2803 in the modified example of the personal computer shown in FIG. 37C.
  • the secondary battery 2806 can be a bendable secondary battery by using a flexible film for an exterior body. Accordingly, as shown in FIG. 37C, the housing 2802, the display portion 2803, and the secondary battery 2806 can be folded for use. At this time, as shown in FIG. 37C, part of the display section 2803 can also be used as a keyboard.
  • the housing 2802 can be folded so that the display portion 2803 is on the inside as shown in FIG. 37D, or the housing 2802 can be folded so that the display portion 2803 is on the outside as shown in FIG. 37E.
  • Figure 37F is a perspective view showing the steering wheel of the vehicle.
  • the handle 41 has a rim 42, a hub 43, spokes 44, a shaft 45 and the like.
  • a display unit 20 is provided on the surface of the hub 43 .
  • the lower spoke 44 has a light emitting/receiving portion 20b
  • the left spoke 44 has a plurality of light emitting/receiving portions 20c
  • the right spoke 44 has a plurality of light emitting/receiving portions 20d. , respectively.
  • the navigation system, audio system, call system, etc. of the vehicle can be operated.
  • various operations such as rearview mirror adjustment, side mirror adjustment, on/off operation and brightness adjustment of interior lighting, and window opening/closing operation are possible.
  • This embodiment can be implemented by appropriately combining at least part of it with other embodiments or examples described herein.
  • Example 1 In this example, a result of manufacturing a sample including the EL layer 112R and the EL layer 112G described in Embodiment 1 will be described.
  • the pixel electrode 111R, the pixel electrode 111G, the EL layer 112R, the EL layer 112G, the sacrificial layer 145Ra, the sacrificial layer 145Ga, the sacrificial layer 145Rb, and the sacrificial layer 145Rb shown in FIG. 10A are processed through the steps shown in FIGS.
  • a sample was made with a layer of 145Gb.
  • the pixel electrode 111R and the pixel electrode 111G have a structure in which a titanium layer, an aluminum layer, a titanium layer, and an indium tin oxide layer containing silicon are stacked in this order from the bottom. did.
  • the target film thickness of the EL film 112Rf that becomes the EL layer 112R is 120 nm
  • the target film thickness of the EL film 112Gf that becomes the EL layer 112G is 95 nm.
  • the sacrificial layer 145Ra and the sacrificial layer 145Ga were made of aluminum oxide formed by the ALD method.
  • the sacrificial layer 145Rb and the sacrificial layer 145Gb were made of tungsten formed by a sputtering method.
  • FIG. 38A is an STEM (Scanning Transmission Electron Microscope) image of the cross section of the fabricated sample.
  • FIG. 38B is an enlarged view of region 401 shown in FIG. 38A. As shown in FIG. 38B, it was confirmed that the sacrificial layer 145a and the sacrificial layer 145b did not remain in the region between the EL layers 112R and 112G. Therefore, it was suggested that a highly reliable display device can be manufactured by the method for manufacturing a display device of one embodiment of the present invention.
  • This example can be implemented by appropriately combining at least part of it with other embodiments or examples described herein.
  • Example 1 In this example, a display panel including a display device of one embodiment of the present invention is manufactured and display results are described.
  • Table 1 shows the specifications of the manufactured display panel.
  • H represents the horizontal direction, which corresponds to, for example, the X direction shown in FIG.
  • V represents the vertical direction, which corresponds to, for example, the Y direction shown in FIG.
  • L indicates channel length
  • W indicates channel width.
  • FIG. 39 is a plan view showing the structure of a pixel included in the manufactured display panel.
  • FIG. 39 shows the lengths of the red sub-pixel R, the green sub-pixel G, and the blue sub-pixel B in the X direction and the Y direction.
  • FIG. 40 is an optical microscope photograph of sub-pixel R, sub-pixel G, and sub-pixel B. FIG. As shown in FIG. 40, it was confirmed that the pixels in the S-stripe arrangement could be produced.
  • FIG. 41 is a display photograph of the manufactured display panel. It was confirmed that an extremely high-definition image can be displayed by a separate painting method that does not use a metal mask. Here, FIG. 41 is a full-color image.
  • FIG. 42 is a graph showing the results of display by the manufactured display panel, and is a graph showing changes in normalized luminance over time.
  • three frames are displayed, and frames 1 and 3 are displayed in white.
  • black display was performed.
  • the normalized luminance the maximum luminance in the display for three frames was set to 1.
  • spectrum measurement was performed on the manufactured display panel.
  • the wavelength dependence of the spectral radiance was measured in a state in which all the pixels of the display panel were displayed in red (R), green (G), and blue (B), respectively.
  • red is 42.8 cd/m 2 and 0.35 cd/m 2
  • green is 147 cd/m 2 and 0.85 cd/m 2
  • blue is 19.9 cd/m 2 and 0 Displayed at a luminance of 0.18 cd/m 2 .
  • FIG. 43 is a graph showing measurement results of wavelength dependence of normalized spectral radiance.
  • the maximum luminance in each spectrum was set to 1.
  • This example can be implemented by appropriately combining at least part of it with other embodiments or examples described herein.
  • 20b light receiving/emitting part
  • 20c light emitting/receiving part
  • 20d light emitting/receiving part
  • 100C display device
  • 100D display device
  • 100E display device
  • 100F display device
  • 100G display device
  • 100: display device 101: insulating layer
  • 102a conductive layer
  • 102b conductive layer
  • 103 insulation Layer
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Abstract

信頼性が高い表示装置を提供する。 表示装置は、第1の発光素子と、第1の発光素子と隣接する第2の発光素子と、を有する。第1の発光素子は、第1の画素電極と、第1の画素電極上の第1のEL層と、第1のEL層上の共通電極と、を有し、第2の発光素子は、第2の画素電極と、第2の画素電極上の第2のEL層と、第2のEL層上の共通電極と、を有する。第1の画素電極の端部、及び第2の画素電極の端部は、テーパー形状を有する。第1のEL層は、第1の画素電極の端部を覆い、第2のEL層は、第2の画素電極の端部を覆う。第1のEL層は、厚さが150nm以下である領域を有する。

Description

表示装置、表示装置の作製方法、表示モジュール、及び電子機器
本発明の一態様は、表示装置、及びその作製方法に関する。本発明の一態様は、表示装置を有する表示モジュールに関する。本発明の一態様は、表示装置を有する電子機器に関する。
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本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置、入出力装置、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法、を一例として挙げることができる。半導体装置は、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。
近年、表示装置は高解像度の画像を表示するために高精細化が求められている。また、スマートフォン、タブレット型端末、及びノート型PC(パーソナルコンピュータ)等の情報端末機器においては、表示装置は、高精細化に加えて、低消費電力化が求められている。さらに、タッチパネルとしての機能、及び認証のために指紋を撮像する機能等、画像を表示するだけでなく、様々な機能が付加された表示装置が求められている。
表示装置としては、例えば、発光素子を有する発光装置が開発されている。エレクトロルミネッセンス(Electroluminescence、以下ELと記す)現象を利用した発光素子(EL素子とも記す)は、薄型軽量化が容易である、入力信号に対し高速に応答可能である、及び直流定電圧電源を用いて駆動可能である等の特徴を有し、表示装置に応用されている。例えば、特許文献1に、有機EL素子が適用された、可撓性を有する発光装置が開示されている。
また、非特許文献1には、標準的なUVフォトリソグラフィを使用した有機光電子デバイスの製造方法が開示されている。
特開2014−197522号公報
B.Lamprecht et al.,"Organic optoelectronic device fabrication using standard UV photolithography"phys.stat.sol.(RRL)2,No.1,p.16−18(2008)
本発明の一態様は、信頼性が高い表示装置を提供することを課題の1つとする。又は、本発明の一態様は、低価格な表示装置を提供することを課題の1つとする。又は、本発明の一態様は、高精細な表示装置を提供することを課題の1つとする。又は、本発明の一態様は、高開口率の表示装置を提供することを課題の1つとする。又は、本発明の一態様は、高解像度の表示装置を提供することを課題の1つとする。又は、本発明の一態様は、新規な表示装置を提供することを課題の1つとする。
又は、本発明の一態様は、信頼性が高い表示装置の作製方法を提供することを課題の1つとする。又は、本発明の一態様は、歩留まりの高い表示装置の作製方法を提供することを課題の1つとする。又は、本発明の一態様は、高精細な表示装置の作製方法を提供することを課題の1つとする。又は、本発明の一態様は、高開口率の表示装置の作製方法を提供することを課題の1つとする。又は、本発明の一態様は、高解像度の表示装置の作製方法を提供することを課題の1つとする。又は、本発明の一態様は、新規な表示装置の作製方法を提供することを課題の1つとする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。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、請求項等の記載から抽出することが可能である。
本発明の一態様は、第1の発光素子と、第1の発光素子と隣接する第2の発光素子と、を有し、第1の発光素子は、第1の画素電極と、第1の画素電極上の第1のEL層と、第1のEL層上の共通電極と、を有し、第2の発光素子は、第2の画素電極と、第2の画素電極上の第2のEL層と、第2のEL層上の共通電極と、を有し、第1の画素電極の端部、及び第2の画素電極の端部は、テーパー形状を有し、第1のEL層は、第1の画素電極の端部を覆い、第2のEL層は、第2の画素電極の端部を覆い、第1のEL層は、厚さが150nm以下である領域を有する表示装置である。
又は、上記態様において、第1の発光素子は、第1のEL層と共通電極の間に、共通層を有し、第2の発光素子は、第2のEL層と共通電極の間に、共通層を有し、第1の画素電極の上面と、共通層の下面と、の間の距離が150nm以下である領域を有してもよい。
又は、本発明の一態様は、第1の発光素子と、第1の発光素子と隣接する第2の発光素子と、を有し、第1の発光素子は、第1の画素電極と、第1の画素電極上の第1のEL層と、第1のEL層上の共通電極と、を有し、第2の発光素子は、第2の画素電極と、第2の画素電極上の第2のEL層と、第2のEL層上の共通電極と、を有し、第1の画素電極の端部、及び第2の画素電極の端部は、テーパー形状を有し、第1のEL層は、第1の画素電極の端部を覆い、第2のEL層は、第2の画素電極の端部を覆い、第1のEL層の厚さと、第2のEL層の厚さと、の差が100nm以下である領域を有する表示装置である。
又は、上記態様において、第1の発光素子は、第1のEL層と共通電極の間に、共通層を有し、第2の発光素子は、第2のEL層と共通電極の間に、共通層を有し、第1の画素電極の上面と共通層の下面との間の距離と、第2の画素電極の上面と共通層の下面との間の距離と、の差が100nm以下である領域を有してもよい。
又は、上記態様において、共通層は、キャリア注入層を有してもよい。
又は、上記態様において、第1のEL層と第2のEL層の間の領域に、絶縁層が設けられてもよい。
又は、上記態様において、絶縁層は、有機材料を有してもよい。
又は、上記態様において、画素部と、接続部と、を有し、画素部は、第1の発光素子と、第2の発光素子と、を有し、接続部は、接続電極と、接続電極上に設けられ、接続電極と電気的に接続される共通電極と、を有し、画素部と接続部の間の領域には、第3のEL層が設けられ、接続電極の端部と、第3のEL層の端部と、が保護層により覆われてもよい。
本発明の一態様の表示装置と、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も、本発明の一態様である。
本発明の一態様の表示モジュールと、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、を有する電子機器も、本発明の一態様である。
又は、本発明の一態様は、第1の画素電極と、第1の画素電極と隣接する第2の画素電極と、を、端部にテーパー形状を有するように形成し、第1及び第2の画素電極上に、第1のEL膜を形成し、第1のEL膜上に、第1の犠牲膜を形成し、第1のEL膜、及び第1の犠牲膜を加工することにより、第1の画素電極の端部を覆う、厚さが150nm以下である領域を有する第1のEL層と、第1のEL層上の第1の犠牲層と、を形成し、第1の犠牲層上、及び第2の画素電極上に、第2のEL膜を形成し、第2のEL膜上に、第2の犠牲膜を形成し、第2のEL膜、及び第2の犠牲膜を加工することにより、第2の画素電極の端部を覆う第2のEL層と、第2のEL層上の第2の犠牲層と、を形成し、第1の犠牲層の少なくとも一部と、第2の犠牲層の少なくとも一部と、を除去し、第1のEL層上、及び第2のEL層上に、共通電極を形成する表示装置の作製方法である。
又は、上記態様において、第1の犠牲層の少なくとも一部と、第2の犠牲層の少なくとも一部と、を除去した後、第1のEL層上、及び第2のEL層上に、共通層を形成し、共通層上に、共通電極を形成し、第1の画素電極の上面と、共通層の下面と、の間の距離が150nm以下である領域を有してもよい。
又は、本発明の一態様は、第1の画素電極と、第1の画素電極と隣接する第2の画素電極と、を、端部にテーパー形状を有するように形成し、第1及び第2の画素電極上に、第1のEL膜を形成し、第1のEL膜上に、第1の犠牲膜を形成し、第1のEL膜、及び第1の犠牲膜を加工することにより、第1の画素電極の端部を覆う第1のEL層と、第1のEL層上の第1の犠牲層と、を形成し、第1の犠牲層上、及び第2の画素電極上に、第2のEL膜を形成し、第2のEL膜上に、第2の犠牲膜を形成し、第2のEL膜、及び第2の犠牲膜を加工することにより、第2の画素電極の端部を覆う、第1のEL層の厚さとの差が100nm以下である領域を有する第2のEL層と、第2のEL層上の第2の犠牲層と、を形成し、第1の犠牲層の少なくとも一部と、第2の犠牲層の少なくとも一部と、を除去し、第1のEL層上、及び第2のEL層上に、共通電極を形成する表示装置の作製方法である。
又は、上記態様において、第1の犠牲層の少なくとも一部と、第2の犠牲層の少なくとも一部と、を除去した後、第1のEL層上、及び第2のEL層上に、共通層を形成し、共通層上に、共通電極を形成し、第1の画素電極の上面と共通層の下面との間の距離と、第2の画素電極の上面と共通層の下面との間の距離と、の差が100nm以下である領域を有してもよい。
又は、上記態様において、共通層は、キャリア注入層を有してもよい。
又は、上記態様において、第1及び第2の犠牲層の形成後、且つ第1及び第2の犠牲層の少なくとも一部を除去する前に、第1のEL層と、第2のEL層と、の間の領域に絶縁層を形成してもよい。
又は、上記態様において、絶縁層は、スピンコート法、スプレー法、スクリーン印刷法、又はペイント法を用いて形成してもよい。
又は、上記態様において、導電膜を形成し、導電膜を加工することにより、第1の画素電極と、第2の画素電極と、接続電極と、を、端部にテーパー形状を有するように形成し、第1のEL膜を形成後、第1のEL膜の端部を覆うように、第1の犠牲膜を形成し、第1のEL膜、及び第1の犠牲膜を加工することにより、第1及び第2の画素電極と、接続電極と、の間の領域に、第3のEL層と、接続電極の端部及び第3のEL層の端部を覆う第3の犠牲層と、を形成し、第1の犠牲層の少なくとも一部と、第2の犠牲層の少なくとも一部と、の除去と並行して、第3の犠牲層のうち、接続電極と重なる領域の少なくとも一部を除去し、接続電極上に、共通電極を形成してもよい。
又は、上記態様において、共通電極は、第3のEL層と電気的に接続されなくてもよい。
本発明の一態様により、信頼性が高い表示装置を提供することができる。又は、本発明の一態様により、低価格な表示装置を提供することができる。又は、本発明の一態様により、高精細な表示装置を提供することができる。又は、本発明の一態様により、高開口率の表示装置を提供することができる。又は、本発明の一態様により、高解像度の表示装置を提供することができる。又は、本発明の一態様により、新規な表示装置を提供することができる。
又は、本発明の一態様により、信頼性が高い表示装置の作製方法を提供することができる。又は、本発明の一態様により、歩留まりの高い表示装置の作製方法を提供することができる。又は、本発明の一態様により、高精細な表示装置の作製方法を提供することができる。又は、本発明の一態様により、高開口率の表示装置の作製方法を提供することができる。又は、本発明の一態様により、高解像度の表示装置の作製方法を提供することができる。又は、本発明の一態様により、新規な表示装置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、明細書、図面、請求項等の記載から抽出することが可能である。
図1は、表示装置の構成例を示す平面図である。
図2A、図2B、図2C1、及び図2C2は、表示装置の構成例を示す断面図である。
図3A乃至図3Cは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図4A乃至図4Cは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図5A及び図5Bは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図6A、図6B、図6C1、及び図6C2は、表示装置の構成例を示す断面図である。
図7A乃至図7Cは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図8A及び図8Bは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図9A、図9B、図9C、図9D1、及び図9D2は、表示装置の作製方法例を示す断面図である。
図10A乃至図10Dは、表示装置の作製方法例を示す断面図である。
図11A乃至図11Dは、表示装置の作製方法例を示す断面図である。
図12A乃至図12Cは、表示装置の作製方法例を示す断面図である。
図13A及び図13Bは、表示装置の作製方法例を示す断面図である。
図14A乃至図14Dは、表示装置の作製方法例を示す断面図である。
図15A及び図15Bは、表示装置の作製方法例を示す断面図である。
図16A乃至図16Gは、画素の構成例を示す平面図である。
図17A乃至図17Hは、画素の構成例を示す平面図である。
図18は、表示装置の一例を示す斜視図である。
図19Aは、表示装置の一例を示す断面図である。図19B及び図19Cは、トランジスタ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乃至図21Dは、表示装置の一例を示す断面図である。
図22A及び図22Bは、表示モジュールの一例を示す斜視図である。
図23は、表示装置の一例を示す断面図である。
図24は、表示装置の一例を示す断面図である。
図25は、表示装置の一例を示す断面図である。
図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29は、表示装置の一例を示す断面図である。
図30は、表示装置の一例を示す断面図である。
図31は、表示装置の一例を示す断面図である。
図32は、表示装置の一例を示す断面図である。
図33A乃至図33Fは、発光素子の構成例を示す図である。
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35Fは、電子機器の一例を示す図である。
図36A乃至図36Gは、電子機器の一例を示す図である。
図37A乃至図37Fは、電子機器の一例を示す図である。
図38A及び図38Bは、本実施例で作製したサンプル断面のSTEM像である。
図39は、本実施例で作製した表示パネルの構成を示す平面図である。
図40は、本実施例で作製した表示パネルの光学顕微鏡写真である。
図41は、本実施例で作製した表示パネルの表示写真である。
図42は、本実施例で作製した表示パネルにおける輝度の経時変化を示すグラフである。
図43は、本実施例で作製した表示パネルにおけるスペクトル測定結果である。
以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。ただし、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、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、以下の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。また、同様の機能を指す場合には、ハッチングパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
なお、本明細書で説明する各図において、各構成要素の大きさ、層の厚さ、又は領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。
なお、本明細書等における「第1」、及び「第2」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではない。
なお、以下では「上」、及び「下」等の向きを示す表現は、基本的には図面の向きと合わせて用いるものとする。しかしながら、説明を容易にするため等の目的で、明細書中の「上」又は「下」が意味する向きが、図面とは一致しない場合がある。一例としては、例えば積層体の積層順(又は形成順)を説明する場合に、図面において当該積層体が設けられる側の面(被形成面、支持面、接着面、又は平坦面等)が当該積層体よりも上側に位置していても、その向きを下、これとは反対の向きを上、等と表現する場合がある。
また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、場合によっては、又は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」又は「絶縁層」という用語は、「導電膜」又は「絶縁膜」という用語に相互に交換することが可能な場合がある。
なお、本明細書等において、EL層とは発光素子の一対の電極間に設けられ、少なくとも発光性の物質を含む層(発光層とも呼ぶ)、又は発光層を含む積層体を示すものとする。
本明細書等において、表示装置の一態様である表示パネルは表示面に例えば画像を表示(出力)する機能を有するものである。したがって表示パネルは出力装置の一態様である。
また、本明細書等では、表示パネルの基板に、例えばFPC(Flexible Printed Circuit)若しくはTCP(Tape Carrier Package)等のコネクタが取り付けられたもの、又は基板にCOG(Chip On Glass)方式等によりICが実装されたものを、表示パネルモジュール、表示モジュール、又は単に表示パネル等と呼ぶ場合がある。
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成例、及び表示装置の作製方法例について説明する。
本発明の一態様は、画素部と、接続部と、を有する表示装置である。画素部には、画素がマトリクス状に配列される。画素は、少なくとも異なる色の光を射出する2つの副画素を有し、副画素毎に発光素子(発光デバイスともいう)が設けられる。発光素子は、それぞれ画素電極と、共通電極と、を有し、画素電極と共通電極の間にEL層が設けられる。画素電極は、発光素子毎に分離することができ、共通電極は、発光素子間で共通して設けることができる。ここで、EL層は、少なくとも発光層を有し、好ましくは複数の層を有する。EL層は、例えば発光層と、発光層上のキャリア輸送層(正孔輸送層、又は電子輸送層)と、を有することが好ましい。
接続部は、接続電極を有し、接続電極と電気的に接続されるように共通電極が設けられる。接続電極は、例えばFPCと電気的に接続される。以上により、例えばFPCに電源電位を供給することにより、接続電極を介して共通電極に電源電位を供給することができる。
画素部に設けられる発光素子として、有機EL素子、又は無機EL素子等の電界発光素子を用いることができる。その他、発光ダイオード(LED)を用いることができる。本発明の一態様の発光素子は、有機EL素子(有機電界発光素子)であることが好ましい。異なる色を発する2つ以上の発光素子は、それぞれ異なる材料を含むEL層を有する。例えば、それぞれ赤色(R)、緑色(G)、又は青色(B)の光を発する3種類の発光素子を有することで、フルカラーの表示装置を実現できる。
ここで、異なる色の発光素子間でEL層を作り分ける場合、メタルマスク等のシャドーマスクを用いた蒸着法により形成することが知られている。しかしながら、この方法では、メタルマスクの精度、メタルマスクと基板との位置ずれ、メタルマスクのたわみ、及び蒸気の散乱等による成膜される膜の輪郭の広がり等、様々な影響により、島状の有機膜の形状及び位置に設計からのずれが生じるため、高精細化、及び高開口率化が困難である。また、蒸着においてメタルマスクに付着した材料に起因するゴミが発生する場合がある。このようなゴミは、発光素子のパターン不良を引き起こす懸念がある。また、ゴミに起因したショートが生じる可能性がある。また、メタルマスクに付着した材料のクリーニングの工程を要する。そのため、例えばペンタイル配列等の特殊な画素配列方式を適用することにより、疑似的に精細度(画素密度ともいう)を高める対策が取られていた。
本発明の一態様は、EL層をメタルマスク等のシャドーマスクを用いることなく、微細なパターンに加工する。これにより、これまで実現が困難であった高い精細度と、大きな開口率を有する表示装置を実現できる。さらに、EL層を作り分けることができるため、極めて鮮やかで、コントラストが高く、表示品位の高い表示装置を実現できる。
本明細書等において、メタルマスク、又はFMM(ファインメタルマスク、高精細なメタルマスク)を用いて作製されるデバイスをMM(メタルマスク)構造のデバイスという場合がある。また、本明細書等において、メタルマスク、又はFMMを用いることなく作製されるデバイスをMML(メタルマスクレス)構造のデバイスという場合がある。
ここでは、簡単のために、絶縁層上に2色の発光素子(第1の発光素子、及び第2の発光素子)を作り分ける場合について説明する。まず、絶縁層上に、第1の画素電極、第2の画素電極、及び接続電極を形成する。続いて、絶縁層上、第1の画素電極上、及び第2の画素電極上に、第1のEL膜を形成する。ここで、画素部と接続部の間の領域にも、第1のEL膜を形成する。
続いて、第1のEL膜上、絶縁層上、及び接続電極上に第1の犠牲膜を形成する。具体的には、第1のEL膜の端部と、接続電極の端部と、を覆うように第1の犠牲膜を形成する。続いて、第1の犠牲膜上にレジストマスクを形成する。続いて、レジストマスクを用いて、第1の犠牲膜、及び第1のEL膜を加工する。これにより、第1の画素電極と重なる領域を有する第1のEL層と、第1のEL層上の第1の犠牲層と、を形成する。また、画素部と接続部の間の領域に設けられる第2のEL層と、第2のEL層の端部、及び接続電極の端部を覆う第2の犠牲層と、を形成する。
第1の犠牲膜、及び第1のEL膜等の膜を加工する方法として、エッチングにより膜の一部を除去する方法が挙げられる。本明細書等において、例えばレジストマスクを用いて膜を加工するという場合、レジストマスクと重ならない領域の当該膜を、エッチングにより除去することを示す。
なお、第1のEL膜を加工する場合、第1のEL膜が有する、発光層として機能する膜の直上でフォトリソグラフィ法を用いて加工する方法が考えられる。この場合、発光層にダメージ(例えば加工によるダメージ)が入り、信頼性が著しく損なわれる場合がある。そこで本発明の一態様の表示装置を作製するには、発光層として機能する膜よりも上方に位置する膜(例えば、キャリア輸送層又はキャリア注入層、より具体的には電子輸送層、正孔輸送層、電子注入層、又は正孔注入層として機能する膜)の上に犠牲層等を形成し、発光層として機能する膜を加工する。これにより、本発明の一態様の表示装置を信頼性が高い表示装置とすることができる。以降に示す第2のEL膜についても同様である。
続いて、絶縁層上、第1の犠牲層上、第2の画素電極上、及び第2のEL層上に、第2のEL膜を形成する。続いて、第2のEL膜上、第2の犠牲層上に第2の犠牲膜を形成する。続いて、第2の犠牲膜上にレジストマスクを形成する。続いて、レジストマスクを用いて、第2の犠牲膜、及び第2のEL膜を加工する。これにより、第2の画素電極と重なる領域を有する第3のEL層と、第2のEL層上の第3の犠牲層と、を形成する。ここで、第2の犠牲層上の第2の犠牲膜、及び第2のEL層上の第2のEL膜が除去されるように、第2の犠牲膜、及び第2のEL膜を加工する。
第1乃至第3のEL層は、前述のように、少なくとも発光層を有する。また、第1乃至第3のEL層は、発光層の他、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、電子輸送層、及び電子注入層のうち1つ以上を有することができる。例えば、第1乃至第3のEL層は、上記絶縁層側から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層がこの順で積層された構成とすることができる。又は、第1乃至第3のEL層は、上記絶縁層側から電子注入層、電子輸送層、発光層、及び正孔輸送層がこの順で積層された構成とすることができる。
続いて、第1乃至第3の犠牲層の少なくとも一部を除去し、第1のEL層の上面、第3のEL層の上面、及び接続電極の上面をそれぞれ露出させる。その後、共通電極を形成することにより、第1の発光素子、及び第2の発光素子を形成する。前述のように、共通電極は接続電極と電気的に接続される。
前述のように、本発明の一態様の表示装置の作製方法では、第1のEL層を形成した後、第1のEL層上に第2のEL膜を成膜する。よって、第1のEL層が厚いと、第1のEL層の側面が第2のEL膜により十分に被覆されない場合がある。これにより、第1のEL層と、第2の画素電極と、の間の領域において、第2のEL膜に凹部が形成される場合がある。そして、当該凹部に第2の犠牲膜が入り込み、第2の犠牲膜を加工した後に第2の犠牲膜の残渣が当該凹部に残る場合がある。これにより、表示装置の信頼性が低下する場合がある。そこで、第1のEL層は、薄いことが好ましい。具体的には、第1のEL層の厚さは200nm以下であり、180nm以下とすることが好ましく、150nm以下とすることがより好ましく、130nm以下とすることがさらに好ましい。第1のEL層が薄いことにより、第2のEL膜を被覆性が低い方法で成膜した場合であっても、第2のEL膜は第1のEL層の側面を十分に被覆し、第2のEL膜に上記凹部が形成されることを抑制できる。よって、本発明の一態様の表示装置は、信頼性が高い表示装置とすることができる。
第1のEL層、及び第3のEL層を形成後、共通電極の形成前に、第1のEL層と第3のEL層の間の領域に、有機材料を有する絶縁層を形成することができる。例えば、感光性材料を有する絶縁膜を塗布し、当該絶縁膜をフォトリソグラフィ法を用いて加工することにより、絶縁層を形成することができる。ここで、第1のEL層と第3のEL層の厚さの差が大きいと、第1のEL層の側面と絶縁層の間、又は第3のEL層の側面と絶縁層の間に、空洞が形成される場合がある。当該空洞により、不純物がEL層に侵入しやすくなり、表示装置の信頼性が低下する場合がある。そこで、第1のEL層と第3のEL層の厚さの差は小さいことが好ましい。具体的には、第1のEL層と第3のEL層の厚さの差は、100nm以下とすることが好ましく、80nm以下とすることがより好ましく、60nm以下とすることがより好ましく、40nm以下とすることがより好ましく、30nm以下とすることがさらに好ましい。これにより、上記空洞が形成されず、信頼性が高い表示装置を実現できる。なお、本発明の一態様の表示装置は、上記有機材料を有する絶縁層を有さなくてもよい。
ここで、第1のEL層は、第1の画素電極の端部を覆うように設けることができ、第3のEL層は、第2の画素電極の端部を覆うように設けることができる。ここで、第1の画素電極の端部がテーパー形状を有すると、第1のEL層もテーパー形状を有するように形成され、第1のEL層の第1の画素電極に対する被覆性を高めることができ好ましい。同様に、第2の画素電極の端部がテーパー形状を有すると、第3のEL層もテーパー形状を有するように形成され、第3のEL層の第2の画素電極に対する被覆性を高めることができ好ましい。また、第1及び第2の画素電極の端部がテーパー形状を有することで、作製工程中の異物(例えば、ゴミ、又はパーティクル等とも言う)を、洗浄等の処理により好適に除去することができるため好ましい。
[構成例1]
図1は、表示装置100の構成例を示す平面図である。表示装置100は、複数の画素108がマトリクス状に配列された画素部107を有する。画素108は、副画素110R、副画素110G、及び副画素110Bを有する。図1では、2行6列の副画素110を示しており、これらによって2行2列の画素108が構成される。
本明細書等において、例えば副画素110R、副画素110G、及び副画素110Bに共通する事項を説明する場合には、副画素110と呼称して説明する場合がある。アルファベットで区別する他の構成要素についても、これらに共通する事項を説明する場合には、アルファベットを省略した符号を用いて説明する場合がある。
副画素110Rは赤色の光を呈し、副画素110Gは緑色の光を呈し、副画素110Bは青色の光を呈する。これにより、画素部107に画像を表示することができる。よって、画素部107は表示部ということができる。なお、本実施の形態では、赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)の3色の副画素を例に挙げて説明するが、黄色(Y)、シアン(C)、及びマゼンタ(M)の3色の副画素等を用いてもよい。また、副画素の種類は3つに限られず、4つ以上としてもよい。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、及び、R、G、B、赤外光(IR)の4つの副画素、等が挙げられる。
また、図1に示す画素108には、ストライプ配列が適用されているということもできる。なお、画素108に適用することができる配列方法はこれに限られず、ストライプ配列、Sストライプ配列、デルタ配列、ベイヤー配列、又はジグザグ配列等の配列方法を適用してもよいし、ペンタイル配列、又はダイヤモンド配列等を用いることもできる。
本明細書等において、行方向をX方向、列方向をY方向という場合がある。X方向とY方向は交差し、例えば垂直に交差する。
図1では、異なる色の副画素がX方向に並べて配置されており、同じ色の副画素がY方向に並べて配置されている例を示す。なお、異なる色の副画素がY方向に並べて配置され、同じ色の副画素がX方向に並べて配置されていてもよい。
画素部107の外側には、領域141及び接続部140が設けられ、領域141は画素部107と接続部140の間に設けられる。領域141には、EL層112が設けられる。また、接続部140には、接続電極113が設けられる。
図1では、平面視で、領域141、及び接続部140が画素部107の右側に位置する例を示すが、領域141、及び接続部140の位置は特に限定されない。領域141、及び接続部140は、平面視で、画素部107の上側、右側、左側、下側の少なくとも一箇所に設けられていればよく、画素部107の四辺を囲むように設けられていてもよい。領域141、及び接続部140の上面形状としては、帯状、L字状、U字状、又は枠状等とすることができる。また、領域141、及び接続部140は、単数であっても複数であってもよい。
図2Aは、図1中の一点鎖線A1−A2に対応する断面概略図であり、図2Bは、図1中の一点鎖線B1−B2に対応する断面概略図であり、図2C1は、図1中の一点鎖線C1−C2に対応する断面概略図である。
図2A乃至図2C1に示すように、表示装置100は、絶縁層101と、絶縁層101上の導電層102a、及び導電層102bと、絶縁層101上、導電層102a上、及び導電層102b上の絶縁層103と、絶縁層103上の絶縁層104と、絶縁層104上の絶縁層105と、を有する。絶縁層101は、基板(図示せず)上に設けられる。絶縁層105、絶縁層104、及び絶縁層103には、導電層102aに達する開口が設けられ、当該開口を埋め込むようにプラグ106が設けられる。
画素部107において、絶縁層105上、及びプラグ106上には、発光素子130が設けられる。ここで、絶縁層101、絶縁層103、及び絶縁層105は、層間絶縁層として機能する。絶縁層101、絶縁層103、及び絶縁層105としては、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、及び窒化酸化絶縁膜等の各種無機絶縁膜を好適に用いることができ、具体的には例えば酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化シリコン膜、又は窒化酸化シリコン膜を用いることができる。
なお、本明細書等において、酸化窒化物とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い材料を指し、窒化酸化物とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を指す。例えば、酸化窒化シリコンと記載した場合は、その組成として窒素よりも酸素の含有量が多い材料を指し、窒化酸化シリコンと記載した場合は、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を示す。
絶縁層104は、例えば発光素子130に水等の不純物が侵入することを抑制するバリア層として機能する。絶縁層104として、例えば窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、又は酸化ハフニウム膜等の、酸化シリコン膜よりも水素又は酸素が拡散しにくい膜を用いることができる。
導電層102a、及び導電層102bは、配線として機能する。導電層102aは、画素部107に設けられ、導電層102bは、領域141に設けられる。導電層102aは、プラグ106を介して発光素子130と電気的に接続される。
導電層102a、導電層102b、及びプラグ106には、各種導電材料を用いることができ、例えばアルミニウム(Al)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、イットリウム(Y)、ジルコニウム(Zr)、スズ(Sn)、亜鉛(Zn)、銀(Ag)、白金(Pt)、金(Au)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、又はタングステン(W)等の金属、又はこれを主成分とする合金(銀とパラジウム(Pd)と銅の合金(Ag−Pd−Cu(APC))等)を用いることができる。また、導電層102a、導電層102b、及びプラグ106に、酸化スズ、又は酸化亜鉛等の酸化物を用いてもよい。
図2Aには、副画素110Rに設けられる発光素子130R、副画素110Gに設けられる発光素子130G、及び副画素110Bに設けられる発光素子130Bの断面構成例を示している。図2Bには、発光素子130Gの断面構成例を示している。
発光素子130R、発光素子130G、及び発光素子130Bとしては、OLED(Organic Light Emitting Diode)、又はQLED(Quantum−dot Light Emitting Diode)等のEL素子を用いることが好ましい。EL素子が有する発光物質としては、蛍光を発する物質(蛍光材料)、燐光を発する物質(燐光材料)、無機化合物(例えば量子ドット材料)、及び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)等が挙げられる。
発光素子130Rは、絶縁層105上、及びプラグ106上の画素電極111Rと、画素電極111R上のEL層112Rと、EL層112R上の共通層114と、共通層114上の共通電極115と、を有する。発光素子130Gは、絶縁層105上、及びプラグ106上の画素電極111Gと、画素電極111G上のEL層112Gと、EL層112G上の共通層114と、共通層114上の共通電極115と、を有する。発光素子130Bは、絶縁層105上、及びプラグ106上の画素電極111Bと、画素電極111B上のEL層112Bと、EL層112B上の共通層114と、共通層114上の共通電極115と、を有する。なお、画素電極111は、下部電極という場合があり、共通電極115は、上部電極という場合がある。
図2A、及び図2Bに示すように、画素電極111、及びEL層112は、発光素子130毎に分離して設けられる。一方、共通層114、及び共通電極115は、発光素子130間で共通に設けられる。
EL層112Rは、画素電極111Rの端部を覆うように設けることができ、EL層112Gは、画素電極111Gの端部を覆うように設けることができ、EL層112Bは、画素電極111Bの端部を覆うように設けることができる。例えば、EL層112Rは、画素電極111Rの上端部及び下端部を覆うように設けることができ、EL層112Gは、画素電極111Gの上端部及び下端部を覆うように設けることができ、EL層112Bは、画素電極111Bの上端部及び下端部を覆うように設けることができる。ここで、画素電極111の端部がテーパー形状を有すると、EL層112もテーパー形状を有するように形成され、EL層112の画素電極111に対する被覆性を高めることができ好ましい。また、画素電極111の端部がテーパー形状を有することで、作製工程中の異物(例えば、ゴミ、又はパーティクル等とも言う)を、洗浄等の処理により好適に除去することができるため好ましい。なお、EL層112が画素電極111の端部を覆う構成としなくてもよく、例えばEL層112の端部が画素電極111の端部より内側に位置してもよい。
本明細書等において、テーパー形状とは、構造の側面の少なくとも一部が、基板面に対して傾斜して設けられる形状のことを指す。例えば、傾斜した側面と基板面とがなす角(テーパー角ともいう)が、90°未満である領域を有する形状のことを指す。
図2A、及び図2Bに示すように、絶縁層105は、隣接する発光素子130の間に凹部を有する場合がある。具体的には、画素電極111と重ならない領域における絶縁層105の厚さが、画素電極111と重なる領域における絶縁層105の厚さより薄い場合がある。なお、絶縁層105は、隣接する発光素子130の間に凹部を有さない場合もある。
発光素子130Rが有するEL層112Rは、少なくとも赤色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物を有する。発光素子130Gが有するEL層112Gは、少なくとも緑色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物を有する。発光素子130Bが有するEL層112Bは、少なくとも青色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物を有する。EL層112に含まれる、発光性の有機化合物を有する層は、発光層ということができる。
EL層112は、少なくとも発光層を有する。また、EL層112は、発光層と、発光層上のキャリア輸送層を有することが好ましい。これにより、表示装置100の作製工程中に、発光層が最表面に露出することを抑制し、発光層が受けるダメージを低減することができる。これにより、表示装置100の信頼性を高めることができる。
また、EL層112は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、電子輸送層、及び電子注入層のうち1つ以上を有することができる。例えば、EL層112は、画素電極111側から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層がこの順で積層された構成とすることができる。又は、EL層112は、画素電極111側から電子注入層、電子輸送層、発光層、及び正孔輸送層がこの順で積層された構成とすることができる。
本明細書等において、正孔又は電子を、「キャリア」といって示す場合がある。具体的には、正孔注入層又は電子注入層を「キャリア注入層」といい、正孔輸送層又は電子輸送層を「キャリア輸送層」といい、正孔ブロック層又は電子ブロック層を「キャリアブロック層」という場合がある。なお、上述のキャリア注入層、キャリア輸送層、及びキャリアブロック層は、それぞれ、断面形状、又は特性等によって明確に区別できない場合がある。また、1つの層が、キャリア注入層、キャリア輸送層、及びキャリアブロック層のうち2つ又は3つの機能を兼ねる場合がある。
共通層114は、電子注入層、又は正孔注入層とすることができる。共通層114が電子注入層を有する場合、EL層112は電子注入層を有する必要がなく、共通層114が正孔注入層を有する場合、EL層112は正孔注入層を有する必要がない。ここで、共通層114としては、できるだけ電気抵抗の低い材料を用いることが好ましい。又は、できるだけ薄く形成することで、共通層114の厚さ方向の電気抵抗を低減することができ好ましい。例えば、共通層114の厚さは、1nm以上5nm以下とすることが好ましく、1nm以上3nm以下とすることがより好ましい。
なお、共通層114は、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、又は電子輸送層を有してもよい。以上より、共通層114は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、電子輸送層、又は電子注入層のうち少なくとも1つを有することができる。共通層114に含まれる層は、EL層112には含めない構成とすることができる。
画素電極111として、例えば金属材料を用いることができる。例えば、画素電極111として、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、及びチタン等の金属材料、又は該金属材料を含む合金材料(例えば銀とマグネシウムの合金)を用いることができる。又は、該金属材料の窒化物(例えば窒化チタン)等を画素電極111に用いてもよい。
共通電極115は、可視光に対して透光性を有する導電層とすることができる。例えば、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、若しくはガリウムを含む酸化亜鉛等の導電性酸化物、又はグラフェンを、共通電極115に用いることができる。又は、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、及びチタン等の金属材料、又は該金属材料を含む合金材料を共通電極115に用いることができる。又は、該金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等を共通電極115に用いてもよい。なお、金属材料、又は合金材料(又はそれらの窒化物)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との積層膜を共通電極115に用いると、共通電極115の導電性を高めることができるため好ましい。
EL層112上には、保護層146が設けられる。例えば、EL層112の、共通層114と接しない領域に、保護層146が設けられる。
前述のように、画素電極111の端部は、テーパー形状を有することができる。これにより、画素電極111の端部に沿って設けられる保護層146の被覆性を高めることができる。また、表示装置100の作製工程中に発生する異物(例えば、ゴミ、又はパーティクル等とも言う)を、洗浄等の処理により好適に除去することができる。
隣接する2つの発光素子130間の領域には、絶縁層125と、絶縁層126が設けられる。具体的には、絶縁層125は、例えばEL層112の側面、保護層146の側面、保護層146の上面、及び絶縁層105の上面に沿って設けられる。絶縁層125を設けることにより、EL層112の側面から内部へ水等の不純物が侵入することを抑制できる。
絶縁層126は、絶縁層125上に設けられる。絶縁層126により、隣接する発光素子130の間に位置する凹部を埋めることができる。これにより、絶縁層126上の共通電極115の被覆性を高めることができる。よって、共通電極115に段切れが発生することを抑制でき、接続不良の発生を抑制できる。また、段差によって共通電極115が局所的に薄膜化して電気抵抗が上昇することを抑制できる。以上より、表示装置100を信頼性が高い表示装置とすることができる。
絶縁層125は、EL層112の側面に接して設けられるため、EL層112と、絶縁層126とが接しない構造とすることができる。EL層112と、絶縁層126とが接すると、特にEL層112が有機化合物を有する場合、例えば絶縁層126に含まれる有機溶媒によりEL層112が溶解する可能性がある。このため、図2A、及び図2Bに示すように、EL層112と絶縁層126との間に絶縁層125を設ける構成とすることで、EL層112の側面を保護することができる。
保護層146、及び絶縁層125は、無機材料を有することができる。保護層146、及び絶縁層125には、例えば、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、及び窒化酸化絶縁膜等の無機絶縁膜を用いることができる。保護層146、及び絶縁層125は単層構造であってもよく積層構造であってもよい。酸化絶縁膜としては、酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化マグネシウム膜、インジウムガリウム亜鉛酸化物膜、酸化ガリウム膜、酸化ゲルマニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ランタン膜、酸化ネオジム膜、酸化ハフニウム膜、及び酸化タンタル膜等が挙げられる。窒化絶縁膜としては、窒化シリコン膜及び窒化アルミニウム膜等が挙げられる。酸化窒化絶縁膜としては、酸化窒化シリコン膜、及び酸化窒化アルミニウム膜等が挙げられる。窒化酸化絶縁膜としては、窒化酸化シリコン膜、及び窒化酸化アルミニウム膜等が挙げられる。特に原子層堆積(ALD:Atomic Layer Deposition)法により形成した酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化シリコン膜等の無機絶縁膜を保護層146、及び絶縁層125に適用することで、ピンホールが少なく、EL層112を保護する機能に優れた保護層146、及び絶縁層125を形成することができる。
保護層146、及び絶縁層125の形成は、スパッタリング法、化学気相堆積(CVD:Chemical Vapor Deposition)法、パルスレーザー堆積(PLD:Pulsed Laser Deposition)法、又はALD法等を用いることができる。絶縁層125は、被覆性が良好なALD法を用いて形成することが好ましい。
絶縁層126は、有機材料を有することができる。例えば、絶縁層126として、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シリコーン樹脂、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を適用することができる。絶縁層126が樹脂を有する場合、絶縁層126は樹脂層ということができる。
また、絶縁層126として、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラル、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリグリセリン、プルラン、水溶性のセルロース、又はアルコール可溶性のポリアミド樹脂等の有機材料を用いてもよい。
また、絶縁層126として、感光性の樹脂を用いることができる。感光性の樹脂としてはフォトレジストを用いてもよい。感光性の樹脂は、ポジ型の材料、又はネガ型の材料を用いることができる。
また、絶縁層126として、着色された材料(例えば、黒色の顔料を含む材料)を用いることで、隣接する画素からの迷光を遮断し、混色を抑制する機能を付与してもよい。
また、絶縁層125と、絶縁層126との間に、反射膜(例えば、銀、パラジウム、銅、チタン、及びアルミニウム等の中から選ばれる一又は複数を含む金属膜)を設け、発光層から射出される光を上記反射膜により反射させ、光取り出し効率を向上させる機能を表示装置100に付与してもよい。
共通電極115上には、発光素子130を覆って、保護層121が設けられる。保護層121は、上方から発光素子130に水等の不純物が拡散することを防ぐ機能を有する。
保護層121としては、例えば、少なくとも無機絶縁膜を含む単層構造又は積層構造とすることができる。無機絶縁膜としては、例えば、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、及び酸化ハフニウム膜等の酸化物膜又は窒化物膜が挙げられる。又は、保護層121としてインジウムガリウム酸化物、又はインジウムガリウム亜鉛酸化物等の半導体材料を用いてもよい。
保護層121としては、無機絶縁膜と、有機絶縁膜の積層膜を用いることもできる。例えば、一対の無機絶縁膜の間に、有機絶縁膜を挟んだ構成とすることが好ましい。さらに有機絶縁膜が平坦化膜として機能することが好ましい。これにより、有機絶縁膜の上面を平坦なものとすることができるため、その上の無機絶縁膜の被覆性が向上し、バリア性を高めることができる。また、保護層121の上面が平坦となるため、保護層121の上方に構造物(例えばカラーフィルタ、タッチセンサの電極、又はレンズアレイ等)を設ける場合に、下方の構造に起因する凹凸形状の影響を軽減できるため好ましい。
図2C1は、領域141、及び接続部140の構成例を示す断面図である。前述のように、領域141において、絶縁層101上に導電層102bが設けられ、絶縁層101上、及び導電層102b上に絶縁層103が設けられる。
領域141には、絶縁層105上のEL層112と、絶縁層105上、及びEL層112層上の保護層146と、保護層146上の絶縁層125と、絶縁層125上の絶縁層126と、絶縁層126上の共通層114と、共通層114上の共通電極115と、共通電極115上の保護層121と、が設けられる。領域141において、保護層146は例えばEL層112の端部を覆うように設けられる。
領域141に設けられるEL層112は、共通電極115とは電気的に接続されない。よって、領域141に設けられるEL層112は、電圧が印加されない構成とすることができるため、領域141に設けられるEL層112は発光しない構成とすることができる。
領域141に設けられるEL層112は、少なくとも赤色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物、緑色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物、又は青色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物のいずれかを有する。つまり、領域141に設けられるEL層112は、発光素子130が有するEL層112R、EL層112G、又はEL層112Bのいずれかと同じ構成とすることができる。
領域141にEL層112及び保護層146が設けられる構成の表示装置では、詳細は後述するが、表示装置の作製工程中に絶縁層105、絶縁層104、及び絶縁層103の一部がエッチング等により除去され、導電層102bが露出することを防ぐことができる。これにより、導電層102bが、意図せず他の電極、又は層等と接触することを防ぐことができる。例えば、導電層102bと共通電極115のショートを防ぐことができる。以上より、表示装置100は、信頼性が高い表示装置とすることができる。また、表示装置100は、歩留まりが高い方法で作製できるため、表示装置100は、低価格な表示装置とすることができる。
接続部140は、絶縁層105上の接続電極113と、接続電極113上の共通層114と、共通層114上の共通電極115と、共通電極115上の保護層121と、を有する。また、接続電極113の端部を覆うように保護層146が設けられ、保護層146上に絶縁層125、絶縁層126、共通層114、共通電極115、及び保護層121がこの順で積層して設けられる。
接続部140において、接続電極113と共通電極115が電気的に接続される。接続電極113は、例えばFPC(図示せず)と電気的に接続される。以上により、例えばFPCに電源電位を供給することにより、接続電極113を介して共通電極115に電源電位を供給することができる。
ここで、共通層114の厚さ方向の電気抵抗が無視できる程度に小さい場合、接続電極113と、共通電極115と、の間に共通層114が設けられる場合であっても、接続電極113と共通電極115との導通を確保することができる。画素部107だけでなく、領域141及び接続部140にも共通層114を設けることで、例えば成膜エリアを規定するためのマスク(ファインメタルマスクと区別して、エリアマスク、又はラフメタルマスク等ともいう。)も含めたメタルマスクを用いずに、共通層114を形成することができる。よって、表示装置100の作製工程を簡略化することができる。
図2C2は、図2C1に示す構成の変形例である。図2C2には、接続部140に共通層114を設けない構成例を示している。図2C2に示す例では、接続電極113と、共通電極115と、が接する構成とすることができる。これにより、接続電極113と共通電極115との間の電気抵抗を小さくすることができる。なお、図2C2では、領域141において、EL層112と重なる領域には共通層114が設けられ、EL層112と重ならない領域には共通層114が設けられない構成を示しているが、これに限られない。例えば、領域141において、EL層112と重なる領域に共通層114が設けられなくてもよいし、EL層112と重ならない領域に共通層114が設けられてもよい。
図3Aは、図2Aにおける、発光素子130Rと発光素子130Gの間の領域131a、及び発光素子130Gと発光素子130Bの間の領域131bの拡大図である。
図3Aでは、EL層112Bの膜厚teがEL層112Rの膜厚teより厚く、EL層112Rの膜厚teがEL層112Gの膜厚teより厚い構成例を示している。ここで、詳細は後述するが、膜厚te、膜厚te、及び膜厚teを薄くすると、表示装置100の作製工程に起因した不良の発生を抑制できる。これにより、表示装置100を信頼性の高い表示装置とすることができる。また、表示装置100の作製における歩留まりを高め、表示装置100を低価格な表示装置とすることができる。例えば、EL層112が画素電極111上の発光層と、発光層上のキャリア輸送層と、を有する場合、膜厚te、膜厚te、及び膜厚teは、200nm以下とすることが好ましく、180nm以下とすることがより好ましい。また、膜厚te、膜厚te、及び膜厚teのうち2つは、150nm以下とすることが好ましく、130nm以下とすることがより好ましい。
ここで、画素電極111Rの上面と共通層114の下面との間の距離を膜厚teとし、画素電極111Gの上面と共通層114の下面との間の距離を膜厚teとし、画素電極111Bの上面と共通層114の下面との間の距離を膜厚teとすることもできる。また、画素電極111Rの上面と共通電極115の下面との間の距離を膜厚teとし、画素電極111Gの上面と共通電極115の下面との間の距離を膜厚teとし、画素電極111Bの上面と共通電極115の下面との間の距離を膜厚teとすることもできる。例えば、EL層112と共通層114の境界を明確に確認できない場合、又は共通層114が設けられない場合は、画素電極111Rの上面と共通電極115の下面との間の距離を膜厚teとし、画素電極111Gの上面と共通電極115の下面との間の距離を膜厚teとし、画素電極111Bの上面と共通電極115の下面との間の距離を膜厚teとすることができる。
また、膜厚teと膜厚teの差が大きいと、領域131aにおいて、EL層112の側面と絶縁層126の間に空洞が形成される場合がある。特に、EL層112RとEL層112Gのうち、膜厚が小さい方のEL層112の側面と、絶縁層126と、の間に空洞が形成される場合がある。また、膜厚teと膜厚teの差が大きいと、領域131bにおいて、EL層112の側面と絶縁層126の間に空洞が形成される場合がある。特に、EL層112GとEL層112Bのうち、膜厚が小さい方のEL層112の側面と、絶縁層126と、の間に空洞が形成される場合がある。このような空洞が形成されることにより、不純物がEL層112に侵入しやすくなり、表示装置の信頼性が低下する場合がある。
以上より、膜厚te、膜厚te、及び膜厚teの差は、互いに小さいことが好ましい。具体的には、膜厚te、膜厚te、及び膜厚teのうち、最も大きい膜厚と最も小さい膜厚の差が100nm以下であることが好ましく、90nm以下であることがより好ましく、85nm以下であることがより好ましく、80nm以下であることがさらに好ましい。これにより、上記空洞が形成されず、表示装置100を信頼性が高い表示装置とすることができる。
本明細書等において、第1の値と第2の値の「差」という場合、第1の値から第2の値を引いた値の絶対値を示すものとする。例えば、第1の膜厚と第2の膜厚の差は、第1の膜厚から第2の膜厚を引いた値の絶対値を示すものとする。なお、符号も含めた値を、「差」という場合がある。例えば、第1の値が第2の値より小さい場合、第1の値と第2の値の差は、負の値となる場合がある。
図3Aでは、絶縁層105の、EL層112Rの下面と接する領域における膜厚tiと、EL層112Gの下面と接する領域における膜厚tiと、EL層112Bの下面と接する領域における膜厚tiと、が互いに等しい例を示しているが、これに限らない。図3Bは、膜厚tiが膜厚tiより小さく、膜厚tiが膜厚tiより小さい例を示している。後述する表示装置100の作製工程に起因して、膜厚ti、膜厚ti、及び膜厚tiが互いに異なる場合がある。また、図3Bに示すように、絶縁層105の、絶縁層125の下面と接する領域における膜厚は、膜厚ti、膜厚ti、及び膜厚tiのいずれよりも小さくなる場合がある。
図3Cは、図3Aに示す構成の変形例であり、膜厚teが膜厚te、及び膜厚teより小さい例を示している。図3Cに示す例では、膜厚teが膜厚teより小さく、膜厚teが膜厚teより小さい例を示している。
図4Aは、図3Aに示す構成の変形例であり、保護層146の端部、絶縁層125の端部、及び絶縁層126の端部が、画素電極111の上端部133と一致する例を示している。図4Bは、図4Aに示す構成の変形例であり、保護層146の端部、絶縁層125の端部、及び絶縁層126の端部が、画素電極111の上端部133より内側(発光領域側)に位置する例を示している。つまり、図4Bでは、画素電極111の上面の一部が、保護層146、絶縁層125、及び絶縁層126と重なる例を示している。図4Cは、図4Aに示す構成の変形例であり、保護層146の端部、絶縁層125の端部、及び絶縁層126の端部が、画素電極111の側面(テーパー部)と重なる、EL層112の上端部134と一致する例を示している。上端部134は上端部133より外側(発光領域とは反対側)に位置することから、保護層146の端部、絶縁層125の端部、及び絶縁層126の端部は、画素電極111の上端部133より外側(発光領域とは反対側)に位置する。
図4Aに示す構成、及び図4Cに示す構成では、画素電極111と、EL層112と、共通電極115と、が絶縁層126を介さずに重なる領域の面積を、図4Bに示す構成より大きくすることができる。これにより、図4Aに示す構成の表示装置100、及び図4Cに示す構成の表示装置100は、図4Bに示す構成の表示装置100より発光領域を広くできるため、開口率を高めることができる。一方、図4Bに示す構成の表示装置100は、図4Aに示す構成の表示装置100、及び図4Cに示す構成の表示装置100より簡易に作製することができる。
また、図4Cでは、EL層112の、絶縁層105の上面と接する領域におけるX方向の長さxが、図4A、及び図4Bに示す構成より短い例を示している。これにより、図4Cに示す構成では、画素電極111の面積を図4Aに示す構成、及び図4Bに示す構成より大きくすることができる。よって、図4Cに示す構成では、画素電極111と、EL層112と、共通電極115と、が絶縁層126を介さずに重なる領域の面積を、図4Aに示す構成、及び図4Bに示す構成より大きくすることができる。以上より、図4Cに示す構成の表示装置100は、図4Aに示す構成の表示装置100、及び図4Bに示す構成の表示装置100より開口率を高めることができる。
図5Aは、図4Bに示す構成において、絶縁層126と共通層114の間に保護層151を設け、且つ保護層151の端部が絶縁層126の端部と一致する例を示している。図5Bは、図4Cに示す構成において、絶縁層126と共通層114の間に保護層151を設け、且つ保護層151が絶縁層126の端部を覆う例を示している。つまり、図5Bに示す構成では、保護層151の端部が、画素電極111の上面と重なる。
保護層151は、酸素、及び水等に対するバリア性が高い層とすることが好ましい。これにより、例えば樹脂等の有機絶縁材料を有することができる絶縁層126に含まれる酸素、及び水等の不純物が、共通層114に侵入することを抑制できる。よって、表示装置100を信頼性が高い表示装置とすることができる。
保護層151として、無機絶縁材料を用いることができ、例えば窒化物を用いることができる。具体的には、保護層151は、窒化シリコン、窒化アルミニウム、又は窒化ハフニウムのうち少なくとも1つを含むことができる。また、保護層151として酸化物、又は酸化窒化物を用いることができ、例えば酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化ハフニウム、若しくは酸化窒化ハフニウム等の、酸化物膜又は酸窒化物膜を用いることができる。また、保護層151は、例えばスパッタリング法、CVD法、真空蒸着法、PLD法、又はALD法を用いて形成することができる。
図5Aに示す構成の表示装置100は、図5Bに示す構成の表示装置100より開口率を高めることができる。一方、図5Bに示す構成の表示装置100は、図5Aに示す構成の表示装置100より簡易に作製することができる。
図6A、図6B、図6C1、図6C2、図7A、図7B、及び図7Cにはそれぞれ、図2A、図2B、図2C1、図2C2、図3A、図3B、及び図3Cに示す構成の変形例を示しており、絶縁層126が設けられない例を示している。絶縁層126が設けられない場合、例えば図7Aに示すように、共通層114は、隣接するEL層112の間に位置する領域を有する。さらに、共通電極115も、隣接するEL層112の間に位置する領域を有する場合がある。
図8Aは、図7Aに示す構成の変形例であり、絶縁層125と共通層114の間に保護層127が設けられる例を示している。図8Bは、図8Aに示す構成を有する表示装置100における、接続部140、及び領域141の構成例を示す断面図である。図8Aに示すように、保護層127の端部は、絶縁層125の端部と一致させることができる。
絶縁層125上に保護層127を設けることにより、EL層112へ水等の不純物が侵入することを好適に抑制できる。よって、表示装置100を、信頼性が高い表示装置とすることができる。
保護層127には、絶縁層125に用いることができる材料を用いることができる。この場合、保護層127として、窒化シリコン膜及び窒化アルミニウム膜等の窒化絶縁膜を好適に用いることができる。絶縁層125に用いることができる材料を保護層127に用いる場合、保護層127の形成は、スパッタリング法、CVD法、PLD法、又はALD法等を用いることができるが、被覆性が良好なALD法を用いて形成することが好ましい。
また、保護層127として、インジウムガリウム亜鉛酸化物(In−Ga−Zn酸化物)等の金属酸化物を用いることができる。さらに、酸化インジウム、インジウム亜鉛酸化物(In−Zn酸化物)、インジウムスズ酸化物(In−Sn酸化物)、インジウムチタン酸化物(In−Ti酸化物)、インジウムスズ亜鉛酸化物(In−Sn−Zn酸化物)、インジウムチタン亜鉛酸化物(In−Ti−Zn酸化物)、又はインジウムガリウムスズ亜鉛酸化物(In−Ga−Sn−Zn酸化物)等を用いることができる。又はシリコンを含むインジウムスズ酸化物等を用いることもできる。
なお、上記ガリウムに代えて元素M(Mは、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、又はマグネシウムから選ばれた一種又は複数種)を用いた場合にも適用できる。特に、Mは、ガリウム、アルミニウム、又はイットリウムから選ばれた一種又は複数種とすることが好ましい。
保護層127として金属酸化物を用いる場合、保護層127はスパッタリング法を用いて形成することができる。
[作製方法例1]
以下では、本発明の一態様の表示装置の作製方法の一例について、図面を参照して説明する。ここでは、上記構成例で示した表示装置100を例に挙げて説明する。
なお、表示装置を構成する薄膜(絶縁膜、半導体膜、及び導電膜等)は、スパッタリング法、CVD法、真空蒸着法、PLD法、又はALD法等を用いて形成することができる。CVD法としては、プラズマ化学気相堆積(PECVD:Plasma Enhanced CVD)法、及び熱CVD法等がある。また、熱CVD法のひとつに、有機金属化学気相堆積(MOCVD:Metal Organic CVD)法がある。さらに、ALD法としては、PEALD法、及び熱ALD法等がある。
また、表示装置を構成する薄膜(絶縁膜、半導体膜、及び導電膜等)は、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ法、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、又はナイフコート等の方法により形成することができる。
また、表示装置を構成する薄膜を加工する際には、例えばフォトリソグラフィ法を用いることができる。それ以外に、ナノインプリント法、サンドブラスト法、又はリフトオフ法等により薄膜を加工してもよい。また、メタルマスク等の遮蔽マスクを用いた成膜方法により、島状の薄膜を直接形成してもよい。
フォトリソグラフィ法としては、代表的には以下の2つの方法がある。一つは、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、例えばエッチングにより当該薄膜を加工し、レジストマスクを除去する方法である。もう一つは、感光性を有する薄膜を成膜した後に、露光、及び現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法である。
フォトリソグラフィ法において、露光に用いる光は、例えばi線(波長365nm)、g線(波長436nm)、h線(波長405nm)、又はこれらを混合させた光を用いることができる。そのほか、紫外線、KrFレーザ光、又はArFレーザ光等を用いることもできる。また、液浸露光技術により露光を行ってもよい。また、露光に用いる光として、極端紫外(EUV:Extreme Ultra−Violet)光、又はX線を用いてもよい。また、露光に用いる光に換えて、電子ビームを用いることもできる。極端紫外光、X線、又は電子ビームを用いると、極めて微細な加工が可能となるため好ましい。なお、電子ビーム等のビームを走査することにより露光を行う場合には、フォトマスクは不要である。
薄膜のエッチングには、ドライエッチング法、ウェットエッチング法、又はサンドブラスト法等を用いることができる。
図9A乃至図11Dは、発光素子130が図2Aに示す構成であり、接続部140が図2C1に示す構成である表示装置100の作製方法例を示す断面図である。図9A乃至図11Dでは、図1中の一点鎖線A1−A2に対応する断面図、及び一点鎖線C1−C2に対応する断面図を示している。
上記表示装置100を作製するには、まず、基板(図示せず)上に絶縁層101を形成する。続いて、絶縁層101上に導電層102a、及び導電層102bを形成し、導電層102a、及び導電層102bを覆うように絶縁層101上に絶縁層103を形成する。続いて、絶縁層103上に絶縁層104を形成し、絶縁層104上に絶縁層105を形成する。
基板としては、少なくとも後の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する基板を用いることができる。基板として、絶縁性基板を用いる場合には、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、又は有機樹脂基板等を用いることができる。また、シリコン又は炭化シリコン等を材料とした単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、又はSOI基板等の半導体基板を用いることができる。
続いて、絶縁層105、絶縁層104、及び絶縁層103に、導電層102aに達する開口を形成する。続いて、当該開口を埋め込むように、プラグ106を形成する。
続いて、絶縁層105上、及びプラグ106上に、後に画素電極111、及び接続電極113となる導電膜を成膜する。続いて、当該導電膜の一部をエッチング等により加工し、絶縁層105上、及びプラグ106上に画素電極111R、画素電極111G、及び画素電極111Bを形成する。また、絶縁層105上に接続電極113を形成する(図9A)。
ここで、画素電極111の側面、及び接続電極113の側面がテーパー形状となるように、上記導電膜を加工することが好ましい。これにより、以降の工程で発生する異物を、洗浄等の処理により好適に除去することができる。
なお、上記導電膜のエッチングの際に、絶縁層105の一部がエッチングされ、絶縁層105に凹部が形成される場合がある。具体的には、画素電極111、及び接続電極113と重ならない領域における絶縁層105の厚さが、画素電極111、又は接続電極113と重なる領域における絶縁層105の厚さより小さくなる場合がある。なお、上記導電膜と、絶縁層105と、のエッチング選択性が高い場合は、絶縁層105に凹部が形成されない場合がある。
続いて、絶縁層105上、画素電極111上、及び接続電極113上に、後にEL層112RとなるEL膜112Rfを形成する。ここで、EL膜112Rfは、接続電極113とは重ならないように設けることができる。例えば、接続電極113が含まれる領域をメタルマスクで遮蔽してEL膜112Rfを形成することにより、EL膜112Rfを、接続電極113と重ならないように形成することができる。この際に用いるメタルマスクでは表示部の画素領域の遮蔽は行わなくてもよいため、高精細なマスクを用いる必要はなく、例えばラフメタルマスクを用いることができる。
EL膜112Rfは、少なくとも発光性の化合物を含む膜(発光膜)を有する。また、EL膜112Rfは、発光膜と、発光膜上のキャリア輸送層として機能する膜と、を有することが好ましい。これにより、表示装置100の作製工程中に、発光膜が最表面に露出することを抑制し、発光膜が受けるダメージを低減することができる。これにより、表示装置100の信頼性を高めることができる。
また、EL膜112Rfは、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、電子輸送層、又は電子注入層として機能する膜のうち、一以上が積層された構成とすることができる。例えば、EL膜112Rfは、正孔注入層として機能する膜、正孔輸送層として機能する膜、発光膜、及び電子輸送層として機能する膜がこの順で積層された構成とすることができる。又は、EL膜112Rfは、電子注入層として機能する膜、電子輸送層として機能する膜、発光膜、及び正孔輸送層として機能する膜がこの順で積層された構成とすることができる。
EL膜112Rfは、例えば蒸着法、スパッタリング法、又はインクジェット法等により形成することができる。なおこれに限られず、上述した成膜方法を適宜用いることができる。
続いて、絶縁層105上、EL膜112Rf上、及び接続電極113上に犠牲膜144Raを形成し、犠牲膜144Ra上に犠牲膜144Rbを形成する。つまり、絶縁層105上、EL膜112Rf上、及び接続電極113上に、2層積層構造の犠牲膜を形成する。なお、犠牲膜は1層としてもよいし、3層以上の積層構造としてもよい。以降の工程において犠牲膜を形成する場合も、2層積層構造の犠牲膜を形成するものとするが、1層としてもよいし、3層以上の積層構造としてもよい。ここで、犠牲膜144Raは、EL膜112Rfの端部を覆うように形成することができる。
犠牲膜144Ra及び犠牲膜144Rbの形成には、例えば、スパッタリング法、CVD法、ALD法、又は真空蒸着法を用いることができる。なお、EL膜へのダメージが少ない形成方法が好ましく、EL膜112Rf上に直接形成する犠牲膜144Raは、ALD法、又は真空蒸着法を用いて形成すると好適である。
犠牲膜144Raとして、金属膜、合金膜、金属酸化物膜、半導体膜、若しくは無機絶縁膜等の無機膜、又は有機絶縁膜等の有機膜を好適に用いることができる。
また、犠牲膜144Raとして、酸化物膜を用いることができる。代表的には、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化ハフニウム、若しくは酸化窒化ハフニウム等の、酸化物膜又は酸窒化物膜を用いることができる。また、犠牲膜144Raとして、例えば窒化物膜を用いることもできる。具体的には、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ハフニウム、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、窒化ガリウム、又は窒化ゲルマニウム等の窒化物を用いることもできる。このような無機絶縁材料を有する膜は、スパッタリング法、CVD法、又はALD法等の成膜方法を用いて形成することができるが、EL膜112Rf上に直接形成する犠牲膜144Raは、特にALD法を用いて形成することが好ましい。
また、犠牲膜144Raとして、例えばニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、コバルト、パラジウム、チタン、アルミニウム、イットリウム、ジルコニウム、及びタンタル等の金属材料、又は該金属材料を含む合金材料を用いることができる。特に、アルミニウム又は銀等の低融点材料を用いることが好ましい。
また、犠牲膜144Raとして、インジウムガリウム亜鉛酸化物(In−Ga−Zn酸化物)等の金属酸化物を用いることができる。さらに、酸化インジウム、インジウム亜鉛酸化物(In−Zn酸化物)、インジウムスズ酸化物(In−Sn酸化物)、インジウムチタン酸化物(In−Ti酸化物)、インジウムスズ亜鉛酸化物(In−Sn−Zn酸化物)、インジウムチタン亜鉛酸化物(In−Ti−Zn酸化物)、又はインジウムガリウムスズ亜鉛酸化物(In−Ga−Sn−Zn酸化物)等を用いることができる。又はシリコンを含むインジウムスズ酸化物等を用いることもできる。
なお、上記ガリウムに代えて元素M(Mは、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、又はマグネシウムから選ばれた一種又は複数種)を用いた場合にも適用できる。特に、Mは、ガリウム、アルミニウム、又はイットリウムから選ばれた一種又は複数種とすることが好ましい。
犠牲膜144Rbとして、上記に挙げた犠牲膜144Raとして用いることができる材料を用いることができる。例えば、上記に挙げた犠牲膜144Raとして用いることができる材料から、犠牲膜144Raとして一を選択し、犠牲膜144Rbとして他の一を選択することができる。また、上記に挙げた犠牲膜144Raとして用いることができる材料のうち、犠牲膜144Raには一又は複数の材料を選択し、犠牲膜144Rbには、犠牲膜144Raとして選択された材料以外から選択された一又は複数の材料を用いることができる。
具体的には、犠牲膜144Raとして、ALD法を用いて形成された酸化アルミニウムを用い、犠牲膜144Rbとして、スパッタリング法を用いて形成された窒化シリコンを用いると好適である。なお、当該構成の場合、ALD法、及びスパッタリング法で成膜する際の成膜温度としては、室温以上120℃以下、好ましくは室温以上100℃以下とすることで、EL膜112Rfに与える影響を低減することができるため好適である。また、犠牲膜144Raと犠牲膜144Rbの積層構造の場合、当該積層構造の応力が小さいほうが好ましい。具体的には、積層構造の応力が、−500MPa以上+500MPa以下、より好ましくは、−200MPa以上+200MPa以下とすると、膜剥がれ、及びピーリング等の工程トラブルを抑制できるため好適である。
犠牲膜144Raは、EL膜112Rf等の各EL膜のエッチング処理に対する耐性の高い膜、すなわちエッチングの選択比の大きい膜を用いることができる。また、犠牲膜144Raは、各EL膜へのダメージの少ないウェットエッチング法により除去可能な膜を用いることが特に好ましい。
また、犠牲膜144Raとして、化学的に安定な溶媒に溶解しうる材料を用いてもよい。特に、水又はアルコールに溶解する材料を、犠牲膜144Raに好適に用いることができる。犠牲膜144Raを成膜する際には、水又はアルコール等の溶媒に溶解させた状態で、湿式の成膜方法で塗布した後に、溶媒を蒸発させるための加熱処理を行うことが好ましい。このとき、減圧雰囲気下での加熱処理を行うことで、低温且つ短時間で溶媒を除去できるため、EL膜112Rfへの熱的なダメージを低減することができ、好ましい。
犠牲膜144Raの形成に用いることのできる湿式の成膜方法としては、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ法、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、及びナイフコート等がある。
犠牲膜144Raとしては、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリグリセリン、プルラン、水溶性のセルロース、又はアルコール可溶性のポリアミド樹脂等の有機材料を用いることができる。
犠牲膜144Rbには、犠牲膜144Raとのエッチング選択比の大きい膜を用いればよい。
犠牲膜144Raとして、ALD法により形成した酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、又は酸化シリコン等の無機絶縁材料を用い、犠牲膜144Rbとして、スパッタリング法により形成した、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、コバルト、パラジウム、チタン、アルミニウム、イットリウム、ジルコニウム、及びタンタル等の金属材料、又は該金属材料を含む合金材料を用いることが好ましい。特に、犠牲膜144Rbとして、スパッタリング法により形成したタングステンを用いることが好ましい。また、犠牲膜144Rbとして、スパッタリング法により形成した、インジウムガリウム亜鉛酸化物(In−Ga−Zn酸化物)等のインジウムを含む金属酸化物を用いてもよい。さらに、犠牲膜144Rbとして、無機材料を用いてもよい。例えば、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜等の酸化物膜又は窒化物膜を用いることができる。
また、犠牲膜144Rbとして、例えばEL膜112Rfに用いることのできる有機膜を用いてもよい。例えば、EL膜112Rfに用いる有機膜と同じ膜を、犠牲膜144Rbとして用いることができる。このような有機膜を用いることで、EL膜112Rfと成膜装置を共通に用いることができるため、好ましい。さらに、EL膜112Rfをエッチングする際に、犠牲膜144Rbを同時に除去できるため、工程を簡略化できる。
続いて、犠牲膜144Rb上にレジストマスク143aを形成する(図9B)。レジストマスク143aは、ポジ型のレジスト材料、又はネガ型のレジスト材料等、感光性の樹脂を含むレジスト材料を用いることができる。
続いて、犠牲膜144Rb及び犠牲膜144Raの、レジストマスク143aに覆われない一部をエッチングにより除去し、島状又は帯状の犠牲層145Rb及び犠牲層145Raを形成する。犠牲層145Rb及び犠牲層145Raは、例えば画素電極111R上と、一点鎖線C1−C2に示す領域(図1に示す領域141、及び接続部140に対応する領域)と、に形成することができる。
犠牲膜144Rb及び犠牲膜144Raの一部をエッチングにより除去する際、絶縁層105の一部がエッチングされる場合がある。ここで、図1に示す領域141に対応する領域の、犠牲膜144Rb及び犠牲膜144Raをエッチングにより除去すると、当該領域の絶縁層105、絶縁層104、及び絶縁層103がエッチングされ、導電層102bが露出する場合がある。これにより、例えば後の工程で形成される膜が導電層102bと意図せず接触し、ショートが発生する場合がある。例えば、導電層102bが、後の工程で形成される共通電極115とショートする場合がある。そこで、本発明の一態様では、図1に示す領域141に対応する領域にも、犠牲層145Ra、及び犠牲層145Rbを形成する。具体的には、領域141に対応する領域に設けられるEL層112Rの端部と、接続電極113の端部と、を覆うように、犠牲層145Ra、及び犠牲層145Rbを形成する。これにより、導電層102bの露出を防ぎ、表示装置100を信頼性が高い表示装置とすることができる。また、表示装置100を歩留まりが高い方法で作製できるため、表示装置100を、低価格な表示装置とすることができる。
ここで、レジストマスク143aを用いて犠牲膜144Rbの一部をエッチングにより除去し、犠牲層145Rbを形成した後にレジストマスク143aを除去し、その後に犠牲層145Rbをハードマスクとして犠牲膜144Raをエッチングすることが好ましい。この場合、犠牲膜144Rbのエッチングには、犠牲膜144Raとの選択比の高いエッチング条件を用いることが好ましい。ハードマスク形成のエッチングにはウェットエッチング法又はドライエッチング法を用いることができるが、ドライエッチング法を用いることで、パターンの縮小を抑制できる。
犠牲膜144Raと犠牲膜144Rbの加工、及びレジストマスク143aの除去は、ウェットエッチング法又はドライエッチング法により行うことができる。例えば、犠牲膜144Ra、及び犠牲膜144Rbは、フッ素を含むガスを用いたドライエッチング法により加工することができる。また、レジストマスク143aは、酸素を含むガス(酸素ガスともいう)を用いたドライエッチング法(プラズマアッシング法ともいう)により除去することができる。
犠牲層145Rbをハードマスクとして犠牲膜144Raをエッチングする場合、EL膜112Rfが犠牲膜144Raに覆われた状態でレジストマスク143aの除去を行うことができる。例えば、EL膜112Rfが酸素に触れると、発光素子130Rの電気特性に悪影響を及ぼす場合がある。よって、プラズマアッシング等、酸素ガスを用いた方法でレジストマスク143aを除去する場合には、犠牲層145Rbをハードマスクとして犠牲膜144Raをエッチングすることが好ましい。
続いて、犠牲層145Raに覆われないEL膜112Rfの一部をエッチングにより除去し、島状又は帯状のEL層112Rを形成する(図9C)。ここで、図1に示す領域141に対応する領域にも、EL層112Rが形成される。
EL膜112Rfのエッチングにより、犠牲層145R、及び画素電極111のいずれとも重ならない領域において絶縁層105がエッチングされる場合がある。これにより、図9Cに示す工程において上面が露出している領域における絶縁層105の厚さが、その他の領域における絶縁層105の厚さより小さくなる場合がある。よって、図3Bに示すように、膜厚ti、及び膜厚tiが膜厚tiより小さくなる場合がある。なお、EL膜112Rfと、絶縁層105と、のエッチング選択比が高い場合は、絶縁層105がエッチングされない場合がある。
本明細書等において、例えば犠牲層145Ra、及び犠牲層145Rbに共通する事項を説明する場合には、犠牲層145Rと呼称して説明する場合がある。また、犠牲層145Ra、犠牲層145Ga、及び犠牲層145Baに共通する事項を説明する場合には、犠牲層145aと呼称して説明する場合がある。また、犠牲層145Rb、犠牲層145Gb、及び犠牲層145Bbに共通する事項を説明する場合には、犠牲層145bと呼称して説明する場合がある。さらに、犠牲層145a、及び犠牲層145bに共通する事項を説明する場合には、犠牲層145と呼称して説明する場合がある。他の構成要素についても、上記のようにアルファベットを省略した符号を用いて説明する場合がある。
EL膜112Rfのエッチングに酸素ガスを用いたドライエッチング法を用いると、エッチング速度を高めることができる。そのため、エッチング速度を十分な速さに維持しつつ、低パワーの条件でのエッチングができるため、エッチングによるダメージを低減できる。さらに、例えばエッチング時に生じる反応生成物のEL層112Rへの付着等の不具合を抑制できる。
一方、酸素を主成分に含まないエッチングガスを用いたドライエッチング法によりEL膜112Rfをエッチングすると、EL膜112Rfの変質を抑制し、表示装置100を信頼性の高い表示装置とすることができる。酸素を主成分に含まないエッチングガスとしては、例えばCF、C、SF、CHF、Cl、HO、又はBCl等を含むガス、及びHe等の18族元素を含むガスが挙げられる。また、上記ガスと、酸素を含まない希釈ガスとの混合ガスをエッチングガスに用いることができる。なお、EL膜112Rfのエッチングは上記に限られず、他のガスを用いたドライエッチング法により行ってもよいし、ウェットエッチング法により行ってもよい。
EL膜112Rfのエッチングを行ってEL層112Rを形成した際に、EL層112Rの側面に不純物が付着していると、以降の工程において当該不純物がEL層112Rの内部へ侵入する場合がある。これにより、表示装置100の信頼性が低下する場合がある。よって、EL層112Rの形成後に、EL層112Rの表面に付着している不純物を除去すると、表示装置100の信頼性を高めることができ好ましい。
EL層112Rの表面に付着している不純物の除去は、例えばEL層112Rの表面に不活性ガスを照射することで行うことができる。ここで、EL層112Rを形成した直後は、EL層112Rの表面が露出している。具体的には、EL層112Rの側面が露出している。よって、EL層112Rの形成後に、例えばEL層112Rが形成されている基板を不活性ガス雰囲気下におくと、EL層112Rに付着している不純物を除去することができる。不活性ガスとして、例えば18族元素(代表的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン、及びクリプトン等)、及び窒素の中から選ばれるいずれか一又は複数を用いることができる。
なお、EL膜112Rfを加工する場合、EL膜112Rfが有する発光膜の直上でフォトリソグラフィ法を用いて加工する方法が考えられる。この場合、発光層にダメージ(例えば加工によるダメージ)が入り、信頼性が著しく損なわれる場合がある。そこで表示装置100を作製するには、発光膜よりも上方に位置する膜(例えば、キャリア輸送層又はキャリア注入層、より具体的には電子輸送層、正孔輸送層、電子注入層、又は正孔注入層として機能する膜)の上に犠牲層145Ra、及び犠牲層145Rbを形成し、発光膜を加工する。これにより、表示装置100を信頼性が高い表示装置とすることができる。
続いて、絶縁層105上、犠牲層145Rb上、画素電極111G上、及び画素電極111B上に、後にEL層112GとなるEL膜112Gfを形成する。犠牲層145Raの形成後にEL膜112Gfを形成することにより、EL膜112GfがEL層112Rの上面と接することを抑制することができる。例えばEL膜112Gfの形成については、EL膜112Rfの形成の記載を参照することができる。
次に、EL膜112Gf上、及び犠牲層145Rb上に犠牲膜144Gaを形成し、犠牲膜144Ga上に犠牲膜144Gbを形成する。その後、犠牲膜144Gb上にレジストマスク143bを形成する(図9D1)。ここで、犠牲膜144Gaは、EL膜112Gfの端部を覆うように形成することができる。犠牲膜144Ga、犠牲膜144Gb、及びレジストマスク143bの形成等については、犠牲膜144Ra、犠牲膜144Rb、及びレジストマスク143aの形成等の記載をそれぞれ参照することができる。
続いて、犠牲膜144Gb及び犠牲膜144Gaの、レジストマスク143bに覆われない一部をエッチングにより除去し、島状又は帯状の犠牲層145Gb及び犠牲層145Gaを形成する。また、レジストマスク143bを除去する。ここでは、犠牲層145Gb及び犠牲層145Gaは、画素電極111G上に形成することができる。犠牲層145Gb及び犠牲層145Gaの形成、及びレジストマスク143bの除去等については、犠牲層145Rb及び犠牲層145Raの形成、及びレジストマスク143aの除去等の記載を参照することができる。ここで、犠牲層145Gb及び犠牲層145Gaは、一点鎖線C1−C2に示す領域には形成しない構成とすることができる。この場合であっても、一点鎖線C1−C2に示す領域には犠牲層145Ra、及び犠牲層145Rbが形成されているため、当該領域において絶縁層105、絶縁層104、及び絶縁層103がエッチングされ、導電層102bが露出することを防ぐことができる。
EL層112Rが厚いと、EL層112Rの側面がEL膜112Gfにより十分に被覆されない場合がある。これにより、図9D2に示すように、EL層112Rと、画素電極111Gと、の間の領域132において、EL膜112Gfに凹部が形成される場合がある。そして、当該凹部に犠牲膜144Ga、及び犠牲膜144Gbが入り込み、犠牲膜144Ga、及び犠牲膜144Gbを加工した後にこれらの残渣が当該凹部に残る場合がある。これにより、表示装置の信頼性が低下する場合がある。
そこで、EL層112Rは、薄いことが好ましく、具体的には、EL層112Rの厚さは200nm以下であり、180nm以下とすることが好ましく、150nm以下とすることがより好ましく、130nm以下とすることがさらに好ましい。EL層112Rが薄いことにより、EL膜112Gfを被覆性が低い方法で成膜した場合であっても、EL膜112GfはEL層112Rを十分に被覆し、EL膜112Gfに上記凹部が形成されることを抑制できる。よって、表示装置100は、信頼性が高い表示装置とすることができる。
続いて、犠牲層145Gaに覆われないEL膜112Gfの一部をエッチングにより除去し、島状又は帯状のEL層112Gを形成する(図10A)。例えばEL層112Gの形成については、EL層112Rの形成の記載を参照することができる。ここで、EL層112Gは、一点鎖線C1−C2に示す領域には形成しない構成とすることができる。また、EL層112Rと同様に、EL層112Gの表面に付着している不純物も除去することが好ましい。例えば、EL層112Gの形成後に、EL層112Gが形成されている基板を不活性ガス雰囲気下におくと、EL層112Gに付着している不純物を除去することができる。
EL膜112Gfのエッチングにより、犠牲層145R、犠牲層145G、及び画素電極111のいずれとも重ならない領域において絶縁層105がエッチングされる場合がある。これにより、図10Aに示す工程において上面が露出している領域における絶縁層105の厚さが、その他の領域における絶縁層105の厚さより小さくなる場合がある。これにより、図3Bに示すように、膜厚tiが膜厚tiより小さくなる場合がある。なお、EL膜112Gfと、絶縁層105と、のエッチング選択比が高い場合は、絶縁層105がエッチングされない場合がある。
ここで、EL膜112Gfのエッチング時には、画素電極111と接続電極113の間の領域、つまり図1に示す領域141に対応する領域に、EL層112R、犠牲層145Ra、及び犠牲層145Rbが形成されている。これにより、当該領域における絶縁層105がエッチングされなくなる。よって、導電層102bの露出を防ぐことができる。したがって、例えば後の工程で形成される膜が導電層102bと意図せず接触し、ショートが発生することを防ぐことができる。例えば、導電層102bが、後の工程で形成される共通電極115とショートすることを防ぐことができる。以上により、表示装置100を、信頼性が高い表示装置とすることができる。また、表示装置100を歩留まりが高い方法で作製できるため、表示装置100を、低価格な表示装置とすることができる。
続いて、絶縁層105上、犠牲層145Rb上、犠牲層145Gb上、及び画素電極111B上に、後にEL層112BとなるEL膜112Bfを形成する。犠牲層145Gaの形成後にEL膜112Bfを形成することにより、EL膜112BfがEL層112Gの上面と接することを抑制することができる。例えばEL膜112Bfの形成については、EL膜112Rfの形成の記載を参照することができる。
次に、EL膜112Bf上、及び犠牲層145Rb上に犠牲膜144Baを形成し、犠牲膜144Ba上に犠牲膜144Bbを形成する。その後、犠牲膜144Bb上にレジストマスク143cを形成する(図10B)。ここで、犠牲膜144Baは、EL膜112Bfの端部を覆うように形成することができる。犠牲膜144Ba、犠牲膜144Bb、及びレジストマスク143cの形成等については、犠牲膜144Ra、犠牲膜144Rb、及びレジストマスク143aの形成等の記載をそれぞれ参照することができる。
続いて、犠牲膜144Bb及び犠牲膜144Baの、レジストマスク143cに覆われない一部をエッチングにより除去し、島状又は帯状の犠牲層145Bb及び犠牲層145Baを形成する。また、レジストマスク143cを除去する。ここでは、犠牲層145Bb及び犠牲層145Baは、画素電極111B上に形成することができる。犠牲層145Bb及び犠牲層145Baの形成、及びレジストマスク143cの除去等については、犠牲層145Rb及び犠牲層145Raの形成、及びレジストマスク143aの除去等の記載を参照することができる。ここで、犠牲層145Bb及び犠牲層145Baは、一点鎖線C1−C2に示す領域には形成しない構成とすることができる。この場合であっても、一点鎖線C1−C2に示す領域には犠牲層145Ra、及び犠牲層145Rbが形成されているため、当該領域において絶縁層105、絶縁層104、及び絶縁層103がエッチングされ、導電層102bが露出することを防ぐことができる。
EL層112R、及びEL層112Gが厚いと、EL層112Rの側面、及びEL層112Gの側面がEL膜112Bfにより十分に被覆されない場合がある。これにより、図9D2を用いて説明した例と同様に、表示装置の信頼性が低下する場合がある。そこで、EL層112Gは、EL層112Rと同様に薄いことが好ましい。EL層112Gの厚さは200nm以下であり、180nm以下とすることが好ましく、150nm以下とすることがより好ましく、130nm以下とすることがさらに好ましい。これにより、表示装置100は、信頼性が高い表示装置とすることができる。
続いて、犠牲層145Baに覆われないEL膜112Bfの一部をエッチングにより除去し、島状又は帯状のEL層112Bを形成する(図10C)。例えばEL層112Bの形成については、EL層112Rの形成の記載を参照することができる。ここで、EL層112Bは、一点鎖線C1−C2に示す領域には形成しない構成とすることができる。また、EL層112R及びEL層112Gと同様に、EL層112Bの表面に付着している不純物も除去することが好ましい。例えば、EL層112Bの形成後に、EL層112Bが形成されている基板を不活性ガス雰囲気下におくと、EL層112Bに付着している不純物を除去することができる。
EL膜112Bfのエッチングにより、犠牲層145と重ならない領域において絶縁層105がエッチングされる場合がある。これにより、図10Cに示す工程において上面が露出している領域における絶縁層105の厚さが、その他の領域における絶縁層105の厚さより小さくなる場合がある。これにより、図3Bに示すように、画素電極111、及びEL層112のいずれとも重ならない領域における絶縁層105の膜厚が、膜厚ti、膜厚ti、及び膜厚tiより小さくなる場合がある。なお、EL膜112Bfと、絶縁層105と、のエッチング選択比が高い場合は、絶縁層105がエッチングされない場合がある。
ここで、EL膜112Bfのエッチング時には、画素電極111と接続電極113の間の領域、つまり図1に示す領域141に対応する領域に、EL層112R、犠牲層145Ra、及び犠牲層145Rbが形成されている。これにより、当該領域における絶縁層105がエッチングされなくなる。よって、EL膜112Gfのエッチング時と同様に、導電層102bの露出を防ぐことができ、表示装置100を信頼性が高い表示装置とすることができる。また、表示装置100を歩留まりが高い方法で作製できるため、表示装置100を、低価格な表示装置とすることができる。
続いて、犠牲層145Rb、犠牲層145Gb、及び犠牲層145Bbを、エッチング等を用いて除去する(図10D)。犠牲層145Rb、犠牲層145Gb、及び犠牲層145Bbは、犠牲層145Ra、犠牲層145Ga、及び犠牲層145Baとの選択性が高い方法で除去することが好ましい。例えば、犠牲層145Rb、犠牲層145Gb、及び犠牲層145Bbは、ドライエッチング法を用いて除去することができる。なお、EL層112Bの形成直後に犠牲層145Rb、犠牲層145Gb、及び犠牲層145Bbを除去せず、後の工程で除去してもよい。
続いて、絶縁層105の上面と、EL層112の側面と、犠牲層145aの上面及び側面と、を覆うように、後に絶縁層125となる絶縁膜125fを形成する(図11A)。
絶縁膜125fは、スパッタリング法、CVD法、PLD法、又はALD法等を用いて形成することができるが、被覆性が良好なALD法を用いて形成することが好ましい。また、絶縁膜125fとして、例えば無機材料を用いることができ、具体的には酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、又は窒化酸化絶縁膜等の無機絶縁膜を用いることができる。特に、絶縁膜125fは、ALD法により形成した酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、又は酸化シリコン膜等の無機絶縁膜とすることで、ピンホールが少ない絶縁膜とすることができる。
続いて、絶縁膜125f上に、絶縁層126を形成する(図11B)。具体的には、例えば有機材料を含む樹脂を、絶縁層126となる膜として絶縁膜125f上に塗布し、当該膜を加工することにより絶縁層126を形成する。絶縁層126となる膜として、感光性の樹脂を用いることが好ましい。感光性の樹脂として、ポジ型の材料、又はネガ型の材料を用いることができる。絶縁層126となる膜として感光性の樹脂を用いる場合、絶縁層126となる膜は、スピンコート法、スプレー法、スクリーン印刷法、又はペイント法等を用いて形成することができる。
続いて、絶縁層126を形成する。ここで、絶縁層126となる膜として感光性の樹脂を用いることにより、レジストマスク又はハードマスク等のエッチングマスクを設けることなく、絶縁層126を形成することができる。また、感光性の樹脂は露光及び現像の工程のみで加工が可能であるため、ドライエッチング法等を用いることなく絶縁層126が形成できる。よって、工程の簡略化が可能となる。また、絶縁層126となる膜のエッチングによるEL層112のダメージを低減することができる。
また、絶縁層126となる膜の上面に対し、略均一にエッチングを施すことにより、絶縁層126を形成してもよい。このように均一にエッチングして平坦化することをエッチバックともいう。
絶縁層126の形成において、露光及び現像の工程と、エッチバック工程と、を組み合わせて用いてもよい。
ここで、EL層112Rの膜厚とEL層112Gの膜厚の差が大きいと、EL層112RとEL層112Gの間の領域において、EL層112の側面と絶縁層126の間に空洞が形成される場合がある。特に、EL層112RとEL層112Gのうち、膜厚が小さい方のEL層112の側面と、絶縁層126と、の間に空洞が形成される場合がある。同様に、EL層112Gの膜厚とEL層112Bの膜厚の差が大きい場合、又はEL層112Bの膜厚とEL層112Rの膜厚の差が大きい場合においても、EL層112の側面と絶縁層126の間に空洞が形成される場合がある。このような空洞が形成されることにより、不純物がEL層112に侵入しやすくなり、表示装置の信頼性が低下する場合がある。
以上より、EL層112Rの膜厚と、EL層112Gの膜厚と、EL層112Bの膜厚と、の差は、互いに小さいことが好ましい。具体的には、EL層112Rの膜厚、EL層112Gの膜厚、及びEL層112Bの膜厚のうち、最も大きい膜厚と最も小さい膜厚の差が100nm以下であることが好ましく、80nm以下であることがより好ましい。これにより、上記空洞が形成されず、表示装置100を信頼性が高い表示装置とすることができる。
続いて、絶縁膜125fをエッチングすることで、絶縁層125を形成し、犠牲層145aをエッチングすることで、保護層146を形成する(図11C)。ここで、犠牲層145aをエッチングすることで保護層146が形成されることから、保護層146は犠牲層ということもできる。
絶縁膜125f、及び犠牲層145aは、絶縁層126をマスクとしてエッチングすることができる。よって、絶縁層126と重なるように、絶縁層125、及び保護層146が形成される。なお、図10Dに示す工程を行わない、つまりEL層112Bの形成後、犠牲層145bを除去せずに絶縁膜125fを成膜する場合は、犠牲層145b、及び犠牲層145aをエッチングすることで、保護層146が形成される。
絶縁膜125fのエッチングは、異方性エッチングにより行うと、例えばフォトリソグラフィ法を用いたパターニングを行わなくても絶縁層125を好適に形成できるため好ましい。例えばフォトリソグラフィ法を用いたパターニングを行わずに絶縁層125を形成することにより、表示装置100の作製工程を簡略化できるため、表示装置100の作製コストを低くすることができる。よって、表示装置100を、低価格な表示装置とすることができる。異方性エッチングとして、例えばドライエッチング法が挙げられる。絶縁膜125fをドライエッチング法によりエッチングする場合、例えば、犠牲膜144をエッチングする際に用いることができるエッチングガスを用いて、絶縁膜125fをエッチングすることができる。
犠牲層145aのエッチングは、EL層112にできるだけダメージを与えない方法で行うことが好ましい。犠牲層145aは、例えばウェットエッチング法によりエッチングすることができる。
続いて、真空ベーク処理を行い、例えばEL層112の表面に吸着している水を除去する。真空ベークは、例えばEL層112に含まれる有機化合物を変質させない温度範囲で行うことが好ましく、例えば70℃以上120℃以下、より好ましくは80℃以上100℃以下で行うことができる。なお、例えばEL層112の表面に吸着している水が少なく、表示装置100の信頼性に与える影響が少ない場合は、真空ベーク処理を行わなくてもよい。
続いて、EL層112上、絶縁層126上、及び接続電極113上に、共通層114を形成する。前述のように、共通層114は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、電子輸送層、及び電子注入層のうち少なくとも1つを有し、例えば電子注入層、又は正孔注入層を有する。共通層114は、例えば蒸着法、スパッタリング法、又はインクジェット法等により形成することができる。なお、接続電極113上に共通層114を設けない構成とする場合には、共通層114の形成において、接続電極113上を遮蔽するメタルマスクを用いればよい。この際に用いるメタルマスクでは表示部の画素領域の遮蔽は行わなくてもよいため、高精細なマスクを用いる必要がなく、例えばラフメタルマスクを用いることができる。
続いて、共通層114上に、共通電極115を形成する。共通電極115は、例えばスパッタリング法、又は真空蒸着法等により形成することができる。
続いて、共通電極115上に、保護層121を形成する(図11D)。保護層121として無機絶縁膜を用いる場合、例えばスパッタリング法、CVD法、又はALD法を用いて保護層121を形成することが好ましい。また、保護層121として有機絶縁膜を用いる場合、例えばインクジェット法を用いて保護層121を形成すると、所望のエリアに均一な膜を形成できるため好ましい。
以上の工程により、発光素子130が図2Aに示す構成であり、接続部140が図2C1に示す構成である表示装置100を作製することができる。
図12A乃至図13Bは、発光素子130が図6Aに示す構成であり、接続部140が図6C1に示す構成である表示装置100の作製方法例を示す断面図である。図12A乃至図13Bでは、図1中の一点鎖線A1−A2に対応する断面図、及び一点鎖線C1−C2に対応する断面図を示している。なお、図9A乃至図11Dに示す工程と同様の工程については、適宜説明を省略する。
上記表示装置100を作製するには、まず、図9A乃至図11Aに示す工程と同様の工程を行う。つまり、絶縁膜125fの形成までを行う(図12A)。続いて、絶縁膜125f上に、後に保護層127となる保護膜127fを形成する。保護膜127fは、絶縁膜125fと同様の成膜方法で成膜でき、絶縁膜125fと同様に、被覆性が良好なALD法を用いて形成することが好ましい。また、保護膜127fとして、例えば無機材料を用いることができ、窒化シリコン膜及び窒化アルミニウム膜等の窒化絶縁膜を好適に用いることができる。
続いて、保護膜127f上にレジストマスク147を形成する(図12B)。レジストマスク147は、レジストマスク143と同様に、ポジ型のレジスト材料、又はネガ型のレジスト材料等、感光性の樹脂を含むレジスト材料を用いることができる。
保護膜127f上にレジストマスク147を形成することにより、絶縁膜125fと接するようにレジストマスク147を形成する場合と比較して、レジストマスク147に含まれる成分がEL層112に侵入することを抑制できる。よって、表示装置100を、信頼性が高い表示装置とすることができる。
続いて、保護膜127f、及び絶縁膜125fをエッチングすることで、保護層127、及び絶縁層125を形成し、犠牲層145aをエッチングすることで、保護層146を形成する。また、レジストマスク147を除去する(図12C)。ここで、レジストマスク147を用いて保護膜127fの一部をエッチングにより除去し、保護層127を形成した後にレジストマスク147を除去し、その後に保護層127をハードマスクとして絶縁膜125f、及び犠牲層145aをエッチングすることが好ましい。
保護膜127fのエッチングは、犠牲膜144bのエッチングに用いることができる方法と同様の方法により行うことができる。例えば、保護膜127fは、ドライエッチング法により加工することができる。ここで、保護膜127fのエッチングには、絶縁膜125fとの選択比の高いエッチング条件を用いることが好ましい。また、絶縁膜125fのエッチングは、犠牲膜144aのエッチングに用いることができる方法と同様の方法により行うことができる。例えば、絶縁膜125fは、ウェットエッチング法によりエッチングすることができる。さらに、レジストマスク147の除去は、レジストマスク143の除去と同様の方法で行うことができ、例えばプラズマアッシング法により行うことができる。
続いて、保護層127を、例えばエッチング法により除去する(図13A)。保護層127の除去は、EL層112にできるだけダメージを与えない方法で行うことが好ましい。保護層127は、例えばウェットエッチング法によりエッチングすることができる。
保護層127を例えばエッチング法により除去する場合、保護層127として、インジウムガリウム亜鉛酸化物(In−Ga−Zn酸化物)等の金属酸化物を用いることが好ましい。これにより、保護層127を例えばウェットエッチング法により好適に除去することができる。なお、保護層127は除去しなくてもよい。この場合、保護層127として、窒化絶縁物等の絶縁物を用いることができる。
続いて、真空ベーク処理を行い、例えばEL層112の表面に吸着している水を除去する。前述のように、真空ベークは、例えばEL層112に含まれる有機化合物を変質させない温度範囲で行うことが好ましく、例えば70℃以上120℃以下、より好ましくは80℃以上100℃以下で行うことができる。なお、例えばEL層112の表面に吸着している水が少なく、表示装置100の信頼性に与える影響が少ない場合は、真空ベーク処理を行わなくてもよい。
続いて、図11Dに示す工程と同様の工程を行う。これにより、共通層114、共通電極115、及び保護層121を形成する(図13B)。以上の工程により、発光素子130が図6Aに示す構成であり、接続部140が図6C1に示す構成である表示装置100を作製することができる。
図9A乃至図13Bで示したようなMML構造の表示装置の作製方法では、島状のEL層112は、メタルマスクのパターンによって形成されるのではなく、EL膜112fを一面に成膜した後に加工することで形成される。よって、高精細又は高開口率の表示装置を実現することができる。また、EL層112を各色で作り分けることができるため、極めて鮮やかでコントラストが高く、表示品位の高い表示装置を実現できる。さらに、EL層112上に犠牲層を設けることで、表示装置100の作製工程中にEL層112が受けるダメージを低減し、発光素子130の信頼性を高めることができる。
また、表示装置100は、画素電極111の端部を覆う絶縁物が設けられない構造とすることができる。別言すると、画素電極111とEL層112の間に絶縁層が設けられない構成である。当該構成とすることで、EL層112からの発光を効率よく取り出すことができる。
表示装置100は、EL層112からの発光を効率よく取り出すことができるため、視野角依存性を極めて小さくすることができる。例えば、表示装置100においては、視野角(斜め方向から画面を見たときの、一定のコントラスト比が維持される最大の角度)を100°以上180°未満、好ましくは150°以上170°以下の範囲とすることができる。なお、上記の視野角は、上下、及び左右のそれぞれに適用することができる。本発明の一態様の表示装置とすることで、視野角依存性が向上し、画像の視認性を高めることが可能となる。
なお、表示装置100をファインメタルマスク(FMM)構造のデバイスとする場合、例えば画素配置の構成に制限がかかる場合がある。ここで、FMM構造のデバイスについて、以下、説明を行う。
FMM構造のデバイスを形成する場合、EL蒸着時において、所望の領域にELが蒸着されるように開口部が設けられた金属のマスク(FMM)を基板に対向してセットする。その後、FMMを介して、EL蒸着を行うことで、所望の領域にEL蒸着を行う。ELを蒸着する基板の面積が大きくなると、FMMの面積も大きくなり、FMMの重量も大きくなる。また、EL蒸着時に例えば熱がFMMに与えられるため、FMMが変形する場合がある。例えば、EL蒸着時にFMMに一定のテンションを与えて蒸着する方法もあるため、FMMの重量、及び強度は重要なパラメータである。
そのため、FMMを用いて画素配置の構成を設計する場合、例えば上記のパラメータを考慮する必要があり、一定の制限のもとに検討する必要がある。一方で、本発明の一態様の表示装置は、MML構造のデバイスであるため、FMM構造のデバイスと比較し例えば画素配置の構成の自由度が高いといった、優れた効果を奏する。なお、MML構造は、FMM構造より設計の自由度が高いため、例えばフレキシブルデバイスとも非常に親和性が高い。
上記表示装置の作製方法では、EL層112R、EL層112G、及びEL層112Bを全て形成した後に犠牲層145Rb、犠牲層145Gb、及び犠牲層145Bbを並行して除去する例を示したが、本発明の一態様はこれに限らない。図14A乃至図15Bは、上記表示装置の作製方法の変形例であり、EL層112Rの形成後、且つEL層112Gの形成前に犠牲層145Rbを除去し、EL層112Gの形成後、且つEL層112Bの形成前に犠牲層145Gbを除去する例を示している。
まず、図9A乃至図9Cと同様の工程を行う(図14A)。続いて、犠牲層145Rbを、例えばエッチングを用いて除去する(図14B)。続いて、図9D1、及び図10Aと同様の工程を行う(図14C)。続いて、犠牲層145Gbを、例えばエッチングを用いて除去する(図14D)。続いて、図10B、及び図10Cと同様の工程を行う(図15A)。続いて、犠牲層145Bbを、例えばエッチングを用いて除去する(図15B)。続いて、図11A乃至図11Dと同様の工程を行う。以上の方法によっても、表示装置100を作製することができる。
本実施の形態で例示した構成例、及びそれらに対応する図面等は、少なくともその一部を他の構成例、又は図面等と適宜組み合わせることができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態、又は実施例と適宜組み合わせて実施することができる。
(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の画素レイアウトの例について説明する。
本発明の一態様の表示装置である表示装置100が有する副画素110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110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、及びペンタイル配列等が挙げられる。
また、副画素110の上面形状としては、例えば、三角形、四角形(長方形、正方形を含む)、五角形等の多角形、これら多角形の角が丸い形状、楕円形、又は円形等が挙げられる。ここで、副画素110の上面形状は、発光素子130の発光領域の上面形状に相当する。
図16Aに示す画素108には、Sストライプ配列が適用されている。図16Aに示す画素108は、副画素110R、副画素110G、及び副画素110Bの、3つの副画素から構成される。
図16Bに示す画素108は、角が丸い略台形の上面形状を有する副画素110Rと、角が丸い略三角形の上面形状を有する副画素110Gと、角が丸い略四角形又は略六角形の上面形状を有する副画素110Bと、を有する。また、副画素110Rは、副画素110Gよりも発光面積が広い。このように、各副画素の形状及びサイズはそれぞれ独立に決定することができる。例えば、信頼性の高い発光素子を有する副画素ほど、サイズを小さくすることができる。
図16Cに示す画素124a、及び画素124bには、ペンタイル配列が適用されている。図16Cでは、副画素110R及び副画素110Gを有する画素124aと、副画素110G及び副画素110Bを有する画素124bと、が交互に配置されている例を示す。
図16D及び図16Eに示す画素124a、及び画素124bは、デルタ配列が適用されている。画素124aは上の行(1行目)に、2つの副画素(副画素110R、及び副画素110G)を有し、下の行(2行目)に、1つの副画素(副画素110B)を有する。画素124bは上の行(1行目)に、1つの副画素(副画素110B)を有し、下の行(2行目)に、2つの副画素(副画素110R、及び副画素110G)を有する。
図16Dは、各副画素が、角が丸い略四角形の上面形状を有する例であり、図16Eは、各副画素が、円形の上面形状を有する例である。
図16Fは、各色の副画素がジグザグに配置されている例である。具体的には、平面視において、列方向に並ぶ2つの副画素(例えば、副画素110Rと副画素110G、又は、副画素110Gと副画素110B)の上辺の位置がずれている。
フォトリソグラフィ法では、加工するパターンが微細になるほど、光の回折の影響を無視できなくなるため、露光によりフォトマスクのパターンを転写する際に忠実性が損なわれ、レジストマスクを所望の形状に加工することが困難になる。そのため、フォトマスクのパターンが矩形であっても、角が丸まったパターンが形成されやすい。したがって、副画素の上面形状が、多角形の角が丸い形状、楕円形、又は円形等になることがある。
さらに、本発明の一態様の表示装置の作製方法では、レジストマスクを用いてEL層を加工する。EL層上に形成したレジスト膜は、EL層の耐熱温度よりも低い温度で硬化する必要がある。そのため、EL層の材料の耐熱温度及びレジスト材料の硬化温度によっては、レジスト膜の硬化が不十分になる場合がある。硬化が不十分なレジスト膜は、加工時に所望の形状から離れた形状をとることがある。その結果、EL層の上面形状が、多角形の角が丸い形状、楕円形、又は円形等になることがある。例えば、上面形状が正方形のレジストマスクを形成しようとした場合に、円形の上面形状のレジストマスクが形成され、EL層の上面形状が円形になることがある。
なお、EL層の上面形状を所望の形状とするために、設計パターンと、転写パターンとが、一致するように、あらかじめマスクパターンを補正する技術(OPC(Optical Proximity Correction:光近接効果補正)技術)を用いてもよい。具体的には、OPC技術では、例えばマスクパターン上の図形コーナー部に補正用のパターンを追加する。
なお、図1に示すストライプ配列が適用された画素108においても、副画素の並び順は特に限定されず、例えば、図16Gに示すように、副画素110G、副画素110R、副画素110Bの順に並んでいてもよい。
図17A乃至図17Hに示すように、画素108は副画素110R、副画素110G、及び副画素110Bの他、副画素110Wを有する構成とすることができる。ここで、副画素110Wは、白色を呈することができる。
図17A乃至図17Cに示す画素108は、ストライプ配列が適用されている。
図17Aは、各副画素が、長方形の上面形状を有する例であり、図17Bは、各副画素が、2つの半円と長方形をつなげた上面形状を有する例であり、図17Cは、各副画素が、楕円形の上面形状を有する例である。
図17D乃至図17Fに示す画素108は、マトリクス配列が適用されている。
図17Dは、各副画素が、正方形の上面形状を有する例であり、図17Eは、各副画素が、角が丸い略正方形の上面形状を有する例であり、図17Fは、各副画素が、円形の上面形状を有する例である。
図17G及び図17Hでは、1つの画素108が、2行3列で構成されている例を示す。
図17Gに示す画素108は、上の行(1行目)に、3つの副画素(副画素110R、副画素110G、及び副画素110B)を有し、下の行(2行目)に、1つの副画素(副画素110W)を有する。言い換えると、画素108は、左の列(1列目)に、副画素110Rを有し、中央の列(2列目)に副画素110Gを有し、右の列(3列目)に副画素110Bを有し、さらに、この3列にわたって、副画素110Wを有する。
図17Hに示す画素108は、上の行(1行目)に、3つの副画素(副画素110R、副画素110G、及び副画素110B)を有し、下の行(2行目)に、3つの副画素110Wを有する。言い換えると、画素108は、左の列(1列目)に、副画素110R及び副画素110Wを有し、中央の列(2列目)に副画素110G及び副画素110Wを有し、右の列(3列目)に副画素110B及び副画素110Wを有する。図17Hに示すように、上の行と下の行との副画素の配置を揃える構成とすることで、例えば製造プロセスで生じうるゴミを効率よく除去することが可能となる。したがって、表示品位の高い表示装置を提供することができる。
図17A乃至図17Hに示す画素108は、副画素110R、副画素110G、副画素110B、及び副画素110Wの、4つの副画素から構成される。副画素110R、副画素110G、副画素110B、及び副画素110Wは、それぞれ異なる色の光を発する発光素子を有する。
以上のように、本発明の一態様の表示装置は、発光素子を有する副画素からなる構成の画素について、様々なレイアウトを適用することができる。
本実施の形態で例示した構成例、及びそれらに対応する図面等は、少なくともその一部を他の構成例、又は図面等と適宜組み合わせることができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態、又は実施例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ついて図18乃至図21を用いて説明する。
本実施の形態の表示装置は、高解像度な表示装置又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、デスクトップ型若しくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用等のモニタ、デジタルサイネージ、及び、パチンコ機等の大型ゲーム機等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、及び、音響再生装置の表示部に用いることができる。
[表示装置100A]
図18に、表示装置100Aの斜視図を示し、図19Aに、表示装置100Aの断面図を示す。
表示装置100Aは、基板152と基板153とが貼り合わされた構成を有する。図18では、基板152を破線で明示している。
表示装置100Aは、画素部107、接続部140、回路164、及び配線165等を有する。図18では表示装置100AにIC173及びFPC172が実装されている例を示している。そのため、図18に示す構成は、表示装置100Aと、IC(集積回路)と、FPCと、を有する表示モジュールということもできる。
接続部140は、画素部107の外側に設けられる。接続部140は、画素部107の一辺又は複数の辺に沿って設けることができる。接続部140は、単数であっても複数であってもよい。図18では、表示部の四辺を囲むように接続部140が設けられる例を示す。接続部140では、発光素子の共通電極と、導電層とが電気的に接続されており、共通電極に電位を供給することができる。
回路164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165は、画素部107及び回路164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、FPC172を介して外部から、又はIC173から配線165に入力される。
図18では、COG方式又はCOF(Chip On Film)方式等により、基板153にIC173が設けられる例を示す。IC173は、例えば走査線駆動回路又は信号線駆動回路等を有するICを適用できる。なお、表示装置100A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、例えばCOF方式によりFPCに実装してもよい。
図19Aに、表示装置100Aの、FPC172を含む領域の一部、回路164の一部、画素部107の一部、接続部140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19Aに示す表示装置100Aは、基板153と基板152の間に、トランジスタ201、トランジスタ205、及び発光素子130等を有する。
表示装置100Aには、実施の形態1、又は実施の形態2で例示した画素レイアウトを適用することができる。
発光素子130は、画素電極の構成が異なる点以外は、図2Aに示す積層構造を有する。発光素子130の詳細は実施の形態1を参照できる。
発光素子130は、導電層123と、導電層123上の導電層129と、を有する。導電層123及び導電層129の一方又は双方を画素電極と呼ぶことができる。
導電層123は、絶縁層214、絶縁層215、及び絶縁層213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。表示装置100Aにおいて、導電層123の端部と導電層129の端部は、揃っている、又は概略揃っているが、これに限られない。例えば、導電層129が、導電層123の端部を覆うように設けられていてもよい。導電層123及び導電層129は、それぞれ、反射電極として機能する導電層を有することが好ましい。さらに、導電層123及び導電層129の一方又は双方は、透明電極として機能する導電層を有していてもよい。
導電層123には、絶縁層214、絶縁層215、及び絶縁層213に設けられた開口を覆うように凹部が形成される。当該凹部には、層128が埋め込まれている。
層128は、導電層123の凹部を平坦化する機能を有する。導電層123及び層128上には、導電層123と電気的に接続される導電層129が設けられる。したがって、導電層123の凹部と重なる領域も発光領域として使用でき、画素の開口率を高めることができる。
層128は、絶縁層であってもよく、導電層であってもよい。層128には、各種無機絶縁材料、有機絶縁材料、及び導電材料を適宜用いることができる。特に、層128は、絶縁材料を用いて形成されることが好ましい。
層128としては、有機材料を有する絶縁層を好適に用いることができる。例えば、層128として、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等を適用することができる。また、層128として、感光性の樹脂を用いることができる。感光性の樹脂は、ポジ型の材料、又はネガ型の材料を用いることができる。
感光性の樹脂を用いることにより、露光及び現像の工程のみで層128を作製することができ、ドライエッチング法、あるいはウェットエッチング法等による導電層123の表面への影響を低減することができる。また、ネガ型の感光性樹脂を用いて層128を形成することにより、絶縁層214の開口の形成に用いるフォトマスク(露光マスク)と同一のフォトマスクを用いて、層128を形成できる場合がある。
導電層129の上面及び側面は、EL層112によって覆われている。なお、導電層129の側面が、EL層112によって覆われなくてもよい。また、導電層129の上面の一部がEL層112で覆われなくてもよい。
EL層112の一部を覆うように保護層146が設けられる。また、保護層146の上面と側面、及びEL層112の側面を覆うように絶縁層125が設けられる。さらに、絶縁層125上には絶縁層126が設けられる。EL層112上、及び絶縁層126上に共通層114が設けられ、共通層114上に共通電極115が設けられる。共通層114及び共通電極115は、それぞれ、複数の発光素子130に共通して設けられるひとつなぎの膜である。
また、発光素子130上には保護層121が設けられる。発光素子130を覆う保護層121を設けることで、発光素子130に水等の不純物が入り込むことを抑制し、発光素子130の信頼性を高めることができる。
保護層121と基板152は接着層142を介して接着されている。発光素子の封止には、固体封止構造又は中空封止構造等が適用できる。図19Aでは、基板152と保護層121との間の空間が、接着層142で充填されており、固体封止構造が適用されている。又は、当該空間を不活性ガス(窒素又はアルゴン等)で充填し、中空封止構造を適用してもよい。このとき、接着層142は、発光素子と重ならないように設けられていてもよい。また、当該空間を、枠状に設けられた接着層とは異なる樹脂で充填してもよい。
接続部140においては、絶縁層214上に接続電極113が設けられる。接続電極113は、導電層123と同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、導電層129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。接続電極113の側面は、保護層146によって覆われる。また、保護層146上には絶縁層125が設けられ、絶縁層125上には絶縁層126が設けられる。また、接続電極113上には共通層114が設けられ、共通層114上には共通電極115が設けられる。接続電極113と共通電極115は共通層114を介して電気的に接続される。なお、接続部140には、共通層114が形成されていなくてもよい。この場合、接続電極113と共通電極115とが直接接して電気的に接続される。
表示装置100Aは、トップエミッション型である。発光素子が発する光は、基板152側に射出される。基板152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。
画素電極は可視光を反射する材料を含み、共通電極115は可視光を透過する材料を含む。
トランジスタ201及びトランジスタ205は、いずれも基板153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153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、水及び水素等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、又は窒化アルミニウム膜等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、前述の絶縁膜を2以上積層して用いてもよい。
平坦化層として機能する絶縁層214には、有機絶縁層が好適である。有機絶縁層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。また、絶縁層214を、有機絶縁層と、無機絶縁膜との積層構造にしてもよい。絶縁層214の最表層は、エッチング保護膜としての機能を有することが好ましい。これにより、導電層123及び導電層129等の加工時に、絶縁層214に凹部が形成されることを抑制することができる。又は、絶縁層214には、導電層123又は導電層129等の加工時に、凹部が設けられてもよい。
トランジスタ201及びトランジスタ205は、ゲートとして機能する導電層221、ゲート絶縁層として機能する絶縁層211、ソース及びドレインとして機能する導電層222a及び導電層222b、半導体層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、又は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、トップゲート型又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。又は、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。又は、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、又は結晶性を有する半導体(微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体)のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
トランジスタの半導体層は、金属酸化物(酸化物半導体ともいう)を有することが好ましい。つまり、本実施の形態の表示装置は、金属酸化物をチャネル形成領域に用いたトランジスタ(以下、OSトランジスタ)を用いることが好ましい。
結晶性を有する酸化物半導体としては、CAAC(c−axis−aligned crystalline)−OS、及びnc(nanocrystalline)−OS等が挙げられる。
又は、シリコンをチャネル形成領域に用いたトランジスタ(Siトランジスタ)を用いてもよい。シリコンとしては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、及び非晶質シリコン等が挙げられる。特に、半導体層に低温ポリシリコン(LTPS(Low Temperature Poly Silicon))を有するトランジスタ(以下、LTPSトランジスタともいう)を用いることができる。LTPSトランジスタは、電界効果移動度が高く、周波数特性が良好である。
LTPSトランジスタ等のSiトランジスタを適用することで、高周波数で駆動する必要のある回路(例えばソースドライバ回路)を表示部と同一基板上に作り込むことができる。これにより、表示装置に実装される外部回路を簡略化でき、部品コスト及び実装コストを削減することができる。
OSトランジスタは、非晶質シリコンを用いたトランジスタと比較して電界効果移動度が極めて高い。また、OSトランジスタは、オフ状態におけるソース−ドレイン間のリーク電流(以下、オフ電流ともいう)が著しく小さく、当該トランジスタと直列に接続された容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。また、OSトランジスタを適用することで、表示装置の消費電力を低減することができる。
また、室温下における、チャネル幅1μmあたりのOSトランジスタのオフ電流値は、1aA(1×10−18A)以下、1zA(1×10−21A)以下、又は1yA(1×10−24A)以下とすることができる。なお、室温下における、チャネル幅1μmあたりのSiトランジスタのオフ電流値は、1fA(1×10−15A)以上1pA(1×10−12A)以下である。したがって、OSトランジスタのオフ電流は、Siトランジスタのオフ電流よりも10桁程度低いともいえる。
また、画素回路に含まれる発光素子の発光輝度を高くする場合、発光素子に流す電流量を大きくする必要がある。そのためには、画素回路に含まれている駆動トランジスタのソース−ドレイン間電圧を高くする必要がある。OSトランジスタは、Siトランジスタと比較して、ソース−ドレイン間において耐圧が高いため、OSトランジスタのソース−ドレイン間には高い電圧を印加することができる。したがって、画素回路に含まれる駆動トランジスタをOSトランジスタとすることで、発光素子に流れる電流量を大きくし、発光素子の発光輝度を高くすることができる。
また、トランジスタが飽和領域で動作する場合において、OSトランジスタは、Siトランジスタよりも、ゲート−ソース間電圧の変化に対して、ソース−ドレイン間電流の変化を小さくすることができる。このため、画素回路に含まれる駆動トランジスタとしてOSトランジスタを適用することによって、ゲート−ソース間電圧の変化によって、ソース−ドレイン間に流れる電流を細かく定めることができるため、発光素子に流れる電流量を制御することができる。このため、画素回路における階調を大きくすることができる。
また、トランジスタが飽和領域で動作するときに流れる電流の飽和特性において、OSトランジスタは、ソース−ドレイン間電圧が徐々に高くなった場合においても、Siトランジスタよりも安定した電流(飽和電流)を流すことができる。そのため、OSトランジスタを駆動トランジスタとして用いることで、例えば、発光素子の電流−電圧特性にばらつきが生じた場合においても、発光素子に安定した電流を流すことができる。つまり、OSトランジスタは、飽和領域で動作する場合において、ソース−ドレイン間電圧を高くしても、ソース−ドレイン間電流がほぼ変化しないため、発光素子の発光輝度を安定させることができる。
上記のとおり、画素回路に含まれる駆動トランジスタにOSトランジスタを用いることで、「黒浮きの抑制」、「発光輝度の上昇」、「多階調化」、及び「発光素子のばらつきの抑制」等を図ることができる。
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又は複数種)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又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。又は、インジウム、スズ、及び亜鉛を含む酸化物を用いることが好ましい。又は、インジウム、ガリウム、スズ、及び亜鉛を含む酸化物を用いることが好ましい。又は、インジウム(In)、アルミニウム(Al)、及び亜鉛(Zn)を含む酸化物(IAZOとも記す)を用いることが好ましい。又は、インジウム(In)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、及び亜鉛(Zn)を含む酸化物(IAGZO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又はその近傍の組成、In:M:Zn=1:1:1.2又はその近傍の組成、In:M:Zn=2:1:3又はその近傍の組成、In:M:Zn=3:1:2又はその近傍の組成、In:M:Zn=4:2:3又はその近傍の組成、In:M:Zn=4:2:4.1又はその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:3又はその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:6又はその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:7又はその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:8又はその近傍の組成、In:M:Zn=6:1:6又はその近傍の組成、In:M:Zn=5:2:5又はその近傍の組成、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又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又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又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164が有するトランジスタと、画素部107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164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、画素部107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。
画素部107が有するトランジスタの全てをOSトランジスタとしてもよく、画素部107が有するトランジスタの全てをSiトランジスタとしてもよく、画素部107が有するトランジスタの一部をOSトランジスタとし、残りをSiトランジスタとしてもよい。
例えば、画素部107にLTPSトランジスタとOSトランジスタとの双方を用いることで、消費電力が低く、駆動能力の高い表示装置を実現することができる。また、LTPSトランジスタと、OSトランジスタと、を組み合わせる構成をLTPOと呼称する場合がある。例えば、配線間の導通、非導通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にOSトランジスタを適用し、電流を制御するトランジスタにLTPSトランジスタを適用することが好ましい。
例えば、画素部107が有するトランジスタの一は、発光素子に流れる電流を制御するためのトランジスタとして機能し、駆動トランジスタと呼ぶことができる。駆動トランジスタのソース及びドレインの一方は、発光素子の画素電極と電気的に接続される。当該駆動トランジスタには、LTPSトランジスタを用いることが好ましい。これにより、画素回路において発光素子に流れる電流を大きくできる。
一方、画素部107が有するトランジスタの他の一は、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し、選択トランジスタとも呼ぶことができる。選択トランジスタのゲートはゲート線と電気的に接続され、ソース及びドレインの一方は、信号線と電気的に接続される。選択トランジスタには、OSトランジスタを適用することが好ましい。これにより、フレーム周波数を著しく小さく(例えば1fps以下)しても、画素の階調を維持することができるため、静止画を表示する際にドライバを停止することで、消費電力を低減することができる。
このように本発明の一態様の表示装置は、高い開口率と、高い精細度と、高い表示品位と、低い消費電力と、を兼ね備えることができる。
なお、本発明の一態様の表示装置は、OSトランジスタを有し、且つMML(メタルマスクレス)構造の発光素子を有する構成である。当該構成とすることで、トランジスタに流れうるリーク電流、及び隣接する発光素子間に流れうるリーク電流(横リーク電流、サイドリーク電流等ともいう)を、極めて低くすることができる。また、上記構成とすることで、表示装置に画像を表示した場合に、観察者が画像のきれ、画像のするどさ、高い彩度、及び高いコントラスト比のいずれか一又は複数を観測できる。なお、トランジスタに流れうるリーク電流、及び発光素子間の横リーク電流が極めて低い構成とすることで、例えば黒表示時に生じうる光漏れが限りなく少ない表示とすることができる。
図19B及び図19Cに、トランジスタの他の構成例を示す。
トランジスタ209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231、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、少なくとも導電層223とチャネル形成領域231iとの間に位置する。さらに、トランジスタを覆う絶縁層218を設けてもよい。
図19Bに示すトランジスタ209では、絶縁層225が半導体層231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。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。
一方、図19Cに示すトランジスタ210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19Cに示す構造を作製できる。図19C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。
基板153の、基板152が重ならない領域には、接続部204が設けられる。接続部204では、配線165が導電層166及び接続層242を介してFPC172と電気的に接続されている。導電層166は、導電層123と同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、導電層129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166が露出している。これにより、接続部204とFPC172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152の基板153側の面には、遮光層117を設けることが好ましい。また、基板152の基板153側の面に、着色層(カラーフィルタともいう)を設けてもよい。
基板153及び基板152には、それぞれ、ガラス、石英、セラミック、サファイア、又は樹脂等を用いることができる。基板153及び基板152に可撓性を有する材料を用いると、表示装置100の可撓性を高めることができる。
接着層142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、又は嫌気型接着剤等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、及び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、例えば接着シートを用いてもよい。
接続層242としては、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)、又は異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)等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等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、及びタングステン等の金属、並びに、当該金属を主成分とする合金等が挙げられる。これらの材料を含む膜を単層で、又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等の導電性酸化物又はグラフェンを用いることができる。又は、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、及びチタン等の金属材料、又は、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。又は、該金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等を用いてもよい。なお、金属材料、又は、合金材料(又はそれらの窒化物)を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすることが好ましい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜を用いると、導電性を高めることができるため好ましい。これらは、表示装置を構成する各種配線及び電極等の導電層、及び、発光素子が有する導電層(画素電極又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、アクリル樹脂及びエポキシ樹脂等の樹脂、並びに酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、及び酸化アルミニウム等の無機絶縁材料が挙げられる。
図20は、図19Aに示す表示装置100Aの変形例であり、絶縁層126が設けられない例を示している。
ここで、図21A乃至図21Dに、導電層123及び層128とその周辺を含む領域138の断面構造を示す。
図19Aでは、層128の上面と導電層123の上面が概略一致す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。例えば、図21Aに示すように、層128の上面が導電層123の上面より高くなる場合がある。このとき、層128の上面は中心に向かって凸状に、なだらかに膨らんだ形状を有する。
また、図21Bに示すように、層128の上面が導電層123の上面より低くなる場合がある。このとき、層128の上面は中心に向かって凹状に、なだらかに窪んだ形状を有する。
また、図21Cに示すように、層128の上面が導電層123の上面より高くなる場合、導電層123に形成された凹部より、層128の上部が広がって形成される場合がある。このとき、層128の一部が、導電層123の概略平坦な領域の一部を覆って形成される場合がある。
また、図21Dに示すように、図21C示す構造において、さらに層128の上面の一部に凹部が形成される場合がある。当該凹部は、中心に向かってなだらかに窪んだ形状を有する。
本実施の形態で例示した構成例、及びそれらに対応する図面等は、少なくともその一部を他の構成例、又は図面等と適宜組み合わせることができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態、又は実施例と適宜組み合わせて実施することができる。
(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について図22乃至図32を用いて説明する。
本実施の形態の表示装置は、高精細な表示装置とすることができる。したがって、本実施の形態の表示装置は、例えば、腕時計型、及び、ブレスレット型等の情報端末機(ウェアラブル機器)の表示部、並びに、ヘッドマウントディスプレイ等のVR向け機器、及び、メガネ型のAR向け機器等の頭部に装着可能なウェアラブル機器の表示部に用いることができる。
[表示モジュール]
図22A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。
表示モジュール280は、基板291及び基板292を有する。表示モジュール280は、表示部281を有する。表示部281は、表示モジュール280における画像を表示する領域であり、後述する画素部284に設けられる各画素からの光を視認できる領域である。
図22Bに、基板291側の構成を模式的に示した斜視図を示している。基板291上には、回路部282と、回路部282上の画素回路部283と、画素回路部283上の画素部284と、が積層されている。また、基板291上の画素部284と重ならない部分に、FPC290と接続するための端子部285が設けられる。端子部285と回路部282とは、複数の配線により構成される配線部286により電気的に接続されている。
画素部284は、周期的に配列した複数の画素284aを有する。図22Bの右側に、1つの画素284aの拡大図を示している。画素284aは、赤色の光を呈する副画素110R、緑色の光を呈する副画素110G、及び、青色の光を呈する副画素110Bがこの順で並んでいる。画素部284に適用可能な画素レイアウトに関しては、実施の形態1、又は実施の形態2を参酌することができる。
画素回路部283は、周期的に配列した複数の画素回路283aを有する。
1つの画素回路283aは、1つの画素284aが有する3つの発光素子の発光を制御する回路である。1つの画素回路283aは、1つの発光素子の発光を制御する回路が3つ設けられる構成としてもよい。例えば、画素回路283aは、1つの発光素子につき、1つの選択トランジスタと、1つの電流制御用トランジスタ(駆動トランジスタ)と、容量と、を少なくとも有する構成とすることができる。このとき、選択トランジスタのゲートにはゲート信号が、ソース又はドレインにはビデオ信号が、それぞれ入力される。これにより、アクティブマトリクス型の表示装置が実現されている。
回路部282は、画素回路部283の各画素回路283aを駆動する回路を有する。例えば、ゲート線駆動回路、及び、ソース線駆動回路の一方又は双方を有することが好ましい。このほか、演算回路、メモリ回路、及び電源回路等の少なくとも1つを有していてもよい。
FPC290は、外部から回路部282にビデオ信号又は電源電位等を供給するための配線として機能する。また、FPC290上にICが実装されていてもよい。
表示モジュール280は、画素部284の下側に画素回路部283及び回路部282の一方又は双方が積層された構成とすることができるため、表示部281の開口率(有効表示面積比)を極めて高くすることができる。例えば表示部281の開口率は、40%以上100%未満、好ましくは50%以上95%以下、より好ましくは60%以上95%以下とすることができる。また、画素284aを極めて高密度に配置することが可能で、表示部281の精細度を極めて高くすることができる。例えば、表示部281には、2000ppi以上、好ましくは3000ppi以上、より好ましくは5000ppi以上、さらに好ましくは6000ppi以上であって、20000ppi以下、又は30000ppi以下の精細度で、画素284aが配置されることが好ましい。
このような表示モジュール280は、極めて高精細であることから、ヘッドマウントディスプレイ等のVR向け機器、又はメガネ型のAR向け機器に好適に用いることができる。例えば、レンズを通して表示モジュール280の表示部を視認する構成の場合であっても、表示モジュール280は極めて高精細な表示部281を有するためにレンズで表示部を拡大しても画素が視認されず、没入感の高い表示を行うことができる。また、表示モジュール280はこれに限られず、比較的小型の表示部を有する電子機器に好適に用いることができる。例えば腕時計等の装着型の電子機器の表示部に好適に用いることができる。
[表示装置100C]
図23に示す表示装置100Cは、基板301、発光素子130、容量240、及びトランジスタ310等を有する。
基板301は、図22A及び図22Bにおける基板291に相当する。
トランジスタ310は、基板301にチャネル形成領域を有するトランジスタである。基板301としては、例えば単結晶シリコン基板等の半導体基板を用いることができる。トランジスタ310は、基板301の一部、導電層311、低抵抗領域312、絶縁層313、及び、絶縁層314を有する。導電層311は、ゲート電極として機能する。絶縁層313は、基板301と導電層311の間に位置し、ゲート絶縁層として機能する。低抵抗領域312は、基板301に不純物がドープされた領域であり、ソース又はドレインとして機能する。絶縁層314は、導電層311の側面を覆って設けられる。
また、基板301に埋め込まれるように、隣接する2つのトランジスタ310の間に素子分離層315が設けられる。
また、トランジスタ310を覆って絶縁層261が設けられ、絶縁層261上に容量240が設けられる。
容量240は、導電層241と、導電層245と、これらの間に位置する絶縁層243を有する。導電層241は容量240の一方の電極として機能し、導電層245は容量240の他方の電極として機能し、絶縁層243は容量240の誘電体として機能する。
導電層241は絶縁層261上に設けられ、絶縁層254に埋め込まれている。導電層241は、絶縁層261に埋め込まれたプラグ271によってトランジスタ310のソース又はドレインの一方と電気的に接続されている。絶縁層243は導電層241を覆って設けられる。導電層245は、絶縁層243を介して導電層241と重なる領域に設けられる。
容量240を覆って、絶縁層255が設けられ、絶縁層255上に絶縁層105が設けられる。
絶縁層255としては、それぞれ、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、及び窒化酸化絶縁膜等の各種無機絶縁膜を好適に用いることができる。絶縁層255としては、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等の酸化絶縁膜又は酸化窒化絶縁膜を用いることが好ましい。本実施の形態では、絶縁層105に凹部が設けられる例を示すが、絶縁層105に凹部が設けられていなくてもよい。
絶縁層105上に発光素子130が設けられる。本実施の形態では、発光素子130が、図2Aに示す積層構造を有する例を示す。
EL層112の一部を覆うように保護層146が設けられる。また、保護層146の上面と側面、及びEL層112の側面を覆うように絶縁層125が設けられる。さらに、絶縁層125上には絶縁層126が設けられる。EL層112上、及び絶縁層126上に共通層114が設けられ、共通層114上に共通電極115が設けられる。共通層114及び共通電極115は、それぞれ、複数の発光素子130に共通して設けられるひとつなぎの膜である。
発光素子130の画素電極111は、絶縁層243、絶縁層255、及び絶縁層105に埋め込まれたプラグ256、絶縁層254に埋め込まれた導電層241、及び、絶縁層261に埋め込まれたプラグ271によってトランジスタ310のソース又はドレインの一方と電気的に接続されている。絶縁層105の上面の高さと、プラグ256の上面の高さは、一致又は概略一致している。プラグには各種導電材料を用いることができる。
また、発光素子130上には保護層121が設けられる。保護層121上には、樹脂層122によって基板120が貼り合わされている。基板120は、図22Aにおける基板292に相当する。
樹脂層122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、又は嫌気型接着剤等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、及び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、例えば接着シートを用いてもよい。
画素電極111のそれぞれの上面端部は、絶縁層によって覆われていない。そのため、隣り合う発光素子の距離を極めて狭くすることができる。したがって、高精細、又は、高解像度の表示装置とすることができる。
図24は、図23に示す表示装置100Cの変形例であり、絶縁層126が設けられない例を示している。
[表示装置100D]
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、以降の表示装置の説明においては、先に説明した表示装置と同様の部分については説明を省略することがある。
トランジスタ320は、チャネルが形成される半導体層に、金属酸化物が適用されたトランジスタ(OSトランジスタ)である。
トランジスタ320は、半導体層321、絶縁層323、導電層324、一対の導電層325、絶縁層326、及び、導電層327を有する。
基板331は、図22A及び図22Bにおける基板291に相当する。基板331としては、絶縁性基板又は半導体基板を用いることができる。
基板331上に、絶縁層332が設けられる。絶縁層332は、基板331から水又は水素等の不純物がトランジスタ320に拡散すること、及び半導体層321から絶縁層332側に酸素が脱離することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層332としては、例えば酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、窒化シリコン膜等の、酸化シリコン膜よりも水素又は酸素が拡散しにくい膜を用いることができる。
絶縁層332上に導電層327が設けられ、導電層327を覆って絶縁層326が設けられる。導電層327は、トランジスタ320の第1のゲート電極として機能し、絶縁層326の一部は、第1のゲート絶縁層として機能する。絶縁層326の少なくとも半導体層321と接する部分には、酸化シリコン膜等の酸化物絶縁膜を用いることが好ましい。絶縁層326の上面は、平坦化されていることが好ましい。
半導体層321は、絶縁層326上に設けられる。半導体層321は、半導体特性を有する金属酸化物膜を有することが好ましい。
一対の導電層325は、半導体層321上に接して設けられ、ソース電極及びドレイン電極として機能する。
また、一対の導電層325の上面及び側面、並びに半導体層321の側面等を覆って絶縁層328が設けられ、絶縁層328上に絶縁層264が設けられる。絶縁層328は、半導体層321に絶縁層264等から水又は水素等の不純物が拡散すること、及び半導体層321から酸素が脱離することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層328としては、上記絶縁層332と同様の絶縁膜を用いることができる。
絶縁層328及び絶縁層264に、半導体層321に達する開口が設けられる。当該開口の内部において、絶縁層264、絶縁層328、及び導電層325の側面、並びに半導体層321の上面に接する絶縁層323と、導電層324とが埋め込まれている。導電層324は、第2のゲート電極として機能し、絶縁層323は第2のゲート絶縁層として機能する。
導電層324の上面、絶縁層323の上面、及び絶縁層264の上面は、それぞれ高さが一致又は概略一致するように平坦化処理され、これらを覆って絶縁層329及び絶縁層265が設けられる。
絶縁層264及び絶縁層265は、層間絶縁層として機能する。絶縁層329は、トランジスタ320に例えば絶縁層265から水又は水素等の不純物が拡散することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層329としては、上記絶縁層328及び絶縁層332と同様の絶縁膜を用いることができる。
一対の導電層325の一方と電気的に接続するプラグ274は、絶縁層265、絶縁層329、絶縁層264、及び絶縁層328に埋め込まれるように設けられる。ここで、プラグ274は、絶縁層265、絶縁層329、絶縁層264、及び絶縁層328のそれぞれの開口の側面、及び導電層325の上面の一部を覆う導電層274aと、導電層274aの上面に接する導電層274bとを有することが好ましい。このとき、導電層274aとして、水素及び酸素が拡散しにくい導電材料を用いることが好ましい。
表示装置100Dにおける、絶縁層254から基板120までの構成は、表示装置100Cと同様である。
図26は、図25に示す表示装置100Dの変形例であり、絶縁層126が設けられない例を示している。
[表示装置100E]
図27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。
トランジスタ310を覆って絶縁層261が設けられ、絶縁層261上に導電層251が設けられる。また導電層251を覆って絶縁層262が設けられ、絶縁層262上に導電層252が設けられる。導電層251及び導電層252は、それぞれ配線として機能する。また、導電層252を覆って絶縁層263及び絶縁層332が設けられ、絶縁層332上にトランジスタ320が設けられる。また、トランジスタ320を覆って絶縁層265が設けられ、絶縁層265上に容量240が設けられる。容量240とトランジスタ320とは、プラグ274により電気的に接続されている。
トランジスタ320は、画素回路を構成するトランジスタとして用いることができる。また、トランジスタ310は、画素回路を構成するトランジスタ、又は当該画素回路を駆動するための駆動回路(ゲート線駆動回路、又はソース線駆動回路)を構成するトランジスタとして用いることができる。また、トランジスタ310及びトランジスタ320は、演算回路又は記憶回路等の各種回路を構成するトランジスタとして用いることができる。
このような構成とすることで、発光素子の直下に画素回路だけでなく例えば駆動回路を形成することができるため、表示領域の周辺に駆動回路を設ける場合に比べて、表示装置を小型化することが可能となる。
図28は、図27に示す表示装置100Eの変形例であり、絶縁層126が設けられない例を示している。
[表示装置100F]
図29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。
表示装置100Fは、トランジスタ310B、容量240、及び発光素子が設けられた基板301Bと、トランジスタ310Aが設けられた基板301Aとが、貼り合された構成を有する。
ここで、基板301Bの下面に絶縁層345を設けることが好ましい。また、基板301A上に設けられた絶縁層261の上に絶縁層346を設けることが好ましい。絶縁層345、及び絶縁層346は、保護層として機能する絶縁層であり、基板301B及び基板301Aに不純物が拡散するのを抑制することができる。絶縁層345、及び絶縁層346としては、保護層121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。
基板301Bには、基板301B及び絶縁層345を貫通するプラグ343が設けられる。ここで、プラグ343の側面を覆って絶縁層344を設けることが好ましい。絶縁層344は、保護層として機能する絶縁層であり、基板301Bに不純物が拡散するのを抑制することができる。絶縁層344としては、保護層121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。
また、基板301Bの裏面(基板301A側の表面)側、絶縁層345の下に、導電層342が設けられる。導電層342は、絶縁層335に埋め込まれるように設けられることが好ましい。また、導電層342と絶縁層335の下面は平坦化されていることが好ましい。ここで、導電層342はプラグ343と電気的に接続されている。
一方、基板301Aには、絶縁層346上に導電層341が設けられる。導電層341は、絶縁層336に埋め込まれるように設けられることが好ましい。また、導電層341と絶縁層336の上面は平坦化されていることが好ましい。
導電層341と、導電層342とが接合されることで、基板301Aと基板301Bとが電気的に接続される。ここで、導電層342と絶縁層335で形成される面と、導電層341と絶縁層336で形成される面の平坦性を向上させておくことで、導電層341と導電層342の貼り合わせを良好にすることができる。
導電層341及び導電層342としては、同じ導電材料を用いることが好ましい。例えば、Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo、及びWから選ばれた元素を含む金属膜、又は前述した元素を成分とする金属窒化物膜(窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、又は窒化タングステン膜)等を用いることができる。特に、導電層341及び導電層342に、銅を用いることが好ましい。これにより、Cu−Cu(カッパー・カッパー)直接接合技術(Cu(銅)のパッド同士を接続することで電気的導通を図る技術)を適用することができる。
図30は、図29に示す表示装置100Fの変形例であり、絶縁層126が設けられない例を示している。
[表示装置100G]
図29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31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。
図31に示すように、導電層341と導電層342の間にバンプ347を設けることで、導電層341と導電層342を電気的に接続することができる。バンプ347は、例えば、金(Au)、ニッケル(Ni)、インジウム(In)、又は錫(Sn)等を含む導電性材料を用いて形成することができる。また例えば、バンプ347として半田を用いる場合がある。また、絶縁層345と絶縁層346の間に、接着層348を設けてもよい。また、バンプ347を設ける場合、絶縁層335及び絶縁層336を設けない構成にしてもよい。
図32は、図31に示す表示装置100Gの変形例であり、絶縁層126が設けられない例を示している。
本実施の形態で例示した構成例、及びそれらに対応する図面等は、少なくともその一部を他の構成例、又は図面等と適宜組み合わせることができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態、又は実施例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、本発明の一態様の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。
図33Aに示すように、発光素子は、一対の電極(下部電極772、上部電極788)の間に、EL層786を有する。EL層786は、層4420、発光層4411、及び層4430等の複数の層で構成することができる。層4420は、例えば電子注入性の高い物質を含む層(電子注入層)及び電子輸送性の高い物質を含む層(電子輸送層)等を有することができる。発光層4411は、例えば発光性の化合物を有する。層4430は、例えば正孔注入性の高い物質を含む層(正孔注入層)及び正孔輸送性の高い物質を含む層(正孔輸送層)を有することができる。
一対の電極間に設けられた層4420、発光層4411及び層4430を有する構成は単一の発光ユニットとして機能することができ、本明細書では図33Aの構成をシングル構造と呼ぶ。
また、図33Bは、図33Aに示す発光素子が有するEL層786の変形例である。具体的には、図33Bに示す発光素子は、下部電極772上の層4431と、層4431上の層4432と、層4432上の発光層4411と、発光層4411上の層4421と、層4421上の層4422と、層4422上の上部電極788と、を有する。例えば、下部電極772を陽極とし、上部電極788を陰極とした場合、層4431が正孔注入層として機能し、層4432が正孔輸送層として機能し、層4421が電子輸送層として機能し、層4422が電子注入層として機能する。又は、下部電極772を陰極とし、上部電極788を陽極とした場合、層4431が電子注入層として機能し、層4432が電子輸送層として機能し、層4421が正孔輸送層として機能し、層4422が正孔注入層として機能する。このような層構造とすることで、発光層4411に効率よくキャリアを注入し、発光層4411内におけるキャリアの再結合の効率を高めることが可能となる。
なお、図33C、図33Dに示すように層4420と層4430との間に複数の発光層(発光層4411、発光層4412、及び発光層4413)が設けられる構成もシングル構造のバリエーションである。
また、図33E、図33Fに示すように、複数の発光ユニット(EL層786a、EL層786b)が電荷発生層4440を介して直列に接続された構成を本明細書ではタンデム構造と呼ぶ。なお、タンデム構造をスタック構造と呼んでもよい。なお、タンデム構造とすることで、高輝度発光が可能な発光素子とすることができる。
図33C、図33Dにおいて、発光層4411、発光層4412、及び発光層4413に、同じ色の光を発する発光材料、さらには、同じ発光材料を用いてもよい。例えば、発光層4411、発光層4412、及び発光層4413に、青色の光を発する発光材料を用いてもよい。図33Dに示す層785として、色変換層を設けてもよい。
また、発光層4411、発光層4412、及び発光層4413に、それぞれ異なる色の光を発する発光材料を用いてもよい。発光層4411、発光層4412、及び発光層4413がそれぞれ発する光が補色の関係である場合、白色発光が得られる。図33Dに示す層785として、カラーフィルタ(着色層ともいう)を設けてもよい。白色光がカラーフィルタを透過することで、所望の色の光を得ることができる。
また、図33E、図33Fにおいて、発光層4411と、発光層4412とに、同じ色の光を発する発光材料、さらには、同じ発光材料を用いてもよい。又は、発光層4411と、発光層4412とに、異なる色の光を発する発光材料を用いてもよい。発光層4411が発する光と、発光層4412が発する光が補色の関係である場合、白色発光が得られる。図33Fには、さらに層785を設ける例を示している。層785としては、色変換層及びカラーフィルタ(着色層)の一方又は双方を用いることができる。
なお、図33C、図33D、図33E、図33Fにおいても、図33Bに示すように、層4420と、層4430とは、2層以上の層からなる積層構造としてもよい。
発光素子ごとに、発光色(例えば、青(B)、緑(G)、及び赤(R))を作り分ける構造をSBS(Side By Side)構造と呼ぶ場合がある。
発光素子の発光色は、EL層786を構成する材料によって、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、黄又は白等とすることができる。また、発光素子にマイクロキャビティ構造を付与することにより色純度をさらに高めることができる。
白色の光を発する発光素子は、発光層に2種類以上の発光物質を含む構成とすることが好ましい。白色発光を得るには、2以上の発光物質の各々の発光が補色の関係となるような発光物質を選択すればよい。例えば、第1の発光層の発光色と第2の発光層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることができる。また、発光層を3つ以上有する発光素子の場合も同様である。
発光層には、R(赤)、G(緑)、B(青)、Y(黄)、又はO(橙)等の発光を示す発光物質を2種類以上含むことが好ましい。
本実施の形態で例示した構成例、及びそれらに対応する図面等は、少なくともその一部を他の構成例、又は図面等と適宜組み合わせることができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態、又は実施例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34乃至図37を用いて説明する。
本実施の形態の電子機器は、表示部に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、高精細化及び高解像度化が容易である。また、本発明の一態様の表示装置は、信頼性が高い。したがって、様々な電子機器の表示部に用いることができる。
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型若しくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用等のモニタ、デジタルサイネージ、パチンコ機等の大型ゲーム機等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、等が挙げられる。
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、腕時計型及びブレスレット型の情報端末機(ウェアラブル機器)、並びに、ヘッドマウントディスプレイ等のVR向け機器、メガネ型のAR向け機器、及び、MR向け機器等、頭部に装着可能なウェアラブル機器等が挙げられる。
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)、4K(画素数3840×2160)、8K(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4K、8K、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、100ppi以上が好ましく、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及び高い精細度の一方又は双方を有する表示装置を用いることで、携帯型又は家庭用途等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等をより高めることが可能となる。また、本発明の一態様の表示装置の画面比率(アスペクト比)については、特に限定はない。例えば、表示装置は、1:1(正方形)、4:3、16:9、及び16:10等様々な画面比率に対応することができる。
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、におい又は赤外線を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、テキスト画像等)を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻等を表示する機能、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又はデータを読み出す機能等を有することができる。
図34A乃至図34Dを用いて、頭部に装着可能なウェアラブル機器の一例を説明する。これらウェアラブル機器は、ARのコンテンツを表示する機能、及びVRのコンテンツを表示する機能の一方又は双方を有する。なお、これらウェアラブル機器は、AR、VRの他に、SR又はMRのコンテンツを表示する機能を有していてもよい。電子機器が、AR、VR、SR、又はMR等のコンテンツを表示する機能を有することで、使用者の没入感を高めることが可能となる。
図34Aに示す電子機器700A、及び、図34Bに示す電子機器700Bは、それぞれ、一対の表示パネル751と、一対の筐体721と、通信部(図示しない)と、一対の装着部723と、制御部(図示しない)と、撮像部(図示しない)と、一対の光学部材753と、フレーム757と、一対の鼻パッド758と、を有する。
表示パネル751には、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。したがって極めて精細度の高い表示が可能な電子機器とすることができる。
電子機器700A、及び、電子機器700Bは、それぞれ、光学部材753の表示領域756に、表示パネル751で表示した画像を投影することができる。光学部材753は透光性を有するため、使用者は光学部材753を通して視認される透過像に重ねて、表示領域に表示された画像を見ることができる。したがって、電子機器700A、及び、電子機器700Bは、それぞれ、AR表示が可能な電子機器である。
電子機器700A、及び、電子機器700Bには、撮像部として、前方を撮像することのできるカメラが設けられていてもよい。また、電子機器700A、及び、電子機器700Bは、それぞれ、ジャイロセンサ等の加速度センサを備えることで、使用者の頭部の向きを検知して、その向きに応じた画像を表示領域756に表示することもできる。
通信部は無線通信機を有し、当該無線通信機により例えば映像信号を供給することができる。なお、無線通信機に代えて、又は無線通信機に加えて、映像信号及び電源電位が供給されるケーブルを接続可能なコネクタを備えていてもよい。
また、電子機器700A、及び、電子機器700Bには、バッテリが設けられており、無線及び有線の一方又は双方によって充電することができる。
筐体721には、タッチセンサモジュールが設けられていてもよい。タッチセンサモジュールは、筐体721の外側の面がタッチされることを検出する機能を有する。タッチセンサモジュールにより、使用者のタップ操作又はスライド操作等を検出し、様々な処理を実行することができる。例えば、タップ操作によって動画の一時停止又は再開等の処理を実行することが可能となり、スライド操作により、早送り又は早戻しの処理を実行すること等が可能となる。また、2つの筐体721のそれぞれにタッチセンサモジュールを設けることで、操作の幅を広げることができる。
タッチセンサモジュールとしては、様々なタッチセンサを適用することができる。例えば、静電容量方式、抵抗膜方式、赤外線方式、電磁誘導方式、表面弾性波方式、又は光学方式等、種々の方式を採用することができる。特に、静電容量方式又は光学方式のセンサを、タッチセンサモジュールに適用することが好ましい。
光学方式のタッチセンサを用いる場合には、受光デバイス(受光素子ともいう)として、光電変換デバイス(光電変換素子ともいう)を用いることができる。光電変換デバイスの活性層には、無機半導体及び有機半導体の一方又は双方を用いることができる。
図34Cに示す電子機器800A、及び、図34Dに示す電子機器800Bは、それぞれ、一対の表示部820と、筐体821と、通信部822と、一対の装着部823と、制御部824と、一対の撮像部825と、一対のレンズ832と、を有する。
表示部820には、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。したがって極めて精細度の高い表示が可能な電子機器とすることができる。これにより、使用者に高い没入感を感じさせることができる。
表示部820は、筐体821の内部の、レンズ832を通して視認できる位置に設けられる。また、一対の表示部820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もできる。
電子機器800A、及び、電子機器800Bは、それぞれ、VR向けの電子機器ということができる。電子機器800A又は電子機器800Bを装着した使用者は、レンズ832を通して、表示部820に表示される画像を視認することができる。
電子機器800A、及び、電子機器800Bは、それぞれ、レンズ832及び表示部820が、使用者の目の位置に応じて最適な位置となるように、これらの左右の位置を調整可能な機構を有していることが好ましい。また、レンズ832と表示部820との距離を変えることで、ピントを調整する機構を有していることが好ましい。
装着部823により、使用者は電子機器800A又は電子機器800Bを頭部に装着することができる。なお、例えば図34Cにおいては、メガネのつる(ジョイント、又はテンプル等ともいう)のような形状として例示しているがこれに限定されない。装着部823は、使用者が装着できればよく、例えば、ヘルメット型又はバンド型の形状としてもよい。
撮像部825は、外部の情報を取得する機能を有する。撮像部825が取得したデータは、表示部820に出力することができる。撮像部825には、イメージセンサを用いることができる。また、望遠、及び広角等の複数の画角に対応可能なように複数のカメラを設けてもよい。
なお、ここでは撮像部825を有する例を示したが、対象物の距離を測定することのできる測距センサ(以下、検知部ともよぶ)を設ければよい。すなわち、撮像部825は、検知部の一態様である。検知部としては、例えばイメージセンサ、又は、ライダー(LIDAR:Light Detection and Ranging)等の距離画像センサを用いることができる。カメラによって得られた画像と、距離画像センサによって得られた画像とを用いることにより、より多くの情報を取得し、より高精度なジェスチャー操作を可能とすることができる。
電子機器800A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てもよい。例えば、表示部820、筐体821、及び装着部823のいずれか一又は複数に、当該振動機構を有する構成を適用することができる。これにより、別途、ヘッドフォン、イヤフォン、又はスピーカ等の音響機器を必要とせず、電子機器800Aを装着しただけで映像と音声を楽しむことができる。
電子機器800A、及び、電子機器800Bは、それぞれ、入力端子を有していてもよい。入力端子には映像出力機器等からの映像信号、及び、電子機器内に設けられるバッテリを充電するための電力等を供給するケーブルを接続することができる。
本発明の一態様の電子機器は、イヤフォン750と無線通信を行う機能を有していてもよい。イヤフォン750は、通信部(図示しない)を有し、無線通信機能を有する。イヤフォン750は、無線通信機能により、電子機器から情報(例えば音声データ)を受信することができる。例えば、図34Aに示す電子機器700Aは、無線通信機能によって、イヤフォン750に情報を送信する機能を有する。また、例えば、図34Cに示す電子機器800Aは、無線通信機能によって、イヤフォン750に情報を送信する機能を有する。
また、電子機器がイヤフォン部を有していてもよい。図34Bに示す電子機器700Bは、イヤフォン部727を有する。例えば、イヤフォン部727と制御部とは、互いに有線接続されている構成とすることができる。イヤフォン部727と制御部とをつなぐ配線の一部は、筐体721又は装着部723の内部に配置されていてもよい。
同様に、図34Dに示す電子機器800Bは、イヤフォン部827を有する。例えば、イヤフォン部827と制御部824とは、互いに有線接続されている構成とすることができる。イヤフォン部827と制御部824とをつなぐ配線の一部は、筐体821又は装着部823の内部に配置されていてもよい。また、イヤフォン部827と装着部823とがマグネットを有していてもよい。これにより、イヤフォン部827を装着部823に磁力によって固定することができ、収納が容易となり好ましい。
なお、電子機器は、イヤフォン又はヘッドフォン等を接続することができる音声出力端子を有していてもよい。また、電子機器は、音声入力端子及び音声入力機構の一方又は双方を有していてもよい。音声入力機構としては、例えば、マイク等の集音装置を用いることができる。電子機器が音声入力機構を有することで、電子機器に、いわゆるヘッドセットとしての機能を付与してもよい。
このように、本発明の一態様の電子機器としては、メガネ型(電子機器700A、及び、電子機器700B等)と、ゴーグル型(電子機器800A、及び、電子機器800B等)と、のどちらも好適である。
また、本発明の一態様の電子機器は、有線又は無線によって、イヤフォンに情報を送信することができる。
図35A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35B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、及びバッテリ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35C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35C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。又は、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が備える操作キー又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、受信機及びモデム等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又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)又は双方向(送信者と受信者間、あるいは受信者同士等)の情報通信を行うことも可能である。
図35D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、及び外部接続ポート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35E及び図35Fに、デジタルサイネージの一例を示す。
図35E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、又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35F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35E及び図35F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に画像又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、路線情報若しくは交通情報等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35E及び図35Fに示すように、デジタルサイネージ7300又はデジタルサイネージ7400は、使用者が所持するスマートフォン等の情報端末機7311又は情報端末機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又は情報端末機7411の画面に表示させることができる。また、情報端末機7311又は情報端末機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又はデジタルサイネージ7400に、情報端末機7311又は情報端末機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、不特定多数の使用者が同時にゲームに参加し、楽しむことができる。
図36A乃至図36G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、又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、におい又は赤外線を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36A乃至図36G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、テキスト画像等)を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻等を表示する機能、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又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、静止画又は動画を撮影し、記録媒体(外部又はカメラに内蔵)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。
図36A乃至図36Gに示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図36A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、及びセンサ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36A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、電話等の着信の通知、電子メール又はSNS等の題名、送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、及び電波強度等がある。又は、情報9051が表示されている位置にはアイコン9050等を表示してもよい。
図36B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36Cは、タブレット端末9103を示す斜視図である。タブレット端末9103は、一例として、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲーム等の種々のアプリケーションの実行が可能である。タブレット端末9103は、筐体9000の正面に表示部9001、カメラ9002、マイクロフォン9008、スピーカ9003を有し、筐体9000の左側面には操作用のボタンとしての操作キー9005、底面には接続端子9006を有する。
図36D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は、例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、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36E乃至図36G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36Eは携帯情報端末9201を展開した状態、図36Gは折り畳んだ状態、図36Fは図36Eと図36G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。
図37Aに示すパーソナルコンピュータ2800は、筐体2801、筐体2802、表示部2803、キーボード2804、及びポインティングデバイス2805等を有する。筐体2801の内側に二次電池2807を備え、筐体2802の内側に二次電池2806を備える。表示部2803は、本発明の一態様の表示装置が適用されており、タッチパネル機能を有する。パーソナルコンピュータ2800は、図37Bに示すように筐体2801と筐体2802を取り外し、筐体2802のみでタブレット端末として使用することができる。
図37Cに示すパーソナルコンピュータの変形例では、表示部2803にフレキシブルディスプレイが適用されている。二次電池2806は、外装体に可撓性を有するフィルムを用いることにより、曲げることが可能な二次電池とすることができる。これにより、図37Cに示すように、筐体2802、表示部2803、及び、二次電池2806を折り曲げて使用することができる。このとき、図37Cに示すように、表示部2803の一部をキーボードとして使用することもできる。
また、図37Dに示すように表示部2803が内側になるように筐体2802を折り畳むこと、又は、図37Eに示すように表示部2803が外側になるように筐体2802を折り畳むこともできる。
図37Fは、車両のハンドルを示す斜視図である。ハンドル41は、リム42、ハブ43、スポーク44、及び、シャフト45等を有する。ハブ43の表面には、表示部20が設けられる。3つのスポーク44のうち、下側に位置するスポーク44に受発光部20bが、左側に位置するスポーク44に複数の受発光部20cが、右側に位置するスポーク44に複数の受発光部20dが、それぞれ設けられる。手35の指を受発光部20bにかざすことで、運転者の指紋の情報を取得し、当該情報を用いて認証を行うことができる。また、受発光部20c及び受発光部20d等をタッチすることで、車両が有するナビゲーションシステム、オーディオシステム、及び、通話システム等を操作することができる。また、ルームミラーの調整、サイドミラーの調整、車内照明のオン、オフ操作及び輝度調整、並びに、ウィンドウの開閉操作等、様々な操作が可能である。
本実施の形態で例示した構成例、及びそれらに対応する図面等は、少なくともその一部を他の構成例、又は図面等と適宜組み合わせることができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態、又は実施例と適宜組み合わせて実施することができる。
本実施例では、実施の形態1に示すEL層112R、及びEL層112Gを有するサンプルを作製した結果について説明する。
本実施例では、図9A乃至図9D1に示す工程を経て、図10Aに示す画素電極111R、画素電極111G、EL層112R、EL層112G、犠牲層145Ra、犠牲層145Ga、犠牲層145Rb、及び犠牲層145Gbを有するサンプルを作製した。ここで、画素電極111R、及び画素電極111Gは、チタンの層と、アルミニウムの層と、チタンの層と、シリコンを含むインジウム錫酸化物の層と、が下からこの順で積層された構成とした。また、EL層112RとなるEL膜112Rfの狙い膜厚は120nmとし、EL層112GとなるEL膜112Gfの狙い膜厚は95nmとした。また、犠牲層145Ra、及び犠牲層145Gaは、ALD法で形成した酸化アルミニウムとした。さらに、犠牲層145Rb、及び犠牲層145Gbは、スパッタリング法で形成したタングステンとした。
図38Aは、作製したサンプル断面のSTEM(Scanning Transmission Electron Microscope)像である。図38Bは、図38Aに示す領域401の拡大図である。図38Bに示すように、EL層112RとEL層112Gの間の領域に犠牲層145a、及び犠牲層145bは残存しないことが確認された。よって、本発明の一態様の表示装置の作製方法により、信頼性が高い表示装置を作製できることが示唆された。
本実施例は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態、又は実施例と適宜組み合わせて実施することができる。
本実施例では、本発明の一態様の表示装置を有する表示パネルを作製し、表示を行った結果について説明する。
本実施例では、図3Cに示す構成の表示装置を有する表示パネルを作製した。作製した表示パネルの仕様を表1に示す。ここで、“H”は水平方向を表し、例えば図1に示すX方向に対応する。また、“V”は垂直方向を表し、例えば図1に示すY方向に対応する。さらに、“L”はチャネル長を示し、“W”はチャネル幅を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
図39は、作製した表示パネルが有する画素の構成を示す平面図である。図39には、赤色の副画素R、緑色の副画素G、及び青色の副画素Bの、X方向の長さ、及びY方向の長さを示している。
図40は、副画素R、副画素G、及び副画素Bの光学顕微鏡写真である。図40に示すように、Sストライプ配列の画素を作製できていることが確認された。
図41は、作製した表示パネルの表示写真である。メタルマスクを用いない塗分け方式によって、極めて高い精細度の画像を表示できることが確認された。ここで、図41はフルカラーの画像である。
図42は、作製した表示パネルによる表示結果を示すグラフであり、規格化輝度の経時変化を示すグラフである。本実施例では、3フレーム分の表示を行い、フレーム1、及びフレーム3では白色表示を行った。また、フレーム2では黒色表示を行った。規格化輝度は、3フレーム分の表示における最大輝度を1とした。
図42に示すように、黒色表示では、白色表示と比較してほとんど発光が確認されず、黒色表示時の光漏れが極めて小さいことが確認された。
また、本実施例では、作製した表示パネルについて、スペクトル測定を行った。測定は、表示パネルの全画素を赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)でそれぞれ表示させた状態で、分光放射輝度の波長依存性を測定した。具体的には、赤色は42.8cd/m、及び0.35cd/mで、緑色は147cd/m、及び0.85cd/mで、青色は19.9cd/m、及び0.18cd/mの輝度で表示させた。
図43は、規格化分光放射輝度の波長依存性の測定結果を示すグラフである。規格化分光放射輝度は、それぞれのスペクトルにおける最大輝度を1とした。
図43に示すように、R、G、Bのいずれも、半値幅が小さく、各色のスペクトルの重なりがほとんど見られないことが確認された。また、R、G、Bのいずれも、スペクトルは輝度にほとんど依存しないことが確認された。
本実施例は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態、又は実施例と適宜組み合わせて実施することができる。
20b:受発光部、20c:受発光部、20d:受発光部、20:表示部、35:手、41:ハンドル、42:リム、43:ハブ、44:スポーク、45:シャフト、100A:表示装置、100C:表示装置、100D:表示装置、100E:表示装置、100F:表示装置、100G:表示装置、100:表示装置、101:絶縁層、102a:導電層、102b:導電層、103:絶縁層、104:絶縁層、105:絶縁層、106:プラグ、107:画素部、108:画素、110B:副画素、110G:副画素、110R:副画素、110W:副画素、110:副画素、111B:画素電極、111G:画素電極、111R:画素電極、111:画素電極、112B:EL層、112Bf:EL膜、112f:EL膜、112G:EL層、112Gf:EL膜、112R:EL層、112Rf:EL膜、112:EL層、113:接続電極、114:共通層、115:共通電極、117:遮光層、120:基板、121:保護層、122:樹脂層、123:導電層、124a:画素、124b:画素、125f:絶縁膜、125:絶縁層、126:絶縁層、127f:保護膜、127:保護層、128:層、129:導電層、130B:発光素子、130G:発光素子、130R:発光素子、130:発光素子、131a:領域、131b:領域、132:領域、133:上端部、134:上端部、138:領域、140:接続部、141:領域、142:接着層、143a:レジストマスク、143b:レジストマスク、143c:レジストマスク、143:レジストマスク、144a:犠牲膜、144b:犠牲膜、144Ba:犠牲膜、144Bb:犠牲膜、144Ga:犠牲膜、144Gb:犠牲膜、144Ra:犠牲膜、144Rb:犠牲膜、144:犠牲膜、145a:犠牲層、145b:犠牲層、145Ba:犠牲層、145Bb:犠牲層、145G:犠牲層、145Ga:犠牲層、145Gb:犠牲層、145R:犠牲層、145Ra:犠牲層、145Rb:犠牲層、145:犠牲層、146:保護層、147:レジストマスク、151:保護層、152:基板、153:基板、164:回路、165:配線、166:導電層、172:FPC、173:IC、201: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、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、231i:チャネル形成領域、231n:低抵抗領域、231:半導体層、240:容量、241:導電層、242:接続層、243:絶縁層、245:導電層、251:導電層、252:導電層、254:絶縁層、255:絶縁層、256:プラグ、261:絶縁層、262:絶縁層、263:絶縁層、264:絶縁層、265:絶縁層、271:プラグ、274a:導電層、274b:導電層、274:プラグ、280:表示モジュール、281:表示部、282:回路部、283a:画素回路、283:画素回路部、284a:画素、284:画素部、285:端子部、286:配線部、290:FPC、291:基板、292:基板、301A:基板、301B:基板、301:基板、310A:トランジスタ、310B:トランジスタ、310:トランジスタ、311:導電層、312:低抵抗領域、313:絶縁層、314:絶縁層、315:素子分離層、320:トランジスタ、321:半導体層、323:絶縁層、324:導電層、325:導電層、326:絶縁層、327:導電層、328:絶縁層、329:絶縁層、331:基板、332:絶縁層、335:絶縁層、336:絶縁層、341:導電層、342:導電層、343:プラグ、344:絶縁層、345:絶縁層、346:絶縁層、347:バンプ、348:接着層、401:領域、700A:電子機器、700B:電子機器、721:筐体、723:装着部、727:イヤフォン部、750:イヤフォン、751:表示パネル、753:光学部材、756:表示領域、757:フレーム、758:鼻パッド、772:下部電極、785:層、786a:EL層、786b:EL層、786:EL層、788:上部電極、800A:電子機器、800B:電子機器、820:表示部、821:筐体、822:通信部、823:装着部、824:制御部、825:撮像部、827:イヤフォン部、832:レンズ、2800:パーソナルコンピュータ、2801:筐体、2802:筐体、2803:表示部、2804:キーボード、2805:ポインティングデバイス、2806:二次電池、2807:二次電池、4411:発光層、4412:発光層、4413:発光層、4420:層、4421:層、4422:層、4430:層、4431:層、4432:層、4440:電荷発生層、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、9000:筐体、9001:表示部、9002:カメラ、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、9103:タブレット端末、9200:携帯情報端末、9201:携帯情報端末

Claims (19)

  1.  第1の発光素子と、前記第1の発光素子と隣接する第2の発光素子と、を有し、
     前記第1の発光素子は、第1の画素電極と、前記第1の画素電極上の第1のEL層と、前記第1のEL層上の共通電極と、を有し、
     前記第2の発光素子は、第2の画素電極と、前記第2の画素電極上の第2のEL層と、前記第2のEL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、テーパー形状を有し、
     前記第1のEL層は、前記第1の画素電極の端部を覆い、
     前記第2のEL層は、前記第2の画素電極の端部を覆い、
     前記第1のEL層は、厚さが150nm以下である領域を有する表示装置。
  2.  請求項1において、
     前記第1の発光素子は、前記第1のEL層と前記共通電極の間に、共通層を有し、
     前記第2の発光素子は、前記第2のEL層と前記共通電極の間に、前記共通層を有し、
     前記第1の画素電極の上面と、前記共通層の下面と、の間の距離が150nm以下である領域を有する表示装置。
  3.  第1の発光素子と、前記第1の発光素子と隣接する第2の発光素子と、を有し、
     前記第1の発光素子は、第1の画素電極と、前記第1の画素電極上の第1のEL層と、前記第1のEL層上の共通電極と、を有し、
     前記第2の発光素子は、第2の画素電極と、前記第2の画素電極上の第2のEL層と、前記第2のEL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、テーパー形状を有し、
     前記第1のEL層は、前記第1の画素電極の端部を覆い、
     前記第2のEL層は、前記第2の画素電極の端部を覆い、
     前記第1のEL層の厚さと、前記第2のEL層の厚さと、の差が100nm以下である領域を有する表示装置。
  4.  請求項3において、
     前記第1の発光素子は、前記第1のEL層と前記共通電極の間に、共通層を有し、
     前記第2の発光素子は、前記第2のEL層と前記共通電極の間に、前記共通層を有し、
     前記第1の画素電極の上面と前記共通層の下面との間の距離と、前記第2の画素電極の上面と前記共通層の下面との間の距離と、の差が100nm以下である領域を有する表示装置。
  5.  請求項2又は4において、
     前記共通層は、キャリア注入層を有する表示装置。
  6.  請求項1乃至5のいずれか一項において、
     前記第1のEL層と前記第2のEL層の間の領域に、絶縁層が設けられる表示装置。
  7.  請求項6において、
     前記絶縁層は、有機材料を有する表示装置。
  8.  請求項1乃至7のいずれか一項において、
     画素部と、接続部と、を有し、
     前記画素部は、前記第1の発光素子と、前記第2の発光素子と、を有し、
     前記接続部は、接続電極と、前記接続電極上に設けられ、前記接続電極と電気的に接続される前記共通電極と、を有し、
     前記画素部と前記接続部の間の領域には、第3のEL層が設けられ、
     前記接続電極の端部と、前記第3のEL層の端部と、が保護層により覆われる表示装置。
  9.  請求項1乃至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。
  10.  請求項9に記載の表示モジュールと、
     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。
  11.  第1の画素電極と、前記第1の画素電極と隣接する第2の画素電極と、を、端部にテーパー形状を有するように形成し、
     前記第1及び第2の画素電極上に、第1のEL膜を形成し、
     前記第1のEL膜上に、第1の犠牲膜を形成し、
     前記第1のEL膜、及び前記第1の犠牲膜を加工することにより、前記第1の画素電極の端部を覆う、厚さが150nm以下である領域を有する第1のEL層と、前記第1のEL層上の第1の犠牲層と、を形成し、
     前記第1の犠牲層上、及び前記第2の画素電極上に、第2のEL膜を形成し、
     前記第2のEL膜上に、第2の犠牲膜を形成し、
     前記第2のEL膜、及び前記第2の犠牲膜を加工することにより、前記第2の画素電極の端部を覆う第2のEL層と、前記第2のEL層上の第2の犠牲層と、を形成し、
     前記第1の犠牲層の少なくとも一部と、前記第2の犠牲層の少なくとも一部と、を除去し、
     前記第1のEL層上、及び前記第2のEL層上に、共通電極を形成する表示装置の作製方法。
  12.  請求項11において、
     前記第1の犠牲層の少なくとも一部と、前記第2の犠牲層の少なくとも一部と、を除去した後、前記第1のEL層上、及び前記第2のEL層上に、共通層を形成し、
     前記共通層上に、前記共通電極を形成し、
     前記第1の画素電極の上面と、前記共通層の下面と、の間の距離が150nm以下である領域を有する表示装置の作製方法。
  13.  第1の画素電極と、前記第1の画素電極と隣接する第2の画素電極と、を、端部にテーパー形状を有するように形成し、
     前記第1及び第2の画素電極上に、第1のEL膜を形成し、
     前記第1のEL膜上に、第1の犠牲膜を形成し、
     前記第1のEL膜、及び前記第1の犠牲膜を加工することにより、前記第1の画素電極の端部を覆う第1のEL層と、前記第1のEL層上の第1の犠牲層と、を形成し、
     前記第1の犠牲層上、及び前記第2の画素電極上に、第2のEL膜を形成し、
     前記第2のEL膜上に、第2の犠牲膜を形成し、
     前記第2のEL膜、及び前記第2の犠牲膜を加工することにより、前記第2の画素電極の端部を覆う、前記第1のEL層の厚さとの差が100nm以下である領域を有する第2のEL層と、前記第2のEL層上の第2の犠牲層と、を形成し、
     前記第1の犠牲層の少なくとも一部と、前記第2の犠牲層の少なくとも一部と、を除去し、
     前記第1のEL層上、及び前記第2のEL層上に、共通電極を形成する表示装置の作製方法。
  14.  請求項13において、
     前記第1の犠牲層の少なくとも一部と、前記第2の犠牲層の少なくとも一部と、を除去した後、前記第1のEL層上、及び前記第2のEL層上に、共通層を形成し、
     前記共通層上に、前記共通電極を形成し、
     前記第1の画素電極の上面と前記共通層の下面との間の距離と、前記第2の画素電極の上面と前記共通層の下面との間の距離と、の差が100nm以下である領域を有する表示装置の作製方法。
  15.  請求項12又は14において、
     前記共通層は、キャリア注入層を有する表示装置の作製方法。
  16.  請求項11乃至15において、
     前記第1及び第2の犠牲層の形成後、且つ前記第1及び第2の犠牲層の少なくとも一部を除去する前に、前記第1のEL層と、前記第2のEL層と、の間の領域に絶縁層を形成する表示装置の作製方法。
  17.  請求項16において、
     前記絶縁層は、スピンコート法、スプレー法、スクリーン印刷法、又はペイント法を用いて形成する表示装置の作製方法。
  18.  請求項11乃至17のいずれか一項において、
     導電膜を形成し、
     前記導電膜を加工することにより、前記第1の画素電極と、前記第2の画素電極と、接続電極と、を、端部にテーパー形状を有するように形成し、
     前記第1のEL膜を形成後、前記第1のEL膜の端部を覆うように、前記第1の犠牲膜を形成し、
     前記第1のEL膜、及び前記第1の犠牲膜を加工することにより、前記第1及び第2の画素電極と、前記接続電極と、の間の領域に、第3のEL層と、前記接続電極の端部及び前記第3のEL層の端部を覆う第3の犠牲層と、を形成し、
     前記第1の犠牲層の少なくとも一部と、前記第2の犠牲層の少なくとも一部と、の除去と並行して、前記第3の犠牲層のうち、前記接続電極と重なる領域の少なくとも一部を除去し、
     前記接続電極上に、前記共通電極を形成する表示装置の作製方法。
  19.  請求項18において、
     前記共通電極は、前記第3のEL層と電気的に接続されない表示装置の作製方法。
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